DE4123454A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen duenner schichten auf materialbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gebiete der Technik, bei denen Flüssigkeiten in dünnen Schichten auf Materialbahnen oder Walzen aufgetragen werden. Sie betrifft insbesondere die Behandlung von Papier- und Kunststoffolien mit lösungs­ mittelhaltigen sowie wäßrigen fluiden Substanzen zur Reinigung, zur gezielten Beeinflussung von Haftungs- und Benetzungseigenschaften und zur Verbesserung der Oberflächen­ rauhigkeit von Werkzeugen. Die Erfindung eignet sich für eine Anwendung in Technologien zur Herstellung von Folien für Informationsaufzeichnungsmaterialien und Klebebändern.

Zum Auftragen sehr dünner Flüssigkeitsschichten auf Materialbahnen sind Lösungen bekannt, bei denen die Be­ schichtung bzw. Befeuchtung durch einen Docht erfolgt, der sich nach unten in ein Flüssigkeitsreservoir erstreckt. Die Flüssigkeit fließt unter Wirkung von Kapillarkräften im Docht nach oben und kann unmittelbar oder mittels ge­ eigneter Übertragungsmechanismen auf die zu beschichtende Materialbahn gebracht werden. Der Nachteil dieser Beschichtungs­ verfahren, der in der Unmöglichkeit der Steuerung des Volumen­ stromes im Docht besteht, soll durch Walzenbefeuchtung nach DE-OS 27 05 102 beseitigt werden, bei der ein Docht aus porösem Material Verwendung findet, der zwischen Platten angeordnet ist und zusammengedrückt werden kann. Dieses Verfahren benutzt zwar die Veränderung der Porosität des Dochtes, einer gezielten Steuerung des Volumenstromes sind aber Grenzen gesetzt, da nur eine gleichzeitige und damit un­ definierte Beeinflussung von Kapillardruck und Strömungs­ widerstand im Docht möglich ist. Bei Verwendung von Be­ schichtungsflüssigkeiten mit leichtflüchtigen Lösungsmitteln treten Verkrustungen und Verstopfungen im Docht auf, die die Benutzungsdauer einschränken. Dieser Nachteil wird in der DD-PS 96 858 dadurch beseitigt, daß die Flüssigkeit über ein aus Lamellen gebildetes Kapillarsystem gefördert wird. Diese Vorrichtung ist jedoch nicht für die Beschichtung von flächigen Gütern geeignet, sondern findet bei der Feinst­ drahtlackierung Anwendung.

In der DD-PS 2 27 624 wird dies dadurch beseitigt, daß eine Steuerung des Volumenstromes durch Zusammendrücken des Dochtes in einem begrenzten Bereich und daraus folgender Porositätsänderung erreicht und ein Flüssigkeitsentzug durch Kapselung des Dochtes verhindert werden. Allerdings ist die Volumenstromsteuerung nur in einem eng begrenzten Bereich möglich. Gelöst wird dieses Problem in der DD-PS 2 80 050 dadurch, daß entsprechend der erforderlichen Naßschichtdicke ein konstanter Volumenstrom der Beschichtungs­ flüssigkeit bei Konstanthalten der Flüssigkeitsstände im Beschichtungstrog eingestellt wird. Dabei wird die Be­ schichtungsflüssigkeit kontinuierlich und im Überschuß durch den Beschichtungstrog gefördert. Realisiert wird diese Lösung in der DD-PS 2 30 051 dadurch, daß am Beschichtungstrog unterhalb der Oberkante der Befestigungseinrichtung für den Docht eine Einlauföffnung zur Aufnahme der Zuleitung für die Beschichtungslösung und eine Auslaufeinrichtung mit einer oberen Öffnung oberhalb der Einlauföffnung höhenver­ stellbar oder höhendiskretisiert angebracht sind. Alle beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen haben den Nachteil, daß durch Unsauberkeiten und Unebenheiten der Dochtoberfläche, bedingt durch die zur Anwendung kommenden porösen Materialien, Beschichtungsstörungen in Form von Längsstreifen u. ä. nicht ausgeschlossen werden können. Ziel der Erfindung ist eine Lösung, die die Beschichtung von Materialbahnen derart gestattet, daß gleichmäßige dünne Schichten bei optimalen Werten der Beschichtungsgeschwindig­ keit und eine gute Beschichtungsqualität erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Be­ schichtung von Materialbahnen mit einem Docht aus porösem Material eine konstruktiv einfach zu realisierendes und leicht handhabbares Beschichtungsverfahren und eine Vor­ richtung zur Vermeidung von Qualitätsstörungen der Be­ schichtung wie Längsstreifen, Rillen u. a. zu schaffen. Die Aufgabe wird gelöst, in dem das Verfahren gemäß Anspruch 1 unter Nutzung der Vorrichtung entsprechend Anspruch 2 ange­ wendet wird. Beim an sich bekannten Dochtbeschichten wird der Docht aus porösem Material mit seinem oberen Teil, an dem sich erfindungsgemäß eine zusätzliche Rakel befindet, an die zu beschichtende Materialbahn gepreßt. Der untere Teil des Dochtes taucht in einem Beschichtungstrog in die Beschichtungsflüssig­ keit. Mittels des porösen Beschichtungsdochtes erfolgt der dosierte Transport der Beschichtungsflüssigkeit in den Be­ schichtungsspalt. Nach dem Verlassen des zwischen der zu be­ schichtenden Materialbahn und dem Beschichtungsdocht ausge­ bildeten Beschichtungsspaltes wird die Beschichtungsflüssigkeit durch den erfindungsgemäßen zusätzlichen Scherspalt gefördert. Dieser Scherspalt wird durch die zu beschichtende Materialbahn und die Rakel am Docht gebildet, so daß bei Austritt der Beschichtungsflüssigkeit aus diesem Scherspalt, die Schicht geformt wird. Deshalb sollte der Scherspalt formstabil und die Länge kleiner als 1/10 der Länge des Beschichtungsspaltes sein. Dieses ist leicht zu realisieren, wenn als Rakelgeometrie Rechteckquerschnitte mit großen Länge/Breite-Verhältnissen ausgewählt werden. Die Form der zusätzlichen Rakel ist derart gestaltet, daß Qualitätsstörungen infolge der Oberflächenbe­ schaffenheit des Beschichtungsdochtes durch den mit der zu beschichteten Materialbahn gebildeten Scherspalt beseitigt werden. An die Rakel und dem Docht werden keine besonderen Anforderungen gestellt, sie können aus den dafür üblichen Materialien bestehen. Entscheidend ist, daß Rakel und Docht­ kante im oberen Teil mit gleichem Niveau abschließen, so daß sowohl kein Stau als auch keine zusätzliche Sog- bzw. Unter­ druckwirkungen am Rakel entstehen. Auch die Befestigung der Rakel am Docht erfordert keine besonderen Einschränkungen.

Die definierte Regelung der Beschichtungsstärke kann ent­ sprechend DD 2 80 050 erfolgen, in dem man einen konstanten Volumenstrom der Beschichtungsflüssigkeit entsprechend der erforderlichen Naßschichtdicke durch Konstanthalten der Flüssigkeltssäule im Beschichtungstrog einstellt und die Beschichtungsflüssigkeit kontinuierlich und im Überschuß durch einen Zulauf in den Beschichtungstrog hinein und teilweise durch einen Ablauf wieder herausfördert und durch einen Niveau­ unterschied zwischen dem Zulauf und dem Ablauf eine konstante Höhe der Flüssigkeitssäule im Beschichtungstrog erzeugt.

Durch Veränderung des Niveaus des Flüssigkeitsablaufes wird die Höhe der Flüssigkeitssäule so eingestellt, daß sich jeweils die geforderte Naßschichtdicke der Beschichtung auf der Material­ bahn ausbildet. Zur apparativen Steuerung dieser Vorgänge können höhenverstellbare Auslaufeinrichtungen oder mehrere verschließbare, verschiedener Höhe wie z. B. in DD 2 80 051 beschrieben, eingesetzt werden.

Bei allen bestehenden konstruktiven Freiheiten ist jedoch zu berücksichtigen, daß die Flüssigkeitsbewegung im Docht­ prozeß bestimmend bleibt. Der sich im Docht einstellende Flüssigkeitsdurchsatz darf demnach nicht durch die Strömungs­ bedingungen im Beschichtungstrog beeinflußt werden.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die zusätzliche Scherung der Beschichtungsflüssigkeit im Strömungs­ spalt zwischen zu beschichtender Materialbahn und zusätzlicher Rakel ein konstruktiv einfach zu realisierendes und leicht handhabbares Verfahren zur Vermeidung von Qualitätsstörungen der Beschichtung geschaffen wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung im Schnitt,

Fig. 2 zeigt eine Rakel am Docht befestigt,

Fig. 3 zeigt eine Rakel in den Docht eingearbeitet

Beispiel 1

Der Beschichtungsdocht 2, bestehend aus porösem Material (Filz), ragt mit seinem unteren Ende in den mit der Be­ schichtungsflüssigkeit 5 gefüllten Beschichtungstrog 1 und wird mit seinem oberen Ende gemeinsam mit der Rakel 4 gegen die von der Materialbahn 3 teilweise umschlungene Antrag­ walze gepreßt. Dabei schließt die obere Kante der Rakel mit dem oberen Ende des Beschichtungsdochtes ab. Die durch den Beschichtungsdocht dosiert transportierte Beschichtungs­ flüssigkeit wird mittels der Rakel geschert und die ausge­ zogene Naßschicht somit geformt.

Beispiel 2

Die in Fig. 2 dargestellte Rakelgeometrie entspricht in ihrer Funktion der in Beispiel 1, wobei die Rakel, eine Kunststoffolie die so an den Beschichtungsdocht angepaßt wird, das sie mit dem oberen Ende des Dochts abschließt.

Beispiel 3

Die in Fig. 4 dargestellte Rakelgeometrie entspricht in ihrer Funktion der in Beispiel 1. Jedoch ist die Rakel eine Metall­ folie, die bündig in den Docht eingelassen wurde.

Claims (2)

1. Verfahren zum Aufbringen dünner Schichten auf Material­ bahnen, mit einem aus porösem Material bestehenden Docht, der auf die Materialbahn gepreßt wird und mit seinem unteren Teil in einem mit Beschichtungsflüssigkeit ge­ füllten Beschichtungstrog, der eine konstante Höhe der Flüssigkeitssäule aufweist, hineinragt und kontinuierlich mit Beschichtungsflüssigkeit beaufschlagt wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Beschichtungs­ flüssigkeit nach dem Durchströmen des Beschichtungsdochtes und nach Verlassen des Strömungsspaltes zusätzlich durch einen Scherspalt gefördert wird und daß bei Austritt der Beschichtungsflüssigkeit aus dem Scherspalt die Schicht geformt wird.

2. Vorrichtung zum Aufbringen dünner Schichten auf Material­ bahnen, bestehend aus einer Antragswalze, die von einer Materialbahn teilweise umschlungen wird, einem Beschichtungs­ trog mit Höhenstandsregelung als Reservoir für die Beschichtungsflüssigkeit und einem zwischen Flüssigkeits­ reservoir und Materialbahn angeordneten, im Trog befestigten Docht aus porösem Material, gekennzeichnet dadurch, daß an der sich in Beschichtungsrichtung befindlichen Seite des Beschichtungsdochtes eine zusätzliche Rakel angebracht ist.