DE102004056271A1

DE102004056271A1 - Arrangement and method for curtain coating of moving substrates

Info

Publication number: DE102004056271A1
Application number: DE102004056271A
Authority: DE
Inventors: Frank Reinhard; Harald Horbach
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-05-24
Also published as: ES2304735T3; EP1817116A1; WO2006056386A1; ATE396789T1; DE502005004310D1; EP1817116B1

Abstract

Curtain coating is frequently used for coating photographic films, adhesive tapes, or paper webs. In said process, a free-falling liquid coating curtain (116) hits a surface (111) of a moving substrate (110) such that a film (120) is formed on the surface (111). The coating quality of said film (120) depends on numerous disruptive factors, especially the influence of air boundary layers that are moved along with the substrate surface (111) as well as the influence of heeling near the line of impact (118) of the liquid coating curtain (116) on the substrate surface (111). Disclosed is a curtain coater (410) comprising a curtain generator (412), a substrate conveying device (112), and a vacuum apparatus (418) for locally influencing a gas boundary layer above the substrate surface (111). The vacuum apparatus (418) is disposed so as to be movable relative to the line of impact (118) of the liquid coating curtain (116) on the substrate surface (111). Compared to previously known devices, the inventive arrangement has the particular advantage of optimizing the coating quality of the produced films (120) regarding both heeling and the influence of an air boundary layer on the substrate surface (111).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zur Vorhangbeschichtung (englisch: Curtain Coating) zum Auftragen dünner Filme auf bewegte Substrate. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Vorhangbeschichter mit einer Unterdruckvorrichtung, welche relativ zu einer Auftrefflinie eines flüssigen Beschichtungsvorhangs auf einer Substratoberfläche bewegbar angeordnet ist. Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise eingesetzt bei der Beschichtung von Papier, Klebebändern oder auch bei der Beschichtung von photographischen Filmen.The The present invention relates to an arrangement and a method for curtain coating (English: curtain coating) for application thinner Movies on moving substrates. In particular, the present invention relates Invention on a curtain coater with a vacuum device, which relative to a line of impact of a liquid coating curtain movable on a substrate surface is arranged. Such devices are used, for example when coating paper, adhesive tapes or even when coating of photographic films.

In der fotografischen Industrie wie auch zur Herstellung von beschichteten Papierbahnen oder Klebebändern wird bereits seit längerem ein Verfahren eingesetzt, bei dem ein beispielsweise bahnförmiges Trägermaterial (z. B. Papierbahnen oder Kunststofffolie) sich kontinuierlich durch einen Beschichtungsbereich bewegt, wo es von einem frei fallenden Flüssigkeitsvorhang ganz oder teilweise in einer oder mehreren Lagen beschichtet wird. Dieses Verfahren wird allgemein als Vorhangbeschichtung oder auch Curtain Coating bezeichnet. Im Sprachgebrauch wird dabei bisweilen noch zwischen dem eigentlichen, einschichtigen Vorhangbeschichten und einer Kaskadenbeschichtung, bei der mehrere Schichten gleichzeitig auf das Trägermaterial aufgebracht werden, unterschieden. Diese Unterscheidung ist in der folgenden Beschreibung jedoch von untergeordneter Relevanz, so dass beide Verfahren gleicher Weise als Vorhangbeschichtung bezeichnet werden sollen und gleichermaßen durch die Erfindung betroffen sind.In the photographic industry as well as for the production of coated ones Paper webs or adhesive tapes has been around for some time a method used in which an example web-shaped substrate (eg paper webs or plastic film) continuously through moves a coating area where it falls from a free-falling liquid curtain wholly or partially coated in one or more layers. This process is commonly called curtain coating or else Curtain coating called. In the language use is sometimes still between the actual, single-layered curtain coating and a cascade coating, where multiple layers simultaneously on the carrier material be applied, distinguished. This distinction is in the following description but of minor relevance, so that both methods are referred to the same way as curtain coating should and equally affected by the invention.

Bei der Vorhangbeschichtung wird zunächst eine entsprechende Beschichtungsflüssigkeit, beispielsweise ein Lösungsmittel oder auch eine Dispersion oder Lösung, einem entsprechenden Beschichtungskopf zugeführt. Mittels eines entsprechend gestalteten Gießspaltes, einer Gießlippe oder einer Kaskade wird die Beschichtungsflüssigkeit zu einem frei fallenden Vorhang geformt, welcher auf ein sich quer zur Fallrichtung des Vorhangs bewegendes Substrat auftrifft. Typische Geschwindigkeiten für die Bewegung des Substrates liegen beispielsweise bei der Papierbeschichtung im Bereich von einigen 100 m/min.at The curtain coating is first a appropriate coating liquid, for example, a solvent or also a dispersion or solution, fed to a corresponding coating head. By means of a corresponding designed casting gap, a pouring lip or a cascade, the coating liquid becomes a free-falling Curtain shaped, which on a transversely to the direction of fall of the Curtain moving substrate impinges. Typical speeds for the movement of the substrate are, for example, in the paper coating in the range of some 100 m / min.

Insbesondere bei einer Beschichtung mit großen Substratgeschwindigkeiten ergeben sich eine Vielzahl von Problemen. Diese Probleme hängen insbesondere damit zusammen, dass ein frei fallender Flüssigkeitsvorhang unmittelbar und empfindlich auf kleinste Störungen, wie beispielsweise Luftbewegungen, reagiert. So bildet sich, insbesondere bei schnell bewegten Substratoberflächen, an der Oberfläche eine Grenzschicht, innerhalb derer sich Luft mit der schnell bewegten Oberfläche mitbewegt. Diese Luftgrenzschicht beeinflusst den vom Vorhangbeschichter erzeugten Beschichtungsvorhang an einer Auftrefflinie des Beschichtungsvorhangs auf die Substratoberfläche. Wird die Dynamik dieser Luftgrenzschicht zu groß, so legt sich ein Luftpolster zwischen die Substratoberfläche und den Flüssigkeitsfilm. Dieses Luftpolster führt zu Störungen in der Beschichtungsqualität, insbesondere zu einer Blasenbildung oder anderen Inhomogenitäten.Especially in a coating with large Substrate speeds give rise to a variety of problems. These problems are hanging in particular, that together that a free-falling liquid curtain immediate and sensitive to the smallest disturbances, such as Air movements, reacts. This forms, especially in fast-moving Substrate surfaces, on the surface one Boundary layer within which air moves with the fast surface moved. This air boundary layer affects that of the curtain coater produced coating curtain at a line of incidence of the coating curtain on the substrate surface. If the dynamics of this air boundary layer is too large, so sets an air cushion between the substrate surface and the liquid film. This air cushion leads to disturbances in the coating quality, in particular to blistering or other inhomogeneities.

Aus dem Stand der Technik sind mehrere Verfahren bekannt, den Einfluss dieser Luftgrenzschicht zu unterbinden oder zu verringern und so die Beschichtungsqualität beim Vorhangbeschichten zu verbessern. So ist beispielsweise aus der EP 0 440 279 A1 ein Vorhangbeschichter für die Beschichtung photographischer Elemente bekannt, bei welchem in Substratbewegungsrichtung vor der Auftrefflinie des flüssigen Beschichtungsvorhangs auf die Substratoberfläche ein „Luftschild" (englisch: Air Shield) und eine Bürstenkonstruktion angeordnet sind. Beide Elemente sollen dazu beitragen, ein Ablösen der Luftgrenzschicht von der Substratoberfläche unmittelbar vor dem Auftreffen des flüssigen Beschichtungsvorhangs zu bewirken. Die dargestellte Konstruktion hat jedoch den Nachteil, dass durch den Luftschild und die Bürstenkonstruktion Luftverwirbelungen an der Substratoberfläche unmittelbar vor der Auftrefflinie des flüssigen Beschichtungsvorhangs entstehen, wodurch zusätzliche Inhomogenitäten in dem beschichteten Film induziert werden können. Weiterhin können Bürsten selbst zu Verunreinigungen auf der Substratoberfläche beitragen, da sich in Bürsten leicht Verunreinigungen ansammeln können, welche sich dann z. T. wieder von der Bürste lösen und zwischen Substrat und Film gelangen können.Several methods are known from the prior art to prevent or reduce the influence of this air boundary layer and thus to improve the coating quality during curtain coating. For example, from the EP 0 440 279 A1 a curtain coater for the coating of photographic elements is known in which an "air shield" and a brush construction are arranged in the direction of substrate movement in front of the line of impact of the liquid coating curtain on the substrate surface, both of which are intended to help detach the air boundary layer from the surface However, the illustrated construction has the disadvantage that the air shield and the brush construction create air turbulence on the substrate surface immediately before the liquid coating curtain impingement line, whereby additional inhomogeneities in the coated film can be induced. Furthermore, brushes themselves can contribute to impurities on the substrate surface, since it is easy for contaminants to collect in brushes, which then in some cases escape from the substrate Release the brush and get between the substrate and the film.

Aus der EP 0 489 978 A1 ist ein „Luftschild" bekannt, welches zusätzlich Mittel aufweist, um den Luftdruck zwischen dem Luftschild und der Substratoberfläche zu verringern. Dadurch wird die Luftgrenzschicht von der Substratoberfläche entfernt. Auch aus der EO 0 0704 752 A1 , der EP 0 906 789 B1 und der US 4,842,900 sind entsprechende Vorrichtungen bekannt, bei denen die Luftgrenzschicht auf der Substratoberfläche unmittelbar vor Auftreffen des Beschichtungsvorhangs durch entsprechende Absaugung beeinflusst werden kann. From the EP 0 489 978 A1 is an "air shield" is known, which additionally comprises means to reduce the air pressure between the air shield and the substrate surface, thereby removing the air boundary layer from the substrate surface EO 0 0704 752 A1 , of the EP 0 906 789 B1 and the US 4,842,900 corresponding devices are known in which the air boundary layer can be influenced on the substrate surface immediately before impact of the coating curtain by appropriate suction.

Die EP 0 704 752 A1 weist zu diesem Zweck eine mit einem Vorhangerzeuger fest verbundene Absaugvorrichtung mit einer Kante auf, welche die Luftgrenzschicht mittels einer Vakuumpumpe unmittelbar vor dem Auftreffen des Beschichtungsvorhangs von der Substratoberfläche entfernt. In der EP 0 906 789 B1 wird darüber hinaus eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei welcher die vom bewegten Träger mitgeführte Luft über zwei Schichten aus porösem Material und einer Zuführ- und einer Absaugvorrichtung derart beeinflusst wird, dass sich über der Substratoberfläche ein parabolisches Geschwindigkeitsprofil der mitgeführten Luftschicht ausbildet.The EP 0 704 752 A1 for this purpose comprises a suction device fixedly connected to a curtain generator and having an edge which removes the air boundary layer by means of a vacuum pump immediately before the impact of the coating curtain from the substrate surface. In the EP 0 906 789 B1 In addition, a device is proposed in which the moving Trä from ger entrained air over two layers of porous material and a feeding and a suction device is influenced such that forms over the substrate surface, a parabolic velocity profile of the entrained air layer.

Die US 4,842,900 weist darüber hinaus eine mit einem Vorhangerzeuger fest verbundene Vorrichtung auf, welche unmittelbar vor der Auftrefflinie des Beschichtungsvorhangs auf die Substratoberfläche die Luftgrenzschicht auf der Substratoberfläche austauscht gegen ein Gas, welches im Vergleich zu Luft eine höhere Löslichkeit in der Beschichtungsflüssigkeit aufweist.The US 4,842,900 further comprises a fixedly connected to a curtain generator device which immediately before the impact line of the coating curtain on the substrate surface exchanges the air boundary layer on the substrate surface against a gas having a higher solubility in the coating liquid compared to air.

Die im Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen weisen mehrere für die Beschichtungsqualität erhebliche Nachteile auf. Diese Nachteile sind insbesondere darin begründet, dass die mitgeführte Luftgrenzschicht nur eine von zahlreichen Ursachen für Minderungen der Beschichtungsqualität darstellt. Ein weiteres Problem, welches beim Vorhangbeschichten häufig auftritt und die Schichtqualität negativ beeinflusst, ist die sogenannte „Fersenbildung" (englisch: Heeling). Dieses Problem, welches beispielsweise in 1 dargestellt ist, besteht darin, dass zwar einerseits ein Flüssigkeitsfilm von der Substratoberfläche in Bewegungsrichtung mitgenommen wird, sich jedoch entlang der Auftrefflinie des flüssigen Beschichtungsvorhangs auch eine „Ferse" der Beschichtungsflüssigkeit in entgegengesetzter Richtung, also entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung, ausbildet.The devices described in the prior art have several significant disadvantages for the coating quality. These disadvantages are in particular due to the fact that the entrained air boundary layer is only one of numerous causes for reductions in coating quality. Another problem which frequently occurs during curtain coating and adversely affects the coating quality is the so-called "heeling" 1 is shown, that on the one hand a liquid film is taken from the substrate surface in the direction of movement, but along the line of incidence of the liquid coating curtain also a "heel" of the coating liquid in the opposite direction, ie opposite to the direction of movement, formed.

Die Stärke dieser Ferse oder Flüssigkeitswulst entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung ist von zahlreichen Faktoren, wie beispielsweise der Fallgeschwindigkeit des Flüssigkeitsvorhangs in der Auftrefflinie, der Oberflächenspannung der Flüssigkeit oder der Bewegungsrichtung des zu beschichtenden Substrats in der Auftrefflinie des flüssigen Beschichtungsvorhangs abhängig. Die Bildung dieser flüssigen Wulst bzw. Ferse, welche insbesondere auch entlang der Auftrefflinie in ihrer Stärke schwanken kann, beeinflusst die Beschichtungsqualität der Vorhangbeschichtung erheblich. Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, welche oben beschrieben wurden und überwiegend dazu dienen, die Luftgrenzschicht auf der Substratoberfläche zu beeinflussen bzw. zu verringern, berücksichtigen dieses Phänomen der Fersenbildung nicht. Es kann jedoch ein Zusammenhang zwischen dem Einfluss der Luftgrenzschicht und dem Einfluss der Fersenbildung auf die Beschichtungsqualität bestehen, so dass eine getrennte Lösung beider Probleme mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist, welche sich wiederum negativ auf die Beschichtungsqualität auswirken.The Strength this heel or liquid ripple opposite to the direction of motion is due to numerous factors such as the fall rate of the liquid curtain in the impact line, the surface tension the liquid or the direction of movement of the substrate to be coated in the Impact line of the liquid Coating curtain dependent. The formation of this liquid Bead or heel, which in particular along the impact line in their strength can vary, affects the coating quality of the curtain coating considerably. The known from the prior art, which have been described above and predominantly serve to influence the air boundary layer on the substrate surface or to take account of this phenomenon the heel formation is not. However, there may be a link between the influence of the air boundary layer and the influence of heel formation on the coating quality so that a separate solution of both problems with considerable difficulty connected, which in turn have a negative effect on the coating quality.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung und ein Verfahren zur Vorhangbeschichtung bewegter Substrate anzugeben, welche die genannten Probleme des Standes der Technik vermeiden. Insbesondere soll dabei die Möglichkeit gegeben sein, sowohl das Problem der Luftgrenzschichtbildung als auch das Problem der Fersenbildung gemeinsam zu minimieren und dadurch die Beschichtungsqualität zu optimieren.It is therefore an object of the present invention, an arrangement and to provide a process for curtain coating of moving substrates, which avoid the mentioned problems of the prior art. In particular, it should be possible be given, both the problem of air boundary layer formation as also to minimize the problem of heel formation together and thereby the coating quality to optimize.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.These The object is achieved by the invention with the features of the independent claim solved. Advantageous developments of the invention are illustrated in the dependent claims.

Es wird ein Vorhangbeschichter zur Beschichtung einer Substratoberfläche eines bewegten Substrates mittels eines flüssigen Beschichtungsvorhangs vorgeschlagen. Der Vorhangbeschichter weist einen Vorhangerzeuger zur Erzeugung des flüssigen Beschichtungsvorhangs auf. Wie oben beschrieben, kann es sich bei diesem Vorhangerzeuger beispielsweise um einen einschichtigen Vorhangerzeuger oder auch um einen mehrschichtigen Vorhangerzeuger, beispielsweise mittels einer Kaskadenbeschichtung, handeln. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich und beeinflussen den Kern der Erfindung nicht.It is a curtain coater for coating a substrate surface of a moving substrate by means of a liquid coating curtain proposed. The curtain coater has a curtain generator for producing the liquid coating curtain on. As described above, this curtain generator can for example, a single-layer curtain or generator around a multi-layered curtain generator, for example by means of a cascade coating, act. Other configurations are possible and do not affect the gist of the invention.

Auch bezüglich eines flüssigen Materials besteht eine große Flexibilität. So lassen sich beispielsweise Dispersionen oder auch verschiedene Lösungen oder andere Flüssigkeiten für die Vorhangbeschichtung einsetzen. Weiterhin lassen sich auch Vorhangbeschichter einsetzen, welche mehrere Vorhangerzeuger aufweisen, welche beispielsweise in Serie geschaltet sind.Also in terms of a liquid Material is a big one Flexibility. Thus, for example, dispersions or different solutions or other liquids for the Insert curtain coating. Furthermore, curtain coaters can also be used use, which have a plurality of curtain producers, which for example are connected in series.

Bei den Substraten kann es sich beispielsweise um flexible Substrate, wie z.B. bewegte Folienbahnen, oder auch um starre Substrate handeln. Auch die Beschichtung mehrerer Substrate gleichzeitig ist denkbar. Weiterhin können sowohl Substrate relativ geringer Größe, beispielsweise rechteckige Platten, oder auch „große" Substrate, beispielsweise „Endlossubstrate" (z. B. Folienbahnen) verwendet werden. Der flüssige Beschichtungsvorhang soll entlang einer Auftrefflinie auf die Substratoberfläche des bewegten Substrates auftreffen.at the substrates may be, for example, flexible substrates, such as. moving film webs, or even act on rigid substrates. Also the coating of several substrates at the same time is conceivable. Farther can both substrates of relatively small size, for example rectangular plates, or also "large" substrates, for example "endless substrates" (eg film webs) be used. The liquid coating curtain should move along a hitting line on the substrate surface of the Impact substrate.

Weiterhin weist der Vorhangbeschichter eine Substratfördervorrichtung auf, welche das Substrat relativ zu dem Vorhangerzeuger bzw. relativ zur Auftrefflinie in Bewegung setzen kann. Die Substratfördervorrichtung selbst ist dabei jedoch vorteilhafter Weise während des Beschichtungsvorgangs raumfest zu dem Vorhangerzeuger bzw. zu der Auftrefflinie angeordnet. Bei der Substratfördervorrichtung kann es sich beispielsweise um ein Förderband, ein Rollensystem oder um andere Systeme handeln, welche insbesondere in vorteilhafter Weise auf die Art des Substrats angepasst sein können.Furthermore, the curtain coater has a substrate conveying device, which can set the substrate in motion relative to the curtain generator or relative to the impact line. However, the substrate conveying device itself is advantageously arranged in a fixed space during the coating process to the curtain generator or to the impingement line. In the substrate conveying device can it may, for example, be a conveyor belt, a roller system or other systems, which in particular may advantageously be adapted to the type of substrate.

Weiterhin weist der Vorhangbeschichter zur Beschichtung der Substratoberfläche eine Unterdruckvorrichtung zur lokalen Beeinflussung einer Gasgrenzschicht über der Substratoberfläche auf. Diese Beeinflussung soll innerhalb eines Einflussbereiches (wobei es sich sinngemäß auch um mehrere zusammenhängende oder separierte Einflussbereiche handeln kann) erfolgen. Dabei ist die Unterdruckvorrichtung in Bewegungsrichtung des Substrates vor der Auftrefflinie des flüssigen Beschichtungsvorhangs angeordnet. Bei der Unterdruckvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine der erwähnten Vorrichtungen im Stand der Technik handeln, wobei sinngemäß nicht nur ein Anlegen eines einfachen Unterdrucks erfolgen kann, sondern beispielsweise auch ein gezieltes Austauschen von Luft gegen ein anderes gasförmiges Medium oder eine gezielte Einstellung eines Strömungsprofils eines gasförmigen Mediums über der Substratoberfläche. Grundsätzlich lassen sich alle der oben beschriebenen Vorrichtungen einsetzen.Farther For example, the curtain coater has one for coating the substrate surface Vacuum device for locally influencing a gas boundary layer over the substrate surface on. This influence should be within an area of influence (which, mutatis mutandis, is also about several connected ones or separate spheres of influence can take place). It is the vacuum device in the direction of movement of the substrate before the impingement line of the liquid Coating curtain arranged. In the vacuum device can it is, for example, one of the devices mentioned in the state Technique act, meaning that not only a creation of a simple negative pressure can be done, but also for example a targeted exchange of air for another gaseous medium or a targeted adjustment of a flow profile of a gaseous medium over the Substrate surface. Basically leave all of the devices described above are used.

Die Unterdruckvorrichtung ist relativ zur Auftrefflinie des flüssigen Beschichtungsvorhangs auf der Substratoberfläche bewegbar angeordnet. Diese bewegbare Anordnung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Unterdruckvorrichtung mittels einer Haltevorrichtung ortsfest zur Substratfördervorrichtung gehaltert ist, wobei die Halterung in mindestens zwei verschiedenen Positionen erfolgen kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Haltevorrichtung mindestens eine Führungsnut aufweist, entlang welcher die Unterdruckvorrichtung bewegbar ist.The Vacuum device is relative to the impingement line of the liquid coating curtain on the substrate surface movably arranged. This movable arrangement may be, for example be done by the vacuum device by means of a holding device stationary to the substrate conveyor is held, the holder in at least two different Positions can be made. This can be done, for example, by that the holding device has at least one guide groove along which the vacuum device is movable.

Die beschriebene Anordnung weist gegenüber dem Stand der Technik den entscheidenden Vorteil auf, dass beide der oben genannten Probleme der Beschichtungsqualität gemeinsam minimiert und somit die Beschichtungsqualität optimiert werden kann. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn auch der Vorhangerzeuger derart relativ zur Substratfördervorrichtung bewegbar ist, dass die Position der Auftrefflinie des flüssigen Beschichtungsvorhangs auf die Substratoberfläche relativ zur Substratfördervorrichtung einstellbar ist. Somit lässt sich zunächst durch Einstellung der Position der Auftrefflinie des flüssigen Beschichtungsvorhangs auf der Substratoberfläche das Problem der Fersenbildung minimieren. Dabei spielt insbesondere die Geschwindigkeit des Substrats sowie die Eigenschaften der Beschichtungsflüssigkeit eine Rolle. Durch Einstellen der Auftrefflinie lässt sich für eine beliebige Kombination von Substratgeschwindigkeit, Fallgeschwindigkeit des flüssigen Beschichtungsvorhangs in der Auftrefflinie und Oberflächenspannung und Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit eine optimale Position der Auftrefflinie ermitteln, in der die Beeinflussung der Beschichtungsqualität durch die Fersenbildung minimiert ist.The described arrangement has over the prior art the decisive advantage on both of the above problems of coating quality minimized together and thus optimizes the coating quality can be. It is particularly advantageous, although the curtain generator such relative to the substrate conveying device Movable is that the position of the impact line of the liquid coating curtain on the substrate surface relative to the substrate conveyor is adjustable. Thus lets get through first Adjustment of the position of impingement of the liquid coating curtain on the substrate surface minimize the problem of heel formation. It plays in particular the speed of the substrate and the properties of the coating liquid a role. By adjusting the impact line can be for any combination substrate speed, falling speed of the liquid coating curtain in the impact line and surface tension and viscosity the coating liquid determine an optimal position of the impact line, in which the influence the coating quality minimized by the heel formation.

Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Substratoberfläche innerhalb des zur Verfügung stehenden Bereiches für die Beschichtung gekrümmt verläuft, beispielsweise wenn die Substratfördervorrichtung mindestens eine Beschichtungswalze aufweist, beispielsweise in Form eines Kreiszylinders, wobei ein flexibles Substart über diese mindestens eine Beschichtungswalze geführt wird. Dann nämlich kann durch geeignete Wahl der Position der Auftrefflinie auf die Substartoberfläche ein optimaler Winkel zwischen einer Fallgeschwindigkeit des flüssigen Beschichtungsvorhangs und einer Bewegungsgeschwindigkeit der Substratoberfläche der Auftrefflinie eingestellt werden. Dadurch lässt sich zunächst das Problem der Fersenbildung verhindern.This is particularly advantageous if the substrate surface within of the available Area for the coating is curved, for example when the substrate conveying device has at least one coating roller, for example in the form a circular cylinder, with a flexible Substart on this at least one coating roller is guided. Then you can by suitable choice of the position of the impact line on the surface of the substrate optimum angle between a falling rate of the liquid coating curtain and a moving speed of the substrate surface of Impact line be set. This can be the problem first prevent the heel formation.

Anschließend wird die Unterdruckvorrichtung in ihrer Position nachgeführt, so dass auch der zweite oben genannte Störeinfluss, nämlich der Einfluss einer Gasgrenzschicht über der Substratoberfläche, minimiert werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Abstand zwischen der Unterdruckvorrichtung und der Auftrefflinie des flüssigen Beschichtungsvorhangs minimiert oder auf einen optimalen Wert eingestellt wird. Auf diese Weise lassen sich mit der beschriebenen Anordnung und einem entsprechenden erfindungsgemäßen Verfahren, welches eine erfindungsgemäße Anordnung einsetzt, im Gegensatz zu den im Stand der Technik beschriebenen Anordnungen sowohl der Einfluss einer Luftgrenzschicht als auch der Einfluss einer Fersenbildung auf die Schichtqualität optimieren.Subsequently, will tracked the vacuum device in position, so that also the second above-mentioned interference, namely the Influence of a gas boundary layer over the substrate surface, can be minimized. This can be done, for example, by that the distance between the vacuum device and the impact line of the liquid Coating curtain minimized or set to an optimal value becomes. In this way can be with the described arrangement and a corresponding method according to the invention, which is a inventive arrangement used, in contrast to those described in the prior art Arrangements both the influence of an air boundary layer as well optimize the influence of a heel formation on the layer quality.

Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die Unterdruckvorrichtung derart bewegbar angeordnet ist, dass der Abstand entlang der Substratoberfläche zwischen dem Einflussbereich der Unterdruckvorrichtung und der Auftrefflinie des flüssigen Beschichtungsvorhangs auf einen Wert im Bereich von 3 mm bis 50 mm, vor zugsweise einen Bereich von 3 bis 30 mm und besonders bevorzugt einen Bereich von 5 bis 15 mm einstellbar ist. Weist die Unterdruckvorrichtung mehrere Einflussbereiche auf, so kann dabei sinngemäß beispielsweise der Abstand zwischen einem der Auftrefflinie am nächsten gelegenen Einflussbereich der Unterdruckvorrichtung und der Auftrefflinie verstanden werden. Bei gekrümmten Substraten kann dabei unter dem „Abstand" sinngemäß eine Kurvenlänge beispielsweise entlang der gekrümmten Oberfläche des Substrats verstanden werden. Diese Optimierung der Abstände hat in der Praxis eine besonders hohe Beschichtungsqualität gezeigt.When it has proven to be particularly advantageous when the vacuum device is arranged so movable that the distance along the substrate surface between the sphere of influence of the vacuum device and the impingement line of the liquid Coating curtain to a value in the range of 3 mm to 50 mm, preferably before a range of 3 to 30 mm, and more preferably one Range is adjustable from 5 to 15 mm. Indicates the vacuum device several areas of influence, it can be analogous, for example the distance between one of the impact line nearest Influence of the vacuum device and the impingement line be understood. When curved Substrates can by the "distance" mutatis mutandis, a curve length, for example, along the curved one surface of the substrate. This optimization of distances has In practice, a particularly high coating quality shown.

Um die Fersenbildung zu minimieren und dem entsprechend die Beschichtungsqualität zu optimieren, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Position der Auftrefflinie derart einzustellen, dass der Winkel zwischen dem flüssigen Beschichtungsvorhang und der Substratoberfläche in der Auftrefflinie optimiert ist. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass der flüssige Beschichtungsvorhang in der Auftrefflinie eine Auftreffgeschwindigkeit v ⇀_C aufweist und das Substrat eine Substratgeschwindigkeit v ⇀_S. Dabei sollen die Geschwindigkeiten v ⇀_C und v ⇀_S einen spitzen Winkel γ (also γ < 90°) einschließen, dergestalt, dass das Skalarprodukt v ⇀_S·v ⇀_C = v_S·v_C·cos γ größer ist als 0. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn der Winkel γ im Bereich von 73,4° bis 85,1°, vorzugsweise im Bereich von 78,4° bis 85,1° und besonders bevorzugt im Bereich von 81,7° und 81,8° liegt. Diese Weiterbildung der Erfindung hat insbesondere den Vorteil, dass sich besonders hohe Substratgeschwindigkeiten, beispielsweise bis zu 1.200 m/min oder sogar bis zu 1.500 m/min erzielen lassen. Typische Vorrichtungen, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, erlauben lediglich Substratgeschwindigkeiten bis ca. 300 bis 400 m pro Minute. Dabei erlaubt die beschriebene Anordnung, bei welcher eine gemeinsame Optimierung der Einflüsse der Luftgrenzschichten und der Fersenbildung möglich ist, eine hervorragende Beschichtungsqualität.In order to minimize heel formation and accordingly to optimize the coating quality, it has proven to be particularly advantageous to adjust the position of the impact line such that the angle between the liquid coating curtain and the substrate surface in the impact line is optimized. This can be done, in particular, by virtue of the fact that the liquid coating curtain has an impact velocity v _C in the impact line and the substrate has a substrate velocity V _S. The velocities v ⇀ _C and v ⇀ _{S should} include an acute angle γ (ie γ <90 °), such that the scalar product v ⇀ _S v v ⇀ _C = v _S v v _C · cos γ is greater than 0. It has proven to be particularly advantageous if the angle γ in the range of 73.4 ° to 85.1 °, preferably in the range of 78.4 ° to 85.1 ° and particularly preferably in the range of 81.7 ° and 81.8 °. This development of the invention has the particular advantage that it is possible to achieve particularly high substrate speeds, for example up to 1,200 m / min or even up to 1,500 m / min. Typical devices known in the art allow only substrate speeds up to about 300 to 400 meters per minute. The described arrangement, in which a joint optimization of the influences of the air boundary layers and the heel formation is possible, allows an excellent coating quality.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die genannten Ausführungsbeispiele beschränkt. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen dabei gleiche bzw. einander in ihrer Funktion entsprechende Bauteile.in the Below, the invention with reference to the figures shown in the figures Embodiments explained in more detail. The However, the invention is not limited to the aforementioned embodiments limited. The same reference numerals designate the same or each other in their components corresponding components.

Im Einzelnen zeigt:in the Individual shows:

1 Eine Schnittdarstellung einer Beschichtung eines auf einer zylinderförmigen Beschichtungswalzen geführten flexiblen Substrats in „12-Uhr-Position"; 1 A sectional view of a coating of a guided on a cylindrical coating rollers flexible substrate in "12 o'clock position";

2 eine erfindungsgemäße Beschichtung eines Substrats gemäß 1 in einer von der „12-Uhr-Position" verschiedenen Position zur Minimierung der Fersenbildung; 2 a coating according to the invention of a substrate according to 1 in a position other than the "12 o'clock position" for minimizing heel formation;

3 eine schematische Darstellung der in einer Anordnung gemäß 3 auftretenden Abstände, Winkel und Geschwindigkeiten; 3 a schematic representation of the arrangement according to 3 occurring distances, angles and speeds;

4 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Vorhangbeschichtung; und 4 an inventive arrangement for curtain coating; and

5 einen schematischen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vorhangbeschichtung. 5 a schematic flow chart of a method according to the invention for curtain coating.

In 1 ist das Problem der Fersenbildung bei der Vorhangbeschichtung eines flexiblen Substrates mit einem flüssigen Beschichtungsvorhang exemplarisch dargestellt. Dabei wird ein flexibles Substrat 110, beispielsweise eine Kunststofffolie, mittels einer Beschichtungswalze 112 befördert. Die Beschichtungswalze 112 hat in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen eine Gestalt eines Kreiszylinders mit einem Radius R von 175 mm. Die Beschichtungswalze 112 rotiert dabei dergestalt in Drehrichtung 114, dass das Substrat 110 an seiner von der Beschichtungswalze 112 abgewandten Substratoberfläche 111 eine Geschwindigkeit von ca. 1.500 m pro Minute aufweist. Auch höhere Geschwindigkeiten sind möglich.In 1 the problem of heel formation in the curtain coating of a flexible substrate with a liquid coating curtain is exemplified. This becomes a flexible substrate 110 , For example, a plastic film, by means of a coating roller 112 promoted. The coating roller 112 has in this embodiment is substantially a shape of a circular cylinder with a radius R of 175 mm. The coating roller 112 rotates in the same direction in the direction of rotation 114 that the substrate 110 at its from the coating roller 112 remote substrate surface 111 has a speed of about 1,500 m per minute. Even higher speeds are possible.

Ein flüssiger Beschichtungsvorhang 116 trifft entlang einer Auftrefflinie 118 (welche in Folge einer endlichen Dicke des Beschichtungsvorhangs 116 ebenfalls eine endliche Dicke aufweist) senkrecht zur Zeichenebene in 1 auf die Substratoberfläche 111 auf. Die Beschichtungsflüssigkeit wird dabei derart von dem bewegten Substrat 110 mitgenommen, dass sich auf der Substratoberfläche 111 ein Film 120 bildet.A liquid coating curtain 116 meets along a hitting line 118 (which due to a finite thickness of the coating curtain 116 also has a finite thickness) perpendicular to the plane in 1 on the substrate surface 111 on. The coating liquid is thereby from the moving substrate 110 taken along that on the substrate surface 111 a film 120 forms.

Als Beschichtungsflüssigkeit für den flüssigen Beschichtungsvorhang 116 wird in diesem Ausführungsbeispiel eine handelsübliche Dispersion mit einer Viskosität von 100–3000 mPa·s, vorteilhafterweise im Bereich von ca. 400–600 mPa·s, mit einer Oberflächenspannung von ca. 25–40 mN/m eingesetzt. Der flüssige Beschichtungsvorhang 116 legt bis zum Auftreffen in der Auftrefflinie 118 eine Strecke Δs von ca. 100 mm (wobei jedoch auch andere Einstellungen möglich sind) im freien Fall zurück, so dass er in der Auftrefflinie 118 eine Fallgeschwindigkeit von ca. 1,4 m/s aufweist. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, welches dem Stand der Technik entspricht, liegt dabei die Auftrefflinie 118 senkrecht über einer Achse 122 der Beschichtungswalze 112. Diese Position wird auch als „12-Uhr-Position" bezeichnet. Wie in 1 dargestellt, bildet sich bei dieser Beschichtung in „12-Uhr-Position" eine besonders ausgeprägte Ferse 124, welche die Filmqualität des Films 120 mit hoher Wahrscheinlichkeit stören kann. Dabei zeigt sich eine starke Abhängigkeit der Beschichtungsqualität von der Substratgeschwindigkeit, wobei die Wahrscheinlichkeit, dass eine ausgeprägte Ferse 124 die Beschichtungsqualität negativ beeinflusst, mit steigender Substratgeschwindigkeit stark zunimmt.As a coating liquid for the liquid coating curtain 116 In this embodiment, a commercially available dispersion with a viscosity of 100-3000 mPa · s, advantageously in the range of about 400-600 mPa · s, with a surface tension of about 25-40 mN / m used. The liquid coating curtain 116 lays until the impact in the impact line 118 a distance Δs of about 100 mm (although other settings are possible) in free fall back so that he in the impingement 118 a fall rate of about 1.4 m / s. In the in 1 illustrated embodiment, which corresponds to the prior art, is the impact line 118 vertically above an axis 122 the coating roller 112 , This position is also referred to as "12 o'clock position." As in 1 As shown in this coating in "12 o'clock position" forms a particularly pronounced heel 124 which the film quality of the film 120 with high probability can disturb. It shows a strong dependence of the coating quality on the substrate speed, with the probability that a pronounced heel 124 the coating quality is negatively affected, increasing strongly with increasing substrate speed.

In 2 ist im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vorhangbeschichtung dargestellt, bei welcher die Beschichtung erfindungsgemäß nicht in „12-Uhr-Position" erfolgt. Dabei wird grundsätzlich eine zu 1 identische bzw. funktionsgleiche Anordnung eingesetzt. Die Position des Beschichtungsvorhangs 116 wird dabei jedoch so eingestellt, dass der Beschichtungsvorhang 116 in einer Auftrefflinie 118 auf die Substratoberfläche 111 auftrifft, wobei eine beliebige, von der Achse 122 der Beschichtungswalze 112 ausgehende senkrechte Verbindung zwischen der Achse 122 und der Auftrefflinie 118 um einen Winkel α gegenüber der Vertikalen verkippt ist. Für diesen Winkel α haben sich die Winkel in einem Bereich zwischen 4,9° und 16,6°, vorteilhafter Weise bei ca. 8,2°, als besonders vorteilhaft erwiesen für die oben angegebene Kombination von Beschichtungsflüssigkeit, Substratgeschwindigkeit und Anordnungsgeometrie.In 2 is unlike the one in 1 illustrated embodiment, a curtain coating is shown in which the coating according to the invention does not take place in the "12 o'clock position" 1 identical or functionally identical arrangement used. The position of the coating curtain 116 However, it is adjusted so that the coating curtain 116 in a landing line 118 on the substrate surface 111 impinges, with any, from the axis 122 the coating roller 112 outgoing vertical connection between the axis 122 and the impact line 118 is tilted at an angle α relative to the vertical. For this angle α, the angles in a range between 4.9 ° and 16.6 °, advantageously at about 8.2 °, have proved to be particularly advantageous for the above-mentioned combination of coating liquid, substrate speed and arrangement geometry.

In 3 sind die bei der Beschichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß 2 auftretenden Maße, Winkel und Geschwindigkeiten schematisch dargestellt. Dabei ist vernachlässigt, dass das Substrat 110 eine endliche Dicke aufweist, so dass in der vereinfachten Darstellung gemäß 3 ein Auftreffen des Beschichtungsvorhangs 116 direkt auf die Beschichtungswalze 112 in der Auftrefflinie 118 angenommen wird. Die dabei angenommenen Vereinfachungen sind in der Praxis regelmäßig vernachlässigbar, da typische Substrate 110 eine im Vergleich zum Radius R der Beschichtungswalze 112 vernachlässigbare Dicke aufweisen.In 3 are the in the coating according to the preferred embodiment according to 2 occurring dimensions, angles and speeds shown schematically. It is neglected that the substrate 110 has a finite thickness, so that in the simplified representation of FIG 3 an impact of the coating curtain 116 directly onto the coating roller 112 in the impingement line 118 Is accepted. The assumed simplifications are regularly negligible in practice, since typical substrates 110 one compared to the radius R of the coating roller 112 have negligible thickness.

Wiederum ist in 3 die „12-Uhr-Position" 310 dargestellt, also eine virtuelle Auftrefflinie, welche sich senkrecht oberhalb der Achse 122 der Beschichtungswalze 112 befindet. Gemäß 2 wird jedoch der flüssige Beschichtungsvorhang 116 relativ zur Achse 122 der Beschichtungswalze 112 in horizontaler Richtung um einen Abstand Δx verschoben. Bei der oben genannten Kombination von Beschichtungsflüssigkeit, Substratgeschwindigkeit und Anordnungsgeometrie liegt dieser Abstand Δx vorteilhafter Weise in einem Bereich zwischen 15 mm und 50 mm, besonders vorteilhaft bei ca. 25 mm. Dies entspricht dem oben genannten Bereich besonders vorteilhafter Winkeleinstellungen für den Winkel α.Again in is 3 the "12 o'clock position" 310 represented, so a virtual impingement, which is perpendicular above the axis 122 the coating roller 112 located. According to 2 However, the liquid coating curtain becomes 116 relative to the axis 122 the coating roller 112 shifted in the horizontal direction by a distance Δx. In the above-mentioned combination of coating liquid, substrate speed and arrangement geometry, this distance .DELTA.x is advantageously in a range between 15 mm and 50 mm, particularly advantageously around 25 mm. This corresponds to the above-mentioned range of particularly advantageous angle settings for the angle α.

Weiterhin ist in 3 symbolisch das Verhältnis zwischen der Substratgeschwindigkeit v ⇀_S 312 und der Auftreffgeschwindigkeit v ⇀_C 314 des flüssigen Beschichtungsvorhangs 116 in der Auftrefflinie 118 dargestellt (wobei die Länge der Vektorpfeile jedoch nicht maßstäblich ist – die Substratgeschwindigkeit 312 ist im genannten Ausführungsbeispiel um ca. zwei Größenordnungen größer als die Auftreffgeschwindigkeit 314). Beide Geschwindigkeitsvektoren 312 und 314 schließen dabei in der Auftrefflinie 118 einen spitzen Winkel γ ein, welcher sich als Komplementwinkel des Winkels α zu 90° berechnet (γ = 90° – α). Erfindungsgemäß ist dieser Winkel γ kleiner als 90° und wird vorteilhafter Weise auf einen Bereich von 85,1° bis 73,4° eingestellt, besonders vorteilhaft jedoch auf einen Bereich von ca. 81,7° bis 81,8°. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere für die oben angegebene Kombination aus Beschichtungsflüssigkeit, Anordnungsgeometrie und Substratgeschwindigkeit bei dieser Winkeleinstellung der Einfluss der Fersenbildung auf die Qualität des Films 120 minimiert und somit die Qualität des Films 120 optimiert wird. Das Skalarprodukt der Vektoren v ⇀_S 312 und v ⇀_C 314 ist in dieser Anordnung positiv. Für die genannte Substratgeschwindigkeit 312 von ca. 1500 m/s, die Auftreffgeschwindigkeit 314 von ca. 1,4 m/s und einen Winkel γ von 81,7° ergibt sich somit ein Skalarprodukt von ca. 300 m²/s². Erfindungsgemäß sollte dieses Skalarprodukt größer sein als Null. Mit den genannten bevorzugten Winkelbereichen für den Winkel γ, Substratgeschwindigkeiten 312 zwischen 10 und 2000 m/s und Auftreffgeschwindigkeiten 314 zwischen 0,5 und 5 m/s (wobei jeweils auch andere Einstellungen der genannten Größen möglich sind) ergibt sich für das Skalarprodukt ein weiter Bereich zwischen ca. 0,4 und ca. 3000 m²/s². Besonders bevorzugt liegt das Skalarprodukt zwischen 1 und 2000 m²/s² und ganz besonders bevorzugt im Bereich zwischen 100 und 1000 m²/s² und Idealerweise, wie bereits genannt, im Bereich von ca. 300 m²/s².Furthermore, in 3 symbolically the ratio between the substrate velocity v ⇀ _S 312 and the impact velocity v ⇀ _C 314 of the liquid coating curtain 116 in the impingement line 118 (although the length of the vector arrows is not to scale - the substrate speed 312 is in the mentioned embodiment by about two orders of magnitude larger than the impact velocity 314 ). Both velocity vectors 312 and 314 close in the impingement line 118 an acute angle γ, which is calculated as the complement angle of the angle α to 90 ° (γ = 90 ° - α). According to the invention, this angle γ is smaller than 90 ° and is advantageously set to a range of 85.1 ° to 73.4 °, but particularly advantageously to a range of about 81.7 ° to 81.8 °. It has been found that, in particular for the above combination of coating liquid, arrangement geometry and substrate speed, the influence of the heel formation on the quality of the film at this angle adjustment 120 minimizes and thus the quality of the film 120 is optimized. The scalar product of the vectors v ⇀ _S 312 and v ⇀ _C 314 is positive in this arrangement. For the mentioned substrate speed 312 of about 1500 m / s, the impact speed 314 of about 1.4 m / s and an angle γ of 81.7 °, this results in a scalar product of about 300 m ² / s ² . According to the invention, this scalar product should be greater than zero. With the mentioned preferred angular ranges for the angle γ, substrate speeds 312 between 10 and 2000 m / s and impact velocities 314 between 0.5 and 5 m / s (in each case other settings of the sizes mentioned are possible) results for the scalar product a wide range between about 0.4 and about 3000 m ² / s ² . Particularly preferably, the scalar product is between 1 and 2000 m ² / s ² and very particularly preferably in the range between 100 and 1000 m ² / s ² and ideally, as already mentioned, in the range of about 300 m ² / s ² .

In 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Vorhangbeschichters 410 dargestellt, mit welchem sich beispielsweise eine Beschichtung gemäß dem Ausführungsbeispielen gemäß 2 (bzw. 3) umsetzen lässt. Der Vorhangbeschichter 410 weist wiederum eine Beschichtungswalze 112 auf, über welche ein flexibles Substrat 110, beispielsweise eine Kunststofffolie, geführt wird. Weiterhin weist der Vorhangbeschichter 410 einen Vorhangerzeuger 412 mit einer Düsenspitze 414 auf, welcher einen frei fallenden flüssigen Beschichtungsvorhang 116 erzeugt. Der flüssige Beschichtungsvorhang 116 trifft entlang der Auftrefflinie 118 auf das Substrat 110. Der Abstand s zwischen der Düsenspitze 414 und der Auftrefflinie 118 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ebanfalls Δs = 100 mm, wobei jedoch wiederum auch andere Einstellungen möglich sind.In 4 is a preferred embodiment of a curtain coater 410 represented, with which, for example, a coating according to the embodiments according to 2 (respectively. 3 ) can be implemented. The curtain coater 410 again has a coating roller 112 over which a flexible substrate 110 , For example, a plastic film is performed. Furthermore, the curtain coater has 410 a curtain producer 412 with a nozzle tip 414 on which a free-falling liquid coating curtain 116 generated. The liquid coating curtain 116 meets along the impact line 118 on the substrate 110 , The distance s between the nozzle tip 414 and the impact line 118 is in this embodiment ebanfalls Δs = 100 mm, but again other settings are possible.

Die Position des Vorhangerzeugers 412 relativ zur Beschichtungswalze 112 lässt sich in diesem Ausführungsbeispiel in einem weiten Bereich einstellen, was in 4 durch den Doppelpfeil 416 symbolisch dargestellt ist. Dabei kann es sich um eine Einstellung entlang einer linearen Achse 416, wie in 4 dargestellt, handeln, oder alternativ auch um eine Einstellung entlang einer gekrümmten Achse. Letzteres bietet beispielsweise die Möglichkeit, dass die Position des Vorhangerzeugers 412 in horizontaler Richtung eingestellt wird, wobei gleichzeitig der Abstand Δs zwischen Düsenspitze 414 und Auftrefflinie 118 konstant gehalten wird. Die in 4 dargestellt Anordnung erlaubt insbesondere eine Einstellung der oben genannten bevorzugten Beschichtungsposition in einem der genannten Winkel α relativ zur Vertikalen.The position of the curtain generator 412 relative to the coating roller 112 can be adjusted in this embodiment in a wide range, which in 4 through the double arrow 416 is shown symbolically. This can be a setting along a linear axis 416 , as in 4 shown, act, or alternatively to a setting along a curved axis. The latter offers, for example, the possibility that the position of the curtain generator 412 is set in the horizontal direction, at the same time the distance .DELTA.s between the nozzle tip 414 and impact line 118 is kept constant. In the 4 In particular, the arrangement shown permits an adjustment of the above-mentioned preferred coating position at one of said angles α relative to the vertical.

Weiterhin weist der in 4 dargestellte Vorhangerzeuger 410 eine Unterdruckvorrichtung 418 auf. Dabei handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um eine kommerzielle Unterdruckvorrichtung 418, wie sie beispielsweise aus der EP 0 906 789 B1 bekannt ist. Diese kommerzielle Unterdruckvorrichtung 418 wurde jedoch dahingehend modifiziert, dass die Unterdruckvorrichtung 418 in ihrer Position relativ zur Beschichtungswalze 112 einstellbar ist. Zu diesem Zweck weist die in 4 dargestellte Vorrichtung eine Haltevorrichtung 420 auf, welche über eine Führungsnut 422 in Form eines zur Achse 122 der Beschichtungswalze 112 konzentrischen gekrümmten Langlochs verfügt. Die Unterdruckvorrichtung 418 ist über Schraubenpaare 424 in dieser Führungsnut 422 fixierbar und somit in ihrer Position einstellbar. Die Einstellung kann dabei derart erfolgen, dass die Unterdruckvorrichtung 418 konzentrisch um die Achse 122 der Beschichtungswalze 112 gedreht werden kann, wobei der Abstand zwischen der Unterdruckvorrichtung 418 und der Substratoberfläche 111 konstant gehalten wird. Dadurch wird die Position eines Einflussbereiches 426, innerhalb dessen die Unterdruckvorrichtung 418 eine Luftgrenzschicht über dem Substrat 110 beeinflusst, entlang der Substratoberfläche 111 verschoben. Somit lässt sich auch ein Abstand d zwischen dem Einflussbereich 426 der Unterdruckvorrichtung 418 und der Auftrefflinie 118 des flüssigen Beschichtungsvorhangs 116 durch entsprechende Positionierung der Unterdruckvorrichtung 418 einstellen. Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass, nach Optimierung der Auftrefflinie 118, auch die Position der Unterdruckvorrichtung 418 optimiert werden kann, um einen negativen Einfluss der Luftgrenzschicht auf die Beschichtungsqualität zu minimieren.Furthermore, the in 4 illustrated curtain producers 410 a vacuum device 418 on. This is a commercial vacuum device in this embodiment 418 , as for example from the EP 0 906 789 B1 is known. This commercial vacuum device 418 However, it has been modified so that the vacuum device 418 in their position relative to the coating roller 112 is adjustable. For this purpose, the in 4 illustrated device a holding device 420 on, which has a guide groove 422 in the form of an axis 122 the coating roller 112 concentric curved slot. The vacuum device 418 is about screw pairs 424 in this guide groove 422 fixable and thus adjustable in position. The adjustment can be made such that the vacuum device 418 concentric around the axis 122 the coating roller 112 can be rotated, with the distance between the vacuum device 418 and the substrate surface 111 is kept constant. This will change the position of an area of influence 426 , within which the vacuum device 418 an air boundary layer over the substrate 110 influenced, along the substrate surface 111 postponed. Thus, a distance d between the sphere of influence can also be achieved 426 the vacuum device 418 and the impact line 118 of the liquid coating curtain 116 by appropriate positioning of the vacuum device 418 to adjust. This configuration allows, after optimization of the impact line 118 , also the position of the vacuum device 418 can be optimized to minimize a negative impact of the air boundary layer on the coating quality.

In 5 ist schematisch ein Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem eine erfindungsgemäße Anordnung, beispielsweise die in 4 dargestellte Anordnung 410, eingesetzt wird. Die dargestellten Verfahrensschritte müssen nicht notwendiger Weise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden, und es könnten auch zusätzliche, in 5 nicht dargestellte Verfahrensschritte durchgeführt werden.In 5 schematically a flowchart of a method according to the invention is shown in which an inventive arrangement, for example, the in 4 illustrated arrangement 410 , is used. The illustrated process steps do not necessarily have to be carried out in the stated order, and additional, in 5 not shown process steps are performed.

In Schritt 510 wird zunächst mittels des Vorhangerzeugers 412 der flüssige Beschichtungsvorhang 116 erzeugt. Dieser trifft entlang der Auftrefflinie 118 auf das bewegte Substrat 110. In Verfahrensschritt 512 wird die Position des Vorhangerzeugers 412 derart relativ zur Substratfördervorrichtung 112, beispielsweise zur Beschichtungswalze 112, eingestellt, dass die Beschichtungsqualität der Vorhangbeschichtung optimal ist. Dabei wird insbesondere der Einfluss der oben beschriebenen Fersenbildung minimiert.In step 510 is first using the curtain generator 412 the liquid coating curtain 116 generated. This hits along the impact line 118 on the moving substrate 110 , In process step 512 becomes the position of the curtain generator 412 such relative to the substrate conveying device 112 , For example, to the coating roller 112 , adjusted so that the coating quality of the curtain coating is optimal. In particular, the influence of the above-described heel formation is minimized.

Anschließend wird in Verfahrensschritt 514 die Position der Unterdruckvorrichtung 418 derart eingestellt, dass Lufteinschlüsse bei der Beschichtung minimiert werden. Dabei kann insbesondere der Abstand d zwischen dem Einflussbereich 426 der Unterdruckvorrichtung 418 und der Auftrefflinie 118 des flüssigen Beschichtungsvorhangs 116 auf einen der oben genannten Werte eingestellt werden.Subsequently, in process step 514 the position of the vacuum device 418 adjusted so that air pockets are minimized in the coating. In particular, the distance d between the area of influence 426 the vacuum device 418 and the impact line 118 of the liquid coating curtain 116 be set to one of the above values.

110110: Flexibles Substratflexible substratum
111111: Substratoberflächesubstrate surface
112112: Beschichtungswalzecoating roll
114114: Drehrichtungdirection of rotation
116116: Flüssiger BeschichtungsvorhangLiquid coating curtain
118118: Auftrefflinieimpinging
120120: FilmMovie
122122: Achse der Beschichtungswalze 112 Axis of the coating roller 112
124124: Ferseheel
310310: Virtuelle Auftrefflinie bei Beschichtung in „12-Uhr-Position"virtual Impact line with coating in "12 o'clock position"
312312: Substratgeschwindigkeitsubstrate speed
314314: Auftreffgeschwindigkeitimpact velocity
410410: Vorhangbeschichtercurtain
412412: Vorhangerzeugercurtain producer
414414: Düsenspitzenozzle tip
416416: Einstellmöglichkeit der Position des Vorhangerzeugers 412 Adjustment of the position of the curtain generator 412
418418: UnterdruckvorrichtungVacuum device
420420: Haltevorrichtungholder
422422: Führungsnutguide
424424: Schraubenpaarescrew pairs
426426: Einflussbereich der Unterdruckvorrichtungsphere of influence the vacuum device
510510: Erzeugung des Beschichtungsvorhangsgeneration of the coating curtain
512512: Optimierung der Position des Vorhangerzeugersoptimization the position of the curtain generator
514514: Einstellung der Position der Unterdruckvorrichtungattitude the position of the vacuum device

Claims

Curtain coater ( 410 ) for coating a substrate surface ( 111 ) of a moving substrate ( 110 ) by means of a liquid coating curtain ( 116 ) with a) a curtain producer ( 412 ) for producing the liquid coating curtain ( 116 ), wherein the liquid coating curtain ( 116 ) along an impact line ( 118 ) on the substrate surface ( 111 ) impinges; b) a substrate conveying device ( 112 ); and c) a vacuum device ( 418 ) for locally influencing a gas boundary layer above the substrate surface ( 111 ) within an area of influence ( 426 ), wherein the vacuum device ( 418 ) in the direction of movement of the substrate before the impact line ( 118 ), characterized in that the vacuum device ( 418 ) relative to the impact line ( 118 ) of the liquid coating curtain ( 116 ) on the substrate surface ( 111 ) is arranged movable.

Curtain coater ( 410 ) according to the preceding claim, characterized in that the curtain producer ( 412 ) relative to the substrate conveying device ( 112 ) is movable, that the position of the impact line ( 118 ) of the liquid coating curtain ( 116 ) on the substrate surface ( 111 ) relative to the substrate conveying device ( 112 ) is adjustable.

Curtain coater ( 410 ) according to one of the two preceding claims, characterized in that the vacuum device ( 418 ) by means of a holding device ( 420 ) fixed to the substrate conveying device ( 112 ), wherein the holder can be made in at least two different positions.

Curtain coater ( 410 ) according to the preceding claim, characterized in that the holding device ( 420 ) at least one guide groove ( 422 ) along which the vacuum device ( 418 ) is movable.

Curtain coater ( 410 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sphere of influence ( 426 ) of the vacuum device ( 418 ) a distance d along the substrate surface ( 111 ) from the impact line ( 118 ) of the liquid coating curtain ( 116 ), wherein the vacuum device ( 418 ) is arranged such that the distance d is adjustable to a value in a range of 3 mm to 50 mm, preferably in a range of 3 to 30 mm and particularly preferably in a range of 3 to 15 mm.

Curtain coater ( 410 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the liquid coating curtain ( 116 ) in the impact line ( 118 ) of the liquid coating curtain ( 116 ) an impact velocity v ⇀ _C ( 314 ) having; and - that the substrate in the impact line ( 118 ) of the liquid coating curtain ( 116 ) a substate velocity v ⇀ _S ( 312 ) having; - where the velocities v ⇀ _C ( 314 ) and v ⇀ _S ( 312 ) include an acute angle γ such that the scalar product v ⇀ _S * v ⇀ _C = v ⇀ _S * v ⇀ _C * cos γ is greater than zero.

Curtain coater ( 410 ) according to the preceding claim, characterized in that the angle γ in the range of 73.4 ° to 85.1 °, preferably in the range of 78.4 ° to 85.1 ° and more preferably in the range of 81.7 ° and 81.8 °.

Curtain coater ( 410 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate conveying device ( 112 ) at least one coating roller ( 112 ), wherein the at least one coating roller ( 112 ) has substantially a shape of a circular cylinder.

Method for curtain coating a moving substrate ( 110 ) by means of a liquid coating curtain ( 116 ) using a curtain coater ( 410 ) according to one of the preceding claims, characterized by the following method steps: a) by means of a curtain producer ( 412 ), a liquid coating curtain ( 116 ), wherein the liquid coating curtain ( 116 ) along an impact line ( 118 ) on the moving substrate ( 110 ) impinges; (b) the curtain producer ( 412 ) is in position relative to the substrate conveying device ( 112 ) of the curtain coater ( 410 ) that the coating quality of the curtain coating is optimal; and c) the vacuum device ( 418 ) is so in position relative to the impact line ( 118 ) are adjusted so that air pockets are minimized during the coating.

Method according to the preceding claim, characterized in that in step b) the position of the curtain producer ( 412 ) is adjusted such that the liquid coating curtain ( 116 ) in the impact line ( 118 ) of the liquid coating curtain ( 116 ) a velocity v ⇀ _C ( 314 ), wherein the substrate ( 110 ) in the impact line ( 118 ) of the liquid coating curtain ( 116 ) a substrate velocity v ⇀ _S ( 312 ), such that the velocities v ⇀ _C ( 314 ) and v ⇀ _S ( 312 ) include an acute angle γ, where the scalar product v ⇀ _S * v ⇀ _S = v _S * v _C * cos γ is greater than zero.

Method according to the preceding Claim, characterized in that the angle γ in the range from 73.4 ° to 85.1 °, preferably in the range of 78.4 ° to 85.1 ° and more preferably in the range of 81.7 ° and 81.8 °.

Method according to one of the preceding method claims, characterized in that in method step c) the vacuum device ( 418 ) is adjusted in position such that the sphere of influence ( 426 ) of the vacuum device ( 418 ) a distance d along the substrate surface ( 111 ) from the impact line ( 118 ) of the liquid coating curtain ( 116 ) in a range of 3 mm to 50 mm, preferably in a range of 3 to 30 mm, and more preferably in a range of 3 to 15 mm.