DE4438445A1 - Vorrichtung zum Beschichten einer Papier- oder Kartonbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Papier- oder Kartonbah­ nen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Veredeln von Papierbahnen mit Leim, Stärke oder Pigmentfarben sind Beschich­ tungsvorrichtungen bekannt, die wahlweise als Filmpresse oder als Streichvorrichtung betrieben werden können. Diese Vorrichtungen weisen zwei achsparallel in einem Gestell drehbar gelagerte Walzen auf, von denen eine umfänglich gegen die andere bewegbar gelagert ist, um für den Betrieb als Filmpresse einen Preßspalt zu bilden, durch den die Bahn geführt wird. Im Preßspalt wird Beschichtungsmaterial, das vorher auf die Walzenoberfläche aufgetragen wurde, an beide Bahnseiten übergeben. Beim Betrieb als Streichvorrichtung dient eine der Walzen als Gegenwalze, um die die Bahn geführt wird, während ein anschwenkbares Auftrag- und Dosiersystem die Bahn direkt beschichtet.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der DE-C 34 40 634 beschrieben. Zum beidseitigen Beschichten einer Papierbahn ist jede Walze mit einem Auftragwerk und einer Rakelvorrichtung versehen, wobei die Rakelvorrichtung an jeder Walze jeweils auf der der anderen Walze abgewandten Seite angeordnet ist. Beim Betrieb als Filmpresse wird die Bahn von oben durch den Preßspalt geführt, während beim Streichauftrag die Bahn mit einer unterhalb der beiden Walzen angeordneten Umlenk­ rolle von unten an eine Walze geführt wird. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, daß im Anschluß an die Beschichtung eine vom jeweiligen Beschichtungsver­ fahren abhängige Bahnführung erforderlich ist. Daher sind getrennte Trockner und/oder aufwendige Bahnführungsvorrichtungen notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine gattungsgemäße Vorrichtung so zu verbessern, daß sich die Bahnführung im Anschluß an die Beschichtung bei einem Wechsel des Beschichtungsverfahrens nur unwesentlich ändert.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Beim Ver­ lassen der Beschichtungsvorrichtung differiert der Bahnverlauf maximal um den Durchmesser einer Walze. Dieser geringfügige Unterschied im Bahnverlauf gleicht sich bis zum ersten Trockner oder der nächstfolgenden Bahnleiteinrichtung aus, so daß diese bei beiden Beschichtungsverfahren benutzt werden können.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen.

Fig. 1 zeigt als Prinzipskizze die Beschichtungsvorrichtung im Betrieb als Film­ presse,

Fig. 2 zeigt die Beschichtungsvorrichtung im Betrieb als Streichvorrichtung für einen einfachen Strichauftrag,

Fig. 3 zeigt die Beschichtungsvorrichtung als Streichvorrichtung mit einem zweifachen Strichauftrag auf eine Bahnseite,

Fig. 4 zeigt einen detaillierten Längsschnitt durch ein Auftrag- und Dosiersystem beim Betrieb als Filmpresse,

Fig. 5 zeigt ein Auftrag- und Dosiersystem mit einem Schabermesser als Dosier­ element beim Betrieb als Streichvorrichtung und

Fig. 6 zeigt ein Auftrag- und Dosiersystem mit einem Rakelstab als Dosierele­ ment.

Die in der Zeichnung dargestellte Beschichtungsvorrichtung ist in eine Papiermaschine integriert. Sie besteht aus zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell 1 drehbar gelagerten Walzen 2, 3, von denen eine (Walze 2) ortsfest, die andere (Walze 3) umfänglich gegen die ortsfeste Walze 2 anpreßbar gelagert ist. Beide Walzen 2, 3 sind mit einem Drehantrieb verbunden, mit dem sie in beide Umfangsrichtungen, also mit positivem und negativem Drehsinn, um ihre Längsachsen gedreht werden können. Beide Walzen 2, 3 sind auf ihrer Mantelfläche gummiert. Beim Anschwenken der Walze 3 gegen die Walze 2 bildet sich ein Preßspalt 4.

Außerhalb des Bereichs des Preßspalts 4, bevorzugt jeweils zu diesem in etwa diame­ tral entgegengesetzt, ist an jeder Walze 2, 3 ein Auftrag- und Dosiersystem 5, 6 angeordnet, das an die jeweilige Walze 2, 3 anschwenkbar ist. Von jedem Auftrag- und Dosiersystem 5, 6 wird Beschichtungsmaterial entweder auf die Mantelfläche einer Walze 2, 3 oder direkt auf die zu beschichtende Papier- oder Kartonbahn 7 zunächst im Überschuß aufgetragen und anschließend bis auf die gewünschte Filmdicke von dem Dosierelement des Dosiersystems 5, 6 wieder abgerakelt. Mit Abstand unterhalb des Spalts 4 zwischen den Walzen 2, 3 ist eine Leitwalze 8 angeordnet, von der die Bahn 7 entweder den Spalt 7 von unten zugeleitet wird (Fig. 1) oder aus dem Spalt 7 kommend nach oben an die Außenseite einer Walze geleitet wird (in Fig. 3 an Walze 2). Mit ausreichendem Abstand oberhalb der Walzen 2, 3 ist eine Bahnleiteinrichtung 9 angeordnet, um die beschichtete Bahn 7 den nachfolgend angeordneten Trocknern zuzuführen. Es ist auch möglich, die Bahn 7 direkt einem Trockner oberhalb der Walzen 2, 3 zuzuführen.

Fig. 1 zeigt den Betrieb der Beschichtungsvorrichtung als Filmpresse, bei der auf die Mantelflächen der Walzen 2, 3 von den Auftrag- und Dosiersystemen 5, 6 ein dosierter Film an Beschichtungsmaterial aufgetragen wird, den die Walzen 2, 3 anschließend im Preßspalt 4 an beide Seiten der Bahn 7 abgeben. Die Walze 3 ist gegen die Walze 2 geschwenkt, so daß sich ein Preßspalt 4 bildet, dem die von der Leitwalze 8 in etwa vertikal nach oben umgelenkte zu beschichtende Bahn 7 von unten zugeführt wird. Die Walzen 2, 3 werden so gedreht, daß sie sich im Preßspalt 4 mitläufig zur Bahn 7 drehen. Die Auftrag- und Dosiersysteme 5, 6 sind an die jeweilige Walze 2, 3 angeschwenkt. Das bei diesem Beschichtungsverfahren benutzte Auftrag- und Dosiersystem 5 ist in Fig. 4 detailliert dargestellt. Das Auftrag- und Dosiersystem 6 der Walze 3 ist gleich aufgebaut und spiegelbildlich zur Bahn 7 im Preßspalt 4 angeordnet.

Fig. 2 zeigt die Beschichtungsvorrichtung im Betrieb als Streichvorrichtung zum Auftragen eines einfachen Strichs auf eine Seite. Bei dieser Arbeitsweise werden die beiden Walzen 2, 3 auf einen geringen Abstand voneinander eingestellt, so daß der Spalt 4 etwas geöffnet ist. Die zu beschichtende Bahn 7 wird von einer Leitwalze 10 direkt von oben der Walze 2 zugeführt, die sie durch den Spalt 4 an die Walze 2 lenkt. Die Bahn 7 umschlingt die Walze 2 etwa um 180° und verläßt diese vertikal nach oben zu der Bahnleiteinrichtung 9. Im von der Bahn 7 umschlungenen Bereich der Walze 2 ist das Auftrag- und Dosiersystem 5 angeschwenkt und beschichtet so eine Bahnseite direkt. Das Auftrag- und Dosiersystem 6 ist von der Walze 3 abge­ schwenkt, also inaktiv. Bei dieser Arbeitsweise dient die Walze 2 als Gegenwalze für das Auftrag- und Dosiersystem 5, dessen Aufbau in Fig. 5 detaillierter dargestellt ist und nachfolgend bei der Ausführungsform nach Fig. 3 näher beschrieben wird. Auch bei dieser Ausführungsform drehen die Walzen 2, 3 mitläufig zur anliegenden Bahn 7, ihr Drehsinn ist daher jeweils entgegengesetzt zu dem Drehsinn der Walzen bei der Arbeitsweise nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Arbeitsweise der Beschichtungsvorrichtung als Streichvorrichtung bei einem zweifachen Strichauftrag ohne zwischenzeitliche Trocknung. Die Bahnfüh­ rung entspricht dabei im wesentlichen der Bahnführung nach Fig. 2 mit der Aus­ nahme, daß die Bahn 7 nach dem Verlassen des Spalts 4 zwischen den Walzen 2, 3 zunächst senkrecht nach unten zu der Leitwalze 8 und anschließend von dieser an den Umfang der Walze 2 geführt wird. Dies hat den Vorteil, daß die Bahn 7 mit dem ersten Strichauftrag sauber von der Walze 3 abgezogen wird und nicht an dieser kleben bleibt. Bei dieser Arbeitsweise wird wie beim Filmpressenbetrieb ein Preßspalt 4 gebildet.

Der erste Strichauftrag wird indirekt über die Walze 3 auf die Bahn 7 aufgetragen. Dazu ist das Auftrag- und Dosiersystem 6 an die Walze 3 angeschwenkt und trägt auf deren Mantelfläche einen dosierten Film an Beschichtungsmaterial, z. B. Pigment­ farbe, auf. Die Walze 3 übergibt den Film im Preßspalt 4 an die Bahn 7, die an­ schließend dem Auftrag- und Dosiersystem 5 an der Walze 2 zugeführt wird. Dort wird ein zweiter Strichauftrag direkt auf die Bahn 7 aufgetragen, die beim Auftragen und Dosieren von der als Gegenwalze arbeitenden Walze 2 abgestützt wird. Anschließend wird die zweifach beschichtete Bahn 7 - wie bei der Arbeitsweise nach Fig. 2 - senkrecht nach oben der Bahnleiteinrichtung 9 zugeführt.

Als Auftrag- und Dosiersystem für den indirekten Auftrag mit der Walze 2 wird bevorzugt das in Fig. 6 gezeigte Auftrag- und Dosiersystem mit einer Rakelstange als Dosierelement 19 eingesetzt, die eine strukturierte Oberfläche mit Erhebungen und Vertiefungen aufweist. Mit derartigen Rakelstangen kann volumetrisch dosiert werden. Sie weisen z. B. Umfangsrillen auf, die durch Umwickeln mit einem Draht oder durch Oberflächenbearbeitung erzeugt werden. Alternativ können für den indirekten Auftrag als Dosierelemente auch Rakelstangen mit glatter Oberfläche, Schabermesser oder Schaberleisten eingesetzt werden. Für den direkten ersten Auftrag nach Fig. 2 oder zweiten Auftrag nach Fig. 3 auf die Bahn 7 mit dem Auftrag- und Dosiersystem 5 wird bevorzugt ein Schabermesser 20 als Dosierelement verwendet, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Bevorzugt ist oberhalb der Walze 2 im Bereich zwischen den beiden möglichen Verläufen der beschichteten Bahn 7 nach Fig. 1 und Fig. 2 bzw. 3 eine Spritzdüse 11 angeordnet, mit der sich die Mantel­ fläche der Walze 2 beim Betrieb als Streichvorrichtung (Fig. 2, Fig. 3) mit Wasser befeuchten läßt. Die Walze 2 gibt das Wasser an die unbeschichtete Bahnseite ab, so wird eine Rollneigung der beschichteten Bahn 7 verhindert.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß zumindest das Auftrag- und Dosiersystem 5 an der als Gegenwalze einsetzbaren Walze 2 Mittel aufweist, Beschichtungsmaterial an beiden Seiten in und gegen Bahnlaufrichtung des Dosierelements 19 zuzuführen. Bevorzugt sind beide Auftrag- und Dosiersysteme 5, 6 so gestaltet, damit die Arbeitsweise nach Fig. 3 mit dem zweifachen Strichauftrag durchgeführt werden kann. Der Aufbau eines derartigen Auftrag- und Dosiersystems ist in Fig. 4 detail­ liert dargestellt.

Alle Auftrag- und Dosiersysteme 5, 6 bestehen aus einem gegen die Walze 2 schwenkbaren Tragbalken 12, an dessen der Walze 2 zugewandten Seite eine Vorkammer 13 mit einem zur Walze 2 hin offenen Austrittsspalts 14 befestigt ist.

Der Austrittsspalt 14 wird an der dem Balken 12 abgewandten Seite von einer in Richtung zur Walze 2 verstellbaren Überlaufplatte 15 begrenzt, um die Spaltweite 26 zur Walze 2 bzw. der Bahn 7 einstellen zu können. Die Vorkammer 13 wird über eine Leitung 16 mit Beschichtungsmaterial versorgt. Unmittelbar oberhalb des Austritts­ spalts 14 ist eine Führung 17 am Balken 12 befestigt, in die verschiedene Dosiersy­ steme auswechselbar eingesetzt werden können. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und Fig. 6 wird ein Halter 18 mit einer Rakelstange als Dosierelement 19 eingesetzt, bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist das Dosierelement ein Schab­ ermesser 20, das mit seinem Fuß an der Führung 17 festgeklemmt ist. Das Schab­ ermesser 20 ist auf bekannte Weise an seiner der Walze 2 abgewandten Seite von einer mittels Verstellschrauben 22 verstellbaren Abstützleiste 23 abgestützt.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, befindet sich auf der zur Kammer 13 entgegengesetzten Seite des Dosierelements 19 eine zweite Zufuhr 24 für Beschichtungsmaterial, mittels der Beschichtungsmaterial auf eine Walze 2, 3 oder die Bahn 7 aufgetragen werden kann. Um einen Sumpf von Beschichtungsmaterial an einer Walze 2, 3 oder der Bahn 7 zu bilden, ist an dem Halter 18 des Dosierelements 19 ein zum Umfang der Walze 2, 3 abgewinkeltes Blech 25 befestigt, das mit der Mantelfläche einer Walze 2, 3 eine Wanne bildet, die an ihrer Unterseite vom Dosierelement 19 bis auf den gewünschten Auftragspalt zur Walze 2, 3 hin geschlossen ist. Die Wanne wird von der Zufuhr 24 mit Beschichtungsmaterial versorgt.

Fig. 4 zeigt den Aufbau und die Arbeitsweise des Auftrags- und Dosiersystems 5 an der Walze 2 bei der Betriebsweise als Filmpresse nach Fig. 1. Als Dosierelement ist eine Rakelstange 19 mit einem Halter 18 eingesetzt, der an der Oberseite das Blech 25 zur Bildung einer Wanne trägt. Die Überlaufplatte 15 ist auf einen nicht störenden Abstand zur Gegenwalze 2 eingestellt. Die Walze 2 dreht gegen den Uhrzeigersinn. Das Dosierelement 19 ist so gegen die Walze 2 angestellt, daß sich die gewünschte Filmdicke an Beschichtungsmaterial auf deren Oberfläche einstellt. Der Film an Beschichtungsmaterial wird im Preßspalt 4 an die Bahn abgegeben. Das Auftrag- und Dosiersystem 6 an der Walze 3 ist spiegelbildlich zu der Darstellung in Fig. 4 aufgebaut. Es trägt Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche der Walze 3 auf, das anschließend im Preßspalt 4 an die andere Seite der Bahn abgegeben wird.

Bei der Arbeitsweise als Streichvorrichtung nach Fig. 2 dreht die Walze 2 im Uhrzei­ gersinn, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Der Halter 18 mit der Rakelstange 19 und dem Blech 25 wurde gegen ein Schabermesser 20 ausgetauscht. Die Überlaufplatte 15 ist soweit nach oben gestellt, daß nur ein schmaler Überlaufspalt 26 zur von der Walze 2 abgestützten Bahn 7 bleibt. Sie bildet so mit der Führung 17 und dem Schab­ ermesser 20 eine zur Walze 3 bzw. 3 offene Düsenkammer, der aus der Vorkammer 13 Beschichtungsmaterial im Überschuß zugeführt wird. Der Überschuß fließt durch den Überlaufspalt 26 in eine Auffangrinne 27 und wird zurückgeführt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird für den zweiten Strichauftrag an der Walze 2 ebenfalls das vorstehend beschriebene Auftrag- und Dosiersystem nach Fig. 5 eingesetzt. Für den indirekten ersten Auftrag wird ein Auftrag- und Dosiersy­ stem 6 eingesetzt, das im Aufbau und in der Funktion bis auf das Dosierelement dem Auftrag- und Dosiersystem 5 nach Fig. 5 entspricht und in Fig. 6 dargestellt ist. Bevorzugt wird eine in einem elastischen Bett gelagerte Rakelstange 19 als Dosier­ element verwendet, um die Filmdicke auf der Walze 3 einzustellen. Auch bei dieser Ausführungsform bildet die Überlaufplatte 15 mit der Führung 17 und dem Bett der Rakelstange 19 eine Düsenkammer, der über die Vorkammer 13 Beschichtungs­ material im Überschuß zugeführt wird, der über den Überlaufspalt 26 in die Wanne 27 fließt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Beschichten einer Papier- oder Kartonbahn (7), mit zwei achsparallel nebeneinander in einem Gestell (1) gelagerten Walzen (2, 3), von denen eine (Walze 3) umfänglich gegen die andere (Walze 2) anpreßbar gelagert ist, mit Leitwalzen (8, 10) zum Führen der Bahn (7) durch den Spalt (4) zwischen den Walzen (2, 3) und mit einem Auftrag- und Dosiersystem (5, 6) für jede Walze (2, 3), die jeweils außer­ halb des Bereichs des Spalts (4) gegen die Mantelfläche der jeweiligen Walze (2, 3) anstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Auftrag- und Dosiersystem (5, 6) einer Walze (2, 3) Mittel aufweist, Beschichtungs­ material wahlweise zu beiden Seiten des Dosierelements (19) des Dosiersystems aufzutragen, und dadurch, daß die Walzen (2, 3) mittels eines Drehantriebs in beide Umfangsrichtungen drehbar gelagert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftrag- und Dosiersystem (5, 6) eine zur Walze (2, 3) hin offene Düsenkammer enthält, die an einem Ende von einem Dosierelement (19) abgeschlossen ist, wobei auf der der Düsenkammer abgewandten Seite des Dosierelements (19) eine zweite Einrichtung (24, 25) zum Auftragen von Beschichtungsmaterial angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Auftragvorrichtung eine zur Walze (2) offene Wanne (25) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne von einem Blech (25) gebildet wird, das an dem Halter (18) des Dosier­ elements (19) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftrag- und Dosiersystem (5, 6) eine Führung (17) enthält, in die verschiedene Dosiersysteme (19, 20) eingesetzt werden können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichtete Bahn (7) von den Walzen (2, 3) nach oben weggeführt wird.