CH656557A5

CH656557A5 - DEVICE FOR THE TWO-SIDED COATING OF RAILWAY MATERIAL.

Info

Publication number: CH656557A5
Application number: CH6443/81A
Authority: CH
Inventors: Dan Eklund
Original assignee: Waertsilae Oy Ab
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1981-10-07
Publication date: 1986-07-15
Also published as: AU7605581A; IT1139638B; FI66448B; IT8124387A0; SE452262B; JPS5791763A; AT381741B; NL8104592A; SE8105970L; CA1199489A; NO813402L; FI66448C; GB2085328A; GB2085328B; FR2491513B1; FI803185L; FR2491513A1; AU545690B2; ATA429381A; DE3139739A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer sich bewegenden Bahn wie z. B. einer Papierbahn, mit Übertragungswalzen zum Übertragen eines Beschichtungsmaterials in flüssiger Form auf die Bahn und mit einem Beschichtungsspalt zwischen den Übertragungswalzen, in welchem Beschichtungsspalt die Beschichtung der Bahn ausgeführt wird, sowie, im Abstand von dem Beschichtungsspalt, mit Auftrageinrichtungen zum Auftragen und Glätten des Beschichtungsmaterials auf die bzw. den Übertragungswalzen. The invention relates to a device for coating both sides of a moving web such. B. a paper web, with transfer rollers for transferring a coating material in liquid form to the web and with a coating gap between the transfer rollers, in which coating gap the coating of the web is carried out, and, at a distance from the coating gap, with application devices for applying and smoothing the Coating material on the transfer roller or rollers.

In einer bekannten Vorrichtung tritt die sich bewegende Bahn von oben nach unten durch einen Spalt zwischen zwei Übertragungswalzen hindurch, wobei sich eine beträchtliche Menge Beschichtungsmaterial zu einem Sumpf oberhalb des Spaltes ansammelt. Bei hohen Bahngeschwindigkeiten treten Ungleichförmigkeiten in dem Sumpf auf, die schädliche Vibrationen in der Bahn hervorrufen. Ein weiterer Nachteil ist ein unvermeidbares Verspritzen von Beschichtungsmaterial, was zusätzliche Wartungsarbeit erfordert und damit die Wirtschaftlichkeit verschlechtert. Eine weitere bekannte Konstruktion ist in der finnischen Patentanmeldung 79 02 69, veröffentlicht am 15. August 1979, und in der entsprechenden US-Patentanmeldung 877 651 dargestellt. Bei einer Ausführungsform dieser bekannten Vorrichtung bewegt sich die Bahn vertikal aufwärts durch den Beschichtungsspalt. Für beidseitiges Bahnbeschichten werden sechs Walzen benötigt, was zu hohen Fertigungskosten führt. Eine dritte bekannte Konstruktion, die sogenannte Einlaufwal-zen-Beschichtungsanordnung, umfasst ebenfalls sechs Walzen, wobei die Bahn nach unten durch den Beschichtungsspalt hindurchläuft. Bei dieser Konstruktion muss der ganze Walzensatz erneuert werden, auch wenn nur eine Walze abgenutzt ist, was die Betriebskosten der Einlaufwalzenanordnung anhebt. In a known device, the moving web passes from top to bottom through a nip between two transfer rollers, with a substantial amount of coating material accumulating into a sump above the nip. At high web speeds, non-uniformities occur in the sump which cause harmful vibrations in the web. Another disadvantage is the inevitable splashing of coating material, which requires additional maintenance work and thus deteriorates the economy. Another known construction is shown in Finnish patent application 79 02 69, published August 15, 1979, and in corresponding US patent application 877 651. In one embodiment of this known device, the web moves vertically upwards through the coating gap. Six rollers are required for double-sided web coating, which leads to high production costs. A third known construction, the so-called infeed roll coating arrangement, also comprises six rolls, the web running down through the coating nip. With this construction, the entire set of rollers must be replaced even if only one roller is worn, which increases the operating costs of the inlet roller arrangement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige und kostengünstige Vorrichtung zum beidseitigen Bahnbeschichten zu schaffen, die auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten verwendet werden kann. The invention has for its object to provide a reliable and inexpensive device for double-sided web coating, which can also be used at high web speeds.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn zur Bewegung durch den Beschichtungsspalt von unten nach oben geführt ist, und dass die Beschichtungsmaterialzufuhr zu beiden Übertragungswalzen oberhalb der Auftrageinrichtungen auf eine Stelle zwischen jeder der Übertragungswalzen und ihrem Auftragglied gerichtet ist. The invention is characterized in that the web is guided for movement through the coating gap from bottom to top and that the coating material feed to both transfer rollers above the application devices is directed to a location between each of the transfer rollers and their application member.

Die Auftrageinrichtung kann z.B. einen Auftragspalt oder -schlitz aufweisen. Von den Auftrageinrichtungen wird das Beschichtungsmaterial durch die Übertragungswalzen zum Beschichtungsspalt gebracht, wo ein stabiler, umgekehrter Beschichtungsmaterialsumpf unterhalb des Spaltes gebildet wird. Die auf den umgekehrten Sumpf einwirkenden Kräfte, die Schwerkraft und die gegenwirkenden, von der sich bewegenden Bahn und den Übertragungswalzen hervorgerufenen vertikalen Kraftkomponenten, befinden sich im Gleichgewicht. The application device can e.g. have an order slot or slot. From the applicators, the coating material is transferred through the transfer rollers to the coating nip, where a stable, inverted coating material sump is formed below the nip. The forces acting on the inverted sump, gravity and the counteracting vertical force components caused by the moving web and the transfer rollers are in equilibrium.

Die Erfindung kann auch für die Kartonbeschichtung benutzt werden, wo die Bahngeschwindigkeit gewöhnlich niedriger als bei der Papierbeschichtung ist. Auch in diesem Fall wird die Beschichtungsmaterialzufuhr so bemessen, dass die Beschichtungsmaterialmenge in dem umgekehrten Sumpf am Beschichtungsspalt so klein ist, dass der Sumpf stabil bleibt. Es wird also kein bemerkenswertes Hinabflies-sen oder Abtropfen von Beschichtungsmaterial auftreten, so dass kein zusätzlicher Sammler für überschüssiges Beschichtungsmaterial benötigt wird. The invention can also be used for cardboard coating, where the web speed is usually lower than that of paper coating. In this case too, the coating material supply is dimensioned such that the amount of coating material in the inverted sump at the coating gap is so small that the sump remains stable. So there will be no noticeable flowing or dripping of coating material, so that no additional collector for excess coating material is required.

Auch wenn als Auftragglied eine Walze benutzt wird, so bleibt die Anordnung dennoch wesentlich weniger kompliziert als eine Einlaufwalzenanordnung, aber nichtsdestoweniger ist sie zumindest ebenso effizient. Indem der Abstand zwischen der Übertragungswalze und der Auftragwalze einstellbar gemacht wird, kann die Weite des Auftragschlitzes leicht auf einem Optimum gehalten werden. Dies macht es auch möglich, zwischen einem Auftragschlitz und einem Auftragspalt zu wählen. Indem man die Linienlast des Auftragspalts in der Längsrichtung der Übertragungswalzen einstellbar macht, kann leicht eine gleichförmige Verteilung des Beschichtungsmaterials auf der Übertragungswalze erreicht werden. Even if a roller is used as the applicator, the arrangement remains much less complicated than an inlet roller arrangement, but nevertheless it is at least as efficient. By making the distance between the transfer roller and the application roller adjustable, the width of the application slot can easily be kept at an optimum. This also makes it possible to choose between an order slot and an order gap. By making the line load of the application gap adjustable in the longitudinal direction of the transfer rollers, a uniform distribution of the coating material on the transfer roller can easily be achieved.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

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Die Beschichtungsmaterialmenge auf der Übertragungswalze kann wirksam gesteuert werden, indem die Übertragungswalze und die Auftragwalze mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten betrieben werden. Selbstverständlich können die Walzen auch gleiche Geschwindigkeit haben. Die Umfangsgeschwindigkeit der Auftragwalze kann niedriger als diejenige der Übertragungswalze gehalten werden. Dies ruft einen auf die Übertragungswalzen einwirkenden Wischeffekt hervor. The amount of coating material on the transfer roller can be effectively controlled by operating the transfer roller and the application roller at different peripheral speeds. Of course, the rollers can also have the same speed. The peripheral speed of the applicator roller can be kept lower than that of the transfer roller. This creates a wiping effect on the transfer rollers.

Indem man im Material der Übertragungswalze Ausnehmungen wie Nuten oder Einsenkungen vorsieht, kann das Beschichtungsmaterial über die Übertragungswalze auf bestimmte Abschnitte der Bahn geleitet werden. Die Ausnehmungen können sich hauptsächlich fortlaufend über den gesamten Übertragungswalzenumfang erstrecken, z. B. derart, dass der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Ausnehmungen nicht grösser als die Umfangslänge der Ausnehmungen ist. Durch geeignete Anordnung der Ausnehmungen kann Beschichtungsmaterial in Form ununterbrochener oder periodisch wiederkehrender Streifen auf die Bahn übertragen werden. By providing recesses such as grooves or depressions in the material of the transfer roller, the coating material can be passed over the transfer roller to certain sections of the web. The recesses can mainly extend continuously over the entire circumference of the transfer roller, e.g. B. such that the distance between two successive recesses is not greater than the circumferential length of the recesses. By suitably arranging the recesses, coating material can be transferred to the web in the form of continuous or periodically recurring strips.

Indem die Bahn durch eine der Auftrageinrichtungen geführt wird, kann der unterhalb der Anordnung benötigte Raum gering gehalten werden. Die Bahn ist auch fester durch zwei Spalte und eine Übertragungswalze gehalten, wodurch Bahnvibrationen wirkungsvoll ausgeschaltet oder gedämpft werden können. By guiding the web through one of the application devices, the space required below the arrangement can be kept small. The web is also held tighter by two nips and a transfer roller, which effectively eliminates or dampens web vibrations.

Eine unkomlizierte und preiswerte Abwandlung wird dadurch erhalten, dass zumindest eine Auftrageinrichtung in Form eines biegsamen Messers oder Blattes ausgeführt wird. Wenn der Liniendruck in dem Auftragspalt örtlich einstellbar gemacht wird, so wird leicht eine gleichförmige Verteilung des Beschichtungsmaterials erreicht. An uncomplicated and inexpensive modification is obtained in that at least one application device is designed in the form of a flexible knife or blade. If the line pressure in the application gap is made locally adjustable, a uniform distribution of the coating material is easily achieved.

Die funktionell einander entsprechenden Teile auf gegenüberliegenden Seiten des Beschichtungsspalts können im Aufbau im wesentlichen gleich sein. Dann können beide Seiten der Bahn mit derselben Art von Beschichtungsmaterial beschichtet werden. Einstellung der Weite des Auftragspaltes oder des Spaltdrucks erlaubt, unterschiedliche Arten von Beschichtungsmaterial auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn zu benutzen. The functionally corresponding parts on opposite sides of the coating gap can be essentially the same in structure. Then both sides of the web can be coated with the same type of coating material. Adjusting the width of the application gap or the gap pressure allows different types of coating material to be used on opposite sides of the web.

Wenn die gegenüberliegenden Bahnseiten mit unterschiedlichen Arten von Beschichtungsmaterial beschichtet werden, so ist es natürlich, unterschiedliche Auftrageinrichtungen auf beiden Seiten zu verwenden. Leimsubstanz kann beispielsweise auf die eine Bahnseite mittels eines auf die eine Übertragungswalze einwirkenden biegsamen Messers übertragen werden. Wenn eine Bahnseite punktweise zu beschichten ist oder mit Farbmarken oder dergleichen versehen werden soll, wird das Beschichtungsmaterial mittels einer mit Ausnehmungen versehenen Auftragwalze auf die Übertragungswalze aufgebracht. If the opposite web sides are coated with different types of coating material, it is natural to use different applicators on both sides. Glue substance can, for example, be transferred to one side of the web by means of a flexible knife acting on the transfer roller. If a web side is to be coated point by point or to be provided with color marks or the like, the coating material is applied to the transfer roller by means of an application roller provided with recesses.

Ein günstiger Beschichtungsmaterialfluss in einem ein Messerblatt aufweisenden Auftragspalt wird erhalten, wenn der Winkel zwischen dem Streichmesser und der Übertragungswalze vorzugsweise kleiner als 20 Grad gehalten wird. Aufgrund der Keilgeometrie baut sich ein wirksamer hydrodynamischer Druck in dem Messerspalt auf. Somit können relativ grosse Mengen an Beschichtungsmaterial dem Auftragspalt zugeführt werden. Wird der Winkel zwischen dem biegsamen Streichmesser und der Übertragungswalze ein- A favorable flow of coating material in an application gap having a knife blade is obtained if the angle between the doctor blade and the transfer roller is preferably kept less than 20 degrees. Due to the wedge geometry, an effective hydrodynamic pressure builds up in the knife gap. Relatively large amounts of coating material can thus be fed into the application gap. If the angle between the flexible doctor knife and the transfer roller is adjusted

656 557 656 557

stellbar gemacht, so ist es möglich, Änderungen im hydrodynamischen Druck aufgrund unterschiedlicher Viskositäten des Beschichtungsmaterials auszugleichen. made adjustable, it is possible to compensate for changes in hydrodynamic pressure due to different viscosities of the coating material.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 1 is a schematic side view of a first embodiment of the invention;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 2 is a schematic side view of a second embodiment of the invention; and

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 3 is a schematic side view of a third embodiment of the invention.

In der Zeichnung ist mit 1 eine sich bewegende Bahn bezeichnet, die sich zwischen zwei Übertragungswalzen 2 durch einen Beschichtungsspalt 3 bewegt. Ein Auftragspalt 5 ist zwischen der Übertragungswalze 2 und einem Auftragglied wie einem biegsamen Messer 4 oder einer Auftragwalze 4a gebildet. Beschichtungsmaterial 8 wird dem Auftragspalt 5 durch Zuführleitungen 6 zugeführt. Die Laufrichtung der Bahn 1 ist durch einen Pfeil angedeutet. Auf der Einlassseite des Beschichtungsspalts 3 ist ein kleiner umgekehrter Beschichtungsmaterialsumpf 7 gebildet. Der Sumpf 7 kann sich seitlich um die Ränder der Bahn 1 erstrecken, so dass ein ungeteilter Sumpf gebildet ist. Es ist auch möglich, zwei getrennte Sümpfe 7 auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn 1 zu haben. Das Beschichtungsmaterial 8 wird einer Stelle oberhalb des Auftragspalts 5 zugeführt. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Bahn 1 zunächst durch den Auftragspalt 5 zwischen einer Übertragungswalze 2 und einer Auftragwalze 4a hindurchläuft. Danach läuft die Bahn 1 durch den Beschichtungsspalt 3. Diese Ausführungsform erfordert sehr wenig Platz unterhalb der Anordnung, da die Bahn im wesentlichen horizontal oder von oben zugeführt wird. Fig. 3 zeigt eine Anordnung nach dem Einlaufwalzentyp (gate-roll type), bei der gemäss der Erfindung nur vier Walzen verwendet werden. In the drawing, 1 denotes a moving web which moves between two transfer rollers 2 through a coating gap 3. An application nip 5 is formed between the transfer roller 2 and an application member such as a flexible knife 4 or an application roller 4a. Coating material 8 is fed to the application gap 5 through feed lines 6. The running direction of the web 1 is indicated by an arrow. A small inverted coating material sump 7 is formed on the inlet side of the coating gap 3. The sump 7 can extend laterally around the edges of the web 1, so that an undivided sump is formed. It is also possible to have two separate swamps 7 on opposite sides of the web 1. The coating material 8 is fed to a point above the application gap 5. FIG. 2 shows an embodiment in which the web 1 first runs through the application nip 5 between a transfer roller 2 and an application roller 4a. The web 1 then runs through the coating gap 3. This embodiment requires very little space below the arrangement, since the web is fed essentially horizontally or from above. 3 shows an arrangement according to the gate-roll type, in which only four rollers are used according to the invention.

Die Bahnbeschichtung wird wie folgt ausgeführt. Beschichtungsmaterial wird durch die Zuführleitung 6 an eine Stelle oberhalb des_Auftragspalts 5 zugeführt, welche Stelle sich zwischen der Übertragungswalze 2 und einem Auftragglied 4 oder 4a befindet. Der Auftragspalt 5 verteilt das Beschichtungsmaterial auf die Übertragungs walze 2, deren Drehung das Beschichtungsmaterial in den Beschichtungsspalt 3 bringt, wo es auf die laufende Bahn 1 übertragen wird. Die Übertragung des Beschichtungsmaterials vom Auftragspalt 5 zum Beschichtungsspalt 3 kann auf beiden Seiten der Anordnung in unterschiedlicher Weise ausgeführt werden. Läuft die Bahn durch einen Auftragspalt 5, wie in Fig. 2 gezeigt, so wirkt die Bahn selbst als Übertragungsglied und verhindert sie gleichzeitig, dass Beschichtungsmaterial nach unten abtropft. Die Beschichtungsmaterialzufuhr ist so bemessen, dass nur ein kleiner Sumpf 7 am Beschichtungsspalt 3 gebildet ist. The web coating is carried out as follows. Coating material is fed through the feed line 6 to a location above the application gap 5, which location is between the transfer roller 2 and an application member 4 or 4a. The application gap 5 distributes the coating material to the transfer roller 2, the rotation of which brings the coating material into the coating gap 3, where it is transferred to the running web 1. The transfer of the coating material from the application gap 5 to the coating gap 3 can be carried out in different ways on both sides of the arrangement. If the web runs through an application gap 5, as shown in FIG. 2, the web itself acts as a transfer member and at the same time prevents the coating material from dripping downwards. The supply of coating material is dimensioned such that only a small sump 7 is formed at the coating gap 3.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, vielmehr sind Abwandlungen innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche möglich. Die Zufuhr von Beschichtungsmaterial zu den Auftrageinrichtungen kann beispielsweise mittels Schlitzdüsen bewerkstelligt werden, die sich seitlich im wesentlichen über die gesamte Länge der Übertragungswalzen erstrecken. Ein biegsames Streichmesser kann an solch eine Zuführdüse befestigt werden. The invention is not limited to the described embodiments, but modifications are possible within the scope of the appended claims. The supply of coating material to the application devices can be accomplished, for example, by means of slot nozzles, which extend laterally essentially over the entire length of the transfer rollers. A flexible doctor knife can be attached to such a feed nozzle.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

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65 65

S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

656557 PATENT CLAIMS

1. Device for double-sided coating of a moving web such. B. a paper web, with transfer rollers (2) for transferring a coating material (8) in liquid form to the web (1), and with a coating gap (3) between the transfer rollers (2), in which coating gap the coating the web (1) is carried out, and, at a distance from the coating gap (3), with application devices (4,4a, 5) for applying and smoothing the coating material on the transfer roller (s) (2), characterized in that the web (1) for movement through the coating gap (3) from bottom to top, and that the coating material feed (6) to both transfer rollers (2) above the application devices (4,4a, 5) at a location between each of the transfer rollers (2) and its application member (4,4a) is directed.

2. Device according to claim 1, characterized by means for dimensioning the supply of the coating material (8) such that the coating material on the inlet side of the coating gap (3) forms an inverted coating material sump (7) which thus contains a small amount of coating material (8) that the sump (7) remains essentially stable without any significant downward flow or dripping of coating material.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one application device has an application roller (4a).

4. The device according to claim 3, characterized in that means are provided by means of which the peripheral speed of the applicator roller (4a) with respect to the peripheral speed of the adjacent transfer roller (2) is adjustable.

5. The device according to claim 3 or 4, characterized in that the jacket of an applicator roller (4a) is provided with recesses such as grooves or depressions.

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the application device has an adjustable application gap (5) or slot.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the web (1) for passage through one of the application devices (4a, 5) is guided.

8. The device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one application device has a flexible doctor blade (4).

9. The device according to claim 8, characterized in that the angle between the doctor blade (4) and the transfer roller (2) in the application gap (5) is preferably less than 20 degrees.

10 Device according to one of the preceding claims, characterized in that different types of application devices are provided on opposite sides of the web (1).