DE60008606T2

DE60008606T2 - Applikator zum auftragen eines fluids auf eine oberfläche und verfahren zum auftragen eines fluids auf eine oberfläche

Info

Publication number: DE60008606T2
Application number: DE60008606T
Authority: DE
Inventors: Richard M. Birmingham JAMES
Original assignee: JohnsonDiversey Inc
Current assignee: Diversey Inc
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 2000-11-03
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2020-11-04
Also published as: JP2004511322A; AU1028401A; AU754106B2; WO2001041935A1; ATE260143T1; CA2389557A1; DE60008606D1; WO2001041935A8; ES2215076T3; BR0015845B1; EP1265713B1; ZA200203353B; CA2389557C; EP1265713A1; US6382524B1; BR0015845A

Description

Die Erfindung betrifft einen Applikator zum Auftragen eines Fluids auf eine Oberfläche, der einen Rahmen, eine Auftragrolle wie bspw. eine zylindrische, drehbar im Rahmen gelagerte Bürste, eine drehbar im Rahmen gelagerte Aufnehmerrolle, die unter und parallel bzw. im wesentlichen parallel zur Auftragrolle und in völliger oder Fast-Berührung mit dieser angeordnet ist, sowie einen Vorratsbehälter unter der Aufnehmerrolle aufweist, wobei der Applikator weiterhin einen Abstreifer hat, der parallel bzw. im wesentlichen parallel zu mindestens einem Teil – vorzugsweise zu einem wesentlichen Teil oder zur gesamten Länge – der Aufnehmerrolle angeordnet ist. Ein solcher Applikator ist aus der DE-A-195 00 967 bekannt.
Andere Applikatoren – gewöhnlich als kontaktfreie Dünnschichtapplikatoren (NCTF-Applikatoren) bezeichnet – sind bspw. aus der US-PS 5 314119 bekannt, die eine Vorrichtung zum Auftragen eines Fluids auf eine Bahn bzw. ein Bogenmaterial beschreibt, die/das durchläuft. Eine Aufnehmerrolle dreht in einer Vorratswanne und nimmt an der Oberfläche Fluid auf, das dann auf eine Bürstenrolle übertragen wird, die angrenzend an die Aufnehmerrolle und dieser zugeordnet angeordnet ist. Die Bürstenrolle besteht aus einem drehenden Zylinder oder Kern mit einer großen Anzahl von Borsten, die vom Kern radial auswärts vorstehen und so lang sind, dass sie mit den Spitzen auf die Aufnehmerrolle aufschlagen und von ihr Fluid übernehmen. Die Borsten werden dabei verdrillt oder gebogen und schnellen nach dem Vorbeilauf an der Mittellinie zwischen der Aufnehmer- und der Bürstenrolle nach vorn, wobei sie das Fluid von den Spitzen ab-, von der Bürstenrolle weg- und auf die durchlaufende Bahn bzw. den Materialbogen schleudern.
Anstatt für dieses "Abschleudern" die Aufnehmerrolle zu verwenden, weisen einige Applikatoren ein zusätzliches Flächenelement – auch als "Schleuderplatte" bezeichnet – auf, das an der zylindrischen Bürste anliegend gelagert ist, d. h. der Abstand zwischen einer der Plattenkanten und der Drehachse der Bürste ist kleiner als der Bürstenradius. Beim Drehen nimmt die Bürste Fluid aus einem Vorratsbehälter über die Aufnehmerrolle auf; die an der Bürste anliegende gelagerte Schleuderplatte bewirkt, dass die Bürsten gebogen werden und danach das Fluid als Nebel oder Teilchen im wesentlichen tangential zur Bürste am Berührungspunkt der Schleuderplatte mit der Bürste abschleudern. Der Nebel lässt sich auf eine Oberfläche richten, auf die die Flüssigkeit aufgetragen werden soll.
In vielen Anwendungen solcher Applikatoren – bspw. wo das Fluid verhältnismäßig teuer ist – ist es wichtig, die Dosierung des Fluids zu kontrollieren und die Gleichmäßigkeit seiner Verteilung zu verbessern.
Die Erfindung ist also auf einen Applikator der oben genannten Art mit verbesserter Kontrolle der Abgabe des Fluids gerichtet. Hierzu ist der erfindungsgemäße Applikator dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer auf der der Aufnehmerrolle zugewandten Seite zwei oder mehr Vorsprünge aufweist. Diese dienen als Abstandhalter zwischen der Aufnehmerrolle und dem Abstreifer. Dadurch wird die Kontrolle über die Dicke der Fluidschicht auf der Aufnehmerrolle weiter verbessert.
Es hat sich herausgestellt, dass durch Abstreifen überschüssigen Fluids von der Aufnehmerrolle die Fluidabgabe durch den Applikator sich wirksamer kontrollieren lässt.
Der Applikator lässt sich weiter verbessern, wenn der Abstreifer auf die Aufnehmerrolle gedrückt wird. Der aufgebrachte Druck sollte dabei derart sein, dass die Dicke der Fluidschicht auf der Aufnehmerrolle im wesentlichen konstant bleibt.
Der Abstreifer ist vorzugsweise aus einem flächigen und/oder federelastischen Werkstoff hergestellt. Weiterhin ist die Gestalt der Innenwandfläche des Vorratsbehälters über der Aufnehmerrolle vorzuggweise an deren Umfangskontur angepasst, um das zum Arbeiten mit dem Applikator erforderliche Mindest-Fluidvolumen zu verringern. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn der Applikator intermittierend benutzt wird, da ein verringertes Fluidvolumen das Risiko einer Verkrustung des Fluids im Vorratsbehälter verringert.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Auftragen eines Fluids auf eine Oberfläche wie bspw. ein Förderband, einen Fußboden, eine Wand oder dergl. mittels des oben beschriebenen Applikators sowie die Verwendung des anmeldungsgemäßen Applikators zum Auftragen eines Gleitmittels auf ein Förderband oder zur Wartung – durch Auftragen einer Politur bzw. eines Politurentfernungsmittels – von Fußböden und dergl.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen weiter erläutert, die schaubildlich eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Applikators zeigen. Zum erleichterten Verständnis der Zeichnungen sind in ihnen allen gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Applikators auf ein Förderband montiert;
2 zeigt einen Schnitt durch einen Applikator ähnlich dem der 1; und
3 und 4 zeigen Schnitte durch ein bestimmtes Beispiel einer für den Applikator nach 1 und 2 geeigneten Abstreiferplatte.
Die 1 zeigt ein Förderband zum Transport von Glas-, Kunststoff-, Pappe- oder Metallbehältern wie Flaschen oder Dosen. Ein Applikator 2 ist oben auf dem Förderband 1 und quer dazu angeordnet. Der Applikator 2 hat einen Rahmen 3, in dem eine Zylinderbürste 4 drehbar gelagert ist. Die Bürste 4 ist mit einem Elektromotor 5, aber auch von Hand oder vom Antrieb des Förderbands 1 oder vom Förderband 1 selbst antreibbar. Eine Schleuderplatte 6 verläuft parallel zur Bürste 4 und berührt mit ihrer unteren Kante deren Borsten. Weiterhin verläuft eine Tropfschutz- bzw. Prallplatte 7 parallel zur Bürste 4 und zur Schleuderplatte 6; diese Prallplatte 7 bildet zur Schleuderplatte 6 einen lang gestreckten Spalt bzw. Schlitz 8. Unter der Applikatorrolle bzw. -bürste 4 ist eine Aufnehmerrolle 9 angeordnet, die parallel zur Bürste 4 verläuft und im wesentlichen die gleiche Länge wie diese hat. Ein Vorratsbehälter 10 für ein auf das Förderband 1 aufzubringendes Fluid – in diesem Fall ein Gleitmittel – ist hinter der Prallplatte 7 und unter der Aufnehmerrolle 9 angeordnet. Der Fluidstand im Vorratsbehälter 10 lässt sich über eine Einlass- und eine Auslassöffnung 11 bzw. 12 aufrecht erhalten. Die Auslassöffnung 12 lässt sich in der höchstzulässigen oder jeder beliebigen Höhe des Fluids im Vorratsbehälter 10 anordnen, so dass ein etwaiger Fluidüberschuss unter dem Eigengewicht durch sie ausfließt. Alternativ kann in den Vorratsbehälter 10 bspw. ein Pegeldetektor eingesetzt sein, der, sobald ein vorbestimmter Fluidstand erreicht ist, einer Fluidspeisepumpe (nicht gezeigt) meldet, kein weiteres Fluid zuzuführen.
Enthält der Vorratsbehälter 10 genug Fluid – bspw. bis zur Höhe der Unterkante der Auslassöffnung 12 -, nimmt die Aufnehmerrolle 9 beim Drehen aus dem Vorratsbehälter 10 Fluid auf. Dieses Fluid wird dann am Punkt des (Fast-) Kontakts der Aufnehmerrolle 9 mit der Bürste 4 auf diese drehende Bürste 4 übertragen. Die Schleuderplatte 6 bewirkt, dass die Borsten sich umbiegen und vorwärts schnellen, wobei sie das Fluid von der Bürste 4 abschleudern. So entsteht ein Nebel von Tröpfchen oder Teilchen der Fluidsubstanz, der durch den Spalt 8 zum Förderband 1 gerichtet wird und dessen Oberfläche mit einer dünnen Fluidschicht bedeckt. Die 2 zeigt im Schnitt einen Applikator 2 ähnlich dem der 1. In diesem speziellen Beispiel dreht die Bürste 4 im Uhrzeigersinn und typischerweise mit einer Drehzahl im Bereich von 20 U/min bis 300 U/min, um an der Schleuderplatte 6 einen Tröpfchennebel zu erzeugen.
Die Aufnehmerrolle 9 berührt oben die Spitzen der Bürste 4, während sie unten teilweise in das Fluid 13 im Vorratsbehälter 10 eintaucht. Der Vorratsbehälter 10 ist V-förmig, um das in ihm enthaltene Fluidvolumen kleinstmöglich zu halten. Die Aufnehmerrolle 9 wird im Gegenuhrzeigersinn gedreht und nimmt so Fluid aus dem Vorratsbehälter 10 auf und überträgt es auf die Außenfläche der Bürste 4. Vorzugsweise ist an deren Berührungslinie der Unterschied zwischen der Oberflächengeschwindigkeit der Bürste 4 und der der Aufnehmerrolle 5 gleich null bzw. im wesentlichen gleich null. Es hat sich herausgestellt, dass bei im wesentlichen gleicher Oberflächengeschwindigkeit an der Berührungslinie der Fluidübergang von der Aufnehmerrolle 9 zur Bürste 4 weniger abhängig von der Rheologie des Fluids ist. Erfindungsgemäß ist an der dem Spalt 8 nächstliegenden Seite des V-förmigen Vorratsbehälters 10 eine Abstreiferplatte 14 vorgesehen. Die Abstreiferplatte 14 ist aus einem federelastischen Werkstoff gefertigt und wird auf die Aufnehmerrolle 9 gedrückt. Der von der Abstreiferplatte 11 auf die Aufnehmerrolle 9 ausgeübte Druck lässt sich mittels des Bolzens 15 einstellen, der die Abstreiferplatte 14 am Rand des V-förmigen Vorratsbehälters 10 festlegt.
Anstelle einer federelastischen Abstreiferplatte lässt sich auch eine starre solche verwenden, die bspw. schwenkbar und/oder federelastisch über und nahe an der Aufnehmerrolle 9 – vorzugsweise nahe dem Spalt 8 – angeordnet ist. Eine solche starre Platte ist mittels einer Feder oder bspw. eines Gegengewichts auf die Aufnehmerrolle 9 drückbar. Der Druck lässt sich auch mittels einer Nockenwelle variieren, die die Abstreiferplatte berührt.
Die 3 im Schnitt eine Aufnehmerplatte 9, an die eine starre Abstreiferplatte 14 gedrückt wird. Die Abstreiferplatte 14 ist mit Einsenkungen versehen, die auf ihrer anderen Seite Vorsprünge bilden. Diese Vorsprünge 15 dienen als Abstandhalter und gewährleisten, dass zwischen dem Hauptteil der Abstreiferplatte 14 und der Aufnehmerrolle 9 ein vorbestimmter Abstand aufrecht erhalten bleibt. Vorzugsweise wird dieser Abstand im wesentlichen gleich der Dicke der auf der Aufnehmerrolle 9 zu bildenden Fluidschicht gewählt.
Bevorzugte Gleitmittel sind in der EP-Anmeldung 99 395 796.7 beschrieben. Die oben beschriebenen Applikatoren können bspw. etwa 0,1 g/s Fluid ausgeben und alle 10 min für die Dauer von bspw. 5 s laufen. Im allgemeinen geben erfindungsgemäße Applikatoren 0/min bis 2/min, vorzugsweise 0/min bis 1/min aus.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausgabe von Gleitmitteln beschränkt ist; u. a. lassen sich auch Desinfektionsmittel, Polituren, Politurentferner, Dünger, Pestizide, Herbizide, Farben, Puler oder jedes andere Fluid ausgeben, das sich vom Vorratsbehälter aufnehmen und von der erwähnten Aufnehmerrolle und dem Applikator ausgeben lässt. Auch kann der Applikator bezüglich der Oberfläche, auf die das Fluid aufgetragen werden soll, und nicht umgekehrt bewegt werden. Bspw. lässt der erfindungsgemäße Applikator sich in verfahrbaren Systemen zur Wartung von Fußböden und dergl. einsetzen.
Im Rahmen der Erfindung soll der Ausdruck "Fluid" jede Substanz bezeichnen, die unter dem Eigengewicht in einen unteren Bereich des Vorratsbehälters fließt und sich von der erwähnten Aufnehmerrolle und dem Applikator aufnehmen lässt. Übliche Beispiele für solche Fluid sind Flüssigkeiten, die optional eine oder mehrere zusätzliche Phasen enthalten können (bspw. Dispersionen, Suspensionen oder Emulsionen), sowie bestimmte – bspw. fließfähig gemachte – Pulver.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, die im Rahmen der Erfindung auf vielfache Weise varüerbar sind. Bspw. lässt sich die Breite des erfindungsgemäßen Applikators problemlos dem jeweiligen Einsatzfall anpassen. Bspw. erfordert der Gleitmittelauftrag auf Förderbänder im allgemeinen eine erhebliche Breite (etwa gleich der des Förderbands selbst) im Bereich von 0,5 m bis 2 m, während für das Auftragen von Spielfeld- oder Fahrbahnmarkierungen eine Breite im Bereich von 5 cm bis 15 cm ausreichen kann.

Claims

Applikator (2) zum Auftragen eines Fluids auf eine Oberfläche (1) mit einem Rahmen (3), einer im Rahmen (3) drehbar gelagerten Applikatorrolle (4), einer im Rahmen (3) drehbar gelagerten Fluid-Aufnehmerrolle (9), die unter und parallel bzw. im wesentlichen parallel zur Applikatorrolle (4) und in Berührung bzw. fast in Berührung mit der Applikatorrolle (4) angeordnet ist, sowie einem Vorratsbehälter (10) unter der Aufnehmerrolle (9), wobei der Applikator (2) weiterhin einen Abstreifer (14) aufweist, der parallel bzw. im wesentlichen parallel zu mindestens einem Teil der Aufnehmerrolle (9) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (14) auf der der Aufnehmerrolle (9) zugewandten Seite zwei oder mehr Vorsprünge (15) aufweist.
Applikator (2) nach Anspruch 1, dessen Abstreifer (14) an die Aufnehmerrolle (9) gedrückt wird.
Applikator (2) nach Anspruch 1 oder 2, dessen Abstreifer (14) aus einem federelastischen Werkstoff gefertigt ist.
Applikator (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, mit einer Schleuderplatte (6), die an der Aufnehmerrolle (4) anliegend angeordnet ist.
Applikator (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem die Gestalt der Innenwandfläche des Vorratsbehälters (10) dem Umfang der Aufnehmerrolle (9) angepasst ist, um das zur Funktion des Applikators (2) erforderliche Mindest-Fluidvolumen zu verringern.
Verfahren zum Auftragen eines Fluids auf eine Oberfläche wie bspw. ein Förderband (1), einen Fußboden, eine Wand oder dergl. mittels eines Applikators nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Oberflächengeschwindigkeit der Applikatorrolle (4) gleich oder im wesentlichen gleich der der Aufnehmerrolle (9) ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Füllhöhe des Fluids im Vorratsbehälter (10) so gewählt ist, dass der Berührungspunkt bzw. die Berührungslinie des Abstreifers (14) auf der Aufnehmerrolle (9) untergetaucht ist.
Verfahren nach einem de Asnprüche 6 bis 8, bei dem das Fluid aus einem Gleit-, einem Desinfektions- und/oder einem Reinigungsmittel besteht oder ein solches enthält.
Verwendung des Applikators (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Auftragen eines Gleitmittels auf die Oberseite eines Förderbands (1).
Verwendung des Applikators (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für die Wartung von Fußböden oder zum Auftragen von Desinfektionsmitteln, Polituren, Politurentfernern, Düngern, Pestiziden, Herbiziden, Farben, Pulvern und dergl.