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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer ein- oder beidseitig, ein- oder mehrfach beschichteten durch eine Herstellungs- und/oder Veredelungs- oder Streichmaschine laufenden Papier- Karton- oder anderen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papierbahn von geringer flächenbezogener Masse, bei der zum Auftragen von pigmenthaltigem, flüssigen bis pastösen Streichmedium beiden Bahnseiten jeweils wenigstens ein Auftragswerk für das Streichmedium zugeordnet ist und das wenigstens eine Auftragswerk in Form eines Auftragsaggregates und einer diesem Auftragsaggregat in Laufrichtung der Faserstoffbahn gesehen, nachgeordneten Rakeleinrichtung zur Dosierung und/oder Egalisierung des zuvor aufgebrachten Streichmediums besteht und sich in Bahnlaufrichtung an ein erstes Auftragswerk für die eine Bahnseite eine Trocknungseinrichtung und danach ein zweites Auftragswerk für die andere Bahnseite und eine Trocknungseinrichtung anschließt und die Auftragswerke beider Bahnseiten einander abwechselnd ihren Beschichtungsbetrieb ausüben.
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Aus der
DE A1- 44 14 921 ist eine solche gattungsbildende Vorrichtung entnehmbar. Die Beschichtung von nur einer Bahnseite zieht eine unerwünschte Dehnung und Quellung der Faserstoffbahn nach sich, wodurch die Faserstoffbahn die Neigung hat, sich zu wellen bzw. zu rollen. Diese Rollneigung bezeichnet man als Curl, wobei der Curl abhängig ist von der Qualität und der Feuchtigkeit der Faserstoffbahn. Bei leichtgewichtigen Papieren, d.h. Papieren mit geringer flächenbezogener Masse ist eine stärkere Rollneigung, also Curl, vorhanden als bei Papieren mit höheren Massen. Curl wirkt sich negativ auf das Laufverhalten der Faserstoffbahn aus, weshalb man bestrebt ist, den Curl zu vermeiden.
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In der
WO A1- 2011/ 115013 ist offenbart, dass dem Curl begegnet wird, indem die Heiztemperatur der auf den letzten Strichauftrag folgenden Trockeneinrichtung geregelt wird. Die Heiztemperatur wird auf der unbeschichteten Seite niedriger als auf der beschichteten Seite eingestellt. Das Einstellen ist aufwändig und kompliziert.
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In der Praxis wird durch Aufbringung eines Befeuchtungsmittels – in der Regel Wasser – auf die unbeschichtete Bahnseite aufgebracht. Dazu wird zumeist ein Walzenauftragswerk verwendet, welches vom Unternehmen der Anmelderin als LAS (Liquid Application System) bezeichnet wird. Es besteht aus zwei einen Nip miteinander bildenden Walzen, den die zu befeuchtende Faserstoffbahn durchläuft. Die Walzen sind auf einem Tragbalken gelagert. Der einen Walze, die die unbeschichtete Bahnseite tangiert, ist ein Befeuchtungsaggregat zugeordnet, das einen Wasserfilm auf die Walze appliziert. Im Nip wird der Wasserfilm an die Faserstoffbahn übertragen. Dieses Walzenauftragswerk ist äußerst kompakt und teuer. Außerdem ist für dieses LAS zusätzlicher Platzbedarf innerhalb der Herstellungs- oder Veredelungs- bzw. Streichmaschine notwendig.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung anzugeben, die einfacher aufgebaut ist und mit der zuverlässig die Rollneigung (Curl) der einseitig beschichteten Bahn vermindert oder verhindert werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Zweckmäßige Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Auftragswerk umschaltbar ist von einem Beschichtungsbetrieb in einen Befeuchtungsbetrieb, wobei für den Befeuchtungsbetrieb der noch unbeschichteten oder der schon vorbeschichteten Bahnseite eine über die Breite der Faserstoffbahn wirkende Sprüheinrichtung zur Aufbringung eines Befeuchtungsmittels auf diese Bahnseite zugeordnet ist. Das Auftragsaggregat bleibt während des Befeuchtungsbetriebs unbenutzt und die vorhandene Rakeleinrichtung ist hier dafür vorgesehen, um das aufgebrachte Befeuchtungsmittel abzustreifen und/oder zu vergleichmäßigen.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es erstmals möglich, ohne größeren Aufwand, d.h. ohne Anwendung des bekannten kompakten und teuren Walzenbefeuchtungswerks „LAS“ (Liquid Application System), mit dem ein Aufbringen des Befeuchtungsmittels (Wasser) in Form eines „dicken“ Films mit Hilfe von drehenden Auftragswalzen erfolgt, einer unerwünschten Curlneigung entgegenzuwirken.
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Die Curlneigung entsteht, wenn einseitig ein Beschichtungsmittel bzw. flüssiges bis pastöses Streichmedium aufgebracht wird.
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Die Erfinder haben erkannt, dass dasselbe Auftragswerk, welches dem eigentlichen Beschichtungsbetrieb dient, sich auch für einen Befeuchtungsbetrieb einsetzen lässt. Lediglich ist die zusätzliche Anordnung der Sprüheinrichtung notwendig.
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Die vorgesehene Sprüheinrichtung ist relativ einfach aufgebaut und in der Lage, feinst zerstäubte Sprühtropfen abzugeben, anstelle der bisherigen Wasserfilmaufbringung. Die Sprüheinrichtung sorgt für eine gleichmäßigere Befeuchtungsmittelaufnahme über die gesamte Breite der Faserstoffbahn. Außerdem ist die Sprüheinrichtung leichter händelbar und weit weniger kompakt und teuer. Dies reduziert Investitionskosten und auch den Platzbedarf.
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Bevorzugt ist an Wasser als flüssiges Befeuchtungsmittel gedacht, welches im Bereich einer Faserstoffbahn-, Herstellungs- oder -Veredelungsmaschine immer ausreichend zur Verfügung steht.
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Prinzipiell hätte man anstelle der erfindungsgemäß vorgesehenen "einfachen" Sprüheinrichtung auch das vorhandene Auftragswerk, wie beispielsweise den für Streichfarben-, Leim- oder Stärkeauftrag (Strichauftrag) vorhandenen Bladecoater verwenden können. Allerdings wäre die mit dem Auftragsaggregat aufgetragene Menge des flüssigen Befeuchtungsmittels, d.h. Wassermenge für leichtgewichtige Faserstoffbahnsorten zu hoch, da diese leichten Papiersorten schnell durchweichen und abreißen würden, was man natürlich vermeiden will.
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Die Sprüheinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gemäß einer ersten Variante im Bereich zwischen dem für den eigentlichen Strichauftrag vorhandenen, aber unbenutzten Auftragsaggregat und der Rakeleinrichtung angeordnet. Diese Variante ist anzuwenden für Faserstoffbahnen, die ein hohes Wasseraufnahmevermögen aufweisen wo das Befeuchtungsmittel unmittelbar nach dem Aufbringen bzw. Aufsprühen vergleichmäßigt werden soll. Die Einwirkungszeit ist hierbei kurz und ein Durchweichen der Bahn wird vermieden.
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Gemäß einer zweiten alternativen Variante ist vorgesehen, dass die Sprüheinrichtung unmittelbar vor dem für den eigentlichen Strichauftrag vorhandenen, aber unbenutzten Auftragsaggregat angeordnet ist. Hierbei ist die Einwirkungszeit des Befeuchtungsmittels gewünschtermaßen etwas länger. Diese Variante eignet sich daher für dickere Bahnen oder Bahnen mit geringerem Wasseraufnahmevermögen.
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Die Menge des aufzutragenden Befeuchtungsmittels bzw. des Wassers sollte ca. 2 bis 6 g/m2 betragen. Bei Einhaltung dieses Parameters ist neben der Curlvermeidung auch das Durchweichen und Abreißen der Bahn vermeidbar.
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Die besagte Sprüheinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann als über die Breite der Faserstoffbahn ausgebildetes Sprührohr ausgebildet sein. Das Sprührohr kann fest angeordnet sein und mit einer Vielzahl an Düsenöffnungen – beispielsweise mit eingesetzten Zweistoff – bzw. in ihrer Wirkrichtung einstellbaren Flachdüsen versehen sein. Denkbar wäre auch eine Ausbildung mit einem durchgängig eingearbeiteten feinen Düsenschlitz von 0,8 bis 1,2mm Breite.
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Denkbar wären als Sprüheinrichtung auch eine Düse oder mehrere Düsen, beispielsweise Flachstrahldüsen, die über die Breite der Faserstoffbahn traversieren und die ebenfalls für eine gleichmäßige Befeuchtungsmittelzuführung über die ganze Bahnbreite sorgt bzw. sorgen.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Faserstoffbahnen bzw. Papiere mit geringer flächenbezogenen Masse (FbM) behandelbar sind. Unter "geringer flächenbezogenen Masse" (FbM) sind solche Papiere zu verstehen, die ein FbM von maximal 80g/m2, vorzugsweise 30 bis 50 g/m2 aufweisen.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich sowohl holzfreies Papier (WFC) – so genanntes graphisches Papier, als auch LWC – Magazinpapier in hoher Qualität herstellen. Vor allem aber ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Papieren mit geringer flächenbezogener Masse geeignet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf einfache Weise umschaltbar vom Befeuchtungs- in den Beschichtungsbetrieb und umgekehrt. Die hierzu verwendeten Bauteile lassen sich baukastenartig bereitstellen und warten. Oftmals ist auch deren nachträglicher Einbau in bestehende Maschinen möglich.
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Mit der Erfindung werden Investitionskosten eingespart und auch der Platzbedarf ist geringer als bisher.
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Anzumerken ist, dass die Erfindung auch bei nur einseitig durchzuführender Beschichtung mit einem flüssigen bis pastösen Streichmedium anwendbar ist. In diesem Fall ist dann an der gegenüberliegenden Bahnseite zusätzlich zur Sprüheinrichtung noch eine Rakeleinrichtung mit anzuordnen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung die
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Figur: eine Herstellungs- bzw. Veredelungs- oder Streichmaschine für beidseitigen Auftrag mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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In der Figur ist eine Herstellungs- bzw. Veredelungs- oder Streichmaschine 1 erkennbar, durch die eine zu streichende Faserstoffbahn 2 über Leitwalzen 3 und angetriebene Leitwalzen 4 läuft, von denen in der Figur aber nicht jede mit Bezugszeichen markiert ist.
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Die zu streichende Faserstoffbahn 2 ist im Beispiel eine Papierbahn mit geringer flächenbezogener Masse von unter 50 g/m2.
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Zur Beschichtung der einen Bahnseite 2a mit pigmenthaltiger Streichfarbe M dient ein erstes Auftragswerk 5. Dieses Auftragswerk 5 ist ein so genanntes Direktstreichwerk in Form eines Bladecoaters, bestehend aus einem Auftragsaggregat 5.1 bzw. Düsenauftragsaggregat mit durchgehender Düse und einer in Bahnlaufrichtung L nachgeordneten Rakeleinrichtung 5.2. Als Rakelelement dient hier eine Abstreifklinge (Blade) 5.3. Es könnte aber auch ein zylindrischer Rakelstab Verwendung finden.
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Das Auftragswerk 5, d.h. Auftragsaggregat 5.1 und Rakeleinrichtung 5.2, 5.3 sind, wie gesagt, der Bahnseite 2a zugeordnet, aber auch einer Stützwalze 6, über die die Bahn 2 läuft.
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Im Laufweg der beschichteten Faserstoffbahn 2 befinden sich nachfolgend noch Trocknungseinrichtungen 7, wie IR-Trockner 7.1, Heißlufttrockner 7.2 und Kontakttrockner bzw. eine Trockenzylinderanordnung 7.3.
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Zur nachfolgenden Beschichtung der anderen Bahnseite 2b sind prinzipiell die gleichen Baugruppen, die zur Beschichtung der ersten Bahnseite 2a notwendig sind, vorhanden.
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Man erkennt ein zweites Auftragswerk 8. Dieses Auftragswerk 8 ist ebenfalls wie das Auftragswerk 5 ausgebildet und besteht aus einem Auftragsaggregat 8.1 und einer in Bahnlaufrichtung L nachgeordneten Rakeleinrichtung 8.2 mit Rakelklinge 8.3. Das Auftragswerk 8, d.h. Auftragsaggregat 8.1, Rakeleinrichtung 8.2 und Klinge 8.3 sind der Bahnseite 2b zugeordnet, die über eine Stützwalze 9 läuft. Nachfolgend sind hier auch Trocknungseinrichtungen 10, wie IR-Trockner 10.1, Heißlufttrockner 10.2, Kontakttrockner bzw. eine Trockenzylinderanordnung 10.3 sowie eine berührungslose Umlenkeinrichtung 10.4 vorhanden.
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Damit man eine Rollneigung (Curl) der Bahn vermindern oder besser noch verhindern kann, ist das Auftragswerk 5 und 8 umschaltbar von einem Beschichtungsbetrieb I, wie er beispielhaft beim Auftragswerk 5 gezeigt ist, in einen Befeuchtungsbetrieb II. Der Befeuchtungsbetrieb II ist beispielhaft beim Auftragswerk 8 gezeigt.
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Dafür ist der noch unbeschichteten oder in einem vorherigen, nicht gezeigten Schritt, bereits vorbeschichteten Bahnseite 2b eine über die Breite der Faserstoffbahn wirkende Sprüheinrichtung 11 zur Aufbringung eines Befeuchtungsmittels 11a auf die Bahnseite 2b zugeordnet. Das Auftragsaggregat 8.1 ist, da es hier unbenutzt bleibt einfach abgeschwenkt. Dies soll der darunter befindliche kleine gebogene Doppelpfeil andeuten.
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Die ebenfalls vorhandene Rakeleinrichtung 8.2 bzw. die Klinge bzw. das Blade 8.3 dient nun dazu, das aufgebrachte Befeuchtungsmittel 11a abzustreifen und zu vergleichmäßigen.
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Wie aus der Figur hervorgeht, ist bei einer ersten Variante A die Sprüheinrichtung 11 im Bereich zwischen dem vorhandenen aber unbenutzten Auftragsaggregat 8.1 und der Rakeleinrichtung 8.2 angeordnet.
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Mit Strichlinie ist eine zweite Variante B angedeutet. Hierbei ist die Sprüheinrichtung 11, die hier mit 11' bezeichnet ist, unmittelbar vor dem vorhandenen aber unbenutzten Auftragsaggregat 8.1 angeordnet. Bei dieser Variante kann das Befeuchtungsmittel 11a etwas länger als bei der ersten Variante A auf die Bahnseite 2b einwirken, bevor es mit der Klinge 8.3 abgestreift und vergleichmäßigt wird.
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Die Sprüheinrichtung 11 als auch 11' sind gleich aufgebaut. Eine einfache Bauweise besteht darin, dass ein Sprührohr 11.1 vorhanden ist, welches das Befeuchtungsmittel 11a feinst zerstäubt über die gesamte Breite der Faserstoffbahnseite 2b aufbringt. Es können beispielsweise Flachstrahldüsen oder eine Vielzahl anderer Einzeldüsen Verwendung finden.
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Pro m2 Bahnfläche sind für die Befeuchtung nur ca. 2 bis 6 g Wassermengen in Form von Sprühtropfen notwendig, um den Curl zu vermeiden. Als Druck des Befeuchtungsmittels bzw. des Wassers wurden im Beispiel ca. 3 bar gewählt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Herstellungs- bzw. Veredelungs- oder Streichmaschine
- 2
- Faserstoffbahn
- 2a
- Bahnseite
- 2b
- Bahnseite
- 3
- Leitwalze
- 4
- angetriebene Leitwalze
- 5, 8
- Auftragswerk
- 5.1, 8.1
- Auftragsaggregat bzw. Düsenauftragsaggregat
- 5.2, 8.2
- Rakeleinrichtung
- 5.3, 8.3
- Abstreifklinge bzw. Blade
- 6, 9
- Stützwalze
- 7, 10
- Trocknungseinrichtung
- 7.1, 10.1
- IR-Trockner
- 7.2, 10.2
- Heißlufttrockner
- 7.3, 10.3
- Kontakttrockner
- 10.4
- berührungslose Umlenkeinrichtung
- 11, 11’
- Sprüheinrichtung
- 11a
- Befeuchtungsmittel
- 11.1
- Sprührohr
- A
- erste Variante
- B
- zweite Variante
- L
- Laufrichtung
- M
- Streichfarbe
- I
- Beschichtungsbetrieb
- II
- Befeuchtungsbetrieb
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4414921 A1 [0002]
- WO 2011/115013 A1 [0003]
