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CH666835A5 - Vorrichtung fuer wahlweises ein- oder doppelseitiges beschichten einer laufenden papierbahn und verfahren zum betrieb der vorrichtung. - Google Patents

Vorrichtung fuer wahlweises ein- oder doppelseitiges beschichten einer laufenden papierbahn und verfahren zum betrieb der vorrichtung. Download PDF

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CH666835A5
CH666835A5 CH983/84A CH98384A CH666835A5 CH 666835 A5 CH666835 A5 CH 666835A5 CH 983/84 A CH983/84 A CH 983/84A CH 98384 A CH98384 A CH 98384A CH 666835 A5 CH666835 A5 CH 666835A5
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CH
Switzerland
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web
gap
coating
smoothing
roller
Prior art date
Application number
CH983/84A
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English (en)
Inventor
Dan Eklund
Markku Grasten
Original Assignee
Waertsilae Oy Ab
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Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für wahlweises ein- oder doppelseitiges Beschichten einer laufenden Papierbahn, in welcher Vorrichtung das abschliessende Ausgleichen der Beschichtung in einem Glättspalt erfolgt, der eine erste Walze und ein Gegenglied aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.
Die Grundkriterien für Beschichten sind Qualität und Geschwindigkeit. Hohe Beschichtungsgeschwindigkeiten erhöhen die Produktivität, sie erschweren jedoch, die Qualitätsanforderungen zu erfüllen. Fast alle möglichen Konstruktionsalternativen sind bereits für Beschichtungsvorrich-tungen ausprobiert worden. Die Bahn liess man sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben laufen, sowie auch horizontal und schräg unter unterschiedlichen Winkeln. Die Beschichtungsmasse wurde mittels Walzen, Extrudern und durch Aufsprühen auf die Bahn gebracht, oder durch Hindurchführen der Bahn durch einen Beschichtungs-masse-Behälter oder durch Ausbilden eines Beschichtungs-pfuhls in Kontakt mit der Bahn, und in vielen anderen Weisen. Einige Lösungen haben sich bei bestimmten Anwendungen als vorteilhaft erwiesen, aber alle Lösungen hatten auch beträchtliche Nachteile und deren Anwendbarkeit auf Be-schichtungsmaterialien und Beschichtungsbedingungen unterschiedlicher Arten war nicht befriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine universelle Beschichtungsvorrichtung zu schaffen, die für sehr viele Arten von Beschichtungen derart verwendet werden kann, dass auch bei hohen Beschichtungsgeschwindigkeiten eine gute Beschichtungsqualität erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung gelöst, wie sie durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ein Verfahren zur Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung beschreibt Anspruch 10.
Da die Bahn von unten nach oben läuft, kann sich in dem Glättspalt kein statischer Pfuhl ausbilden, worin sich in der Beschichtungsmasse vorkommende Verunreinigungen ansammeln. Wenn sich überschüssige Beschichtungsmasse in dem Glättspalt ansammelt, fliesst diese nach unten ab und wird auf diese Weise die Beschichtungsmasse fortlaufend ersetzt und bleibt der Spalt sauber. Da die Beschichtungsmasse im wesentlichen drucklos auf die Bahn aufgebracht wird,
tritt kein wesentlicher Druckabfall in der Beschichtungsmasse auf, und deswegen können keine aufgrund eines abrupten Druckabfalls expandierende Luftbläschen in der Beschichtung auftreten, wie das der Fall ist, wenn ein Druckextruder zum Auftragen der Beschichtungsmasse benutzt wird. Da zwischen der Bahn und dem Auftragglied kein mechanischer Kontakt stattfindet, besteht keine Gefahr der Beschädigung der Bahn durch das Auftragglied.
Das vorteilhafteste Gegenglied zur Walze in dem Glättspalt ist ein Beschichtungsmesser. Die allseits bekannte Kombination «Messer-Bahn-Walze» erlaubt gewöhnlich die besten Einstellmöglichkeiten. Es ist jedoch auch möglich, zum Ausgleichen der Beschichtung ein Walzenpaar zu verwenden.
Wenn in dem Glättspalt auf einer Seite der Bahn ein Beschichtungsmesser benutzt wird, ist es möglich, die Bahn in der Weise zu ziehen, dass sie leicht an der Messerkante abgelenkt wird. Dies ist von Vorteil, da dann die Laufrichtung der Bahn im Glättspalt in eine Richtung weg von der Walze von der Tangentialebene der Walze abweichen wird. Dies ergibt ein besseres Beschichtungsergebnis auf der Walzenseite, da der vergrösserte Winkel zwischen der Bahn und der Walze die Gefahr des sogenannten Filmaufreissens (film Splitting) verringert. Es ist auch vorteilhaft, dass die Laufrichtung der Bahn vor dem Glättspalt leicht von der Tangentialebene der Walze abweicht.
Die Vorrichtung nach der Erfindung weist vorteilhaft einen im wesentlichen geschlossenen Sammelraum um das Auftragglied und unter dem Glättspalt zum Sammeln und
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Wiederverwenden überschüssiger Beschichtungsmasse auf. Die Wände des Sammelraums erstrecken sich so nah wie möglich zu der Glättspalt-Walze und zu dem Glättmesser-Halter. Die Wände des Sammelraums schützen dann die Be-schichtungsvorrichtung vor Beschichtungsmasse, die am Ende des Beschichtungsprozesses oder im Falle eines Bahnrisses wegspritzt. Die in dem unteren Teil des Sammelraums angesammelte Beschichtungsmasse kann zurück in das Be-schichtungsmasse-Zuführsystem gepumpt werden.
In dem Auftragglied ist die Bahn über eine beträchtliche Strecke in Kontakt mit der Beschichtungsmasse. Der Prozess kann so gesteuert werden, dass das Auftragglied voll mit Beschichtungsmasse gehalten wird, oder dass die Beschichtungsmasse auf einem bestimmten Höhenstand verbleibt. Das Auftragglied kann auf beiden Seiten der Bahn mit einer unterschiedlichen Beschichtungsmasse gefüllt werden oder es kann eine Seite der Bahn unbeschichtet bleiben. In dem Auftragglied wird kein Überdruck verwendet, vielmehr wird die Beschichtungsmasse durch im wesentlichen drucklosen Kontakt auf die Bahn aufgebracht. Jedoch kann ein gewisser, auf die Bahn einwirkender hydrostatischer Druck in dem Be-schichtungsmassenvolumen des Auftragglieds vorhanden sein. Wenn die Bahn nur auf einer Seite beschichtet wird, muss auf die andere Seite des Auftragglieds Luft mit einem leichten Überdruck zwecks Aufrechterhaltung eines Druckgleichgewichts zugeführt werden. Die Spalte zwischen den unteren und oberen Rändern des Auftragglieds und der Bahn können durch Verändern des Abstands zwischen den Auftraggliedhälften und der Bahn und/oder der Winkellage der Auftraggliedhälften eingestellt werden. Der Spalt zwischen den oberen Rändern des Auftragglieds und der Bahn wird gewöhnlich auf 0,2—2 mm, vorzugsweie auf 0,2—1 mm eingestellt. Der Spalt zwischen den unteren Rändern des Auftragglieds und der Bahn wird gewöhnlich auf denselben Wert wie der obere Spalt oder auf einen etwas grösseren Wert eingestellt. Der untere Spalt kann z.B. um 20% grösser als der obere Spalt sein, aber vorzugsweise nicht mehr als 50% grösser. Es ist empfehlenswert, dass eine kleine Menge der Beschichtungsmasse während der Beschichtung kontinuierlich aus dem unteren Spalt des Auftragglieds herausfliesst, da dies verhindert, dass mit der Bahn Luft in das Auftragglied eintritt. Dieser Fluss sollte jedoch so klein wie möglich sein. Aus der Sicht der Steuerung des Beschichtungsprozesses ist es von Vorteil, dass die Bahn in dem Auftragglied über eine Strecke von zumindest 5 cm, vorzugsweise zumindest 10 cm, mit der Beschichtungsmasse in Kontakt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Abstand des Auftragglieds von dem Glättspalt 5—50 cm, vorzugsweise 10—30 cm. Um eine kompakte Konstruktion zu erhalten, sollte der erwähnte Abstand so klein wie möglich gehalten werden. Ein gewisser Abstand wird jedoch immer zwischen dem Auftragglied und dem Glättspalt benötigt.
Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die in einer einzigen Figur schematisch einen Querschnitt einer Vorrichtung gemäss der Erfindung zeigt.
In der Zeichnungsfigur ist mit 1 eine laufende Bahn bezeichnet, die sich von unten nach oben bewegt. Durch einen Spalt 2 tritt die Bahn in einen im wesentlichen geschlossenen Raum 15 ein, in dem ein Beschichtungsmasse-Auftragglied 3 angeordnet ist. In dem Auftragglied kommt die Bahn mit einer darin enthaltenen Beschichtungsmasse in Kontakt. Die
Beschichtungsmasse wird durch Leitungen 5 in das Innere 4 des Auftragglieds 3 gepumpt, wobei der Pumpdruck so gesteuert wird, dass im wesentlichen kein Überdruck in dem Auftragglied auftritt. Allerdings muss soviel Überdruck in den Leitungen 5 vorhanden sein, damit sich die Beschichtungsmasse in dem Auftragglied auf eine bestimmte Pegelhöhe einstellt. In dem Auftragglied haftet die Beschichtungsmasse an der Bahn 1 an und gelangt mit dieser in einen Glättspalt 6, wo die Beschichtung bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungform mittels eines Beschichtungs-messers 7 und einer Walze 8, die auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn angeordnet sind, ausgeglichen wird. Das Beschichtungsmesser kann durch eine zweite Walze 7a ersetzt werden, die schematisch in strichpunktierten Linien gezeigt ist.
An der Spitze oder Schneide des Beschichtungsmessers 7 wird die Bahn 1 leicht um einen Winkel a weg von der Tangentialebene der Walze 8 abgelenkt, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist. Dies ergibt ein besseres Beschichtungsergeb-nis. Die Laufrichtung der Bahn kann auch auf der Eintrittsseite des Glättspalts von der Tangentialebene der Walze 8 abweichen. In dem Glättspalt 6 können der Anstellwinkel des Messers 7 sowie die von dem Messer verursachte und die Beschichtung beeinflussende Spaltbelastung eingestellt werden. Die Wahl der richtigen Einstellwerte hängt im wesentlichen von der Papiergüte, der Bahngeschwindigkeit und der Qualität der Beschichtungsmasse sowie von der Dicke und der Flexibilität des Messers 7 ab.
Die Steuersysteme des Auftragglieds 3 sind nur schematisch und nur auf einer Seite des Auftragglieds dargestellt. Die zwei Hälften des Auftragglieds sind an einem Festpunkt 9 abgestützt, dessen Lage entsprechend den Pfeilen 10 eingestellt werden kann. Eine Winkeleinstellung des Auftragglieds erfolgt durch eine Drehbewegung 11 um den Festpunkt 9. Die Auftraggliedhälften werden so eingestellt, dass Spalte einer gewünschten Breite an dem oberen Rand 12 und an dem unteren Rand 13 des Auftragglieds entstehen. Geeignete Einstellwerte wurden oben genannt.
Zwei Sammelbecken 14, die zusammen den Sammelraum 15 bilden, sind um das Auftragglied angeordnet. Überschüssige Beschichtungsmasse, die von dem Glättspalt 6 und etwas auch durch den Spalt am unteren Rand 13 des Auftragglieds herabtropft, sammelt sich in diesem Sammelraum. Die Sammelbecken 14 wirken auch als ein Schutz für das Auftragglied und zusammen mit der Walze 8 und dem Halter des Messers 7 formen sie einen im wesentlichen geschlossenen Raum, der für das Auftragglied und den ganzen Be-schichtungsprozess Schutz gibt. Die in dem unteren Teil 15 des Sammelraums angesammelte Beschichtungsmasse wird durch Leitungen 16 zurück in das Beschichtungsmasse-Zuführsystem geführt, von dem sie durch die Leitungen 5 zurück in das Auftragglied gebracht wird.
Um sicherzustellen, dass eine Vorrichtung nach der Erfindung zum Beschichten mit unterschiedlichen Arten von Beschichtungsmassen verwendet werden kann, ist es wichtig, dass die Kontaktstrecke h zwischen der Bahn und der Beschichtungsmasse genügend lang ist. Die Strecke h sollte vorzugsweise zumindest 10 cm lang sein. Gewöhnliche Pig-ment- und Leimbeschichtungen können mit einer Vorrichtung nach der Erfindung erzeugt werden. Die Viskosität der Beschichtungsmasse sollte vorzugsweise weniger als 3000 mPas betragen. In dem Glättspalt kann die Walze 8 etwas schneller als die Bahn 1 laufen.
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1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

666 835 PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung für wahlweises ein- oder doppelseitiges Beschichten einer laufenden Papierbahn, in welcher Vorrichtung das abschliessende Ausgleichen der Beschichtung in einem Glättspalt erfolgt, der durch eine erste Walze und ein Gegenglied gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (1) von unten nach oben geführt ist, und dass in einem beträchtlichen Abstand vor dem Glättspalt (6) ein Beschich-tungsmasse-Auftragglied (3) mit einer Auftragkammer (4) angeordnet ist, wo die Beschichtungsmasse aufgrund eines im wesentlichen drucklosen Kontaktes an der laufenden Papierbahn anhaftet und mit ihr nach oben zu dem Glättspalt gelangt, und dass die Bahn (1) geradlinig von der Auftrageinrichtung (3) zu dem Glättspalt (6) geführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenglied ein Beschichtungsmesser (7) oder eine zweite Walze (7a) ist, und dass die laufende Papierbahn (1) um einen spitzen Winkel (a) weg von dieser ersten Walze (8) abgelenkt ist, wenn sie aus dem von dieser ersten Walze (8) und dem Gegenglied (7, 7a) gebildeten Spalt (6) heraustritt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrichtung der Bahn (1) von der Tangential-richtung dieser ersten Walze (8) in diesem Glättspalt (6) zumindest beim Heraustreten aus dem Spalt, vorzugsweise auch beim Hineintreten in den Spalt, abweicht.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das unter dem Auftragglied (3) und dem Glättspalt (6) ein Sammelraum (14) zum Sammeln und Wiederverwenden überschüssiger Masse angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Auftragglied (3) die Kontaktstrecke, über welche die Beschichtungsmasse in Kontakt mit der Bahn kommt, zumindest 5 cm, vorzugsweise zumindest 10 cm ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Auftragglied (3) ein Spalt vorgesehen ist, der erlaubt, dass die Bahn (1) das Auftragglied im wesentlichen ohne mechanischen Kontakt mit seinen oberen und unteren Rändern (12,13) durchläuft.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt zwischen der Bahn (1) und den oberen Rändern (12) des Auftragglieds
0,2 — 2 mm, vorzugsweise 0,2 — 1 mm weit ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt zwischen der Bahn (1) und den unteren Rändern ( 13) des Auftragglieds (3) ebensogross oder höchstens 50% grösser als der entsprechende Spalt an den oberen Rändern (12) des Auftragglieds ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung von dem Auftragglied (3) zu dem Glättspalt (6) 5 — 50 cm, vorzugsweise 10 — 30 cm beträgt.
10. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt zwischen den unteren Rändern (13) des Auftragsglieds (3) und der Bahn (1) auf 0,2 bis 3 mm eingestellt wird, um die Menge der kontinuierlich aus dem Spalt auslaufenden Beschichtungsmasse festzulegen.
CH983/84A 1983-03-01 1984-02-29 Vorrichtung fuer wahlweises ein- oder doppelseitiges beschichten einer laufenden papierbahn und verfahren zum betrieb der vorrichtung. CH666835A5 (de)

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