DE2711229A1

DE2711229A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen beschichten einer verhaeltnismaessig unporoesen bewegten werkstoffbahn

Info

Publication number: DE2711229A1
Application number: DE19772711229
Authority: DE
Inventors: Simon L Chu; Robert Sharowsky; Peter Shu
Original assignee: Polychrome Corp
Current assignee: Polychrome Corp
Priority date: 1976-03-15
Filing date: 1977-03-15
Publication date: 1977-09-29
Also published as: AU501884B2; CA1090119A; AU2302777A; GB1579943A; US4043296A; NL7702772A; JPS52111941A; FR2344343B1; FR2344343A1

Description

POLYCHROME CORPORATION

On the Hudson, Yonkers, New York, V.St.A.

"Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschichten einer verhältnismäßig unporösen bewegten Werkstoffbahn"

Bei den bekannten Verfahren der Walzen- oder Täuchbeschichtung zum Aufbringen einer dünnen Schicht auf eine kontinuierlich bewegte Bahn aus einem Metall oder einem anderen verhältnismäßig unporöcen Werkstoff verunreinigt das auf die Vorderseite der Werkstoffbahn aufgebrachte BeSchichtungsmaterial häufig deren Rückseite, da die Stützwalze die gleiche Breite wie die Werkstoffbahn besitzt. Wenn bei solchen Vorrichtungen das Beschichtungsmaterial auf die Kanten der Bahn aufgebracht wird, wandert ein Teil davon unter dem Einfluß der Kapillar- oder Sickerkräfte auf die Rückseite der Werkstoffbahn. Wenn sich dort eine Stützwalze mit der gleichen Breite wie die Werkstoffbahn befindet, dann wird ihre zylindrische Oberfläche mit dem Beschichtungsmaterial verunreinigt und diese verunreinigt ihrerseits wieder die rückwärtige, mit der Stützwalze in Berührung stehende Seite der Werkstoffbahn. Infolgedessen benötigen die bekannten Stützwalzen ständige Reinigung und Wartung in sehr kurzen Abständen. Außerdem löst sich bei der Beschichtung der Rückseite der Werk-

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Stoffbahn ein Teil der Beschichtung der Vorderseite wieder auf und verursacht dadurch eine Verunreinigung der Beschichtung der Rückseite durch das Beschichtungsmaterial der Vorderseite. Venn also die gesamte Breite der Vorderseite der Werkstoffbahn

beschichtet wird, verunreinigt die Wanderung des Beschichtungsmaterials von der Vorderseite um die Kante der Werkstoffbahn zur Bückseite die auf der Rückseite der Bahn bereits vorhandene Be schichtung.

W Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der die Verunreinigung der Rückseite der Werkstoffbahn mit dem auf die Vorderseite der Bahn aufgebrachten Beschichtungsmaterialien verhindert werden kann. Diese

Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. 15

Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Stützwalze, deren seitliche Bereiche einen geringeren Durchmesser aufweisen als ihr mittlerer Bereich. Der mittlere Bereich ist schmäler als die zu beschichtende Werkstoffbahn und zwar in genügendem Ausmaß, um eine Wanderung des auf die Vorderseite der Werkstoffbahn aufgebrachten Beschichtungsmaterials um die Kante auf ihre Rückseite zu verhindern. Dadurch wird eine Verunreinigung der Stützrolle und infolgedessen auch der Rückseite der Werkstoffbahn mit dem Beschichtungsmatcrial vermieden.

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Der mittlere Bereich der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ▼erwendeten Stützwalze ist breit genug, so daß die auf die Verkstoffbahn wirkende Zugspannung den Wert, bei dem eine dauernde oder schädliche Verformung auftritt, nicht überschreitet. Die Differenz der Radien des mittleren und des seitlichen Bereiches der Stützwalze ist groß genug, so daß die Durchbiegung der Werkstoffbahn an ihren Kanten diese nicht in Berührung mit den zurücktretenden Bereichen der Stützwalze bringt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Figur 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Figur 1, mit Blick in Richtung der Pfeile 2-2.

Die Beschichtungsvorrichtung 10 enthält eine Stützwalze 12, die zur Drehung in festen Lagern 13 und 14 montiert ist. Die Stützwalze 12 besitzt einen mittleren Bereich 15, der sich über den größeren Teil ihrer Breite erstreckt, und zurücktretende Bereiche 16 und 17 an beiden Seiten des mittleren Bereichs 15. Der Antrieb der Stützwalze erfolgt über das Rad 99·

Die Rückseite 22 der Werkstoffbahn 25 steht in Berührung mit der Stützwalze 12. Die Werkstoffbahn 25 wird in ausreichende Nähe zu dem in dem Bad 19 befindlichen Beschichtungsmaterial 1C gebracht, so daß sich ein Meniskus 21 auπ dem Beschichtungs-

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p.

material bildet, der die Vorderseite 3I der Werkstoffbahn 25 benetzt. Das BeSchichtungsmaterial 18 ist beispielsweise eine lichtempfindliche Verbindung, wie ein Diazoharz. Die iienge des BeSchichtungsmaterials 18, die auf die Vorderseite 3I der V/erk-Stoffbahn 25 aufgebracht wird, wird durch das Niveau des Beschichtungsmaterials 18 und die Größe des Bades 19 gesteuert. Das BeSchichtungsmaterial 18 wird also auf der gesamten Breite der Vorderseite 3I der Werkstoffbahn 25 aufgebracht.

Die kontinuierlich bewegte Werkstoffbahn 25 wird von der Vorrat swalze 26 über die Führungsrollen 27 und 28 geführt. Im Be-

teilweise reich zwischen den Führungsrollen 27 und 28 wird sie/um den mittleren Bereich 15 der Stützwalze 12 geführt, so daß das Beschichtungsmaterial 18 aus dem Bad 19 auf ihre Vorderseite 3I ^ übertragen wird. In bekannter Weise wirkt auf die Werkstoffbahn 25 parallel zu ihrer Bewegungsrichtung eine Zugkraft ein, die über eine an der Achse der Vorratswalze 26 angebrachte Bremsvorrichtung 29 gesteuert wird.

In Figur 2 ist zu sehen, daß die V/erkstoffbahn 25 wesentlich breiter ist als der mittlere Bereich 15 der Stützwalze 12. Dies bedeutet, daß die Kanten der Werkstoffbahn 25 nicht gestützt werden, und daß die auf sie wirkende Zugkraft eine Durchbiegung der Kanten der Werkstoffbahn in Richtung auf die zurücktretenden Bereiche 16 und I7 der Stützwalze 12 verursacht. Diese Durchbiegung ist in Figur 2 mit d bezeichnet. Die Kanten an beiden Enden des mittleren Bereichs 15 der Stützrolle 12 sind leicht abgeschrägt oder gerundet und nicht

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scharf, um zu vermeiden, daß die Werkstoffbahn 25 durch diese Kanten zerschnitten wird.

Zur Bestimmung der größtmöglichen Breite der zurücktretenden Bereiche 16 und 17 der Stützwalze 12 muß die kritische Zugspannung für die Werkstoffbahn 25 bestimmt werden. Wenn die Zugspannung einen bestimmten, für den Werkstoff charakteristischen Wert überschreitet, wird die Werkstoffbahn bleibend verformt. Die kritische Zugspannung und die leichte Durchbiegung d zwisehen den gestützten und den nicht gestützten Bereichen der Werkstoffbahn 25 sind Funktionen des Werkstoffes der Bahn 25, des Durchmessers des mittleren Bereiches 15 der Stützwalze 12, der Differenz der Radien der Bereiche 15 und 17 der Stützwalze 12, der auf die Werkstoffbahn 25 einwirkenden, durch die Bremseinrichtung 29 gesteuerten Zugkraft und der Dicke der Werkstoffbahn 25. Der durch die Führung der Werkstoffbahn 25 um den mittleren Bereich 15 der Stützwalze 12 verursachte Winkel zwischen dem zu- und abgeführten Bereich der Werkstoffbahn 25 und die Breite des nicht gestützten Bereichs der Werk-Stoffbahn 25 sind dagegen für die Bestimmung der auf diese wirkenden Zugspannung ohne Bedeutung. Diese Zugspannung wird somit näherungsweise durch folgende Formel

P=F/WxT (kp/cm²)

wiedergegeben, in der P die auf die Werkstoffbahn wirkende Zug-

spannung in kp/cm , F die durch die Bremseinrichtung 29 verursachte, auf die Werkstoffbahn wirkende Zugkraft in kp, W die Breite in cm des mittleren Bereichs 15 der Stützwalze 12 und T die Dicke in cm der Werkstoffbahn 25 bedeutet.

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Die Zugspannung P soll unter dem Wert bleiben, der eine bleibende Verformung des Werkstoffes der Bahn 25 hervorruft. Für

2 Aluminium beträgt dieser Wert etwa 1125 kp/cni . Bei gegebener Kraft F und Dicke T ist also die Zugspannung P um so größer je kleiner die Breite des mittleren Bereichs 15 der Stützwalze 12 ist.

Die Differenz der Radien der Bereiche 15 und 17 der Stützwalze 12 beträgt vorzugsweise mindestens 0,32 cm, um die Ausbildung eines Meniskus des BeSchichtungsmaterials zwischen den Kanten der Werkstoffbahn 25 und den zurücktretenden Bereichen 16 und 17 der Stützwalze 12 zu verhindern. In der Praxis beträgt die Differenz der Radien zwischen 0,32 und 1,27 cm bis etwa 5% des Durchmessers des mittleren Bereichs 15 der Stützwalze 12.

Die Durchbiegung d der Kanten der Werkstoffbahn 25 wird näherungsweise durch die Formel

d=PxD/2M (cm) wiedergegeben, in der d den radialen Abstand in cm zwischen der Kante der Werkstoffbahn 25 über dem zurücktretenden Bereich 16 bzw. 17 und dem mit dem mittleren Bereich 15 der Stützwalze 12 in Berührung stehenden Teil der Werkstoffbahn 25, D den Durchmesser in cm des mittleren Bereichs 15 der Stützwalze 12 und M

ρ
den Elastizitätsmodul in kp/cm des Werkstoffs der Bahn 25 darstellt und P die vorstehend angegebene Bedeutung hat. Der EIa-

f> 2 stizitätsmodul für Aluminium beträgt etwa 0,7 χ 10 kp/cm .

Das Beispiel erläutert die Erfindung.

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Beispiel

Eine Aluminiumbahn für den Offsetdruck mit einer Breite von

teilweise 94 cm und einer Dicke von 0,02 cm wird/um den mittleren Bereich einer Stützwalze mit einem Durchmesser von 25,4- cm geführt. Die durch die Bremseinrichtung auf die Bahn ausgeübte Kraft beträgt 272 kp und die Breite des mittleren Bereichs der Stützwalze 66 cm. Die auf die Bahn wirkende Zugspannung berechnet sich somit zu

P=272/66 χ 0,02 = 204 kp/cm².

W Dieser Wert von 204 kp/cia für die Zugspannung ist erheblich

kleiner als die Zugspannung von 1125 kp/cm , die eine bleibende Verformung des Offsetdruckplatten-Aluminiums verursacht.

Die geringe Durchbiegung d der Bahn berechnet sich bei einem

6 2 Elastizitätsmodul von 0,7 χ 10 kp/cm zu

d = 204 χ 25,4/2 x 0,7 χ 10⁶ = 0,0035 cm.

Wenn die Differenz der Radien des mittleren und seitlichen Bereichs der Stützwalze so klein gehalten wird, kann das Be-Schichtungsmaterial leicht auch auf die zurücktretenden Bereiche der Stützwalze gelangen. Die Differenz der Radien soll deshalb mindestens 0,32 cm betragen und damit erheblich größer als die Durchbiegung d sein, so daß die Kanten der Bahn einen ausreichenden Abstand von den zurücktretenden Bereichen der Stützwalze aufweisen.

Neben der vorstehend beschriebenen Art der Beschichtung eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Walzenbeschich-

l_ tung und zu anderen bekannten BeSchichtungsarten. j

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschichten einer verhält-

bevecjten
nismäßig unporösen/Werkstoffbahn, bestehend aus einer Stützwalze und einem Bad für das flüssige Beschichtungsicaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalze (12) einen mittleren, mit der zu beschichtenden Werkstoff bahn (25) in Berührung stehenden Bereich (15)» der schmäler ist als die Werkstoffbahn (25) und an beiden Seiten davon gegenüber diesem zurücktretende Bereiche (16,17) aufweist, deren Radius kleiner ist als der Radius des mittleren Bereichs (15)» wobei die Differenz der Radien größer ist als die durch den radialen Abstand zwischen der Kante

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der Werkstoff bahn (25) über dein zurücktretenden Bereich (16 hzvr. 17) und dem mit dem mittleren Bereich (15) der Stützwalze (12) in Berührung stehenden Teil der Werkstoffbahn (25) bestimmte Durchbiegung d der Werkstoffbahn (25), und daß die Kanten der Werkstoffbahn (25) weit genug vom mittleren Bereich (15) der Stützwalze (12) entfernt sind, um eine Wanderung des Beschichtungsmaterials auf die Stütz walze (12) zu verhindern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Durchbiegung d der Werkstoffbahn näherungsweise durch die Formel

d . 2£JL (cm)

bestimmt ist, in der D den Durchmesser in cm der Stützwalze,

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M den Elastizitätsmodul in kp/cm der Werkstoffbahn und P

die auf die Werkstoffbahn wirkende Zugspannung in kp/cm bedeutet.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die auf die Bahn wirkende Zugspannung P näherungsweise durch die Formel

^{p =} w-Tt-

bestimmt ü, in der F die durch die Bremseinrichtung (29) auf die Werkstoffbahn einwirkende Kraft in kp_t W die Breite in cm des mittleren Bereichs der Stützwalze und T die Dicke in cm der Werkstoffbahn bedeutet.

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1 4·. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Radien des mittleren und des seitlichen Bereichs der Stützwalze mindestens 0,32 cm beträgt.

5 5· Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Radien höchstens 5% des Durchmessers D der Stützwalze beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ¹⁰ Differenz der Radien mindestens 0,32 cm beträgt.

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