DE2939102C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung richtet sich auf eine Klebstoffauftragvorrichtung
für bewegte Substrate mit mindestens einer über einem Auffangbecken
zum Aufnehmen überschüssigen Klebstoffs angeordneten Auftragswalze
und nahe an deren Oberfläche herangeführter Schlitzdüse
mit etwa parallel zur Drehachse der Walze stehendem Schlitz, dem
eine Leitung mit vorgeschalteter Klebstofförderpumpe zugeordnet
ist.
Eine derartige Klebstoffauftragvorrichtung ist aus der GB-PS 11 99 918
bekannt. Hierbei ist es jedoch von Nachteil, daß die Einstellung
der Klebstoffschichtdicke auf der Auftragswalze und dem Substrat
sowie die Steuerung der Gleichmäßigkeit des Klebstoffauftrages
nur über die Regelung der Förderleistung der Förderpumpe
und der Auftragswalzenumdrehungsgeschwindigkeit möglich sind.
Diese Steuerungs- und Regelungsmöglichkeiten sind insbesondere für
einen intermittierenden Klebstoffauftrag auf einzelne an der Auftragswalze
vorbeigeführte Substrate unzureichend. Insbesondere bei
hohen Umfangsgeschwindigkeiten sind bei intermittierender Fahrweise
völlig gleichmäßige Klebstoffschichten nicht mehr einstellbar.
Weiterhin ist aus der DE-AS 25 08 119 eine Klebstoffauftragswalze
mit dem Substrat zugewandter Umfangsfläche und zugeordneter Abstreifrakel
bekannt, wobei die Auftragswalze zur Aufnahme des
Klebstoffs in einen Klebstoffvorrat eintaucht, der sich in einem
Auffangbecken befindet, das zum Aufnehmen des überschüssigen, an
der Abstreifrakel abgestreiften Klebstoffs ausgebildet ist.
Mit Vorrichtungen vorgenannter Art können bei einfachen Walzensystemen
und der Verarbeitung hoher viskoser Klebstoffe, insbesondere
bei Schmelz-Klebstoffen, in Viskositätsbereichen über 3000
bis 5000 mPa s und etwa 100 m/min übersteigenden Umfangsgeschwindigkeiten,
wegen der dabei auftretenden hohen Turbulenzen im Walzenauftragssystem
bzw. Tauchbecken homogene Klebstoffschichten ohne
Lufteinschlag nicht mehr erzeugt werden. Es entsteht dann also
keine kompakte Klebstoffschicht sondern je nach eingearbeiteter
Luftmenge eine mehr oder weniger mit Blasen durchsetzte schaumähnliche
Schicht, die eine gegenüber kompakten Klebstoffschichten
verminderte Reißfestigkeit des Klebstoff-Films und eine verminderte
Festigkeit des gebildeten Klebeverbundes zur Folge hat. Die
Weiterverarbeitbarkeit so hergestellter Produkte sowie deren Gebrauchsfestigkeit
ist entsprechend verschlechtert. Zunehmend ungünstige
Wirkung haben die Lufteinschlüsse mit steigender Klebstoffschichtdicke,
so daß ab etwa 0,5 mm Schichtdicke des Klebstoffs
und den oben angegebenen hohen Walzengeschwindigkeiten und
Viskositäten völlig unbrauchbare Klebeverbindungen entstehen können.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, die auch
einen intermittierenden Klebstoffauftrag, insbesondere auf einzeln
an einer Klebstoffauftragvorrichtung vorbeigeführte Substrate ermöglicht,
wobei insbesondere auch bei hohen Klebstoffviskositäten
und Umfangsgeschwindigkeiten sowie relativ starken Schichtdicken
völlig gleichmäßige Klebstoffschichten erhalten werden.
Bei einer Klebstoffauftragvorrichtung der eingangs bezeichneten
Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der
Klebstoff mit Hilfe eines in der Leitung zwischen der Pumpe und
der Schlichtdüse angeordneten Ventils kontinuierlich oder intermittierend
der Oberfläche der Auftragswalze zugeführt und mit
Hilfe einer auf dem Umfang der Auftragswalze an die Schlitzdüse
mit Abstand anschließende, abwechselnd anzulegende und abzuhebende
Egalisierungsrakel ein intermittierender Klebstoffzug auf die
Walzenoberfläche gebildet und/oder vergleichmäßigt wird.
Dadurch, daß der Klebstoff nicht wie üblich durch Tauchen der
Auftragswalze sondern durch Aufpressen aus einer Schlitzdüse auf
die Oberfläche der Walze aufgebracht wird, kann die aufgetragene
Menge jeweils entsprechend der Umfangsgeschwindigkeit der Auftragswalze
bzw. auch der Relativgeschwindigkeit der zu beleimenden
Substrate durch die Pumpenleistung eingestellt werden, ohne daß in
irgendeinem Stadium die Gefahr von Lufteinschlüssen in der Klebstoffschicht
in Kauf zu nehmen wäre. Letztlich wird beim Betrieb
der Vorrichtung der Klebstoff - je nach Wunsch - kontinuierlich
oder intermittierend mit Hilfe einer Schlitzdüse und vorgeschalteter
Pumpe sowie durch ein Ventil hindurch auf die Oberfläche der
Auftragswalze aufgebracht. Die in Richtung der Achse der Auftragswalze
gemessene Breite des Klebstoffstreifens ist dabei ersichtlich
ohne weiteres durch Vorgabe der Breite der Schlitzdüse
einzustellen. Vorzugsweise wird der Klebstoff in jedem Falle mit
leichtem Überdruck aus der Schlitzdüse auf die Oberfläche der
Auftragswalze aufgepreßt.
Besonderes Interesse an einer solchen verbesserten Vorrichtung besteht
beispielsweise in den Fällen, in denen die jeweilige Beleimung
in der Länge zu begrenzen ist und die aufzubringende Klebstofffläche
in der Breite die Abmessung des Substrats übersteigen
soll. Solche Forderungen werden beispielsweise beim Beleimen von
Buch- und Broschüren-Rücken gestellt, etwa bei der fadenlosen
Klebebindung oder der Ableimung gehefteter Produkte, wo ein direkter
Klebstoffauftrag mit Hilfe eines Schlitzdüsensystems eine
sichere Bindung der Randblätter nicht gewährleistet.
Nach dem Vorangehenden geht die erfindungsgemäße Vorrichtung
von einem Auftragssystem mit einer
oder mehreren Auftragswalzen aus, welche wahlweise mit ein oder
zwei Abstreifern versehen sein können, jenachdem ob die jeweilige
Auftragswalze kontinuierlich oder intermittierend mit Klebstoff zu
beschicken ist. Eine intermittierende Beschickung läßt sich dadurch
erreichen, daß ein auf dem Walzenumfang auf die Schlitzdüse
folgender Abstreifer entsprechend dem gewünschten Klebstoffmuster
abwechselnd an die Walzenoberfläche angepreßt oder von dieser abgehoben
wird.
Zum Heranführen von Klebstoff an die Schlitzdüse ist zweckmäßig
eine Pumpe mit gleichmäßig einzustellender Förderleistung vorgesehen,
wobei die letztere auf eine ausreichende Reserve unter Berücksichtigung
des maximalen Klebstoffbedarfs und eines Mindestüberschusses
von ca. 20 bis 50% abgestimmt sein soll. Mit Hilfe
einer beispielsweise am Rand des Klebstoffauffangsbeckens bzw.
Auftragsbeckens angebrachten Rakel bzw. eines Abstreifers oder mit
Hilfe einer gegenläufig angetriebenen sowie mit Abstreifer versehenen
Rolle, kann der Klebstoffauftrag zusätzlich reguliert und
egalisiert werden.
Die Klebstoffzuführung besteht vorzugsweise aus je einem Schlauch
mit schlitzdüsenförmigem Mundstück bzw. Schlitzdüse pro Auftragswalze,
einem Vorratsbehälter für den Klebstoff und einer Pumpe zum
Heranfördern des Klebstoffs vom Vorratsbehälter zum Mundstück. Der
Vorratsbehälter kann gleichzeitig zur Aufnahme überschüssigen
Klebstoffs aus dem Auffangsbecken dienen oder das letztere selbst
bilden. Das Auffangbecken und gegebenenfalls dessen Abfluß zum
Vorratsbehälter sollen vorteilhaft so dimensioniert sein, daß ein
kontinuierlicher Rückfluß überschüssigen Klebstoffs gewährleistet
ist und Klebstoff im Auffangbecken nicht bis zum Eintauchen der
Auftragswalze steigen kann. Dadurch wird erreicht, daß auch bei
extrem hohen Arbeitsgeschwindigkeiten in keinem Fall Luft in die
aus der Schlitzdüse aufgebrachte Klebstoffschicht gelangen kann.
Weiterhin soll das Vorratsbecken bzw. das Auffangbecken so ausreichend
groß bemessen sein, daß zurückgeflossener Klebstoff Raum
und Zeit zum Abgeben eventuell beim Rücklauf eingeschlossener Luft
hat. Beim Verarbeiten von Schmelzklebstoffen ist ein bei hohen
Klebstoffbedarfsmengen getrennter Vorschmelzbehälter bzw. eine
abgeteilte Vorschmelzkammer vorteilhaft. In diesen und ähnlichen
Fällen sind ferner zweckmäßig alle Klebstoffbehälter, Auftrag- und
Egalisierwalzen, der Transportschlauch, die Düse, Pumpe usw.
ebenfalls beheizt.
Bei Betrieb gelangt der Klebstoff vorteilhaft mit leichtem Überdruck
über die Schlitzdüse auf die Auftragswalze, wobei die Düse
möglichst dicht, insbesondere bis auf 0,1 bis 2 mm entsprechend
dem Neigungswinkel der Düse und der gewünschten Klebstoffmenge, an
die Walze herangeführt werden soll. Je nach Wunsch kann dabei ohne
jede Schwierigkeit die Breite des Klebstoffstreifens breiter als
das Substrat sein. Soll der Klebstoffauftrag intermittierend
erfolgen, so kann das Intermittieren durch An- und Abschalten eines
in den Klebstoffzufluß eingebauten Ventils erreicht werden
oder bei kontinuierlicher Klebstoffaufgabe auf die Walze durch
Anlegen und Abheben der auf dem Walzenumfang zwischen Schlitzdüse
und Substrat eingeschalteten Egalisierrakel erfolgen. Es ist darauf
hinzuweisen, daß der Klebstoff bei Intermittieren der Walzenbeschickung
ca. 10 bis 20 mm vor der Egalisierrakel aufgetragen
werden soll.
Die jeweils gewünschte Klebstoffschichtdicke kann über die
Förderleistung der Pumpe, also über ein dieser vorgeschaltetes
zweckmäßig stufenlos zu regulierendes Getriebe bzw. eine z. B.
elektronische Steuerung des Pumpenantriebs vorgegeben werden.
Durch Synchronschaltung mit dem Maschinenantrieb kann ein über
alle Maschinengeschwindigkeiten gleichbleibender Klebstoffauftrag
sichergestellt werden. Dabei läßt sich eine zusätzliche Egalisierung
der Klebstoffschicht gegebenenfalls bei Längenbegrenzung mit
Hilfe der Egalisierrakel erreichen. Wie üblich ist auf dem Walzenumfang
im Anschluß an das Substrat eine Abstreifrakel vorgesehen
und so dicht an die Walze angestellt, daß die Walzenoberfläche
die Abstreifrakel praktisch klebstofffrei verläßt.
Teilweise anhand der schematischen Darstellung von Ausführungs
beispielen in der Zeichnung werden
weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert.
Für die gezeichnete Vorrichtung ist angenommen, daß Substrate
1, z. B. Buchblöcke, an einer mit einer Klebstoffschicht
2 versehenen Auftragswalze 3 (bzw. Übertragwalze)
in Pfeilrichtung 4 vorbeilaufen. Die Auftragwalze 3 soll
dabei in Pfeilrichtung 5 angetrieben sein. Erfindungsgemäß
gelangt der Klebstoff aus einem Auffangbecken 6 über
eine Pumpe 7, eine insbesondere als Schlauch ausgebildete
Leitung 8 zu einer Schlitzdüse 9, wobei der letzteren ein
je nach Wunsch kontinuierlich oder mit vorgegebenem
Rhythmus intermittierend zu öffnendes Ventil 10 vorgeschaltet
sein kann. Häufig ist das Anbringen einer Egalisierrakel
11 im Anschluß an die Schlitzdüse 9 am Umfang
der Auftragwalze 3 vorteilhaft. Die Egalisierrakel
11 kann einerseits zum Vergleichmäßigen der Klebstoffschicht
2 beitragen und andererseits bei entsprechendem
Antrieb zum Herstellen in bestimmter Weise unterbrochener
Klebstoffzüge durch Anheben und Absenken verwendet werden.
Auf die obere Fläche der Auftragwalze 3 wird ferner eine
Abstreifrakel 12 aufgesetzt, die dazu vorgesehen ist,
allen nach Beleimung der Substrate mit der Leimschicht
13 auf der Auftragwalze 3 verbleibenden Leim abzustreifen
und über einen Klebstoffrücklauf 14 in das Auffangbecken
6 zurückfließen zu lassen. Dem Auffangbecken 6
kann ein nicht gezeichnetes Vorratsbecken über eine Verbindung
15 zugeordnet sein. Die Pumpe 7 läßt sich beispielsweise
über ein stufenloses Regelgetriebe 16 antreiben.
Durch die Wirkung der Pumpe 7 wird der aus dem Auffangbecken
6 geförderte Klebstoff mit leichtem Überdruck aus
der Schlitzdüse 9 auf die Oberfläche der Auftragswalze 3
gepreßt, wobei die Schlitzdüse 9 möglichst dicht, insbesondere
bis auf 0,1 bis 0,2 mm Abstand, an die Walzenoberfläche
heranzuführen ist. Sind - wie im gezeichneten
Ausführungsbeispiel - die Substrate 1 zu beleimende Buchblöcke,
so ist zweckmäßig, die Schlitzdüse 9 in Richtung
der Achse 17 der Auftragwalze 3 etwas, insbesondere um
1 bis 2 mm, breiter als der zu beleimende Buchrücken.
Ein intermittierender Klebstoffauftrag kann - wie gesagt -
durch An- und Abschalten des in die Klebstoffleitung 8
eingeschalteten Ventils 10 oder aber bei kontinuierlicher
Klebstoffaufgabe durch Anlegen und Abheben der Egalisierrakel
11 erreicht werden. Zu beachten ist bei intermittierender
Walzenbeschichtung, daß der Umfangsabstand
zwischen Schlitzdüse 9 und Egalisierrakel 11 mindestens
etwa 10 bis 20 mm betragen soll.
Mit Hilfe einer wie vorstehend beschrieben ausgebildeten
Klebstoffauftragvorrichtung zum Beleimen von Buchrücken
wurden folgende Klebstoffe verarbeitet:
I.
35% Ethylen-vinylacetat-copolymer,
30% Mikrowachs,
35% hydr. Kolophoniumester;
Viskosität bei 180°C/11 000 mPa s;
35% Ethylen-vinylacetat-copolymer,
30% Mikrowachs,
35% hydr. Kolophoniumester;
Viskosität bei 180°C/11 000 mPa s;
II.
40% Ethylen-vinylacetat-terpolymer,
35% α-methyl-Styrolharz,
25% Mikrowachs;
Viskosität bei 180°C/12 500 mPa s;
40% Ethylen-vinylacetat-terpolymer,
35% α-methyl-Styrolharz,
25% Mikrowachs;
Viskosität bei 180°C/12 500 mPa s;
III.
100% Polyamid auf Basis dimerer Fettsäure und Piperazin;
Viskosität bei 180°C/14 000 mPa s;
100% Polyamid auf Basis dimerer Fettsäure und Piperazin;
Viskosität bei 180°C/14 000 mPa s;
IV.
50% Polyvinylacetat,
15% Dibutylphthalat,
35% Wasser;
Viskosität bei 25°C/35 000 mPa s.
50% Polyvinylacetat,
15% Dibutylphthalat,
35% Wasser;
Viskosität bei 25°C/35 000 mPa s.
Die vorgenannten Klebstoffe I. bis IV. ergaben beispielsweise
auf Buchrücken, bei den jeweils genannten Temperaturen
sowie bei Umfangsgeschwindigkeiten der Auftragwalze
von etwa 180 m/min und trotz der angegebenen hohen
Viskositäten sowohl bei kontinuierlichem als auch bei
intermittierendem Leimauftrag gleichmäßige und von Lufteinflüssen
freie Klebstoffschichten von 0,6 mm Stärke
und mehr.
Claims (6)
1. Klebstoffauftragvorrichtung für bewegte Substrate mit mindestens
einer über einem Auffangbecken zum Aufnehmen überschüssigen
Klebstoffs, angeordneten Auftragswalze und nahe an deren
Oberfläche herangeführter Schlitzdüse mit etwa parallel zur
Drehachse der Walze stehendem Schlitz, dem eine Leitung mit
vorgeschalteter Klebstofförderpumpe zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Klebstoff mit Hilfe eines in der Leitung (8) zwischen
der Pumpe (7) und der Schlitzdüse (9) angeordneten Ventils (10)
kontinuierlich oder intermittierend der Oberfläche der Auftragswalze
(3) zugeführt und mit Hilfe einer auf dem Umfang der
Auftragswalze an die Schlitzdüse (9) mit Abstand anschließende,
abwechselnd anzulegende und abzuhebende Egalisierungsrakel (11)
ein intermittierender Klebstoffzug auf der Walzenoberfläche
gebildet und/oder vergleichmäßigt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Egalisierungsrakel (11) als gegenläufig angetriebene
und mit Abstreifer versehene Egalisierrolle ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlitzdüse (9) breiter, insbesondere um 1 bis 2 mm,
als das Substrat (1) ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand zwischen freier Kante der Schlitzdüse (9) und
der Oberfläche der Auftragswalze (3) ca. 0,1 bis 0,2 mm beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Klebstoff mit leichtem Überdruck aus der Schlitzdüse
(9) in Richtung auf die Oberfläche der Auftragswalze (3) ausgepreßt
wird.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klebstoffschichtdicke auf der Oberfläche der Auftragswalze
(3) über die Förderleistung der Pumpe (7) oder die Öffnungszeit
des Ventils im Verhältnis zur Umfangsgeschwindigkeit
der Auftragswalze (3) bzw. Transportgeschwindigkeit des Substrats
(1) eingestellt und mit Hilfe der Egalisierungsrakel
(11) vergleichmäßigt wird.
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DE2939102C2 true DE2939102C2 (de) | 1990-06-07 |
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ID=6081984
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19792939102 Granted DE2939102A1 (de) | 1979-09-27 | 1979-09-27 | Klebstoffauftragsvorrichtung und verfahren zum betrieb derselben |
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