DE69911245T2

DE69911245T2 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen beschichten eines metallischen bandes mit flüssigkeitsfilm aus vernetzbarem polymer

Info

Publication number: DE69911245T2
Application number: DE69911245T
Authority: DE
Inventors: Claude Bonnebat; Frederic Jenny; Thierry Soas
Original assignee: Sollac SA; Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Current assignee: Sollac SA
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2019-12-08
Also published as: ES2207309T3; JP2002532231A; PT1140375E; WO2000035593A1; EP1140375B1; BR9916098A; ATE249287T1; EP1140375A1; DK1140375T3; DE69911245D1; US6562407B1; KR100598709B1; CA2355383C; CA2355383A1; AU1509800A; AU765280B2; KR20010086114A

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschichten wenigstens eines metallischen Streifens mit einem dünnen Flüssigkeitsfilm aus vernetzbarem Polymer, das frei von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel ist.
Polymere, die thermisch vernetzbar sind, wie zum Beispiel thermisch härtbare Polymere, oder Polymere, die physikalisch vernetzbar sind, wie zum Beispiel photopolymerisierbare Polymere, sind bekannt.
Es gibt eine große Vielfalt von thermisch härtbaren organischen Beschichtungen, die kontinuierlich auf metallische Träger aufgebracht werden.
In den meisten Fällen handelt es sich um komplizierte Zusammensetzungen, die in einem Lösungsmittel- oder Wassermilieu ein System organischer funktioneller vorpolymerer Bindungsmittel, ein Vernetzungssystem und verschiedene Hilfszusätze, wie zum Beispiel Pigmente oder Füllstoffe, vereinigen.
Bekannt sind ferner verschiedene Verfahren zum Aufbringen einer thermoplastischen oder thermisch härtbaren organischen Beschichtung auf einem blanken oder beschichteten metallischen Streifen.
Das Aufbringen der organischen Beschichtungen, zum Beispiel flüssiger Farben oder Lacke, erfolgt meist durch Auftragen der flüssigen Beschichtungen mittels einer Rolle bei in Lösungsmittel- oder Wassermilieu gelöstem oder dispergiertem Zustand.
Hierbei erfolgt das Auftragen der flüssigen Beschichtung auf einem metallischen Streifen, indem eine Vordosierung der Lösung bzw Dispersion mittels eines zwei oder drei Rollen aufweisenden Systems stattfindet und die so vordosierte flüssige Beschichtung ganz oder teilweise an eine Auftragsrolle übertragen wird, die in Kontakt mit der Oberfläche des zu beschichtenden metallischen Streifens steht.
Die Übertragung erfolgt entweder durch Reibung der Auftragsrolle und des metallischen Streifens, wobei die zwei sich berührenden Oberflächen in entgegengesetzter Richtung aneinander vorbeilaufen, oder durch Kontakt in derselben Richtung.
Eine interessante Entwicklung der Technik zum kontinuierlichen Aufbringen von Beschichtungen aus vernetzbarem Polymer, wie zum Beispiel thermisch härtbaren Farben oder Lacken, auf einem metallischen Streifen besteht darin, das Auftragen der Beschichtung durchzuführen, ohne ein Lösungs- oder Verdünnungsmittel mitwirken zu lassen.
Zum Herstellen und Auftragen organischer Beschichtungen ohne Verwendung von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel sind mehrere Alternativen vorgeschlagen worden.
So besteht eine weitere Technik zur Verwirklichung von dünnen Aufträgen viskoser organischer Erzeugnisse darin, die Extrusion des organischen Beschichtungsmaterials im flüssigen Zustand zu nutzen und das Beschichtungsmaterial als Schicht oder Laminat auf ein Substrat aufzutragen.
Die aus dem Extruder erfolgende schichtweise Ablagerung einer dünnen organischen Beschichtung wird insbesondere mit thermoplastischen Polymeren auf weichen Oberflächen, zum Beispiel Papier, Kunststofffolien, Textilien, ja sogar dünnen metallischen Trägern, wie Verpackungsmaterialien, laufend praktiziert.
Das Auftragen des geschmolzenen Beschichtungsmaterials erfolgt mit Hilfe einer starren flachen Schlitzdüse oder einer Düse, die in unmittelbarem Kontakt mit dem Substrat angeordnet ist.
Der von der Schlitzdüse auf das Substrat ausgeübte Druck rührt von der Viskosität der Schmelzmasse. So sind die Möglichkeiten zum Ausgleich von Unebenheiten des Substrats durch dessen Anlegen an den Stützzylinder sehr begrenzt.
Die Technik der aus dem Extruder erfolgenden schichtweisen Ablagerung erfordert eine vollkommene Parallelität zwischen den Rändern der Schlitzdüse und des Substrats, und das Substrat muss entweder vollkommen eben oder verformbar sein, damit eine dünne Ablagerung gleichmäßiger Dicke gebildet werden kann.
Die Dicke der abgelagerten Masse wird durch das Spiel und den Druck zwischen der Schlitzdüse und dem Substrat gesteuert, was eine vollkommene Parallelität dieser beiden Elemente erfordert, wenn man sehr feine Auftragsstärken verwirklichen will.
Diese Bedingung lässt sich im Fall von Stahlbändern, die zwischen 0,3 und 2 mm dick sind, nicht einhalten, da ihre Steifigkeit zu hoch ist und ihre Ebenheit oder Dickengleichmäßigkeit nicht dazu ausreicht, das Spiel zwischen der Schlitzdüse und dem Substrat dermaßen genau einstellen zu können, insbesondere bei Bändern großer Breite.
Das Verfahren der Extrusionslaminierung einer gleichmäßigen Schicht aus flüssigem Beschichtungsmaterial auf einem Substrat nutzt das Herausziehen eines Flüssigkeitsfilms am Ausgang einer flachen Schlitzdüse, wobei der Film anschließend zum Beispiel mittels einer Kaltwalze, eines Drehstabs oder auch einer Luftbürste oder eines elektrostatischen Feldes am Substrat aufgebracht wird.
In diesem Fall wird die Dicke des Flüssigkeitsfilms durch den im Querschnitt der Schlitzdüse fließenden Massenstrom und durch die Geschwindigkeit des Substrats gesteuert.
Falls der Flüssigkeitsfilm an der Aufbringwalze festklebt, würde sich der Film somit in Dickenrichtung in zwei Teile auftrennen, wobei ein Teil auf das Substrat aufgebracht wird und der andere Teil an der Walze haften bleibt. Die Auftrennung des Films bedeutet daher, dass die Übertragung nicht vollständig ist und die erzielte Beschichtung auf dem Substrat weder ein zufriedenstellendes Oberflächenaussehen noch eine gleichmäßige Dicke bietet.
Um das Ankleben des Flüssigkeitsfilms an der Aufbringwalze zu vermeiden, muss diese eine vollkommen glatte und gekühlte Oberfläche aufweisen.
Der Anpressdruck muss jedoch hinreichend klein sein, um zu vermeiden, dass ein Walzrand gebildet wird, und daher ermöglicht es diese Übertragungsart nicht, bei einem starren Substrat die etwaigen Dickeschwankungen und Unebenheiten auszugleichen.
Diese Technik des Auftragens der Beschichtung unter Ausbildung einer freien Materiallänge am Ausgang der Extrusionsschlitzdüse ermöglicht es, Probleme hinsichtlich einer Kopplung zwischen Schlitzdüse und starrem Substrat zu vermeiden, bringt aber Auftragungsinstabilitäten mit sich, wenn die Länge des freien Materialendes schwankt, und sie lässt sich bei thermisch härtbaren Systemen mit einer unter 2000 Pa·s liegenden Viskosität nur schwierig ausführen, weil ein gleichmäßiges Herausziehen und ein gutes Andrücken schwierig zu bewerkstelligen sind.
Im allgemeinen erfolgt bei den oben genannten verschiedenen bekannten Techniken das kontinuierliche Auftragen einer dünnen organischen Beschichtung auf metallischen Substraten unter geringen Kontaktdrücken, die nicht ausreichen, eine dünne gleichmäßige Beschichtung herstellen zu lassen, die homogen auf starren Substraten aufgetragen wird, die Unebenheiten und ungleichmäßige Dicken aufweisen können.
Diese verschiedenen Auftragungstechniken ermöglichen es nicht, die Dickenschwankungen des metallischen Substrats auszugleichen, die folglich unannehmbare Dickenschwankungen der Beschichtung hervorrufen, insbesondere wenn das Substrat durch einen metallischen Streifen gebildet ist, der eine erhebliche Oberflächenrauigkeit und/oder -welligkeit aufweist, deren Amplitude gleich groß wie oder größer als die Dicke der auf dem metallischen Streifen herzustellenden Beschichtung ist.
Zum anderen ermöglichen diese verschiedenen Auftragungstechniken weder mit den Breitenschwankungen des Substrats noch mit den Schwankungen der Querposition des Substrats zurechtzukommen, so dass die Beschichtung nicht gleichmäßig auf der gesamten Breite des Substrats aufgebracht werden kann.
Schließlich können sich beim Auftragen der Beschichtung Luftbläschen zwischen der Beschichtung und dem Substrat festsetzen, was dem gleichmäßigen Auftrag und dem Oberflächenaussehen der Beschichtung schadet.
Somit macht das kontinuierliche Auftragen einer Beschichtung aus vernetzbarem Polymer geringer gleichmäßiger Dicke auf einem metallischen Streifen Probleme, weil der metallische Streifen Unebenheiten und Dickenunregelmäßigkeiten sowie eine erhebliche Oberflächenrauigkeit und/oder -welligkeit aufweist, deren Amplitude gleich groß wie oder größer als die Dicke des auf dem Streifen aufzutragenden Beschichtungsfilms ist, sogar wenn der Streifen unter erhöhter Zugspannung auf einem gleichmäßigen Zylinder beschichtet wird.
Außerdem ermöglichen es die bisher verwendeten verschiedenen Techniken nicht, auf einem metallischen Streifen eine dünne Beschichtung aus vernetzbarem Polymer aufzubringen, das frei von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel ist und zwei widersprüchlichen Anforderungen, nämlich Härte und Verformbarkeit genügt.
Nach der Vernetzung muss die Beschichtung aus Polymer genügend hart und zugleich verformbar sein, damit die so beschichteten Bleche in die angestrebte Form gebracht werden können, ohne eine Verschlechterung oder Ablösung der Beschichtung hervorzurufen.
Nun ist bekannt, dass die Erhöhung der Molekularmasse der vernetzbaren Vorläufer des Polymers sehr günstig für die Erzielung einer Endbeschichtung ist, die zugleich hart und verformbar ist.
Aber die Erhöhung der Molekularmasse der Vorläufer hat eine sehr ungünstige Wirkung auf die Viskosität eines von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel freien Polymers, was der Leichtigkeit des Übertragens und Auftragens des Films im nicht-vernetzten geschmolzenen Zustand auf den metallischen Streifen schadet.
Die gemäß Artikel 54 (3) EPÜ zitierte Druckschrift EP-A-1 001 848 beschreibt ein Verfahren zum kontinuierlichen Beschichten wenigstens eines metallischen Streifens mit einem Flüssigkeitsfilm aus vernetzbarem, von Lösungs- oder Verdünnungsmittel freiem Polymer, der dünner als der metallische Streifen ist, wobei man den metallischen Streifen kontinuierlich vorbeilaufen lässt, man den metallischen Streifen auf eine Temperatur vorheizt, die im wesentlichen gleich groß wie oder größer als die Temperatur des
Flüssigkeitsfilms aus vernetzbarem Polymer und die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers ist, man auf einer aufnehmenden Walze mit harter Oberfläche durch Druckgießen eine homogene, gleichmäßig dicke Bahn aus dem vernetzbaren Polymer bildet, wobei die aufnehmende Walze auf eine Temperatur geheizt wird, die im wesentlichen gleich groß wie oder größer als die Temperatur des Films und die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers ist, und in der gleichen Richtung wie der Stützzylinder des metallischen Streifens in Drehbewegung versetzt wird, man den Film aus vernetzbarem Polymer in einer gleichmäßigen, im wesentlichen der angestrebten Dicke entsprechenden Dicke ausbildet, und man zwischen der aufnehmenden Walze und dem metallischen Streifen ein Aufbringelement verformbarer Oberfläche zusammendrückt, das auf eine Temperatur geheizt wird, die im wesentlichen gleich groß wie oder größer als die Temperatur der aufnehmenden Walze ist, und das in der gleichen Richtung wie der Stützzylinder des metallischen Streifens in Drehbewegung versetzt wird.
Ferner sind aus der Druckschrift US-A-5 407 702 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschichten eines metallischen Streifens mit einem Flüssigkeitsfilm aus Polyester hoher Viskosität bekannt, bei dem man den metallischen Streifen kontinuierlich über einen Stützzylinder laufen lässt, man durch Druckgießen eine Bahn des genannten Polymers auf einer Walze bildet, dann ausgehend von der Bahn den Film bildet und den Film in seiner gesamten Dicke auf den metallischen Streifen überführt.
Ziel der Erfindung ist es, die Mängel zu vermeiden, indem ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschichten wenigstens eines metallischen Streifens mit einem dünnen Flüssigkeitsfilm aus vernetzbarem Polymer, das frei von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel ist und dessen Erweichungstemperatur oberhalb 50°C liegt, vorgeschlagen werden, die es ermöglichen, eine Beschichtung gleichmäßiger Dicke von einigen Mikrometern bis zu einigen zehn Mikrometern zu erzielen, die auf dem Streifen homogen aufgetragen werden, wobei vermieden wird, dass sich zwischen dem Film und dem Streifen Luftbläschen festsetzen, und wobei die Unebenheiten und die Rauigkeit des Streifens keine Rolle mehr spielen und ein Auftragen auf einem Teil oder der Gesamtheit der Beschichtung ermöglicht wird, und zwar trotz Schwankungen der Breite und Querposition des Streifens.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum kontinuierlichen Beschichten wenigstens eines metallischen Streifens mit einem Flüssigkeitsfilm aus vernetzbarem Polymer, das frei von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel ist und dessen Erweichungstemperatur oberhalb 50°C liegt, wobei der Film dünner als der metallische Streifen ist und das Verfahren folgende Schritte aufweist:

– man lässt den metallischen Streifen kontinuierlich über wenigstens einen Stützzylinder laufen,
– man bildet auf einer Walze durch Druckgießen bei einer oberhalb der Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers liegenden Temperatur eine Bahn aus dem vernetzbaren Polymer, die im geschmolzenen Zustand unter den Bedingungen der Bildung der Bahn eine oberhalb 10 Pa·s liegende Viskosität besitzt, wobei die Temperatur zur Bildung der Bahn unterhalb der Temperatur liegt, bei der die Vernetzung des vernetzbaren Polymers beginnt, und die Walze entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens in Drehbewegung versetzt wird,
– ausgehend von der Bahn wird der Film aus vernetzbarem Polymer gebildet,
– der Film wird in seiner vollständigen Dicke auf den metallischen Streifen übertragen,
– und zwischen dem Bereich, in dem die Bahn auf der Walze gebildet wird, und dem Bereich, in dem der Film auf den metallischen Streifen aufgetragen wird, wird das vernetzbare Polymer gemäß Modalitäten thermisch konditioniert, die darauf ausgerichtet sind, die Viskosität des vernetzbaren Polymers um wenigstens einen Faktor 2 bezüglich der unter den Bedingungen des Druckgießens gemessenen Viskosität abzusenken.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschichten wenigstens eines metallischen Streifens mit einem Flüssigkeitsfilm aus vernetzbarem Polymer, das frei von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel ist und dessen Erweichungstemperatur oberhalb 50°C liegt, wobei der Film dünner als der metallische Streifen ist und die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

– eine Einrichtung zum kontinuierlichen Antreiben des metallischen Streifens,
– wenigstens einen Zylinder zum Stützen des metallischen Streifens,
– eine Einrichtung, die ausgebildet ist, auf einer Walze durch Druckgießen bei einer oberhalb der Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers liegenden Temperatur eine Bahn aus dem vernetzbaren Polymer zu bilden, die im geschmolzenen Zustand unter den Bedingungen der Bildung der Bahn eine oberhalb 10 Pa·s liegende Viskosität besitzt, wobei die Temperatur zur Bildung der Bahn unterhalb der Temperatur liegt, bei der die Vernetzung des vernetzbaren Polymers beginnt, und die Walze entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens in Drehbewegung versetzt wird,
– eine Einrichtung, die ausgebildet ist, ausgehend von der Bahn den Film aus vernetzbarem Polymer zu bilden und den Film in seiner vollständigen Dicke auf den metallischen Streifen zu übertragen,
– und eine zwischen dem Bereich, in dem die Bahn auf der Walze gebildet wird, und dem Bereich, in dem der Film auf den metallischen Streifen aufgetragen wird, befindliche Einrichtung zum thermischen Konditionieren des vernetzbaren Polymers gemäß Modalitäten, die darauf ausgerichtet sind, die Viskosität des vernetzbaren Polymers um wenigstens einen Faktor 2 bezüglich der unter den Bedingungen des Druckgießens gemessenen Viskosität abzusenken.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Lauf der nachstehenden Beschreibung deutlicher, die ausschließlich zu Beispielszwecken gegeben wird und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt; darin zeigen
1 eine schematische Aufrissansicht einer Anlage zum Beschichten eines metallischen Streifens mit einem Film aus vernetzbarem Polymer, die eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zum Aufbringen der Beschichtung aufweist,
2 eine schematische perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Aufbringvorrichtung,
3 eine schematische Aufrissansicht einer Anlage zum Beschichten eines metallischen Streifens mit einem Film aus vernetzbarem Polymer, die eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zum Aufbringen der Beschichtung aufweist,
4 eine schematische perspektivische Ansicht der in 3 gezeigten Aufbringvorrichtung,
5 und 6 zwei schematische Aufrissansichten der Einrichtung zum Entfernen des überschüssigen vernetzbaren Polymers.
Die 1 und 3 zeigen schematisch zwei Anlagen zum kontinuierlichen Beschichten eines metallischen Streifens 1 mit einem Film aus flüssigem vernetzbarem Polymer, das frei von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel ist und dessen Dicke zum Beispiel zwischen 5 und 50 Mikrometer liegt.
Der metallische Streifen 1 hat eine zum Beispiel zwischen 0,10 und 4 mm betragende Dicke und besteht zum Beispiel aus Stahl oder Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und kann auf einer oder beiden seiner Flächen beschichtet sein oder einen zuvor aufgebrachten Farbanstrich besitzen.
Das zum Beschichten des metallischen Streifens 1 verwendete Polymer ist ein Polymer, das frei von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel ist und thermisch vernetzbar ist, wie zum Beispiel ein thermisch härtbares Polymer, oder physikalisch vernetzbar ist, wie zum Beispiel ein durch Licht polymerisierbares Polymer.
Im nicht vernetzten Zustand besitzt das Polymer eine Erweichungstemperatur, die oberhalb 50°C liegt.
Diese Polymere haben eine Erweichungstemperatur, eine Schmelzbeginntemperatur, eine Vernetzungsbeginntemperatur und eine Schnellvernetzungstemperatur, die voneinander verschieden sind.
Allgemein ausgedrückt ist die Vernetzungsbeginntemperatur diejenige Temperatur, ab der man eine Viskositätszunahme von mehr als 10% in weniger als 15 Minuten beobachtet.
Bei den in den 1 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen wird der metallische Streifen 1 in Richtung des Pfeils F vorwärtsbewegt, und der metallische Streifen 1 liegt an wenigstens einem Stützzylinder 3 an.
Die Anlagen besitzen eine Einrichtung 2 zum Vorheizen des metallischen Streifens 1 auf eine Temperatur, die im wesentlichen gleich groß wie oder größer als die Temperatur des auf dem metallische Streifen 1 abzulagernden Flüssigkeitsfilms aus vernetzbarem Polymer und die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers ist.
Die Einrichtung 2 zum Vorheizen des metallischen Streifens 1 ist zum Beispiel durch wenigstens einen Induktionsofen verkörpert.
Die Anlagen besitzen ferner, in Verarbeitungsrichtung gesehen:

– eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Vorrichtung zum Beschichten des metallischen Streifens 1 mit einem Film aus flüssigem vernetzbarem Polymer, das frei von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel ist und dessen Erweichungstemperatur oberhalb 50°C liegt,
– eine Einrichtung 5 zum Warmhärten oder Vernetzen des Films aus vernetzbarem Polymer,
– und einen Block 7 zum Ziehen des metallischen Streifens 1.

Wenn das Polymer thermisch vernetzbar ist, umfasst die Härtungseinrichtung 5 zum Beispiel wenigstens einen Induktionsofen und eine Abkühleinrichtung 6, und wenn das Polymer physikalisch vernetzbar ist, kann die Härtungseinrichtung 5 durch im ultravioletten Bereich strahlende Lampen oder durch Elektronenstrahlen verkörpert sein.
Der auf dem metallischen Streifen 1 aufzutragende Film aus vernetzbarem Polymer muss von gleichmäßiger Dicke sein, auch wenn der metallische Streifen 1 Dickenunregelmäßigkeiten oder Unebenheiten sowie eine erhebliche Oberflächenrauigkeit und/oder -welligkeit aufweist, deren Amplitude gleich groß wie oder größer als die Dicke des auf dem metallischen Streifen 1 aufzutragenden Films ist.
Allgemein ausgedrückt weist die Vorrichtung 10 folgende Merkmale auf:

– eine Einrichtung 11 und 12, die ausgebildet ist, auf einer Walze 20 durch Druckgießen bei einer oberhalb der Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers liegenden Temperatur eine Bahn 30 aus dem vernetzbaren Polymer im geschmolzenen Zustand zu bilden, die unter den Bedingungen der Bildung der Bahn 30 eine oberhalb 10 Pa·s liegende und vorzugsweise zwischen 20 Pa·s und 2000 Pa·s betragende Viskosität besitzt, wobei die Temperatur zur Bildung der Bahn 30 unterhalb der Temperatur liegt, bei der die Vernetzung des vernetzbaren Polymers beginnt,
– eine Einrichtung, die ausgebildet ist, ausgehend von der Bahn 30 den Film 31 aus vernetzbarem Polymer zu bilden und den Film 31 in seiner vollständigen Dicke auf den metallischen Streifen 1 zu übertragen,
– und eine zwischen dem Bereich, in dem die Bahn 30 auf der Walze 20 gebildet wird, und dem Bereich, in dem der Film 31 auf den metallischen Streifen 1 aufgetragen wird, befindliche Einrichtung 15 zum thermischen Konditionieren des vernetzbaren Polymers gemäß Modalitäten, die darauf ausgerichtet sind, die Viskosität des vernetzbaren Polymers auf einen Wert abzusenken, der kleiner als die unter den Bedingungen des Druckgießens gemessene Viskosität ist.

Die Einrichtung, die ausgebildet ist, durch Druckgießen die Bahn 30 aus dem vernetzbaren Polymer zu bilden, umfasst zum Beispiel einen nicht dargestellten Extruder herkömmlicher Art, der mit einer Schlitzdüse 11 versehen ist, welche einen Extrusionsschlitz 12 und ein nicht dargestelltes Organ zum Einstellen des abgegebenen Massestroms aufweist, das zum Beispiel durch eine Dosierpumpe verkörpert ist und zwischen dem Extruder und der Schlitzdüse 11 angeordnet ist.
Gemäß einer in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Anlage ist die Einrichtung, die den Film 31 aus vernetzbarem Polymer bildet und in seiner vollständigen Dicke überträgt, durch die Walze 20 und eine Einrichtung gebildet, die den metallischen Streifen 1 zwischen der Walze 20 und dem Stützzylinder 3 zusammendrückt, um eine Beschichtung gleichmäßiger Dicke zu erzielen.
Eine Übertragung wird in Dickenrichtung als vollständig oder gleichsam vollständig angesehen, sobald mehr als 90% der Masse übertragen worden sind.
Die Walze 20 wird auf eine Temperatur geheizt, die im wesentlichen gleich groß wie oder größer als die Bildungstemperatur der Bahn 30 und die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers ist, und wird durch eine nicht dargestellte geeignete Einrichtung entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens 1 in Drehbewegung versetzt, wie in den 1 und 2 durch die Pfeile f1 dargestellt.
Bezüglich des den metallischen Streifen 1 stützenden Zylinders 3 wird die Walze 20 im gleichen Drehsinn wie der Zylinder 3 angetrieben.
Die Walze 20 besitzt einen metallischen Kern, der mit einem Mantel aus verformbarem Werkstoff, zum Beispiel einem Elastomer, beschichtet ist, und der Stützzylinder 3 besitzt eine harte Oberfläche.
In einer Abwandlung besitzt die Walze 20 eine harte Oberfläche, und der Stützzylinder 3 weist einen metallischen Kern auf, der mit einem Mantel aus verformbarem Werkstoff, zum Beispiel einem Elastomer, beschichtet ist.
Die Bildung der Bahn 30 aus dem vernetzbaren Polymer erfolgt zum Beispiel durch Extrusionsbeschichtung oder Extrusionslaminierung.
Im Fall der Extrusionsbeschichtung, wie in 2 dargestellt, ist die zur Bildung der Bahn 30 durch Druckgießen ausgebildete Einrichtung durch die Schlitzdüse 11 verkörpert, die an der Oberfläche der Walze 20 anliegt und mit einer herkömmlichen Einrichtung zum Einstellen der Position der Ränder des Extrusionsschlitzes 12 der Schlitzdüse 11 bezüglich der Oberfläche der Walze 20 versehen ist.
Die Schlitzdüse 11 des Extruders ergibt die gleichmäßige Verteilung der Bahn 30, die erzielt wird, indem der von der Schlitzdüse 11 abgegebene Massenstrom und die Drehzahl der Walze 20 verändert werden.
Die Schlitzdüse 11 wird an die Walze 20 zum Beispiel mit Hilfe von nicht dargestellten Stellzylindern gedrückt, deren Druck es ermöglicht, den abgegebenen Strom von flüssigem vernetzbarem Polymer zu vergleichmäßigen.
Aufgrund der vollkommenen Parallelität von Schlitzdüse 11 und Walze 20 bildet sich auf letzterer eine Bahn 30 gleichmäßiger Dicke.
Im Fall der Extrusionslaminierung, wie in 3 dargestellt, besteht die zur Bildung der Bahn 30 durch Druckgießen ausgebildete Einrichtung aus der Schlitzdüse 11, einer Einrichtung zum Herausziehen der Bahn 30 durch Einstellen des Abgabestroms der Schlitzdüse 11 und/oder der Drehzahl der Aufbringwalze 20, einer Einrichtung herkömmlicher Art zum Einstellen der Position der Ränder des Extrusionsschlitzes 12 der Schlitzdüse 11 bezüglich der Oberfläche der Walze 20, und einer nicht dargestellten Einrichtung zum Andrücken der Bahn 30 an die Oberfläche der Aufbringwalze 20.
Die Einrichtung zum Andrücken der Bahn 30 an die Oberfläche der Walze 20 ist zum Beispiel durch eine Luftbürste gebildet, die im Bereich der Mantellinie, in der die Bahn 30 und die Aufbringwalze 20 sich berühren, auf die Walze 20 gerichtet ist.
Bei der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform weist die Einrichtung, die ausgebildet ist, den Film 31 aus vernetzbarem Polymer zu bilden und in seiner gesamten Dicke auf den metallischen Streifen 1 zu übertragen, folgende Merkmale auf:

– die Walze 20, um ausgehend von der Bahn 30 eine aus vernetzbarem Polymer bestehende Zwischenbahn 30b zu bilden,
– ein Zwischenübertragungselement 21, das zwischen der Walze 20 und dem metallischen Streifen 1 eingefügt ist und entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens 1 in Drehbewegung versetzt wird, um ausgehend von der Zwischenbahn 30b den Film 31 aus vernetzbarem Polymer zu bilden,
– eine Einrichtung zum Zusammendrücken des Übertragungselements 21 zwischen der Walze 20 und dem Stützzylinder 3, um die Zwischenbahn 30b auf das Übertragungselement 21 zu übertragen,
– und eine Einrichtung zum Zusammendrücken des metallischen Streifens 1 zwischen der Übertragungswalze 21 und dem Stützzylinder 3, um den Film 31 auf den metallischen Streifen 1 zu übertragen.

Die Walze 20 und der Stützzylinder 3 weisen jeweils eine harte Oberfläche auf, und das Übertragungselement wird durch eine Übertragungswalze 21 oder Aufbringwalze verkörpert, die einen metallischen Kern aufweist, der mit einem Mantel aus verformbarem Werkstoff, zum Beispiel einem Elastomer, beschichtet ist.
In einer Abwandlung weisen die Walze 20 und der Stützzylinder 3 jeweils einen metallischen Kern auf, der mit einem Mantel aus verformbarem Werkstoff, zum Beispiel einem Elastomer, beschichtet ist, und das Übertragungselement ist durch eine Aufbringwalze 21 mit harter Oberfläche gebildet.
Gemäß einer weiteren Variante ist das Übertragungselement durch ein Endlosband gebildet.
Bei jeder Ausführungsform wird die Walze 20 auf eine Temperatur geheizt, die im wesentlichen gleich groß wie die Bildungstemperatur der Bahn 30 und die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers ist, und entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens 1 in Drehbewegung versetzt.
Bei der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform wird die Aufbringwalze 21 auf eine Temperatur geheizt, die im wesentlichen gleich groß wie oder größer als die Temperatur der Walze 20 ist, und ebenfalls entgegen der Laufrichtung des Stützzylinders 3 des metallischen Streifens 1 in Drehbewegung versetzt, wie in den 3 und 4 durch den Pfeil f2 dargestellt.
Um die Viskosität des vernetzbaren Polymers zu senken, kann die thermische Konditionierung des vernetzbaren Polymers während des Kontakts der Bahn 30 mit der Walze 20 im Fall der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform oder während des Kontakts der Zwischenbahn 30b mit der Walze 20 und/oder während des Kontakts des Films 31 mit dem Übertragungselement 21 im Fall der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform auf verschiedene Weise erfolgen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die Einrichtung zum thermischen Konditionieren des vernetzbaren Polymers durch ein inneres Heizsystem der Walze 20 und/oder der Aufbringwalze 21 und/oder durch wenigstens eine Quelle 15 zum Einbringen eines ergänzenden Wärmestroms in die Bahn 30 oder in die Zwischenbahn 30b und/oder in den Film 31 gebildet.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist die Einrichtung zum thermischen Konditionieren des vernetzbaren Polymers durch ein inneres Heizsystem der Walze 20 und/oder durch ein äußeres Heizsystem der Aufbringwalze 21 und/oder durch wenigstens eine Quelle 15 zum Einbringen eines ergänzenden Wärmestroms in die Bahn 30 oder in die Zwischenbahn 30b und/oder in den Film 31 gebildet.
Das innere Heizsystem der Walze 20 und/oder der Aufbringwalze 21 wird durch elektrische Widerstände, die in der Masse jeder Walze eingebettet sind, oder durch Kanäle verkörpert, die in den Walzen ausgebildet sind, um ein wärmeführendes Fluid, wie zum Beispiel Öl, strömen zu lassen.
Falls die Walzen 20 und 21 einen Außenmantel aus verformbarem Werkstoff tragen, muss die Temperatur der Walzen zum Beispiel mittels eines nicht dargestellten Thermoelements so geregelt werden, dass sie einen Grenzwert nicht überschreitet, damit der Außenmantel aus verformbarem Werkstoff nicht durch eine zu hohe Temperatur beschädigt wird und die Verbindungsschicht zwischen dem verformbaren Werkstoff und dem metallischen Kern der Walzen nicht verschlechtert wird.
Im Fall eines Systems zur äußeren Beheizung der Oberfläche der Walze 20 und/oder der Aufbringwalze 21 ist dieses (nicht dargestellte) Heizsystem gegenüber der jeweiligen Walze in deren nicht vom Film 31 bedecktem Bereich angeordnet und ist zum Beispiel durch Heißlufterzeuger oder Infrarotlampen gebildet.
Die Quelle oder Quellen 15 zum Einbringen des ergänzenden Wärmestroms in die Bahn 30 oder in die Zwischenbahn 30b und/oder in den Film 31 sind zum Beispiel durch Infrarotlampen mit einer zwischen 1,5 und 4 Mikrometer liegenden mittleren Absorptionswellenlänge oder durch Heißlufterzeuger oder auch durch Mikrowellensysteme gebildet.
Die Einrichtung zum thermischen Konditionieren des vernetzbaren Polymers gemäß den zweckentsprechenden Modalitäten ermöglicht es somit, die Viskosität des Polymers, d. h. die Strömungsfähigkeit des Polymers, zu senken, um dessen Übertragung und Aufbringung auf den metallischen Streifen 1 zu erleichtern.
Die Modalitäten sind darauf ausgerichtet, dass die Viskosität des vernetzbaren Polymers um wenigstens einen Faktor 2 abgesenkt wird und die Temperatur des vernetzbaren Polymers die Temperatur überschreitet, bei der die Vernetzung des Polymers einsetzt.
Obwohl die Temperatur des vernetzbaren Polymers auf ein Niveau angehoben wird, von dem für gewöhnlich angenommen wird, dass es einen Beginn der Vernetzung und daher eine Erhöhung der Viskosität auslöst, behält die Viskosität somit zumindest vorübergehend ein niedriges Niveau, das die Übertragung und Aufbringung des Films 31 aus vernetzbarem Polymer auf den metallischen Streifen 1 erleichtert.
Außerdem umfasst die Beschichtungsvorrichtung 10 eine nicht dargestellte Einrichtung herkömmlicher Art zum Regeln der Umfangsgeschwindigkeiten der Walze 20 oder der Walze 20 und der Aufbringwalze 21 in einem Verhältnis, das das 0,5- bis 2-Fache der Laufgeschwindigkeit des metallischen Streifens 1 beträgt.
Die Geschwindigkeiten der Walze 20 oder der Walze 20 und der Aufbringwalze 21 können unabhängig voneinander geregelt werden.
Die Beschichtungsvorrichtung 10 umfasst ferner eine (nicht dargestellte) Einrichtung zum Regeln des Kontaktdrucks zwischen der Walze 20 und dem metallischen Streifen 1 (1 und 2) sowie zwischen der Walze 20 und der Aufbringwalze 21 einerseits und zwischen der Aufbringwalze 21 und dem metallischen Streifen 1 andererseits (3 und 4).
Diese Einrichtung besteht zum Beispiel aus Hydraulikzylindern oder Schrauben-Mutter-Systemen, die es ermöglichen, die Kontaktdrücke in Abhängigkeit von der Viskosität des vernetzbaren Polymers in der Weise einzustellen, dass eine vollständige Übertragung des Materials sichergestellt wird und die Reibungskräfte minimiert werden.
Wie in den 2 und 4 dargestellt, sind der Extrusionsschlitz 12 der Schlitzdüse 11 sowie die Walze 20 bzw die Walze 20 und die Aufbringwalze 21 länger als die Breite des metallischen Streifens 1, so dass sie die gesamte Oberfläche der mit der Walze 20 bzw Aufbringwalze 21 in Kontakt stehenden Seite des metallischen Streifens 1 überdecken.
Gemäß einer Variante können der Extrusionsschlitz 12 der Schlitzdüse 11 sowie die Walze 20 bzw die Walze 20 und die Aufbringwalze 21 kürzer als die Breite des metallischen Streifens 1 sein, so dass sie nur einen Teil der Oberfläche der mit der Walze 20 bzw Aufbringwalze 21 in Kontakt stehenden Seite des metallischen Streifens 1 überdecken.
Gemäß der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform erfolgt das thermische oder physikalische Aufbringen des dünnen Flüssigkeitsfilms 31 aus vernetzbarem Polymer auf folgende Weise.
Der metallische Streifen 1 wird auf einer Temperatur gehalten, die gleich groß wie oder größer als die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers ist, und die Walze 20 wird entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens 1 in Drehbewegung versetzt.
Zum Beispiel wird der metallische Streifen 1 unmittelbar vor seinem Übergang auf den Stützzylinder 3 auf eine Temperatur von 140°C vorgeheizt und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min.
Am Ausgang der Schlitzdüse 11 des Extruders wird die Bahn 30, die durch Druckgießen bei einer oberhalb der Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers im nicht vernetzten Zustand liegenden Temperatur gebildet wird, in der Weise an die Walze 20 gedrückt, dass der aus vernetzbarem Polymer bestehende Film 31 in einer gleichmäßigen Dicke gebildet wird, die im wesentlichen der Dicke der auf dem metallischen Streifen 1 zu bildenden Beschichtung entspricht.
Aufgrund des Drucks, der durch die Walze 20 und den Stützzylinder 3 auf den metallischen Streifen 1 ausgeübt wird, wird in Breitenrichtung die Gesamtheit oder ein Teil des Films 31 von der Walze 20 auf die Oberfläche des zu beschichtenden metallischen Streifens 1 übertragen.
Anschließend gelangt der auf diese Weise beschichtete metallische Streifen 1 in die Einrichtung 5 zum Warmhärten, dann in die Einrichtung 6 zum Abkühlen des Films 31 aus vernetzbarem Polymer.
Bei der in den 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsform erfolgt das thermische oder physikalische Aufbringen des dünnen Flüssigkeitsfilms 31 aus vernetzbarem Polymer auf folgende Weise.
Der metallische Streifen 1 wird auf einer Temperatur gehalten, die gleich groß wie oder größer als die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers im nicht vernetzten Zustand ist, und die Walzen 20 und 21 werden entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens 1 in Drehbewegung versetzt.
Am Ausgang der Schlitzdüse 11 des Extruders wird die Bahn 30, die durch Druckgießen bei einer oberhalb der Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers liegenden Temperatur gebildet wird, in der Weise an die Walze 20 gedrückt, dass die aus vernetzbarem Polymer bestehende Zwischenbahn 30b gleichmäßiger Dicke gebildet wird.
Aufgrund des Drucks, der durch die Walze 20 und den metallischen Streifen 1 auf die Aufbringwalze 21 ausgeübt wird, wird die Zwischenbahn 30b von der Walze 20 auf die Aufbringwalze 21 übertragen, die den Film 31 bildet, und der Film 31 wird von der Aufbringwalze 21 auf die Oberfläche des zu beschichtenden metallischen Streifens 1 übertragen.
Anschließend gelangt der auf diese Weise beschichtete metallische Streifen 1 in die Einrichtung 5 zum Warmhärten, dann in die Einrichtung 6 zum Abkühlen des Films 31 aus vernetzbarem Polymer.
Der Film 31 aus vernetzbarem Polymer kann auf einem blanken metallischen Streifen aus Stahl oder Aluminium oder Aluminiumlegierung oder auf einem metallischen Streifen mit Vorbeschichtung oder Voranstrich aufgebracht werden.
Die in dieser Weise auf dem metallischen Streifen 1 verwirklichte Beschichtung hat zum Beispiel eine zwischen 5 und 50 Mikrometer liegende Dicke mit einer Dickengleichmäßigkeit von wenigen Mikrometern, und zwar trotz spürbarer Unebenheiten oder Ungleichmäßigkeiten der Dicke des metallischen Streifens 1.
Eine andere Einrichtung zum Bilden der Bahn 30 durch Druckgießen kann ebenfalls verwendet werden.
So kann die Einrichtung zum Bilden der Bahn 30 durch Druckgießen aus einem starren Block aus vernetzbarem Polymer bestehen, der unter kontrolliertem Druck angedrückt wird, um auf der Walze 20 Teilchen aus vernetzbarem Polymer abzulagern und die Bahn 30 zu bilden, oder auch aus einem System, das ein Pulver des vernetzbaren Polymers in einem elektrostatischen Feld auf die Walze 20 überträgt, um die Bahn 30 zu bilden.
Gemäß weiteren Varianten kann die Einrichtung zum Bilden der Bahn 30 durch Druckgießen aus einem System gebildet sein, das vernetzbares Polymer auf die Walze 20 sprüht, oder durch ein System, das auf die Walze 20 einen ununterbrochenen Streifen vernetzbaren Polymers aufbringt, der zuvor hergestellt wurde, um die Bahn 30 zu bilden.
Gemäß einer weiteren Abwandlung kann die Einrichtung zum Bilden der Bahn 30 durch Druckgießen durch einen Drehstab gebildet sein, der zwischen der Schlitzdüse 11 und der Walze 20 angeordnet ist.
Die Bahn 30 und der Film 31 aus vernetzbarem Polymer können schmaler als der metallische Streifen 1 sein, um nur einen Teil des metallischen Streifens 1 zu bedecken, oder breiter als der metallische Streifen 1 sein, um die Gesamtheit des metallischen Streifens 1 zu bedecken.
Wenn die Bahn 30 oder der Film 31 – wie in den Figuren dargestellt – breiter als der metallische Streifen 1 ist, besteht zu beiden Seiten der zur Aufbringung auf dem metallischen Streifen 1 dienenden Nutzzone ein Abschnitt aus vernetzbarem Polymer fort, der nicht auf den metallischen Streifen 1 aufgetragen wird.
Dieser Überschuss von vernetzbarem Polymer muss entfernt werden, um zu vermeiden, dass er auf der Walze 20 oder der Aufbringwalze 21 eine Überbreite erzeugt.
Angesichts des Zwischenraums, der zwischen der Walze 20 und dem Stützzylinder 3 bzw zwischen der Aufbringwalze 21 und dem Stützzylinder 3 zu beiden Seiten des metallischen Streifens 1 verbleibt, und aufgrund der Dicke des metallischen Streifens 1 bleibt der Überschuss an vernetzbarem Polymer auf der Walze 20 oder der Aufbringwalze 21 zurück.
Um diesen Materialüberschuss zu entfernen, kommen mehrere Lösungen in Betracht.
Hierzu ist die Beschichtungsvorrichtung 10 mit einer Einrichtung 40 zum Entfernen des auf der Walze 20 abgelagerten Überschusses von vernetzbarem Polymer versehen.
Gemäß einer in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform besteht die Einrichtung 40 zum Entfernen des auf der Walze 20 abgelagerten Überschusses von vernetzbarem Polymer aus zwei zum Beispiel metallischen Abstreifern 41a bzw 41b, die mit der Walze 20 jeweils in einem Bereich der Walze 20 in Berührung stehen, der außerhalb des Kontaktbereichs der Walze 20 mit dem metallischen Streifen 1 liegt.
Die mit der Walze 20 in Berührung stehenden Abstreifer 41a und 41b liegen bezüglich der Drehrichtung der Walze 20 vor der Mantellinie, an der die Bahn 30 an der Walze 20 anliegt.
Die Querposition der Abstreifer 41a und 41b auf der Walze 20 kann durch eine nicht dargestellte zweckmäßige Einrichtung an die Breite des metallischen Streifens 1 und/oder an die Querposition des metallischen Streifens 1 auf dem Stützzylinder 3 angepasst werden.
Die Lage des metallischen Streifens 1 auf dem Stützzylinder 3 kann nämlich variieren.
Die Abstreifer 41a und 41b stehen somit mit der Walze 20 in Berührung und entfernen durch Reibung an der Walze 20 das überschüssige vernetzbare Polymer.
Gemäß einer Variante kann die Einrichtung 40 zum Entfernen des überschüssigen vernetzbaren Polymers von der Walze 20 durch zwei Rückgewinnungswalzen gebildet sein, die zwischen den Abstreifern 41a und 41b und der Walze 20 angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Abwandlung kann die Einrichtung zum Entfernen des überschüssigen vernetzbaren Polymers von der Walze 20 durch eine Rückgewinnungswalze gebildet sein, die zwischen der Walze 20 und einem Abstreifer mit wenigstens gleicher Länge wie die Walze 20 eingefügt ist.
Bei der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform verbleibt die überschüssige Masse, die nicht auf den metallischen Streifen 1 gebracht worden ist, auf der Aufbringwalze 21 und wird aufgrund des auf die Aufbringwalze 21 ausgeübten Drucks auf die Walze 20 übertragen.
In diesem Fall ist die Einrichtung 40 zum Entfernen des auf der Walze 20 abgelagerten überschüssigen vernetzbaren Polymers durch wenigstens einen zum Beispiel metallischen Abstreifer gebildet, der mit der Walze 20 in Berührung steht.
Gemäß einem in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Einrichtung 40 zum Entfernen des auf der Walze 20 abgelagerten überschüssigen vernetzbaren Polymers aus zwei zum Beispiel metallischen Abstreifern 42a bzw 42b, die jeweils hinter der Mantellinie, an der die Bahn 30 an der Walze 20 anliegt, mit dem Seitenrand der Walze 20 in Berührung stehen.
Vorzugsweise wird die Querposition der Abstreifer 42a und 42b an der Walze 20 durch eine nicht dargestellte zweckmäßige Einrichtung an die Breite des metallischen Streifens 1 und/oder an die Querposition des metallischen Streifens 1 auf dem Stützzylinder 3 angepasst.
Die Abstreifer 42a und 42b stehen somit mit der Walze 20 in Berührung und entfernen durch Reibung an der Walze 20 das überschüssige vernetzbare Polymer.
Die zweite Lösung besteht darin, die Aufbringwalze 21 mit einer Einrichtung 40 zum Entfernen des überschüssigen vernetzbaren Polymers zu versehen.
Wie in 6 dargestellt, besteht die Einrichtung 40 zum Entfernen des überschüssigen vernetzbaren Polymers von der Aufbringwalze 21 aus einer Rückgewinnungswalze 22, die mit der Aufbringwalze 21 in Berührung steht, und aus wenigstens einem Abstreifer 43, der mit der Rückgewinnungswalze 22 in Berührung steht.
So wird das auf der Aufbringwalze 21 abgelagerte überschüssige vernetzbare Polymer aufgrund des Drucks, der von der Rückgewinnungswalze auf die Aufbringwalze 21 ausgeübt wird, auf die Rückgewinnungswalze 22 übertragen und das überschüssige vernetzbare Polymer wird von der Rückgewinnungswalze 22 durch den Abstreifer 43 entfernt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Einrichtung zum Entfernen des überschüssigen vernetzbaren Polymers von der Aufbringwalze 21 durch eine Rückgewinnungswalze 22 und durch zwei Abstreifer gebildet sein, die mit je einem Seitenrand der Rückgewinnungswalze 22 in Berührung stehen.
Die beiden zuletzt genannten Ausführungsformen können auch für die in den 1 und 2 dargestellte Anlage Verwendung finden.
Die Einrichtung zum Entfernen des auf der Walze 20 oder auf der Aufbringwalze 21 abgelagerten überschüssigen vernetzbaren Polymers vermeidet es, Einsetzteile im Bereich des Extrusionsschlitzes 12 der Schlitzdüse 11 hinzufügen zu müssen, um die Bahn 30 aus vernetzbarem Polymer unmittelbar am Ausgang der Schlitzdüse 11 zu kalibrieren und Schwankungen der Breite und Querposition des metallischen Streifens 1 in den vorgegebenen Toleranzgrenzen auszugleichen.
Gemäß einer Abwandlung kann der Aufbringpunkt des Films 31 aus vernetzbarem Polymer an einem anderen Ort als gegenüber dem Stützzylinder 3 des metallischen Streifens 1 liegen, nämlich zum Beispiel an einem von dem metallischen Streifen 1 gespannten freien Arm, der dem Stützzylinder 3 nachgelagert ist.
Gemäß einer Variante können beide Seiten des metallischen Streifens 1 mit einem Film 31 aus vernetzbarem Polymer beschichtet werden.
In diesem Fall ist eine Vorrichtung 10 zum Aufbringen des Films 31 an einer Seite des metallischen Streifens 1 angeordnet, und eine weitere Vorrichtung zum Aufbringen des Films 31 ist an der anderen Seite des metallischen Streifens 1 angeordnet.
Das Aufbringen des Films 31 auf jeder Seite des metallischen Streifens 1 kann nacheinander oder gleichzeitig erfolgen. Bei gleichzeitiger Aufbringung entfällt der Stützzylinder 3 und wird durch eine Aufbringwalze der zweiten Aufbringvorrichtung ersetzt. Die Aufbringwalze jeder Vorrichtung bildet einen Zylinder zum Stützen des metallischen Streifens.
Im übrigen kann die Querposition der Extrusionsschlitzdüse 11 ständig bezüglich des metallischen Streifens 1 zentriert sein, indem die Extrusionsschlitzdüse 11 auf einem quer beweglichen Träger angeordnet wird und die Schlitzdüse durch ein biegsames Bauteil mit dem Extruder verbunden wird, wodurch die Position der Extrusionsschlitzdüse 11 bezüglich des metallischen Streifens 1 in Abhängigkeit von den Schwankungen der Querposition des metallischen Streifens 1 bezüglich des Stützzylinders 3 einstellbar ist.
Gemäß einer weiteren Variante kann auf der Aufbringwalze 20 außerhalb des Bereichs, der mit dem metallischen Streifen 1 in Berührung steht, ein Schmiermittel aufgetragen werden, um die Arbeit der Abstreifer 41a und 41b beim Entfernen des überschüssigen vernetzbaren Polymers zu erleichtern.
Das vernetzbare Polymer kann sich zum Beispiel wie folgt zusammensetzen:

– 85 Gewichtsprozent eines als URALAC P1460 bezeichneten Polyolpolyesters der Firma DSM Resins (Niederlande), das folgende Kennwerte besitzt:
– mittlere Anzahl von OH-Gruppen pro Molekül: F_OH.mittl = 3
– Hydroxylindex des Polyols: I_OH = 37 bis 47
– mittlere Molmasse (in Masseeinheiten): M_W = 20000 g/mol
– mittlere Molmasse (in Anzahl von Molekülen): M_n = 4090
– Polydispersitätsindex M_W/M_n: I_p = 4,9 (Der Hydroxylindex des Polyols, I_OH, ist dabei als diejenige Menge – in mg – von Kalium definiert, die notwendig ist, um alle Hydroxylfunktionen zu neutralisieren; somit gilt: F_OH.mittl = I_OH × M_n/56100)
– als Härter: 15 Gewichtsprozent des als VESTAGON BF 1540 bezeichneten blockierten Isozyanats der Firma HÜLS, das im wesentlichen aus IPDI-Uretidion besteht;
– mittlere Anzahl von NCO-Gruppen pro Molekül: F_ISO.mittl = 2
– Schmelztemperatur zwischen 105°C und 115°C
– Temperatur der Freigabe der Vernetzung = 160°C
– Gesamtmenge von NCO-Radikalen = 14,7 bis 16 Gewichtsprozent
– Anteil von freien (nicht blockierten) NCO-Radikalen < 1 Gewichtsprozent
– Viskosität bei einer Rührdrehzahl von 10 pro sec: bei 120°C: 900 Pa·s bei 130°C: 400 Pa·s bei 140°C: 180 Pa·s bei 150°C: 80 Pa·s

Dieses Gemisch befindet sich ab einer Temperatur von 120°C vollständig im fluiden und/oder viskosen Zustand, und seine Temperatur der schnellen Vernetzung liegt zwischen 170° und 250°C.
Das vernetzbare Polymer kann auch pigmentiert sein und zum Beispiel zu 40 Gewichtsprozent oder mehr mit Titanoxid versetzt sein.
Nachstehende Tabelle verdeutlicht die Wirkung der thermischen Konditionierung des vernetzbaren Polymers zwischen dem Bereich der Bildung der Bahn 30 und dem Bereich der Aufbringung des Films 31 auf die Viskosität des vernetzbaren Polymers, um die Übertragung und Aufbringung des Films 31 auf den metallischen Streifen 1 zu erleichtern.
Wie in dieser Tabelle angegeben, sinkt die Viskosität des vernetzbaren Polymers umso mehr, je mehr seine Temperatur zunimmt; dies ermöglicht es, die Kopplung zwischen Filmbildungs- und Aufbringungswalze und dem metallischen Streifen 1 praktisch zu halbieren und ein glattes Oberflächenaussehen der auf dem metallischen Streifen befindlichen Beschichtung zu erzielen.
Infolge der verringerten Kopplung sinkt der Druck im Bereich der Aufbringwalze, wodurch die Abnutzung der Walze, die den Film aus vernetzbarem Polymer auf den metallischen Streifen bringt, erheblich verringert wird, was umso mehr ins Gewicht fällt, wenn die Oberfläche der Aufbringwalze aus verformbarem Werkstoff besteht.
Bei Temperaturen des vernetzbaren Polymers in der Größenordnung von 120 oder 130° muss man eine Kopplung von mehr als 60 daN/m erreichen, um ein glattes Aussehen der Beschichtung auf dem metallischen Streifen zu erzielen.
Dieser Wert bringt eine schnelle Abnutzung der Aufbringwalze mit sich.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung ermöglicht es, eine Beschichtung aus vernetzbarem Polymer zu erzielen, die eine gleichmäßige, zum Beispiel zwischen 5 und 50 Mikrometer betragende Dicke besitzt und auf einen metallischen Streifen, der eine erhebliche Rauigkeit mit einer mit der Dicke des Films vergleichbaren Amplitude aufweist, homogen aufgebracht wird, und zwar dank dem vollständigen Kontakt zwischen der Aufbringwalze und der Oberfläche des zu beschichtenden metallischen Streifens, trotz der Unebenheiten und der Dickenunregelmäßigkeit des metallischen Streifens.
Die Umfangsgeschwindigkeit der Aufbringwalze kann auf einen Wert eingestellt werden, der wesentlich über oder unter der Laufgeschwindigkeit des metallischen Streifens liegt, um eine vollständige Kontinuität der Beschichtung und einen ausgezeichneten Oberflächenzustand der auf den metallischen Streifen 1 übertragenen Beschichtung aus vernetzbarem Polymer zu erzielen.
Im übrigen ist die Oberflächenenergie der Aufbringwalze dem vernetzbaren Polymer angepasst, um eine gute Ausbreitung der Bahn auf der Aufbringwalze zu erlauben.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung kann auch für einen nach unten geneigten oder horizontalen metallischen Streifen verwendet werden.
Die Tatsache, dass die Temperatur zur Ausbildung der Bahn unter der Vernetzungstemperatur der Bahn liegen soll, ist im Fall der thermisch härtbaren Polymere ein wichtiges Merkmal, da das Druckgießen durch einen Extrusionsschlitz 12 erhebliche Stillstände des Polymers beinhaltet, die erforderlich sind, um das Polymer über die gesamte Breite des Extrusionsschlitzes gut zu verteilen, und in diesem Bereich darf man eine Vernetzung des Polymers nicht riskieren.
Im übrigen ermöglicht es die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung, metallische Streifen verschiedener Breite kontinuierlich zu beschichten oder gleichzeitig mehrere metallische Streifen zu beschichten, die parallel zueinander angeordnet sind, und mit einfachen und wirkungsvollen Mitteln Schwankungen der Breite und der Querposition des oder der metallischen Streifen auszugleichen.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung ermöglicht es, die regelmäßige und gleichmäßige Versorgung der Beschichtung mit vernetzbarem Polymer zu erleichtern, indem die passendste Zufuhrart in Abhängigkeit von dem herzustellenden Erzeugnis gewählt wird.
Das Interesse dieser großen Auswahl ist insbesondere im Fall hochreaktiver thermisch härtbarer Beschichtungen erheblich, deren Zufuhr nicht bei einer hohen Temperatur erfolgen kann, die in der Nähe des Reaktivitätsbereichs liegt.
Die Temperatur der Masse, die aus dem der Aufbringwalze vorgelagerten Zufuhrsystem geliefert wird, ist auf einen Wert unterhalb der Vernetzungsbeginntemperatur begrenzt, um jegliche Gefahr zu vermeiden, dass sich das Erzeugnis in dem Zufuhrsystem bildet und dieses System verstopft.
Aufgrund dieser Temperaturbegrenzung war es schwierig, eine gute Übertragung und Verteilung auf den metallischen Streifen zu erzielen.
Dank der Erfindung ermöglicht es die Vorrichtung im Fall eines chemischen Vernetzungsverfahrens auch, die Temperatur des vernetzbaren Polymers anzuheben, um seine Viskosität zu senken und seine Übertragung und Verteilung auf den metallischen Streifen zu erleichtern.
Beim Kontakt mit der Aufbringwalze kann die Masse für eine kurze Zeitspanne eine erhebliche Aufheizung aushalten, wodurch jegliche Gefahr einer Vernetzung des Erzeugnisses in diesem Bereich vermieden werden kann.
Schließlich ermöglicht es die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung, Schwankungen der Breite oder Querposition des metallischen Streifens bei der Aufbringung auszugleichen und Ungleichmäßigkeiten des metallischen Streifens zu überwinden und somit auf einem ungleichmäßigen metallischen Träger eine Oberflächenbeschichtung gleichmäßiger Dicke zu erzielen.

Claims

Verfahren zum kontinuierlichen Beschichten wenigstens eines metallischen Streifens (1) mit einem Flüssigkeitsfilm (31) aus vernetzbarem Polymer, das frei von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel ist und dessen Erweichungstemperatur oberhalb 50°C liegt, wobei der Film (31) dünner als der metallische Streifen (1) ist und das Verfahren folgende Schritte aufweist: – man lässt den metallischen Streifen (1) kontinuierlich über wenigstens einen Stützzylinder (3) laufen, – man bildet auf einer Walze (20) durch Druckgießen bei einer oberhalb der Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers liegenden Temperatur eine Bahn (30) aus dem vernetzbaren Polymer, die im geschmolzenen Zustand unter den Bedingungen der Bildung der Bahn eine oberhalb 10 Pa·s liegende Viskosität besitzt, wobei die Temperatur zur Bildung der Bahn (30) unterhalb der Temperatur liegt, bei der die Vernetzung des vernetzbaren Polymers beginnt, und die Walze (20) entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens (1) in Drehbewegung versetzt wird, – ausgehend von der Bahn (30) wird der Film (31) aus vernetzbarem Polymer gebildet, – der Film (31) wird in seiner vollständigen Dicke auf den metallischen Streifen (1) übertragen, – und zwischen dem Bereich, in dem die Bahn (30) auf der Walze (20) gebildet wird, und dem Bereich, in dem der Film (31) auf den metallischen Streifen (1) aufgetragen wird, wird das vernetzbare Polymer gemäß Modalitäten thermisch konditioniert, die darauf ausgerichtet sind, die Viskosität des vernetzbaren Polymers um wenigstens einen Faktor 2 bezüglich der unter den Bedingungen des Druckgießens gemessenen Viskosität abzusenken.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modalitäten darauf ausgerichtet sind, dass die Temperatur des vernetzbaren Polymers die Temperatur, bei der die Vernetzung des Polymers beginnt, übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Film (31) aus vernetzbarem Polymer auf der Walze (20) gebildet wird und der Film in seiner vollständigen Dicke von der Walze (20) auf den metallischen Streifen (1) übertragen wird, indem der metallische Streifen zwischen dem Stützzylinder (3) und der Walze (20) zusammengedrückt wird, um eine Beschichtung gleichmäßiger Dicke zu erzielen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (20) eine verformbare Oberfläche und der Stützzylinder (3) eine harte Oberfläche aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (20) eine harte Oberfläche und der Stützzylinder (3) eine verformbare Oberfläche aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: – ausgehend von der Bahn (30) im geschmolzenen Zustand auf der Walze (20) eine Zwischenbahn (30b) aus vernetzbarem Polymer gebildet wird, – die Zwischenbahn (30b) auf ein Zwischenübertragungselement (21) übertragen wird, indem dieses gegen die Walze (20) gedrückt wird, wobei das Übertragungselement (21) zwischen der Walze (20) und dem metallischen Streifen (1) eingefügt ist und entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens (1) in Drehbewegung versetzt wird, – auf dem Übertragungselement (21) der Film (31) aus vernetzbarem Polymer gebildet wird, – und der Film (31) in seiner vollständigen Dicke vom Übertragungselement (21) auf den metallischen Streifen (1) übertragen wird, indem der metallische Streifen zwischen dem Übertragungszylinder (21) und dem Stützzylinder (3) zusammengedrückt wird, um eine Beschichtung gleichmäßiger Dicke zu erzielen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (21) eine verformbare Oberfläche aufweist und die Walze (20) und der Stützzylinder (3) jeweils eine harte Oberfläche aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (21) eine harte Oberfläche aufweist und die Walze (20) und der Stützzylinder (3) jeweils eine verformbare Oberfläche aufweisen.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Streifen (1) auf eine Temperatur vorgeheizt wird, die im wesentlichen gleich groß wie oder größer als die Temperatur des Flüssigkeitsfilms aus vernetzbarem Polymer und die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers ist.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (20) auf eine Temperatur geheizt wird, die im wesentlichen gleich groß wie oder größer als die Temperatur der Bahn (30) und die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers ist.
Beschichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (21) auf eine Temperatur geheizt wird, die gleich groß wie oder größer als die Temperatur der Walze (20) ist.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vernetzbare Polymer thermisch konditioniert wird, indem die Walze (20) und/oder das Übertragungselement (21) geheizt werden und/oder in die Zwischenbahn (30b) und/oder den Film (31) ein ergänzender Wärmestrom geleitet wird.
Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschichten wenigstens eines metallischen Streifens (1) mit einem Flüssigkeitsfilm (31) aus vernetzbarem Polymer, das frei von nicht-reaktivem Lösungs- oder Verdünnungsmittel ist und dessen Erweichungstemperatur oberhalb 50°C liegt, wobei der Film (31) dünner als der metallische Streifen (1) ist und die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: – eine Einrichtung zum kontinuierlichen Antreiben des metallischen Streifens (1), – wenigstens einen Zylinder (3) zum Stützen des metallischen Streifens, – eine Einrichtung, die ausgebildet ist, auf einer Walze (20) durch Druckgießen bei einer oberhalb der Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers liegenden Temperatur eine Bahn (30) aus dem vernetzbaren Polymer zu bilden, die im geschmolzenen Zustand unter den Bedingungen der Bildung der Bahn eine oberhalb 10 Pa·s liegende Viskosität besitzt, wobei die Temperatur zur Bildung der Bahn (30) unterhalb der Temperatur liegt, bei der die Vernetzung des vernetzbaren Polymers beginnt, und die Walze (20) entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens (1) in Drehbewegung versetzt wird, – eine Einrichtung, die ausgebildet ist, ausgehend von der Bahn (30) den Film (31) aus vernetzbarem Polymer zu bilden und den Film (31) in seiner vollständigen Dicke auf den metallischen Streifen (1) zu übertragen, – und eine zwischen dem Bereich, in dem die Bahn (30) auf der Walze (20) gebildet wird, und dem Bereich, in dem der Film (31) auf den metallischen Streifen (1) aufgetragen wird, befindliche Einrichtung zum thermischen Konditionieren des vernetzbaren Polymers gemäß Modalitäten, die darauf ausgerichtet sind, die Viskosität des vernetzbaren Polymers um wenigstens einen Faktor 2 bezüglich der unter den Bedingungen des Druckgießens gemessenen Viskosität abzusenken.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung, die zur Bildung und vollständigen Dickenübertragung des aus vernetzbarem Polymer bestehenden Films (31) dient, durch die Walze (20) und durch eine Einrichtung zum Zusammendrücken des metallischen Streifens (1) zwischen der Walze (20) und dem Stützzylinder (3) gebildet ist, um eine Beschichtung gleichmäßiger Dicke zu erzielen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (20) einen metallischen Kern aufweist, der mit einem Mantel aus verformbarem Werkstoff, zum Beispiel einem Elastomer, beschichtet ist, und der Stützzylinder (3) eine harte Oberfläche besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (20) eine harte Oberfläche besitzt und der Stützzylinder (3) einen metallischen Kern aufweist, der mit einem Mantel aus verformbarem Werkstoff, zum Beispiel einem Elastomer, beschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung, die zur Bildung und vollständigen Dickenübertragung des aus vernetzbarem Polymer bestehenden Films (31) dient, folgende Merkmale aufweist: – die Walze (20), die ausgebildet ist, ausgehend von der Bahn (30) eine aus vernetzbarem Polymer bestehende Zwischenbahn (30b) zu bilden, – ein Zwischenübertragungselement (21), das zwischen der Walze (20) und dem metallischen Streifen (1) eingefügt ist und entgegen der Laufrichtung des metallischen Streifens (1) in Drehbewegung versetzbar ist, um ausgehend von der Zwischenbahn (30b) den Film (31) aus vernetzbarem Polymer zu bilden, – eine Einrichtung zum Zusammendrücken des Übertragungselements (21) zwischen der Walze (20) und dem Stützzylinder (3), um die Zwischenbahn (30b) auf das Übertragungselement (21) zu übertragen, – und eine Einrichtung zum Zusammendrücken des metallischen Streifens (1) zwischen dem Übertragungselement (21) und dem Stützzylinder (3), um den Film (31) auf den metallischen Streifen zu übertragen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (20) und der Stützzylinder (3) jeweils eine harte Oberfläche besitzen und das Übertragungselement durch einen Übertragungszylinder (21) gebildet ist, der einen metallischen Kern besitzt, der mit einem Mantel aus verformbarem Werkstoff, zum Beispiel einem Elastomer, beschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (20) und der Stützzylinder (3) jeweils einen metallischen Kern besitzen, der mit einem Mantel aus verformbarem Werkstoff, zum Beispiel einem Elastomer, beschichtet ist, und das Übertragungselement durch eine Übertragungswalze (21) mit harter Oberfläche gebildet ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung zum Vorheizen des metallischen Streifens (1) auf eine Temperatur aufweist, die gleich groß wie oder größer als die Temperatur des Flüssigkeitsfilms (31) aus vernetzbarem Polymer und die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung zum Heizen der Walze (20) auf eine Temperatur aufweist, die im wesentlichen gleich groß wie oder größer als die Temperatur der Bahn (30) und die Erweichungstemperatur des vernetzbaren Polymers ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung zum Heizen des Übertragungselements (21) auf eine Temperatur aufweist, die im wesentlichen gleich groß wie oder größer als die Temperatur der Walze (20) ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum thermischen Konditionieren des vernetzbaren Polymers durch ein System zum Heizen der Walze (20) und/oder des Übertragungselements (21) und/oder durch wenigstens eine Quelle (15) zum Einbringen einen ergänzenden Wärmestroms in die Zwischenbahn (30b) und/oder den Film (31) gebildet ist.
Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle (15) zum Einbringen des ergänzenden Wärmestroms durch Heißlufterzeuger oder Infrarotlampen oder Mikrowellensysteme verkörpert ist.