NO844132L

NO844132L - LUFTKNIVBESTRYKER

Info

Publication number: NO844132L
Application number: NO844132A
Authority: NO
Inventors: Sivert Westergaard
Original assignee: Waertsilae Oy Ab
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1984-10-16
Publication date: 1985-04-18
Also published as: FR2553305A1; IT8423156A0; SE8405099L; JPH0378146B2; DE3438041C2; CA1230965A; FI68536B; FI68536C; IT1176969B; FR2553305B1; FI833765A; DE3438041A1; SE8405099D0; JPS60102973A; FI833765A0

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en luftknivbestryker av den art som er angitt i krav l's ingress. The present invention relates to an air knife coater of the type specified in claim 1's preamble.

I kjente luftknivbestrykere påføres bestrykningsmassen på den løpende bane i en stilling som befinner seg relativt fjern fra luftknivanordningen. Som en følge av dette rekker bestrykningsmassen på banen å undergå forandringer innen den kommer under behandling av luftkniven. Forandr-ingen skjer hovedsakelig slik at en del av bestrykningsmassens fuktighetsbestanddel og en annen del derav fordam-per. Derved stiger bestrykningsmassens viskositet og tørr-stoffinnhold slik at luftkniven ikke lenger er i stand til å påvirke bestrykningssjiktet like effektivt. Av denne grunn har luftknivbestrykere tidligere bare kunnet anvendes ved relativt lave banehastigheter, ca. 3-400 m/min., hvorved bestrykningsmassens tørrstoffinnhold har vært relativt lavt, generelt under 40%. Videre har anvendelse av luftknivbestrykere ofte forårsaket skumningsproblemer som følge av det høye fuktighetsinnhold i kombinasjon med en stor tilførsel av overskuddsbestrykningsmasse. In known air knife coaters, the coating mass is applied to the running path in a position that is located relatively far from the air knife device. As a result of this, the coating mass on the track has time to undergo changes before it comes under treatment by the air knife. The change mainly occurs so that part of the moisture component of the coating mass and another part of it evaporates. Thereby, the viscosity and dry matter content of the coating material increases so that the air knife is no longer able to affect the coating layer as effectively. For this reason, air knife coaters have previously only been able to be used at relatively low web speeds, approx. 3-400 m/min., whereby the dry matter content of the coating mass has been relatively low, generally below 40%. Furthermore, the use of air knife coaters has often caused foaming problems as a result of the high moisture content in combination with a large supply of surplus coating compound.

Oppfinnelsens hensikt er å tilveiebringe en luftknivbestryker som fungerer like effektivt også ved høye banehastigheter og når bestrykningsmassens tørrstoffinnhold er høyt. Oppfinnelsens særpreg fremgår av krav 1. Oppfinnelsens hensikt oppnås ved en bestrykningsanordning kon-struert i henhold til oppfinnelsen. The purpose of the invention is to provide an air-knife coater which works equally efficiently also at high web speeds and when the dry matter content of the coating mass is high. The distinctive features of the invention appear from claim 1. The purpose of the invention is achieved by a coating device constructed in accordance with the invention.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen påføres bestrykningsmassen på banen over en strekning i banens lengderetning, som hovedsakelig tilsvarer avstanden mellom luftkniven og den bakre ende av påføringssonen for bestrykningsmassen. På denne måte oppnås generelt de beste bestrykningsresultater. Det er også fordelaktig å anordne påføringsanordningens tverrsnitt slik at det kontinuerlig avtar i sin bredde i retning mot banen. På denne måte akselereres bestrykningsmassens strømningshastighet i på-føringsanordningen og det oppstår således i påføringsan-ordningen ingen steder hvor strømningshastigheten er så lav at urenheter ville kunne oppsamles og akkumuleres. In a preferred embodiment of the invention, the coating compound is applied to the web over a stretch in the longitudinal direction of the web, which mainly corresponds to the distance between the air knife and the rear end of the application zone for the coating compound. In this way, the best coating results are generally achieved. It is also advantageous to arrange the cross-section of the application device so that it continuously decreases in width in the direction towards the path. In this way, the flow rate of the coating mass is accelerated in the application device and there are thus no places in the application device where the flow rate is so low that impurities could be collected and accumulated.

Påføringsanordningen påfører banen normalt et overskudd av bestrykningsmasse som er ca. 20-50 %, hvilket overskudd fjernes av luftkniven. F.eks. hvis den ønskede bestryk-2 2 The application device normally applies an excess of coating compound to the track, which is approx. 20-50%, which excess is removed by the air knife. For example if the desired coating-2 2

ningsmengde er 10 g/m påføres 12-15 g/m bestrykningsmasse på banen før luftkniven fra hvilken mengde overskuddet blåses bort av luftkniven. Man har imidlertid kunnet konstatere at selv om påføringen av bestrykningsmassen på banen reguleres slik at det ikke oppstår noe egentlig overskudd av bestrykningsmasse så påvirker luftknivens funksjon likevel på en fordelaktig måte det fer-dige bestrykningssjikt, selv om kniven ikke blåser bort noe overskudd av bestrykningsmassen. Det er således viktig at påføringsanordningens funksjon kan innstilles slik at overskuddsmengden av den påførte bestrykningsmasse nærmer seg null. ning amount is 10 g/m, 12-15 g/m of coating compound is applied to the track before the air knife, from which amount the excess is blown away by the air knife. However, it has been established that even if the application of the coating compound on the track is regulated so that no actual excess of coating compound occurs, the function of the air knife nevertheless affects the finished coating layer in a beneficial way, even if the knife does not blow away any excess of the coating compound. It is therefore important that the function of the application device can be adjusted so that the excess quantity of the applied coating compound approaches zero.

Den løpende bane beveger seg forbi påføringsanordningen hvorved bestrykningsmassen påføres banen. Således utgjør den side av påføringsanordningen fra hvilken banen føres frem til påføringssonen, påføringsanordningens forkant og den side, fra hvilken banen føres bort er påføringsanordn-ingens bakre kant. I en fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen er i påføringsanordningens bakre kant en regulerbar spalte mellom påføringsanordningen og banen, ved hjelp av hvilken regulering av mengden av bestrykningsmasse som påføres banen kan bestemmes. I en bestrykningsanordning i henhold til oppfinnelsen kan imidlertid også påføringsanordninger av andre typer anvendes, eksempelvis slike hvor et fleksibelt bestrykningsblad eller en be-strykningsstav belaster banen ved påføringsanordningens bakre kant. Man kan også anvende forksjellige slag av kjente ekstruderingspåføringsanordninger. Det har vist seg fordelaktig om påføringsanordningens forkant danner en overløpsspalte for bestrykningsmassen. På denne måte oppnås den fordel at de urenheter som akkumuleres i påfør-ingsanordningen kan fjernes gjennom overløpsspalten. Anvendelse av overløpspåføringsanordninger av denne type ved The running web moves past the application device, whereby the coating mass is applied to the web. Thus, the side of the application device from which the web is led to the application zone forms the front edge of the application device and the side from which the web is led away is the back edge of the application device. In an advantageous embodiment of the invention, in the rear edge of the application device is an adjustable gap between the application device and the web, by means of which regulation of the amount of coating compound applied to the web can be determined. In a coating device according to the invention, however, application devices of other types can also be used, for example those where a flexible coating blade or a coating rod loads the web at the rear edge of the application device. Different types of known extrusion application devices can also be used. It has proven advantageous if the front edge of the application device forms an overflow slot for the coating compound. In this way, the advantage is achieved that the impurities that accumulate in the application device can be removed through the overflow gap. Application of overflow application devices of this type by

bestryknng av en løpende bane er i og for seg kjent.coating a running track is known per se.

En bestrykningsanordning i henhold til oppfinnelsen fungerer best om banen er understøttet på den motsatte side av en støttevalse både ved påføringssonen og ved luftkniven. Det er imidlertid også mulig ikke å anvende en støttevals men i.stedet anvende en konstruksjon i henhold til oppfinnelsen for tosidig bestrykning av banen, slik at be-strykningspåføringsanordningene og luftknivene monteres symmetrisk på hver sin side av banen. Om en støttevals anvendes er det mest fordelaktig at diameteren generelt er minst 400 mm og maksimalt 1300 mm. Den mest fordelaktige banehastighet er høyere enn 400 m/min., fortrinnsvis ca. 600 m/min. Foreliggende oppfinnelse fungerer imidlertid fordelaktig også ved betydelig lavere banehastigheter. A coating device according to the invention works best if the web is supported on the opposite side of a support roller both at the application zone and at the air knife. However, it is also possible not to use a support roller but instead to use a construction according to the invention for two-sided coating of the web, so that the coating application devices and the air knives are mounted symmetrically on each side of the web. If a support roller is used, it is most advantageous that the diameter is generally at least 400 mm and a maximum of 1300 mm. The most advantageous web speed is higher than 400 m/min., preferably approx. 600 m/min. However, the present invention also works advantageously at significantly lower track speeds.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til den vedlagte tegning, hvis eneste figur skjematisk viser et sideriss av en bestrykningsanordning i henhold til oppfinnelsen. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the attached drawing, the only figure of which schematically shows a side view of a coating device according to the invention.

På tegningen angir henvisningstallet 1 en løpende papir-eller kartongbane. Banen 1 understøttes av en roterende støttevalse 2, hvis diameter eksempelvis kan være 0,5 m. Bestrykningsmassen påføres banen ved hjelp av en påfør-ingsanordning 3, til hvilken bestrykningsmassen pumpes via en tilslutning 4, som samtidig virker som en dreieaksel for den roterbart lagrede påføringsanordning. Påførings-anordningens 3 dreiebevegelse tilveiebringes med en eller flere trykksylindere 5. Påføringsanordningens eksakte arbeidsposisjon bestemmes ved hjelp av en regulerbar støt-te 6. Trykksylinderen 5 presser påføringsanordningen 3 mot støtten 6. Påføringsanordningen avsmalner kontinuerlig i retning mot banen i den hensikt å tilveiebringe en jevnt akselererende strømning av bestrykningsmassen i påfør-ingsanordningen. Ved påføringsanordningens bakre kant finnes et blad 7 som ikke fullstendig er i berøring med banen 1 men etterlater en smal spalte 8 mellom seg selv og banen. Bestrykningsmassen 9 som påføres banen fra påfør- ingsanordningen vil i påføringsanordningens munnstykke komme i berøring med banen, feste til denne og bevege seg deretter med banen til luftkniven 10 hvor overskudd av bestrykningsmassen blåses bort fra banen. Avstanden _a mellom påføringsanordningens 3 bakre kant og luftknivens 10 munnstykke er da så liten at den løpende bane normalt beveger seg over denne strekning i løpet av en tid som er kortere enn 5 ms, fortrinnsvis kortere enn 3 ms. Samtidig er avstanden mellom påføringsanordningens fremkant og bak-kant så liten at hele bestrykningsprosessen, dvs. banens bevegelse fra påføringsanordningens fremkant 12 til luftkniven 10 skjer i løpet av en tid som er kortere enn 15 ms, fortrinnsvis kortere enn 9 ms. Ved høye banehastigheter kan banen bevege seg over strekningen a i løpet av 0,3 ms og hele bestrykningsprosessen varer da på tilsvarende måte 0,6-0,9 ms. Bestrykningsmassens viskositet synker som følge av den kraftige skjærspenning som påføringsanordn-ingens blad 7 eller annet tilsvarende organ tilveiebringer i bestrykningssjiktet. Denne tilstand rekker ikke i vesentlig grad å forandre seg innen bestrykningssjiktet kommer under behandling av luftkniven 10. In the drawing, the reference number 1 indicates a continuous paper or cardboard path. The web 1 is supported by a rotating support roller 2, whose diameter can for example be 0.5 m. The coating mass is applied to the web by means of an application device 3, to which the coating mass is pumped via a connection 4, which at the same time acts as a pivot shaft for the rotatably stored application device. The turning movement of the application device 3 is provided by one or more pressure cylinders 5. The exact working position of the application device is determined with the help of an adjustable support 6. The pressure cylinder 5 presses the application device 3 against the support 6. The application device tapers continuously in the direction of the path in order to provide an even accelerating flow of the coating mass in the application device. At the rear edge of the application device there is a blade 7 which is not completely in contact with the web 1 but leaves a narrow gap 8 between itself and the web. The coating compound 9 which is applied to the web from the application device will come into contact with the web in the nozzle of the application device, attach to it and then move with the path to the air knife 10 where excess of the coating compound is blown away from the web. The distance _a between the rear edge of the application device 3 and the nozzle of the air knife 10 is then so small that the running path normally moves over this stretch during a time that is shorter than 5 ms, preferably shorter than 3 ms. At the same time, the distance between the application device's front edge and rear edge is so small that the entire coating process, i.e. the movement of the web from the application device's front edge 12 to the air knife 10 takes place during a time that is shorter than 15 ms, preferably shorter than 9 ms. At high web speeds, the web can move over the section a within 0.3 ms and the entire coating process then lasts correspondingly 0.6-0.9 ms. The viscosity of the coating mass decreases as a result of the strong shear stress which the application device's blade 7 or other similar device provides in the coating layer. This condition does not change significantly before the coating layer comes under treatment by the air knife 10.

Ved påføringsanordningens 3 fremkant finnes et regulerbart kantstykke 11 i en vesentlig avstand fra banen 1 slik at en relativt bred spalte 12 dannes mellom kantstykket og banen. Gjennom denne spalte strømmer bestrykningsmassen kontinuerlig fra påføringsanordningen når et såkalt over-løp påføres banen. Dette overløp reguleres til et relativt lite nivå ved at trykket i påføringsanordningen holdes lavt. Bestrykningsmassen som p.g.a. overløpet renner ut på utsiden av påføringsanordningen 3 oppsamles i et oppsam-lingskar 13, fra hvilken den suges bort gjennom et avløps-rør 14 for senere igjen å føres tilbake til påførings-anordningen. Oppsamlingskarets 13 vegger er doble og til mellomrommet mellom disse føres kjølevann. Takket være denne vannavkjøling kondenseres vann på innsiden av karets 13 kalde innside, hvorved bestrykningsmassen ikke så lett fester til denne overflate. På innsiden av oppsamlings-karet 13 opprettholdes et trykk som er noe lavere enn det ytre lufttrykk ved hjelp av avløpsrøret 14, hvilket nedsetter lukten av bestrykningsmassen i omgivelsene. På yttersiden av bladet 7 finnes en vannavkjølt beskyttelse 15 som nedsetter nedsmussing av bladet 7 med bestrykningsmasse, på samme måte som karets 13 veggers vannavkjø-ling holder disse rene. At the front edge of the application device 3, there is an adjustable edge piece 11 at a significant distance from the web 1 so that a relatively wide gap 12 is formed between the edge piece and the web. Through this slot, the coating compound flows continuously from the application device when a so-called overflow is applied to the web. This overflow is regulated to a relatively small level by keeping the pressure in the application device low. The coating mass which, due to the overflow flows out on the outside of the application device 3 is collected in a collection vessel 13, from which it is sucked away through a drain pipe 14 to later be returned to the application device. The collection tank's 13 walls are double and cooling water is fed to the space between them. Thanks to this water cooling, water condenses on the inside of the cold inside of the vessel 13, whereby the coating mass does not stick so easily to this surface. On the inside of the collection vessel 13, a pressure which is somewhat lower than the external air pressure is maintained by means of the drain pipe 14, which reduces the smell of the coating compound in the surroundings. On the outside of the blade 7, there is a water-cooled protection 15 which reduces soiling of the blade 7 with coating compound, in the same way that the water cooling of the tub 13 walls keeps them clean.

Mengden av bestrykningsmasse som påføringsanordningen på-fører banen 1 er i normalt tilfelle større enn den ønskede sluttlige mengde av bestrykningsmasse. Overskuddet er generelt ca. 20-50 %, men påføringen av bestrykningsmassen kan også utføres slik at noe egentlig overskudd av bestrykningsmasse ikke forekommer. Dette skjer ved at be-strykningsbladet 7 presses mot banen 1 med passende kraft. The amount of coating compound that the application device applies to the web 1 is normally greater than the desired final amount of coating compound. The profit is generally approx. 20-50%, but the application of the coating compound can also be carried out so that no actual excess of coating compound occurs. This happens by the coating blade 7 being pressed against the web 1 with suitable force.

Oppfinnelsen begrenser seg ikke til den beskrevne utfør-elsesform men et antall varianter og modifikasjoner derav er tenkbare innen rammen av de etterfølgende patentkrav. The invention is not limited to the described embodiment, but a number of variants and modifications thereof are conceivable within the framework of the subsequent patent claims.

Claims

1. An air-knife coater in which the coating mass applied to a running path (1) is treated with a so-called air-knife, characterized in that the coating mass (9) is applied to the web (1) in an application zone which is short in the longitudinal direction of the web and which is located close to the air knife (10), so that the web at the normal coating speed of the coating device moves from the rear end of the application zone to the air knife during of a time that is at most 5 ms, preferably at most 3 ms, and also moves from the front end of the application zone to the air knife during a time that is at most 15 ms, preferably at most 9 ms.

2. Coating device according to claim 1, characterized in that the extent of the application zone (12-8) in the longitudinal direction of the web (1) is mainly as long as the distance (a) from the rear end of the application zone to the air knife (10).

3. Coating device according to claim 1 or 2, characterized in that an application device (3) is used for applying the coating compound to the web, which continuously tapers in the direction towards the web.

4. Coating device according to any one of the preceding claims, characterized in that when applying the coating compound to the web, an application device (3) is used which normally applies approx. 20-50% surplus of coating compound, which surplus is removed by the air knife (10) .

5. Coating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the excess amount of coating compound that the application device (3) applies the path (1) can be regulated all the way down to the zero level.

6. Coating device according to any one of the preceding claims, characterized in that an adjustable gap (8) is arranged in the rear edge of the application device (3) between the application device and the web, and by adjusting this, the amount of coating compound applied to the web (1) can be determined.

7. Coating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the application device (3) forms an overflow gap (12) for the coating material between the application device and the path (1) on its arrival side.

8. Coating device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises application devices and air knives symmetrically arranged on each side of the track.

9. Coating device according to any one of claims 1-7, characterized in that the web (1) is supported by a support roller (2) on the opposite side of the web both at the application zone for the coating compound and at the air knife (10).

10. Coating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the track speed (1) is higher than 400 m/min., preferably approx. 600 m/min.