DE4211401A1

DE4211401A1 - Beschichtungseinrichtung für Bahnen aus Papier oder Karton

Info

Publication number: DE4211401A1
Application number: DE4211401A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr Kustermann
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1992-04-04
Filing date: 1992-04-04
Publication date: 1993-10-07
Also published as: EP0565979A1; US5401314A

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungseinrichtung entspre chend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Ein richtung ist bekannt aus der DE 40 14 647 A1. Dabei ist vorge sehen, daß eine Walze unterhalb einer Walze mit zu der ersten Walze relativ kleinem Durchmesser angeordnet ist, wobei der un teren Walze auf einer Seite in bezug auf die Vertikale ein Dü senauftragswerk und auf der anderen Seite ein Auftragswerk mit einem von einem Rakelelement und ihrer Halterung gebildeten Sumpf angeordnet ist. Auf der ersten Seite - wiederum in bezug auf die Vertikale - der oberen Walze befindet sich ebenfalls ein Auftragswerk mit einem Sumpf, der von einem Rakelelement und dessen Halterung gebildet ist. Mit dieser Einrichtung kön nen verschiedene Beschichtungsvorgänge durchgeführt werden, je doch ist dabei eine sehr unterschiedliche Bahnführung jeweils notwendig. So wird für den einen Beschichtungsfall die Bahn vom Keller her und von einer anderen Seite der unteren Walze zuge führt als für den anderen Beschichtungsfall einem zwischen bei den Walzen gebildeten Preßspalt. Um dies zu erreichen, ist fer ner eine zumindest teilweise wegschwenkbare Bedienerbühne für das Auftragswerk der oberen Walze sowie eine wegschwenkbare Halterung für eine Umlenkrolle im Bereich der oberen Walze bzw. deren Auftragswerk vorgesehen. Trotzdem ist die Variabilität der nötigen Streichfälle noch nicht befriedigend. Durch eine verschiebliche Lagerung entweder der unteren oder der oberen Walze können beide in bezug zueinander einen Preßspalt bilden oder kann dieser Preßspalt aufgehoben werden. Aber die Seilfüh rung für das Aufführen der Bahn ist sehr kompliziert.

Die Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine große Vari abilität der Streichmöglichkeiten bei einer Streicheinrichtung, die aus zwei Walzen besteht, mit geringem Zusatzaufwand bei re lativ einfacher Seilführung zu schaffen. Dabei soll wahlweise eine ein- oder beidseitige Beschichtung möglich mit oder ohne starken Aufpreßdruck (Druck der Walzen auf die beschichtete Bahn) sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vor teilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus Anspruch 2, 4, 5 und 6.

Man kann eventuell vorteilhaft in allen Fällen im wesentlichen die gleiche Bahnführung haben.

Die erfindungsgemäße Lösung zielt insbesondere darauf hin, bei einer Beschichtung, die für nicht sehr hochwertige Papiere vor gesehen ist, die Walzen und Auftragswerke so zu benutzen, daß zunächst die Beschichtung der Mantelfläche der betreffenden Walze in ihrem nicht von der Bahn umschlungenen Bereich und erst dann die Übertragung auf die Bahn erfolgt. Dabei ist vor zugsweise die untere Walze an die obere bis auf einen relativ engen Beschichtungsspalt angenähert bzw. im Falle von Leimen angepreßt.

Ein großer weiterer Vorteil gegenüber DE 40 14 647 A1 ist die Tatsache, daß hier die - nicht wie dort - Unterseite der Bahn gestrichen wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der prinzipiellen Dar stellung der Figuren, die jeweils andere Bahnführungen, eventu ell verbunden mit einer anderen Stellung der unteren Walze, darstellen, beschrieben.

Die Walzen 1 und 2 sind im wesentlichen übereinander angeord net, wobei hier die untere Walze 2 in bezug auf die obere und auf die Bahn B entgegen der Bahnlaufrichtung (siehe Pfeil) seitlich etwas versetzt angeordnet ist. Im von der Bahn jeweils in keinem Fall von der Bahn umschlungenen Umfangsbereich wird auf den Mantel der unteren Walze 2 die Beschichtungsmasse über ein Düsenauftragswerk 3 gegeben, das eine Auftragskammer 13 und ein Rakelelement 12, hier als Rollrakel angedeutet, aufweist. Dieses Rakelelement könnte auch eine Streichklinge sein, und der Rakelstab könnte eine Rillung in Umfangsrichtung, z. B. aus geführt als Drahtumwicklung, aufweisen. Ähnliches gilt in bezug auf das Auftragswerk 8 der oberen Walze, das in bezug auf die Vertikale V auf der anderen Seite wie das Auftragswerk der un teren Walze vorgesehen ist. Es weist auch eine Auftragskammer 9 und ein Rakelelement 10 auf. Auf der anderen Seite - wiederum in bezug auf die Vertikale V - ist ein Auftragswerk 15 der obe ren Walze 1 zugeordnet, bei welchem mittels einem Rakelelement 16 und seinem Träger 17 ein Sumpf 20 mit vorzugsweise freiem Flüssigkeitsspiegel für Beschichtungsmasse gebildet wird. Die ser Sumpf kann sowohl von Streichmasse mit niedrigem Pigmentan teil (Feststoffgehalt in der Regel kleiner als 45 %) als auch Leim, teilweise stark mit Wasser verdünnt, oder auch Wasser ge bildet werden. Die Bahnführung ist hier so, daß nach Verlassen der Auftragswerke die Bahn schräg nach unten einer berührungs losen Luftstrahl-Bahnumlenkeinrichtung 32 zugeführt wird. Diese lenkt die Bahn mit einem Winkel von weniger 120° (hier etwa 92°) wieder nach oben um. Es kann jeweils eines der oberen Auf tragswerke in Verbindung mit dem Auftragswerk der unteren Walze für beidseitigen Auftrag auf die Bahn benutzt werden. Das Dü senauftragswerk 3 der unteren Walze 2 kann dabei auch entweder Leim auftragen oder eine Beschichtungsmasse mit Pigmentanteil. Wird das "Sumpf"-Auftragswerk 15 der oberen Walze benutzt, kann das andere Auftragswerk 8 derselben zum Reinigen der Walze 1 mittels einer Schaberklinge oder eines glatten Rakelstabes be nutzt werden.

Für den Fall, daß auf beide Seiten der Leim aufgetragen wird, wird mit hohem Preßdruck im Preßspalt zwischen den beiden Wal zen 1 und 2 gearbeitet, wie es von den Leimpressen seit alters her bekannt ist.

Im Falle von Fig. 2 ist die untere Walze 2 von der oberen Walze 1 entfernt, und die Bahnführung erfolgt nur entlang der oberen Walze 1. Diese Bahnführung wird hauptsächlich benutzt, um die Unterseite der Bahn mit dem Auftragswerk 8 zu streichen, wobei die Streichmasse einen Pigmentanteil zwischen 30 und 70 % hat und ein Auftrag von mindestens 5 g/m², in der Mehrzahl der Fabriken mindestens 10 g/m², erfolgt. Die andere Seite der Bahn kann mit dem "Sumpf"-Auftragswerk 15 leicht pigmentiert oder auch mit großer Wasserverdünnung geleimt werden, um die Flach lage der Bahn zu verbessern. Andererseits kann hier auch eine Schaberklinge oder ein glatter Rakelstab benutzt werden, um die Walze 1 zu reinigen. Bei der beidseitigen Beschichtung besteht der Vorteil, daß nur der Mantel einer Walze die Masse auf die Bahn überträgt, d. h. zu ihr überführt.

In diesem Falle wird die Bahn nach Verlassen der oberen Walze 1 einer ebenfalls berührungslosen Luftstrahl-Bahnumlenkeinrich tung 31 zugeführt, die die Bahn vorzugsweise um einen Winkel von mehr als 125° umlenkt (hier etwa 133°, siehe Fig. 1). Diese Bahnführung kann auch in allen Fällen die einzige sein, vor al lem dann, wenn man das "Strichwerk" 9 sehr weit unten an Walze 1 und Walze 2 in bezug auf Walze 1 so anordnet, daß der Win kel a sich auf der anderen Seite von der vertikalen V befindet oder sehr klein ist.

Die Bahnführung in Fig. 3 ermöglicht eine Vordosierung mit dem Auftragswerk 3 der unteren Walze 2 und eine Nachdosierung oder auch reine Glättung z. B. mittels Streichklinge des Düsenauf tragswerks 8 der oberen Walze 1. Hier ist eine Regelung der Vordosiermenge an der unteren Walze durch den eingestellten Bahnzug möglich.

Grundsätzlich können die Auftragswerke Streichklingen oder Rollrakeln, mit glatter oder gerillter Oberfläche versehen, aufweisen.

Vorzugsweise werden folgende Härten für die Bezüge der Walzen vorgesehen: Untere Walze 2 ein harter Bezug zwischen 0 und 20 P u. J und obere Walze 1 zwischen 20 und 70 P u. J (nach Pucey und Jones). Grundsätzlich ist eine Härte zwischen 0 und 90 P u. J möglich.

Die untere Walze ist so anzuordnen, daß bei Berührung bzw. Bil dung eines Auftragsspalts zur oberen Walze 1 ihre Berührungs stelle bzw. der Auftragsspalt von der tiefsten Stelle der obe ren Walze einen Umfangswinkel a zwischen 10 und 70°, vorzugs weise 15-30°, entfernt ist.

Bei den vorhandenen, heute üblichen Bahngeschwindigkeiten er folgt eine Beschichtung der Bahn an den zwei oder drei hinter einander geschalteten Auftragswerken spätestens innerhalb 0,15 sek.

Walze 2 ist vorteilhaft mit gesteuertem Durchbiegungsausgleich ausgebildet, wie z. B. in DE 30 11 669, DE 29 38 427, DE 29 42 002 oder DE 31 01 115 beschrieben. Beide Walzen können auch vorteilhaft temperierbar ausgebildet sein.

In Fig. 1 ist noch die zu Fig. 2 gehörige Bahnführung mit ange deutet, woraus man ersieht, daß nach Umlenkrollen 33 und 34 der Bahnverlauf in allen Fällen - über Zylinder 36 - identisch ist. Die Heizeinrichtungen 26, 27, 28, 29 zur Trocknung der Bahn können beliebig ausgestaltet sein. Rolle 34 kann auch ein klei ner Trockenzylinder - ein sogenannter Baby-Zylinder - sein.

In Fig. 2 ist noch strichpunktiert eine in eine Wanne 37 ein tauchende Schöpfwalze 31 angedeutet, die anstelle des Auftrags werks 3 die Streichmasse auf den Walzenmantel aufträgt.

Fig. 4 zeigt eine Lösung für extreme Ansprüche. Mit dieser Lö sung kann mit demselben Aggregat die Oberseite gestrichen wer den. Dazu muß die Drehrichtung von Walze 1 umgekehrt werden. Diese fungiert nun als Leitwalze. Der optimale Trockner 38 kann bei gerader Bahnführung ein Strahlungstrockner (z. B. IR el/Gas) oder Kombitrockner (IR + Luft) sein. Vorteilhaft ist dieser Trockner mit leichter Krümmung als "Pseudo"-Airturn ausgebil det, so daß die Einlaufverhältnisse der kontaktlosen Bahnfüh rung bei 31 gegenüber Fig. 2, 4 und 3 unverändert bleiben. Die Bahnführung erfolgt geändert durch Umlenkrollen 40-43.

Düsenauftragswerke allgemein üblicher Bauart sind bekannt aus US 4,250,211. Sumpf-Auftragswerke - mit freiem Flüssigkeits spiegel - sind bekannt aus DE 39 22 535 A1 oder US 2,970,564, von denen die erstere auch eine Rollrakel mit gewindeartigen "Umfangsrillen" zeigt (siehe dazu auch US 3,387,585).

Die untere Walze 2 ist vorteilhaft - insbesondere im Falle eines Schöpfwalzenauftrages (Walze 39, Fig. 2), aber auch sonst - als durchbiegungsgesteuerte Walze ausgebildet.

Beide Walzen 1 und 2 sollten für beste Ergebnisse der Beschich tung kühl- und temperierbar sein.

Claims

1. Einrichtung zum Beschichten von laufenden Warenbahnen aus Papier oder Karton mit zwei eng benachbarten Bahnführungs walzen, denen mindestens je ein Auftragswerk an ihrem Um fang zugeordnet ist, die zumindest teilweise zur Beschich tung der Bahn unmittelbar nacheinander, vorzugsweise inner halb von maximal 0,15 sec. zusammenwirken und wobei die Walzen - gegebenenfalls etwas seitlich versetzt zueinander - übereinander angeordnet sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) die untere Walze (2) hat in ihrem von der oberen Walze (1) entfernten Umfangsbereich eine Auftragskammer (13) eines Düsenauftragswerks (3),
b) die obere Walze (1) hat auf ihrer - in bezug auf die untere Walze (2) - Bahneinlaufseite eine von einem Ra kelelement (16) und dessen Halterung (17) gebildeten Sumpfraum (20) für Beschichtungsmasse und/oder auf ihrer anderen Seite eine Auftragskammer (9) eines Dü senauftragswerks (8),
c) die untere Walze (2) ist von der oberen Walze (1) ab schwenk- oder absenkbar.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der unteren Walze (2) zwischen 0 und 20 P und J und die der oberen Walze (l) zwischen 20 und 70 P und J be trägt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Walze (2) in bezug auf den tiefsten Punkt der oberen Walze (1) gegen die Bahnlaufrichtung seitlich derart versetzt ist, daß bei gegen die obere Walze ange stellter unterer Walze der Berührungspunkt zwischen beiden Walzen einen Umfangswinkel der oberen Walze zwischen 10 und 40° von dem tiefsten Punkt der oberen Walze entfernt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Auftragswerke (8, 15) der oberen Wal ze nur alternativ vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß anstelle des Düsenauftragswerks (3) der unteren Walze (2) eine Schöpfwalze vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeich net durch in Bahnlaufrichtung hinter den beiden Walzen an geordnete, berührungslose Luftstrahl-Bahnumlenkeinrich tungen, von denen eine (32) zur Umlenkung des Bahnverlaufs von schräg nach unten nach schräg nach oben um einen Winkel von weniger als 130° und die andere für den Fall der von der oberen Walze (1) wegbewegten unteren Walze (2) oberhalb der Mittelachse der oberen Walze (1) zur Umlenkung der Bahnlaufrichtung von schräg nach oben nach schräg nach un ten um einen Winkel von mehr als 130° angeordnet ist, wobei vorzugsweise nachfolgend an die Umlenkeinrichtungen Heiz einrichtungen in beliebiger Ausführung und Anzahl vorgese hen sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Durchmesser der unteren Walze min destens 20 % kleiner als der der oberen Walze (1) ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bahnführung derart über die beiden Walzen ist,

a) daß das Düsenauftragswerk (3) der unteren Walze (2) nur auf den von der Bahn nicht umschlungenen Mantelbereich der Walze (2) aufträgt, - außer bei nur einseitiger Be schichtung der einen Bahnseite (Oberseite) mit Streich masse mit mehr als 5 g/m², insbesondere mehr als 9 g/m²,
b) daß bei von der oberen Walze (1) wegbewegter unterer Walze (2) das Düsenauftragswerk (8) der oberen Walze (1) direkt auf die andere Seite (Unterseite) der lau fenden Bahn Streichmasse für ein Trockengewicht von mindestens 5 g/m², vorzugsweise mindestens 10 g/m², aufträgt und ansonsten direkt auf den - nicht von der Bahn umschlungenen - Mantel der Walze (1) aufträgt, wo bei ein Beschichtungs-Übertragungsspalt zwischen oberer und unterer Walze gebildet ist,
c) daß das den Sumpf (20) bildende Auftragswerk (15) der oberen Walze (1) nur direkt auf den von der Bahn nicht umschlungenen Mantelbereich der Walze (1) aufträgt, und zwar entweder Leim, Streichmasse mit niedrigem Pigment gehalt oder Wasser oder stark mit Wasser verdünntem Leim.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß on-line von der Papiermaschine die Bahn den Auftragseinrichtungen zuführbar ist, wobei der Streich vorgang auf die Unterseite der Bahn mit mindestens 5 g/m², vorzugsweise mindestens 10 g/m², erfolgt.