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WO1998048113A1 - Method and device for applying a pigment coating paint on a paper or cardboard strip - Google Patents

Method and device for applying a pigment coating paint on a paper or cardboard strip Download PDF

Info

Publication number
WO1998048113A1
WO1998048113A1 PCT/EP1998/002229 EP9802229W WO9848113A1 WO 1998048113 A1 WO1998048113 A1 WO 1998048113A1 EP 9802229 W EP9802229 W EP 9802229W WO 9848113 A1 WO9848113 A1 WO 9848113A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
web
nozzle
layer
coating color
application
Prior art date
Application number
PCT/EP1998/002229
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Reinhard Knop
Ingo Becker
Hermann Thul
Original Assignee
Jagenberg Papiertechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jagenberg Papiertechnik Gmbh filed Critical Jagenberg Papiertechnik Gmbh
Priority to EP98919274A priority Critical patent/EP0977920A1/en
Publication of WO1998048113A1 publication Critical patent/WO1998048113A1/en

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/46—Pouring or allowing the fluid to flow in a continuous stream on to the surface, the entire stream being carried away by the paper
    • D21H23/48—Curtain coaters

Definitions

  • the coating colors contain as
  • Pigments chalk, calcium carbonate etc., additives such as CMC, starch and auxiliary agents are also added.
  • coating color is applied in excess by means of an application system, which is then doctored down to the desired coat weight by a metering system.
  • Applicator rollers, applicator units and free jet nozzles are known as application systems.
  • the metering systems contain mechanical doctor elements, such as doctor blades, doctor rods etc. or so-called air knives as metering elements, which scrape off the excess by means of an air jet from a nozzle.
  • Air knives are used in particular to coat cardboard in order to receive an order (contour line) following the cardboard surface. They can only be operated up to web speeds of approx. 400 m / min, while coating devices with mechanical doctor elements achieve coating speeds of more than 1000 m / min when coating paper webs several meters wide.
  • a disadvantage of the known coating processes is that a very large excess of coating color has to be applied, which is then removed again.
  • the great Excess causes water with color to penetrate the absorbent paper or cardboard web.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus for applying pigment coating colors on paper or cardboard webs, which enables an application without excess and thus both avoids the burden of a subsequent metering element and the application of very small quantities enables.
  • Another advantage is that a contour line can be applied at high production speeds of more than 500 m / min.
  • the method according to the invention can be carried out with a higher moisture content of the paper or cardboard web and, at the same time, the risk of web tears is reduced due to the gentler treatment of the paper, it is possible to arrange the coating device further ahead in the on-line coating within the paper machine and so saving dryer capacity.
  • a device according to the invention can also be operated just as advantageously on-line at the known locations and off-line, that is to say separately from the paper machine.
  • a curtain is formed with sufficient uniformity, which causes a uniform application on the web.
  • according to claim 1 5 is either Slot nozzle or a web guide element arranged below the slot nozzle is adjustable in height.
  • the ventilation in a circuit separate from the application according to claim 5 with the device according to claim 34 makes it possible to control the feed quantity into the slot nozzle for adjusting the application quantity unaffected by the ventilation.
  • a moisture content of the paper web of more than 4 wt .-%, preferably 6 to 10 wt .-%, according to claim 6 improves the wettability and adhesiveness of the web.
  • the coating color is thus anchored to the web. The same is done in a primer by the moisture content according to claim 1 1.
  • the paper or cardboard web is pre-smoothed before application, in order, for. B. to coat paper with the quality required for gravure printing.
  • the required smoothness of the paper can, for. B. by pretreatment in a calender or a calender or by applying a primer according to the method of claim 9.
  • the paper quality can be further improved if, after the application of the second layer in a free-falling curtain, a third layer is applied as a top layer and metered with a doctor element (preferably a doctor knife). It is also advantageous for different paper qualities to apply a second primer (claim 13). Depending on the coating color used, the amount applied and the required paper quality, intermediate drying is carried out between two coating stages or the coating is carried out wet-on-wet, that is to say without intermediate drying. In special cases it can be advantageous to To apply coating color in a free-falling curtain in excess, and then metering or smoothing with a doctor element (claim 8).
  • the support of the web in the area of the support nozzle according to claim 1 6 ensures a very smooth path and thus prevents order fluctuations when the curtain impacts the web.
  • the arrangement of a deflecting roller in the area of the slot nozzle according to claim 1 7 provides the advantageous support on the one hand, on the other hand the web can then be inclined downwards to improve the impact behavior of the coating color on the web.
  • the embodiment according to claim 18 makes it possible to move the slot nozzle into an area outside the course of the web and to have the curtain formed there.
  • the slot nozzle When a uniform curtain has formed, the slot nozzle is moved back into the web area and the curtain comes into contact with the web.
  • the slot nozzle remains in its working position.
  • a trough is moved between the nozzle and the web, from which the coating color is taken up.
  • the trough is preferably moved away from the area of the curtain in the direction of web travel. So that the curtain is released from the tub without any annoying side effects, blow nozzles are arranged on the side of the nozzle opposite the tub, which blow in the direction of the extension movement and thus bend the lower part of the curtain towards the tub.
  • the curtain is bent immediately above the web in a direction that supports the desired impact behavior.
  • a scraper is arranged behind the slot nozzle behind the slot nozzle and can be moved and extends transversely across the working width.
  • a slot nozzle with a locally differently adjustable outlet gap over the working width makes it possible to influence the cross profile of the job, e.g. B. to compensate for profile fluctuations in the paper or cardboard web.
  • the device according to claim 24 contains elements for sucking off coating color behind the slot nozzle, with which the coating color applied at the web edges can be removed again.
  • Axis rotatable disks are preferably used, which take up the coating color at the edges and convey it outside the web area, where it is scraped off the belt or disk by scrapers or similar elements.
  • the impact angle of the curtain on the web can be changed either by changing the course of the web by means of height-adjustable web guide elements and / or by means of a nozzle which is displaceably mounted in and against the web running direction above a curved web path.
  • the impact angle influences the transition of the coating color from the curtain to the web. It can be optimized for different coating colors or web materials.
  • a scraper placed on the top of the web at a short distance (maximum 200 mm) in front of the nozzle reduces the air boundary layer on the web.
  • the transition of the coating color to the web is facilitated.
  • Higher production speeds can be achieved (claim 28).
  • Guide plates are preferably used as guide elements, which are inclined inwards towards the center of the web.
  • the claims 30 to 32 contain preferred, since particularly advantageous systems with an application device according to the invention for the production of different paper or cardboard qualities.
  • Claim 33 contains a system in which the application device and the subsequent dryer are arranged in a particularly clever manner relative to one another. In this system, the heat influence of the dryer on the application device is particularly low. The system parts are arranged in a very space-saving manner and existing systems can simply be upgraded to this form.
  • Figure 1 shows the side view of an order according to the invention.
  • Figure 2 shows schematically the arrangement of the nozzle in order to adjust the drop height and / or the impact angle.
  • Figure 3 shows a device in which a metering system is arranged after the nozzle.
  • FIG. 4 shows a side view of a device in which a trough is moved between the nozzle and the web for starting.
  • FIG. 5 shows a top view of a device in which the web edges are covered by tapes.
  • FIG. 6 shows a side view of the device according to FIG. 5.
  • FIG. 7 shows a device with rotating disks at the edges in order to keep them free.
  • Figure 8 shows a device with a scraper to reduce the air boundary layer on the web.
  • Figure 9 shows schematically a coating system with a device according to the invention for applying the top coat.
  • Figure 1 0 shows schematically the system diagram of a three-stage coating system, in which the second top coat is applied by means of a device according to the invention.
  • Figure 1 1 shows the system diagram of the ventilation of the coating color.
  • the device shown in FIG. 1 is used to apply a water-based pigment coating ink to a paper web 1. It has a frame in which a deflection roller 2 is mounted at a certain height, from which the web 1 fed below is deflected into a horizontal (as shown in FIG. 1) or inclined downward slope. In the area above the deflection roller 2 and thus above the web 1, a slot nozzle 3 extending transversely to the web running direction is suspended in the frame. The slot nozzle 3 is connected to a feed for coating color, not shown, and has on its underside a slot-shaped outlet gap from which the coating color emerges and forms a free-falling curtain that falls as far as the web surface.
  • the width of the outlet gap of the nozzle 3 is preferably larger than the width of the web 1.
  • the slot nozzle 3 is adjustable in height suspended between two vertical profiles 4 in order to be able to adjust the distance of the outlet gap from the web 1 and thus the drop height of the coating color.
  • a drop height between 20 mm and 500 mm is preferably set.
  • the stands 4 with the slot nozzle 3 are horizontally moveable in and against the web running direction in two lateral rails 5 which are counter to the web running direction (to the left in FIG. 1) extend into an area in front of the deflection roller 2.
  • the slot nozzle 3 can thus be moved into the area in front of the line of the deflection roller 2. Your exit gap is then above a collecting trough 6, which is arranged directly in front of the deflection roller 2.
  • an element for suctioning off coating color is arranged behind the slot nozzle 5 in its working position shown in FIG. 1 in the region of the web support element (rollers 7, 8, 9) in each edge region of the web 1.
  • the web 1 is guided to a further support roller 1 1, which serves as a counter roller for a scraper 1 2 movable against the top of the web 1 and away from it.
  • the scraper 1 2 extends across the width of the web. It is attached to a pivotally mounted holder 1 3 which extends over the working width.
  • the holder 1 3 is mounted on each longitudinal side of the device in a support 14 attached to the frame of the device. The pivoting movement of the scraper 1 2 against the web 1 and away from it is effected by means of a piston-cylinder unit 37 which is fastened on the one hand to the support 14 and on the other hand to the holder 13.
  • a suction device is arranged in front of him in the direction of web travel.
  • the suction device is preferably also suspended from the supports 14 and contains a rear storage wall 15 which is connected to the Scraper 1 2 forms a suction chamber open against web 1, from which the excess coating color is sucked off.
  • the device shown in Figure 1 is used to apply only one layer to a paper or cardboard web. It is particularly advantageous to apply a stroke to a cardboard web.
  • Figure 2 shows schematically the preferred embodiment, in which the web 1 in the area of the slot nozzle 3 is fed to a deflection roller 2 from below and deflected by the latter so that the web 1 behind the deflection roller 2 is inclined downwards.
  • the slot nozzle 3 is vertically movable to adjust the drop height.
  • the deflection roller 2 is mounted as a web guide element so that it can be moved horizontally.
  • the deflection roller 2 is followed by an air turn 1 6 deflecting the web without contact, which is mounted in the frame of the device so that it can be adjusted in height, in order either to change the path or to be able to adapt a changed path.
  • the ability of the slot nozzle 3 to move against the web running direction into an area in front of the deflection roller 2 serves to form a uniform curtain outside the web when the device is started, which curtain is then brought into contact with the web 1. While the curtain is forming, the coating color falls into the tub 6 in the embodiment according to FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the invention, in which a trough 6 is moved between the nozzle 3 and the web 1 during the formation of the curtain.
  • the trough 6 can be moved in or - as shown in FIG. 4 - preferably against the web running direction under the nozzle 3.
  • blowing nozzles 17 are arranged on the side of the curtain opposite the tub 6, which blow in the direction of the extension movement.
  • the lower part of the curtain is curved towards the tub 6.
  • the nozzles 17 preferably blow in the web running direction, see above that the curtain is curved immediately above the web 1 in a direction that supports the desired impact behavior.
  • FIGS. 5 to 7 show various options for keeping the web edges free of coating color from the outset:
  • a circumferential band 18 is arranged in the region of each web edge, the upper run of which runs parallel to the web 1 between the nozzle 3 and the web 1 and thus covers the web edges. In order that the coating color falling on the strips 18 is transported to the outside, the strips 18 are in
  • the web edges are kept clear by means of disks 20 arranged essentially horizontally and rotatable about an essentially vertical axis.
  • the disks 20 are arranged between the nozzle 3 and the web 1 and each turn outward behind the nozzle 3, so that the ink picked up is conveyed away from the web 1.
  • scrapers 19 are arranged on the disks, from which the absorbed paint is scraped off.
  • a device is shown in FIG. 8, in which a scraper 21, which rests on the upper side of the web 1 and which reduces the air boundary layer on the web 1, is arranged at a maximum distance of 200 mm in front of the nozzle 3. If - as shown in FIG. 8 - the web in the region of the nozzle 3 is deflected by a deflecting roller 2, the scraper 21 can be arranged directly in front of the nozzle 3 and bear against the counter roller 2 under pressure in order to work particularly effectively.
  • FIG. 9 shows the basic diagram of a system for applying two layers on a paper or cardboard web, in which the first layer is applied using a known application system and the second layer using an apparatus according to the invention:
  • the web is guided by a roll-off device, not shown, to an application system 22 which, for. B. contains an applicator roller, an applicator nozzle or a free jet nozzle for applying coating color in excess.
  • the application system 22 and a subsequent metering system 23 are arranged in the wrapping area of a counter roller 24, by which the web 1 is supported during application and metering.
  • the metering system 23 contains as a metering element a doctor knife, a doctor bar or a metering bar, from which the excess application is scraped off again to the desired coating weight.
  • the web 1 is smoothed to a roughness value according to PPS of less than 3, preferably less than 2.
  • the application is preferably carried out by means of the nozzle 3 onto a web 1 pre-smoothed to these values.
  • the application and metering system 22, 23 is followed by one or more dryers 25, of which the first layer is dried.
  • the web 1 is guided from the dryers 25 to a second applicator unit 26, from which a second layer is applied to the web 1 in a free-falling curtain.
  • the second application device is constructed in accordance with the exemplary embodiments described in FIGS. 1 to 8.
  • the web is guided obliquely downwards to the air turn 16, which deflects it upward without contact to a dryer 27, which is fastened above the second application device 26 in the frame.
  • a coating color with a solids content of 30% by weight to 72% by weight is initially applied in excess to the web 1 by the application system 22.
  • the excess is scraped off by the subsequent metering system 23 to a dry coat weight of 3 to 15 g / m 2 , preferably 5 to 12 g / m 2 .
  • the web 1 is either intermediate dried or fed to the second application device 26 for wet-on-wet application without intermediate drying.
  • the dry content of the first layer is preferably set to a value between 50% and 90%, in particular between 70% and 80%.
  • the second layer is then applied in a free-falling curtain.
  • the dry application of the coating color of the second layer is 3 g / m 2 to 30 g / m 2 , preferably 8 g / m 2 to 20 g / m 2 .
  • the layer of pigment coating ink applied with the second application device 26 is then dried.
  • the total amount of coating color applied - measured dry - is preferably 20 to 35 g / m.
  • a second pre-coat can be applied in a free-falling curtain using a conventional application and metering system before applying the top layer.
  • the second primer is applied either wet-on-wet or after intermediate drying on the first primer.
  • intermediate drying or the top coat is applied wet-on-wet to the second precoat.
  • FIG. 10 shows a system diagram in which three layers are also applied in succession to the web 1.
  • the last application (top coat) is applied with a conventional application and metering system 28, which preferably contains a doctor knife 29 as a metering element.
  • the "first application device which is also conventional as an application and
  • Dosing system 22, 23 is designed with a doctor element, serves to preload the web 1 first. Subsequently, a second undercoat is applied in a free-falling curtain before an overcoat is applied in excess and dosed with a scraper knife 29 to achieve the greatest possible smoothness.
  • This system can also be used for drying between the individual coating stages, or it can be applied wet-on-wet.
  • the solids content of the coating color, the application quantities and the moisture content of the web 1 correspond to the values listed in the exemplary embodiment under FIG. 2.
  • FIGS. 9 and 10 are particularly suitable for coating cardboard with a weight per unit area of more than 120 g / m 2 .
  • the application in a free-falling curtain makes it possible to reliably cover very rough surfaces with small amounts of coating color, without leaving uncovered areas.
  • the application with a slot nozzle 3 in a free-falling curtain offers the great advantage of applying the coating color exactly in the desired application quantity, ie not in excess.
  • the combination of a slot nozzle with a subsequent metering system is shown schematically in FIG. 3:
  • the paper or cardboard web 1 to be coated is fed from above to a counter roller 30 in front of its apex line.
  • a deflection roller 31 arranged on the feed side next to the apex line guides the web 1 tangentially to the mating roller 30.
  • the excess coated web 1 is deflected by the counter roller 30 by more than 180 °.
  • a metering system 32 is arranged, which abrades the excess to the desired coat weight.
  • a scraper knife 33 is preferably used as the metering element.
  • Figure 1 1 is a schematic of the device for venting the coating color before
  • the coating color is fed to the nozzle 3 from a storage container 34, the amount supplied to the nozzle 3 being controlled by a metering pump 35. If necessary, the coating color is filtered on its way to the nozzle 3 by means of a filter 36. To remove air bubbles from the coating color, the reservoir 34 is connected to a self-contained ventilation circuit which is independent of the feed line to the slot nozzle 3. This makes it possible to control the feed quantity into the slot nozzle 3, on which the discharge quantity of the nozzle 3 and thus the application quantity on the web 1, by means of the metering pump 35 unaffected by the ventilation.
  • a portion of the coating color is permanently drawn off from the storage container 34 by means of a pump 37 and fed to a ventilation container 38.
  • the ventilation tank 38 is connected to a vacuum pump via a line 39. If necessary, is in the return line 40 from the Venting device in the reservoir 34, a pre-filter 41 is arranged. New coating color is fed into the reservoir 34 by means of a feed line 42.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and a device for applying a pigment coating paint on a paper or cardboard strip (1), wherein the coating paint with a solids content ranging from 30 to 72 wt. %, preferably 45 to 70 wt. %, is applied to the strip (1) in a free-falling curtain by means of a slot nozzle (3) arranged above the strip and extending transversally in the direction of movement of said strip.

Description

B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen einer Pigmentstreichfarbe auf eine Papier- oder KartonbahnMethod and device for applying a pigment coating ink to a paper or cardboard web
Technisches GebietTechnical field
Zur Veredelung von Papier- oder Kartonbahnen ist es bekannt, diese mit Pigmentstreichfarben auf Wasserbasis zu beschichten. Die Streichfarben enthalten alsFor finishing paper or cardboard webs, it is known to coat them with water-based pigment coating colors. The coating colors contain as
Pigmente Kreide, Kalziumcarbonat etc., zusätzlich werden Zusatzstoffe wie CMC, Stärke und Hilfsmittel zugesetzt.Pigments chalk, calcium carbonate etc., additives such as CMC, starch and auxiliary agents are also added.
Stand der TechnikState of the art
Bei den bekannten Beschichtungsverfahren wird Streichfarbe mittels eines Auftragssystems im Überschuß aufgetragen, der anschließend von einem Dosiersystem bis auf das gewünschte Strichgewicht abgerakelt wird. Als Auftragsysteme sind Auftragwalzen, Düsenauftragwerke und Freistrahldüsen bekannt. Die Dosiersysteme enthalten mechanische Rakelelemente, wie Schabermesser, Rakelstangen etc. oder sogenannte Luftmesser als Dosiereiemente, die den Überschuß mittels eines Luftstrahls aus einer Düse abstreifen. Luftmesser werden insbesondere zum Beschichten von Karton eingesetzt, um einen der Kartonoberfiäche folgenden Auftrag (Konturstrich) zu erhalten. Sie können nur bis Bahngeschwindigkeiten von ca. 400 m/min betrieben werden, während Beschichtungsvorrichtungen mit mechanischen Rakelelementen beim Beschichten von mehreren Metern breiten Papierbahnen Produktionsgeschwindigkeiten von mehr als 1000 m/min erzielen.In the known coating processes, coating color is applied in excess by means of an application system, which is then doctored down to the desired coat weight by a metering system. Applicator rollers, applicator units and free jet nozzles are known as application systems. The metering systems contain mechanical doctor elements, such as doctor blades, doctor rods etc. or so-called air knives as metering elements, which scrape off the excess by means of an air jet from a nozzle. Air knives are used in particular to coat cardboard in order to receive an order (contour line) following the cardboard surface. They can only be operated up to web speeds of approx. 400 m / min, while coating devices with mechanical doctor elements achieve coating speeds of more than 1000 m / min when coating paper webs several meters wide.
Nachteilig an den bekannten Beschichtungsverfahren ist, daß ein sehr großer Überschuß an Streichfarbe aufgetragen werden muß, der anschließend wieder entfernt wird. Der große Überschuß bewirkt, daß Wasser mit Farbe in die saugfähige Papier- oder Kartonbahn eindringt. Dies begrenzt zum einen den minimalen Auftrag, zum anderen steigt - besonders bei empfindlichen Papieren - die Anfälligkeit gegen Bahnrisse, insbesondere bei einem unter Druck anliegenden mechanischen Rakelelement im Dosiersystem.A disadvantage of the known coating processes is that a very large excess of coating color has to be applied, which is then removed again. The great Excess causes water with color to penetrate the absorbent paper or cardboard web. On the one hand, this limits the minimal application, and on the other hand - particularly with sensitive papers - the susceptibility to web tears increases, especially with a mechanical doctor element in the metering system that is under pressure.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von Pigmentstreichfarben auf Papier- oder Kartonbahnen bereitzustellen, das (die) einen Auftrag ohne Überschuß ermöglicht und so sowohl die Belastung durch ein nachfolgendes Dosierelement vermeidet als auch den Auftrag von sehr geringen Mengen ermöglicht.The invention has for its object to provide a method and an apparatus for applying pigment coating colors on paper or cardboard webs, which enables an application without excess and thus both avoids the burden of a subsequent metering element and the application of very small quantities enables.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of patent claim 1.
Als weiterer Vorteil tritt hinzu, daß sich ein Konturstrich bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten von mehr als 500 m/min auftragen läßt.Another advantage is that a contour line can be applied at high production speeds of more than 500 m / min.
Da das erfindungsgemäße Verfahren bei einem höheren Feuchtegehalt der Papier- oder Kartonbahn durchgeführt werden kann und zugleich aufgrund der schonenderen Behandlung des Papiers die Gefahr von Bahnrissen verringert wird, ist es möglich, beim On-Line- Beschichten innerhalb der Papiermaschine die Beschichtungsvorrichtung weiter vorne anzuordnen und so Trocknerkapazitäten zu sparen. Genauso vorteilhaft läßt sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch On-Line an den bekannten Stellen und Off-Line, also getrennt von der Papiermaschine, betreiben.Since the method according to the invention can be carried out with a higher moisture content of the paper or cardboard web and, at the same time, the risk of web tears is reduced due to the gentler treatment of the paper, it is possible to arrange the coating device further ahead in the on-line coating within the paper machine and so saving dryer capacity. A device according to the invention can also be operated just as advantageously on-line at the known locations and off-line, that is to say separately from the paper machine.
Die abhängigen Patentansprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The dependent claims contain preferred, since particularly advantageous, embodiments of the invention.
Bei einer Fallhöhe der Streichfarbe zwischen 20 mm und 500 mm gemäß Patentanspruch 3 bildet sich ein Vorhang mit ausreichender Gleichmäßigkeit, der auf der Bahn einen gleichmäßigen Auftrag bewirkt. Um die Fallhöhe in Abhängigkeit von der verwendeten Streichfarbe und der gewünschten Auftragsmenge für einen störungsfreien und gleichmäßigen Auftrag einstellen zu können, ist nach Anspruch 1 5 entweder die Schlitzdüse oder ein unterhalb der Schlitzdüse angeordnetes Bahnführungselement höhenverstellbar.With a drop height of the coating color between 20 mm and 500 mm according to claim 3, a curtain is formed with sufficient uniformity, which causes a uniform application on the web. In order to be able to adjust the drop height depending on the coating color used and the desired application quantity for a trouble-free and even application, according to claim 1 5 is either Slot nozzle or a web guide element arranged below the slot nozzle is adjustable in height.
Da der Vorhang an seinen Rändern einerseits verdickt und andererseits eingeschnürt ist, kann mit einem breiteren Vorhang als die Bahn ein über die Bahnbreite gleichmäßiger Auftrag erzielt werden, indem die Vorhangränder neben die Bahn fallengelassen werden (Patentanspruch 4, 23). Die neben die Bahn fallende Streichfarbe wird aufgefangen und zurückgeführt.Since the curtain is thickened on the one hand and constricted on the other hand, with a wider curtain than the web, an even application across the web width can be achieved by dropping the curtain edges next to the web (claim 4, 23). The coating color falling next to the web is collected and returned.
Da bei einem Auftrag von Streichfarbe in einem freifallenden Vorhang Luftblasen zu unbedeckten Stellen auf der Papier- oder Kartonbahn führen, muß die Streichfarbe sehr weitgehend entlüftet werden. Die Entlüftung in einem vom Auftragen getrennten Kreislauf gemäß Patentanspruch 5 mit der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 34 ermöglicht es, die Zuführmenge in die Schlitzdüse zur Einstellung der Auftragsmenge unbeeinflußt von der Entlüftung zu steuern. Ein Feuchtegehalt der Papierbahn von mehr als 4 Gew.-%, vorzugsweise 6 bis 10 Gew.-%, nach Anspruch 6 verbessert die Benetzbarkeit und Adhäsionsfähigkeit der Bahn. Die Streichfarbe wird so auf der Bahn verankert. Gleiches wird bei einem Vorstrich durch den Feuchtegehalt gemäß Patentanspruch 1 1 bewirkt.Since air bubbles lead to uncovered places on the paper or cardboard web when applying coating color in a free-falling curtain, the coating color must be deaerated to a very large extent. The ventilation in a circuit separate from the application according to claim 5 with the device according to claim 34 makes it possible to control the feed quantity into the slot nozzle for adjusting the application quantity unaffected by the ventilation. A moisture content of the paper web of more than 4 wt .-%, preferably 6 to 10 wt .-%, according to claim 6 improves the wettability and adhesiveness of the web. The coating color is thus anchored to the web. The same is done in a primer by the moisture content according to claim 1 1.
Da der Auftrag in einem f reif alienden Vorhang einen Konturstrich auf der Bahn erzeugt, werden Unebenheiten in der rohen Papier- oder Kartonbahn nur wenig ausgeglichen. Daher wird in dem Verfahren nach Anspruch 7 die Papier- oder Kartonbahn vor dem Auftragen vorgeglättet, um z. B. Papier mit der für Tiefdruck geforderten Qualität zu beschichten. Die erforderliche Glätte des Papiers läßt sich z. B. durch Vorbehandlung in einem Glättwerk bzw. einem Kalander oder durch Auftragen eines Vorstrichs gemäß dem Verfahren nach Patentanspruch 9 erzielen.Since the order creates a contour line on the web in a ready-made curtain, unevenness in the raw paper or cardboard web is only slightly compensated for. Therefore, in the method according to claim 7, the paper or cardboard web is pre-smoothed before application, in order, for. B. to coat paper with the quality required for gravure printing. The required smoothness of the paper can, for. B. by pretreatment in a calender or a calender or by applying a primer according to the method of claim 9.
Die Papierqualität läßt sich weiter verbessern, wenn nach dem Auftrag der zweiten Schicht in einem freifallenden Vorhang gemäß Patentanspruch 12 eine dritte Schicht als Deckschicht aufgetragen und mit einem Rakelelement (bevorzugt einem Schabermesser) dosiert wird. Ebenso ist es für verschiedene Papierqualitäten vorteilhaft, einen zweiten Vorstrich aufzutragen (Patentanspruch 13). In Abhängigkeit von der verwendeten Streichfarbe, der aufgetragenen Menge und der geforderten Papierqualität wird dabei zwischen zwei Beschichtungsstufen zwischengetrocknet oder die Beschichtung erfolgt naß- in-naß, also ohne Zwischentrocknung. In Sonderfällen kann es vorteilhaft sein, die Streichfarbe in einem freifalienden Vorhang im Überschuß aufzutragen, und anschließend mit einem Rakelelement zu dosieren oder zu glätten (Patentanspruch 8).The paper quality can be further improved if, after the application of the second layer in a free-falling curtain, a third layer is applied as a top layer and metered with a doctor element (preferably a doctor knife). It is also advantageous for different paper qualities to apply a second primer (claim 13). Depending on the coating color used, the amount applied and the required paper quality, intermediate drying is carried out between two coating stages or the coating is carried out wet-on-wet, that is to say without intermediate drying. In special cases it can be advantageous to To apply coating color in a free-falling curtain in excess, and then metering or smoothing with a doctor element (claim 8).
Die Abstützung der Bahn im Bereich der Stützdüse gemäß Patentanspruch 1 6 gewährleistet einen sehr ruhigen Bahnverlauf und verhindert so Auftragsschwankungen beim Aufprall des Vorhangs auf die Bahn. Die Anordnung einer Umlenkwalze im Bereich der Schlitzdüse nach Anspruch 1 7 bewirkt einerseits die vorteilhafte Unterstützung, andererseits läßt sich die Bahn anschließend schräg nach unten geneigt verlaufend führen, um das Aufprallverhalten der Streichfarbe auf die Bahn zu verbessern.The support of the web in the area of the support nozzle according to claim 1 6 ensures a very smooth path and thus prevents order fluctuations when the curtain impacts the web. The arrangement of a deflecting roller in the area of the slot nozzle according to claim 1 7 provides the advantageous support on the one hand, on the other hand the web can then be inclined downwards to improve the impact behavior of the coating color on the web.
Zu Beginn der Zuführung der Streichfarbe in die Schlitzdüse braucht es eine gewisse Zeit, bis sich ein gleichmäßiger Vorhang gebildet hat. Bis zu diesem Zeitpunkt tritt die Streichfarbe an einzelnen Stellen in vergrößerter Menge aus der Schlitzdüse aus, mit der Folge, daß diese Stellen im nachfolgenden Trockner nicht getrocknet werden und so Bahnführungselemente verschmutzt werden, die wiederum die fertige Bahn inakzeptabel verschmutzen. Die Patentansprüche 1 8 bis 21 enthalten Ausgestaltungen der Erfindung, diese negativen Effekte zu vermeiden:It takes a certain amount of time at the start of feeding the coating color into the slot nozzle until a uniform curtain has formed. Up to this point, the coating color emerges from the slot nozzle in an increased quantity at individual locations, with the result that these locations are not dried in the subsequent dryer and so web guide elements are contaminated, which in turn contaminate the finished web unacceptably. Claims 1 8 to 21 contain embodiments of the invention to avoid these negative effects:
Die Ausgestaltung nach Patentanspruch 18 ermöglicht es, die Schlitzdüse in einen Bereich außerhalb des Bahnverlaufs zu verschieben und sich dort den Vorhang bilden zu lassen.The embodiment according to claim 18 makes it possible to move the slot nozzle into an area outside the course of the web and to have the curtain formed there.
Wenn sich ein gleichmäßiger Vorhang gebildet hat, wird die Schlitzdüse wieder in den Bahnbereich verschoben, und der Vorhang tritt mit der Bahn in Kontakt.When a uniform curtain has formed, the slot nozzle is moved back into the web area and the curtain comes into contact with the web.
Bei der Ausgestaltung nach den Patentansprüchen 1 9 und 20 verbleibt die Schlitzdüse in ihrer Arbeitsposition. Während sich der Vorhang bildet, wird eine Wanne zwischen die Düse und die Bahn bewegt, von der die Streichfarbe aufgenommen wird. Wenn sich ein gleichmäßiger Vorhang gebildet hat, wird die Wanne wieder weg bewegt, und der Vorhang fällt auf die Bahn. Das Wegbewegen der Wanne aus dem Bereich des Vorhangs erfolgt bevorzugt in Bahnlaufrichtung. Damit sich der Vorhang ohne störende Nebeneffekte von der Wanne löst, sind an der zur Wanne entgegengesetzten Seite der Düse Blasdüsen angeordnet, die in Richtung der Ausfahrbewegung blasen und so den Vorhang in seinem unteren Teil in Richtung zur Wanne krümmen. Wenn die Düsen in Bahnlaufrichtung blasen, wird der Vorhang unmittelbar oberhalb der Bahn in eine Richtung gekrümmt, die das gewünschte Aufprallverhalten unterstützt. Bei verschiedenen Streichfarben wird zu Beginn des Auftragens ein erhöhtes Auftraggewicht aufgetragen, bis die Streichfarbe in der Aufprallzone von der laufenden Bahn auf die gewünschte Schichtdicke gestreckt ist. Um den so entstandenen Wulst zur Vermeidung von Problemen in einem nachfolgenden Trockner wieder weg zu schaben, ist nach Patentanspruch 21 hinter der Schlitzdüse ein gegen die Oberseite der Bahn und von dieser weg bewegbarer, sich quer über die Arbeitsbreite erstreckender Schaber angeordnet.In the embodiment according to claims 1 9 and 20, the slot nozzle remains in its working position. As the curtain forms, a trough is moved between the nozzle and the web, from which the coating color is taken up. When a uniform curtain has formed, the tub is moved away again and the curtain falls onto the track. The trough is preferably moved away from the area of the curtain in the direction of web travel. So that the curtain is released from the tub without any annoying side effects, blow nozzles are arranged on the side of the nozzle opposite the tub, which blow in the direction of the extension movement and thus bend the lower part of the curtain towards the tub. When the nozzles blow in the direction of web travel, the curtain is bent immediately above the web in a direction that supports the desired impact behavior. In the case of different coating colors, an increased application weight is applied at the beginning of the application until the coating color in the impact zone has been stretched from the running web to the desired layer thickness. In order to scrape away the bead thus created in order to avoid problems in a subsequent dryer, a scraper is arranged behind the slot nozzle behind the slot nozzle and can be moved and extends transversely across the working width.
Eine Schlitzdüse mit einem über die Arbeitsbreite lokal unterschiedlich einstellbaren Austrittsspalt gemäß Patentanspruch 22 ermöglicht es, das Querprofil des Auftrags zu beeinflussen, z. B. um Profilschwankungen in der Papier- oder Kartonbahn auszugleichen.A slot nozzle with a locally differently adjustable outlet gap over the working width makes it possible to influence the cross profile of the job, e.g. B. to compensate for profile fluctuations in the paper or cardboard web.
Beim Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen ist es erforderlich, die Bahnränder von Beschichtung freizuhalten, damit nachfolgende Bahnführungswalzen nicht verschmutzt werden. Die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 24 enthält hinter der Schlitzdüse Elemente zum Absaugen von Streichfarbe, mit denen sich die an den Bahnrändern aufgetragene Streichfarbe wieder entfernen läßt.When coating paper or cardboard webs, it is necessary to keep the web edges free of coating so that subsequent web guide rollers are not contaminated. The device according to claim 24 contains elements for sucking off coating color behind the slot nozzle, with which the coating color applied at the web edges can be removed again.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen nach den Patentansprüchen 25 und 26 wird von vorne herein eine Beschichtung der Ränder der Bahn mittels Abdeckelementen vermieden. Als Abdeckelemente werden umlaufende Bänder oder um eine im wesentlichen senkrechteIn the preferred embodiments according to claims 25 and 26, coating of the edges of the web by means of cover elements is avoided from the outset. Circumferential bands or a substantially vertical one are used as cover elements
Achse drehbare Scheiben bevorzugt eingesetzt, die die Streichfarbe an den Rändern aufnehmen und außerhalb des Bahnbereichs fördern, wo sie von Schabern oder ähnlichen Elementen von dem Band oder der Scheibe abgeschabt wird.Axis rotatable disks are preferably used, which take up the coating color at the edges and convey it outside the web area, where it is scraped off the belt or disk by scrapers or similar elements.
Bei der besonders vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 27 läßt sich der Aufprallwinkel des Vorhangs auf die Bahn entweder durch Änderung des Bahnverlaufs mittels höhenverstellbarer Bahnleitelemente und/oder mittels einer in und gegen Bahnlaufrichtung oberhalb eines gekrümmten Bahnverlaufs verschiebbar gelagerten Düse verändern. Der Aufprallwinkel beeinflußt den Übergang der Streichfarbe aus dem Vorhang auf die Bahn. Er läßt sich so für verschiedene Streichfarben oder Bahnmaterialien optimieren.In the particularly advantageous embodiment according to claim 27, the impact angle of the curtain on the web can be changed either by changing the course of the web by means of height-adjustable web guide elements and / or by means of a nozzle which is displaceably mounted in and against the web running direction above a curved web path. The impact angle influences the transition of the coating color from the curtain to the web. It can be optimized for different coating colors or web materials.
Ein mit geringem Abstand (maximal 200 mm) vor der Düse auf der Oberseite der Bahn anliegender Schaber vermindert die auf der Bahn befindliche Luftgrenzschicht. Der Übergang der Streichfarbe auf die Bahn wird erleichtert. Es lassen sich höhere Produktionsgeschwindigkeiten erreichen (Patentanspruch 28).A scraper placed on the top of the web at a short distance (maximum 200 mm) in front of the nozzle reduces the air boundary layer on the web. The The transition of the coating color to the web is facilitated. Higher production speeds can be achieved (claim 28).
Nach Patentanspruch 29 sind an beiden Enden des Austrittsspalts der Schlitzdüse sich nach unten bis in die Nähe der Bahn erstreckende Leitelemente angeordnet, die einerAccording to claim 29 are arranged at both ends of the outlet gap of the slot nozzle down to the vicinity of the web extending guide elements, one
Einschnürung der Ränder des freifallenden Vorhangs entgegenwirken. Bevorzugt werden als Leitelemente Führungsbleche verwendet, die nach innen zur Bahnmitte geneigt verlaufen.Counteract the narrowing of the edges of the free-falling curtain. Guide plates are preferably used as guide elements, which are inclined inwards towards the center of the web.
Die Patentansprüche 30 bis 32 enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Anlagen mit einer erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung zur Herstellung verschiedener Papieroder Kartonqualitäten.The claims 30 to 32 contain preferred, since particularly advantageous systems with an application device according to the invention for the production of different paper or cardboard qualities.
Der Patentanspruch 33 enthält eine Anlage, bei der die Auftragvorrichtung und der nachfolgende Trockner besonders geschickt relativ zueinander angeordnet sind. Bei dieser Anlage ist der Hitzeeinfluß des Trockners auf die Auftragvorrichtung besonders gering. Die Anlagenteile sind sehr platzsparend angeordnet und vorhandene Anlagen können einfach auf diese Form ungerüstet werden.Claim 33 contains a system in which the application device and the subsequent dryer are arranged in a particularly clever manner relative to one another. In this system, the heat influence of the dryer on the application device is particularly low. The system parts are arranged in a very space-saving manner and existing systems can simply be upgraded to this form.
Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen/Varianten der Erfindung dargestellt:Various embodiments / variants of the invention are shown in the drawing:
Figur 1 zeigt die Seitenansicht eines Auftrags nach der Erfindung.Figure 1 shows the side view of an order according to the invention.
Figur 2 zeigt schematisch die Anordnung der Düse, um die Fallhöhe und/oder den Aufprallwinkel einzustellen.Figure 2 shows schematically the arrangement of the nozzle in order to adjust the drop height and / or the impact angle.
Figur 3 zeigt eine Vorrichtung, bei der im Anschluß an die Düse ein Dosiersystem angeordnet ist.Figure 3 shows a device in which a metering system is arranged after the nozzle.
Figur 4 zeigt in Seitenansicht eine Vorrichtung, bei der zum Anfahren eine Wanne zwischen die Düse und die Bahn bewegt wird.FIG. 4 shows a side view of a device in which a trough is moved between the nozzle and the web for starting.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht einer Vorrichtung, bei der die Bahnränder von Bändern abgedeckt werden. Figur 6 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 5.FIG. 5 shows a top view of a device in which the web edges are covered by tapes. FIG. 6 shows a side view of the device according to FIG. 5.
Figur 7 zeigt eine Vorrichtung mit drehenden Scheiben an den Rändern, um diese freizuhalten.FIG. 7 shows a device with rotating disks at the edges in order to keep them free.
Figur 8 zeigt eine Vorrichtung mit einem Schaber, um die auf der Bahn befindliche Luftgrenzschicht zu verringern.Figure 8 shows a device with a scraper to reduce the air boundary layer on the web.
Figur 9 zeigt schematisch eine Beschichtungsanlage mit einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Auftragen des Deckstrichs.Figure 9 shows schematically a coating system with a device according to the invention for applying the top coat.
Figur 1 0 zeigt schematisch das Anlagenschema einer dreistufigen Beschichtungsanlage, bei der der zweite Deckstrich mittels einer Vorrichtung nach der Erfindung aufgetragen wird.Figure 1 0 shows schematically the system diagram of a three-stage coating system, in which the second top coat is applied by means of a device according to the invention.
Figur 1 1 zeigt das Anlagenschema der Entlüftung der Streichfarbe.Figure 1 1 shows the system diagram of the ventilation of the coating color.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention
Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung dient zum Auftragen einer Pigmentstreichfarbe auf Wasserbasis auf eine Papierbahn 1 . Sie weist ein Gestell auf, in dem in einer gewissen Höhe eine Umlenkwalze 2 gelagert ist, von der die unten zugeführte Bahn 1 in einen horizontalen (wie in Figur 1 dargestellt) oder schräg nach unten geneigten Verlauf umgelenkt wird. Im Bereich oberhalb der Umlenkwaize 2 und somit oberhalb der Bahn 1 ist im Gestell eine sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckende Schlitzdüse 3 aufgehängt. Die Schlitzdüse 3 ist an eine nicht dargestellte Zufuhr für Streichfarbe angeschlossen und weist an ihrer Unterseite einen schlitzförmigen Austrittsspalt auf, aus der die Streichfarbe austritt und einen freifallenden Vorhang bildet, der bis auf die Bahnoberfläche fällt. Die Breite des Austrittsspalts der Düse 3 ist bevorzugt größer als die Breite der Bahn 1 . Die Schlitzdüse 3 ist höhenverstellbar zwischen zwei senkrechten Profilen 4 aufgehängt, um den Abstand des Austrittsspalts von der Bahn 1 und somit die Fallhöhe der Streichfarbe einstellen zu können. Bevorzugt wird eine Fallhöhe zwischen 20 mm und 500 mm eingestellt. Die Ständer 4 mit der Schlitzdüse 3 sind horizontal in und gegen Bahnlaufrichtung beweglich in zwei seitlichen Schienen 5 gelagert, die sich gegen die Bahnlaufrichtung (in Figur 1 nach links) bis in einen Bereich vor der Umlenkwalze 2 erstrecken. Die Schlitzdüse 3 kann so bis in den Bereich vor der Scheiteiiinie der Umlenkwaize 2 bewegt werden. Ihr Austrittsspalt steht dann oberhalb einer Auffangwanne 6, die unmittelbar vor der Umlenkwalze 2 angeordnet ist.The device shown in FIG. 1 is used to apply a water-based pigment coating ink to a paper web 1. It has a frame in which a deflection roller 2 is mounted at a certain height, from which the web 1 fed below is deflected into a horizontal (as shown in FIG. 1) or inclined downward slope. In the area above the deflection roller 2 and thus above the web 1, a slot nozzle 3 extending transversely to the web running direction is suspended in the frame. The slot nozzle 3 is connected to a feed for coating color, not shown, and has on its underside a slot-shaped outlet gap from which the coating color emerges and forms a free-falling curtain that falls as far as the web surface. The width of the outlet gap of the nozzle 3 is preferably larger than the width of the web 1. The slot nozzle 3 is adjustable in height suspended between two vertical profiles 4 in order to be able to adjust the distance of the outlet gap from the web 1 and thus the drop height of the coating color. A drop height between 20 mm and 500 mm is preferably set. The stands 4 with the slot nozzle 3 are horizontally moveable in and against the web running direction in two lateral rails 5 which are counter to the web running direction (to the left in FIG. 1) extend into an area in front of the deflection roller 2. The slot nozzle 3 can thus be moved into the area in front of the line of the deflection roller 2. Your exit gap is then above a collecting trough 6, which is arranged directly in front of the deflection roller 2.
In Bahnlaufrichtung folgen mit einem Abstand von weniger als 1 m von der Schlitzdüse 1 drei unmittelbar nebeneinander angeordnete Unterstützungswalzen 7, 8, 9, von denen die horizontal verlaufende Bahn an ihrer Unterseite abgestützt wird. Alternativ können anstatt der eine Walzenbahn bildenden drei Walzen 7, 8, 9 eine einzelne Walze oder ein Führungsblech als Unterstützungselement verwendet werden. Ein Führungsblech wird bevorzugt mit Luft geschmiert, um die Reibung gering zu halten. Die Bahn 1 wird so im Bereich der Düse 1 sowohl von der Umlenkwalze 2 als auch von den Walzen 7, 8, 9 gestützt sehr ruhig geführt.In the direction of web travel, at a distance of less than 1 m from the slot nozzle 1, three support rollers 7, 8, 9 arranged directly next to one another, by which the horizontally running web is supported on its underside. Alternatively, instead of the three rollers 7, 8, 9 forming a roller track, a single roller or a guide plate can be used as a support element. A guide plate is preferably lubricated with air in order to keep the friction low. The web 1 is guided in the region of the nozzle 1 very quietly, both by the deflection roller 2 and by the rollers 7, 8, 9.
Hinter der Schlitzdüse 5 in ihrer in Figur 1 dargestellten Arbeitsposition ist nach einem Ausführungsbeispiel im Bereich des Bahnstützungselements (Walzen 7, 8, 9) in jedem Randbereich der Bahn 1 ein Element zum Absaugen von Streichfarbe angeordnet. Als Absaugelement ist innen an jeder Schiene 5 eine quer über den Randbereich und in der Höhe positionierbare Saugdüse 10 gelagert, die an eine Saugleitung zum Absaugen von Streichfarbe-angeschlossen ist. Damit der vertikale Abstand zur Bahn 1 exakt eingestellt werden kann, befindet sich die Saugdüse 10 - wie in Figur 2 dargestellt - genau oberhalb der Stützungswalze 8.According to one exemplary embodiment, an element for suctioning off coating color is arranged behind the slot nozzle 5 in its working position shown in FIG. 1 in the region of the web support element (rollers 7, 8, 9) in each edge region of the web 1. A suction nozzle 10, which can be positioned transversely over the edge region and at a height, is mounted on the inside of each rail 5 as a suction element and is connected to a suction line for suctioning off coating color. So that the vertical distance to the web 1 can be set exactly, the suction nozzle 10 - as shown in FIG. 2 - is located exactly above the support roller 8.
Im Anschluß an die letzte Unterstützungswalze 9 wird die Bahn 1 zu einer weiteren Stützwalze 1 1 geführt, die als Gegenwalze für einen gegen die Oberseite der Bahn 1 und von dieser weg bewegbaren Schaber 1 2 dient. Der Schaber 1 2 erstreckt sich quer über die Bahnbreite. Er ist an einem sich über die Arbeitsbreite erstreckenden, schwenkbar gelagerten Halter 1 3 befestigt. Der Halter 1 3 ist an jeder Längsseite der Vorrichtung in einem am Gestell der Vorrichtung befestigten Support 14 gelagert. Die Schwenkbewegung des Schabers 1 2 gegen die Bahn 1 und von dieser weg wird mittels einer Kolben-Zyiinder- Einheit 37 bewirkt, die einerseits am Support 14, andererseits am Halter 13 befestigt ist. Zur Entfernung der vom Schaber 1 2 abgeschabten Streichfarbe ist in Bahnlaufrichtung vor ihm eine Absaugvorrichtung angeordnet. Bevorzugt ist die Absaugvorrichtung ebenfalls an den Supports 14 aufgehängt und enthält eine rückwärtige Stauwand 1 5, die mit dem Schaber 1 2 eine gegen die Bahn 1 offene Saugkammer bildet, aus der die überschüssige Streichfarbe abgesaugt wird.Following the last support roller 9, the web 1 is guided to a further support roller 1 1, which serves as a counter roller for a scraper 1 2 movable against the top of the web 1 and away from it. The scraper 1 2 extends across the width of the web. It is attached to a pivotally mounted holder 1 3 which extends over the working width. The holder 1 3 is mounted on each longitudinal side of the device in a support 14 attached to the frame of the device. The pivoting movement of the scraper 1 2 against the web 1 and away from it is effected by means of a piston-cylinder unit 37 which is fastened on the one hand to the support 14 and on the other hand to the holder 13. To remove the coating scraped off by the scraper 1 2, a suction device is arranged in front of him in the direction of web travel. The suction device is preferably also suspended from the supports 14 and contains a rear storage wall 15 which is connected to the Scraper 1 2 forms a suction chamber open against web 1, from which the excess coating color is sucked off.
Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung dient zum Auftragen nur einer Schicht auf eine Papier- oder Kartonbahn. Sie ist besonders vorteilhaft geeignet, auf eine Kartonbahn einen Konturstrich aufzutragen.The device shown in Figure 1 is used to apply only one layer to a paper or cardboard web. It is particularly advantageous to apply a stroke to a cardboard web.
Figur 2 zeigt schematisch die bevorzugte Ausführungsform, bei der die Bahn 1 im Bereich der Schlitzdüse 3 einer Umlenkwalze 2 von unten zugeführt und von dieser so umgelenkt wird, daß die Bahn 1 hinter der Umlenkwalze 2 schräg nach unten geneigt verläuft. Die Schlitzdüse 3 ist zur Einstellung der Fallhöhe vertikal bewegbar gelagert. Damit der Aufprallwinkel des Vorhangs auf die Bahn 1 eingestellt werden kann, ist die Umlenkwalze 2 als Bahnführungselement horizontal verschiebbar gelagert. Im Anschluß an die Umlenkwalze 2 folgt ein die Bahn berührungslos umlenkender Airturn 1 6, der im Gestell der Vorrichtung höhenverstellbar gelagert ist, um entweder den Bahnverlauf zu ändern oder einen geänderten Bahnverlauf angepaßt werden zu können. Alternativ ist es möglich, die Schlitzdüse 3 horizontal verschiebbar oberhalb eines - z. B. von einer Umlenkwalze - gekrümmten Bahnverlaufs verschiebbar zu lagern. Dann läßt sich der Aufprallwinkel durch eine horizontale Verschiebung der Düse 3 verändern.Figure 2 shows schematically the preferred embodiment, in which the web 1 in the area of the slot nozzle 3 is fed to a deflection roller 2 from below and deflected by the latter so that the web 1 behind the deflection roller 2 is inclined downwards. The slot nozzle 3 is vertically movable to adjust the drop height. In order that the impact angle of the curtain on the web 1 can be adjusted, the deflection roller 2 is mounted as a web guide element so that it can be moved horizontally. The deflection roller 2 is followed by an air turn 1 6 deflecting the web without contact, which is mounted in the frame of the device so that it can be adjusted in height, in order either to change the path or to be able to adapt a changed path. Alternatively, it is possible to slide the slot nozzle 3 horizontally above a - z. B. from a deflection roller - curved path slidably. Then the impact angle can be changed by a horizontal displacement of the nozzle 3.
Die Bewegbarkeit der Schlitzdüse 3 gegen die Bahnlaufrichtung bis in einen Bereich vor der Umlenkwalze 2 dient dazu, beim Anfahren der Vorrichtung einen gleichmäßigen Vorhang außerhalb des Bahnverlaufs zu bilden, der anschließend mit der Bahn 1 in Kontakt gebracht wird. Während sich der Vorhang bildet, fällt die Streichfarbe bei der Ausführungsform nach Figur 1 in die Wanne 6. Alternativ ist es auch möglich, eine Wanne seitlich neben der Bahn anzuordnen und die Düse quer zur Bahnlaufrichtung zu verschieben.The ability of the slot nozzle 3 to move against the web running direction into an area in front of the deflection roller 2 serves to form a uniform curtain outside the web when the device is started, which curtain is then brought into contact with the web 1. While the curtain is forming, the coating color falls into the tub 6 in the embodiment according to FIG. 1. Alternatively, it is also possible to arrange a tub to the side of the web and to move the nozzle transversely to the web running direction.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der während der Bildung des Vorhangs eine Wanne 6 zwischen die Düse 3 und die Bahn 1 bewegt wird. Die Wanne 6 ist in oder - wie in Figur 4 dargestellt - bevorzugt gegen Bahnlaufrichtung unter die Düse 3 bewegbar. Damit sich der Vorhang ohne störende Nebeneffekte von der Wanne 6 löst, sind an der zur Wanne 6 entgegengesetzten Seite des Vorhangs Blasdüsen 17 angeordnet, die in Richtung der Ausfahrbewegung blasen. Der Vorhang wird so in seinem unteren Teil in Richtung zur Wanne 6 gekrümmt. Bevorzugt blasen die Düsen 1 7 in Bahnlaufrichtung, so daß der Vorhang unmittelbar oberhalb der Bahn 1 in eine Richtung gekrümmt wird, die das gewünschte Aufprallverhalten unterstützt.FIG. 4 shows a further embodiment of the invention, in which a trough 6 is moved between the nozzle 3 and the web 1 during the formation of the curtain. The trough 6 can be moved in or - as shown in FIG. 4 - preferably against the web running direction under the nozzle 3. So that the curtain is released from the tub 6 without any undesirable side effects, blowing nozzles 17 are arranged on the side of the curtain opposite the tub 6, which blow in the direction of the extension movement. The lower part of the curtain is curved towards the tub 6. The nozzles 17 preferably blow in the web running direction, see above that the curtain is curved immediately above the web 1 in a direction that supports the desired impact behavior.
In den Figuren 5 bis 7 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, die Bahnränder von vorne herein von Streichfarbe freizuhalten:FIGS. 5 to 7 show various options for keeping the web edges free of coating color from the outset:
Bei der Ausführungsform nach Figur 5 und 6 ist im Bereich jedes Bahnrandes ein umlaufendes Band 18 angeordnet, dessen oberer Trum parallel zur Bahn 1 zwischen der Düse 3 und der Bahn 1 verläuft und so die Bahnränder abdeckt. Damit die auf die Bänder 18 fallende Streichfarbe nach außen transportiert wird, sind die Bänder 18 inIn the embodiment according to FIGS. 5 and 6, a circumferential band 18 is arranged in the region of each web edge, the upper run of which runs parallel to the web 1 between the nozzle 3 and the web 1 and thus covers the web edges. In order that the coating color falling on the strips 18 is transported to the outside, the strips 18 are in
Bahnlaufrichtung schräg nach außen verlaufend angeordnet. Dort befinden sich Schaber 19, mit denen die auf den Bändern 1 8 befindliche Streichfarbe abgeschabt wird, bevor die Bänder wieder in den Bereich der Düse 3 zurückgeführt werden.Web running direction arranged obliquely to the outside. There are scrapers 19 with which the coating color on the tapes 1 8 is scraped off before the tapes are returned to the area of the nozzle 3.
Bei der Ausführungsform nach Figur 7 werden die Bahnränder mittels im wesentlichen horizontal angeordneter und um eine im wesentlichen senkrechten Achse drehbaren Scheiben 20 freigehalten. Die Scheiben 20 sind zwischen der Düse 3 und der Bahn 1 angeordnet und drehen hinter der Düse 3 jeweils nach außen, so daß die aufgenommene Farbe von der Bahn 1 weggefördert wird. Außerhalb des Bahnbereichs sind auf den Scheiben Schaber 19 angeordnet, von denen die aufgenommene Farbe abgeschabt wird.In the embodiment according to FIG. 7, the web edges are kept clear by means of disks 20 arranged essentially horizontally and rotatable about an essentially vertical axis. The disks 20 are arranged between the nozzle 3 and the web 1 and each turn outward behind the nozzle 3, so that the ink picked up is conveyed away from the web 1. Outside the web area, scrapers 19 are arranged on the disks, from which the absorbed paint is scraped off.
In Figur 8 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der in einem maximalen Abstand von 200 mm Abstand vor der Düse 3 ein auf der Oberseite der Bahn 1 anliegender Schaber 21 angeordnet ist, der die auf der Bahn 1 befindliche Luftgrenzschicht vermindert. Falls - wie in Figur 8 dargestellt - die Bahn im Bereich der Düse 3 von einer Umlenkwalze 2 umgelenkt wird, kann der Schaber 21 unmittelbar vor der Düse 3 angeordnet werden und unter Druck an der Gegenwaize 2 anliegen, um besonders effektiv zu arbeiten.A device is shown in FIG. 8, in which a scraper 21, which rests on the upper side of the web 1 and which reduces the air boundary layer on the web 1, is arranged at a maximum distance of 200 mm in front of the nozzle 3. If - as shown in FIG. 8 - the web in the region of the nozzle 3 is deflected by a deflecting roller 2, the scraper 21 can be arranged directly in front of the nozzle 3 and bear against the counter roller 2 under pressure in order to work particularly effectively.
Falls die Breite der Schlitzdüse 3 geringer ist als die Breite der Bahn 1 , muß eine Einschnürung der Ränder des freifallenden Vorhangs entgegengewirkt werden. Dazu wird an beiden Enden des Austrittsspalts der Schlitzdüse 3 jeweils ein sich nach unten bis in dieIf the width of the slot nozzle 3 is less than the width of the web 1, a constriction of the edges of the free-falling curtain must be counteracted. For this purpose, at both ends of the outlet gap of the slot nozzle 3, one is down to the
Nähe der Bahn 1 erstreckendes Leitelement angeordnet. Bevorzugt werden als Leitelemente Führungsbleche verwendet, die nach innen zur Bahnmitte geneigt verlaufen. Figur 9 zeigt das Prinzipschema einer Anlage zum Auftragen von zwei Schichten auf eine Papier- oder Kartonbahn, bei der die erste Schicht mit einem bekannten Auftragsystem, die zweite Schicht mit einer Vorrichtung nach der Erfindung aufgetragen wird:Arranged near the web 1 extending guide element. Guide plates are preferably used as guide elements, which are inclined inwards towards the center of the web. FIG. 9 shows the basic diagram of a system for applying two layers on a paper or cardboard web, in which the first layer is applied using a known application system and the second layer using an apparatus according to the invention:
Die Bahn wird von einer nicht dargestellten Abrollvorrichtung zu einem Auftragsystem 22 geführt, das z. B. eine Auftragwalze, eine Auftragdüse oder eine Freistrahidüse zum Auftragen von Streichfarbe im Überschuß enthält. Das Auftragsystem 22 und ein nachfolgendes Dosiersystem 23 sind im Umschlingungsbereich einer Gegenwalze 24 angeordnet, von der die Bahn 1 beim Auftragen und Dosieren abgestützt wird. Das Dosiersystem 23 enthält als Dosierelement ein Schabermesser, eine Rakelstange oder eine Dosierleiste, von dem der Überschußauftrag bis auf das gewünschte Strichgewicht wieder abgerakelt wird. Dabei wird die Bahn 1 auf einen Rauhigkeitswert nach PPS von weniger als 3, vorzugsweise weniger als 2, geglättet. Falls kein Vorstrich aufgetragen wird, erfolgt der Auftrag mittels der Düse 3 bevorzugt auf eine auf diese Werte vorgeglättete Bahn 1 . Im Anschluß an das Auftrag- und Dosiersystem 22, 23 folgen ein oder mehrere Trockner 25, von denen die erste Schicht getrocknet wird. Aus den Trocknern 25 wird die Bahn 1 zu einem zweiten Auftragwerk 26 geführt, von dem eine zweite Schicht in einem freifallenden Vorhang auf die Bahn 1 aufgetragen wird. Die zweite Auftragvorrichtung ist entsprechend den unter den Figuren 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsbeispielen aufgebaut.The web is guided by a roll-off device, not shown, to an application system 22 which, for. B. contains an applicator roller, an applicator nozzle or a free jet nozzle for applying coating color in excess. The application system 22 and a subsequent metering system 23 are arranged in the wrapping area of a counter roller 24, by which the web 1 is supported during application and metering. The metering system 23 contains as a metering element a doctor knife, a doctor bar or a metering bar, from which the excess application is scraped off again to the desired coating weight. The web 1 is smoothed to a roughness value according to PPS of less than 3, preferably less than 2. If no pre-coat is applied, the application is preferably carried out by means of the nozzle 3 onto a web 1 pre-smoothed to these values. The application and metering system 22, 23 is followed by one or more dryers 25, of which the first layer is dried. The web 1 is guided from the dryers 25 to a second applicator unit 26, from which a second layer is applied to the web 1 in a free-falling curtain. The second application device is constructed in accordance with the exemplary embodiments described in FIGS. 1 to 8.
Aus der zweiten Auftragvorrichtung wird die Bahn schräg nach unten zu dem Airturn 1 6 geführt, der sie berührungsios nach oben zu einem Trockner 27 umlenkt, der oberhalb der zweiten Auftragvorrichtung 26 im Gestell befestigt ist.From the second application device, the web is guided obliquely downwards to the air turn 16, which deflects it upward without contact to a dryer 27, which is fastened above the second application device 26 in the frame.
In der ersten Auftragvorrichtung 22, 23 wird eine Streichfarbe mit einem Feststoff gehalt von 30 Gew.-% bis 72 Gew.-% von dem Auftragsystem 22 zunächst im Überschuß auf die Bahn 1 aufgetragen. Der Überschuß wird von dem nachfolgenden Dosiersystem 23 bis auf ein trocken gemessenes Strichgewicht von 3 bis 1 5 g/m2, vorzugsweise 5 bis 1 2 g/m2, abgerakelt.In the first application device 22, 23, a coating color with a solids content of 30% by weight to 72% by weight is initially applied in excess to the web 1 by the application system 22. The excess is scraped off by the subsequent metering system 23 to a dry coat weight of 3 to 15 g / m 2 , preferably 5 to 12 g / m 2 .
Im Anschluß an die erste Vorrichtung 22, 23 wird die Bahn 1 entweder zwischengetrocknet oder ohne Zwischentrocknung für einen naß-in-naß-Auftrag der zweiten Auftragvorrichtung 26 zugeführt. Bevorzugt wird der Trockengehalt der ersten Schicht auf einen Wert zwischen 50 % und 90 %, insbesondere zwischen 70 % und 80 %, eingestellt. Mit der zweiten Auftragsvorrichtung 26 wird anschließend die zweite Schicht in einem freifallenden Vorhang aufgetragen. Der Trockenauftrag der Streichfarbe der zweiten Schicht beträgt 3 g/m2 bis 30 g/m2, vorzugsweise 8 g/m2 bis 20 g/m2. Anschließend wird die mit der zweiten Auftragvorrichtung 26 aufgetragene Schicht an Pigmentstreichfarbe getrocknet. Die Gesamtmenge der aufgetragenen Streichfarbe beträgt - trocken gemessen - vorzugsweise 20 bis 35 g/m .Following the first device 22, 23, the web 1 is either intermediate dried or fed to the second application device 26 for wet-on-wet application without intermediate drying. The dry content of the first layer is preferably set to a value between 50% and 90%, in particular between 70% and 80%. With the second application device 26, the second layer is then applied in a free-falling curtain. The dry application of the coating color of the second layer is 3 g / m 2 to 30 g / m 2 , preferably 8 g / m 2 to 20 g / m 2 . The layer of pigment coating ink applied with the second application device 26 is then dried. The total amount of coating color applied - measured dry - is preferably 20 to 35 g / m.
Falls für die gewünschte Papierqualität erforderlich, kann vor dem Auftragen der Deckschicht in einem freifallenden Vorhang ein zweiter Vorstrich mit einem konventionellen Auftrag- und Dosiersystem aufgetragen werden. Der zweite Vorstrich wird entweder naßin-naß oder nach einer Zwischentrocknung auf den ersten Vorstrich aufgetragen. Zwischen dem zweiten Vorstrich und dem Deckstrich mit dem freifallenden Vorhang wird - wie vorstehend bei Figur 9 erläutert - entweder zwischengetrocknet oder der Deckstrich wird naß-in-naß auf den zweiten Vorstrich aufgetragen.If necessary for the desired paper quality, a second pre-coat can be applied in a free-falling curtain using a conventional application and metering system before applying the top layer. The second primer is applied either wet-on-wet or after intermediate drying on the first primer. Between the second precoat and the top coat with the free-falling curtain, as explained above in FIG. 9, either intermediate drying or the top coat is applied wet-on-wet to the second precoat.
Figur 10 zeigt ein Anlagenschema, bei dem ebenfalls drei Schichten nacheinander auf die Bahn 1 aufgetragen werden. Um eine besonders gute Glätte der Bahn 1 zu erreichen, wird bei dieser Anlage der letzte Auftrag (Deckstrich) mit einem konventionellen Auftrags- und Dosiersystem 28 aufgetragen, das bevorzugt ein Schabermesser 29 als Dosierelement enthält. Die "erste Auftragvorrichtung, die ebenfalls konventionell als Auftrag- undFIG. 10 shows a system diagram in which three layers are also applied in succession to the web 1. In order to achieve a particularly good smoothness of the web 1, the last application (top coat) is applied with a conventional application and metering system 28, which preferably contains a doctor knife 29 as a metering element. The " first application device, which is also conventional as an application and
Dosiersystem 22, 23 mit einem Rakelelement gestaltet ist, dient dazu, die Bahn 1 zunächst vorzuglätten. Anschließend wird ein zweiter Vorstrich in einem freifallenden Vorhang aufgetragen, bevor ein Deckstrich im Überschuß aufgetragen und zum Erreichen einer möglichst großen Glätte mit einem Schabermesser 29 dosiert wird. Auch bei dieser Anlage kann zwischen den einzelnen Beschichtungsstufen getrocknet werden oder es wird naß-in- naß aufgetragen. Der Feststoffgehalt der Streichfarbe, die Auftragsmengen und der Feuchtegehalt der Bahn 1 entsprechen dabei den beim Ausführungsbeispiel unter Figur 2 aufgeführten Werten.Dosing system 22, 23 is designed with a doctor element, serves to preload the web 1 first. Subsequently, a second undercoat is applied in a free-falling curtain before an overcoat is applied in excess and dosed with a scraper knife 29 to achieve the greatest possible smoothness. This system can also be used for drying between the individual coating stages, or it can be applied wet-on-wet. The solids content of the coating color, the application quantities and the moisture content of the web 1 correspond to the values listed in the exemplary embodiment under FIG. 2.
Die unter Figur 9 und 10 dargestellten Anlagen sind besonders geeignet, um Karton mit einem Flächengewicht von mehr als 1 20 g/m2 zu beschichten. Der Auftrag in einem freifallenden Vorhang ermöglicht es, sehr rauhe Oberflächen mit geringen Mengen an Streichfarbe sicher abzudecken, ohne daß unbedeckte Stellen verbleiben. Der Auftrag mit einer Schlitzdüse 3 in einem freifallenden Vorhang bietet den großen Vorteil, die Streichfarbe genau in der gewünschten Auftragsmenge, also nicht im Überschuß, aufzutragen. In Sonderfällen für bestimmte Papierqualitäten kann es zweckmäßig sein, mittels der Schlitzdüse 3 Streichfarbe im Überschuß aufzutragen und anschließend mit einem Rakelelement, insbesondere einem Schabermesser, bis auf das gewünschte Strichgewicht abzurakeln. In Figur 3 ist die Kombination einer Schlitzdüse mit einem nachfolgenden Dosiersystem schematisch dargestellt:The systems shown in FIGS. 9 and 10 are particularly suitable for coating cardboard with a weight per unit area of more than 120 g / m 2 . The application in a free-falling curtain makes it possible to reliably cover very rough surfaces with small amounts of coating color, without leaving uncovered areas. The application with a slot nozzle 3 in a free-falling curtain offers the great advantage of applying the coating color exactly in the desired application quantity, ie not in excess. In special cases for certain paper qualities, it may be expedient to apply 3 coats of paint in excess by means of the slot nozzle and then to wipe it down to the desired coat weight with a doctor element, in particular a doctor knife. The combination of a slot nozzle with a subsequent metering system is shown schematically in FIG. 3:
Die zu beschichtende Papier- oder Kartonbahn 1 wird von oben einer Gegenwalze 30 vor deren Scheitellinie zugeführt. Eine auf der Zuführseite neben der Scheitellinie angeordnete Umlenkrolle 31 lenkt die Bahn 1 tangential an die Gegenwalze 30. Oberhalb der Gegenwalze 30 ist eine Schlitzdüse 3 angeordnet, aus der Streichfarbe im Überschuß auf die Bahn 1 in einem freifallenden Vorhang aufgetragen wird. Die mit Überschuß beschichtete Bahn 1 wird von der Gegenwalze 30 um mehr als 1 80° umgelenkt. Im Bereich der Umschlingung, bevorzugt im unteren rechten Quadranten (zwischen der drei Uhr- und sechs Uhr-Position), ist ein Dosiersystem 32 angeordnet, das den Überschuß bis auf das gewünschte Strichgewicht abrakeit. Um eine möglichst gute Glätte der beschichteten Bahn zu erreichen, wird bevorzugt ein Schabermesser 33 als Dosierelement eingesetzt.The paper or cardboard web 1 to be coated is fed from above to a counter roller 30 in front of its apex line. A deflection roller 31 arranged on the feed side next to the apex line guides the web 1 tangentially to the mating roller 30. Above the mating roller 30 there is a slot nozzle 3, from which coating color is applied in excess to the web 1 in a free-falling curtain. The excess coated web 1 is deflected by the counter roller 30 by more than 180 °. In the area of the loop, preferably in the lower right quadrant (between the three o'clock and six o'clock positions), a metering system 32 is arranged, which abrades the excess to the desired coat weight. In order to achieve the best possible smoothness of the coated web, a scraper knife 33 is preferably used as the metering element.
In Figur 1 1 ist schematisch die Vorrichtung zum Entlüften der Streichfarbe vor derIn Figure 1 1 is a schematic of the device for venting the coating color before
Zuführung in die Düse 3 dargestellt:Feed into the nozzle 3 shown:
Die Streichfarbe wird der Düse 3 aus einem Vorratsbehälter 34 zugeführt, wobei die der Düse 3 zugeführte Menge über eine Dosierpumpe 35 gesteuert wird. Falls erforderlich, wird die Streichfarbe auf ihrem Weg zur Düse 3 mittels eines Filters 36 gefiltert. Zum Entfernen von Luftblasen aus der Streichfarbe ist der Vorratsbehälter 34 an einen in sich geschlossenen, von der Zuführleitung zur Schlitzdüse 3 unabhängigen Entlüftungskreislauf angeschlossen. Dies ermöglicht es, die Zuführmenge in die Schlitzdüse 3 von der die Abgabemenge der Düse 3 und somit die Auftragsmenge auf die Bahn 1 abhängt, mittels der Dosierpumpe 35 unbeeinflußt von der Entlüftung zu steuern.The coating color is fed to the nozzle 3 from a storage container 34, the amount supplied to the nozzle 3 being controlled by a metering pump 35. If necessary, the coating color is filtered on its way to the nozzle 3 by means of a filter 36. To remove air bubbles from the coating color, the reservoir 34 is connected to a self-contained ventilation circuit which is independent of the feed line to the slot nozzle 3. This makes it possible to control the feed quantity into the slot nozzle 3, on which the discharge quantity of the nozzle 3 and thus the application quantity on the web 1, by means of the metering pump 35 unaffected by the ventilation.
Aus dem Vorratsbehälter 34 wird permanent ein Anteil der Streichfarbe mittels einer Pumpe 37 abgezogen und einem Entlüftungsbehälter 38 zugeführt. Um den gewünschten Entlüftungsgrad zu erreichen, ist der Entlüftungsbehälter 38 über eine Leitung 39 an eine Vakuumpumpe angeschlossen. Falls erforderlich, ist in die Rückführleitung 40 von der Entlüftungsvorrichtung in den Vorratsbehälter 34 ein Vorfilter 41 angeordnet. Die Zuführung von neuer Streichfarbe in den Vorratsbehälter 34 erfolgt mittels einer Zuführleitung 42. A portion of the coating color is permanently drawn off from the storage container 34 by means of a pump 37 and fed to a ventilation container 38. In order to achieve the desired degree of ventilation, the ventilation tank 38 is connected to a vacuum pump via a line 39. If necessary, is in the return line 40 from the Venting device in the reservoir 34, a pre-filter 41 is arranged. New coating color is fed into the reservoir 34 by means of a feed line 42.

Claims

Jagenberg Papiertechnik GmbH, NeussPATENTANSPRÜCHE Jagenberg Papiertechnik GmbH, NeussPATENT CLAIMS
1.1.
Verfahren zum Auftragen einer Pigmentstreichfarbe auf eine Papier- oder Kartonbahn (1), d ad u rc h g e ke n n ze i c h net, daß die Streichfarbe einen Feststoffgehalt von 30 Gewichts-% bis 72 Gewichts-%, vorzugsweise 45 Gewichts-% bis 70 Gewichts-%, aufweist und mittels einer oberhalb der Bahn (1) sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckend angeordneten Schlitzdüse (3) in einem freifalienden Vorhang auf die Bahn (1) aufgetragen wird.Process for applying a pigment coating ink to a paper or cardboard web (1), which means that the coating ink has a solids content of 30% by weight to 72% by weight, preferably 45% by weight to 70% by weight -%, and is applied to the web (1) in a free-falling curtain by means of a slot nozzle (3) which extends above the web (1) and extends transversely to the web running direction.
2.Second
Verfahren nach Anspruch 1, d ad u rc h g e k e n nz e i c h net, daß derThe method of claim 1, d ad u rc h g e k e n nz e i c h net that the
TTrroocckkeenn;auftrag der Streichfarbe 3 g/m2 bis 30 g/m2, vorzugsweise 8 g/m2 bis 20 g/m2, beträgt.TTrroocckkeenn; application of the coating color is 3 g / m 2 to 30 g / m 2 , preferably 8 g / m 2 to 20 g / m 2 .
3.Third
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n et, daß die Fallhöhe der Streichfarbe zwischen 20 mm und 500 mm beträgt.Method according to claim 1 or 2, so that the drop height of the coating color is between 20 mm and 500 mm.
4.4th
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d ad u rc h g e ke n n z e i c h n et, daß die Breite des freifallenden Vorhangs größer ist als die Breite der Papier- oder Kartonbahn (1).Method according to one of claims 1 to 3, so that the width of the free-falling curtain is greater than the width of the paper or cardboard web (1).
5.5th
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d adu rc h g e ke n n zeic h n et, daß die Streichfarbe in einem vom Auftragen getrennten Kreislauf entlüftet wird. Method according to one of claims 1 to 4, so that the coating color is deaerated in a circuit separate from the application.
6.6th
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d ad u rc h g e ke n nze i c h n et, daß die Streichfarbe auf eine Papier- oder Kartonbahn (1) mit einem Feuchtegehalt größer als 4 Gewichts-%, vorzugsweise 6 bis 10 Gewichts-%, aufgetragen wird.Method according to one of Claims 1 to 5, so that the coating ink is applied to a paper or cardboard web (1) with a moisture content greater than 4% by weight, preferably 6 to 10% by weight, is applied.
7.7th
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d ad u rc h g e k e n nze i c h n et, daß die Streichfarbe auf eine vorgeglättete Papier- oder Kartonbahn (1) mit einem Rauhigkeitswert nach PPS von weniger als 3, vorzugsweise weniger als 2, aufgetragen wird.Method according to one of claims 1 to 6, so that the coating color is applied to a pre-smoothed paper or cardboard web (1) with a roughness value according to PPS of less than 3, preferably less than 2.
8.8th.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d adu rch g e ke n nzei c hnet, daß die aufgetragene Streichfarbe anschließend mit einem Rakeleiement (33) dosiert oder geglättet wird.Method according to one of claims 1 to 7, so that the applied coating color is then metered or smoothed with a doctor element (33).
9.9th
Verfahren zur Herstellung einer mit Pigmentstreichfarbe beschichteten Papier- oderProcess for the production of a paper or coated with pigment coating color
Kartonbahn (1) mit folgenden Verfahrensschritten:Cardboard web (1) with the following process steps:
a) Auftragen einer ersten Schicht von Streichfarbe mit einem Feststoffgehalt von 30 Gew.-% bis 72 Gew.-%, im Überschuß auf die Bahn (1),a) applying a first layer of coating color with a solids content of 30% by weight to 72% by weight, in excess, on the web (1),
b) Abrakeln des Überschusses auf ein Strichgewicht (trocken) von 3 bis 15 g/m2, vorzugsweise 5 bis 12 g/m2,b) scraping off the excess to a coat weight (dry) of 3 to 15 g / m 2 , preferably 5 to 12 g / m 2 ,
c) anschließendes Auftragen einer zweiten Schicht nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.c) subsequent application of a second layer by a method according to one of claims 1 to 7.
10.10th
Verfahren nach Anspruch 9, d ad u rc h g e ke n nz ei c h n et, daß die zweite Schicht naß-in-naß auf die erste Schicht aufgetragen wird. A method according to claim 9, so that the second layer is applied wet-on-wet to the first layer.
11.11th
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, d ad u rc h g e ke n nze i c h n et, daß der Trockengehalt der ersten Schicht ggf. durch Trocknen vor dem Auftragen der zweiten Schicht auf einen Wert zwischen 50 % und 90 %, vorzugsweise zwischen 70 % und 80 % eingestellt wird.Method according to claim 9 or 10, so that the dry content of the first layer may be between 50% and 90%, preferably between 70% and 80, by drying before application of the second layer % is set.
12.12th
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, d ad u rc h g e ke n nz e i c h n et, daß nach Auftragen der zweiten Schicht eine dritte Schicht naß-in-naß oder nach einer Zwischentrocknung aufgetragen und bevorzugt mit einem Schabermesser (29) dosiert wird, wobei das gesamte Auftragsgewicht (trocken) bevorzugt zwischen 20 g/m2 und 35 g/m2 beträgt.Method according to one of Claims 9 to 11, such that a third layer is applied wet-on-wet or after intermediate drying after application of the second layer and is preferably metered with a doctor knife (29), the total application weight (dry) is preferably between 20 g / m 2 and 35 g / m 2 .
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, d ad u rc h g e ke n nz e i c h n et, daß vor dem Auftragen der zweiten Schicht (Schritt c)) ein zweiter Vorstrich entweder naß- in-naß oder nach einer Zwischentrocknung aufgetragen wird.13. The method according to any one of claims 9 to 11, d ad u rc h g e ke n nz e i c h n et that before the application of the second layer (step c)) a second primer is applied either wet-on-wet or after an intermediate drying.
14. Vorrichtung zum Auftragen einer Pigmentstreichfarbe auf eine Papier- oder Kartonbahn (1), insbesondere zur Durchführung eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, g e k e n n z e i c h n et d u rc h eine oberhalb der Bahn (1) angeordnete, sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckende Schlitzdüse (3), aus der die Streichfarbe in einem freifallenden Vorhang auf die Bahn (2) aufgetragen wird.14. Device for applying a pigment coating ink on a paper or cardboard web (1), in particular for carrying out one of the methods according to claims 1 to 13, gekennzeichn et du rc h an above the web (1) arranged, extending transversely to the web running direction slot nozzle (3), from which the coating color is applied to the web (2) in a free-falling curtain.
15.15th
Vorrichtung nach Anspruch 14, d ad u rch ge ke n nze i c hn et, daß zur Einstellung der Fallhöhe des Vorhangs die Schlitzdüse (3) und/oder ein unterhalb der Schlitzdüse (3) angeordnetes Bahnführungselement (2, 16) höhenverstellbar ist.Device according to claim 14, so that the height of the slit nozzle (3) and / or a web guiding element (2, 16) arranged below the slit nozzle (3) can be adjusted in height to adjust the fall height of the curtain.
16.16th
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, d ad u rc h g e ke n nz e i c h n et, daß die Bahn (1) im Bereich der Schlitzdüse (3) von Abstützelementen (2) an ihrer Unterseite gestützt geführt ist. Device according to claim 14 or 15, so that the web (1) in the area of the slot nozzle (3) is guided by supporting elements (2) on its underside.
17.17th
Vorrichtung nach Anspruch 16, d ad u rc h g e ke n nz e i c h n et, daß die Bahn (1 ) unmittelbar vor oder im Bereich der Schlitzdüse (3) einer Umlenkwalze (2) von unten zugeführt und von dieser umgelenkt wird, wobei bevorzugt die Bahn (1) hinter der Umlenkwalze (2) horizontal oder schräg nach unten geneigt verläuft.Apparatus according to claim 16, so that the web (1) is fed directly in front of or in the region of the slot nozzle (3) to a deflecting roller (2) from below and is deflected by the latter, preferably the web (1) behind the deflection roller (2) runs horizontally or inclined downwards.
18.18th
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, d ad urc h g e ken nze i c h n et, daß die Schlitzdüse (3) parallel zur Bahnlaufrichtung und/oder quer zu dieser bis in einen Bereich außerhalb des Bahnverlaufs verschiebbar ist.Device according to one of claims 14 to 17, so that the slot nozzle (3) can be displaced parallel to the web running direction and / or transversely to this in an area outside the web.
19.19th
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, g e k e n n ze i c h n et d u r c h eine sich über die Breite des Austrittsspalts der Schlitzdüse (3) erstreckende Wanne (6), die im Gestell der Vorrichtung zwischen die Düse (3) und die Bahn (1) und aus diesem Bereich weg bewegbar gelagert ist.Device according to one of claims 14 to 18, characterized by a trough (6) which extends over the width of the outlet gap of the slot nozzle (3) and which is located in the frame of the device between the nozzle (3) and the web (1) and is movably mounted away from this area.
20.20th
Vorrichtung nach Anspruch 19, d ad u rch g e ke n nz e i c h n et, daß die Wanne (6) in oder bevorzugt gegen Bahnlaufrichtung unter die Düse (3) bewegbar ist und daß an der zur Wanne (6) entgegengesetzten Seite der Düse Blasdüsen (17) angeordnet sind, die in Richtung der Ausfahrbewegung der Wanne (6) blasen.Apparatus according to claim 19, so that the trough (6) can be moved in or preferably against the web running direction under the nozzle (3) and that blowing nozzles (on the side of the nozzle opposite the trough (6) 17) are arranged, which blow in the direction of the extension movement of the tub (6).
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, d ad u rc h g e ke n nze i c h net, daß hinter der Schlitzdüse (3) ein gegen die Oberseite der Bahn (1) und von dieser wegbewegbarer, sich quer über die Bahnbreite erstreckender Schaber (12) angeordnet ist.21. Device according to one of claims 14 to 20, d ad u rc hge ke n nze I net that behind the slot nozzle (3) against the top of the web (1) and away from this, extending across the web width scraper (12) is arranged.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, d ad u rc h g e ken n ze i c h n et, daß der Austrittsspalt der Schlitzdüse (3) zur Querprofilsteuerung in seiner Spaltweite über die Arbeitsbreite lokal unterschiedlich einstellbar ist. 22. Device according to one of claims 14 to 21, d ad u rc hge ken n ze ichn et that the outlet gap of the slot nozzle (3) for cross profile control in its gap width over the working width is locally adjustable.
23.23rd
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, d ad urc h g e ke n nze i c h net, daß die quer zur Bahnlaufrichtung gemessene Breite des Austrittsspalts der Düse (3) größer ist als die Breite der Materialbahn (1).Device according to one of claims 14 to 22, so that the width of the outlet gap of the nozzle (3) measured transversely to the web running direction is greater than the width of the material web (1).
24.24th
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, d a d u rc h g e ke n nz e i c h n et, daß hinter der Schlitzdüse (3) in jedem Randbereich der Bahn ein Element (10) zum Absaugen von Streichfarbe angeordnet ist.Device according to one of claims 14 to 23, so that an element (10) for suctioning off coating color is arranged behind the slot nozzle (3) in each edge region of the web.
25.25th
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, d ad urc h g e ke n nz e i c h n et, daß die Ränder der Bahn (1) mittels zwischen der Bahn (1) und der Düse (3) angeordneten Abdeckelementen (18, 20) von Streichfarbe freigehalten werden.Device according to one of claims 14 to 23, so that the edges of the web (1) are kept free of coating color by means of cover elements (18, 20) arranged between the web (1) and the nozzle (3) become.
26.26th
Vorrichtung nach Anspruch 24, d ad u rc h g e ke n nz ei c h n et, daß die Bahnränder von umlaufenden Bändern (18) oder um eine im wesentlichen senkrechte Achse drehbaren Scheiben (20) freigehalten werden.Apparatus according to claim 24, so that the web edges are kept clear of circulating belts (18) or disks (20) which can be rotated about a substantially vertical axis.
27.27th
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 26, d ad urc h ge ken nz e i c h n et, daß der Aufprallwinkel des Vorhangs auf die Bahn (1) entweder durch Änderung des Bahnverlaufs mittels verstellbarer Bahnleitelemente (2, 16) und/oder mittels einer in oder gegen Bahnlaufrichtung oberhalb eines gekrümmten Bahnverlaufs verschiebbar gelagerte Düsen (3) veränderbar ist.Device according to one of claims 14 to 26, so that the impact angle of the curtain on the web (1) either by changing the course of the web by means of adjustable web guiding elements (2, 16) and / or by means of an in or nozzles (3) mounted displaceably against the direction of web travel above a curved web course.
28.28th
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 27, d ad u rc h g e ke n n- z e i c h n et, daß in einem maximalen Abstand von 200 mm vor der Düse (3) ein auf der Oberseite der Bahn (1) anliegender Schaber (21) angeordnet ist, der die auf der Bahn befindliche Luftgrenzschicht vermindert. Device according to one of claims 14 to 27, so that a scraper (21) resting on the upper side of the web (1) is arranged at a maximum distance of 200 mm in front of the nozzle (3) which reduces the air boundary layer on the web.
29.29.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 28, d ad u rc h g e ke n nze i c h n et, daß an beiden Enden des Austrittsspalts der Schlitzdüse (3) sich nach unten bis in die Nähe der Bahn (1) erstreckende Leitelemente angeordnet sind, die einer Einschnürung der Ränder des freifallenden Vorhangs entgegenwirken, wobei alsDevice according to one of claims 14 to 28, so that the guide elements are arranged at both ends of the outlet gap of the slot nozzle (3) and extend downwards into the vicinity of the web (1), one of which Counteract the constriction of the edges of the free-falling curtain, whereby as
Leitelemente bevorzugt Führungsbleche mit einem Neigungswinkel nach innen verwendet werden.Guide elements are preferably used guide plates with an inclination angle to the inside.
30. Anlage zur Herstellung einer mit Pigmentstreichfarbe beschichteten Papier- oder Kartonbahn (1) mit folgenden, in Bahnlaufrichtung hintereinander angeordneten Komponenten:30. Plant for producing a paper or cardboard web (1) coated with pigment coating ink with the following components arranged one behind the other in the direction of web travel:
a) Eine Auftragsvorrichtung (22) zum Auftragen einer ersten Schicht von Streichfarbe im Überschuß,a) an application device (22) for applying a first layer of coating color in excess,
b) ein Dosiersystem (23) zum Abrakeln des Überschusses bis auf das gewünschte Strichgewicht,b) a metering system (23) for scraping off the excess to the desired coat weight,
c) eine Vorrichtung (26) zum Auftragen einer zweiten Schicht von Pigmentstreichfarbe gemäß einem der Ansprüche 14 bis 29.c) a device (26) for applying a second layer of pigment coating color according to one of claims 14 to 29.
31.31st
Anlage nach Anspruch 30, d a d u rc h g e ke n nz e i c h n et, daß nach der Auftragvorrichtung für die zweite Schicht eine weitere Auftragvorrichtung (28) mit einem Dosiersystem (29) zum Auftragen einer dritten Schicht folgt.System according to Claim 30, so that the application device for the second layer is followed by a further application device (28) with a metering system (29) for applying a third layer.
32.32nd
Anlage nach Anspruch 30, d ad u r c h g e ke n nz e i c h n et, daß vor der Auftragvorrichtung (26) für die zweite Schicht eine weitere Auftragvorrichtung zum Auftragen eines zusätzlichen Vorstrichs angeordnet ist.System according to claim 30, so that a further application device for applying an additional primer is arranged in front of the application device (26) for the second layer.
33.33.
Anlage zum Beschichten einer Papier- oder Kartonbahn mit Pigmentstreichfarbe, d ad u rc h g e k e n n ze ic h n et, daß in einem Gestell eine Auftragvorrichtung (26) gemäß den Ansprüchen 14 bis 29 und nachfolgend ein Trockner (27) angeordnet ist, wobei der Trockner (27) oberhalb der Auftragvorrichtung (27) befestigt ist und zwischen der Auftragvorrichtung (26) und dem Trockner (27) ein Airturn (16) zum berührungslosen Umlenken der Bahn (1) nach oben zum Trockner (27) angeordnet ist.System for coating a paper or cardboard web with pigment coating ink, d ad u rc hgekenn ze ic hn et that an applicator (26) according to claims 14 to 29 and subsequently a dryer (27) is arranged in a frame, wherein the dryer (27) is fastened above the application device (27) and between the application device (26) and the dryer (27) there is an air turn (16) for contactless deflection of the web (1) upwards to the dryer (27).
34.34.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 33, d a d u rc h g e ke n nz e ic h n et, daß die Schlitzdüse (3) aus einem Vorratsbehälter (34) mittels einer Dosierpumpe (35) mit Streichfarbe beschickt wird, wobei der Vorratsbehälter (28) an einen in sich geschlossenen, von der Zuführleitung zur Schlitzdüse (3) unabhängigen Entlüftungskreislauf angeschlossen ist. Device according to one of claims 14 to 33, so that the slit nozzle (3) is supplied with coating color from a storage container (34) by means of a metering pump (35), the storage container (28) being on a self-contained ventilation circuit which is independent of the feed line to the slot nozzle (3) is connected.
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