Kalander zum Auftragen wachshaltiger Dispersionen

Abstract

 Kalander zum Auftragen einer Dispersion mit Festharzen, Wachsdispersionen und Oberflächenmitteln auf Bahnen oder insb. Bogen, mit einer beheizbaren Kalanderwalze (5), einer am Einlauf der Bahn oder des Bogens angeordneten Gegendruckwalze (2) und einer in Rotationsrichtung der Kalanderwalze gegenüber der Gegendruckwalze versetzten, vorzugsweise als Saugwalze ausgebildeten, Abnahmewalze (6) sowie ggf. einem im Auslaufspalt angeordneten Luftrakel (7), wobei eine oder mehrere Gegendruckwalzen vorgesehen (2,2') sind und die Durchmesser der Kalanderwalze (5) und/oder der Gegendruckwalzen (2,2') sowie ihr gegenseitiger Anpreßdruck so ausgewählt sind, daß die Druckstreifenbreite (b) ihrer gegenseitigen Anlage bei Vorsehen einer Gegendruckwalze (2) zwischen 20 mm und 45 mm, vorzugsweise etwa 35 mm, beträgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Kalander zum Auftragen einer Dispersion mit Festharzen, Wachsdispersionen und Oberflächenmitteln auf Bahnen oder insbesondere Bogen, mit einer beheizbaren Kalanderwalze, einer am Einlauf der Bahn oder des Bogens angeordneten Gegendruckwalze und einer in Rotationsrichtung der Kalanderwalze gegenüber der Gegendruckwalze versetzten, vorzugsweise als Saugwalze ausgebildeten, Abnahmewalze, sowie ggf. einem im Auslaufspalt angeordneten Luftrakel.

[0002] Derartige Kalander ermöglichen es, durch das Anschmelzen eines auf die Bahnen oder Bogen aufgetragenen Kalanderlacks an der spiegelnden Oberfläche der Kalanderwalze einen Spiegelglanz zu erzielen. Bei derartigen Kalandern - man vergleiche beispielsweise die DE-OS 35 35 685 A1 - sind dabei Kalanderwalzendurchmesser von etwa 450 mm und Durchmesser der Gegendruckwalze von unter 200 mm üblich. Darüber hinaus ist es auch gängig, die Abnahmewalze in kurzem Abstand, d.h. weniger als etwa 90° am Umfang versetzt, hinter der Gegendruckwalze anzuordnen.

[0003] Beim Auftragen insb. wässriger Dispersionen mit Festharzen, Wachsdispersionen und Oberflächenmitteln, die bei geringem Flächenauftrag auch noch den Vorteil haben, ohne Schadstoffe, wie organische Lösungsmittel, auszukommen, ergeben sich aber bei Verwendung der üblichen Kalander Schwierigkeiten, da die für Kalandrierungen üblichen und gewünschten hochglänzenden Oberflächen nicht erzielt werden können, oder aber die Durchsatzgeschwindigkeiten so niedriggehalten werden müssen, daß ein wirtschaftliches Arbeiten nicht mehr möglich ist.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kalander der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auch bei Verwendung der angesprochenen speziellen Dispersionen mit hohen Durchlaufgeschwindigkeiten ein Spiegelglanz der kalandrierten Lackoberfläche erzielt werden kann.

[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine oder mehrere Gegendruckwalzen vorgesehen sind und daß die Durchmesser der Kalanderwalze und/oder der Gegendruckwalzen sowie ihr gegenseitiger Anpreßdruck so ausgewählt sind, daß die Druckstreifenbreite ihrer gegenseitigen Anlage bei Vorsehen einer Gegendruckwalze zwischen 20 mm und 45 mm, vorzugsweise etwa 35 mm beträgt.

[0006] Durch die erfindungsgemäßen, gegenüber herkömmlichen Kalandern erheblich vergrößerten Durchmesser der Kalanderwalze und der Gegendruckwalze auf ca. 1000 mm bei der Kalanderwalze und etwa 400 bis 500 mm bei der Gegendruckwalze ergibt sich bei einem bevorzugten Druck zwischen 10 und 20 t die angesprochene große Druckstreifenbreite von bevorzugt etwa 35 mm, die eine Initialzündung für den speziellen Dispersionslack mit Wachsen bewirkt, derart, daß der Lack tatsächlich während des Durchlaufs durch diese große Druckstreifenbreite anschmilzt und sich der gewünschte Spiegelglanz ausbilden kann.

[0007] Bei Vorsehen von mehreren Andruckwalzen, die auf die Strecke zwischen der ersten Andruckwalze und der Abnahmewalze verteilt angeordnet sind, kann ggf. der Anpreßdruck verringert sein, da dann die angesprochene Initialzündung für den speziellen Dispersionslack nicht von der einen Andruckwalze allein aufgebracht werden muß, sondern auch die zusätzlichen Andruckwalzen dazu beitragen können.

[0008] Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß auch nach dieser Initialzündung des Schmelzvorgangs und der Spiegelglanzausbildung im Bereich der Anlage der Gegendruckwalze an der Kalanderwalze die Bahn bzw. der Bogen noch relativ lange mit der geheizten Oberfläche der Kalanderwalze in Kontakt bleibt, wozu in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Kalanderwalze bezogen auf ihren Durchmesser und die Versetzung der Abnahmewalze gegenüber der Gegendruckwalze so gewählt sind, daß sich eine Verweilzeit der Bahn bzw. Bogen an der Kalanderwalze zwischen Ein- und Auslauf von ca. 2 bis 12 sec., vorzugsweise 6 bis 7 sec., ergibt. Dabei kann der Versetzungswinkel der Abnahmewalze zur Gegendruckwalze auch kleiner als 180° sein, sofern der Durchmesser der Kalanderwalze derart dimensioniert ist und die darauf bezogene Rotationsgeschwindigkeit der Kalanderwalze so eingestellt ist, daß die für die Ausbildung der Beschichtungseigenschaften nötige Verweilzeit erreicht wird und der Laufweg ausreichend lang ist.

[0009] Zur Erhöhung der Verweilzeit der Bögen an der geheizten Kalanderfläche ist es auch möglich, einen Bandkalander zu verwenden, bei dem um die Kalanderwalze und eine davon beabstandete Umlenkwalze ein endloses Stahlband umläuft, wobei dieses ggf. auf der Strecke zwischen der Kalanderwalze und der Umlenkwalze noch zusätzlich von hinten, beispielsweise durch eine Infrarotheizeinrichtung, beheizt werden kann. Bei einem solchen Bandkalander liegen dann die Gegendruckwalzen an der Kalanderwalze an und die Abnahmewalze an der Umlenkwalze, selbstverständlich jeweils unter Zwischenordnung des Endlos-Stahlbandes.

[0010] Dabei hat es sich gezeigt, daß ein Laufweg der Bahn bzw. des Bogens zwischen Gegendruckwalze und Abnahmewalze von ca. 2 m sehr gute Ergebnisse auch bei relativ hohen Laufgeschwindigkeiten ergibt, wobei diese 2 m Laufweg bei einer Gegendruckwalze von 1000 mm Durchmesser problemlos erreicht werden können.

[0011] Ein erfindungsgemäßer Kalander eignet sich ganz besonders zur Verarbeitung von Kalanderlacken auf der Basis wässriger Styrol/Acrylatdispersionen, wie sie beispielsweise unter der Bezeichnung Wikolith VP 302 im Handel sind.

[0012] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1

einen schematischen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Walzenkalander, und

Fig. 2

einen schematischen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Bandkalander.

[0013] Dabei bezeichnet 1 die Bogenzuführung, auf der die Bogen - anstelle von Bogen könnten auch Bahnen verarbeitet werden, doch ist das erfindungsgemäße Kalandrierverfahren bevorzugt für Bogen anwendbar - nach dem Auftrag der wässrigen wachshaltigen Dispersion über die Gegendruckwalze 2 laufen, wobei sie von einer Bogenführung 3 über die erste Gegendruckwalze 2 geführt werden. Anschließend gelangen die Bogen in den Einlaufspalt 4 zwischen der Gegendruckwalze 2 und der Kalanderwalze 5, wobei die Kalanderwalze einen Durchmesser von etwa 1000 mm und die Gegendruckwalze einen solchen von etwa 400 bis 500 mm aufweist und der Anpreßdruck der Gegenwalze an die Kalanderwalze ca. 15 t beträgt, so daß sich eine Druckstreifenbreite b von bevorzugt > 35 mm ergibt, was bei einer Temperatur der Kalanderwalze ab ca. 100°C eine ausreichende Initialzündung für die Dispersionsschicht ergibt, so daß diese schmilzt und im Anschluß während des Kontakts an der Kalanderwalze bis zur Abnahmewalze 6 sich der gewünschte Spiegelglanz ausbilden kann. Um den Spiegelglanz noch zu verbessern und dabei ggf. den Durchmesser und den Andruck der Gegendruckwalzen kleiner halten zu können wäre es möglich, ggf. weitere, gestrichelt dargestellte Gegendruckwalzen 2' vorzusehen. Die Versetzung der Abnahmewalze 6, die bevorzugt als Saugwalze ausgebildet ist, wobei das Ablösen der Bogen von der Kalanderwalze zusätzlich durch ein Luftrakel 7 unterstützt wird, beträgt bei dem Walzenkalander nach Fig. 1 mehr als 180°, so daß sich auch bei hohen Fördergeschwindigkeiten der Bogen eine Anlagedauer der Bogen an der Kalanderwalze 5 von 6 bis 7 sec. ergibt. Anschließend gelangen die Bogen auf die Bänderauslage 8, über der wiederum ein Kühlgebläse 9 angeordnet ist. Auch die Bänderauslage ist dabei bevorzugt mit Saugbändern ausgerüstet, obgleich selbstverständlich sowohl die Abnahmewalze 6 als auch die Bänderauslage 8 einfache Gummiwalzen oder Gummibänder umfassen könnten, die für viele Anwendungszwecke, also für eine ganze Reihe von Bogenmaterialien und Bogenstärken, durchaus ausreichen, um in Verbindung mit einem Luftrakel ein sauberes Ablösen der Bogen von der Kalanderwalze und ihren Transport auf der Bänderauslage sicherzustellen.

[0014] Die Fig. 2 zeigt schematisch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Bandkalander, bei dem neben der Kalanderwalze 5' ein Endlos-Stahlband 5''' vorgesehen ist, das um die Kalanderwalze 5' und eine beabstandete Umlenkwalze 5'' umläuft. Die Gegendruckwalzen 2, 2' drücken dabei - unter Zwischenordnung selbstverständlich des Endlos-Stahlbandes 5''' - an der Kalanderwalze 5' an, während die Abnahmewalze 6 an der Umlenkwalze 5'' anliegt. Bei ggf. zusätzlicher Heizung des Stahlbandes 5''' durch eine Infrarotheizvorrichtung 11 von rückwärts auf dem Weg zwischen der Kalanderwalze 5' und der Umlenkwalze 5'' ergibt sich eine sehr einfache Möglichkeit der Verlängerung der Anlagestrecke und auch der Anlagezeit an der heißen, im vorliegenden Fall durch das Endlos-Stahlband 5''' gebildeten Kalanderoberfläche.

Ansprüche

1. Kalander zum Auftragen einer Dispersion mit Festharzen, Wachsdispersionen und Oberflächenmitteln auf Bahnen oder insb. Bogen, mit einer beheizbaren Kalanderwalze, einer am Einlauf der Bahn oder des Bogens angeordneten Gegendruckwalze und einer in Rotationsrichtung der Kalanderwalze gegenüber der Gegendruckwalze versetzten, vorzugsweise als Saugwalze ausgebildeten, Abnahmewalze, sowie ggf. einem im Auslaufspalt angeordneten Luftrakel, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Gegendruckwalzen vorgesehen sind und daß die Durchmesser der Kalanderwalze (5) und/oder der Gegendruckwalzen (2) sowie ihr gegenseitiger Anpreßdruck so ausgewählt sind, daß die Druckstreifenbreite (b) ihrer gegenseitigen Anlage bei Vorsehen einer Gegendruckwalze zwischen 20 mm und 45 mm, vorzugsweise etwa 35 mm, beträgt.

2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzung der Abnahmewalze (6) gegenüber der ersten Gegendruckwalze (2) mehr als 180° beträgt.

3. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Bandkalander mit einem um die Kalanderwalze (5') und eine Umlenkwalze (5'') umlaufenden Endlos-Metallband (5''') ausgebildet ist, wobei die Gegendruckwalzen (2, 2') an der Kalanderwalze (5) und die Abnahmewalze an der Umlenkwalze (5'') anliegen.

4. Kalander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlos-Metallband (5''') zwischen der Kalanderwalze (5') und der Umlenkwalze (5'') von rückwärts, vorzugsweise durch eine Infrarot-Strahlungsheizung (11), beheizar ist.

5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Kalanderwalze (5) bezogen auf ihren Durchmesser und die Versetzung der Abnahmewalze (6) gegenüber der ersten Gegendruckwalze (2) so gewählt sind, daß sich eine Verweilzeit der Bahn bzw Bogen an der Kalanderwalze (5) bzw. dem Endlosband (5''') zwischen Einlaufspalt (4) und Auslaufspalt (10) von ca. 2 bis 12 sec., vorzugsweise 6 bis 7 sec., ergibt.

6. Kalander nach einem der Anspüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalanderwalze (5) einen Durchmesser von ca. 1000 mm und die Gegendruckwalzen (2) einen Durchmesser von ca. 400 bis 500 mm besitzen.

7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck der Gegendruckwalzen (2, 2') an der Kalanderwalze (5) 10 bis 20 t, vorzugsweise 15 t, beträgt.

8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufweg der Bahn bzw. des Bogens zwischen der ersten Gegendruckwalze (2) und der Abnahmewalze (6) ca. 2 m beträgt.

9. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichent durch seine Verwendung zur Verarbeitung von Kalanderlacken auf der Basis wässriger Styrol/Acrylatdispersionen.

Zeichnung