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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und deren Verwendung
zum gleichzeitigen Auftragen mehrerer paralleler Streifen einer
oder verschiedener Beschichtungsmasse(n), vorzugsweise Klebermassen
mit unterschiedlichen Eigenschaften, auf eine sich bewegende Trägerbahn.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und die Verwendung dieser
Vorrichtung zum Auftragen von zwei oder mehr Beschichtungsmassen
auf dieselbe Trägerbahn,
wobei die Beschichtung in einem Arbeitsgang erfolgt.
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Klebebänder werden
gewöhnlich
hergestellt, indem eine Klebemasse vollflächig auf ein folienförmiges Trägermaterial
aufgebracht und erforderlichenfalls in geeigneter Weise getrocknet
wird. Gegebenenfalls kann das einseitig beschichtete Trägermaterial
in einem weiteren Arbeitsgang auch auf seiner unbeschichteten Seite
mit einer Klebemasse beschichtet werden, um doppelseitig klebende
Klebebänder
zu erhalten.
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Das
beschichtete Trägermaterial
wird zu so genannten Mutter- oder Jumborollen aufgerollt und in dieser
Form der weiteren Verarbeitung, wie der Konfektionierung zu handelsüblichen
Klebebandrollen, zugeführt.
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Durch
geeignete Auswahl des Trägermaterials,
des Klebers sowie der Prozessparameter können die gewünschten
klebtechnischen Eigenschaften des resultierenden Klebebands, beispielsweise
die Anfangshaftung, die Scherstabilität, das Abrollvermögen oder
die Temperaturbeständigkeit
des Haftvermögens,
eingestellt werden.
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Problematisch
ist die schnelle und preisgünstige
Herstellung eines Klebebands, das einen oder mehrere Längsstreifen
Kleber auf dem Trägermaterial
aufweist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird in der
DE 103
09 447 A1 vorgeschlagen, eine Trägerbahn an einer Tauchwalze
vorbeizuführen,
die in Kontakt mit der Trägerbahn
steht, in einem Bad mit Klebemasse rotiert, wodurch die Klebemasse
auf die Walzenoberfläche
und von dort auf die Trägerbahn übertragen wird.
Die Walze ist derart ausgeführt,
dass nach dem Lauf der Walze durch das Bad auf der Walzenoberfläche zumindest
ein Streifen substratfrei ist. Dies kann beispielsweise erreicht
werden, indem die Walzenoberfläche
Rillen und/oder Vertiefungen oder dehäsiv ausgerüstete Bereiche aufweist, an
denen die Walze kein Substrat aufnehmen kann. Alternativ kann auch ein
kammförmiger
Abstreifer zwischen Bad und Trägermaterial
angeordnet sein, dessen Zähne
die Klebemasse streifenförmig
von der Oberfläche
der Walze entfernt.
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Auch
JP 03167281 A schlägt für einen
streifenförmigen
Auftrag eines Klebstoffs vor, bereits auf eine Materialbahn aufgebrachte
Klebermasse mit Hilfe eines kammartigen Kratzmessers, das quer zur Laufrichtung
der Materialbahn installiert ist, wieder abzukratzen.
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Nachteilig
bei diesem Verfahren ist, dass das Abkratzen von bereits aufgebrachtem
Klebstoff nie vollständig
erfolgen kann, so dass Klebstoffreste in den vermeintlich klebstofffreien
Streifen zurückbleiben.
Darüber
hinaus kann beim Abkratzen des bereits aufgebrachten Klebstoffs
die Materialbahn beschädigt
werden.
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Ein
weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass mit dem vorgenannten
Verfahren nur Streifen derselben Beschichtungsmasse auf die Materialbahn
aufgebracht werden können.
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Zum
streifenförmigen
Auftrag verschiedener Beschichtungsmassen wird mit der
JP 11226469 A die Verwendung
von Druckgussformen vorgeschlagen, bei der zwischen zwei Formteilen
zwei kammförmige
Messer, die durch eine Zwischenwand voneinander getrennt sind, so
angeordnet sind, dass jede der beiden Beschichtungsmassen zwischen
den Zinken jeweils eines kammförmigen
Messers austreten und auf eine Materialbahn übertragen werden kann. Allerdings
dürfte
dieses Verfahren auf den Auftrag von zwei Beschichtungsmassen beschränkt sein.
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Aus
der
DE 33 15 770 A1 ist
eine Vorrichtung zum Auftragen eines Behandlungsmittels auf eine laufende
Warenbahn bekannt, bei der das Behandlungsmittel über einzelne
Zuführungen
und Anschlußkanäle einem
gemeinsamen Längsschlitz
zugeführt
wird.
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Ferner
wird in der
DE 38 08
698 A1 eine Vorrichtung zum Auftragen gasartiger, flüssiger oder pastöser verschäumter Medien
auf eine vorbeilaufende Bahn beschrieben, wobei die Vorrichtung
mindestens einen Auftragsschuh mit einem Düsenteil aufweist.
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Aus
der
DD 91 437 ist ein
Schlitzgießer
mit einem Gießkörper bekannt,
bei dem die Abdeckungen für
den Gießspalt
durch Aussparungen an der Gießkante
des Gießerdeckels
gebildet werden.
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Der
vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
bereitzustellen, mit der ein oder mehrere Substrate, vorzugsweise
Klebemassen, streifenförmig
auf ein folien- oder bahnförmiges
Trägermaterial
schnell und preisgünstig
aufgetragen werden können.
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Die
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 der vorliegenden
Erfindung gelöst, die
nachfolgend als „Mehrfachkammrakel" bezeichnet wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst ein Zinken oder Rippen aufweisendes Grundelement, welches
mit Kammern für
die verschiedenen Beschichtungsmassen versehen ist. Ferner umfasst die
Mehrfachkammrakel mindestens ein Rakelmesser, einen Gegendruckarm
sowie Linearantriebe für den
Kurzhub.
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Das
Grundelement weist eine Reihe von Zinken bzw. Rippen auf, die sich
annähernd über die
gesamte Breite des Grundelements erstrecken. Die Rippen verlaufen
quer zur Breite des Grundelements. Die Zahl der Rippen sowie deren Abstand
zueinander kann bei der Herstellung des Grundelements entsprechend
dem gewünschten
Streifenauftrag, d. h. unter Berücksichtigung
der Anzahl der Streifen, ihrer Breite sowie der Abstände, die
die einzelnen Streifen zueinander haben sollen, gewählt werden.
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Die
Rippen bilden die seitlichen Begrenzungen der so genannten Beschichtungskammern.
Sollen die aufgetragenen Streifen eng beieinander liegen, so kann
deren Abstand voneinander auch durch die Breite der einzelnen Rippen
festgelegt werden.
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Auf
seiner den Rippen bzw. Zinken gegenüber liegenden Rückseite
weist das Grundelement mindestens eine sich annähernd über die gesamte Breite des
Grundelements erstreckende Kammer auf. Vorzugsweise ist das Grundelement
jedoch mit zwei oder mehreren derartigen Kammern versehen. In einer
besonders bevorzugten Ausführungsform entspricht
die Zahl der Kammern der Zahl der Beschichtungsmassen, die mit der
Mehrfachkammrakel aufgetragen werden sollen.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den Kammern um Rinnen auf dem Rücken des
Grundelements. Dabei werden die Rinnen mit einem Deckel abgedeckt.
Dieser Deckel wird durch geeignete Maßnahmen so fest mit dem Grundelement
verbunden, dass bei Druckbeaufschlagung keine Beschichtungsmasse
zwischen Grundelement und Deckel austreten kann. Vorzugsweise wird
der Deckel an mehreren Positionen mit dem Grundelement verschraubt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Dichtung zwischen dem
Grundelement und dem Deckel angeordnet sein, die ein ungewolltes
Austreten der Beschichtungsmasse(n) verhindert.
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Als
Alternative zu den Rinnen kann es sich bei den Kammern auch um Bohrungen
handeln, die das Grundelement von einer Seite her durchdringen. Dabei
können
die Bohrungen das Grundelement vollständig durchdringen, wobei eine
Abdeckung an beiden Seiten des Grundelements angeordnet sein muss,
um die Bohrung(en) zu verschließen.
Die Bohrung(en) kann/können
das Grundelement aber auch nicht vollständig durchziehen, sondern nur
so tief sein, dass an einer Seite eine Seitenwand verbleibt. Bei
dieser Ausführung
braucht nur die Seite des Grundelements, welche das Bohrloch aufweist,
mit einer Abdeckung versehen zu werden.
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Für die Abdeckung(en)
gilt das für
den Deckel ausgeführte:
sie müssen
wieder abnehmbar sein, beispielsweise um die Kammern reinigen zu können, und
bei Druckbeaufschlagung dürfen
sie keinen Austritt von Beschichtungsmasse erlauben.
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Jede
Kammer ist mit mindestens einer Öffnung
bzw. einem Anschluss versehen, über
den die Beschichtungsmasse der Kammer zugeführt wird.
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Jede
Kammer ist entsprechend der gewünschten
Abfolge der Streifen auf dem Bahnmaterial über Zuführkanäle mit einer bestimmten Anzahl von
Beschichtungskammern verbunden. Bei diesen Zuführkanälen handelt es sich im einfachsten
Fall um Bohrungen.
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Das
Grundelement ist zumindest an seiner Vorderseite mit einem abnehmbaren
Rakelmesser versehen. Dieses Rakelmesser bildet die vordere Wand
der Beschichtungskammern. In seiner einfachsten Ausführungsform
ist das Rakelmesser eine rechteckige Platte. Der Abstand der Unterkante
dieses Rakelmessers zur Materialbahn bestimmt die Höhe der Beschichtung.
Bei einem rechteckigen Rakelmesser weisen alle Beschichtungskammern
das gleiche Spaltmaß auf,
so dass die Streifen unmittelbar nach ihrem Auftrag auf die Materialbahn
die gleiche Dicke haben.
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Das
Rakelmesser kann jedoch auch andere Formen haben. Beispielsweise
kann das Rakelmesser ebenfalls kammförmig sein, um Streifen unterschiedlicher
Dicke nebeneinander auftragen zu können. Die Unterkante des Rakelmessers
kann aber jede gewünschte
Form haben, um den unterschiedlichsten Anforderungen, die mit den
aufgebrachten Streifen in Zusammenhang stehen, Rechnung zu tragen.
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Vorteilhafterweise
ist auch an der Rückseite des
Grundelements ein Rakelmesser befestigt. Dieses bildet die Rückwand der
Beschichtungskammern und ist vorzugsweise rechteckig. Dieses hintere
Rakelmesser dient in erster Linie nicht der Einstellung der Beschichtungsdicke,
sondern verhindert gegebenenfalls ein unbeabsichtigtes Aus- und
Verlaufen der Beschichtungsmassen, sofern das Beschichtungsverfahren
nicht einwandfrei läuft.
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Die
Rakelmesser werden vorzugsweise wieder abnehmbar am Grundelement
befestigt. Die Befestigung des/der Rakelmesser kann mittels Schrauben,
geeigneter Steckverbindungen, durch Einschub oder andere dem Fachmann
geeignete Mittel erfolgen. Vorzugsweise wird/werden das/die Rakelmesser
mit Klemmhaltern am Grundelement befestigt.
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Über dem
Grundelement ist ein Gegendruckarm angeordnet, der einer Durchbiegung
des Grundelements nach Druckbeaufschlagung entgegenwirkt. Der Gegendruckarm
kann mit Stellschrauben entlang seiner Längsachse versehen sein, die
so eingestellt werden, dass sie einen Gegendruck auf den Deckel ausüben, der
die Kammer(n) verschließt,
wenn die Mehrfachkammrakel bei Betrieb druckbeaufschlagt wird.
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Die
Mehrfachkammrakel weist an beiden Seiten je eine Vorrichtung zur
Einstellung des Spaltmaßes
zwischen der Unterkante des vorderen Rakelmessers und der zu beschichtenden
Trägerbahn
auf. Das Spaltmaß hat
einen wesentlichen Einfluss auf die Beschichtungsdicke. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform
wird das Spaltmaß über Einstellschrauben
eingestellt. Die Einstellschrauben werden vorzugsweise manuell bedient,
es kann aber auch eine elektrisch betriebene Höhenverstellung vorgesehen werden.
Zur besseren Handhabung und einfacheren Überwachung kann die Mehrfachkammrakel
an jeder ihrer Seiten eine Messuhr aufweisen, welche das eingesellte
Spaltmaß anzeigt.
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Vorzugsweise
ist die Mehrfachkammrakel auf jeder ihrer Seiten mit einem Linearantrieb
und einem Kurzhubzylinder versehen. Mit ihnen kann bei Stillstand
der Beschichtungsanlage die Mehrfachkammrakel auf die Materialbahn
abgesenkt werden, um den Spalt zwischen Materialbahn und Rakelmesser
zu schließen
und auf diese Weise ein Austreten der Beschichtungsmasse(n) aus
den Beschichtungskammern zu verhindern. Darüber hinaus kann mit den Linearantrieben
und Kurzhüben
die Mehrfachkammrakel beim Durchfahren von Ansätzen oder Fehlstellen in der
Trägerbahn
ab- und angefahren werden.
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Die
erfindungsgemäße Mehrfachkammrakel bietet
den Vorteil, dass mit ihr streifenförmige Beschichtungen jeglicher
Geometrie, d. h. beliebige Abfolge von Streifen beliebiger Weite,
in einfacher, kostengünstiger
und zeitsparender Weise erzeugt werden können, da bei einer Änderung
des Streifenmusters nicht die gesamte Beschichtungsanlage neu gebaut
werden muss, sondern nur das Grundelement der Mehrfachkammrakel
gegen ein anderes Grundelement ausgetauscht wird, bei dem die Rippen
andere Abstände
zueinander aufweisen. Die übrigen
Elemente der Mehrfachkammrakel und der Beschichtungsanlage, wie
die Grundplatte oder Walze(n), der Gegendruckarm, die Stellvorrichtung
für das
Spaltmaß,
Linearantrieb und Kurzhubzylinder, die Zuführ- und Pumpeneinrichtungen
können
ohne weitere Umbaumaßnahmen
weiterhin verwendet werden.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung der Vorrichtung
zum gleichzeitigen Auftragen mehrerer Streifen einer/verschiedener
Beschichtungsmasse(n), vorzugsweise Klebermassen mit unterschiedlichen
Eigenschaften, auf eine sich bewegende Trägerbahn.
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Dabei
werden die Beschichtungsmasse(n) mit Hilfe der vorangehend beschriebenen
Mehrfachkammrakel auf eine Materialbahn aufgetragen.
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Bei
der Verwendung der Vorrichtung werden die unterschiedlichen Beschichtungsmassen über separate
Anschlüsse
den jeweiligen Kammern in der Mehrfachkammrakel zugeführt. In
jeder Kammer verteilt sich die zugeführte Beschichtungsmasse innerhalb
des Grundelements über
die gesamte Beschichtungsbreite und wird über die Zuführkanäle den entsprechenden Beschichtungskammern
zugeführt.
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Die
Beschichtungsmassen werden über
entsprechende Masseanschlüsse
in die Kammern des Mehrfachkammrakels eingeführt. Dies erfolgt mittels Druck,
der vorzugsweise durch drehzahlgeregelte Pumpen erzeugt wird. Die
Beschickung der Massen in das System wird über geregelte Pumpensysteme realisiert.
Dabei ist für
jede Masse ein eigenes, regelbares Pumpensystem vorgesehen. Die
unterschiedlichen Drücke
in den einzelnen Versorgungssträngen beeinflussen
die Beschichtungsstärken
der verschiedenen Massen und erlauben die Herstellung erhabener
Oberflächen
im Beschichtungsbild.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich, insbesondere bei Verwendung von
Klebemassen als Beschichtungsmassen herausgestellt, dass jede Kammer
nicht nur über
einen Masseanschluss für
die Zuführung
der Beschichtungsmasse verfügen
muss, sondern auch über
einen Ablauf. Die Abläufe,
die in den Figuren nicht dargestellt sind, können bei Mehrfachkammrakeln
mit zwei Kammern im Grundelement angeordnet werden. Vorzugsweise
wird jedoch, insbesondere bei Grundelementen mit mehr als zwei Kammern
der Deckel mit entsprechenden Abläufen versehen. Über diese
Abläufe
kann ein Teil der Beschichtungsmasse, die nicht auf die Materialbahn aufgebracht
werden kann oder soll, die Kammer verlassen. Vorzugsweise münden die
Abläufe
in Auffangbehälter,
von denen aus die Beschichtungsmassen dem Auftragssystem wieder
zugeführt
werden. Es handelt sich bei dem Auftragssystem um ein druckbeaufschlagtes
aber trotzdem offenes System. Auf diese Weise wird verhindert, dass
derart viel Beschichtungsmasse auf die Materialbahn gepresst wird,
dass sie unter dem Rakelmesser herausgepresst wird und zu einer
Beschichtung mit nicht vorherbestimmter Dicke führt. Vielmehr kann bei Zuführung einer
größeren Menge
an Beschichtungsmasse als gleichzeitig auf die Materialbahn aufgebracht wird,
der Überschuss
an Beschichtungsmasse die Mehrfachkammrakel über den Ablauf verlassen. So wird
sichergestellt, dass das Spaltmaß zwischen Rakelmesser und
Materialbahn die Auftragsdicke bestimmt.
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In
einer der einfachsten Ausführungsformen wird
die zu beschichtende Trägerbahn
in waagerechter Anordnung zwischen der Mehrfachkammrakel und einer
Gegenplatte, die verchromt und poliert ausgeführt ist, durchgeführt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Mehrfachkammrakel über
einer verchromten Walze installiert, wobei die Beschichtungskammern
dem Radius der Walze angepasst sind. Die Anordnung der Mehrfachkammrakel
kann in beliebigem Winkel zum Drehpunkt der Gegenwalze erfolgen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann die Mehrfachkammrakel im Einlaufspalt zweier Walzen angebracht
sein. Die Walzen können
in vertikaler wie auch in horizontaler Position angeordnet sein.
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Bei
einer weiteren Verwendung kann die Mehrfachkammrakel über einer
Gravurwalze angeordnet sein, mit deren Hilfe die Trägerbahn
in einem indirekten Verfahren beschichtet wird.
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Es
wird davon ausgegangen, dass ein Fachmann die vorliegende Erfindung
auf Grundlage der vorliegenden Beschreibung in ihrem gesamten Umfang
erkennen und verwirklichen kann. Die nachfolgende Ausführungsform,
die mit Hilfe der Figuren die vorliegende Erfindung näher darlegen
soll, hat ausschließlich
erläuternden
Charakter und stellt keine wie auch immer geartete Einschränkung der
Erfindung oder der vorangehenden Ausführungen dar.
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1 ist
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Mehrfachkammrakel.
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2 ist
ein schematischer Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Mehrfachkammrakel entlang
der Linie A-A in 1.
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3 veranschaulicht
verschiedene Ausführungsformen
des Beschichtungsverfahrens, bei dem die Mehrfachkammrakel (A) über einer
Walze, (B) über
dem Einlaufspalt von zwei parallel angeordneten Walzen oder (C) über einer
Gravurwalze angeordnet ist.
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Bei
der in den Figuren dargestellten Ausführungsform handelt es sich
um eine Mehrfachkammrakel für
den Auftrag von zwei unterschiedlichen Beschichtungsmassen, die
in Streifen unterschiedlicher Breite sowie alternierender Reihenfolge
auf das Trägermaterial
aufgebracht werden.
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Die
Mehrfachkammrakel besteht aus dem Grundelement (1), das
Rippen (2) aufweist und in der dargestellten Ausführungsform
mit zwei Kammern (10, 20) versehen ist. Die Rippen
(2) bilden die seitlichen Begrenzungen der zwischen ihnen
gebildeten Beschichtungskammern (12, 22), wobei
die Beschichtungskammern (22) etwas breiter als die Beschichtungskammern
(12) sind. Mit dieser Ausführungsform lässt sich
eine regelmäßige Abfolge
eines breiten und eines schmalen Streifen auftragen. Die Kammer
(10) steht über
Zuführkanäle (11)
mit den Beschichtungskammern (12), und die Kammer (20) über Zuführkanäle (21)
mit den Beschichtungskammern (22) in Verbindung.
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Mehrfachkammrakel
zum streifenförmigen Auftrag
von mehr als zwei Beschichtungsmassen wird der Fachmann auf Grundlage
der vorliegenden Beschreibung ohne eigene erfinderische Tätigkeit realisieren
können,
indem er ein Grundelement mit einer der Anzahl aufzutragender Beschichtungsmassen
entsprechenden Zahl an Kammern versieht, welche er mit den entsprechenden
Beschichtungskammern verbindet.
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Bei
den Kammern (10, 20) handelt es sich um Rinnen,
die durch einen Deckel (6) verschlossen werden. Dazu wird
der Deckel (6) mit Schrauben (7) auf dem Rücken des
Grundelements (1) verschraubt.
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Über die
jeweiligen Masseanschlüsse,
von denen in 1 nur der sich auf der Vorderseite
befindliche Masseanschluss (13) für Kammer (10) dargestellt
ist, werden zwei unterschiedliche Beschichtungsmassen in die beiden
Kammern (10, 20) mittels Druck eingefüllt. Innerhalb
der jeweiligen Kammer (10, 20) verteilen sich
die Beschichtungsmassen über
die gesamte Auftragsbreite.
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Die
Beschichtungskammern (12, 22) werden vorne und
hinten durch Rakelmesser (3), die mittels Klemmhalter (4)
am Grundelement (1) befestigt werden, begrenzt.
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Mittels
manuell zu betätigenden
Stellschrauben (31) wird das Spaltmaß zwischen der Unterkante des
Rakelmessers (3) und der Gegenplatte (8) bzw. Materialbahn
eingestellt. Das Spaltmaß wird
durch geeignete Anzeigeinstrumente (32) angezeigt.
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Mit
dem Linearantrieb (30) kann die Merhfachkammrakel auf die
Materialbahn abgesenkt werden, wenn die Beschichtungsanlage angehalten
werden soll.
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Eine
Materialbahn wird zwischen der Mehrfachkammrakel und der Gegenplatte
(8) durchgeführt.
Mittels Druckbeaufschlagung werden die Beschichtungsmassen über die
jeweiligen Kammern (10, 20) und Zuführkanäle (11, 21)
in die entsprechenden Beschichtungskammern (12, 22)
und von dort auf die sich unter den Beschichtungskammern hindurch
bewegende Materialbahn gedrückt.
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Vorteilhaft
wird jede Kammer mit einem eigenen Pumpensystem verbunden, so dass
der Druck für
die Beschickung jeder Kammer und für den Auftrag jeder Beschichtungsmasse
individuell geregelt und eingestellt werden kann.
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Vorzugsweise
wird ein Überschuss
an in die Kammern geförderte
Beschichtungsmasse über
einen Abfluss (in den Figuren nicht dargestellt) aus den Kammern
wieder abgeleitet und Auffangbehältern zugeführt, von
denen aus die Beschichtungsmassen den entsprechenden Kammern in
der Mehrfachkammrakel wieder zugeführt werden.
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Die
Verwendung der Vorrichtung erlaubt das gleichzeitige Aufbringen
mehrerer parallel zueinander verlaufender Streifen unterschiedlicher
Beschichtungsmassen, die unterschiedliche Viskositäten aufweisen
können,
auf eine sich bewegende Materialbahn mit gleichmäßiger, vorherbestimmter Dicke.