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Dokumentenidentifikation DE19954391A1 31.05.2001
Titel Vorrichtung zum Ermitteln von Beschichtungsparametern für einen Curtain-Coater
Anmelder Jagenberg Papiertechnik GmbH, 41468 Neuss, DE
Erfinder Becker, Ingo, 50859 Köln, DE;
Bohnenkamp, Bernd, 40233 Düsseldorf, DE
Vertreter Thul, H., Dipl.Phys., Pat.-Anw., 41066 Mönchengladbach
DE-Anmeldedatum 12.11.1999
DE-Aktenzeichen 19954391
Offenlegungstag 31.05.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2001
IPC-Hauptklasse D21H 23/48
IPC-Nebenklasse B05C 5/02   
Zusammenfassung Die Vorrichtung zum Ermitteln von Beschichtungsparametern für einen Curtain-Coater enthält eine Schlitzdüse (1), an die eine Zuführleitung (2) für das Beschichtungsmaterial angeschlossen ist und aus der das Beschichtungsmaterial in einem frei fallenden Vorhang (3) austritt. Ein Wagen (11) ist mittels eines Antriebs (13) mit einstellbarer Geschwindigkeit durch den Vorhang (3) bewegbar. Er enthält eine obere Tischfläche, auf der ein Bogen (12) des zu beschichtenden Bahnmaterials befestigbar ist.
Mit der Vorrichtung lassen sich die Beschichtungsparameter für eine produzierenden Curtain-Coater mit wenig Aufwand an Bahnmaterial und ohne aufwendige Umarbeiten ermitteln.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln von Beschichtungsparametern für einen Curtain-Coater zum Beschichten von laufenden Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen.

Bei Curtain-Coatern wird das Beschichtungsmaterial in einem frei fallenden Vorhang auf die Bahn aufgetragen. Der Vorhang wird entweder an einer Überlaufkante einer Leitfläche gebildet, auf der das Beschichtungsmaterial herabfließt, oder das Beschichtungsmaterial tritt in einem frei fallenden Vorhang aus einer Schlitzdüse aus.

Aus der DE 197 16 647 A ist ein Curtain-Coater mit einer Schlitzdüse bekannt, der zum Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen mit Pigmentstreichfarbe verwendet wird.

Beim Beschichten von Papier- oder Kartonbahnen mit Pigmentstreichfarbe ist es erforderlich, die verschiedenen, sich wechselseitig beeinflussenden Beschichtungsparameter in Abhängigkeit von den Parametern der zu beschichtenden Papier- oder Kartonbahn und des gewünschten Endprodukts für einen optimierten Auftrag auszuwählen und aufeinander abzustimmen.

Derartige einzustellende Beschichtungsparameter sind:

  • - die Rezeptur der Pigmentstreichfarbe,
  • - die Parameter der Schlitzdüse (Druck und Durchsatz der Streichfarbe, Abstand der Düse von der Bahn, Breite des Austrittsspalts etc.), und
  • - die Bahnparameter (Geschwindigkeit, Aufprallwinkel des Vorgangs).

Die für die Qualität des Endproduktes und die erforderlichen Betriebsbedingungen optimierten Beschichtungsparameter müssen überwiegend empirisch ermittelt werden. Da die zu beschichtenden Bahnen eine Breite von 8 m und mehr aufweisen können und mit Bahngeschwindigkeiten zwischen 100 m/min und 2000 m/min beschichtet werden sollen, erfordert die Ermittlung der optimierten Beschichtungsparameter in dem Produktions-Coater einen immensen Aufwand an Kosten (Bahnmaterial, Streichfarbe etc.) und Zeit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem sich die Beschichtungsparameter für einen produzierenden Curtain-Coater mit wenig Aufwand an Bahnmaterial und ohne aufwendige Umbauarbeiten ermitteln lassen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Nach der Erfindung wird die in der Produktion laufende Bahn mit einem einzelnen Bogen simuliert, der mit der Bahngeschwindigkeit bei der Produktion durch den Vorgang bewegt wird. Der Bogen kann einfach im Hinblick auf die gewünschte Beschichtungsqualität überprüft und für weitere Versuche mit geänderten Parametern ausgewechselt werden. Es sind somit keine Papier- oder Kartonrollen erforderlich, von denen die Bahn für die Beschichtung abgewickelt wird.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt das Prinzipschema einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient zur Optimierung der Beschichtungsparameter für einen Curtain-Coater zum Auftragen von Pigmentstreichfarbe auf eine Papier- oder Kartonbahn. Insbesondere dient sie zur Entwicklung einer geeigneten Rezeptur der Streichfarbe.

Sie enthält eine Schlitzdüse 1, die an eine Rohrleitung 2 zur Zufuhr von Beschichtungsmaterial angeschlossen ist und an ihrer Unterseite einen Austrittsschlitz aufweist, aus dem das Beschichtungsmaterial in einem frei fallenden Vorhang 3 austritt. Die Schlitzdüse 1 ist höhenverstellbar in einem Gestell aufgehängt, damit die Fallhöhe des Vorhangs 3 variiert werden kann. Mit Abstand unterhalb der Schlitzdüse ist eine Auffangwanne 4 angeordnet, die den frei fallenden Vorhang 3 auffängt, falls nicht beschichtet wird. Das aufgefangene Beschichtungsmaterial wird über eine Rohrleitung 5 einem Vorratsbehälter 6 zugeführt. An den Vorratsbehälter 6 ist die Rohrleitung 2 zur Düse 1 mit einer Pumpe 7 angeschlossen, von der das Beschichtungsmaterial zur Schlitzdüse 1 gefördert wird. Zur Erzeugung eines stabilen Vorhangs 3 kann das Beschichtungsmaterial über die Leitungen 2, 5 im Kreislauf gepumpt werden. Um das Beschichtungsmaterial zu wechseln, sind an den Behälter 6 eine Ablaßleitung 8 und eine Zufuhrleitung 9 für neues Beschichtungsmaterial angeschlossen. Falls erforderlich, ist an den Behälter 6 oder an eine der Beschichtungsmaterial führenden Leitungen 2, 5 eine Entlüftungsvorrichtung angeschlossen, von der die Streichfarbe entlüftet wird. Bei der Entlüftung werden Luftblasen entfernt, die zu Löchern im Vorhang 3 führen würden.

Im Höhenbereich zwischen der Düse 1 und der Wanne 4 ist eine horizontal verlaufende Führungsschiene 10 angeordnet, die sich durch den Bereich des Vorhangs 3 erstreckt. Auf der Führungsschiene 10 ist ein Wagen 11 verfahrbar gelagert. Der Wagen 11 enthält eine obere, ebene Tischfläche, auf der ein Papier- oder Kartonbogen 12, beispielsweise im DIN A3-Format, befestigt werden kann. Er ist mit einer Verfahreinheit 13 verbunden, die es ermöglicht, ihn mit verschiedenen, einstellbaren Geschwindigkeiten durch den Vorhang 3 zu bewegen. Im Ausführungsbeispiel ist die Verfahreinheit 13 eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit, deren Kolbenstange 14 mit ihrem Ende an dem Wagen 11 befestigt und über den erforderlichen Weg von beispielsweise 3 m ausfahrbar ist. Der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit wird von dem Kolben 15 in zwei Kammern 16, 17 unterteilt. In die vordere Kammer 16 mündet eine Druckluftleitung 18, über die aus einem Druckbehälter Druckluft zugeleitet wird. Die hintere Kammer 17, durch die die Kolbenstange 14 geführt ist, weist an ihrem Ende zwei Auslaßventile 19 auf, die zum Abbremsen der Bewegung des Kolbens 15 geschlossen werden können.

Die Verfahreinheit 13 beschleunigt den Wagen 11 vor dem Vorhang 3, bewegt ihn anschließend mit annähernd konstanter Geschwindigkeit durch den Vorhang 3 und bremst ihn hinter dem Vorhang 3 wieder ab. Die Geschwindigkeit des Wagens 11 läßt sich über den Druck in der Kammer 16 des Zylinders und über die als Steuerventile dienenden Absperrventile 21 einstellen. Zur Steuerung der Geschwindigkeit des Wagens 11 dienen zwei Lichtschranken, die je nach gewünschter Geschwindigkeit unterschiedlich positioniert werden und die Schließung eines oder beider Auslaßventile 19 veranlassen, um den Bremsvorgang einzuleiten. Eine dritte Lichtschranke, die an der Position des Vorhangs 3 angeordnet ist, dient zur Messung der Geschwindigkeit des Wagens 11 beim Durchqueren des Vorhangs 3.

Um verschiedene Aufprallwinkel des Vorhangs 3 auf die Bahn zu simulieren, können entweder die Führungsschiene 10 oder die Tischfläche des Wagens 11 schräg gestellt werden.

Die Ermittlung der optimierten Beschichtungsparameter erfolgt bevorzugt auf folgende Weise:

Zunächst wird ein stabiler Vorhang 3 erzeugt. Der Wagen 11 mit dem darauf befestigten Bogen 12 befindet sich während dieser Zeit mit einem gewissen Abstand vor dem Vorhang 3, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Anschließend beschleunigt die Verfahreinheit 13 den Wagen 11 auf die gewünschte Geschwindigkeit. Mit dieser Geschwindigkeit durchquert er den Vorhang 3, wobei der auf ihn befestigte Bogen 12 beschichtet wird. Hinter dem Vorhang 3 wird der Wagen 11 auf der restlichen Strecke der Führungsschiene 10 wieder abgebremst und anschließend vor dem nächsten Versuch wieder zurückgefahren.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Ermitteln von Beschichtungsparametern für einen Curtain-Coater, gekennzeichnet durch
    1. - eine Schlitzdüse (1), an die eine Zuführleitung (2) für das Beschichtungsmaterial angeschlossen ist und aus der das Beschichtungsmaterial in einem frei fallenden Vorhang (3) austritt, und
    2. - einem Wagen (11), der mittels eines Antriebs (13) mit einstellbarer Geschwindigkeit durch den Vorhang (3) bewegbar ist und der eine obere Tischfläche aufweist, auf der ein Bogen (12) des zu beschichtenden Bahnmaterials befestigbar ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (11) im wesentlichen horizontal durch den Vorhang (3) bewegbar ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (11) auf einer Führungsschiene (10) gelagert ist, die horizontal im Höhenbereich zwischen der Düse (1) und einer Auffangwanne (4) verlaufend angeordnet sind.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit als Fahrantrieb (13) für den Wagen (11).
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Düse (3) austretende Beschichtungsmaterial aufgefangen und über einen Vorratsbehälter (6) zu der Düse zurückgeführt wird.






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