B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
Vorrichtung zum Beschichten von Papier- oder KartonbahnenApparatus for coating paper or board webs
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen mit zwei achsparallel nebeneinander gelagerten Walzen, die einen Spalt bilden, durch den die Papier- oder Kartonbahn geführt wird, mit einem Auftrag- und Dosiersystem für zumindest eine der Walzen, das einen dosierten Film von Beschichtungsmaterial auf die Walzenoberfläche aufträgt, der im Spalt an die Papier- oder Kartonbahn abgegeben wird, und mit einer Randschaber-Einrichtung mit einem Schaber, der in Drehrichtung der Wal¬ ze hinter dem Auftrag- und Dosiersystem angeordnet in zumindest einem Randbereich der Walze aufgetragenes Beschichtungsmaterial abschabt.The invention relates to a device for coating paper or board webs with two axially parallel juxtaposed rollers which form a gap through which the paper or board web is guided, with an application and metering system for at least one of the rollers, the metered film of coating material is applied to the roll surface, which is delivered in the gap to the paper or board web, and with an edge scraper device with a scraper, in the direction of rotation of the roller behind the application and dosing arranged in at least one edge region of the roller applied Abrading coating material.
Zum Veredeln von Papier- oder Kartonbahnen mit Leim, Stärke oder Pigmentfarben sind als Beschichtungsvorrichtungen sogenannte Filmpressen bekannt, die zwei achsparallel in einem Gestell drehbar gelagerte Walzen aufweisen, die einen Spalt bilden, durch den die Bahn geführt wird. Das Beschichtungsmaterial wird von einem zumindest einer Walze zugeordneten Auftrag- und Dosiersystem zunächst auf eine oder beide Walzen aufgetra¬ gen, die es anschließend in dem Beschichtungsspalt zwischen den beiden Walzen an die Bahn abgibt. Filmpressen eignen sich besonders zum beidseitigen Beschichten einer Bahn, daher weist üblicherweise jede der beiden Walzen ein Auftrag- und Dosiersystem auf. Eine Beschichtungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art ist in der DE-A-44 31 202 beschrieben.For finishing paper or board webs with glue, starch or pigment paints, so-called film presses are known as coating devices, which have two rollers which are mounted axially parallel in a frame and form a gap through which the web is guided. The coating material is initially applied to one or both rollers by an application and metering system associated with at least one roller, which then delivers it to the web in the coating gap between the two rollers. Film presses are particularly suitable for double-sided coating of a web, therefore, usually each of the two rollers on a job and dosing on. A coating device of the generic type is described in DE-A-44 31 202.
Damit die Papier- oder Kartonbahn über ihre gesamte Breite, die bis zu 11 m beträgt, beschichtet werden kann, erstrecken sich die Walzen in ihrer axialen Länge und die Auf- trag- und Dosiersysteme ebenfalls zumindest über die gesamte maximale Bahnbreite, überlicherweise noch über diese hinaus. Um Probleme mit Beschichtungsmaterial zu vermeiden, das an den seitlichen, von der Bahn nicht abgedeckten Enden der Walzen nicht von der Bahn aufgenommen wird, ist es bekannt, in diesen Bereichen jeweils eine Randschaber-Einrichtung anzuordnen. Die in Drehrichtung hinter dem Auftrag- und Do- siersystem und vor dem Spalt angeordnete Randschaber-Einrichtung schabt das Be¬ schichtungsmaterial an dem jeweiligen Rand wieder von der Walzenoberfläche ab. Die
Randschaber-Einrichtungen können auch eingesetzt werden, um eine Bahn mit beschich- tungsfreien Rändern zu erzeugen. Dann sind sie etwas breiter als der nicht von der Bahn abgedeckte Bereich der Walzen.In order that the paper or board web can be coated over its entire width, which is up to 11 m, the rollers extend in their axial length and the application and metering systems also at least over the entire maximum web width, and usually also over this out. In order to avoid problems with coating material which is not absorbed by the web at the lateral ends of the rolls not covered by the web, it is known to arrange an edge scraper device in each of these regions. The edge scraper device arranged in the direction of rotation behind the application and metering system and in front of the gap scrapes the coating material from the roll surface again at the respective edge. The Edge scrapers can also be used to create a web with coating-free edges. Then they are slightly wider than the area of the rolls not covered by the web.
Aus der Praxis sind Randschaber-Einrichtungen bekannt, die einen aus Federblech gefer¬ tigten klingenförmigen Schaber enthalten. Der Schaber ist in einem Anstellwinkel α klei¬ ner als 90° gegen die Tangente an der Berührungslinie an die Walze angestellt, wobei der Anstellwinkel von der Tangente an die Walze in Drehrichtung zum Schaber gemes¬ sen wird. Bei einem Anstellwinkel α von weniger als 90° arbeitet der Schaber schleppend, es bildet sich ein spitzwinklig zulaufender Einlaufkeil zur Walze.Edge doctor devices are known in practice, which contain a blade-shaped scraper made of spring plate. The scraper is set at an angle α smaller than 90 ° against the tangent at the contact line to the roller, wherein the angle of attack is measured from the tangent to the roller in the direction of rotation of the scraper. At an angle α of less than 90 °, the scraper operates sluggish, it forms an acute-angled inlet wedge to the roller.
Schleppende Schaber werden im Betrieb, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, von dem Beschichtungsmaterial mit sehr hohen Kräften von der Walze weggedrückt. Sie müssen daher für eine sichere Funktion mit entsprechend großen Anpreßkräften gegen die Walze gedrückt werden. Die keilförmige Geometrie des Einlaufspalts hat den weiteren Nachteil, dass das abgeschabte Beschichtungsmaterial nicht sicher abgeleitet wird. Um den Einlaufspalt zu verlassen, muß das abgeschabte Beschichtungsmaterial seine Bewe¬ gungsrichtung umkehren. Beim Beschichten mit Pigmentfarben bilden sich im Umkehr¬ punkt an der Schaberkante abrasiv wirkende Anbackungen, von denen die Walzenober- fläche, üblicherweise aus gummiartigem Elastomer, beschädigt wird.Towing scrapers are pushed away from the roller during operation, especially at high speeds, by the coating material with very high forces. They must therefore be pressed against the roller for a reliable function with correspondingly large contact forces. The wedge-shaped geometry of the inlet gap has the further disadvantage that the scraped coating material is not safely dissipated. To leave the inlet gap, the scraped-off coating material must reverse its direction of movement. When coating with pigment paints, abrasive caking forms on the scraper edge at the point of reversal, from which the roll surface, usually made of rubber-like elastomer, is damaged.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass ein sicheres Abschaben von Beschichtungsmaterial bei hohen Geschwindigkeiten ohne die vorstehend beschriebenen Nachteile möglich ist.The invention is therefore based on the object to improve a device of the generic type so that a safe scraping of coating material at high speeds without the disadvantages described above is possible.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Schaber der Randschaber-Einrichtung aus Polyäthylen oder einem Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften gefertigt und als stechender Schaber mit einem Anstellwinkel zwischen 140° und 175°, bevorzugt zwi¬ schen 160° und 165°, an die Tangente der Walze angestellt ist, und dass zwischen dem Auftrag- und Dosiersystem und dem Schaber eine Rücklaufdichtung angeordnet ist, die ein Zurücklaufen des abgeschabten Beschichtungsmaterials zum Auftrag- und Dosiersys¬ tem verhindert.This object is achieved in that the scraper of the edge scraper device made of polyethylene or a plastic with comparable properties and as a stabbing scraper with an angle between 140 ° and 175 °, preferably between 160 ° and 165 °, to the tangent of Roller is employed, and that between the application and metering system and the scraper, a return seal is arranged, which prevents running back of the scraped coating material for application and Dosiersys¬ system.
Ein stechend angeordneter Schaber weist die einleitend aufgeführte Nachteile eines schleppend angeordneten Schabers nicht auf. Die erfindungsgemäßen Merkmale ge¬ währleisten, dass sich der stechend angeordnete Schaber nicht in den Gummibelag der
Walze eingräbt und dass das abgeschabte Beschichtungsmaterial nicht zurück zum Auf¬ trags- und Dosiersystem läuft und so den Auftrag eines dosierten Films stört.A scraper arranged with a sharp end does not have the disadvantages of a sluggishly arranged scraper as stated in the introduction. The features according to the invention ensure that the scraper arranged in a stinging manner does not penetrate the rubber coating of the Roller buried and that the scraped coating material does not run back to Auf¬ lags and dosing and thus disturbs the order of a metered film.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen, einer Beschichtungsvorrichtung nach der Erfindung.The subclaims contain preferred, as particularly advantageous embodiments, a coating device according to the invention.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment. Showing:
Figur 1 einen Schnitt durch eine Beschichtungsvorrichtung und1 shows a section through a coating device and
Figur 2 in einem vergrößerten Ausschnitt das Auftrag- und Dosiersystem mit der nachfolgend angeordneten Randschaber-Einrichtung.2 shows an enlarged detail of the application and metering system with the subsequently arranged edge scraper device.
Die in der Zeichnung dargestellte Beschichtungsvorrichtung ist in eine Papiermaschine integriert. Sie besteht aus zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell drehbar ge¬ lagerten Walzen 1 , 2, von denen eine Walze ortsfest, die andere Walze umfänglich ge¬ gen die ortsfeste Walze anpressbar gelagert ist. Beide Walzen 1 , 2 sind mit einem Dreh¬ antrieb verbunden, mit dem sie gegensinnig in Richtung der Pfeile 3, 4 um ihre Längs¬ achsen gedreht werden können. Beide Walzen 1 , 2 sind auf ihrer Mantelfläche gummiert. Beim Anschwenken der Walzen 1, 2 gegeneinander bildet sich ein Pressspalt 5, durch den die zu beschichtende Papier- oder Kartonbahn 6 - im Beispiel von oben kommend - geführt wird.The coating apparatus shown in the drawing is integrated in a paper machine. It consists of two axially parallel side by side in a frame rotatably ge stored rollers 1, 2, of which one roller is fixed, the other roller circumferentially ge the stationary roller is mounted pressable. Both rollers 1, 2 are connected to a rotary drive with which they can be rotated in opposite directions in the direction of the arrows 3, 4 about their longitudinal axes. Both rolls 1, 2 are gummed on their outer surface. When pivoting the rollers 1, 2 against each other, a press nip 5, through which the paper or board web 6 to be coated - in the example coming from above - is guided.
An jeder Walze 1 , 2 ist an der zum Pressspalt 5 entgegengesetzten Seite ein Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 angeordnet, das an die jeweilige Walze 1 , 2 anschwenkbar ist. Von jedem Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 wird Beschichtungsmaterial, in Beispiel Pig¬ mentstreichfarbe, auf die Mantelfläche der zugehörigen Walze 1 , 2 zunächst im Über¬ schuß aufgetragen und anschließend bis auf die gewünschte Filmdicke wieder abgera- kelt. Der auf die Walzen 1 , 2 aufgetragene Film an Beschichtungsmaterial wird im Press- spalt 5 an die Bahn 6 abgegeben.At each roller 1, 2, an application and metering system 7, 8 is arranged on the opposite side to the press nip 5, which can be pivoted to the respective roller 1, 2. From each application and dosing system 7, 8, coating material, in example pigment coating paint, is first applied in excess to the lateral surface of the associated roller 1, 2 and then scraped off again down to the desired film thickness. The film of coating material applied to the rollers 1, 2 is delivered to the web 6 in the press nip 5.
Die Auftrag- und Dosiersysteme 7, 8 sind auf bekannte Weise jeweils an einem an¬ schwenkbaren Schaberbalken 9, 10 befestigt und auf bekannte Weise aufgebaut: Sie enthalten jeweils eine zur Walze 1 , 2 hin offene Auftragkammer 11 , der aus einem Ver- teilrohr 12 Beschichtungsmaterial zugefügt wird. Auslaufseitig ist die Auftragkammer 11 von einem Dosiersystem abgeschlossen, dass als Dosierelement eine Rakelstange 13
enthält. Die Rakelstange 13 wird in einem Rakelbett 14 gehalten, das auf bekannte Wei¬ se an seiner Rückseite von einem Druckschlauch 15 abgestützt wird. Die Rakelstange 13 wird so gegen die jeweilige Walze 1 , 2 angedrückt, dass sich die gewünschte Filmdicke an Beschichtungsmaterial auf deren Oberfläche einstellt. An der Einlaufseite wird die Auf- tragkammer 11 von einer Überlaufplatte 16 begrenzt, die zur jeweiligen Walze 1, 2 einen Überlaufspalt freiläßt, durch den der Überschuß an Beschichtungsmaterial austritt und von einer Auffangwanne 17 aufgefangen wird. In Drehrichtung hinter jedem Auftrag- und Dosiersystem und vor dem Pressspalt 5 ist an jedem Ende jeder der beiden Walzen 1 , 2 eine Randschaber-Einrichtung 18, 19 angeordnet. Es sind somit insgesamt vier Rand- schaber-Einrichtungen vorhanden, von denen in Figur 1 zwei dargestellt sind. Die Rand¬ schaber-Einrichtungen 18, 19 sind gleich aufgebaut. Nachfolgend wird ihr Aufbau an der in Figur 2 vergrößert dargestellten Einrichtung 19 an der Walze 2 näher erläutert:The application and metering systems 7, 8 are fastened in a known manner in each case to an an¬ pivotable scraper bar 9, 10 and constructed in a known manner: they each contain an open to the roller 1, 2 application chamber 11, which consists of a distribution pipe 12th Coating material is added. On the outlet side, the application chamber 11 is closed by a metering system, that as a metering a doctor rod 13th contains. The doctor bar 13 is held in a doctor bed 14, which is supported by a pressure hose 15 in known manner on its rear side. The doctor rod 13 is pressed against the respective roller 1, 2, that sets the desired film thickness of coating material on the surface thereof. On the inlet side, the application chamber 11 is delimited by an overflow plate 16 which leaves an overflow gap for the respective roller 1, 2, through which the excess of coating material emerges and is collected by a collecting trough 17. In the direction of rotation behind each application and metering system and in front of the press nip 5, an edge scraper device 18, 19 is arranged at each end of each of the two rollers 1, 2. There are thus a total of four edge scraper devices, of which two are shown in FIG. The edge scraper devices 18, 19 have the same structure. Her structure will be explained in more detail on the device 19 shown enlarged in Figure 2 on the roller 2:
Die Randschaber-Einrichtung 19 enthält einen begrenzt elastischen Schaber 20, der in Form einer Klinge aus Polyäthylen oder einem Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaf¬ ten gefertigt ist. Die in Achsrichtung der Walze 2 gemessene Breite des Schabers 20 be¬ trägt üblicherweise 50 mm - 300 mm. Im Betrieb ist der Schaber 20 als stechender Scha¬ ber in einem Anstellwinkel α zur Tangente am Berührungspunkt an die Walze 2 ange¬ stellt, der von der Tangente in Drehrichtung der Walze 2 gemessen 140° -175°, bevorzugt 160° - 165° beträgt. Die Dicke des Schabers 20 beträgt 2 mm - 7 mm. Bevorzugt ist der Schaber 20 an seiner an der Walze 2 anliegenden Kante so hinterschnitten, dass der Watenwinkel dem Anstellwinkel entspricht. Es entsteht so eine zur Walzentangente paral¬ lele Berührungsfläche des Schabers 20 mit der Walze 2.The edge scraper device 19 contains a limited elastic scraper 20, which is made in the form of a blade made of polyethylene or a plastic with comparable properties. The width of the scraper 20 measured in the axial direction of the roller 2 is usually 50 mm to 300 mm. In operation, the scraper 20 as a stabbing Scha¬ ber at an angle α to the tangent at the point of contact to the roller 2 ange¬ provides, which measured from the tangent in the direction of rotation of the roller 2 140 ° -175 °, preferably 160 ° - 165 ° , The thickness of the scraper 20 is 2 mm - 7 mm. Preferably, the scraper 20 is undercut at its adjacent to the roller 2 edge so that the wading angle corresponds to the angle of attack. The result is a contact surface, which is parallel to the roller tangent, of the scraper 20 with the roller 2.
In Drehrichtung der Walzen 1 , 2 hinter dem Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 und vor dem Schaber 20 ist jeweils eine Rücklaufdichtung angeordnet, die ein Zurücklaufen von abge¬ schabtem Beschichtungsmaterial verhindert, ohne dass die einlaufende Schicht an Be¬ schichtungsmaterial spürbar beeinträchtigt wird. Die Breite der Rücklaufdichtung in Achs¬ richtung der Walzen 1 , 2 entspricht zumindest der Breite des Schabers 20, bevorzugt ist sie etwas breiter. Die Rücklaufdichtung wird in der bevorzugten Ausführungsform von einer schleppend angeordneten Klinge 21 gebildet, die nicht als Schaber wirkt, also kein Beschichtungsmaterial abschabt. Damit die Klinge 21 auf dem Film an Beschichtungsma¬ terial schwimmt, ist sie in einem flachen Winkel von weniger als 30° gegen die Tangente an die Walzen 2 angestellt. Bevorzugt ist sie aus einem dünnen Federstahl von zum Bei- spiel 0,3 mm Dicke gefertigt.
Alternativ zu einer elastischen Klinge 21 können als Rücklaufdichtung auch elastische klingenförmige oder keilförmige Kunststoffteile eingesetzt werden, die ohne Beschich- tungsmaterial abzuschaben auf dem Film schwimmen und so ein Zurücklaufen von durch den Schaber 20 abgeschabten Materials verhindern. Unter bestimmten Betriebsbedin- gungen, insbesondere beim Beschichten mit sehr hohen Geschwindigkeiten, kann die Rücklaufdichtung auch als starrer Spalt ausgebildet sein, der so gestaltet ist, dass ein Rücklauf von Beschichtungsmaterial verhindert wird, ohne den durchlaufenden Film zu beeinträchtigen.In the direction of rotation of the rollers 1, 2 behind the application and metering system 7, 8 and in front of the scraper 20, a return seal is arranged in each case, which prevents running back of abge¬ scraped coating material, without the incoming layer of Be¬ coating material is appreciably affected. The width of the return seal in Achs¬ direction of the rollers 1, 2 corresponds at least to the width of the scraper 20, preferably it is slightly wider. The return seal is formed in the preferred embodiment of a sluggish blade 21, which does not act as a scraper, so shaved no coating material. So that the blade 21 floats on the film on Beschichtungsma¬ material, it is employed at a shallow angle of less than 30 ° against the tangent to the rollers 2. Preferably, it is made of a thin spring steel of, for example, 0.3 mm thick. As an alternative to an elastic blade 21, resilient blade-like or wedge-shaped plastic parts which float on the film without coating material and thus prevent the material scraped off by the scraper 20 from running back without the use of coating material can be used as the return seal. Under certain operating conditions, particularly when coating at very high speeds, the return seal may also be formed as a rigid gap designed to prevent return of coating material without affecting the film passing therethrough.
Bevorzugt sind der Schaber 20 und die Rücklaufdichtung (hier Klinge 21) an einem zur Walze 1 , 2 hin offenen, ansonsten geschlossenen und mit einem Farbablauf versehenen Kasten 22 befestigt, wobei die Rücklaufdichtung (Klinge 21) den Kasten einlaufseitig, der Schaber 20 den Kasten 22 auslaufseitig begrenzt. Der Kasten 22 fängt als Spritzschutz das abgeschabte Beschichtungsmaterial auf und leitet es über einen nicht in Figur 2 dar- gestellten Farbablauf kontrolliert ab. So wird nicht nur ein Rücklauf von abgeschabten Beschichtungsmaterial zum Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 verhindert, sondern auch jeg¬ liche Beeinträchtigung des Auftrags und Verschmutzung der Beschichtungsvorrichtung durch umherspritzende Streichfarbe.Preferably, the scraper 20 and the return seal (here blade 21) are attached to an open to the roller 1, 2 out, otherwise closed and provided with a paint outlet box 22, wherein the return seal (blade 21) the box on the inlet side, the scraper 20 the box 22 bounded on the outlet side. The box 22 absorbs the scraped-off coating material as splash protection and conducts it in a controlled manner via a color sequence not shown in FIG. Thus, not only a return of scraped-off coating material to the application and metering system 7, 8 is prevented, but also any impairment of the application and contamination of the coating device due to spray-coating paint.
Der Kasten 22 mit den daran befestigten Teilen ist bevorzugt getrennt von dem zugehöri¬ gen Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 gegen die jeweilige Walze 1 , 2 anschwenkbar, um den Schaber 20 und die Klinge 21 in ihre Betriebsstellung zu bringen. Unabhängig vom Auftrag- und Dosiersystem 7, 8 läßt sich so die Anpresskraft des Schabers 20 auf kon¬ stante Werte einstellen und sein Verschleiß läßt sich kompensieren. Um dies zu ermögli- chen ist der Kasten 22 schwenkbar an einem Halter 23 gelagert, der auf der Oberseite des Schaberbalkens 10 befestigt ist. An seiner Rückseite greift eine bevorzugte pneuma¬ tische Kolben-Zylinder-Einheit 24 an, die ebenfalls an dem Schaberbalken 10 befestigt ist. Der Kasten 22 mit dem Schaber 20 und der Rücklaufdichtung läßt sich so gemeinsam mit dem Schaberbalken 10 und den daran befestigten Auftrag- und Dosiersystem 8 in einer Wartungsposition abschwenken, andererseits ist eine zusätzliche Schwenkbewegung des Kasten 22 zur Walze 2 hin bei feststehendem Schaberbalken 10 möglich.The box 22 with the parts fastened thereto can preferably be pivoted apart from the associated application and metering system 7, 8 against the respective roller 1, 2 in order to bring the scraper 20 and the blade 21 into their operating position. Independently of the application and dosing system 7, 8, the contact pressure of the scraper 20 can thus be adjusted to constant values and its wear compensated. To make this possible, the box 22 is pivotally mounted on a holder 23 which is fixed on the top of the scraper bar 10. On its rear side, a preferred pneumatic piston-cylinder unit 24 engages, which is likewise fastened to the scraper bar 10. The box 22 with the scraper 20 and the return seal can be so swing together with the scraper 10 and the attached order and dosing 8 in a maintenance position, on the other hand, an additional pivotal movement of the box 22 to the roller 2 out with a stationary scraper 10 is possible.
Um Anbackungen von Streichfarbe in den Kasten 22 zu verhindern, enthält dieser bevor¬ zugt eine Befeuchtungseinrichtung. Die Befeuchtungseinrichtung besteht aus in dem Kas- ten 22 angeordneten Nebeldüsen, die Wasser versprühen, um zur Vermeidung von An¬ backungen das Kasteninnere ausreichend feucht zu halten.
To prevent caking of coating color in the box 22, this preferably contains a moistening device. The moistening device consists of mist nozzles arranged in the box 22, which spray water in order to keep the interior of the box sufficiently moist in order to avoid sticking.