DE20023954U1

DE20023954U1 - Curtain coater

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Publication number: DE20023954U1
Application number: DE20023954U
Authority: DE
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2010-11-23
Also published as: DE10057734A1

Abstract

Vorrichtung (10) zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium (16), insbesondere wässriger Pigmentsuspension, auf einen laufenden Untergrund (U), umfassend ein Vorhang-Auftragswerk (12), welches das Auftragsmedium aus einer Abgabedüse (14) als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Vorhang oder Schleier (18) an den Untergrund (U) abgibt,
wobei der Untergrund (U) bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements, vorzugsweise einer Übertragswalze, ist, welches das Auftragsmedium dann an die Oberfläche der Materialbahn überträgt,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fallweg des Vorhangs bzw. Schleiers (18) wenigstens ein Leitelement (22) angeordnet ist, das den Vorhang bzw. Schleier (18) längs zumindest eines Teils des Fallwegs im Wesentlichen auf seiner gesamten Breite führt.Device (10) for applying liquid or pasty application medium (16), in particular aqueous pigment suspension, to a running substrate (U), comprising a curtain applicator (12), which essentially causes the application medium from a dispensing nozzle (14) to gravitate moving curtain or veil (18) to the ground (U),
wherein the substrate (U) for direct application is the surface of a material web, in particular of paper or cardboard, and in the case of indirect application the surface of a transfer element, preferably a transfer roll, which then transfers the application medium to the surface of the material web,
characterized in that in the fall path of the curtain (18) at least one guide element (22) is arranged, which guides the curtain or veil (18) along at least part of the fall path substantially over its entire width.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium, insbesondere wässriger Pigmentsuspension, auf einen laufenden Untergrund, umfassend ein Vorhang-Auftragswerk, welches das Auftragsmedium aus einer Abgabedüse als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Vorhang oder Schleier an den Untergrund abgibt, wobei der Untergrund bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements, vorzugsweise einer Übertragswalze, ist, welches das Auftragsmedium dann an die Oberfläche der Materialbahn überträgt.The The invention relates to a device for applying liquid or pasty Application medium, in particular aqueous Pigment suspension, on a running surface, comprising Curtain applicator, which uses the application medium from a dispensing nozzle as essentially gravity-induced moving curtain or veil to the subsoil, whereby the underground with direct order the surface a material web, in particular of paper or cardboard, and in indirect order the surface a transfer element, preferably a transfer roll, which is the application medium then to the surface of Material web transfers.

Bei der Beschichtung von Materialbahnen unter Einsatzes eines Vorhang-Auftragswerks (in der Fachwelt auch als "Curtain Coating" bezeichnet) wird das Auftragsmedium an den Untergrund in Form eines Auftragsmedium-Vorhangs bzw. -Schleiers (der Einfachheit halber werden im Folgenden nur noch die Begriffs "Auftragsmedium-Vorhang" bzw. nur "Vorhang" verwendet) abgegeben, der sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt vom Auftragswerk zum Untergrund bewegt. Dass das Vorhang-Auftragswerk sich dabei in einem vorbestimmten Abstand vom Untergrund befindet, hat unter anderem den Vorteil, dass es beispielsweise bei einem Bahnabriss einem geringeren Beschädigungsrisiko ausgesetzt ist. Vorhang-Auftragswerke unterscheiden sich von anderen "kontaktlosen" Auftragswerken, beispielsweise Freistrahl-Düsenauftragswerken, bei welchen die Bewegung des Auftragsmediums vom Auftragswerk zum Untergrund hauptsächlich vom Ausstoßimpuls aus der Abgabedüse des Auftragswerks herrührt, grundlegend, da die Gestalt des aus der Abgabedüse austretenden Vorhangs lediglich dem Wechselspiel zwischen der Oberflächenspannung des Auftragsmediums und der Schwerkraft ausgesetzt ist. Die Oberflächenspannung versucht dabei, den Vorhang, der bezogen auf sein Volumen bzw. seine Querschnittsfläche eine sehr große Oberfläche bzw. Umfangslänge aufweist, zusammenzuziehen, um so seine Oberfläche zu verringern. Diesem Effekt widersetzt sich die Schwerkraft, die den Vorhang zu strecken sucht. Es ist daher leicht einzusehen, dass es umso schwieriger ist, einen über die gesamte Arbeitsbreite gleichmäßig dicken Auftragsmedium-Vorhang zu erhalten, je größer diese Arbeitsbreite ist.at the coating of webs using a curtain applicator (in the professional world as "Curtain Coating ") the application medium is applied to the substrate in the form of a coating medium curtain or veil (For the sake of simplicity, only the terms "application medium curtain" or "curtain" will be used below), mainly due to gravity from the commissioned work to Underground moves. That the curtain-commissioned work is doing in one predetermined distance from the ground, among other things the advantage that, for example, at a web break a smaller risk of damage is exposed. Curtain commissioned works differ from other "contactless" commissioned works, for example, free-jet nozzle applicators, in which the movement of the application medium from the commissioned work to the underground mainly from the ejection pulse from the dispensing nozzle of the commission, basically, since the shape of the curtain emerging from the dispensing nozzle is merely the interplay between the surface tension of the application medium and is exposed to gravity. The surface tension tries the curtain, based on its volume or its cross-sectional area a very big surface or circumferential length, to contract so as to reduce its surface area. This effect defies gravity, which seeks to stretch the curtain. It is therefore easy to see that it is all the more difficult to talk about uniformly thicker overall working width To obtain a coating medium curtain, the larger this working width.

Die Beschichtung von Materialbahnen mittels eines Vorhang-Auftragswerks, das der Materialbahn das Auftragsmedium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Auftragsmedium-Vorhang zuführt, ist von der Beschichtung von fotografischen Filmen, Tonbändern und dergleichen seit langem bekannt. Allerdings weisen die Materialbahnen auf diesen Anwendungsgebieten eine erheblich geringere Breite auf, als dies bei modernen Anlagen zur Herstellung von Papier- und Kartonbahnen der Fall ist, bei denen heutzutage Materialbahnbreiten von mehr als 10 m gefordert werden. Einen über diese Breite gleichmäßigen Auftragsmedium-Vorhang bilden und stabil halten zu können, ist eine Aufgabe, bei der es alles andere als naheliegt, sich von den vergleichsweise einfach zu kontrollierenden, bekannten schmalen Auftragsmedium-Vorhängen Anregungen für eine funktionstaugliche Lösung zu erwarten. Darüber hinaus bewegen sich die Materialbahnen in modernen Anlagen zur Herstellung von Papierbahnen mit Geschwindigkeiten von etwa 1.000 m/min bis zu 3.000 m/min, und in Anlagen zur Herstellung von Kartonbahnen mit Geschwindigkeiten ab etwa 200 m/min, was zumeist ein Vielfaches der Geschwindigkeit ist, mit der sich die bekannten schmalen Materialbahnen bewegen. Die hohen Bahn-Geschwindigkeiten stellen überdies eine weitere hohe Belastung für die Stabilität des Auftragsmedium-Vorhangs dar, da der Auftragsmedium-Vorhang nicht nur im freien Fall schwerkraftbedingt gestreckt wird (Schwerkraftstreckung), sondern auch beim Kontakt mit dem Untergrund aufgrund des Unterschieds zwischen der Geschwindigkeit des frei fallenden Auftragsmediums kurz vor dem Auftreffen auf dem Untergrund und der Laufgeschwindigkeit des sich bewegenden Untergrunds (Kontaktstreckung).The Coating of material webs by means of a curtain applicator, that of the material web, the application medium as being substantially gravitational moving application medium curtain is from the coating of photographic films, tapes and the like for a long time. However, the material webs have in these fields of application a considerably smaller width, than that in modern paper and board web production lines Case is where material web widths of more than 10 m are required. One about this Wide even application medium curtain make and keep stable, is a task in which it is far from obvious, from the comparatively easy to control, known narrow Application medium curtains Suggestions for a functional solution expected. About that In addition, the webs move in modern facilities for production of paper webs at speeds of about 1,000 m / min to to 3,000 m / min, and in plants for the production of board webs at speeds of about 200 m / min, which is often a multiple the speed is with which the known narrow webs of material move. The high web speeds are also another heavy burden for the stability of the application medium curtain because the application medium curtain is not only in free fall by gravity is stretched (gravity stretch), but also in contact with the ground because of the difference between the speed of the free-falling application medium just before hitting the ground and running speed of the moving underground (contact stretching).

Zur Erzielung eines qualitativ hochwertigen Auftragsergebnisses ist es wünschenswert, die Gesamtstreckung (= Schwerkraftstreckung × Kontaktstreckung) möglichst gleichmäßig auf die Schwerkraftstreckung und die Kontaktstreckung zu verteilen. Hierzu ist es insbesondere bei hohen Laufgeschwindigkeiten des Untergrunds erforderlich, dass der Auftragsmedium-Vorhang kurz vor dem Kontakt mit dem Untergrund eine möglichst hohe Fallgeschwindigkeit aufweist, was eine entsprechend hohe Fallhöhe bedingt. Der Fallhöhe sind jedoch physikalische Grenzen gesetzt. Bei einer zu großen Fallhöhe würde nämlich zum einen der Einfluss der Oberflächenspannung des Auftragsmediums und zum anderen der Einfluss von Luftbewegungen in der Nähe des Auftragsmediums-Vorhangs zu groß, um einen stabilen Auftragsmedium-Vorhang zuverlässig und reproduzierbar gewährleisten zu können. Die genannten Effekte erlangen einen umso stärkeren Einfluss auf die Qualität des Auftragsmedium-Vorhangs, je kleiner die Durchflussmenge des vom Vorhang-Auftragswerk pro Meter Arbeitsbreite an den Untergrund abgegebenen Auftragsmediums ist, d.h. je dünner der Auftragsmedium-Vorhang ist. Insbesondere in einem Filmdickenbereich von 2 ml/m² bis 50 ml/m², wie sie beim fertigdosierten Auftrag ("1:1"-Auftrag) dünner Auftragsmediumschichten keine Seltenheit sind, wird die Schwerkraftstreckung durch die vorstehend genannten Effekte begrenzt.In order to achieve a high-quality order result, it is desirable to distribute the total stretch (= gravity stretch × contact stretch) as evenly as possible on the gravity stretch and the contact stretch. For this purpose, it is necessary in particular at high running speeds of the substrate that the application medium curtain shortly before contact with the ground has the highest possible falling speed, which causes a correspondingly high drop height. However, the height of fall is subject to physical limits. In the event of too great a fall height, on the one hand, the influence of the surface tension of the application medium and, on the other hand, the influence of air movements in the vicinity of the application medium curtain would become too great in order to reliably and reproducibly ensure a stable application medium curtain. The effects mentioned above obtain an even greater influence on the quality of the application medium curtain, the smaller the flow rate of the application medium delivered by the curtain applicator per meter of working width to the substrate, ie the thinner the application medium curtain. In particular, in a film thickness range of 2 ml / m ² to 50 ml / m ² , as they are not uncommon in the finished metered order ("1: 1" order) thin coating layers, the gravity extension is limited by the effects mentioned above.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei welcher der Einfluss der vorstehend diskutierten Effekte auf die Schwerkraftstreckung reduziert ist.It is therefore an object of the invention, a Vor specify the direction of the aforementioned type, in which the influence of the effects discussed above on the gravity stretch is reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art gelöst, bei welcher in dem Fallweg des Vorhangs wenigstens ein Leitelement angeordnet ist, das den Vorhang längs zumindest eines Teils des Fallwegs auf seiner gesamten Breite führt.These The object is achieved by a Device of the generic type solved, at which arranged in the fall path of the curtain at least one guide element is that the curtain is longitudinal at least part of the fall path over its entire width leads.

Der vorteilhafte Effekt des erfindungsgemäß eingesetzten Leitelements auf den Auftragsmedium-Vorhang beruht höchstwahrscheinlich darauf, dass das Auftragsmedium beim Kontakt mit dem Leitelement zunächst etwas abgebremst wird, was die Form des Auftragsmedium-Vorhangs stabilisiert. Mit zunehmender Bewegung des Auftragsmediums längs des Leitelements nimmt dann aber die Fallgeschwindigkeit, genauer gesagt die Fließgeschwindigkeit des Auftragsmediums längs des Leitelements, wieder zu. Durch diese erfindungsgemäße Stabilisierung des Auftragsmedium-Vorhangs kann die Gesamtfallhöhe des Vorhangs und somit die insgesamt erzielbare Schwerkraftstreckung verglichen mit einem herkömmlichen freifallenden Auftragsmedium-Vorhang ohne Einbußen hinsichtlich der Qualität der damit gebildeten Auftragsmediumschicht erhöht werden. Hierdurch ist es möglich, sich der durch die physikalischen Eigenschaften des Auftragsmediums limitierten Filmstreckungsgrenze, bei der sich im dosierten Film die Gleichmäßigkeit des Strichs negativ beeinflussende Schwingungswellen bilden, stärker anzunähern als dies bislang mit einem frei fallenden Auftragsmedium-Vorhang möglich war.Of the advantageous effect of the invention used guide element the application medium curtain is most likely due to the fact that the application medium in contact with the guide initially something is decelerated, which stabilizes the shape of the application medium curtain. With increasing movement of the application medium takes along the guide element but then the fall velocity, more precisely the flow velocity the application medium along of the guiding element, closed again. By this stabilization according to the invention of the application medium curtain, the total height of fall of the curtain and thus the Total achievable gravity extension compared to a conventional free-falling application medium curtain without sacrificing the quality of it formed coating medium layer can be increased. This is it possible, which are limited by the physical properties of the application medium Film stretch limit, in which the uniformity in the metered film of the stroke form negative oscillation waves to approach more closely than this was previously possible with a free-falling application medium curtain.

Anzumerken ist in diesem Zusammenhang, dass unter einer "im Wesentlichen schwerkraftbedingten" Bewegung des Auftragsmedium-Vorhangs hier verstanden wird, dass von allen, das Auftragsmedium zum Untergrund hin treibenden Kräften die Schwerkraft den größten Einfluss auf den Auftragsmedium-Vorhang ausübt. Die schwerkraftbedingte Bewegung kann aber auch von weiteren Kräften unterstützt (beispielsweise von elektrostatischen Kräften) oder in anderer Art und Weise beeinflusst werden (beispielsweise viskose Reibung bei der Bewegung längs des Leitelements).It should be noted is in this context that under a "substantially gravity" movement of the application medium curtain here is understood by all, the order medium to the underground driving forces gravity the biggest influence on the application medium curtain exercises. The gravitational motion but also from other forces supports (For example, by electrostatic forces) or otherwise and Be influenced (for example, viscous friction in the Movement along of the guiding element).

Anzumerken ist weiterhin, dass die Worte "längs des Fallwegs führen" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung durchaus auch bedeuten können, dass der Auftragsmedium-Vorhang durch das Leitelement aus der dem freien Fall entsprechenden Bahn ausgelenkt werden kann.It should be noted is still that the words "along the Fallwegs lead "in context with the present invention may well mean that the application medium curtain through the guide from the free Fall corresponding track can be deflected.

Anzumerken ist ferner, dass als Materialbahnen neben Papier und Karton auch Folien oder Textilien mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Auftragsmedium beschichtet werden können.It should be noted is further that as material webs beside paper and cardboard also Films or textiles by means of the device according to the invention with application medium can be coated.

Die vorstehend beschriebenen Vorteile können insbesondere dann erzielt werden, wenn das Leitelement den Fallweg in einen von der Abgabedüse zum Leitelement führenden Freifall-Abschnitt und einem vom Leitelement zum Untergrund führenden Freifall-Abschnitt unterteilt. In diesem Fall kann der gesamte Fallweg des Auftragsmedium-Vorhangs mittels eines einzigen Leitelements in drei Abschnitte unterteilt werden, nämlich zwei Freifall-Abschnitte, die durch einen den Auftragsmedium-Vorhang stabilisierenden Abschnitt längs des Leitelements voneinander getrennt sind. Selbstverständlich kann jeder der Freifall-Abschnitte durch zusätzliche Leitelemente weiter unterteilt sein.The The advantages described above can be achieved in particular be when the guide element the fall path in one of the discharge nozzle to the guide element leading Freefall section and leading from the guide element to the ground freefall section divided. In this case, the entire fall path of the application medium curtain divided into three sections by means of a single guide element be, namely two free-fall sections that through a coating medium curtain stabilizing section along the Guide element are separated from each other. Of course you can each of the freefall sections continues through additional vanes be divided.

Aber auch dann, wenn das Leitelement den Fallweg des Auftragsmedium-Vorhangs nicht in zwei Freifall-Abschnitte unterteilt, wirkt sich der stabilisierende Einfluss des Leitelements vorteilhaft auf die Qualität des Auftragsergebnisses aus, wobei mittels dieser Leitelemente dann noch weitere, das Auftragsergebnis letzten Endes vorteilhaft beeinflussende Wirkungen erzielt werden können:
So lässt sich beispielsweise gemäß einer ersten Ausführungsvariante mittels eines sich unmittelbar an die Abgabedüse anschließenden Leitelements der sogenannte "Teekannen-Effekt" vermeiden. Dieser "Teekannen-Effekt", eine charakteristische Verformung des aus der Abgabedüse austretenden Auftragsmedium-Vorhangs, tritt in der Praxis dann auf, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Auftragsmediums beim Verlassen der Abgabedüse eine Grenzgeschwindigkeit unterschreitet, die zum einen von den physikalischen Eigenschaften des Auftragsmediums und zum anderen von der Dicke des Auftragsmedium-Vorhangs abhängt. Dünne Vorhänge neigen auch bei größerer Ausströmungsgeschwindigkeit dazu, den "Teekannen-Effekt" zu zeigen. Überschreitet die Ausströmungsgeschwindigkeit den vorstehend angesprochenen Grenzwert, so bildet sich üblicherweise ein parabolischer Verlauf des Auftragsmedium-Vorhangs aus. Ideal wäre es hingegen, den Auftragsmedium-Vorhang exakt mit der Grenzgeschwindigkeit aus der Abgabedüse austreten zu lassen, da der Vorhang in diesem Fall einen nahezu perfekt vertikalen Verlauf nimmt.However, even if the guide element does not divide the fall path of the application medium curtain into two free fall sections, the stabilizing influence of the guide element has an advantageous effect on the quality of the order result, whereby further guide elements ultimately further advantageously influence the order result Effects can be achieved:
Thus, for example, according to a first embodiment variant, the so-called "teapot effect" can be avoided by means of a guide element immediately following the dispensing nozzle. This "teapot effect", a characteristic deformation of the discharge from the dispensing nozzle application medium curtain, occurs in practice when the flow rate of the application medium when leaving the dispensing nozzle below a limit speed, on the one hand by the physical properties of the application medium and the other depends on the thickness of the application medium curtain. Thin curtains tend to show the "teapot effect" even at higher flow rates. If the outflow velocity exceeds the above-mentioned limit value, a parabolic course of the application medium curtain usually forms. On the other hand, it would be ideal to allow the application medium curtain to emerge from the delivery nozzle at exactly the limit speed, since the curtain in this case assumes an almost perfectly vertical course.

Dieser Idealfall lässt sich unter Einsatz eines sich unmittelbar an die Abgabedüse anschließenden Leitelements in einfacher Weise erreichen bzw. zumindest annähern. Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, wird der Auftragsmedium-Vorhang durch den Einfluss des Leitelements zunächst stabilisiert und dann von der Schwerkraft, wenn auch in einem durch den Kosinus des Neigungswinkels geminderten Maße, längs des Leitelements beschleunigt. Bei entsprechender Wahl der Länge des Leitelements in Bewegungsrichtung des Vorhangs kann erreicht werden, dass der Auftragsmedium-Vorhang am Ende des Leitelements sich exakt mit der Grenzgeschwindigkeit oder einer geringfügig größeren Geschwindigkeit bewegt, so dass der "Teekannen-Effekt" sicher vermieden werden kann und der Vorhang das Leitelement nahezu in vertikaler Richtung verlässt.This ideal case can be easily achieved or at least approximated by using a guide element immediately following the dispensing nozzle. As already stated above, the application medium curtain is first stabilized by the influence of the guide element and then accelerated by gravity, albeit at a reduced by the cosine of the angle of inclination, along the guide element. With a suitable choice of the length of the guide element in the direction of movement of the curtain can be achieved that the application medium curtain at the end of the guide exactly with the Grenzgeschwin moved or a slightly greater speed, so that the "teapot effect" can be safely avoided and the curtain leaves the guide almost in the vertical direction.

Um die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung in einfacher Weise an die physikalischen Eigenschaften verschiedener Auftragsmedien, verschiedene Vorhangdicken, und dergleichen Parameter mehr anpassen zu können, wird vorgeschlagen, dass die in Bewegungsrichtung des Vorhangs gemessene, von Auftragsmedium bedeckte Länge des Leitelements veränderbar ist. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Leitelement mit der dem freien Fall des Vorhangs entsprechenden Richtung einen Winkel von zwischen etwa 5° und etwa 30° einschließt. Das "Teekannen-Effekt"-freie Ablösen des Vorhangs vom Leitelement kann dadurch erleichtert werden, dass die von dem Auftragsmedium-Vorhang bedeckte Oberfläche des Leitelements mit der Stirnfläche des Leitelements einen Winkel von zwischen etwa 20° und etwa 60° einschließt. Die von Auftragsmedium bedeckte Länge des Leitelements sollte vorteilhafterweise höchstens etwa 200 mm, vorzugsweise höchstens etwa 50 mm, betragen.Around the applicator device according to the invention in a simple way to the physical properties of various Application media, various curtain thicknesses, and the like parameters to be able to adapt more It is proposed that the measured in the direction of movement of the curtain, Length covered by application medium of the guide element changeable is. Furthermore, it has proven to be advantageous if the guide element with the direction corresponding to the free fall of the curtain Angle of between about 5 ° and about 30 °. The "teapot effect" -free detachment of the Curtain from the guide can be facilitated by the covered by the application medium curtain surface of the guide with the Face of the Guide element forms an angle of between about 20 ° and about 60 °. The of order medium covered length of the guide should advantageously not more than about 200 mm, preferably at most about 50 mm, amount.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann das Leitelement aber auch als Leitschaber gegen den Untergrund angestellt sein. In diesem Fall tritt zu dem den Auftragsmedium-Vorhang stabilisierenden Einfluss des Leitelements hinzu, dass dieser die vom Untergrund mitgeführte Luftgrenzschicht schwächen und somit deren nachteiligen Einfluss auf das Auftragsergebnis mindern kann. Beispielsweise können mittels eines derartigen Leitschabers lokal begrenzte Unterbrechungen des Auftragsmedium-Vorhangs verhindert werden, die zu nicht mit Auftragsmedium bedeckten Stellen des Untergrunds führen würden. Aber auch die lokale Einschleppung von Lufteinschlüssen zwischen Untergrund und Auftragsmedium, die quasi als Vorstadium eines lokalen Reissens des Auftragsmedium-Vorhangs angesehen werden können, können mittels des erfindungsgemäßen Leitschabers vermieden werden. Eine etwaig entstehende Reibungswärme durch die Relativbewegung von Leitschaber und Untergrund stellt in der Praxis kein Problem dar, da sie in einfacher Weise durch das Auftragsmedium selbst abgeführt werden kann.According to one another embodiment can the guide element but also hired as a guide scraper against the ground be. In this case, the stabilizing the application medium curtain occurs Influence of the guide added to that of the underground entrained Weaken air boundary layer and thus reduce their adverse impact on the order result can. For example, you can by means of such Leitschabers locally limited interruptions of the application medium curtain are prevented from being too Application medium covered areas of the ground would lead. But also the local introduction of trapped air between underground and Application medium, as a kind of preliminary stage of a local tearing of the application medium curtain can, by means of the Leitschabers invention be avoided. A possibly resulting frictional heat through the relative movement of the guide bar and the base places in practice not a problem, as they easily through the application medium even dissipated can be.

Auch im Falle des Einsatzes des Leitelements als Leitschaber hat sich eine geneigte Anordnung dieses Leitschabers als vorteilhaft erwiesen. Beispielsweise kann das Leitelement mit der dem freien Fall des Vorhangs entsprechenden Richtung einen Winkel von zwischen etwa 20° und etwa 80°, vorzugsweise zwischen etwa 45° und etwa 80°, einschließen. Die von Auftragsmedium bedeckte Länge des Leitschabers sollte vorteilhafterweise höchstens etwa 50 mm, vorzugsweise höchstens etwa 10 mm, betragen.Also in the case of the use of the guide element as Leitschaber has an inclined arrangement of this guide bar proved to be advantageous. For example can match the baffle with the free fall of the curtain Direction an angle of between about 20 ° and about 80 °, preferably between about 45 ° and about 80 °, lock in. The length of the guide blade covered by the application medium should be advantageously at most about 50 mm, preferably at most about 10 mm.

Um einerseits einen annähernd linienartigen Kontakt zwischen Leitschaber und Untergrund sicherstellen und andererseits einen annähernd stufenfreien Übergang des Auftragsmediums vom Leitschaber zum Untergrund ermöglichen zu können, wird ferner vorgeschlagen, dass die von dem Auftragsmedium-Vorhang bedeckte Oberfläche des Leitelements einen dem Untergrund benachbart angeordneten Endabschnitt aufweist, der mit einer gedachten Verlängerung der Oberfläche einen Winkel von zwischen etwa 30° und etwa 50° einschließt.Around on the one hand approximate ensure linear contact between guide blade and ground and on the other hand, an approximate stepless transition of the application medium from the guide blade to the ground to be able to also suggested that the covered by the application medium curtain surface the guide element an adjacent to the substrate arranged end portion having, with an imaginary extension of the surface one Angle of between about 30 ° and about 50 °.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist es ferner möglich, dass sich das Leitelement über die gesamte Strecke zwischen Abgabedüse und Untergrund erstreckt, um so die Vorteile einer sich an die Abgabedüse unmittelbar anschließenden Leitelements mit jenen eines als Leitschaber eingesetzten Leitelements zu verbinden. Hinsichtlich des Neigungswinkels des Leitelements muss in diesem Fall entweder ein Kompromiss zwischen den beiden genannten Anordnungsalternativen gefunden oder das Leitelement gekrümmt ausgebildet werden, so dass es sowohl im Bereich der Abgabedüse als auch im Bereich des Untergrunds einen jeweils vorteilhaften Neigungswinkel aufweist. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, zwei voneinander getrennte Leitelemente vorzusehen, von denen eines sich unmittelbar an die Abgabedüse anschließt, während das andere als Leitschaber gegen den Untergrund angestellt ist.According to one Another variant is it is also possible that the guide element on the entire distance between dispensing nozzle and subsurface, so as to take advantage of a direct to the dispensing nozzle subsequent Guide element with those of a guide used as a guide scraper connect to. With regard to the angle of inclination of the guide element In this case, either a compromise between the two must be made said arrangement alternatives found or formed the guide element curved so that it is both in the area of the dispensing nozzle and in the area of the Subsurface each having a favorable angle of inclination. Of course but it is also possible to provide two separate vanes, one of which directly to the dispensing nozzle connects, while the other is employed as a guide scraper against the underground.

Eine gekrümmte Ausbildung des Leitelements ermöglicht es überdies, über die Form der Krümmung die Geschwindigkeit oder/und die Dicke des Auftragsmedium-Vorhangs zu beeinflussen. Dabei kann sowohl an den Einsatz von konvex als auch von konkav gekrümmten Leitelementen gedacht werden, wobei mit konvex bzw. konkav die Krümmung der dem Auftragsmedium zugewandten Oberfläche des Leitelements bezeichnet ist.A curved Training the guide element allows it also, about the Shape of curvature the speed and / or thickness of the application medium curtain to influence. This can be due both to the use of convex as also of concavely curved Leitelementen be thought, with convex or concave, the curvature of the Designates the application medium facing surface of the guide element is.

Insbesondere dann, wenn das Leitelement aus Metall oder Kunststoff, beispielsweise kohlefaser- oder glasfaser-verstärkten Kunststoff, gefertigt ist, kann es vorkommen, dass das Auftragsmedium beim Kontakt mit dem Leitschaber stärker abgebremst wird, als es für die Erzielung der gewünschten Stabilisierung des Auftragsmedium-Vorhangs eigentlich erforderlich ist. In diesem Fall kann die Bremskraft, die der Leitschaber auf das Auftragsmedium ausübt, dadurch gemindert werden, dass das Leitelement zumindest auf seiner dem Vorhang bzw. Schleier zugewandten Oberfläche hydrophob ausgebildet ist, so dass die Strömungsgeschwindigkeit des Auftragsmediums auf dem Leitelement erhalten bleibt.Especially if the guide element is made of metal or plastic, for example carbon fiber or glass fiber reinforced Plastic, it is possible that the application medium when Contact with the lead scorer stronger is slowed down as it is for achieving the desired stabilization the application medium curtain is actually required. In this Case, the braking force exerted by the guide blade on the application medium, characterized be mitigated that the guide element at least on his the Curtain or veil facing surface is hydrophobic, so the flow speed the application medium is retained on the guide element.

Diese hydrophobe Ausbildung der Oberfläche des Leitelements kann in herstellungstechnisch einfacher Weise dadurch erhalten werden, dass die Oberfläche des Leitelements mit einer hydrophoben Beschichtung versehen ist, beispielsweise mit einer teflonisierten Glasfaserfolie beschichtet ist. Im Hinblick auf ein günstiges Ablöseverhalten des Auftragsmediums vom Leitelement sollte jedoch zumindest die Stirnfläche des Leitelements frei von hydrophober Beschichtung sein.This hydrophobic formation of Oberflä surface of the guide element can be obtained in a manufacturing-technically simple manner by providing the surface of the guide element with a hydrophobic coating, for example coated with a Teflon-coated glass fiber film. With regard to a favorable detachment behavior of the application medium from the guide element, however, at least the end face of the guide element should be free of hydrophobic coating.

Bei der vorstehenden Diskussion wurde implizit stets davon ausgegangen, dass sich der Auftragsmedium-Vorhang auf der Oberseite des Leitelements entlangbewegt, also von der Schwerkraft an dieser Oberseite gehalten wird. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass sich der Auftragsmedium-Vorhang auf der Unterseite des Leitelements entlangbewegt, wobei er an dieser Unterseite durch Adhäsionskräfte gehalten wird.at the above discussion has implicitly assumed that the application medium curtain on the top of the baffle moved along, so held by gravity on this top becomes. in principle but it is also possible that the application medium curtain moved along on the underside of the guide element, where he at this Bottom held by adhesive forces becomes.

In Weiterbildung der Erfindung kann auf der dem Auftragsmedium-Vorhang abgewandten Seite wenigstens eine Elektrode angeordnet sein. Mittels des von dieser Elektrode ausgehenden elektrischen Felds kann das Auftragsmedium und dessen Wechselwirkung mit der Oberfläche des Leitelements zur Erzielung bzw. Sicherstellung einer gleichmäßigen Schichtdicke des Auftragsmedium-Vorhangs vorteilhaft beeinflusst werden. Dies ist ausführlich in den nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen DE 100 12 256.6 und DE 100 12 347.3 aus dem Konzern der Anmelderin beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird.In a development of the invention, at least one electrode can be arranged on the side facing away from the application medium curtain. By means of the electric field emanating from this electrode, the application medium and its interaction with the surface of the guide element for achieving or ensuring a uniform layer thickness of the application medium curtain can be advantageously influenced. This is detailed in the post-published German patent applications DE 100 12 256.6 and DE 100 12 347.3 from the group of the Applicant, to which reference is hereby made.

Ferner kann in Laufrichtung des Untergrunds vor der Kontaktlinie des Vorhangs bzw. Schleiers ein Saugkasten angeordnet sein. Dieser Saugkasten kann zusätzlich oder alternativ zu einem als Leitschaber eingesetzten Leitelement zur Bekämpfung der vom Untergrund mitgeführten Luftgrenzschicht eingesetzt werden. Wird im Falle des direkten Auftrags des Auftragsmediums auf eine Materialbahn ein gegen die Materialbahn angestellter Leitschaber eingesetzt, so kann mittels des Saugkastens die Materialbahn in sicheren Kontakt gegen den Leitschaber angesaugt werden, so dass dieser die Luftgrenzschicht effektiv von der Materialbahnoberfläche abheben kann. Dem Saugkasten kann zulaufseitig oder/und auslaufseitig ein Schaberelement zugeordnet sein, das mit einer Schaberkante auf dem Untergrund aufliegt, wobei das auslaufseitige Schaberelement von dem Leitelement gebildet sein kann. Auch hinsichtlich konstruktiver Details des angesprochenen Saugkastens sei auf die vorstehend genannten beiden deutschen Patentanmeldungen verwiesen.Further can be in the direction of the ground in front of the contact line of the curtain or veil can be arranged a suction box. This suction box can additionally or alternatively to a guide element used as a guide scraper for fighting the one carried by the underground Air boundary layer can be used. Will in case of direct order of the Application medium on a web against the web Employed Leitschaber used, so can by means of the suction box sucked the web into safe contact against the guide scraper so that it can effectively lift the air boundary layer from the material web surface. The suction box can on the inlet side and / or outlet side a scraper element be assigned, which rests with a scraper edge on the ground, wherein the outlet-side scraper element is formed by the guide element can be. Also regarding constructive details of the mentioned Saugkastens be on the above two German patent applications directed.

Nachzutragen ist noch, dass das Leitelement ausgehend von seiner dem Untergrund fernsten Stelle entweder in oder entgegen der Laufrichtung des Untergrunds geneigt angeordnet sein kann, wobei das Leitelement mit der dem freien Fall des Auftragsmedium-Vorhangs entsprechenden Richtung in beiden Orientierungen einen Winkel von bis zu etwa 70° einschließen kann. In hinsichtlich des Abreißens des Auftragsmedium-Vorhangs kritischen Fällen ist dabei die ablaufseitige Orientierung des Leitelements vorzuziehen.Begrudge is still that the guiding element starting from its the underground farthest point either in or against the direction of the underground can be arranged inclined, wherein the guide element with the Free fall of the application medium curtain corresponding direction may include an angle of up to about 70 ° in both orientations. In terms of tearing off the application medium curtain critical cases is the drain side Orientation of the guide to be preferred.

Die Erfindung wird im Folgenden an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es stellt dar:The The invention will be described below with reference to embodiments attached Drawing closer explained become. It shows:

1–4 schematische Seitenansichten verschiedener Varianten erfindungsgemäßer Auftragsvorrichtungen mit an unterschiedlichen Positionen zwischen dem Auftragswerk und dem Untergrund angeordneten Leitelementen; 1 - 4 schematic side views of various variants of inventive applicators with arranged at different positions between the commissioned work and the ground guide elements;

5 eine vergrößerte Ansicht des Details V gemäß 4, wobei eine geringfügige Abweichung lediglich hinsichtlich des Auftreffens des Auftragsmedium-Vorhangs besteht; 5 an enlarged view of the detail V according to 4 where there is a slight deviation only in the impact of the application medium curtain;

6 und 7 zwei mit Saugkasten ausgestatteten Varianten erfindungsgemäßer Auftragsvorrichtungen; und 6 and 7 two variants equipped with suction box variants of inventive applicators; and

8 und 9 zwei erfindungsgemäße Auftragsvorrichtungen mit konvexem bzw. konkaven Leitelement. 8th and 9 two application devices according to the invention with a convex or concave guide element.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorhang-Auftragsvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Sie umfasst ein Vorhang-Auftragswerk 12, aus dessen Abgabedüse 14 flüssiges oder pastöses Auftragsmedium 16 in Form eines Auftragsmedium-Vorhangs bzw. -Schleiers 18 abgegeben wird. Der Vorhang 18 bewegt sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt in vertikaler Richtung V nach unten zu einem Untergrund U, der sich unter dem Auftragswerk 12 in Laufrichtung L mit einer Geschwindigkeit bei einer Kartonbahn ab etwa 200 m/min und bei einer Papierbahn von zwischen etwa 1.000 m/min und etwa 3.000 m/min vorbeibewegt. Der Untergrund U kann bei direktem Auftrag die Oberfläche der Materialbahn, insbesondere der Papier- oder Kartonbahn, aber auch einer Folien- oder Textilbahn, sein, oder bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragselements, beispielsweise einer Übertragswalze. Ziel der Auftragsvorrichtung 10 ist es, das Auftragsmedium 16 im Wesentlichen fertig dosiert, d.h. im Idealfall als "1:1 "-Auftrag, auf den Untergrund U aufzubringen als eine Auftragsschicht 20, die eine Dicke d von zwischen etwa 2 μm und 100 μm aufweist.In 1 is a curtain applicator device according to the invention generally with 10 designated. It includes a curtain commissioned work 12 , from its dispensing nozzle 14 liquid or pasty application medium 16 in the form of a coating medium curtain or veil 18 is delivered. The curtain 18 moves substantially gravitationally in the vertical direction V down to a substrate U, located below the commissioned work 12 in the direction of L at a speed of about 200 m / min for a paperboard web and for a paper web of between about 1,000 m / min and about 3,000 m / min. The substrate U can be the surface of the material web, in particular the paper or board web, but also a film or textile web, for direct application, or, in the case of indirect application, the surface of a transfer element, for example a transfer roller. Target of the application device 10 is it, the order medium 16 essentially completely metered, ie in the ideal case as a "1: 1" order, to be applied to the substrate U as a coating layer 20 having a thickness d of between about 2 μm and 100 μm.

Bei derartigen Vorhang-Auftragsvorrichtungen 10 beruht die Reduzierung der Dicke des Auftragsmedium-Vorhangs 18 von der Breite b der Abgabedüse 14 auf die Dicke d der Auftragsschicht 20 im Wesentlichen auf zwei Effekten, nämlich zum einen der schwerkraftbedingten Streckung des Vorhangs 18 während des freien Falls von der Abgabedüse 14 zum Untergrund U und zum anderen der Kontaktstreckung aufgrund des Unterschieds zwischen der Fallgeschwindigkeit des Vorhangs 18 kurz vor Erreichen des Untergrunds U und der Laufgeschwindigkeit des Untergrunds U. Dabei sind der schwerkraftbedingten Streckung nicht nur aufgrund physikalischer Effekte (Wechselspiel zwischen Schwerkraft und Oberflächenspannung des Auftragsmediums 16), sondern auch aufgrund äußerer Einflüsse (beispielsweise Mitnahme des Vorhangs 18 durch den Untergrund U, Luftströmungen und dergleichen) Grenzen gesetzt.In such curtain applicators 10 is due to the reduction of the thickness of the application medium curtain 18 from the width b of the dispensing nozzle 14 on the thickness d of the coating layer 20 essentially on two effects, namely on the one hand the gravitational stretching of the curtain 18 during free fall from the dispensing nozzle 14 to the underground U and on the other hand the contact stretch due to the difference between the falling speed of the curtain 18 shortly before reaching the subsurface U and the running speed of the subsoil U. In this case, the gravitational stretching are not only due to physical effects (interplay between gravity and surface tension of the application medium 16 ), but also due to external influences (for example, entrainment of the curtain 18 through the underground U, air currents and the like) limits.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass man die Fallhöhe H und somit die insgesamt erzielbare schwerkraftbedingte Streckung des Auftragsmediums 16 dadurch vergrößern kann, dass man im Weg des Auftragsmediums 16 von der Abgabedüse 14 zum Untergrund U ein Leitelement 22, beispielsweise ein Leitblech oder eine Leitklinge, anordnet. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die viskose Reibungskraft zwischen dem Auftragsmedium 16 und dem Leitelement 22 auf den Auftragsmedium-Vorhang 18 eine diesen stabilisierende, d.h. insbesondere vergleichmäßigende Wirkung ausübt.The present invention is based on the finding that the drop height H and thus the overall achievable gravitational stretching of the application medium 16 can thereby enlarge that one in the way of the order medium 16 from the dispensing nozzle 14 to the underground U a guide element 22 , For example, a baffle or a guide blade, arranges. It has been shown that the viscous friction force between the application medium 16 and the guide element 22 on the application medium curtain 18 a stabilizing, ie in particular uniforming effect exerts this.

Gleichwohl kann das Auftragsmedium 16 bei geeigneter Wahl des Neigungswinkels α, den die Oberfläche des im Wesentlichen planen Leitelements 22 mit der Vertikalen V einschließt, sowie entsprechender Wahl der Oberflächeneigenschaften des Leitelements 22 bei seiner Bewegung längs des Leitelements 22 weiter beschleunigt werden. Somit erfährt der Auftragsmedium-Vorhang 18 auch im Bereich des Leitelements 22 eine Streckung.Nevertheless, the order medium 16 with a suitable choice of the inclination angle α, the surface of the substantially planar guide element 22 with the vertical V includes, as well as appropriate choice of the surface properties of the guide element 22 in its movement along the guide element 22 be further accelerated. Thus, the application medium curtain experiences 18 also in the area of the guide element 22 an extension.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel unterteilt das Leitelement 22 den Weg des Auftragsmediums 16 von der Abgabedüse 14 zum Untergrund U in einen ersten Freifall-Abschnitt 24 und einen zweiten Freifall-Abschnitt 26. Nach einer ersten schwerkraftbedingten Streckung im ersten Freifall-Abschnitt 24 trifft das Auftragsmedium 14 also auf das Leitelement 22, das den Vorhang 18 stabilisiert und dennoch dessen weitere schwerkraftbedingte Streckung ermöglicht. Anschließend gelangt das Auftragsmedium 16 in den Bereich des zweiten Freifall-Abschnitts 26, in welchem es nochmals schwerkraftbedingt gestreckt wird, bevor es auf dem Untergrund U auftrifft. Um eine nachteilige Beeinflussung des Auftragsmedium-Vorhangs 18 beim Übergang vom Leitelement 22 in den zweiten Freifall-Abschnitt 26 verhindern zu können, ist die Stirnfläche 22b des Leitelements 22 derart angeschrägt ausgebildet, dass sie mit der vom Auftragsmedium 16 bedeckten Oberfläche 22a des Leitelements 22 einen Winkel β von zwischen etwa 20° und etwa 60° einschließen.In the in 1 illustrated embodiment divides the guide element 22 the way of the commissioned medium 16 from the dispensing nozzle 14 to the underground U in a first free fall section 24 and a second free fall section 26 , After a first gravitational stretch in the first free fall section 24 hits the order medium 14 So on the guide element 22 that the curtain 18 stabilized and still allows its further gravitational stretching. Then the application medium arrives 16 in the area of the second free-fall section 26 in which it is again stretched by gravity, before it hits the substrate U. To adversely affect the application medium curtain 18 at the transition from the guide element 22 in the second free fall section 26 To be able to prevent is the face 22b of the guiding element 22 bevelled so formed that they with the order of the medium 16 covered surface 22a of the guiding element 22 an angle β of between about 20 ° and about 60 °.

Der Neigungswinkel α des Leitelements 22 relativ zur Vertikalen V kann einen Wert von bis zu 70° aufweisen, wobei das Leitelement 22 wie in 1 dargestellt, bezüglich des Untergrunds U ablaufseitig angeordnet sein kann. Grundsätzlich ist jedoch auch eine zulaufseitige Anordnung des Leitelements 22 denkbar. Das Leitelement bzw. Leitblech 22, das aus Metall oder Kunststoff, beispielsweise kohlefaser- oder glasfaserverstärktem Kunststoff, gefertigt sein kann, weist vorteilhafterweise eine Dicke D von zwischen etwa 0,2 mm und etwa 1,0 mm auf. Die Gesamtfallhöhe H kann bis zu 400 mm betragen, wobei die Strecke, in welcher sich das Auftragsmedium 16 längs des Leitelements 22 bewegt, eine Länge l von zwischen etwa 1 mm und etwa 200 mm, vorzugsweise zwischen etwa 1 mm und etwa 50 mm, aufweist.The inclination angle α of the guide element 22 relative to the vertical V may have a value of up to 70 °, wherein the guide element 22 as in 1 represented, with respect to the subsurface U can be arranged on the outlet side. In principle, however, is also an inlet-side arrangement of the guide element 22 conceivable. The guide element or guide plate 22 , which may be made of metal or plastic, for example carbon fiber or glass fiber reinforced plastic, advantageously has a thickness D of between about 0.2 mm and about 1.0 mm. The total drop height H can be up to 400 mm, the distance in which the application medium 16 along the guide element 22 has a length l of between about 1 mm and about 200 mm, preferably between about 1 mm and about 50 mm.

Die in 2 dargestellte Vorhang-Auftragsvorrichtung 110 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 lediglich dadurch, dass das Leitelement 122 an die Abgabedüse 114 des Vorhang-Auftragswerks 112 unmittelbar anschließend angeordnet ist. Auch durch diese Ausführung lässt sich die angesprochene Stabilisierung des Auftragsmedium-Vorhangs 118 im Bereich des Leitelements 122 erzielen, so dass diesbezüglich auf die vorstehende Beschreibung der Ausführungsform gemäß 1 verwiesen werden kann.In the 2 illustrated curtain applicator 110 differs from the embodiment according to 1 only in that the guide element 122 to the dispensing nozzle 114 of the curtain commissioned work 112 is arranged immediately thereafter. This embodiment also allows the mentioned stabilization of the application medium curtain 118 in the area of the guide element 122 Thus, in this regard to the above description of the embodiment according to 1 can be referenced.

Mit der Auftragsvorrichtung 110 gemäß 2 lässt sich jedoch noch ein weiterer Vorteil erzielen. Und zwar kann durch entsprechende Anpassung der Länge l an die Eigenschaften des Auftragsmediums 116 und weiterer Parameter, wie beispielsweise die Dicke und die Austrittsgeschwindigkeit des Vorhangs 118 aus der Abgabedüse 114, erreichen, dass der Vorhang 118 sich im Anschluss an das Leitelement 122 im Bereich des zum Untergrund U führenden Freifall-Abschnitts 126 nahezu perfekt in vertikaler Richtung V bewegt, und nicht einen Verlauf nimmt wie er von dem sogenannten "Teekannen-Effekt" verursacht wird (in 2 gestrichelt angedeuteter Verlauf T). Die Geschwindigkeit des Auftragsmediums 116 an der Ablösekante 122c des Leitelements 122 sollte idealerweise ferner so gewählt werden, dass das Auftragsmedium 116 nicht über diese Kante 122c hinausschießt und anschließend einen parabelförmigen Verlauf nimmt (strichpunktierter Verlauf P), sondern an der Kante 122c im Wesentlichen unmittelbar in den in 2 dargestellten im Wesentlichen vertikalen Verlauf übergeht.With the applicator 110 according to 2 However, another advantage can be achieved. Namely, by adapting the length l to the properties of the application medium 116 and other parameters, such as the thickness and exit velocity of the curtain 118 from the dispensing nozzle 114 , reach that curtain 118 following the guide element 122 in the area of the underground U leading free fall section 126 moves almost perfectly in the vertical direction V, and does not take a course as it is caused by the so-called "teapot effect" (in 2 dashed line indicated course T). The speed of the application medium 116 at the detachment edge 122c of the guiding element 122 should ideally also be chosen so that the order medium 116 not over this edge 122c shoots out and then takes a parabolic course (dash-dotted curve P), but at the edge 122c essentially directly in the 2 illustrated substantially vertical course passes.

Dies alles kann mit der Vorhang-Auftragsvorrichtung 110 gemäß 2 in einfacher Weise erreicht werden, da die "aktive" Länge l des Leitelements 122 und somit die Geschwindigkeit des Auftragsmediums 116 im Bereich der Kante 122c durch einfaches mechanisches Verstellen des Leitelements 122 in Richtung des Doppelpfeils X bewerkstelligt werden kann. Es ist also nicht erforderlich, die hydrodynamischen Parameter in dem Auftragswerk 112 zu beeinflussen, was steuerungs- bzw. regelungstechnisch mit erheblichem Aufwand verbunden wäre.All this can be done with the curtain applicator 110 according to 2 be achieved in a simple manner, since the "active" length l of the guide element 122 and thus the speed of the application medium 116 in the area of the edge 122c by simple mechanical adjustment of the guide element 122 accomplished in the direction of the double arrow X. can be. So it is not necessary, the hydrodynamic parameters in the commissioned work 112 to influence, which would be associated with considerable effort in terms of control and regulation.

Auch bei der Auftragsvorrichtung 210 gemäß 3 kann durch das Leitelement 222 eine den Auftragsmedium-Vorhang 218 stabilisierende Wirkung auf das Auftragsmedium 216 ausgeübt werden, das von dem Vorhang-Auftragswerk 212 aus dessen Abgabeöffnung 214 zum Untergrund U hin abgegeben wird. Daher kann diesbezüglich auf die vorstehende Beschreibung der Ausführungsform gemäß 1 verwiesen werden.Also with the applicator 210 according to 3 can through the baffle 222 a job medium curtain 218 stabilizing effect on the application medium 216 be exercised by the curtain commissioned work 212 from the discharge opening 214 is discharged to the underground U out. Therefore, in this regard, to the above description of the embodiment according to 1 to get expelled.

Bei der Auftragsvorrichtung 210 gemäß 3 ist jedoch das Leitelement 222 als Leitschaber gegen die Oberfläche des Untergrunds U angestellt. Aufgabe dieses Leitschabers ist es, die vom Untergrund U mitgeführte Luftgrenzschicht G vom Untergrund U zu entfernen, um deren nachteiligen Einfluss (lokales Reißen des Auftragsmedium-Vorhangs 218; Lufteinschleppung zwischen Untergrund U und Auftragsschicht 220) auf das Auftragsergebnis zu mindern, wenn nicht gar vollständig zu eliminieren.At the applicator 210 according to 3 however, is the guiding element 222 as a guide scraper against the surface of the underground U hired. The object of this guide blade is to remove the air boundary layer G entrained by the substrate U from the substrate U in order to prevent its adverse influence (local tearing of the application medium curtain 218 ; Air entrainment between subsurface U and coating layer 220 ) to reduce the order result, if not completely eliminate it.

Um gleichwohl einen möglichst stufenfreien Übergang des Auftragsmediums 216 vom Leitschaber 222 zum Untergrund U hin sicherstellen zu können, ist die Stirnfläche 222b angeschrägt ausgebildet, wobei sie mit der von Auftragsmedium 216 nicht benetzten Unterseite 222d des Leitschabers einen Winkel γ einschließt, dessen Wert zwischen etwa 30° und etwa 50° beträgt.Nevertheless, as smooth as possible a transition of the application medium 216 from the leader 222 To ensure the underground U out, is the end face 222b Beveled trained, taking with the order of medium 216 not wetted bottom 222d the Leitababers includes an angle γ, the value of which is between about 30 ° and about 50 °.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Ausführungsformen gemäß 2 und 3 miteinander zu kombinieren, d.h. sowohl ein dem "Teekannen-Effekt" vorbeugendes, sich an die Abgabeöffnung des Vorhang-Auftragswerks unmittelbar anschließendes Leitelement als auch einen gegen den Untergrund U angestellten Leitschaber vorzusehen. Ja, es ist sogar denkbar, wie dies bei dem Vorhang-Auftragswerk 310 gemäß 4 dargestellt ist, diese beiden Leitelemente zu einem einzigen Leitelement 322 zu kombinieren, das sich von der Abgabeöffnung 314 des Vorhang-Auftragswerks 312 durchgehend bis zum Untergrund U erstreckt, gegen den es als Leitschaber angestellt ist. In diesem Fall übt das Leitelement 322 über die gesamte Fallhöhe H (s. 1) die den Vorhang 318 stabilisierende Wirkung auf das Auftragsmedium 316 aus. Ferner besteht keinerlei Gefahr des Auftretens des "Teekannen-Effekts". Und schließlich wird auch jeglicher nachteiliger Einfluss der Luftgrenzschicht G auf die Auftragsschicht 320 unterdrückt.Of course, it is also possible, the embodiments according to 2 and 3 to combine with each other, ie both a the "teapot effect" preventative, to provide the discharge opening of the curtain applicator immediately subsequent guide element as well as an employed against the underground U Leitschaber. Yes, it is even conceivable, as is the case with the curtain commissioned work 310 according to 4 is shown, these two guide elements to a single guide element 322 to combine, extending from the discharge opening 314 of the curtain commissioned work 312 extends continuously to the substrate U, against which it is employed as a guide scraper. In this case, the guiding element exercises 322 over the entire height of fall H (s. 1 ) the curtain 318 stabilizing effect on the application medium 316 out. Furthermore, there is no danger of occurrence of the "teapot effect". And finally, any adverse influence of the air boundary layer G on the application layer 320 suppressed.

Anhand der in 5 dargestellten Detailansicht der Spitze eines als Leitschaber gegen den Untergrund U angestellten Leitelements 322 soll im Folgenden eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Leitelements näher erläutert werden. Und zwar ist das Leitelement 322 an seiner Oberseite 322a und seiner Unterseite 322d jeweils mit einer hydrophoben Beschichtung 330 versehen. Diese hydrophobe Beschichtung kann beispielsweise in Form einer teflonisierten Glasfaserfolie ausgebildet sein, die auf die Oberfläche 322a und 322d des Leitelements 322 aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt ist. Eine derartige hydrophobe Beschichtung hat aufgrund ihrer Wasser und somit auch das Auftragsmedium 316 abweisenden Eigenschaften den Vorteil, dass zum einen die viskosen Reibungskräfte zwischen dem Leitelement 322 und dem Auftragsmedium 316 reduziert sind, so dass das Auftragsmedium 316 auch längs der Oberfläche 322a stärker schwerkraftbedingt beschleunigt und somit gestreckt werden kann, und sie hat ferner den Vorteil einer geringeren Verschmutzungsgefahr durch Anhaften von Auftragsmedium 316 am Leitelement 322.On the basis of in 5 illustrated detail view of the tip of a Leitababer against the underground U hired guide 322 will be explained in more detail below an embodiment of the guide element according to the invention. And that is the guiding element 322 at its top 322a and its bottom 322d each with a hydrophobic coating 330 Mistake. This hydrophobic coating may, for example, be in the form of a teflonized glass fiber film which is applied to the surface 322a and 322d of the guiding element 322 applied, for example, is glued. Such a hydrophobic coating has due to their water and thus also the application medium 316 repellent properties have the advantage that, on the one hand, the viscous frictional forces between the guide element 322 and the order medium 316 are reduced, so that the application medium 316 also along the surface 322a accelerated and therefore can be stretched stronger due to gravity, and it also has the advantage of a lower risk of contamination by adhesion of application medium 316 on the guide element 322 ,

In Folge der Beschichtung des Leitelements 322 auch an seiner Unterseite 322d mit der hydrophoben Beschichtung 330 kann das Leitelement 322, wie dies in 5 dargestellt ist, geringfügig aufschwimmen, so dass sich im Bereich der Spitze 322c des Leitschabers 322 eine geringe stark verwirbelte Menge 316' an Auftragsmedium 316 ausbildet. Dieser Auftragsmediumwirbel 316' verhindert zum einen den Eintritt von Luft in den Bereich zwischen dem Untergrund U und der Auftragssicht 320. Zum anderen gleitet der Leitschaber 322 auf diesem Wirbel 316' reibungsarm dahin, was nicht nur den Verschleiß am Leitschaber 322, sondern bei direktem Auftrag auch den an der Materialbahn auftretenden Verschleiß senkt. Anzumerken ist, dass die Stirnfläche 322c der Spitze nicht mit einer hydrophoben Folie versehen ist. Der Grund hierfür liegt zum einen in der einfacheren Herstellbarkeit. Zum anderen soll die Stirnfläche 322c sogar benetzbar sein, während auf der hydrophoben Beschichtung das Auftragsmedium abperlt, um einen gleichmäßigeren Übergang zum Untergrund U zu ermöglichen.As a result of the coating of the guide element 322 also on its underside 322d with the hydrophobic coating 330 can the guide element 322 like this in 5 is shown to float slightly, leaving in the area of the top 322c the leader 322 a small amount of fluidized matter 316 ' on order medium 316 formed. This order media vortex 316 ' prevents on the one hand the entry of air into the area between the substrate U and the order view 320 , On the other hand slides the guide scraper 322 on this vortex 316 ' low friction, which is not only the wear on the guide blade 322 but also reduces the wear occurring on the material web with direct application. It should be noted that the frontal area 322c The tip is not provided with a hydrophobic film. The reason for this is on the one hand in the easier manufacturability. On the other hand, the end face 322c even be wettable, while on the hydrophobic coating the application medium rolls off to allow a more uniform transition to the substrate U.

Die Auftragsvorrichtung 410 gemäß 6 unterscheidet sich hinsichtlich des Aufbaus des Vorhang-Auftragswerks 412 und des Leitelements 422 nicht von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gemäß 4, d.h. das Leitelement 422 erstreckt sich von der Abgabedüse 414 durchgehend bis zum Untergrund U. Daher sei diesbezüglich auf die Beschreibung der Ausführungsform gemäß 4 verwiesen.The applicator 410 according to 6 differs in terms of the structure of the curtain-commissioned work 412 and the guiding element 422 not from the embodiment described above 4 ie the guide element 422 extends from the dispensing nozzle 414 continuous to the ground U. Therefore, in this regard, the description of the embodiment according to 4 directed.

Als zusätzliche Maßnahme zur Erzielung einer qualitativ hochwertigen Auftragsschicht 420 ist in Laufrichtung L vor dem Auftragswerk 412 ferner ein Saugkasten 432 vorgesehen. Dieser Saugkasten 432 dient dazu, die vom Untergrund U mitgeführte Luftgrenzschicht G bereits zu schwächen bzw. abzusaugen, noch bevor sie überhaupt zu dem gegen den Untergrund U angestellten Leitschaber 422 gelangt. Zur Erhöhung der Saugeffizienz der Saugvorrichtung 432 weist diese eingangsseitig eine Dichtlippe bzw. Dichtklinge bzw. Dichtschaber 434 auf, die zusammen mit dem Leitschaber 422, dem Saugkasten 432 und dem Untergrund U ein saugaktives Volumen 436 umschließt.As an additional measure to achieve a high quality coating 420 is in the direction L before the commissioned work 412 also a suction box 432 intended. This suction box 432 serves to weaken or abk the air boundary layer G entrained by the underground U already suck, even before they ever to the employed against the underground U Leitschaber 422 arrives. To increase the suction efficiency of the suction device 432 this has on the input side a sealing lip or sealing blade or sealing scraper 434 on that together with the guide scraper 422 , the suction box 432 and the subsurface U is an absorbent volume 436 encloses.

Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, wie dies am Beispiel der Auftragsvorrichtung 510 gemäß 7 dargestellt ist, dem Saugkasten 532 zwei diesem speziell zugeordnete Dichtelemente 534 und 534' zuzuordnen, von denen das eine bezüglich der Laufrichtung L des Untergrunds U am zulaufseitigen Ende des Saugkastens 532 und das andere an dessen ablaufseitigem Ende angeordnet ist.In principle, however, it is also possible, as with the example of the application device 510 according to 7 is shown, the suction box 532 two specially assigned this sealing elements 534 and 534 ' to be assigned, one of which with respect to the running direction L of the substrate U at the inlet end of the suction box 532 and the other is disposed at the downstream end thereof.

Bei der Ausführungsform 410 gemäß 6 ist ferner an der dem Auftragsmedium-Vorhang 418 abgewandten Unterseite 422d des Leitschabers 422 eine Elektrode 440 angeordnet, welche es aufgrund des von ihr ausgehenden elektrischen Feldes erlaubt, das Auftragsmedium 416 im Sinne einer zusätzlichen Stabilisierung des Auftragsmedium-Vorhangs 418 zu beeinflussen. Selbstverständlich kann auch eine Mehrzahl derartiger Elektroden vorgesehen sein. Bezüglich der Anordnung von Elektroden und Saugkästen sei ferner auf die aus dem Konzern der Anmelderin stammenden, nachveröffentlichten deutsche Patentanmeldungen DE 100 12 256.6 und DE 100 12 347.3 verwiesen.In the embodiment 410 according to 6 is also at the the application medium curtain 418 opposite bottom 422d the leader 422 an electrode 440 arranged, which allows it due to the outgoing electric field, the application medium 416 in the sense of additional stabilization of the application medium curtain 418 to influence. Of course, a plurality of such electrodes may be provided. With regard to the arrangement of electrodes and suction boxes, reference should also be made to the post-published German patent applications originating from the group of the applicant DE 100 12 256.6 and DE 100 12 347.3 directed.

Obgleich bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sich das Auftragsmedium 16 stets auf der Oberseite 22a des Leitelements 22 entlang bewegte, soll anhand der Auftragsvorrichtung 510 gemäß 7 ferner aufgezeigt werden, dass es grundsätzlich auch möglich ist, dass sich das Auftragsmedium 516 bzw. der Auftragsmedium-Vorhang 518 aufgrund von Adhäsionskräften zwischen dem Leitelement 522 und dem Auftragsmedium 516 auch längs der Unterseite 522d des Leitelements 522 bewegen kann, sofern das Leitelement 522 sich unmittelbar an die Abgabeöffnung 514 des Vorhang-Auftragswerks 512 anschließt.Although in the embodiments described above, the application medium 16 always on the top 22a of the guiding element 22 moved along, is based on the applicator 510 according to 7 Furthermore, it is shown that it is also possible in principle that the order medium 516 or the application medium curtain 518 due to adhesion forces between the guide element 522 and the order medium 516 also along the bottom 522d of the guiding element 522 can move, provided the guide element 522 directly to the discharge opening 514 of the curtain commissioned work 512 followed.

Anhand der 8 und 9 soll noch aufgezeigt werden, dass das Leitelement 622 bzw. 722 der Auftragsvorrichtung 610 bzw. 710 auch konvex (8) oder konkav (9) gekrümmt ausgebildet sein kann. Durch gezielte Wahl des gekrümmten Verlaufs kann die Dicke bzw. die Geschwindigkeit des Auftragsmedium-Vorhang 618 bzw. 718 gezielt beeinflusst werden.Based on 8th and 9 should be shown that the guide element 622 respectively. 722 the applicator 610 respectively. 710 also convex ( 8th ) or concave ( 9 ) may be curved. By selective choice of the curved course, the thickness or the speed of the application medium curtain 618 respectively. 718 be specifically influenced.

Claims

Contraption ( 10 ) for applying liquid or pasty application medium ( 16 ), in particular aqueous pigment suspension, onto a running substrate (U) comprising a curtain applicator ( 12 ) containing the application medium from a dispensing nozzle ( 14 ) as a curtain or veil that moves essentially by gravity ( 18 ) to the substrate (U), wherein the substrate (U) for direct application, the surface of a web, in particular of paper or cardboard, and indirect application, the surface of a transfer element, preferably a transfer roller, which then the application medium to the Surface of the web, characterized in that in the fall path of the curtain or veil ( 18 ) at least one guiding element ( 22 ) is arranged, the curtain or veil ( 18 ) along at least part of the fall path substantially over its entire width.

Applicator device according to claim 1, characterized in that the guide element ( 22 ) the fall path into one of the dispensing nozzle ( 14 ) to the guiding element ( 22 leading free-fall section ( 24 ) and one of the guiding element ( 22 ) leading to the underground (U) free-fall section ( 26 ).

Applicator device according to claim 1, characterized in that the guide element ( 122 ) directly to the dispensing nozzle ( 114 ).

Applicator according to claim 3, characterized in that in the direction of movement of the curtain or veil ( 118 ), of the order medium ( 116 ) covered length (l) of the guide element ( 122 ) is changeable.

Applicator device according to claim 3 or 4, characterized in that the guide element ( 122 ) with the free fall of the curtain or veil ( 118 ) corresponding direction (V) includes an angle (α) of between about 5 ° and about 30 °.

Applicator according to one of claims 2 to 5, characterized in that the of the application medium curtain ( 18 ; 118 ) covered surface ( 22a ) of the guiding element ( 22 ; 122 ) with the end face ( 22b ) of the baffle includes an angle (β) of between about 20 ° and about 60 °.

Applicator device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the guide element as Leitschaber ( 222 ; 322 ) is employed against the ground (U).

Applicator device according to claim 7, characterized in that the guide element ( 222 ; 322 ) with the free fall of the curtain or veil ( 218 ; 318 ) corresponding direction (V) an angle (α) of between about 20 ° and about 80 °, preferably between about 45 ° and about 80 °.

Applicator device according to claim 7 or 8, characterized in that that of the application medium curtain ( 218 ; 318 ) covered surface of the guide element ( 222 ; 322 ) an end portion (U) adjacent the base ( 222b ) having an imaginary extension of the surface at an angle (γ) of between about 30 ° and about 50 °.

Applicator device according to one of claims 3 to 6 and one of claims 7 to 9, characterized in that the guide element ( 322 ) over the entire distance between dispensing nozzle ( 314 ) and subsurface (U).

Applicator device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the guide element ( 322 ) at least on its curtain or veil ( 318 ) facing surface ( 322a ) is hydrophobic.

Applicator device according to claim 11, characterized in that the surface ( 322a ) of the guiding element ( 322 ) with a hydrophobic coating ( 330 ) is provided, for example, coated with a teflonized glass fiber film.

Applicator device according to claim 11 or 12, characterized in that at least the end face ( 322c ) of the guiding element ( 322 ) is free of hydrophobic coating.

Applicator device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the application medium curtain ( 18 ) on the top ( 22a ) of the guiding element ( 22 ) moved along.

Applicator device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the application medium curtain ( 518 ) on the bottom ( 522d ) of the guiding element ( 522 ) moved along.

Applicator device according to one of claims 1 to 15, characterized in that on the the application medium curtain ( 418 ) facing away ( 422d ) of the guiding element ( 422 ) at least one electrode ( 440 ) is arranged.

Applicator device according to one of claims 1 to 16, characterized in that in the running direction (L) of the substrate (U) in front of the line of contact of the curtain or veil ( 418 ; 518 ) a suction box ( 432 ; 532 ) is arranged.

Applicator device according to claim 17, characterized in that the suction box ( 432 ; 532 ) on the inlet side and / or outlet side a scraper element ( 434 . 422 ; 534 . 534 ' ) is assigned, which rests with a scraper edge on the substrate (U).

Applicator after approached 18 , characterized in that the outlet-side scraper element of the guide element ( 422 ) is formed.

Applicator device according to one of the preceding claims, characterized in that the application medium curtain ( 18 ) over a distance (I) of between about 1 mm and about 200 mm, preferably between about 1 mm and about 50 mm, along the surface of the guide element ( 22 ) emotional.

Application device according to one of the preceding Claims, characterized in that the underground (U) in the case of Coating a paper web at a speed of between about 1000 m / min and about 3000 m / min and in the case of coating a Cardboard web at a speed of between about 200 m / min and moved about 1,000 m / min.

Applicator device according to one of the preceding claims, characterized in that the application medium ( 16 ) is metered onto the substrate (U) is applied.

Applicator device according to one of the preceding claims, characterized in that the dispensing nozzle ( 14 ) the order medium ( 16 ) at a rate of between about 2 l / min and about 200 l / min per meter working width.

Applicator device according to one of the preceding claims, characterized in that the length (H) of the curtain ( 18 ) has a value of between about 5 mm and about 400 mm, preferably between about 40 mm and about 200 mm.

Applicator device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 22 ) is made of metal or plastic, for example carbon fiber or glass fiber reinforced plastic.

Applicator device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 22 ) has a thickness (D) of between about 0.2 mm and about 1.0 mm.

Applicator device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 22 ) may be inclined, starting from its location (U) farthest in or opposite to the running direction (L) of the substrate (U), wherein the guide element ( 22 ) with the free fall of the curtain or veil ( 18 ) ent speaking direction (V) in both orientations an angle (α) of up to about 70 ° includes.

Applicator device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 622 ; 722 ) is convex or concave curved.

Application device according to claim 28, characterized in that a tangent, which is applied to the curved surface, is connected to the free fall of the curtain (FIG. 618 ; 718 ) corresponding direction (V) forms an angle (α) of up to about 70 °.