Vorrichtung und Verfahren zum Entgasen eines flüssigen oder pastösen

Mediums

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entgasen eines flüssigen oder pastösen Mediums, insbesondere einer Streichfarbe zum Beschichten eines Substrats, insbesondere einer Papierbahn, einer Kartonbahn oder dergleichen.

Solche Vorrichtungen sowie in diesen ablaufende Verfahren sind etwa aus dem Bereich der Papierherstellung und -bearbeitung bekannt und dienen der Entfernung von Luftblasen, welche sich in einer Streichfarbe während eines Aufbereitungsprozesses der Streichfarbe bilden können. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Gasblasen nach dem Aufstreichen der Streichfarbe auf das Substrat zerplatzen und an den betreffenden Stellen einen ungleichmäßigen Anstrich hinterlassen.

Eine solche bekannte Vorrichtung zum Entgasen einer Streichfarbe zum Beschichten einer laufenden Papierbahn umfasst eine Unterdruckkammer, in welcher ein Unterdruck erzeugbar ist, eine Einlassanordnung, welche die Streichfarbe in die Unterdruckkammer einführt, eine Auslassanordnung, welche die Streichfarbe aus der Unterdruckkammer abführt und ein Verteilelement, z. B. einen Verteilteller, welches innerhalb der Unterdruckkammer angeordnet ist und die Streichfarbe im Inneren der Unterdruckkammer verteilt, um die Effektivität der Entgasung zu erhöhen. Ein in dieser Vorrichtung ablaufendes Verfahren führt die Streichfarbe in die Unterdruckkammer ein, setzt die Streichfarbe eine gewisse Zeit lang dem Unterdruck in der Unterdruckkammer aus, so dass Gaseinschlüsse in der Streichfarbe gelöst werden, und führt die Streichfarbe nach der Entgasung wieder aus der Unterdruckkammer ab. Die so entgaste Streichfarbe wird anschließend einer Auftragsvorrichtung, z. B. einem Vorhangbeschichtungswerk, zugeführt, welche die Streichfarbe auf eine laufende Papierbahn aufbringt.

Für sehr dünne Filme eines aufgetragenen Mediums können bereits Blasen mit einem Durchmesser im Bereich weniger Mikrometer zu einer Beeinträchtigung der Qualität des Films führen, so dass eine effektive Entgasung des aufzutragenden Mediums vor dem Anstrich besonders wichtig ist. Allgemein hat es sich ferner als schwierig erwiesen, Medien mit höherem Feststoffgehalt und höherer Viskosität im ausreichenden Maße zu entgasen, da sich Gaseinschlüsse aus solchen Medien schwieriger herauslösen lassen.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Entgasungsvorrichtungen, insbesondere die in diesen verwendeten Verteilelemente, sind ferner von relativ komplizierter

Konstruktion, was neben relativ hohen Herstellungskosten für die Vorrichtungen einen teilweise erheblichen Wartungsaufwand erforderlich macht. Dabei kommt es vor allem an Schaufeln, Prallflächen oder sonstigen zur Verteilung des Mediums im Innenraum der Unterdruckkammer ggf. rotierend angeordneten Elementen zur Ablagerung von Medium, woraus sich ein besonderer Reinigungsaufwand der Vorrichtung ergibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entgasen eines flüssigen oder pastösen Mediums bereitzustellen, mit welchen eine effektivere Entgasung, insbesondere auch von schwierig zu entgasenden Medien und von Medien mit sehr kleinen Gaseinschlüssen, mit einer kompakten und mit geringem Aufwand zu wartenden Vorrichtung erreicht werden kann.

Die vorstehende Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, welche umfasst: eine Unterdruckkammer, in welcher ein Unterdruck erzeugbar ist, eine Einlassanordnung, welche das Medium in die Unterdruckkammer einführt, eine Auslassanordnung, welche das Medium aus der Unterdruckkammer abführt, mindestens einen Verteilteller, welcher innerhalb der Unterdruckkammer angeordnet ist, wobei die Einlassanordnung das Medium in Form einer Mehrzahl von Strahlen oder in Form mindestens eines Vorhangs auf Abschnitte der Oberfläche des Verteiltellers abgibt, die über eine um ein Zentrum des mindestens einen Verteiltellers umlaufende Linie oder Fläche verteilt sind.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung somit einen Verteilteller auf, auf dessen

Oberfläche die Einlassanordnung das Medium im Wesentlichen gleichmäßig verteilt abgibt. Das Medium trifft von der Einlassanordnung somit nicht nur an einer Stelle auf die Oberfläche des Verteiltellers, sondern wird gleichzeitig an mehreren Stellen auf den Verteilteller aufgetragen, nämlich so, dass die Abschnitte der Oberfläche des

Verteiltellers, auf die das Medium auftrifft, über eine um ein Zentrum des mindestens einen Verteiltellers umlaufendes Linie oder Fläche verteilt sind und vorzugsweise zu einer im Wesentlichen geschlossenen, umlaufenden Linie bzw. Fläche miteinander verbunden sind.

Nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nach einer etwas anderen Definition vorzugsweise bereitgestellt eine Vorrichtung zum Entgasen eines flüssigen oder pastösen Mediums, insbesondere einer Streichfarbe zum Beschichten eines Substrats, insbesondere einer Papierbahn, einer Kartonbahn oder dergleichen, umfassend: eine Unterdruckkammer, in welcher ein Unterdruck erzeugbar ist, eine Einlassanordnung, welche das Medium in die Unterdruckkammer einführt, eine Auslassanordnung, welche das Medium aus der Unterdruckkammer abführt, mindestens einen Verteilteller, welcher innerhalb der Unterdruckkammer angeordnet ist, wobei die Einlassanordnung das Medium in Form einer Mehrzahl von Strahlen auf die Oberfläche des Verteiltellers abgibt, die um ein Zentrum des mindestens einen Verteiltellers verteilt sind.

Es wird so auf konstruktiv einfache Weise eine gleichmäßige Verteilung des Mediums und dementsprechend eine große Mediumoberfläche für das Entgasen erreicht. Es können hierzu beispielsweise mehrere um das Zentrum verteilte Düsen vorgesehen sein.

Eine andere, durch die obige erste Erfindungsdefinition erfasste Möglichkeit ist, einen oder mehrere Strahlen in der Art eines sich zumindest bereichsweise um das

Zentrum erstreckenden „Vorhangs" vorzusehen, was mittels einer sich um das

Zentrum erstreckenden, gekrümmten Schlitzdüse (etwa anstelle mehrerer um das

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Zentrum verteilter Düsen oder zusätzlich zu solchen um das Zentrum verteilten Düsen) erreicht werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Art des Aufbringens des Mediums auf den Verteilteller wird eine gleichmäßige Verteilung des Mediums bereits beim Einführen durch die Einlassanordnung erzielt, so dass die Wirkung des Verteiltellers deutlich verbessert werden kann. Durch die effektive Verteilung des Mediums wird das Oberflächen- Volumen-Verhältnis des Mediums deutlich erhöht, so dass der Transport der Gaseinschlüsse an die Oberfläche des Mediums und somit das Herauslösen des eingeschlossenen Gases aus dem Medium unterstützt wird. Im Ergebnis wird eine effektivere Entgasung des Mediums erreicht.

Aufgrund der verbesserten Entgasungseffektivität der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine Verweilzeit des Mediums innerhalb der Unterdruckkammer ohne signifikante Einbußen in der Entgasungswirkung verringert werden. Dies bedeutet, dass die Unterdruckkammer kompakter gestaltet werden kann oder/und der Durchsatz von Medium gesteigert werden kann und gleichzeitig eine ausreichende oder gar verbesserte Entgasung des Mediums gewährleistet bleibt. Insgesamt wirkt sich somit eine effektivere Entgasung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung positiv auf den Bauraum, die Verweilzeit von Medium in der Vorrichtung, den Durchsatz von Medium, die Reduzierung des Gasgehaltes sowie die Zykluszeit des Entgasungsvorgangs aus.

Vorzugsweise ist mindestens eine Abgabeöffnung der Einlassanordnung an einer festen Position über dem mindestens einen Verteilteller gehalten, um mindestens einen der Strahlen bzw. den Vorhang abzugeben, so dass es möglich ist, die Einlassanordnung einschließlich der mindestens einen Abgabeöffnung an einer Wand der Unterdruckkammer zu befestigen, woraus sich ein einfacher und stabiler Aufbau der Vorrichtung ergibt.

An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass in dieser Beschreibung sowie den Ansprüchen Positions- und Richtungsangaben wie etwa „oben", „unten", „horizontal",

„vertikal" oder „seitlich" sich auf eine Orientierung der Vorrichtung während eines normalen Entgasungsbetriebs beziehen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Einlassanordnung eine Mehrzahl von um das Zentrum des mindestens einen

Verteiltellers verteilten Abgabeöffnungen auf, welche das Medium gleichzeitig auf die

Oberfläche des Verteiltellers abgeben. Jede der Abgabeöffnungen kann somit einen

Strahl des Mediums auf die Oberfläche des Verteiltellers abgeben, so dass die

Verteilung des Mediums über die um das Zentrum des Verteiltellers umlaufende Linie oder Fläche in konstruktiv einfacher Weise durch entsprechende Anordnung der

Abgabeöffnungen um das Zentrum herum verwirklicht werden kann.

Die Abgabeöffnungen der beschriebenen Ausführungsform weisen vorzugsweise eine Strahl-verbreiternde Auslassgeometrie zur Abgabe eines Fächer- oder/und Trichter- förmigen Strahls des Mediums auf. Durch solche Auslassgeometrien an den Abgabeöffnungen kann der jeweilige Abschnitt der Oberfläche des Ventiltellers, welcher durch einen zugeordneten Strahl einer bestimmten Abgabeöffnung mit Medium benetzt wird, vergrößert werden. Die Verteilung des Mediums über die umlaufende Linie oder Fläche kann somit zuverlässiger bzw. mittels einer geringeren Anzahl an Abgabeöffnungen erreicht werden.

Die Gleichmäßigkeit des Auftrags von Medium auf den Verteilteller kann weiter erhöht werden, wenn jede der Abgabeöffnungen das Medium auf einen im Wesentlichen gleich großen Abschnitt der das Zentrum des mindestens einen Verteiltellers umlaufenden Linie oder Fläche abgibt. Insbesondere können dann die Abgabeöffnungen kostengünstig von gleicher Bauart sein und in ausreichender Anzahl um das Zentrum verteilt angeordnet werden. Besonders vorteilhaft sind die Abschnitte, auf die durch die jeweils zugeordneten Abgabeöffnungen das Medium aufgebracht wird, so eingerichtet, dass sich benachbarte Abschnitte etwas gegenseitig überlappen, so dass ein lückenloser Auftrag von Medium entlang der um das Zentrum des Verteiltellers umlaufenden Linie oder Fläche sichergestellt ist. Jedenfalls ist aber in allen Ausführungsformen angestrebt, dass der mit Medium

benetzte Anteil der umlaufenden Linie oder Fläche größer ist als der nicht benetzte Anteil.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Oberfläche des mindestens einen Verteiltellers, auf welche das von der Einlassanordnung abgegebene Medium auftrifft, im Wesentlichen planar und horizontal ausgerichtet. Durch die planare und horizontale Gestaltung der Oberfläche wird eine effektive Ausbreitung des Mediums auf der Oberfläche unterstützt. Wenn ferner die Einlassanordnung das Medium im Wesentlichen in vertikaler Richtung oder mit vertikaler Strahlmittelachse abgibt, so stellt sich zwischen der Mediumabgaberichtung bzw. der Strahlmittelachse und der Oberfläche des Verteiltellers etwa ein Winkel von 90° ein, welcher eine maximale Prallwirkung des Mediums beim Auftreffen sicherstellt und ferner eine im Wesentlichen gleichmäßige und allseitige Ausbreitung des Mediums unterstützt.

Durch die erfindungsgemäße Verteilung des Mediums auf der Oberfläche des Ventiltellers ist es zudem möglich, die Oberfläche des Ventiltellers im Wesentlichen planar zu gestalten, d. h. auf etwaige zusätzliche Prallflächen, Verteilschaufeln oder andere Elemente, die aus dem Stand der Technik zur Verteilung des Mediums bekannt sind, zu verzichten. Damit wird ein relativ einfacher und kostengünstiger Aufbau des Verteiltellers ermöglicht, der keine eine übermäßige Anlagerung von Medium unterstützenden Abschnitte aufweist und leicht zu reinigen ist. Auch der Ein- und Ausbau komplizierter Verteilelemente kann entfallen. Es ergibt sich somit eine einfache Wartung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Verbesserungen im Hinblick auf die Wartung der Vorrichtung kommen besonders zum Tragen, wenn der mindestens eine Verteilteller zumindest bereichsweise im Wesentlichen nur durch eine planare Scheibe oder zumindest bereichsweise im Wesentlichen nur durch eine planare Scheibe und einen den Rand des Verteiltellers umlaufenden vertikalen Wandabschnitt gebildet ist. Der Verteilteller ist dann von sehr einfacher Geometrie und Konstruktion, so dass er nicht nur kostengünstig herstellbar ist, sondern auch besonders wenig Anlagerungsmöglichkeit für Verschmutzung bietet und leicht zu reinigen ist. Der vertikale Wandabschnitt kann in später detaillierter zu

beschreibender Art ein umlaufendes Sieb sein. Es versteht sich, dass der Verteilteller mit einem von der planaren Form abweichenden Halteabschnitt an einer Antriebswelle angeordnet sein kann. Ansonsten ist der Verteilteller bevorzugt im Wesentlichen nur durch die planare Scheibe bzw. nur durch die planare Scheibe und den Rand, ggf. das Sieb, gebildet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Verteilteller um eine im Wesentlichen vertikale Achse drehbar gelagert und wird durch eine Antriebseinheit angetrieben. Durch die bei Drehung des Verteiltellers auftretenden Zentrifugalkräfte wird eine gleichmäßige Verteilung des Mediums radial nach außen erreicht.

Um die Verteilung des Mediums in der Unterdruckkammer sowie die Verweilzeit des Mediums in der Unterdruckkammer weiter zu steigern, können in der Unterdruckkammer eine Mehrzahl von Verteiltellern übereinander jeweils in Abschnitten voneinander angeordnet sein. Das von einem höher gelegenen Verteilteller abgegebene Medium gelangt dann unter Schwerkrafteinfluss, ggf. durch Führung an geeigneten Führungsflächen, auf die Oberfläche eines tiefer liegenden Verteiltellers, auf welchem das Medium dann erneut verteilt wird. Es kann aus Kostengründen oder aus technischen Gründen von Vorteil sein, nur den obersten Verteilteller drehend anzutreiben, während für einen oder mehrere darunter angeordnete Verteilteller starre Verteilteller verwendet werden. Alternativ können auch mehrere bzw. alle übereinander angeordneten Verteilteller drehend angetrieben sein. Ferner ist denkbar, dass während des Entlüftungsbetriebs der oberste Verteilteller fest steht und die übrigen Verteilteller drehend angetrieben werden.

Als weiteres Verteilelement im Inneren der Unterdruckkammer kann ein Sieb vorgesehen sein, welches sich um eine im Wesentlichen vertikale Achse dreht und durch eine Antriebseinheit, insbesondere die auch den Verteileller antreibende Antriebseinheit, angetrieben wird. In einer Ausführungsform mit fest stehendem obersten Verteilteller kann ein solches rotierendes Sieb direkt unterhalb des obersten Verteiltellers angeordnet sein, so dass es über den Rand des obersten Verteiltellers

ablaufendes Medium aufnimmt, beschleunigt und durch seine Poren hindurch gegen die Innenwand der Unterdruckkammer schleudert. Ein Sieb kann außerdem als vertikale Wand ausgebildet sein, welche um mindestens einen drehenden Verteileller entlang seinem äußeren Rand umläuft. Medium, welches sich durch die Drehung des Verteiltellers radial nach außen hin ausbreitet und verteilt, trifft dann auf die Siebwand und wird durch die Zentrifugalkraft des drehenden Verteiltellers durch die Poren des Siebs nach außen gegen die Innenwand der Unterdruckkammer geschleudert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Abgabeöffnungen durch auswechselbare Düsen gebildet. Die Düsen können mit einer einem bestimmten Medium angepassten Abgabeöffnung ausgebildet sein, so dass durch Auswechslung der Düsen die Vorrichtung in einfacher Weise an ein bestimmtes zu entgasendes Medium angepasst werden kann. Die Düsen können insbesondere die Strahlverbreiternde Auslassgeometrie aufweisen und z.B. durch Flachstrahldüsen, Zungendüsen, Schaufeldüsen, Gießkannenkopfdüsen oder Zerstäubungsdüsen gebildet sein. Durch geeignete Wahl der Düsen kann auf diese Weise die Vorrichtung nicht nur an ein bestimmtes zu entgasendes Medium angepasst werden, sondern auch die Form des durch eine betreffende Abgabeöffnung abzugebenden Strahls wunschgemäß gewählt werden. Abgesehen von austauschbaren Düsen kann die Einlassanordnung insgesamt mehrteilig ausgeführt sein, um die Montage, Demontage und Reinigung zu erleichtern.

Die erfindungsgemäße Verteilung des Mediums auf der Oberfläche des Verteiltellers kann alternativ oder zusätzlich auch dadurch erreicht werden, dass die Abgabeöffnungen eine Vielzahl von dicht nebeneinander angeordneten öffnungen mit kleinem Durchmesser umfassen. Auf diese Weise wird eine Anordnung nach Art eines Gießkannenkopfs oder eines Duschkopfs realisiert.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst eine Temperieranordnung zum Steuern/Regeln einer Temperatur eines Abschnitts der

Vorrichtung. Eine solche Temperieranordnung kann Heizmittel oder auch Kühlmittel oder auch die Kombination aus Heizmitteln und Kühlmitteln umfassen, um die

Temperatur an einzelnen Abschnitten der Vorrichtung oder/und die Temperatur der Vorrichtung insgesamt auf einen für den Entgasungsbetrieb vorteilhaften Wert einzustellen bzw. innerhalb eines günstigen Temperaturbereichs zu halten.

Insbesondere wird daran gedacht, dass die Temperieranordnung einen Sammelabschnitt der Vorrichtung heizt, in welchem sich von dem mindestens einen Verteilteller abgegebenes Medium sammelt. Auf diese Weise wird das Medium vor dem Ausströmen erwärmt, so dass in diesem Teil der Unterdruckkammer der Sättigungsdampfdruck des Mediums schneller bzw. zuverlässiger erreicht wird, wodurch die Entlüftung begünstigt wird. Gleichzeitig kann erreicht werden, dass der übrige Teil der Vorrichtung, insbesondere der obere Teil der Vorrichtung, relativ zu dem geheizten Sammelabschnitt kälter ist, wodurch Ablagerungen des Mediums an den Wänden der Unterdruckkammer sowie an Verteilelementen im Inneren der Unterdruckkammer entgegengewirkt wird. Als Beispiel hat sich eine effektive Entgasung gezeigt, wenn die Temperatur des zugeführten Mediums ungefähr 24°C bzw. Zimmertemperatur beträgt und der Sammelabschnitt auf eine Temperatur von ungefähr 35°C erwärmt wird. Für die Temperatur des Mediums im Sammelbereich ergibt sich dann für eine übliche Streichfarbe ein Sättigungsdampfdruck von ungefähr 56 hPa, so dass bei diesem Druck, insbesondere bei noch geringerem Druck, bei welchem das Medium dann kocht, das Herauslösen von Gas unterstützt wird. Allgemein kann festgestellt werden, dass die Vorrichtung vorteilhaft so ausgebildet sein kann, dass sie mit einem Druck im Inneren der Unterdruckkammer gleich oder kleiner als einem Sättigungsdampfdruck des Mediums betreibbar ist.

Die Temperieranordnung kann alternativ oder zusätzlich auch einen Abschnitt der Einlassanordnung oder einen in Fließrichtung des Mediums stromaufwärts der Einlassanordnung angeordneten Abschnitt der Vorrichtung kühlen. Durch die Verringerung der Temperatur des Mediums sinkt auch der zugeordnete Sättigungsdampfdruck, so dass die Vorrichtung mit einem niedrigeren Druck betrieben werden kann. Bei geringerem Druck ist weniger Gas in dem Medium gelöst, so dass die Effektivität der Entgasung größer ist. Die Kühlung des Mediums im Bereich des Einlasses ist besonders dann zweckmäßig, wenn das Medium

beispielsweise aufgrund eines vorangehenden Herstellungs- oder Aufbereitungsprozesses erhöhte Temperatur aufweist.

Allgemein kann die Temperieranordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung so eingerichtet sein, dass sie Abschnitte oder Bauteile der Vorrichtung, die in Kontakt mit dem zu entgasenden Medium treten, temperiert. Eine Kühlung dieser Abschnitte bzw. Bauteile ist von Vorteil, da auf diese Weise Ablagerungen von Medium in diesen Bereichen reduziert werden und somit die Wartung der Vorrichtung erleichtert wird. So kann die Temperieranordnung zumindest einen Abschnitt einer die Unterdruckkammer umgebenden Wand kühlen bzw. die Temperatur von Medium führenden Elementen oder damit wechselwirkenden Elementen im Inneren der Unterdruckkammer steuern/regeln. Dazu zählen beispielsweise auch Rücklaufbleche bzw. Rücklauftrichter, welche an den Wänden der Unterdruckkammer montiert sind, um Medium von einem höher liegenden Verteilelement auf ein tiefer liegendes Verteilelement zu führen.

Die Effektivität der Temperieranordnung kann gesteigert werden, wenn die Unterdruckkammer von einer Doppelwandung umgeben ist. Eine von der Umgebungstemperatur abweichende Temperatur der Unterdruckkammer kann auf diese Weise mit geringerem Energieaufwand eingestellt bzw. aufrecht erhalten werden.

In einer weiteren Ausführungsform wird daran gedacht, einen Abschnitt der Antriebseinheit, ein Lager oder ein der Antriebseinheit zugeordnetes übertragungsglied mit der Temperieranordnung zu kühlen, um an diesen Abschnitten während des Betriebs auftretende Reibungswärme abzuführen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung der oben beschriebenen Art ist vorteilhaft derart eingerichtet, dass mit ihr ein flüssiges oder pastöses Medium entgast werden kann, welches wenigstens ein Bindemittel und wenigstens ein Pigment umfasst und vorzugsweise einen Feststoffgehalt zwischen 50 und 80 Gew.-% oder/und eine Viskosität zwischen 700 und 4000 mPa aufweist. Es hat sich gezeigt, dass für solche

Medien mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine besonders effektive Entgasung erzielt wird.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch eine Autragsvorrichtung gelöst, welche wenigstens ein Auftragswerk zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums, insbesondere einer

Streichfarbe, zum Beschichten eines Substrats, insbesondere einer Papierbahn, einer

Kartonbahn oder dergleichen, sowie eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Art umfasst, wobei das Auftragswerk direkt oder indirekt an der Auslassanordnung angeschlossen oder anschließbar ist. Das Auftragswerk kann auf diese Weise mit dem entgasten Medium beschickt werden und ermöglicht den

Auftrag des Mediums mit hoher Qualität als Film auf einem Untergrund.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der oben genannten Auftragsvorrichtung weist das Auftragswerk, welches als Vorhang-Auftragswerk ausgeführt sein kann, eine Schlitzdüse auf, welche das Medium direkt oder indirekt auf das Substrat abgibt. Bei einem Auftrag mittels Schlitzdüse, insbesondere bei einem Vorhang-Auftragswerk, ist eine gründliche Entgasung des Auftragsmediums für die Qualität des Auftrags besonders wichtig.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Entgasen eines flüssigen oder pastösen Mediums, insbesondere einer Streichfarbe zum Beschichten eines Substrats, insbesondere einer Papierbahn, einer Kartonbahn oder dergleichen, umfassend die Schritte: Einlassen des Mediums, so dass es im Wesentlichen gleichzeitig über eine ein Zentrum des mindestens einen Verteiltellers umlaufende Linie oder Fläche verteilt auf die Oberfläche des Verteiltellers abgegeben wird, Verteilen des Mediums im Inneren der Unterdruckkammer und Auslassen des Mediums aus der Unterdruckkammer. Das Verfahren umfasst nach der Entgasung des Mediums vorzugsweise ferner den Schritt: Spülen der Unterdruckkammer mit einem Spülmedium.

Durch ein solches Verfahren lassen sich die oben für die erfindungsgemäße Vorrichtung beschriebenen Vorteile einer effektiveren Entgasung und einer einfacheren Wartung erzielen. Durch den Schritt des Spülens der Unterdruckkammer wird eine effektive Reinigung der Vorrichtung zu Wartungszwecken ermöglicht.

üblicherweise werden die angegebenen Schritte zur Entgasung bzw. Entlüftung des Mediums gleichzeitig durchgeführt, da das Medium in der Regel kontinuierlich zugeführt, entgast und abgeführt wird. Solch ein Entgasungs- bzw. Entlüftungsbetrieb kann im Prinzip beliebig lange aufrecht erhalten werden. Je nach Produktionserfordernissen sind Betriebsdauern von einigen Stunden bis zu einigen Tagen üblich. Betreffend die Verteilung des Mediums ist darauf hinzuweisen, dass es nicht wichtig ist, dass die Verteilung gleichmäßig ist. Es kommt vor allem darauf an, dass das Medium eine große Oberfläche erhält, so dass die Entlüftungswirkung verbessert ist. Ist der Entlüfter bzw. Entgaser nicht im Entgasungs- bzw. Entlüftungsbetrieb, so kann er dann für einen später durchzuführenden erneuten Entlüftungs- bzw. Entgasungsbetrieb gereinigt werden durch Spülen der Unterdruckkammer. Dies kann manuell oder - vorzugsweise - automatisiert erfolgen. Solch eine Reinigung ist insbesondere dann auch wichtig, wenn verschiedene Medien zu entgasen sind. Ferner ist es auch für die Verwendung eines Entlüfters nur in Bezug auf ein Medium zweckmäßig, zu reinigen, damit keine Mediumreste oder Bestandteile des Mediums zurückbleiben, die später nur noch schwer entfernt werden können und die Qualität später zugeführten Mediums beeinträchtigen oder auch den Entlüftungsbetrieb stören könnten.

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren durch eine Steuer-/Regeleinheit automatisiert ausgeführt wird, wobei die Steuer-/Regeleinheit nach einem Unterbrechen der Zufuhr des Mediums die Zufuhr des Spülmediums startet, um den Schritt des Spülens der Vorrichtung durchzuführen, so kann das Verfahren automatisch oder halbautomatisch ablaufen, so dass die Vorrichtung nacheinander zunächst in einem Medium-Kreislauf arbeitet, in welchem das zu entgasende Medium durch die Vorrichtung geleitet wird, und anschließend in einen Spül-Kreislauf schaltet, in welchem der Durchlauf von Medium unterbrochen wird und stattdessen Spülmittel

durch die Vorrichtung geleitet wird. Der Spülvorgang wird schließlich manuell oder automatisch nach einer vorgebbaren Zeit gestoppt.

Ferner stellt die vorliegende Erfindung nach einem weiteren Aspekt ein Auftragsverfahren unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung bzw. Auftragsvorrichtung bereit, mit welchem ein flüssiges oder pastöses Medium, insbesondere eine Streichfarbe, als Beschichtung auf ein Substrat, insbesondere eine Papierbahn, eine Kartonbahn oder dergleichen, aufgetragen werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Entlüftungsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2a und 2b zeigen schematisch in perspektivischer Darstellung bzw. in

Draufsicht eine Einlassanordnung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.

Fig. 3a zeigt eine schematische Schnittansicht einer

Entgasungsvorrichtung gemäß einem zweiten

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3b zeigt schematisch die Einlassanordnung der in Fig. 3a gezeigten Vorrichtung in einer Ansicht gemäß Linie Ill-Ill in Fig. 3a.

Fig. 4 bis 6 zeigen schematische Schnittansichten einer

Entgasungsvorrichtung gemäß einem dritten, vierten bzw. fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Entgasen einer Streichfarbe zum Beschichten einer

Papierbahn allgemein mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 umfasst eine

Unterdruckkammer 12, welche über einen Unterdruckanschluss 14 an eine in der Figur nicht dargestellte Unterdruckquelle angeschlossen ist, um Luft aus dem Inneren der Unterdruckkammer 12 abzusaugen. Die Unterdruckkammer 12 ist von einer hermetisch abgedichteten Wand 16 umgeben, und weist in dem gezeigten

Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen zylindrische Form mit im Betrieb vertikaler

Mittelachse, kegelstumpfförmig zulaufender Deckenwandung 18 sowie kegelstumpfförmig zulaufender Bodenwandung 20 auf.

In Fig. 1 nicht dargestellt sind ein Schauglas, welches in der Wand 16 der Unterdruckkammer 12 an geeigneter Stelle angeordnet und hermetisch gegenüber der Wand 16 abgedichtet ist, sowie weitere Kontrollelemente für den Betrieb der Unterdruckkammer, insbesondere ein Anschluss für eine Druckmessung oder ein Anschluss für einen Vakuumbrecher, der eine kontrollierte und schnelle Aufhebung des Unterdrucks in der Unterdruckkammer 12 erlaubt.

Eine allgemein mit 22 bezeichnete Einlassanordnung ist über einen Anschluss 24 an einer in Fig. 1 nicht dargestellten Einrichtung zur Bereitstellung des zu entgasenden

Mediums angeschlossen, um das Medium in die Unterdruckkammer einzuführen.

Dazu wird die Wand 16 von einem Kanal 26 durchsetzt, welcher in einem in radialer

Richtung mittleren Abschnitt der Unterdruckkammer 12 in einem Abgabekopf 30 endet. Der im Folgenden noch näher zu beschreibende Abgabekopf 30 umfasst eine Mehrzahl von Düsen 32, welche das Medium jeweils in Form von Strahlen 34 in das

Innere der Unterdruckkammer abgeben.

Das in die Unterdruckkammer 12 eingebrachte Medium durchläuft anschließend eine Verteilanordnung 36 und sammelt sich schließlich unter Schwerkrafteinfluss in einem Sammelbereich 38 am Boden der Unterdruckkammer 12, um anschließend durch eine Auslassanordnung 40 aus der Unterdruckkammer abgeführt zu werden. Die Auslassanordnung 40 ist an ein Auftragswerk, z. B. ein Vorhang-Auftragswerk,

Curtain coater mit Slot- oder Slide-Düse mit 1 :1 -Direktauftrag, angeschlossen, um das entgaste Medium auf ein Substrat aufzutragen.

Die Verteilanordnung 36 umfasst einen ersten Verteilteller 42, einen zweiten Verteilteller 44 und einen dritten Verteilteller 46, alle von im Wesentlichen gleicher Konstruktion, welche horizontal orientiert sind und in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind. Die Verteilteller weisen jeweils eine flache, kreisrunde, planare Scheibe auf, deren Zentrum Z im Wesentlichen auf der Zylinderachse der zylindrischen Wand 16 der Unterdruckkammer 12 liegt.

Die Verteilteller 42, 44, 46 sind jeweils in ihrem Zentrum an einer Drehwelle 48 befestigt, die in einem oberen Abschnitt der Unterdruckkammer 12 fliegend drehbar gelagert ist und durch eine Antriebseinrichtung 50 drehend angetrieben wird. Als vertikaler Wandabschnitt umläuft den Rand eines jeden Verteiltellers 42, 44, 46 ein streifenförmiges Sieb 52, welches an dem Rand des jeweiligen Verteiltellers 42, 44, 46 befestigt ist, so dass es sich mit dem jeweiligen Verteilteller 42, 44, 46 mitdreht.

Radial außerhalb des ersten und zweiten Verteiltellers 42, 44 sind an der Innenseite der Wand 16 Rückführtrichter 54, 56 befestigt, welche von solcher Form und Größe sind, dass Medium, welches vom Rand der zugeordneten Verteilteller 42, 44 in eine Richtung radial nach außen, in eine Richtung vertikal nach unten oder in eine dazwischen verlaufende Richtung (mit sowohl radial nach außen als auch vertikal nach unten verlaufenden Richtungskomponenten) abgegeben wird, auf die Rückführtrichter 54, 56 trifft und durch diese radial nach innen über einen darunter liegenden Verteilteller 44, 46 geführt wird.

Die Einlassanordnung 22 wird unter Bezugnahme auf Fig. 2a und 2b im Folgenden näher erläutert. In dem Abgabekopf 30 zweigt der Kanal 26 im Inneren der Einlassanordnung 22 in zwei Kanäle im Inneren zweier paralleler Arme 58, 60 auf, welche in einem Abstand oberhalb des obersten Verteiltellers 42 parallel zu diesem verlaufen. Jeder der Arme 58, 60 weist an seiner Unterseite zwei Düsen 32 auf, an welchen das Medium aus dem Abgabekopf 30 in die Unterdruckkammer 12 austritt

und als Strahl 34 auf die Oberfläche des Verteiltellers 42 auftrifft. Die Strahlform der von den Düsen 32 abgegebenen Mediumstrahlen ist in der Draufsicht der Fig. 2b gut zu erkennen. Anzumerken ist dabei, dass zwar in Fig. 2a und 2b von den Düsen 32 jeweils eine Mehrzahl von durchgehenden oder gestrichelten Linien ausgehen, diese Linien jedoch lediglich der Illustrierung der Strahlform dienen und nicht linienförmige Einzelstrahlen repräsentieren. Stattdessen fächern die Düsen 32 das Medium mehr oder weniger gleichmäßig über den durch die äußersten Strahllinien in den Figuren gezeigten Bereich auf.

Wie in Fig. 2b zu sehen ist, fächern die Düsen 32 den Mediumstrahl so weit auf, dass zumindest eine ringförmige Fläche F am Rand 62 des Verteiltellers 42 vollständig mit dem Medium benetzt wird. Mit anderen Worten wird das Medium durch die Düsen 32 in Form einer Mehrzahl von Strahlen 34 auf Abschnitte der Oberfläche des Verteiltellers 42 abgegeben, die über eine um das Zentrum Z umlaufende Ringfläche F verteilt sind.

Um die gewünschte Strahlform der Erfindung, etwa die in Fig. 2b gezeigte Strahlform, zu erzielen, kann die Austrittsgeometrie der Düsen 32 entsprechend geformt sein oder die Orientierung der Düsen 32 entsprechend eingestellt sein. In diesem Zusammenhang können Flachstrahldüsen, Zungendüsen oder Schaufeldüsen zum Einsatz kommen, welche einen flachen Strahl, einen kegelförmigen Strahl oder einen anderweitig aufgeweiteten Strahl von Medium erzeugen. Abweichend von den in Fig. 2a und 2b verwendeten vier Düsen können auch eine andere Anzahl von Düsen, insbesondere drei, fünf oder sechs Düsen auf einer Kreisbahn um das Zentrum Z herum verteilt angeordnet sein. Der von jeder Düse auf dem Verteilteller 42 benetzte Winkelbereich wird dann durch entsprechende Wahl des Auffächerungswinkels der Düse und des Abstands der Düse vom Verteilteller 42 so eingerichtet, dass eine umlaufende vollständige Benetzung zumindest in einer ringförmigen Zone auf dem Verteilteller 42 sichergestellt ist. Vorteilhaft ist der Auffächerungswinkel auch etwas größer, so dass sich geringfügige überlappungsbereiche 64 bilden, an welchen Auftragsmedium von zwei benachbarten Düsen 32 auftrifft.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2a, 2b arbeitet wie folgt. Durch die Einlassanordnung 22 ingeführtes Medium wird durch die Düsen 32 auf dem obersten rotierenden Verteilteller 42 verteilt aufgetragen und bewegt sich durch die Zentrifugalkraft radial nach außen. Das auf das Sieb 52 auftreffende Medium tritt durch dieses hindurch und wird radial nach außen in Richtung der Wand 16 der Unterdruckkammer 12 geschleudert. Dabei trifft das Medium auf den Rückführtrichter 54, welcher es wieder in Richtung der Drehwelle 48 zurückführt und oberhalb des darunter liegenden zweiten Verteiltellers 44 abgibt. Das auf den zweiten Verteilteller 44 somit auftreffende Medium wird in analoger Weise über das Sieb des zweiten Verteiltellers 44 und den zweiten Rückführtrichter 56 auf den darunter liegenden dritten Verteilteller 46 übergeben, von welchem es gegen die Wand 16 der Unterdruckkammer 12 geschleudert wird. Von dort fließt das Medium als Film entlang der konischen Bodenwandung 20 zu dem Sammelabschnitt 38, um über die Auslassanordnung 40 aus der Unterdruckkammer 12 abgeführt zu werden. Während des Aufenthalts des Mediums in der Unterdruckkammer 12 und seiner Bewegung über die Verteilteller 42, 44, 46, die zugeordneten Siebe 42, die Rückführtrichter 54, 56 und die Wand 16 findet das Herauslösen von Gasen aus dem Medium statt, so dass an der Auslassanordnung 40 ein entgastes Medium bereitgestellt wird.

Fig. 3a und 3b zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Abgabekopf 30' durch zwei im Wesentlichen halbkreisförmig gebogene Arme 58', 60' gebildet, welche parallel zum Verteilteller 42 so angeordnet sind, dass sie sich im Wesentlichen zu einem Vollkreis ergänzen. Die als hohle Rohre ausgebildeten Arme 58', 60' weisen an ihrer Unterseite eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 32' auf, so dass sich eine kreisförmige Anordnung von Austrittsöffnungen 32' um das Zentrum Z des Verteiltellers 42 herum ergibt. Aus den Austrittsöffnungen 32' treten im Betrieb jeweils dünne, im Wesentlichen vertikal verlaufende Strahlen 34' von Auftragsmedium senkrecht auf die Oberfläche des Verteiltellers 42.

Aufgrund der engen Nachbarschaft der Austrittsöffnungen 32' und somit der Strahlen 34' vereinigen sich je nach Anzahl der öffnungen entweder benachbarte Strahlen 34'

nach Abgabe aus den Austrittsöffnungen 32' zu einem zylindrischen Vorhang, der als geschlossene Linie/Ringfläche auf die Oberfläche des Verteiltellers 42 trifft, oder Medium benachbarter Strahlen 34 vereinigt sich bei oder unmittelbar nach dem Auftreffen auf dem Verteilteller 42 und bildet somit eine geschlossene Benetzungsfläche, die ringförmig um das Zentrum Z verläuft.

In Fig. 3a ist ferner eine Temperieranordnung 66 zu erkennen, welche an einem oberen Abschnitt der Unterdruckkammer 12 angeordnet ist, um einen Lagerabschnitt der Drehwelle 48, die Drehwelle 48 sowie weitere angrenzende Teile der Vorrichtung zu kühlen. Dazu umfasst die Temperieranordnung 66 einen die Drehwelle 48 umlaufenden Kanal 68, in welchem ein Kühlfluid zirkuliert. Andere dem Fachmann bekannte Anordnungen zur lokalen Kühlung können alternativ verwendet werden.

Das in Fig. 3a gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel ferner dadurch, dass in der Unterdruckkammer 12 nur ein Verteilteller 42 angeordnet ist, so dass von diesem Verteilteller abgegebenes Medium von der Innenwand der Unterdruckkammer 12 direkt in den Sammelabschnitt 38 abläuft.

Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welchem die Außenwandung der Unterdruckkammer 12 durch eine Doppelwandung mit einer äußeren Wand 16a und einer inneren Wand 16b gebildet ist. Zwischen äußerer Wand 16a und innerer Wand 16b kann ein Isoliermedium eingefügt sein oder ein Unterdruck aufrecht erhalten werden, um eine Wärmeübertragung zwischen den Wänden 16a, 16b zu reduzieren. Die Anordnung des dritten Ausführungsbeispiels ermöglicht eine gute Wärmeisolation der inneren Wand 16b oder der im Inneren der Unterdruckkammer 12 angeordneten Bauteile und unterstützt somit die Effektivität einer Temperieranordnung, welche die Temperatur eines dieser Bauteile oder der inneren Wand 16b einstellt.

Fig. 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches eine Heizeinrichtung 70 zum Heizen des Sammelabschnitts 38 der Vorrichtung umfasst.

Die Heizeinrichtung 70 ist im guten thermischen Kontakt mit der Außenseite der konischen Bodenwandung 20 der Unterdruckkammer 12 angebracht, um die erzeugte Wärme über die Bodenwandung 20 an das sich in dem Sammelabschnitt 38 sammelnde Medium abzugeben. Als Heizeinrichtung 70 kommt etwa ein dem Fachmann bekanntes Widerstands-Heizelement oder ein von einem geheizten Fluid durchströmter Kanal in Betracht.

Fig. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welchem, vergleichbar mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 , im Inneren der Unterdruckkammer 12 eine Mehrzahl von Verteiltellern 42, 44, 46 drehbar angeordnet sind. Die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung umfasst eine Temperieranordnung 66", mit welcher ein Abschnitt der Einlassanordnung 22 sowie Medium führende Abschnitte der Wand 16 der Unterdruckkammer 12 gekühlt werden. Speziell läuft ein erster Kühlkanal 68a um einen Abschnitt des Zuleitungskanals 26", der außerhalb der Unterdruckkammer 12 liegt, zweite Kühlkanäle 68b umlaufen ringförmig eine Außenseite der Wand 16 der Unterdruckkammer 12 jeweils in Höhe der oberen Verteilteller 42, 44, und ein dritter Kühlkanal 68c umläuft ringförmig die Außenseite der Wand 16 der Unterdruckkammer 12 in einer Höhe des untersten Verteiltellers 46.

Die Kühlkanäle 68a, 68b, 68c werden von einem Kühlmedium durchströmt und sind entweder Teil eines gemeinsamen Kühlmediumkreislaufs, so dass sie durch ein einziges Kühlaggregat (nicht gezeigt) betrieben werden können, oder gehören einzelnen Kühlmediumkreisläufen an, so dass die Temperatur einzelner Abschnitte der Vorrichtung separat eingestellt werden kann.

Die Kühlkanäle 68a, 68b, 68c sind in der oben beschriebenen Weise so angeordnet, dass sie Medium führende Abschnitte der Vorrichtung kühlen, so dass einer Anlagerung von Medium entgegengewirkt wird und somit die Wartung der Vorrichtung erleichtert wird. Die zweiten Kühlkanäle 68b kühlen dabei insbesondere die Rücklauftrichter 54, 56, gegen welche das von den gedrehten Verteiltellern 42, 44 abgeschleuderte Medium prallt. Um eine effektive Kühlung auch der von der Wand 16 abstehenden Abschnitte der Rückführtrichter 54 zu gewährleisten, sind die

Rückführtrichter 54 aus einem wärmeleitfähigen Material gebildet. Weiterhin sind die Rückführtrichter 54, 56 vorzugsweise zweiteilig ausgeführt, um Montage und Wartung derselben zu vereinfachen.