VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUM BESCHICHTEN EINER LAUFENDEN WARENBAHN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer laufenden Warenbahn entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Beschichtungseinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 2.

[0002] Beschichtungseinrichtungen für Papier und Karton sind vielfältig bekannt, wobei z. B. gemäß GB 21 03 115 A die Übertragung von Beschichtungsmasse von den Walzenmänteln von zwei einander zugeordneten, zwischen sich einen Preßspalt bildenden Walzen auf die Warenbahn in dem Preßspalt erfolgt. Als Auftragswerke werden dabei Düsenauftragswerke oder Tauchwalzen benutzt. Das Auftragswerk verwendet eine Streichklinge zum Glätten und Dosieren der Auftragsschicht.

[0003] Für die Beschichtung laufender Bahnen sind auch Auftragseinrichtungen bekannt, die nach Art einer Gießauftragseinrichtung arbeiten, und wobei die Gleichmäßigkeit und Haftfähigkeit der Gießschicht dadurch verbessert wird, daß ihr eine unter Vakuum stehende Kammer vorgeschaltet ist, die an der, die Warenbahn führende, Gegenwalze angeordnet ist. Ein mit der Vakuum-Kammer arbeitendes Gießverfahren ist in der US 3 735 729 beschrieben, welches allerdings nicht für Papierbahnen gebräuchlich ist. Hauptsächlich wird es bei der Beschichtung von Fotopapier angewandt, weil dort die Beschichtungsmassen eine höhere Konsistenz haben. Für das Beschichten von Papierbahnen mit Leim, der eine sehr niedrige Konsistenz und Viskosität hat, bestehen erhebliche Probleme.

[0004] Alle diese Erfindungen eignen sich für das Auftragen relativ großer Mengen von Beschichtungsmasse pro m² Bahnfläche. Sie versagen jedoch, wenn ein extrem kleines Auftragsgewicht je m² gewünscht wird.

[0005] Aus der EP 04 35 904 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Papier, Pappe oder einem ähnlichen Substrat, welches sich kontinuierlich entlang eines Weges bewegt, bekannt.

[0006] Das Beschichtungsmedium wird zu Nebel aufgeschlossen und einer Auftragsdüse mit einer Auftragsfläche zugeführt. Benachbart zur Auftragsfläche ist eine Vakuumkammer angeordnet zum Aufnehmen überschüssigen Nebels.
Der erzeugte Sprühnebel wird durch eine "positive Kraft" (Überdruck) mittels der Auftragsdüse direkt auf das Substrat (Papierbahn) aufgetragen. Auch bei dieser Methode ist es zweifelhaft, ob ein extrem niedriges Auftragsgewicht je m² mit der bei vielen Papiersorten notwendigen Gleichmäßigkeit auf die Papierbahn aufgetragen werden kann.

[0007] Schließlich ist es auch bekannt, bei sogenannten Luftmessereinrichtungen die Luftmesseranordnung in einem großen Vakuumbehälter anzuordnen. Hierbei erfolgt durch das Luftmesser jedoch keine Beschichtung, sondern es wird Streichmasse an der Bahn abgeschabt und dosiert.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Auftragseinrichtung bzw. Beschichtungseinrichtung für laufende Warenbahnen bei sehr geringen, extrem dünnen Auftragsschichten und dennoch gleichmäßigen Auftragsmengen, insbesondere für Leimauftrag, anzugeben.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 und 2 gelöst.

[0010] Das Sprühen von Beschichtungsmasse ist an sich in vielen Bereichen der Technik üblich, jedoch kaum gebräuchlich für das Beschichten von laufenden Bahnen aus Papier oder Karton.

[0011] Erfindungsgemäß wird durch den indirekten Auftrag, d. h. daß Sprühnebel auf eine nackte Walze aufgebracht und von der Warenbahn abgenommen wird, ein Auftrag erreicht, der sowohl extrem dünn als auch sehr gleichmäßig ist, insbesondere auch quer zur Bahnlaufrichtung. Die Vergleichmäßigung erfolgt erfindungsgemäß an der Kontaktstelle zwischen Bahn und Walze, wo die Bahn den dünnen Flüssigkeitsfilm von der Walze übernimmt. Dabei kann die Bahn unter einer gewissen Zugspannung an der Walze anliegen, wobei die Bahn umgelenkt wird. Vorzugsweise läßt man die Bahn jedoch durch den von zwei Walzen gebildeten Preßspalt laufen. Hierdurch wird doppelseitiger Auftrag möglich.

[0012] Die Erfindung macht Gebrauch von der, aus der EP 04 35 904 B1 bekannten Unterdruck-(Vakuum-)Kammer, die um die Sprühdüse herum angeordnet ist.

[0013] Auch bei der vorliegenden Erfindung dient diese dazu, überschüssigen Nebel des Beschichtungsmediums abzusaugen. An der Innenwandfläche kann sich aber ein Teil des Nebels niederschlagen.

[0014] Nach einem wichtigen Gedanken der Erfindung wird durch die Anordnung einer Seitenwand an der ablaufenden Seite der zugehörigen Walzenoberfläche neben der Sprühdüse, innerhalb der Unterdruckkammer, eine Prallfläche für einen Teil des überschüssigen Sprühnebel geschaffen. Vorzugsweise ist die Prallfläche (Seitenwand) so ausgebildet bzw. vergrößert, daß sie eine innere Kammer um die Sprühdüse herum bildet. In dieser Kammer besteht durch den aus der Sprühdüse ausgestoßenen Sprühnebel ein gewisser Überdruck.

[0015] Die Prallfläche (Seitenwand oder innere Kammer) bewirkt zum einen, daß der Sprühnebel besser an die Walze gelangt, und zum anderen wird für eine Entlastung der Unterdruckkammer gesorgt, die ermöglicht, daß aus der Sprühdüse austretendes Beschichtungsmedium (Sprühnebel) nicht aus der Kammer, d. h. dem zwischen Kammer und Gegenwalze vorhandenen Spalt, in die Umgebung austreten kann. Die aus der Umgebung einströmende Luft hält den Sprühnebel in der Kammer zurück, so daß dieser sich bei der Erfindung teils an der Prallfläche und teils an der Innenwandung der äußeren Kammer niederschlagen kann. Über einen Ausfluß kann das niedergeschlagene Beschichtungsmedium ablaufen. In der äußeren oder inneren Kammer verbliebener, niedergeschlagener Nebel wird beispielsweise über ein Sauggebläse einem Abscheider zugeführt, wobei das abgeschiedene sowie das direkt aus der Kammer ablaufende Medium einem gemeinsamen Sammelbehälter für eine Wiederverwendung zugeführt werden kann.

[0016] Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

[0017] Es zeigen:

Fig. 1:

Eine prinzipmäßige Gesamtdarstellung

Fig. 2:

Eine Einzelheit hinsichtlich der erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung

Fig. 3:

Beschichtungseinrichtung mit einer anderen Schaberanordnung

Fig. 4:

Die Beschichtungseinrichtung mit einer anderen Variante zur inneren Kammer.

[0018] In Fig. 1 wird die Bahn C in einem zwischen zwei Preßwalzen 1 und 2 gebildeten Preßspalt 11 geführt und dort beschichtet. Für die korrekte Führung der Bahn sind Führungsrollen 22 und 23 vorgesehen. Die Auftragswerke für das Beschichtungsmedium sind hier mit 10 und 10' bezeichnet und im wesentlichen unterhalb der jeweils zugeordneten Preßwalze angeordnet; sie erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Preßwalzen.

[0019] Anstelle der zwei Preßwalzen 1 und 2 mit je einem Auftragswerk 10 und 10' zum gleichzeitigen Beschichten beider Bahnseiten kann auch nur eine Auftragswalze mit einem Aufragswerk 10 oder 10' zum Beschichten von nur einer Bahnseite sowie zugeordneter Gegenwalze verwendet werden.

[0020] Die Auftragswerke sind aus den Figuren 2, 3 und 4 entnehmbar, wo eines (10) dargestellt ist. Es weist im wesentlichen eine Sprühdüse 4 auf. Wie bereits beschrieben, sprüht dieses Auftragswerk feine, nebelartige Sprühstrahlen des Beschichtungsmediums auf die Mantelfläche der Preßwalze (hier 1). Die Sprüdüse 4 ist, wie in Fig. 4 ersichtlich, in einer unter Unterdruck stehenden Kammer 3 angeordnet. In ihrer ablaufenden und auflaufenden Seite gegen die Oberfläche der zugehörigen Preßwalze 1 oder 2 (in Fig. 4 nur Auftrags- oder Preßwalze 1 dargestellt) ist sie mit einem Spalt 16 bzw. 16' abgedichtet, d.h. das aus der Sprühdüse 4 austretende Beschichtungsmedium wird an dieser Stelle zurückgehalten und kann dadurch nicht in die Umgebung gelangen.

[0021] In dieser Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In der Kammer 3 ist eine Seitenwand 7 in geringem Abstand zur Sprühdüse 4 an der ablaufenden Seite angeordnet. Diese Seitenwand 7 wirkt als Prallfläche für einen Teil des überschüssigen Sprühnebels, der über den Spalt 18' in die Unterdruckkammer 3 gesaugt wird und von da aus über einen Abzug 30 (z. B. Sauggebläse) einem nicht in der Zeichnung dargestellten Abscheider zugeführt werden kann. An den Innenwänden der Kammer 3 sich niederschlagendes zurückfließendes Beschichtungsmedium läuft durch einen Abfluß 28 ab und kann mit dem im Abscheider abgetrennten Medium zusammengeführt und somit einer Wiederverwendung zugeführt werden.

[0022] In einer anderen Ausführungsform ist die Sprühdüse 4, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, innerhalb einer inneren Kammer 5 angeordnet, wobei die Kammer 5 mittels Spalte 18 und 19 - gesehen in Laufrichtung der Walzenmantelfläche - eine Begrenzung ihres Innenraumes aufweist. Diese innere Kammer 5 ist innerhalb der äußeren Kammer 3 angeordnet, die unter Unterdruck gegenüber der Atmosphäre steht, der z.B. zwischen 50 und 300 MPa betragen kann.

[0023] Auf der auflaufenden Seite der Kammer 3 kann sich, wie in den Ausführungsvarianten gemäß der Figuren 1 bis 3 zu sehen, ein Schaber 6 als Abdichtung der Kammer 3 befinden. Der Schaber ist in einer Halterung 12 mittels Druckschlauch 14, der ihn an die Rückwand der Unterdruckkammer 3 preßt, gehalten.

[0024] Ein weiterer Druckschlauch 15 ist in einer Halterung 13 angeordnet und preßt den Schaber gegen die Mantelfläche der Walze 1 mit variablem regelbaren Anpreßdruck. Dieser Anpreßdruck kann mittels des Druckschlauchs 15 auch konstant gehalten werden.

[0025] Der Schaber 6 ist in Figur 2 als ein sogenannter Stechschaber ausgebildet, der für Walzen mit einer harten Oberfläche eingesetzt wird. Dieser Schaber 6 wird Stechschaber genannt, weil er zur Laufrichtung der Preßwalze 1 oder 2 entgegengesetzt geneigt ist.

[0026] In Fig. 3 ist der Schaber als sogenannter Schleppschaber ausgebildet und deshalb so bezeichnet, weil er von der laufenden Walze mitgeschleppt bzw. mitgeführt wird. Der Schleppschaber wird für Walzen mit einer weichen Oberfläche eingesetzt.

[0027] Durch das Pressen der von der Walzenoberfläche auf die Bahn übergehenden Leimmasse wird diese - soweit noch Unregelmäßigkeiten in der Schicht vorhanden sind - weiter und sehr stark vergleichmäßigt. Man erreicht so extrem niedrige Auftragsgewichte zwischen 0,3 und 0,8 g/m², bezogen auf Trockenmasse. Dies ist eine sehr geringe Auftragsmenge, die mit den Mitteln gemäß Stand der Technik, insbesondere der EP 04 35 904 B1, nicht mit der nötigen Gleichmäßigkeit aufzubringen ist, zumal gemäß dieser Lösung die Auftragsmenge direkt auf die Warenbahn aufgebracht wird.

[0028] Aufgrund der Ausbildung des Auftragswerkes als Sprüheinrichtung ist es nicht zwingend erforderlich, daß dieses unterhalb der Preßwalzen angeordnet ist, sondern es kann auch jeweils die oberen Teile von deren Mantelfläche besprühen. Dann ist der Bahnverlauf sowie die Drehrichtung der Walzen vorzugsweise umgekehrt wie in Fig. 1 dargestellt.

Ansprüche

1. Verfahren zum Beschichten einer laufenden Warenbahn, insbesondere Papier oder Karton, mit mindestens einem flüssigen Medium, wobei das Beschichtungsmedium einer Auftragseinrichtung mit Sprühdüse zur Erzeugung eines Sprühnebels zugeführt wird, wobei

der Sprühnebel in indirekter Weise dergestalt auf die Warenbahn (9) aufgebracht wird, indem er auf die Mantelfläche mindestens einer Walze (1,2) aufgebracht und von der Walze auf die Warenbahn (C) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühduse in einer Unterdruckkammer (3) angeordnet ist und daß

ein Teil des Sprühnebels in der Unterdruckkammer (3) gesammelt und sich teilweise an einer innerhalb der Unterdruckkammer (3) befindlichen, als Prallfläche ausgebildeten Wand (5, 7) niederschlägt und von da aus abgezogen wird.

2. Einrichtung zum Beschichten einer laufenden Warenbahn, insbesondere Papier oder Karton, mit mindestens einem flüssigen Medium, wobei eine Auftragseinrichtung (10, 10') für das Beschichtungsmedium mit Sprühdüse (4) zur Erzeugung eines Sprühnebels vorgesehen ist, wobei die Sprühdüse (4) auf die Mantelfläche einer Walze (1, 2) gerichtet ist, die das Beschichtungsmedium auf die Warenbahn (C) überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühduse in einer Unterdruckkammer (3) angeordnet ist und daß innerhalb der Unterdruckkammer (3) an der ablaufenden Seite der zugehörigen Walzenoberfläche eine als Prallfläche wirkende Seitenwand (5,7) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (7) derart ausgebildet ist, daß sie eine innere Kammer (5) bildet.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichent, daß die innere Kammer (5) an der ab- und auflaufenden Seite gegen die Oberfläche der zugehörigen Walze (1,2) mit jeweils einem Spalt (18,19) abgedichtet ist und die als Prallfläche wirkende Seitenwand (7) gegen die Oberfläche der zugehörigen Walze (1, 2) mit einem Spalt (18') abgedichtet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Unterdruck stehende Kammer (3) mindestens an ihrer ablaufenden Seite gegen die Oberfläche der zugehörigen Walze (1,2) mit einem Spalt (16) abgedichtet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Unterdruck stehende Kammer (3) an der auflaufenden Seite gegen die Oberfläche der zugehörigen Walze (1,2) mit einem Spalt (16') abgedichtet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Schaber (6) als Abdichtung der äußeren Kammer (3) an ihrer auflaufenden Seite an der zugehörigen Walzenoberfläche.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaber (6) als Stechschaber derart ausgebildet ist, indem er in eine solche Richtung geneigt ist, die der Laufrichtung der Walze (1,2) entgegengesetzt ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaber (6) als Schleppschaber derart ausgebildet ist, indem er in Laufrichtung der Walze (1,2) geneigt ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2, 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen Abfluß (28), der von der äußeren Kammer (3) abzweigt, um die angesammelte Beschichtungsmasse abzuführen.

11. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß (28) von der inneren Kammer (5) abzweigt und durch die äußere Kammer (3) hindurchführt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsgewicht pro Seite der Warenbahn im Fall von Leim zwischen 0,3 und 0,8 g/m² bezogen auf Trockenmasse beträgt.

Claims

1. A method for the coating of a continuous web of material, in particular paper or cardboard, with at least one fluid medium, in which the coating medium is supplied to an application device with a spray nozzle for the production of a spray mist, in which
the spray mist is applied in an indirect manner onto the web of material (9) in such a way as to be applied onto the covering surface at least of one roller (1,2) and transferred from the roller onto the web of material (C),
characterised in that the spray nozzle is arranged in a low-pressure chamber (3) and that
a portion of the spray mist is collected in the low-pressure chamber (3) and is deposited partially against a wall (5, 7) situated within the low-pressure chamber (3) and constructed as an impact surface, and is drawn off therefrom.

2. A device for coating a continuous web of material, in particular paper or cardboard, with at least one fluid medium, in which an application device (10, 10') for the coating medium is provided with a spray nozzle (4) for the production of a spray mist, in which the spray nozzle (4) is directed towards the covering surface of a roller (1, 2) which transfers the coating medium onto the web of material (C), characterised in that the spray nozzle is arranged in a low-pressure chamber (3) and that within the low-pressure chamber (3) on the run-off side of the associated roller surface a side wall (5, 7), acting as an impact surface, is arranged.

3. A device according to Claim 2, characterised in that the side wall (7) is constructed such that it forms an inner chamber (5).

4. A device according to Claim 2 and 3, characterised in that the inner chamber (5) on the run-out and run-up side is sealed with respect to the surface of the associated roller (1, 2) with a gap (18, 19) in each case, and the side wall (7) acting as an impact surface is sealed with respect to the surface of the associated roller (1, 2) with a gap (18').

5. A device according to Claim 2, characterised in that the chamber (3), under vacuum, is sealed at least on its run-out side with respect to the surface of the associated roller (1, 2) with a gap (16).

6. A device according to Claim 2, characterised in that the chamber (3), under vacuum, on the run-up side is sealed with respect to the surface of the associated roller (1, 2) with a gap (16').

7. A device according to Claim 2, characterised by a scraper (6) as seal of the outer camber (3) on its run-up side on the associated roller surface.

8. A device according to Claim 7, characterised in that the scraper (6) is constructed as a piercing scraper such that it is inclined in a direction which is opposed to the running direction of the roller (1, 2).

9. A device according to Claim 7, characterised in that the scraper (6) is constructed as a drag scraper such that it is inclined in the running dirction of the roller (1, 2).

10. A device according to one of Claims 2, 5, 6 or 7, characterised by an outlet (28) which branches off from the outer chamber (3), in order to remove the collected coating substance.

11. A device according to Claim 3 or 4, charcterised in that the outlet (28) branches off from the inner chamber (5) and passes through the outer chamber (3).

12. A method according to Claim 1, characterised in that the coating weight per side of the web of material in the case of glue amounts to between 0.3 and 0.8 g/m² in relation to dry matter.

Revendications

1. Procédé d'enduction d'une bande de matière continue, en particulier du papier ou du carton, avec au moins un fluide liquide, le fluide d'enduction étant envoyé à un dispositif d'application avec buse de pulvérisation pour la production d'un brouillard de fines gouttelettes, dans lequel le brouillard de fines gouttelettes est appliqué de manière indirecte sur la bande de matière (9) en ce qu'il est appliqué sur la surface d'enveloppe d'au moins un cylindre (1, 2) et est transféré du cylindre à la bande de matière (C), caractérisé en ce que la buse de pulvérisation est placée dans une chambre à dépression (3), et en ce qu'une partie du brouillard de fines gouttelettes est recueillie dans la chambre à dépression (3) et se dépose partiellement sur une paroi (5, 7), conçue en tant que surface de rebondissement, se trouvant à l'intérieur de la chambre à dépression (3) et est extraite à partir de là.

2. Dispositif d'enduction d'une bande de matière continue, en particulier du papier ou du carton, avec au moins un fluide liquide, un dispositif d'application (10, 10') pour le fluide d'enduction avec buse de pulvérisation (4) étant prévu pour la production d'un nuage de fines gouttelettes, dans lequel la buse de pulvérisation (4) est orientée vers la surface d'enveloppe d'un cylindre (1, 2), qui transfère le fluide d'enduction sur la bande de matière (C), caractérisé en ce que la buse de pulvérisation est placée dans une chambre à dépression (3), et en ce qu'à l'intérieur de la chambre à dépression (3), sur le côté sortie de la surface de cylindre correspondante, est placée une paroi latérale (5, 7) servant de surface de rebondissement.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi latérale (7) est conçue de manière à former une chambre (5) intérieure.

4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la chambre intérieure (5) est rendue étanche sur le côté sortie et le côté entrée par rapport à la surface du cylindre (1, 2) correspondante avec chaque fois une fente (18, 19) et la paroi latérale (7), servant de surface de rebondissement, est rendue étanche par rapport à la surface du cylindre (1, 2) correspondante avec une fente (18').

5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre (3) se trouvant sous dépression est rendue étanche au moins sur son côté de sortie par rapport à la surface du cylindre (1, 2) correspondant, avec une fente (16).

6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre (3) se trouvant sous dépression est rendue étanche sur le côté entrée par rapport à la surface du cylindre (1, 2) correspondant, avec une fente (16').

7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par un racloir (6) servant d'étanchéité pour la chambre (3) extérieure, sur son côté d'entrée, sur la surface de cylindre correspondante.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le racloir (6) est conçu en tant que racloir de perçage, en ce qu'il est incliné dans un sens qui est opposé au sens de roulement du cylindre (1, 2).

9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le racloir (6) est conçu en tant que racloir d'entraînement, en ce qu'il est incliné dans le sens du roulement du cylindre (1, 2).

10. Dispositif selon l'une des revendications 2, 5, 6 ou 7, caractérisé par une évacuation (28), qui part de la chambre extérieure (3), afin d'évacuer la pâte d'enduction recueillie.

11. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'évacuation (28) part de la chambre intérieure (5) et traverse la chambre extérieure (3).

12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poids d'application par face de la bande de matière en cas de colle est compris entre 0,3 et 0,8 g/m² rapporté à la masse sèche.

Zeichnung