DE2419006A1 - Verfahren und vorrichtung zur beschichtung von materialbahnen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur beschichtung von materialbahnen

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DE2419006A1 DE19742419006 DE2419006A DE2419006A1 DE 2419006 A1 DE2419006 A1 DE 2419006A1 DE 19742419006 DE19742419006 DE 19742419006 DE 2419006 A DE2419006 A DE 2419006A DE 2419006 A1 DE2419006 A1 DE 2419006A1
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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von Materialbahnen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Materialbahnen.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Beschichtung ein.er kontinuierlich laufenden Materialbahn mit einer Eintrittsführung swalze, einer Beschichtungswalze, die sich dreht, in einen ein Beschichtungsmaterxal enthaltenden Vorratsbehälter eintaucht und so ausgebildet ist, daß sie ein Beschichtungsmaterxal aus dem Vorratsbehälter aufnimmt und während ihrer Drehung auf die
sich kontinuierlich bewegende Materialbahn überträgt, mit einer
Tragrolle, die die Materialbahn haltert und führt, nachdem die
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Bankkonten: H. Aufhäusar, München 173533 - Deutsche Bank, München 16/25078 - Postschpcklconio München -16212-331 BLZ 700 3Ci JO BLZ 700 700 10 S:2 7-iJ iUi> :0
Materialbahn unter Berührung mit der Beschichtungswalze diese passiert hat, und mit einer Einrichtung zur Entfernung des überschüssigen Beschxchtungsciaterxals auf der Oberfläche der vorbeilaufenden Bahn, die auf der Tragrolle gehaltert ist.
Mit diesem Verfahren bzw. der Vorrichtung wird eine Beschichtung höherer Qualität auf einer kontinuierlichen Bahn aus flexiblen Material , wie z.B. Papier, verschiedene Arten von Filmen, Stoffen, Tuchen" usw. unter Verwen dung von Walzen erzeugt; weiterhin können sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung bei der Beschichtung ralfc irgendeinem beliebigen Typ von Beschichtungsmaterial eingesetzt "werden.
Insbesondere schafft die Erfindung ein neues und verbessertes Walzenbeschichtungsverfahren bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei ein Beschichtungsmaterial mittels wenigstens einer einzigen Beschichtungswalze getragen und auf die Oberfläche des kontinuierlich laufenden Bandes übertragen wird; dabei wird eine zuverlässige, gleichförmige Übertragung des von der Beschichtungswalze getragenen Boschichtungsmaterials auf die dafür vorgesehene Oberfläche der Bahn sichergestellt, indem ein pneumatischer Druck durch die Einfügung einer flexiblen Membran auf die Seite der Bahn ausgeübt wird, die der Oberfläche gegenüberliegt, die sich im Kontakt , mit der Beschichtungswalze bewegt; dadurch wird die Bahn elastisch gegen die Oberfläche der Beschichtungswalze gedrückt, die das Beschichtungsmaterial trägt.
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Bisher sind zahlreiche und unterschiedliche Systeme dazu ■ verwendet worden, um eine Beschichtung auf eine sich kontinuierlich bewegende Materialbahn aufzubringen; einige dieser Systeme sind in den Fig. 1 bis 6 dargestellt.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen System wird die kontinuierlich laufende Materialbahn 1 von einer Druckwalze 2 gegen die Oberfläche einer Beschichtungswalze 3 gedrückt, die in einem Vorratsbehälter 4 enthaltenes Beschichtungstnaterial aufnimmt und dieses auf d±e! Oberfläche der Bahn überträgt. Hierbei handelt es sich also um die einfachste Form eines Walzenbeschichtung s ve rf ahrens ; üblicherweise wird das überschüssige Beschichtungsmaterxal von der beschichteten Bahn mit Hilfe einer Abstreicheinrichtung oder eines Abstreichmessers bzw. unter Verwendung einer Meßstange oder eines ähnlichen Elements entfernt. Die Abstreicheinrichtung oder die Meßstange ist so ausgebildet, daß sie auf die beschichtete Oberfläche der Bahn einwirken kann,wenn diese über eine Umlenkwalze geführt wird, die die Bahn auf der der beschichteten Oberfläche gegenüberliegenden Seite haltert; dadurch ergibt sich eine größere Gleichsäässigkeit und eine bessere Glätte bzw. Ebenheit der Oberfläche der Beschichtung.
Bei diesem System ist es jedoch schwierig, eine dauernd , gleichmässige und zuverlässige Übertragung des von der Beschichttmgswalze getragenen Besciiichtungsraaterials auf die Bahn zu erreichen, da eine Anzahl von Faktoren negative Auswirkungen auf die Beschichtung haben. Zu diesen Paktoren gehören z.B. ein Durchhängen der Bahn, das durch überraässiges örtliches Dehnen oder Zusammenziehen der Bahn selbst verursacht wird; weiterhin eine
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nicht gleichmässige Dicke, ein unregelmässiger Feuchtigkeitsgehalt, Durchbiegungen, Brüche, Falten und Kniffe in der Bahn sowie Variationen der Spannung. Eine nicht gleichförmige Übertragung des Beschichtungsmaterials führt zu unerwünschten Variationen in der aufgebrachten Schicht und als Ergebnis hiervon zu unterschiedlicher Qualität der fertigen Produkte; unter bestimmten Umständen kann sogar die auf die Bahn durch das Beschichtungsverfahren aufgebrachte Schicht unterbrochen werden, so daß sich vollkommen mangelhafte Endprodukte ergeben.
In den Figuren 2 bis 4 sind verschiedene Verbesserungen dargestellt, die an dem in Fig. 1 gezeigten Walzenbeschichtungssystem vorgenommen wurden. Diese Verbesserungen sind darauf gerichtet, die Menge des Beschichtungsmaterials , das von der Beschichtungswalze 3 auf die Bahn 1 übertragen werden soll, zu reduzieren und als Ergebnis hiervon die Bctriebslast oder Beschichtung auf der Luft-Abstreicheinrichtung oder dem Abstreichmesser 6 bzw. der verwendetenMeßstange minimal zu halten. Dadurch wird eine höhere Beschichtungsgeschwindigkeit möglich, wie sie für die vergrößerte Erzeugungsmenge benötigt wird, die in letzter Zeit von der Industrie gefordert wird.
In Figur 2 ist eine Ausführungsform des verbesserten, als Meßrollenbeschxchtungssystem ( metering roll coating system) bekannten Systems dargestellt. Dieses System weist eine Beschichtungswalze 3» ein Abstreichmesser und eine Meßwalze 8 auf$ die Menge des Bcschichtungsmaterials, die wirklich auf die Bahn 1 übertragen wird, wird gesteuert, indem die relative Anordnung der Be-
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schichtungswalze 3 in Bezug auf die Meßwalze 8 variiert wird, die dazu dient, die überschüssige Menge des Beschichtungsmaterialsauf der Beschichtungswalze zu entfernen.
Figur 3 stellt ein weiteres verbessertes System dar, das als Dreiwalzen-Gegenwalzen-Beschichtungssystem (three roll reverse roll coating system) bezeichnet , wird. Bei diesem System wird ein BeSchichtungsmaterial, das aus dem Vorratsbehälter 4 mittels einer Aufnahmewalze. ;9 aufgenommen wird, getragen und auf die Oberfläche der Beschichtungswalze 3 übertragen, auf der die Dicke der aufzubringenden Schicht durch eine Meßwalze 8 gesteuert wird, die ein Abstreichmesser 7 enthält, das dazu dient, die überschüssige Menge des Beschichtungsmaterialsauf der Beschichtungswalze 3 wegzukratzen. Der Abstand zwischen der Meßwalze 8 und der Beschichtungswalze 3 kann geändert werden, um das Ausmaß der Kratzwirkung an der Meßwalze zu variieren.
Um wieder die Menge des Beschichtungsmaterials zu verringern, die wirklich auf die Bahn 1 übertragen wird, und um als Ergebnis hiervon die Ungleichmäßigkeit oder Unebenheit in der aufgebrachten Schicht minimal zu halten, wird die Beschichtungswalze 3 in Gegenrichtung zu der Vorwärtsbewegung der Bahn 1 gedreht.
Bei einem weiteren, verbesserten, in Figur 4 dargestellten System, das im allgemeinen als Brunnenbeschichtungsverfahren (fountain coating process) bezeichnet wird, wird das Beschichtungsmaterial kontinu- ' ierlich einer Vorratskammer 11 durch einen Spalt entnommen, der in Bezug auf seine Abmessungen mit großer
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Genauigkeit aufgebaut und hergestellt ist. Das Beschichtungsmaterial wird dann auf die Oberfläche der Beschichtungswalze 3 aufgebracht, die wiederum das Bcschichtungsmaterial trägt und auf die Bahn 1 überträgt..
Diese herkömmlichen Systeme verfolgen im allgemeinen den Zweck,· die Menge des Beschichtungsmäterials zu verringern, die von der Beschichtungswalze 3 getragen und auf die Bahn übertragen wird; dadurch soll das Ausmaß der Betriebsbelastung verringert werden, der die Luftabstreicheinrichtung 6 unterworfen wird, wobei die Betriebsbelastung mit einer Erhöhung der Geschwindigkeit des Beschichtungsverfahrens größer wirdj diese herkömmlichen Systeme haben jedoch nicht zu befriedigenden Resultaten geführt, weil ein' Luftfilm, der in den Spalt zwischen der Beschichtungswalze 3 und der sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Bahn 1 gezogen und dort mitgerissen wird, dazu führen kann, daß eine Trennung der Bahn 1 von der Oberfläche der Beschichtungswalze 3 erfolgt. Dadurch ergeben sich jedoch unerwünschte Variationen in der aufgebrachten Schicht. Dieser Effekt beeinträchtigt gemeinsam mit Unregelmässigkeiten in der Oberfläche der Bahn 1 wesentlich die Qualität der fertigen Produkte und verursacht oft eine Unterbrechung in der aufgebrachten Schicht, wodurch sich vollkommen mangelhafte Produkte ergeben.
Dieses Problem tritt besonders bei äusserst dünnen Bahnen auf, die keine großen Spannungen aufnehmen können; weiter hin hat es negative Wirkungen bei den Spezialbahnen, die Bereiche enthalten, die örtlich durchhängen.
Die Figuren 5 und 6 stellen Anordnungen dar, die bisher zur Überwindung der oben beschriebenen Probleme verwendet wurden.
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Bei der in Figur 5 gezeigten Anordnung wird ein bestimmter longitudinaler Abschnitt der kontinuierlich laufenden Bahn gegen die Beschxchtungswalze 3 mit Hilfe eines Paars von Druckwalzen gedruckt, die im Abstand zueinander in Strömungsrichtung in Bezug auf die Beschichtungswalze 3 vor bzw. hinter ilir angeordnet sind; dadurch wird die Möglichkeit ausgeschlossen, daß in der fertiggestellten Bahn 1 Unebenheiten, wie z.B. Durchhängen und Brüche bzw. Kniffe auftreten. Dadurch wird gleichzeitig vermieden, daß Luft zwischen der Bahn 1 und der Oberfläche der Beschichtungswalze 3 mitgerissen wird} weiterhin kann keine Unterbrechung der Flüssigkeit auftreten, da der Kontaktbereich zwischen der Bahn und der Oberfläche der Beschichtungswalze 3 vergrößert wird.
Diese Anordnung erfordert jedoch, daß eine Spannung mit beträchtlicher Größe auf die Bahn 1 ausgeübt wird, so daß dieses Verfahren kaum zur Beschichtung von relativ dünnwandigen Materialbahnen verwendet werden kann, die keine ausreichende Dehn- oder Reißfestigkeit haben, um der ausgeübten Spannung standhalten zu können. Darüberhinaus ist der Kontakt zwischen der Materialbahn 1 und der äusseren Oberfläche der Beschichtungswalze 3 nicht wesentlich verbessert worden, wenn die Materialbahn 1 Bereiche aufweist, in denen sie an bestimmten Stellen durchhängt.
Eine weitere herkömmliche Anordnung ist in Fig. 6 dargestellt. Diese Anordnung verwendet einen Walzenspalt 12, ,!„ der zwischen der Beschichtungswalze 3 und der Druckwalze definiert ist $ durch diesen Spalt 12 wird die Materialbahn kontinuierlich geführt, wodurch Unregelmässigkeiten , wie z.B. ein Durchhängen der Materialbahn 1, eliminiert werden, während gleichzeitig verhindert wird, daß Luft zwischen die Bahn 1 und die Beschichtungswalze 3 eindringt. Dieses System erzeugt jedoch an der Materialbahn 1,
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nachdem sie den Walzenspalt 12 passiert hat, eine Neigung zum Faltenwerfen. Weiterhin wird es schwierig, den Walzenspaltdruck zu steuern, so daß die Anordnung •aus diesem Grunde nicht besonders für die Beschichtung mit. speziellen Beschichtungsmaterialien, wie z.B. fotographischen Emulsionen, und gekapselten Flüssigkeiten für kohlefreies Durchschlagpapier, geeignet ist, die sehr empfindlich gegen Druck sind oder dazu neigen, unter Druck leicht zu reissen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die oben zusammengestellten Schwierigkeiten zu überwinden und ein neues und verbessertes Walzenbeschichtungsverfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Beschichtung auf einer kontinuierlich laufenden Materialbahn zu schaffen, wobei unerwünschte Variationen der Beschichtung und Unterbrechung der Flüssigkeit vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Beschichten von Materialbahnen gelöst, bei dem eine kontinuierliche Materialbahn in Kontakt mit einer Beschichtungswalze geführt ist, die sich dreht und in einen Vorratsbehälter eintaucht, der ein Beschichtungsmaterial enthält, und bei dem die Materialbahn elastisch gegen- die Oberfläche der Beschichtungswalze unter Verwendung eines pneumatischen Drucksgezwungen wird, der durch die Einfügung einer flexiblen Membran auf die Seite der kontinuierlich laufenden Materialbahn einwirkt, die der Berührungsseite mit der Beschichtungswalze gegenüberliegt, wobei eine Übertragung des auf der Oberfläche der Beschichtungswalze aufgenommenen Beschichtungsmaterials auf die Materialbahn durchgeführt wird.
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Weiterhin wird diese Aufgabe erfindungsgemäß hei einer Vorrichtung der angegebenen Gattung gelöst durch eine einen Druck ausübende Einrichtung, um elastisch die sich kontinuierlich bewegende Materialbahn gegen die Oberfläche der Beschichtungswalze im Kontaktbereich zu drücken, wobei die Druckeinrichtung eine flexible Membran aufweist, die auf der Seite der sich kontinuierlich bewegenden "Materialbahn angeordnet ist, die der Eontaktseite mit der Beschichtungswalze gegenüberliegt, und durch eine Anordnung zur Ausübung eines pneumatischen Drucks auf die Seite der flexiblen Membran, die der Kontaktseite mit der kontinuierlich laufenden Materialbahn gegenüberliegt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschichtung von Materialbahnen unter Verwendung eines Walζenbeschichtungsverfahrens geschaffen werden, wobei eine immer gleichförmige Beschichtung ohne Rücksicht auf Unebenheiten, wie z.B. Durchhängen und Palten bzw. Kniffe oder Spannungsänderungen in der Materialbahn, auf einer kontinuierlich laufenden Materialbahn erzeugt wird. Weiterhin sind sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung so ausgebildet, daß eine gleichförmige Beschichtung eines durckempfindlichen Materials, wie z.B. einer fotographischen Emulsion oder einer gekapselten Flüssigkeit für kohlefreies Durchschlagpapier, erzeugt werden kann. Weiterhin· sind Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von Materialbahnen des Typs geeignet, die eine niedrige Reißfestigkeit oder Wände mit relativ geringer Dicke haben.
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Ein weiterer Vorteil liegt in folgender Wirkungsweise: die bei dem Walzenbeschichtungssystera verwendete Druckeinrichtung , die die Materialbahn elastisch gegen die Oberfläche der Beschichtungswalze drückt, wenn die Materialbahn darüber geführt wird, sorgt auch bei Unregelmässigkeiten in der Oberfläche der Materialbahn
dafür, daß ein enger Kontakt der Materialbahn mit der
Oberfläche der Beschichtungswalze hergestellt und beibehalten wird; dadurch wird verhindert, daß Luft zwischen die Materialbahn und die Beschichtungswalze eindringt, so daß eine dauernd gleichmässige und zuverlässige Übertragung des von der Beschichtungswalze getragenen Beschichtungstnaterials auf die Materialbahn erreicht wird. Weiterhin ist eine Einrichtung zur Erzeugung eines elastischen Drucks auf die über die Beschichtungswalze geführte Materialbahn vorgesehen, wobei der Kontaktdruck der Materialbahn mit der Oberfläche der Beschichtungswalze
leicht gesteuert werden kann, so daß keine zusätzliche Faltenbildung in der Materialbahn entsteht,wenn sie
die Beschichtungswalze passiert.
Weiterhin wird bei der Einrichtung zur Erzeugung eines Drucks, um die Materialbahn elastisch gegen die Oberfläche der Beschichtungswalze zu drücken, eine flexible Membran verwendet, die so ausgebildet ist, daß sie sich mit der Vorwärtsbewegung der kontinuierlich laufenden
Materialbahn dreht; dadurch kann ein enger Kontakt
zwischen der Materialbahn und der Oberfläche der Beschichtungswalze ohne Gefahr einer überraässigen Bean·· . spruchung oder sogar von Beschädigungen der Materialbahn erzeugt und aufrecht erhalten werden. Schließlich verhindert die Druckeinrichtung Variationen der Beschichtung und Unterbrechung der Flüssigkeit und stellt eine zuverlässige übertragung des Beschichtungsmateriäls
von der Oberfläche der Beschichtungswalze auf die
Materialbahn auch bei Unebenheiten der Bahn sicher,
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so daß der Bedarf für umfangreiche Qualitäts.untersuchungen der fertigen Produkte minimal gehalten wird, wodurch letzten Endes die Herstellungskosten verringert werden.
Gemäß der "vorliegenden Erfindung wird ein Walζenbeschichtungsverfahren mit verbesserter Qualität auf einer Materialbahn -vorgeschlagen, wobei die sich kontinuierlich bewegende Materialbahn in engen Kontakt mit der Oberfläche einer Beschichtungswalze gebracht wird, um die Übertragung des von der Beschichtungswalze getragenen BeschichtungsBiaterials auf die Materialbahn durchzuführen, indem durch Einfügen einer flexiblen Membran, die auf der Rückseite der Materialbahn am Kontaktpunkt mit der Beschichtungsrolle angeordnet ist, ein pneumatischer Druck auf die Seite (Rückseite) der Materialbahn ausgeübt wird, die "der Seite gegenüberliegt, die der Oberfläche der Beschichtungswalze zugekehrt ist und mit ihr in Berührung steht.
Der pneumatische Druck kann durch unter Überdruck stehende Luft oder andere gasförmige fluide Medien geliefert und leicht gesteuert werden, um den Berührungsdruck der Materialbahn mit der Oberfläche der Beschichtungsrolle zu variieren, so daß irgendein Beschichtungsmaterial, auch ein druckempfindliches Material, wie z.B. eine fotographische Emulsion oder eine gekapselte Flüssigkeit für kohlefreies Durchschlagpapier, schnell und einfach -aufgebracht werden kann, ohne daß die Charakteristiken und Eigenschaften des Beschichtungsmaterials negativ beieinflußt oder zerstört werden.
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Der direkt auf di.e Materialbahn am Berührungspunkt mit der Boschichtungswalze -wirkende Druck stellt einen festen und gleichförmigen Kontakt sogar darm sicher, wenn Bereiche der Materialbahn örtlich durchhängen.
Die Verbesserung des Kontaktes zwischen der Materialbahn und der Beschichtungswalze , ohne daß eine Spannung in der Materialbahn benötigt wird, macht das System nach der vorliegenden Erfindung in idealer Weise für die Beschichtung von Materialbahnen des Typs geeignet, die äusserst dünn sind oder relativ geringe Reißfestigkeit besitzen.
Weiterhin wird aufgrund des erhöhten Kontaktes der Materialbahn mit der Oberfläche.der Beschichtungswalze verhindert, daß Luft zwischen die Materialbahn und die Beschichtungswalze eindringe; dies gilt sogar dann, wenn der Beschichtungsprozeß mit hoher Geschwindigkeit abläuft, so daß sich zu allen Zeiten eine dauernd gleichmässige und zuverlässige Beschichtung ergibt.
Die besonderen Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sollen im folgenden nochmals zusammengestellt werden:
(l) Die vorliegende Erfindung stellt eine immer gleichförmige und zuverlässige übertragung des von der Beschichtungswalze getragenen Beschichtungsmaterials auf die Oberfläche einer sich bewegenden Materialbahn sicher.
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(2) Da der Druck direkt auf die hintere Oberfläche der Materialbahn, im Kontaktbereich mit der Beschichtungswalze ausgeübt wird, ergibt sich immer eine gleichförmige Beschichtungslage, wobei diese Gleichförmigkeit auch beim Auftreten von der Materialbahn innewohnenden Ungleichmäßigkeiten oder Unregelmäßigkeiten, wie z.B. Falten, Kniffen oder Durchhängen, beibehalten wird.
(3) Da der Druck direkt auf die hintere Oberfläche der Materialbahn im Kontaktbereich mit der Beschichtungswalze ausgeübt wird, wird weiterhin irgendeine "Variation der Spannung in der Materialbahn nicht in nachteiliger Weise die hergestellte Beschichtungslage beeinflussen.
} Die Möglichkeit der leichten Steuerung der Größe des"Gasdrucks, der auf die flexible Membran ausgeübt wird, läßt zu, daß das Beschichtungsmaterial rasch übertragen und auf die Materialbahn aufgebracht wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Charakteristiken oder Eigenschaften des Beschichtungsmaterials sogar dann negativ beeinflußt oder zerstört v/erden, wenn das Beschichtungsmaterial leicht durch Druck beeinflußt oder zerstört wird, wie es z.B. bei einer fotographischen Emulsion oder einer gekapselten Flüssigkeit für ein kohleloses Durchschlagpapier der Fall ist.
(5) Da keine große Spannung benötigt wird, um den "engen Kontakt zwischen der sich bewegenden Materialbahn und der Oberfläche der Beschichtungswalze, die das Beschichtungsmaterial trägt, herzustellen und aufrecht zu erhalten, ist das System nach der Erfindung in besonderem Maße dafür geeignet, eine Beschichtung auf Materialbahnen aufzubringen, die eine geringe Reißfestigkeit haben oder relativ dünn sind.
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(6) Da ein enger Kontakt zwischen der Materialbahn und der Beschichtungsrolle auch bei Ungleichtnässigkeiten "und Unregelmässigkeiten , wie z.B.- Durchhängen und Falten oder Kniffen, beibehalten wird, kann Luft nicht zwischen die Materialbahn und die Beschichtungswalze-eindringen; dies gilt sogar auch für einen Hochgeschwindigkeits-Beschichtungsprozeß , so daß eine zuverlässige Beschichtung ohne Mangel zu allen Zeitex sichergestellt ist.
(7) Da weiterhin der Druck auf die Materialbahn leicht gesteuert werden kann, können irgendwelche Brüche oder Palten vermieden werden, die aufgrund eines übermässigen, auf die Materialbahn ausgeübten Drucks in der Materialbahn verursacht werden.
(8) Wird die flexible Membran mit der Vorwärtsbewegung der Materialbahn gedreht, so ergibt sich ein enger Kontakt der Materialbahn mit der Oberfläche der Beschichtungswalze, wobei entweder keine Beschädigung oder Verschleiß an der hinteren Oberfläche der Materialbahn auftritt oder dieser zumindest minimal gehalten wird.
(9) Da sichergestellt ist, daß die Übertragung des von der Beschichtungswalze getragenen Beschichtungsmaterials auf die Oberfläche der Materialbahn dauernd und zuverlässig ohne irgendwelche Mangel wie z.B. Variationen der Beschichtung oder Unterbrechung der Flüssigkeit durchgeführt wird, tritt bei dem System nach der vorliegenden Erfindung nicht die Notwendigkeit für sorgfältige und strenge Qualitätsüberprüfungen der fertigen Produkte auf, so daß letzten Endes die Herstel-* lungskosten verringert werden.
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(10) Auch die Materialbahnen, die nicht in äusserst hohem Maße eben sind, können zuverlässig und dauernd beschichtet werden, so daß sich wieder die Herstellungskosten verringern.
(11) Die Vorrichtung nach der Erfindung hat einen relativ einfachen Aufbau, ist wirtschaftlich zu instal lieren, leicht zu bedienen und in der Lage, Endprodukte von hoher Qualität herzustellen.
> In den beiliegenden Zeichnungen zeigen die Fig. 1 bis 6■ verschiedene herkömmliche Beschichtungsvorrichtungen, während die Fig. 7 his 10,Ausführungsformen der Beschichtungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung darstellen«
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf zwei in den Fig. 7 his IO dargestellte bevorzugte Ausführungsformen erläutert werden.
In Fig. 7 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Walzenbeschichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Querschnitt durch diese Ausführungsform längs Linie A-A von Fig. 7 ist in Fig. 8.dargestellt.
Eine kontinuierlich laufende Materialbahn 1 wird durch die Wirkung einer Eintrittsführungswalze 2 mit einer Beschichtungswalze 3 in Kontakt gebracht; an diesem Berührungspunkt wird ein von einem Vorratsbehälter k durch die Beschichtungswalze 5 aufgenommenes Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche der Bahn 1 übertragen, um darauf eine Beschichtung zu erzeugen. Die beschichtete Bahn 1 wird dann über eine Stütz- oder Umlenkwalze 5 geführt, auf der das überschüssige BoSchichtungsmaterial mittels einer Luftabstreicheinrichtung 6 entfernt wird, so daß die aufgebrachte Schicht eben und gleichmässig
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"ist und eine blanke und glatte Oberfläche hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Druckeinrichtung 20 vorgesehen, die auf die Rückseite der laufenden Bahn 1 wirkt, um die Bahn gegen die Beschichtungswalze zu drücken und damit einen zuverlässigen und stabilen Kontakt zwischen der Bahn 1 und der Oberfläche der Beschichtungswalze zu erzeugen bzw. aufrecht zu erhalten.
Die Druckeinrichtung 20 enthält eine Luftkammer 22 mit einer Pffnung 21, die auf die Beschichtungswalze 3 zu gerichtet ist und mit einem Hochdruckgebläse (nicht dargestellt) in Verbindung steht; weiterhin xveist die Druckeinrichtung 20 eine flexible Membran 23 auf, die die öffnung 21 bedeckt und eine abgedichtete Kammer definiert, um die durch die Öffnung 21 angelieferte, unter Druck stehende Luft einzuschließen.
Der durch die Einfügung der flexiblen Membran entstehende Druck zwingt die Bahn 1 gegen die Oberfläche der Beschichtungswalze 3, wenn die Bahn über die Beschichtungswalze geführt wird.
Die öffnung 21 kann ein länglicher Spalt oder eine Vielzahl von öffnungen sein, die im Abstand zueinander längs der axialen Ausdehnung der Druckkammer angeordnet sind.
Die flexible Membran 23 kann aus einem beliebigen, geeigneten Material hergestellt werden, das jedoch ausreichend flexibel sein muß; außerdem kann das Material in Blatt- oder Filmform hergestellt sein. Beispielsweise können blattförmiges Gummimaterial, ein Kunstoffilm, ein blattförmiges Textilmaterial, wie z.B. Tuch oder Stoff, oder Papier, für diesen Zweck verwendet werden.
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Bei einigen Anwendungsfällen sollte das Material, das die Membran bildet, eine blanke und glatte Oberfläche haben oder so hergestellt oder aufgebaut werden können, daß sich die erforderliche Glätte oder Geschmeidigkeit der Oberfläche ergibt.
Fig. 9 stellt eine weitere Ausführungsform der Walzen-"be Schichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar, wobei Pig. IO einen Querschnitt längs Linie B-B von Fig. 9 zeigt.
Bei 'dieser Aus führung s form wird unter Überdruck stehende Luft von einem Hochdruckventilator ( nicht dargestellt ) in eine Luftkammer 22 mit einer Öffnung 21 eingeführt und dann durch die Öffnung 21 in einen als flexible Membran 23 dienenden Zylinder geliefert, der die Kammer 22 umgibt und sich mit der Vorwärtsbewegung der Bahn 1 dreht·
Führungsplatten 26 und 27 sind vorgesehen, um die offenen Enden 24 und 25 der Membran zu bedecken und damit zu verhindern, daß unter Überdruck stehende Luft aus dem Membranzylinder austritt. Die Führungsplatten 26 und 27 dienen also dazu, die unter Überdruck stehende Luft, die in die zylindrische Membran 23 eingeführt ist, abzudichten und einzuschliessen; darüberhinaus dienen die Führungsplatten 26 und 27 dazu, die seitliche Bewegung des Membranzylinders . 23 zu begrenzen, wenn er sich mit der Vorwärtsbewegung der
Bahn dreht.
Die durch die Öffnung 21 in den im wesentlichen abgedich-? teten Hohlraum, der durch die Membran 23 und die. Führungsplatten 26 und 27 definiert ist, eingelassene Luft erzeu'gt
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darin einen ausreichenden Druck, so daß die flexible Membran 23 in ihrer aufgeblasenen Zustandsform ge-' halten wird* dadurch wird der Bereich der Bahn 1, der im Kontakt mit- der flexiblen Membran 23 geführt ist, dauernd so gehalten, daß er elastisch gegen die Oberfläche der Beschichtungswalze 3 gedrückt wird, wodurch -eine gleichbleibend gleichmässige und zuverlässige Beschichtung auf der Bahn hergestellt wird, wenn das dem Vorratsbehälter 4 durch die Beschichtungswalze 3 entnommene Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche der sich bewegenden Bahn 1 übertragen wird.
Der Grund dafür ," daß eine Drehung des Zylinders aus der flexiblen Membran 23 bei der dargestellten-Ausführungsform möglich ist, ist folgender: Könnte sich die Membran nicht drehen und würde sie stationär bleiben, und zwar auch ungeachtet der Vorwärtsbewegung der Bahn, so würde sich aufgrund der Reibung zwischen der Membran 23 und der rückseitigen Oberfläche der Bahn 1 ein beträchtlicher Verschleiß oder Beschädigungen der Bahn ergeben.
Die BeSchichtungsvorrichtung wird Jedoch durch den Mechanismus , der eine Drehung der Membran 23 mit der Vorwärtsbewegung der Bahn 1 ermöglichen soll, sehr viel komplizierter; deshalb ist es unter bestimmten Umständen, z.B. in dem Fall, wo die Oberfläche der Membran 23 ausreichend glatt ist, nicht immer notwendig, eine Drehung der Membran 23 vorzusehen, wie es auch bei der ersten, in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform beschrieben ist.
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Wird eine stationäre Membran verwendet, so kann sie an der Luftkannaer 22 angebracht werdenj in diesem Fall müssen die Enden 2k und 25 der Membran 23 nicht notwendigerweise offen sein; wird eine Membran verwendet, bei der die Enden geschlossen sind, so kann man auf die Führungsplatten 26 und 27 verzichten.
Weiterhin sollte festgehalten werden, daß irgendein gasförmiges, fluides Medium in die flexible Membran eingeführt werden kann, so daß die Druckerzeugung nicht auf· unter Überdruck stehende Luft beschränkt ist. Z.B. können Stickstoff oder Kohlendioxid - Gas unter Überdruck dazu verwendet werden, um die Membran aufgeblasen zu halten und den gewünschten Druck zu liefern. Selbstverständlich werden jedoch keine brennbaren Gase wie z.B. Wasserstoff und Äthylen sowie andere schädliche Gase wie z.B. Kohlenmonoxid eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung hat einen großen Anwendungsbereich für die Verfahren, bei denen mit Hilfe von Walzen eine kontinuierlich laufende Materialbahn beschichtet wird; diese Verfahren werden z.B. in der Papierindustrie, wo Ganzzeug beschichtet wird, .bei der Herstellung von fotographischen Filmen, bei der Herstellung von Magnetbändern, in der Kopierpapierindustrie, der Kunststo ff ilmindustrie, der Textilindustrie und anderen Gebieten eingesetzt.
ObwohX die obige Beschreibung der flexiblen Membran sich auf die Verwendung von blattförmigem Material und Filmen aus für Gasjundurchlässigen Materialien bezog, um den pneumatischen Druck zu erzeugen, so können als weitere Ausführungsform auch für Luft
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durchlässige Materialien wie z.B. gewebte Matten oder Decken, ungewebte Matten oder Decken, Filz-oder Pappe-Materialien und ähnliche Stoffe verwendet werden, bei denen das Gas nur langsam aus der Druckkammer austritt.
Da viele unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung vorgeschlagen werden können, ohne von dem Grundgedanken Xind dein Umfang der Erfindung abzuweichen, ist sie selbstverständlich nur soweit auf diese' spezifischen Ausfüh-. rungsformen beschränkt, wie diese in den nun folgenden Ansprüchen definiert sind; alle Veränderungen, die im Erfindungsgedanken und im Äquivalenz bereich der Ansprüche liegen, sollen mit umfasst werden.
Die Erfindung schafft also ein Walzenbeschichtungsverfahren sowie eine Vorrichtung zur Aufbringung einer Materialschicht auf eine kontinuierlich laufende Materialbahn. Die Materialbahn wird nachgiebig gegen die Oberfläche der Beschichtungswalze gedruckt, die ein Beschichtungsmaterial trägt, wenn die Materialbahn darübergeführt v:ird, indem ein pneumatischer Druck durch die Einfügung einer flexiblen Membran auf die Rückseite der Materialbahn im Kontaktbereich mit der Beschichtungswalze einwirkt. Die Grosse des pneumatischen Drucks kann leicht variiert werden, um den Kontaktdruck der Materialbahn mit der Oberfläche der das Beschichtungsmaterial tragenden Beschichtungswalze zu steuern, so dass sich eine immer gleichförmige und zuverlässige Übertragung des Beschichtungsmat erials von der Beschichtungswalze auf die Materie!bahn auch bei Spannungen und Unebenheiten in der Oberfläche der Materialbahn ergibt.
- Patentansprüche -
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Claims (9)

  1. Patentansprüche
    f 1.JVerfahren zur Beschichtung von Materialbahnen,
    N—^ dadurch gekennzeichnet, daß eine kontinuierliche Materialbahn ( 1 ) in Kontakt mit einer Beschichtungswalze ( 3 ) geführt ist, die sich dreht und in einen Vorratsbehälter ( 4 ). eintaucht, der ein Beschxchtungsmaterial enthält, und daß die Materialbahn ( 1 ) elastisch gegen die Oberfläche der Beschichtungswalze ( 3 ) unter Verwendung eines pneumatischen Drucks gezwungen wird, der durch die Einfügung einer flexiblen Membran ( 23 ) auf die Seite der kontinuierlich laufenden Materialbahn ( 1 ) einwirkt, die der Berührungsseite mit der Beschichtungswal.ze ( 3 ) gegenüberliegt, wobei eine Übertragung des auf der Oberfläche der Beschichtungswalze ( 3 ) aufgenommenen Beschichtungsmaterials auf die Materialbahn ( 1 ) durchgeführt wird.
  2. 2. Verfahren zur Beschichtung von Materialbahnen mich Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran ( 23 ) zylindrisch ist und mit der gleichen Geschwindigkeit und in die gleiche Richtung wie die Vorwärtsbewegung der sich kontinuierlich bewegenden Materialbahn ( 1 ) bewegt wird.
  3. 3. Verfahren zur Beschichtung von Materialbahnon nach Anspruch 1, dadurch " gekennzeichnet, daß die flexible Membran ( 23 ) stationär ist.
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  4. 4. Vorrichtung zur Beschichtung einer kontinuierlich laufenden Materialbahn mit einer Eintrittsführungswalze, einer Beschichtungswalze, die sich dreht, in einen ein Beschichtungsraaterxal enthaltenden Vorratsbehälter eintaucht und so ausgebildet ist, daß sie ein Beschxchtungsmaterial aus dem Vorratsbehälter aufnimmt und während ihrer Drehung auf die sich kontinuierlich bewegende Materialbahn überträgt, mit einer Tragrolle, die die Materialbahn haltert und führt, nachdem die Materialbahn unter Berührung mit der Beschichtungswalze diese passiert hat, und mit einer Einrichtung zur Entfernung des überschüssigen Beschichtungstnaterials auf der Oberfläche der vorbeilaufenden Bahn, die auf der Tragrolle gehaltert ist, gekennzeichnet durch eine einen Drück ausübende Einrichtung, um elastisch die sich kontinuierlich bewegende Materialbahn ( 1 ) gegen die Oberfläche der Baschichtungswalze (3) im Kontaktbereich zu drücken, wobei die Druckeinrichtung eine flexible Membran ( 23 ) aufweist, die auf der Seite der sich kontinuierlich bewegenden Materialbahn (l) angeordnet ist , die der Kontaktseite mit der Beschichtungswalze (.3 ) gegenüberliegt, und durch eine Anordnung zur Ausübung eines pneumatischen Drucks auf die Seite der flexiblen Membran ( 23 ), die der Kontaktseite mit der kontinuierlich laufenden Materialbahn ( 1 ) gegenüberliegt.
  5. 5· Vorrichtung zur Beschichtung von Materialbahnen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran ( 23 ) die Form eines Zylinders hat, der sich mit der gleichen Geschwindigkeit und in die gleiche Richtung wie die der Vorwärtsbewegung der kontinuierlich laufenden Materialbahn ( 1 ) dreht.
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  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet , daß die flexible Membran ( 23 ) stationär ist.
  7. 7. Vorrichtung zur Beschichtung von Materialbahnen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine Druckkammer ( 22 ), die auf der Seite der flexiblen Membran ( 23 ) angeordnet ist, die der Kontaktseite mit der kontinuierlich laufenden Materialbahn ( 1 ) gegenüberliegt , wobei die Druckkammer (22) mit einer Quelle für unter Überdruck stehendes Gas in Verbindung steht, um die flexible Membran ( 23 ) im expandierten Zustand zu halten und durch die Einfügung der flexiblen Membran ( 23 ) einen Druck zu erzeugen, der die Materialbahn ( 1 ) elastisch gegen die Oberfläche der Beschichtungswalze ( 3 ) drückt.
  8. 8. Vorrichtung zur Beschichtung von Materialbahnen nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran ( 23 ) zylindrisch ist, und daß die Druckkammer ( 22 ) in der zylindrischen Membran ( 23 ) um eine zylindrische Durchführung definiert ist, die durch die zylindrische Membran ( 23 ) verläuft und eine Öffnung zur Druckkammer (22 ) enthält, wobei die zylindrische Membran ( 23 ) sich mit der gleichen Geschwindigkeit und in die gleiche Richtung wie die der
    J, Vorwärtsbewegung der kontinuierlich laufenden Materialbahn ( 1 ) drehen kann, und wobei die offenen Enden ( 24, 25 ) der Druckkammer ( 22 ) durch Endplatten ( 26 , 27 ) bedeckt und abgedichtet werden, die nahe bei den gegenüberliegenden Enden der zylindrischen Membran ( 23 ) angeordnet sind.
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  9. 9. Vorrichtung zur Beschichtung von Materialbahnen nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet , daß die Druckkamer ( 22 ) zum Teil durch die flexible Membran ( 23 ) definiert ist, die fest und abdichtend mit einer stationären Durchführung verbunden ist, die mit der Quelle für unter Überdruck stehendes Gas in Verbindung steht und eine Öffnung zur Druckkammer ( 22 ) enthält.
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