DD265285A3 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen urformung ebener schichten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die dickenkonstante Urformung aus fliessfaehigen Materialien durch Beschickung eines Traegerbandes aus einem Behaeltnis nach dem Rakelprinzip. Aufgabe der Erfindung ist es, nur den durch die Schleppwirkung des Traegerbandes hervorgerufenen Anteil des Materialtransportes auszunutzen, waehrend der druckbedingte Materialtransport im Formspalt quasi unwirksam bleiben soll. Erfindungsgemaess erfolgt dies, indem das fliessfaehige Material in der erforderlichen Beschichtungsbreite unmittelbar nach dem Beschicken des Traegerbandes einem ansteigenden Formspalt zugefuehrt wird und der Materialstand im Beschickungsbehaeltnis auf dem Hoehenniveau des Formspalt-Auslaufes gehalten wird. Mit der Erfindung lassen sich bspw. keramische Suspensionen oder fotografische Emulsionen zu Folien verarbeiten. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die kontinuierliche dickenkonstante Urformung ebener Schichten aus fließfähigen Materialien durch Beschickung eines Trägerbandes aus einem Behältnis nach dem Rakelprinzip und gestattet bspw. die Verarbeitung von keramischen Suspensionen und fotografischen Emulsionen zu Folien oder flachen Bändern.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Urformung flacher Bänder aus fließfähigen Materialien, wie ζ. Β. keramischen Suspensionen, fotografischen Emulsionen u.a., sind eine große Zahl von Wirkprinzipien bekannt und technisch gelöst. Im Wesentlichen sind dabei spaltbehafteto und spaltfreie Formungsprinzipien zu unterscheiden. Eine Schichtformung durch die Wirkung eines definierten Fonnspaltes, den das fluide zu formende Ausgangsmaterial zwangspassieren muß, erfolgt z. B. durch das Rakelprinzip ::,,' durch das Extrusions- bzw. Strangpreßprinzip. Die verschiedenen bekannten technischen Lösungen unterscheiden sich durch die konstruktive Gestaltung des Formspaltes sowie durch die Kinematik der Formwirkfuge, z.B. feststehende Spaltbegrenzungen (Extrusionsprinzip, DE-AS 1205436) oder aber die Begrenzung des Formspaltes durch einen feststehenden und einen sich relativ zum feststehenden Band gleichmäßig bewegten Spaltrand, wobei die feststehende, meist obere Spaltbegrenzung, als scharfe Klinge oder Rakel (US 29G6719, DE-OS 3005057, DE-AS 1771216) oder auch als parallel rum bowegten unteren Rand fixierte ebene Platte — auch als Scherdach bezeichnet — gestaltet sein kann (DD 223980). Die Dickd der entstehenden Schicht hängt vom zeitlichen Materialdurchsatz durch den Formspalt ab und wird dn>~ ansprechend von der Spaltgeometrie, dynamischen Einflüssen wie Förderdruck und auch Trägerbandgeschwindigkeit sowie der Viskosität des zu formenden fließfähigen Materials in mehr oder weniper starker Weise beeinflußt.

Außerdem ist es bekannt, die hyd ^statische Komponente bei der Materialzuführung zum Formspalt durch die Rotationsgeschwindigkeit einer im Gie3spalt angeordneten Walze möglichst zu eliminieren (DD 225941). Dies gelingt jedoch durch diese Lösung nicht in dem gewünschten Maße.

Die spaltfreien Vorfahren realisieren in der Regel das Tauchantragsprinzip, bei dem das zu beschichtende Trägerband in ein geeignet gestaltetes Materialvorratsbehältnis eintaucht und durch die Haftwirkung eine Materialschicht bestimmter Dicke herausfördert. Die Gestaltung des Materialvorratsbehältnisses kann als Wanne (Liesl-Verfahren) aber auch als ein sich an das bewegte zu beschichtende Trägerband anschmiegendes Antragsgefäß gestaltet sein (Claydon-Verfahren — US 659990). Die Dicke der auf d6m Trägerband entstehenden Materialschicht hängt vom Neigungswinkel des austragenden Bandes, den Fließ- und Hafteigenschaften des zu formenden Materials, den Haft- bzw. Oberflächeneigenschaften des Trägerbandes sowie der Austragsgeschwindigkeit ab.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, den Einfluß von Schwenkungen der Fließeigenschafton, sowie langwelliger Schwankungen der Trögerbandgeschwindigkeit, auf die Schichtdickenkonstanz zu verringern, wobei gleichzeitig der technologische Aufwand für die Prozeßführung d>u Schichtformung reduziert und die Qualität dos gegossenen Bandes wesentlich erhöht werden soll.

-2- 26S285 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen dickenkonstanten Urformung ebener Schichten aus fließfähigen Materialien durch Beschickung eines Trägerbandes aus einem Behältnis nach dem Rakelprinzip zu entwickeln, bei denen nur der durch die Schleppwirkung des Trägerbandes hervorgerufene Anteil des Materialtransportes durch den Formspalt relevant ist und der druckbedingte Materialtransport im Formspalt quasi verschwindet.

Erfindungsgemäß erfolgt dies, indem das fließfähige Material in der erforderlichen Beschichtungsbreite unmittelbar nach dem Beschicken des Trägerbandes einem ansteigenden Formspalt zugeführt wird und der Materialstand im Beschickungsbehältnis auf dem Höhenniveau des Formspalt-Auslaufes gehalten wird.

Dieses Verfahren läßt sich mit einer Vorrichtung, bestehend aus einem Beschickungsbehälter mit einem Gießspalt, der über einem Trägerband angeordnet ist, realisieren, wenn erfindungsgemäß an den Gießspalt unmittelbar anschließend ein vom Formspalteiniauf aus ansteigender Formspalt in Gestalt eines konzentrischen Ringspaltsegmentes vorgesehen ist, dessen untere Begrenzung durch das über ein Kreiszylindorsegment gezogene Trägerband gebildet ist und dessen obere Begrenzung ein konzentrisch zum Kreiszylindersegment fixiertes Formteil lot.

Dnβ Kreiszylindersegment geht an seiner höchsten Stelle in eine ebene bzw. schwach in Laufrichtung des Trägerbandes.

gekrümmte Platte über, auf der das Trägerband quasi eben weitergeführt ist, und das pe::ennte Formteil reicht bis zu dieser Übergangsstelle.

Vorteilhaft ist es, wonn die Radiendifferenz zwischen den spaltbegrenzenden Elementen Formteil und Trägerband das Doppelte der gewünschten Dicke dar zu formenden feuchten Materialschicht beträgt.

Zur Befüllung des Formspaltes dient ein Behältnis in Form einer Materialbeschickungskammer, die so gestaltet ist, daß das formende fluide Material in der erforderlichen Beschichtungsbreite auf bzw. an das Trägerband gelangt und durch dieses in den direkt angeschlossenen Formspalt gefördert wird. Der Auslauf der Beschickungskammer bzw. der Formspalteiniauf liegt erfindungsgemäß somit auf einer geodätischen Höhe, die um den Betrag ΔΗ kleiner ist, als die Höhe des Spaltauslaufes, so daß in dem Fall einer Füllhöhe OFF des Materialfüllstandes in der Beschickungskammer vor dem Formspalteinlauf von genau ΔΗ über dem Spalteinlaufniveau im Formspalt keine statische Druckdifferenz zwischen Spalteinlauf und Spaltauslauf in Förderrichtung mehr existier«.

Die Dicke der entstehenden Materialschicht auf dem Trägerband ergibt sich bei der Verwendung der erfindungsgomäß gestalteten Urformvorrichtung unabhängig von Schwankungen der Materialviskosität und der Trägergeschwindigkeit in einem technologischen Schwankungsintervall stets aus der Hälfte der Formspalthöhe (Radiendifferenz zwischen unterer und oberer Formspaltbegrenzung).

Ausfuhrungsbeiepiel

An Hand einer Zeichnung und der Herstellung einer dünne ι keramischen Schicht soll die Erfindung beispielhaft erläutert w rden.

Die Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung im Prinzip.

Die Vorrichtung besteht im wesentlicher, aus einem Beschickungsbehältnis 4 in Form einer Kammer mit dem über einen-Trägerband 3 aus speziell präpariertem Papier angeordneten Gießspalt 7. Das Trägerband 3 wird über ein Kreiszylindersegment 1 mit einem ebenen Anschluß in Translationsrichtung geführt. Die Krümmung der Mantelfläche des Kmiszylindersegmentes 1 weist einen Radius R₁ = 185mm auf. Durch das Anbringen eines Bleches als Formteil 2, dessen Unterseite als eine Kreiezylindersegmentmantelfläche des Radius R. = 188mm gestaltet ist, unmittelbar an den Gießspalt 7 des Beschickungsbehältnisses 4 über dem Kreiszylindermantelsegment 1 entsteht ein ansteigender konzentrischer Ringspalt als Formspalt 8 der Weite H, = 2,4mm (Papierbahndicke 0,6 mm ± 0,01 mm), welcher am Formspalteinlauf 9 mit dem Meterialbeschickungsgofäß 4 verbunden ist. Als fließfähiges Material wird eine keramische Suspension 5 verwendet, die im Beschickungsgefäß 4 auf einem Füllstandsniveau OFF, welches um den Betrag ΔΗ = 23mm höher ist als dar Formspalteinlauf (Quorechnittslinie) steht. Der Formspaltauslauf 10 liegt auf der Höhe des Füllstandsniveaus der keramischen Suspension Im Beschickungsbehältnis und damit um 23:nm höher als der Spalteinlauf. Die keramische Suspension 6 fließt durch den Gießspelt 7 auf des Trägerband 3, das die Suspension in den direkt angeschlossenen Formspe'I fördert. An der höchsten Stelle des Kreiszylindersegmentes 2 tritt die geformte keramische Schicht aus dem Formspaltauslauf 10 und wird mit dem Trägerband 3 eben weitergeführt. Die (mittlere) Viskosität des zu formenden Materials veränderte sich zeitlich um elnon Betrag von etwa 0,1 Pa · s, die Translationsgeschwindigkeit des Trägerbai;des schwankte zwischen 2,0 mm/s und 3,2 mm/s. Die Dicke D₁ der entstehenden feuchten Materialschicht β betrug 1,2mm ± 0,02mm auf einer Länge des gegossenen Materielbandes von etwa 9 m.

Claims (3)

1. Verfahren zur kontinuierlichen dickenkonstanten Urformung ebener Schichten aus fließfähigen Materialien durch Beschickung eines Trägerbandes aus einem Behältnis nach dem Rakelprinzip, gekennzeichnet dadurch, daß das fließfähige Material in der erforderlichen Beschichtungsbreite unmittelbar nach dem Beschicken des Trägerbandes einem ansteigenden Formspalt zugeführt wird und auf dem Trägerband in Höhe des Materialstandes im Beschickungsbehältnis aus dem Formspalt geführt wird.

2. Vorrichtung zur kontinuierlichen dickenkonstanten Urformung ebener Schichten, bestehend aus einem einen Gioßspalt aufweisenden Beschickungsbehältnis, der über einem Trägerband angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß an den Gießspalt (7) unmittelbar anschließend ein ansteigender Formspalt (8) in Gestalt eines konzentrischen Ringspaltsegmentes vorgesehen ist, dessen untere Begrenzung durch das über ein Kreiszylindersegment (1) gezogene Trägerband (3) gebildet ist und dessen obere Begrenzung ein konzentrisch zum Kreiszylindersegment fixiertes Formteil (2) ist, wobei das Kreiszylindersegment (1) an seiner höchsten Stelle in eine ebene bzw. schwach in Laufrichtung des Trägerbandes (3) gekrümmte Platte übergeht, auf der das Trägerband quasi eben weitergeführt ist und das Formteil (2) bis zu dieser Übergangsstelle reichend vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Radiendifferenz zwischen den spaltbegrenzenden Elementen Formteil (2) und Trägerband (3) das Doppelte der gewünschten Dicke der zu formenden feuchten Materialschicht beträgt.