DE1039827B - Rakel zur Herstellung von Streichpapier od. dgl. - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Rakel zur Herstellung von Streichpapier od. dgl. in Form eines dünnen rotierenden Rundstabes, der in einem rohrförmigen Halter so gefaßt ist, daß nur ein geringer Teil seines Umfanges als Streichkante frei bleibt. Die erfindungsgemäße Rakel eignet sich besonders für ein Verfahren zur Herstellung von hochwertigem Streichpapier, bei dem die Streichmasse im Überschuß aufgetragen und dann durch die Rakel bis auf die gewünschte Schichtdicke abgestrichen wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Streichmasse in wässeriger Lösung oder Dispersion auf die Siebseite der bereits vorgetrockneten Papierbahn aufgetragen, wobei das Papier die Feuchtigkeit aus der unteren Streichmasseschicht aufsaugt, während die obere, noch flüssige Schicht von der Rakel abgestrichen wird.

Zu diesem Zweck dienten bisher starre scharfkantige Rakeln oder auch Schabemesser, deren Schneide aus einem rotierenden Draht kreisrunden Durchmessers besteht. Der Draht ruht dabei in einer Längsnut des Schabemessers und wird von einem Ende aus angetrieben. Zur Beseitigung von anhaftenden Fremdkörpern dient ein auf dem Grund der Nut eingebetteter Filzstreifen sowie die hin und her gehende Bewegung des rotierenden Drahtes in der Nut. Die bekannten Rakelausführungen haben sich zwar insoweit bewährt, daß Längsstreifen auf der bestrichenen Bahn vermieden und Fremdkörper abgestreift werden; sie versagen aber dann, wenn die Spannung der Papierbahn nicht auf der ganzen Breite gleichmäßig ist oder wenn die Auftragswalze Unterschiede im Durchmesser bzw. Unregelmäßigkeiten der Oberfläche aufweist. Unter diesen Umständen kann die Streichmasse nicht auf eine gleichmäßige Stärke abgestrichen werden, weil die über die ganze Papierbreite starr gelagerte Rakel den Spannungsunterschieden in der Papierbahn bzw. den Erhebungen oder Vertiefungen auf der Auftragswalze nicht zu folgen vermag.

Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, daß bei einer derartigen Rakel in Form eines dünnen rotierenden Rundstabes, der in einem rohrförmigen Halter so gefaßt ist, daß nur ein geringer Teil seines Umfanges als Streichkannte frei bleibt, erfindungsgemäß der rohrförmige Halter über seine gesamte Länge gleichmäßig federnd gelagert ist. Auf diese Weise gelingt es, die Rakel unter dem Druck des federnden Halters auf der ganzen Papierbreite auch bei veränderlicher Spannung in der Papierbahn mit dem gleichen Druck an das Papier anzupressen, daß die Streichmasse überall auf die gleiche Stärke abgestrichen wird. Wenn der als Rakel dienende Rundstab infolge großer Papierbreite entsprechend lang sein muß oder wenn besonders dünne Rundstäbe verwendet werden, besteht die Gefahr, daß eine Verwindung des Rakel zur Herstellung
von Streichpapier od. dgl.

Anmelder:

The Champion Paper Company Ltd.,
ίο Luzern (Schweiz)

Vertreter: Dr. E. Lichtenstein, Rechtsanwalt,
Stuttgart-O, Werastr. 14-16

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. Dezember 1952

Edgar Warner, Middletown, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Stabes oder Torsionsschwingungen auftreten. In einem solchen Falle wird der Rundstab erfindungsgemäß an seinen beiden Enden gleichzeitig angetrieben.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 die Streichmasseauftragvorrichtung mit einer biegsamen Rakel in schematischem Querschnitt,

Fig. 2 eine andere Ausführung, wobei die Papierbahn durch die Rakel von unten gegen eine mit einem elastischen Überzug versehene Walze gedrückt wird,

Fig. 3 eine dritte Ausführung der Auftragvorrichtung,

Fig. 4 die biegsame Rakel in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 einen als Rakel dienenden biegsamen Stab, der durch einen Motor angetrieben wird.

Gemäß Fig. 1 wird die Papierbahn 11 über eine Walze 12 geführt, die in der einen oder anderen Richtung umläuft und in einen mit der flüssigen Streichmasse 13 gefüllten Trog 14 eintaucht. Dadurch wird die Streichmasse im Überschuß auf die Papierbahn aufgetragen. Die Streichkante der Rakel wird durch einen dünnen Stab 20 gebildet, der durch eine federnde Klammer 23 in dem halbkreisförmigen Widerlager 22 gehalten wird, wie Fig. 4 deutlicher zeigt. Der rohrförmige Halter 22, 23 reicht über die ganze Arbeitsbreite des Stabes 20 und läßt ein bogenförmiges Stück 25 des Stabes frei, der als Streichkante dient. Der Halter mit dem Stab ist an einem federnden Träger

809 639/411

24 befestigt, der aus einer einzigen Blattfeder oder auch aus mehreren nebeneinander angeordneten Blattfedern bestehen kann. Diese Federn sollen aber keinen großen Abstand voneinander, haben, denn es hat sich gezeigt, daß möglichst über die ganze Breite der Papierbahn ein gleichmäßiger Druck durch die Rakel ausgeübt werden muß. Die Feder 24 soll so elastisch und derart befestigt sein, daß die durch die veränderliche Spannung der Papierbahn verursachte Durchbiegung der Feder nur verhältnismäßig geringe Druckunterschiede zwischen dem Stab 20 und der Papieroberfläche zur Folge hat.

Die Ausführung nach Fig. 2 ist besonders dazu geeignet, die Ansammlung von zuviel Streichmasse auf den eingerissenen Stellen einer Papierbahn zu verhindern. In diesem Falle wird das Papier durch die Rakel 20 gegen eine Walze 30 gedrückt, die mit einem elastischen Mantel, z. B. aus Gummi, überzogen ist. Die Papierbahn kann ebenso wie in Fig. 1 oder vorteilhafter wie in Fig» 2 geführt werden, so daß die Papierbahn die Gummiwalze 30 auf einem größereu Bogen umschlingt, bevor sie auf die Trockenzylinder gelangt.

In jedem Falle befindet sich das Papier stets unter dem Druck der Rakel, unabhängig davon, ob auf die Papierbahn eine äußere Zugspannung wirkt oder nicht, so daß die überschüssige Streichmasse sogar von dem freien Ende der Papierbahn abgestrichen wird. Der federnde Träger 24 für den Stab 20 kann in diesem Falle in einem anderen Winkel gegen die Papierbahn eingestellt werden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Führung der Papierbahn auf einem größeren Bogen um die Walze 30 ist es vorteilhaft, den elastischen Mantel 31 der Walze 30 zu befeuchten, damit das Papier beim Vorbeilaufen an der Rakel etwas an der Walzenoberfläche haftet. Dadurch wird eine Erhöhung der auf die Papierbahn wirkenden Zugspannung unter der Rakel und demzufolge eine gewisse Streckung dicht neben der Rakel erreicht. Dieses Anfeuchten der Walzenoberfläche kann in 1>ekannter Weise, z. B. durch Düsen 35 erfolgen, die einen Flüssigkeitsvorrat 36 in dem zwischen der Walze 37 und der Walze 30 gebildeten Winkel aufrechterhalten, wobei der Anpreßdruck der Walze 37 so eingestellt werden kann, daß sich die erwünschte Anfeuchtung der Walzenoberfläche ergibt.

Bei der Ausführung der Auftragvorrichtung nach Fig. 3 bewegt sich die Papierbahn 11 im Gegensatz zu der Anordnung nach Fig. 2 zwischen der mit einem elastischen Überzug 31 versehenen Walze 30 und der Rakel 20 nach abwärts. Bei dieser Anordnung ist eine besondere Auftragwalze (12 in Fig. 2) entbehrlich, weil die Streichmasse 41 hinter der Rakel angesammelt und z. B. durch ein Spritzrohr 40 ständig ergänzt werden kann, so daß die obere Seite der Papierbahn durch den Streichmassevorrat läuft, bevor sie unter die Rakel gelangt. Durch Stellschrauben 42, die in gewissen Abständen in der Haltevorrichtung der Rakel angebracht sind,, kann der Druck des Stabes 20 auf die Walze 30, falls erforderlich, noch örtlich geregelt werden. Die Befeuchtungswalze 37 wird in zweckmäßiger Weise senkrecht unterhalb der Walze 30 angeordnet, und das Wasser kann durch ein Spritzrohr 45 zwischen die beiden Walzen eingeführt werden. Das überschüssige Wasser wird in einer Schale 46 aufgefangen und durch ein Rohr47 abgeführt; durch ein Abstreichmesser 48 werden außerdem die an der Walze hängenden Reste von Streichmasse oder Papier von der Walzenoberfläche entfernt. Der Winkel zwischen der Rakel 20, 24 und der Tangente am Walzenumfang soll vorzugsweise etwa 45° betragen, weil bei einem wesentlich kleineren Winkel nicht genügend Raum für die von der Rakel rückströmende Streichmasse vorhanden ist und weil bei einem wesentlieh größeren Winkel die in Richtung der Blattfeder der Rakel wirkende Druckkomponente zu groß wird, so daß eine zu starke Federkraft zum Ausgleich der Dickenunterschiede des elastischen Walzenmantel erforderlich ist.

ίο Der Streichstab 20 der Rakel kann von Hand oder mechanisch in größeren Zeitabständen oder gleichförmig um einen bestimmten Winkel gedreht werden, um eine gleichmäßige Abnutzung seines Umfanges zu erreichen. Vorzugsweise wird der Stab ■— wie auch bei der bekannten Einrichtung — durch mechanischen Antrieb in langsame Umdrehung versetzt, damit Streichmasseklümpchen oder andere Fremdkörper durch die rohrförmige Haltevorrichtung 22, 23 abgeschabt werden, die sonst Kratzer auf dem gestrichenen

ao Papier verursachen würden. Die Umfangsgeschwindigkeit soll sehr niedrig, vorzugsweise etwa 0,2 m/min sein und muß nur ausreichen, um den Stab in dauernder gleichförmiger Drehbewegung zu halten. Die Drehrichtung ist dabei beliebig; es ist aber im alias gemeinen vorteilhafter, den Stab entgegen der Laufrichtung des Papiers zu drehen.

Die Wahl des geeigneten Durchmessers des Streichstabes 20 hängt von verschiedenen Umständen ab. Je dünner der Stab ist, um so größer ist seine Biegsamkeit und dadurch auch seine Fähigkeit, die Schwankungen in der Spannung der Papierbahn und in der Dicke bzw. Elastizität des Walzenmantels durch die federnde Lagerung der Rakel gemäß der Erfindung auszugleichen. Zu beachten ist ferner, daß bei Vervvendung von zylindrischen Streichstäben leicht parallele Rillen in der aufgetragenen Schicht entstehen. Diese Rillen sind um so feiner und weniger sichtbar, je dünner der Stab ist. Bei Verwendung einer Streichmasse, die nach dem Auftragen leichtflüssig bleibt, ist diese Erscheinung von keiner Bedeutung; falls die Streichmasse aber mineralische Stoffe und Bindemittel enthält, wie es bei Kunstdruckpapieren üblich ist, gleichen sich die Rillen und sonstigen Unregelmäßigkeiten wegen der größeren Konsistenz solcher Streichmassen kaum aus. In diesem Falle muß daher die Bildung von tieferen und breiteren Rillen vermieden werden. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von Streichstäben, die einen größeren Durchmesser als etwa 10 mm haben, gewöhnlich Rillen entstehen, die für Kunstdruckpapier zu ausgeprägt sind; andererseits können bei geringeren Anforderungen an die Oberflächenglätte auch stärkere Streichstäbe benutzt werden. Für hochwertiges Streichpapier sollen daher möglichst dünne Streichstäbe verwendet werden, obwohl es bei Stäben von weniger als etwa 3 mm Durchmesser sehr schwierig ist, einen so dünnen Stab in der Weise zu fassen, daß ein Teil seines Umfanges als Streichkante frei bleibt. Ferner haben dünne Streichstäbe, besonders bei großer Länge, keine genügende Festigkeit, um die hohen Torsionsspannungen auszuhalten, die beim Drehen des Stabes in den rohrartigen Klammern 22, 23 entstehen; denn diese Klammern müssen sich dicht an den Stab anlegen, damit keine Streichmasse zwischen die Fassung und den Stab eindringen kann. Wenn der Stab im Verhältnis zu seiner Länge zu dünn ist, entstehen auch Unregelmäßigkeiten in der Schichtoberfläche, die wahrscheinlich auf Torsionsschwingungen zurückzuführen sind. Um die Entstehung solcher Schwingungen auch bei dünnen und langen Streichstäben zu

verhindern, wird erfindungsgemäß der Stab von beiden Enden aus angetrieben, wie Fig. 5 zeigt. Der Stab 20 wird beiderseits durch je eine biegsame Welle 51 angetrieben, wobei die Wellen 51 durch Kettentriebe 52 mit einer verhältnismäßig starken Querwelle 53 verbunden sind, die von einem geeigneten Getriebemotar 54 angetrieben wird und den Gleichlauf der beiden Stabenden herstellt. Jedes Stabende kann auch unter Weglassung der Ouerwelle 53 von einem eigenen Getriebemotor angetrieben werden. Bei der praktischen Anwendung haben sich solche Streichstäbe von 6 mm Durchmesser bei Längen bis zu etwa 5 m vorzüglich bewährt, wenn der Antrieb von beiden Enden aus erfolgt. Bei geringerer Länge können auch Stäbe von nur 3 mm Durchmesser mit gutem Erfolg verwendet werden.

Ein Beispiel für die Anwendung der erfindungsgemäßen Rakel zeigt die folgenden Verhältnisse und Abmessungen: Dicke des Gummimantels 31 annähernd 19 mm bei einer Dichte nach Pusey und Jones von 85; Streichstab 20 aus poliertem Werkzeugstahl, hartverchromt bei etwa 0,05 mm Schichtdicke; Blattfeder 24 aus 0,9mm Federstahl mit einer freien Federlänge von annähernd 60 mm. Der Streichstab wird mit einem Druck von 110 bis 125 kg/m gegen die Gummiwalze gedrückt und mit etwa 10 Umdr./min entgegen der Laufrichtung der Papierbahn durch je einen Getriebemotor beiderseits angetrieben. Die Walze 30 ist ungefähr 4,40 m lang, die rohrförmige Haltevorrichtung 22, 23 und die Blattfeder 24 sind etwas langer, während die Arbeitsbreite des Streichstabes etwas kürzer ist. Der Stab 20 ragt jedoch beiderseits ein Stück über seine Haltevorrichtung hinaus und ist durch je eine biegsame Welle mit dem Antrieb verbunden. Die Führung der Papierbahn und die Anordnung der Streichvorrichtung entspricht dem Schema nach Fig. 3. Die Streichmasse besteht aus einer wässerigen Dispersion von Kalziumkarbonat, Ton und einem Kaseinbindemittel mit etwa 47% festen Bestandteilen. Die Papierbahn ist etwa 4,0 m breit, besteht aus gebleichtem Sulfatzellstoff mit Leimzusatz und läuft von der ersten Abteilung der Trockenpartie mit einer Geschwindigkeit von etwa 240 m/min unmittelbar über die Walze 30 der Streichvorrichtung, welche die Streichmasse auf die Siebseite des Papiers aufträgt. Von der Streichvorrichtung läuft die Papierbahn über die zweite Abteilung der Trockenpartie, dann durch eine zweite gleiche Streichvorrichtung für einen nochmaligen Auftrag derselben Streichmasse und schließlich über den letzten Teil der Trockenpartie bis zur vollständigen Trocknung. Das gestrichene Papier wird dann auf einem Kalander geglättet. Bei einem Gewicht des Streichpapiers von 90 g/m² beträgt das Gewicht der Deckschicht etwa 22, 5 g/m². Die Prüfung ergibt ein hochwertiges, einseitig gestrichenes Papier mit einer sehr gleichmäßigen Schichtoberfläche, die keine sichtbaren Rillen oder andere Mangel zeigt, so daß das Papier für feinen Kunstdruck geeignet ist. Die biegsame Rakel nach der Erfindung vermag bei einer Führung der Papierbahn ohne eine Gegendruckwalze od. dgl. nach Fig. 1 die üblicherweise vorkommenden Spannungsunterschiede in der Papierbahn vollständig auszugleichen. Bei Verwendung einer Gegendruckwalze mit Gummimantel gemäß Fig. 2 und 3 gleicht die Rakel auch Kerben oder sonstige Vertiefungen in der Walzenoberfläche aus, die manchmal durch zusammengedrückte Papierreste beim Reißen der Papierbahn entstehen; ebenso werden auch Eindrücke in dem Gummimantel ausgeglichen, die sich bilden, wenn man die ausgebaute Walze auf dem Boden liegen läßt, anstatt sie in ihren Lagern aufzuhängen. Wenn unter der Rakel nach Fig. 2 und 3 eine Walze mit elastischem Überzug angeordnet ist, werden nicht nur die Dehnungsunterschiede in der Papierbahn ausgeglichen, sondern es wird auch verhindert, daß größere Mengen von Streichmasse unter der Rakel hindurchgehen und so die Trockenzylinder verschmieren.

In dem Falle, daß die Streichmasse nicht im Überschuß, sondern gleich in der richtigen Schichtdicke aufgetragen werden soll, kann die Streichvorrichtung nach Fig. 3 in der Weise abgeändert werden, daß das Spritzrohr 40 weggelassen und die Papierbahn unmittelbar zwischen die Walzen 30 und 37 eingeführt wird. Durch die Rakel wird eine Streichmasseschicht in der erforderlichen Dicke auf den Gummimantel aufgetragen, die dann unter dem Druck der beiden Walzen auf die Papierbahn übertragen wird. Infolge der Wasserundurchlässigkeit des Gummimantels 31 bildet sich auf der Walzenoberfläche kein fester »Filterkuchen«, so daß die auf dem Gummimantel unter der Rakel hindurchgehende Streichmasseschicht dünner ist, als wenn die Streichmasse mit derselben Rakel unmittelbar auf die Papierbahn übertragen werden würde. Um aber auch eine beliebig dicke Streichmasseschicht auf die Walze 30 auftragen zu können, kann man den Streichstab 20 mit Drahtwindungen oder mit schraubengangförmigen Rillen versehen, deren Anzahl von der gewünschten Schichtdicke abhängt.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Rakel zur Herstellung von Streichpapier od. dgl. in Form eines dünnen rotierenden Rundstabes, der in einem rohrförmigen Halter so gefaßt ist, daß nur ein geringer Teil seines Umfanges als Streichkante frei bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Halter (22, 23) über seine gesamte Länge gleichmäßig federnd gelagert ist.

2. Rakel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundstab (20) an seinen beiden Enden gleichzeitig antreibbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 841 544; USA.-Patentschriften Nr. 2 237 068, 2 534 320.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© «09 639/411 9.58