DD232208A1 - Auftragsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auftragsvorrichtung und kann benutzt werden zum Impraegnieren bzw. Beschichten nicht waagerecht, vorzugsweise senkrecht laufender Warenbahnen. Das Anwendungsgebiet umfasst die Verpackungsindustrie, die Textilveredlung, die Herstellung von Fussbodenbelag, insbesondere jedoch die Kunstlederindustrie. Mit der vorliegenden Erfindung soll mit geringem Aufwand eine vielseitig einsetzbare, platzsparende Auftragsvorrichtung geschaffen werden, mit welcher es in zuverlaessiger und technisch unkomplizierter Weise moeglich ist, flaechenhafte Auftraege vorgegebener Auftragsmasse bzw. Eindringtiefe zu erzielen. Dazu wird der Zusammenhang zwischen statischem und dynamischem Druck in Fluessigkeiten genutzt. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Vorratsbehaelter, dessen eine Seitenwand zumindest teilweise offen ist und von zwei zueinander verstellbaren Begrenzungslippen abgeschlossen wird. Die Vorrichtung ist im Betriebszustand schwenkbar, wobei durch die Schwenkbewegung der Staudruck im Auftragsspalt reguliert wird, welcher die Auftragsmasse oder Eindringtiefe massgeblich bestimmt. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine vielseitig einsetzbare Vorrichtung zum Imprägnieren bzw. Beschichten nicht waagerecht, vorzugsweise senkrecht laufender Warenbahnen, insbesondere Vlies-, Textil-, Papp- oder Papierbahnen, welche auch vorbeschichtet sein können, wobei die Auftragsmedien Lösungen, Dispersionen oder Schäume von Polymeren, anorganische Stoffe oder deren Gemische, Plastisole oder Polymerschmelzen sein können mit technisch unkomplizierter Verstellmöglichkeit für die Auftragsmenge.

Die Vorrichtung ist geeignet in allen Industriezweigen, in denen flächige Aufträge mit definierter Auftragsmenge bzw. Eindringtiefe hergestellt werden sollen, wie z.B. der Verpackungsindustrie, der Textilveredlung oder der Herstellung von Fußbodenbelägen, insbesondere jedoch der Kunstlederindustrie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Eigenschaften imprägnierter bzw. beschichteter Flachformgüter werden außer von der Art der Ausgangsmaterialien im wesentlichen von der Auftragsmasse und Eindringtiefe des Auftragsmediums beeinflußt. Dabei werden an die Gebrauchswerteigenschaften und die optischen Eigenschaften insbesondere von Kunstleder bzw. Lederaustauschwerkstoffen erhöhte Anforderungen gestellt, woraus sich ebenfalls hohe Anforderungen an den einerseits variablen, andererseits innerhalb einer Produktionscharge zuverlässig konstanten Einsatz der Auftragsvorrichtung ergeben. Aus technologischen Gründen, insbesondere zur Platzeinsparung, kann es vorteilhaft bzw. notwendig sein, die Warenbahn während der Imprägnierung oder Beschichtung senkrecht zu führen.

Vorrichtungen zum Beschichten senkrecht laufender Warenbahnen sind bekannt. So ist in DOS 3139739 eine Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten senkrecht laufender Warenbahnen beschrieben, bei welcher von zwei Übertragungswalzen, welche in gleicher Höhe angebracht sind, ein Beschichtungsspalt gebildet wird, in welchem der Auftrag des Beschichtungsmediums erfolgt. Das Einsatzgebiet dieser Vorrichtung ist sehr begrenzt, da nur Medien eines engen Viskositätsbereiches für diese Auftragstechnik geeignet sind und—technologisch bedingt — nur geringe Auftragsmassen übertragen werden können. Für viskose Schäume ist diese technische Lösung ungeeignet. Außerdem kann mit dieser Vorrichtung nur ein Auftrag im Sinne eines Tränkens des Bahnmateriales erfolgen, da keine Möglichkeit vorgesehen ist, die Bahn in einem bestimmten Abstand von den .Übertragungswalzen zu führen, wenn der Abstand der Walzen im Auftragsspalt größer ist als die Dicke der Warenbahn, so daß keine definierte Schicht auf der Oberfläche der Warenbahn gebildet werden kann.

Auch in bestimmten Rotationssiebdruckmaschinen ist es möglich, senkrecht geführte Warenbahnen zu beschichten, wie z. B. in DAS 3101766 beschrieben. Dabei wird jedoch ein rasterförmiger Auftrag erzielt, der nur bei bestimmten Anwendungsgebieten erwünscht ist. Soll ein geschlossener Auftrag erfolgen, so ist der Rotationsschablone eine zusätzliche Verstreichrakel zum Glätten des rasterförmigen Auftrages nachzuordnen. Damit erhöht sich der konstruktive Aufwand der ohnehin schwierig herzustellenden Rotationssiebdruckvorrichtung. Außerdem sind derartige Anlagen leicht deformierbar und schwierig zu reinigen.

Es sind verschiedene Vorrichtungen beschrieben worden, bei denen der Zusammenhang zwischen Füllstandshöhe im Vorratsbehälter für das aufzutragende Medium und Auftragsmenge als Stellmöglichkeit im Auftragswerk zur Erzielung einer bestimmten Auftragsdicke bzw. Eindringtiefe ausgenutzt wird. Dabei wird die zu beschichtende Warenbahn jedoch nicht senkrecht geführt, sondern mit ihrer Rückseite um eine Walze herumgeleitet, während auf ihrer Oberseite der Kontakt mit dem Beschichtungsmedium hergestellt wird.

So ist in DD-WP 95770 eine Vorrichtung beschrieben, bei welcher zur Erzielung dünner gleichmäßiger Beschichtungen ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem Füllstand im VorratsDehälter, der sich aus der Bandbewegung ergebenden Vorschubenergie und dem Rakelspalt hergestellt wird, wobei die notwendige Spaltweite exakt über Gewindespindeln eingestellt wird. Die Vorrichtung ist nicht geeignet für senkrecht geführte Warenbahnen, sondern die Warenbahn wird während der Ausbildung der Beschichtung im Bogen um eine Bandspannwalze herumgeführt. Auch in der DE-AS 1298915 wird auf den Einfluß der Höhe des Flüssigkeitsspiegels auf die Beschichtungsdicke verwiesen, jedoch nur bezüglich der Niveauschwankungen durch Turbulenzen im Vorratsbehälter. In der DE-OS 1752921 wird eine Beschichtungsvorrichtung beschrieben, bei welcher der äußeren Atmosphäre jeder Zutritt zur Beschichtungskammer verwehrt ist und die Dicke der auf die Bahn aufgetragenen Schicht

über den Förderdruck bzw. den innerhalb derBeschichtungszone gespeicherten Anteil desFörderdruckes der flüssigen

Verbindung geregelt wird. Die dazu vorgesehene Vorrichtung enthält u.a. eine Schwenkvorrichtung mit Mikrometerschrauben, die dazu dient, den Berührungsdruck der Beschichtungsklinge auf die Warenbahn zu regeln. Die Veränderung des Druckes, unter dem das Auftragsmedium der Beschichtungszone zugeführt wird, erfolgt über einen zusätzlich angelegten Druck. Der konstruktive Aufwand für eine derartige Vorrichtung, insbesondere für die luftdicht schließende Beschichtungskammer und die BMSR-Technik zur Druckregelung, sowie der Wartungsaufwand sind dabei von erheblichem Nachteil.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, mit geringem Aufwand eine vielseitig einsetzbare, platzsparende Auftragsvorrichtung für nicht waagerecht, vorzugsweise senkrecht laufende Warenbahnen zu schaffen, mit der es in zuverlässiger und technisch unkomplizierterweise möglich ist, flächenhafte Aufträge vorgegebener Auftragsmasse oder Eindringtiefe zu erzielen. Die Nachteile des Standes der Technik sollen behoben werden.

Wesen der Erfindung Technische Aufgabe

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Auftragsvorrichtung zur Beschichtung oder Imprägnierung nicht waagerecht, vorzugsweise senkrecht laufender Warenbahnen zu schaffen, bei welcher der Zusammenhang zwischen statischem und dynamischem Druck in Flüssigkeiten zur Erzielung gewünschter Auftragsmassen oder Eindringtiefen genutzt wird, wobei die Möglichkeit des Schnellverschlusses gegeben sein soll.

Merkmale der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine im Betriebszustand schwenkbare Auftragsvorrichtung, bestehend aus Auftragselement, Vorratsbehälter für das Auftragsmedium, drehbarer Lagerung, Führungswalzen und/oder einer Gegenwalze und gegebenenfalls einer Zuführungsvorrichtung für das Auftragsmedium im Vorratsbehälter. Alle Seiten des kastenartigen Vorratsbehälters bestehen aus korrosionsbeständigem Material, nur eine Seite ist — zumindest teilweise — offen und wird von der senkrecht vorbeilaufenden Warenbahn verschlossen. Die Deckelplatte ist nicht hermetisch abgeschlossen, so daß der atmosphärische Druck anliegt. Die seitliche Öffnung, an welcher die Warenbahn vorbeiläuft, wird nach oben und unten von zwei zueinander verstellbaren Begrenzungslippen abgeschlossen. Diese Lippen sind so gestaltet, daß sie entsprechend der Bewegungsrichtung der Warenbahn als Dichtlippe oder als Rakel fungieren können. Durch diese in ihrer Lage zueinander veränderbaren Begrenzungslippen ist zusätzlich die Möglichkeit der Vordosierung gegeben.

Gegenüber der offenen Seite des Vorratsbehälters sind in an sich bekannter Weise Führungswalzen und/oder eine Gegenwalze angeordnet, deren Drehsinn entsprechend der gewünschten Bewegungsrichtung der Warenbahn gewechselt werden kann. Zusätzlich sind die beiden oder eine der beiden Führungswalzen und/oder die Gegenwalze in ihrem waagerechten Abstand zur Auftragsvorrichtung veränderlich. In speziellen Anwendungsfällen können die Führungswalzen bzw. die Gegenwalze entfallen.

Zum Zwecke der Imprägnierung beider Seiten einer Warenbahn können auch zwei der beschriebenen Auftragsvorrichtungen gegenüberstehend angeordnet sein, wobei sich jeweils die beiden oberen und die beiden unteren Begrenzungslippen in vorzugsweise genau gleicher Höhe befinden und die als Rakel wirkenden Begrenzungslippen keinen Spalt zur . Warenbahnoberfläche bilden.

Der Vorratsbehälter mit seinen Funktionselementen ist um eine waagerechte Achse, welche innerhalb der geometrischen Abmessungen der Auftragsvorrichtung liegt, schwenkbar. Die Schwenkbewegung stellt dabei gleichzeitig eine Verstellmöglichkeit für die Weite des Auftragsspaltes dar, insbesondere steuert sie jedoch den von der Füllstandshöhe im Vorratsbehälter abhängigen Staudruck im Ausflußspalt. Es kann ein zusätzlicher Mechanismus vorgesehen sein, der die Schwenkbewegung des Vorratsbehälters mit seinen Funktionselementen auf die Position der Gegenwalze überträgt und dabei den Abstand zwischen Begrenzungslippen und Warenbahn konstant hält

Die Schwenkbewegung dient weiterhin als Schnellverschlußmöglichkeit im Falle einer Betriebsstörung, indem durch entsprechende geometrische Abmessungen der Auftragsvorrichtung und Lage des Drehpunktes der Ausflußspalt über den Füllstand des Auftragsmediums angehoben werden kann und damit der Beschichtungsvorgang unterbrochen wird. Die Zuführung des Auftragsmediums erfolgt mit an sich bekannten Mitteln. Es ist dabei vorteilhaft, insbesondere bei der Verarbeitung von sich schnell entmischenden Auftragsmedien oder Schäumen mit kurzer Halbwertszeit eine rohrförmige Zuführungsvorrichtung mit vorzugsweise sich verjüngendem Austrittschlitz an strömungstechnisch günstiger Stelle vorzusehen, das zur Erzielung einer Zwangsströmung und zur Verhinderung strömungsarmer Zonen beiträgt. Vorzugsweise wird diese Zuführungsvorrichtung bei der Verarbeitung von Schäumen und hochviskosen Medien zwischen den Begrenzungslippen, bei ungeschäumten Auftragsmedien mittig im Vorratsbehälter angeordnet sein. Gegebenenfalls ist auch der Einbau von Verdrängungskörpern zur Volumenminderung vorteilhaft. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht darauf, daß ein hoher Füllstand im Vorratsbehälter einen hohen statischen Druck im Auftragsmedium ergibt. Hohe Auftragsmengen bzw. größere Eindringtiefen und höhere Viskosität des Auftragsmediums bedingen einen höheren statischen Druck als geringe Auftragsmengen bzw. geringe Eindringtiefen und niedrigere Viskositäten des Auftragsmediums bei ansonsten vergleichbaren Arbeitsbedingungen.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird der Abstand der Begrenzungslippen zueinander eingestellt, der wesentlichen Einfluß auf die Eindringtiefe des Beschichtungsmediums in die Warenbahn ausübt. Unter Beachtung der Viskosität des Auftragsmediums und der Warenbahngeschwindigkeit werden Vorratsbehälter und Begrenzungslippen zur Regulierung des Staudruckes im Auftragsspalt geschwenkt, so daß nach Einstellung des notwendigen Abstandes der Begrenzungslippen zur Warenbahnoberfläche die gewünschte Produktqualität mit bestimmter Auftragsmasse und Eindringtiefe und gleichmäßiger Oberflächengüte erhalten wird. Dabei wirken der Abstand zwischen den Begrenzungslippen als Vordosierung und der Abstand zwischen als Rakel wirkender Begrenzungslippe und Warenbahn als Feindosierung für die Auftragsmenge bzw. Eindringtiefe. Diese Bedingungen führen zu einer homogenen Schichtausbildung und beeinflussen die Qualität des Endproduktes positiv. Die gegebenenfalls zusätzlich vorgesehene Zuführungsvorrichtung für instabile Medien, insbesondere Schäume, verhindert die Ausbildung von Inhomogenitäten im Endprodukt durch regulierenden Einfluß auf die Verweilzeit des Auftragsmediums im Vorratsbehälter. Dersich über die Auftragsbreite ausbildende Druckabfall in der Zuführungsvorrichtung wird durch die konische Austrittsöffnung für das Auftragsmedium ausgeglichen.

Die senkrecht an der offenen Seite des Vorratsbehälters vorbeilaufende Warenbahn schließt an der zuerst passierten Begrenzungslippe dichtend ab, während die danach passierte Begrenzungslippe als Rakel fungiert und überschüssiges Auftragsmedium abstreift. Während die Warenbahn so zwischen dem Passieren der Begrenzungslippen mit dem Auftragsmedium unter dem Einfluß des im Auftragsspalt wirkenden Staudruckes in Kontakt ist, kann das Auftragsmedium in die Warenbahn eindringen und sich homogen verteilen, bis an der Rakel die endgültige Auftragsmenge erzielt wird. Für die beidseitige Imprägnierung gelten analoge Bedingungen, jedoch sind beide als Rakel fungierenden Begrenzungslippen so

Ainniaefpllt HaR ι inmittolhar Γι Kor r\c*r \Λ/α rar» Höh i-irtKai-flärtli λ ο Ki-nar^L-el+ \λΛ*·Α

Ob eine Gegenwalze oder Führungswalzen eingesetzt werden, richtet sich nach der Stabilität der Warenbahn. Dünne, instabile Warenbahnen bedürfen des Einsatzes einer Gegenwalze. Mit der Gegenwalze kann weiterhin die Dichtwirkung zwischen Warenbahn und abdichtender Begrenzungslippe erhöht werden sowie die Dicke des Auftragsspaltes über dessen Breite stabilisiert werden. Bei besonders stabilen Warenbahnen kann auf Führungs- und Gegenwalze verzichtet werden.

Im Falle einer Betriebsstörung wird durch Schwenken des Vorratsbehälters die Lage der unteren Begrenzungslippe über das Niveau des Auftragsmediums im Vorratsbehälter angehoben, so daß keine Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter gelangen kann und Verunreinigungen der Vorrichtungen sowie Materialverluste an Warenbahn und Auftragsflotte vermieden bzw. gering gehalten werden können.

Die Erfindung soll nachstehend an Beispielen und Zeichnungen näher erläutert werden.

Beispiel 1 ~ ~

Die Auftragsvorrichtung gemäß Figur 1 besteht aus einem kastenartigen Vorratsbehälter 1 mit nicht hermetisch abschließender Deckelplatte 11. Die Seitenwand 3 ist teilweise offen und nach oben und unten von den Begrenzungslippen 4,5 abgeschlossen, deren Abstand zueinander 60mm beträgt. Die obere Begrenzungslippe 4 ist als Dichtlippe, die untere Begrenzungslippe 5 als Rakel ausgeführt. Im Vorratsbehälter 1 ist im Abstand von 20mm zur Warenbahn 14zwischen den beiden Begrenzungslippen 4, 5 eine Zuführungsvorrichtung 8 in Form eines Rohres mit konischem Längsschlitz angeordnet, dessen Durchmesser 25mm beträgt. Gegenüber dem Vorratsbehälter 1 ist eine Gegenwalze 7 mit einem Durch messer von 160mm so angeordnet, daß sich deren Achse in Höhe der oberen Begrenzungslippe 4 befindet. Diese Vorrichtung soll zur Herstellung eines Schuhobermaterials, bestehend aus Vlies und polymerer Deckschicht, eingesetzt werden. An derartiges Schuhobermaterial werden hohe Anforderungen hinsichtlich der Trennfestigkeit zwischen Trägermaterial und Deckschicht gestellt, weshalb eine hohe Eindringtiefe des Auftragsmediums 2 in die Warenbahn 14 erforderlich ist. Deshalb wird die Schwenkung der Vorrichtung mittels des in Figur 2 dargestellten Schwenkmechanismus 13 nur soweit vorgenommen, daß die sich bewegende Warenbahn 14 nicht behindert wird. Diese geringe Abweichung des Vorratsbehälters 1 von der Senkrechten führt zu einem hohen Staudruck zwischen den Begrenzungslippen 4,5 und fördert somit das Eindringen des Auftragsmediums 2 in die Warenbahn 14. Entsprechend der gewünschten Dicke der aufzubringenden Deckschicht wird der Auftragsspalt 12 zwischen der als Rakel wirkenden Begrenzungslippe 5 und Warenbahnoberfläche mittels Verstelleinrichtung 15 auf 1,2mm eingestellt. Der Vorratsbehälter i enthält PUR-Schlagschaum mit einem Litergewicht von 800g/l und einer Viskosität von 28 Pas. Die 1,4mm dicke Vliesbahn wird mit einer Geschwindigkeit von 8 m/min senkrecht von oben nach unten durch die Auftragsvorrichtung geleitet und einem darunter befindlichen, in der Zeichnung nicht dargestellten Koagulationsbad zugeführt. Unter diesen Bedingungen wird ein poromeres Schuhobermaterial mit einer Auftragsmasse von 700g/m² TS erhalten, weiches über die gesamte Fläche einen gleichmäßigen Beschichtungsauftrag und eine gute Trennfestigkeit zwischen Trägermaterial und Deckschicht aufweist.

Beispiel 2

Die in Beispiel 1 beschriebene Vorrichtung soll zum Beschichten von Umkehrpapier eingesetzt werden. In diesem Fall wird keine hohe Eindringtiefe bezweckt, da die auf das Umkehrpapier aufgebrachte Schicht nach ihrer Verfestigung abgetrennt wird. Die Schwenkung der Vorrichtung wird daher in einem Winkel von bis zu 15° vorgenommen und der Abstand zwischen den Begrenzungslippen 4,5 auf 10mm begrenzt, wobei in diesem Anwendungsfall die Warenbahn 14 senkrecht nach oben einem in der Zeichnung nicht dargestellten Trockner zugeführt wird. Die untere Begrenzungslippe 5 wird dichtend zur Warenbahn 14 eingestellt, die obere Begrenzungslippe 4 fungiert als Rakel und wird mit einem Auftragsspalt 12 zur Warenbahn 14 von 0,1 mm eingestellt. Als Auftragsmedium wird eine 25%ige PUR-Lösung mit einer Viskosität von 5-8 Pas verwendet. Die Warenbahngeschwindigkeit beträgt 10 m/min, alle anderen Bedingungen entsprechen denen von Beispiel 1. Es wird eine Beschichtung mit einer Auftragsmenge von 30g/m² erhalten, die nach dem Trocknen als Folie vom Umkehrpapier abgezogen wird.

Beispiel 3

Die Vorrichtung gemäß Beispiel 1 soll für die Imprägnierung eines leichten Vlieses eingesetzt werden. Es wird eine hohe, gleichmäßige Eindringtiefe gewünscht, ohne daß sich eine geschlossene Deckschicht ausbildet. Dieser Forderung wird nachgekommen durch einen großen Abstand zwischen den beiden Begrenzungslippen 4,5 von 80mm und eine nahezu senkrechte Stellung des Vorratsbehälters 1 zur Erzielung eines hohen Staudruckes zwischen den Begrenzungslippen 4,5. Die als Rakel fungierende untere Begrenzungswalze 5 wird unmittelbar an die Warenbahn 14 herangefahren, so daß die Ausbildung einer geschlossenen Deckschicht verhindert wird. Der Einsatz einer Gegenwalze entfällt, die Warenbahn 14 wird nur über zwei Führungswalzen 6 geleitet, die über den Schwenkmechanismus 13 in die Schnellverschlußmöglichkeit einbezogen wird. Zum Imprägnieren wird 8%ige PUR-Lösung verwendet. Günstigerweise befindet sich das Zuführungsrohr 8'für das Auftragsmedium 2 im Zentrum des Vorratsbehäiters 1. Die zu imprägnierende Warenbahn wird mit einer Geschwindigkeit von 8 m/min senkrecht von oben nach unten in ein Koagulationsbad geführt. Man erhält ein gut durchimprägniertes Vlies mit einem Bindemittelgehalt von 18%.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Auftragsvorrichtung für nicht waagerecht, vorzugsweise senkrecht laufende Warenbahnen mit einem nicht hermetisch abgeschlossenen Vorratsbehälter (1) für das Auftragsmedium (2), dessen eine Seitenwand (3) zumindest teilweise offen ist und nach oben und unten von zwei in ihrem Abstand zueinander verstellbaren Begrenzungslippen (4, 5) abgeschlossen ist und welcher an strömungstechnisch günstiger Stelle eine Zuführvorrichtung (8,8') mit vorzugsweise konischem Längsschlitz für das Auftragsmedium (2) aufweist und weiterhin Führungswalzen (6) und/oder eine Gegenwalze (7) vorgesehen sein können oder sich zwei der Vorratsbehälter (1) in vorzugsweise genau gleicher Höhe gegenüber stehen können, gekennzeichnet dadurch, daß der Vorratsbehälter (1) oder der Vorratsbehälter (1) und die Gegenwalze (7) oder die beiden sich in vorzugsweise genau gleicher Höhe gegenüberstehenden Vorratsbehälter (1) im Betriebszustand um eine waagerechte Achse (9), welche innerhalb der geometrischen Abmessungen des jeweiligen Vorratsbehälters (1) liegt, schwenkbar ist.
2. 2. Schwenkbare Auftragsvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine Schnellverschlußmöglichkeit in der Weise vorgesehen ist, daß der Winkel der Schwenkbewegung so groß ist, daß die untere Begrenzungslippe (5) in geschwenkter Position oberhalb des Niveaus des Auftragsmediums (2) liegt.

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen