Die Erfindung betrifft eine Auftragsdüse zum Aufträgen eines flüssigen oder pastösen Beschichtungsmediums auf eine laufende Oberfläche, insbesondere auf eine laufende Oberfläche in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, sowie ein entsprechendes Auftragswerk und Auftragsverfahren.

Zum Aufträgen von Beschichtungsmedien auf Papier- oder Kartonbahnen sind eine Vielzahl von Beschichtungsverfahren bekannt. Insbesondere als Auftragswerke von Stärke werden häufig sogenannte Filmpressen eingesetzt. Dabei wird ein Film aus dem Beschichtungsmedium auf eine Übertragungswalze aufgebracht, und danach in einem Übertragungsnip auf die Faserstoffbahn übertragen.

Häufig wird das Beschichtungsmedium im Überschuss auf die Übertragungswalze aufgegeben, und dann mittels geeigneter Rakeldosiersysteme auf die gewünschte Auftragsmenge dosiert. Derartige Rakeldosiersysteme sind beispielsweise in der Schrift DE102004029565 A1 beschrieben.

Im Rahmen der Weiterentwicklung der Filmpresse wurde die Anwendung von Auftragswalzen mit sehr harten Walzenbezügen (0 bis 5 P&J, bzw. über 60 ShD) beim Betrieb der Filmpresse mit höheren Nip-Belastungen (80 bis 180 kN/m) eingeführt.

Die hohe Pressung und die niedrige Verweilzeit des Substrates im Nip aufgrund der sehr kleine Kontaktzone zwischen den Walzen im Walzen-Nip führt zu einer besseren Penetration und Verteilung der Stärke in das Gefüge der Faserstoffbahn, so dass eine höhere Effizienz der Stärke (höhere Festigkeiten bei gleiche Auftragsmenge) erzielt werden kann.

Die Anwendung der sehr harten Walzenbezüge führt bei den Rakeldosiereinrichtungen zu einem verstärkten Verschleiße der verwendeten Dosierelementen, da diese Dosierelemente im direkten Kontakt mit der rotierenden Walzenoberfläche stehen. Die harten Walzenbezügen erfahren ebenfalls Verschleiß oder können Markierungen z.B. des Profils der Rakelstäbe bekommen. Auch die Möglichkeit der kleinen Variation der Auftragsmenge des volumetrischen Dosierelements bei Änderung der Anpress-Druck am Dosierelement kann nicht mehr verwendet werden, da die Oberfläche der Auftragswalze sich aufgrund der höheren Härte nicht verformen lässt. Somit ist eine Leichte Korrektur der Auftragsmenge des volumetrischen Dosier-Elementes nicht mehr möglich.

Insbesondere zur Verwendung mit harten Walzen wurden daher in der Vergangenheit berührungslose Dosiersysteme entwickelt, bei denen das Beschichtungsmedium nicht mehr im Überschuss aufgegeben wird, sondern bereits vor dem Aufgeben dosiert wird.

Eine mögliche Ausführung derartiger Auftragswerke besteht darin, das Beschichtungsmedium in Form eines frei fallenden Vorhangs auf die Übertragungswalze aufzugeben. Dies ist beispielsweise in der Schrift EP3830336 A1 beschrieben. Eine Herausforderung bei diesen Auftragswerken ist es, den sehr dünnen, frei fallenden Vorhang auch unter den herausfordernden Bedingungen einer Produktionsanlage stabil aufrecht zu halten.

Alternativ sind beispielsweise aus der EP3332955 B1 Auftragswerke bekannt, bei denen das Beschichtungsmedium über eine Reihe von Sprühdüsen auf die Auftragswalzen gesprüht wird. Auch hier kann auf berührenden Dosierelemente verzichtet werden. Nachteilig an derartigen Auftragswerken ist jedoch, dass die verwendeten Sprühdüsen im Betrieb leicht verschmutzen bzw. verstopfen. Aus diesem Grund sind die Sprühdüsen der EP3332955 B1 für die häufigen Reinigungen einzeln entnehmbar ausgeführt. Alternativ wird in der DE 20 2015 009 603 U1 vorgeschlagen, einen doppelten Satz Düsen vorzusehen, von denen jeweils die Hälfte im Betrieb, und die übrigen in Wartungsposition sind.

Zudem erfordert die Verteilung des Beschichtungsmediums über die Breite der Auftragswalze bzw. der zu beschichtenden Materialbahn eine große Anzahl von einzelnen Sprühdüsen. Um eine gleichmäßige Beschichtung zu erreichen, werden die Sprühkegel auch noch stark überlappend ausgeführt, wodurch sich die Zahl der Sprühdüsen weiter erhöht. Die erhöht nicht nur die Investitionskosten, sondern erhöht auch den Wartungsaufwand, da bereits bei einzelnen defekten oder verstopften Düsen keine gleichmäßige Beschichtung mehr sichergestellt ist.

Weiterhin entsteht beim Sprühauftrag ein Sekundärnebel aus Beschichtungsmaterial, welches nicht auf die Auftragswalze übergeben wird, und der in der Sprühkammer verbleibt. Durch diesen Sekundärnebel würde in kurzer Zeit die gesamte Sprühkammer mit ihren Einbauten verschmutzen. Um dies zu verhindern muss, wie in der EP3332955 B1 dargestellt, die Sprühkammer mit einer Absaugung versehen werden. Üblicherweise werden so ca. 5% des Beschichtungsmediums über die Absaugung abgeführt und zur erneuten Verwendung rückgeführt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Auftragsdüse, sowie das zugehörige Auftragswerk und -verfahren vorzuschlagen, welche insbesondere die Schwierigkeiten des Standes der Technik überwindet.

Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein berührungsloses Auftragssystem vorzuschlagen, das eine geringe Verschmutzungsneigung aufweist.

Es ist zudem eine Aufgabe der Erfindung, ein Auftragssystem vorzuschlagen, das insbesondere im Vergleich zum Vorhangauftrag eine stabile Aufgabe des Beschichtungsmediums auf die Übertragungswalze gewährleistet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Ausführungen gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

Hinsichtlich der Auftragsdüse wird die Aufgabe gelöst durch eine Auftragsdüse zum Aufträgen eines flüssigen oder pastösen Beschichtungsmediums auf eine laufende Oberfläche, insbesondere auf eine laufende Oberfläche in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Auftragsdüse einen Fluidkopf umfasst, der dazu ausgebildet ist, einen Film oder einen Vorhang aus Beschichtungsmedium zu erzeugen und die Ausgabedüse weiterhin einen Blaskopf umfasst, der dazu ausgebildet ist einen linienförmigen Strahl aus gasförmigem Medium zu erzeugen. Weiterhin ist eine Aufpralllinie vorgesehen, an der der linienförmige Strahl aus gasförmigem Medium auf den Film oder Vorhang aus Beschichtungsmedium unter Ausbildung eines Sprühvorhangs prallt. Der Blaskopf ist dabei so angeordnet, dass der Sprühvorhang in Richtung der laufenden Oberfläche gerichtet ist.

Die laufende Oberfläche kann dabei insbesondere die Oberfläche einer rotierenden Walze oder die Oberfläche der Faserstoffbahn sein.

Die vorliegende Erfindung erhält auf sehr kreative Weise die Vorteile des Vorhangauftrags, nämlich das gleichmäßige, maschinenbreite Aufträgen des Beschichtungsmediums, vermeidet aber die Nachteile des empfindlichen Vorhangs.

Zudem kann mit der vorgeschlagenen Auftragsdüse ein Sprühauftrag auch für große Maschinenbreiten von 10m und mehr eingesetzt werden, ohne dass sich die Zahl der Sprühdüsen, und damit das Kontaminationsrisiko, massiv erhöht.

Unter einem linienförmigen Strahl aus gasförmigem Medium soll im Rahmen dieser Anmeldung ein Strahl aus gasförmigem Medium, insbesondere ein Luftstrahl verstanden werden, der eine gewisse Dicke und eine gewisse Erstreckung (in Breitenrichtung der laufenden Oberfläche) aufweist, wobei diese Erstreckung um ein Vielfaches (z.B. 10-fach, 100-fach oder mehr) größer ist als die Dicke. Ein solcher linienförmiger Strahl kann beispielsweise mittels einer Schlitzdüse erzeugt werde, bei der die Länge des Schlitzes um ein Vielfaches größer ist als die Dicke.

Der Film oder Vorhang aus Beschichtungsmedium und/oder der linienförmige Strahl aus gasförmigem Medium kann sich vorteilhafterweise über zumindest 50%, bevorzugt mehr als 80%, insbesondere die gesamte Breite der laufenden Oberfläche erstrecken.

Die Idee der Erfindung besteht darin, mittels eines Fluidkopfes einen Film oder Vorhang aus Beschichtungsmedium in der gewünschten Breite zu erzeugen. Dieser Film/Vorhang kann unter Einfluss der Schwerkraft frei oder gestützt in Richtung des Blaskopfes geführt sein. Vorteilhafterweise kann dieser Fluidkopf in der Art der bekannten Vorhangdüsen als .Slot Die' oder .Slide Die' ausgeführt sein.

An der Aufpralllinie wird der FilmA/orhang mit einem Strahl aus gasförmigem Medium -in der Regel Luft- beaufschlagt. Durch diese aufeinanderprallenden Medien wird ein Sprühvorhang erzeugt. Wird die Geschwindigkeit des gasförmigen Mediums deutlich oberhalb der Geschwindigkeit des FilmsA/orhangs gewählt, wird die Richtung des erzeugten Sprühvorhangs im Wesentlichen der Richtung des Strahls aus gasförmigem Medium entsprechen. Somit kann durch geeignete Einrichtung des Blaskopfes erreicht werden, dass der Sprühvorhang in Richtung der laufenden Oberfläche -also z.B. in Richtung der Oberfläche einer rotierenden Walze - gerichtet ist.

Der so erzeugte Sprühvorhang hat nicht die Form eines dünnen, frei fallenden Vorhangs. Vielmehr wird der Sprühvorhang von der Seite betrachtet die Form eines Sprühkeils haben, und einen gewissen Öffnungswinkel 6 aufweisen. Wird im Rahmen dieser von der Richtung des Sprühvorhangs gesprochen, soll damit immer die mittlere Richtung dieses Sprühkeils gemeint sein.

Unter der Auftreffstelle des Sprühvorhangs soll dann die Stelle auf der laufenden Oberfläche bezeichnet werden, an dem die Mitte des Sprühkeils die laufende Oberfläche berührt.

Die Begriffe „laufende Oberfläche“ und „bewegte Oberfläche“ werden in Rahmen dieser Anmeldung synonym verwendet. In den meisten Anwendungen kann eine solche laufende Oberfläche dabei die Oberfläche einer rotierenden Walze oder die Oberfläche der Faserstoffbahn sein. Das Beschichtungsmedium kann vorteilhafterweise eine Stärkelösung sein.

Bei dem gasförmigen Medium kann es sich im einfachsten Fall um Luft handeln.

Ein sehr großer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, dass für die Erzeugung des Sprühvorhangs keine Vielzahl von einzelnen Sprühdüsen verwendet werden muss, die mit dem Beschichtungsmedium verstopfen können. Das Beschichtungsmedium kann beispielsweise aus den beim Vorhangauftrag bewährten, wartungsarmen Breitschlitzdüsen abgegeben werden. Außerdem kann eine gleichmäßige Beschichtung erzielt werden, ohne die sonst beim Sprühauftrag notwendige Überlappung der Sprühkegel benachbarter Sprühdüsen.

Auch der Blaskopf für die Erzeugung des Strahls aus gasförmigem Medium kann sehr einfach aufgebaut sein. Im einfachsten Fall kann der Blaskopf aus einer Breitschlitzdüse bestehen, die sich über die gesamte gewünschte Breite erstreckt, und die z.B. an ein einfaches Luftgebläse oder eine Druckluftversorgung anschließbar ist.

Falls gewünscht kann der Blaskopf auch komplexer ausgeführt sein, und z.B. eine Reihe einzelner, nebeneinander angeordneter Luftdüsen umfassen.

Da der Blaskopf kaum in direkten Kontakt mit dem Beschichtungsmedium kommt, und durch den Luftstrahl das Medium von dem Blaskopf weg befördert wird, ist das Verschmutzungsrisiko sehr gering.

Durch die Kombination von Fluidkopf und Blaskopf ist die vorliegende Auftragsdüse im Prinzip eine Zwei-Stoff-Düse. Dadurch weist die Auftragsdüse noch eine weitere höchst vorteilhafte Eigenschaft auf. Die Dosierung der Menge ans Beschichtungsmedium kann unabhängig von der Geschwindigkeit der Luftstrahls justiert werden. Die Geschwindigkeit der Sprühvorhangs wird durch Änderung der Luftmenge, die das Luft- Gebläse durch den Blaskopf fördert, erzielt. Somit können Auftragsmenge und Spray- Geschwindigkeit unabhängig voneinander eingestellt werden.

Das führt dazu, dass im Gegensatz zum Vorhangauftrag auch geringe Mengen an Beschichtungsmedium noch stabil aufgetragen werden können.

In vorteilhaften Ausführungen kann vorgesehen sein, dass die Auftragsdüse eine Stützfläche umfasst, die so angeordnet ist, dass das Beschichtungsmedium von dem Fluidkopf auf die Stützfläche abgegeben wird, und als Fluidfilm entlang der Stützfläche geführt wird.

Zudem kann vorgesehen sein, dass das untere Ende der Stützfläche eine Abrisskante bildet, und die Aufpralllinie an dieser Abrisskante bzw. in einem Abstand von weniger als 5mm von dieser Abrisskante vorgesehen ist. Diese Abrisskante kann mit einer Struktur versehen sein, insbesondere mit einer Wellenstruktur oder einer Sägezahnstruktur.

Durch das Prinzip des gestützten Films, wird die Adhäsionskraft der Flüssigkeit auf einer ebenen oder gekrümmten Stützfläche genutzt, um die Schrumpfung des auf dieser Stützfläche vordosierten flüssigen Filmes zu vermeiden. Dadurch dass die Adhäsionskraft des verwendeten Materials (bevorzugt Edelstahl, oder rostfreie- Metallen) für die Stützfläche (Klinge, Düsenwand oder ähnliches) höher als die Schrumpfungs-Kraft der Oberflächenspannung ist, haftet das Beschichtungsmedium auf der Stützfläche mit minimaler Schrumpfung und fließt durch Einwirkung der Schwerkraft nach Unten, insbesondere wenn diese Stützfläche senkrecht oder unter einem Neigungswinkel von bis zu 45 Grad angeordnet ist.

Ein besonders großer Vorteil des Prinzips des gestützten Filmes ist es, dass die Durchflussmenge oder die Auftragsmenge des auf dieser gestützten Wand aufgetragenen Filmes bis auf sogar 2,5 l/min/m verringert bzw. bis über 100 l/min/m gesteigert werden können, ohne dass Filmstörungen wie Löcher, Fadenbildung oder sogenannte Film-Platzer auf diese Stützfläche entstehen. Somit kann an der Abrisskante der Stützfläche ein gleichmäßig vordosierter Film für der darauffolgenden Sprühvorgang angeboten werden.

An der unteren Kante der Stützfläche verlässt der vordosierte Film die Stützfläche. In diesem Moment verliert sich der stützende, schrumpfungsvermeidenden Effekt der Wand und die Oberflächenspannung beginnt nochmals zu wirken, so dass Fadenbildung, Platzer und Schrumpfung im Film entstehen können. Dieser Effekt ist umso stärker ausgeprägt, je niedriger die Filmdicke bzw. die Durchflussmenge des auf der Stützfläche vordosierten flüssigen Films ist.

Um diesen Effekt der Oberflächenspannung an der unteren Kante der Stützfläche zu vermeiden oder zu minimieren, kann ein weiteres Merkmal vorteilhaft sein, um eine sonst notwendige Anwendung von Tensiden oder anderen Oberflächenspannungsaktiven Hilfsmitteln zu vermeiden. An der unteren Kante der Stützfläche des flüssigen Films bilden sich bisweilen (meistens bei der Verringerung der Film-Durchflussmenge auf unter 8 l/min/m) Flüssigkeits-Fäden bzw. -Tropfen, welche die Gleichmäßigkeit des angebotenen Films in Maschinenquerrichtung (CD- Richtung) stark beeinträchtigen.

Wird dieser angebotene Film durch den linienförmigen Strahl aus gasförmigem Medium in einen Sprühvorhang umgewandelt, können durch die oben beschriebenen Oberflächenspannungseffekte Löcher, Unstetigkeiten oder Unregelmäßigkeiten in dem CD-Profil der Auftragsmenge des erzeugten Sprühvorhang entstehen.

Um dieses Problem zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass anstelle einer geraden Abrisskante des gestützten Flüssigkeitsfilms eine strukturierte, z.B. wellige oder Sägezahn-förmige Abrisskante an der unteren Kante der Stützfläche verwendet wird, wodurch die effektive Länge der Abrisskante verlängert wird.

Durch eine wellige oder Sägezahn-förmige oder anderweitig geeignet strukturierte Geometrie kann den Benetzungswinkel des Beschichtungsmediums gegenüber der Abrisskante so optimal genutzt werden, dass die Oberflächenspannung des Beschichtungsmediums selbst für eine bessere Benetzung, einen optimalen Kontakt und homogene Verteilung der Flüssigkeit über diese Kante sorgt.

Durch diese mechanische Lösung (Sägezahn-Kante bzw. feinwellige Kante) kann in vielen Fällen eine sonst notwendige die chemische Lösung mit Anwendung von teuren Tensiden vermieden bzw. umgangen werden.

In besonders bevorzugten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass die Stützfläche ganz oder teilweise durch die Wandung des Blaskopfs bereitgestellt wird.

Dies ist auch deshalb vorteilhaft, da der Abstand vom Fluidkopf zum Blaskopf - und damit die Strecke, auf der Film oder Vorhang aus Beschichtungsmedium verläuft, nicht beliebig groß gemacht werden kann. In der Praxis wird diese Distanz oft weniger als 50cm, insbesondere weniger als 30cm betragen. Hier ist der Einbau eines separaten Bauteils als Stützfläche oftmals schwierig.

Dieses Problem kann sehr einfach dadurch umgangen werden, dass die Wandung des Blaskopfs, bzw. ein Teil davon, derart ausgeführt ist, dass sie als Stützfläche für einen Film aus Auftragsmedium geeignet ist. Insbesondere kann dieser Teil der Wandung des Blaskopfs aus Metall, z.B. Edelstahl gefertigt und zudem glatt ausgeführt sein, das heißt ohne dass Schrauben, Anbaute oder weitere Strukturelemente (wie z.B. eingeprägte Nummern oder Texte) vorgesehen sind.

Generell ist es vorteilhaft, wenn die Stützfläche glatt ist, und es zu keinen Anlagerungen von Beschichtungmedium an dieser Stützfläche kommt. Daher kann die Stützfläche behandelt werden, um die Glätte zu erhöhen und/oder die Haftungsneigung zu reduzieren. Einige Beispiele für geeignete Behandlungen sind im Folgenden aufgezählt:

• Teflonisierung, also die Beschichtung mit fluorhaltigen Kunststoffen wie PTFE (Polytetrafluorethylen) zur Vermeidung oder Minimierung von Adhäsion (Anhaftungen)

• Kunststoffbeschichtung z.B. mit einem Polyethylen

• Schleifen

• Elektropolieren bzw. Plasmapolieren

Die hier aufgezählten Behandlungen sind insbesondere vorteilhaft, wenn die Stützfläche ganz oder teilweise aus einem Metall, beispielsweise aus Edelstahl besteht.

In weiteren bevorzugten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass die Länge des Sprühvorhangs, und damit der Abstand der Aufpralllinie von der laufenden Oberfläche entlang der Richtung des Sprühvorhangs, maximal 80mm beträgt, insbesondere weniger als 20mm, besonders bevorzugt weniger als 10mm.

Beim aus dem Stand der Technik bekannten Sprühauftrag wird ein Abstand der Düse von der Oberfläche, und damit eine Länge des Sprühvorhangs von etwa 100 mm verwendet, um sicher zu stellen, dass das Ergebnis der überlagerten Sprühbilder der Einzel-Düsen ausreichend gut und homogen ist. Sprühvorhänge mit Längen von unter 50 mm sind gemäß Stand der Technik nur schwer, Längen unter 20 mm gar nicht einzustellen, da sonst unbedeckte Stellen, starke CD-Profil-Ungleichmäßigkeiten und Löcher im Sprühbild entstehen würden.

Die hier vorgeschlagene Auftragsdüse ermöglicht sehr einfach die Einstellung von sehr kurzen Längen des Sprühvorhangs von unter 50 mm. In Versuchen konnten sogar Sprühvorhänge von 3mm Länge gut betrieben werden.

Je kurzer die Länge des Sprühvorhangs, umso gleichmäßiger wird das Auftragsbild und das CD-Profil des mittels dieser Spray-Vorrichtung auf einer rotierenden Walze oder auf einer darauf gestützten Bahn aufgetragenen flüssigen Filmes.

Darüber hinaus entsteht durch die Verwendung kürzerer Sprühvorhänge weniger oder kein Sekundärnebel. Somit kann eines der Probleme des klassischen Sprühauftrags auf sehr einfache Weise vermieden bzw. minimiert werden. Auftragsdüsen bzw. Auftragswerke gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung können daher häufig ohne eine eigene Absaugung für den Sekundärnebel ausgeführt werden, was sowohl die Anschaffungskosten als auch die Betriebskosten deutlich reduziert.

Durch die kürzere Länge des Sprühvorhangs entwickelt dieser einen höheren Staudruck auf die Auftrefflinie oder auf die Auftrefffläche auf der bewegten Oberfläche, was vorteilhaft bezüglich der Abbremsung und Limitierung der negativen Effekte der Luftgrenzschicht ist.

Durch die kürzere Länge des Sprühvorhangs, verringert sich die Flug-Geschwindigkeit der Spray-Tropfen deutlich weniger als bei einer längeren Flug-Strecke. Die Tropfengeschwindigkeit des Sprühvorhangs verringert sich etwa mit dem Quadrat der Flug-Länge des Spray-Vorhangs. Somit kann, bei einer kürzeren Länge des Sprühvorhangs einen deutlich größeren Staudruck des Sprühvorhangs auf der Oberfläche generiert werden, so dass die Luftgrenzschicht besser und effizienter kontrolliert oder vermieden werden kann.

Um den Sekundärnebel zu vermeiden, oder zumindest massiv zu reduzieren, stehen im Rahmen der vorliegenden Erfindung noch weitere vorteilhafte Möglichkeiten zur Verfügung, die jeweils allein oder in Kombination angewendet werden können. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Richtung des Sprühvorhangs eine Komponente aufweist, die entgegen der Bewegungsrichtung der laufenden Oberfläche gerichtet ist.

Der entgegen der Richtung der Bewegung der Oberfläche, beispielsweise der Walzenoberfläche angestellte Sprühvorhangs vermeidet oder minimiert die Entstehung von Sekundärnebel, da die Übertragungsrate des Beschichtungsmediums auf die Oberfläche dadurch verbessert wird. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist die Tatsache, dass so der Sprühvorhang selbst die Luftgrenzschicht der bewegten Oberfläche reduziert. Der Sprühvorhang wirkt dabei wie ein berührungsloser, aktiver Luftgrenzschichtbegrenzer („AirCut“).

Weiterhin ist es für die Vermeidung von Sekundärnebel auch vorteilhaft, wenn der Sprühvorhang unter einem flachen Auftreffwinkel a auf die laufende Oberfläche auftrifft.

Als Auftreffwinkel a wird dabei der Winkel bezeichnet, den die Richtung des Sprühvorhangs an der Auftreffstelle mit der Tangente der laufenden Oberfläche einschließt. Der Auftreffwinkel a liegt im Bereich zwischen 0° und 90°.

Ein relativ flacher Auftreffwinkel a von maximal 60°, insbesondere Auftreffwinkel a zwischen 10° und 50° hat sich dabei als sehr vorteilhaft erwiesen.

In vorteilhaften Ausführungen kann der Blaskopf derart bewegbar, insbesondere drehbar ausgeführt sein, dass die Richtung des Sprühvorhangs, und damit auch der Auftreffwinkel a einfach anpassen lässt.

Zudem kann eine bewegbare Ausführung des Blaskopfes und/oder des Fluidkopfes auch vorteilhaft sein, um diese von einer Arbeitsposition in eine Wartungsposition zu bewegen.

Das Merkmal eines Spray-Auftrags in Gegenrichtung zu der Bewegungsrichtung der Oberfläche zusammen mit einem möglichst flachen mittleren Auftreffwinkel a im Bereich von 10 bis max. 60 Grad begünstigt die Gleichmäßigkeit des auf der bewegten Oberfläche aufgetragenen Filmes aus Beschichtungsmedium. Die daraus resultierende Richtungsumkehrung der Sprühvorhangs nach Kontakt mit dem Substrat hat eine Film- Homogenisierung und eine bessere Filmhaftung an der laufenden Oberfläche zur Folge.

Das Merkmal eines Spray-Auftrags in Gegenrichtung zu den Bewegungsrichtung der bewegten Oberfläche unter einem möglichst flachen mittleren Auftreffwinkel im Bereich von 10 bis max. 60 Grad zusammen mit einem kleinen Abstand, bzw. einer kurzen Länge des Sprühvorhangs z.B. < 10 mm ist sehr vorteilhaft zur Reduzierung des Einflusses der Luftgrenzschicht, die von der laufenden Oberfläche transportiert wird. Der Sprühvorhang bläst gegen die Richtung der Luftgrenzschicht. Dadurch wird die Luftgrenzschicht aufgrund des generierten Staudrucks des beschleunigten Sprühvorhangs abgebremst, umgelenkt und ihre Wirkung auf die Spray- Übertragungsrate minimiert.

Ein weiterer Parameter, der Einfluss auf die Bildung von Sekundärnebel hat, ist der Öffnungswinkel 6 des Sprühvorhangs.

Ein kleiner Öffnungswinkel erlaubt einen kompakteren und besser handhabbaren Sprühvorhang, der insbesondere auch einfacher in einem flachen Auftreffwinkel a zur laufenden Oberfläche angeordnet werden kann.

Ein kleiner Öffnungswinkel 6 kann beispielsweise durch eine geeignete Gestaltung der Düse des Blaskopfes erzielt werden. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Blaskopf am Auslass eine Lippe, bevorzugt eine einstellbare Lippe aufweist.

Der Öffnungswinkel kann auch durch die Viskosität des Beschichtungsmediums oder durch die Luftgeschwindigkeit des Blaskopfes beeinflusst werden. Niedrige Viskosität und höhere Luftgeschwindigkeiten führen zu kleinerem Öffnungswinkel des Keils des Sprühvorhangs.

Die folgende Tabelle zeigt beispielhaft einige vorteilhafte Ausführungen:

Hinsichtlich des Auftragswerks wird die Aufgabe gelöst durch ein Auftragswerk zum Aufträgen eines flüssigen oder pastösen Beschichtungsmediums auf eine laufende Oberfläche, insbesondere auf eine laufende Oberfläche in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, wobei das Auftragswerk zumindest eine Auftragsdüse gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst.

In bevorzugten Ausführungen kann die die laufende Oberfläche durch die Oberfläche einer rotierenden Übertragungswalze bereitgestellt sein.

Alternativ kann die laufende Oberfläche auch durch eine laufende Faserstoffbahn bereitgestellt sein. Diese Faserstoffbahn kann beim Auftrag des Beschichtungsmediums entweder frei oder gestützt, beispielsweise durch eine Walze gestützt, verlaufen.

Für einen beidseitigen Auftrag kann es vorteilhaft sein, wenn das Auftragswerk zwei Übertragungswalzen aufweist, die zusammen einen Walzennip bilden. Es kann dann vorgesehen sein, dass das Auftragswerk zwei Auftragsdüsen gemäß einem Aspekt der Erfindung aufweisen, wobei die erste Auftragsdüse das Beschichtungsmedium auf die erste Übertragungswalze, und die zweite Auftragsdüse das Beschichtungsmedium auf die zweite Übertragungswalze aufträgt.

Es können dabei eine oder zwei Übertragungswalzen mit sehr harten Walzenbezügen (0 bis 5 P&J, bzw. über 60 ShD) vorgesehen sein. Beim Betrieb des Auftragswerks können höheren Nip-Belastungen (80 bis 180 kN/m) verwendet werden.

Eine der beiden Übertragungswalzen kann dabei als Biegeeinstellwalze („Controlled Deflection Roll“) ausgeführt sein. Dies ist gerade bei Paaren harter Übertragungswalzen sehr wichtig zu Gewährleistung eines gleichmäßigen Profils über die gesamte Breite des Auftragswerks auch dann zu gewährleisten, wenn eine Vielzahl verschiedener Betriebszustände realisiert werden sollen. Bevorzugt sind eine oder mehrere der Auftragsdüsen so angeordnet, dass der Sprühvorhang zwischen der 7-Uhr-Position und der 12-Uhr-Position, bevorzugt zwischen der 8-Uhr-Position und der 12-Uhr-Position, insbesondere zwischen der 8- llhr und der 10-Uhr-Postion auf die Oberfläche der Walze auftrifft.

Die Position ist dabei jeweils mit Blick auf eine sich im Uhrzeigersinn drehende Walze zu verstehen.

Durch die Wahl der geeigneten Position des Sprühvorhangs können zusätzliche Effekte bei der Einstellung des geeigneten Auftreffwinkels des Sprühvorhangs im Zusammenhang mit der Minimierung des Einflusses der Luftgrenzschicht und der Vermeidung von Sekundärnebel erzielt. Diese Effekte zeigen sich besonders im Bereich zwischen der 7 und 10 Uhr -Position, speziell zwischen der 8 und 10 Uhr - Position der Auftragszone. Deswegen wird diese Zone bevorzugt. Der Bereich zwischen 10 Uhr und 12 Uhr ist ebenfalls ein brauchbarer, wenngleich weniger optimaler Positionierungsbereich für den Sprühvorhangs. Der Bereich zwischen 12 und 15 Uhr ist je nach Ausgestaltung des Auftragswerks, bisweilen auch möglich. Da dort die Neigung zur Entstehung von Sekundärnebel jedoch merklich ausgeprägter ist, ist dieser Bereich weniger bevorzugt.

Die Position der Auftreffzone im Bereich zwischen der 7:00 und 9:00 Uhr-Position, insbesondere zwischen der 8:00 und 9:00 Uhr-Position an der Übertragungswalze (oder auf eine auf einer rotierenden Walze gestützten Faserstoffbahn) bietet den Vorteil, dass eventuell sich an der Lippe der Düse bildenden Tropfen senkrecht und Außerhalb der Auftragsfläche durch Wirkung der Schwerkraft so abgeführt werden können, dass keine Tropfenmarkierungen auf dem Auftragsfilm generiert werden können.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Aufträgen eines Beschichtungsmediums, insbesondere einer Stärkelösung, auf eine laufende Oberfläche, insbesondere auf eine laufende Oberfläche in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, das Aufträgen mittels eines Auftragswerks gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt ist.

Die hier vorgeschlagenen Vorrichtungen und Verfahren eignen sich besonders gut zum Erzeugen und zum Sprühen von feinem bis groben Spray, hergestellt aus Beschichtungsmedien auf Basis von niedrig viskosen Flüssigkeiten oder Flüssigkeit- Mischungen.

Auch wenn die vorliegende Erfindung für den Auftrag von Stärkelösung besonders gut geeignet ist, ist sie nicht auf irgendein Beschichtungsmedium beschränkt.

Beschichtungsmedien können beispielsweise sein:

• Reines Wasser oder Wasser mit polaren oder nicht polaren löslichen Zusätzen (bspw. Salzen, Farbstoffen,)

• Wasser gemischt mit anderen Flüssigkeiten (mit Bindemittel, mit Verdicker, mit extensionale Rheologie-Verdicker, mit Alkohol, oder jegliche Art von mischbaren oder nicht mischbaren Komponenten)

• Wässrige Stärke-Lösungen aus allen Arten von natürlicher Stärke (Mais, Weizen, Kartoffel, Tapioka, Gerste, Reis, etc.). Die Verkleisterung und Degradation der Stärke zur Herstellung der Stärkelösungen kann durch verschiedene Methoden erfolgen: reine chemische Verkleisterung, Thermo- Chemische-Verkleisterung, reine thermische Verkleisterung, enzymatische Verkleisterung und Kombinationen von verschiedenen Verfahren erfolgen.

• Streichfarben mit fein dispergierten, festen Micro-Partikel, wie mineralische Streich-Pigmenten wie CaCO3, Kaolinen, Talkum oder andere mineralische Pigmente, etc... mit grob, mittel oder feinem Aspekt Ratio bzw. synthetische oder Polymer-pigmenten, oder ähnliche synthetische oder Polymer-Pigmente Wässrige Dispersionen von faserbasierten Substanzen wie nano-fibrillierte Zellulose, Mikro-fibrillierte Zellulose, Nano-Zellulose, Zellstoff-faser mit kurze oder Lang-Faser

• Jegliche niedrig viskosen Flüssigkeiten mit Brookfield-Viskosität < 300 mPas, bevorzugt < 200 mPas, gemessen bei 100 rpm, 60°C, Spindel 4.

Das optimale Viskositätsniveau des Beschichtungsmediums liegt unter 200 mPas, insbesondere im Bereich zwischen 0,1 und 160 mPas für die Viskosität Brookfield (100 rpm/ 55°C, Spindel 4)

Der Feststoffgehalt des Beschichtungsmediums, insbesondere bei Verwendung von Stärkelösungen für ein hier beschriebenes Verfahren liegt vorteilhafterweise im Bereich von 1 bis 35 %.

Das spezifische Gewicht des Beschichtungsmediums kann im Bereich von 0,8 g/cm ³ bis 1 ,3 g/cm ³ liegen.

Ein Verfahren gemäß einem der Aspekte der Erfindung kann bei einer Verarbeitungstemperatur für das Beschichtungsmedium von 50°C bis 90°C. Auch Temperaturen bis 100°C sind möglich.

Die Oberflächenspannung des Beschichtungsmediums des Beschichtungsmediums, insbesondere der Stärkelösung kann von 30mN/m bis 70 mN/m (50°C) liegen. Unter anderem durch die Verwendung einer strukturierten Abrisskante kann sich der Bereich der verwendbaren Oberflächenspannungen erweitern lassen.

Mit Verfahren gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung lassen sich pro Oberfläche die Auftragsmenge an Beschichtungsmedium bis zu 100 l/m/min, insbesondere zwischen 2,5 l/m/min und 50 l/m/min realisieren. Die Dosierung erfolgt über die Auftragsdüse ohne die Verwendung von berührenden Dosierelementen, wodurch auch eine Verwendung von harten Übertragungswalzen möglich wird. Der linienförmige Strahl aus gasförmigem Medium am Ausgang des Blaskopfes kann eine Geschwindigkeit von mehr als 5 m/s, insbesondere mehr als 10 m/s oder mehr als 12 m/s aufweisen. Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass die Geschwindigkeit des Strahls aus gasförmigem Medium -und damit die Geschwindigkeit des Sprühvorhangs- von der Auftragsmenge an Beschichtungsmedium weitgehend entkoppelt ist.

Die beschriebenen Austragsdüsen bzw. Auftragswerke haben sich unter anderem deshalb als sehr vorteilhaft erwiesen, da dadurch das Auftreten von Sekundärnebel ganz oder weitgehen vermieden werden kann. Es kann jedoch vorkommen, dass der noch verbleibende Sekundärnebel trotzdem noch stark genug ist, um auf Dauer zu einer Verschmutzung der Auftragsdüsen zu führen.

Prinzipiell ist es auch möglich, die Auftragsdüsen bzw. Auftragswerke gemäß Aspekten der Erfindung mit Absaugvorrichtungen zu versehen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Aus Kostengründen ist es jedoch vorteilhaft, wenn auf eine solche Absaugvorrichtung verzichtet werden kann.

Hierzu haben die Erfinder eine Lösung entwickelt, die nicht nur in Kombination mit Auftragswerken gemäß Aspekten der Erfindung sehr vorteilhaft ist, sondern unabhängig davon eine weitere erfinderische Idee darstellt.

Vorgeschlagen wird dabei ein Auftragswerk zum Aufträgen eines flüssigen oder pastösen Beschichtungsmediums auf eine laufende Oberfläche, insbesondere auf eine laufende Oberfläche in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, wobei das Auftragswerk vorteilhafterweise ein Auftragswerk gemäß einem Aspekt der Erfindung sein kann.

Das Auftragswerk umfasst dabei eine Auftragsdüse zum Erzeugen eines Sprühvorhangs.

Das Auftragswerk weist weiterhin einen Auftragsraum auf, der gebildet und begrenzt ist durch die laufende Oberfläche • zumindest einen Teil der Wandung der Auftragsdüse

• den Sprühvorhang

• die Stelle des engsten Spaltes zwischen der laufenden Oberfläche und der Auftragsdüse.

Wenn im Inneren des Auftragsraum ein Sekundärnebel entsteht, so kann sich das Auftragsmedium prinzipiell zwar an den Begrenzungsflächen anlagern, erzeugt dort aber keine dauerhaften Verschmutzungen.

Lagert sich das Medium auf der laufenden Oberfläche ab, so ist dies unkritisch, da diese ohnehin mit Beschichtungsmedium bedeckt ist - oder bei umgekehrter Bewegungsrichtung sofort durch den Sprühvorhang mit Beschichtungsmedium bedeckt wird -und es durch die Ablagerung des Sekundärnebels auch zu keinen Störungen im abgelegten Film kommt. Das zusätzliche Beschichtungsmedium wird einfach mit der bewegten Oberfläche weiter transportiert.

Eine Ablagerung auf dem Sprühvorhang ist ebenfalls unkritisch, da durch die Bewegung des Sprühvorhang das Beschichtungsmedium des Sekundärnebels in Richtung der bewegten Oberfläche mitgerissen und auf dieser abgelegt wird.

An dem offenen Spalt zwischen der laufenden Oberfläche und der Auftragsdüse ist keine Ablagerung möglich. Ein Austreten des Sekundärnebels durch diesen Spalt kann, wie später beschrieben, durch Anpassung der Geometrie und ggf. zusätzliche Dichtmaßnahmen vermieden werden.

Um eine Ablagerung an der verbliebenen Wandung zu vermeiden ist gemäß der weiteren erfinderischen Idee vorgesehen, dass auf die Begrenzung, die durch zumindest einen Teil der Wandung der Auftragsdüse bereitgestellt wird, ein Film aus fließendem Beschichtungsmedium aufgetragen wird. Die Wandung wird damit im Betrieb des Auftragswerks ständig mit Beschichtungsmedium gespült („Spülmedium“). Sekundärnebel, der sich an dieser Wandung ablagert, wird dabei einfach mit dem Spülmedium abtransportiert. Da der Sekundärnebel aus dem gleichen Beschichtungsmedium besteht, wie das Spülmedium, bleibt das Medium sortenrein erhalten, und kann zur Beschichtung verwendet werden.

Auf diese Weise kann eine Absaugung des Sekundärnebels entweder ganz vermieden, oder durch eine sehr einfache und energiegünstige Vorrichtungen bewerkstelligt werden.

Ein Auftragswerk mit einem Auftragswerk gemäß einem Aspekt der weiteren erfinderischen Idee kann prinzipiell für alle aus dem Stand der Technik bekannten Sprühauftragswerke verwendet werden.

Das Spülmedium kann ohne großen Aufwand aufgefangen, und dem Sprühdüsen zugeführt werden.

Aufgrund des Aufbaus der Auftragsdüsen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung kann ein solcher Auftragsraum für derartige Auftragsdüsen besonders einfach realisiert werden.

Eine vorteilhafte Ausführung ist beispielsweise ein Auftragswerk gemäß einem Aspekt der Erfindung, wobei das das Auftragswerk einen Auftragsraum aufweist, der gebildet und begrenzt ist durch:

• die laufende Oberfläche

• die Wandung des Blaskopfes

• den Sprühvorhang

• die Stelle des engsten Spaltes zwischen der laufenden Oberfläche und dem Blaskopf, und wobei das Beschichtungsmedium aus dem Fluidkopf derart auf die Wandung des Blaskopfes aufgetragen wird, dass die gesamte Wandung des Blaskopfes im Inneren des Auftragsraums mit fließendem Beschichtungsmedium bedeckt ist.

Da in vorteilhaften Ausführungen der Erfindung das Auftragsmedium aus dem Fluidkopf auf eine Stützfläche aufgegeben wird, wobei diese Stützfläche durch die Wandung des Blaskopfs bereitgestellt wird, kann die Spülung dieser Begrenzung des Auftragsraums auf ganz natürliche Weise realisiert werden. Das als Spülmedium verwendete Beschichtungsmedium wird dann zusammen mit etwaigem aufgefangenem Sekundärnebel beim Erreichen der Abrisskante durch den Strahl aus gasförmigem Medium als Sprühvorhang auf die laufende Oberfläche befördert. Eine separate Ableitung des Spülmediums ist hier nicht notwendig.

Auch der als Stützfläche dienende Teil der Wandung des Blaskopfes kann zur Vermeidung von Anhaftungen behandelt sein, beispielsweise durch:

• Teflonisierung, also die Beschichtung mit fluorhaltigen Kunststoffen wie PTFE (Polytetrafluorethylen) zur Vermeidung oder Minimierung von Adhäsion (Anhaftungen)

• Kunststoffbeschichtung z.B. mit einem Polyethylen

• Schleifen

• Elektropolieren bzw. Plasmapolieren

Zur Vermeidung eines Austretens von Sekundärnebel an den Stirnseiten des Auftragswerks kann vorgesehen sein, dass der Auftragsraum an den beiden Stirnseiten durch jeweils eine Abdichtungsfläche verschlossen ist.

An diesen Abdichtungsflächen kann es zwar prinzipiell zu Ablagerungen von Sekundärnebel kommen. Dies stört aber den laufenden Betrieb nicht, und die Abdichtungsflächen können sehr einfach bei einem kurzen Maschinenstillstand durch das Betriebspersonal gereinigt werden. Eine separate Rand-Spülung bzw. eine doppelwandige mit kaltem Wasser gespülte Wand kann durch Kondensation von Wasserdampf die externen Abdichtungsflächen sauber von Ablagerungen, jedoch wird eine solche Vorrichtung in der Regel nicht notwendig sein.

Die Schichtdicke des Spülmediums auf der Wandung der Auftragsdüse, bzw. des Blaskopfs kann beispielsweise zwischen 5pm und 1000pm, insbesondere zwischen 10pm und 500pm betragen. Um ein Austreten von größeren Mengen an Sekundärnebel durch den Spalt zwischen der laufenden Oberfläche - in der Regel einer Übertragungswalze - und der Auftragsdüse zu vermeiden ist es vorteilhaft, wenn der engste Spalt zwischen der laufenden Oberfläche und der Auftragsdüse - beispielsweise dem Blaskopf - zwischen 2mm und 20mm weit ist.

Bei einer größeren Weite wird vermehr Sekundärnebel aus dem Auftragsraum herausdringen. Bei einer kleineren Weite besteht das Risiko, dass -z.B. bei leichten Vibrationen der Anlage- die laufende Oberfläche mit der Auftragsdüse in Kontakt kommt. Bei Spaltweiten von über 2mm lassen sich auch große Schichtdicken von Spülmedium (500pm - 1 mm) noch sicher realisieren.

Zum weiteren Abdichten des Auftragsraums kann auch noch eine Düse zum Erzeugen eines Luftstroms vorgesehen sein, wobei der Luftstrom von außerhalb des Auftragsraums auf den engsten Spalt gerichtet bzw. richtbar ist. Der Luftstrom dieser Düse kann so eingestellt werden, dass der Sekundärnebel in dem Auftragsraum verbleibt.

Schließlich kann es noch vorteilhaft sein, wenn der Auftragsraum so geformt ist, dass die Tangente der Auftragswalze an der Auftreffstelle des Sprühvorhangs die Wandung des Blaskopfes im Inneren des Auftragsraums schneidet. Somit landen beim Auftreffen des Sprühvorhangs auf die Übertragungswalze tangential abgeschleuderte Tröpfchen von Beschichtungsmedium auf der Düsenwand und können durch den fließenden, flüssigen Film des Spülmediums auf der Düsenwand aufgenommen und weiter transportiert werden. Dadurch wird insbesondere vermieden, dass diese Tröpfchen durch den Spalt geschleudert werden, und den Auftragsraum verlassen.

Falls die kinetische Energie der Spritzer oder Sekundärspray so hoch wäre, dass eine Reflexion nach dem Aufprall auf dieser gespülten Fläche stattfindet, können diese reflektierten Tröpfchen von der laufenden Oberfläche der rotierenden Auftragswalze abgefangen und weiter transportiert werden. Eine Erhöhung der Länge der Sprühvorhangs führt zur Verringerung der Aufprallgeschwindigkeit des Spray auf der laufenden Oberfläche wodurch die Reflexion von Sekundärspray beim Aufprall minimiert oder vermieden werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Weder die Erfindung noch die weitere erfinderische Idee sind dabei auf diese Ausführungen beschränkt. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Figur 1 zeigt eine Auftragsdüse gemäß einem Aspekt der Erfindung

Figur 2 zeigt eine Auftragsdüse gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung

Figur 2a zeigt einen Ausschnitt einer Auftragsdüse gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung

Figur 3 zeigt schematisch eine Auftragsdüse gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sowie einen Auftragsraum gemäß einer weiteren erfinderischen Idee

Figur 4 zeigt ein Auftragswerk gemäß einem Aspekt der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Auftragsdüse 1 als Teil eines Auftragswerks 10 zum Aufträgen eines flüssigen oder pastösen Beschichtungsmediums auf eine laufende Oberfläche 4 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.

In der hier gezeigten Ausführung ist die bewegte Oberfläche 4 durch eine laufende Faserstoffbahn gebildet. In alternativen Ausführungen kann diese aber auch beispielsweise durch die Oberfläche 4 einer Übertragungswalze oder ähnlichem bereitgestellt werden.

Bei der Ausführung in Figur 1 umfasst die Auftragsdüse 1 einen Fluidkopf 2, der in der Art einer klassischen Breitschlitzdüse ausgeführt ist, und einen frei fallenden Vorhang aus Beschichtungsmedium 14 abgibt. Weiterhin umfasst die Auftragsdüse einen Blaskopf 3 der dazu ausgebildet ist einen linienförmigen Strahl aus gasförmigem Medium 6 , in der Regel einen Luftstrahl 6, zu erzeugen. Sowohl der Vorhang 14 als auch der Luftstrahl 6 erstrecken sich dabei homogen in Querrichtung über die gesamte zu beschichtende Breite der Oberfläche 4. Während der Vorhang 14 durch die Schwerkraft nach unten fällt, ist der Luftstrahl 6 in Richtung der laufenden Oberfläche 4 gerichtet. Der Luftstrahl 6 trifft den Vorhang 14 an einer Aufpralllinie 8. Durch die Geschwindigkeit des Luftstrahls 6 wird hier das Beschichtungsmedium des Vorhangs 14 in einen Sprühvorhang 5 umgewandelt. Die Richtung R des Sprühvorhangs 5 ist dabei weitgehend mit der Richtung des Luftstrahls 6 identisch, und auf die laufende Oberfläche 4 gerichtet.

Der Sprühvorhang 5 erstreckt sich auch über die gesamte zu beschichtende Breite der Oberfläche 4. Der Auftrag auf die laufende Oberfläche 4 ist dabei auch über die gesamte Breite gleichmäßig, wodurch das aus dem Stand der Technik bekannte, aufwändige Überlappen einer Vielzahl von Einzeldüsen in Breitenrichtung entfällt.

Im Gegensatz zu dem frei fallenden Vorhang aus Beschichtungsmedium 14 ist der Sprühvorhang 5 kein dünner Vorhang, sondern hat von der Seite betrachtet etwa die Form eines Sprühkeils 5, der einen gewissen Öffnungswinkel 6 aufweist. Als die Richtung R des Sprühvorhangs 5 wird die mittlere Richtung R dieses Sprühkeils 5 bezeichnet.

Als Auftreffstelle 13 des Sprühvorhangs 5 wird die Stelle auf der laufenden Oberfläche 4 bezeichnet, an dem die Mitte des Sprühkeils 5 die laufende Oberfläche 4 berührt.

Der Winkel a zwischen den die Richtung des Sprühnebel an der Auftreffstelle 13 mit der laufenden Oberfläche 4 beschreibt, wird als Auftreffwinkel a bezeichnet. Der Auftreffwinkel a ist in Figur 1 ein rechter Winkel. Vorteilhafterweise wird der Auftreffwinkel a deutlich kleiner gewählt werden, insbesondere 60° oder darunter.

Figur 2 zeigt eine Auftragsdüse 1 als Teil eines Auftragswerks 10 gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung. Bei der hier gezeigten Auftragsdüse 1 wird das Beschichtungsmedium aus dem Fluidkopf 2 nicht in Form eines Vorhangs, sondern in Form eines gestützten Films 15 bereitgestellt. Als Stützfläche für den Film dient hier ein Teil der Wandung des Blaskopfes 3. Der Blaskopf 3 bzw. die entsprechende Wandung sind dabei so angeordnet, dass der Film 15 unter Einfluss der Schwerkraft entlang der Wandung nach unten fließt. Die stützende Wandung kann dabei, wie in Figur 2 gezeigt gerade sein oder auch gekrümmt sein. Durch das Prinzip des gestützten Films 15, wird die Adhäsionskraft des Beschichtungsmediums auf einer ebenen oder gekrümmten Stützfläche genutzt, um die Schrumpfung des auf dieser Stützfläche vordosierten flüssigen Filmes 15 zu vermeiden. Die Aufpralllinie 8, an der der Strahl aus gasförmigem Medium 6 aus dem Blaskopf 3 auf den Film 15 aus Beschichtungsmedium trifft, befindet sich in dieser Ausführung an einem unteren Ende der Stützfläche bildenden Abrisskante 8a bzw. in einem Abstand von weniger als 5mm von dieser Abrisskante 8a.

Um eine eventuell mögliche Tröpfchenbildung an dieser Abrisskante 8a durch Effekte der Oberflächenspannung zu vermeiden zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass anstelle einer geraden Abrisskante 8a des gestützten Flüssigkeitsfilms eine wellige oder Sägezahn-förmige Abrisskante 8a an der unteren Kante der Stützfläche verwendet wird, wodurch die effektive Länge der Abrisskante verlängert wird.

Durch eine wellige oder Sägezahn-förmige Geometrie kann den Benetzungswinkel des Beschichtungsmediums gegenüber der Abrisskante 8a so optimal genutzt werden, dass die Oberflächenspannung des Beschichtungsmediums selbst für eine bessere Benetzung, einen optimalen Kontakt und homogene Verteilung der Flüssigkeit über diese Kante 8a sorgt. Dadurch kann in vielen Fällen eine sonst notwendige die chemische Lösung mit Anwendung von teuren Tensiden vermieden bzw. umgangen werden.

In Figur 2a sind die Details um die Abrisskante 8a noch einmal vergrößert gezeigt.

Der Strahl 6, beispielsweise ein Luftstrahl 6 trifft hier an der Aufpralllinie 8 auf den Film aus Beschichtungsmedium 15, wodurch sich ein Sprühvorhang 5 aus Beschichtungsmedium bildet. Dieser Sprühvorhang 5 ist von der Seite betrachtet keilförmig.

Häufig ist bei diesem Sprühvorhang 5 ein kleiner Öffnungswinkel 6 gewünscht, beispielsweise zur Reduzierung der Bildung eines Sekundärnebels.

Ein kleiner Öffnungswinkel 6 erlaubt einen kompakteren und besser handhabbaren Sprühvorhang, der insbesondere auch einfacher in einem flachen Auftreffwinkel a zur laufenden Oberfläche 4 angeordnet werden kann.

Zur Einstellung des Öffnungswinkels 6 ist in den Ausführungen gemäß Figur 2 und Figur 2a vorgesehen, dass der Blaskopf 3 am Auslass eine Lippe 9, bevorzugt eine einstellbare Lippe 9 aufweist. Die Länge L des Sprühvorhangs 5 kann gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung sehr kurz gewählt sein, und insbesondere 30mm, 20mm und weniger betragen.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführung gemäß Aspekten der Erfindung sowie der weiteren erfinderischen Idee. Ähnlich wie in Figur 2 wird aus dem Fluidkopf 2 das Beschichtungsmedium auf die Wandung 11 des Blaskopfes 3 abgegeben, die als Stützfläche für den Film aus Beschichtungsmedium 15 dient. Der Film 15 läuft wieder an der Wandung 11 des Blaskopfes 3 nach unten. Figur 3 zeigt, dass diese als Stützfläche dienende Wandung 11 auch gekrümmt ausgeführt sein kann. Die Aufpralllinie 8 ist wieder an der Abrisskante 8a am unteren Ende der Wandung 11 vorgesehen. Der erzeugte Sprühvorhang 5 ist in Richtung der bewegten Oberfläche 4 gerichtet, die in Figur 3 exemplarisch als Übertragungswalze, beispielsweise in einem Filmauftragswerg ausgeführt ist.

In der hier gezeigten Ausführung weist die Richtung (R) des Sprühvorhangs (5) vorteilhaftweise eine Komponente aufweist, die entgegen der Bewegungsrichtung der laufenden Oberfläche (4) gerichtet ist. Der Auftreffwinkel a, unter dem der Sprühvorhang 5 an der Auftreffstelle 13 auf die laufende Oberfläche 4 trifft, ist hier als flacher Winkel a unter 60°, insbesondere zwischen 10° und 50° gewählt.

Das Merkmal eines Spray-Auftrags in Gegenrichtung zu der Bewegungsrichtung der Oberfläche 4 zusammen mit einem möglichst flachen mittleren Auftreffwinkel a im Bereich von 10 bis max. 60 Grad begünstigt die Gleichmäßigkeit des auf der bewegten Oberfläche 4 aufgetragenen Filmes aus Beschichtungsmedium. Die daraus resultierende Richtungsumkehrung der Sprühvorhangs 5 nach Kontakt mit der laufenden Oberfläche 4 hat eine Film-Homogenisierung und eine bessere Filmhaftung an der laufenden Oberfläche 4 zur Folge.

Das Auftragswerk 10 in Figur 3 umfasst einen Auftragsraum 20. Dieser Auftragsraum 20 ist gebildet und begrenzt durch

• die laufende Oberfläche 4

• die Wandung des Blaskopfesl 1

• den Sprühvorhang 5 die Stelle des engsten Spaltes 7 zwischen der laufenden Oberfläche 4 und dem Blaskopf 3

Dabei ist die gesamte Wandung 11 des Blaskopfes 3 im Inneren des Auftragsraums 20 mit fließendem Beschichtungsmedium bedeckt ist. Ebenso ist die bewegte Oberfläche 4 im Inneren des Auftragsraums 20 mit Beschichtungsmedium bedeckt. Letzteres ist im Sinne der weiteren erfinderischen Idee sehr vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich.

Die Länge L des Sprühvorhangs 5 kann wieder sehr klein gewählt werden, beispielsweise 30mm, 20mm oder weniger, insbesondere 10mm.

Sollte im Inneren des Auftragsraums 20 nun ein Sekundärnebel entstehen, so kann es sich auf einer der mit fließendem bzw. bewegten Beschichtungsmedium bedeckten Begrenzungen des Auftragsraums 20 ablagern, oder diesen durch den Spalt 7 verlassen.

Um ein Austreten des Sekundärnebels aus dem Spalt zu vermeiden, sollte der Spalt 7 eher klein gewählt werden. Hier sollten 20 mm nicht überschritten werden. Da jedoch im Betrieb sowohl die Wandung 11 als auch die laufende Oberfläche 4 mit einem Film aus Beschichtungsmedium 15 bedeckt sind, sollte der Spalt 7 auch nicht zu eng gewählt werden, und eine Berührung zu vermeiden. Daher sollte eine Spalthöhe von 2 mm im Normalfall nicht unterschritten werden.

Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Blaskopf 3, wie in Figur 3 gezeigt, bewegbar, insbesondere drehbar ausgeführt ist. Dadurch lässt sich nicht nur der Auftreffwinkel a, sondern auch die Höhe des Spalt 7 regulieren.

Zusätzlich können auch noch weitere Mittel zur Abdichtung des Spalts 7 vorgesehen sein. So ist es zum Beispiel möglich, dass eine -in der Figur 3 nicht explizit gezeigte- Düse zum Erzeugen eines Luftstroms vorgesehen ist, wobei der Luftstrom von außerhalb des Auftragsraums 20 auf den engsten Spalt 7 gerichtet bzw. richtbar ist. Durch den so erzeugbaren Gegendruck kann ein Austreten von Sekundärnebel aus dem Auftragsraum 20 zusätzlich verhindert werden. Ein Kontakt des Sekundärnebels mit dem Sprühvorhang 5 ist auch unkritisch, da das Beschichtungsmedium des Sekundärnebels dann einfach mit dem Sprühvorhang 5 auf die bewegte Oberfläche 4 transportiert wird.

Lagert sich das Medium auf der laufenden Oberfläche 4 ab, so ist dies unkritisch, da diese ohnehin mit Beschichtungsmedium bedeckt ist - oder bei umgekehrter Bewegungsrichtung sofort durch den Sprühvorhang 5 mit Beschichtungsmedium bedeckt wird -und es durch die Ablagerung des Sekundärnebels auch zu keinen Störungen im abgelegten Film kommt.

Einer Ablagerung von Beschichtungsmedium auf der Wandung 11 des Blaskopfes 3, die hier die obere Begrenzung des Auftragsraums 20 darstellt ist auch unkritisch, da diese Wandung 11 kontinuierlich durch den Film 15 aus Beschichtungsmedium gespült wird. Das Beschichtungsmedium dient hier gleichzeitig als Spülmedium. Etwaige Ablagerungen des Sekundärnebels werden dann durch den stoffgleichen Spülmedium mitgenommen, und anschließen als Sprühnebel 5 wieder auf die laufende Oberfläche 4 aufgetragen.

Der Auftragsraum 20 in Figur 3 ist -z.B. durch die Anordnung und Ausrichtung des Blaskopfes 3 oder die Form der Wandung 11 - so realisiert, dass die Tangente 12 der laufenden Oberfläche 4 der Übertragungswalze an der Auftreffstelle 13 des Sprühvorhangs 5 die Wandung 11 des Blaskopfes im Inneren des Auftragsraums 20 schneidet.

Figur 4 zeigt ein Auftragswerk 10 gemäß einem Aspekt der Erfindung. Das Auftragswerk 10 umfasst zwei Übertragungswalzen auf deren Oberfläche jeweils ein Beschichtungsmedium aufgegeben wird. In einem Übertragungsnip wird dann das Beschichtungsmedium auf eine Faserstoffbahn übertragen.

An jeder der Übertragungswalzen ist zumindest eine Auftragsdüse 1 vorgesehen. Zumindest eine, insbesondere beide Auftragsdüsen 1 können dabei Auftragsdüsen gemäß einem Aspekt der Erfindung sein. Alternativ oder zusätzlich können zumindest eine, insbesondere beide Auftragsdüsen 1 einen Auftragsraum 20 gemäß einem Aspekt der weiteren erfinderischen Idee aufweisen. In Figur 4 sind die Auftragsdüsen 1 so angeordnet, dass sich die Auftreffstelle 13 des Beschichtungsmediums, insbesondere die Auftreffstelle des Sprühvorhangs 5 im Falle einer Auftragsdüse gemäß einem Aspekt der Erfindung, an der 9-llhr Position der Übertragungswalze befindet.

Es können dabei eine oder zwei Übertragungswalzen mit sehr harten Walzenbezügen (0 bis 5 P&J, bzw. über 60 ShD) vorgesehen sein. Beim Betrieb des Auftragswerks 10 können höheren Nip-Belastungen (80 bis 180 kN/m) verwendet werden.

Eine der beiden Übertragungswalzen kann dabei als Biegeeinstellwalze („Controlled Deflection Roll“) ausgeführt sein. Dies ist gerade bei Paaren harter Übertragungswalzen sehr wichtig zu Gewährleistung eines gleichmäßigen Profils über die gesamte Breite des Auftragswerks 10 auch dann zu gewährleisten, wenn eine Vielzahl verschiedener Betriebszustände realisiert werden sollen.

Bezugszeichenliste

1 Auftragsdüse

2 Fluidkopf

3 Blaskopf

4 laufende Oberfläche

5 Sprühvorhang

6 Strahl aus gasförmigem Medium, Luftstrahl

7 Spalt

8 Aufpralllinie

8a Abrisskante

9 Lippe

10 Auftragswerk

11 Wandung mit Beschichtungsmedium als Spülmedium

12 Tangente

13 Auftreffstelle des Sprühvorhangs

14 Vorhang aus Beschichtungsmedium

15 Film aus Beschichtungsmedium

20 Auftragsraum

R Richtung des Sprühvorhangs

L Länge Sprühvorhang a Auftreffwinkel

6 Öffnungswinkel