DE10333950A1

DE10333950A1 - Verfahren zum ein- oder beidseitigen Auftragen von flüssigem bis pastösem Auftragsmedium

Info

Publication number: DE10333950A1
Application number: DE10333950A
Authority: DE
Inventors: Hai-Van Nguyen; Michael Dr. Trefz; Manfred Tausend
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2005-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ein- oder beidseitigen Auftragen von flüssigem bis pastösem Auftragsmedium, insbesondere wässriger Pigmentsuspension, auf eine laufende Materialbahn (4), insbesondere auf eine Papier- oder Kartonbahn, bei deren Herstellung und/oder Veredelung, wobei mit einem Auftragswerk (1) das Auftragsmedium (M) zunächst auf wenigstens ein Auftragselement (2), beispielsweise eine Auftragswalze, aufgebracht wird und dieses Auftragselement (2) das Auftragsmedium (M) an einer Auftragsstelle (S) auf die Materialbahn (4) überträgt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass aus einem von der Auftragsstelle (S) beabstandeten und gegenüber der Umgebung des Auftragswerkes (1) abgekapselten Raum (7) nicht in der Auftragsmediumsschicht (Ms) verharrende, im Wesentlichen trockene Auftragsmediumsteilchen, die sich als Staubpartikel (9) im abgekapselten Raum (7) sammeln, abgeführt werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 4.
Maschinen zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, weisen wegen der Forderung nach immer breiteren Materialbahnen heute Breiten von bis zu 10m und mehr auf. Bei einer Beschichtung der Materialbahn zwecks Veredelung derselben mittels eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums soll zudem noch ein, über die gesamte Bahnbreite reichender gleichmäßiger Auftrag sichergestellt werden. Außerdem sind dabei Forderungen der Arbeitssicherheit einzuhalten.
Diese Forderung ist um so schwieriger zu realisieren, je schneller die Materialbahnen in den Maschinen laufen.
Die Beschichtung der Materialbahn erfolgt oftmals mit sogenannten Filmpressen, die von der Anmelderin als Speedsizer oder Speedcoater vertrieben werden.
Dabei wird das Auftragsmedium mit einem Auftragsaggregat zunächst auf ein Auftragselement aufgetragen, welches das Auftragsmedium, z. B. Streichfarbe, auf die Materialbahn abgibt.
Als Auftragselement dient entweder eine Auftragswalze oder ein umlaufendes Auftragsband. Als Auftragsaggregat kommen vorzugsweise Düsenauftragsaggregate zum Einsatz.
In der Regel bilden zwei Auftragselemente miteinander einen Pressspalt , durch den die zu beschichtende Materialbahn läuft.
Der Auftrag erfolgt entweder auf nur eine Bahnseite oder auch simultan auf beide Bahnseiten.
Beim Betrieb des Auftragswerkes, d.h. der Filmpresse, entsteht sogenannter Farbnebel an der Auftragsstelle.

Um diesen Nebel zu beseitigen wurde bereits in der DE 197 33 333 A1 und der DE 198 00 955 A1 vorgeschlagen, den entstehenden Nebel (Misting) in Laufrichtung der Materialbahn hinter der Auftragsstelle aufzufangen und ggf. abzuziehen.

Diese Maßnahme erfolgt Materialbahn-ablaufseitig in Nähe des Pressspaltes, konnte in der Praxis aber nicht vollständig überzeugen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine einfach aufgebaute Vorrichtung zu schaffen, mit denen im Bereich eines Auftragswerkes eine sauberere Umgebungsluft erreichbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfinder haben erkannt, dass für eine sauberere Umgebungsluft im Bereich eines Auftragswerkes und für ein gleichmäßigeres Auftragsergebnis nicht der Abzug von Auftragsmediumsnebel, also von noch feuchten Partikeln ausschlaggebend ist, sondern die Abführung von bereits im Wesentlichen getrockneten Partikeln, die sich überall als Staub niederschlagen, wirkungsvoller ist.

Dieser Staub tritt als sehr feiner Farbstaub auf. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen es, das der Farbstaub nicht mehr ungehindert in die Umgebung gelangen und sich dabei auf die Maschinenkomponenten und auch auf die frisch gestrichene Schicht ablegen kann. Überdies gefährden die umherfliegenden Staubpartikel nicht mehr die Gesundheit des Bedienpersonals, was einen weiteren Vorteil der Erfindung darstellt.

Der Abzug der Staubpartikel erfolgt erfindungsgemäß aus einem gegenüber der Umgebung abgekapselten Bereich an einer von der Auftragsstelle weiter als bisher, in stromabwärtiger Richtung bzw. in Laufrichtung der Materialbahn, beabstandeten Stelle.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn dieser Abstand mindestens das 0,5- Fache des Durchmessers des Auftragselementes beträgt.

An dieser Stelle sind die Mediumspartikel schon soweit getrocknet, dass sie sich gemeinsam mit Umgebungsluft effektiv abführen lassen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die mit Farbstaub beladene Luft einem Abscheider, beispielsweise einem an sich bekannten Zyklon, zuführbar ist, wodurch der gesammelte Staub einer Wiederverwendung als Füllstoff oder auch als Streichpigment zuführbar ist.

Die Verluste an Streichfarben halten sich dadurch sehr in Grenzen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Staub umweltgerecht zu entsorgen.

Das Verfahren wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 4 gelöst.

Bereits bestehende Auftragswerke, d.h insbesondere Filmpressen lassen sich ohne größeren Aufwand mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nachrüsten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Es zeigen:

die 1: in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Seitenansicht

die 2: in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung aus 1 gegen die Laufrichtung der Materialbahn gesehen

Aus der 1 ist ein Auftragswerk 1 entnehmbar, welches zwei Auftragselemente 2 aufweist, die als gegensinnig drehende Auftragswalzen ausgebildet sind.

Beide Auftragselemente 2 bilden miteinander einen Pressspalt 3, den eine im Beispiel nach unten laufende Materialbahn (hier Papierbahn) 4 durchläuft.

Im Beispiel ist einer Auftragswalze 2 ein an sich bekanntes Auftragsaggregat 5 zur einseitigen Beschichtung mit einem Auftragsmedium M, insbesondere Streichfarbe, zugeordnet.

Im besagten Presspalt 3 wird das Auftragsmedium M an die Materialbahn 4 übertragen. Daher wird diese Stelle als Auftragssteile S bezeichnet.

Durch Anordnung von Abschirmwänden 6 wird ein gegenüber der Umgebung abgekapselter Raum 7 geschaffen.

Die Abschirmwände 6 sind jeweils auf eine, der Form des Freiraumes zwischen Auftragswalze 2, Auftragsaggregat 5 und der laufenden Materialbahn 4 angepasste polygonale Form geschnitten und bilden gemeinsam mit den genannten Bauteilen 2,4 und 5 diesen Raum 7.

Dazu sind jeweils an der Führer (FS) – und Triebseite (TS) des Auftragswerkes angebrachte Wände 6a und 6b vorgesehen, die sich über den besagten Freiraum erstrecken.

Außerdem ist eine mit 6c gekennzeichnete Wand vorhanden, die in Querrichtung den ablaufseitigen Abschluß bildet. Die Abschirmwand 6c ist unterhalb des Auftragsaggregates 5, an dieses angrenzend, angebracht.

In den Raum 7 mündet eine Abzugseinrichtung 8, mit welcher abgespritzte oder nicht in der Auftragsschicht Ms verharrende, inzwischen getrocknete Auftragsmediumsteilchen, die sich in der Umgebungsluft als Staubpartikel 9 ausbreiten, abgeführt werden.

Die Abschirmwände 6a, 6b und 6c sind jeweils vorhangartig ausgebildet und lassen sich in einfacher Weise an nicht dargestellte Stuhlungsteile der das Auftragswerk 1 beinhaltenden Herstellungs- oder Veredelungsmaschine anhängen und auch in gewünschtem Maße verschieben.

Die Abschirmwände 6 sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, aber auch ein anderes dünnwandiges, leichtes Material, wie Aluminium oder ein Verbundwerkstoff kommt dafür in Frage.

Die Abzugseinrichtung 8 besteht aus einem maschinenbreitem, zumindest über die Breites des Auftragswerkes 1 reichendem Saugrohr 10, welches mit einer Mehrzahl an Einsaugstutzen 11 versehen ist.

Diese Einsaugstutzen 11 ragen derart in den abgekapselten Raum 7 hinein, dass sie am unteren Bereich der Querabschirmung 6c den sich sammelnden Farbstaub 9 aufnehmen können.

Der Abstand der Einsaugstutzen 11 zur Auftragsstelle S beträgt mindestens das 0,5-Fache des gewählten Durchmessers der Auftragswalze. An dieser Stelle sind die Farbpartikel schon soweit getrocknet, dass sich diese als Farbstaub 9 bzw. mit Farbstaub beladen Luft besonders effektiv absaugen lassen.

Im gewählten Beispiel beträgt der Abstand zur Auftragsstelle mehr als der gewählte Auftragswalzendurchmesser.

Das Saugrohr 10 ist über eine Leitung 12 mit einem Abscheider 13 und dieser mit einem Gebläse 14 verbunden. Aus dem Abscheider 13 werden die gesammelten Partikel 9 für eine Wiederverwendung als Füllstoff oder als Streichpigment für Streichfarbe entnommen.

Versuche mit der in den Figuren dargestellten Vorrichtung ergaben eine nahezu staubfreie Umgebung im Bereich des ablaufseitigen Raumes 7 des Auftragswerkes 1.

In der Praxis angewandt bedeutet dies, dass erstens das Auftragsergebnis nicht mehr von umherfliegenden Teilchen nach der Auftragsstelle negativ beeinträchtigt wird.

Zweitens wird die Arbeitssicherheit erhöht, was sich zum Einen auf die Gesundheit des Bedienpersonals positiv auswirkt und zum anderen der Sauberhaltung der Maschinenkomponenten dient.

Drittens können durch die Sammlung und Wiederverwendung des Farbstaubes Streichfarbenverluste niedrig gehalten werden.

In Versuchen, die über ca. 4 Stunden liefen und bei einer Maschinengeschwindigkeit von ca. 1300 m/min, einer flächenbezogenen Masse zwischen 54 und 60 g/m² der verwendeten Papierbahn durchgeführt wurden, erreichte man an einer Saugstelle am Triebseiten-Auslauf nach 2 Stunden 775 g Staub im Abscheider. Nach 4 Stunden war die Staubausbeute sogar auf 2310 g angestiegen.

Die Qualität des gestrichenen Papieres konnte erhöht werden. Selbst bei noch höherer Betriebgeschwindigkeit (Maschinengeschwindigkeit) war die Auftragsqualität noch sehr zufriedenstellend.

Es soll noch erwähnt sein, dass im Beispiel ein einseitig wirkendes Auftragswerk gezeigt ist. Bei gewünschtem beidseitigen Auftrag ist spiegelbildlich dazu eine zweite solche erfindungsgemäße Vorrichtung anzuordnen. Für beide Vorrichtungen wäre ein gemeinsamer Abscheider 13 und Gebläse 14 denkbar.

Claims

Verfahren zum ein- oder beidseitigen Auftragen von flüssigem bis pastösem Auftragsmedium, insbesondere wässriger Pigmentsuspension, auf eine laufende Materialbahn (4), insbesondere auf eine Papier- oder Kartonbahn bei deren Herstellung und/oder Veredelung, wobei mit einem Auftragswerk (1) das Auftragsmedium (M) zunächst auf wenigstens ein Auftragselement (2), beispielsweise eine Auftragswalze, aufgebracht wird und dieses Auftragselement (2) das Auftragsmedium (M) an einer Auftragsstelle (S) auf die Materialbahn (4) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem von der Auftragsstelle (S) beabstandeten, nachgeordneten und gegenüber der Umgebung des Auftragswerkes (1) abgekapselten Raum (7) nicht in der Auftragsmediumsschicht (Ms) verharrende, im Wesentlichen trockene Auftragsmediumsteilchen, die sich als Staubpartikel (9) im abgekapselten Raum (7) sammeln, abgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Staubpartikeln (9) beladene Umgebungsluft des Auftragswerkes (1) mit einer Abführeinrichtung (8), insbesondere einem Saugrohr (10) abgesaugt und einem Abscheider (13) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Abscheider (13) befindlichen Staubpartikel (9) als Füllstoff oder Streichpigment wiederverwendbar sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein gegenüber der Umgebung des Auftragswerkes (1) abgekapselter Raum (7) im Bereich der aus dem Auftragswerk (1) ablaufenden Materialbahn (4) gebildet und eine in den abgekapselten Raum (7) mündende Abzugseinrichtung (8) vorgesehen ist, welche von der Auftragsstelle (S) in stromabwärtiger Richtung der Materialbahn (4) beabstandet ist und mit welcher nicht in der Auftragsmediumsschicht (Ms) verharrende, im Wesentlichen trockene Auftragsmediumsteilchen, die sich als Staubpartikel (9) im abgekapselten Raum (7) sammeln, abführbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des abgekapselten Raumes (7) Abschirmwände (6a, 6b, 6c) vorgesehen sind, die vorhangartig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmwände (6a, 6b, 6c) aus einem dünnwandigen Material, beispielsweise Kunststoff, Aluminium oder einem Verbundwerkstoff gefertigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Abzugseinrichtung (8) ein über wenigstens die gesamte Breite des Auftragswerkes (1) reichendes Saugrohr (10) vorgesehen ist, welches mit einem Abscheider (13) verbunden ist und der Abscheider (13) wiederum mit einem Gebläse (14) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vom Saugrohr (10) ausgehende Einsaugstutzen (11) in den abgekapselten Raum (7) hineinragen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein solcher Abstand zwischen Einsaugstutzen (11) und Auftragsstelle (S) gewählt ist, der mindestens das 0,5 -Fache des gewählten Durchmessers der Auftragswalze (2) beträgt.