EP1084298A1 - Vorrichtung zum auftragen einer beschichtungsmasse auf eine durchlaufende papierbahn - Google Patents

Vorrichtung zum auftragen einer beschichtungsmasse auf eine durchlaufende papierbahn

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EP1084298A1
EP1084298A1 EP99917837A EP99917837A EP1084298A1 EP 1084298 A1 EP1084298 A1 EP 1084298A1 EP 99917837 A EP99917837 A EP 99917837A EP 99917837 A EP99917837 A EP 99917837A EP 1084298 A1 EP1084298 A1 EP 1084298A1
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EP
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paper web
roller
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deflector roll
metering roller
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Ernst Klas
Gisbert Krossa
Willi Erkelenz
Heinz MÖRTL
Udo Unger
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Vits Maschinenbau GmbH
Kronospan GmbH
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Vits Maschinenbau GmbH
Kronospan GmbH
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    • D21H27/26—Structures being applied on the surface by special manufacturing processes, e.g. in presses characterised by the overlay sheet or the top layers of the structures
    • D21H27/28—Structures being applied on the surface by special manufacturing processes, e.g. in presses characterised by the overlay sheet or the top layers of the structures treated to obtain specific resistance properties, e.g. against wear or weather

Definitions

  • the invention relates to a device for applying a coating composition consisting of liquid resin and fine-grained abrasive material, in particular corundum, to a continuous paper web which is intended for use in the production of abrasion-resistant laminates.
  • Alpha cellulose serves as a stiffening and suspending agent.
  • the corundum particles have a grain size of 15 to 50 ⁇ m.
  • the application rate is 80 to 200 g / m 2 , so that a layer thickness of 20 to 65 ⁇ m results after the final moisture has been reached.
  • the coating compound should be applied using a wire doctor, a reverse coating system or an anilox roller.
  • the invention has for its object to provide a device for applying a coating composition consisting of liquid resin and fine-grained abrasive material, in particular corundum, to a continuous paper web, which meets the following requirements:
  • a coating composition consisting of liquid resin and fine-grained abrasive material, in particular corundum
  • the coating composition should be applied in a relatively thick, uniform layer , as is required for papers intended for the production of abrasion-resistant laminates, in particular with an application amount of 80 to 200 g / m 2 .
  • the feature of claim 2 improves the uniformity of the applied layer even further.
  • the subject of claim 3 is a preferred embodiment of this feature.
  • An advantageous embodiment of the invention is the subject of claim 4 and in particular of claim 5.
  • the feature of claim 6 ensures that the coating composition applied to the metering roller can be observed much better. This makes pre-dosing easier. Since in the arrangement according to claim 6 the nozzle slot is at the bottom, it is possible to work with a low pump pressure. The settling of particles in the nozzle is completely avoided.
  • the feature of claim 7 prevents coating material from running into the nip when the machine is at a standstill and smearing the deflecting roller.
  • FIGS. 1 to 3 The drawing serves to illustrate the invention with reference to the exemplary embodiments shown schematically in FIGS. 1 to 3.
  • a paper web 1 which has already been pre-impregnated with resin, possibly also already dried, is fed to a deflecting roller 2 in the horizontal direction according to FIG. It wraps around the deflecting roller 2 in the region of an arc of 180 °, which is delimited on one side by the run-up line 3 and on the other side by the run-off line 4. Then it runs in the horizontal direction, as symbolized by arrow 5, to a dryer, not shown.
  • a metering roller 6 with a smooth roller jacket is arranged.
  • it has the same diameter as the deflecting roller 2.
  • the axes of the deflecting roller 2 and the metering roller 6 are mounted parallel to one another at the same height in a machine frame.
  • the mounting of one of the two rollers 2, 6 can be displaced in parallel in the horizontal direction, so that the width of the narrow gap existing between the two rollers 2, 6 is variable.
  • the metering roller 6, like the deflection roller 2, is provided with a drive.
  • the drives of the two rollers 2, 6 are mechanically or electrically coupled, so that the rollers 2, 6 rotate synchronously or approximately synchronously.
  • a slot nozzle 7 for applying the coating material is arranged under the deflection roller 2.
  • the nozzle slot is adjacent to the ramp line 3.
  • a holding strip 8 Arranged above the deflecting roller 2 is a holding strip 8 which is connected to the machine frame and is parallel to the axes of the two rollers 2, 6. Attached to this - seen in the direction of arrow 5 - is the rear edge of a rectangular flap 9 made of flexible, rubber-like material, which extends over the entire working width, ie the width of the paper web 1 to be coated. The remaining edges of the rectangular tab 9 are free. Therefore, a strip-shaped part of the slack flap 9 lying opposite the retaining strip 8 lies loosely on the upper run of the paper web 1 running off the deflecting roller 2 in the vicinity of the drain line 4.
  • the length of the flap 9 - viewed in the direction of the arrow 5 - is approximately between 5 and 50 cm, preferably between approximately 10 and 30 cm.
  • the flap 9 is about 2 to 5 mm thick.
  • the paper web 1 runs at a speed between approximately 10 and 70 m / min, preferably between 20 and 50 m / min.
  • coating composition consisting of liquid resin and fine corundum particles suspended therein is applied in excess.
  • the layer thus applied is split in the narrow gap between deflection roller 2 and metering roller 6, so that part of the coating composition sticks to the paper web and another part is carried along by the metering roller 6. Excess coating mass is stowed in the gap and drips off. Since the surface speeds of the two rollers 2, 6 match at least approximately, the abrasive particles contained in the coating material do not cause any significant wear on the metering roller 6.
  • the layer adhering to the paper web 1 - on average about 80 to 200 g / m 2 - is initially uneven, so that longitudinal stripes are clearly visible. Experience has shown that their width is usually around 5 mm. The distance between the strips is usually between about 10 and 30 mm. The unwanted
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 2 differs from the previously described exemplary embodiment in particular in that the slot nozzle 7 is directed onto the outer surface of the metering roller 6.
  • the coating composition applied to the metering roller 6 is partially transferred to the paper web 1 in the gap between the two rollers 2, 6. Otherwise, the two exemplary embodiments correspond to such an extent that further explanations of FIG. 2 are unnecessary. 5
  • the slot nozzle 7 is arranged above the metering roller 6, so that the coating composition is applied from above. It is somewhat offset to the apex line of the metering roller 6 in the direction of rotation. In the drawing, it is shown approximately in the Elschreib position.
  • the retaining bar 8 is flexible or connected by flexible fasteners to the machine frame, not shown, so that it can perform small movements relative to the machine frame.
  • a compressed air turbine vibrator 10 sits on the holding bar 8. It essentially consists of a block-shaped housing with a cylindrical cavity. A rotor 11 is rotatably mounted in the cavity so that its axis of rotation is aligned parallel to the retaining strip 8. It is provided with an imbalance, which is symbolically indicated in the drawing by a black colored sector. Radial ribs sit on the jacket of the rotor, comparable to the blades of a Pelton turbine. Two channels 12, 13, the axes of which are oriented tangentially to the rotor 11, open into the cavity of the vibrator on opposite sides. The channel 12 is connected to a compressed air source.
  • the duct 13, which may be provided with a silencer, not shown, is the outlet for the exhaust air.
  • the vibrator 10 is supplied with compressed air via the channel 12.
  • the rotor 11 is rotated.
  • Circular vibrations are generated by the imbalance of the rotor 1 1, which are transmitted to the retaining strip 8.
  • the flap 9 is also set in vibration.
  • the frequency of the vibrations is determined by the pressure of the air supplied. It is preferably between 100 and 200 Hz.

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Abstract

Bei der Herstellung von Dekorpapier zur Verwendung bei der Herstellung abriebfester Laminate wird ein viskoses Gemisch aus Melaminharz und Alpha-Zellulose, dem Korundpartikel zugesetzt sind, als Beschichtungsmasse auf die Sichtfläche einer durchlaufenden Papierbahn aufgetragen. Die neue Vorrichtung weist die folgenden Teile auf: eine Umlenkwalze (2), an der die Papierbahn (1) in einem Umschlingsbereich anliegt; eine Dosierwalze (6), die parallel zur Umlenkwalze (2) angeordnet ist, mit ihr einen Spalt einschließt und synchron oder annähernd synchron mit der Umlenkwalze (2) angetrieben ist; eine Schlitzdüse (7) zum Auftragen der Beschichtungsmasse entweder direkt auf die an der Umlenkwalze (2) anliegende Papierbahn (1) oder auf die Dosierwalze (6); eine Rakel, bestehend im wesentlichen aus einem rechteckigen Lappen (9) aus einem flexiblen gummiartigen Material, der an seiner rückwärtigen, zu den Achsen der beiden Walzen (2, 6) parallelen Kante einseitig befestigt ist und schlaff auf dem von der Umlenkwalze (2) ablaufenden oberen Trum der Papierbahn (1) aufliegt.

Description

Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf eine • durchlaufende Papierbahn
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen einer aus flüssigem Harz und feinkörnigem abrasivem Material, insbesondere Korund, bestehenden Beschichtungsmasse auf eine durchlaufende Papierbahn, die zur Verwendung bei der Herstellung abriebfester Laminate bestimmt ist.
Die DE 195 08 797 C1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Dekorpapier zur Verwendung bei der Herstellung von abriebfesten Laminaten. Dabei wird ein viskoses Gemisch aus Melaminharz und Alpha-Zellulose, dem Korundpartikel zugesetzt sind, als Beschichtungsmasse auf die Sichtfläche eines Dekorpapiers aufgetragen. Die Alpha-Zellulose dient dabei als Versteifungs- und Suspendierungsmittel. Die Korundpartikel haben eine Korngröße von 15 bis 50 μm. Die Auftragmenge beträgt 80 bis 200 g/m2, so daß sich nach Erreichen der Endfeuchte eine Schichtdicke von 20 bis 65 μm ergibt. Die Beschichtungsmasse soll mittels einer Drahtrakel, eines Reverse Coating Systems oder einer Rasterwalze aufgetragen werden.
Die betriebliche Praxis hat gezeigt, daß die mit der Beschichtungsmasse in Berührung kommenden beweglichen Bauteile derartiger Auftragsysteme durch die abrasiven Korundpartikel in kürzester Zeit verschlissen werden.
In einem Aufsatz von H. Peters, der in der Zeitschrift „Wochenblatt für Papierfabrikation" 6, 1973, 164 - 169 erschienen ist, wird u. a. ein Düsenauftrag- werk kurz beschrieben. Dabei ist eine Schlitzdüse von unten auf eine durchlaufende Kartonbahn gerichtet, die eine rotierende Walze im unteren Bereich haarnadelförmig umschlingt. In Bewegungsrichtung hinter der Düse ist ein Schaberblatt zum Glattstreichen der aufgetragenen Schicht und zum Entfernen überschüssiger Beschichtungsmasse angeordnet. Dem Aufsatz ist zu entnehmen, daß das Auftragwerk für Auftragmengen bis zu 25 bis 30 g/m2 geeignet ist und insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten Vorteile bietet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auftragen einer aus flüssigem Harz und feinkörnigem abrasivem Material, insbesondere Korund, bestehenden Beschichtungsmasse auf eine durchlaufende Papierbahn zu schaffen, die den folgenden Anforderungen genügt: Einerseits soll die Beschichtungsmasse in relativ dicker, gleichmäßiger Schicht aufgetragen werden, wie es bei Papieren erforderlich ist, die für die Herstellung von abriebfesten Laminaten bestimmt sind, insbesondere mit einer Auftragmenge von 80 bis 200 g/m2. Andererseits soll es weitgehend vermieden werden, daß teuere Maschinenteile einem übermäßigen Verschleiß durch die abrasiven Partikel ausgesetzt sind.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Vorrichtung gelöst.
Durch das Merkmal des Anspruchs 2 wird die Gleichmäßigkeit der aufgetragenen Schicht noch weiter verbessert.
Gegenstand des Anspruchs 3 ist eine bevorzugte Ausbildung dieses Merkmals.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 4 und insbesondere des Anspruchs 5.
Durch das Merkmal des Anspruchs 6 wird erreicht, daß die auf die Dosierwalze aufgetragene Beschichtungsmasse wesentlich besser zu beobachten ist. Das erleichtert die Vordosierung. Da bei der Anordnung gemäß Anspruch 6 der Düsenschlitz unten liegt, kann mit niedrigem Pumpendruck gearbeitet werden. Das Absetzen von Partikeln in der Düse wird völlig vermieden.
Durch das Merkmal des Anspruchs 7 wird vermieden, daß im Stillstand der Maschine Beschichtungsmasse in den Walzenspalt läuft und die Umlenkwalze beschmiert.
Die Zeichnung dient zur Veranschaulichung der Erfindung anhand der in Figur 1 bis Figur 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Eine Papierbahn 1 , die bereits mit Harz vorimprägniert, ggf. auch schon getrocknet ist, wird gemäß Figur 1 in waagerechter Richtung einer Umlenkwalze 2 zugeführt. Sie umschlingt die Umlenkwalze 2 im Bereich eines Bogens von 180°, der an der einen Seite durch die Auflauflinie 3, an der anderen Seite durch die Ablauflinie 4 begrenzt ist. Anschließend läuft sie in waagerechter Richtung, wie durch Pfeil 5 symbolisiert, zu einem nicht dargestellten Trockner.
Neben der Umlenkwalze 2 ist eine Dosierwalze 6 mit glattem Walzenmantel angeordnet. Sie hat bei dem Ausführungsbeispiel den gleichen Durchmesser wie die Umlenkwalze 2. Die Achsen der Umlenkwalze 2 und der Dosierwalze 6 sind parallel zueinander in gleicher Höhe in einem Maschinengestell gelagert. Die Lagerung einer der beiden Walzen 2, 6 ist in waagerechter Richtung parallel verschieblich, so daß die Breite des zwischen den beiden Walzen 2, 6 bestehenden engen Spaltes veränderlich ist. Die Dosierwalze 6 ist ebenso wie die Umlenkwalze 2 mit einem Antrieb versehen. Die Antriebe der beiden Walzen 2, 6 sind mechanisch oder elektrisch gekoppelt, so daß die Walzen 2, 6 synchron oder annähernd synchron umlaufen.
Unter der Umlenkwalze 2 ist eine Schlitzdüse 7 zum Auftragen der Beschichtungsmasse angeordnet. Der Düsenschlitz ist der Auflauflinie 3 benachbart.
Über der Umlenkwalze 2 ist eine mit dem Maschinengestell verbundene, zu den Achsen der beiden Walzen 2, 6 parallele Halteleiste 8 angeordnet. Daran ist die - in Richtung des Pfeiles 5 gesehen - rückwärtige Kante eines rechteckigen Lappens 9 aus flexiblem, gummiartigem Material befestigt, der sich über die gesamte Arbeitsbreite, d. h. Breite der zu beschichtenden Papierbahn 1 erstreckt. Die übrigen Kanten des rechteckigen Lappens 9 sind frei. Daher liegt ein streifenförmiger, der Halteleiste 8 gegenüberliegender Teil des schlaffen Lappens 9 lose auf dem von der Umlenkwalze 2 ablaufenden oberen Trum der Papierbahn 1 in der Nähe der Ablauflinie 4 auf. Die Länge des Lappens 9 - in Richtung des Pfeils 5 gesehen - liegt etwa zwischen 5 und 50 cm, vorzugsweise zwischen etwa 10 und 30 cm. Der Lappen 9 ist etwa 2 bis 5 mm dick. Im Betrieb läuft die Papierbahn 1 mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 10 und 70 m/min, vorzugsweise zwischen 20 und 50 m/min durch. Mit der Schlitzdüse 7 wird von unten Beschichtungsmasse, die aus flüssigem Harz und darin suspendierten feinen Korundpartikeln besteht, im Überschuß aufgetragen. Die so aufgetragene Schicht wird in dem engen Spalt zwischen Umlenkwalze 2 und Dosierwalze 6 gespalten, so daß ein Teil der Beschichtungsmasse an der Papierbahn haften bleibt, ein anderer Teil von der Dosierwalze 6 mitgeführt wird. Überschüssige Beschichtungsmasse wird im Spalt gestaut und tropft ab. Da die Oberflächengeschwindigkeiten der beiden Walzen 2, 6 zumindest annähernd übereinstimmen, verursachen die in der Beschichtungsmasse enthaltenen abrasiven Partikel keinen nennenswerten Verschleiß an der Dosierwalze 6.
Die an der Papierbahn 1 anhaftende Schicht - im Mittel etwa 80 bis 200 g/m2 - ist zunächst ungleichmäßig, so daß Längsstreifen deutlich sichtbar sind. Ihre Breite beträgt erfahrungsgemäß in der Regel etwa 5 mm. Der Abstand der Streifen voneinander liegt meistens zwischen etwa 10 und 30 mm. Das unerwünschte
Streifenmuster ändert sich mitunter in unvorhersehbarer Weise. Es wird durch den
Lappen 9, der durch Friktionswirkung an der laufenden Papierbahn 1 leicht gespannt wird, egalisiert, so daß von den Streifen praktisch nichts mehr zu sehen ist. Dabei wird im stationären Zustand keine Beschichtungsmasse abgestreift. Der
Lappen 9 hat also lediglich eine vergleichmäßigende, aber keine dosierende
Wirkung. Er wird von den abrasiven Partikeln naturgemäß angegriffen und muß daher von Zeit zu Zeit erneuert werden. Die Erneuerung ist sehr einfach und verursacht keine nennenswerten Kosten.
Von dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiei unterscheidet sich das in Figur 2 veranschaulichte Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, daß die Schlitzdüse 7 auf die Mantelfläche der Dosierwalze 6 gerichtet ist. Die auf die Dosierwalze 6 aufgetragene Beschichtungsmasse wird im Spalt zwischen den beiden Walzen 2, 6 teilweise auf die Papierbahn 1 übertragen. Im übrigen stimmen die beiden Ausführungsbeispiele soweit überein, daß weitere Erläuterungen der Figur 2 entbehrlich sind. 5
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schlitzdüse 7 über der Dosierwalze 6 angeordnet, so daß die Beschichtungsmasse von oben aufgetragen wird. Sie ist zur Scheitellinie der Dosierwalze 6 in Drehrichtung etwas versetzt. In der Zeichnung ist sie etwa in der Elfuhr-Stellung dargestellt.
Die Halteleiste 8 ist biegeeiastisch oder durch nachgiebige Befestigungselemente mit dem nicht dargestellten Maschinengestell verbunden, so daß sie relativ zum Maschinengestell kleine Bewegungen ausführen kann. Auf der Halteleiste 8 sitzt ein Druckluft-Turbinenvibrator 10. Er besteht im wesentlichen aus einem blockförmigen Gehäuse mit zylindrischem Hohlraum. In dem Hohlraum ist ein Rotor 11 drehbar gelagert, so daß seine Drehachse parallel zu der Halteleiste 8 ausgerichtet ist. Er ist mit einer Unwucht versehen, die in der Zeichnung symbolisch durch einen schwarz gefärbten Sektor angedeutet ist. Auf dem Mantel des Rotors sitzen -vergleichbar mit den Schaufeln einer Pelton-Turbine- radiale Rippen. In den Hohlraum des Vibrators münden auf gegenüberliegenden Seiten zwei Kanäle 12, 13, deren Achsen tangential zu dem Rotor 11 ausgerichtet ist. Der Kanal 12 ist mit einer Druckluftquelle verbunden. Der Kanal 13, der ggf. mit einem nicht dargestellten Schalldämpfer versehen ist, ist der Ausgang für die Abluft.
Im Betrieb wird dem Vibrator 10 über den Kanal 12 Druckluft zugeführt. Dadurch wird der Rotor 11 in Umdrehung versetzt. Durch die Unwucht des Rotors 1 1 werden Kreisschwingungen erzeugt, die sich auf die Halteleiste 8 übertragen. Der Lappen 9 wird ebenfalls in Schwingungen versetzt. Die Frequenz der Schwingungen wird durch den Druck der zugeführten Luft bestimmt. Sie liegt vorzugsweise zwischen 100 und 200 Hz.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die egalisierende Wirkung des Lappens 9 durch die Schwingungen deutlich verbessert wird.
Auf dem Weg zwischen der Schlitzdüse 7 und dem zwischen den beiden Walzen 2, 6 bestehenden Spalt sind Organe zum Vordosieren oder Glätten der von der Dosierwalze 6 mitgeführten Beschichtungsmasse nicht vorgesehen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Auftragen einer aus flüssigem Harz und feinkörnigem abrasivem Material, insbesondere Korund, bestehenden Beschichtungsmasse auf eine durchlaufende Papierbahn, die zur Verwendung bei der Herstellung abriebfester Laminate bestimmt ist,
mit einer Umlenkwalze (2), an der die Papierbahn (1) in einem Umschlingsbereich anliegt,
mit einer Dosierwalze (6), die parallel zur Umlenkwalze (2) angeordnet ist, mit ihr einen engen Spalt einschließt und synchron oder annähernd synchron mit der Umlenkwalze (2) angetrieben ist,
mit einer Schlitzdüse (7) zum Auftragen der Beschichtungsmasse entweder direkt auf die an der Umlenkwalze (2) anliegende Papierbahn (1) oder auf die Dosierwalze (6)
und mit einer Rakel, bestehend im wesentlichen aus einem rechteckigen Lappen
(9) aus einem flexiblen gummiartigen Material, der an seiner rückwärtigen, zu den Achsen der beiden Walzen (2, 6) parallelen Kante einseitig befestigt ist und schlaff auf dem von der Umlenkwalze (2) ablaufenden oberen Trum der Papierbahn (1) aufliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Lappen (9) an einer Halteleiste (8) befestigt ist, welche in Schwingungen versetzbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen in einer Ebene erfolgen, zu der die Halteleiste (8) rechtwinklig angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Halteieiste (8) ein Vibrator (10) mit rotierender Unwucht sitzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Druckluft- Turbinenvibrator (10).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse (7) von oben auf die Dosierwaize (6) gerichtet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse (7) relativ zur Scheitellinie der Dosierwalze (6) in Drehrichtung der Dosierwalze versetzt ist.
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