DE19946325A1 - Vorrichtung zum Auftragen einer abrasiven Beschichtungsmasse auf eine durchlaufende Papierbahn - Google Patents

Abstract

Es ist bekannt, auf eine durchlaufende Papierbahn eine Beschichtungsmasse, die abrasive Partikel enthält, mit einer Schlitzdüse im Überschuß aufzutragen, mit einer Dosierwalze zu dosieren und mittels eines einseitig befestigten Lappens aus flexiblem Material, der schlaff auf der durchlaufenden Papierbahn aufliegt, zu egalisieren. Es hat sich aber gezeigt, daß es je nach der Konsistenz der Beschichtungsmasse nicht immer gelingt, ein durch Oberflächenspannung bedingtes ungleichmäßiges Beschichtungsprofil so zu glätten, daß ein unerwünschtes Streifenmuster nicht mehr sichtbar ist. DOLLAR A Bei der neuen Vorrichtung umfaßt die Egalisierungseinrichtung (8) eine Strukturwalze (9), deren Hüllfläche eine gewindeartige Struktur hat. Dadurch werden die durch ein ungleichmäßiges Beschichtungsprofil bedingten Längsstreifen seitlich verwischt, so daß sie am fertigen Produkt nicht mehr erkennbar sind (Figur 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen einer aus flüssigem Harz und feinkörnigem abrasiven Material, insbesondere Korund, bestehenden Beschichtungsmasse auf eine durchlaufende Papierbahn, die zur Verwendung bei der Herstellung abriebfester Laminate bestimmt ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die DE 195 08 797 C1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Dekorpapier zur Verwendung bei der Herstellung von abriebfesten Laminaten. Dabei wird ein viskoses Gemisch aus Melaminharz und Alpha-Cellulose, dem Korundpartikel zugesetzt sind, als Beschichtungsmasse auf die Sichtfläche eines Dekorpapiers aufgetragen. Die Alpha-Cellulose dient dabei als Versteifungs- und Suspendierungsmittel. Die Korundpartikel haben eine Korngröße von 15-50 µm. Die Auftragmenge beträgt 80-200 g/m², so daß sich nach Erreichen der Endfeuchte eine Schichtdicke von 20-65 µm ergibt. Die Beschichtungsmasse soll mittels eines Drahtrakels, eines Reverse Coating Systems oder einer Rasterwalze aufgetragen werden.

In der DE 198 14 212 C1 wird eine Vorrichtung beschrieben, die speziell zum Auftragen einer derartigen Beschichtungsmasse bestimmt ist. Auf dieser Vorrichtung, die sich schon seit einiger Zeit im großtechnischen Maßstab bewährt hat, baut die Erfindung auf. Bei der bekannten Vorrichtung ist die Dosierwalze mit der Umlenkwalze synchronisiert, so daß die Oberflächengeschwindigkeiten der beiden Walzen am Dosierspalt nach Größe und Richtung übereinstimmen. Zwischen der Dosierwalze und der an der Papierbahn anhaftenden Beschichtungsmasse besteht daher keine Relativgeschwindigkeit. Auf diese Weise wird der Verschleiß der Dosierwalze durch die in der Beschichtungsmasse enthaltenen abrasiven Partikel so klein wie möglich gehalten. Man entnimmt aber der Schrift, daß der Gleichlauf der beiden Walzen ein anderes Problem verursacht: In dem engen Spalt zwischen Dosierwalze und Umlenkwalze wird die an der Papierbahn bereits anhaftende Schicht - anders als bei einer gegenläufigen Dosierwalze - gespalten, so daß ein Teil der Beschichtungsmasse an der Papierbahn haften bleibt, ein anderer Teil von der Dosierwalze mitgeführt wird. Nachdem die Papierbahn den Walzenspalt durchlaufen hat, ist die anhaftende Schicht zunächst noch ungleichmäßig, so daß Längsstreifen deutlich sichtbar sind. Um dieses Streifenmuster zu beseitigen, ist eine Egalisiereinrichtung vorgesehen, und zwar ein Rakel, bestehend aus einem im wesentlichen rechteckigen Lappen aus einem flexiblen gummiartigen Material, der an seiner rückwärtigen, zu den Achsen der beiden Walzen parallelen Kante einseitig an einer Halteleiste befestigt ist und schlaff auf dem von der Umlenkwalze ablaufenden oberen Trum der Papierbahn aufliegt.

Je nach der Konsistenz der Beschichtungsmasse, die wegen der unterschiedlichen Rezepturen der einzelnen Hersteller von Dekorpapier merkliche Unterschiede aufweisen kann, reicht aber ein derartiger Lappen nicht immer aus, um das unerwünschte Streifenmuster völlig unsichtbar zu machen.

Gemäß US-PS 19 39 012 wird zum Glattstreichen der Oberfläche von feuchten Ziegelsteinformlingen eine Schnecke eingesetzt. Eine mit feuchtem Lehm gefüllte Form wird unter der rotierenden Schnecke hindurchbewegt. Dabei wird überschüssiger Lehm abgestreift. Er fällt in einen seitlich angeordneten Schacht und wird einer neuen Verwertung zugeführt.

Die DE 195 41 000 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Glätten von durchlaufenden Gipsfaserplatten, bestehend im wesentlichen aus einer Schnecke, die quer über einem Förderband für die durchlaufenden Gipsfaserplatten angeordnet ist. Die rotierende Schnecke trägt nach Art eines Schabers von der Oberfläche der unter ihr durchlaufenden, bereits abgebundenen Gipsfaserplatte, die noch feucht oder schon getrocknet sein kann, feine Partikel ab, die durch die Förderwirkung der Schnecke zum Rand transportiert werden und dort in einen Behälter fallen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 weiter zu entwickeln, so daß sie auch bei Einsatz schwer verarbeitbarer Beschichtungsmassen gleichmäßig beschichtete Papiere ohne sichtbare Streifen liefert.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Egalisiereinrichtung mindestens eine Strukturwalze umfaßt, deren Hüllfläche eine gewindeartige Struktur hat.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.

Die Fig. 1 bis 4 veranschaulichen verschiedene Vorrichtungen gemäß der Erfindung.

Die Fig. 5 bis 7 veranschaulichen verschiedene Strukturwalzen.

Gemäß Fig. 1 wird eine Papierbahn 1, die bereits mit Harz vorimprägniert, gegebenenfalls auch schon getrocknet ist, in waagerechter Richtung einer Umlenkwalze 2 zugeführt. Sie umschlingt die Umlenkwalze 2 im Bereich eines Bogens von 180°, der etwa in der Sechsuhr-Position durch die Auflauflinie 3 und in der Zwölfuhr-Position durch die Ablauflinie 4 begrenzt ist. Anschließend läuft die Papierbahn 1 in waagerechter Richtung, wie durch den Pfeil 5 symbolisiert, zu einem nicht dargestellten Trockner.

Neben der Umlenkwalze 2 ist eine Dosierwalze 6 mit glatter Mantelfläche angeordnet. Sie hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel den gleichen Durchmesser wie die Umlenkwalze 2. Die Achsen der Umlenkwalze 2 und der Dosierwalze 6 sind parallel zueinander in gleicher Höhe in einem nicht dargestellten Maschinengestell gelagert. Die Lagerung einer der beiden Walzen 2, 6 ist in waagerechter Richtung verschieblich, so daß die Breite des zwischen den beiden Walzen 2, 6 bestehenden engen Spaltes veränderlich ist. Die Dosierwalze 6 ist ebenso wie die Umlenkwalze 2 mit einem Antrieb versehen. Die Antriebe der beiden Walzen 2, 6 sind mechanisch oder elektrisch gekoppelt, so daß die Walzen 2, 6 synchron oder annähernd synchron umlaufen, das heißt vorzugsweise mit übereinstimmender Oberflächengeschwindigkeit, die der Fördergeschwindigkeit der Papierbahn entspricht.

Unter der Umlenkwalze 2 ist eine Schlitzdüse 7 zum Auftragen der Beschichtungsmasse angeordnet. Die Schlitzdüse 7 ist der Auflauflinie 3 benachbart.

In kurzem Abstand von der Ablauflinie 4 ist über dem ablaufenden oberen Trum der Papierbahn 1 eine Egalisiereinrichtung 8 angeordnet. Sie umfaßt eine Strukturwalze 9 und eine glatte Walze 10, die in Bahnlaufrichtung hinter der Strukturwalze 9 angeordnet ist. Die Strukturwalze 9 und die glatte Walze 10 sind höhenverstellbar, so daß ihre Abstände von der Papierbahn 1 veränderlich sind. In kurzem Abstand, der etwa dem Abstand der Walze 10 von der Auflauflinie 4 entspricht, ist in Richtung des Pfeils 5 hinter der Egalisiereinrichtung 8 unter der Papierbahn 1 eine Stützwalze 11 angeordnet.

Die Hüllfläche der Strukturwalze 9 hat eine gewindeartige Struktur. Die in Fig. 5 veranschaulichte Strukturwalze ist mit einer schraubenlinienförmigen Nut 12 versehen, die sich entsprechend der Arbeitsbreite im wesentlichen über die ganze Länge der Strukturwalze 9 erstreckt. Der zwischen benachbarten Gängen verbleibende Steg 13 ist im Schnitt rechteckig und hat etwa die gleiche Breite wie die Nut 12. Die Hüllfläche hat daher die Struktur eines eingängigen Gewindes.

Hiervon unterscheidet sich die in Fig. 6 veranschaulichte Strukturwalze dadurch, daß sie mit einem mehrgängigen, und zwar mit einem dreigängigen Gewinde versehen ist. Dadurch wird bei unverändertem Querschnitt der Nuten und Stege die Ganghöhe entsprechend vergrößert, ebenso der Steigungswinkel.

Die in Fig. 7 veranschaulichte Strukturwalze ist mit einem System von schraubenlinienförmigen Nuten gleicher Steigung mit entgegengesetztem Schraubensinn versehen. Das System umfaßt je drei rechtsgängige und linksgängige Nuten. Die linksgängigen Nuten entsprechen den in Fig. 6 veranschaulichten Nuten. Durch die einander kreuzenden Nuten wird aus der Walze ein flaches, an einen Fliesenbelag erinnerndes Relief aus rautenförmigen Inseln 14 herausgearbeitet, deren eine Diagonale parallel zur Walzenachse gerichtet ist. Die zweite Diagonale liegt rechtwinkelig dazu.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 läuft die Papierbahn 1 im Betrieb mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 10 und 70 m/min. vorzugsweise zwischen 20 und 50 m/min durch. Mit der Schlitzdüse 7 wird von unten Beschichtungsmasse, die aus flüssigem Harz und darin suspendierten feinen Korundpartikeln besteht, im Überschuß direkt auf die Papierbahn aufgetragen. Die so gebildete Schicht wird in dem engen Spalt zwischen der Umlenkwalze 2 und der Dosierwalze 6 gespalten, so daß ein Teil der Beschichtungsmasse an dem Papier haften bleibt, der andere Teil von der Dosierwalze 6 mitgeführt wird. Überschüssige Beschichtungsmasse wird in dem Spalt gestaut und tropft ab. Da die Oberflächengeschwindigkeiten der beiden Walzen 2, 6 die gleiche Richtung haben und vorzugsweise zumindest annähernd gleich groß sind, verursachen die in der Beschichtungsmasse enthaltenen abrasiven Partikel keinen nennenswerten Verschleiß an der Dosierwalze 6.

Die an der Papierbahn anhaftende Schicht - im Mittel etwa 30 bis 100 g/m² - ist zunächst ungleichmäßig, so daß Längsstreifen deutlich sichtbar sind. Die Streifen sind dadurch zu erklären, daß die flüssige Beschichtungsmasse bei der Aufspaltung der Schicht im Walzenspalt infolge der Oberflächenspannung dazu tendiert, sich an bestimmten, mehr oder weniger gleichmäßig über die Breite verteilten Stellen zusammenzuziehen. An diesen Stellen hat das Profil der an der Papierbahn anhaftenden Schicht Maxima, die als schmale Streifen in Erscheinung treten. Die Breite eines Streifens beträgt erfahrungsgemäß in der Regel etwa 5 mm. Der Abstand zweier benachbarter Streifen liegt meistens zwischen etwa 10 und 30 mm. Das unerwünschte Streifenmuster ändert sich mitunter in unvorhersehbarer Weise. Die Strukturwalze 9 ist so eingestellt, daß sie die Papierbahn berührt. Die schnell rotierende Strukturwalze 9 in der Ausführung gemäß Fig. 5 oder Fig. 6 übt - mit einer Schnecke vergleichbar - auf die in den Streifen angehäufte Beschichtungsmasse in Richtung ihrer Achse, das heißt quer zur Papierbahn 1, eine fördernde Wirkung aus. Voraussetzung ist natürlich, daß die Oberflächengeschwindigkeit der Strukturwalze 9 im Eingriffsbereich erheblich von der Geschwindigkeit abweicht, mit der sich die Papierbahn 1 in Richtung des Pfeils 5 bewegt. Je nach dem Drehsinn, mit dem die Strukturwalze 9 rotiert, und dem Schraubensinn des Gewindes ist die fördernde Wirkung einseitig zu dem einen oder dem anderen Rand der Papierbahn gerichtet. Durch die Förderwirkung werden die verdickten Streifen dabei in Querrichtung sozusagen verwischt. Es wird aber keine Beschichtungsmasse von der Papierbahn 1 entfernt. Die Strukturwalze 9 hat daher nur eine vergleichmäßigende Wirkung, aber keinen Einfluß auf die Dosierung. Aus diesem Grunde kommt es bei der Strukturwalze 9 - anders als bei der Dosierwalze 6 - nicht auf extreme Maßhaltigkeit an. Ein gewisser Verschleiß hat kaum einen Einfluß auf die Wirksamkeit der Strukturwalze 9. Daher verursacht die Strukturwalze 9 keine besonders hohen Kosten.

Die nachgeschaltete glatte Walze 10, die ebenfalls mit hoher Geschwindigkeit rotiert, bewirkt noch eine weitere Vergleichmäßigung.

Durch die Umlenkwalze 2 und die in relativ kurzem Abstand angeordnete Stützwalze 11 wird der Durchhang der Papierbahn 1, die in Betrieb üblicherweise unter einer gewissen Zugspannung steht, im Bereich der Egalisiereinrichtung 8 auf ein unmerkliches Maß reduziert.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 kann auch als Strukturwalze 9 eine Walze eingesetzt werden, deren Hüllfläche die in Fig. 7 veranschaulichte Struktur hat. Hierbei wird das in den Streifen akkumulierte Beschichtungsmaterial durch die - in Richtung der Oberflächengeschwindigkeit gesehen - vorderen, in Bezug auf die Oberflächengeschwindigkeit schiefwinkligen Kanten der rautenförmigen Inseln 14 teils zur einen und teils zur anderen Seite abgetragen. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung erreicht.

Von dem soeben beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 unterscheidet sich das in Fig. 2 veranschaulichte Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, daß die Egalisiereinrichtung 8 zwei hintereinander angeordnete Strukturwalzen 9, 9a umfaßt. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die Schlitzdüse 7 der Dosierwalze 6 zugeordnet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 umfaßt die Egalisiereinrichtung ein Rakel 15, welches im Bahnlauf vor der Strukturwalze 9 angeordnet ist. Es besteht aus einem im wesentlichen rechteckigen Lappen 16 aus flexiblem, gummiartigem Material, der an seiner rückwärtigen, zur Achse der Strukturwalze 9 parallelen Kante einseitig an einer Halteleiste 17 befestigt ist und schlaff auf dem von der Umlenkwalze 2 ablaufenden oberen Trum der Papierbahn 1 aufliegt. Der Lappen 16 bewirkt schon eine gewisse Voregalisierung. Weiterhin unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 von den vorher erörterten Ausführungsbeispielen dadurch, daß der Dosierwalze 6 ein ähnliches Rakel 18 zugeordnet ist. Die zugehörige Halteleiste 19 ist schräg über der Dosierwalze 6 angeordnet, und zwar an der Seite, die der Umlenkwalze 2 abgekehrt ist. Daran ist ein flexibler rechteckiger Kunststofflappen 20 einseitig aufgehängt. Der vordere Teil des Lappens liegt schlaff auf der Dosierwalze 6 auf. Durch den Lappen 20 wird die an der Dosierwalze 6 anhaftende Beschichtungsmasse egalisiert. Dadurch wird verhindert, daß ein ungleichmäßiges Profil der an der Dosierwalze 6 anhaftenden Schicht auf die Beschichtung der Papierbahn 1 übertragen wird.

Das durch Fig. 3a veranschaulichte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem der Fig. 3 dadurch, daß das Rakel 15 - in Laufrichtung gesehen - hinter der Strukturwalze 9 angeordnet ist, so daß der Lappen 16 über der Stützwalze 11 auf der Papierbahn 1 aufliegt. Etwaige hinter der Strukturwalze 9 noch sichtbare, schräg verlaufende Streifen werden durch den Lappen 16 geglättet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Dosierwalze 6 nahezu senkrecht - etwa in der Elfuhr-Position - über der Umlenkwalze 2 angeordnet. Daher durchläuft die Papierbahn zwischen Dosierung und Egalisierung nur eine relativ kurze Strecke und benötigt dafür nur ein entsprechend kurzes Zeitintervall. Das hat, wie Versuche ergeben haben, einen positiven Einfluß auf die Egalisierung.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Auftragen einer aus flüssigem Harz und feinkörnigem abrasivem Material, insbesondere Korund, bestehenden Beschichtungsmasse auf eine durchlaufende Papierbahn, die zur Verwendung bei der Herstellung abriebfester Laminate bestimmt ist,
mit einer Umlenkwalze, an der die Papierbahn in einem Umschlingungsbereich anliegt,
mit einer Dosierwalze, die parallel zur Umlenkwalze angeordnet ist und mit ihr einen engen Spalt einschließt,
mit einer Schlitzdüse zum Auftragen der Beschichtungsmasse entweder direkt auf die an der Umlenkwalze anliegende Papierbahn oder auf die Dosierwalze und mit einer Einrichtung zum Egalisieren der frisch aufgetragenen Beschichtungsmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die Egalisiereinrichtung (8) mindestens eine Strukturwalze (9, 9a) umfaßt, deren Hüllfläche eine gewindeartige Struktur hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturwalze (9, 9a) mit einem mehrgängigen Gewinde versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturwalze (9, 9a) mit einem System von einander kreuzenden schraubenlinienförmigen Nuten.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Egalisiereinrichtung (8) mindestens zwei Strukturwalzen (9, 9a) umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Egalisiereinrichtung (8) ein Rakel (15) umfaßt, welches im Bahnlauf vor oder hinter der (den) Strukturwalze(n) (9, 9a) angeordnet ist und einen im wesentlichen rechtwinkeligen Lappen (16) aus flexiblem, gummiartigem Material aufweist, der an seiner rückwärtigen, zur Achse der Strukturwalze(n) (9, 9a) parallelen Kante einseitig befestigt ist und schlaff auf dem von der Umlenkwalze (2) ablaufenden oberen Trum der Papierbahn (1) aufliegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Egalisiereinrichtung (8) eine glatte Walze (10) umfaßt, die in Bahnlaufrichtung hinter der (den) Strukturwalze(n) (9, 9a) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in kurzem Abstand vor und hinter dem Bereich, in dem die Egalisiereinrichtung (8) an der Papierbahn (1) angreift, Stützorgane (2, 11) für die Papierbahn (1) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkwalze (2) das eine Stützorgan bildet und das als zweites Stützorgan eine zusätzliche Stützwalze (11) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei waagerechter Führung des von der Umlenkwalze (2) ablaufenden Trums der Papierbahn (1) die Dosierwalze (6) senkrecht oder nahezu senkrecht über der Umlenkwalze (2) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierwalze (6) ein Rakel (18) zugeordnet ist.