EP1516087B1 - Vorrichtung zum beidseitigen streichen und zum trocknen einer materialbahn, insbesondere aus papier oder karton - Google Patents

Vorrichtung zum beidseitigen streichen und zum trocknen einer materialbahn, insbesondere aus papier oder karton Download PDF

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EP1516087B1
EP1516087B1 EP03732582A EP03732582A EP1516087B1 EP 1516087 B1 EP1516087 B1 EP 1516087B1 EP 03732582 A EP03732582 A EP 03732582A EP 03732582 A EP03732582 A EP 03732582A EP 1516087 B1 EP1516087 B1 EP 1516087B1
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EP
European Patent Office
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application
material web
web
coating
drying device
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EP1516087B2 (de
EP1516087A2 (de
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Martin Tietz
Richard Aust
Stefan Reich
Christoph Henninger
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/70—Multistep processes; Apparatus for adding one or several substances in portions or in various ways to the paper, not covered by another single group of this main group
    • D21H23/72—Plural serial stages only
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/80—Paper comprising more than one coating
    • D21H19/84—Paper comprising more than one coating on both sides of the substrate

Definitions

  • the invention relates to a coating / drying device with a first application device for applying liquid or pasty application medium on a first side of a moving material in the direction of travel, in particular of paper or cardboard, with a second application device for applying liquid or pasty application medium to a the first side opposite second side of the web and with a drying device.
  • Such paint / dry devices are well known in the art. Usually, in these devices, first of all, a layer of application medium is applied to one side of the material web and then dried in a drying device. Only then is then applied to the other side of the web, a coating medium layer and also dried.
  • a disadvantage of these coating / drying devices is, on the one hand, that two drying devices must be provided, which is not only expensive to purchase and maintain these drying devices, but also requires a lot of space.
  • the energy efficiency of one-sided drying i. the drying effect per unit of energy used to be desired.
  • a coating / drying apparatus according to the preamble of claim 1 is known from US-A-2 299 026.
  • a device for producing a paper laminate in which a cellulosic web is sprayed from at least one side by means of a spraying device with a binder dispersion and the pretreated side of the cellulosic web with a another web of water-resistant silk crepe paper is connected, wherein the at least one injection device is arranged in a housing.
  • a spray applicator having a plurality of spray nozzles mounted in a common housing for applying to a wallpaper web a different colored pattern in a vertical direction from above.
  • a device for color coating of profile bars which comprises at least two spray nozzles, which are arranged in a common housing to coat a horizontally arranged profile bar from the top with paint.
  • the second application device is a non-contact application device and the drying device is arranged downstream of the two application devices in the running direction of the material web.
  • the drying device is arranged downstream of the two application devices in the running direction of the material web.
  • the second application device is arranged downstream of the first application device in the direction of travel of the material web by a predetermined distance, the two application devices being arranged in substantially horizontally extending sections of the path of the material web, in order to allow application of the application medium from above. This is particularly advantageous when using curtain applicators. Since this application "from above” even with deviations of up to 45 ° from an exactly horizontal course of the web is readily possible, the wording "substantially horizontally extending" is interpreted accordingly wide.
  • a disposable arrangement of the application devices which utilizes the available structural height and thus saves structural length results in this case since the material web is deflected by substantially 180 ° between the essentially horizontally extending sections by means of at least one web deflecting unit. It goes without saying that the wording "deviated by substantially 180 °" according to the above is also to be interpreted broadly and may include deflections of about 140 ° to about 210 °.
  • the mentioned contactless application device applies the application medium essentially without excess to the material web ("1: 1 application"). Therefore, it does not take any scraping excess application medium and thus no physical contact with the web to take place.
  • the contactless acting applicator claimed the material web only to a small extent, namely only by means of the softening of the material web by the liquid contained in the application medium.
  • a contactless acting applicator for example, a spray applicator or a curtain applicator can be used.
  • the first application device is a non-contact application device, for example a curtain application device.
  • the associated low stress of the material web is particularly important in connection with the present invention, because the material web according to the invention between the two application devices undergoes no intermediate hardening by dehumidification in an intermediate drying device.
  • the web deflecting units are arranged between the first application device and the second application device on the uncoated second side of the material web.
  • air turns i. Deflection units, in which the material web is guided without contact on a compressed air cushion ejected by these "air turns", the web deflection units between the first application device and the second application device can, however, in principle also be arranged on the coated first side of the material web.
  • a web turning device may be arranged between the first application device and the second application device.
  • the axes or waves of the deflection units of this web turning device run parallel to a web section of the material web entering the respective deflection unit and at a predetermined angle to the transverse direction of this incoming web section.
  • Airtums may be formed, for example, as perforated tubes, the perforations serve for the impact of compressed gas to form a compressed gas cushion.
  • both application devices are accommodated in a common housing and not least in order to prevent soiling of the entire coating system by application medium droplets or the like.
  • curved sections of the web path of the material web between the first application device and the drying device have a radius of curvature of at least 300 mm. Only by observing this minimum radius of curvature is it ensured that, in the region of the curved sections of the track, the centrifugal forces acting on the still moist application layers are so small that centrifugal force-induced ejection of application medium droplets is prevented. This is especially true at web speeds of more than 1,000 m / min.
  • the coating / drying device according to the invention can advantageously have at least one non-contact device for stabilizing the moving material web and / or avoiding or reducing waviness, in particular transverse waviness, of the moving material web.
  • at least one coanda effect nozzle arrangement can be provided. It is also expedient to use at least one nozzle arrangement for generating a waviness to be avoided or reduced, in particular transverse waviness, counteracting counter-ripples, in particular longitudinal ripples.
  • the coating / drying device according to the invention can advantageously comprise at least one device for disturbing and preferably eliminating or reducing an air boundary layer entrained by the moving material web, which ideally should be arranged shortly before or immediately before a respective application device, so that the application medium can not be applied the air boundary layer is disturbed, so that a high quality requirements sufficient stroke is achieved.
  • a coating / drying device is generally designated 10. It comprises a first application device 14 for applying a first layer of application medium to a first side 12a of a material web 12 moving in the direction of travel L, a second application device 16 for applying a second layer of application medium to the side 12b of the material web 12 opposite the side 12a. and a drying device 18, which is arranged downstream of the two application devices 14 and 16 in the running direction L of the material web 12. According to the invention, the path between the two application devices 14 and 16 is free of further drying devices. That the web 12 undergoes no interim drying between the commissioned work 14 and the commissioned work 16.
  • both applicators 14 and 16 formed in the present embodiment as a curtain-application devices, ie as application devices in which the application medium as a closed application medium curtain leaves a nozzle of the application device and moves under the influence of external forces, in particular gravity, through the free space to the web 12.
  • This contactless type of application of application medium to the material web 12 ensures that the material web 12 is stressed only to a small extent.
  • the application devices 14, 16 could also be designed as spray application devices.
  • the two application devices 14, 16 are arranged in essentially horizontally extending sections 12 'and 12 "of the course of the material web 12 and apply the application medium essentially from above onto the material web 12.
  • 1 deflection rollers 20 are provided, which deflect the material web 12 between the two applicators 14 and 16. These guide rollers 20 are both arranged on the still uncoated side 12b of the web 12 in the embodiment of FIG.
  • the two deflection rollers 20 have a relatively large diameter, so that the layer applied by the application device 14 to the material web 12 during the deflection of the material web 12 only low centrifugal forces act.
  • a non-contact deflection device 22 is arranged between the applicator 16 and the drying device 18, finally, a non-contact deflection device 22 is arranged.
  • This deflecting device 22 may be formed for example by a so-called “Airturn”, which leads the web 12 contactless on a compressed air cushion.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a coating / drying device according to the invention, which essentially corresponds to the embodiment according to FIG. Therefore, in Fig. 2 analogous parts are provided with the same reference numerals as in Fig. 1, but increasingly by the number 100. Furthermore, the embodiment of FIG. 2 will be described below only insofar as they differ from the embodiment of FIG which is expressly referred to herewith.
  • the doctor / dryer 110 according to FIG. 2 differs from the doctor / dryer 10 according to FIG. 1 only in terms of the design of the deflection units 120 which separate the material web 112 between the first curtain applicator 114 and the second curtain applicator 116 divert. That is, the deflection units 120 according to FIG. 2 are arranged on the first-coated side 112a of the material web 112. They are therefore designed as non-contact deflection devices, for example so-called "Airturns", as explained with reference to the embodiment of FIG. 1 using the example of the deflection device 22. 2, between the application device 116 for coating the second side 112b of the material web 112 and the drying device 118, a non-contact deflection device 122 is provided.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a coating / drying device according to the invention, which essentially corresponds to the embodiment according to FIG. Therefore, in Fig. 3 analogous parts are provided with the same reference numerals as in Fig. 1, but increasingly by the number 300. Furthermore, the embodiment of FIG. 3 will be described below only insofar as they differ from the embodiment of FIG which is expressly referred to herewith.
  • the doctor / dryer 310 of FIG. 3 differs from FIG 1 and 2 merely by the type of deflection of the material web 312 between the first curtain applicator 314 and the second curtain applicator 316 and that, according to FIG. 3, a web turning direction 326 is used.
  • the axles or shafts 328a of the deflection units 328 of this web turning device 326 run parallel to a web section of the material web 312 entering the respective deflection unit 328 and at a predetermined angle to the transverse direction Q of this incoming web section.
  • These shafts and shafts are formed as a tube and have a plurality of openings which, in conjunction with a source of compressed air, lead to the formation of a web-carrying air cushion.
  • FIG. 4 shows a coating device 410 according to the invention downstream of a drying section 440 in a paper machine.
  • the moving material web 412 is guided from above into the coating device (the coater), wherein a deflection of the web by a guide roller 442 takes place.
  • the further course of the web guide under a first curtain applicator device 414 and a second curtain applicator device 416 substantially corresponds to the exemplary embodiment of FIG. 1.
  • Two deflecting rollers 420 are used. But it is preferably provided in front of the respective application device, an element for eliminating or at least reducing a entrained by the moving material web air boundary layer, for example, a suction box 444 and 446th
  • the applicator 414 and 416 are preferably height adjustable.
  • the material web runs between the respective application device 414 or 416 and a trough 448 or 450, which catches excess application medium.
  • the web 412 After passing under the second applicator, the web 412 becomes non-contact via an airmask 422 Drying device (not shown) out. It can be provided, for example, a hot air dryer. Alternatively or in addition to Airturn 422 may also be provided by air nozzles 452. An exemplary course of the material web through the air nozzles is shown in dashed lines (412 '). The air nozzles can be arranged so that a slight waviness in the running material web is produced in the running direction or longitudinal direction of the material web successive wave troughs and wave crests, which counteracts unwanted Querwellmaschine the material web with successive wave crests and wave troughs.
  • guide rollers 420 it is primarily intended that they have a comparatively large diameter, for example greater than 600 mm, in order to prevent the application medium (the coating color) from being thrown off.
  • the coating / drying device is also connected downstream of a drying machine 540 inside a paper machine.
  • the material web 512 is guided from below into the coating device, and it follows a deflection of the web against the machine direction by means of a plurality of guide rollers.
  • the first application device 514 is preferably preceded by an element for removing an air boundary layer, for example a suction box 544. Similar to the arrangement according to FIG. 2, the material web 512 is deflected by means of two airmeters 520, so that the material web is redirected in the machine direction.
  • the second Application device 516 bears on the material web section running again in the machine direction. Preferably, the second application device 516 is preceded by an element 546 for discharging / avoiding the air boundary layer.
  • the two airs 520 act with their guide air on the (coated) material web side coated by the first application device 514. It may be assigned to the other, not yet coated web web pages one or more support rollers to provide a defined and stable material web guide.
  • the web After passing through the web of material under the second applicator 516, which, like the first applicator 514, is preferably designed as a curtain applicator, the web passes through stabilizing air nozzles 552 and is then redirected by means of another air 522 into a contactless dryer 518, which can be followed by a further acting drying device 560 in the manner of a conventional drying section.
  • the coating / drying device 610 according to FIG. 6 largely corresponds to the arrangement according to FIG. 4.
  • analogous or corresponding components are used the same reference numerals used, increased by 100 each.
  • a coanda effect Arrangement or stabilizing nozzle arrangement may be provided, for example, according to the arrangement 452 or 552.
  • FIG. 7 Another expedient arrangement is shown in Fig. 7.
  • the curtain applicators 714 and 716 are preferably preceded in each case by a suction box 744 or 746 or another element for air boundary layer elimination or reduction.
  • An Airturn arrangement 720 executed with segments and an Airtum 722 accomplish the non-contact path deflection towards the second curtain applicator unit 716 or towards the drying unit (not shown).
  • FIG. 8 A very similar to the arrangement of FIG. 5 arrangement is shown schematically in Fig. 8.
  • the nature and mode of operation of the illustrated components results directly from the correspondence of the reference symbols with the reference symbols used in FIG.
  • the Airtum 722 deflects the material web 712 obliquely upwards, not obliquely downward as in FIG. 4.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Cleaning Implements For Floors, Carpets, Furniture, Walls, And The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Streich/Trocken-Vorrichtung mit einer ersten Auftragsvorrichtung zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine erste Seite einer sich in Laufrichtung bewegenden Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mit einer zweiten Auftragsvorrichtung zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der Materialbahn und mit einer Trockenvorrichtung.
  • Derartige Streich/Trocken-Vorrichtungen sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Üblicherweise wird in diesen Vorrichtungen zunächst auf eine Seite der Materialbahn eine Schicht von Auftragsmedium aufgebracht und diese dann in einer Trockenvorrichtung getrocknet. Erst anschließend wird dann auch auf die andere Seite der Materialbahn eine Auftragsmediumschicht aufgebracht und ebenfalls getrocknet. Nachteilig an diesen Streich/Trocken-Vorrichtungen ist zum einen, dass zwei Trockenvorrichtungen vorgesehen sein müssen, was nicht nur in Anschaffung und Unterhalt dieser Trockenvorrichtungen teuer ist, sondem überdies auch viel Bauraum benötigt. Zum anderen lässt die Energieeffizienz der einseitigen Trocknung, d.h. der Trocknungseffekt je aufgewendeter Energieeinheit zu wünschen übrig.
  • Eine Streich/Trocken-Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-2 299 026 bekannt.
  • Aus der DE-A-19 53 878 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Papierlaminats bekannt, bei der eine Zellulosebahn wenigstens von einer Seite her mittels einer Spritzeinrichtung mit einer Bindemitteldispersion bespritzt wird und die vorbehandelte Seite der Zellulosebahn mit einer weiteren Bahn aus wasserbeständigem Seidenkrepppapier verbunden wird, wobei die wenigstens eine Spritzeinrichtung in einem Gehäuse angeordnet ist.
  • Aus der US-A-4 577 585 ist eine Sprüh-Auftragsvorrichtung mit einer in einem gemeinsamen Gehäuse angebrachten Mehrzahl von Sprühdüsen bekannt, mit welchen auf eine Tapetenbahn ein verschiedenfarbiges Muster in einer vertikalen Richtung von oben her aufgebracht werden kann.
  • Aus der DE 43 18 273 A1 ist eine Vorrichtung zur Farbbeschichtung von Profilstangen bekannt, welche wenigstens zwei Farbspritzköpfe umfasst, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, um eine horizontal angeordnete Profilstange von der Oberseite her mit Farbe zu beschichten.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Streich/Trocken-Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche platz- und energiesparend ein Streichen und Trocknen beider Seiten der Materialbahn ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Streich/Trocken-Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei der Streich/Trocken-Vorrichtung ist die zweite Auftragsvorrichtung eine kontaktlos wirkende Auftragsvorrichtung und die Trockenvorrichtung ist den beiden Auftragsvorrichtungen in Laufrichtung der Materialbahn nachgeordnet. Es findet also keine Zwischentrocknung statt, d.h. zwischen der Position der ersten Auftragsvorrichtung und der Position der zweiten Auftragsvorrichtung ist keine. Trockenvorrichtung vorgesehen. Dies spart zum einen den für die zweite Trockenvorrichtung ansonsten erforderlichen Bauraum und zum anderen die für die Anschaffung und den Unterhalt der zweiten Trockenvorrichtung erforderlichen Kosten. Darüber hinaus kann die von der Trockenvorrichtung bereitgestellte Wärme nicht nur von einer feuchten Auftragsmedium-Schicht absorbiert werden, sondem von zwei feuchten Auftragsmedium-Schichten. Die hierdurch höhere Wärmeabsorption verbessert die Energieeffizienz der erfindungsgemäßen Streich/Trocken-Vorrichtung im Vergleich zu Streich/ Trocken-Vorrichtungen des Stands der Technik.
  • Die zweite Auftragsvorrichtung ist der ersten Auftragsvorrichtung in Laufrichtung der Materialbahn um eine vorbestimmte Distanz nachgeordnet, wobei die beiden Auftragsvorrichtungen in im Wesentlichen horizontal verlaufenden Abschnitten des Verlaufs der Materialbahn angeordnet sind, um ein Aufbringen des Auftragsmediums von oben her zu ermöglichen. Dies ist insbesondere beim Einsatz von Vorhang-Auftragsvorrichtungen von Vorteil. Da dieses Aufbringen "von oben her" auch bei Abweichungen von bis zu 45° von einem exakt horizontalen Verlauf der Materialbahn ohne Weiteres noch möglich ist, ist die Formulierung "im Wesentlichen horizontal verlaufend" entsprechend weit auszulegen.
  • Eine die zur Verfügung stehende Bauhöhe ausnutzende und somit Baulänge einsparende Übereinanderanordnung der Auftragsvorrichtungen ergibt sich dabei, da die Materialbahn zwischen den im Wesentlichen horizontal verlaufenden Abschnitten mittels wenigstens einer Bahnumlenkeinheit um im Wesentlichen 180° umgelenkt wird. Es versteht sich von selbst, dass auch die Formulierung "um im Wesentlichen 180° umgelenkt" gemäß Vorstehendem weit auszulegen ist und Umlenkungen von etwa 140° bis etwa 210° umfassen kann.
  • Die angesprochene kontaktlos wirkende Auftragsvorrichtung trägt das Auftragsmedium im Wesentlichen ohne Überschuss auf die Materialbahn auf ("1:1-Auftrag"). Es braucht daher kein Abrakeln überschüssigen Auftragsmediums und somit kein körperlicher Kontakt mit der Materialbahn stattzufinden. In Folge dessen beansprucht die kontaktlos wirkende Auftragsvorrichtung die Materialbahn nur in geringem Maße, nämlich nur mittels des Aufweichens der Materialbahn durch die im Auftragsmedium enthaltene Flüssigkeit. Als kontaktlos wirkende Auftragsvorrichtung kann beispielsweise eine Sprüh-Auftragsvorrichtung oder eine Vorhang-Auftragsvorrichtung eingesetzt werden.
  • Erfindungsgemäß ist die erste Auftragsvorrichtung eine kontaktlos wirkende Auftragsvorrichtung, beispielsweise eine Vorhang-Auftragsvorrichtung. Die damit einhergehende geringe Beanspruchungs der Materialbahn ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere deshalb von Bedeutung, weil die Materialbahn erfindungsgemäß zwischen den beiden Auftragsvorrichtungen keine Zwischenverfestigung durch Feuchtigkeitsentzug in einer Zwischen-Trockenvorrichtung erfährt.
  • Um eine Beeinflussung der Oberflächeneigenschaften der gerade aufgetragenen und somit noch feuchten Auftragsmedium-Schicht durch die für gekrümmte Bahnverläufe verantwortlichen Bahnumlenkeinheiten verhindern zu können, ist vorgesehen, dass die Bahnumlenkeinheiten zwischen der ersten Auftragsvorrichtung und der zweiten Auftragsvorrichtung auf der ungestrichenen zweiten Seite der Materialbahn angeordnet sind. Bei Einsatz von sogenannten "Airturns", d.h. Umlenkeinheiten, bei welchen die Materialbahn berührungslos auf einem von diesen "Airturns" ausgestoßenen Druckluftpolster geführt ist, können die Bahnumlenkeinheiten zwischen der ersten Auftragsvorrichtung und der zweiten Auftragsvorrichtung grundsätzlich jedoch auch auf der gestrichenen ersten Seite der Materialbahn angeordnet sein.
  • Schließlich ist es auch möglich, dass zwischen der ersten Auftragsvorrichtung und der zweiten Auftragsvorrichtung eine Bahnwendevorrichtung angeordnet ist. Die Achsen bzw. Wellen der Umlenkeinheiten dieser Bahnwendevorrichtung verlaufen parallel zu einem in die jeweilige Umlenkeinheit einlaufenden Bahnabschnitt der Materialbahn und unter einem vorbestimmten Winkel zur Querrichtung dieses einlaufenden Bahnabschnitts. Als Bahnumlenkeinheiten können auch in diesem Zusammenhang mit Vorzug "Airtums" eingesetzt werden. Diese können beispielsweise als perforierte Rohre ausgebildet sein, wobei die Perforationen zum Aufstoß von Druckgas zur Ausbildung eines Druckgaspolsters dienen.
  • Unabhängig von der Anordnung der beiden Auftragsvorrichtungen ist es jedoch vorteilhaft, wenn beide Auftragsvorrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind und dies nicht zuletzt, um einer Verschmutzung der gesamten Streichanlage durch Auftragsmedium-Tröpfchen oder dergleichen vorzubeugen.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird femer vorgeschlagen, dass gekrümmte Abschnitte des Bahnverlauf der Materialbahn zwischen der ersten Auftragsvorrichtung und der Trockungsvorrichtung einen Krümmungsradius von mindestens 300 mm aufweisen. Nur bei Beachtung dieses Mindest-Krümmungsradius ist gewährleistet, dass im Bereich der gekrümmten Abschnitte des Bahnverlaufs die auf die noch feuchten Auftragsschichten einwirkenden Fliehkräfte so gering sind, dass ein fliehkraftbedingtes Abschleudern von Auftragsmedium-Tröpfchen verhindert wird. Dies gilt insbesondere bei Bahngeschwindigkeiten von mehr als 1.000 m/min.
  • Die erfindungsgemäße Streich/Trocken-Vorrichtung kann vorteilhaft wenigstens eine berührungslose Einrichtung zur Stabilisierung der laufenden Materialbahn oder/und Vermeidung oder Reduzierung von Welligkeiten, insbesondere Querwelligkeiten, der laufenden Materialbahn aufweisen. Beispielsweise kann vorteilhaft wenigstens eine Coändaeffekt-Düsenanordnung vorgesehen sein. Zweckmäßig ist auch die Verwendung wenigstens einer Düsenanordnung zur Erzeugung einer einer zu vermeidenden oder zu reduzierenden Welligkeit, insbesondere Querwelligkeit, entgegenwirkenden Gegen-Welligkeit, insbesondere Längswelligkeit.
  • Ferner kann die erfindungsgemäße Streich/Trocken-Vorrichtung vorteilhaft wenigstens eine Einrichtung zur Störung und vorzugsweise zur Eliminierung oder Reduzierung einer von der laufenden Materialbahn mitgeschleppten Luftgrenzschicht aufweisen, die idealerweise kurz oder unmittelbar vor einer jeweiligen Auftragsvorichtung angeordnet werden sollte, damit der Auftrag des Auftragsmediums nicht durch die Luftgrenzschicht gestört wird, so dass ein hohen Qualitätsanforderungen genügender Strich erreicht wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es stellt dar:
    • Fig. 1 bis 3
    schematische Darstellungen von Anordnungen und Bahnverläufen in Ausführungsformen erfindungsgemäßer Streich/Trocken-Vorrichtungen.
    Fig.4
    zeigt ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Streichvorrichtung, die einer Trockenpartie in einer Papiermaschine nachgeschaltet ist.
    Fig.5
    zeigt ebenfalls ein Beispiel für eine Streich/Trocken-Vorrichtung in einer Papiermaschine.
    Fig. 6 bis 8
    sind weitere schematische Darstellungen von Anordnungen und Bahnverläufen in Ausführungsformen erfindungsgemäßen Streich/Trocken-Vorrichtungen.
  • In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Streich/Trocken-Vorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Sie umfasst eine erste Auftragsvorrichtung 14 zum Auftragen einer ersten Schicht von Auftragsmedium auf eine erste Seite 12a einer sich in Laufrichtung L bewegenden Materialbahn 12, eine zweite Auftragsvorrichtung 16 zum Auftragen einer zweiten Schicht von Auftragsmedium auf die der Seite 12a gegenüberliegende Seite 12b der Materialbahn 12, und eine Trockenvorrichtung 18, welche den beiden Auftragsvorrichtungen 14 und 16 in Laufrichtung L der Materialbahn 12 nachgeordnet ist. Erfindungsgemäß ist der Bahnverlauf zwischen den beiden Auftragsvorrichtungen 14 und 16 frei von weiteren Trockenvorrichtungen. D.h. die Materialbahn 12 erfährt zwischen dem Auftragswerk 14 und dem Auftragswerk 16 keine Zwischentrocknung.
  • Wie dies in Fig. 1 angedeutet ist, sind beide Auftragsvorrichtungen 14 und 16 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Vorhang-Auftragsvorrichtungen ausgebildet, d.h. als Auftragsvorrichtungen, bei welchen das Auftragsmedium als geschlossener Auftragsmedium-Vorhang eine Düse der Auftragsvorrichtung verlässt und sich unter dem Einfluss äußerer Kräfte, insbesondere der Schwerkraft, durch den freien Raum zur Materialbahn 12 bewegt. Durch diese berührungslose Art des Aufbringens von Auftragsmedium auf die Materialbahn 12 ist sichergestellt, dass die Materialbahn 12 nur in geringem Maße beansprucht wird. Insbesondere besteht nicht die Gefahr einer Beschädigung durch körperliche Wechselwirkung der Materialbahn mit Elementen der Auftragsvorrichtungen, wie beispielsweise Rakelklingen, Rollrakeln oder dergleichen. Grundsätzlich könnten die Auftragsvorrichtungen 14, 16 aber auch als Sprüh-Auftragsvorrichtungen ausgebildet sein.
  • Ferner ist darauf hinzuweisen, dass die beiden Auftragsvorrichtungen 14, 16 in im Wesentlichen horzontal verlaufenden Abschnitten 12' und 12" des Verlaufs der Materialbahn 12 angeordnet sind und das Auftragsmedium im Wesentlichen von oben her auf die Materialbahn 12 aufbringen. Um diese Anordnung zu ermöglichen, sind gemäß Fig. 1 Umlenkwalzen 20 vorgesehen, welche die Materialbahn 12 zwischen den beiden Auftragsvorrichtungen 14 und 16 umlenken. Diese Umlenkwalzen 20 sind beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 beide auf der noch ungestrichenen Seite 12b der Materialbahn 12 angeordnet, so dass sie die von der Auftragsvorrichtung 14 auf die Seite 12a der Materialbahn 12 aufgebrachte Schicht nicht beeinträchtigen können. Zudem verfügen die beiden Umlenkwalzen 20 über einen relativ großen Durchmesser, so dass auf die von der Auftragsvorrichtung 14 auf die Materialbahn 12 aufgebrachte Schicht bei der Umlenkung der Materialbahn 12 nur geringe Fliehkräfte einwirken.
  • Zwischen der Auftragsvorrichtung 16 und der Trockenvorrichtung 18 ist schließlich noch eine berührungslos arbeitende Umlenkvorrichtung 22 angeordnet. Diese Umlenkvorrichtung 22 kann beispielsweise von einem sogenannten "Airturn" gebildet sein, welcher die Materialbahn 12 berührungslos auf einem Druckluftpolster führt.
  • In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Streich/Trocken-Vorrichtung dargestellt, welche im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entspricht. Daher sind in Fig. 2 analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1, jedoch vermehrt um die Zahl 100. Des weiteren wird die Ausführungsform gemäß Fig. 2 im Folgenden nur insofern beschrieben, als sie sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 unterscheidet, auf deren Beschreibung hiermit ansonsten ausdrücklich verwiesen sei.
  • Die Streich/Trocken-Vorrichtung 110 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Streich/Trocken-Vorrichtung 10 gemäß Fig. 1 lediglich hinsichtlich der Ausbildung der Umlenkeinheiten 120, welche die Materialbahn 112 zwischen der ersten Vorhang-Auftragsvorrichtung 114 und der zweiten Vorhang-Auftragsvorrichtung 116 umlenken. Und zwar sind die Umlenkeinheiten 120 gemäß Fig. 2 auf der zuerst gestrichenen Seite 112a der Materialbahn 112 angeordnet. Sie sind daher als berührungslos arbeitende Umlenkvorrichtungen, beispielsweise sogenannte "Airturns", ausgebildet, wie sie mit Bezug auf die Ausführungsform gemäß Fig. 1 am Beispiel der Umlenkvorrichtung 22 erläutert wurden. Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist zwischen der Auftragsvorrichtung 116 zum Bestreichen der zweiten Seite 112b der Materialbahn 112 und der Trockenvorrichtung 118 eine berührungslos arbeitende Umlenkvorrichtung 122 vorgesehen.
  • In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Streich/Trocken-Vorrichtung dargestellt, welche im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entspricht. Daher sind in Fig. 3 analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1, jedoch vermehrt um die Zahl 300. Des weiteren wird die Ausführungsform gemäß Fig. 3 im Folgenden nur insofern beschrieben, als sie sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 unterscheidet, auf deren Beschreibung hiermit ansonsten ausdrücklich verwiesen sei.
  • Die Streich/Trocken-Vorrichtung 310 gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 lediglich durch die Art der Umlenkung der Materialbahn 312 zwischen der ersten Vorhang-Auftragsvorrichtung 314 und der zweiten Vorhang-Auftragsvorrichtung 316 und zwar wird hierzu gemäß Fig. 3 eine Bahnwendevonichtung 326 eingesetzt. Die Achsen bzw. Wellen 328a der Umlenkeinheiten 328 dieser Bahnwendevorrichtung 326 verlaufen parallel zu einem in die jeweilige Umlenkeinheit 328 einlaufenden Bahnabschnitt der Materialbahn 312 und unter einem vorbestimmten Winkel zur Querrichtung Q dieses einlaufenden Bahnabschnitts.
  • Diese Achsen und Wellen sind als Rohr ausgebildet und weisen eine Vielzahl von Öffnungen auf, die in Verbindung mit einer Druckluftquelle zur Ausbildung eines die Bahn tragenden Luftpolsters führen.
  • Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Streich-Vorrichtung 410 nachgeschaltet zu einer Trockenpartie 440 in einer Papiermaschine. Die laufende Materialbahn 412 wird von oben in die Streich-Vorrichtung (den Coater) geführt, wobei eine Umlenkung der Bahn durch eine Leitwalze 442 erfolgt. Der weitere Verlauf der Bahnführung unter einer ersten Vorhang-Auftragsvorrichtung 414 und einer zweiten Vorhang-Auftragsvorrichtung 416 hindurch entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Es kommen zwei Umlenkwalzen 420 zum Einsatz. Es ist vorzugsweise aber vor der jeweiligen Auftragsvorrichtung ein Element zur Beseitigung oder zumindest Verminderung einer von der laufenden Materialbahn mitgeschleppten Luftgrenzschicht vorgesehen, beispielsweise ein Saugkasten 444 bzw. 446.
  • Wie durch Doppelpfeile angedeutet, sind die Auftragsvorrichtung 414 und 416 vorzugsweise höhenverstellbar. Die Materialbahn läuft zwischen der jeweiligen Auftragsvorrichtung 414 bzw. 416 und einer Wanne 448 bzw. 450 hindurch, die überschüssiges Auftragsmedium auffängt.
  • Nach Durchlauf unter der zweiten Auftragsvorrichtung wird die Materialbahn 412 über einen Airtum 422 zu einer berührungslos arbeitenden Trocknungsvorrichtung (nicht dargestellt) geführt. Es kann beispielsweise ein Heißlufttrockner vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich zum Airturn 422 kann auch eine Führung durch Luftdüsen 452 vorgesehen sein. Ein beispielhafter Verlauf der Materialbahn durch die Luftdüsen ist gestrichelt dargestellt (412'). Die Luftdüsen können so angeordnet sein, dass eine leichte Welligkeit in der laufenden Materialbahn mit in Laufrichtung bzw. Längsrichtung der Materialbahn aufeinander folgenden Wellentälern und Wellenbergen erzeugt wird, die einer ungewünschten Querwelligkeit der Materialbahn mit in Querrichtung aufeinander folgenden Wellenbergen und Wellentälern entgegenwirkt.
  • Betreffend die Umlenkwalzen 420 wird vor allem daran gedacht, diese mit einem vergleichsweise großen Durchmesser, beispielsweise größer als 600 mm aufweisen, um ein Abschleudern des Auftragsmediums (der Streichfarbe) zu vermeiden.
  • Wie aus der Figur klar erkennbar, ist erfindungsgemäß keine Zwischentrocknung der Materialbahn zwischen dem Auftrag durch die erste Auftragsvorrichtung 414 und durch die zweite Auftragsvorrichtung 416 vorgesehen. Ein wichtiger Gesichtspunkt der gemäß Fig. 4 realisierten Bahnführung ist, dass die jeweils gestrichene Bahnseite bis zum Abschluss einer hinreichenden Trocknung keine Bahnführungswalze oder dergleichen berührt.
  • Bei der Anordnung gemäß Fig. 5 ist die Streich/Trocken-Vorrichtung ebenfalls innerhalb einer Papiermaschine einer Trockenpartie 540 nachgeschaltet. Die Materialbahn 512 wird von unten in die Streich-Vorrichtung geführt, und es folgt eine Umlenkung der Bahn gegen die Maschinenlaufrichtung mittels mehrerer Leitwalzen. Der ersten Auftragsvorrichtung 514 ist vorzugsweise ein Element zum AbführenNermeiden einer Luftgrenzschicht vorgeschaltet, beispielsweise ein Saugkasten 544. Es erfolgt ähnlich wie bei der Anordnung gemäß Fig. 2 eine Umlenkung der Materialbahn 512 mittels zwei Airtums 520, so dass die Materialbahn wieder in Maschinenlaufrichtung umgelenkt wird. Die zweite Auftragsvorrichtung 516 trägt auf den wieder in Maschinenlaufrichtung laufenden Materialbahnabschnitt auf. Vorzugsweise ist auch der zweiten Auftragsvorrichtung 516 ein Element 546 zum Abführen/Vermeiden der Luftgrenzschicht vorgeschaltet.
  • Die beiden Airtums 520 wirken mit ihrer Führungsluft auf die durch die erste Auftragsvorrichtung 514 beschichtete (gestrichene) Materialbahnseite. Es können die anderen, noch nicht gestrichenen Materialbahnseiten eine oder mehrere Stützwalzen zugeordnet sein, um für eine definierte und stabile Materialbahnführung zu sorgen. Nach Durchlauf der Materialbahn unter der zweiten Auftragsvorrichtung 516, die ebenso wie die erste Auftragsvorrichtung 514 vorzugsweise als Vorhang-Auftragsvorrichtung ausgeführt ist, läuft die Materialbahn durch zur Stabilisierung dienende Luftdüsen 552 und wird dann mittels eines weiteren Airturns 522 in einen Kontaktlos-Trockner 518 umgelenkt, dem eine berührend wirkende weitere Trocknungseinrichtung 560 in der Art einer üblichen Trockenpartie nachgeschaltet sein kann.
  • Von der der jeweiligen Sreich/Trocken-Vorrichtung zugeführten Materialbahn wird gemäß Fig. 4 und gemäß Fig. 5 zuerst die Unterseite und danach die Oberseite gestrichen. Man kann durchaus auch eine Umkehrung vorsehen, nämlich dass zuerst die Oberseite und dann die Unterseite gestrichen wird. Beide Lösungen gemäß Fig. 4 und 5 ebenso wie die Lösungen der vorangehenden Ausführungsbeispiele sind sehr kompakt und kommen daher auch als Umbaumaßnahme bei bestehenden Anlagen in Betracht. Man wird von gegenüber konventionellen Lösungen (etwa Blade- und Filmstrich anstelle des vorzugsweise vorzusehenden Curtain-Coating) von deutlich geringeren Investitionskosten ausgehen können, was insbesondere durch den Verzicht auf die Zwischentrocknung und die damit zusammenhängende Kompaktheit erreicht wird.
  • Die Streich/Trocken-Vorrichtung 610 gemäß Fig. 6 entspricht weitgehend der Anordnung gemäß Fig. 4. Wie schon bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen sind für analoge oder entsprechende Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet, jeweils um 100 vermehrt. Zu erkennen sind die die Umlenkung entgegen der Maschinenlaufrichtung bewerkstelligenden Umlenkwalzen, das erste Vorhang-Auftragswerk 614 für die Materialbahnunterseite, mit vorgeschaltetem Element 644 zur Luftgrenzschichtbeseitigung (anstelle eines Saugkastens kommt beispielsweise auch eine Art Schaberklinge in Betracht), die die Umlenkung wieder in Maschinenlaufrichtung bewerkstelligenden Umlenkungswalzen 620, die zweite Vorhang-Auftragsvorrichtung 616, idealerweise ebenfalls mit einem vorgeschalteten Element 646 zur Luftgrenzschichtbeseitigung, und die weitere Führung der Materialbahn 612 über einen Airtum 622 in den Kontakktlos-Trockner 618. Im durch einen gestrichelten Kreis identifizierten Bereich X kann zweckmäßig eine Coandaeffekt-Anordnung oder Stabilisierungsdüsenanordnung beispielsweise entsprechend der Anordnung 452 bzw. 552 vorgesehen sein.
  • Eine weitere zweckmäßige Anordnung ist in Fig. 7 gezeigt. Den Vorhang-Auftragswerken 714 und 716 ist vorzugsweise jeweils ein Saugkasten 744 bzw. 746 oder ein anderes Element zur Luftgrenzschichtetiminierung bzw. Reduzierung vorgeschaltet. Eine mit Segmenten ausgeführte Airturnanordnung 720 und ein Airtum 722 bewerkstelligen die berührungslose Bahnumlenkung hin zum zweiten Vorhang-Auftragswerk 716 bzw. hin zur nicht dargestellten Trocknungseinrichtung.
  • Eine zur Anordnung der Fig. 5 sehr ähnliche Anordnung ist schematisch in Fig. 8 gezeigt. Die Art und Funktionsweise der dargestellten Komponenten ergibt sich unmittelbar aus der Korrespondenz der Bezugszeichen mit den in Fig. 5 verwendeten Bezugszeichen. Der Airtum 722 lenkt die Materialbahn 712 schräg nach oben um, nicht schräg nach unten wie bei Fig. 4.
  • Bezug nehmend noch einmal auf die Komponenten bzw. Elemente 452, 552 und den Bereich X sowie auf die Elemente 444, 446, 544, 546, 644, 646, 744 und 746 ist darauf hinzuweisen, dass für hochwertige Streichergebnisse die Vermeidung von Welligkeiten und Erreichung einer hohen Stabilität der Bahnführung sowie die Vermeidung oder zumindest Reduzierung von den Auftrag störenden Luftgrenzschichten in der Praxis von großer Bedeutung ist. Zur Bahnstabilisierung und Vermeidung von störenden Welligkeiten kommen vorteilhaft die schon angesprochenen Coandaeffekt-Luftdüsenanordnungen in Betracht, die durch Unterdruckerzeugung eine kontrollierte Bahnführung und Einebnung etwaiger Materialbahnwelligkeiten erzwingen, sowie die angesprochenen Beaufschlagungsdüsenanordnungen mit mehreren in Laufrichtung hintereinander auf verschiedenen Bahnseiten angeordneten Düsen, die der Materialbahn definiert eine Welligkeit in Laufrichtung verleihen, die einer schädlichen Welligkeit in Querrichtung entgegenwirkt.

Claims (9)

  1. Streich/Trocken-Vorrichtung (10), umfassend:
    - eine kontaktlos wirkende erste Auftragsvorrichtung (14) zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine erste Seite (12a) einer sich in Laufrichtung (L) bewegenden Materialbahn (12), insbesondere aus Papier oder Karton,
    - eine kontaktlos wirkende zweite Auftragsvorrichtung (16) zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine der ersten Seite (12a) gegenüberliegende zweite Seite (12b) der Materialbahn (12), und
    - eine Trockenvorrichtung (18),

    wobei die Trockenvorrichtung (18) den beiden Auftragsvorrichtungen (14, 16) in Laufrichtung (L) der Materialbahn (12) nachgeordnet ist, und
    wobei die beiden Auftragsvorrichtungen (14, 16) jeweils in einem im Wesentlichen horizontal verlaufenden Abschnitt des Verlaufs der Materialbahn (12) angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Materialbahn (12) zwischen den im Wesentlichen horizontal verlaufenden Abschnitten mittels wenigstens einer Bahnumlenkeinheit (20) um im Wesentlichen 180° umgelenkt wird, und
    dass die kontaktlos wirkenden Auftragsvorrichtungen (14, 16) das Auftragsmedium schwerkraftbedingt von oben auf die Materialbahn (12) auftragen.
  2. Streich/Trocken-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaktlos wirkenden Auftragsvorrichtungen (14, 16) als Vorhang-Auftragsvorrichtungen ausgeführt sind.
  3. Streich/Trocken-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnumlenkeinheiten (20) zwischen der ersten Auftragsvorrichtung (14) und der zweiten Auftragsvorrichtung (16) auf der ungestrichenen zweiten Seite (12b) der Materialbahn (12) angeordnet sind.
  4. Streichrrrocken-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass gekrümmte Abschnitte des Bahnverlaufs der Materialbahn (12) zwischen der ersten Auftragsvorrichtung (14) und der Trockungsvorrichtung (18) einen Krümmungsradius von mindestens 300 mm aufweisen.
  5. Streich/Trocken-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch wenigstens eine berührungslose Einrichtung (452; 552) zur Stabilisierung der laufenden Materialbahn oder/und Vermeidung oder Reduzierung von Welligkeiten, insbesondere Querwelligkeiten, der laufenden Materialbahn.
  6. Streich/Trocken-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Coandaeffekt-Düsenanordnung vorgesehen ist.
  7. Streich/Trocken-Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass/und wenigstens eine Düsenanordnung (452; 552) zur Erzeugung einer einer zu vermeidenden oder zu reduzierenden Welligkeit, insbesondere Querwelligkeit, entgegenwirkenden Gegen-Welligkeit, insbesondere Längswelligkeit, vorgesehen ist.
  8. Streich/Trocken-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens eine Einrichtung (444, 446; 544, 546; 644, 646; 744, 746; 844, 846; 944) zur Störung und vorzugsweise zur Eliminierung oder Reduzierung einer von der laufenden Materialbahn mitgeschleppten Luftgrenzschicht vorgesehen ist.
  9. Streich/Trocken-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beide Auftragsvonichtungen (14, 16) in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind.
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