NO811165L - Fremgangsmaate og apparatur for paafoering av et belegg paa en bane - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte

for og apparatur for påføring av et belegg på en bane av et arkmateriale. Oppfinnelsen er spesielt anvendelig for belegning av kontinuerlige papirbaner.

Når det er ønskelig å påføre et belegg med lav

vekt (dvs. et belegg som veier mindre enn 10 g/m 2) på en

bane av et materiale i bevegelse benyttes ofte en dyptrykk-belegningsmetode. Ved bruk av denne metode blir beleggsammensetningen dosert av en dyptrykkvalse på overflaten av hvilken det er anordnet celler eller fordypninger. Dyptrykkvalsen kan enten påføre belegget direkte på banen i hvilket tilfelle metoden beskrives som direkte dyptrykk, eller dyptrykkvalsen kan overføre belegget til en påførings-valse som påfører belegget på banen, i hvilket tilfelle man snakker om offset-dyptrykk. I begge tilfeller benyttes det vanligvis en bakvalse for å understøtte baksiden av banen på kontaktpunktet med valsen som påfører belegget. I en offsetbelegger dreies påføringsvalsen vanligvis ved kontakt med dyptrykkvalsen. Fordi belegning ved direkte dyptrykk lider av den mangel at det er vanskelig å kontrollere vekten av påført belegg, er offsetmetoden vanligvis å foretrekke.

Med en kjent type offset-dyptrykkbelegningsapparat-ur blir belegningsmaterialet tatt opp fra et bad ved hjelp av en dyptrykkvalse, overført fra denne til en påførings-valse drevet av dyptrykkvalsen og fra påføringsvalsen til banen som skal belegges og som beveges mot rotasjonsretning-en for påføringsvalsen. Fordi påføringsvalsen drives av dyptrykkvalsen er dennes rotasjonshastighet avhengig av den for dyptrykkvalsen.

Rotasjonshastigheten for dyptrykkvalsen er begren-set idet for høy rotasjonshastighet resulterer i ufullstendig fylling av trykkcellene når de passerer gjennom badet av be-legningspreparat.'Dette vil resultere i variabel beleggvekt. Banehastigheten er vanligvis på forhånd bestemt og for å oppnå total og jevn overføring av belegningsmaterialet fra på-før ingsvalsen til banen, dvs. et godt belegningsmønster, må de relative hastigheter for bane og påføringsvalse ligge innen et heller smalt område. Således må rotasjonshastigheten for påføringsvalsen velges for å ta i betraktning både banehastigheten og den maksimale hastighet ved hvilken trykk-valsen effektivt kan ta opp beleggsammensetning. Disse to parametre er uavhengige og i enkelte tilfeller uforenelige, med det resultat at jevne beleggsmønstre kun oppnås ved visse belegningsvekter og at påføringsvalsehastigheten ikke kan forandres for å forbedre belegningsmønsteret uten også

å forandre belegningsvekten (gitt en fast banehastighet).

For å overvinne dette problem har det i GB-PS 1.404.616 vært foreslått å anvende en belegningsapparatur

med offset-dyptrykkvalse hvori dyptrykkvalsen og påførings-valsen er separert av en overføringsvalse drevet uavhengig av og i samme retning som påføringsvalsen. I en slik apparatur kan påføringsvalsehastigheten velges til å gi et godt belegningsmønster og en belegningsvektkontroll kan oppnås uten å påvirke belegningsmønsteret ved å variere dyptrykk-

og overføringsvalsehastighetene.

Denne apparatur representerer en betydelig fordel idet at den muliggjør at det oppnås jevnt fordelte belegg med vekt godt under 10 g/m 2 , f.eks. helt ned til 0,5 g/m<2>eller mindre. Imidlertid er det funnet at med denne apparatur kan jevne belegg ikke oppnås for alle typer belegningssammen-setninger eller alle typer baner som skal belegges, spesielt ved lave belegningsvekter.

Mens det ikke er helt ut klart hvorfor dette skulle inntre, er det antatt at det kan være en funksjon av over-flateruheten i banen.

Det er også funnet at det er en tendens for på-før ing svalsedr if ten å bli overbelastet ved meget lave belegningsvekter. Dette antas skyldes friksjon mellom valsen og banen. Et annet problem som dukket opp er at bruken av et tilstrekkelig bakvalsetrykk for å holde banen i kontakt med påføringsvalsen leilighetsvis førte til fluktuering i hastigheten for påføringsvalsen.

Det er nu overraskende funnet at de ovenfor be-skrevne problemer kan elimineres eller i det minste reduseres ved å reversere retningen for påføringsvalsen i forhold til banen i slik apparatur idet påføringsvalsen og overførings-valsen anordnes for rotasjon i samme retning og dyptrykksvalsen arransjeres for rotasjon i motsatt retning.

I henhold til dette tilveiebringer foreliggende oppfinnelse i et første aspekt en fremgangsmåte for påfør-ing av en beleggsammensetning på en kontinuerlig bane av arkmateriale og denne omfatter å påføre en dosert mengde av en beleggsammensetning ved hjelp av en dyptrykkvalse på en overføringsvalse, overføring av beleggsammensetningen fra overføringsvalsen til en påføringsvalse som roterer i samme retning som overføringsvalsen og drives uavhengig av denne, og å overføre sammensetningen fra påføringsvalsen til den bevegede bane av arkmateriale som skal belegges, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at bevegelsesretningen for banen på kontaktpunktet med påføringsvalsen er den samme som bevegelsesretningen for påføringsvalseoverflaten på dette punkt.

I et annet aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringes det en apparatur for påføring av en belegningssammensetning på en kontinuerlig bane av arkmateriale der apparaturen omfatter en dyptrykksvalse anordnet for å påføre en utmålt mengde belegg på en overføringsvalse, en påføringsvalse som er anordnet for å motta beleggsammensetning fra overførings-valsen og er montert for rotasjon uavhengig av og i samme retning som overføringsvalsen, og midler for mating av bane forbi påføringsvalsen, og denne apparatur karakteriseres ved at innretningene for mating av banen er tilpasset slik at banen i bruk beveger seg i samme retning som påførings-valseoverflaten som den kommer i kontakt med.

Fremgangsmåten og apparaturen ifølge oppfinnelsen er spesielt egnet for belegning av såkalt oppløsningsfrie silikonsammensetninger på en klebefri base, f.eks. leire-bestrøket papir og pergamynkalandrert og leirebelagt klebefri basis. Da slike sammensetninger er meget kostbare, er det nødvendig at det påføres et belegg så tynt som mulig (et belegg med en tykkelse på omtrent 1 ym tilsvarer en

belegningsvekt på ca. 1 g/m 2). Det er også ønskelig at det oppnås et enhetlig belggsmønster da det ellers kan oppnå ujevne slippegenskaper over banens areal. Foreliggende metode og apparatur er også egnet for påføring av andr typer beleggssammensetninger, f.eks. mikrokapselholdige og fargefremkallende sammensetninger som benyttes ved frem-stilling av karbonfritt kopieringspapir (slike fargefremkallende sammensetninger kan f.eks. være basert på fargefremkallende leirer eller på fenolisk harpiks/kaolinblanding-er).

Ved å benytte metoden og apparaturen ifølge oppfinnelsen reduseres kraften som forbrukes av påføringsval-sen vesentlig sammenlignet med det arrangement som er beskrevet i GB-PS 1-404-614. Ved f.eks. belegning av en glassinkalandrert klebefri base med et oppløsningsmiddel-fritt silikon, var ved en banehastighet på 100 m/min. og en banedekkel på 508 mm på en pilot plant belegger kraften som ble forbrukt av påføringsvalsen ved en utførelsesform av apparaturen ifølge oppfinnelsen ca. 34 watt. Kraften ut-viklet av den samme apparatur, men modifisert for å gå slik som beskrevet i GB-PS 1.404.616, men ellers å arbeide under de samme betingelser, var over 1490 watt samtidig som papiret som ble belagt var det samme i begge tilfeller.

Fortrinnsvis omfatter apparaturen videre en bakvalse som danner en nip med påføringsvalsen gjennom hvilken banen som skal belegges passerer, som er anordnet for å ro-tere i en retning motsatt påf ør ingsvalsen..

Alternativt kan apparaturen omfatte førevalser anordnet for å tjene som føring for banen av materiale når denne passerer i kontakt med påføringsvalsen under belegningen.

Overfør ingsvalsen og/eller bakvalsen kan være gummibelagt.

Fortrinnsvis er forholdet mellom hastigheten for påføringsvalseoverflaten og den for banen på kontaktpunktet ikke større-enn 1:1. Over dette forhold kan det være en tendens til at det inntrer striping eller andre virkninger som resulterer i ujevnt belegningsmønster.

Fordi påføringsvalsehastigheten er relativt lav reduseres også sprutet fra valsen.

For å gjøre oppfinnelsen lettere tilgjengelig og for klarere å fremheve fordelene skal det henvises til de ledsagende tegninger der: Fig. 1 er et skjematisk enderiss av en foretrukket utførelsesform av apparaturen ifølge oppfinnelsen;

fig. 2 og 3 er fotografier i riktig størrelse av deler av et karbonfritt kopieringssystem der fargen er fremkalt over hele arealet av delene, idet arkene er belagt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, henholdsvis i henhold til GB-PS 1.404.616;

fig. 4 og 5 er fotografier i riktig størreise av deler av ark belagt med oppløsningsfr i silikon som er flekket med malakittgrønn farge (påført i vandig oppløsning) for å fremheve ikke-belagte områder, idet arkene i fig. 4 og 5 er belagt ved metodene som ble benyttet for fig. 2 henholdsvis 3 ovenfor; og

fig. 6 er et fotografi av et fargefremkalt ark fremstilt som beskrevet under henvisning til fig. 2, bortsett fra at forholdet mellom overflatehastigheten for påførings-valsen og banehastigheten var forskjellig.

Under henvisning først til fig. 1 omfatter belegningshodet en dyptrykkvalse 1, en gummibelagt overførings-valse 2 i kontakt med dyptrykkvalsen, en påføringsvalse 3

i kontakt med overføringsvalsen og en gummibelagt bakvalse 4 anordnet for å danne en nip med påføringsvalsen. Som an-tydet ved piler på valsene dreier påførings- og overførings-valsene seg i samme retning og dyptrykk- og bakvalsene dreies i motsatt retning.

Uavhengige ikke viste drivanordninger er tilveie-bragt for dreining av påføringsvalsen og bakvalsen. Over-før ingsvalsen 2 driver dyptrykkvalsen 1. Dyptrykkvalsen 1 går gjennom et bad 6 med en belegningssammensetning 7. En doktorkniv 8 er anbragt i kontakt med dyptrykkvalsen 1. En ikke vist avviklingspost på én side av belegningshodet og en ikke vist oppviklingspost på den andre siden gir midler for

å mate en bane 5 av papir gjennom nipen mellom påførings-

og bakvalsen.

Når apparaturen er i drift, roterer dyptrykksvalsen 1 i den retning som er vist og tar opp beleggsammensetning 7 fra badet 6. Overskytende belegg fjernés av doktorkniven 8. Dyptrykksvalsen påfører beleggssammensetningen på overføringsvalsen 2 som overfører belegget til påføringsvalsen 3.

Påføringsvalsen 3 overfører beleggsammensetningen til banen 5 i nipen mellom påføringsvalsen og bakvalsen 4. Bakvalsen tjener til å holde papirhanen i kontinuerlig kontakt med påføringsvalsen. Det er åpenbart at denne belegningsapparatur er en form for "forward roll"-belegger.

Under henvisning til fig. 2 og 3 ble fargen i de viste ark fremkalt ved å legge over respektive ark av papir belagt med mikrokapsler inneholdende en fargedannende opp-løsning på fargefremkallerarkene og å knuse mikrokapslene ved hjelp av en kalander. I hvert tilfelle var mikrokapsel-beleggvekten (på tørrbasis) 1 g/m 2, det belagte papir var av en substans 49 g/m 2, papirhastigheten var 60 m/min. og overflatehastigheten for påføringsvalsen var 60 m/min., dvs. at forholdet mellom hastigheten for påføringsoverflaten og banen var mindre enn 1:1. Det fremgår at mønsteret som vises i fig. 2 er mindre flekket enn i fig. 3 og dette antyder at et bedre beleggsmønster ble oppnådd ved å bruke apparaturen ifølge oppfinnelsen.

Under henvisning til fig. 4 og 5 var i hvert tilfelle beleggsvekten av det oppløsningsfrie silikon o,7 g/m 2, det belagte papir var en 135 g/m 2 klebefri basis med et 15 g/m 2belegg av leire, papirhastigheten var 100 m/min. og overflatehastigheten for påføringsvalsen var 50 m/min., dvs. at forholdet mellom hastigheten for påfør ingsvalsens over-flate og den for banen var mindre enn 1:1. Det fremgår av bildene at belegget i fig. 4 er vesentlig mere enhetlig enn det i fig. 5. Det ses også at forskjellene mellom beleggene i fig. 4 og 5 er større enn forskjellene mellom beleggene i fig. 2 og 3. Som nevnt tidligere blir oppløsningsmiddelfrie silikoner belagt med meget lave beleggsvekter og disse figurer viser at mens oppfinnelsen kan benyttes til å på-føre mange forskjellige typer og beleggsvekter, oppnås spesielt gode resultater ved lave beleggsvekter.

Under henvisning til fig. 6 vises det et ark som er belagt med en papirhastighet på 600 m/min. og en hastighet for påføringsvalseoverflaten på 750 m/min., dvs. at forholdet mellom hastigheten for påføringsvalseoverflaten og for banen er større enn 1:1. Det fremgår at det ble oppnådd et mindre enhetlig belegg enn tilfellet var. med papiret i fig. 2.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for påføring av en beleggssammensetning på en kontinuerlig bane av arkmateriale, omfattende påføring av en dosert mengde av beleggssammensetningen ved hjelp av en dyptrykksvalse til en overføringsvalse, over-føring av beleggssammensetningen fra over føringsvalsen til en påføringsvalse som drives uavhengig av og roterer i samme retning som overføringsvalsen og overføring av sammensetningen fra påføringsvalsen til en bane i bevegelse og av et arkmateriale som skal belegges, karakterisert ved at bevegelsesretningen for banen på kontaktpunktet med påføringsvalsen er den samme som bevegelsesretningen for påføringsvalseoverflaten på dette punkt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at forholdet mellom hastigheten for overflaten av påføringsvalsen og den for banen holdes slik ved kontaktpunktet at det ikke er større enn 1:1.

3. Apparatur for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 for påføring av en beleggssammensetning på en kontinuerlig bane av arkmateriale omfattende en dyptrykksvalse anordnet til å påføre en dosert mengde belegg på en overfør ingsvalse, en påføringsvalse som er anordnet for å motta beleggssammensetning fra overføringsvalsen og er anordnet for rotasjon uavhengig av og i samme retning som over-før ing svalsen , og midler for å mate banen forbi påførings-valsen, karakterisert ved at innretningen for tilmatning av banen er anordnet slik at i bruk vil banen bevege seg i samme retning som overflaten av påførings-valsen som banen kommer i kontakt med.

4. Arkmateriale fremstilt ved en fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2.