EP0438743A1 - Beschichtungsverfahren und Auftragseinrichtung zur Beschichtung laufender Warenbahnen aus Papier oder Karton - Google Patents

Beschichtungsverfahren und Auftragseinrichtung zur Beschichtung laufender Warenbahnen aus Papier oder Karton Download PDF

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EP0438743A1 EP90124884A EP90124884A EP0438743A1 EP 0438743 A1 EP0438743 A1 EP 0438743A1 EP 90124884 A EP90124884 A EP 90124884A EP 90124884 A EP90124884 A EP 90124884A EP 0438743 A1 EP0438743 A1 EP 0438743A1
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    • B05C3/18—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material only one side of the work coming into contact with the liquid or other fluent material

Definitions

  • the invention relates to a coating method according to the preamble of claim 1 and corresponding application devices.
  • a method for coating running material webs with two successive coating processes, the layer applied first being still moist when the second layer is applied, is known from US Pat. No. 3,202,536.
  • the two coating stations are arranged here on a single roller guiding the web as well as on two successive rollers.
  • a so-called air brush is used as the final smoothing element.
  • a corresponding application device with a roller guiding the web on a coating device is also known from CA-PS 882 640.
  • the layer is applied by an application roller and scraped off by a doctor blade. It is envisaged that a mixture for the coating mass of kaolin-containing mass as well as mass consisting of starch, protein or thermoplastic synthetic resin is used.
  • the first application layer has a relatively high consistency, i.e. with a solids content of more than 55% and the second layer has a much lower consistency with a lower solids content of at most 45%, the main proportion being kaolin.
  • the first layer is applied very thickly, so that it can first be smoothed using a doctor blade.
  • the object of the invention is to provide a device and a method with which a perfect stroke application can also be achieved. This applies in particular to the use in cardboard, where the roughness of the surface of the raw cardboard is relatively large, so that with other coating processes, e.g. use a doctor blade as a leveling element, uncovered areas can appear on the protruding "mountains".
  • the application mass is imprinted on the web from the surface of the first web guide roller, and there is certainly a brief deformation of the paper web.
  • the amount applied or transferred is relatively small, in such a way that solid particles of the coating slip remain on the "mountains" of micro-roughness.
  • the pressing pressure and the hydraulic pressure in the press nip result in a certain dewatering of the coating slip of the first layer, but a moisture content of the coating slip remains.
  • the "pre-dewatering" in the press nip ensures that the coating compound adheres to the "mountains" of the web everywhere. A certain intermediate drying before the second layer application is possible.
  • the second application layer is only metered by means of the grooves of a roller doctor provided with circumferential grooves, without acting on the layer with a further smoothing element.
  • a bleeding is achieved to a sufficient extent, so that further smoothing, combined with possible disadvantages of scraping, is superfluous.
  • the web is passed through a press nip formed between two rollers 1 and 2.
  • the one roller which is provided with a rubberized surface, is assigned an application unit which has a nozzle chamber 6 and, at its outlet end, a roller doctor blade 7 provided with circumferential grooves and a holder 8 for the same.
  • the hardness of the rubber coating of the roller 1 can be between 0 and 200, preferably 10 and 70 P and J.
  • the application quantity for the case of cardboard is 6 to 40 ml / m2, preferably 12 to 22 ml / m2.
  • the second layer is applied in a comparable arrangement with a doctor blade 11 and its holder 12 and nozzle chamber 9, but a leveling blade or a smooth doctor blade at point 10 can also be used as a leveling element.
  • the consistencies in question are between 50 and 70%, preferably 50 and 60% maximum for the first application layer and between 60 and 70% maximum for the second application layer. It is to be regarded as favorable if a nozzle chamber 6, 9 is provided as the application unit, at the outlet-side end of which a roller doctor blade 7, 11 with its holder is close to the surface to be coated 8, 12 is arranged. So here you have the advantage over the air brush method that you can work with a relatively high consistency overall, but especially with the second application layer.
  • the line pressures in the press nip between the first two rolls 1 and 2 are between 5 and 60 kN / m, preferably 20 to 40 kN / m.
  • the arrangement according to FIG. 2 has only a total of two web guide rollers 21 and 22, each being assigned an application device of the type described. This arrangement is possible in the case of cardboard because it expands less than paper due to the moistening in the coating unit.
  • FIG. 4 also shows that a transfer roller 17 for the coating slip can also be used for the second coating device. It is then to be doctored by one of the known metering elements.
  • the first application layer can be dosed with a doctor blade instead of with the grooves of a roller squeegee, but here the work of the doctor blade must be monitored very closely.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

Bei dem Verfahren zur Beschichtung von vorzugsweise Karton ist vorgesehen, daß in einem zwischen zwei Walzen 1 und 2 gebildeten Preßspalt zunächst eine auf die Oberfläche der einen Walze 1 in sehr geringer Menge aufgetragene Beschichtungsmasse auf die Warenbahn W abgedruckt wird, so daß ein sehr dünner Überzug auf der Warenbahn verbleibt, der jedoch alle Stellen, einschließlich der "Berge" der Mikrorauhigkeit bedeckt. Danach kann die zweite Schicht auf die noch feuchte erste Schicht mit üblichen Mitteln aufgetragen und dosiert werden. Dabei wird vorzugsweise die erste Schicht auf dem Mantel der ersten Walze 1 mittels den Umfangsrillen einer Rollrakel dosiert. Das gleiche kann auch hinsichtlich der zweiten Beschichtung auf der Warenbahn W erfolgen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie entsprechende Auftragseinrichtungen.
  • Ein Verfahren zur Beschichtung laufender Warenbahnen mit zwei aufeinanderfolgenden Beschichtungsvorgängen, wobei die zuerst aufgetragene Schicht noch feucht ist, wenn die zweite Schicht aufgetragen wird, ist bekannt aus US-PS 3,202,536. Die beiden Beschichtungsstationen sind hier sowohl an einer einzigen, die Bahn führenden Walze angeordnet als auch an zwei aufeinanderfolgenden Walzen. Als abschließendes Glättungselement wird eine sogenannte Luftbürste verwendet. Eine Auftragseinrichtung entsprechender Art mit jeweils die Bahn an einer Beschichtungseinrichtung führenden Walze ist auch bekannt aus CA-PS 882 640. In diesem Fall wird die Schicht jeweils durch eine Auftragswalze aufgetragen und durch eine Streichklinge abgeschabt. Es ist vorgesehen, daß eine Mischung für die Beschichtungsmasse aus kaolinhaltiger Masse sowie aus Stärke, Protein oder thermoplastischem Kunstharz bestehender Masse benutzt wird.
  • Im Falle der US 3,202,536 ist vorgesehen, daß die erste Auftragsschicht eine relativ hohe Konsistenz, d.h. mit einem Feststoffgehalt von mehr als 55 % und die zweite Schicht eine wesentlich niedrigere Konsistenz mit einem niedrigeren Feststoffgehalt von höchstens 45 % aufweist, wobei der Hauptanteil jeweils Kaolin ist.
  • Entscheidend ist jedoch dabei, daß die erste Schicht sehr dick aufgetragen wird, so daß sie zunächst mittels Streichklinge geglättet werden kann.
  • Die Anwendung einer Luftbürste ist heute jedoch wegen der großen Bahngeschwindigkeiten beim Auftragen sehr problematisch, praktisch kann die Luftbürste nur bis zu Geschwindigkeiten von 500 m/min. benutzt werden. Dies ist bei dem heutigen Konkurrenzdruck ein ganz schwerer Nachteil, obwohl die Luftbürste den großen Vorteil hat, daß mit ihr trotz relativ sparsamem Auftrag ein einwandfreier Strichauftrag erzielt werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mit welchem ebenfalls ein einwandfreier Strichauftrag erzielbar ist. Dies gilt insbesondere für die Anwendung bei Karton, wo ja die Rauhigkeit der Oberfläche des Rohkartons relativ groß ist, so daß bei anderen Streichverfahren, die z.B. eine Streichklinge als Egalisierelement benutzen, es an den hervorstehenden "Bergen" zu unbedeckten Stellen kommen kann.
  • Erfindungsgemäß wird praktisch beim ersten Schichtauftrag mittels des Preßdruckes in dem zwischen den beiden zusammenwirkenden Walzen gebildeten Preßspalt die Auftragsmasse von der Oberfläche der ersten Bahnführungswalze auf die Warenbahn abgedruckt, wobei es sicher zu einer kurzzeitigen Verformung der Papierbahn kommt. Die aufgetragene bzw. übertragene Menge ist dabei relativ gering, und zwar derart, daß ein Verbleiben von Feststoffpartikeln der Streichmasse auch auf den "Bergen" der Mikrorauhigkeit gewährleistet ist. Durch den Preßdruck und den hydraulischen Druck in dem Preßspalt erfolgt eine gewisse Entwässerung der Streichmasse der ersten Schicht, es bleibt aber ein Feuchtigkeitsgehalt der Streichmasse erhalten. Durch die "Vorentwässerung" im Preßspalt wird ein Anhaften der Streichmasse auch an den "Bergen" der Bahn überall sichergestellt. Eine gewisse Zwischentrocknung vor dem zweiten Schichtauftrag ist möglich.
  • Für die Beschichtung von Karton hat es sich als günstig herausgestellt, wenn die zweite Auftragsschicht mittels der Rillen einer mit Umfangsrillen versehenen Rollrakel nur dosiert wird, ohne daß auf die Schicht mit einem weiteren Glättungselement eingewirkt wird. Bei einer entsprechenden Einstellung der Konsistenz der Streichmasse wird ein Verlaufen in ausreichendem Maße erreicht, so daß ein weiteres Glätten, verbunden mit eventuellen Nachteilen des Abschabens überflüssig ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, die jeweils prinzipmäßig das Auftragsverfahren darstellen.
  • In Figur 1 ist vorgesehen, daß die Warenbahn durch einen zwischen zwei Walzen 1 und 2 gebildeten Preßspalt geführt wird. Dabei ist der einen Walze, die mit einer gummierten Oberfläche versehen ist, ein Auftragswerk zugeordnet, das eine Düsenkammer 6 und an ihrem austrittsseitigen Ende eine mit Umfangsrillen versehene Rollrakel 7 und einen Halter 8 für dieselbe aufweist. Die Härte des Gummiüberzugs der Walze 1 kann zwischen 0 und 200, vorzugsweise 10 und 70 P u.J, betragen. Die Auftragsmenge für den Fall von Karton ist mit 6 bis 40 ml/m², vorzugsweise 12 bis 22 ml/m², zu bemessen. Die zweite Schicht wird in einer vergleichbaren Anordnung mit Rollrakel 11 und deren Halter 12 sowie Düsenkammer 9 aufgetragen, wobei jedoch als Egalisierelement auch eine Streichklinge oder eine glatte Rollrakel an der Stelle 10 in Frage kommt.
  • Die in Frage kommenden Konsistenzen, d.h. Feststoffgehalte, liegen für die erste Auftragsschicht zwischen 50 und 70 %, vorzugsweise 50 und 60 % maximal und für die zweite Auftragsschicht zwischen 60 und 70 % maximal. Es ist als günstig anzusehen, wenn als Auftragswerk jeweils eine Düsenkammer 6, 9 vorgesehen ist, an deren austrittsseitigem Ende in der Nähe der zu beschichtenden Oberfläche eine Rollrakel 7, 11 mit deren Halter 8, 12 angeordnet ist. Man hat also hier den Vorteil gegenüber dem Luftbürstenverfahren, daß man mit relativ hoher Konsistenz insgesamt, insbesondere aber bei der zweiten Auftragsschicht arbeiten kann. Die Liniendrücke im Preßspalt zwischen den beiden ersten Walzen 1 und 2 betragen zwischen 5 und 60 kN/m, vorzugsweise 20 bis 40 kN/m.
  • Die Anordnung nach Figur 2 hat nur insgesamt zwei Bahnführungswalzen 21 und 22, wobei jeder eine Auftragseinrichtung der beschriebenen Art zugeordnet ist. Diese Anordnung ist im Falle von Karton möglich, weil dieser sich durch die Befeuchtung im Streichwerk weniger dehnt als Papier.
  • Bei Karton ist eine günstige Möglichkeit, als Dosierelement eine mit Umfangsrillen versehene Rollrakel 11 mit Halter 12 am auslaufenden Ende der Düsenkammer 9 für die zweite Beschichtung (Enddosierung) vorzusehen und danach kein weiteres Glättelement anzuwenden. Dies ist in Figur 3 dargestellt. Damit kann ein sehr guter Strichauftrag bei relativ sparsamem Einsatz von Streichmasse erreicht werden.
  • In Figur 4 ist noch dargestellt, daß für die zweite Beschichtungseinrichtung auch eine Übertragungswalze 17 für die Streichmasse Verwendung finden kann. Es ist danach ein Abrakeln durch eines der bekannten Dosierelemente vorzusehen.
  • Man kann in einem bestimmten Anwendungsbereich, im Fall von Leimauftrag für Papier, die erste Auftragsschicht statt mit den Rillen einer Rollrakel auch mit einer Streichklinge dosieren, muß hier aber sehr genau das Arbeiten der Streichklinge überwachen.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Beschichtung laufender Warenbahnen aus Papier oder Karton, wobei unmittelbar nacheinander zwei Schichten aufeinandergelegt werden, während die erste Schicht noch feucht ist und sowohl für den ersten als auch den zweiten Beschichtungsvorgang mindestens eine die Warenbahn führende, rotierbare Walze vorgesehen ist und mindestens die zweite Schicht direkt auf der Bahn aufgetragen und dosiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Beschichtungsvorgang mittels einer Rollrakel, die mit feinen Umfangsrillen oder mit spiralförmigen Rillen, die jeweils eng aneinander liegen, versehen ist, die Auftragsschicht in so geringer Menge auf die Mantelfläche der die Warenbahn führenden, ersten Walze (1) dosiert aufgetragen wird, daß in einem nachgeschalteten, zwischen einer Gegenwalze (2) und der ersten Walze (1) gebildeten Preßspalt die Streichmasse auf die durch den Preßspalt geführte Warenbahn abgedruckt wird, so daß überall eine zumindest dünne Schicht an Beschichtungsmasse insbesondere hinsichtlich des festen bzw. Pigmentanteils verbleibt und daß der Feststoffgehalt der Beschichtungsmasse für die erste Auftragsschicht maximal 70 % beträgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt der Beschichtungsmasse für die erste Auftragsschicht zwischen 50 und 60 % beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Beschichtung von Karton die Auftragsmenge für die erste Auftragsschicht zwischen 6 und 40 ml/m², insbesondere zwischen 12 und 22 ml/m², beträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Beschichtung an der zweiten Bahnführungswalze durch eine mit Umfangsrillen versehene Rollrakel dosiert wird, wonach die Warenbahn von der zweiten Bahnführungswalze (3) abgeleitet wird, und daß der Feststoffanteil der zweiten Beschichtungsmasse maximal 70 % beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffanteil der zweiten Beschichtungsmasse zwischen 60 und 70 % beträgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt der zweiten Auftragsschicht mindestens 10 % absolut höher als der ersten Auftragsschicht ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Anwendung bei der Herstellung von beschichtetem Karton.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Auftrag durch eine Streichklinge oder eine geeignete Leiste anstelle der Rollrakel dosiert wird.
  9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß als Auftragswerk jeweils eine Düsenkammer (6, 9) vorgesehen ist, an deren austrittsseitigem Ende in der Nähe der zu beschichtenden Oberfläche eine Rollrakel (7, 11) mit deren Halter (8, 12) angeordnet ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die erste Bahnführungswalze (1) mit einer Schicht aus Gummi oder ähnlichem beschichtet ist, die eine Härte zwischen 0 und 200 P u.J, vorzugsweise zwischen 10 und 70 P u.J aufweist.
  11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Auftragen der zweiten Schicht dienende, zweite Auftragswerk an der der ersten Bahnführungswalze (21) zugeordneten, zweiten Bahnführungswalze (Preßwalze 22) vorgesehen ist.
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