DE102019220151A1

DE102019220151A1 - Breitschlitzdüse und Verfahren zum Betreiben einer Breitschlitzdüse

Info

Publication number: DE102019220151A1
Application number: DE102019220151.2A
Authority: DE
Inventors: Gerald Betz
Original assignee: Fmp Tech Fluid Measurements & Projects GmbH; FMP Tech GmbH Fluid Measurements and Projects
Current assignee: Fmp Tech Fluid Measurements & Projects GmbH; FMP Tech GmbH Fluid Measurements and Projects
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-06-24
Also published as: EP4076769A1; US20230011054A1; KR20220112294A; WO2021122001A1; JP2023507452A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Breitschlitzdüse zum Applizieren eines mit Partikeln versehenen Fluides, mit einem Düsenkörper (2). Der Düsenkörper (2) umfasst eine Düseninnenkammer (6) zur Aufnahme des mit Partikeln versehenen Fluids. Das mit den Partikeln versehene Fluid ist über einen durch zwei Wände umgrenzten Düsenspalt (7) auf ein sich relativ zu der Breitschlitzdüse in einer Transportrichtung (TR) in Bewegung befindliches Substrat (20) abgebbar. Eine Vibrationseinrichtung (16) ist mit dem Düsenkörper (2) mechanisch gekoppelt, um den Düsenspalt (7) und das in der Düseninnenkammer (6) befindliche und mit den Partikeln versehene Fluid in Schwingung zu versetzen. Die Vibrationseinrichtung (16) ist dazu ausgebildet, den Düsenkörper (2) mit einer oberen Grenzfrequenz von höchstens 1kHz anzuregen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Breitschlitzdüse zum Applizieren eines mit Partikeln versehenen Fluids sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Breitschlitzdüse.
Zur Beschichtung flächiger Substrate, wie Folien aus Kunststoff, Aluminium oder Papier, werden die Substrate in Nassfilmdicken zwischen 1 µm und bis zu 5 mm flächig mit unterschiedlichsten Materialien, wie Klebstoffen, Lacken oder funktionellen Medien, versehen. Zum Applizieren der Medien können Sprüh-, Rakel- und Tauchverfahren eingesetzt werden. Ein weiteres Verfahren stellt die sog. Schlitzdüsenbeschichtung dar. Hierbei wird das zu beschichtende Medium mit Hilfe einer Pumpe oder eines Druckbehälters einer sog. Schlitzdüse zugeführt. Die Schlitzdüse ist derart beschaffen, dass das zu applizierende Medium über die Breite der Düse verteilt wird. Anschließend tritt das Fluid über einen hochpräzisen Düsenspalt (sog. Schlitz) aus und wird auf das zu beschichtende Substrat aufgetragen. Da die Breite des Düsenspalts dabei bis zu 5 m betragen kann, wird eine solche Schlitzdüse auch als Breitschlitzdüse bezeichnet. Das Schlitzdüsenverfahren stellt ein sog. vollflächiges Beschichtungsverfahren dar. Die Auftragsdicke des Beschichtungsfluids wird durch die Gestaltung des Düseninnenraumes und die Massenkontinuität sichergestellt. Dieses Verfahren wird in unterschiedlichsten industriellen Bereichen, wie z.B. in der Papier- und Verpackungsbranche, im Bereich der Herstellung von Batterien und Brennstoffzellen und für die Herstellung von optisch aktiven und elektronischen Komponenten eingesetzt.
Die zur Beschichtung genutzten Medien können, je nach Anwendungsfall, mit Partikeln (Feststoffen) versehen sein. Ein Problem bei der Verarbeitung solcher Medien besteht darin, dass die Partikel bedingt durch ihre Größe meist zu signifikanter Agglomeration und zum Teil auch Sedimentation neigen. Liegt ein solches Verhalten vor, kann es in der Breitschlitzdüse zu Sedimentationszonen und Anwachsungen von Agglomeraten kommen. Geraten Agglomerate durch die Strömung in den Düsenspalt oder bilden sich Anhaftungen direkt im Bereich des Spaltes kommt es zu Beschichtungsfehlern. Daraus resultieren ungleichmäßige Quer- und Längsverteilung des Mediums auf dem zu beschichtenden Substrat. Tritt eine mangelhafte Gleichverteilung oder sogar ein Verblocken des Düsenspaltes auf, muss bislang der Beschichtungsprozess unterbrochen und die Düse gereinigt werden. Es kommt also zu hohen Standzeiten und zudem zu Qualitätsschwankungen der Produkte.
Die DE 10 2009 017 453 A1 offenbart eine Spaltdüse zum Versprühen einer Flüssigkeit, die auf unterschiedliche Eigenschaften der zu versprühenden Flüssigkeiten anpassbar ist. Die Spaltdüse ermöglicht die Verarbeitung von Flüssigkeiten unterschiedlicher Viskositäten sowie mit unterschiedlichem Feststoffanteil. Die dort vorgeschlagene Spaltdüse weist zwei beidseits eines mittigen Flüssigkeitsspalts angeordnete Sprühluftspalte auf, über die Sprühluft zum Zerstäuben der Flüssigkeit abgebbar ist, wobei im Flüssigkeitsspalt eine Struktur angeordnet ist, die als kammartige Zwischenlage ausgebildet ist. Diese ist zwischen den beiden den Flüssigkeitsspalt umgrenzenden Wänden gelegt, wobei sich Zähne der Zwischenlage in Richtung einer Mündung des Flüssigkeitsspalts erstrecken. Dadurch lässt sich die Spaltbreite variieren, so dass unterschiedlich kammerartige Zwischenlagen zwischen die beiden Wände, die den Flüssigkeitsspalt umgrenzen, gelegt werden. Für die Verarbeitung von Flüssigkeiten mit hohem Feststoffanteil wird die kammartige Zwischenlage mit einer Unruhe gekoppelt, wobei Unruheamplituden von 1/100 mm als Maximum vorgeschlagen werden.
Die CA 869959 schlägt eine Beschichtungseinrichtung vor, die Ultraschall nutzt, um eine das Beschichtungsmaterial auszubringende Düse in Schwingungen zu versetzen. Dadurch soll der Düsenspalt frei von Schmutz und sich agglomerierendem Beschichtungsmaterial gehalten werden. Die Verwendung von Vibrationen im Ultraschallbereich wird bevorzugt, da geringe Frequenzen und große mechanische Auslenkungen in nachteiliger Weise dazu führen können, dass ein das Beschichtungsmaterial umfassender Behälter sich zu bewegen beginnt, was sich in einer verringerten Qualität der Beschichtung bemerkbar machen kann. Der Düsenspalt ist höchstens 0,5 Zoll, d.h. ca. 13 mm, breit.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Breitschlitzdüse zum Applizieren eines mit Partikeln versehenen Fluids sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Breitschlitzdüse anzugeben, welche baulich und/oder funktional verbessert sind, so dass das Agglomerations- und Sedimentationsverhalten von Partikeln in der Düse beim Beschichten vermieden oder reduziert werden kann.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Breitschlitzdüse gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben der Breitschlitzdüse gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Breitschlitzdüse zum Applizieren eines mit Partikeln versehenen Fluids vorgeschlagen. Das auch als Beschichtungsfluid bezeichnete und mit Partikeln versehene Fluid enthält eine oder mehrere unterschiedliche Flüssigkeiten, z.B. Lösungsmittel, und ein oder mehrere unterschiedliche Feststoffmaterialien. Das oder die Feststoffmaterialien sind als Partikel gleicher und/oder unterschiedlicher Größe sowie mit regelmäßiger und/oder unregelmäßiger Oberfläche in der oder den Flüssigkeiten enthalten. Die Auswahl von Flüssigkeiten, Materialien, Partikelgrößen und Zusammensetzungen sind abhängig vom Anwendungsfall.
Die Breitschlitzdüse umfasst einen Düsenkörper, wobei der Düsenkörper eine Düseninnenkammer zur Aufnahme des mit Partikeln versehenen Fluids (Beschichtungsfluid) umfasst. Der Düsenkörper kann insbesondere aus zwei Düsenhälften gebildet sein, wobei die Düseninnenkammer zwischen den Düsenhälften gebildet ist. Der Düsenkörper kann neben den zwei Düsenhälften auch weitere Komponenten umfassen. Zwischen den Düsenhälften sind z.B. Metallfolien vorgegebener Dicke angeordnet. Die Düseninnenkammer kann, betrachtet in einem Querschnitt, eine beliebige Form aufweisen, wobei die Düseninnenkammer mehrere Kammern umfassen kann. Beispielsweise kann die Düseninnenkammer einen im Wesentlichen runden oder tropfenförmigen Querschnitt aufweisen. Auch abschnittsweise Kombinationen davon können vorgesehen sein. Im Querschnitt kann sich die Gestaltung der Düseninnenkammer ändern oder gleichbleibend sein.
Das mit den Partikeln versehene Fluid ist über einen durch zwei Wände umgrenzten Düsenspalt auf ein sich relativ zu der Breitschlitzdüse in eine Transportrichtung in Bewegung befindliches flächiges Substrat abgebbar. Der Düsenspalt ist insbesondere zwischen den Düsenhälften gebildet. Im Fall einer zwischen den Düsenhälften angeordneten Metallfolie ergibt sich die Spaltbreite durch die Dicke der Metallfolie, die deshalb auch als Düsenfolie bezeichnet wird. Im Querschnitt kann sich die Gestaltung der des Düsenspalts ändern oder gleichbleibend sein. Die Länge des Düsenspalts ist bevorzugt konstant. Das mit den Partikeln versehene Fluid durchfließt die Düseninnenkammer und anschließend in den Düsenspalt. Von dort strömt es zum Austritt an eine sog. Düsenlippe und wird auf das Substrat appliziert, welches sich in Relativgeschwindigkeit zur Breitschlitzdüse befindet. Die Relativbewegung zwischen der Breitschlitzdüse und dem Substrat umfasst eine Bewegung des Substrats relativ zu der Breitschlitzdüse. Das Substrat kann z.B. bekannten im Rolle-zu-Rolle-Verfahren beschichtet werden, so dass eine Bewegung des Substrats in der Transportrichtung gegeben ist, während die Breitschlitzdüse statisch angeordnet sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Breitschlitzdüse relativ zu dem Substrat bewegt werden. Das Substrat kann hier z.B. als Blatt (sog. Sheet) vorliegen, wobei dann eine Bewegung des Düsenkörpers und der Breitschlitzdüse relativ zu dem Substrat in der Transportrichtung vorgenommen wird.
Das zu beschichtende Substrat kann aus einem beliebigen Material oder einer beliebigen Materialkombination bestehen. Beispielsweise kann das flächige Substrat als Folie aus Kunststoff, Aluminium, Textil oder Papier vorliegen.
Der Düsenspalt wird für einen jeweiligen Anwendungsfall hinsichtlich seiner Form individuell ausgebildet. Die Ausbildung des Düsenspalts kann beispielsweise von der Art und/oder Zusammensetzung des Beschichtungsfluids abhängen. Weitere beeinflussende Parameter können die Aufbringgeschwindigkeit des Beschichtungsfluids auf das Substrat sowie ein über den Düsenspalt zu erzielender Druckverlust sein. Abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall können Größe und/oder Form einer Düseninnen- und -außenlippe des Düsenspalts sowie der geometrische Übergang des Düsenspalts zu der Düseninnenkammer individuell ausgebildet sein.
Die Breitschlitzdüse umfasst weiter eine Vibrationseinrichtung, die mit dem Düsenkörper mechanisch gekoppelt ist, um den Düsenspalt und das in der Düseninnenkammer befindliche und mit den Partikeln versehene Fluid (Beschichtungsfluid) in Schwingung zu versetzen. Die Vibrationseinrichtung kann mit Druckluft, hydraulisch oder elektrisch betrieben sein. Die Vibrationseinrichtung ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet, den Düsenkörper mit einer oberen Grenzfrequenz von höchstens 1 kHz anzuregen.
Durch die Vibrationseinheit, die mechanische Schwingungen durch Massenträgheit erzeugt, werden der an sich ruhende Düsenkörper mit seiner Breitschlitzdüse und das in der Düseninnenkammer befindliche Beschichtungsfluid in Schwingung versetzt. Es wurde überraschend festgestellt, dass eine Agglomerationsneigung und Sedimentationsneigung der in dem Fluid enthaltenen Partikel zuverlässig verhindert werden kann, wenn die Vibrationseinrichtung mit einer Frequenz deutlich unterhalb von Ultraschall, insbesondere mit einer oberen Grenzfrequenz von höchstens 1 kHz angeregt wird.
Dem liegt die Beobachtung zugrunde, dass das Auftreten von Agglomerationen der in dem Fluid enthaltenen Partikel zu Ablagerungen an den Wänden führt, speziell im Bereich des Übergangs zwischen der Düseninnenkammer und dem Düsenspalt. Die Ablagerungen in diesem Bereich ziehen nach einer bestimmten Zeitdauer des Betriebs der Breitschlitzdüse, zumindest abschnittsweise, ein Verblocken des Düsenspalts von der Düseninnenkammer her nach sich. Die Entwicklung von Agglomeraten aus den Partikeln steht dabei in Zusammenhang mit dem Schwerefeld und dem Impulsaustausch in der Strömung, den die Partikel untereinander und mit der Wand erfahren. Die Bildung der Agglomerate hängt also von lokalen Strömungsbedingungen, vielen Stoffdaten und Wechselwirkungen, den Merkmalen der Partikelfraktionen und den Umgebungsbedingungen ab und kann nicht vorhergesagt werden.
Um die Agglomeration und/oder Sedimentationsneigung zu unterdrücken, wird durch die Vibrationseinrichtung, die mit vergleichsweise geringen Frequenzen arbeitet, ausreichend hohe kinetische Energie in die Breitschlitzdüse und damit das darin befindliche Beschichtungsfluid eingetragen. Damit ist es möglich, durch den zusätzlichen Impulsaustausch das Fluid zu stabilisieren und im Zusammenhang mit der Strömung zu homogenisieren. Durch die Vibrationen in dem Frequenzbereich von höchstens 1 kHz ist es im Ergebnis möglich, Partikelagglomerate für den Eintritt in den Düsenspalt zu verkleinern oder mit Hilfe von Scherkräften in der Strömung aufzubrechen. Gleiches gilt für das Anwachsen von Agglomeraten und die Entstehung von Sedimentationszonen. Durch die Vibrationseinrichtung ist es somit möglich, diese Energieanteile zu erhöhen, ohne dabei die Prozessstabilität der Beschichtung zu beeinflussen. Im Ergebnis kann die Beschichtung unterbrechungsfrei und damit mit gleichbleibender Qualität erfolgen.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die Vibrationseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Düsenkörper mit einer unteren Grenzfrequenz von wenigstens 1 Hz anzuregen. Der von der Vibrationseinrichtung genutzte Frequenzbereich liegt damit zwischen 1 Hz und 1kHz. Ein bevorzugter Frequenzbereich liegt in einer Größenordnung zwischen 60 Hz und 70 Hz. Die gewählte Frequenz kann abhängig von Aspekten der Breitschlitzdüse sowie den Eigenschaften des Beschichtungsfluids, insbesondere der Partikeleigenschaften (Größe und/oder Partikelgrößenverteilung) und deren Konzentrationen sein. Dichteunterschiede der Partikel in der Flüssigkeit und Adhäsionskräfte zwischen Partikeln selbst und den Innenwänden der Düse bestimmen die Vorgänge stark. Die geeignete Frequenz kann dabei für unterschiedliche Arten und/oder Zusammensetzungen von Beschichtungsfluiden unterschiedlich sein. Die für ein jeweiliges Beschichtungsfluid geeignete Frequenz kann insbesondere durch Versuche ausfindig gemacht werden. Weitere Parameter, welche die optimale Frequenz oder den optimalen Frequenzbereich beeinflussen können, sind darüber hinaus die Position der Vibrationseinheit auf der Düse, die lokalen Strömungsbedingungen und die Auftragsmethode mit der Breitschlitzdüse. Auch die Gestalt des Düsenspalts kann die optimale Frequenz beeinflussen.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung im Verhältnis zum Nenndurchmesser der in dem Fluid enthaltenen Partikel größer oder gleich 0,1 ist. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung höchstens 5 mm beträgt. Bei Partikelgrößenverteilungen kann eine Amplitude für den größten Partikeldurchmesser umfassend bestimmt werden. Als Amplitude wird hierbei eine volle Schwingungslänge der Vibrationseinrichtung vom einem Ende zum anderen Ende bezeichnet (Peak-to-Peak). Dies schließt die Wahl kleinerer Amplituden entsprechend des Partikelgrößenverteilungsbereichs aber nicht von der Anwendung des Verfahrensprinzips aus, da eine Anregung von Partikelfraktionen ebenso den Zweck erfüllen kann. Die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung ist stark abhängig von Gestalt, Halterung und Masse der Breitschlitzdüse. Insbesondere ergeben sich orts- und frequenzabhängige Amplituden im Düsenkörper. Eine geeignete mechanische Amplitude wird zudem durch die Notwendigkeit eines fehlerfreien Auftrages auf dem sich relativ zur Düse bewegten Substrat begrenzt. Die geeignete mechanische Amplitude kann beispielsweise durch Versuche ausfindig gemacht werden.
Folgende Überlegungen können dabei berücksichtigt werden: Die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung ist proportional zu den maximalen Beschleunigungskräften, die ihrerseits in etwa proportional zu den auf die Partikel wirkenden Kräften ist. Je höher die Beschleunigung ist, desto besser ist die beabsichtigte Wirkung. Das Kriterium in nachfolgender Gleichung ist eine entdimensionierte Darstellung der Beschleunigung mit Bezug auf die Erdbeschleunigung g. Der Wert 100 wird als zweckmäßige Obergrenze angesehen. $\frac{a_{m a x}}{g} \leq 100$
In Verbindung mit der Gleichung für die Beschleunigung a = ẍ(t) $\ddot{x} (t) = - 4 \overset{⌣}{A} π^{2} f^{2} sin (2 π f t)$
kann der obere Grenzwert für die maximale Amplitude der Vibrationseinrichtung bestimmt werden. Maximal wird der Wert für sin =1 bzw. -1, dort ist die Maximal-Beschleunigung a_max = 4 Ǎπ² f². Ǎ ist hierbei die Hälfte der Peak-to-Peak-Amplitude, f die Frequenz, mit der die Vibrationseinrichtung betrieben wird.
Der Einsatz der Vibrationseinheit ermöglicht unter den gegebenen Bedingungen den Faktor zwischen maximaler Partikelgröße und wählbarem Düsenspalt zu minimieren. Damit ist es möglich, größere Partikelfraktionen einzusetzen, ohne den gleichmäßigen Auftrag der Breitschlitzdüse zu gefährden. Die Vibrationen homogenisieren das Fließverhalten und stabilisieren den Fluidzustand und ermöglichen somit eine bessere Verarbeitung und Prozessstabilität. Zudem kann der Einfluss der Fertigungstoleranzen der Düseninnenflächen auf den Strömungsvorgang durch die Schwingung gemindert werden. Somit lässt sich die Homogenität des Nassfilms des Beschichtungsfluids in der Breite und Länge durch die eingebrachten mechanischen Schwingungen realisieren oder optimieren.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung in einer der Transportrichtung des Substrats entsprechenden Richtung auf den Düsenkörper wirkt. Alternativ oder zusätzlich kann die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung in Hauptströmungsrichtung (d.h. in Höhenrichtung) und ferner entlang des Düsenkörpers (d.h. in seiner Breitenrichtung) wirken. Eine Schwingung mit mechanischen Amplituden in eine oder mehrere Raumrichtungen reduziert oder verhindert die Bildung von Agglomeraten und/oder Sedimentationszonen im Fluid oder an den Düseninnenflächen. Damit können Beschichtungsfehler und das Zusetzen des Düsenspaltes verhindert werden.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass mit Hilfe der beschriebenen Breitschlitzdüse ein strukturviskoses Beschichtungsfluid auf das Substrat aufgebracht wird. Nahezu alle Beschichtungsfluide, insbesondere mit Partikeln, weisen ein sogenanntes strukturviskoses Verhalten auf. Dies meint, dass die Viskosität keine Stoffkonstante ist, sondern neben Druck und Temperatur außerdem von der Scherung und der Dauer einer Scherung abhängt. Charakteristisch für ein strukturviskoses Verhalten ist ein zunehmendes Sinken der Viskosität mit einsetzender Scherung. Der Verlauf der Viskosität in Abhängigkeit der Scherung ist darüber hinaus unterschiedlich. Es kann sich eine Grenzviskosität einstellen, aber auch lokale Maxima und eine starke Zunahme der Viskosität sind möglich. Dieses zum Teil empfindliche Fluidverhalten kann im Zusammenspiel mit der Fertigungsgenauigkeit der Düse, insbesondere der Düseninnenflächen und der Düsenlippe, die Querverteilung des Fluids in der Breitschlitzdüse nachteilig beeinflussen. Der Einsatz der Vibrationseinrichtung wirkt homogenisierend und stabilisierend auf das Fluid. Dadurch wird zum Beispiel die Einlauflänge und lokale Grenzschicht im Düsenspalt reduziert. Die Strömungsbedingungen sind somit im Querschnitt homogener. Der Einfluss der Fertigungsgenauigkeit auf die Gleichverteilung kann so abhängig vom Anwendungsfall reduziert werden. In der Folge ist grundsätzlich bei gleicher Fertigungsgenauigkeit eine Verbesserung der Querverteilung ermöglicht.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung weist der Düsenspalt in einer Breitenrichtung, die sich quer zu der Transportrichtung erstreckt, eine Breite zwischen 10 mm und 5 m auf. Der Düsenspalt weist dabei vorzugsweise eine ausschließlich lineare, d.h. gerade, Erstreckung auf, kann aber beispielsweise in der Breitenrichtung, die sich quer zu der Transportrichtung erstreckt, gebogen ausgeführt sein.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung weist der Düsenspalt eine Schlitzbreite zwischen 10 µm und 2,5 mm auf. Die Schlitzbreite wird insbesondere abhängig von der Größe der in dem Beschichtungsfluid enthaltenen Partikel gewählt. Der Nenndurchmesser der Partikel hat grundsätzlich kleiner als die gewählte Schlitzbreite zu sein. Rechnerisch ergibt sich so bei einer Schlitzbreite von 200µm eine maximale Partikelgröße von 200µm. In der Praxis müssen die Partikel aber kleiner sein, da es sonst zu einer sofortigen Verstopfung der Düse kommen würde. Die beschriebene Vibrationseinheit ermöglicht die Toleranz für große Partikel und hohe Partikelkonzentrationen zu verbessern.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass eine Befestigungsvorrichtung der Breitschlitzdüse, mit der der Düsenkörper mechanisch festverbunden ist, über Dämpferelemente gelagert ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die von der Vibrationseinrichtung erzeugten Schwingungen in der gewünschten Weise ausschließlich oder weitgehend auf den Düsenkörper und das darin befindliche Beschichtungsfluid wirken können.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Breitschlitzdüse gemäß einer oder mehrerer Ausgestaltungen vorgeschlagen. Dabei erfolgt ein Ansteuern der Vibrationseinrichtung derart, dass der Düsenkörper mit einer oberen Grenzfrequenz von höchstens einem kHz angeregt wird.
Das Verfahren weist die gleichen Vorteile auf, wie diese vorstehend in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurden.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird der Düsenkörper mit einer unteren Grenzfrequenz von wenigstens 1 Hz angeregt.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung im Verhältnis zum Nenndurchmesser der in dem Fluid enthaltenen Partikel größer oder gleich 0,1 gewählt. Insbesondere wird die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung derart gewählt, dass sie höchstens 5 mm beträgt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Breitschlitzdüse, die an einer Befestigungsvorrichtung gelagert ist;
2 eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Breitschlitzdüse;
3 einen Schnitt längs der Linie III-III durch die in 2 gezeigte Breitschlitzdüse, wobei eine Vibrationseinrichtung mechanisch mit der Breitschlitzdüse verbunden ist, und
4 einen Teilschnitt durch die Befestigungsvorrichtung der Breitschlitzdüse gemäß 2.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Breitschlitzdüse 1 zum Applizieren eines mit Partikeln versehenen Fluids auf ein Substrat 20, das unterhalb der Breitschlitzdüse 1 angeordnet ist. Der Abstand zwischen dem Substrat 20 und der Breitschlitzdüse 1 sowie die Komponenten der Breitschlitzdüse 1 sind aus zeichnerischen Gründen nicht maßstabsgerecht dargestellt. Das Fluid wird nachfolgend als Beschichtungsfluid bezeichnet. Neben der Breitschlitzdüse 1 ist ein Koordinatensystem dargestellt, in der q eine Querrichtung, h eine Höhenrichtung und b eine Breitenrichtung der Breitschlitzdüse 1 bezeichnen. Die Querrichtung q verläuft dabei in einer Richtung, die einer Transportrichtung TR des Substrats 20 entspricht. Die Breitenrichtung b verläuft in einer durch die Quer- und Breitenrichtung definierten Ebene quer zur Transportrichtung TR.
Das Beschichtungsfluid enthält eine oder mehrere unterschiedliche Flüssigkeiten, z.B. ein oder mehrere Lösungsmittel, und ein oder mehrere partikelförmige Feststoffe. Partikelkonzentration, -größe, -dichte und -gestalt in dem Beschichtungsfluid sind entsprechend einer vorliegenden Anwendung gewählt. Häufig anzutreffende Anwendungsfälle sind am Ende der Beschreibung dargestellt.
Die Breitschlitzdüse 1 umfasst einen Düsenkörper 2, der beispielhaft aus zwei Düsenhälften 3, 4 gebildet ist. Zwischen den Düsenhälften 3, 4 ist eine Düseninnenkammer 6 gebildet, die in der gezeigten Querschnittsdarstellung lediglich beispielhaft die Gestalt eines Kreises aufweist. Zwischen den Düsenhälften 3, 4 ist eine Düsenfolie 5 vorgegebener Dicke angeordnet. Diese legt die Schlitzbreite eines Düsenspaltes 7 im unteren Bereich des Düsenkörpers 2 zwischen gegenüberliegenden Wänden 7a, 7b jeweiliger Düsenhälften 3, 4 fest und umschließt zusammen mit den Düsenhälften 3, 4 das in der Düseninnerkammer 6 befindliche Fluid. Die Düsenfolie 5 weist eine Aussparung für die Düseninnenkammer 6 und den Düsenspalt 7 entsprechend der geforderten Beschichtungsbreite in die Breitenrichtung b auf. Die Schlitzbreite des Düsenspalts 7 entspricht somit der Dicke der Düsenfolie 5. Die Schlitzbreite wird im Anwendungsfall so gewählt, dass die Breitschlitzdüse im Wesentlichen durch ausreichenden Druckverlust des Düsenspaltes die gewünschte Gleichverteilung ermöglicht. Die minimale Düsenspaltbreite ist jedoch durch im Fluid vorliegende Partikel limitiert. Dabei ist die Schlitzbreite immer mindestens geringfügig größer als die Partikelgröße der in dem Beschichtungsfluid enthaltenen Partikel.
Vorzugsweise weist der Düsenspalt 7 eine Schlitzbreite zwischen 10 µm und 2,5 mm auf.
Das im Inneren der Düseninnenkammer 6 befindliche Beschichtungsfluid, das über einen oder mehrere nicht explizit dargestellte Zuläufe gefördert wird, ist über eine Düsenspaltöffnung 7L auf ein relativ zu der Breitschlitzdüse 1 in der Transportrichtung TR bewegtes Substrat 20 abgebbar. Das Substrat 20 ist ein flächiges Substrat, z.B. eine Folie aus Kunststoff, Aluminium oder Papier oder einem anderen zu beschichtenden Material. Der Abstand zwischen dem Substrat 20 und einer Düsenlippe 9, die der zu beschichtenden Seite des Substrats 20 zugewandt ist, kann zwischen wenigen Micrometern und einigen Zentimetern betragen.
Der Düsenspalt 7 kann, abhängig von der gewählten Anwendung, in der Breitenrichtung b eine Breite zwischen 10 mm und 5 m aufweisen.
Die Wahl des Düsenspaltes 7, im Wesentlichen der Spaltlänge (d.h. der Länge, die das Fluid von der Innenkammer bis zum Austritt benötigt) und der Spaltbreite, hängt vom Beschichtungsfluid und den gewünschten Prozess- und Betriebsbedingungen ab. An der Austrittsstelle zwischen den beiden Düsenlippen 9 und dem Substrat 20 wird das Beschichtungsfluid appliziert. Für einen gewählten Betriebspunkt kann so überwiegend durch die viskosen Kräfte verursacht eine Gleichverteilung mit einer Breitschlitzdüse erreicht werden. Der dabei anfallende Druckverlust entsteht zu einem großen Teil durch das Durchströmen des Düsenspalts 7, was zu großen Druckkräften von innen auf den Düsenkörper führt. Dieser Druckverlust wird gezielt eingestellt, um eine Gleichverteilung zu erreichen, ist aber technisch durch die Elastizitätswerte der Werkstoffe des Düsenkörpers begrenzt. Zu hohe Viskositäten können so zu einer Durchbiegung des Düsenspaltes führen und in der Folge eine Beeinflussung der Gleichverteilung ergeben.
Der Düsenkörper 2 ist mechanisch mit einer Befestigungsvorrichtung 10 verbunden. Die Befestigungsvorrichtung 10 umfasst ein erstes Halteelement 11 und ein zweites Halteelement 12. Das erste Halteelement 11 weist einen Haltefortsatz 11F auf. Das zweite Halteelement 12 weist einen dazu korrespondierenden Eingriffsfortsatz 12F auf. Das zweite Halteelement 12 ist mechanisch beispielhaft mit der Düsenhälfte 4 verbunden. Über den Eingriffsfortsatz 12F kann das zweite Halteelement mit dem daran befestigten Düsenkörper 2 in Eingriff mit dem ersten Halteelement 11 gebracht werden. Über ein Fixierelement 13, das den Eingriffsfortsatz 12F und den Haltefortsatz 11F verspannt, werden das erste und das zweite Halteelement 11, 12 mechanisch miteinander verbunden. Die abgebildete Halterung ist lediglich beispielhaft somit als ein sogenannter Schwalbenschwanz ausgebildet. Welche Halterung tatsächlich gewählt wird, ist nicht näher festgelegt.
Um eine Übertragung von Vibrationen durch eine nachfolgend näher beschriebene Vibrationseinrichtung 16 von dem zweiten Halteelement 12 auf das erste Halteelement 11 zu unterbinden, sind zwischen dem ersten Halteelement 11 und dem zweiten Halteelement 12 ein Dämpferelement 14 und zwischen dem zweiten Halteelement 12 und dem Fixierelement 13 ein Dämpferelement 15 vorgesehen.
In den 2 bis 4, die unterschiedliche Details der in 1 gezeigten Breitschlitzdüse 1 darstellen, ist jeweils die Vibrationseinrichtung 16 dargestellt, die mechanisch mit dem Düsenkörper 2 gekoppelt ist. Die beispielsweise mit Druckluft, hydraulisch oder elektrisch betriebene Vibrationseinrichtung 16 ist auf einer von dem Düsenspalt 7 abgewandten Seite des Düsenkörpers 2 angeordnet. Die mechanische Befestigung kann beispielsweise über Schrauben und dergleichen erfolgen.
Die Vibrationseinrichtung 16 ist dazu ausgebildet, dem Düsenkörper 2 und damit den Düsenspalt 7 und das in der Düseninnenkammer 6 befindliche Beschichtungsfluid in Schwingung zu versetzen. Die Vibrationseinrichtung 16 ist dabei derart ausgestaltet, dass diese mechanische Amplitude vornehmlich in Querrichtung q und Höhenrichtung h des Düsenkörpers 2 erzeugt. Alternativ oder zusätzlich kann eine mechanische Amplitude durch die Vibrationseinrichtung auch in der Breitenrichtung b des Düsenkörpers 2 erzeugt werden. Vorzugsweise wird die Vibrationseinrichtung 16 derart ausgestaltet und betrieben, dass die mechanische Amplitude sowohl in Querrichtung q als auch in Höhenrichtung h wirkt.
Die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung 16 ist im Verhältnis zum Nenndurchmesser der in dem Fluid enthaltenen Partikel größer oder gleich 0,1. Vorzugsweise beträgt die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung 16 höchstens 5 mm. Bei Partikelgrößenverteilungen kann die Amplitude mit dem größten Partikeldurchmesser bestimmt werden. Dies schließt die Wahl kleinerer Amplituden entsprechend des Partikelgrößenverteilungsbereichs aber nicht von der Anwendung des Verfahrensprinzips aus, da eine Anregung von Partikelfraktionen ebenso den Zweck erfüllen kann. Dabei wird die Vibrationseinrichtung mit einer Frequenz in einem Bereich zwischen 1 Hz und 1 kHz betrieben. Die optimale Frequenz und die genaue mechanische Auslenkung einer Anwendung hängen von einer Vielzahl an Parametern ab. Die Gestalt und der Werkstoff der Breitschlitzdüse 1, die Form des Düseninnenkammer 6 und des Düsenspaltes 7, das Beschichtungsfluid und dessen Strömung spielen eine Rolle. Die Auftragsstelle an der Düsenspaltöffnung 7L und die beiden Düsenlippen 9 werden typischerweise bei der Beschichtung mit dem Beschichtungsfluid benetzt. Im Zusammenspiel mit der Relativgeschwindigkeit des Substrates 20 entsteht so ein dem Düsenspalt vorgelagertes Fluidkontingent, dass durch den Kontakt mit der Düsenlippe 9 umschlossen und ebenfalls angeregt wird und somit den Prozess ebenfalls bestimmt.
Durch die Vibrationseinrichtung 16 wird kinetische Energie mittels mechanischer Amplituden in den Düsenkörper 2 und das Beschichtungsfluid eingebracht. Damit ist es möglich, durch den zusätzlichen Impulsaustausch das Fluid zu stabilisieren und im Zusammenhang mit der Strömung zu homogenisieren. Des Weiteren können Agglomerate der in dem Beschichtungsfluid enthaltenen Partikel aufgebrochen und Sedimentationszonen in der Düseninnenkammer 6 können vermieden werden. Ebenso kann durch die eingebrachte kinetische Energie das Anwachsen von Partikelagglomeraten vermieden werden. Durch die Vibrationseinrichtung 16 ist es damit möglich, die kinetischen Energieanteile zu erhöhen, ohne die Prozessstabilität des Beschichtungsprozesses maßgeblich zu beeinflussen.
Die 3 und 4 zeigen jeweils unterschiedliche partielle Schnitte durch die in 2 dargestellte Breitschlitzdüse 1. Während in 3 ein Schnitt durch den Düsenkörper 2 dargestellt ist (wobei in dieser Darstellung der Düsenspalt 7 nicht explizit dargestellt ist), zeigt 4 einen Teilschnitt durch die Befestigungsvorrichtung 10, wobei der Düsenkörper 2 ungeschnitten dargestellt ist.
Die prozesstechnische Grundlage des gleichmäßigen vollflächigen Auftrags des Beschichtungsfluids mit Hilfe der Breitschlitzdüse 1 ist der im Düsenspalt 7 erzeugte Druckverlust. Der Druckverlust entsteht im Wesentlichen durch den Düsenspalt 7, der Verbindung der Düseninnenkammer 6 mit der Düsenspaltöffnung 7L und die Austrittstelle des Beschichtungsfluids aus der Düsenspaltöffnung 7L. Der Druckverlust für eine ausreichende Gleichverteilung auf dem Substrat 20 kann durch die Auswahl der Düsenfolie 5, deren Dicke gleichbedeutend mit der Schlitzbreite des Austrittsspalts, d.h. der Düsenspaltöffnung 7L, ist, erreicht werden. Im Wesentlichen ist der Druckverlust durch die mechanische Durchbiegung der Breitschlitzdüse 1 aufgrund von Druckkräften limitiert.
Das Erreichen eines ausreichend großen Druckverlusts und so einer guten Querverteilung bzw. Gleichmäßigkeit der auf dem Substrat 20 zu erzeugenden Schicht ergibt sich aus dem Zusammenhang aus gewünschter Auftragsgeschwindigkeit, den Stoffeigenschaften des Beschichtungsfluids und maßgeblich der Düsenspaltparameter. Durch den Einsatz der Vibrationseinheit 16 kann die Partikelgröße im Verhältnis zum Düsenspalt größer gewählt werden. Somit ist es möglich, für ein Beschichtungsfluid mit Partikeln kleinere Spaltdicken zu wählen. Eine Breitschlitzdüse ermöglicht damit einen größeren Bereich an realisierbaren Nassfilmdicken. Der Einsatz der Vibrationseinheit ergibt zudem einen Einfluss auf die Stabilität der Homogenität des Beschichtungsfluids, was den Bereich der erreichbaren Verarbeitungsgeschwindigkeiten vergrößert. Die Vibrationen haben einen vergleichmäßigenden Einfluss auf die Bildung und Ausprägung der Grenzschicht im Düsenspalt, was im Zusammenhang mit der Prozessstabilität und der Fertigungsgenauigkeit des Düsenspalts der Breitschlitzdüse vorteilhaft ist. Die Homogenität des Nassfilms auf dem Substrat lässt sich in der Breite und Länge also durch die eingebrachten mechanischen Schwingungen zusätzlich zum Einfluss des Druckverlustes optimieren.
Es hat sich dabei herausgestellt, dass ein optimaler Auftrag des Beschichtungsfluids auf das Substrat 20 dadurch erzielt werden kann, dass die Frequenz der Strömung nicht im Ultraschallbereich, sondern deutlich darunter, vorzugsweise mit einer Obergrenze bei 1 kHz gewählt wird. Die eingestellte Frequenz, insbesondere in Verbindung mit einer geeignet gewählten mechanischen Amplitude, ermöglicht einen Eintrag an kinetischer Energie in den Düsenkörper 2. Dies ermöglicht eine Verbesserung des Impulsaustausches im Beschichtungsfluid und wirkt damit im Zusammenspiel mit der Strömung homogenisierend und stabilisierend. Dieses Verhalten ermöglicht es, Sedimentationszonen zu reduzieren und/oder Partikelagglomerate für den Eintritt in den Düsenspalt 7 mit Unterstützung durch die Scherkräfte der Strömung aufzubrechen oder deren Bildung zu verhindern.
Die oben beschriebene Düse kann in einer Vielzahl an unterschiedlichen Anwendungen zum Einsatz kommen. Dabei wird vorzugsweise die Breitschlitzdüse allen Prozess- und Betriebsbedingungen nach Möglichkeiten angepasst. Folgende Anwendungen sind beispielhaft möglich:
Batterieherstellung:
Mit Hilfe von Rolle-zu-Rolle-Anlagen mit integrierter Trocknung wird auf dünnen Kupfer- und Aluminiumfolien mit Dicken von ca. 100 µm Slurry beschichtet. Die das Substrat bildende Kupfer/Aluminium-Folie wird über eine Walze geführt. Die Breitschlitzdüse wird mit Hilfe eines Auftragswerks an die Walze angestellt, z.B. in der sog. 9-Uhr-Position, wobei die Breitschlitzdüse horizontal und mittig an der Beschichtungswalze positioniert wird. Der Abstand liegt ca. beim Doppelten der Nassfilmdicke, was hohe Anforderungen an den Rundlauf der Walze, die Toleranzen der Düsenlippe und das Substrat stellt. Aufgetragen werden Batterieslurries bestehend aus Wasser oder Lösungsmittel, Kohlenstoffpartikel verschiedener Partikelgrößenbereiche, Bindemittel, Viskositäts-Modifikatoren und Aktivmaterialien für die Batteriefunktion. Die Feststoffmasseanteile der Fluide liegen typischerweise im Bereich von 30 % bis 60 %. Die Produktionsgeschwindigkeiten betragen ca. 10 m bis 100 m/min (Bahngeschwindigkeit).
Epoxid-Harz-UV-Lack-Anwendung:
Mit Hilfe eines Beschichtungstisches werden als Sheets bezeichnete Substrate beschichtet. Die Düse wird vertikal in einem Auftragswerk montiert, wobei ein Austritt des Beschichtungsfluids nach unten gegeben ist. Es können auch Roboterarme zum Einsatz kommen, welche die Breitschlitzdüse bewegen. Die Substratmaterialien sind Kunststofffolien oder Glas. Nassfilmdicken liegen im Bereich von 10 µm. Die Beschichtungsmedien enthalten Harze, zum Teil flüchtige organische Lösemittel und häufiger Partikelanteile, z.B. optische Funktionsbeschichtungen. Die Verarbeitung erfolgt sequentiell, wobei eine Trocknung durch die dünnen Schichten ohne Trockner beispielsweise im Falle eines UV-Lackes durch eine UV-Lampe erfolgt. Die Produktionsgeschwindigkeiten liegen im Bereich von 0,01 bis 5 m/min Relativgeschwindigkeit der Düse zum Substrat. Die Anforderungen an Auftragstoleranzen sind zum Teil sehr hoch.
Anwendung im Vorhang:
Neben Verfahren, bei denen die Breitschlitzdüse sehr nahe am Substrat direkt beschichtet, gibt es die Möglichkeit, die Breitschlitzdüse bei einem hohen Massestrom zu betreiben, so dass sich an der Austrittsöffnung ein Vorhang bildet. Dieser Vorhang ist ein gleichmäßiger dünner fallender Flüssigkeitsfilm. Der Vorhang fällt auf das Substrat, welches durch den Vorhang bewegt wird. Es sind Abstände von mehr als 10 cm möglich. Charakteristisch für das Verfahren sind die durch die Vorhangbildung ermöglichte schnelle Substratgeschwindigkeit und gute Querverteilungseigenschaften. Nassfilmdicken im Bereich von 50 µm und mehr sind möglich. Die Bildung und Stabilität eines Vorhanges wird durch die Fluidparameter bestimmt.
Bezugszeichenliste

1: Breitschlitzdüse
2: Düsenkörper
3: Düsenhälfte
4: Düsenhälfte
5: Düsenfolie (Folie)
6: Düseninnenkammer
7: Düsenspalt
7a: Wand (Spaltinnenwand)
7b: Wand (Spaltinnenwand)
7L: Düsenspaltöffnung
9: Düsenlippe
10: Befestigungsvorrichtung
11: erstes Halteelement
11F: Haltefortsatz
12: zweites Halteelement
12F: Eingriffsfortsatz
13: Fixierelement
14: Dämpferelement
15: Dämpferelement
16: Vibrationseinrichtung
20: Substrat
TR: Transportrichtung
b: Breitenrichtung
q: Querrichtung
h: Höhenrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009017453 A1 [0004]

Claims

Breitschlitzdüse zum Applizieren eines mit Partikeln versehenen Fluids, mit einem Düsenkörper (2), wobei der Düsenkörper (2) eine Düseninnenkammer (6) zur Aufnahme des mit Partikeln versehenen Fluids umfasst, und wobei das mit den Partikeln versehene Fluid über einen durch zwei Wände umgrenzten Düsenspalt (7) auf ein sich relativ zu der Breitschlitzdüse in einer Transportrichtung (TR) in Bewegung befindliches Substrat (20) abgebbar ist, sowie mit einer Vibrationseinrichtung (16), die mit dem Düsenkörper (2) mechanisch gekoppelt ist, um den Düsenspalt (7) und das in der Düseninnenkammer (6) befindliche und mit den Partikeln versehene Fluid in Schwingung zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, den Düsenkörper (2) mit einer oberen Grenzfrequenz von höchstens 1kHz anzuregen.
Breitschlitzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, den Düsenkörper (2) mit einer unteren Grenzfrequenz von wenigstens 1 Hz anzuregen.
Breitschlitzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung (16) im Verhältnis zum Nenndurchmesser der in dem Fluid enthaltenen Partikel größer oder gleich 0,1 ist.
Breitschlitzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung (16) höchstens 5 mm beträgt.
Breitschlitzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung (16) in einer der Transportrichtung (TR) entsprechenden Querrichtung (q) des Düsenkörpers (2) wirkt.
Breitschlitzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung (16) in einer Höhenrichtung (h) des Düsenkörpers (2) wirkt.
Breitschlitzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Partikeln versehene Fluid strukturviskos ist.
Breitschlitzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenspalt (7) in einer Breitenrichtung (b), die sich quer zu der Transportrichtung (TR) erstreckt, eine Breite zwischen 10 mm und 5 m aufweist.
Breitschlitzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenspalt (7) eine Schlitzbreite zwischen 10 µm und 2,5 mm aufweist.
Breitschlitzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Befestigungsvorrichtung (10), mit der der Düsenkörper (2) mechanisch fest verbunden ist, über Dämpferelemente (14, 15) gelagert ist.
Verfahren zum Betreiben einer Breitschlitzdüse zum Applizieren eines mit Partikeln versehenen Fluids, mit einem Düsenkörper (2), wobei der Düsenkörper (2) eine Düseninnenkammer (6) zur Aufnahme des mit Partikeln versehenen Fluids umfasst, und wobei das mit den Partikeln versehene Fluid über einen durch zwei Wände umgrenzten Düsenspalt (7) auf ein sich relativ zu der Breitschlitzdüse in einer Transportrichtung (TR) in Bewegung befindliches Substrat (20) abgebbar ist, sowie mit einer Vibrationseinrichtung (16), die mit dem Düsenkörper (2) mechanisch gekoppelt ist, um den Düsenspalt (7) und das in der Düseninnenkammer (6) befindliche und mit den Partikeln versehene Fluid in Schwingung zu versetzen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ansteuern der Vibrationseinrichtung (16) derart, dass der Düsenkörper (2) mit einer oberen Grenzfrequenz von höchstens 1kHz angeregt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Vibrationseinrichtung (16) derart angesteuert wird, dass der Düsenkörper (2) mit einer unteren Grenzfrequenz von wenigstens 1 Hz angeregt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung (16) im Verhältnis zum Nenndurchmesser der in dem Fluid enthaltenen Partikel größer oder gleich 0,1 gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die mechanische Amplitude der Vibrationseinrichtung (16) derart gewählt wird, dass sie höchstens 5 mm beträgt.