DE19821446A1 - Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, und Maschine zur Papier- oder Kartonherstellung - Google Patents

Abstract

Einer Vorrichtung (10) zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (18a, 18b) auf eine laufende Materialbahn (12), insbesondere aus Papier oder Karton, ist eine Heizvorrichtung (20) zugeordnet, welche in Förderrichtung (T) der laufenden Materialbahn(12) gesehen unmittelbar vor der Position (S) angeordnet ist, an welcher das flüssige oder pastöse Medium (18a, 18b) mit der Materialbahn (12) in Kontakt tritt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Mate­ rialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton.

Als derartige Auftragsvorrichtung ist beispielsweise eine Streichstation einer Maschine zur Papier- oder Kartonherstellung bekannt. In einer derartigen Streichstation wird zur Erzielung von für eine anspruchsvolle und scharfe Bildwiedergabe erforderlichen, geschlossenen und glatten Oberflächen des Papiers bzw. Kartons auf die laufende Materialbahn ein Strichauftrag, beispielsweise aus weißen oder gefärbten Pigmenten, aufgebracht, der die noch vorhandenen Poren des Materials schließt sowie dessen Oberfläche abdeckt und einebnet. Bei der Fertigung eines qualitativ hochwertigen Papiers bzw. Kartons ist es bei einer Maschine mit einer einzigen Streich­ station erforderlich, bei diesem einzigen Strich soviel flüssiges oder pastöses Medium auf die laufende Materialbahn aufzubringen, daß sich nach der Trocknung die gewünschten Oberflächeneigenschaften zuverlässig und reproduzierbar einstellen. Um auch bei der Produktion von Papier bzw.

Karton niedrigen Flächengewichts vergleichbare Oberflächeneigenschaften gewährleisten zu können, wird das flüssige bzw. pastöse Medium in zwei aufeinanderfolgenden Auftragsvorrichtungen auf die Materialbahn aufge­ bracht. So wird in einer Vorstreichstation eine erste die Poren des Papiers bzw. Kartons im Großen und Ganzen verschließende Schicht flüssigen oder pastösen Mediums aufgetragen und, gegebenenfalls nach einem Zwischen­ trocknungsschritt, in einer Hauptstreichstation eine weitere Schicht flüssigen oder pastösen Mediums zur Glättung der Oberfläche aufgebracht.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der gattungs­ gemäßen Art derart auszubilden, daß es auch mit einer einzigen derartigen Vorrichtung möglich ist, bei Auftrag einer vergleichsweise geringen Menge an flüssigem oder pastösem Medium verbesserte Oberflächeneigenschaften der Materialbahn zu erzielen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß ihr eine Heizvorrichtung zugeordnet ist, die in Förderrichtung der laufenden Materialbahn gesehen unmittelbar vor der Position angeordnet ist, an welcher das flüssige oder pastöse Medium mit der Materialbahn in Kontakt tritt.

Wie Untersuchungen zeigten, wird ein nicht zu vernachlässigender Teil des aufgetragenen flüssigen oder pastösen Mediums von der Oberfläche der laufenden Materialbahn in deren Volumen weggesaugt und kann somit nicht mehr zur Verbesserung der angestrebten Oberflächeneigenschaften der Materialbahn beitragen, erhöht jedoch deren Flächengewicht. Durch die erfindungsgemäß unmittelbar vor der Auftragsstelle vorgesehene Heizvor­ richtung wird die in dem Papier an dieser Stelle noch vorhandene Rest­ feuchtigkeit erhitzt. Der hieraus resultierende Dampfdruck wirkt als in der Materialbahn herrschender Gegendruck der Sorptionswirkung des Materials und dem äußeren Penetrationsdruck des flüssigen oder pastösen Mediums entgegen. Das flüssige oder pastöse Medium kann daher im Bereich der Oberfläche der Materialbahn gehalten werden und trägt in einem im Ver­ gleich mit dem Stand der Technik höheren Grad zur Verbesserung der Ober­ flächeneigenschaften der Materialbahn bei. Erfindungsgemäß kann somit bei gleicher Auftragsmenge pro Flächeneinheit der Materialbahn höherer Glanz, höhere Glätte, höherer Weißgrad, höhere Steifigkeit usw. der Materialbahn erzielt werden. Alternativ können gleiche Oberflächeneigenschaften mit einer geringeren Menge an flüssigem oder pastösem Medium erhalten werden.

Unter der Anordnung der Heizvorrichtung "unmittelbar vor" der Auftrags­ vorrichtung wird im Hinblick auf die vorstehenden Erläuterungen eine Anordnung dieser beiden Vorrichtungen in einem solchen Abstand verstan­ den, daß der durch die Erhitzung der Restfeuchtigkeit in der Materialbahn erzeugte Gegendruck im Bereich der Auftragsstelle trotz der zwischen der Heizvorrichtung und der Auftragsstelle zwangsläufig auftretenden Abküh­ lung an der Auftragsstelle immer noch einen Wert aufweist, der einem zu starken Wegschlagen des feuchten oder pastösen Mediums in die Material­ bahn entgegenwirkt. In der Praxis kann der Abstand zwischen Heizvorrich­ tung und Auftragsstelle beispielsweise zwischen etwa 20 cm und etwa 400 cm betragen.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Heizvorrichtung hat darüber hinaus den Vorteil, daß sie einen Beitrag zur Trocknung der Materialbahn leistet, da ein Teil der erhitzten Restfeuchtigkeit noch vor dem Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums aus der Materialbahn austritt. Kühlt die Restfeuchtigkeit nach dem Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums wieder ab, so resultiert hieraus ein Unterdruck in der Materialbahn, der das flüssige bzw. pastöse Medium sicher in dem Materialvolumen verankert. Hierbei dringt das flüssige oder pastöse Medium jedoch in einem erheblich geringeren Maße in das Materialvolumen ein, als dies bislang bei einer herkömmlichen Auftragsvorrichtung des Standes der Technik der Fall war.

In Abhängigkeit von dem Material der Materialbahn und des flüssigen oder pastösen Mediums kann die Heizvorrichtung einen Infrarot-Strahler oder/und ein Heißluftgebläse oder/und eine Mikrowellenquelle oder/und einen Dampf­ blaskasten umfassen.

Bei einseitigem Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums ist es grundsätzlich möglich, die Heizvorrichtung auf der der Auftragsseite der Materialbahn gegenüberliegenden Seite anzuordnen. Um die gewünschte Erhitzung der Restfeuchtigkeit der Bahn mit einer möglichst geringen Heizleistung erzielen zu können, wird jedoch vorgeschlagen, daß die Heizvorrichtung bei einseitigem Auftrag auf der Seite der Materialbahn angeordnet ist, auf der auch das flüssige oder pastöse Medium aufgetragen wird. Für den Fall beidseitigen Auftrags von flüssigem oder pastösem Medium auf die Materialbahn ist auf Grundlage entsprechender Überlegun­ gen vorgesehen, daß die Heizvorrichtung auf beiden Seiten der Materialbahn eine gesonderte Heizeinheit aufweist.

Die Heizleistung der Heizvorrichtung kann beispielsweise von einer Bedienungsperson in Abhängigkeit von der erzielten Qualität des Auftrags eingestellt werden. Es ist jedoch ebenso möglich, für die Heizvorrichtung einen Regelkreis vorzusehen, insbesondere dadurch, daß in Förderrichtung der Materialbahn gesehen nach der Auftragsposition eine Sensorvorrichtung zur Erfassung des Glanzes oder/und der Glätte oder/und des Weißgrads oder/und der Dicke der Materialbahn und zur Ausgabe eines entsprechenden Informationssignals angeordnet ist und daß eine Steuereinheit vorgesehen ist, die die Heizvorrichtung in Abhängigkeit des von der Sensorvorrichtung ausgegebenen Informationssignals steuert. In Weiterbildung dieses Regel­ kreises kann ferner vorgesehen sein, daß die Steuereinheit zusätzlich zu dem Informationssignal der Sensorvorrichtung weitere Informationssignale empfängt, welche Informationen beispielsweise über die Laufgeschwindig­ keit der Materialbahn enthalten.

Die Erfindung betrifft ferner eine Maschine zur Papier- oder Kartonher­ stellung, die mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Auftragsvorrichtung ausgestattet ist.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten, eine einzige Figur umfassenden Zeichnung näher erläutert werden. Diese Fig. 1 stellt schematisch eine erfindungsgemäße, mit einer Heizvorrichtung versehene Auftragsvorrichtung dar.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung allgemein mit 1 0 bezeichnet. Die Auftragsvorrichtung 10 dient zum beidseitigen Bestreichen einer in Transportrichtung T von unten zugeführten Materialbahn 12. Die Auftragsvorrichtung 10 umfaßt hierzu zwei sich gegensinnig drehende Über­ tragswalzen 14a und 14b, die das jeweils von einem Auftragswerk 16a bzw. 16b zugeführte flüssige oder pastöse Medium 18a bzw. 18b im Be­ reich einer Auftragsstelle S von beiden Seiten auf die Materialbahn 12 auftragen.

In Transportrichtung T der Materialbahn 12 vor der Auftragsstelle S ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Heizvorrichtung 20 angeordnet, welche zwei Heizeinheiten 20a bzw. 20b aufweist, von denen jede auf einer Seite der Materialbahn 12 angeordnet ist. Die Heizeinheiten 20a und 20b er­ hitzen die in der Materialbahn 12 vorhandene Restfeuchtigkeit und bewirken somit einen Anstieg des in dem Volumen der Materialbahn 12 herrschenden Dampfdrucks. Dieser Dampfdruck reicht trotz des Abstands zwischen den Heizeinheiten 20a und 20b und der Auftragsstelle S und der beim Transport über diesen Abstand zwangsläufig eintretenden allmählichen Abkühlung der Materialbahn aus, um der Sorptionswirkung des Papiers oder Kartons und dem Penetrationsdruck des flüssigen oder pastösen Mediums 18a, 18b ent­ gegenzuwirken und somit ein zu starkes Wegschlagen des flüssigen oder pastösen Mediums in die Materialbahn 12 zu verhindern.

Die Heizleistung der Heizvorrichtung 20 kann von einer Bedienungsperson von Hand eingestellt werden. Es ist jedoch ebenso möglich, einen Regelkreis für die Heizvorrichtung 20 vorzusehen. Hierzu ist an einer in Transport­ richtung T gesehen nach der Auftragsstelle S angeordneten Position eine Sensoreinrichtung 22 vorgesehen, die die jeweils gewünschte(n) Oberflä­ cheneigenschaft(en) mittels optischer, akustischer oder dergleichen Detek­ tionsverfahren erfaßt und ein entsprechendes Informationssignal an eine Steuereinheit 24 weiterleitet. Der Steuereinheit 24 können ferner weitere Informationssignale zugeführt werden, beispielsweise über die Bewegungs­ geschwindigkeit v der Materialbahn 12 in Förderrichtung T. In Abhängigkeit des Inhalts der über die Signalleitungen 26a und 26b zugeführten Informa­ tionssignale bestimmt die Steuereinheit 24 Stellgrößen, die sie über entsprechende Signalleitungen 28a und 28b an die Heizeinheiten 20a und 20b ausgibt.

Obgleich die Auftragsvorrichtung 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel als "Speedcoater" (Handelsbezeichnung der Anmelderin) ausgebildet ist, kann erfindungsgemäß auch jede andere Vorrichtung zum Auftrag eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine Materialbahn eingesetzt werden, beispielsweise eine Auftragsvorrichtung mit Schöpfwalze, eine Vorrichtung zum direkten Auftragen des flüssigen oder pastösen Mediums auf die Mate­ rialbahn oder eine andersartig ausgebildete Auftragsvorrichtung. Als Heiz­ vorrichtung kann ebenfalls eine beliebige Vorrichtung eingesetzt werden, solange sie nur den erwünschten Effekt des Erwärmens der Restfeuchtigkeit in der Materialbahn sicherstellt. Ferner versteht es sich, daß die Erfindung auch bei einem einseitigen Auftrag auf die Materialbahn eingesetzt werden kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung (10) zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (18a, 18b) auf eine laufende Mate­ rialbahn (12), insbesondere aus Papier oder Karton, dadurch gekennzeichnet, daß ihr eine Heizvorrichtung (20) zugeord­ net ist, welche in Förderrichtung (T) der laufenden Materialbahn (12) gesehen unmittelbar vor der Position (S) angeordnet ist, an welcher das flüssige oder pastöse Medium (18a, 18b) mit der Materialbahn (12) in Kontakt tritt.

2. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (20) zwischen etwa 20 cm und etwa 400 cm vor der Auftragsposition (5) angeordnet ist.

3. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (20) einen Infrarot-Strahler oder/und ein Heißluftgebläse oder/und eine Mikrowellenquelle oder/und einen Dampfblaskasten umfaßt.

4. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung bei einseitigem Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums auf der Seite der Materialbahn angeordnet ist, auf der auch das flüssige oder pastöse Medium aufgetragen wird.

5. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (20) bei beid­ seitigem Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums (18a, 18b) auf beiden Seiten der Materialbahn (12) eine gesonderte Heizeinheit (20a, 20b) aufweist.

6. Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung (T) der Materialbahn (12) gesehen nach der Auftragsposition (S) eine Sensorvorrichtung (22) zur Erfassung des Glanzes oder/und der Glätte oder/und des Weißheitsgrads oder/und der Dicke der Materialbahn (12) und zur Ausgabe eines entsprechenden Informationssignals angeordnet ist und daß eine Steuereinheit (24) vorgesehen ist, welche die Heiz­ vorrichtung (20) in Abhängigkeit des von der Sensorvorrichtung (22) ausgegebenen Informationssignals steuert.

7. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (24) zusätzlich zu dem Informationssignal der Sensorvorrichtung (22) weitere Informations­ signale empfängt, welche Informationen beispielsweise über die Lauf­ geschwindigkeit (v) der Materialbahn (12) enthalten.

8. Maschine zur Papier- oder Kartonherstellung umfassend eine Auftragsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.