DE19828374A1 - Schwebetrockner - Google Patents

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Schwebetrockner für durchlaufende beschichtete Substrate, insbesondere für mit einer einseitig dickeren Beschichtung versehene Substrate, mit mehreren innerhalb eines Gehäuses bzw. eines Gehäuseabschnittes angeordneten oberen und unteren Düsen, zwischen denen das Substrat hindurchführbar ist, wobei zumindest in einem Teilbereich, insbesondere der unteren Düsen, mindestens eine Substratführungseinrichtung vorgesehen ist, mittels derer das jeweilige Substrat mit vorgebbarem geringen Abstand zu den Düsen zwangsweise und berührungslos zumindest in einer quer zur Laufrichtung verlaufenden horizontalen Bahnführungsebene stabil, d. h. ohne Durchbiegung, zwischen den Düsen bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwebetrockner für durchlaufende beschichtete Substrate, insbesondere für mit einer einseitig dickeren Beschichtung versehene Substrate.

Der DE-A 197 01 232 ist eine Trockeneinrichtung, insbesondere ein Durchlauf­ trockner, wie ein Schwebe- oder Rollentrockner, zu entnehmen. Der Trockner bein­ haltet ein Gehäuse, das eine Vielzahl von oberen und unteren Düsen, jeweils alter­ nierend angeordnet, beinhaltet. Die den Düsen zugeführte Luft wird gerichtet sowohl auf die untere als auch auf die obere Gutoberfläche aufgebracht, wobei nicht nur ein Trocknungseffekt der genannten Gutoberflächen in gewünschter Weise eintritt, son­ dern sich darüber hinaus auch eine etwa sinusförmige Bahnführungsebene des je­ weiligen Substrates infolge der alternierenden oberen und unteren Düsen einstellt.

In Abhängigkeit des jeweils zu trocknenden Gutes bzw. der Dicke der aufgebrachten Beschichtung kann es geschehen, daß die Randbereiche des Substrates infolge der gekrümmt verlaufenden Bahn desselben nach innen einklappen und das Substrat in der Regel unbrauchbar machen.

Ebenso kann es geschehen, daß insbesondere bei einseitig dickeren Beschichtun­ gen des Substrates das aufgebrachte Material infolge des gekrümmten Bahnverlau­ fes in Richtung der seitlichen Ränder verläuft. Ungleichmäßige Schichtdicken und Verunreinigungen des Trockners infolge herabtropfenden Beschichtungsmateriales könne die folge ebenso sein, wie unerwünschte Randübertrocknungen.

Allgemein bekannt ist, daß bahnförmiges Trockengut durch äußere Hilfsmittel, wie mitlaufende Kunststoff- oder Stahlbänder etwa horizontal geführt werden kann. Pro­ blematisch ist hier jedoch, daß derartige Bänder einer definierten Vorspannung be­ dürfen, um nicht durchzuhängen. Diese Vorspannung bewirkt jedoch neben dem ohnehin unerwünschten Polygoneffekt im Bereich der jeweiligen Umlenkung auch eine leicht gekrümmte Laufbahn zwischen den Umlenkelementen. Dies wirkt sich wiederum nachteilig insbesondere bei einseitig dickeren Beschichtungen der Substrate aus, da ein Verlaufen in Längsrichtung nicht ausgeschlossen werden kann. Die horizontale Einstellung der einzelnen Stahlbandteile bzw. der das Kunst­ stoffband führenden Laufrollen quer zur Laufrichtung erscheint ebenfalls aufwendig zu sein, dies im Hinblick auf kontinuierliche Nachstellungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwebetrockner bereitzustellen, mit welchem auch problematisches Trockengut, unabhängig von der jeweiligen Schichtdicke, unter Beibehaltung der erwünschten Endschichtdicke und ohne Randübertrocknungen oder Randeinklappungen sicher durch den Trockner hin­ durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schwebetrockner für durchlaufende be­ schichtete Substrate, insbesondere für mit einer einseitig dickeren Beschichtung versehene Substrate, mit mehreren innerhalb eines Gehäuses bzw. eines Gehäuse­ abschnittes angeordneten oberen und unteren Düsen, zwischen denen das Substrat hindurchführbar ist, wobei zumindest in einem Teilbereich, insbesondere der unteren Düsen, mindestens eine Substratführungseinrichtung vorgesehen ist, mittels derer das jeweilige Substrat mit vorgebbarem geringen Abstand zu den Düsen zwangs­ weise und berührungslos zumindest in einer quer zur Laufrichtung verlaufenden ho­ rizontalen Bahnführungsebene stabil, d. h. ohne Durchbiegung, zwischen den Dü­ sen bewegbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den zugehörigen gegenständliche Unteransprüchen zu entnehmen.

Diese Aufgabe wird darüber hinaus gelöst durch ein Verfahren zur quer- und/oder längsgerichteten horizontalen Führung eines zumindest einseitig, insbesondere dic­ ker beschichteten Substrates zwischen oberen und unteren Düsen innerhalb von Teilbereichen eines Schwebetrockners, indem insbesondere oberhalb der unteren Düsen eine gasdurchlässige Bahnführungsebene erzeugt wird, dergestalt, daß die insbesondere durchlaufenden Substrate zwangsweise, jedoch berührungslos, zu­ mindest in diesen Teilbereichen geführt werden.

Der Erfindungsgegenstand ermöglicht nun, daß ohne äußere Hilfsmittel, wie mitlau­ fende mechanische Transportmittel einerseits ein horizontaler Transport des jeweili­ gen Substrates quer zur Laufrichtung und bei Bedarf auch in Laufrichtung selber realisiert werden kann.

Unerwünschte Randeinklappungen oder Randübertrocknungen oder Schichtdicken­ veränderungen können durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen sicher vermie­ den werden.

Der Erfindungsgegenstand beinhaltet somit einen Schwebetrockner mit gasdurch­ strömter horizontaler Bahnführungsebene auf welcher das jeweils durchlaufende Substrat zwangsweise horizontal, jedoch berührungslos, innerhalb der jeweiligen Trocknerabschnitte geführt werden kann. Bestimmte Substrate bedürfen nicht un­ bedingt einer einseitig dickeren Beschichtung, sind jedoch so dünn, daß hier wieder andere Probleme auftreten. Hier kann es u. U. sinnvoll sein, die quer zur Laufrich­ tung gegebene horizontale Bahnführungsebene beizubehalten; der Verlauf in Längsrichtung kann hierbei beispielsweise entlang einer gekrümmt verlaufenden, beispielsweise sinusförmigen Bahn erfolgen.

Darüber hinaus wird durch den Erfindungsgegenstand eine horizontale bzw. bei Be­ darf gekrümmte Bahnführungsebene gebildet, auf welcher die durchlaufenden Substrate zwangsweise, jedoch berührungslos geführt werden können, wobei auch eine Nachrüstung bestehender Trocknersysteme, insbesondere Durchlauftrockner gegeben ist. Dies betrifft u. a. auch konventionelle Rollendurchlauftrockner, die par­ tiell oder vollständig durch die erfindungsgemäße gasgepolsterte horizontale Bahn­ führungsebene ausgetauscht werden können.

Infolge gezielter Abstimmung des unterhalb des jeweiligen Substrates notwendigen Gaspolsters in Kombination mit einem entsprechenden Gegengasdruck der oberen Düsen kann sowohl quer zur Laufrichtung als auch in Laufrichtung selber ein absolut horizontaler Lauf des jeweiligen Substrates herbeigeführt werden.

Mit dem Erfindungsgegenstand ist es möglich, insbesondere sensible Substrate, wie z. B. beschichtete Kupferfolien zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien, die infolge extrem dicker Schichtdicken nicht in Sinuswellenform geführt werden dürfen dennoch horizontal und berührungslos durch den Trockner bzw. Teilbereichen des­ selben hindurchgeführt werden können. Gleichzeitig kann der gewünscht hohe Wärmeübergang an der Unterseite des jeweiligen Substrates erzielt werden.

Durch den Erfindungsgegenstand ist es in vorteilhafter Weise möglich, die berüh­ rungslos führende Ebene an jeder gewünschten Stelle des Schwebetrockners instal­ lieren zu können. Soweit gewünscht und abhängig vom zu trocknenden Substrat notwendig, kann auch im Anschluß daran wieder das bekannte Schwebesystem (Sinuswellen) oder Rollensystem gefahren werden.

Ein sensibles Substrat wurde vorab angesprochen. Hier besteht vielfach der Wunsch das ohnehin dicke, mindestens ein Lösungsmittel enthaltende Beschich­ tungsmaterial, in definierten Feldern auf dem durchlaufenden Substrat vorzusehen. Die hierfür notwendigen technischen Möglichkeiten sind hierbei nicht Gegenstand dieser Erfindung, vielmehr ist es möglich diese voneinander beabstandeten Felder individuell in Wirkverbindung mit der jeweiligen horizontalen Bahnführungsebene zu bringen, um auf diese Art und Weise einen optimalen und in sich homogenen Trocknungsvorgang der einzelnen Felder herbeizuführen.

Der Erfindungsgegenstand ermöglicht eine Vielzahl neuer Anwendungsgebiete, die mit dem bisher bekannten St. d. T. nur unzureichend, d. h. mit hoher Ausfallrate be­ dient werden konnten. Der Aufbau ist verhältnismäßig einfach, verglichen mit dem St. d. T., und bedient sich der ohnehin vorhandenen Gas- bzw. Luftführung bei ei­ nem Schwebetrockner.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeich­ nung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Prinzipskizze eines mit oberen und unteren Düsen ausgerüsteten Schwebetrockners

Fig. 2 Teildarstellung eines unteren Düsenbereiches mit Bahnführungsebene

Fig. 3 Teildarstellung einer gekrümmt verlaufenden Bahnführungsebene

Fig. 4 Schnitt entlang der Linie A-A gem. Fig. 1.

Fig. 1 zeigt als Prinzipskizze einen lediglich angedeuteten Schwebetrockner 1, der mehrere obere und untere Düsen 2, 3 beinhaltet. Zwischen den Düsen 2, 3 wird im Durchlauf (Pfeil) ein beschichtetes Substrat 4 hindurchgeführt. Zur optimalen Trocknung des u. U. mit einer dickeren einseitigen Beschichtung (nicht erkennbar) versehenen Substrates 4 kann es notwendig sein, das Substrat 4 in einem Teilbe­ reich a des Schwebetrockners 1 horizontal zu führen, während es im Anschluß dar­ an wieder in der für einen Schwebetrockner 1 üblichen Sinusform 5 zwischen den Düsen 2, 3 geführt werden kann, da im Teilbereich a bereits eine so gute Vor­ trocknung erreicht wurde, daß keine Randprobleme mehr entstehen können oder daß gar Beschichtungsmaterial vom Substrat 4 herunterläuft. Jede Düse 2, 3 bein­ haltet in diesem Beispiel zwei Gasaustrittsbereiche 6, 7 sowie 8, 9. Damit das Substrat 4 im Teilbereich a horizontal sowohl quer zur Laufrichtung als auch in Laufrichtung selber geführt werden kann, wird oberhalb der unteren Düsen 3 eine den Teilbereich a abdeckende Bahnführungsebene 10 erzeugt, dergestalt, daß das Substrat 4 mit definiertem Abstand einerseits zu den Düsen 2, 3 und andererseits zur Bahnführungsebene 10 vorgesehen ist. Die Bahnführungsebene 10 ist in diesem Beispiel durch ein abgewinkeltes perforiertes Blech gebildet, das ebenfalls mit vor­ gebbarem Abstand zu den Gasaustrittsbereichen 8, 9 angeordnet ist. Durch gezielte Einstellung der Gasströmung ober- und unterhalb des Substrates 4 kann dieses nun zwangsgeführt und berührungslos einerseits in einer quer zur Laufrichtung und andererseits in Laufrichtung selber verlaufenden horizontalen Ebene geführt wer­ den. Randprobleme, z. B. durch Einklappen derselben oder aber Herabfließen von Beschichtungsmaterial, werden zumindest im Teilbereich a sicher vermieden.

Fig. 2 zeigt eine Teildarstellung eines unteren Düsenbereiches 11, der in diesem Beispiel vier Gasaustrittsbereiche 12 beinhaltet. Der Düsenbereich 11 ist gegenüber der Bahnführungsebene 13 heb- und senkbar vorgesehen (Pfeil). Lediglich ange­ deutet sind die oberen Düsen 14. Die Bahnführungsebene 13 besteht in diesem Bei­ spiel aus einem rostfreien Edelstahlblech, wobei mehrere Arten von Perforierungen 15, 15', 15'' erkennbar sind. Das Substrat 16 ist mit einer den oberen Düsen zuge­ wandten dicken Beschichtung 17 versehen, bei der eine nicht horizontale Führung des Substrates 16 zwangsläufig zu unerwünschten Schichtdickenänderungen führen würde. Über die Gasaustrittsbereiche 12 wird der Unterkante 18 des Bleches 16 ei­ ne vorgegebene Luftmenge zugeführt, die dann durch die Perforierungen 15, 15' und 15'' hindurchtritt und auf die Unterkante 19 des Substrates 16 trifft. Das Substrat 16 wird um einen bestimmten Betrag angehoben und in beiden horizontalen Ebenen zwangsgeführt. Infolge gezielter Luftzufuhr der oberen Düsen 14 wird ein in beiden horizontalen Ebenen stabiles Gleichgewicht des Substrates 16 gebildet, so daß die angesprochenen Nachteile nicht mehr erwachsen. Die Bahnführungsebene 13 kann bei Bedarf gegenüber sie umgebenden Bauteilen zumindest teilweise abgedichtet vorgesehen werden.

Fig. 3 zeigt eine alternative Bahnführungsebene 20, die in diesem Beispiel in Lauf­ richtung gekrümmt ausgebildet ist. Die Bahnführungsebene 20 besteht aus Kunst­ stoff und ist mit gleichgearteten Perforierungen 21 versehen. Das zu trocknende Substrat 22 wird mit vorgebbarem Abstand zur Bahnführungsebene 21 auf einem Gaspolster zwangsweise und berührungslos geführt. Durch die Pfeile sind die obe­ ren und unteren Düsen 23, 24 angedeutet. Das Substrat 22 wird in diesem Beispiel lediglich in der quer zur Laufrichtung verlaufenden Ebene horizontal geführt.

Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A gem. Fig. 1 zu entnehmen. Erkennbar sind die alternierend vorgesehenen oberen und unteren Düsen 2, 3, die zugehörigen Gasaustrittsbereiche 7, 9, das Substrat 4 sowie die horizontale Bahnführungsebene 10. Letztere ist aus einem abgewinkelten Blech gebildet, das mit nicht weiter darge­ stellten Bauteilen des Schwebetrockners verbunden wird. Zur Bewirkung des zwangsweise horizontalen und berührungslosen Transportes des Substrates 4 ist die Bahnführungsebene 10 mit einer Vielzahl von Perforierungen 10' versehen, durch die das an der Unterkante der Bahnführungsebene 10 anstehende Gas hin­ durchtreten kann. Durch gezielte Steuerung der oberen Düsen 2 wird ein in beiden horizontalen Richtungen absolut stabiler Transport des Substrates 4 im jeweiligen Transportbereich sichergestellt. Ggf. dickere Schichten 4' oberhalb des Substrates 4 verhalten sich in diesem horizontal geführten Bereich problemlos und können dem­ zufolge in der gewünschten Form getrocknet werden.

Claims (10)

1. Schwebetrockner für durchlaufende beschichtete Substrate (4, 16, 22), insbe­ sondere für mit einer einseitig dickeren Beschichtung (4') versehene Substrate, mit mehreren innerhalb eines Gehäuses bzw. eines Gehäuseabschnittes angeordneten oberen und unteren Düsen (2, 3; 11, 14; 23, 24), zwischen denen das Substrat (4, 13, 22) hindurchführbar ist, wobei zumindest in einem Teilbereich (a), insbesondere der unteren Düsen (3, 11, 24), mindestens eine Substratführungseinrichtung vorge­ sehen ist, mittels derer das jeweilige Substrat (4, 16, 22) mit vorgebbarem geringen Abstand zu den Düsen (2,3; 11, 14; 23, 24) zwangsweise und berührungslos zumin­ dest in einer quer zur Laufrichtung verlaufenden horizontalen Bahnführungsebene (10, 13, 20) stabil, d. h. ohne Durchbiegung, zwischen den Düsen (2, 3; 11, 14; 23, 24) bewegbar ist.

2. Schwebetrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (4, 16, 22) mit vorgebbarem geringen Abstand zu den unteren Düsen (3, 11, 24) neben der quer zur Laufrichtung verlaufenden Bahnführungsebene (10, 13, 20) auch in einer in Laufrichtung des Substrates (4, 16, 22) verlaufenden horizonta­ len Bahnführungsebene (10, 13) zwangsweise und berührungslos stabil, d. h. ohne Durchbiegung, entlang der Substratführungseinrichtung bewegbar ist.

3. Schwebetrockner nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein vom Volumen und der Strömungsgeschwindigkeit her variables Gaspolster unterhalb des Substrates (4, 16, 22).

4. Schwebetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest Teilbereiche (a) oberhalb der unteren Düsen (3, 11, 24) mittels gasdurchlässigen Elemente (10, 13, 20) abgedeckt sind.

5. Schwebetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elemente (10, 13, 20) durch mit Perforierungen (10', 15, 15', 15'', 21) versehene Bauteile (10, 13, 20), wie Bleche oder dgl., gebildet sind.

6. Schwebetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bauteile (10, 13, 20) Edelstahlbleche sind, die im Bereich des Gehäu­ ses bzw. des jeweiligen Gehäuseabschnittes und/oder im Bereich der jeweiligen Düse(n) befestigt sind.

7. Schwebetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elemente (10, 13, 20) zumindest teilweise gegenüber den sie aufneh­ menden Bauteilen abgedichtet vorgesehen sind, so daß der jeweilige Gasstrom ge­ zielt in Richtung der Perforierungen (10', 15, 15', 15'', 21) der Elemente (10, 13, 20) führbar ist.

8. Schwebetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bleche (10, 13, 20) im Querschnitt topfartig ausgebildet sind und die jeweiligen Düsen (3, 11, 24) zumindest teilweise übergreifen.

9. Schwebetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Abstand zwischen den jeweiligen Düsen (2, 3; 11, 14; 23, 24) und den gasdurchlässigen Elementen (10, 13, 20) einstellbar ist.

10. Verfahren zur quer- und/oder längsgerichteten horizontalen Führung eines zumindest einseitig, insbesondere dicker beschichteten Substrates (4, 16, 22) zwi­ schen oberen und unteren Düsen (2, 3; 11, 14; 23, 24) innerhalb von Teilbereichen (a) eines Schwebetrockners, indem insbesondere oberhalb der unteren Düsen (3, 11, 24) eine gasdurchlässige Bahnführungsebene (10, 13, 20) erzeugt wird, derge­ stalt, daß die insbesondere durchlaufenden Substrate (4, 16, 22) zwangsweise, je­ doch berührungslos, zumindest in diesen Teilbereichen (a) geführt werden.