DE3826395A1 - Verfahren zum auftragen von fluessigen, pastoesen oder plastischen substanzen auf ein substrat - Google Patents
Verfahren zum auftragen von fluessigen, pastoesen oder plastischen substanzen auf ein substratInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen von
flüssigen, pastösen oder plastischen Substanzen,
insbesondere von Thermoplasten, auf ein Substrat, wobei
die Substanz aufgeschmolzen, beheizt und durch einen
perforierten Zylinder auf das Substrat aufgebracht
wird, an welchem es über eine Strecke haftet, bevor es
abgezogen wird, sowie eine Vorrichtung hierfür.
Aus der DE-OS 36 38 307 ist ein derartiges Verfahren
und eine derartige Vorrichtung bekannt, wobei dem
Düsenmund im Innern des Metallzylinders eine Luftdüse
nachfolgt, welche zum Metallzylinder hin einen von
Lippen begrenzten Düsenspalt ausbildet. Weiterhin sind
außerhalb des Metallzylinders Kühl- bzw. Heizstrecken
angeordnet, bevor das Substrat ein Kalanderwalzenpaar
durchläuft. Dabei hat sich in der Praxis herausge
stellt, daß bei unterschiedlichen Temperaturen der
Beschichtungssubstanz ein unterschiedlicher Zug auf das
Substrat ausgeübt werden muß, um das Substrat von dem
perforierten Metallzylinder abzuheben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Tempe
ratursteuerung für die Beschichtungssubstanz wesentlich
zu verbessern und ferner auch eine Verbesserung des
Aufbringens der Beschichtungssubstanz sowie der Hand
habung des Beschichtungskopfes beim Abschalten der Vor
richtung zu gewährleisten.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt ein Verfahren der o. g.
Art, bei dem die Haftung des Substrates an dem Zylinder
bestimmt und als Steuersignal für die Regelung der
Beheizung der Substanz verwendet wird. Die Haftung wird
beispielsweise über die Länge der Haftstrecke und/oder
die Abziehkraft und/oder des Abziehwinkels zwischen
Zylinder und Substrat direkt oder indirekt
ermittelt, wobei der Zug des Substrates konstant
gehalten wird.
In der Praxis hat sich erwiesen, daß eine kältere
Beschichtungssubstanz länger und intensiver am Zylinder
haftet, bevor das Substrat über die Walze abgezogen
werden kann. Dies bedeutet, daß auf die Walze ein
bestimmter Druck ausgeübt wird, der bei kälterer
Beschichtungssubstanz erhöht ist.
In einem Ausführungsbeispiel kann nun dieser Druck bzw.
die Abziehkraft direkt gemessen werden. Erhöht sich die
aufzuwendende Abziehkraft, so sollen über eine
entsprechende Steuereinrichtung die Heizelemente
angesprochen und die Wärmeabgabe erhöht werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
verändert jedoch die Walze je nach der Adhäsion der
Substanz auf dem Zylinder ihre Lage. Wird ein ent
sprechender Bereich der Lageveränderung überschritten,
so soll auch hier eine Steuereinheit angesprochen
werden, welche die Heizelemente regelt, bis die Walze
wieder in ihre Ausgangslage zurückkehrt. Die Zurück
führung erfolgt bevorzugt durch eine Gegenkraft, welche
beispielsweise durch eine entsprechende Schraubenfeder
auf die Walze ausgeübt wird.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Bereich
des Abhebens des Substrates von dem Zylinder mit einer
Infrarotwärmequelle anzustrahlen. Die Infrarot-Strah
lung hat den Vorteil, daß die Wärme von dem Substrat
bzw. dem Zylinder aufgenommen wird, ohne daß es zu
einer Erwärmung des Bereichs zwischen Quelle und Zylin
der kommt. Auch hierdurch wird ein Abheben des
Substrats von dem Zylinder verbessert.
Weiterhin liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Ab
stand zwischen den Drehachsen von Gegendruckwalze und
Zylinder kleiner ist als die Summe der Radien, daß
ferner die Gegendruckwalze aus einem flexiblen Werk
stoff besteht und daß eine Anlagefläche des Beschick
ungskopfes zur Bildung des Beschichtungsspaltes eine
Krümmung aufweist, deren Radius etwa demjenigen des
Zylinders entspricht.
Hierdurch wird in der bevorzugten Ausführungsform ein
flächiger Beschichtungsspalt gebildet, so daß sich
Dichtungslippen erübrigen. Ferner wird auch durch den
flächigen Druck die Benetzung des Substrates mittels
der Substanz verbessert.
Zur Verbesserung des Gebrauchs des Beschichtungskopfes
beim Abschalten der Vorrichtung dient, daß in die Zu
leitung für die Substanz eine Vakuumpumpe eingeschaltet
ist. Bevorzugt wird diese Vakuumpumpe über ein
Drei-Wege-Ventil mit dem Beschichtungskopf verbunden
und dann in Gang gesetzt, wenn die Vorrichtung
abgeschaltet wird. Hierdurch wird dann der
Beschichtungskopf entleert und es kommt zu keinem
Nachtropfen der Substanz.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Er
findung besteht der Beschichtungskopf aus
Teilsegmenten, welche miteinander verbunden sind. Die
Verbindung kann beispielsweise über entsprechende
Zuganker erfolgen. Hierdurch wird die Breite des
Beschichtungskopfes bestimmt bzw. verändert und auch
eine streifenweise Beschichtung möglich, indem ein oder
mehrere Teilsegmente keinen Mündungsspalt für eine
Beschichtungssubstanz besitzen. Ferner ist auch eine
Zufuhr unterschiedlicher Beschichtungssubstanz zu
einzelnen Teilsegmenten möglich.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Er
findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der
Zeichnungen; diese zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungs
gemäßen Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen,
plastischen oder pastösen Substanzen auf ein
Substrat, teilweise als Blockschaltbild,
teilweise im Querschnitt dargestellt;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen
Beschichtungskopf entsprechend Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 läuft ein zu beschichtendes Substrat 1 von
einer nicht näher gezeigten Vorratswalze in einen Be
schichtungsspalt 2 ein. Dieser Beschichtungsspalt 2
wird von einem perforierten Zylinder 3, insbesondere
einem Metallzylinder, und einer Gegendruckwalze 4 ge
bildet. Die Gegendruckwalze 4 besteht aus elastischem
Material. Der Abstand a zwischen der Drehachse A der
Gegendruckwalze 4 und der Drehachse B des Zylinders 3
ist kleiner als die Summer der beiden Radien r 1 und r 2.
Hierdurch wird die elastische Gegendruckwalze 4 im Be
reich des Beschichtungsspaltes 2 durch den Andruck des
Zylinders 3 verformt. Diese Verformung ist natürlich
auch dann gegeben, wenn im engeren Sinn ohne Substrat
kein Beschichtungsspalt zwischen Zylinder 3 und Walze 4
gebildet ist.
Im Bereich des Beschichtungsspaltes 2 drückt vom
Inneren des Zylinders 3 her ein Beschichtungskopf 5
gegen die Innnenfläche 6 des Zylinders 3.
Dabei ist um einen Mündungspalt 7 des
Beschichtungskopfes 5 eine Anlagefläche 8 beidseits des
Mündungsspaltes 7 ausgebildet, wobei diese Anlagefläche
zur Innenfläche 6 hin eine Krümmung mit etwa dem Radius
r 2 aufweist. Durch diese Anordnung entsteht ein Bereich
des Beschichtungsspaltes 2, welcher durch die Anlage
fläche 8 und die Gegendruckwalze 4 abgedichtet ist. Es
erübrigen sich beispielsweise Dichtlippen um den
Mündungsspalt 7.
Nach dem Beschichtungsspalt 2 läuft das Substrat 1 noch
über eine gewisse Strecke auf dem Zylinder 3, hebt dann
ab und umschlingt eine Walze 9. Der Bereich des Ab
hebens des Substrates 1 von dem Zylinder 3 wird
erfindungsgemäß aus einer entsprechenden Quelle 10 mit
einem Infrarotlicht angestrahlt, um durch Erwärmung des
Abhebebereiches ein leichteres Abheben zu ermöglichen.
Ferner ist die Walze 9 als Tänzerwalze ausgebildet, d.
h. ihre Drehachse C kann in Richtung x verlagert
werden. Diese Verlagerung in Richtung x in
beispielsweise die gestrichelt dargestellte Gebrauchs
lage geschieht gegen eine Gegenhaltekraft, durch welche
versucht wird, die Walze 9 wieder in die durchgezogen
dargestellte Gebrauchslage zurückzubewegen. Ist bei
spielsweise die durch den Mündungsspalt 7 und durch den
Zylinder 3 auf das Substrat 1 aufgebrachte Beschichtung
zu kalt, so erhöht sich die Adhäsion, mit der das Sub
strat auf der Zylinderoberfläche haftet. Dieser höheren
Haftung gibt die Walze 9 nach, so daß sie in Richtung x
zur gestrichelt dargestellten Gebrauchslage hin
verschoben wird. Diese Verschiebung wird über eine
entsprechende Leitung 11 auf eine Steuereinheit 12
übertragen, welche ein Steuersignal über eine Leitung
13 bzw. entsprechende Zweigleitungen zu Heizelementen
14 abgibt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Heiz
elemente 14, nur schematisch dargestellt, um den
Beschichtungskopf 5 angeordnet, es ist jedoch auch eine
andere Zuordnung der Heizelemente 14 denkbar.
Beispielsweise kann das Beschichtungssubstrat schon auf
dem Wege zum Beschichtungskopf 5 beheizt oder nach Aus
laufen des Substrates aus dem Beschichtungsspalt 2
nochmals aufgeheizt werden.
Wird die Wärmezugabe auf das Beschichtungssubstrat
erhöht, so vermindert sich auch die Adhäsion des be
schichteten Substrates 1 auf dem Zylinder 3. Damit läßt
die Kraft nach, mit der das Substrat 1 von dem Zylinder
3 abgezogen werden muß, so daß die Walze 9 unter der
entsprechenden Gegenkraft in ihre, ausgezogen darge
stellte Gebrauchslage zurückkehrt. Dies ist dann wieder
ein Signal für die Steuereinheit 12, die Wärmezugabe zu
vermindern oder abzuschalten. Diese Steuerung der
Wärmezugabe bedingt allerdings, daß das Substrat mit
konstantem Zug vom Zylinder 3 abgezogen wird. Das
Konstanthalten des Zuges wird mit nicht näher
dargestellten herkömmlichen Mitteln bewirkt.
Dem Mündungsspalt 7 ist in dem Beschichtungskopf 5 eine
Hauptkammer 15 vorgeschaltet, welche über entsprechende
Anschlußkanäle 16 bzw. Zuleitung 17 mit einer nicht
näher dargestellten Quelle für aufgeschmolzenes Be
schichtungsmaterial in Verbindung steht. Erfindungs
gemäß soll in die Leitung 17 ein Dreiwege-Ventil 18
eingeschaltet sein, über welches wechselweise die
Leitung 17 mit der Beschichtungsmaterialquelle oder mit
einer Vakuumpumpe 19 verbunden werden kann.
Soll beispielsweise die Zugabe von Be
schichtungsmaterial abgeschaltet werden, so erfolgt ein
Umschalten durch das Drei-Wege-Ventil auf die Vakuum
pumpe 19, über welche überflüssiges Beschichtungsma
terial aus der Hauptkammer 15 bzw. dem Mündungsspalt 7
abgezogen wird.
Als Vakuumpumpe kommt beispielsweise auch ein einfacher
Zylinder in Frage, in welchem ein Kolben eine Arbeits
kammer ausbildet. Durch Zurückziehen des Kolbens wird
der Arbeitsraum vergrößert und Beschichtungsmaterial
angesaugt. Beim Anfahren wird dieses Material zuerst
herausgepreßt. Hierdurch wird ein Nachtropfen von
Beschichtungsmaterial aus dem Mündungsspalt 7 wirksam
vermieden.
Eine weitere Verbesserung der vorliegenden Erfindung
ist darin zu sehen, daß der Beschichtungskopf 5, wie in
Fig. 2 gezeigt, mehrteilig ausgebildet ist. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der
Beschichtungskopf 5 aus den Teilsegmenten 5 a, 5 b und
5 c. Diese Teilsegmente sind untereinander mittels ent
sprechender Zuganker verbunden und ggfs. gegeneinander
abgedichtet. Auf diese Weise kann die Breite b des
Beschichtungskopfes 5 bestimmt und verändert werden.
Ferner kann ein Teilsegment, beispielsweise 5 b keinen
Mündungsspalt 7 besitzen, so daß eine streifenweise Be
schichtung vorgenommen wird.
Claims (9)
1. Verfahren zum Auftragen von flüssigen, pastösen oder
plastischen Substanzen, insbesondere von Thermo
plasten, auf ein Substrat, wobei die Substanz aufge
schmolzen, beheizt und durch einen perforierten
Zylinder auf das Substrat aufgebracht wird, an
welchem es über eine Strecke haftet, bevor es
abgezogen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haftung des Substrates an Zylinder bestimmt
und als Steuersignal für die Regelung der Beheizung
der Substanz verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der Haftstrecke und/oder die Abzieh
kraft und/oder der Abziehwinkel zwischen Zylinder
und Substrat direkt oder indirekt ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Substrat nach dem Zylinder um eine
Walze geführt wird, deren Lage entsprechend der
Haftung des Substrates auf dem Zylinder verändert
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß über eine Gegenkraft die Walze in ihre
Ausgangslage zurückgeführt wird, wobei dann wiederum
ein Steuersignal zur Regelung der Beheizung abgege
ben wird.
5. Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen, pastösen
oder plastischen Substanzen, insbesondere von
Thermoplasten, auf ein Substrat mit einer
Einrichtung zum Aufschmelzen dieser Substanzen und
einem Beschichtungskopf zum Übertragen der aufge
schmolzenen Substanzen auf das Substrat durch einen
perforierten Zylinder, welcher zusammen mit einer
Gegendruckwalze einen Beschichtungsspalt bildet,
nach welchem das Subtrat unter teilweiser Umschlin
gung einer Walze od. dgl. abgezogen wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Walze (9) in Richtung (x)
entlang des Zylinders (3) lageveränderbar ausge
bildet ist, wobei diese Lageveränderung ein Steuer
signal für eine Steuereinrichtung (12) bewirkt,
welche Heizelemente (14) für die Substanz anspricht.
6. Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen, pastösen
oder plastischen Substanzen, insbesondere von
Thermoplasten, auf ein Substrat mit einer
Einrichtung zum Aufschmelzen dieser Substanz und
einem Beschichtungskopf zum Übertragen der aufge
schmolzenen Substanzen auf das Substrat durch einen
perforierten Zylinder, welcher zusammen mit einer
Gegendruckwalze einen Beschichtungsspalt bildet,
nach welchem das Substrat unter teilweiser Um
schlingung einer Walze od. dgl. abgezogen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Bereich des Abhebens
des Substrates (1) von Zylinder (3) eine Infrarot-
Wärmequelle zugeordnet ist.
7. Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen, pastösen
oder plastischen Substanzen, insbesondere von
Thermoplasten auf ein Substrat, mit einer Ein
richtung zum Aufschmelzen dieser Substanzen und
einem Beschichtungskopf zum Übertragen der aufge
schmolzenen Substanzen auf das Substrat durch einen
perforierten Zylinder, welcher zusammen mit einer
Gegendruckwalze einen Beschichtungsspalt bildet,
nach welchem das Substrat unter teilweiser Um
schlingung einer Walze od. dgl. abgezogen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen
den Drehachsen (A, B) von Gegendruckwalze (4) und
Zylinder (3) kleiner ist als die Summe der Radien
(r 1 und r 2), daß die Gegendruckwalze (4) aus einem
flexiblen Werkstoff besteht und daß eine Anlage
fläche (8) des Beschichtungskopfes (5) zur Bildung
des Beschichtunsspaltes (2) eine Krümmung aufweist,
deren Radius etwa demjenigen des Zylinders (3)
entspricht.
8. Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen, pastösen
oder plastischen Substanzen, insbesondere von
Thermoplasten, auf ein Substrat mit einer
Einrichtung zum Aufschmelzen dieser Substanzen und
eines Beschichtungskopfes zum Übertragen der aufge
schmolzenen Substanzen auf das Substrat durch einen
perforierten Zylinder, welcher zusammen mit einer
Gegendruckwalze einen Beschichtungsspalt bildet,
nach welchem das Substrat unter teilweiser Um
schlingung einer Walze od. dgl. abgezogen wird, da
durch gekennzeichnet, daß in eine Zuleitung (17) für
die Substanz zum Beschichtungskopf (5) ein
Steuerelement (18) eingeschaltet ist, über welches
der Beschichtungskopf (5) mit einer Vakuumpumpe (19)
verbindbar ist.
9. Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen, pastösen
oder plastischen Substanzen, insbesondere von
Thermoplasten, auf ein Substrat, mit einer
Einrichtung zum Aufschmelzen dieser Substanzen und
einem Beschichtungskopf zum Übertragen der aufge
schmolzenen Substanzen auf das Substrat durch einen
perforierten Zylinder, welcher zusammen mit einer
Gegendruckwalze einen Beschichtungsspalt bildet,
nach welchem das Substrat unter teilweiser
Umschlingung einer Walze od. dgl. abgezogen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungskopf
(5) aus Teilsegmenten (5 a, 5 b, 5 c) hergestellt ist,
über welche seine Breite (b) bestimmbar, sowie eine
streifenweise Beschichtung möglich ist, indem Teil
segmente keinen Mündungsspalt (7) aufweisen.
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1989
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