Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum wenigstens zweischichtigen Auftrag von Streichfarbe auf die Oberfläche einer laufenden Bahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, unter Verwendung einer Streichvorrichtung, bei der für den wenigstens zweischichtigen Auftrag von Streichfarbe wenigstens zwei in beliebigem Abstand zueinander angeordnete Vorhangstreichköpfe, die jeweils Streichfarbe nach unten an die Bahn abgeben vorgesehen sind und wobei auf einem Führungsblech, auf dem die von den vorgenannten Vorhangstreichköpfen nacheinander in Richtung einer schiefen Ebene des Führungsbleches nach unten abgegebenen jeweiligen Streichfarben unter Ausbildung einer mindestens zweischichtigen Farbschicht im Zuge ihrer Bewegung über die schiefe Ebene laminiert werden und die besagten Farbschichten in Form eines Farbvorhanges an die Oberfläche der laufenden Bahn abgegeben werden.

Bei der Herstellung einer gestrichenen Bahn, insbesondere gestrichener Papiere, wie allgemeiner Druckpapiere für den Einsatz in Katalogen und ähnlichem sowie druck-und wärmeempfindlicher Papiere, wird mit Hilfe einer Streichmaschine eine Streichfarbe bzw. Streichmasse bzw. ein Auftragsmedium auf eine als Streichrohpapier dienende Bahn aufgetragen und danach getrocknet. Die beim Streichmassenauftrag dafür verwendeten Vorrichtungen werden als Streichmaschinen bezeichnet. Die bis heute am häufigsten eingesetzten Arten von Streichmaschinen, zu denen Rakel-, Rollrakel- und Luftmesserstreichmaschinen gehören, verwenden ein Verfahren mit nachträglicher Gewichtsbestimmung basierend auf dem Auftrag einer überschüssigen Menge von Streichfarbe auf eine Bahn, der Entfernung der überschüssigen Streichfarbe durch Abstreifen mit einem Rakelelement bzw. einer Rakelklinge oder einem dünnen runden Verstreichstab oder ähnlichem oder durch Abblasen mit Luftbürste bzw. Luftmesser sowie der anschließenden Gewichtsbestimmung der Papierbahn. Zu den inhärenten Problemen beim Streichen unter Verwendung eines Verfahrens mit nachträglicher Dosierung mittels Rakelelement gehören jedoch die hohen Wartungs- und damit verbundenen sonstigen Kosten infolge beispielsweise der großen das Papier durchdringenden Streichfarbmenge, und ferner infolge des Verschleißes der Rakelelemente. Dieser Verschleiß wird beispielsweise durch den Flüssigkeitsdruck und die Druckkräfte verursacht, die beim Auftrag der Streichfarbe wirken.

In den letzten Jahren erfolgt deshalb vermehrt der Einsatz von Vorhangstreichmaschinen, bei denen ein vorhangförmiger Streichmassenfilm von einem Vorhangstreichkopf, aufweisend eine Kammer mit Sprühdüse zur Ausbildung eines Vorhangfilms von Streichfarbe, auf eine laufende Materialbahn abgegeben wird und dort eine Auftragsschicht (z.B. Deckstrich) bildet. Obwohl Vorhangstreichmaschinen seit vielen Jahren auf dem Gebiet der Fotodruckpapierherstellung verwendet werden, bleiben Vorhangstreichmaschinen in der Papierindustrie infolge des instabilen Strichs oft noch ungenutzt, was durch die Instabilität des Streichfarbvorhangs infolge von Luftzug, Blaseneinschluss sowie mangelnder mechanischer Präzision bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten bedingt ist.

Zu den charakterisierenden Merkmalen von Vorhangstreichmaschinen, gegenüber den mit nachträglicher Gewichtsbestimmung arbeitenden Streichmaschinen nach dem Stand der Technik, gehören vereinfachte Wartung durch Wegfall von Verschleißteilen wie Rakelelemente, also Klingen und runde Verstreichstäbe, einfache hochpräzise Einstellung der Auftragsmenge, verbesserte Betriebsfähigkeit und eine starke Verbesserung der Oberflächeneigenschaften in Bezug auf den Konturstrich.

Es wurden Versuche unternommen, unter Einsatz der beschriebenen Vorhangstreichtechnologie zwei oder mehr Schichten von Streichfarbe auf eine Bahn aufzubringen. FIG.4 zeigt einen Hauptteil-Querschnitt einer für diesen Zweck eingesetzten Zweischicht-Vorhangstreichmaschine. Wie in der Figur dargestellt, werden die Streichfarben ta, tb von oberhalb angeordneten Vorhangstreichköpfen a, b als Farbvorhänge ca, cb auf eine in Pfeilrichtung bewegte Bahn w ausgebracht und bilden auf der Oberfläche der Bahn w einen zweischichtigen Strich bestehend aus den Schichten sa, sb.

Beim Einsatz von Vorhangstreichmaschinen der dargestellten Art zur Herstellung von Fotofilmen oder ähnlichem, wo die Bahn w mit geringer Laufgeschwindigkeit (beispielsweise 120 m/min) bewegt wird, wird aufgrund der großen Differenz zwischen der Laufgeschwindigkeit des Films und der Fallgeschwindigkeit der Farbvorhänge ca, cb die Auftragsschicht sa gewöhnlich als erste Schicht auf der Filmoberfläche und die Auftragsschicht sb gewöhnlich als zweite Schicht auf der Oberfläche der ersten Auftragsschicht sa ausgebildet.

Bei der Anwendung dieser Vorhangstreichvorrichtung auf eine Papierbahn w besteht jedoch eine große Differenz zwischen der hohen Bahnlaufgeschwindigkeit von 300 bis 1800 m/min und der Fallgeschwindigkeit der Streichfarbvorhänge ca, cb, die etwa 180 m/min beträgt. Da in diesem Falle der Streichfarbvorhang ca auf die Oberfläche der Bahn w nass auf trocken auftrifft, ist der dazwischen liegende Reibungskoeffizient groß genug, um die gleichförmige Farbausdehnung über die Oberfläche der Bahn w zu ermöglichen, was wiederum die normale Ausbildung einer gleichförmigen fehlerfreien in erster Schicht aufgetragenen Strichschicht sa ermöglicht. Da andererseits das Auftreffen des Streichfarbvorhangs cb auf die erste Auftragsschicht nass auf nass erfolgt, ist der Reibungskoeffizient zwischen beiden klein und das führt dementsprechend mitunter zur Entstehung von Schlupf und somit, weil keine ordnungsgemäße Ausdehnung entlang der Oberfläche der ersten Auftragsschicht sa ermöglicht wird, zur Ausbildung einer in zweiter Schicht aufgetragenen anormalen Strichschicht sb mit sichtbaren Fehlern.

Für das Streichen mit zwei oder mehr Farbschichten ist neben der Vorrichtung / dem Verfahren, das aus der EP-A-1 475 162 bekannt ist, ein weiteres Verfahren bekannt. FIG. 5 zeigt den Querschnitt einer bekannten Zweischicht-Streichvorrichtung. Wie in der Figur dargestellt, werden die Streichfarben ta, tb von einem dualen Vorhangsstreichkopf c als überlappte zweischichtige Farbvorhänge ca, cb abgegeben, worauf in der gleichen Art und Weise wie in FIG. 4 eine zweischichtige Auftragsschicht sa, sb auf der Oberfläche einer laufenden Bahn w ausgebildet wird. Da in diesem Falle die Zweischicht-Farbvorhänge ca, cb auf der Bahnoberfläche w nass auf trocken auftreffen, ist der dazwischen bestehende Reibungskoeffizient groß genug, um die gleichförmige Strichausdehnung entlang der Bahnoberfläche w zu ermöglichen, was wiederum die normale Ausbildung einer gleichförmigen fehlerfreien Auftragsschicht sa, sb ermöglicht.

Gemäß der bekannten Vorrichtung ist bei unterschiedlicher Zusammensetzung der Streichfarben ta, tb die erste Schicht ca des Farbvorhangs breiter als die Bahn w, wobei die andere Schicht cb des Farbvorhangs, die schmaler ist als die Bahn w, nicht über die Bahn w hinausströmt. Da infolge dessen nur ein einschichtiger Flüssigkeitsfilm (Farbvorhang) ca über die Kante der Bahn w hinweg abströmt, kann die überströmende Farbe ta aufgefangen und zur Wiederverwendung für den Auftrag einer Strichschicht gleicher Rezeptur zur Flüssigrohstoffzuführung rückgeführt werden. Zu beachten ist, dass der Farbvorhang während des freien Falls aufgrund von Änderungen in der Oberflächenspannung in der Breite schrumpft. Aus diesem Grund kommt es beim Streichen einer Bahn w, wenn die Breite des Vorhangs gleich der oder kleiner als die Bahnbreite ist, tendenziell dazu, dass die auf die Bahnoberfläche aufgebrachte Auftragsschicht in den seitlichen Randpartien dicker ist und sich infolge dessen eine gleichförmige Dicke der Auftragsschicht schwer erzielen lässt. Entsprechend gilt, dass sich, wenn die Vorhangbreite größer ist als die Bahnbreite und somit der Vorhang über die Bahnränder hinweg abströmt, eine Auftragsschicht gleichförmiger Dicke erzeugen lässt.

Die mit der Rückgewinnung der Streichfarbe während des Streichens der Bahn w verbundenen Probleme in derbekannten Streichvorrichtung sind vernachlässigbar. Ein Problem stellt jedoch die Rückgewinnung der Farbe in der Vorbereitungsphase zur Einleitung des Betriebs der Vorrichtung dar. Das heißt, dass generell über einen kurzen Zeitraum vor Einleitung des Streichvorgangs bis zur erfolgten Ausbildung eines stabilen Farbvorhangs Streichfarbe an die Vorhangstreichköpfe geschickt und von diesen ausgebracht wird, während die Bahn sich in einem stationären Zustand befindet. In dieser Phase kommt es zu einer Vermischung der beiden Streichfarben, so dass keine Rückgewinnung möglich ist.

Es handelt sich hierbei um einen sogenannten Schlingerversatz (Snaking) der Bahn bzw. einer Karton- oder Papierbahn. Wird also eine Papierbahn, die von einer mit einem Abroller verbundenen Wickelrolle abgewickelt wird, unmittelbar nach dem Abrollen gestrichen, so ist das Schlingerproblem der Bahn im Wesentlichen vernachlässigbar. Erfolgt jedoch das Streichen einer von einer Wickelrolle abgewickelten Bahn mit einem Streichgang und nachfolgender Trocknung sowie einem weiteren zusätzlichen Streichgang mit erneuter nachfolgender Trocknung, so wird, da die gestrichene Oberfläche vor der Trocknung nicht mit einem Festkörper in Berührung gebracht werden darf, ein Lufttrockner in aufgehängtem Zustand über das Papier geführt und bläst zu dessen Trocknung Heißluft darüber, was dazu führt, dass das Papier bis zum Zeitpunkt des zweiten Strichs in der fortgesetzten Bewegung einen Seitenversatz um ganze 30 mm erfährt. Dementsprechend ist die Möglichkeit groß, dass bei Auftreten dieses Problems die Bahn auf ihrem Weg durch die Papiermaschine an den Rändern ungestrichen bleibt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung derart gelöst, dass die Vorhangstreichköpfe seitlich zur Bahn verschiebbar sind, wobei die Breite der von einem der Vorhangstreichköpfe abgegebenen Streichfarbe größer ist als die Bahnbreite, die Breite der vom anderen Vorhangstreichkopf abgegebenen Streichfarbe kleiner ist als die Bahnbreite und ein Versatz-Sensor zur Erkennung des Schlingerversatzes der Bahn vorgesehen ist. Dadurch wird die Position der beiden Vorhangstreichköpfe in seitlicher Richtung durch vom Versatz-Sensor gelieferte Signale so gesteuert, dass sie dem Schlingerversatz der Bahn entspricht.

Damit kann zwischen den Farbvorhängen und der Bahn in seitlicher Richtung eine feste relative Position aufrechterhalten werden und es ist dementsprechend nicht möglich, dass die Seitenränder des durch die Maschine geführten Bahn bzw. des Papiers ungestrichen bleiben. In Anbetracht der Tatsache, dass die getrennt vorgesehenen mehreren Vorhangstreichköpfe Farbrückgewinnungsmittel zur Aufnahme und unabhängigen Rückführung sämtlicher von den Vorhangstreichköpfen abgegebener Streichfarbe aufweisen, kann problemlos vor und nach dem Streichen die Streichfarbe zurückgewonnen und das System mit Wasser gespült werden.

Zu den vorteilhaften Auswirkungen der Streichvorrichtung und des Streichverfahrens der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, gehören beispielsweise die Ermöglichung eines problemlosen Strichs auch bei schlingerbedingtem Papierversatz und ferner die Ermöglichung problemloser Farbrückgewinnung und Systemspülung mit Wasser vor und nach dem Streichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben werden.

Es zeigen:

FIG. 1

eine Seitenansicht der Vorhand-Streichvorrichtung der vorliegenden Erfindung;

FIG. 2

eine Draufsicht der Streichvorrichtung der vorliegenden Erfindung;

FIG.3

eine Teilseitenansicht der Streichvorrichtung der vorliegenden Erfindung: (A) illustriert den Zustand der Vorrichtung während des Streichvorgangs und (B) illustriert den Zustand der Vorrichtung während der Streichvorbereitung;

FIG. 4

ein Hauptteil-Querschnitt der Zweischicht-Vorhangstreichmaschine nach dem Stand der Technik;

FIG.5

ein Querschnitt der Zweischicht-Vorhangstreichmaschine nach dem Stand der Technik;

Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Streichvorrichtung um eine Streichvorrichtung 1 für den im Beispiel vorgesehenen zweischichtigen Auftrag von Streichfarben auf eine fortbewegte, d.h. laufende Bahn w. Die Vorrichtung 1 beinhaltet hier also zwei in beliebigem Abstand zueinander angeordnete Vorhangstreichköpfe 1a, 1b für die nach unten gerichtete Abgabe von entsprechenden Streichfarben. Das Symbol 2 bezieht sich auf ein Führungsblech, auf dem die von den beiden vorgenannten Vorhangstreichköpfen 1a, 1b nach unten in Richtung einer schiefen Ebene 2a nacheinander ausgebrachten Streichfarben so laminiert werden, dass sie im Zuge ihrer Bewegung über die schiefe Ebene 2a in entsprechender Reihenfolge eine mehr- oder hier zweischichtige Farbschicht ausbilden. Zur Abführung der besagten Farbschicht als Farbvorhänge ca, cb dient eine am unteren Ende der besagten schiefen Ebene 2a befindliche nach unten zeigende Vorhangführung 2b. Diese Vorhangführung leitet den Vorhang hinunter auf die Oberfläche der Bahn w, wo sich eine gleichmäßige laminierte Auftragsschicht sa, resultierend vom Vorhang ca, und eine obere Auftragsschicht sb, resultierend vom Vorhang cb ausbildet.

Der Farbvorhang ca ist dabei breiter als die Bahn w und, wie in FIG. 3(A) zu sehen, wird der beidseits über die Bahn w hinausströmende Abschnitt des Farbvorhangs ca in einer Farbwanne 3 aufgefangen. Wie in FIG. 3(B) dargestellt, beinhaltet die Vorrichtung ein Mittel zur Rückgewinnung der Streichfarbe, um vor dem Streichen der Bahn sämtliche von den Vorhangstreichköpfen 1a, 1 b abgegebene Farbe unabhängig aufzufangen und rückzuführen. Das Farbrückgewinnungsmittel beinhaltend eine Farbwanne 4a, die breiter als die vom Vorhangstreichkopf 1a abgegebene Farbe ist und für die Rückgewinnung der gesamten vom Vorhangstreichkopf 1a abgegebenen Farb- und Wassermenge bestimmt ist, und eine Farbwanne 4b, die breiter als die vom Vorhangstreichkopf 1b abgegebene Farbe und für die Rückgewinnung der gesamten vom Vorhangstreichkopf 1a abgegebenen Farb- und Wassermenge bestimmt ist, führt unter Verwendung einer in den Figuren nicht dargestellten Pumpe die gesamte in den Farbwannen 4a, 4b aufgefangene Farbe an die entsprechenden Rohstoffzuführungssysteme zurück. Zu erwähnen ist, dass in FIG. 3(B) lediglich das Führungsblech 2 bewegt wird.

Die Vorhangstreichköpfe 1a, 1b sind in seitlicher Richtung der Bahn w verschiebbar. Das heißt, dass die Vorhangstreichköpfe 1a, 1b ein Schiebeteil 5 aufweisen. Das Schiebeteil 5, welches eine Schiene 5a und ein in die Schiene 5a eingreifendes Anhängeteil 5b beinhaltet, wird von einem Stellglied 8 angetrieben. Das Stellglied 8 kann ein Hydraulikzylinder oder ein Servozylinder sein. Die Breite der vom Vorhangstreichkopf 1a abgegebenen Farbe ist größer als die Breite der Bahn w und die Breite der vom Vorhangstreichkopf 1b abgegebenen Farbe ist kleiner als die Breite der Bahn w. Das Symbol 6 bezeichnet einen Versatz-Sensor für die Erkennung des Schlingerversatzes der Bahn w. Der Versatz-Sensor 6 kann beispielsweise eine Vorrichtung zur Erkennung der Position einer Bahnkante mithilfe einer CCD-Kamera darstellen.

Der Versatz-Sensor 6 sendet Signale an ein Steuergerät 7 und dieses sendet Steuersignale an die Stellglieder 8, 8a, 8b der Vorhangstreichköpfe 1a, 1b, um die Position der Vorhangstreichköpfe 1a, 1 b in seitlicher Richtung so zu ändern, dass sie dem Schlingerversatz der Bahn entsprechen.

In FIG. 2 zeigt die durchgehende Linie die mittlere Position der Bahn w und die gestrichelte Linie zeigt deren Schlingerlage, während x den Abstand zwischen der mittleren Position und der versetzten Position bezeichnet. Darüber hinaus werden die mittleren Positionen der Vorhangstreichköpfe 1a, 1b mit durchgehenden Linien dargestellt und der Zustand nach der mittels der Stellglieder 8a, 8b vorgenommenen Bewegung wird von den gestrichelten Linien angezeigt. Die Größe dieser Bewegung (Verstellweg) entspricht x.

Es folgt eine Beschreibung der Verfahrensweise dieser Ausführungsform. In Anbetracht der Tatsache, dass die Vorhangstreichköpfe 1a, 1b seitlich zur Bahn verschiebbar sind und ihre Position in seitlicher Richtung zur Bahn w über von einem Versatz-Sensor 6 kommende Signale so gesteuert wird, dass sie dem Schlingerversatz der Bahn w entspricht, kann zwischen den Farbvorhängen ca, cb und der Bahn w in seitlicher Richtung eine feste relative Position konstant aufrechterhalten werden und es ist dementsprechend nicht möglich, dass die Seitenränder der durch die Maschine geführten Bahn bzw. das Papier ungestrichen bleiben. In Anbetracht der Tatsache, dass die beiden getrennt vorgesehenen Vorhangstreichköpfe 1a, 1b Farbrückgewinnungsmittel 4a, 4b zur Aufnahme und unabhängigen Rückführung sämtlicher von den Vorhangstreichköpfen 1a, 1b abgegebener Streichfarbe aufweisen, kann problemlos vor und nach dem Streichen die Streichfarbe zurückgewonnen und das System mit Wasser gespült werden. Dadurch dass die Breite der vom Vorhangstreichkopf 1a abgegebenen Farbe größer als die Bahnbreite und die Breite der vom Vorhangstreichkopf 1 b abgegebenen Farbe kleiner als die Bahnbreite ist, wodurch deren Farbe sämtlich auf der Bahn w bleibt, kann selbst dann, wenn die beiden Vorhangstreichköpfe getrennte Farben einsetzen, die Farbe problemlos rückgewonnen werden, ohne dass zwischen dem Farbvorhang cb und den über die beiden Ränder der Bahn w hinausströmenden Abschnitten des Farbvorhangs ca eine Vermischung erfolgt.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und entsprechend können innerhalb des Wesens der vorliegenden Erfindung eine Reihe von Änderungen an ihr vorgenommen werden. Beispielsweise wird zwar oben die Verwendung einer CCD-Kamera als Versatz-Sensor beschrieben, aber es können andere Messfühlerarten wie ein Sensor mit fotoelektrischer Zelle eingesetzt werden.

1

Streichvorrichtung

1 a

Vorhangstreichkopf

1 b

Vorhangstreichkopf

2

Führungsblech

2a

schiefe Ebene

2b

Vorhangführung

3

Farbwanne

4a

Farbrückgewinnungsmittel (Farbwanne)

4b

Farbrückgewinnungsmittel (Farbwanne)

5

Schiebeteil

5a

Schiene

5b

Anhängeteil

6

Schlingerversatz-Sensor

7

Steuergerät

8

Stellglied

8a

Stellglied

8b

Stellglied

ca

Farbvorhang

cb

Farbvorhang

w

Bahn (Papier)

x

Abstand