[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von flüssigem oder pastösem
Auftragsmedium auf eine sich in Laufrichtung bewegende Materialbahn, insbesondere
aus Papier oder Karton.
[0002] Derartige Auftragsvorrichtungen sind in zahlreichen Varianten aus dem Stand der Technik
bekannt. Wird dabei das Auftragsmedium mittels eines Auftragswerks auf die Materialbahn
aufgebracht, dem eine Rakelklinge zum Egalisieren oder/und Dosieren der aufgebrachten
Schicht vom Auftragsmedium nachgeordnet ist (Klingenauftragswerk), so hat dies häufig
den Nachteil einer schlechten Abdeckung der Materialbahn. Zudem wird die Materialbahn
durch die Rakelklinge in hohem Maße beansprucht, was sich beispielsweise im Herausreißen
von Fasern aus der Materialbahn bemerkbar macht. Es ist unnötig zu erwähnen, dass
dieses Herrausreißen von Fasern die Oberflächeneigenschaften der gestrichenen Materialbahn
verschlechtert. Im Extremfall kann es sogar zum Reißen der Materialbahn kommen. Ein
weiterer Nachteil des Einsatzes eines Klingenauftragswerks ist die Gefahr von "Mottling"
beim Trocknen der gestrichenen Materialbahn. Mit "Mottling" wird in der Fachsprache
ein beim Streichen der Materialbahn unerwünschter, die Papierqualität mindernder Effekt
bezeichnet, infolgedessen die Oberfläche des gestrichenen Papiers wolkenförmige Ungleichmäßigkeiten
zeigt.
[0003] Als Auftragswerk kann aber auch ein Rollenauftragswerk vorgesehen sein, d.h. ein
Auftragswerk mit einer Rollrakel als Egalisier- oder/und Dosierelement. Die im Zusammenhang
mit einem Klingenauftragswerk beschriebenen Nachteile gelten jedoch auch für Rollenauftragswerke.
[0004] Wird der Vorstrich hingegen mittels eines Filmauftragswerks auf die Materialbahn
aufgebracht, d.h. mittels eines Auftragswerks, bei welchem die Materialbahn durch
einen zwischen zwei Walzen gebildeten Nip hindurchläuft und in diesem Nip mit einem
auf die Oberfläche einer der Walzen aufgebrachten Film von Auftragsmedium in Kontakt
gebracht wird, so hat dies zwar verglichen mit einem Klingenauftragswerk bzw. Rollenauftragswerk
eine geringere Beanspruchung der Materialbahn zur Folge, die Bahnbeanspruchung ist
jedoch immer noch so groß, dass die Gefahr von Bahnabrissen besteht. Zudem ist bei
Filmauftragswerken die auf die Materialbahn in einem einzigen Auftragsschritt aufbringbare
Menge an Auftragsmedium begrenzt, so dass zur Erzielung von höheren Strichgewichten
die Materialbahn mehrmals vorgestrichen werden muss. Insbesondere bei höheren Laufgeschwindigkeiten
der Materialbahn besteht zudem die Gefahr der Ausbildung des Orangenhauteffekts auf
der gestrichenen Materialbahn, was sich nachteilig auf die Oberflächeneigenschaften
der gestrichenen Materialbahn auswirkt sowie die Gefahr einer Verunreinigung der gesamten
Anlage durch einen sich im Auslauf des Nips ausbildenden Sprühnebel von Auftragsmediumtröpfchen.
[0005] Eine Verringerung der Beanspruchung der Materialbahn kann erzielt werden, indem anstelle
der vorher genannten berührend wirkenden Auftragswerke berührungslos wirkende Auftragswerke
verwendet werden. Das kontaktlos wirkende Auftragswerk, zum Beipiel ein Vorhang-Auftragswerk
(in der Fachsprache auch "curtain coater" genannt) oder ein Sprühauftragswerk, 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. Infolgedessen werden durch kontaktlos
wirkende Auftragswerke keine Fasem aus der Materialbahn herausgerissen, was eine geringere
Abrissgefahr mit sich bringt. Die Materialbahn wird durch das kontaktlos wirkende
Auftragswerk nur in geringem Maße beansprucht, nämlich nur mittels des Aufweichens
der Materialbahn durch die im Auftragsmedium enthaltene Flüssigkeit.
[0006] In einer Maschine zur Herstellung oder/und Beschichtung einer Materialbahn, insbesondere
aus Papier oder Karton, wirken Zugkräfte auf die Materialbahn. Besonders kritisch
ist eine auftretende Zugbeanspruchung der Materialbahn im Bahnverlauf unmittelbar
im Anschluss an die Auftragsposition, da die Materialbahn hier noch feucht ist und
somit über eine geringe mechanische Festigkeit verfügt. Hinzu kommt, dass die Materialbahn
sich im Anschluss an die Auftragsposition üblicherweise mit einem freien Bahnzug zur
nächstfolgenden Behandlungsstation bewegt.
[0007] Darüber hinaus führt auch die aus wirtschaftlichen Gründen erwünschte Erhöhung der
Produktionsgeschwindigkeit zu einer erhöhten Zugbeanspruchung der Materialbahn. Dies
hat zur Folge, dass die Gefahr eines Bahnrisses steigt, besonders im Bahnabschnitt
nach dem Auftragswerk, in dem die Materialbahn noch feucht ist. Einige Materialbahnen
weisen, zum Beispiel aufgrund der Verwendung von billigerem Rohstoff, eine relativ
geringe mechanische Festigkeit auf. Bei diesen Materialbahnen können selbst die in
Maschinen mit berührungslos wirkenden Auftragswerken auftretenden Zugkräfte nach dem
Auftragswerk noch zu groß sein.
[0008] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben,
bei der die Gefahr des Reißens der Materialbahn im Vergleich zum Stand der Technik
zumindest reduziert ist.
[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Auftragen von
flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine sich in Laufrichtung bewegende Materialbahn,
insbesondere aus Papier oder Karton, mit einem kontaktlos wirkenden Auftragswerk,
welches das Auftragsmedium auf einen, durch eine Stützvorrichtung gestützten Abschnitt
des Verlaufs der Materialbahn aufträgt, wobei die Stützvorrichtung von einem umlaufenden
Stützelement gebildet ist, welches die Materialbahn im Anschluss an die Auftragsvorrichtung
zumindest bis zur nächstfolgenden Materialbahn-Behandlungsvorrichtung stützt.
[0010] Unter einem "kontaktlos wirkenden Auftragswerk" versteht die vorliegende Anmeldung
ein Auftragswerk, das ohne die Materialbahn berührende Teile, wie Rakelklingen oder
Rollrakel, auskommt, da es das Auftragsmedium im Wesentlichen ohne Überschuss auf
die Materialbahn aufträgt.
[0011] Durch den Einsatz der Stützvorrichtung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung unmittelbar
im Anschluss an die Auftragsposition keinen freien Bahnzug mehr auf. Die in diesem
Abschnitt des Bahnverlaufs auftretende Zugbeanspruchung der Materialbahn wird erfindungsgemäß
von dem umlaufenden Stützelement aufgenommen, so dass die Materialbahn selbst im Wesentlichen
zugfrei läuft. Dies schlägt sich in einer Reduzierung der Zahl der Abrisse nieder.
Somit können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch aus billigeren Rohstoffen
gefertigte Materialbahnen gestrichen werden.
[0012] Das Stützelement kann dabei ein Stützband oder ein Stützsieb sein, wie sie an sich
aus anderen Partien von Anlagen zur Herstellung oder/und Veredelung von Papier bekannt
sind.
[0013] Wie vorstehend bereits erwähnt, kann darüber hinaus die kontaktlos wirkende Auftragsvorrichtung
eine Sprüh-Auftragsvorrichtung oder eine Vorhang-Auftragsvorrichtung sein.
[0014] Die der Auftragsvorrichtung nächstfolgende Materialbahn-Behandlungsvorrichtung kann
eine Trockenvorrichtung sein, beispielsweise eine Infrarot- oder/und Luft-Trockenvorrichtung,
welche zum Trocknen der auf die Materialbahn aufgebrachten Schicht von Auftragsmedium
dient. Dabei kann diese Trockenvorrichtung einseitig oder auch beidseitig auf die
Materialbahn einwirken.
[0015] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die unterschiedlichsten Auftragsmedien
auf die Materialbahn aufgebracht werden. Insbesondere ist sie für einen Leim-, Pigment-
oder Farbauftrag auf die Materialbahn geeignet. Bevorzugt kann mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung binder- oder/und stärke-haltiges Auftragsmedium auf die Materialbahn aufgebracht
werden.
[0016] In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Materialbahn unmittelbar
vor dem Auftragswerk einen Trockengehalt von mindestens 25 Gew.-%, vorzugsweise mindestens
50 Gew.-%, noch bevorzugter mindestens 58 Gew.-%, aufweist.
[0017] Wie dies für andere Arten von Streichvorrichtungen an sich bekannt ist, kann auch
die erfindungsgemäße Vorrichtung in Laufrichtung der Materialbahn zwischen einer Pressenpartie
und einer Trockenpartie angeordnet sein. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass
sie in Laufrichtung der Materialbahn zwischen einer, gewünschtenfalls mit einem Glättwerk
ausgestatteten, Vortrockenpartie und einer Nachtrockenpartie angeordnet ist.
[0018] Die Erfindung wird im Folgenden an zwei Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten
Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:
- Fig. 1
- eine grobschematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung, bei der das Auftragsmedium
auf die Unterseite der Materialbahn aufgebracht wird, und
- Fig. 2
- eine grobschematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung, bei der das Auftragsmedium
auf die Oberseite der Materialbahn aufgebracht wird.
[0019] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung ganz allgemein mit 10 bezeichnet.
Die Vorrichtung 10 dient zum Aufbringen einer Schicht 11 von flüssigem oder pastösem
Auftragsmedium auf die Unterseite 12a einer Materialbahn 12. Insbesondere wird die
Auftragsschicht 11 mittels eines kontaktlos wirkenden Auftragswerks 14, beispielsweise
eines Vorhang-Auftragswerks (auch "curtain coater" genannt) oder eines Sprüh-Auftragswerks
(auch "spray coater" genannt), auf die Materialbahn 12 aufgebracht. Anschließend wird
die Materialbahn 12 einer Trockenvorrichtung 16 zugeführt, welche der Auftragsschicht
11 Feuchtigkeit entzieht. Dabei trocknet die Trockenvorrichtung 16 die Auftragsschicht
11 vorzugsweise ebenfalls kontaktlos. Beispielsweise kann die Trockenvorrichtung 16
von einem lR-Trockner oder einem Luft-Trockner gebildet sein.
[0020] Aufgrund der Zufuhr von Feuchtigkeit durch das Auftragswerk 14 ist die Materialbahn
in dem Abschnitt ihres Verlaufs zwischen Auftragswerk 14 und Trockenvorrichtung 16
besonders anfällig für Reißens auf Grund zu hoher Zugbeanspruchung. Erfindungsgemäß
ist daher eine umlaufende Stützvorrichtung 20 vorgesehen, welche die Materialbahn
12 auf ihrem Lauf durch die Auftragsvorrichtung 10 stützt. Diese Stützvorrichtung
20, die beispielsweise von einem Stützband oder einem Stützsieb 18 gebildet ist, nimmt
im Wesentlichen die gesamte Zugbeanspruchung auf, die andernfalls von der Materialbahn
12 selbst aufgenommen werden müsste. In Folge der verminderten auf die Materialbahn
12 ausgeübten Zugbeanspruchung ist die Gefahr eines Reißens der Materialbahn 12 in
dem hierfür besonders kritischen Verlaufsabschnitt unmittelbar anschließend an das
Auftragswerk 14 zumindest erheblich reduziert.
[0021] Vorteilhafterweise wird die Materialbahn 12, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist,
aber nicht nur zwischen Auftragswerk 14 und Trockenvorrichtung 16 von der Stützvorrichtung
20 gestützt, sondern auch im weiteren Verlauf bis kurz vor die nächste Bearbeitungsstation
26. Und auch schon vor dem Eintreffen am Auftragswerk 14 wird die Materialbahn 12
von der Stützvorrichtung 20 gestützt, und zwar werden die Materialbahn 12 und das
Stützband 18 bereits kurz nach der vorauslaufenden Bearbeitungsstation 22 zusammengeführt.
[0022] Der Verlauf der Materialbahn 12 und des Stützbandes 18 in der Auftragsstation 10
wird durch Umlenkwalzen 24 bestimmt.
[0023] Nachzutragen ist noch, dass die Trockenvorrichtung 16 einseitig oder auch beidseitig
auf die Materialbahn 12 einwirken kann.
[0024] Üblicherweise ist die Auftragspartie 10 in Laufrichtung L der Materialbahn 12 zwischen
einer Pressenpartie 22 und einer Trockenpartie 26 angeordnet. Grundsätzlich ist es
jedoch auch denkbar, die Auftragspartie 10, wie dies in Fig. 2 schematisch angedeutet
ist, zwischen einer Vortrockenpartie 28 und einer Nachtrockenpartie 30 anzuordnen.
[0025] Zu Fig. 2 ist ferner anzumerken, dass hier der Verlauf der Materialbahn 12 derart
gewählt ist, dass die Auftragsschicht auf die Oberseite 12b der Materialbahn 12 aufgetragen
wird. Ansonsten sei auf die Beschreibung der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verwiesen.
[0026] Selbstverständlich kann die in Fig. 1 beschriebene Anordnung zum Auftragen eines
Auftragsmediums auf die Unterseite 12a der Materialbahn 12 auch zwischen einer Vortrockenpartie
28 und einer Nachtrockenpartie 30, wie in Fig. 2 gezeigt, angeordnet sein. Ebenso
kann die in Fig. 2 beschriebene Anordnung zum Auftragen eines Mediums auf die Oberseite
12b der Materialbahn 12 auch zwischen einer Pressenpartie 22 und einer Trockenpartie
26, so wie in Fig. 1 gezeigt, angeordnet sein.
1. Vorrichtung (10) zum Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine
sich in Laufrichtung (L) bewegende Materialbahn (12), insbesondere aus Papier oder
Karton, mit einem kontaktlos wirkenden Auftragswerk (14), welches das Auftragsmedium
auf einen durch eine Stützvorrichtung (20) gestützten Abschnitt des Verlaufs der Materialbahn
(12) aufträgt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (20) von einem umlaufenden Stützelement (18) gebildet ist, welches
die Materialbahn (12) im Anschluss an die Auftragsvorrichtung (14) zumindest bis zur
nächstfolgenden Materialbahn-Behandlungsvorrichtung (16) stützt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (18) ein Stützband oder Stützsieb ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die kontaktlos wirkende Auftragsvorrichtung (14) eine Sprüh-Auftragsvorrichtung oder
eine Vorhang-Auftragsvorrichtung ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die nächstfolgende Materialbahn-Behandlungsvorrichtung eine Trockenvorrichtung (16)
ist, beispielsweise eine Infrarot- oder/und Luft-Trockenvorrichtung.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmedium binder- oder/und stärkehaltig ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (12) unmittelbar vor dem Auftragswerk (14) einen Trockengehalt von
mindestens 25 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, noch bevorzugter mindestens
58 Gew.-%, aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragswerk (14) in Laufrichtung (L) der Materialbahn (12) zwischen einer Pressenpartie
(22) und einer Trockenpartie (26) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragswerk (14) in Laufrichtung (L) der Materialbahn (12) zwischen einer, gewünschtenfalls
mit einem Glättwerk ausgestatteten, Vortrockenpartie (28) und einer Nachtrockenpartie
(30) angeordnet ist.