DE4022334C2 - Verfahren zum Betreiben eines Auftragswerks für Papier oder Karton und Auftragswerk hierfür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Dort genannte Walzen werden vielfach ein­ gesetzt, wo eine Beschichtung von Papier oder Karton in einem zwischen zwei Walzen gebildeten Preßspalt erfolgt. Dabei wird im allgemeinen eine geringe Auftragsmenge (spezifisches Flä­ chengewicht) aufgetragen. Die Beschichtungsmassen weisen als Lösungsmittel üblicherweise erhebliche Mengen Wasser auf.

Die Walze gemäß DE 37 41 232 A1 dient dazu, von einer Folie die unter Hitzeeinwirkung abzulösende Farbschicht auf das Substrat zu übertragen, wobei die Wärme vom Inneren der Walze bis zu der Außenseite des Walzenmantels transportiert wird. Dabei muß die Temperatur mindestens etwa 180° betragen. Es muß hier also eine ganz erhebliche Wärmeeinwirkung aufgebracht werden. Der einzige Grund ist aber eben nur das Loslösen der Farbschicht.

Bei Walzen, die mit einem Kunststoff, z. B. Polyurethan oder Polyamid, beschichtet sind, besteht die Gefahr, daß durch Hydrolyse Schädigungen auftreten, insbesondere der Haftschicht, die die Verbindung zwischen dem Kunststoffmantel und dem metal­ lischen Walzenkern herstellt. Ferner kommt es zu einem Auf­ weichen des Kunststoffmantels, was zu einer Härteänderung und einer Verminderung der Festigkeit desselben führt. Dadurch wird natürlich die Standzeit einer solchen Walze stark beeinträchtigt und sie muß frühzeitig ausgewechselt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Walze soll dieser Nachteil wesentlich eingeschränkt werden. Was erfindungsgemäß dadurch geschieht, daß der Walzenkern eine höhere Temperatur erhält als der darauf aufgebrachte Mantel aus Kunststoff. Man kann zu dem Zweck die Walze direkt durch ein strömendes Wärmeträgermedium oder durch Heizstäbe oder -Wicklungen beheizen. Auch indirekte Maßnahmen oder Mittel zur Temperaturerhöhung des Walzenkerns, der vor­ zugsweise aus Metall ist, können zur Anwendung kommen.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird nämlich verhindert, daß das Wasser von der Oberfläche des Walzenmantels und von der Beschichtungsmasse her in den Walzenmantel in Richtung auf den Walzenkern in zu starkem Maße eindringt. Dies geht natürlich sonst an sich nur sehr langsam vonstatten, jedoch noch zu schnell für eine akzeptable Standzeit der Walze bei deren be­ trieblichen Einsatz. Insbesondere ist es nur nötig, daß die Oberflächentemperatur des Walzenkerns geringfügig höher ist als die Oberflächentemperatur des Walzenmantels.

Beheizbare Walzen sind zwar in den verschiedensten Ausführungen bekannt, jedoch handelt es sich dabei um rein metallene Walzen, von denen eine hohe Oberflächentemperatur gefordert wird, z. B. für den vorherrschenden Einsatzzweck in Kalandern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren der Zeichnung dargestellt, wobei

Fig. 1 einen prinzipmäßigen Axialschnitt durch eine er­ findungsgemäße Walze und

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Wal­ ze in einer anderen Ausführungsform der Heizein­ richtung darstellt.

In Fig. 1 ist der Walzenkern mit 1 und der Walzenmantel mit 2 bezeichnet, wobei der Walzenkern 1 ein Hohlzylinder aus Metall, vorzugsweise Stahl, ist. Dieser Hohlzylinder ist stirnseitig abgeschlossen und weist Wellenstümpfe 3 bzw. 4 auf, die eben­ falls eine zentrale Durchgangsbohrung 5 aufweisen. Dadurch er­ geben sich natürliche Kanäle für die Zuleitung und Ableitung von Heizflüssigkeit oder Heizgas. Die Temperatur der Walze muß ja nur sehr wenige Grad oberhalb der Umgebungstemperatur bzw. der Temperatur der Streichmasse gehalten werden, falls diese erwärmt ist und somit auch den Walzenmantel 2 erwärmt.

In manchen Fällen findet jedoch keine Erwärmung der Streichmas­ se über die Umgebungstemperatur hinaus statt. So reicht dann eine Erwärmung der Walze auf etwa 30 bis 50°C. Es stellt sich dann ein natürlicher Temperatur-Gradient von dem Walzenkern 1 zur Oberfläche des Walzenmantels 2 ein.

Um eine besonders gleichmäßige Erwärmung der Walze zu er­ reichen, können besondere Einbauten vorgesehen werden, wie es z. B. aus DE 32 29 471 A1 und 38 02 477 A1 sowie aus der US 43 51 386 und der US 42 52 184 bekannt ist.

Eine andere Möglichkeit wäre natürlich, an der Innenoberfläche des hohlzylindrisch ausgebildeten Walzenkerns 1 Heizstäbe oder Heizwicklungen vorzusehen. Die elektrische Heizleistung müßte dann über Schleifringe an einen Wellenstumpf 3 bzw. 4 übertragen werden.

Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 2 dargestellt, wo durch induktive Kopplung von einem Elektromagneten und dem Walzenkern 1 Wirbelströme in demselben hervorgerufen werden, die zu einer Aufheizung des Kerns führen. Der Elektromagnet besteht dabei aus einem Eisenkern 8 mit zumindest einer Wicklung 9. In Fig. 2 sind noch Heizstäbe 6 und Heizwicklungen 7 in Nuten 10 des Wal­ zenkerns 1 angedeutet.

Man kann sich den Effekt so erklären, daß aufgrund des von ra­ dial innen nach radial außen bestehenden negativen Temperatur- Gradienten aufgrund der Brown′schen Molekularbewegung die Was­ sermoleküle stark daran gehindert werden, den Weg in das Innere des Walzenmantels 2 hinein zu nehmen. Es reicht theoretisch eine Temperatur-Differenz zwischen der Oberfläche des Mantels und der Oberfläche des Walzenkerns von 0,1°K, bevorzugt wird ein Bereich zwischen 1 und 20°K.

Es gelangen zwar immer noch einige Wassermoleküle bis zur Haft­ schicht des Walzenbezugs (Kunststoffmantel), jedoch nicht in so großer Menge, daß "Feuchtigkeitsnester" gebildet werden. Somit kann die "Feuchtigkeit" nicht ihr zerstörerisches Werk ausfüh­ ren.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betreiben eines Auftragswerks für Papier oder Karton mit auf Pigmentbasis oder Stärke formulierter Streich- oder Beschichtungsmasse, aus einer mit Kern und Mantel gebildeten Beschichtungswalze, wobei der Kern aus Metall, vorzugsweise aus Stahl und der Mantel aus einem gummi- oder kautschukelastischen Material, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Kern (1), um das Eindringen von Wasser zwischen Kern und Mantel zu verhindern zumindest im Bereich der Übergangsfläche zum Mantel (2) auf eine um 0,1 bis 50°K höhere Temperatur erwärmt wird, als der von der Streichmasse erwärmte Mantel.

2. Verfahren zum Betreiben eines Auftragswerks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Kern (1) zumindest im Bereich der Übergangsfläche zum gummi- oder kautschukelastischen Mantel (2) eine um 0,1 bis 20°K höhere Temperatur erwärmt wird, als der von der Streichmasse erwärmte Mantel.

3. Auftragswerk zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel ins Innere der Walze geleitete erwärmte Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten sind.

4. Auftragswerk zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Walze mit hoher Frequenz welchselnde Magnetfelder erzeugende Magnete (8, 9) radial außen am Walzenumfang zugeorndet sind.

5. Auftragswerk nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Walze aus Polyurethan besteht.