Beispielsweise
offenbart DE-A 37 12 347 eine Vorrichtung zum Auftragen von Leim
auf zu verleimende Holzteile, mit einer Vorschubeinrichtung für die Holzteile,
einem oberhalb der Vorschubbahn angeordneten und quer dazu sich
erstreckenden Hohlkörper,
der an seiner der Vorschubrichtung zugewandten Seite eine oder mehrere
Reihen von Austrittsöffnungen
in Form von Bohrungen oder Schlitzen aufweist und mit einem Vorratsbehälter für den Leim und
einer Pumpe verbunden ist. Zum Auftragen eines Härters wird eine zweite Auftragseinrichtung,
die der für
den Leim identisch ist, angeordnet. In DE-A 37 12 347 wird beschrieben,
dass es zweckmäßig ist,
unterhalb der Vor schubbahn in Höhe
der Leim oder Härter
austragenden Hohlkörper
einen Auffangbehälter
für den überschüssigen Leim
vorzusehen, der über
eine Rückführungsleitung
und eine Pumpe mit dem Vorratsbehälter in Verbindung steht.
EP-A
860 251 beschreibt eine Vorrichtung zum Auftragen eines Mehrkomponenten-Systems, die einen
mit Auslassrohren versehenen ersten Hohlkörper und einen zweiten Hohlkörper, der
mit mindestens so vielen Auslassöffnungen,
wie es Auslassrohre im ersten Hohlkörper gibt, versehen ist, aufweist, wobei
die Auslassöffnungen
des zweiten Hohlkörpers
die Öffnungen
der Auslassrohre des ersten Hohlkörpers kreisförmig umgeben.
EP-A
1 089 827 offenbart eine Vorrichtung zum Auftragen eines Leim-Härter-Systems
aus mindestens zwei Komponenten, wobei die Vorrichtung aus einer
Einheit aus mindestens zwei hohen Bauteilen, je ein Bauteil für eine Komponente,
besteht. Jedes Bauteil ist mit einer Anzahl von Öffnungen versehen, so dass
die entsprechenden Komponenten auf einem sich unter den hohlen Bauteilen
bewegenden Substrat in Form von Strängen aufgetragen werden.
Die
im Stand der Technik aufgezeigten Vorrichtungen lösen das
Problem einer verfrühten
unerwünschten
Härtung.
Ferner lassen sich die Substrate flächig beschichten.
Die
holzverarbeitenden Betriebe fordern allerdings neben den Eigenschaften,
dass die Vorrichtung zum Auftragen fließfähiger Komponenten sehr schnell
arbeiten soll und sich mit nur geringem Aufwand bedienen, warten
und reinigen lassen soll, dass die Vorrichtung ferner auf ungleichmäßig breite
Substrate angepasst werden kann, so dass weder Verleimungskomponenten über den
Rand der Substrate gelangen können,
noch ein zu breiter Abstand zum Rand unbeschichtet bleibt.
Mit
den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen
ist es nicht möglich, schnell
bewegte Substrate, deren Breite sich ändert, so zu beschichten, dass
keine der fließfähigen Komponenten über den
Rand der Substrate gelangt bzw. kein zu großer unbeschichteter Rand entsteht.
Eine sich ändernde
Breite kann durch ungleichförmige Breiten
der Substrate oder durch nicht senkrecht in die Beleimungsanlage
eingeführte
Substrate bewirkt werden.
Durch
den sich dann ergebenen ungleichmäßigen Auftrag werden sowohl
die Substrate als auch die Vorrichtung zum Beschichten verschmutzt.
Aus diesem Grunde müssen
diese Vorrichtungen in regelmäßigen Abständen mit
hohem Aufwand gereinigt werden.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war demnach, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Auftragen mindestens einer fließfähigen Komponente
aufzufinden, das eine räumlich
abgegrenzte Beschichtung schnell bewegter Substrate sich ändernder
Breite ermöglicht,
ohne deutliche Menge der fließfähigen Komponenten über den
Rand der Substrate zu verlieren bzw. unbeschichtete Randstücke zu erhalten.
Ferner sollte sich die Auftragsvorrichtung einfach reinigen und
warten lassen.
Demgemäss wurde
das eingangs definierte Verfahren gefunden.
Der
Begriff „Strang" umfasst ebenso die
Bedeutung der weiteren auf diesem Fachgebiet verwendeten Begriffe „Band", „Streifen" oder „Schnur" und jeden anderen ähnlichen
Begriff.
Vorteilhaft
werden zwei oder mehrere fließfähige Komponenten
in Form von parallelen Strängen oder
Punkten, insbesondere Strängen,
aufgetragen. Besonders bevorzugt werden zwei oder mehrere Komponenten
alternierend, insbesondere in parallelen Strängen, auf das Substrat aufgetragen.
Die
Anzahl der Komponentenstränge und/oder
Komponentenpunkte wird zweckmäßigerweise
der Breite des Substrats und der Lage des Substrats angepasst. Die
Anzahl der Komponentenstränge
und/oder Komponentenpunkte kann vorteilhaft zwischen 10 und 100
pro Komponente pro Substratbreite, insbesondere zwischen 30 bis
70, variiert werden. Die Breite der Substrate liegt in der Regel bei
50 bis 400 mm, vorteilhaft bei 150 bis 300 mm.
Die
Stränge
oder Punkte der einzelnen Komponenten können in Abhängigkeit von der jeweiligen Reaktivität teilweise
oder vollständig überlappen oder
räumlich
getrennt ohne Überlappung
aufgetragen werden, wie beispielsweise in der älteren deutschen Patentanmeldung
mit dem Anmelde-Aktenzeichen 102004015736.7.
Unter
Verwendung von mehreren Komponenten können diese zeitlich und/oder
räumlich gleichzeitig
oder zeitlich und/oder räumlich
versetzt voneinander aufgetragen werden. Bei einem zeitlich versetzten
Auftrag kann die Reihenfolge des jeweiligen Auftrags der Komponenten
in Abhängigkeit
von dem Substrat, den speziellen verwendeten Komponenten, der nachfolgenden
Verabreitung und den gewünschten
wesentlichen Eigenschaften des Endprodukts gewählt werden.
Die
Ausströmgeschwindigkeit
V
Fluid der fließfähigen Komponenten liegt vorteilhaft
bei
wobei die Geschwindigkeit
des Substrats V
s, insbesondere Holzbauteils,
zweckmäßigerweise
20 bis 300 m/min beträgt,
vorteilhaft 50 bis 250 m/min, bevorzugt 100 bis 200 m/min; der Strangdurchmesser der
Komponenten d
s beim Auftreffen auf das Substrat zweckmäßigerweise
bei 0,2 bis 5 mm beträgt,
vorteilhaft bei 0,5 bis 3 mm, bevorzugt bei 1 bis 2 mm;
der
Durchmesser der Düsen
d
Düse,
aus denen die Komponenten ausströmen,
zweckmäßigerweise
0,5 bis 5 mm beträgt,
vorteilhaft 1 bis 3 mm, insbesondere 1,6 bis 2 mm und
der Faktor
a vorteilhaft 0,1 bis 2,0, bevorzugt 0,2 bis 1,0 beträgt.
Vorteilhaft
ist die Substratgeschwindigkeit vS zumindest
genauso groß wie
die Ausströmgeschwindigkeit
VFluid der fließfähigen Komponente.
Bevorzugt
wird ein Zweikomponenten-System beinhaltend ein Leimsystem und ein
Härtersystem
aufgetragen.
Beim
Aufragen eines Leim-Härter-Systems liegt
die gemeinsame Auftragsmenge vorteilhaft bei 20 bis 500 g/m2, bevorzugt bei 200 bis 450 g/m2,
besonders bevorzugt bei 250 bis 400 g/m2.
Unter Verwendung eines Leim-Härter-Systems
beträgt
das Gewichtsverhältnis
von Leim zu Härter
bevorzugt 80:20 bis 20:80, bevorzugt 70:30 bis 30:70, besonders
bevorzugt 60:40 bis 40:60.
Als
Leimsystem können
vorteilhaft Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harze, veretherte
Melamin-Formaldehyd-Harze,
Phenol-Harze, Phenol-Formaldehyd-Harze, Resorcin-Phenol-Formaldehyd-Harze,
Polyurethan-Harze, Polyvinylacetat-Harze, Emulsionen oder Dispersionen
von Isocyanat-Harzen oder Mischungen aus zwei oder mehreren Komponenten
verwendet werden. Bevorzugt werden Aminoplastharze eingesetzt, insbesondere
Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harze, veretherte Melamin-Formaldehyd-Harze,
Harnstoff-Formaldehyd-Harze oder Mischungen hieraus. Besonders bevorzugt
werden Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harze und/oder veretherte Melamin-Formaldehyd-Harze verwendet,
wobei bei einer Mischung der Anteil der veretherten Komponente vorteilhaft
bei > 50 %, insbesondere
bei > 75 % liegt. Der
Veretherungsgrad liegt vorteilhaft bei 1 bis 95 %, bevorzugt bei
15 bis 80, insbesondere bei 30 bis 65 %.
Als
Härtersystem
werden vorteilhaft Säuren, ein
saures Salz und/oder eine Säure
bildendes Salz eingesetzt. Härtersysteme
sind allgemein bekannt und beispielsweise in den älteren deutschen
Anmeldungen mit den Aktenzeichen 10345095.5-45 (Seite 4), 102004015736.7
(Seite 5) und 102004038785.0 (Seite 4) beschrieben.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist nicht beschränkt
auf eine spezielle Anwendung, jedoch wird es vorteilhaft in der
Holzindustrie verwendet. Das Verfahren wird bevorzugt zum getrennten
Auftrag beim Verleimen von Holz verwendet, beispielsweise bei nicht
tragenden Anwendungen wie bei Parkett, Rollenheißkaschierungen (Folien auf
bei spielsweise Spanplatten), Furnieren, Sperrholz, Einschichtplatten,
Mehrschichtplatten, Schalungsplatten. Ferner wird das Verfahren
vorteilhaft bei tragenden Anwendungen verwendet, wie beispielsweise bei
Brettschichtholz, Duo- oder Triobalken (siehe auch WO 02/068178
oder EP-A 860 251).
Ferner
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist eingangs definiert.
Die
Vorrichtung weist vorteilhaft mindestens zwei Beschichtungsportale
mit je einer Austragseinrichtung auf. Gegebenenfalls kann ein Beschichtungsportal
auch mehrere Austragseinrichtungen aufweisen.
Die
Austragseinrichtungen) ist/sind vorteilhaft aus einer Anzahl von
Einzeldüsen
und/oder Ventilen aufgebaut. Vorteilhaft weisen die einzelnen Austragseinrichtungen
10 bis 100 Düsen,
bevorzugt 30 bis 70 Düsen,
auf.
Die
einzelnen Düsen
einer Austragseinrichtung sind vorteilhaft in einem Abstand von
3 mm bis 15 mm, bevorzugt von 4 bis 12, insbesondere von 5 bis 9
angeordnet. Die Düsen
sind zweckmäßig in Reihe
angeordnet. Gegebenenfalls können
mehrere Reihen hintereinander angeordnet sein, die auf Lücke oder
direkt hintereinander angeordnet sind. Bevorzugt werden eine oder
zwei Reihen verwendet, wobei die Düsen der zweiten Reihe vorteilhaft
auf Lücke
zur ersten Reihe angeordnet sind. Der Abstand zwischen den beiden
Reihen sollte so klein wie möglich
sein, vorteilhaft kleiner als 20 mm, bevorzugt kleiner als 15 mm.
Der
Düsendurchmesser
beträgt
vorteilhaft 0,5 bis 5 mm, bevorzugt 1 bis 3 mm, insbesondere 1,6
bis 2 mm.
Das
Verhältnis
von Düsendurchmesser
zur Düsenlänge beträgt vorteilhaft
0,2:1 bis 3:1, bevorzugt 0,5:1 bis 2:1.
Vorteilhaft
bestehen die Düsen
aus einem Material, das von keiner der aufzutragenden Komponenten
benetzt wird, d.h. die Düsen
bestehen aus einem gegenüber
den fließfähigen Komponenten
antiadhäsiven
Material. Bevorzugt eignet sich als Düsenmaterial Polytetrafluorethylen,
Polypropylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid oder Polyoxymethylen
oder Überzüge aus den
genannten Materialien.
Die
Austragseinrichtung wird zweckmäßigerweise über einen
unter Druck stehenden Zirkulationskreis mit den fließfähigen Komponenten
gespeist, wobei die Austragseinrichtung über Versorgungsleitungen mit
einem Komponentenreservoir verbunden ist. Der Druck wird zweckmäßigerweise
der erforderlichen Durchflussmenge der fließfähi gen Komponenten angepasst.
Die Austragseinrichtung kann beispielsweise als Strömungsrohr
ausgelegt sein mit einem Durchflussquerschnitt von 200 bis 3000
mm2.
Gegebenenfalls
sind die Düsen
auf einer gesonderten, auswechselbaren Platte unabhängig vom restlichen
Zirkulationskreislauf angeordnet, so dass sie im Falle eines Verschleißes leicht
zu ersetzen sind.
Vorteilhaft
wird zum Schutz vor Verschleiß zum
einen der Vorratsbehälter
im Innenraum des Auftragssystems als auch die Düseninnenfläche mit einem verschleißbeständigen Werkstoff
belegt. Als verschleißbeständiger Werkstoff
eignet sich insbesondere Edelstahl in Form eines dünnen Blechs
oder in Form von Einpresshohlnieten.
Im
Inneren der Austragseinrichtung befindet sich ein Drehschieber,
der vorteilhaft elastische Eigenschaften aufweist. Der Drehschieber
besteht vorteilhaft aus einem elastischen Material, wie beispielsweise
Polytetrafluorethylen, Polypropylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid,
Polyamid, Polystyrol, Polycarbonat, Polyacetal oder Polyoxymethylen
oder aus Metallen, die dem Drehschieber elastische Eigenschaften
verleihen. Der Drehschieber kann beispielweise als Strömungsrohr
ausgestaltet sein. Die Ausgestaltung eines Drehschiebers ist dem
Fachmann auf dem Gebiet des Maschinenbaus bekannt.
Je
nach Winkellage des Drehschiebers bedeckt dieser keine, eine oder
mehrere Düsen.
Durch die Bedeckung der Düsen
unterbindet der Drehschieber bei den bedeckten Düsen den Komponentenfluss. Das
Drehschiebersystem ist so konstruiert, dass vorteilhaft die Düsen in der
Reihenfolge von außen
nach innen verschlossen werden, d.h. die Düsen, die zu den Substraträndern hin
angeordnet sind werden zu erst verschlossen und zuletzt die Düsen, die
zu der Substratmitte hin angeordnet sind. Geöffnet werden die Düsen vorteilhaft
von innen nach außen.
Vorteilhaft
werden die Düsen
in Abhängigkeit von
der Breite des Substrats verschlossen oder geöffnet oder verbleiben im geöffneten
Zustand. Vorteilhaft soll ein Randbereich des Substrats von maximal 10
mm unbeleimt bleiben und keine fließfähige Komponente oder nur unerhebliche
Mengen neben bzw. vor oder hinter das Substrat dosiert werden.
Um
dies bei beispielsweise nicht senkrecht eingeführten Substraten oder bei ungleichmäßig geformten
Substraten zu gewährleisten,
wird der Auftragsvorrichtung ein Meßsystem, beispielsweise mit einem
optischen Sensor, vorgelagert, das die Breite und Lage der Substrate,
auf die die Komponenten aufgetragen werden sollen, erkennt. Dieses
Meßsystem
sendet ein Signal an die Auftragsvorrichtung. Die Steuerung der
Auftragsvorrichtung leitet daraus die notwendige Winkeleinstellung
des Drehschiebers ab. Die Steuerung veranlasst daraufhin die Verstellung des
Winkels über
eine geeignete Einrichtung, beispielsweise ein Getriebemotor.
Folglich
kann die Auftragsvorrichtung auf beispielsweise schief einlaufende
Substrate oder ungleichmäßig geformte
Substrate so reagieren, dass einerseits alle Komponenten in der
erforderlichen Menge aufgetragen werden und andererseits keine Komponente
neben das Substrat aufgetragen wird und somit die Substrate und
die Anlage verschmutzt.
Am
Substratende oder bei Produktionsunterbrechungen wird der Komponentenfluss
vorteilhaft über
ein zentrales Ventil unterbrochen. Dieses zentrale Ventil kann beispielsweise
in dem Zufuhrsystem zwischen dem Komponentenreservoir und dem Auftragssystem
angeordnet sein.
Gegebenenfalls
kann man die Düsen
mit einer ringförmigen
Luftdüse
umgeben, um synchron zum Abschaltzeitpunkt die Komponente an den
Düsen abzublasen.
Ferner
kann gegebenenfalls in der Nähe
der Düsen
eine Wärmequelle,
beispielsweise ein Heizelement, installiert werden, die in kurzer
Zeit die Komponenten an dieser Stelle verdampft.
Die
Vorschubeinrichtung, die sich unterhalb des Beschichtungsportals
befindet, ist ferner vorteilhaft mit einem Andrucksystem ausgestattet,
so dass die Substrate an einer Seite bündig das Beschichtungsportal
durchlaufen und der Abstand zwischen Substrat und Austragseinrichtung
konstant bleibt. Dieser Abstand liegt zweckmäßigerweise bei 5 bis 100 mm,
vorteilhaft bei 5 bis 50 mm, bevorzugt bei 10 bis 30 mm.
Beispielsweise
können
bei einem Zwei-Komponenten-System die beiden Beschichtungsportale zueinander
quer zur Substratrichtung um einen halben Düsenabstand, d.h. ungefähr 1,5 bis
7,5 mm, seitlich versetzt angeordnet sein, so dass die beiden Komponenten
auf dem Substrat jeweils auf Lücke aufgetragen
werden.
Die
Beschichtungsportale können
vorteilhaft mit Hilfe einer Einrichtung zum Positionieren ausgerichtet
werden.
Unter
Verwendung mehrerer Komponenten werden diese vorteilhaft räumlich separat
voneinander aufgetragen, wobei der Abstand der Beschichtungsportale
in Richtung des durchlaufenden Substrats so klein wie möglich sein
sollte, bevorzugt kleiner als 50 cm, insbesondere kleiner als 10
cm.
