DE19960772A1 - Auftragsverfahren - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum indirekten, ein- oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums wie Leim oder Farbe auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, ist erfindungsgemäß eine Begrenzung der Auftragsbreite (B¶M¶) des Auftragsmediums durch Aufbringen einer Befeuchtungsflüssigkeit auf die Randbereiche einer, die Materialbahn führenden und das Auftragsmedium an die Materialbahn abgebenden Walze (1, 1') vorgesehen. Nachfolgend wird der befeuchtete Randbereich mittels einer Gasströmung getrocknet und/oder verbleibende Restflüssigkeit entfernt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum einseitigen oder beidseitigen Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton. Derartige Verfahren werden in Streichmaschi­ nen angewendet, um eine laufende Materialbahn, die beispielsweise aus Papier, Karton oder einem Textilwerkstoff bestehen kann, ein- oder beidseitig mit einer oder mehreren Schichten eines flüssigen oder pastösen Auftragsmediums zu versehen.

Bei den Auftragsmedien handelt es sich beispielsweise um Farbe, Stärke, Impräg­ nierflüssigkeit oder dergleichen.

Häufig wird in der Praxis dazu das sogenannte indirekte Auftragsverfahren ange­ wendet, weil damit eine besonders gute Penetration des Auftragsmediums in die Materialbahn erreichbar ist und außerdem ein dünner gleichmäßiger Auftrag erzielt werden kann.

Beim indirekten Auftrag des Mediums wird das flüssige oder pastöse Medium zu­ nächst auf die Oberfläche einer die Materialbahn führenden Auftragswalze aufge­ bracht, um von dieser auf die Materialbahn übertragen zu werden. Beim beidseitigen Auftrag sind zwei Auftragswalzen vorhanden, die einen Pressspalt zum Hindurchfüh­ ren der Materialbahn aufweisen.

Dabei ist ein sauberer und einheitlich ungestrichener Rand sowie ein gleichmäßiger Übergang zwischen dem gestrichenen und dem ungestrichenen Bereich auf der Materialbahn bzw. vorher auf der Auftragswalze notwendig.

Die EP 0617167 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erreichung eines solchen strich­ freien Randes. In dieser Druckschrift ist eine Walze beschrieben, der eine Dosierein­ richtung zum Vor- oder Fertigdosieren des aufgetragenen Mediums zugeordnet ist.

Aus dieser Druckschrift sind außerdem entnehmbar zwei außerhalb der zu be­ schichtenden Bahnbreite liegende Randbereiche, die jeweils eine Randbefeuch­ tungseinrichtung aufweisen. Mit dieser Vorrichtung wird in Bahnlaufrichtung eine Flüssigkeit auf den unbeschichteten Randbereich der Materialbahn bzw. einer Auf­ tragswalze gesprüht. Die aufgesprühte Flüssigkeit dient sowohl zur Schmierung des nachfolgenden Rakelelements oder des Walzenrandbereiches, zur Reinigung des Randbereiches von Streichmedium und zur Verdünnung des abgesprühten Streichmediums. Die Sprühflüssigkeit wird danach gesammelt.

Nachteil dieser Verfahrensweise ist, daß die Menge an aufzusprühender Flüssigkeit unter Hochdruck aufgebracht wird, wobei der Aufwand zur Erziehlung des Hoch­ drucks groß ist.

In der Praxis werden aber meistens mechanisch wirkende mehr oder weniger ein­ fach aufgebaute Formatbegrenzungseinrichtungen zur Einstellung der gewünschten Formatbreite eingesetzt. Diese Einrichtungen sind mit Bahnrandschabern, in der Re­ gel mit Gummischabern ausgerüstet, welche die Randbereiche durch Abstreifen säubern.

Diese verwendeten Bahnrandschaber aber vor allem auch die Auftragswalzen unter­ liegen einem recht erheblichen Verschleiß in dem Bereich des ungestrichenen Ran­ des, was ein Austauschen dieser Bauteile in relativ kurzen Zeitabständen erfordert. Das wiederum führt zu einem erhöhten Wartungsaufwand, längeren Stillstandszeiten und höheren Kosten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen mit dem die, dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile möglichst weit­ gehend vermieden werden können und mit dem ein sauberer, ungestrichener Rand erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merk­ malen des Anspruches 1.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann sehr zuverlässig das Problem des Randverschleißes der bahnführenden Walze gelöst werden. In überraschender Wei­ se hat sich in Versuchen ein sehr sauber und scharf begrenzter Auftragsfilm auf der Walze und danach auch auf der Materialbahn gezeigt. Das zu breit aufgetragene Medium kann auf Grund des hohen Flüssigkeitsdruckes und des schrägen Auf­ sprühwinkels nahezu vollständig abgespritzt werden.

Die Erfinder haben erkannt, daß durch Beaufschlagung der befeuchteten Randberei­ che mit einer zusätzlichen Gasströmung, sich die Entfernung der Befeuchtungsflüs­ sigkeit zusammen mit weggespültem Auftragsmedium stark vereinfachen läßt. Zum einen wird dadurch das Rückführen beschleunigt und zum anderen kann nun in Ab­ hängigkeit von der aufgebrachten Befeuchtungsmenge schon ein Teil trocknen, so daß maximal nur noch der nicht getrocknete Restteil an Flüssigkeit und Medium ab­ geführt werden muß. Letzteres setzt voraus, dass ein Teil der Flüssigkeit verdampft ist.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung wird beim beidseitigen Auftragen auf eine Mate­ rialbahn im sogenannten Speedsizer oder Speedcoater gesehen. Da die Bahnbe­ feuchtungsdüsen relativ nahe vor dem Preßspalt des Speedsizers oder Speedcoa­ ters angeordnet sind, kann auf Grund der äußerst schnellen Abführung und/oder der Trocknung der Flüssigkeit der Preßspalt weitgehend von Feuchtigkeit freigehalten werden. Sumpfbildung durch den Wasseranteil im Randbereich wird dadurch verhin­ dert. Es tritt kein Spritzen und keine Vermischung des Farbauftrages mit Wasser auf, wodurch das Auftragsergebnis beeinträchtigt werden könnte.

Eine sehr zweckmäßige Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die verwende­ ten Düsen zur Randbefeuchtung und Gasströmung in Maschinenquerrichtung, d. h. in Längsrichtung der Walzen verschiebbar sind. Dadurch kann das gewünschte Be­ schichtungsformat ohne weitere Hilfsmittel eingestellt und beliebig verändert werden.

Weiterhin ist es sehr zweckmäßig, die Düsen in radialer Richtung, also von der Wal­ ze weg oder zu ihr hin zu verschieben. Das hat den Vorteil, daß eine bessere An­ passung an Schwankungen im Prozeß erfolgen kann.

In Ausgestaltung der Erfindung, ist vorgesehen, daß abgespültes Medium aus dem Randbereich in einem Auffangbehälter gesammelt und in Richtung der Führer- und/oder Triebseite der Papiermaschine abgeführt wird.

Soll ein breiter strichfreier Rand eingehalten werden, ist es von Vorteil, wenn mehre­ re Düsen hintereinander, also in Längsrichtung der Walze, angeordnet werden. So­ mit wird gewährleistet, daß kein Beschichtungsmedium auf den Rand verbleibt.

Alternierend kann auch vorgesehen sein, mehrere Düsen im Randbereich um den Umfang der Auftragswalze herum oder nebeneinander anzuordnen. Dadurch kann die Randbesprühung oder die zusätzliche Gasströmung in ihrer Wirkung noch ver­ bessert werden.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Randschabereinrichtungen können durch die erfindungsgemäße Lösung vollständig entfallen, was eine Verringerung des ap­ parativen Aufwandes und der Wartungskosten bedeutet. Außerdem bleibt dadurch die Walze vor weiterem Verschleiß verschont. Selbst bei schon gewissen Verschlei­ ßerscheinungen der Walze, ist zu breit aufgetragenes Beschichtungsmedium mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entfernbar.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden:

es zeigt Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf einen Randbereich einer Auf­ tragswalze innerhalb einer Streichmaschine

Fig. 2 eine schematische Draufsicht, gemäß Ansicht A von Fig. 1

In der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden zur Vermeidung von Wie­ derholungen gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Der Fig. 1 ist in einer schematischen Seitenansicht ein stark vereinfachter Randbe­ reich einer Auftragswalze 1 für indirekte Beschichten zu entnehmen. Die Laufrich­ tung der Walze 1 ist mit einem Pfeil L gekennzeichnet.

Der Walze 1 ist ein Auftragswerk A zugeordnet. Das Auftragswerk A kann jedes be­ liebige, bekannte Auftragswerk sein. Im vorgesehenen Anwendungsfall handelt es sich dabei um ein sogenanntes Freistrahldüsenauftragswerk, wo aus einem der Wal­ zenbreite angepaßten durchgehenden Dosierspalt unter Druck ein dünner Film des gewünschten Auftragsmediums auf die Walze 1 aufgebracht wird. Ein weiterer An­ wendungsfall besteht in der Bereitstellung von einer Vielzahl von über die Länge der Walze verteilt angeordneten Einzelauftragsdüsen die auf der Auftragswalze einen geschlossenen "Strich" bewerkstelligen.

Aus Fig. 1 ist außerdem entnehmbar eine mit Stellorganen S regulierbare Flüssig­ keitsdüse 3 zur Befeuchtung des vom Auftragsmedium freizuhaltenden Randberei­ ches. Zur Befeuchtung und Abspülung wird hierbei Wasser verwendet. In Laufrich­ tung der Walze gesehen, der Düse 3 nachgeordnet ist wenigstens eine Düse 4 vor­ handen, die mit einer Gasströmung beaufschlagt wird. Im Beispiel wird dafür am zweckmäßigsten Luft verwendet, die auch erwärmt werden kann.

Mit Hilfe der Luftströmung ist es möglich das aufgebrachte Wasser einschließlich dem abgespülten Auftragsmedium entweder vollständig zu trocknen und/oder zu­ mindest den Rücklauf der Flüssigkeit aus dem Randbereich zu unterstützen und zu beschleunigen.

Die Luftströmung bildet eine Gegenströmung zur Flüssigkeit und verhindert so den Weitertransport.

Beide Düsen sind parallel zueinander, in einem Winkel von ca. 35° zu einer ge­ dachten Gerade, die sich parallel zur Walzenhorizontalen befindet, angeordnet. Der zu wählende Winkel ist dabei abhängig von den verwendeten Düsen, d. h. dem Sprühwinkel der Düsen. Die Düsen 3 und 4 sind außerdem von einem Auffangbe­ hälter 5 für die Spülflüssigkeit umgeben. Der Auffangbehälter 5 ist darüber hinaus mit einem Rücklaufrohr 6 versehen, für die Abführung der restlichen Flüssigkeit aus dem Randbereich. Die Abführung erfolgt dabei auf der Führer- und Triebseite der Streichmaschine, da ja auf diesen beiden Seiten sich auch die Randbereiche der Walze befinden.

In der Fig. 1 ist außerdem mit gestrichelten Linien die Möglichkeit des beidseitigen Auftragens mit einer weiteren Auftragswalze 1' angedeutet. Die gestrichelt gezeich­ nete Walze 1' bildet mit der Auftragswalze 1 einen Pressspalt (Nip) durch den die ebenfalls gestrichelt dargestellte Materialbahn B läuft. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind die erfindungsgemäß wirkenden Düsen 3 und 4 in der gestrichelten Variante nicht mit eingezeichnet. Die dargestellte gestrichelte Variante zeigt einen Speedcoater mit einer von unten nach oben laufenden Bahnführung (von oben nach unten laufend wird als Speedsizer bezeichnet, die umgekehrte Bahnführung wird als Speedcoater bezeichnet). Die Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 mit Pfeil A angedeutete An­ sicht A, also eine Draufsicht des beschriebenen Randbereiches einer Seite der Wal­ ze 1. Die andere Walzenseite ist analog zu betrachten und zeichnerisch nicht darge­ stellt.

Aus dieser Figur sind deutlich die Zuführungen für die Düsen 3 und 4 zu erkennen. Die Düsen 4, also die Luftdüsen, im Beispiel sind vier Stück in Walzenlängsrichtung (quer zur Bahnlaufrichtung) nebeneinander vorhanden. Die Düsen 4 sind darüber hinaus so angeordnet, daß die Ausströmrichtung in einem Winkel von ca. 60° (Ab­ hängig vom Sprühwinkel der Düsen) nach außen, d. h. entgegengesetzt zur aufge­ tragenen Breite B_M des Auftragsmediums wirkt. Weiterhin ist in Fig. 2 die Wirkbreite der Befeuchtungs- und Spülwasserdüse 3 zwecks Begrenzung der Auftragsbreite B_M dargestellt. Die Düse 3 ist ein wenig mehr zu den Luftdüsen hin geneigt, so daß die Luftdüsen 3 den ganzen Randbefeuchtungsbereich abdecken können. In der Fig. 2 ist darüber hinaus wie in der Fig. 1 der Auffangbehälter 5 sowie der Rücklauf 6 so­ wie die Stelleinrichtungen S für die jeweilige Düsenzuführung dargestellt. In strich­ punktierter Linie ist die Papierbahnbreite, die also den Nip wie oben beschrieben durchläuft, mit B bezeichnet. Außerdem ist die Länge der Walze mit L_W in der Fig. 2 angegeben.

Die Spülwasserdüsen 3 werden im vorgestellten Beispiel mit einem Druck von 3-100 bar, vorzugsweise 70 bar (in Abhängigkeit vom Düsentyp) und die Luftdüsen 4 mit einem Druck von 3-10 bar beaufschlagt, um ein optimales Ergebnis hinsichtlich des strichfreien Randes zu liefern.

Die Höhe des Drucks ist abhängig von der Auftragsmenge des Beschichtungsmedi­ ums (je höher die Menge, desto höher sollte der Druck der genannten Düsen 3 und 4 sein), und von der Maschinengeschwindigkeit.

Claims (8)

1. Verfahren zum ein- oder beidseitigem Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums, wie Leim oder Farbe auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton mit den folgenden Merkmalen:

• 1. a) die Materialbahn (B) wird in ihrer Bahnlängsrichtung über wenigstens eine Walze (1) geführt
• 2. das Auftragsmedium wird mit einem Auftragswerk (A) auf wenigstens eine der Walzen (1, 1') aufgebracht
• 3. das Auftragsmedium wird von der wenigstens einen Walze (1, 1') auf die Materialbahn (B) übertragen
• 4. dabei wird eine Begrenzung der Auftragsbreite (B_M) des Auftragsmediums durch Aufbringen einer Befeuchtungsflüssigkeit auf die Randbereiche der wenigstens einen Walze (1, 1') vorgenommen
• 5. nachfolgend wird der befeuchtete Randbereich mittels einer Gasströmung getrocknet und/oder verbleibende Restflüssigkeit entfernt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit für die Randbefeuchtung Wasser verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssig­ keit unter einem Druck von 3 bis 100 bar, vorzugsweise 70 bar, aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasströmung unter einem Druck von 3-10, vorzugsweise 4 bar, aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mittels einer oder mehrerer nebeneinander angeordneter, zur Walzenoberflä­ che und zur Bahnlaufrichtung schräggestellte Hochdruckdüsen (3), die in Bahnlaufrichtung dem Auftragswerk. (A) nachgeordnet sind, aufgebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Trocknen und/oder Entfernen der aufgebrachten Flüssigkeit verwendete Gasströmung eine Luftströmung ist, welche aus einer oder mehrerer Luftdüsen (4) auf die Randbereiche gleichgerichtet mit den Befeuchtungsdüsen (3) auf­ trifft.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht von der Gasströmung weggetrocknete Teil der aufgebrachten Flüssigkeit gemeinsam mit von den Randbereichen entfernten Auftragsmedien aufgefangen und abgeleitet wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Düsen zur Randbefeuchtung (3) und zur Gasströmung (4) in Maschinenquerrichtung, d. h. in Längsrichtung der we­ nigstens einen Walze verschiebbar sind, wodurch ein gewünschtes Auftrags­ format eingestellt wird.