EP0239835B1

EP0239835B1 - Verfahren und Vorrichtung zum beidseitigen Auftragen von flüssigen, pastösen oder schaumigen Massen auf Materialbahnen

Info

Publication number: EP0239835B1
Application number: EP87103199A
Authority: EP
Inventors: Kurt Dr. Von Kwiatkowski; Wolfram Dürr; Heinrich Mörtl; Rainer Schmidt
Original assignee: Vits Maschinenbau GmbH
Current assignee: Vits Maschinenbau GmbH
Priority date: 1986-04-02
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1991-06-12
Anticipated expiration: 2007-03-06
Also published as: EP0239835A1; ES2022176B3; DE3770674D1; FI871427A7; FI83396C; FI871427A0; DE3610943C1; US4774107A; FI83396B; BR8701476A; DE8717966U1; JPS62238859A; ATE64422T1; GR3002435T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum beidseitigen Auftragen von flüssigen, pastösen oder schaumigen Massen auf insbesondere quellfähige Materialbahnen mittels in Materialbahndurchlaufrichtung hintereinander angeordneten Auftragswalzen, die ein S-Walzenpaar bilden und an denen die Schichtdicke der aufzutragenden Masse einstellbar ist, und anschließenden Trocknen in einem Schwebetrockner, wobei das beidseitige Auftragen an dem S-Auftragswalzenpaar ohne rückseitige Materialbahnabstützung und ohne Zwischentrocknung zwischen den beiden Auftragswalzen mit einem für den Auftrag der Masse gerade noch ausreichenden, derart klein eingestellten Umschlingungswinkel erfolgt, daß die Materialbahn im wesentlichen gerade geführt wird.
Das Auftragen von Lösungsmittel enthaltenden Masen auf Materialbahnen, wie Papieren oder Nonwovens, ist nicht unproblematisch, da das Lösungsmittel die Materialbahn in ihrem Verhalten beeinflußt. Je nach Materialart kann es zu Dehnungen, Schrumpfungen und Faltenbildung der Materialbahn kommen, wenn sie über Umlenk- oder Auftragswalzen läuft. Um Faltenbildung zu vermeiden, ist es zwar bekannt, hinter der ersten Auftragswalze Breitstreckwalzen anzuordnen und/oder die Materialbahn durch Zwischentrocknung zu egalisieren. Der Einsatz von Breitstreckwalzen ist aber nur beschränkt möglich. Sofern die Materialbahn infolge einer Durchtränkung mit der aufzutragenden Masse, z.B. einem Harz klebrig geworden ist, kann der Einsatz von Breitstreckwalzen sogar ausgeschlossen sein.
Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Verfahren besteht darin, daß den aufzutragenden Massen für beide Materialbahnseiten unterschiedlich lange Einwirkungszeiten bis zum Trocknen zur Verfügung stehen. Qualitätseinbußen sind die Folge.
Die beschriebenen Nachteile bestehen beispielsweise bei einer bekannten Vorrichtung zum beidseitigen Auftragen, bei der die Materialbahn über zwei Umlenkwalzen jeweils um 180° umgelenkt und damit S-förmig geführt wird. Zwischen der ersten und zweiten Umlenkwalze wird mittels einer Auftragswalze von unten an die eine Warenbahnseite die aufzutragende Masse angetragen, während auf die andere Materialbahnseite hinter der zweiten Umlenkwalze ebenfalls von unten die aufzutragende Masse angetragen wird. Wegen des langen Weges zwischen den beiden Auftragsstellen und der Umlenkwalze kann es insbesondere bei quellfähigen und porösen Warenbahnen zu den beschriebenen Nachteilen kommen. Darüber hinaus ist es bei derartiger Anordnung der Umlenkund Auftragswalzen schwierig, die Materialbahn einzuziehen.
Bei einem, dem vorstehend beschriebenen Verfahren sehr ähnlichen Verfahren, wird die vertikal geführte Materialbahn an zwei auf beiden Seiten in Förderrichtung versetzt angeordneten Materialbahnen beschichtet. Hier besteht zwar nicht die Schwierigkeit des Einzuges der Materialbahn, doch sind bei diesem Verfahren keine Vorkehrungen getroffen, um eine Schwächung einer quellfähigen und porösen Materialbahn nach dem Auftrag an der ersten Auftragsstelle nicht zur Auswirkung kommen zu lassen, bis die Materialbahn die zweite Auftragsstelle erreicht. Es können sich also Unebenheiten bilden, die bei geradliniger Führung der Materialbahn zwischen den beiden Auftragswalzen zu einer nicht gleichmäßigen Beschichtung führen (US-PS 2,199,228).
Eine weitere Schwierigkeit bei herkömmlichen Verfahren besteht dann, wenn auf beide Materialbahnseiten verschiedenartige Massen aufgebracht werden sollen. In solchen Fällen besteht die Gefahr, daß sich die Massen miteinander vermischen, wenn die bis zum Trocknen vergehende Zeit zu lang ist.
Schließlich wird von der Praxis gefordert, daß die aufzutragenden Massen nicht nur gleichmäßig, sondern auch exakt dosiert aufgebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum beidseitigen gleichmäßigen und dosierten Auftragen von flüssigen, pastösen oder schaumigen Massen auf Materialbahnen zu schaffen, bei dem die Materialbahn durch die Massen in ihrer Qualität nicht beeinträchtigt wird. Darüber hinaus soll die aufzutragende Masse möglichst gleichmäßig aufgetragen werden können.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß die Auftragsstellen unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit der Materialbahn derart kurz unmittelbar hintereinander liegen, daß die Einwirkungszeit der an der ersten Auftragsstelle auf die Materialbahn aufzutragenden Masse bis zur zweiten Auftragsstelle nicht ausreicht, um die Festigkeit der Materialbahn wesentlich zu vermindern und/oder die Materialbahn zu durchtränken.
Die zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung zum beidseitigen Auftragen von flüssigen, pastösen oder schaumigen Massen auf insbesondere quellfähige Materialbahnen und anschließendes Trocknen besteht aus einem Schwebetrockner, wobei das beidseitige Auftragen an dem S-Auftragswalzenpaar ohne rückseitige Materialbahnabstützung und ohne Zwischentrocknung zwischen den beiden Auftragswalzen mit einem für den Auftrag der Masse gerade noch ausreichenden, derart klein eingestellten Umschlingungswinkel erfolgt, daß die Materialbahn im wesentlichen gerade geführt wird. Sie ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsstellen unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit der Materialbahn derart kurz unmittelbar hintereinander liegen, daß die Einwirkungszeit der an der ersten Auftragsstelle auf die Materialbahn aufzutragenden Masse bis zur zweiten Auftragsstelle nicht ausreicht, um die Festigkeit der Materialbahn wesentlich zu vermindern und/oder die Materialbahn zu durchtränken. Als Dosiervorrichtung können anstellbare Rakel, insbesondere Quetschwalzen oder dergleichen, dienen.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen des Verfahrens und den Merkmalen der Vorrichtung ist gewährleistet, daß nach dem ersten Auftrag bis zum zweiten Auftrag die Materialbahn durch die beim ersten Auftrag aufgetragene Auftragsmasse nicht in einem solchen Maße beeinflußt wird, daß die Materialbahn sich dehnt und/oder schrupft mit der Folge, daß es zur Faltennbildung kommt und/oder es an der zweiten Auftragswalze nicht mehr möglich ist, Auftragsmasse über die Materialbahnbreite gleichmäßig aufzutragen, und/oder die auf beiden Seiten aufzutragenden Massen sich vermischen. Durch die besondere Anordnung der Auftragswalzen und der Laufgeschwindigkeit der Materialbahn ist nämlich die Einwirkungszeit der Auftragsmassen auf die Materialbahn für eine solche negative Beeinflußung der Qualität und der Form der Materialbahn zu kurz. Die Führung der Materialbahn über die beiden als S-Walzenpaar angeordneten Auftragswalzen und die Dosierung der Masse an der Auftragswalze selbst gewährleisten, daß einerseits die Auftragsmasse in dosierter Menge an die beiden Materialbahnseiten ohne Abstützung der Materialbahn auf der Auftragswalze jeweils gegenüberliegende Seite angetragen wird und daß andererseits die Auftragszeit selbst und die zeitliche Verzögerung zwischen den beiden Aufträgen und bis zum Beginn der Trocknung vernachlässigbar klein ist. Der anstellbare kleine Umschlingungswinkel bei mindestens einer verstellbaren Auftragswalze ermöglicht es nicht nur, die für das Antragen einer bestimmten Menge an Auftragsmasse notwendige Umschlingung einzustellen, sondern auch die beiden Auftragswalzen soweit auseinaderzubewegen, daß ein behinderungsfreier Materialbahneinzug möglich ist.
Es versteht sich, daß die Auftragswalzen in herkömmlicher Weise ausgestaltet sein können, d.h., als Rasterwalzen ausgebildet sein können, als Tauchwalzen arbeiten können und daß Rakel oder Quetschwalzen zur Dosierung der Schichtdicke an die Walzen anstellbar sein können. Die Walzen können außerdem gleichsinnig mit oder gegensinnig zu der Materialbahnlaufrichtung angetrieben werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich besonders vorteilhaft dann einsetzen, wenn die Materialbahn zweistufig behandelt werden soll, d.h., wenn in der ersten Stufe eine Materialbahn, wie Papier oder Vlies mit einem Füllmittel, wie Harnstoff getränkt wird und nach Zwischentrocknung auf die derart vorbehandelte Materialbahn die Masse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beidseitig aufgetragen wird.
Bei herkömmlichen zweistufigen Verfahren wird die Materialbahn nach dem Tränken mit dem Füllstoff (Harnstoff) durch beidseitige Infrarotbestrahlung nur mäßig getrocknet.Der Auftrag in der zweiten Stufe mit einem höherwertigen Material erfolgt ebenfalls durch Tränkung. Zur Dosierung der Auftragsmenge durchläuft die Materialbahn anschließend ein Quetschwalzenpaar, von dem die Materialbahn in einen Schwebetrockner gelangt. Ein solches Verfahren erbringt keine hohe Durchsatzleistung und erlaubt auch nicht eine exakte Dosierung der äußeren Auftragsschichten mit der höherwertigen Masse.
Mit einer Ausgestaltung der Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Diese besteht darin, daß vor dem beidseitigen Auftragen der Masse auf die Materialbahn, insbesondere Papier oder Flies, die Materialbahn mit einer anderen Masse, insbesondere durch Tränkung gefüllt und zwischengetrocknet wird. Vorzugsweise erfolgt die Zwischentrocknung in einem Schwebetrockner. Vorrichtungsmäßig ist diese Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet, daß den Auftragswalzen in Materialbahnlaufrichtung eine Tränkvorrichtung mit einem Trockner vorgeordnet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum beidseitigen Auftragen von Massen auf Warenbahnen in schematischer Darstellung in Seitenansicht;
Fig. 2 eine Vorrichtung in einer zur Fig. 1 abgewandelten Ausführungsform im Ausschnitt in schematischer Darstellung in Seitenansicht, und
Fig. 3 eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 mit einer vorgeordneten Tränkvorrichtung und Schwebetrockner in schematischer Darstellung in Seitenansicht.

Von dem als Schlitz ausgebildeten Eingang 1 eines Schwebetrockners 2 sind zwei Auftragswerke 3, 4 zum Auftragen von flüssigen, pastösen oder schaumigen Massen auf eine Materialbahn 5 angeordnet, die über eine Umlenkwalze 6 geführt ist.
Das Auftragswerk 3 besteht aus einer Auftragswalze 7, die als Rasterwalze ausgebildet ist und in die flüssige Masse in einer Schale 8 eintaucht. Gegen die Mantelfläche der Auftragswalze 7 ist eine Rakel 9 mit einem Einstellorgan 10 anstellbar. Die Auftragswalze 7 ist der Höhe nicht verstellbar und liegt mit ihrem Scheitel in der Führungsebene der Materialbahn 5 durch den Trockner 2.
Das zweite Auftragswerk 4 besteht ebenfalls aus einer Auftragswalze 11, an deren gerasterte Mantelfläche 11 eine Rakel 12 mit einem Einstellorgan 13 anstellbar ist. Dem von der Mantelfläche der Auftragswalze 11 und die Rakel 12 gebildeten Zwickel 14 wird die Auftragsmasse zugeführt. Die Walze 11 zusammen mit der Rakel 12 und dem Einstellorgan 13 ist in einem Halter 15 gehalten, der durch eine Hubeinrichtung 16 aus der in der Zeichnung dargestellten Arbeitsstellung hochfahbar ist.
Um die Materialbahn 5 einzuziehen, wird mittels der Hubeinrichtung 16 der Halter 15 hochgefahren, so daß ein genügend großer Freiraum entsteht, durch den die Materialbahn 5 behinderungsfrei eingezogen werden kann. Nach dem Einzug wird der Halter 15 wieder heruntergefahren und in die in der Zeichnung dargestellte Stellung gebracht, in der die beiden Auftragswalzen 7, 11 eng beieinander ein S-Walzenpaar bilden. In dieser Arbeitsstellung umschlingt die Materialbahn 5 die jeweilige Auftragswalze nur in einem kleinen Bereich, der wesentlich kleiner als 90° Umschlingungswinkel ist. Bei diesem geringen Umschlingungswinkel, bei dem man noch von im wesentlichen gerader Führung der Materialbahn 5 sprechen kann, läßt sich einerseits die Auftragsmasse ohne Abstützung auf der Rückseite einwandfrei auftragen und andererseits können die Auftragswalzen unmittelbar nebeneinander angeordnet sein, so daß die zeitliche Verzögerung zwischen dem Auftrag auf die eine Materialbahnseite und dem Auftrag auf die andere Materialbahnseite unter Berücksichtigung der Materialbahngeschwindigkeit vernachlässigbar klein ist, jedenfalls so klein, daß das in den Massen enthaltene Lösungsmittel die Materialbahn nicht negativ beinflussen kann.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß die erste Auftragswalze 17 nicht als Tauchwalze ausgebildet ist, sondern die aufzutragende Masse in den von dem Mantel der Walze 18 und der anstellbaren Rakel 18 gebildeten Zwickel 19 eingebracht wird.
Es versteht sich, daß die Laufrichtung der Auftragswalzen 7, 11, 17 zur Materialbahn gegenläufig (Fig. 1) oder mitlaufend (Fig. 2) sein kann.
Es versteht sich auch, daß anstelle einer Auftragswalze mit gerasteter Mantelfläche und anstellbarer Rakel eine Auftragswalze mit glatter Mantelfläche und an der Mantelfläche anstellbarer Quetschwalze vorgesehen sein kann, um die aufzutragende Masse zu dosieren.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist um eine den Auftragswerken 3 und 4 vorgeordnete Tränkvorrichtung 20 und Schwebetrockner 2 erweitert. Die Tränkvorrichtung besteht aus einem mit Tränkflüssigkeit, z.B. einem Füllstoff (Harnstoff) gefüllten Behälter, einer in die Tränkflüssigkeit eintauchenden Auftragswalze 23, mit der Füllstoff an die Materialbahn 5 angetragen wird, oberhalb der Tränkflüssigkeit angeordnete Umlenkwalzen 24, 25 und in der Tränkflüssigkeit angeordnete Umlenkwalzen 27, 28, die die Materialbabn 5 durch die Tränkflüssigkeit führen. Die mit der Tränkflüssigheit gefüllte Materialbahn 5 wird an einer Umlenkwalze 29 in die Horizontale umgelenkt. Die Umlenkwalze 29 kann eine blasluftgespeiste Walze oder ein Luftsattel sein, über die die Materialbahn berührungsfrei geführt wird. Der Schwebetrockner 2 kann die Materialbahn mit höherer Leistung als ein Infrarotstrahler trocknen. Die so mit Füllstoff aufgefüllte Materialbahn gelangt dann zu den Auftragswerken 3, 4, die auf die gefüllte Materialbahn nur noch geringe Mengen von der höherwertigen Auftragsmasse aufzutragen brauchen. Wegen der vorher mit Füllstoff gefüllten Materialbahn läßt sich deshalb ein gleichmäßiger, glatter Auftrag erzielen.

Claims

1. Verfahren zum beidseitigen Auftragen von flüssigen, pastösen oder schaumigen Massen auf insbesondere quellfähige Materialbahnen (5) mittels in Materialbahndurchlaufrichtung hintereinander angeordneten Auftragswalzen (7, 11, 17), die ein S-Walzenpaar bilden und an denen die Schichtdicke der aufzutragenden Masse einstellbar ist, und anschließenden Trocknen in einem Schwebetrockner (2), wobei das beidseitige Auftragen an dem S-Auftragswalzenpaar (7, 11, 17) ohne rückseitige Materialbahnabstützung und ohne Zwischentrocknung zwischen den beiden Auftragswalzen (7, 11, 17) mit einem für den Auftrag der Masse gerade noch ausreichenden, derart klein eingestellten Umschlingungswinkel erfolgt, daß die Materialbahn (5) im wesentlichen gerade geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsstellen unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit der Materialbahn (5) derart kurz unmittelbar hintereinander liegen, daß die Einwirkungszeit der an der ersten Auftragsstelle auf die Materialbahn (5) aufzutragenden Masse bis zur zweiten Auftragsstelle nicht ausreicht, um die Festigkeit der Materialbahn (5) wesentlich zu vermindern und/ oder die Materialbahn (5) zu durchtränken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem beidseitigen Auftragen der Masse auf die Materialbahn (5), die Materialbahn (5) mit einer anderen Masse gefüllt und zwischengetrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllen mit einer anderen Masse durch Tränkung der Materialbahn (5) erfolgt.

4. Vorrichtung zum beidseitigen Auftragen von flüssigen, pastösen oder schaumigen Massen auf insbesondere quellfähigen Materialbahnen (5) und anschließenden Trocknen, bestehend aus einem Schwebetrockner (2) und in Materialbahnlaufrichtung vor dem Trocknereingang hintereinander angeordneten Auftragswalzen (7, 11, 17) mit je einer Dosiervorrichtung (9, 12, 18), wobei die Auftragswalzen (7, 11, 17) ohne Andrückwalzen so eng beieinander einstellbar sind, daß sie ein S-Walzenpaar bilden und in dieser Arbeitsstellung mit einem für den Auftrag der Masse gerade noch ausreichenden, derart klein eingestellten Umschlingungswinkel angeordnet sind, daß die Materialbahn (5) im wesentlichen gerade geführt wird und daß wenigstens eine Auftragswalze (11) für einen freien Materialbahneinzug aus der Auftragsposition heraus bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsstellen unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit der Fördermittel für die Materialbahn (5) derart kurz unmittelbar hintereinander liegen, daß die Einwirkungszeit der an der ersten Auftragsstelle auf die Materialbahn (5) aufzutragenden Masse bis zur zweiten Auftragsstelle nicht ausreicht, um die Festigkeit der Materialbahn (5) wesentlich zu vermindern und/oder die Materialbahn (5) zu durchtränken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtung (9, 12) als anstellbare Rakel oder Quetschwalze ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Auftragswalzen (7, 11, 17) in Materialbahnlaufrichtung eine Tränkvorrichtung (20) mit Trockner (21) vorgeordnet ist.