DE2637828A1

DE2637828A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestreichen einer sich bewegenden materialbahn, vorzugsweise einer papierbahn

Info

Publication number: DE2637828A1
Application number: DE19762637828
Authority: DE
Inventors: Hans Ivar Wallsten
Original assignee: Inventing AB
Current assignee: Inventing AB
Priority date: 1975-08-26
Filing date: 1976-08-21
Publication date: 1977-03-10
Also published as: SE424511B; GB1546500A; FR2321951B1; DE2637828C2; SE7509462L; FR2321951A1; US4133917A

Description

- PATENTANWALT* DR. ANÖREJEWSKI

DR. MASCH -'_m 4,-ESSEN, THEATBRPtA«4

Patentanmeldung · ²⁰- August 1976

Inventing S.A.

Ch. du Devin 94, · 48 747/R CH-1012 Lausanne Be/gl 1175

Verfahren und Vorrichtung zum Bestreichen einer sich bewegenden Materialbahn, vorzugsweise einer Papierbahn.

; ORIGINAL INSPECTED

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestreichen einer sich bewegenden Materialbahn, vorzugswei"-. se einer Papierbahn, die sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 400 m/Min, bewegt, wobei ein Streichmittel im Überschuß auf eine Seite der Materialbahn aufgebracht wird, wobei die Streichmasse einen Trockengehalt von mehr als 60% und/oder eine Viskosität von mehr als 1500 cp besitzt, vor einem Preßgriff - in Bewegungsrichtung der Bahn gesehen - zur Verteilung und Aufbringung der Streichmasse, wobei die Materialbahn zwischen zwei den Preßgriff bildenden Gliedern hindurchgeführt wird, wovon eines eine bewegliche Stütze, wie beispielsweise eine sich drehende Rolle, und das andere ein Streichblatt mit einer auf die Materialbahn wir kenden Abschrägung ist.

Etliche verschiedene Verfahren und Vorrichtungen, die sich eines flexiblen Streichblattes zum Bestreichen einer Seite einer Papierbahn bedienen, sind bereits bekannt. Gemäß einem bekannten Vorschlag wird eine Papierbahn im wesentlichen von oben nach unten geführt, wobei die Papierbahn eine Stützrolle, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Papierbahn dreht, teilweise umgibt, und wobei ein in einem Blatthalter befestigtes flexibles Streichblatt vorgesehen ist/ welches einen spitzen Winkel zur Papierbahn - in Bewegungsrichtung der Papierbahn gesehen - bildet und die Papierbahn gegen die Stützrolle drückt. Die Streichmasse wird im Raum zwischen dem Streichblatt und der Papierbahn zugeführt, so daß sich ein Damm an Streichmasse bildet. Die Menge der auf der Papierbahn'aufgebrachten Streichmasse ist unter anderem durch die Kraft bestimmt, mit welcher das Streichblatt die Materialbahn gegen die Stützrolle preßt. Gemäß, einer anderen Ausführungsform, die in jüngster Zeit"bevorzugt wurde, wird die Papierbahn zwischen zwei Rollen hindurchgeführt, wovon eine eine Stützrolle ist, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit dreht wie die Papierbahn, und die andere eine Auftragungsrolle ist. 'Die Stützrolle ist gewöhnlich über der Auftragungsrolle angeordnet. In diesem Fall wird die Papierbahn veranlaßt, die Stützrolle teilweise zu umgeben. Die Auftragungsrolle dreht sich entweder mit oder entgegen der Bewegungsrichtung der Papierbahn und ist einstellbar' gelagert, so daß ein geeigneter Raum zwischen ihr und der Papierbahn erhalten wird. Die Streichmasse wird in einer ge-

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eigneten Weise der Auftragsrolle zugeführt, welche ihrerseits einen Überschuß an Streichmasse auf eine Seite der Papierbahn aufträgt. Ein flexibles Streichblatt, das auf geeignete Weise in einem Streichblatthalter befestigt ist, preßt die Papierbahn gegei ■ die Stützrolle etwas im Abstand nach dem Auftragungspunkt für die Streichmasse, in Bewegungsrichtung der Materialbahn gesehen. Die überschüssige Streichmasse wird daher abgekratzt und kann dem System auf geeignete Weise wieder zugeführt werden. Gleichzeitig wird eine gleichmäßige Auftragung und Regulierung der gewünschten Auftragsmenge an Streichmittel auf der Bahn erreicht. Der Streichblattdruck kann mit geeigneten Mitteln festgesetzt werden. Gemäß einer dritten bekannten Ausführungsform, die ähnlich der gerade bt schriebenen ist, wird die bewegliche Auftragungsrolle durch eine ortsfeste Einrichtung zum Auftragen der Streichmasse ersetzt, wobei diese Einrichtung mit einem oberen Auslaßschlitz versehen ist, durch welchen die Streichmasse im Überschuß auf die Papierbahn gebracht wird.

Bei allen Arten der Streichblattbeschichtung drückt ein federbelastetes Streichblatt gegen die Papierbahn, teils, um die überschüssige Masse abzukratzen, so daß die gewünschte Menge der Streichmasse auf dem Papier bleibt, und teils, um die Masse gleicl mäßig über die Bahn zu verteilen. Infolge der durch die relativ heftige Bewegung der Masse während des Streichvorganges verursachten hydraulischen Kräfte entsteht eine Kraft auf dem Streichblatt, die der Federkraft des Streichblattes selbst entgegenwirkt. Bei hohen Geschwindigkeiten und/oder hohen Viskositäten der Streichmasse muß deshalb die Federkraft selbst verstärkt werden, um den verstärkten hyraulischen Druck auf das Streichblatt zu kompensie-. ren, so daß die gewünschte Auftragsmenge auf dem Papier erhalten wird.

Bei allen Streichblattbeschichtungs- bzw. -bestreichverfahrer» ist der Streichblattkantenwinkel (siehe c* in Fig. 1) spitz. Der Grund dafür ist, daß dann eine Keilwirkung erzielt wird, so daß Teilchen, Verunreinigungen und Unregelmäßigkeiten leichter unter dem Streichblatt hindurch können.

Bei allen Streichblattbeschichtungsverfahren ist es wünschen^ wert, Streichmassen mit hohen Trockengehalten zu verwenden. Dies " ist teilweise deshalb der Fall, weil eine Masse mit hohem Trocken-

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gehalt höhere Bestreichgeschwindigkeiten zuläßt, ohne daß der folgende Trocknungsabschnitt zu großes Ausmaß haben muß. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein geringeres Energieerfordernis zum Abtrocknen des Wassers in der Streichmasse notwendig ist. Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei einer bestimmten Bestreichungsgeschwindigkeit ein kleinerer Trocknungsabschnitt verwendet werden kann, was geringere Investitionen und Betriebskosten verursacht. So gibt es, obwohl es immer wünschenswert ist, Streichmassen mit hohen Trockengehalten zu verwenden, in der Praxis dafür eine Obergrenze. Ein Grund ist, daß ein höherer Trockengehalt das Risiko von Schaden in der bestrichenen Oberfläche, hauptsächlich in Form von Strichen, erhöht. Ein weiterer Nachteil ist das erhöhte Risiko eines Risses, wenn Fehler zwischen Streichblatt und Bahn hindurchgehen, insbesondere wenn dünne Papiersorten bestrichen werden.

Die Obergrenze für den Trockengehalt der Streichmasse hängt von vielen Faktoren ab, wie der aus verschiedenen Gründen zu verwendenden Art der Streichmasse. Die Streichmasse besteht im allgemeinen aus einer Dispersion von Füllstoff, wie Kaolin, in Wasser Die Dispersion enthält auch Bindemittel und verschiedene Zusätze. Wie früher erwähnt, können Striche oder Streifen leicht in der Streichmittelschicht auftreten, wenn hohe Trockengehalte verwendet werden. Bei solchen Strichen gibt es zwei verschiedene Arten: sie können mechanisch oder rheologisch sein. In beiden Fällen sind sie durch feste Teilchen oder koagulierte Streichmasse, die sich unter der Kante des Streichblattes verfangen, verursacht. Die rheo-· logischen Streifen entstehen wie folgt: Wasser in der Streichmasse wird kontinuierlich in gewissem Grad von der Streichmasse zum Grundpapier während ihres Durchganges vom Ort der Auftragung zur Streichblattkante übertragen. Daher wird ein Wasserverlust in der Streichmassenschicht eine Erhöhung des Trockengehaltes und damit der Viskosität der Streichmasse verursachen, was zu einer Koagulation infolge der Wirkung der unter der Kante vorhandenen Schneidekräfte führt.

Obwohl das Risiko der Strichbildung durch eine geeignete Wahl der Zusammensetzung für die Streichmasse reduziert werden kann, besteht sogar hier in der Praxis eine Obergrenze. Diese Grenze schwankt beträchtlich und hängt von vielen Faktoren ab. Im all-

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gemeinen kann jedoch gesagt werden, daß für herkömmliche Streichmassen die Obergrenze um 60 - 65 für den Trockengehalt, in Gewichtsprozent gemessen, liegt, obwohl in"gewissen Fällen auch höhere Gehalte möglich sind. Jedoch ist in solchen Ausnahmefällen eine besondere Streichmasse notwendig und die Auswahl daher begrenzt, was ein Nachteil ist. Wie bereits früher erwähnt, kann auch die Art, in welcher das Streichblatt angeordnet ist, das Risiko der Strichbildung beeinflussen. Beispielsweise ist es bekannt, daß. ein kleiner Streichblattkantenwinkel das Risiko der Strichbildung'infolge der Keilwirkung vermindert. Die verschiadenen Faktoren, die die Streichmassenmenge unter sonst gleichen Bedingungen beeinflussen, sind Streichblattdicke, Streichblattkantenwinkel, Druck und die rheologischen Eigenschaften der Streichmasse, etc.

Stahlblätter aus Federstahl mit einer Dicke von zwischen 0,25 mm und bis zu 0,70 mm werden normalerweise für Streichblattbeschichtungen verwendet. Der Streichblattkantenwinkel kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden. In den meisten Fällen wird ein Streichblattkantenwinkel von zwischen 20 und 45 Grad verwendet, doch fand man, daß es in vielen Fällen vorteilhaft war, sowohl kleinere als auch größere Winkel zu verwenden. Das Streichblatt wird normalerweise vor Verwendung auf eine bestimmte Abschrägung und einen vorgegebenen Streichblattkantenwinkel abgeschliffen. Gelegentlich werden Streichblätter ohne Abschrägung verwendet. Es gibt besondere Fälle, in denen extrem große Auftrags mengen notwendig sind, und dann ist das Streichblatt so stark gebogen, daß die' Seite des Streichblattes parallel zur Papierbahn liegt. In diesem Fall ist überhaupt keine.Abschrägung vorhanden. Es wird jedoch immer, außer wenn extrem große Auftragsmengen benötigt werden, eine Abschrägung verwendet. Im allgemeinen gilt, daß unter sonst gleichen Bedingungen die Auftragsmenge umso größer sein wird, je spitzer der Streichblattkantenwinkel ist.

Die Federkraft, die in der Folge mit F bezeichnet ist, wird im Hinblick auf die Bahngeschwindigkeit und die Viskosität der Streichmasse ausgewählt. Je höher Geschwindigkeit und Viskosität, desto stärker muß die Federkraft sein. Die Federkraft wird erreicht, indem man den Streichblatthalter in geeigneter Weise einstellt, so daß das Streichblatt gebogen ist. Die Federkraft hängt ;.

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von der Streichblattdicke, Klemmlänge und dem Elastizitätsmodul ab. Es gibt spezielle Anordnungen, bei welchen die Federkraft durch ^Drücken auf das Streichblatt zwischen seinem Befestigungspunkt und seiner Kante verstärkt werden kann. Die Federkraft wird gewöhnlich als Gesamtkraft pro Breiteneinheit, in Querrichtung der Bahn gemessen, ausgedrückt. Die Federkraft, die von vielen Faktoren abhängt, variiert innerhalb weiter Grenzen. Innerhalb

des Geschwindigkeitsbereiches 300 - 700 m/Min., bei Verwendung herkömmlicher Streichmassen mit Trockengehalten, um 60%, beträgt sie vermutlich gewöhnlich 0,5 - 1,5 kp/cm Breite. Man fand jedoch auch, daß es in der Praxis eine Obergrenze für die Federkraft gibt, da das Risiko eines Bahnrisses bzw. -bruches zunimmt, wenn eine starke Federkraft beispielsweise bei einem dicken Streichblatt, gegebenenfalls in Kombination mit einer kurzen Klemmlänge, verwendet wird. Wenn im Augenblick der Inbetriebnahme das Streichblatt von der Papierbahn weggedrückt wird und die Streichmasse möglicherweise die Papierbahn noch nicht völlig bedeckt hat, wird sie einer beträchtlichen Belastung ausgesetzt, da sich der hydraulische Druck noch nicht' völlig entwickelt hat und deshalb der Federkraft des Streichblattes noch nicht völlig entgegenwirkt. In solchen Fällen kann die beträchtliche Belastung des Papiers währei des Augenblicks der Inbetriebnahme einen Bahnriß verursachen.

Überraschenderweise erwies es sich nun mittels der vorliegenden Erfindung als möglich, die mit dem bekannten Verfahren einhergehenden Schwierigkeiten zu überwinden, wenn man hohe Bahngeschwindigkeiten und extrem trockene und/oder viskose Streichmassen verwendet.. Erfindungsgemäß werden die Probleme im wesentlichen dadurch gelöst, daß man dem Streichblatt einen Streichblati kantenwinkel von höchstens 20° gibt und eine Abschrägungsbreite in Bewegungsrichtung der Bahn gemessen - von höchstens 0,05 cm vej wendet, um eine vorgegebene Bahngeschwindigkeit, Streichmassenviskosität, Auftragsmenge und Federkraft beizubehalten.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise eine Vorrichtung verwendet, die einenPreßgriff zum Verstreichen und Regulieren des aufgebrachten Beschichtungsmittels umfaßt, wobei die Bahn zwischen zwei den Preßgriff bildenden Gliedern hindurchgeführt wird, wovon eines eine bewegliche Stütze in Form einer Rolle ist, die sich in der Bewegungsrichtung der Bahn

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dreht, und die andere ein Streichblatt mit einer auf die Bahn wirkenden Äbschrägung ist_f wobei die Abschrägungsbreite des Strei blattes - in Bewegungsrichtung der Bahn gemessen - weniger als O,05 cm beträgt.

Vorzugsweise sollte der Blattkantenwinkel weniger als 25° und die Federkraft weniger als 2 kp/cm Breite betragen.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, worin Fig. 1 und 2 eine herkömmliche Anordnung und Fig. 3-7 eine Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung zeigen.

Fig. 1 zeigt schematisch, wie ein Streichblatt im allgemein nen angeordnet ist. In dieser Figur ist das Streichblatt mit 1 be zeichnet und an seinem unteren Ende zwischen zwei Spannbacken 2 und 3, die zu einem Streichblatthalter gehören, festgeklemmt. Das Streichblatt ist an seinem oberen, freien Ende abgeschrägt, wobei die Abschrägung 1a parallel zur Papierbahn 4 verläuft, die gegen eine Stützrolle 5 gedrückt wird. Man muß sich vorstellen, daß siel die Papierbahn 4 in Richtung des Pfeiles A nach oben bewegt. Der Streichblatthalter bildet einen Winkel ß in bezug auf die vertikale Ebene. Der Winkel zwischen der Streichblattkante und der Abschrägung, welcher Streichblattkantenwinkel heißt, ist mit c bezeichnet. Die freie Länge des Streichblattes, d.h. der Abstand zwischen dem Klemmpunkt und der Streichblattkante, ist mit 1 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine Vergrößerung eines Details der Fig. 1. Die Breite der Abschrägung, in Bewegungsrichtung der Bahn gemessei ist mit b bezeichnet. Die Kraft, mit welcher das Streichblatt gegen die Papierbahn drückt, die Federkraft, ist mit F bezeichnet.

In Fig. 3 besteht das Streichblatt aus einem dickeren, relate steifen Streichblattabschnitt 6, der in einem Streichblatthalter mit Spannbacken 2 und 3 eingeklemmt ist. Ein dünner, flexiblerer Streichblattabschnitt 7, der einen Streichblattkantenwinkel von weniger als 20° hat, ist in .geeigneter Weise am Streichblattabschnitt 6 befestigt. Die Papierbahn ist mit 4 bezeichnet und die Gegendruckrolle mit 5. Man fand nun völlig unerwartet, daß es bei Verwendung der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung möglich ist, Papiea mit Streiehmassen, die extrem hohe Trockengehalte haben, mit nur sehr geringem Risiko einer Strichbildung zu bestreichen. Als Bei-

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spiel kann erwähnt werden, daß bei Verwendung einer Vorrichtung gemäß Fig. 3 mit einer Streichblattdicke für den Abschnitt 6 von 0,40 mm und einer Länge, gemessen vom Klemmpunkt an, von 25 mm, einer Streichblattdicke des dünneren Abschnittes 7 von 0,1 mm und einer freien Länge von 5 mm, vom Klemmpunkt am dickeren Strei blattabschnitt an gemessen, Streichmassen erfolgreich verwendet wurden, welche Trockengehalte von bis zu 68% hatten, ohne daß das Risiko der Strichbildung über das bei herkömmlicher Streichblattbeschichtung kommerziell annehmbare Maß anstieg. Die Bahngeschwin digkeiten erreichten 500 - 800 m/Min., und die Viskosität der Streichmasse lag zwischen 1500 und 3000 cp. Bei den angeführten Beispielen variierte der Strexchblattkantenwinkel zwischen 5° und 20 . Der hier angegebene Trockengehalt muß im Vergleich zu dem, der normalerweise bei Streichblattbeschichtung bzw. -bestreichung herkömmlicher Art möglich ist, als extrem hoch angesehen werden. Anderseits scheint es, daß es möglich wäre, selbst hohe Trockenge halte zu verwenden, in der Annahme, daß bei der Herstellung der Streichmasse eine zufriedenstellende Dispersion erzielt werden kann. Die Wichtigkeit des oben angeführten Effektes ist offensichtlich. Durch die Verwendung hoher Trockengehalte können erhebliche Vorteile erzielt werden, wie zuvor erwähnt, in bezug auf die Kapazität der Bestreichungsanlage, Investitionskosten und Betriebskosten. Man fand auch, daß die Qualität des erhaltenen Resultates einem Vergleich mit jener bei Verwendung herkömmlicher Streichblattbeschichtung und damit entsprechend niedriger Trockengehalte für die Streichmasse durchaus stand hält.

Der erhaltene Effekt ist für den Fachmann völlig unerwartet. Bisher war es schwierig, eine Erklärung für den erreichten Effekt zu finden, doch kann die folgende Argumentation vielleicht zum Verständnis dessen beitragen, was möglicherweise beim Bestreichen mit der oben beschriebenen Vorrichtung vor sich geht. Wie früher erwähnt, hängt bei einer herkömmlichen Anordnung, wie jener in Fig. 1, die Auftragsmenge von der Federkraft ab, mit welcher das Streichblatt dem während des Streichvorganges entstandenen hydraulischen Druck entgegenwirkt. Wie ebenfalls bereits erwähnt, müssei bei Verwendung von Streichmassen mit hohen Trockengehalten und bei hohen Bahngeschwindigkeiten dicke Streichblätter verwendet werden, gegebenenfalls in Kombination mit einer kurzen freien

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Länge, um eine genügend hohe Federkraft zu erlangen. Wie bereits erwähnt, ist der Federkraft in der Praxis eine Obergrenze gesetzt. Ein relativ dickes Streichblatt mit einer relativ kurzen Kleiranlänge besitzt jedoch auch nur geringe Flexibilität. Mit Flexibilität ist. die Federkonstante oder das Federverhältnis gemeint, welches durch das Verhältnis zwischen einer Laständerung am freier Ende des Streichblattes und der dadurch verursachten Positionsänderung definiert wird. Eine gewisse Flexibilität ist immer wünschenswert, um durch in der Papierbahn vorhandene Fehler verursachte Änderungen zu ermöglichen. Das Fe'derverhältnis hängt vom Elastizitätsmodul, der Klemmlänge und der Art der Klemmung (gelenkige Stütze und dauerhafte Klemmung oder nur dauerhafte Klemmung) und der Dicke des Streichblattes ab.

Nach umfangreichen Experimenten wurde gefunden, daß die Auftragsmenge in großem Maße vom spezifischen Druck (Oberflächen-* druck) unter sonst gleichen Bedingungen abhängig ist. Anderseits hängt die Auftragsmenge bei gleichem Oberflächendruck weniger von der Federkraft ab. Der spezifische Druck ist als der Quotient zwischen der Federkraft und der Abschragungsbreite b pro Breiten-

F
einheit des Streichblattes definiert (r- pro Breiteneinheit des Streiehblattes).

Mit Hilfe eines besonderen Simulators war es möglich, die Werte des spezifischen Druckes zu messen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig." 3 kann ohne zu große Federkraft ein relativ hoher spezifischer Druck erreicht werden. Dies hat den Vorteil, daß der große spezifische Druck eine Begrenzung der Auftrag.smenge bei ho- ' hen Bahngeschwindigkeiten und hochviskosen Streichmassen ermöglicht, da die Auftragsmenge in beträchtli'chem Maße vom spezifischen Druck abhängig ist. Anderseits hat das dünne Streichblatt eine relativ geringe Federkraft und gute Flexibilität. Die extrem gute Flexibilität bietet vermutlich eine Erklärung dafür, warum das Risiko der Strichbildung nicht über das Niveau ansteigt, welches kommerziell annehmbar ist, trotz Verwendung von Streichmassen mit extrem hohen Trockengehalten und Viskositäten. Obwohl dies nicht bewiesen werden kann, ist es wahrscheinlich, daß die große Flexibilität des Streiehblattes 7 im Vergleich zum herkömmlichen Streichblatt das Auftreten von Strichen bzw. Streifen verhindert. Mechanisch verursachte Striche, d.h.. durch lose Teilchen auf der

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Oberfläche des Papiers verursachte, können leichter durch eine Vorrichtung wie die oben beschriebene hindurchgehen. Dasselbe . trifft wahrscheinlich für durch Konglomerate in der Streichmasse verursachte Striche zu, die ihrerseits durch eine schlechte Dispergierung oder andere ähnliche Gründe verursacht sein können. Es erscheint sogar als wahrscheinlich, daß die dargestellte Vorrichtung das Auftreten von Strichen, verursacht durch die vorhandenen Schneidekräfte, die zur Koagulierung führen, verhindert.

Es wird jedoch noch ein weiterer Vorteil durch die Verwendung der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung erzielt. Eine Begrenzung der Federkraft kann beim Bestreichen mit dieser Vorrichtung erreicht werden, wodurch das Risiko eines Bahnrisses infolge von Fehlern in der Papierbahn, insbesondere bei Verwendung dünner, schwacher Papiersorten, eliminiert wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 wurde ein ähnlicher Effekt durch Verwendung eines mit 8 bezeichneten Streichblattes, welches einstückig hergestellt und durch geeignete Bearbeitung mit einem Profil mit einem oberen, dünnen, relativ flexiblen Streichblattabschnitt 8a und einem unteren, dickeren, relativ steifen Streichblattabschnitt 8b versehen worden ist, erzielt. Es ist klar, daß die Ausführungsform gemäß Fig. 4 einen ähnlichen Effekt wie jenem gemäß Fig. 3 ergibt. Die Papierbahn wurde auch in Fig. 4 mit 4 bezeichnet. Das Streichblatt 8 ist in einem Streichblatthalter eingeklemmt, der beispielsweise aus Spannbacken 2 und 3 besteht. In Fig. 4 ist auch eine rohrförmige Einrichtung 9 angedeutet, die zwischen dem ortsfesten Klemmpunkt des Streichblattes zwischen den Backen und seinem freien Ende angeordnet ist. Dasfiohr 9 kann auch zur Bewirkung einer bestimmten, einstellbaren Federkraft durch Drücken auf das Streichblatt, was beispielsweise durch Einblasen von Druckluft geschehen kann, veranlaßt werden.

Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform. Hier wird ein relativ hoher spezifischer Druck erreicht, da ein dünnes Blatt verwendet wird und die Abschragungsbrexte daher gering ist. In diesem Fall hat das Streichblatt einheitliche Dicke und ist dünn. Es kann jedoch kein herkömmlicher Streichblatthalter verwendet werden, da ein solches homogenes Blatt relativ kurz sein muß. Dies würde bedeuten, daß, wenn ein Streichblatthalter

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Oberfläche des Papiers verursachte, können leichter durch eine Vorrichtung wie die oben beschriebene hindurchgehen. Dasselbe trifft wahrscheinlich für durch Konglomerate in der Streichmasse verursachte Striche zu, die ihrerseits durch eine schlechte Dispergierung oder andere ähnliche Gründe verursacht sein können. Es erscheint sogar als wahrscheinlich, daß die dargestellte Vorrichtung das Auftreten von Strichen, verursacht durch die vorhandenen Schneidekräfte, die zur Koagulierung führen, verhindert.

Bei der .Ausführungsform gemäß Fig. 4 wurde ein ähnlicher Effekt durch Verwendung eines mit 8 bezeichneten Streichblattes, welches einstückig hergestellt und durch geeignete Bearbeitung mit einem Profil mit einem oberen, dünnen, relativ flexiblen Streichblattabschnitt 8a und einem unteren, dickeren, relativ steifen Streichblattabschnitt 8b versehen worden ist, erzielt. Es ist klar, daß die Ausführungsform gemäß Fig. 4 einen ähnlichen Effekt wie jenem gemäß Fig. 3· ergibt. Die Papierbahn wurde auch in Fig. 4 mit 4 bezeichnet. Das Streichblatt 8 ist in einem Streichblatthalter eingeklemmt, der beispielsweise aus Spannbacken 2 und 3 besteht. In Fig. 4 ist auch eine rohrförmige Einrichtung 9 angedeutet, die zwischen dem ortsfesten Klemmpunkt des Streichblattes zwischen den Backen und seinem freien Ende angeordnet ist. Das .Rohr 9 kann auch zur Bewirkung einer bestimmten, einstellbaren Federkraft durch Drücken auf das Streichblatt, was beispielsweise durch Einblasen von Druckluft geschehen kann, veranlaßt werden.

Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform. Hier wird ein relativ hoher spezifischer Druck erreicht, da ein dünnes Blatt verwendet wird und die Abschrägungsbreite daher gering ist. In diesem Fall hat das Streichblatt einheitliche Dicke und ist dünn. Es kann jedoch kein herkömmlicher Streichblatthalter verwendet werden, da ein solches homogenes Blatt relativ kurz sein muß. Dies würde bedeuten, daß, wenn ein Streichblatthalter

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mit Spannbacken, die so lang wie jene in Fig. 4 sind, bei einer Vergrößerung der Kraft bei hohen Geschwindigkeiten und hohen Viskositäten verwendet werden sollte, der Streichblatthalter so nahe an die Papierbahn kommen würde, daß er die Rezirkulation der Streichmasse behindern würde. Bei"der Ausführungsform gemäß Fig.. 5 ist das dünne Blatt zwischen einer unteren Spannbacke 11a und einer oberen Spannbacke 11b befestigt. Die obere Backe 11b ist wesentlich langer als die untere Backe 11a. Das dünne Streich blatt 10 ist so fest eingeklemmt zwischen den Backen 11a und 11b, während das Streichblatt gleichzeitig auf der oberen Kante 11c der Backe 11 ruht. Man fand, daß auch eine solche Ausführungsform die Kombinierung guter Flexibilität mit dem Erfordernis eines hohen spezifischen Druckes und eines dünnen Streichblattes ermöglicht, so daß eine geringe Abschrägungsbreite erhalten wird. Bei allen Ausführungsformen gemäß Fig. 3, 4 und 5 wurden dünne, flexible Streichblätter 7, 8a und 10 verwendet, um eine zufriedenstellende Flexibilität zu erhalten, trotz der Notwendigkeit, dem bei hohen Bahngeschwindigkeiten vorherrschenden hohen hydraulischen Druck und hohe Trockengehalte aufweisenden viskosen Streichmassen entgegenzuwirken, um die gewünschte Auftragsmenge zu erhalten.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher ein relativ dickes Streichblatt 12 verwendet wird, doch wo die Abschrägungsbreite gering ist, da das Streichblatt 12 auf besondere Art geschliffen wurde. Man wird verstehen, daß selbst, wenn das Streichblatt 12 in Fig. 6 relativ dick ausgeführt ist, ihm infolge der · genügend langen Klemmlänge eine zufriedenstellende Flexibilität verliehen werden kann. Bei dieser Ausführungsform kann dann ebenfalls eine beträchtliche Flexibilität, mit hohem spezifischen Druck kombiniert werden, um ein Bestreichen bei hohen Bahnger schwindigkeiten zu ermöglichen, während man trotzdem die gewünschte Auftragsmenge einstellen kann.

Fig. 7 zeigt eine Vergrößerung der Streichblattkante bei der Vorrichtung gemäß Fig. 6. Die abgeschliffene Oberfläche 13 in Fig. 7 auf der Außenseite des Streichblattes 12 mit seiner Abschrägungsbreite 6 kann im wesentlichen trotz der Abnützung selbst nach einiger Betriebszeit erhalten werden, d.h. die Auftragsmenge wird selbst nach einer relativ langen Laufzeit noch

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die gleiche sein. Obwohl die Ausführungsformen gemäß Fig. 3, 4 und 5 zu bevorzugen sind, besitzt die Ausführungsform gemäß Fig. 6 und 7 gewisse Vorteile, wie beispielsweise geringere Herstellungskosten. Offensichtlich kann das Streichblatt 12 so gedreht werden, daß die Oberfläche 1.3 nach innen gewandt ist. ·

Die folgende Tabelle 1 gibt einige Beispiele für Werte, die bei Verwendung der in den Fig. 3 - 7 beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen gemessen und berechnet wurden. In allen Fällen wurden Stahlstreichblätter aus Federstahl mit einem Elasti-

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zitätsmodul von zwischen 2,1 χ 10 kp/cm und 2,2 χ 10 kp/cm verwendet. Papier vieler verschiedener Qualitäten wurde getestet, wobei einige Sorten dünn und schwach waren. Ein Bestreichen mit hohen Bahngeschwindigkeiten und mit hohem Trockengehalt und Viskosität war mit einem guten Streichergebnis und ohne abnormale Rißhäufigkeit möglich. Die abgeschrägten Flächen, die in der Tabelle angegeben sind, wurden durch Vorschleifen der Streichblätter hergestellt. Dies ist jedoch nicht wesentlich. Selbst, wenn das Streichblatt nicht vorgeschliffen ist, wird sich infolge der Abnutzung nach einiger Zeit'des Betriebes eine Abschrägung bilden.

' TABELLE A

Fig. Nr. 3 3 4 5 5 6

Freie Streichblattlänge mm - - - 7 10 35 Stütz länge mm _ _ _ 13 \ 3 _

Streichblattdicke mm' \ - - - 0,12 0,15 0,45

Streichblattlänge, dünner Abschnitt mm 4 4 5 - -

Streichblattlange, dicker Abschnitt mm 25 25 25 ."■·--

Streichblattdicke, dünner Abschnitt mm

Streichblattdicke, dicker Abschnitt mm

Federkraft (F) kp/cm Abschragungsbreite (b) cm

2
F/b kp/cm

Kantenwinkel

Auftragsmenge g/m und Seite Geschwindigkeit m/Min.

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	0,	1 0	37	,07 0,12	■ —	-	- ■
	0,	45 0	10	,45 0,45	0,95	0,71	1,15
	1,	3 1	14	,48 0,75	0,038	0,044	0,025
0,	042 0,	800	04 0,027	25	16	.45
3	1	27,5·	18	20	8
1	5	16	15	14	14
1	6	14	400	400 :	■ 800
600	600

TABELLE 1 (Fortsetzung) Fig. Nr. 3 3 4-5 5-

Trockengehalt der Masse % 70 66 65 68 60 6'·

' Viskosität der Masse

Centip.oise 3000 2000 1700 3000 1500 300;

Man fand, daß unabhängig davon, welche erfindungsgemäße Ausführungsform der Fig. 3-7 gewählt wird, bei einem Äbschrägungswinkel von nicht mehr als 2O° und einer Geschwindigkeit von mehr als 400 m/Min., bei einer Viskosität der Streichmasse von mehr als 1500 cp, die Abschrägungsbreite nicht mehr als 0,05 cm betragen sollte.

Wie zuvor erwähnt, ist das erhaltene Resultat in bezug auf das Risiko der Strichbildung bei Verwendung von extrem trockenen und viskosen Streichmassen überraschend. Es wurden auch bestimmte Überlegungen zur Erklärung des erhaltenen Resultates angeboten. Es sollte jedoch betont werden, daß dies leicht auf bestimmten Annahmen basieren kann, die von den erhaltenen Resultaten ausgehend während der Experimente angestellt werden. Wenn man beispielsweise von den in Tabelle 1 angegebenen Werten ausgeht, kann man feststellen, daß die Federkraft begrenzt sein kann, obwohl mit trockenen und viskosen Streichmassen bestrichen wird und hohe Bahngeschwindigkeiten, die bekannterweise zu extrem hohem hydraulischem Druck führen, verwendet werden. Eine Begrenzung der Federkraft wird durch die strikt begrenzte Abschrägungsbreite gemäß der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ermöglicht. Man sollte auch darauf hinweisen, daß spitze Streichblattkantenwinkel verwendet werden. Dies führt vermutlich zu einer guten Keilwirkung und trägt weiter zur Beschränkung der Strichhäufigkeit bei.

Die Erfindung kann unabhängig von der Art, in welcher die Streichmasse auf die Papierbahn aufgetragen wird, verwendet werden Dasselbe gilt für das Verfahren oder die Vorrichtung, mittels welcher das Streichblatt gezwungen wird, gegen die Papierbahn zu drücken, um die benötigte Federkraft zu erhalten. Dies kann auf viele an sich bekannte Arten erreicht werden, wie durch Drehen des Streichblatthalters, durch horizontale Verschiebung des Blatthalters oder durch die Aufbringung einer Last entlang der gesamten Oberfläche des Streichblattes, beispielsweise durch die Schaffung

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eines inneren, geschlossenen Raumes zwischen dem Streichblatt und der Rolle, der von der Umgebung, der Atmosphäre getrennt gehalten wird und die Aufrechterhaltung von verschiedenen Gasdrücken im inneren und äußeren Raum, um den benötigten Druck auf dem Streichblatt zu erzielen.

Das erhaltene Ergebnis ist, wie früher erwähnt, unerwartet. Es gibt viele Faktoren, die die Tendenz zur Bildung von Strichen beeinflussen können. Beispielsweise nimmt das Risiko der Strichbildung ab, wenn hinsichtlich der Streichmasse genaue Bedingungen eingehalten.werden, u. zw. durch die Auswahl einer geeigneten Zusammensetzung, die einen hohen Wasserretentionsgrad oder eine niedrige Viskosität in bezug auf die Trockne hat. Es ist auch bekanni daß durch eine geeignete Wahl des Basispapiers oder durch ein Vorbestreichen oder eine Oberflächenbehandlung des Papiers mit Schlichte es auch möglich ist, die Tendenz zur Strichbildung zu vermindern. Erfindungsgemäß wird dieses Ergebnis jedoch ohne jede solche Vorsichtsmaßnahmen erreicht.

Hier wurde das Bestreichen von einer Seite der Papierbahn besprochen. Die Erfindung kann natürlich auch zum Bestreichen beider Seiten einer Papierbahn verwendet werden, in welchem Fall zuerst eine Seite bestrichen, in einem folgenden Trocknungsvorgang getrocknet wird und dann die andere Seite auf ähnliche Weise bestrichen und dann getrocknet wird.

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zum Bestreichen einer sich bewegenden Materialbahn, vorzugsweise einer Papierbahn, die sich mit einer Bahngeschwin digkeit von mehr "als 400 m/Min, bewegt, wobei eine Streichmasse mit einem Trockengehalt von mehr als 60% und/oder einer Viskosität von mehr als 1500 cp vor einem Preßgriff - in Bewegungsrichtung der Materialbahn gesehen - zur Verteilung und Aufbringung der Streichmasse im Überschuß auf einer Seite der Bahn aufgetragen wird, wobei die Bahn zwischen zwei den Preßgriff bildenden Gliedern hindurchgeführt wird, wovon eines eine bewegliche Stütze, wie beispielsweise eine sich drehende Rolle und das andere ein Streichblatt mit einer auf die Materialbahn wirkenden Abschrägung ist, dadurch gekennzeichnet, daß, um eine vorgegebene Bahngeschwindigkeit, Streichmassenviskosität, Auftragsmenge und Federkraft beizubehalten, das Streichblatt einen Streichblattkantenwinkel von höchstens 20 und eine Abschrägungsbreite - in Bewegungsrichtung der Materia bahn gemessen - von höchstens 0,05 cm erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Streichblatt so eingestellt wird, daß eine Federkraft von nich^: mehr als 2 kp/cm Breite erreicht wird.

3.}Vorrichtung zum Bestreichen einer sich bewegenden Material- ^—s bahn, vorzugsweise einer Papierbahn, die sich mit einer Bahngeschwindigkeit von mehr als 400 m/Min, bewegt, mit einem Preßgriff zum Verteilen und Regulieren der aufgebrachten Streichmasse, wobei die Bahn zwischen zwei den Preßgriff bildenden Gliedern hindurchgeführt wird, wovon eines eine bewegliche Stütze in Form einer sich in Bewegungsrichtung der Bahn drehenden Rolle ist und das andere ein Streichblatt mit einer auf die Bahn wirkenden Abschrägung ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägungsbreite (b) des Streichblattes, in Bewegungsrichtung der Bahn gemessen, weniger als 0,05 cm beträgt.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Streichblattkantenwinkel (ex) weniger als 20° beträgt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 - 4> gekennzeichnet durch Glieder, die das Streichblatt mit einer Federstärke (F) von 'weniger als 2 kp/cm Breite beeinflussen.

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