DD235571A1

DD235571A1 - DEVICE FOR COATING A MATERIAL RAIL

Info

Publication number: DD235571A1
Application number: DD27441885A
Authority: DD
Inventors: Hans-Georg Fritsche; Martina Herzog; Guenter Mueller
Original assignee: Wolfen Filmfab Veb
Priority date: 1985-03-26
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1986-05-14

Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, eine Vorrichtung zum Beschichten einer Materialbahn mit einer Beschichtungsmasse mit einer Zaehigkeit ueber 100 m Pas, die mit einer Dicke von weniger als 5mm im getrockneten Zustand angetragen wird zu schaffen, wobei die qualitaetsmindernde Wirkung der Staub- und/oder Schmutzteilchen auf die Beschichtung stark eingeschraenkt wird. Erfindungsgemaess wird es geloest, indem bei der Beschichtungsvorrichtung bestehend aus einer Fuehrungswalze und einer Beschichtungskammer mit einem im Abstand zur Fuehrungswalze veraenderlichen Streichlineal, als Fuehrungswalze eine Gravurwalze angeordnet wird.The object and the object of the invention are to provide a device for coating a material web with a coating composition having a viscosity of more than 100 m Pas, which is applied with a thickness of less than 5 mm in the dried state, the quality-reducing effect of the dust and / or or dirt particles on the coating is severely restricted. According to the invention, it is dissolved by arranging a gravure roll as a guide roll in the coating apparatus consisting of a guide roll and a coating chamber with a doctor blade which varies at a distance from the guide roll.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten einer Materiaibahn mit einer Beschichtungsmasse mit einer Zähigkeit über 100m Pas. Das Anwendungsgebiet ist die Herstellung beschichteter Folienmaterialien, besonders bei der Herstellung von signalaktiven Materialien, sowie bei der Herstellung von Farbfolien, Abziehfolien und Gravierfolien.The invention relates to a device for coating a material web with a coating composition having a toughness of more than 100 m Pas. The field of application is the production of coated film materials, especially in the production of signal-active materials, as well as in the production of color films, release films and engraving films.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind eine Reihe von technischen Lösungen bekannt, um Begußstörungen und Qualitätsverschlechterungen der Beschichtung, die durch Staub-und/oder Schmutzteilchen verursacht werden, zu vermeiden. Solche Lösungen sind entweder technisch sehr aufwendig, wie beispielsweise eine wirkungsvolle pneumatische oder Naßentstaubung der Material bahn vor der Beschichtung, wobei eine Wiederverschmutzung nach dieser Behandlung vor der Beschichtung nicht ausgeschlossen ist, durch Verwendung plastischer Walzenbeläge, in die die Schmutzteilchen hineingedrückt und damit von der Folie entfernt werden sollen oder sind nur bei anspruchslosen Beschichtungen mit großer Schichtdicke anwendbar, wenn beispielsweise die spaltbildenden Elemente der Beschichtungseinrichtungen zur Eliminierung der qualitätsmindernden Wirkung der Staub- und/oder Schmutzteilchen aus elastischen Materialien gefertigt werden, die keine hohe Maßgenauigkeit zulassen. So ist die Rundlaufgenauigkeit gummibeschichteter Walzen in der Regel mit weniger als 100μ.ιη nur mit sehr hohem Aufwand realisierbar.There are a number of technical solutions known to avoid crosstalk and quality deterioration of the coating caused by dust and / or dirt particles. Such solutions are either technically very complicated, such as an effective pneumatic or wet dedusting of the material web before coating, with a re-contamination after this treatment before coating is not excluded, by using plastic roller coverings, in which pressed the dirt and thus of the film be removed or are applicable only for undemanding coatings with large layer thickness, for example, if the gap-forming elements of the coating devices to eliminate the quality-reducing effect of dust and / or dirt particles are made of elastic materials that do not allow high dimensional accuracy. Thus, the concentricity of rubber-coated rolls is generally feasible with less than 100μ.ιη only with great effort.

Bei bekannten Vorrichtungen wird die aus einer Beschichtungskammer austretende Beschichtungsmasse mit Hilfe eines Streichlineals auf die Materialbahn aufgebracht, welche über eine hochpolierte und glatte Führungswalze geleitet wird.In known devices, the coating mass emerging from a coating chamber is applied by means of a doctor blade to the material web which is passed over a highly polished and smooth guide roll.

Die Naßschichtdicke wird durch den Abstand zwischen Streichlineal und der auf der Führungswalze aufliegenden Materialbahn bestimmt. In der DE-OS 2623111 wird eine Vorrichtung beschrieben, mit deren Hilfe die Beeinträchtigung der Beschichtungsqualität durch die im Gießerspalt sich befindenden Staub- und/oder Schmutzteilchen vermieden werden soll, in dem das Streichlineal mit einem elastischen Belag versehen ist.The wet layer thickness is determined by the distance between the doctor blade and the material web resting on the guide roller. In DE-OS 2623111 a device is described by means of which the impairment of the coating quality is to be avoided by the dust and / or dirt particles present in the casting gap, in which the coating ruler is provided with an elastic coating.

Ein wesentlicher Mangel bestehtjedoch darin, daß die Schmutz- und/oder Staubteilchen, die auf der Unterseite der Materialbahn und/oder auf der Oberfläche der Führungswalze vorhanden sind, nach wie vor eine qualitätsmindernde Wirkung auf die Beschichtung ausüben.However, a significant defect is that the dirt and / or dust particles that are present on the underside of the web and / or on the surface of the guide roller still exert a quality-reducing effect on the coating.

In der DE-OS 1652320 wird eine Vorrichtung beschrieben, die zur Beschichtung von Materialbahnen eingesetzt werden kann, wobei unterhalb der Beschickungseinrichtung mit der Erzeugung eines Unterdruckes sowohl eine Stabilisierung des Gießprozesses als auch eine Reinigung der zu beschichtenden Materialbahn erzielt werden soll.In DE-OS 1652320 a device is described which can be used for the coating of material webs, wherein beneath the charging device with the generation of a negative pressure both a stabilization of the casting process and a cleaning of the material web to be coated is to be achieved.

Mangel dieser technischen Lösung ist es, daß Schmutz- und/oder Staubteilchen nur im begrenzten Maße von der Materialbahn entfernt werden, da die auf diese Weise erreichbaren Kräfte die Haftwirkung der Schmutz-und Staubteilchen nur teilweise überwinden können. Außerdem findet eine Entstaubung nur auf der zu beschichtenden Seite der Materialbahn statt. Die Schmutz- und/oder Staubteilchen, die auf der Rückseite der Materialbahn vorhanden sind, werden nicht entfernt und teilweise auf die glatte Fläche der Führungswalze übertragen, wobei sie die Beschichtungsqualität negativ beeinflussen.Lack of this technical solution is that dirt and / or dust particles are removed only to a limited extent from the web, since the achievable in this way forces can only partially overcome the adhesion of dirt and dust particles. In addition, dedusting takes place only on the side of the material web to be coated. The dirt and / or dust particles present on the back side of the web are not removed and partly transferred to the smooth surface of the guide roll, adversely affecting the coating quality.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Beschichten einer Materialbahn mit einer Beschichtungsmasse mit einer Zähigkeit über 100 m Pas zu schaffen, mit der eine Qualitätsverbesserung erzielt werden soll, indem eine gleichmäßige Schichtdicke angetragen wird.The object of the invention is to provide a device for coating a material web with a coating composition with a viscosity above 100 m Pas, with which an improvement in quality is to be achieved by applying a uniform layer thickness.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschickungsvorrichtung auf technisch einfache Art so zu verändern, daß die qualitätsmindernde Wirkung der Staub- und/oder Schmutzteilchen auf die Beschichtung stark eingeschränkt wird, wobei Schichtdicken kleiner δμ,ιτι mit hoher Beschichtungsqualität erreicht werden.The invention has for its object to change a feeder in a technically simple way so that the quality-reducing effect of dust and / or dirt particles is severely limited to the coating, wherein layer thicknesses smaller δμ, ιτι be achieved with high coating quality.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß man eine Vorrichtung zum Beschichten einer Materialbahn mit einer Beschichtungsmasse mit einer Zähigkeit über 100m Pas, bestehend aus einer Führungswalze und einer Beschichtungskammer mit einem im Abstand zur Führungswalze veränderlichen Streichlineal schafft, indem als Führungswalze eine Gravurwalze angeordnet wird.According to the invention, this object is achieved in that it provides a device for coating a web with a coating composition having a viscosity over 100m Pas, consisting of a guide roller and a coating chamber with a variable distance to the guide roller coating ruler by a gravure roller is arranged as a guide roller.

Bei Beschichtungen von Materialbahnen können sich auf beiden Seiten dieser Materialbahnen, oder auf der der Beschickungseinrichtung zugeordneten Führungswalze Staub- und/oder Schmutzteilchen befinden, die zu örtlichen Verengungen, der die Schichtdicke wesentlich beeinflussenden Spaltweite zwischen der auf der Führungswalze geführten Materialbahn und des zur Beschichtungskammer gehörenden Streichlineals führen.In the case of coatings of material webs, dust particles and / or dirt particles may be located on both sides of these material webs or on the feed device associated with the feed device, resulting in local constrictions, the gap between the guide web and the coating chamber To perform string rulers.

Die durch auf der nicht zu beschichtenden Rückseite der Materialbahn und auf der Oberfläche der Führungswalze befindlichen Staub- und/oder Schmutzteilchen auftretenden Begußstörungen in Form von Schichtdickenschwankungen werden durch sofort eintretende Trocknungseffekte, wie beispielsweise Stofftransportvorgänge innerhalb der,Naßschicht, merklich verstärkt. Der unmittelbar nach dem Beschichtungsprozeß beginnende Trocknungsprozeß, insbesondere beim Einsatz leichtflüchtiger Lösungsmittel, wie beispielsweise Methylenchlorid, in den Beschichtungslösungen, bewirkt an Stellen der Beschichtung, an denen zwischen Materialbahn und Führungswalze auf Grund von Staub- und/oder Schmutzteilchen ein Luftspalt als Wärmeisolation wirkt, eine stärkere Abkühlung gegenüber den'Stellen, bei welchen die zur Verdunstung des Lösungsmittels benötigte Wärmemenge aus dem Walzenmaterial übergehen kann. Diese Temperaturunterschiede in der Schicht führen wiederum zu Dichte- und/oder Oberflächenspannungsgradienten, die die Triebkräfte der Stofftransportvorgänge sind und die Schichtdickenunterschiede noch verstärken.The by the coating on the non-coated back of the web and on the surface of the guide roller dust and / or dirt particles occurring escapement in the form of layer thickness variations are noticeably enhanced by immediately occurring drying effects, such as mass transfer processes within the wet layer. The drying process starting immediately after the coating process, in particular when using volatile solvents such as methylene chloride, in the coating solutions, causes an air gap as a thermal insulation at points of the coating where an air gap acts as heat insulation between the material web and the guide roll due to dust and / or dirt particles stronger cooling compared to the 'places at which the amount of heat required for the evaporation of the solvent can pass from the roll material. These temperature differences in the layer in turn lead to density and / or surface tension gradients, which are the driving forces of the mass transfer processes and increase the layer thickness differences even more.

Diese Begußstörungen machen sich in der Trockenschicht als extreme Talbildung bemerkbar, die bei farbigen Beschichtungsmaterialien als partielle Aufhellungen erscheinen.These esophageal disorders are noticeable in the dry layer as extreme valley formation, which appear as partial lightening in the case of colored coating materials.

Die Größe der partiellen Aufhellungen ist abhängig von der Größe der Schmutz- und/oder Staubteilchen und dem Durchmesser der Führungswalze.The size of the partial brightening depends on the size of the dirt and / or dust particles and the diameter of the guide roller.

Bei der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtüng wird eine Materialbahn über eine mit einer Gravur versehene Führungswalze geführt, wobei die auf der Materialbahn anhaftenden Schmutz- und/oder Staubteilchen in die freien Räume der Gravur gedrückt werden, anschließend mittels Streichlineal der Beschichtungsvorrichtüng, welches mit der Materialbahnoberfläche einen parallelen Spalt bildet mit Beschichtungsmasse beschichtet und dem Trocknungsprozeß zugeführt. Dadurch, daß die Schmutz- und/oder Staubteilchen in die freien Räume der Gravur gedrückt werden, wird ein zeltartiges Abheben der Materialbahn von der Führungswalzenoberfläche ausgeschlossen. Durch die geringen Abstände der die Materialbahn tragenden Profilflächen der Gravurwalze, werden Temperaturgradienten weitgehend ausgeschlossen.In the case of the coating apparatus according to the invention, a material web is passed over a guide roller provided with an engraving, the dirt and / or dust particles adhering to the material web being pressed into the free spaces of the engraving, then by means of a doctor blade of the coating apparatus, which has a parallel gap with the material web surface forms coated with coating material and fed to the drying process. The fact that the dirt and / or dust particles are pressed into the free spaces of the engraving, a tent-like lifting of the web is excluded from the guide roller surface. Due to the small distances of the material web bearing profile surfaces of the gravure roll, temperature gradients are largely excluded.

embodiment

In den Figuren 1-3 ist eine Beschichtungsvorrichtüng schematisch darstellt.In Figures 1-3, a coating apparatus is schematically illustrated.

Figur 1 zeigt die Beschichtungsvorrichtüng als Schema in der Gesamtheit der entsprechend erfindungsgemäßer Lösung zusammenwirkenden Elemente.Figure 1 shows the Beschichtungsvorrichtüng as a scheme in the totality of the corresponding inventive solution cooperating elements.

Figur 2 gibt im Vergleich mit Figur 3 die Verhältnisse in bezug auf die Kontaktfläche zwischen Materialbahn und Führungswalzenoberfläche wieder, wobei Figur 2 die erfindungsgemäße Lösung, Figur 3 die Verhältnisse bei einer bekannten technischen Lösung darstellt.FIG. 2 shows, in comparison with FIG. 3, the relationships with respect to the contact surface between material web and guide roller surface, FIG. 2 representing the solution according to the invention, FIG. 3 representing the conditions in a known technical solution.

Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtüng besteht aus der Führungswalze 5, die mit einer Gravur in abgerundeter pyramidenähnlicher Näpfchenform auf ihrer gesamten Oberfläche versehen ist, wobei die Rastertiefe 0,05 — 0,15 mm und der Rasterabstand 0,05 bis 0,08mm beträgt.The coating device according to the invention consists of the guide roller 5, which is provided with an engraving in a rounded pyramid-like cup shape on its entire surface, wherein the grid depth is 0.05-0.15 mm and the grid spacing 0.05 to 0.08 mm.

Zwischen Führungswalze 5 und der Beschichtungskammer 3 mit dem im Abstand zur Führungswalze 5 veränderlichen Streichlineal 4 befindet sich auf der Führungswalze 5 aufliegend die Materialbahn 1, die nach Passieren des zwischen Streichlineal 4 und Materialbahnoberfläche gebildeten Spaltes, in welchem die Beschichtungsdicke bestimmt wird, mit einer Schicht 2 der sich in der Beschichtungskammer 3 befindenden Beschichtungslösung versehen ist.Between guide roller 5 and the coating chamber 3 with the distance to the guide roller 5 variable coating ruler 4 is located on the guide roller 5 lying on the web 1, which after passing through the gap formed between coating ruler 4 and material web surface, in which the coating thickness is determined with a layer 2 is provided in the coating chamber 3 located coating solution.

Bei einem Durchmesser der Führungswalze 5 von 250 mm und im Falle des Vorhandenseins ejnes kugelförmigen Schmutzteilchens 6 mit einem Durchmesser von 40 Mikrometern bildet sich theoretisch auf einer glatten Führungswalzenoberfläche ohne Gravur ein Spalt zwischen Materialbahn 1 und Walzenoberfläche in Form eines Kegels mit einem Durchmesser der Grundfläche von etwa 7 mm. Eine kreisförmige Fläche der Materialbahn 1 mit einem Durchmesser von etwa 7 mm liegt also nicht schlüssig auf der Führungswalzenoberfläche auf, womit in diesem Bereich ein als Isolationsschicht wirkender Luftspalt den Wärmeübergang von der Führungswalze 5 zur Materialbahn 1 stark eingeschränkt.With a diameter of the guide roller 5 of 250 mm and in the case of having a spherical dirt particle 6 with a diameter of 40 microns forms theoretically on a smooth guide roller surface without engraving, a gap between the material web 1 and roll surface in the form of a cone with a diameter of the base of about 7 mm. A circular surface of the material web 1 with a diameter of about 7 mm is thus not conclusive on the guide roller surface, which in this area acting as an insulating layer air gap greatly limits the heat transfer from the guide roller 5 to the web 1.

Im Falle der erfindungsgemäßen Lösung entsprechend Figur 2 kommen Schmutzteilchen 6 auch von noch größerem DurchmessernichtmehrzurWirkung. Siewerden in diefreien Räume der Gravur gedrückt und nach dem Beschichtungsvorgang entweder von der Materialbahn 1 wieder mitgenommen, ohne den Beschichtungsvorgang gestört zu haben oder zu verbleiben bis zur Reinigung der Gravurwalzen in größeren Zeitabständen in den freien Räumen der Gravur.In the case of the solution according to the invention corresponding to FIG. 2, dirt particles 6 also have an even greater diameter defect. They are pressed into the free spaces of the engraving and after the coating process either taken back from the web 1 without having disturbed the coating process or remain until the cleaning of the gravure rollers at longer intervals in the free spaces of the engraving.

Die Wärmeübertragungsverhältnisse sind weitaus günstiger als bei glatten Walzenoberflächen und Luftspaltbildung infolge zwischen Walzenoberfläche und Materialbahn 1 befindlichen Schmutzteilchen 6.The heat transfer conditions are much more favorable than with smooth roll surfaces and air gap formation as a result of dirt particles 6 located between the roll surface and material web 1.

Die die Materialbahn 1 nicht tragenden Aussparungen der Gravur der Führungswalzenoberfläche haben einen Abstand von etwa 0,025mm. Diese Größenverhältnisse haben keine die Qualität der Beschichtung beeinflussenden Auswirkungen in Form von Schichtdickenschwankungen.The material web 1 not bearing recesses of the engraving of the guide roller surface have a distance of about 0.025mm. These proportions do not affect the quality of the coating affecting effects in the form of layer thickness variations.

In den Figuren 2 und 3 sind die kontaktfreien Flächen zwischen Walzenoberfläche und Materialbahn 1 in einem Maßstab wiedergegeben, wobei die Durchmesser A und B direkt vergleichbar dargestellt sind.In Figures 2 and 3, the non-contact surfaces between the roller surface and material web 1 are reproduced on a scale, the diameters A and B are shown directly comparable.

B ist der Durchmesser der kontaktlosen Fläche auf der mit einer Gravur versehenen Führungswalze 5, A der Durchmesser der kegeligen Abhebung auf einer glatten Walze bei einem Durchmesser des kugelförmigen Schmutzteilchens 6 von 40 Mikrometer.B is the diameter of the contactless surface on the engraved guide roller 5, A is the diameter of the conical lift on a smooth roller with a diameter of the spherical dirt particle 6 of 40 microns.

Claims

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Invention claim:

1. An apparatus for coating a web of material having a coating mass with a toughness of 100m Pas, consisting of a guide roller and a coating chamber with a variable distance to the guide roller coating ruler, characterized in that a gravure roller is arranged as a guide roller.

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