DE1652280B2

DE1652280B2 - Vorrichtung zum Beschichten einer laufenden Papierbahn od.dgl

Info

Publication number: DE1652280B2
Application number: DE19671652280
Authority: DE
Inventors: Norman Leek Staffordshire Edge (Grossbritannien)
Original assignee: BRITTAINS (PAPER) Ltd LEEK STAFFORDSHIRE (GROSSBRITANNIEN)
Current assignee: BRITTAINS (PAPER) Ltd LEEK STAFFORDSHIRE (GROSSBRITANNIEN)
Priority date: 1966-01-18
Filing date: 1967-01-17
Publication date: 1974-08-08
Also published as: DE1652280A1; DE1652280C3; GB1166862A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten einer laufenden Papierbahn od. dgl. mit einer viskosen und gegebenenfalls erhitzten Masse, die unter Druck einer Beschichtungskammer zugeführt wird, welche der um eine Walze herumgeführten Bahn gegenüberliegt und zu dieser hin offen ist, während die Seiten der Kammer an der Einlaufseite der Bahn von einer starren Dichtklinge, an der Auslaufseite von einer starren Dosierklinge und in Laufrichtung von zwei Seitenstücken gebildet wird.

Bei einer bekannten Beschichtungsvorrichtung (DT-PS 1 047 607) wird ein einseitig offener Behälter radial gegen eine Walze gedruckt, um die die zu beschichtende Bahn herumläuft. Das Andrücken des Behälters erfolgt durch eine einstellbare Feder, die die Aufgabe hat, den Behälter elastisch an die starre Walze anzudrücken, um etwaige Unebenheiten auszugleichen. Die Seitenwände des Behälters sind dem Walzenumfang angepaßt, d h. sie liegen mit ihren Stirnseiten satt an der Walze bzw. an der um die Walze umlaufenden Materialbahn an. Die Walzenoberfläche ist starr.

Ist bei einer derartigen Auftragsvorrichtung der Pruck, mit dem die viskose Masse dem Behälter zugeführt wird, M groß, dann hebt sich der gesamte Gehäuseblock gegen die Wirkung der Feder von d^r Walze ab und die Auftragsmasse entweicht nach allen Seiten hin. Schwierigkeiten ergeben sich auch, wenn die Schichtstärke der um die Walze umlaufenden Bahn ungleichmäßig ist, weil dann der Gehäuseblock vorüber gehend abgehoben wird, so daß unbeabsichtigt Auftragsmasse entweichen kann.

Bei einer weiteren bekannten Papier-Beschichtungs, vorrichtung (US-PS 3 079 889) wird zum Auftragen der viskosen Beschichtungsmasse eine bieg^an-e Klinpe verwandt, die die Beschichtungskammer nach einer Seite hin begrenzt, um eine Abstützleiste herumgebo gen ist und mit ihrer Kante auf der Papierbahn, die un der Walze anliegt, schabt.

Derartige Beschichtungsmaschinen eignen sich nur für die Verarbeitung ganz bestimmter, zumeist niedrig viskoser, Beschichtungsmaterialien. Die Klinge bieg! sich während des Betriebes unter der Einwirkung des statischen und hydrodynamischen Druckes des Bc Schichtungsmaterials durch. Infolge unterschiedlicher Durchbiegungen in Walzenlängsrichtung können sich Schichtstärkenunterschiede ergeben, die ausgeglichen werden müssen. Aus diesem Grunde ist es nötig, zahl reiche und aufwendige Stützkonstruktionen für die Feineinstellung der Klinge vorzusehen. Selbst wen., aber für eine solche Feineinstellung gesorgt ist, erge ben sich Schwierigkeiten bei der Verarbeitung stark viskoser Flüssigkeiten, weil die Schichtstärken nicht mit hinreichender Gleichmäßigkeil beibehalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beschichtungsvor richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen gleichmäßigen Flüssigkeitsauftrag selbst bei höherviskosen Massen bewirkt und vom Druck der Flüssigkeit und von etwaigen Unebenheiten der zu beschichteten Bahn nicht beeinflußt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Walzenoberfläche elastisch eindrückbar ist, daß die Dichtklinge und die Dosierklinge — im Walzenquerschnitt gesehen — in Richtung auf die zu beschichtende Materialbahn spitz zulaufen, wobei die Abschrägung der Dichtklinge auf der Außenseite und die Abschrägung der Dosierklinge an der Innenseite der Beschichtungskammer liegt, und daß der die Kammer tragende Gehäuseblock mindestens um die Spitze einer der Klingen einstellbar verschwenkbar ist.

Hierdurch wird erreicht, daß an der Dosierklinge zusätzlich zum statischen Druck des Beschichlungsmaterials ein durch den Stau bedingter hydrodynamischer Druck entsteht, der einen gleichmäßigen Schichlauftrag sicherstellt. Andererseits wird durch die Ausbildung der Dichtklinge mit nach außen weisender Abschrägung erreicht, daß etwaige Unebenheiten der Bahn ungehindert und ohne Undichtigkeiten zu verursachen, in den Gehäuseblock einlaufen. Die Verwendung eines starren, wenn auch einstellbaren, Gchäuseblockes ist deshalb möglich, weil die Walzenoberfläche elastisch cindrückbar ist, so daß etwaige Unebenheiten und Unregelmäßigkeiten an der Papierbahn, ohne Stö-

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rangen des ßetriehsablaufes oder des Beschichtung*· Vorganges zu verursachen, durchlaufen können. Der CehäHseblock ist durch die Klingen begrenzt, die in Richtung auf die XU beschichtende Papierbahn spitz zulaufen und lediglich eine Linienberuhrung verursachen

Unebenheiten der Bahn werden durch die Abschrägung der Dichtklinge unter Zusammendruckung des elastischen Walzenmantels in das Innere des Gehäuseblockes hineingeleitet, ohne daß die Abdichtung auch nur kurzzeitig unterbrochen würde. Ein Reißen der 1» Bahn ist deshalb nicht zu befürchten, und ebenso nicht das Auslaufen von Beschicntungsflüssigkeit. Da der Beschichtungsdruck nicht ausschließlich durch den statischen Druck im Innern des Gehäuseblockes bestimmt _wird, sondern auch von dem hydrodynamischen Druck kann mit niedrigen statischen Drücken gearbeitet werdea

Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke »vorne«, »hinten«, »quer« u. dgL beziehen sich jeweils auf die Bew egungsrichtung der Bahn. _ao

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht eir»r Ausfüh- as rungsform der Beschickungsvorrichtung, welche auf der Unterseite des Umfangs einer die zu beschichtende Bahn tragenden elastischen Stützwalze senkrecht angeordnet ist,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

F 1 g. 3 schematisch eine auseinandergezogene Seitenansicht der Vorrichtung,

F ig.4 eine Seitenansicht der Seitendämme, die einen Teil der Vorrichtung bilden,

F i g. 5 eine Vorderansicht der Vorrichtung,

F i g. 6 eine zweite Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung,

F i g. 7 eine Seitenansicht, welche die Anordnung einer Ausführungsform relativ zur offenen Bahn veranschaulicht,

Fig. 8 eine Fig. 7 entsprechende Vorderansicht, in F i g. 7 von links gesehen.

Gemäß den F i g. 1 bis 5 enthält die Vorrichtung eine elastische Stützwalze 10 für eine Papierbahn 9 und ist mit einer geschlossenen Beschichmngskammer versehen. Die Vorrichtung umfaßt eine vordere Dosierklinge 1, die auf einer Seite eines rechteckigen Gehäusebiokkes 4 befestigt ist. Dieser enthält ein Zuleitungsrohr 5, welches die Beschichtungsmasse zuführt. Das Zuleilungsrohr 5 im Gehäuseblock 4 ist von einer Heizeinrichtung 7 umgeben, welche die Vorrichtung mittels eines Thermostaten auf einer gewünschten Temperatur hält. Auf der anderen Seige des rechteckigen Gehäuseblocks 4 ist eine hintere Dichtklinge 2 befestigt. Seitendämme 3 sind vorgesehen, welche sich genau dem Walzenprofil anpassen, das durch den Querschnitt der zwischen dem Gehäuseblock 4, den Klingen 1, 2 und der Oberfläche der elastischen Stützwalze 10 liegenden Beschichtungskammer begrenzt ist.

Die in den F i g. 1 bis 5 gezeigte Konstruktion ist so angeordnet, daß es möglich ist, die gleichen Klingen 1 und 2 verschiedenen Breiten der Bahn anzupassen, was verschiebbare Seitendämme 3 erforderliche macht. Wenn nicht beabsichtigt ist, die gleichen Klingen I und 2 auf diese Weise anzupassen, können die Klingen 1, 2 und die Seitendämme 3 fest miteinander verbunden sein und eine Einheit bilden, die auf dem Gehäuseblock 4, aufsitzt und an diesem befestigt ist. Diese Konstruktion ist in F i g. 6 gezeigt. In diesem Falle sind die Seitendämme ebene starre Platten, deren in F ί g, 6 in Seitenansicht gezeigte Profile durch den Querschnitt der Beschichtungskammer bestimmt werden. Selbstverständlich können auch Klingen mit verschiedener Breite verwendet werden, welche Bahnen mit verschiede» ner Breite entsprechen und welche auf jeder der Seitenflächen des Gehäuseblocks 4 befestigt sind. Die Seitendämme können dann an den Enden die Klingen befestigt werden. Beim Beschichten dßnner Bahnen werden vorzugsweise Klingen verwendet, die etwas schmaler sind als die Breite der zu beschichtenden Bahn, an Stelle von Klingen, deren Breite größer ist als die Breite der Bahn 9.

Die zu beschichtende Bahn 9 läuft rund um die elastische Stützwalze 10. Der Abstand der Seitendlmme 3 ist etwas geringer als die Breite der zu beschichtenden Bahn 9. Die Vorrichtung kann durch entsprechende Wärmeisolatoren 8 thermisch isoliert werden. Ein durch den Gehäuseblock 4 hindurchgehender Schlitz 6 verbindet das Zuleitungsrohr 5 mit der Beschichtungskammer. Der Schlitz ist in der Mitte zwischen den Seitendämmen angeordnet. Er ist etwas weniger breit als die kleinste Breite der zu beschictitenden Bahn. Der Schlitz 6 ist so bemessen, daß er eine gleichmäßige Zuführung der Beschichtungsmasse in die Beschichtungskammer bewirkt. Die Beschichtungskammer kann sehr flach ausgebildet sein, um eine kurze Aufenthaltszeit der Beschichtungsmasse in der Beschichtungskammer zu gewährleisten.

Die Vorrichtung ist mit Hilfe an Drehzapfen 11 an jedem Ende gelagert und steht in Dnickberührung mit der von der Stützwalze 10 getragenen Bahn 9. Die gemeinsame Achse der Drehzapfen 11 fällt mit der Kante der Dichtklinge 2 zusammen, so daß die Vorrichtung auf der Spitze der Dichtklinge 2 frei schwenkbar ist. Die Vorrichtung kann gegen (nicht dargestellte) einstellbare Mikrometeranschläge verschwenkt werden, Die vordere Dosierklinge 1 kann daher unabhängig vom Druck der hinteren Dichtklinge 2 auf die Bahn gegen die Bahn 9 gedrückt werden. Die Dichtklinge 2 kann so eingestellt werden, daß sie die Bahn berührt um eine wirksame Abdichtung gegen Lecken der Beschichtungsmasse nach der Rückseite der Vorrichtung oder durch die Seitendämme 3 zu erhalten. Der Druck auf die Dosierklinge 1 kann durch mechanische, pneu malische oder hydraulische Einrichtungen zur Einwirkung gebracht und konstant gehalten werden. Die ganze Vorrichtung kann auch so ausgebildet werden, daC sie bei Unterbrechungen der Beschichtung oder zweck· Einstellung nach Belieben entfernt und in ihre Be Schichtungsstellung gegen die Anschläge zurückgefühn v. erden kann. Eine abgeänderte Ausführungsform isi mit Drehzapfen 11 versehen, die an jedem Ende dei Vorrichtung gegenüber mikrometrisch einstellbarer Anschlägen angeordnet sind, welche mit der Spitze dei vorderen Klinge 1 statt der hinteren Klinge 2 ausge richtet sind, um den Berührungsdruck der beiden Klin gen 1 und 2 unabhängig einstellen zu können. Bei einei anderen Ausführungsform ist mindestens die eine Klin ge in senkrechter Richtung relativ zu dem Gehäuse block 4 mikrometrisch einstellbar, welcher in seine! Stellung gegen Anschläge fixiert ist.

Ein (nicht dargestellter) Drucktaster ist innerhalb dei Beschichtungskammer oder des Zuleitungsrohrcs 5 an geordnet, um die Strömungsgeschwindigkeit zu über wachen, und den Druck auf dem gewünschten Wer

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konstant zu halten. Infolge ihrer starren Ausbildung und Konstruktion ist die Vorrichtung gegen Druck widerstandsfähig und ermöglicht, daß die Beschichtungskammer unter Druck gesetzt werden kann.

Die Stützwalze 10 ist mit einem hitzebeständigen und chemisch stabilen Gummi mit einer Shore-Härte A von etwa 30 bis 55° überzogen.

Das Profil der Kante der Dosierklinge 1 ist eine gerade Abschrägung, könnte aber auch abgerundet sein. wobei sich die Abschrägung relativ zur Beschichtungskamrner auf der Innenseite der Klinge befinden würde. Die Kante der hinteren Dichtklinge 2 ist vorzugsweise in ähnlicher Weise profiliert, aber die Abschrägung befindet sich auf der Außenseite der Vorrichtung. Dadurch wird ermöglicht, daß Verdickungen in der Bahn unter der Klinge hindurchgehen, ohne daß die Bahn verklemmt oder zerrissen wird. Wenn hochviskose Beschichtungen aufgetragen werden sollen, kann die Kante der Dosierklinge 1 gezahnt sein oder geringfügig temperatur eintreten kann.

Die Vorrichtung kann auch Lacke mit höheren Konzentrationen als bisher möglich war auftragen, ohne daß übermäßige Mengen aufgebracht werden, weil er-

höhte Temperaturen verwendet werden können und weil bei Zunahme der Temperatur die Löslichkeit zunimmt und die Viskosität abnimmt. Dadurch können die Lösungsmittelkosten herabgesetzt werden.

Die Beschichtungsvorrichtung ermöglicht das Auf-

bringen von Aufschmelzverbindungen, indem geschmolzene Verbindungen in das Zuleitungsrohr beispielsweise aus einem Spritzbehälter oder einem anderen entsprechenden Vorratsbehälter eingeführt werden.

Die F i g. 7 und 8 zeigen eine Einstelleinrichtung, die zum Einstellen der Vorrichtung verwendet werden kann. In F i g. 7 ist der Vorderrahmen der Maschine der Deutlichkeit halber fortgelassen. Die offene Bahn 9 läuft über eine Führungswalze 11' und dann um die mit

von der Bahn abgehoben werden, ohne die Seitendäm- *» Gummi überzogene Walze 10 an der mit 12 bezeichne

me 3 oder die hintere Klinge 2 abzuheben.

An der Dosierklinge 1 wird ein Keil der Beschichtungsmasse gebildet. Der hydrodynamische Druck drückt die Bahn und die elastische Stützwalze längs ihrer Berührungslinie mit der Kante der Dosierklinge 1 »5 nieder und versucht, diese anzuheben, um eine dünne gleichmäßige Beschichtung auf die Bahn 9 aufzubringen. Der Beschichtungsvorgang wird dadurch vereinfacht, daß die Menge der Beschichtungsmasse. welche der Vorrichtung zugeführt wird, genau gleich ist derjenigen Menge, die durch die Vorrichtung auf die Bahn aufgetragen wird. Durch Überwachung der Strömungsgeschwindigkeit in der Vorrichtung kann die Stärke der aufgetragenen Beschichtung bzw. ihr Gewicht bestimmt werden.

Wird als Beschichtungsmasse eine heiße, frisch gelatinierte Stärke mit einem hohen Gehalt an festen Stoffen verwandt, so kann ein kontinuierlicher Stärkekocher, wie z. B. ein Votator, mit dem Zuleitungsrohr 5 gekoppelt werden. Die Stärkeaufschlämmung wird in einem Vorratsbehälter ständig umgerührt, aus welchem sie durch eine Pumpe über einen Strömungsmesser dem Votator zugeführt wird. Ein Votator ist ein rohrförmiger Wärmetauscher, durch den die wäßrige Stärkeaufschlämmung hindurchgeht und in welchem sie kontinuierlich auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und gelatiniert wird. Die heiße, frisch gelatinierte Stärke, die in die Üeschichtungskammer gelangt, wird durch die im Block 4 angeordnete Heizeinrichtung auf der durch den Votator eingestellten Temperatur gehalten.

Die Vorrichtung ermöglicht es, sehr heiße, frisch gelatinierte Stärke aufzutragen, ohne daß die Notwendigkeit der Umwälzung besteht, die eine offene Besehichtungskammer erforderlich machen würde. In der Vorrichtung erfolgt keine Verdampfung des Lösungsmit- tels, welche eine Veränderung des Gehalts an festen Stoffen der aufzubringenden heißen Beschichtungsmasse bewirkt. Im Falle von wäßrigen Verbindungen kann ten Beschichtungsvorrichtung vorbei. Die Beschichtungsvorrichtung 12 ist mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung identisch. Drehzapfen 14, die auf jeder Seite der Vorrichtung auf dem Rahmen der Maschine befestigt sind, tragen Schwenkarmc 13, die mit Drehzapfen 15 versehen sind. Diese tragen Platten 16, die an jedem Ende der Vorrichtung befestigt sind. Die Platten 16 sind am hinteren unteren Ende ebenfalls mit Drehzapfen 17 versehen, die durch ein Gestänge 19 mit Luftzylindern 18 verbunden sind. Die Luftzylinder 18 sind durch Drehzapfen 20 mit dem Rahmen der Maschine verbunden.

Die Schwenkarme 13 tragen ortsfeste keilförmige Blöcke 21. welche mit feineinstellbaren keilförmigen Blöcken 22 (schraffiert dargestellt) in Berührung stehen. Letztere werden von dem (nicht dargestellten) Rahmen der Maschine getragen, jeder der Endplattcn 16. welche die Vorrichtung 12 abstützen oder tragen, ist an jedem Ende ebenfalls mit ortsfesten keilförmigen Blöcken 23 versehen, die mit feineinstellbaren keilförmigen Blöcken 24 (schraffiert dargestellt) in Berührung stehen. Letztere werden von dem (nicht dargestellten) Rahmen der Maschine getragen. Der Grad der Abschrägung der keilförmigen Blöcke 21.22,23 und 24 ist in der Zeichnung der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt und die Einstellung der beweglichen keilförmigen Blöcke 22 und 24 ist durch die Pfeile angegeben. Die Einstellung der keilförmigen Bio ke 22 bestimmt den Berührungsdruck zwischen der Dichtklinge 2 und der Bahn, während die Einstellung der keilförmigen Blöcke 24 den Berührungsdruck zwischen der Dosierklinge 1 und der Bahn bestimmt. Unabhängige Einstel iungen der keilförmigen Blöcke 22 und 24 ergeber einen unabhängigen Berührungsdruck an der hinterer Dichtkiinge 2 und an der vorderen Dosierklinge 1 infol ge der Wirkung des Drehzapfens, der mit der Spitzt der hinteren Klinge 2 ausgerichtet ist Gewünschten falls kann die Vorrichtung 12 durch Betätigung de Luftzylinder 18 in die mit strichpunktierten Linien an

ein wirksameres und rascheres Trocknen erzielt werden, da die aufgebrachte Beschichtung in den Trockner 60 gegebene Stellung zurückgezogen werden, bei einer Temperatur von etwa 95° C, statt bei Zimmer-

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Beschichten einer laufenden Papierbahn od. dgl mit einer viskosen und gegebe- S nenfalls erhitzten Masse, die unter Druck einer Beschichtungskammer zugeführt wird, weiche der um eine Walze herumgeführten Bahn gegenüberliegt und zu dieser hin offen ist, während die Seiten der Kammer an der Einlaufseite der Bahn von einer starren Dichtklinge, an der Auslaufseite von einer starren Dosfcrklinge und in Laufrichtung von zwei Seitenstücken gebildet wird dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenoberfläche elastisch eindrückbar ist, daß die Dichtklinge (2) und die Dosierklinge (1) — im Walzenquerschnitt gesehen — in Richtung auf die zu beschichtende Materialbahn spitz zulaufen, wobei die Abschrägung der Dichtklinge (2) auf der* Außenseite und die Abschrägung der Dosierklinge (1) an der Innenseite der Beschich- ao tungskammer liegt, und daß der die Kammer tragende Gehäuseblock (4) mindestens um die Spitze einer der Klingen (1, 2) einstellbar verschwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geker.n- «5 zeichnet, daß der Gehäuseblock (4) um ein Drehzapfenpaar (U) schwenkbar gelagert ist, dessen beide Drehzapfen gleichachsig sowie nahe und parallel zur Oberkante der einen Klinge, vorzugsweise der Dichtklinge (2), angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig voneinander sowohl der Andruck der D<chtklit.ge (2) durch Parallelverschiebung der Drehzapfen (11) als auch der Andruck der Dosierklinge (1) durch die Stellkraft gegen die in die Arbeitslage geschwenkte Vorrichtung einregelbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseblock (4) mit den Klingen (1, 2) und den Seitenstücken (3) als Gesamteinheit herausschwenkbar angeordnet und über ein Hebelgelenk (13, 16, 19) durch einen Preßluftzylinder (18) druckabhängig geführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichmäßigen Begrenzung des auf die Bahn (9) ausgeübten Kantendruckes mikrometisch einstellbare Anschläge, vorzugsweise je zwei gegeneinander verschiebbare Stellkeile (21, 22, 23, 24) angeordnet und unabhängig voneinander justierbar sind F i g. 7,8).