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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Beschichtung von Substraten nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie die auf diese Weise beschichteten Substrate
und deren Verwendung, insbesondere in der Holz-, Möbel- und
Automobilindustrie. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung
eine Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 26.
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Bei der Beschichtung von Substraten
(z. B. Kunststoffsubstrate wie Folien oder Kantenbänder) mit
Beschichtungsmassen (z. B. Klebstoffe oder Haftvermittler) ist oftmals
ein gleichmäßiger Auftrag
erwünscht.
Zu diesem Zweck kann das Substrat mittels einer Transporteinrichtung
befördert
bzw. fortbewegt und mittels einer festen bzw. feststehenden Rolle
(d. h. Rolle mit fester Achse) oder dergleichen auf das auf diese
Weise bewegte Substrat die Beschichtungsmasse aufgetragen werden.
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Verfahren und Vorrichtungen zu diesem Zweck
sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann in diesem
Zusammenhang verwiesen werden auf die WO 00/53387 A1, die GB 2 274 429
A, die US-A-4 407 689 oder die WO 99/28048 A1, deren jeweiliger
Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind.
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Den zuvor geschilderten Verfahren
und Vorrichtungen des Standes der Technik ist gemeinsam, daß die Rotationsrichtung
der festen Rolle oder dergleichen, mit der die Beschichtungsmasse
auf das Substrat angedrückt
und verteilt wird, gleichläufig
zur Transportrichtung ist, in welche das Substrat befördert wird.
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Die Verfahren und Vorrichtungen des
Standes der Technik ermöglichen
jedoch nicht immer oder zumindest nur unter großem Aufwand eine homogene Beschichtung
mit gleichmäßiger Schichtdicke, insbesondere
dann, wenn die Beschichtung mit einer nur sehr geringen Dicke erfolgen
soll. Dies ist beispielsweise bei der Primerung von Kunststoffsubstraten
(z. B. Folien oder Kantenbänder)
der Fall, die in der Holz-, Möbel-
und Automobilindustrie Verwendung finden und vor dem Verkleben z.
B. mit einem Holzwerkstoff zur besseren Haftung mit einer sehr dünnen Schicht
eines Haftvermittler (Primers) versehen werden müssen. Hier ist ein homogener,
gleichmäßiger Schichtauftrag
mit den Verfahren bzw. Vorrichtungen des Standes der Technik oft
nicht oder nur mit großem
Aufwand zu realisieren, insbesondere bei der Verwendung wäßriger Haftvermittler
bzw. Primer.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe liegt somit in der Bereitstellung eines Verfahrens, welches
eine möglichst
homogene bzw. gleichmäßige Beschichtung
von Substraten ermöglicht,
sowie einer entsprechenden Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens. Insbesondere sollen mit einem solchen Verfahren bzw.
mit einer solchen Vorrichtung die im Stand der Technik auftretenden
Probleme und Nachteile zumindest teilweise vermieden oder zumindest
abgeschwächt
werden.
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Die Anmelderin hat nunmehr überraschenderweise
herausgefunden, daß die
bei den Verfahren bzw. Vorrichtungen des Standes der Technik auftretenden
Nachteile vermieden werden können,
wenn man die Drehrichtung der Auftrags- bzw. Verteileinrichtung
(z. B. feste Rolle), mit der die Beschichtungsmasse auf das Substrat
aufgetragen bzw. verteilt wird, gegenläufig zur Transportrichtung,
in die das Substrat befördert
wird, wählt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist somit ein Verfahren zur vorzugsweise homogenen Beschichtung
von Substraten, bei dem eine Beschichtungsmasse auf ein Substrat
aufgetragen wird, das mittels mindestens einer vorzugsweise kontinuierlich
arbeitenden Transporteinrichtung in eine Transportrichtung rT befördert
wird, und die auf das Substrat aufgetragene Beschichtungsmasse mittels mindestens
einer sich in eine Drehrichtung rR um ihre feste
Mittelachse drehende zylindrische Auftrags- und/oder Verteileinrichtung
auf dem Substrat verteilt wird, wobei die Drehrichtung rR der Auftrags- und/oder Verteileinrichtung
gegenläufig
zur Transportrichtung rT der Transporteinrichtung
ist.
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Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe
schlägt
die vorliegende Erfindung somit vor, die Drehrichtung rR der
Auftrags- und/oder Verteileinrichtung gegenläufig zur Transportrichtung
rT der Transporteinrichtung zu wählen.
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Dies bedeutet mit anderen Worten,
daß die Bewegungsrichtung
rR der Auftrags- und/oder Verteileinrichtung
in dem Punkt bzw. Bereich, in dem die Auftrags- und/oder Verteileinrichtung
auf dem Substrat aufliegt, gerade entgegengesetzt zu der Transportrichtung
rT der Transporteinrichtung, d. h. zu der Richtung
ist, in die das Substrat befördert
wird, so daß die
Auftrags- und/oder Verteileinrichtung über die aufgetragene Beschichtungsmasse
sozusagen "rüberwischt"
bzw. die Beschichtungsmasse sozusagen "überstreicht". Hierdurch wird
eine homogene Verteilung der Beschichtungsmasse auf dem zu beschichtenden
Substrat mit gleichmäßiger Schichtdicke
erreicht, insbesondere auch bei sehr geringen Auftragsmengen bzw.
Schichtdicken. Anders ausgedrückt,
sieht die erfindungsgemäße Lösung vor,
daß die
Tangentialbewegung der Auftrags- und/oder Verteileinrichtung im
Auflagepunkt oder -Bereich in Bezug auf die Transportrichtung rT der Transporteinrichtung bzw. in Bezug
auf die Richtung, in die das Substrat befördert wird, entgegengesetzt
bzw. gegenläufig
ist.
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Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Auftrags-
und/oder Verteileinrichtung kann es sich beispielsweise um eine
feste Rolle, Walze oder Trommel handeln. Solche Auftrags- und/oder
Verteileinrichtungen sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt.
Feste Rolle, Walze oder Trommel im Sinne der vorliegenden Erfindung
meint feststehende Rolle, Walze oder Trommel, d. h. mit einer festen bzw.
feststehenden Achse.
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Der Auftrag der Beschichtungsmasse
auf dem Substrat kann entweder mittels der Auftrags- und/oder Verteileinrichtung
oder aber mittels mindestens einer Abgabe- und/oder Vorratseinrichtung
erfolgen. Vorzugsweise erfolgt der Auftrag dabei kontinuierlich.
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Gemäß einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann die Beschichtungsmasse zunächst über die
Abgabe- und Vorratseinrichtung auf die Auftrags- und/oder Verteileinrichtung aufgebracht
werden und anschliessend über
die Auftrags- und/oder die Verteileinrichtung auf das Substrat aufgetragen
und gleichzeitig homogen auf dem Substrat verteilt werden, insbesondere
mit gleichmäßiger Schichtdicke.
Diese Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist schematisch in 2A dargestellt,
welche später
noch im einzelnen beschrieben wird.
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Gemäß einer besonderen Ausgestaltung
der zuvor beschriebenen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann dabei die Abgabe- und Vorratseinrichtung ein mit der Beschichtungsmasse
gefülltes
Vorratsbehältnis
sein, in das die Auftrags- und/oder Verteileinrichtung teilweise
eintaucht und auf diese Weise durch ihre Dreh- bzw. Rotationsbewegung
die für
den Beschichtungsvorgang erforderliche Menge an Beschichtungsmasse
sozusagen "mitnimmt" bzw. befördert.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung
der zuvor beschriebenen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann die Auftrags- und/oder Verteileinrichtung auch in der Abgabe-
und Vorratseinrichtung integriert sein.
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Gemäß einer anderen, alternativen
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann die Beschichtungsmasse mittels der Abgabe- und/oder Vorratseinrichtung
direkt auf das Substrat aufgetragen werden und dann mittels der
Auftrags- und/oder Verteileinrichtung homogen auf dem Substrat verteilt
werden, insbesondere mit gleichmäßiger Schichtdicke.
Als Abgabe- und/oder Vorratseinrichtungen eignen sich für diese
Zwecke alle aus dem Stand der Technik an sich bekannten Einrichtungen, so
z. B. Düsen
(z. B. Schlitzdüsen),
Extruder und dergleichen. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist schematisch in 2B dargestellt,
welche später
noch im einzelnen beschrieben wird.
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Die Beschichtungsmasse kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
mit nahezu beliebigen Dicken aufgetragen werden. Insbesondere eignet sich
das erfindungsgemäße Verfahren
zur Aufbringung von Beschichtungsmassen mit einer Dicke von 1 bis
1.000 μm,
insbesondere 1 bis 500 μm,
vorzugsweise 1 bis 250 μm,
bevorzugt 1 bis 200 μm,
besonders bevorzugt 1 bis 100 μm.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen
sich grundsätzlich
Substrate beliebiger Art beschichten. Insbesondere eignet sich das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Beschichtung von Substraten auf Kunststoffbasis, beispielsweise
für Kunststoffe auf
Basis von Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Acrylnitril/Butadien/Styrol
(ABS), Polyacryl oder Polyvinylchlorid (PVC). Bei dem zu beschichtenden
Substrat kann es sich beispielsweise um eine Folie (z. B. eine Kaschierfolie)
handeln, insbesondere eine Folie auf Basis von Polyolefinen, wie
Polyethylen oder Polypropylen, Polyacryl oder Polyvinylchlorid (PVC).
Bei dem zu beschichtenden Substrat kann es sich beispielsweise auch
um ein sogenanntes Kantenband handeln, insbesondere auf Basis von
Polyolefinen, wie Polypropylen, Acrylnitril/Butadien/ Styrol (ABS),
Polyacryl oder Polyvinylchlorid (PVC). Die zuvor genannten Substrate,
insbesondere Folien und Kantenbänder,
kommen insbesondere in der Holz-, Möbel- und Automobilindustrie
zum Einsatz (z. B. in der Holz- und Möbelindustrie zur Kaschierung
von Holz- bzw. Möbelfronten
und -platten).
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen
sich grundsätzlich
beliebige Beschichtungsmassen aufbringen. Beispielsweise eignet
sich das erfindungsgemäße Verfahren
zur Aufbringung thermoplastischer Beschichtungsmassen. Beispiele
für erfindungsgemäß einsetzbare
Beschichtungsmassen sind Klebstoffe oder sogenannte Haftvermittler (Primer).
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Bei den Klebstoffen kann es sich
um Klebstoffe beliebiger Art handeln. Beispiele sind wäßrig basierte
Klebstoffe, lösemittelhaltige
Klebstoffe oder Klebstoffe in Masse, insbesondere Schmelzklebstoffe.
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Wenn die Beschichtungsmasse ein Haftvermittler
(Primer) ist, kann es sich um einen wäßrigen oder lösemittelhaltigen
Haftvermittler handeln. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen
homogenen Auftrag des Haftvermittlers auf dem Substrat mit gleichmäßiger, insbesondere
geringer Schichtdicke, wie dies im Stand der Technik nur schwierig,
wenn überhaupt
zu realisieren ist. Wenn die Beschichtungsmasse ein Haftvermittler
ist, sind Auftragsdicken von 1 bis 100 μm, insbesondere 1 bis 50 μm, vorzugsweise
1 bis 10 μm,
besonders bevorzugt 3 bis 7 μm, üblich. Im
allgemeinen kann die Menge an als Beschichtungsmasse aufzutragendem Haftvermittler
in weiten Grenzen variieren. Im allgemeinen wird der Haftvermittler
in einer Menge von 1 bis 15 g/m2, insbesondere
2 bis 12 g/m2, bezogen auf das Trockengewicht
des Haftvermittlers, aufgetragen.
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Erfindungsgemäß als Beschichtungsmassen verwendbare
lösemittelhaltige
Haftvermittler können beispielsweise
eine Viskosität
nach Höppler
bei 25°C von
100 bis 10.000 mPas, insbesondere 120 bis 5.000 mPas, vorzugsweise
130 bis 3.000 mPas, und/oder einen Festkörpergehalt von 10 bis 20%,
insbe sondere 14 bis 18%, und/oder eine Dichte bei 25°C von 0,7
bis 1,1 g/cm3 aufweisen. Ein erfindungsgemäß geeigneter,
kommerziell erhältlicher
lösemittelhaltiger
Haftvermittler ist z. B. der von der Jowat Lobers und Frank GmbH & Co. KG unter
der Bezeichnung "Jowat®-Primer 406.10" vertriebene
Haftvermittler (Primer).
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Erfindungsgemäß als Beschichtungsmassen verwendbare
wäßrige Haftvermittler
können
beispielsweise eine Viskosität
nach Brookfield bei 25°C von
100 bis 10.000 mPas, insbesondere 120 bis 5.000 mPas, vorzugsweise
130 bis 3.000 mPas, und/oder einen Festkörpergehalt von 10 bis 40%,
insbesondere 20 bis 30% , und/oder eine Dichte bei 25°C von 0,8
bis 1,4 g/cm3 , insbesondere 0,9 bis 1,3 g/cm3, und/oder einen pH-Wert von 4 bis 10, insbesondere
5 bis 9, aufweisen. Ein erfindungsgemäß geeigneter, kommerziell erhältlicher
Haftvermittler auf wäßriger Basis
ist z. B. der von der Jowat Lobers und Frank GmbH & Co. KG unter
der Bezeichnung "Jowat®-Primer 409.40" vertriebene
Haftvermittler (Primer).
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Erfindungsgemäß kann es vorteilhaft sein, wenn
der Beschichtungsmasse ausserdem mindestens ein mineralischer Füllstoff
(z. B. Kieselsäuren, Siliciumdioxide
oder Aluminiumoxide) zugesetzt wird, insbesondere im Fall von Klebstoffen
oder Haftvermittlern als Beschichtungsmassen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich
oder diskontinuierlich durchgeführt
werden. Vorzugsweise wird es jedoch kontinuierlich durchgeführt.
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Nach dem Beschichtungsvorgang kann
das mit der Beschichtungsmasse versehene Substrat beispielsweise
zu einer Rolle aufgewickelt werden, sofern das Substratmaterial
dies erlaubt (z. B. im Fall von Folien, Extrudaten, Kantenbändern und
dergleichen).
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die
homogene, gleichmäßige Beschichtung
von Substraten aller Art, vorzugsweise bei kontinuierlicher Verfahrensweise.
Es eignet sich insbesondere für
die Primerung von Kunststoffsubstraten, vorzugsweise Folien und
Kantenbändern,
wie sie für
die Holz-, Möbel-
und Automobilindustrie Verwendung finden. Die Schichtdicke kann mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
hervorragend gesteuert werden, so daß das erfindungsgemäße Verfahren
auch bei äußerst geringen
Schichtdicken eine Gleichmäßigkeit der
Beschichtung über
das gesamte Substrat gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren
gewährleistet
somit eine über
die gesamte Verfahrensdauer andauernde Homogenität des Auftrags und führt auf
diese Weise zu einer erhöhten
Effizienz und zu größeren Prozeßsicherheit
im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren.
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Weiterer Gegenstand der vorliegenden
Erfindung sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten
Substrate, die sich insbesondere durch die Qualität, vor allem
die Homogenität
des Auftrags über
das gesamte Substrat auszeichnen. In bezug auf die erfindungsgemäß hergestellten
Substrate gelten die im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren
gemachten obigen Ausführungen
entsprechend.
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Weiterer Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist eine Vorrichtung, die sich zur Durchführung des
zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens eignet. Insbesondere
handelt es sich hierbei um eine Vorrichtung zur vorzugsweise homogenen Beschichtung
von Substraten, die mindestens eine in eine Transportrichtung rT bewegbare Transporteinrichtung zum vorzugsweise
kontinuierlichen Transport eines Substrats, mindestens eine Abgabe- und/oder
Vorratseinrichtung zur Abgabe und/oder Bevorratung einer Beschichtungsmasse
und mindestens eine Antriebseinrichtung zum Drehen mindestens einer
zum Auftragen und/oder Verteilen der Beschichtungsmasse auf dem
Substrat bestimmten zylindrischen Auftrags- und/oder Verteileinrichtung
in eine Drehrichtung rR um die feste Mittelachse
der Auftrags- und/oder Verteileinrichtung aufweist, wobei die Antriebseinrichtung
derart ausgebildet ist, daß die Auftrags-
und/oder Verteileinrichtung in einer zur Transportrichtung rT der Transporteinrichtung gegenläufigen Drehrichtung
rR antreibbar ist.
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Für
weitere Ausgestaltungen und Ausführungen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann auf die obigen Ausführungen
zu dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwiesen werden, die in bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
entsprechend gelten.
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Weitere Vorteile, Eigenschaften,
Aspekte und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung
dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Es zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs bzw. einer Vorrichtung
gemäß dem Stand
der Technik;
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2A eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem eine Beschichtungsmasse 4 mittels einer
Abgabe und -/oder Vorratseinrichtung 3 auf ein Substrat 2 aufgetragen
wird und dann mittels einer Auftrag- und/oder Verteileinrichtung 5 homogen
auf dem Substrat 2 verteilt wird;
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2B eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem eine Beschichtungsmasse 4 mittels einer
Abgabe- und/oder Vorratseinrichtung 3 zunächst auf
eine Auftrag- und/oder
Verteileinrichtung 5 aufgebracht wird und dann mittels
der Auftrags- und/oder Verteileinrichtung 5 auf ein Substrat 2 aufgetragen
und gleichzeitig homogen auf dem Substrat 2 verteilt wird.
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1 zeigt
schematisch einen Verfahrensablauf bzw. eine Vorrichtung nach dem
Stand der Technik, wobei eine Beschichtungsmasse 4 auf
ein Substrat 2 aufgetragen wird, das mittels einer Transporteinrichtung 1 in
eine Transportrichtung rT befördert wird,
und die auf das Substrat 2 aufgetragene Beschichtungsmasse 4 mittels
einer festen Rolle oder Walze 5, die sich in eine Drehrichtung
rR um ihre feste Mittelachse dreht, auf
dem Substrat 2 verteilt wird, wobei die Drehrichtung rR der Rolle oder Walze 5 parallel
bzw. gleichläufig
zur Transportrichtung rT der Transporteinrichtung 1 ist.
Nachteilig hierbei ist, daß sich
gleichmäßige Schichtdicken,
insbesondere bei geringen Auftrags mengen bzw. geringen Schichtdicken,
nur schwierig, wenn überhaupt
realisieren lassen.
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2A und 2B zeigen jeweils, schematisch und
stark vereinfacht, einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf bzw. eine
erfindungsgemäße Vorrichtung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf wird
eine Beschichtungsmasse 4 auf ein Substrat 2 aufgetragen,
das mittels einer vorzugsweise kontinuierlichen arbeitenden Transporteinrichtung 1 in
eine Transportrichtung rT befördert wird,
und die auf das Substrat 2 aufgetragene Beschichtungsmasse 4 mittels
einer sich in eine Drehrichtung rR um ihre
feste Mittelachse drehende zylindrische Aufträgs- und/oder Verteileinrichtung 5,
z. B. eine feste Rolle, Walze oder Trommel, auf dem Substrat verteilt
wird. Hierbei ist die Drehrichtung rR der
Auftrags- und/oder Verteileinrichtung 5 gegenläufig zur
Transportrichtung rT der Transporteinrichtung 1,
wodurch sich besonders homogene, gleichmäßige Schichten erzeugen lassen.
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2A stellt
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dar, bei der die Beschichtungsmasse 4 mittels der Abgabe-
und/oder Vorratseinrichtung 3 direkt auf das Substrat 2 aufgetragen
wird und anschließend
mittels der Auftrags- und/oder Verteileinrichtung 5 homogen
auf dem Substrat 2 verteilt wird, insbesondere mit gleichmäßiger Schichtdicke.
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2B stellt
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dar, bei der die Beschichtungsmasse 4 mittels der Abgabe-
und/oder Vorratseinrichtung 3 zunächst auf die Auftrags- und/oder Verteileinrichtung 5 aufgebracht
wird und anschließend mittels
dieser Auftrags- und/oder Verteileinrichtung 5 auf das
Substrat 2 aufgetragen und gleichmäßig homogen hierüber verteilt
wird, insbesondere mit gleichmäßiger Schichtdicke.
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Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und
Variationen der vorliegenden Erfindung sind dem Fachmann beim Lesen
der Beschreibung ohne weiteres erkennbar und realisierbar, ohne
daß er
dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.