APPARATUS AND PROCESS FOR COATING MOVING WEBS OF E.G. PAPER OR BOARD

Abstract: 1. Apparatus for coating travelling webs (1), for instance of paper or cardbord, by means of which an excess of coating material is removed by a stationary scraper (5), said scraper having a curved entry flank (7) on the entry side, said entry flank (7) having a sharp-edged end (6) which can be pressed with a predetermined pressure on the coated side against a supporting roll (2) which supports the travelling web (1) on the non-coated side an which has an elastic surface, and the scraper (5) being pivotable about an axis (D) extending parallel to the central axis (B) of the support roll (2), characterized in that the inherently rigid scraper (5) is designed as a sector of a roll, the entry flank (7) has a radius of curvature of from 50-200 mm and the sharp-edged end (6) of the scraper (5) can be pressed against the web in a line which lies in a plane defined by the central axis (B) of the support roll (2) and the pivot axis (D) of the scraper (5).

Description: Verfahren zum Beschichten von Bahnen aus Papier oder Karton und Vorrichtung zum Einstellen des Nassauftragsgewichtes. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Papier oder Kartonbahnen mit üblichen Pigmentdispersionen, insbesondere das Einstellen des Nassauftragsgewichtes des Beschichtungsmaterials und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Um die Bedruckbarkeit von Papieroberflächen zu verbessern und den speziellen Druckverfahren anzupassen, werden derartige Papieroberflächen mit Pigment/Bindemitteldispersionen beschichtet. Je nach Verwendungszweck liegen die Trockenauftragsgewichte zwischen 5 und 35 g/m2, Die Beschichtungen erfolgen üblicherweise aus wässriger Dispersion mit unterschiedlichen Gehalten an Trockensubstanz, so dass die Nassauftragsgewichte erheblich höher liegen. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, zunächst einen Überschuss an Besdhich- tungsmaterial auf die laufende Materialbahn aufzubringen und diesen anschliessend mittels Dosiereinrichtungen wieder von der Oberfläche zu entfernen, wobei gleichzeitig eine Glättung der Beschichtungsoberfläche angestrebt wird. Zu den bekannten Dosiereinrichtungen gehören Walzenauftragswerke in Verbindung mit Dosierwalzen, sogenannte Reserve-Rollcoater, Rollschaberdosiereinrichtungen, auch Rakel genannt, und Glättschabereinrichtungen, bekannter unter der Kurzbezeichnung Blade. Beim Dosiervorgang wird die beschichtete Materialbahn von einer Stützeinrichtung, beispielsweise einer Walze getragen und von dem Dosieraggregat, z.B. Blade oder Rakel, ein Druck auf die Bahn ausgeübt, der der Beschichtungsmasse entgegenwirkt. So beschreibt die DE-AS 10 71 039 eine Vorrichtung zum Regulieren des Auftragsgewichtes, bei der die Bahn auf der unbeschichteten Seite von einer als Streichtrommel bezeichneten Stützwalze getragen wird, während ein auf der beschichteten Seite angeordnetes Rakelmesser zum Einstellen des Auftragsgewichtes vorgesehen ist. Dieses Rakelmesser ist auf einer drehbar gelagerten Welle angeordnet und kann mit wählbarem Anpressdruck an die laufende Bahn angedrückt werden. Aus der DE-PS 486 149 ist eine Vorrichtung mit einem Abstreifmesser bekannt, bei dem die wirksame Kante des Messers abgerundet ist. US-PS 2 051 403 offenbart eine Streicheinrichtung, bei der das Wesentliche in der Ausbildung des Abstreifers besteht. Dieser in besonderer Form ausgebildete Abstreifer weist im Verlaufe seiner Krümmung zwei unterschiedliche Radien auf,wobei das Ende der Einlaufflanke keine scharfe Kante sein soll, da eine solche zu einer fehlerhaften Oberfläche und unbefriedigenden Ergebnissen führt. Je nach Druckhöhe und Stellung der Dosiereinrichtung zur Oberfläche der beschichteten Materialbahn verbleibt eine mehr oder weniger starke Schicht auf der Warenbahn. Das gleiche gilt im Prinzip auch für die bekannten Walzenauftrags- und Dosiersysteme. In diesem Falle hängt die Auftragsstärke vom Walzendurchmesser, der Härte der Walzenoberfläche und der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen ab. Bladeklinge und Rakelstab sind, für sich betrachtet, keine ausreichend stabilen Werkzeuge und bedürfen Halterungen und Führungen, die ihnen die erforderliche Gradlinigkeit, Verbiegungsfestigkeit und Resistenz gegenüber dem Gegendruck der Beschichtungsmasse verleihen. Besonders hohe Anforderungen bestehen an die Aus führungen derartiger Halterungen. Bei den heute üblichen Bahnbreiten von mehreren Metern und Bahngeschwindigkeiten bis zu 1200 m pro Minute können die Anforderungen nur bis zu einem gewissen Grade durch entsprechend konstruktive Gestaltungen erfüllt werden. Das hat zur Folge, dass die bekannten Dosiereinrichtungen insbesondere dann nicht befriedigen, wenn zur Erzielung höherer Auftrags gewichte nur geringe Drücke der Beschichtungsstrom entgegengebracht werden dürfen. Schon geringe Abweichungen in der Gradlinigkeit, durch Fertigungstoleranzen oder durch andere Ursachen bedingt, führen zu erheblichen Schwankungen der Auftragsmengen quer zur Bahn nach der Dosierung. Man hat versucht, die Gradlinigkeit durch Unterstützung zum Beispiel der Bladeklinge mit Hilfe von Druckschläuchen zu verbessern. Die Ergebnisse sind, insbesondere bei grösseren Bahnbreiten, unbefriedigend. Bei den Walzeneinrichtungen können die verwendeten Walzen mit der erforderlichen Genauigkeit auch bei grossen Breiten eingestellt werden, die damit erzielten Oberflächenqualitäten entsprechen jedoch häufig nicht den Anforderungen, weil durch die Walze nach Durchlaufen der Zone mit dem höchsten Druck noch eine Nachberührung der Schicht oberfläche unvermeidbar ist. Dies bedingt eine Spaltung der Beschichtung mit mehr oder weniger starken Einbussen an Oberflächenglätte. Je nach Rakeldurchmesser tritt dieser Effekt auch bei diesen Dosiereinrichtungen auf. Demgegenüber weisen die Bladeklingen eine die Streichzone begrenzende scharfe Kante auf und vermeiden so die Nachberührung. Je nach Auftragsgewicht, Bahngeschwindigkeit und Fliessverhalten der Beschichtungsmassen hat sich die eine oder die andere der bekannten Dosiereinrichtungen als besser geeignet erwiesen. In der Praxis haben sich Walzendosierungen bei höheren Strichgewichten besser bewährt, während bei niedrigen Strichgewichten und hohen Bahngeschwindigkeiten Glättschabereinrichtungen bevorzugt verwendet werden. Mit der Entscheidung über die Installation eines bestimmten Auftrags- und Dosiersystems einer Beschichtungsanlage wurde damit indirekt auch über die optimal herstellbare Produktpalette entschieden. Mit zunehmender Anlagengrösse und damit verbundenen höheren Investitionskosten und dem Einbau der Be schichtungseinrichtungen in Papiererzeugungsanlagen erwies sich diese Festlegung als nachteilhaft, weil die von den Abnehmern der beschichteten Papiere geforderte ständige Produktanpassung und die dazu notwendige Flexibilität mit Einzweckaggregaten nicht zu verwirklichen sind. Die zur Zeit möglichen und üblichen Beschichtungsanlagen können Arbeitsbreiten bis zu 6000 mm aufweisen. Die Arbeitsgeschwindigkeiten und die Auftragsgewichte sind stark von den Sorten und den gewünschten Eigenschaften abhängig; sie betragen beispielsweise für LWC-Papier (LWC ist abgeleitet von light weight coated) bis zu 1200 m/Min. mit Auftragsgewichten bis zu 10 g/m2 und Seite; für Karton beispielsweise bis 250 m pro Minute mit Auftragsgewichten von etwa 30 g/qm je Seite und für sogenannte Kunstdruckpapiere bis 600 m pro Minute mit Auftrags gewichten von etwa 25 g/qm. Es bestand somit ein dringendes Bedürfnis bei derartigen Anlagen nach Dosiereinrichtungen für Bahnbeschichtungen, mit denen ohne Umrüsten sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten geringe und grössere Auftragsgewichte zu erzielen sind, ohne dass Qualitätseinbussen bei den Oberflächeneigenschaften auftreten. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Einstellen von Auftrags gewichten bei Bahnbeschichtungen zur Verfügung zu stellen und ein Verfahren aufzuzeigen, bei dem Papierbahnen mit üblichen Pigmentdispersionen beschichtet werden, wobei durch unterschiedliche Betriebsweisen sowohl niedrige als auch hohe Nassauftragsgewichte mit sehr guten Oberflächenqualitäten erreicht werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beschichten von laufenden Bahnen aus Papier oder Karton mit üblichen Pigmentdispersionen, bei dem zunächst ein Überschuss an Beschichtungsmaterial auf die Bahn aufgebracht und anschliessend der Überschuss mit einem Abstreifer entfernt wird, oder bei dem der Abstreifer gleichzeitig als Auftragseinrichtung dient, wobei die Einstellung des Nassauftragsgewichtes mittels des Abstreifers dadurch erfolgt, dass man das scharf kantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers an den in der aus Mittelachse der Stützwalze und der Drehachse des Abstreifers gebildeten Ebene liegenden Punkt an die Oberfläche der Beschichtung anpresst. Das Kennzeichnende besteht darin, dass man durch Erhöhung des Anpressdruckes den entgegengerichteten hE rodynamischen Druck des Beschichtungsmaterials überwindet und in der Presszone die elastische Oberfläche der Stützwalze eindrückt und entweder die Presszone verlängert, indem man den Abstreifer um seine Drehachse (D) schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers 0,5 - 5,0 mm aus der Ebene, die Mittelachse (B) der Stützwalze und der Drehachse (D) des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite entfernt wird oder den Winkel des Einlaufspaltes zwischen Stützwalze und Einlaufflanke des Abstreifers vergrössert, indem man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers 0,5 - 100 mm aus der Ebene, die Mittelachse (B) der Stützwalze und der Drehachse (D) des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt zugewandten Seite entfernt wird. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere zur Einstellung des Nassauftragsgewichtes der Beschichtungsmassen auf in laufender Bahn geführtem Material mit einer die laufende Bahn auf der unbeschichteten Seite stützenden Walze und einem Abstreifer, der in Richtung auf die Walze verstellbar und mit vorwählbarem Druck an die beschichtete Seite der Materialbahn anpressbar und um eine parallel zur Mittelachse (B) der Stützwalze verlaufenden Achse (D) schwenkbar ist. Das Kennzeichnende der Vorrichtung besteht darin, dass der Abstreifer, der sich während der Beschichtung in an sich bekannter Weise in Ruhe befindet, in sich starr ausgebildet ist, die Einlaufseite des Abstreifers eine gekrümmte Einlaufflanke mit einem Krümmungsradius von 50 - 200 m aufweist, die Einlaufflanke an ihrem an die Warenbahn anliegenden, eine Presszone bildenden Ende scharfkantig ausgebildet ist und die Stützwalze in an sich bekannter Weise eine elastische Oberfläche aufweist. Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Schnittzeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt im Schnitt schematisch eine Ausführungsform einer Dosiereinrichtung mit einer Bahnbeschichtungsanlage. Fig. 2 zeigt schematisch eine andere mögliche Anordnung von Auftrags- und Dosiervorrichtung. Fig. 3 zeigt eine besondere Ausführungsform des Abstreifers. Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsweise des Abstreifers. Fig. 5 zeigt eine Ausführung, bei der mehrere Abstreifer auf einem zylindzrischen Walzenkörper angeordnet sind bzw. mehrere als Walzensektoren ausgebildete Abstreifer konstruktiv zu einer Einheit vereinigt sind. Figur 1: Eine Materialbahn, beispielsweise eine Papier- oder Kartonbahn 1, wird über eine Umlenkwalze 3 an die Stützwalze2 herangeführt, umschlingt diese und wird über eine weitere Umlenkwalze 3 wieder abgeführt und gelangt in anschliessende Teile der Beschichtungsanlage, beispielsweise einen nicht gezeigten Trockner. Mit Hilfe eines üblichen und bekannten Auftragswerkes 4 wird ein Überschuss an Beschichtungsmasse auf die Bahn aufgebracht und in der Presszone, gebildet von der Stützwalze 2 und dem Abstreifer 5, von der Bahn 1 entfernt und gelangt in eine nicht gezeigte Auffangwanne. Auf der Bahnl verbleibt hinter dem Abstreifer 5 die eingestellte Beschichtungsstärke 8. Der Achsabstand der parallelen Achsen, der Mittelachse B, der Stützwalze 2 und der Dreh- oder Schwenkachse D des Abstreifers 5 ist sehr exakt und reproduzierbar einstellbar. Bei der wiedergegebenen Anordnung von Stützwalze und Abstreifer liegen deren Achsen B und D in einer horizontalen Ebene. Dies ist nicht zwingend erforderlich; es sind auch Anordnungen möglich, bei denen die Ebene zwischen den Achsen von der Horizontale abweicht und mehr oder weniger geneigt ist. Dabei kann sowohl die Stützwalze als auch der Abstreifer das jeweils höher liegende Anlagenteil sein. Der Neigungswinkel der Ebene kann bis zu 900 betragen. Aus baulichen Gründen sind jedoch Winkel bis 450 bevorzugt. Die Stützwalze 2, der Abstreifer 5 und das nur beispielhaft und schematisch wiedergegebene Auftragswerk 4 sind in einer stabilen Stuhlung untergebracht, die die erforderlichen Antriebseinrichtungen für das Auftragswerk 4 und die Stützwalze 2 enthalten. über die beidseitigen Lagerungen des Abstreifers 5 in der Stuhlung ist der Abstand zwischen den Achsen B und D einstellbar. D#ch Verringerung dieses Abstandes kann mittels des Abstreifers 5 ein Druck in Richtung auf die Mittelachse B der Stützwalze 2 ausgeübt und eine Presszone zwischen der elastischen Oberfläche der Stützwalze 2 und dem Abstreifer 5 gebildet werden. Die beschichtete Bahn durchläuft diese Presszone, in der die Auftragsstärke eingestellt wird. Der Abstreifer 5 ist um seine Achse D schwenkbar, so dass sowohl das scharfkantige Ende der Einlaufflanke 6 als auch beliebige Stellen der gekrümmten Einlaufflanke 7 des Abstreifers 5 zur Bildung der Presszone in Kontakt mit der Oberfläche der beschichteten Bahn gebracht werden können. Die zur exakten und reproduzierbaren Einstellung des Abstreifers 5 erforderlichen Einrichtungen sind in oder an der Stuhlung untergebracht. Der gewünschte Anpressdruck an die Stützwalze wird über die beidseitigen Enden des Abstreifers 5 mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch erzeugt werden. Derartige Einrichtungen sind bekannt. In der Praxis haben sich pneumatische Anlagen besser bewährt als mechanische oder hydraulische, sie sind deshalb bevorzugt bei der Anwendung in der erfindungsgemässen Vorrichtung. Figur 2: Bei dieser von Fig. 1 abweichenden Anordnung wird die Materialbahn über eine Umlenkwalze 3 an die Stützwalze 2 herangeführt, umschlingt diese und wird über eine zweite Stützwalze 3 abgeführt. Anstelle eines separaten Auftragswerkes bildet hier der Abstreifer 5 in Kombination mit dem Trog 9 und der Warenbahn 1 die Auftragsstation, in der gleichzeitig mittels des Abstreifers 5 auch die Regulierung der Auftragsstärke des Beschichtungsmaterials erfolgt. Nach Passieren der Presszone zwischen dem Abstreifer 5 und der Stützwalze 2 ist auf der Bahn nur die eingestellte Auftragsstärke vorhanden. Figur 3: An sich ist die Form des Abstreifers frei wählbar, erforderlich ist nur ein solcher Querschnitt, der auch bei Arbeitsbreiten von 3000 - 5000 mm einen in sich starren Abstreifer ergibt und der eine gekrümmte Einlaufflanke mit einem scharfkantigen Ende und eine Drehachse aufweist. Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausbildungsform des Abstreifers5 als Sektor einer Walze mit der Drehachse D, der gekrümmten Einlaufflanke 7 und dem scharfkantigen Ende 6. Der Krümmungsradius der Einlaufflanke 7 kann zwischen 30 und 500 mm betragen. Bevorzugt werden Radien von 50 bis 200 mm. Ganz besonders bewährt haben sich Radien von 75 und 130 mm. Bei einer nicht gezeigten besonderen Ausführungsform des Abstreifers 5 wird das scharfkantige Ende 6 der Einlaufflanke 7 mit Hilfe einer auswechselbaren Hartmetallschiene gebildet. In diesem Falle ist die eine Seite der Schiene entsprechend dem Krümmungsradius der Einlaufflanke angeschliffen, um Diskontinuitäten in der Einlaufflanke zu vermeiden. Bewährt haben sich 10 mm dicke Schienen aus Edelstahl, es können jedoch auch andere korrosionbeständige Materialien verwendet werden, wenn sie ausreichend hart und abrasionsfest sind, beispielsweise entsprechende Kunststoffe. Figur 4: Diese Ausführungsform bietet bei grösseren Arbeitsbreiten den Vorzug, die Stabilität des in sich starren Abstreifers noch zu verbessern. Der Abstreifer 5 weist bei dieser erfindungsgemässen Ausführungsform auf der der Einlaufflanke 7 abgewandten Seite eine zylindrische Stützfläche 10 auf, deren Mittelachse konzentrisch mit der Schwenkachse D angeordnet ist. An dieser Stützfläche 10 liegt ein Stützkörper 11 an, der an sich beliebig ausgebildet sein kann,wenn er eine Auflagelinie oder eine Auflagefläche für die Stützfläche 10 aufweist und die Abstützfunktion erfüllt. Der Stützkörper 11 ist an seinen Enden in der Stuhlung befestigt und so einstellbar, dass er die Stabilität des in sich starren Abstreifers 5 verbessert und die Erhaltung eines absolut gleichmässigen Anpressdruckes über die gesamte Arbeitsbreite auch bei sehr breiten Anlagen ermöglicht. Figur 5: Diese Ausfübrungsform > bei der mehrere Abstreifer 5 zu einer Einheit vereinigt sind, bietet den Vorteil, dass die einzelnen Abstreifer 5 nicht nur gleiche, sondern auch unterschiedlich gekrümmte Einlaufflanken 7 aufweisen können. Auf einem zylindrischen rper 12, beispielsweise einem Walzenkörper, sind mehrere Abstreifer 5 angeordnet. Vorteilhaft sind diese Abstreifer gleichmässig über die Oberfläche des Walzenkörpers verteilt. Symetrische Anordnungen sind bevorzugt, jedoch nicht Bedingung. Der Radius des Walzenkörpers wird zweckmässigerweise so gross gewählt, dass er mit dem grössten gewünschten Krürnimungsradius der Einlaufflanken 7 identisch ist. Dadurch bildet ein Teil der Walzenkörperoberfläche die Einlaufflanke 7 eines oder mehrerer Abstreifer 5. Die scharfkantigen Enden der Einlaufflanken 6 aller auf dem Walzenkörper 12 angecrdneten Abstreifer 5 haben gleichen Abstand von der Drehachse D des Walzenkörpers. Erwünschte kleinere Krümmungsraeien eines Teiles der Abstreifer 5 werden durch entsprecher°-ies Ausarbeiten der Einlaufflanken 7 hergestellt, ohne daS dabei der Abstand der Kanten 6 von der Walzenmitte verändert werden muss. Durch Schwenken um die Drehachse D lässt sich jeweils der benötigte Abstreifer 5 mit seinem scharfkantigen Ende 6 in die Arbeitsposition gegenüber der Stützwalze bringen. Diese Ausführungsform ermöglicht es, ohne grössere Betriebsunterbrechungen, durch einfaches Schwenken des Walzenkbrpers um seine Drehachse D den Abstreifer 5 auszuwechseln. Ein solcher Wechsel kann zum Beispiel erforderlich sein, wenn das scharfkantige Ende 6 der gekrümmten Einlaufflanke 7 defekt oder verschmutzt ist. Es kann aber auch bei Produktwechsel zur Veränderung des Auftragsgewichtes ein anderer Krümmungsradius der Einlaufflanke7 des Abstreifers erforderlich sein. Bei dem eben beschriebenen Aufbau einer Einheit mit mehreren Abstreifern 5 ist in diesem Falle kein Umbau erforderlich, es genügt ein Schwenken des Walzenkörpers, um den benötigten Abstreifer 5 in die Arbeitsposition zu bringen. Die bei dieser Ausführungsform verwendeten Krümmungsradien der Einlaufflanken sind die gleichen wie bei Ausbildung der Abstreifer als Walzensektoren und liegen zwischen 30 und 500 mm. Der Radius der nicht in Fig. 5, sondern in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Stützwalze 2 beträgt je nach Arbeitsbreite 150 - 500 mm, wobei in der Regel grössere Arbeitsbreiten grössere Radien erfordern, um Durchbiegungen zu vermeiden. Die Stützwalze weist auf einem harten Kern einen elastischen Belag auf. Dafür geeignet sind synthetische Kautschuktypen oder synthetische Polymere mit der notwendigen Elastizität. Die Oberflächenhärte der Stützwalze kann nach verschiedenen Messmethoden bestimmt werden. Gebräuchlich sind Plastometer nach Pusey und Jones (P+J Einheiten, gemessen mit der 1/8"-Kugel) oder Shore-Härtemessgeräte (Shore A, gemessen mit Kegelstumpf). Die Oberflächenhärte der Stützwalze soll zwischen 74 und 311 Einheiten Shore A (= 60 - 197 P+J) liegen. Bevorzugt werden 56 - 41 Shore A (= 108 - 160 P+J). Ganz besonders bevorzugt sind 50 - 44 Shore A (= 127 - 149P+J). Die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens, bei denen der Abstreifer um seine Drehachse geschwenkt wird, ermöglichen die Einstellung des Auftragsgewichtes in einem besonders grossen Bereich. Für ein hohes Auftragsgewicht sind ein möglichst flacher Einlaufspalt und eine Verlängerung der Presszone zwischen Abstreifer und Stützwalze erforderlich. Um dies zu erreichen wird die Kante des Abstreifers nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite auf der Ebene, die Mittelachse B der Stützwalze und Drehachse D des Abstreifers bilden, entfernt. Dazu erfolgt das Schwenken des Abstreifers so, dass die Kante nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite aus der Ebene entfernt wird. Es ist nur ein geringer Abstand, bis etwa 5 mm, ohne Einbussen an Qualität der Strichoberfläche möglich. Bei stärkerem Drehen des Abstreifers in der genannten Richtung tritt das bei Walzendosierung vorhandene, erfindungsgemäss zu vermeidende Nachberühren der Abstreiferoberfläche mit der feuchten Strichoberfläche ein. Die dabei zwangsläufig auftretenden Ablöseerscheinungen erzeugen in der Strichoberfläche Rillen und es entsteht eine grobwolkige Durchsicht der Beschichtung. Bei der erfindungsgemässen Verfahrens führung werden bei vorgegebenem Krümmungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers die höchsten Nassauftragsgewichte erreicht. Das Auftragsgewicht ist aber auch noch vom Anpressdruck des Abstreifers, den Eigenschaften des zu beschichtenden Materials, beispielsweise dem Rohpapier, von den Eigenschaften der Beschichtungsmasse und der Naschinengeschwindigkeit abhängig. Für ein möglichst niedriges Auftragsgewicht sind ein steiler Einlaufspalt und eine kurze Presszone erforderlich. Um dies zu erreichen, wird der Abstreifer um seine Achse gedreht und die Kante, d.h. das scharfkantige Ende der Einlauffl#ke, aus der Ebene der Achsen von Stützwalze und Abstreifer nach der dem Einlaufspalt zugewandten Seite entfernt. Der Abstand der Kante von der Ebene kann 0,5 - 100 mm betragen. Im Normalfall reichen aber bei vorgegebenem Krümmungsradius und konstantem Anpressdruck des Abstreifers beispielsweise etwa 50 mm aus,um das Auftragsgewicht von 30 g/m2 und Seite auf 7 g/m2 und auch weniger zu erniedrigen. Von Einfluss ist dabei auch die Oberflächenhärte der Stützwalze. Bei härteren Oberflächen mit entsprechend geringer Einpresstiefe des Abstreifers entsteht eine kärzere Presszone, so dass der für eine bestimmte Gewichtsreduzierung erforderliche Abstand der Kante von der Ebene kleiner ist als bei weicheren Stützwalzenoberflächen. Neben dem Anpressdruck wird die Hauptwirkung durch Vergrösserung des Einlaufwinkels des Dosierspaltes erzielt. Je grösser der Winkel, d.h. je steiler der Abstreifer angreift, desto geringer ist bei sonst unveränderten Parametern das Auftragsgewicht. Neben den Verfahrensparametern kann der Winkel durch entsprechende Wahl des Krümmungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers und auch durch eine Anordnung von Stützwalze und Abstreifer,bei der die Achsen in einer schiefen Ebene liegen, beeinflusst werden. Diese Einflussmöglichkeiten werden jedoch beim Bau der Anlage ausgeschöpft und sind dann nicht mehr beliebig variabel. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der mehrere Abstreifer auf einem zylindrischen Körper angeordnet sind,erweist sich diesbezüglich als besonders vorteilhaft, weil dabei mehrere unterschiedliche Krümmungsradien ohne grösseres Umrüsten zur Verfügung stehen. Das erfindungsgemässe Verfahren wird an dem folgenden Beispiel näher beschrieben: Ein sogenanntes Streichrohpapier mit einem Flächengewicht von 75 g/m2 soll A) mit 7 g/m2 bzw. B) mit 25 g/m2 einer Beschich tungsmassse folgender Zusammensetzung beschichtet werden: 100 Tl. Pigment (Clay, Kreide, Satinweiss) 10 Tl. Bindemittel, z.B. carboxylierter Styrol-butadienlatex mit 50 % TS. 4 Tl. lösliches Bindemittel, z.B. Casein 1 Tl. Alkalilauge, z.B. 25%ige NaOH 74 Tl. Wasser Die Streichfarbe enthält ferner die erforderlichen Anteile an Dispergierhilfsmittel, Entschäumer und weiteren üblichen Zusätzen. n Die Beschichtungsanlage hat die Fig. 1 wiedergegebene Anordnung. Die Bahnbreite beträgt 315 cm. Als Abstreifer wird die Ausbildung gemäss Fig. 5 verwendet, wobei fl Abstreifer gleichen Krümmungsradius (150 mm) auf dem Walzenkörper angeordnet sind. Die Stützwalze hat einen Durchmeeser von 800 mm, die Oberflächenhärte beträgt 46 Shore A (140 T + J Einheiten). Bei einer Bahngeschwindigkeit von 500 m/Min. wird zunächst mittels einer üblichen Tauchwalze ein Überschuss an Beschichtungsmaterial aufgebracht und durch den Abstreifer wieder entfernt. Dazu wird das scharfkantige Ende des Abstreifers an die beschichtete Bahnoberfläche so stark ange resst, dass der sich aufbauende hydrodynamische Druck des Ber:hichtungsmate- rials überwunden wird und eine Presszone Kante: Eindrücken der elastischen Oberfläche der Stützwalze ge'JildJt wird. Aufgrund dieser Elastizität entsteht zwischen der Stützwalzenoberfläche und der Abstreiferkante im Betriebszustand ein Spalt, den die beschichtetete Bahn mit einer definiert einstellbaren Auftragsstärke passiert. Je nach Ausdehnung der Presszone und Anpressdruck verbleibt nur die gewünschte Auftragsstärke auf der Bahn. Dabei bewirken höher Druck und kurze Presszone abnehmende Beschichtungsstärke. Umgekehrt führen längere Presszonen oder geringerer Druck zu hohen Auftragsgewichten. Eine kurze Presszone wird dadurch erreicht, dass das scharfkantige Ende des Abstreifers an den in der aus der Mittelachse der Stützwalze und der Drehachse des Abstreifers gebildeten Ebene liegenden Punkt an die Bahnoberfläche so stark angepresst wird, dass die Stützwalzenoberfläche eingedrückt wird. Je nach Krümmungsradius der Einlauiflankedcs Abstreifers entsteht eine kürzere oder längere Presszone,wobei kleinere Radien die Presszone verkürzen. Bei vorgegebenem Radius kann die Presszone noch weiter verkürzt werden, indem man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlauffl. re des Abstreifers aus der Ebene, die Mittelachse der Stützwalze und Drehachse des Abstreifers bilden, nach der Seite des Einlaufspaltes entfernt wird. Dadurch wird der Winkel des Einlaufspaltes zwischen Stützwalze und Einlaufflanke des Abstreifers vergrössert. Die Vergrösserung hat die gleiche Wirkung wie die Verringerung des Krümmungsradius der Einlaufflanke des Abstreifers. Eine Verlängerung der Presszone bei vorgegebenem Krümmungsradius der Einlaufflanke wird dadurch erreicht, dass man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke aus der Ebene, die Mittelachse der Stützwalze und Drehachse des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite entfernt wird. Die vprstehend aufgeführten Möglichkeiten der Einstellung des Strichgewichtes, zu dem als zusätzlicher Parameter noch in gewissen Grenzen der Anpressdruck kommt, zeigen den grossen und überraschenden Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens und der dazu geeigneten Vorrichtung. Das niedrige Auftragsgewicht A) von 7 g/m2 ist eine Menge, zu dessen Dosierung sich das bekannte Blade als besonders geeignet erwiesen hat. Dieser Abstreifertyp entwickelt seine Vorzüge bei steilem Anstellwinkel der Klinge und hohem Anpressdruck. Eine vergleichbare Wirkung wird erfindungsgemäss nun dadurch erreicht, dass eine kurze Presszone gebildet wird, indem das Ende der Abstreiferflanke ca. 40 mm aus der Ebene der Drehachsen nach der Seite des Einlaufspaltes entfernt wird. Bei einem pneumatisch an den seitlichen Enden des Abstreifers in der Stuhlung gegen die Stützwalze erzeugten Anpressdruck von 3 kg/cm (Liniendruck) wird im vorliegenden Fall ein Nassauftrag erreicht, der im getrockneten Zustand (6% Feuchte) 7 g/m2 beträgt. Das Auftragsgewicht wurde zur Kontrolle jeweils auf gleicher Bahnhöhe an den Aussenkanten und in der Bahnmitte ermittelt. Mittelwerte aus mehreren Messungen ergaben: Bahnaussenkanten 7,0 g/m2 und 7,1 g/m2, Bahnmitte 7,0 g/m2. Die maximalen Abweichungen der Einzelmessungen untereinander betrugen 0,5 g. Diese Auswertung zeigt die gute Gewichtskonstanz quer zur Bahn. 2 Das höhere Auftragsgewicht B) von 25 g/m ist eine Menge, zu dessen Dosierung sich ein Blade wegen des erforderlichen geringen Anstellwinkels und des niedrigen Anpressdruckes weniger gut eignet. Üblicherweise werden dafür andere Auftragseinrichtungen benötigt, beispielsweise ein Walzenauftragswerk. Erfindungsgemäss wird nun mit der gleichen Dosiereinrichtung, mit der ein niedriges Auftragsgewicht erreicht wurde, durch Verlängerung der Presszone auch ein höheres Beschichtungsgewicht möglich, ohne das nicht akzeptierbare Gewichtsschwankungen quer zur Bahn auftreten. Die hohen Qualitätsanforderungen haben den tolerierbaren Bereich der Gewichtsabweichungen sehr stark eingeengt. Aus Gründen der Rationalisierung sind die Arbeitsbreiten der Anlagen ständig vergrössert worden, wobei mit den herkömnlichen Dosiereinrichtungen Gewichtsabweichungen quer zur Bahn zwangsläufig in Kauf genommen werden mussten. Dieser Nachteil wird nun durch die Erfindung überwunden. Zur Vergrösserung der Presszone wird das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers ca. 0,5 mm aus der Ebene der Drehachsen nach der dem Einlaufspalt abgewandten Seite entfernt. Dadurch wird eine Wirkung des Abstreifers erzielt, die mit einem Walzenauftragswerk vergleichbar ist. Bei einem an den seitlichen Enden des Abstreifers in der Stuhlung gegen die Stützwalze erzeugten Anpressdruck von 3 kg/cm (Liniendruck) wird im vorliegenden Fall ein Nassauftrag erreicht, der im getrockneten Zustand (6% Feuchte) 25 g/m2 beträgt. Das Auftragsgewicht wurde zur Kontrolle jeweils auf gleicher Bahnhöhe an den Aussenkanten und in der Bahnmitte ermittelt. Mittelwerte aus mehreren Messungen ergaben: Bahnaussenkaten 25 g/m2 und 24 g/m2, Bahnmitte 24 g/m2. Die maximalen Abweichungen der Einzelmessungen untereinander betrugen 2 g. Diese Auswertung zeigt die gute Gewichtskonstanz quer zur Bahn. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsge ¸ssen Verfahrens besteht darin, dass unabhängig vom gewünschten Auftragsgewicht stets ein solcher Anpressdruck wählbar ist, der eine exakte Ausbildung des Spaltes quer zur Bahn auch bei grösseren Arbeitsbreiten ermöglicht. Voraussetzung dafür ist die richtige Elastizität der Stützwalzenoberfläche, die ein so starkes Anpressen des Abstreifers ermöglichen muss, dass durch Verformung der Stützwaizenoberfläche eine stabile und quer zur Bahn exakt gleiche Presszone ausgebildet wird und weiterhin der in sich starre Abstreifer. Der Anpressdruck sollte mit Rücksicht auf den konstruktiven Aufwand von Abstreifer, Stützwalze und deren Lagerungen in der Stuhlung möglichst niedrig sein. Er muss jedoch so gross sein, dass mindestens der sich bei den heute üblichen Bahngeschwindigkeiten bis zu 1200 m/Min. aufbauende hydrodynamische Druck der Beschichtung kompensiert wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungs#gemässen Verfahrens besteht darin, dass mit nur einer Vorrichtung stark unterschiedliche Auftragsgewichte mit geringeren Schwankungen als bisher üblich, insbesondere bei grossen Arbeitsbreiten möglich sind. Dabei werden Qualitäten in Oberfläche und Durchsicht der Beschichtung erreicht, wie sie bisher nur mit unterschiedlichen, an hohe oder niedrige Auftragsgewichte speziell angepasste Dosiereinrichtungen möglich waren. Der Vorteil des erfindungsgemäss in sich starren Abstreifers besteht darin, dass er nicht nur ohne grössere Schwierigkeiten mit der erforderlichen Genauigkeit herstellbar ist, sondern auch mit grosser Genauigkeit und Reproduzierbarkeit quer zur Bahn einstellbar ist. Der sich während des Betriebes zwischen Stützwalze und Abstreifer ausbildende Dosierspalt ist an jeder Stelle quer zur Bahn gleich dick und ermöglicht geringere Abweichungen vom Sollgewicht, als es mit den bisher bekannten Dosiereinrichtungen möglich war. Die Vorrichtung ist selbstverständlich auch zur Dosierung nicht pigmenthaltiger Beschichtungsmassen geeignet. Bezugszeichenliste 1 Materialbahn, beispielsweise Karton oder Papier 2 Stützwalze mit elastischer Oberfläche B Mittelachse der Stützwalze 3 Umlenkwalzen 4 Auftragswerk 5 Abstreifer D Dreh- Schwenkachse des Abstreifers 6 scharfkantiges Ende der Einlaufflanke des Abstreifers > Kante 7 gekrümmte Einlaufflanke des Abstreifers 8 eingestellte Auftragsstärke auf der beschichteten Bahn 9 offener Trog für Beschichtungsmasse 10 rückwärtige zylindrische Stützfläche des Abstreifers 11 Stützkörper 12 zylindrischer Körper, Walzenkörper

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Beschichten von laufenden Bahnen aus Papier oder Karton mit üblichen Pigmentdispersionen, bei dem zu nächst ein Überschuss an Beschichtungsmaterial auf die Bahn aufgebracht und anschliessend der Überschuss mit einem fest stehenden Abstreifer wieder entfernt wird, oder bei dem der Abstreifer gleichzeitig als Auftragseinrichtung dies wobei die Einstellung des Nassauftragsgewichtes mittels des Abstreifers dadurch erfolgt, dass man das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Ab streifers an den in der aus der Mittelachse der Stützwalze und der Drehachse des Abstreifers ge bildeten Ebene liegenden Punkt an die Oberfläche der Beschichtung anpresst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass man a) durch Erhöhung des Anpressdruckes den entgegenge richteten hydrodynamischen Druck des Beschichtungs materials überwindet, und b) in der Presszone die elastische Oberfläche der Stütz walze eindrückt, und c) entweder die Presszone verlängert, indem man den Ab streifer um seine Drehachse (D) schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers 0,5 - 5,0 mm aus der Ebene, die Mittelachse (B) der Stützwalze und Drehachse (D ) des Abstreifers bilden, de# nach dem Einlaufspalt abgewandten Seite entSernt wird, oder d) den Winkel des Einlaufspaltes zwischen Stützwalze und Einlaufflanke des Abstreifers vergrössert, indem man den Abstreifer um seine Drehachse schwenkt, wobei das scharfkantige Ende der Einlaufflanke des Abstreifers 0,5 - 100 mm aus der Ebene, die Mittelachse (B) der Stützwalze und Drehachse (D) des Abstreifers bilden, nach der dem Einlaufspalt zugewandten Seite entfernt wird. 2. Vorrichtung zur Regulierung des Auftragsgewichtes von Beschichtungen auf in laufender Bahn geführtem Material, mit einer die laufende Bahn auf der unbeschichteten Seite stützenden Walze, und einem Abstreifer, der in Richtung auf die Walze ver stellbar und mit vorwählbarem Druck an die beschichtete Seite der Materialbahn anpressbar und um eine parallel zur Mittelachse (B) der Stützwalze verlaufenden Achse (D) schwenkbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass a) der Abstreifer (5), der sich während der Einwirkung auf die Beschichtung in an sich bekannter Weise in Ruhe befindet, in sich starr ausgebildet ist, b) die Einlaufseite des Abstreifers (5) eine gekrümmte Einlaufflanke (7) mit einem Krümmungsradius von 50 - 200 mm aufweist, c) die Einlaufflanke (7) an ihrem an die Warenbahn (1) anliegenden, eine Presszone bildenden Ende (6) scharf kantig ausgebildet ist, d) die Stützwalze (2) in an sich bekannter Weise eine elastische Oberfläche aufweist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abstreifer (5) als Walzensektor ausgebildet ist. 4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass a) der Abstreifer (5) auf der der Einlaufflanke (7) abgewandten Seite mit einer zylindrischen Stütz fläche (10) versehen ist, deren Mittelachse konzentrisch mit der Schwenkachse (D) angeordnet ist und b) an der zylindrischen Stützfläche (10) ein Stütz körper (11) anliegt. 5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das scharfkantige Ende (6) der Einlaufflanke (7) der Abstreifer (5) mit Hilfe einer Hartmetallschiene gebildet ist. 6. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 - 5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass a) der Radius der Stützwalze (2) 150 - 500 mm beträgt und b) die Härte der elastischen Oberfläche der Stützwalze (2) 74 - 311 Einheiten Shore A beträgt. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Härte der elastischen Oberfläche der Stützwalze (2) 56 - 41 Einheiten Shore A beträgt. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Härte der elastischen Oberfläche der Stützwalze (2) 50 - 44 Einheiten Shore A beträgt.

Inventors: ESSER, RAINER
Applicants: ZANDERS FEINPAPIERE AG
Application year: 1979
Main classification: B05C11
IPC codes: B05C11