DE102004032568B4 - Rakelvorrichtung und Rakelverfahren - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung
zum Beschichten eines im Wesentlichen in horizontaler Bewegungsrichtung
(8) über
eine Bahnführung
geführten,
bahnförmigen
Substrats (1) mit einer fließfähigen Beschichtungsmasse,
wobei das Substrat (1) eine nach oben ausgerichtete Oberseite (1.2) und
eine nach unten ausgerichtete Unterseite (1.1) und die Bahnführung zumindest
eine Auftragswalze (2) aufweist, die gegen die Unterseite (1.1)
des Substrats (1) zum Auftragen der Beschichtungsmasse anlegbar
ist, wobei in Laufrichtung des Substrats (1) nach der Auftragswalze
(2) ein unterhalb des Substrats (1) angeordnetes unteres Rakel (4)
vorgesehen ist, das zum Abstreichen von Beschichtungsmasse gegen
die Unterseite (1.1) des Substrats (1) anlegbar ist und wobei eine
Dosiereinheit (6) zum Auftragen der Beschichtungsmasse auf die Auftragswalze
(2) vorgesehen ist und die Dosiereinheit (6) mindestens einen Vorrats-
oder Vorlagebehälter
(6.2) für
die Beschichtungsmasse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der
Vorrats- oder Vorlagebehälter
(6.2) der Dosiereinheit (6) zwei als einstellbare Seitenwand ausgebildete
Einstellelemente (6.3) aufweist, die die Breite des Beschichtungsmasseauftrags
auf der...
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Beschichten gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 18.
- Es ist bereits eine Vorrichtung zum Auftragen von Substanzen auf bahnenförmiges Material aus der
DE 200 10 388 U1 bekannt. Die Vorrichtung weist ein Maschinengerüst, eine angetriebene Hauptwalze und mindestens eine Auftragsrolle auf, wobei innerhalb der Hauptwalze eine magnetische Anpresseinrichtung zum Anpressen der Auftragsrolle an die Hauptwalze vorgesehen ist. Daneben ist eine Zuführeinrichtung zum Benetzen der Auftragsrolle mit der aufzutragenden Substanz und mindestens eine weitere Rolle zum Andrücken des Materials am Umfang der Hauptwalze angeordnet. Die Zuführeinrichtung befindet sich dabei unterhalb der Hauptwalze und benetzt diese ausgehend von einem Vorratsbehälter mit der aufzutragenden Substanz. Durch Abrollen der Hauptwalze auf der Unterseite des Materials wird die Substanz auf das Material bzw. dessen Unterseite aufgebracht. - Die
DE 28 51 008 A1 beschäftigt sich mit dem Beschichten eines bahnförmigen Substrats auf dessen Unterseite mit einer viskosen Masse bzw. einer Masse mit hohem Feststoffanteil. Die beschriebene Vorrichtung wird zur Bildung eines dünnen und konstanten Leimauftragsfilms auf eine Abstreifwalze eingesetzt, die mit der Dosierwalze einen Dosierspalt bildet. Insbesondere bei der Verwendung von Leim mit hohem Feststoffanteil, also hochviskosem Leim, beschreibt dieseDE 008 A1 den Einsatz von zwei Dosierrakeln, die eine Einstellung von kleinen Dosierspalten und damit die Definition des Masseauftrags zulassen. - Die
DE 40 32 838 A1 beschreibt ein Verfahren zum Beschichten eines Plastikfilms, einer Papierbahn oder einer Metallfolie, also eines Substrats mit glatter Oberfläche, mit einer Beschichtungsmenge zwischen 5 cm3 und 10 cm3 pro m2. Die Viskosität der hier verwendeten Beschichtungsmasse ist aufgrund der aufzubringenden spezifischen Masse sehr klein, wohl nahezu flüssig. Bei dem Auftrag handelt es sich nur um einen Flüssigkeitsfilm. Der insoweit überschüssige Masseanteil wird nach dem Auftrag über einen unteren Rakelblock im Luftrakelverfahren abgestreift. DieseDE 838 A1 beschreibt dieses Verfahren als insoweit bekannt und befasst sich im Detail mit der Ausbildung des Rakelblocks zwecks Bildung der gewünschten Filmdicke. - Die
DE 1 577 669 A beschreibt eine Vorrichtung zum Beschichten von Bahnen bei der die über eine Auftragswalze auf eine Unterseite eines Substrats aufgebrachten Beschichtungsstreifen anschließend über eine Glättwalze geglättet wer den. Ein Abstreifen von Beschichtungsmasse mit einem der Auftragswalze nachgeschalteten Rakel ist nicht vorgesehen. - Aus der
US 2,221,441 ist eine Laminiervorrichtung für Papierbahnen bekannt. Dabei ist eine Auftragswalze vorgesehen, die gegen die Unterseite der Papierbahn zum Auftragen der Beschichtungsmasse anlegbar ist, wobei eine Dosierwalze zum Dosieren der Beschichtungsmasse auf der Auftragswalze vorgesehen ist. In Laufrichtung der Papierbahn nach der Auftragswalze ist ein unterhalb der Papierbahn angeordnetes zylinderförmiges Ausgleichsrakel vorgesehen, das zum Ausgleichen der aufgetragenen Beschichtungsmasse gegen die Unterseite der beschichteten Papierbahn anlegbar ist. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Beschichten von bahnförmigem Substrat derart auszubilden und anzuordnen, dass eine einfache und schnelle Beschichtung gewährleistet ist.
- Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Vorrats- oder Vorlagebehälter der Dosiereinheit zwei als einstellbare Seitenwand ausgebildete Einstellelemente aufweist, die die Breite des Beschichtungsmasseauftrags auf der Auftragswalze begrenzen. Ebenso läst das Verfahren gemäß Anspruch 18 die Aufgabe. Durch den Einsatz der Ein stellelemente kann der jeweils äußere Rand der Unterseite des Substrats von Beschichtungsmasse freigehalten werden. Das ist insbesondere für die an die Beschichtung anschließende Trocknung des beschichteten Substrats wichtig, da dieses im Bereich des freigelassenen, insoweit unbeschichteten Randes über entsprechende Halte- bzw. Klemmmittel gegen Schrumpfen bzw. Verziehen gesichert werden kann. Die Einstellelemente können dabei automatisch oder manuell bedienbar ausgebildet sein, wobei eine ausreichende Dichtigkeit zwischen dem jeweiligen Einstellelement und der zu be netzenden Oberfläche, also der Oberfläche der Auftragswalze einerseits bzw. der Oberfläche des Substrats andererseits gewährleistet sein muss.
- Das Substrat wird in einem Winkel zur Horizontalen von maximal 30° aus der Beschichtungseinheit zum Trocknen herausgeführt. Es wird erreicht, dass die durch die Auftragswalze auf die Unterseite des Substrats aufgebrachte Beschichtungsmasse bzw. deren Auftrag der Breite nach definiert wird. Zudem streicht bzw. rakelt das untere Rakel bzw. ein unteres Rakelmesser überschüssige Beschichtungsmasse ab, so dass nur ein Teil der durch die Auftragswalze aufgebrachten Beschichtungsmasse auf der Unterseite des Substrats verbleibt. Zusätzlich wird die durch das Trennen bzw. Abheben des benetzten Substrats von der benetzten Auftragswalze entstehende Struktur in der auf dem Substrat aufgebrachten Beschichtungsmasse ebenfalls durch das Rakeln entfernt bzw. abgestrichen.
- Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass oberhalb des Substrats mindestens ein oberes Rakel bzw. ein oberes Rakelmesser vorgesehen ist, das gegen die Oberseite des Substrats anlegbar ist. Durch den Einsatz des oberen Rakels kann eine auf der Oberseite aufgebrachte Beschichtungsmasse ihrer Auftragsmenge bzw. ihrer Höhe nach definiert werden. Das obere Rakel gewährleistet dabei bei einer Positionierung zwischen der Auftragswalze und dem unteren Rakel die erforderliche Vorspannung des Substrats gegen sich selbst bzw. gegen die Auftragswalze und gegen das untere Rakel.
- Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass das untere und/oder das obere Rakel als Luftrakel ausgebildet ist und jeweils eine Rakelkante aufweist, wobei die Rakelkante als Ablenkkante für das Substrat einsetzbar ist und das Substrat mit Bezug zur Laufrichtung an der Rakelkante ablenkbar ist. Die Ausbildung als Luftrakel bzw. Luftrakelmesser gewährleistet die schon beschriebene Vorspannung bzw. Ablenkung des Substrats gegen die jeweilige Rakelkante bzw. an der jeweiligen Rakelkante. Dabei hat der jeweilige Grad der Ablenkung an den Rakelkanten unmittelbar Einfluss auf den Umschlingungswinkel des Substrats an dieser Rakelkante einerseits sowie auf den Umschlingungswinkel zwischen dem Substrat und der benachbart angeordneten Auftragswalze andererseits.
- Ferner ist es vorteilhaft, dass zumindest das obere Rakel als Zylinderrakel ausgebildet ist und im Bereich der Auftragswalze mit einem Abstand d zum Substrat positionierbar ist. Durch die Ausbildung als Zylinderrakel kann der Auftrag auf der Oberseite des Substrats beliebig hoch ausgebildet bzw. eingestellt werden. Dabei wird der Umschlingungswinkel des Substrats um die Auftragswalze durch die grundsätzliche Bahnführung des Substrats gegebenenfalls unter Einsatz einer Umlenkrolle bzw. Leitwalze gewährleistet. Der Abstand zwischen dem oberen Zylinderrakel und der Auftragswalze ist dabei gleich dem Abstand d zuzüglich der Dicke des Substrats sowie der Dicke der zwischen dem Substrat und der Auftragswalze befindlichen bzw. gewünschten Beschichtungsmasse.
- Vorteilhaft ist es auch, dass in Laufrichtung des Substrats nach der Auftragswalze und vor dem unteren Rakel eine Umlenkrolle bzw. eine Leitwalze vorgesehen ist, die gegen die Oberseite des Substrats anlegbar ist. Durch den Einsatz der Umlenkrolle kann das Substrat zum einen gegen die Auftragswalze und zum anderen gegen das untere Rakel vorgespannt werden. Dabei ist auch der Umschlingungswinkel zwischen dem Substrat und der Auftragswalze einerseits sowie zwischen dem Substrat und dem unteren Rakel andererseits einstellbar bzw. beeinflussbar.
- Dabei ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass in Laufrichtung des Substrats bzw. der Warenbahn das untere Rakel vor oder nach dem oberen Rakel angeordnet ist. Je nach Beschaffenheit des Substrats bzw. der Beschichtungsmasse und je nach gewünschter Reihenfolge des Auftrags der jeweiligen Beschichtungsmasse ist die relative Position des oberen und des unteren Rakels mit Bezug zur Laufrichtung bzw. zur Bewegungsrichtung der Warenbahn frei wählbar. In Abhängigkeit des Penetrationsverhaltens der Beschichtungsmasse in das Substrat kann es dabei vorteilhaft sein, zuerst die untere Seite und dem Abstand der beiden Rakel entsprechend zeitversetzt die obere Seite des Substrats mit der durchpenetrierten Beschichtungsmasse zu rakeln.
- Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die Dosiereinheit zum Auftragen auf die Auftragswalze als Dosierrakel oder als Dosierwalze ausgebildet ist. Durch die Verwendung eines Dosierrakels wird die auf der Dosierwalze aufzutragende Schichtdicke der Beschichtungsmasse durch den Spalt zwischen dem Dosierrakel bzw. seiner Dosierkante und der Auftragswalze bestimmt. Bei der Verwendung einer Dosierwalze wird dieser Schichtauftrag durch den Abstand zwischen der Dosierwalze und der Auftragswalze einerseits sowie durch die Relativgeschwindigkeit zwischen der Dosierwalze und der Auftragswalze andererseits bestimmt werden. Die Beschichtungsmasse wird dabei ausgehend vom Vorratsbehälter bzw. Vorlagebehälter auf die Oberfläche der Auftragswalze aufgebracht bzw. an dieser vorgelegt. Die Beschichtungsmasse steht an der insoweit offenen Seite des Vorratsbehälters unmittelbar mit der Oberfläche der Auftragswalze in Kontakt und wird durch diese aufgrund beste hender Viskositäts- bzw. Adhäsionskräfte aufgetragen bzw. aufgelegt.
- Vorteilhaft ist es ferner, dass dem unteren Rakel ein Auffangbehälter zugeordnet ist, durch den die vom unteren Rakel abgerakelte bzw. abgestrichene Beschichtungsmasse aufnehmbar ist. Durch den Einsatz eines Auffangbehälters kann die durch das untere Rakel abgestrichene Beschichtungsmasse gesammelt und gegebenenfalls in den Beschichtungskreislauf zurückgeführt werden.
- Außerdem ist es vorteilhaft, dass das untere Rakel eine Ablaufkante aufweist, die oberhalb des Auffangbehälters angeordnet ist. Der Einsatz einer definierten Ablaufkante am unteren Rakel gewährleistet eine präzise Rückführung der abgestrichenen Beschichtungsmasse in den Auffangbehälter. Je nach Ausgestaltung des Auffangbehälters kann dabei eine Schlitzöffnung des Behälters oder Ähnliches berücksichtigt werden. Neben dem Einsatz eines Auffangbehälters unterhalb des unteren Rakels bzw. seiner Ablaufkante ist der Einsatz anderer Rückführsysteme, wie z. B. eine Absaugleiste oder Ähnliches, vorgesehen.
- Ferner ist es vorteilhaft, dass der Vorratsbehälter und der Auffangbehälter einen gemeinsamen Behälter bilden oder in Durchflussverbindung stehen. Der Einsatz eines gemeinsamen Behälters als Vorrats- und Auffangbehälter für die Beschichtungsmasse gewährleistet einen einfachen Kreislauf für diese. Der Vorratsbehälter wird neben der grundsätzlichen Befüllung bzw. Auffüllung für den laufenden Prozess zusätzlich durch die vom unteren Rakel abgestrichene Beschichtungsmasse befüllt bzw. ergänzt. Die abgestrichene Beschichtungsmasse kommt dabei unverzüglich wieder in den laufenden Beschichtungsprozess zurück.
- Dabei ist es von Vorteil, dass der Vorratsbehälter oder der gemeinsame Behälter als Tauchwanne für die Auftragswalze ausgebildet ist. Somit ist die auf die Unterseite des Substrats aufzubringende Beschichtungsmasse in einem insoweit geschlossenen Kreislauf, in dem die abgestrichene Beschichtungsmasse über das untere Rakel bzw. seine Ablaufkante in die Tauchwanne zurückgeführt wird. Die Auftragswalze taucht dabei über ihre gesamte Breite in die Tauchwanne ein, so dass eine Variation der Breite des Beschichtungsmasseauftrags nicht möglich ist. Andererseits ist zwischen der Auftragswalze und der Tauchwanne keine besondere Dichtigkeit zu gewährleisten, wie sie bei einem oben beschriebenen, seitlich anliegenden Vorlagebehälter notwendig ist.
- Schließlich ist es von Vorteil, dass die Dosiereinheit zum Auftragen auf die Auftragswalze in Laufrichtung des Substrats vor oder nach der Auftragswalze angeordnet ist. Je nach Laufrichtung der Auftragswalze ist es von Vorteil, die Dosiereinheit, also das Dosierrakel bzw. die Dosierwalze auf der einen oder der anderen Seite der Auftragswalze zu positionieren.
- Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass mindestens eine Beschichtungseinheit oberhalb des Substrats zum Aufbringen von Beschichtungsmasse auf die Oberseite des Substrats vorgesehen ist und in Laufrichtung des Substrats nach der Beschichtungseinheit das obere Rakel angeordnet ist. Die Beschichtungseinheit kann dabei als bewegbare Vorlageeinrichtung oder als Befülleinrichtung für einen unmittelbar oberhalb des Substrats angeordneten oberen Vorratsbehälter bzw. Vorlagebehälter ausgebildet sein. Der Vorratsbehälter ist dabei vorzugsweise gegen die Oberseite des Substrats einerseits sowie gegen die ihm zugewandte Rakelseite dichtend anlegbar. Die im oberen Vorratsbehälter befindliche Be schichtungsmasse ist in unmittelbarem, benetzendem Kontakt mit der Oberfläche des Substrats und wird aufgrund der Relativbewegung zwischen dem Substrat und dem oberen Rakel bzw. der Rakelkante auf die Oberfläche des Substrats der gewünschten Menge nach aufgebracht.
- Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die Auftragswalze mit Bezug zur Laufrichtung des Substrats gleichsinnig oder gegensinnig bewegbar ist bzw. im Gleich- oder Gegenlauf angetrieben ist. Durch die Einstellung der Geschwindigkeiten von der Auftragswalze und dem Substrat, also der Regulierung der Relativgeschwindigkeit zwischen beiden, kann die Höhe und die Menge des Auftrags beeinflusst werden. Dabei stellt die gleichsinnige oder gegensinnige Bewegung zwischen Auftragswalze und Substrat einen maßgeblichen Faktor für die Art des Auftrags dar.
- Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass bei gleichsinnigem Antrieb im Berührpunkt von der Auftragswalze und dem Substrat eine Relativgeschwindigkeit bzw. eine unterschiedliche Geschwindigkeit zwischen der Auftragswalze und dem Substrat einstellbar ist. Durch die Einstellung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Substrat und der Auftragswalze kann insbesondere im Gleichlauf selbst bei sehr kleinen Relativgeschwindigkeiten und durch kleine Änderungen der Relativgeschwindigkeit die Art und die Höhe des Auftrags der Beschichtungsmasse beeinflusst werden.
- Vorteilhaft ist es ferner, dass die weitere Beschichtungseinheit einen Vorrats- oder Vorlagebehälter aufweist, der zwei als einstellbare Seitenwand ausgebildete Einstellelemente aufweist, die die Breite des Beschichtungsmasseauftrags auf dem Substrat begrenzen. Durch den Einsatz der Einstellelemente kann der jeweils äußere Rand der jeweiligen Oberseite des Substrats von Beschichtungsmasse freigehalten werden. Das ist insbesondere für die an die Beschichtung anschließende Trocknung des beschichteten Substrats wichtig, da dieses im Bereich des freigelassenen, insoweit unbeschichteten Randes über entsprechende Halte- bzw. Klemmmittel gegen Schrumpfen bzw. Verziehen gesichert werden kann. Die Einstellelemente können dabei automatisch oder manuell bedienbar ausgebildet sein, wobei eine ausreichende Dichtigkeit zwischen dem jeweiligen Einstellelement und der zu benetzenden Oberfläche, also der Oberfläche der Auftragswalze einerseits bzw. der Oberfläche des Substrats andererseits gewährleistet sein muss.
- Letztlich ist es vorteilhaft, dass die Auftragswalze, die Dosiereinheit, die Beschichtungseinheit, das untere Rakel und/oder das obere Rakel zum Auftragen von heißschmelzenden Beschichtungsmassen beheizbar ausgebildet ist. Damit ist für die einzelnen Beschichtungsprozesspunkte die erforderliche Auftragtemperatur bzw. die erforderliche Viskosität der Beschichtungsmasse gewährleistet.
- Beim Beschichten eines bahnförmigen Substrats ist es vorteilhaft, dass das Substrat mit Hilfe einer Bahnführung im Wesentlichen in horizontaler Bewegungsrichtung geführt wird und das bahnförmige Substrat während des Transportes mit einer fließfähigen Beschichtungsmasse beschichtet wird, wobei das Substrat während der Beschichtung mit Beschichtungsmasse mit der Oberseite nach oben und mit der Unterseite nach unten ausgerichtet ist und das Substrat mit der Unterseite über die Auftragswalze geführt wird. Der Auftrag der Beschichtungsmasse erfolgt auf die Auftragswalze durch die Verwendung einer mindestens einen Vorrats- oder Vorlagebehälter für die Beschichtungsmasse aufweisenden Dosier einheit, die als Dosierrakel oder als Dosierwalze ausgebildet ist und die Beschichtungsmasse wird über einen zwischen dem Dosierrakel oder der Dosierwalze und der Oberfläche der Auftragswalze gebildeten Spalt auf die Auftragswalze abgegeben. Nach dem Auftragen wird die Breite des von der Dosiereinheit aufgetragenen Beschichtungsmasseauftrags eingestellt und nach dem Auftragen der Beschichtungsmasse auf die Unterseite des Substrats wird dieses gegen das untere Rakel zur Anlage gebracht und durch das untere Rakel abgerakelt. Dabei wird das Substrat gegen das untere Rakel zur Anlage gebracht und mit Bezug zur Bewegungsrichtung in seiner Laufrichtung durch das untere Rakel vorzugsweise abgelenkt.
- Vorteilhaft ist dabei ein Verfahren unter der Verwendung eines der oben genannten Vorrichtungsmerkmale.
- Dabei ist es von Vorteil, dass gleichzeitig auf die Oberseite und die Unterseite Beschichtungsmasse aufgetragen wird. Die Beschichtung erfolgt mit Bezug zum laufenden Prozess gleichzeitig an verschiedenen Positionen auf dem Substrat. Ein Substratabschnitt wird auf der einen Seite und dann auf der anderen Seite beschichtet. Die beiden insoweit gleichzeitig beschichteten Oberflächen des Substrats können in einem Trocknungsprozess getrocknet werden, so dass ein zweiter an die Beschichtung einer Seite anschließender Beschichtungsprozess nicht mehr notwendig ist. Insbesondere in der insoweit in horizontaler Richtung stattfindenden Bewegungsrichtung ist damit eine insgesamt niedrige Bauhöhe der Gesamtanlage und insoweit ein unkomplizierter Anschluss an weitere Maschinen einer Fertigungslinie möglich.
- Dabei ist es von Vorteil, dass bei dem Auftragen von Beschichtungsmasse auf die Unterseite auch die durch das Sub strat penetrierte Beschichtungsmasse auf der Oberseite abgerakelt bzw. abgestrichen wird. Mit dem Auftragen der Beschichtungsmasse auf die Unterseite werden insbesondere bei Gittergewebe beide Seiten des Substrats benetzt und damit beschichtet. Das Abrakeln bzw. Abstreichen erfolgt dabei wahlweise gegenüberliegend zum Substrat, so dass ein definierter Auftrag der Menge nach gewährleistet ist. Daneben ist ein Auftrag auf der Oberseite und ein Abrakeln auf beiden Seiten vorgesehen.
- Schließlich ist es von Vorteil, dass die Beschichtung auf der Unterseite und/oder auf der Oberseite des Substrats nach dem Beschichten getrocknet wird, während das Substrat in im Wesentlichen horizontaler Bewegungsrichtung bewegt wird, wobei sich die Beschichtungsmassen wenigstens hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung oder der Viskosität unterscheiden. Dabei ist es von Vorteil, dass das Substrat derart geführt ist, dass eine durch das Substrat aufgespannte Ebene mit der Horizontalen einen Winkel von maximal 30° einschließt. Da nach dem Beschichten beider Seiten kein Umlenken des Substrats mehr möglich ist, ist die Führung des Substrats nach dem Beschichten wegweisend für den folgenden Trocknungsprozess. Nur für den Fall, dass die Beschichtung im nassen Zustand strukturiert wird, ist eine an die Beschichtung anschließende Um- bzw. Ablenkung noch möglich, weil die Ablenkvorrichtung gegen die noch nasse Beschichtung angelegt werden muss.
- Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die Oberseite und die Unterseite des Substrats mit unterschiedlichen Beschichtungsmassen beschichtet werden. Neben der gleichzeitigen Beschichtung der Ober- und Unterseite des Substrats erfüllt die zusätzliche Beschichtung mit unterschiedlichen Beschichtungsmassen insoweit alle möglichen und gewünschten Gestaltungsvarianten für die Beschichtung eines Substrats in einem Verfahrensablauf mit einem Trocknungsprozess.
- Letztlich ist es von Vorteil, dass die vom unteren Rakel abgerakelte bzw. abgestrichene Beschichtungsmasse und die auf die Auftragswalze aufzutragende Beschichtungsmasse in einen gemeinsamen Behälter gefördert werden. Der Einsatz eines gemeinsamen Behälters als Vorrats- und Auffangbehälter für die Beschichtungsmasse gewährleistet einen einfachen Kreislauf für diese. Der Vorratsbehälter wird neben der grundsätzlichen Befüllung bzw. Auffüllung für den laufenden Prozess zusätzlich durch die vom unteren Rakel abgestrichene Beschichtungsmasse befüllt bzw. ergänzt. Die abgestrichene Beschichtungsmasse kommt dabei unverzüglich wieder in den laufenden Beschichtungsprozess zurück.
- Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass durch eine oberhalb des Substrats angeordnete weitere Beschichtungseinheit Beschichtungsmasse auf die Oberseite des Substrats aufgetragenen wird und die Breite des Beschichtungsmasseauftrags eingestellt wird. Durch den Einsatz der Einstellelemente kann der jeweils äußere Rand der jeweiligen Oberseite des Substrats von Beschichtungsmasse freigehalten werden. Das ist insbesondere für die an die Beschichtung anschließende Trocknung des beschichteten Substrats wichtig, da dieses im Bereich des freigelassenen, insoweit unbeschichteten Randes über entsprechende Halte- bzw. Klemmmittel gegen Schrumpfen bzw. Verziehen gesichert werden kann. Die Einstellelemente können dabei automatisch oder manuell bedienbar ausgebildet sein, wobei eine ausreichende Dichtigkeit zwischen dem jeweiligen Einstellelement und der zu benetzenden Oberfläche, also der Oberfläche der Auftragswalze einerseits bzw. der Oberfläche des Substrats andererseits gewährleistet sein muss.
- Ferner ist es vorteilhaft, dass die Auftragswalze mit Bezug zur Laufrichtung des Substrats gleichsinnig oder gegensinnig bzw. im Gleich- oder Gegenlauf bewegt wird und die Auftragswalze und das Substrat bei gleichsinnigem Antrieb mit Bezug zum Berührpunkt mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt werden. Durch die Einstellung der Geschwindigkeiten der Auftragswalze und des Substrats, also der Regulierung der Relativgeschwindigkeit zwischen beiden im Berührpunkt kann die Höhe und die Art des Auftrags beeinflusst werden. Dabei stellt die gleichsinnige oder gegensinnige Bewegung zwischen Auftragswalze und Substrat einen maßgeblichen Faktor für die Art des Auftrags dar. Durch die Einstellung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Substrat und der Auftragswalze kann insbesondere im Gleichlauf selbst bei sehr kleinen Relativgeschwindigkeiten und durch kleine Änderungen der Relativgeschwindigkeit die Art und die Höhe des Auftrags der Beschichtungsmasse beeinflusst werden.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.
- Die
1 bis10 zeigen eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung im Querschnitt in den verschiedenen Ausgestaltungsvarianten. Die11 zeigt eine Variation der verschiedenen Bewegungsrichtungen. - Ein Substrat
1 wird ausgehend von einer nicht dargestellten Einlaufwalze über eine Auftragswalze2 sowie ein mit Bezug zur Laufrichtung an die Auftragswalze2 anschließendes oberes Rakel5 und ein an dieses anschließendes unteres Rakel4 gemäß1a nach rechts zu einer nicht dargestellten Trocknungseinheit geführt. Das Substrat1 kann dabei ausgehend von der nicht dargestellten Einlaufwalze in verschiedenen Winkeln der Auftragswalze2 zugeführt werden. - Der Auftragswalze
2 ist eine als Dosierrakel ausgebildete Dosiereinheit6 zugeordnet, über die die Beschichtungsmasse auf die Auftragswalze2 aufgebracht wird. Das Dosierrakel6 weist einen Vorrats- bzw. Vorlagebehälter6.2 auf, der die nicht dargestellte Beschichtungsmasse der Auftragswalze2 sowie dem Dosierrakel6 vorlegt. Der Vorlagebehälter6.2 weist dabei auf jeder Seite eine Behälterwand bzw. ein Einstellelement6.3 auf, über welches die Breite der zu benetzenden Fläche der Auftragswalze2 eingestellt wird. Die innerhalb des Vorlagebehälters6.2 befindliche Beschichtungsmasse wird über einen zwischen dem Dosierrakel6 bzw. seiner Dosierkante6.1 und der Oberfläche der Auftragswalze2 gebildeten Spalt auf die Auftragswalze2 abgegeben. Die Größe des Spaltes bestimmt dabei die Höhe und die Menge der aufgetragenen Beschichtungsmasseschicht. Durch die Drehung der Auftragswalze2 um ihre Drehachse2.1 im Uhrzeigersinn wird die auf der Auftragswalze2 befindliche Beschichtungsmasse gegen eine Unterseite1.1 des Substrats bzw. der Warenbahn1 gebracht. Durch das dann folgende Gegeneinander-Ablaufen der Auftragswalze2 einerseits und der Unterseite1.1 der Warenbahn1 andererseits wird die Beschichtungsmasse zumindest teilweise in das Gewebe der Warenbahn1 hineingepresst bzw. aufgrund auftretender Adhäsions- und Kapillarkräfte durch die Warenbahn1 aufgenommen. Nach dem dann anschließenden Abheben der Warenbahn1 von der Auftragswalze2 ist diese mit einer insoweit undefinierten Menge an Beschichtungsmasse mit einer ebenfalls insoweit undefinierten Struktur beschichtet bzw. belegt. Mit Bezug zur Laufrichtung der Warenbahn1 ist auf ihrer Unterseite1.1 nach der Auftragswalze2 das untere Rakel bzw. das untere Rakelmesser4 angeordnet, welches mit seiner Rakelkante4.1 gegen die Warenbahn bzw. deren Unterseite1.1 anliegt. Durch das Anliegen der Rakelkante4.1 wird die überschüssige Beschichtungsmasse von der Unterseite abgestrichen bzw. abgerakelt und läuft über eine Ablaufkante4.3 des Rakels4 in den gemeinsamen, als Auffangbehälter ausgebildeten Vorlagebehälter6.2 zurück. Je nach Anlagekraft des Rakelmessers4 an der Unterseite1.1 der Warenbahn1 wird die auf der Warenbahn verbleibende Menge an Beschichtungsmasse definiert. - Mit Bezug zur Laufrichtung der Warenbahn
1 ist zwischen der Auftragswalze2 und dem unteren Rakel4 eine zweite Beschichtungseinheit7 oberhalb der Warenbahn1 vorgesehen, der das obere Rakel5 bzw. das Rakelmesser zugeordnet ist. Die Beschichtungseinheit7 weist dabei ebenfalls einen Vorrats- bzw. Vorlagebehälter7.2 auf, der seitlich durch jeweils ein Einstellelement7.3 zur Gewährleistung der gewünschten Beschichtungsbreite begrenzt ist. Anschließend an diesen Vorlagebehälter7.2 ist das obere Rakel5 angeordnet, das mit seiner Rakelkante5.1 gegen eine Oberseite1.2 der Warenbahn1 angelegt ist und diese gemäß1 nach unten zur Auftragswalze2 und zum unteren Rakel4 hin vorspannt. Die über den Vorlagebehälter7.2 gegen die Oberseite1.2 vorgelegte bzw. dort aufgebrachte Beschichtungsmasse benetzt aufgrund bestehender Adhäsions- und Kapillarkräfte die Oberseite1.2 der Warenbahn1 , wobei die letztlich aufgetragene Menge durch die Anlagekraft des Rakels5 bzw. seiner Rakelkante5.1 bestimmt wird. Ausgehend von der im Vorlagebehälter7.2 bereitgestellten Menge an Beschichtungsmasse wird diese über das Rakel5 bzw. das Rakelmesser5 und die Rakelkante5.1 abgerakelt bzw. abgestrichen, wobei die gewünschte und insoweit definierte Menge an Be schichtungsmasse auf der Oberseite1.2 der Warenbahn1 verbleibt. - Die Warenbahn
1 wird ausgehend von der nicht dargestellten Einlaufwalze durch die Auftragswalze2 ein erstes Mal abgelenkt bzw. umgelenkt. Durch das obere Rakel5 wird diese ein zweites Mal und durch das untere Rakel4 ein drittes Mal abgelenkt und verlässt in etwa in horizontaler Bewegungsrichtung8 die Beschichtungseinheit. Nach dem Verlassen der Beschichtungseinheit ist sowohl die Oberseite1.2 als auch die Unterseite1.1 der Warenbahn1 mit Beschichtungsmasse beschichtet und wird in die nicht dargestellte Trocknungseinheit geführt. Bei der Führung bzw. Umlenkung der Warenbahn1 bilden die beiden Rakelkanten4.1 und5.1 die jeweiligen Umlenkkanten, wobei die Warenbahn1 die Umlenkung an der Auftragswalze2 betreffend mit dieser einen gemeinsamen Umschlingungswinkel μ aufweist, der durch die Position der nicht dargestellten Einlaufwalze und die Position des oberen Rakels5 bzw. seiner Rakelkante5.1 bestimmt ist. - In der Ausgestaltungsvariante gemäß
1b ist das Dosierrakel6 mit Bezug zur Laufrichtung der Warenbahn1 vor der Auftragswalze2 angeordnet, so dass die Beschichtungsmasse unmittelbar unterhalb der Einlaufposition der Warenbahn1 auf die Auftragswalze2 aufgebracht bzw. vorgelegt wird. Dem unteren Rakel4 ist dabei ein separater Auffangbehälter4.2 zugeordnet, der unterhalb der Ablaufkante4.3 mit Bezug zur Laufrichtung der Warenbahn1 wie auch das untere Rakel4 nach der Auftragswalze2 angeordnet ist. Das Dosierrakel6 und sein Vorlagebehälter6.2 einerseits und das untere Rakel4 mit seinem Auffangbehälter4.2 andererseits sind somit mit Bezug zur Auftragswalze2 gegenüberliegend angeordnet. - Im Ausführungsbeispiel gemäß
2a ist eine als Dosierwalze6 ausgebildete Dosiereinheit zum Auftragen der Beschichtungsmasse auf die Auftragswalze2 vorgesehen. Die Dosierwalze6 weist dabei einen Vorlage- bzw. Vorratsbehälter6.2 auf, über den die Beschichtungsmasse in den zwischen der Dosierwalze6 und der Auftragswalze2 gebildeten Spalt gefördert wird. Der Vorlagebehälter6.2 dient dabei analog zum Ausführungsbeispiel gemäß1a als Auffangbehälter4.2 für das untere Rakel4 bzw. die über die Ablaufkante4.3 des unteren Rakels4 von der Unterseite1.1 der Warenbahn1 abgerakelte Beschichtungsmasse, die in den Kreislauf zurückläuft. Die um die Drehachse2.1 rotierende Auftragswalze2 ist dabei gegensinnig zu der um eine Drehachse6.4 drehenden Dosierwalze6 angetrieben, so dass die im Vorlagebehälter6.2 befindliche Beschichtungsmasse in den Spalt zwischen der Auftragswalze2 und der Dosierwalze6 gefördert wird. - Im Ausführungsbeispiel gemäß
2b sind die Dosierwalze und das untere Rakel4 analog zum Ausführungsbeispiel gemäß1b mit Bezug zur Auftragswalze2 gegenüberliegend angeordnet. Dabei dient der Vorlagebehälter6.2 ausschließlich der Vorlage von Beschichtungsmasse für die Auftragung durch die Dosierwalze6 , wobei dem unteren Rakel4 der separate Auffangbehälter4.2 zugeordnet ist. Der Auffangbehälter4.2 ist dabei unmittelbar unterhalb des unteren Rakels bzw. unterhalb seiner Ablaufkante4.3 angeordnet. - In den Ausführungsbeispielen gemäß
3a und3b ist der Vorrats- bzw. Vorlagebehälter6.2 als Tauchwanne ausgebildet, die mit Beschichtungsmasse befüllbar ist, so dass die Auftragswalze2 zumindest teilweise in die in der Tauchwanne6.2 befindliche Beschichtungsmasse eintaucht. Durch Drehen der Auftragswalze2 im Uhrzeigersinn wird die Beschich tungsmasse auf der Oberfläche der Auftragswalze2 aufgetragen und anschließend durch das Dosierrakel6 zumindest teilweise abgerakelt, wobei die Höhe bzw. Menge der auf der Auftragswalze2 verbleibenden Beschichtungsmasse definiert wird. Die so auf die Auftragswalze2 aufgebrachte Beschichtungsmasse wird durch Auflegen bzw. Anlegen und anschließendes Umschlingen der Warenbahn1 bzw. dessen Unterseite1.1 auf dieser aufgebracht und entsprechend der vorhergehenden Ausführungsbeispiele durch das nachfolgend angeordnete untere Rakel4 der Höhe bzw. der Menge nach definiert. Im Ausführungsbeispiel gemäß3b ist die Auftragswalze2 gegen den Uhrzeigersinn angetrieben, wobei das Dosierrakel6 mit Bezug zur Laufrichtung nach der Auftragswalze2 gemäß3b auf der rechten Seite angeordnet ist. Die über die Tauchwanne6.2 aufgenommene Beschichtungsmasse wird entsprechend durch das Dosierrakel6 der Höhe bzw. Menge nach auf der Oberfläche der Auftragswalze2 dosiert und anschließend auf die Unterseite der insoweit anliegenden Warenbahn1 aufgebracht. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß3a sind im Ausführungsbeispiel gemäß3b die Auftragswalze2 und die Warenbahn1 gegensinnig angetrieben bzw. bewegt, so dass sich im Berührpunkt zwischen der Auftragswalze2 und der Warenbahn1 eine negative Relativgeschwindigkeit einstellt. Im Ausführungsbeispiel gemäß3a , also bei gleichsinnigem Antrieb bzw. Bewegung der Auftragswalze2 und der Warenbahn1 kann eine insoweit positive Relativgeschwindigkeit zwischen der Auftragswalze2 und der Warenbahn1 im Berührpunkt eingestellt werden, wobei die Auftragswalze2 schneller oder langsamer angetrieben ist als die Warenbahn1 . - In den Ausführungsbeispielen gemäß
4a und4b wird bei Einsatz einer Tauchwanne6.2 anstatt eines Dosierrakels6 gemäß3a ,3b eine Dosierwalze6 eingesetzt. Die Do sierwalze6 befindet sich dabei mit Bezug zur Laufrichtung der Warenbahn1 je nach gewünschter Relativgeschwindigkeit zwischen der Auftragswalze2 und der Warenbahn1 im Berührpunkt gemäß4a vor der Auftragswalze2 oder gemäß4b nach der Auftragswalze2 . Die Tauchwanne6.2 dient dabei in allen Ausführungsbeispielen,3a bis4b , als Auffangbehälter4.2 für die über das untere Rakel4 abgerakelte Beschichtungsmasse. Diese läuft über die Ablaufkante4.3 unmittelbar in die Tauchwanne6.2 und damit in den Kreislauf zurück. - Im Ausführungsbeispiel gemäß
5a ist mit Bezug zur Laufrichtung der Warenbahn1 das untere Rakel4 vor dem oberen Rakel5 angeordnet. Ausgehend von der Bewegungsrichtung8 der Warenbahn1 nach der Auftragswalze2 wird diese über das untere Rakel4 gemäß5a ein erstes Mal nach unten abgelenkt und über das obere Rakel5 bzw. seine Rakelkante5.1 ein zweites Mal insoweit gegensinnig abgelenkt und verlässt in etwa in horizontaler Richtung die so gebildete Beschichtungseinheit. - Im Ausführungsbeispiel gemäß
5b ist das obere Rakel5 als Zylinderrakel ausgebildet und ist unmittelbar oberhalb in radialer Richtung zur Auftragswalze2 angeordnet. Zwischen der Rakelkante5.1 und der Auftragswalze2 bzw. dem Substrat1 wird somit ein Spalt mit einem Abstand d definiert, der die mit Bezug zur Laufrichtung vor das obere Rakel5 vorgelegte bzw. aufgetragene Beschichtungsmasse der Höhe bzw. Menge nach definiert. Dabei ist eine Anlage der Oberseite1.2 der Warenbahn1 gegen die Rakelkante5.1 nicht unbedingt vorgesehen, so dass auch deutlich höhere bzw. größere Mengen an Beschichtungsmasse, definiert durch einen entsprechenden Spalt zwischen der Rakelkante5.1 und der Warenbahn1 , aufgetragen werden können. Ausgehend von der Bewegungsrichtung nach der Auftragswalze2 wird die Warenbahn1 über das untere Rakel4 bzw. seine Rakelkante4.1 einmal abgelenkt und verlässt wiederum in etwa horizontaler Bewegungsrichtung die so gebildete Beschichtungsanlage. Zur Variation des Beschichtungsauftrags auf der Warenbahnunterseite1.1 ist dabei eine Einstellung des Umschlingungswinkels μ einerseits sowie eine Einstellung des Ablenkwinkels im Bereich des unteren Rakels4 bzw. seiner Anlagekraft gegen die Warenbahn1 vorgesehen. - Die Ausführungsbeispiele gemäß
6a bis10 dienen der Beschichtung der Warenbahn1 lediglich auf der Unterseite1.1 . Die Beschichtung bzw. den Beschichtungsauftrag der Unterseite1.1 betreffend korrespondieren die Ausführungsbeispiele gemäß6a bis9a mit denen der1a bis4b , wobei die Umlenkung bzw. Vorspannung der Warenbahn1 nicht durch das obere Rakel5 bzw. seine Rakelkante5.1 , sondern über eine separate Umlenkrolle bzw. Leitwalze3 erfolgt. Die Leitwalze3 ist dabei um ihre Drehachse3.1 drehbar angeordnet und über nicht dargestellte Einstellmittel gegen die Oberseite1.2 der Warenbahn1 vorspannbar, so dass diese den gewünschten Umschlingungswinkel mit der Auftragswalze2 einerseits sowie den gewünschten Ablenkwinkel im Bereich der Rakelkante4.1 des unteren Rakels4 aufweist. - Alternativ ist die Leitwalze
3 als Strukturwalze ausgebildet und zusätzlich in den Ausführungsbeispielen gemäß1a bis4b zur Strukturierung des nassen Beschichtungsmasseauftrags vorgesehen. - Das Ausführungsbeispiel gemäß
10 verdeutlicht dabei eine alternative Vorgehensweise zum Beschichten der Unterseite1.1 der Warenbahn1 , wobei die Vorspannung bzw. Um lenkung zwar wie auch in den Ausführungsbeispielen gemäß1a bis4b durch das obere Rakel5 bzw. seine Rakelkante5.1 erfolgt, jedoch auf der Oberseite keine Beschichtungsmasse aufgetragen bzw. dem Rakel5 vorgelegt wird. Die Oberseite läuft dabei in der Regel trocken und bleibt somit unbeschichtet. Bei der Beschichtung von Gittergeweben ist jedoch vorgesehen, dass allein durch den Auftrag von Beschichtungsmasse von unten, also durch die Auftragswalze2 , die Beschichtungsmasse durch die Warenbahn1 durchdringt bzw. -penetriert und somit ein Abstreichen derselben durch das obere Rakel5 bzw. seine Rakelkante5.1 erfolgt. Die Beschichtungsmasse wird in dem Fall primär durch die Auftragswalze2 in Kombination mit der vorgenannten Penetration auch auf der Oberseite1.2 der Warenbahn1 vorgelegt, wobei die durch das obere Rakel5 abgerakelte, überschüssige Beschichtungsmasse durch eine nicht weiter dargestellte Einrichtung abgesaugt und dem Beschichtungsprozess wieder zugeführt werden kann. - Die Darstellung gemäß
11 zeigt eine Variation verschiedener Bewegungsrichtungen8 , wobei zur Gewährleistung einer einfachen Trocknung bei jeder Bewegungsrichtung8 ein im Wesentlichen horizontal angeordneter Austritt der Warenbahn1 aus der Beschichtungsanlage vorgesehen ist. Somit kann die beschichtete Warenbahn der Austrittsrichtung entsprechend getrocknet werden. Die Austrittsrichtung kann dabei den äußeren Umständen entsprechend auch von der Waagerechten abweichend einen Neigungswinkel α von bis zu 30° einschließen, so dass gegebenenfalls durch die Trocknungsstrecke ein zweites Höhenniveau den Beschichtungsprozess betreffend erreicht wird. - Bei der doppelseitigen Luftrakelbeschichtung beider Masse- bzw. Warenbahnseiten wie in
1a dargestellt wird die zu beschichtende Masse in den Beschichtungsmassenvorlagebehälter bzw. -vorratsbehälter gefüllt und über das Dosierrakel6 auf die Auftragswalze2 dosiert. Die Dosierung erfolgt über eine Spalteinstellung zwischen dem Dosierrakel6 und der Auftragswalze2 . Je nach Drehrichtung der Auftragswalze2 (gegen- oder gleichlaufend zur Warenbahn1 ) wird das Dosierrakel6 wie in1a bzw.1b dargestellt vor oder nach der Auftragswalze2 eingesetzt. Je nach Beschaffenheit der zu beschichtenden Massen kann anstelle des Dosierrakels6 auch eine Dosierwalze6 wie in2a und2b dargestellt zum Einsatz kommen. Die Dosierwalze6 kann feststehend oder durch einen Antrieb im Gleich- bzw. Gegenlauf angetrieben werden. Für Beschichtungen von heißschmelzenden Massen (hot-melt-Beschichtungen) können das Dosierrakel bzw. die Dosierwalzen6 sowie die Auftragswalze2 beheizt werden. Des Weiteren kann die zu beschichtende Masse auch über die Tauchwanne6.2 wie in3a und3b gezeigt auf die Auftragswalze2 aufgebracht werden. Die Dosierung erfolgt sodann über das Dosierrakel bzw. die Dosierwalze6 wie bereits oben beschrieben. Die so auf die Auftragswalze2 dosierte Masse wird über den Kontakt der Warenbahn1 mit der Auftragswalze2 übertragen. Die Intensität der Penetration der Beschichtungsmasse in die Warenbahn1 kann mit Hilfe der einstellbaren Umschlingung der Auftragswalze2 oder der Zugspannung der Warenbahn1 eingestellt werden. Die so im Überschuss auf die Warenbahnunterseite1.1 dosierte Beschichtungsmasse wird am folgenden unteren Rakel4 bzw. Rakelmesser oder der Rakelkante4.1 abgestrichen bzw. abgerakelt und auf die gewünschte Auftragsmenge reduziert. Die abgerakelte Beschichtungsmasse fließt wieder in den Beschichtungsmassenvorlagebehälter bzw. Beschichtungsmassenvorratsbehälter zurück bzw. wird in einem separaten Auffangbehälter4.2 aufgefangen. Die Oberseite1.2 der Wa renbahn1 kann mit dem oberen Rakel5 bzw. Rakelmesser oder seiner Rakelkante5.1 im konventionellen Luftrakelverfahren beschichtet werden, wobei das obere Rakelmesser5 wie in1a und1b gezeigt zwischen der Auftragswalze2 und dem unteren Rakelmesser4 oder wie in5a gezeigt hinter dem unteren Rakelmesser4 angeordnet ist. Zudem kann die Oberseite1.2 der Warenbahn1 auch mit dem oberen Rakelmesser5 im Zylinderrakelverfahren wie in6 dargestellt beschichtet werden. Die Beschichtungsmasse wird vor dem oberen Rakelmesser5 über die zusätzliche Beschichtungseinheit7 zugeführt bzw. vorgelegt. Bei offenen Warenbahnen1 wie beispielsweise Gittergewebe ist eine Zuführung der Beschichtungsmasse nur durch die Auftragswalze2 von unten ausreichend, d. h. die Beschichtungsmasse penetriert durch die Warenbahn1 und wird am oberen und unteren Rakelmesser5 ,4 entsprechend abgerakelt. - Bei der einseitigen Luftrakelbeschichtung der Warenbahn
1 und der Seite1.1 wie in7a gezeigt wird die zu beschichtende Substanz in den Beschichtungsmassenvorlagebehälter gefüllt und über das Dosierrakel6 auf die Auftragswalze2 dosiert. Die Dosierung erfolgt über eine Spalteinstellung zwischen dem Dosierrakel6 und der Auftragswalze2 . Je nach Drehrichtung der Auftragswalze2 (gegen- oder gleichlaufend zur Warenbahn1 ) wird das Dosierrakel6 wie in7a oder7b gezeigt vor oder nach der Auftragswalze2 eingesetzt. Je nach Beschaffenheit der zu beschichtenden Auftragsmasse kann anstelle des Dosierrakels6 auch eine Dosierwalze6 wie in8a und8b gezeigt zum Einsatz kommen. Die Dosierwalze6 kann feststehend oder durch einen Antrieb im Gleich- bzw. Gegenlauf angetrieben werden. Für Beschichtungen von heißschmelzenden Massen (hot-melt-Beschichtungen) können die Dosierrakel bzw. -walzen6 sowie die Auftragswalze2 beheizt werden. Des Weiteren kann die zu beschichtende Beschichtungsmasse auch über die Tauchwanne6.2 wie in9a bis10 gezeigt auf die Auftragswalze2 aufgebracht werden. Die Dosierung erfolgt dann über das Dosierrakel oder die Dosierwalze6 wie bereits oben beschrieben. Die so auf die Auftragswalze2 dosierte Masse wird über den Kontakt der Warenbahn1 mit der Auftragswalze2 übertragen. Die Intensität der Penetration der Beschichtungsmasse in die Warenbahn1 kann mit Hilfe der einstellbaren Umschlingung der Auftragswalze2 oder der Zugspannung der Warenbahn1 eingestellt werden. Die so im Überschuss auf die Warenbahnunterseite1.1 dosierte Beschichtungsmasse wird am folgenden unteren Rakelmesser4 abgerakelt bzw. abgestrichen und auf die gewünschte Auftragsmenge bzw. -höhe reduziert. Die abgerakelte Beschichtungsmasse fließt wieder in den Beschichtungsmassenvorlagebehälter6.2 zurück bzw. wird in einem separaten Behälter4.2 aufgefangen. Die Oberseite1.2 der Warenbahn1 kann unbeschichtet bleiben. Für die Führung der Warenbahn1 bzw. zum Aufbringen einer definierten Warenbahnspannung am unteren Rakelmesser4 kann von oben die zusätzliche Umlenkrolle bzw. Leitwalze3 gemäß7a bis10b eingesetzt werden. Denkbar wäre auch die Verwendung des oberen Rakelmessers5 wie in5b beschrieben, wobei vor dem oberen Rakelmesser5 keine Masse bevorratet bzw. vorgelegt wird und die Warenbahnoberseite1.2 somit unbeschichtet bleibt. -
- 1
- Substrat, Warenbahn
- 1.1
- Unterseite
- 1.2
- Oberseite
- 2
- Auftragswalze, Bahnführung, Beschichtungseinheit
- 2.1
- Drehachse
- 3
- Umlenkrolle, Leitwalze
- 3.1
- Drehachse
- 4
- unteres Rakel, Rakelmesser
- 4.1
- Rakelkante
- 4.2
- Auffangbehälter
- 4.3
- Ablaufkante
- 5
- oberes Rakel, Zylinderrakel, Rakelmesser
- 5.1
- Rakelkante
- 6
- Dosiereinheit, Dosierrakel, Dosierwalze
- 6.1
- Dosierkante
- 6.2
- Vorrats-, Vorlagebehälter, Behälter, Tauchwanne
- 6.3
- Einstellelement
- 6.4
- Drehachse
- 7
- zweite Beschichtungseinheit
- 7.2
- Vorratsbehälter, zweiter Vorlagebehälter
- 7.3
- Einstellelement
- 8
- Bewegungsrichtung
- d
- Abstand
- μ
- Umschlingungswinkel
- α
- Neigungswinkel
Claims (28)
- Vorrichtung zum Beschichten eines im Wesentlichen in horizontaler Bewegungsrichtung (
8 ) über eine Bahnführung geführten, bahnförmigen Substrats (1 ) mit einer fließfähigen Beschichtungsmasse, wobei das Substrat (1 ) eine nach oben ausgerichtete Oberseite (1.2 ) und eine nach unten ausgerichtete Unterseite (1.1 ) und die Bahnführung zumindest eine Auftragswalze (2 ) aufweist, die gegen die Unterseite (1.1 ) des Substrats (1 ) zum Auftragen der Beschichtungsmasse anlegbar ist, wobei in Laufrichtung des Substrats (1 ) nach der Auftragswalze (2 ) ein unterhalb des Substrats (1 ) angeordnetes unteres Rakel (4 ) vorgesehen ist, das zum Abstreichen von Beschichtungsmasse gegen die Unterseite (1.1 ) des Substrats (1 ) anlegbar ist und wobei eine Dosiereinheit (6 ) zum Auftragen der Beschichtungsmasse auf die Auftragswalze (2 ) vorgesehen ist und die Dosiereinheit (6 ) mindestens einen Vorrats- oder Vorlagebehälter (6.2 ) für die Beschichtungsmasse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrats- oder Vorlagebehälter (6.2 ) der Dosiereinheit (6 ) zwei als einstellbare Seitenwand ausgebildete Einstellelemente (6.3 ) aufweist, die die Breite des Beschichtungsmasseauftrags auf der Auftragswalze (2 ) begrenzen. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Substrats (
1 ) mindestens ein oberes Rakel (5 ) vorgesehen ist, das gegen die Oberseite (1.2 ) des Substrats (1 ) anlegbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das untere und/oder das obere Rakel (
4 ,5 ) als Luftrakel ausgebildet ist und jeweils eine Rakelkante (4.1 ,5.1 ) aufweist, wobei die Rakelkante als Ablenkkante für das Substrat (1 ) einsetzbar ist und das Substrat (1 ) mit Bezug zur Laufrichtung an der Rakelkante (4.1 ,5.1 ) ablenkbar ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das obere Rakel (
5 ) als Zylinderrakel ausgebildet ist und im Bereich der Auftragswalze (2 ) mit einem Abstand d zum Substrat (1 ) positionierbar ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Laufrichtung des Substrats (
1 ) nach der Auftragswalze (2 ) und vor dem unteren Rakel (4 ) eine Umlenkrolle (3 ) vorgesehen ist, die gegen die Oberseite (1.2 ) des Substrats anlegbar ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Laufrichtung des Substrats (
1 ) das untere Rakel (4 ) vor oder nach dem oberen Rakel (5 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (
6 ) zum Auftragen auf die Auftragswalze (2 ) als Dosierrakel oder als Dosierwalze ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem unteren Rakel (
4 ) ein Auffangbehälter (4.2 ) zugeordnet ist, von dem die vom unteren Rakel (4 ) abgerakelte Beschichtungsmasse aufnehmbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Rakel (
4 ) eine Ablaufkante (4.3 ) aufweist, die oberhalb des Auffangbehälters (4.2 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (
6.2 ) und der Auffangbehälter (4.2 ) einen gemeinsamen Behälter (6.2 ) bilden oder in Durchflussverbindung stehen. - Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (
6.2 ) oder der gemeinsame Behälter (6.2 ) als Tauchwanne für die Auftragswalze (2 ) ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (
6 ) zum Auftragen auf die Auftragswalze (2 ) in Laufrichtung des Substrats (1 ) vor oder nach der Auftragswalze (2 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Beschichtungseinheit (
7 ) oberhalb des Substrats (1 ) zum Aufbringen von Beschichtungsmasse auf die Oberseite (1.2 ) des Substrats (1 ) vorgesehen ist und in Laufrichtung des Substrats (1 ) nach der Beschichtungseinheit (7 ) das obere Rakel (5 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragswalze (
2 ) mit Bezug zur Laufrichtung des Substrats (1 ) gleichsinnig oder gegensinnig bewegbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichsinnigem Antrieb im Berührpunkt von der Auftragswalze (
2 ) und dem Substrat (1 ) eine Relativgeschwindigkeit zwischen der Auftragswalze (2 ) und dem Substrat (1 ) einstellbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungseinheit (
7 ) einen Vorrats- oder Vorlagebehälter (7.2 ) aufweist, der zwei als einstellbare Seitenwand ausgebildete Einstellelemente (7.3 ) aufweist, die die Breite des Beschichtungsmasseauftrags auf dem Substrat (1 ) begrenzen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragswalze (
2 ), die Dosiereinheit (6 ), die Beschichtungseinheit (7 ), das untere Rakel (4 ) und/oder das obere Rakel (5 ) zum Auftragen von heißschmelzenden Beschichtungsmassen beheizbar ausgebildet sind. - Verfahren zum Beschichten eines bahnförmigen Substrats, wobei a) das Substrat (
1 ) mit Hilfe einer Bahnführung geführt und mit einer fließfähigen Beschichtungsmasse beschichtet wird, b) das Substrat (1 ) während zumindest eines Teils des Beschichtungsprozesses mit der Oberseite (1.2 ) nach oben und mit der Unterseite (1.1 ) nach unten ausgerichtet wird, c) das Substrat (1 ) mit der Unterseite (1.1 ) über eine Auftragswalze (2 ) geführt wird, d) der Auftrag der Beschichtungsmasse auf die Auftragswalze (2 ) durch die Verwendung einer mindestens einen Vorrats- oder Vorlagebehälter (6.2 ) für die Beschichtungsmasse aufweisenden Dosiereinheit (6 ) erfolgt, die als Dosierrakel (6 ) oder als Dosierwalze (6 ) ausgebildet ist und die Beschichtungsmasse durch einen zwischen dem Dosierrakel (6 ) oder der Dosierwalze (6 ) und der Oberfläche der Auftragswalze (2 ) gebildeten Spalt auf die Auftragswalze (2 ) abgegeben wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: e) die Breite des von der Dosiereinheit (6 ) aufgetragenen Beschichtungsmasseauftrags wird eingestellt, f) nach dem Auftragen der Beschichtungsmasse auf die Unterseite (1.1 ) des Substrats (1 ) wird dieses gegen das untere Rakel (4 ) zur Anlage gebracht und durch das untere Rakel (4 ) abgerakelt. - Verfahren nach Anspruch 18 unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
- Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (
1.2 ) des Substrats (1 ) gleichzeitig mit der Unterseite (1.1 ) des Substrats (1 ) beschichtet wird. - Verfahren nach nach einem der Ansprüche 18 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Auftragen von Beschichtungsmasse auf die Unterseite (
1.1 ) auch die durch das Substrat (1 ) penetrierte Beschichtungsmasse auf der Oberseite (1.2 ) abgerakelt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Beschichtung der Unterseite (
1.1 ) und/oder der Oberseite (1.2 ) des Substrats (1 ) die Beschichtung getrocknet wird, während das Substrat (1 ) derart geführt ist, dass eine durch das Substrat (1 ) aufgespannte Ebene mit der Horizontalen einen Winkel von maximal 30° einschließt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (
1.2 ) und die Unterseite (1.1 ) des Substrats (1 ) mit unterschiedlichen Beschichtungsmassen beschichtet werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die vom unteren Rakel (
4 ) abgerakelte Beschichtungsmasse und die auf die Auftragswalze (2 ) aufzutragende Beschichtungsmasse in einen gemeinsamen Behälter (6.2 ) gefördert werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass a) durch eine oberhalb des Substrats (
1 ) angeordnete weitere Beschichtungseinheit (7 ) Beschichtungsmasse auf die Oberseite (1.2 ) des Substrats (1 ) aufgetragenen wird, b) die Breite des Beschichtungsmasseauftrags eingestellt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragswalze (
2 ) mit Bezug zur Laufrichtung des Substrats (1 ) gleichsinnig oder gegensinnig bewegt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragswalze (
2 ) und das Substrat (1 ) bei gleichsinnigem Antrieb mit Bezug zum Berührpunkt mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt werden. - Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (
1 ) in seiner Laufrichtung durch das untere Rakel (4 ) abgelenkt wird.
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2004
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