NO143966B - Fremgangsmaate og maskinanordning til belegning av en loepende materialbane med bestrykningskomposisjon - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved kontinuerlig dobbeltsidig belegning av en løpende bane med vannholdig bestrykningskomposisjon i minst to bestrykningsstasjoner,

hver med en støttevalse og et avstrykerblad som banen passerer imellom, og hvor banens ene side bringes til anlegg mot støtte-valsen og dens annen side får vannholdig bestrykningskomposis jon påført i den første bestrykningsstasjon, mens banens allerede belagte side bringes til å ligge an mot støttevalsen og dens ubelagte side får bestrykningskomposis jon påført i den annen bestryk-ningsstas jon. Oppfinnelsen går videre ut på en maskinanordning til utførelse av fremgangsmåten, omfattende minst to besWyknings-stasjoner som er plasert i innbyrdes avstand i banens lengderet-ning og hver innbefatter minst én støttevalse og eit avstrykerblad, slik anordnet at banen bringes til å passere mellom dem, og at støttevalsene i to på hinannen følgende bestrykningsstasjoner får anlegg mot hver sin side av banen.

Der er kjent fremgangsmåter og anordninger for bladbestrykning av en papirhane på begge sider, hvor skiktet på den først belagte side forhåndstørkes før den annen side av banen belegges. Der er mulig å oppnå en jevn/god belegning med ønsket forskjellig kvantitativ påføring på banens to sider. Fremgangsmåten anvendes vanligvis ved bestrykning av papir i separate bestrykningsmaskiner adskilt fra papirmaskinen. Det er også kjent å utføre en tosidig bladbestrykning uten å forhåndstørke skiktet på„den første belagte side. Fremgangsmåter og anordninger til dette formål er beskrevet i de svenske patentskrifter 347 781 og 348 777.1 US-patentskrift 3 293 067 er der beskrevet en fremgangsmåte hvor den ene side av fiberbanen belegges ved hjelp av en valsebestrykningsanordning og dens annen side,fortrinnsvis fiberbanens vireside, belegges med en bladbestrykningsanordning uten anvendelse av mellomtørkning. Alle de ovennevnte fremgangsmåter og anordninger er behef-tet med visse ulemper. Bladbestrykning og forhåndstørkning av det først pålagte skikt faller kostbart og er vanligvis umulig å anvende i selve papirmaskinen ved ombygning av konvensjonelle papirmaskiner for fremstilling av tosidig bestrøket papir. I regelen er der ikke plass til to bestrykningsstasjoner pluss tørkeinnretninger til forhåndstørkning av det først pålagte skikt. Ved samtidig bestrykning av begge sider av banen som beskrevet i svensk patentskrift 347 781 og 348 777, passerer fiberbanen først en sone for påføring av bestrykningsmiddelet. Fiberbanen passerer deretter mellom to innbyrdes motstilte avstryker--blader, hvormed belegningsmiddelet jevnes ut og belegget reguleres kvantitativt.

Ved anvendelse av slike anordninger er det ikke mulig å regulere tykkelsen av bestrykningsskiktet på den ene av sidene uten at skiktet på den annen side samtidig blir påvirket. En økning av avstrykerbladets trykk mot den ene side av banen medfører en samtidig trykkøkning mellom banen og avstrykerbladet på den annen side av denne. Denne innbyrdes avhengighet mellom variasjonsmulighetene gjør det umulig å forsyne banen med store kvantiteter av beleggmasse under bibehold av en kontroll over prosessen. I praksis er disse kjente anordninger begrenset til belegninger i mengder på ca. 12 g/m 2 bestrykningskomposisjon pr. side.

Ved bestrykning av en papirhane ved hjelp av et valsebestryk-ningsorgan på den ene side og med et bladbestrykningsorgan på den annen side uten mellomtørkning, slik det foreslås i US-patentskrift 3 293 067, fås en forskjellig bestrykning på de' to sider og begrent-sede muligheter for å regulere bestrykningsskiktets tykkelse på hver av sidene, spesielt ved kvantitativt store belegninger. Der oppstår en viss ulikhet i mikrostrukturen av bestrykningsskiktet på de to sider,og der foreligger stadig fare for ved kvantitativt stor belegning å få et bestrøket papir med stor forskjell mellom sidene. En kvantitativ'økning av bestrykningsmaterialet på den side som bestrykes med valsebestrykningsorganet, påvirker den annen side, som bestrykes med blad,ved at den økte beleggtykkelse medfører et høyere bladtrykk.

Ved bestrykning av en papirhane på begge sider ved hjelp av

i kort avstand etter hverandre plasserte konvensjonelle bladbestryk-ningsorgåner med støttevalser, uten forhåndstørkning av det. først påførte bestrykningsskikt, vil en del av dettes materiale avsette seg på støttevalsen hos det annet bladbestrykningsorgan. Dette medfører uregelmessig bestrykning på begge sider på grunn av

deri splitting av filmen' som skjer når papirhanen skilles fra det annet bestrykningsorgans støttevalse. Den avsmitting som fås på det annet bestrykningsorgans støttevalse og vanskelig lar seg skille fra denne, forårsaker at bestrykningsskiktet på den

sist belagte side blir ujevn på grunn av øket bladtrykk der hvor beleggmasse sitter igjen på støttevalsen. Lineære ujevnheter i bladtrykket forårsaker en ujevnt avstrøket massemengde tvers på fiberbanen, noe som fører til en uakseptabel produktkvalitet.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe en fremgangsmåte

og en maskinanordning til bestrykning av begge sider av en materialbane, hvor det er mulig.å anvende konvensjonelle bladbe-strykningsorganer med støttevalser ,men uten forhåndstørkning av-det først påførte skikt og å bygge inn disse organer på eh liten plass i en papirmaskin, f.eks. på limpressens plass.

Det problem som oppfinnelsen har til oppgave å løse, består

i ved bestrykning av begge sider av en materialbane ved hjelp av med kort innbyrdes avstand i banens løperetning plasserte blad-bestrykningsorganer med støttevalser, uten forhåndstørkning av et påført skikt, effektivt å kunne skille dette fra støttevalsen i det i banens løperetning nærmest etterfølgende bestrykningsorgan for bestrykning av banens annen side uten at beleggmassen her hefter til og blir sittende igjen på støttevalsen.

Dette problem løses ved oppfinnelsen slik den har funnet uttrykk i patentkravene.

Det kan i den forbindelse nevnes at det fra US-patentskrift 3 110 608 riktignok er kjent at der ved dampblåsnihg mot en kjølet valse vil dannes en film på denne i form av kondensat som virker som slippmiddel, til å holde et belegg som er påført fra en varm smelte, i å klistret til valsen. Imidlertid er det ikke ut fra dette forhold nærliggende rett

og slett å kjøle den annen støttevalse og avlede kondensat-

filmen vesentlig fra det våte, flytende belegg som påføres i første belegningsoperasjon. De kjølede valser ved ut-

førelsen etter patentskriftet er ikke og virker ikke som støttevalser i en belegningsoperasjon, og er anordnet til et annet formål enn støttevalsene i belegningssystemet ifølge oppfinnelsen, nemlig for å påskynde stivning av smeiten som danner belegget.

Ved anvendelse av en fremgangsmåte og en maskinanordning i samsvar med oppfinnelsen er det mulig på liten plass i en papirmaskin å bygge inn to bladbestrykningsstasjoner med den konvensjonelle bladbestryknings gode funksjon når det gjelder bestrykning av begge sider av papirbanen. De to bestrykningsorganer kan reguleres hver for seg innen vide grenser. Ved endring av de variable reguleringsparametre bladtrykk og bladvinkel mot papirbanen er det mulig å variere beleggskiktet på hver side separat uten at der inntrer noen gjensidig påvirkning ved regulering av de variable på den ene side. Det er mulig å påføre belegningsskikt opp til 30 g/m 2 tørrvekt av bestrykningskomposi-

sjon pr. side under full kontroll av prosessen.

Fremgangsmåten og maskinarrangementet gjør det også mulig

på relativt liten plass å anvende bladbestrykning med to bestryk-ningsstas joner på hver side av banen for påføring av "sandwichsskikt". F.eks. kan der som første skikt påføres en fyllmasse av enklere

og billigere slag,som deretter forsynes med et tynt overflate-skikt av høy kvalitet i en etterfølgende bestrykningsstasjon.

For å unngå avsetning av bestrykningskomposisjon på støtte-valsen i den etterfølgende bestrykningsstasjon ved belegning av papirbanen med skikt av opp til 15 g/m 2 tørrvekt av bestrykningskomposisjon er det mulig ved kraftig kjøling av støttevalsen å skille skiktet fra støttevalsen ved hjelp av en kondensatfilm som i den forbindelse blir frembragt på den kalde valseoverflate. Kondensatfilmen blir hovedsakelig frembragt av vann inneholdt i beleggskiktet, men også av luftens fuktighet. Ved belegning av papirbanen med kraftigere skikt,opp til 30 g/m 2 tørrvekt av beleggkompo-sisjon/ er det nødvendig å øke temperaturdifferansen mellom støt-tevalsens overflate og beleggskiktet, noe som kan skje under inn-virkning av infrarød bestråling eller på annen måte tilveiebragt oppvarmning av bestrykningskomposisjonen. Ved å minske eller øke intensiteten av den infrarøde bestråling har man gode muligheter for å regulere dannelsen av kondensatfilmen. Når belegningskom-posisjonen varmes opp,eller papirbanens nettopp pålagte belegg-, skikt utsettes for oppvarmning med infrarød stråling, nedsettes bestrykningskomposisjonens viskositet, og væske trenger raskt inn

i papirbanen, samtidig som der skjer fordampning av vann fra beleggskiktet før og under dets kontakt med den kjølte støttevalse.

Det fra beleggskiktet fordampede vann som kommer i kontakt med overflaten av den kjølte støttevalse, kondenserer raskt og bidrar til dannelsen av kondensatfilmen.

I det følgende vil en maskinanordning ifølge oppfinnelsen

bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen^som noe for-enklet viser maskinanordningen i sideriss og delvis i snitt. På tegningen ses en bane 1 av papir eller annet materiale som skal bestrykes med en bestrykningskomposisjon på begge sider. Banen 1 ledes først gjennom en første bestrykningsstasjon 3, som innbefatter en støttevalse 5, en påføringsvalse 7 og et avstrykerblad 9. Fra bestrykningsstasjonen 3 føres banen 1 i retning oppover til en annen bestrykningsstasjon 11, som innbefatter en kjølbar støttevalse 13 av stål eller metall, påføringsvalse 15 og avstrykerblad 17. Under passering gjennom maskinanordningen løper banen 1 over ledevalser 19 og en vendevalse 21. Samtlige valser kan rotere og bæres av et stativ 23. Påføringsvalsene 7 og 15 er montert i trau 25 båret av stativet 23. Den kjølbare støttevalse 13 er tilsluttet et rør 27 for tilførsel av kjølevæske. Langs banen 1 på dens vei fra første bestrykningsstasjon 3 til vende-i valsen 21 er der plasert et infrarødt-stråleelement 29 som dek-ker hele bredden av banen 1 og bæres av stativet 23.

Maskinanordningen»som i første rekke er bestemt til å installeres i en papirmaskin, f.eks. på limpressens plass, arbeider som følger: Banen 1 føres over en ledevalse 19 inn i den første bestrykningsstasjon 3, hvor dens ene side på kjent måte blir for-synt med et skikt av bestrykningskomposisjon som tilføres fra trauet 25 av påføringsvalsen 7. Beleggskiktet glattes ut og dets tykkelse reguleres med avstrykerbladet 9,og overskudd av bestrykningskomposis jonen renner tilbake til trauet 25. Regulering av beleggskiktets tykkelse utføres ved regulering av trykket av bladet 9 og innstilling av bladvinkelen på kjent måte. Anordninger til dette er ikke vist på tegningen. Fra støttevalsen 5 føres banen via ledevalser 19 og vendevalsen 21 til anlegg med sin bestrøkne side mot støttevalsen 13 i den annen bestrykningsstasjon 11 langs ca. 260° av omkretsen av denne valse. Støttevalsen 13 er innrettet til å kjøles med kjølevæske tilført gjennom røret 27. Kjølevæs-kens fordeling i og bortledning fra valsen skjer på kjent måte og er ikke vist på tegningen. Bestrykningskomposisjonen påføres med påføringsvalsen 15 fra trauet 25 på banens annen side, glattes ut og reguleres kvantitativt med avstrykerbladet 17 på samme måte som i første bestrykningsstasjon 3. Takket være temperaturdifferansen mellom overflaten av den kjølte metalliske støttevalse 3 og det fuktigere varmere beleggskikt som er pålagt i første bestrykningsstasjon 3, og på grunn av luftfuktigheten, oppstår der på den kjølte valseoverflate en kondensatfilm som gjør det mulig å skille banen fra valsen langs denne film, så ikke noe av bestrykningskomposis jonen hefter til og blir sittende på valseover-flaten.

Dannelsen av kondensatfilmen avhenger av flere variable i prosessen, som størrelsen av temperaturdifferansen, bestrykningskomposis jonen, dennes kvalitet samt den omgivende lufts fuktighet. Ved oppvarmning av bestryknings-skiktet med infrarødt-stråleelementet 29 bevirkes først og fremst en økning av temperaturdifferansen, som medvirker til dannelsen av en kraftigere kondensatfilm. Endel av vannet i beleggkomposisjonen trekker seg ut av beleggskiktet i dampfase like før dette får kontakt med støt-tevalsen 13, og kondenserer ved kontakt med den kjølede valse-overf late. Ved bestrykning av banen med høyere kvantiteter av bestrykningskomposisjonen er det nødvendig å bevirke en kraftig, oppvarmning av bestrykningsskiktet ved hjelp av infrarødt-strålin-gen for å sikre dannelsen av en så kraftig kondensatfilm på val-seoverflaten at vedheftning av bestrykningskomposisjonen forhin-dres. Ved å regulere intensiteten av infrarødt-strålingen og valsens kjøling er det mulig helt å kontrollere prosessen med hensyn til de variable som inngår i den.

Den ovenfor beskrevne anordning utgjør bare et eksempel

på anvendelsen av fremgangsmåten. Det er selvsagt mulig isteden-for påføring av bestrykningsmiddelet med påføringsvalser å fore-ta påføring ved påsprøyting eller med kombinasjoner av kjente på-føringsmetoder.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte ved kontinuerlig, dobbeltsidig belegning av en løpende bane (1) med vannholdig bestrykningskomposisjon i minst to bestrykningsstasjoner (3, 11), som hver innbefatter en støttevalse (5, 13) og en avstrykeranordning (9, 17) som banen bringes til å passere imellom, og hvor i den første bestrykningsstasjon (3), banens ene side bringes til anlegg mot støttevalsen (5) og dens annen side får væskeholdig bestrykningskomposisjon påført, mens i den annen bestrykningsstasjon (11) banens allerede belagte side bringes til anlegg mot støtte-valsen (13) og dens ubelagte side får bestrykningskomposisjonen påført, karakterisert ved at støttevalsens (13) mantelflate i den annen bestrykningsstasjon (11) ved kjøling holdes på så lav temperatur at der på mantelflaten blir vedlike-holdt en kondensatfilm vesentlig fra fuktigheten i den bestrykningskomposis jon som er påført banen (1) i den første bestrykningsstasjon (3) .

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den bestrykningskomposisjon som påføres banen (1) i den første bestrykningsstasjon (3), varmes opp for økning av temperaturdifferansen mellom denne komposisjon og støttevalsens (13) mantelflate i den annen bestrykningsstasjon (11).

3. Maskinanordning for kontinuerlig, dobbeltsidig belegning av en løpende bane (1) med vannholdig bestrykningskomposisjon ved en fremgangsmåte som angitt i krav 1, innbefattende minst to bestrykningsstasjoner (3, 11) plasert i innbyrdes avstand i banens løperetning og hver innbefattende minst en støttevalse (5, 13) og en avstrykeranordning (9, 17), f.eks. et avstrykerblad, en roterbar stav eller en luftsjaber, slik anordnet at banen (1) bringes til å passere mellom dem, og at støttevalsene (5, 13) i to på hinannen følgende bestrykningsstasjoner (3, 11) får anlegg mot hver sin side av banen (1), karakterisert ved anordninger (27) til å kjøle mantelflaten av minst én av støttevalsene (13), som i sin bestrykningsstasjon (11) er innrettet til å ligge an mot den side av banen (1) som i den fore-gående bestrykningsstasjon (3) vender mot avstrykeranordningen (9) .

4. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at støttevalsene (5, 13) er plassert slik at banelengden fra avstrykeranordningens (9) anlegg mot banen (1) i en bestrykningsstasjon (3) til banens kontakt med støttevalsen (13) i neste bestrykningsstasjon (11) ikke overstiger 7 meter.

5. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved en oppvarmningsanordning (29) som virker på banen (1) på dens vei mellom to bestrykningsstasjoner (3, 11).