DE10032430A1 - Auftragsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Oberfläche, umfassend ein Vorhang-Auftragswerk (1), welches das Medium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Vorhang (4) an die laufende Oberfläche (5) abgibt, ist erfindungsgemäß eine Entlüftungseinrichtung (7) vorgesehen, welche im Fallweg des Vorhanges (4) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Oberfläche, umfassend ein Vorhang-Auftragswerk, welches das Medium als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Vorhang an die laufende Oberfläche abgibt, wobei die Oberfläche bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragungselementes, vorzugsweise eine Auftragswalze ist, welches das Auftragsmedium an die Oberfläche der Materialbahn abgibt.

Die Beschichtung von Materialbahnen unter Einsatz eines Vorhang-Auftragswerkes, in der Fachwelt auch als "Curtain Coating" bezeichnet, ist aus der Patentliteratur, beispielsweise DE 197 66 647, DE 197 16 466 der DE 100 12 347 (noch unveröffentlicht), oder der DE 100 12 344 (noch unveröffentlicht) bereits bekannt.

Bei allen diesen Lösungen wird das Auftragsmedium von oben nach unten laufend, dem Schwerkraftprinzip folgend, auf die laufende Oberfläche aufgetragen.

Das Auftragswerk befindet sich dabei in einem vorbestimmten Abstand (gemäß der DE 197 66 647 beträgt dieser Abstand zwischen 20 und 500 mm) zur laufenden Oberfläche, so dass der aus der maschinenbreiten Düse des ebenfalls maschinenbreiten Auftragswerkes austretende Vorhang oder auch Schleier frei und ungestützt herab auf die zu beschichtende oder zu imprägnierende Oberfläche fallen kann.

In Versuchen hat sich immer wieder herausgestellt, dass bei den heute geforderten hohen Bahngeschwindigkeiten, die über 2000 m/min betragen und den enorm breiten Materialbahnen und demzufolge auch die entsprechenden Maschinenbreiten von bis zu 10 m, die Ausbildung eines stabilen Vorhanges und einer gleichmäßigen Auftragsschicht auf der Materialbahn noch nicht zufriedenstellend ist.

Als Störung des Vorhanges wurden unter anderem Lufteinflüsse im Auftragsmedium ermittelt. Bisher versuchte man durch Entgasen des flüssigen Mediums, z. B. bei einem Freistrahldüsenauftragswerk oder auch anderen Auftragswerken mit Hilfe von Entgasern, die zumeist nach dem Zentrifugalprinzip arbeiten, die eingeschlossene Luft aus der flüssigen Phase abzutrennen. Derartige Entgaser wurden so angeordnet, dass das Auftragsmedium entgast wird, bevor es in das jeweilige Auftragswerk gelangt.

Dieser verfahrenstechnische und apparatetechnische Aufwand ist dabei sehr hoch. Außerdem ist der Wirkungsgrad dieser Entgaser begrenzt, da er nicht in der Lage ist, Mikroblasen mit einem Durchmesser von kleiner 200 µm effektiv aus dem Auftragsmedium zu entfernen. Deshalb zeigten sich im Mediumstrahl immer noch eine gewisse Anzahl von Luftblasen. Diese Luftblasen machen sich nach dem Auftragen auf die Materialbahnoberfläche als mikroskopische unbedeckte Stellen bemerkbar. Insbesondere bei den Papier- oder Kartonbahnen kann das negative Auswirkungen auf eine nachfolgende Bedruckbarkeit haben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute Vorrichtung zu schaffen, mit der Lufteinschlüsse im Auftragsmedium-Vorhang beseitigbar sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Infolge der Anordnung einer Entlüftungseinrichtung im Bereich des frei fallenden Vorhanges oder Schleiers und unmittelbar oder in kurzem Abstand nach dem Düsenausgang des Vorhang-Auftragswerkes ist es möglich, dass der aus der Düse ausströmende maschinenbreite Flachstrahl (Vorhang oder auch als Schleier bezeichnet) die im Vorhang eingeschlossenen feinen Gasblasen in der Entlüftungseinrichtung, z. B. ein Sieb oder Filtertuch oder dergleichen, zurückgehalten werden können.

In dem Moment, wo das Auftragsmedium die Entlüftungseinrichtung passiert, also nach dem Austreten aus der Düse und noch vor dem Auftreffen des Mediums auf die laufende Oberfläche, werden die Luftblasen zurückgehalten. Die zurückgehaltenen Luftblasen sammeln sich durch deren eigenen Auftrieb auf der Oberfläche eines gebildeten Mikrosumpfes, während das gasfreie bzw. gasarme Auftragsmedium durch die engen Öffnungen der Entlüftungseinrichtung, auf Grund des restlichen Impulses vom ankommenden Vorhang, hindurch gepresst wird.

Die entfernten bzw. zurückgehaltenen Luftblasen konzentrieren sich auf der freien Oberfläche des Mikrosumpfes als Schaum, der nach gewisser Zeit zerfällt.

Von Vorteil ist es, wenn die Entlüftungseinrichtung mit einem Ablauf für den Schaum ausgerüstet ist. Dieser Ablauf lässt sich auf einfache Weise seitlich anordnen, wo der entsprechende Schaum problemlos ablaufen oder abgezogen werden kann.

In überraschender Weise hat sich in Versuchen herausgestellt, dass der flüssige Flachstrahl d. h. der Vorhang zudem noch eine deutliche Beruhigung nach dem Durchströmen der engmaschigen Entlüftungseinrichtung erfährt. Ein bereits erwähntes Sieb oder Filtertuch hat sich dabei besonders effektiv erwiesen.

Die vorliegende Erfindung lässt sich sehr vorteilhaft für einen 1 : 1-Auftrag einsetzen.

Unter 1 : 1-Auftrag wird das Auftragen eines Mediums ohne Überschuss verstanden. Diejenige Menge an Auftragsmedium, die aufgetragen wird, verbleibt auch auf der laufenden Oberfläche. Es erfolgt dabei kein Abrakeln, wodurch erhebliche Mengen (ca. das 10-fache) an Auftragsmedium und der damit verbundene Aufwand an Pumpenergie und Reinigung des Mediums eingespart werden können. Gerade bei 1 : 1-Auftrag sind deshalb nur sehr niedrige Durchflussmengen des Auftragsmediums nötig, wobei dann auch die statischen Drücke in der Vorhangdüse sehr niedrig sind. Bei niedrigen statischen Drücken sind aber wiederum die Vorhangsfilme sehr unstabil, und Pulsationen machen sich bemerkbar. Außerdem ist auch die Querkontraktion des Vorhangfilmes stärker. Vor allem aber machen sich hier besonders stark die Lufteinschlüsse im Medium durch Löcher und Störungen bemerkbar.

Durch die Installation der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung kann deshalb sehr zuverlässig ein Entlüftungs- und Egalisiereffekt im Vorhangsfilm auch bei 1 : 1- Auftrag erreicht werden.

Es soll noch erwähnt werden, dass sich das erfindungsgemäße Vorhang- Auftragswerk mit jenen Vorrichtungen kombinieren lässt, die beispielsweise zur Erzeugung eines elektrischen Potentials des Vorhanges, (gemäß der noch nicht veröffentlichten DE 100 12 347 und der DE 100 12 256); zur Luftgrenzschichtentfernung (gemäß der ebenfalls noch nicht veröffentlichten DE 100 12 257) oder auch zur Einstellung der Position der Auftragsdüse bzw. des Auftreffwinkels des Vorhanges (gemäß der noch unveröffentlichten DE 100 12 345), dienen.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Es stellt dar:

Fig. 1 eine grob schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Vorhang-Auftragswerkes.

In der Figur ist das erfindungsgemäße Auftragswerk mit 1 bezeichnet. Es umfasst eine Abgabedüse 2, aus der Auftragsmedium 3 in Form eines Vorhanges oder Schleiers 4 an eine sich in Laufrichtung L bewegende laufende Oberfläche 5 abgegeben wird.

Die laufende Oberfläche 5 ist im dargestellten Beispiel eine Materialbahn B aus Papier, die ungestützt oder auch über eine Stützwalze, wie in der Figur mit 6 dargestellt ist, laufen kann.

Im Fallweg des Vorhanges ist eine Entlüftungseinrichtung 7 angeordnet, die der Vorhang noch vor seinem Auftreffen auf die laufende Oberfläche 5 bzw. die Papierbahn B passiert.

Die Vorrichtung 7 ist dabei als V-artig ausgebildetes Sieb mit nach unten weisender Spitze zur Ausbildung eines Schaumsammelraumes bzw. auch als Mikrosumpf bezeichneten Raumes 9, gefertigt. Der Impuls des ankommenden Vorhanges bzw. Strahles wird durch das Sieb abgebremst, und so bildet sich der Mikrosumpf mit den zurückgehaltenen Gasblasen 11. Diese Gasblasen sammeln bzw. lagern sich auf Grund ihres Auftriebes im Sumpf auf dessen Oberfläche ab.

Der gesammelte Schaum kann über seitlich angebrachte Abläufe 10 selbsttätig abfließen oder abgezogen werden. Ein Teil des Schaumes zerfällt auch.

Der Vorhang 4 (in Versuchen wurde als Auftragsmedium Thermostreichfarbe mit einer Viskosität von 376 mPa.s verwendet) weist in seinem oberen Teil, also in der noch Lufteinschlüsse 11 aufweisenden Teillänge, eine Dichte p1 von 1,28 g/cm³ auf. Bei einer Maschenbreite von 100 µm des in den Versuchen eingesetzten Siebes 5 beträgt die Dichte des nun entgasten Vorhanges 1,36 g/cm³. Diese entgaste Teillänge des Vorhanges 5 ist in der Figur mit p2 dargestellt.

Bei einer Fallhöhe des Vorhanges 5 von 100 mm wurde in den Versuchen ein Sieb eingesetzt, welches 60 mm von der Abgabedüse 2 entfernt war.

In der Figur ist mit gestrichelten Linien eine weitere Entlüftungseinrichtung 7', die in Stufen eine Entgasung bewirken soll, dargestellt. Diese Maßnahme ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Länge des frei fallenden Vorhanges 5 über 50 mm, insbesondere 250 mm beträgt.

Die Siebe sind hierbei übereinander angeordnet. Es lassen sich entsprechend der Gesamtlänge des Vorhanges auch mehrere Siebstufen 7' anordnen, wodurch der Wirkungsgrad der Entgasung des Auftragsmediums, z. B. Streichfarbe, erhöht werden kann.

Denkbar ist es, die erfindungsgemäße Entgasung unter Vakuum ablaufen zu lassen, wodurch die Entgasungswirkung noch verstärkt werden dürfte.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Oberfläche, umfassend ein Vorhang-Auftragswerk (1), welches das Medium als sich im wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden Vorhang (4) an die laufende Oberfläche (5) abgibt, wobei die Oberfläche (5) bei direktem Auftrag die Oberfläche einer Materialbahn (B), insbesondere aus Papier oder Karton, und bei indirektem Auftrag die Oberfläche eines Übertragungselementes, vorzugsweise eine Auftragswalze ist, welches das Auftragsmedium (3) an die Oberfläche der Materialbahn (B) abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entlüftungseinrichtung (7) vorgesehen ist, welche im Fallweg des Vorhanges (4) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungseinrichtung (7) unmittelbar nach der Abgasdüse (2) des Vorhangauftragewerkes (1) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungseinrichtung (7) als engmaschiges Sieb, Filtertuch oder dergleichen ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite der Entlüftungseinrichtung (7) 50 bis 1500 µm, vorzugsweise 100 µm beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungseinrichtung (7) mit einem seitlichen Ablauf (10) für gebildeten Schaum (11) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Länge des frei fallenden Vorhanges (4) von mehr als 50 mm, insbesondere mehr als 250 mm, mehrere Entlüftungseinrichtungen (7) übereinander angeordnet sind.