DE2910949A1

DE2910949A1 - Extrusionsbeschichter

Info

Publication number: DE2910949A1
Application number: DE19792910949
Authority: DE
Inventors: John Mladota
Original assignee: Bolton Emerson SA; Bolton Emerson Americas Inc
Current assignee: Bematec SA
Priority date: 1977-05-25
Filing date: 1979-03-20
Publication date: 1981-02-12
Also published as: US4167914A; DE2910949C2; GB2044134B; GB2044134A; CH638115A5

Description

Extrusionsbeschichter
Die Erfindung bezieht sich auf einen Extrusionsbeschichter mit einem länglichen Beschichtungskopf, der einen länglichen Extrusionsschlitz aufweist, welcher von einer Einführlippe und einer Abführlippe gebildet wird, mit einer Spannwalzenanordnung für die Bewegung eines Bandes unter einer vorbestimmten Zugspannung von der Einführlippe zur Abführlippe quer über den Schlitz, mit einer Lcnkstange, welche drehbar in einer Nut der Abführlippe abgestützt ist und mit der benachbarten Oberfläche einer Druckwalze einen Druckspalt bildet.
Derartige Extrusionsbeschichter sind aus den US-Patentschriften 3 854 441 und 3 919 974 bekannt. Derartige Beschichter sind insbesondere für die Handhabung heisser Schmelzen bestimmt, welche eine hohe Viskosität von ungefähr 100.000 cp aufweisen.
Mit diesen Vorrichtungen werden relativ breite Bänder von beispielsweise 2,2 m (86 inch) beschichtet. Das Band wird unter einer vorbestimmten Längs- und Seitenspannung über einen Extrusionsschlitz bewegt, wobei die Dicke der Beschichtung durch den Druck der das Beschichtungsmaterial zuführenden Pumpe bemessen wird.
Ein wesentliches Problem im Zusammenhang mit der Beschichtung derartig breiter Bänder mit einem hochviskosen Beschichtungsmaterial besteht in der übermässigen Abnützung der Abführlippe.
Dies ist auch der Fall, wenn die Lippen zur Verhinderung der Abnützung mittels eines kostspieligen Behandlungsverfahrens einer besonderen Behandlung unterzogen wurden. Ein anderes Problem im Zusammenhang mit der Verwendung von Schlitz-Beschichtungsvorrichtungen besteht in der Ansammlung von Fremdmaterial an der Abführlippe. Daraus ergeben sich kontinuierliche Streifen oder Schlieren in der auf das Band aufgebrachten Beschichtung, solange, bis die angesammelten Fremdkörper während des Stillstands der Vorrichtung beseitigt wurden. Dieses Stillstehen der Maschine für die Entfernung der Fremdkörper ist jedoch ausserordentlich ungünstig.
In der US-PS 3 496 012 wurde bereits vorgeschlagen, einen Extrusions-Schlitz-Beschichtungskopf mit einer Beschickungsöffnung, einer Abgabeöffnung und einer Drehstange zu versehen. Die Drehstange hat eine drahtgewickelte Oberfläche. Es ist jedoch keine federnde Druckwalze vorgesehen, die mit der Drehstange einen Walzenspalt bildet. Die Stange ist tatsächlich eine Messstange, welche mit verschiedenen Drehzahlen in beide Richtungen gedreht werden kann, wodurch dünne oder dicke Beschichtungen geschaffen werden. Diese bekannte Vorrichtung ist mit einem Beschichtungskopf versehen, welcher mit einem beschichtungsmaterialaufnehmenden Hohlraum versehen ist, über den das Band bewegt wird. Das überflüssige Beschichtungsmaterial wandert zur Versorgungseinrichtung zurück, während eine Schicht an der Unterseite des sich bewegenden Bandes in einer solchen Dicke haftet, die durch die Geschwindigkeit und die Richtung der Drehung der Zumessstange bestimmt wird.
Bei anderen bekannten Vorrichtungen wird eine ähnliche, kraftangetriebene Zumesswalze verwendet, welche sich an der stromabwärtsliegenden Seite des das Beschichtungsmaterial aufnehmenden Hohlraumes dreht und somit die Dicke einer durch eine Aufbringwalze aufgebrachten Beschichtung bestimmt. Diese Aufbringwalze lagert dann während der weiteren Bewegung des Bandes die Beschichtung auf die Oberfläche des Bandes. Beispiele derartiger Beschichter sind aus den US-Patentschriften 2 560 572 und 1 983 982 bekannt. Auch hier wird keine Druckwalze, kein Walzenspalt und auch kein Druckwalzenspalt verwendet.
Aus den US-Patentschriften 3 345 377 und 3 533 833 ergeben sich Endlosbänder, die durch Umkehrrollen durch einen festen Spalt mit einer Aufbringwalze bewegt werden. Beide Druckschriften offenbaren hinter dem Spalt Abstreicheinrichtungen oder Rakeleinrichtungen. Diese Rakeleinrichtung ist in der US-PS 3 345 377 als am Ende einer Platte angeordnete Stange geringen Durchmessers ausgebildet.
Die Drehstangen entsprechend den US-Patentschriften 2 946 307 und 3 461 837 sowie der DE-PS 1 964 908 zeichnen sich alle durch Abstützungen aus, die mittels flexibler, federnder Gehäuse eine bewegliche Drehachse vorsehen und alle Abstreifzwecken oder einer Zumessung des Beschichtungsmaterials für die Bestimmung der Dicke der Beschichtung dienen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik genannten Nachteile zu vermeiden und insofern die anmeldungsgemässe Vorrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen zu verbessern.
Gemäss der Erfindung sitzt eine drehbare, längliche, zylindrische Stange geringen Durchmessers tief in einer Nut entsprechender Querschnittsbemessung, die in einer Abführlippe oder Abführkante des Extrusionsschlitzes eines Beschichtungskopfes ausgebildet ist. Mit dieser Stange wirkt eine drehbare, längliche zylindrische Druckwalze grösseren Durchmessers zusammen. Diese Druckwalze ist mit einer gummiähnlichen Oberfläche versehen und federnd ab gestützt, während die drehbare Stange eine nicht-federnde, harte und vorzugsweise glatte Oberfläche aufweist. Ein zu beschichtendes Band wird über die Einführkante des Extrusionsschlitzes und durch den Druckrollenspalt der Druckwalze und der Stange der Abführkante bewegt, wobei das Band infolge geeigneter Spannrollen einer Seiten- und Längsspannung unterworfen wird. Die Walze und die Stange werden dabei mittels eines Antriebsmotors mit bestimmten Drehzahlen gedreht.
Das vom Schlitz abgegebene Beschichtungsmaterial wird durch eine Pumpe zugeführt, welche exakt die Menge des hochviskosen Beschichtungsmaterials in einer Menge zumisst, die für die Aufbringung einer Beschichtung gleichförmiger Dricke notwendig ist. Es ist keine Abgabeöffnung vorgesehen, um über schüssiges Beschichtungsmaterial abzuführen. Die Drehstange sitzt tief in ihrer Nut, so dass lediglich ungefähr das obere Viertel der Masse der Stange freiliegt. Es wurde herausgefunden, dass trotz ihrer Drehung um ihre Längsachse die Stange durch mit Gewinden versehenen Sektionen bzw. Abschnitte des Sitzes leicht verbogen werden kann, um jegliche Ungleichmässigkeit der Beschichtungsdicke zu kompensieren. Die Stange kann kontinuierlich mit einer Drehzahl von 9 bis 12 Upm gedreht werden, um so die Abnützung zu verteilen. Jegliche Fremdstoffpartikel, welche im Walzenspalt eingefangen werden, können durch die Drehstange entfernt werden. Die Drehstange kann für den normalen Betrieb auch stationär sein und wird wahlweise gedreht, um die Streifenbildung in der Beschichtung dann zu beseitigen, wenn Fremdstoffpartikel eingefangen wurden und diese Streifenbildung verursachen. Insofern werden immmer wieder neue Oberflächenbereiche der Drehstange einer Abnutzung unterworfen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines typischen Extrusions-Spalt-Beschichters gemäss der Erfindung, Fig. 2 eine vergrösserte Teilschnittansicht des Beschichtungskopfes, der Druckwalze, der Drehstange und des Drehstangensitzes gemäss der Erfindung, Fig. 3 eine perspektivische, schematische Ansicht der Druckwalze, der Stange, des Druckspaltes und des Kraftantriebes sowie der Steuerung der Stange, und Fig. 4 eine teilgeschnittene Teilrückansicht mit den ein Gewinde aufweisenden beweglichen Abschnitten der Abführlippe, welche verwendet werden kann, um die Stange ein wenig zu verziehen.
In Fig. 1 ist ein typischer Extrusionsbeschichter 20, der in den US-Patentschriften 3 854 441 und 3 919 974 angegebenen Art dargestellt. Der Beschichter 20 ist rein schematisch dargestellt und umfasst eine Abwickelwalze 21 für ein Band 22, welches um die Spannungsanzeigenrolle 23, Umlenkrollen 24 und vorzugsweise um eine vorgewärmte Trommel 25 verläuft.
Das Band 22 wird durch Rollen 26 und 27 einer Längsspannung unterworfen, wenn das Band über einen Längsschlitz 28 eines länglichen Beschichtungskopfes 29 und eine oder mehrere gekrümmte Rollen 31 verläuft, um in der Beschichtungszone 32 auf das Band eine seitlich gerichtete Spannung aufzubringen.
Heisse Schmelze oder anderes viskoses Beschichtungsmaterial 33 wird in vorbestimmter Menge bei vorbestimmten Druck zum Beschichtungskopf 29 gefördert, um so die exakte Menge an gewünschtem Beschichtungsmaterial zuzumessen und so auf der Unterseite 34 des sich bewegenden Bandes 22 eine besondere Beschichtungsdicke aufzubringen. Die Beschickungseinrichtung für das Beschichtungsmaterial umfasst eine geeignet motorisierte Pumpe 35, welche zu einer Beschickungsleitung 36 führt.
Nach der Aufbringung einer dünnen Schicht gleichförmiger Dicke auf der Unterseite 34 des Bandes 22 wird das Band durch einen Walzenspalt 37 bewegt, der von Verbindungswalzen 38 und 39 gebildet wird. In diesem Walzenspalt erfolgt die Laminierung des beschichteten Bandes 22 mit einem anderen Band 41.
Die übereinander angeordneten Bänder verlaufen dann um eine Kühlwalze 42 grossen Durchmessers und gelangen dann zur Aufwickelwalze 43. Zwischen der Laminierungsstation 37 und der Kü@lwalse 42 ist ein positiv veränderbarer GeschwindigkeitsantrieF 44 vorgesehen.
Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der längliche Beschichtungskopf 29 mit einer Kammer 45 versehen, die mit der Beschickungsleitung 36 derart in Verbindung steht, dass die viskose heisse Beschichtungsschmelze 33 mittels der motorisierten Pumpe 35 gepumpt wird. Danach wird das Beschichtungsmaterial 33 durch den länglichen, schmalen Extrusionsschlitz 28 extrudiert, der von der Einführlippe oder Einführkante 46 und einer Abführlippe oder Abführkante 47 gebildet wird. Das Band 22 verläuft unter der gummiähnlichen nachgiebigen Fläche 48 einer Druckwalze 49. Diese Druckwalze 49 stützt sich in Lagern 51 ab, welche durch die Kolben von pneumatischen Zylindern 52 abgestützt werden, um auf die Lager einen vorbestimmten Druck auszuüben, wenngleich die Abstützung durch die pneumatischen Zylinder federnd ist.
Eine zylindrische Stange 54, welche vorzugsweise eine harte, glatte Oberfläche 55 aufweist, wirkt mit der nachgiebigen Fläche 48 der Druckwalze 49 zusammen und bildet mit dieser einen Druckwalzenspalt 53. Die Stange liegt drehbar mit ihrem grössten Teil 56 in einer Nut 57, die im wesentlichen einen zylindrischen Querschnitt aufweist und in der Nähe der Fläche 58 der Abführlippe 47 liegt.
Die Stange 54 liegt ungefedert in der Nut 57, so dass der Pumpendruck und die Pumpmenge die Aufbringung einer Schicht 59 des Beschichtungsmaterials 33 auf die Unterseite 34 des Bandes 22 veranlasst, wenn dieses Band 22 unter einer vorbestimmten Längs- und Seitenspannung von der Einführlippe 46 zur gekrümmten harten Oberfläche 55 zur Drehstange 54 bewegt wird. Die Stange vollzieht keine Mess- und Prüffunktion, weil sie mit relativ niedriger Drehzahl, wie beispielsweise 9 bis 12 Upm, gedreht wird, während die Druckwalze 49 mit einer beträchtlich höheren Drehzahl pro Minute gedreht wird und folglich auch das Band 22 mit einer erheblich höheren Geschwindigkeit vorwärtsbewegt wird.
Der geringere Teil 61 der Drehstange 54 steht leicht über die Nut 57 hervor und liegt dort somit frei. Die Stange 54 ist mit einer Kraftübertragungseinrichtung 62 versehen, welche mit einem Untersetzungsgetriebe 63 und einem Geschwindigkeitsregler 64 sowie einem Elektromotor 65 versehen ist. Mit einer Steuerung 60 kann die Drehstange 54 normalerweise angehalten werden und nur wahlweise und zeitweise in Richtung der Bewegung des Bandes bewegt werden, wenn sich Fremdstoffe im Walzenspalt 53 abgesetzt haben und den Beschichtungsvorgang behindern. Eine Drehung der Drehstange 54 beseitigt die Fremdstoffe und die dadurch bedingte Schlierenbildung in der Beschichtung.
Es wurde jedoch herausgefunden, dass hochviskose, heisse Beschichtungsschmelze eine beträchtliche Abnützung der Abführfläche 55 der Abführlippe eines Schlitz-Extrusionsbeschichters verursacht, und zwar sogar dann, wenn eine Drehstange 54 in einer Nut 57 angeordnet.ist, die Stange nicht gedreht wird und aus besonders widerstandsfähigem Material besteht.
Es ergibt sich eine ungleichmässige Abnützung der Stange, so dass daraus in der Beschichtung Bereiche ungleichmässiger Dicke entstehen. Daher ist es bevorzugt, mit der Steuerung 60 die Stange 54 derart einzustellen, dass die Stange kontinuierlich mit einer geringen Drehzahl gedreht wird, um einer Abnützung zu beaegnen und die Ausbildung von abgeflachten Stellen oder anderen Exzentrizitäten zu verhindern. Während man erwarten könnte, dass eine längliche zylindrische Stange geringen Durchmessers, wie die Stange 54, welche tief in einer Nut entsprechender Gestalt sitzt, eine geradlinige Achse haben oder sich in der Nut nicht drehen würde, wurde herausgefunden, dass eine Seite 66 des Stangensitzes in Sektionen 67, 68, usw., eingeteilt sein kann, die jeweils mit einem Gewinde versehen sind, mit dem eine Stellschraube 69 in Eingriff steht. Die Sektionen können leicht dahingehend verstellt werden, dass eine Verbiegung der Stange und ihrer Nut erfolgt, um so in Querrichtung des Bandes ungleichmässige Beschichtungsdicken zu verhindern.
Die geschraubt bewegbaren Sektionen 67, 68, usw., können alle abgezogen werden, damit das Ersetzen der Stange 54 durch eine neue Stange möglich ist. Sofern dies nicht gewünscht oder nicht praktikabel ist, können die Stangen 54 auch endseitig den Nuten entnommen werden, um so einen einfachen Austausch vornehmen zu können.
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Claims

Extrusionsbeschichter PATENTANSPRÜCHE 1.Extrusionsbeschichter mit einem länglichen Beschichtungskopf, der einen länglichen Extrusionsschlitz aufweist, welcher von einer Einführlippe und einer Abführlippe gebildet wird, mit einer Spannwalzenanordnung für die Bewegung eines Bandes unter einer vorbestimmten Zugspannung von der Einführlippe zur Abführlippe quer über den Schlitz, mit einer Längsstange, welche drehbarinr einer Nut der Abführlippe abgestützt ist und mit der benachbarten Oberfläche einer Druckwalze einen Druckspalt bildet, dadurch gek e n n z e ich n e t , dass die Längsstange (54) eine glatte harte Oberfläche (55) aufweist und ungefedert in der Nut (57) angeordnet und um eine feste Drehachse drehbar ist, dass die Abführlippe (47) von einem festen, starren Abschnitt (67) und einem anderen starren Abschnitt (68) gebildet ist, welcher in einer Richtung quer zur Längsachse der Längsstange (54) gleitend bewegbar ist, wobei die Sektionen (67, 68, ...) gemeinsam einen tiefen und federnden Sitz für die Längsstange (54) bilden, so dass ein geringerer Teil (61) der Oberfläche (55) der Lenkstange (54) freiliegt und ein grösserer Teil (56) der Oberfläche (55) der Längsstange (54) verdeckt innerhalb der Nut (57) liegt, dass die Sektionen untereinander durch einen Schraubmechanismus (69) verstellbar und untereinander festlegbar sind, dass die Druckwalze (49) mit einer nachgiebigen Oberfläche (48) versehen und mittels einer Lagereinrichtung (51, 52) federnd abgestützt ist, so dass ein vorbestimmter Druckspalt auf die harte und federnde Oberfläche (55) der Längsstange (54) aufbringbar ist, dass eine Antriebseinrichtung (62, 65) mit einer Steuerung (60) betriebsmässig mit der Längsstange (54) derart verbunden ist, dass die Längsstange (54) in der tiefen Nut (57) wahlweise mit einer vorbestimmten Drehzahl drehbar ist, wodurch im Walzenspalt (53) eingefangene Fremdkörper entfernbar und die Abnützung der Abführlippe (47) verteilbar ist, und dass eine Pumpe (35) vorgesehen ist, um die Dicke der durch den Beschichtungskopf (29) auf das Band (22) aufgebrachten Beschichtung zuzumessen.
2. Extrusionsbeschichter nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass die Antriebseinrichtung (62, 65) einen Geschwindigkeitsregler für die Langsstange (54) aufweist.
3. Extrusionsbeschichter nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass die Abführlippe (47) aus einem starren, unflexiblen Material besteht und nicht-federnd befestigt ist.
4. Extrusionsbeschichter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die in der Abführlippe (47) ausgebildete tiefe, im wesentlichen zylindrische Längsnut (57) einen im wesentlichen mehr als halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
5. Extrusionsbeschichter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Längsstange (54) mit ungefähr zwei Drittel des Umfangs innerhalb der Nut (57) sitzt und ungefähr ein Viertel der Oberfläche der Längsstange (54) freiliegt.
6. Extrusionsbeschichter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Vielzahl von Schraubeinrichtungen (69) vorgesehen ist, von denen jeweils eine dieser Schraubvorrichtungen (69) jeweils einer beweglichen Sektion (67, 68) zugeordnet ist, die gegenüber der festen, starren Sektion bewegbar ist, so dass gewünschte Bereiche der Längsstange (54) bei Aufrechterhaltung einer Drehbarkeit der Stange (54) in der Nut (57) verbiegbar sind.