EP0248985B1 - Beschichtungswerk für Lackiermaschinen - Google Patents

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EP0248985B1
EP0248985B1 EP87104176A EP87104176A EP0248985B1 EP 0248985 B1 EP0248985 B1 EP 0248985B1 EP 87104176 A EP87104176 A EP 87104176A EP 87104176 A EP87104176 A EP 87104176A EP 0248985 B1 EP0248985 B1 EP 0248985B1
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EP
European Patent Office
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roller
coating device
coating
lacquer
rollers
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EP87104176A
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EP0248985A2 (de
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Heinz M. Rau
Hans Dipl.-Ing. Huprich
Wilhelm Götz
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Billhoefer Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
BILLHOFER MASCHINENFABRIK GmbH
Billhofer Maschinenfabrik GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B05C1/086—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line a pool of coating material being formed between a roller, e.g. a dosing roller and an element cooperating therewith
    • B05C1/0865—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line a pool of coating material being formed between a roller, e.g. a dosing roller and an element cooperating therewith the cooperating element being a roller, e.g. a coating roller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to separate articles
    • B05C1/025—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to separate articles to flat rectangular articles, e.g. flat sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
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    • B05C1/0826—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets
    • B05C1/0834—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets the coating roller co-operating with other rollers, e.g. dosing, transfer rollers

Definitions

  • the invention relates to a three-roller coating unit for coating machines for coating webs or sheets with a, possibly recessed, coating of highly viscous coating material, with an intermediate roller arranged between the application roller and a metering roller, a lacquer supply device with one between the metering roller and the intermediate roller formed, arranged under a nozzle feed device lacquer storage gap and with a counter roller to the applicator roller.
  • roller systems Most of the roller systems known to date are two-roller systems and / or if they are designed as a three-roller coating unit, they have a so-called scoop or immersion roller which is immersed in a paint reservoir. They therefore have a considerable disadvantage with regard to precise dosing, particularly in the high speed range.
  • coating agents with high consistencies i.e. a high solids content and a low solvent content, can hardly be processed on these systems or only at very low speeds.
  • a further disadvantage of these previously known systems is the strong evaporation of the solvents already in the immersion bath and in the roller system, splashing of the coating agent in the immersion rollers and the formation of large paint paths from the coating tank to the application of the coating agent to the substrate in the gap between the application roller and the counter roller.
  • the invention is therefore based on the object of designing a three-roller coating unit of the type mentioned at the outset in such a way that the remaining problems listed above are also solved.
  • rollers are arranged such that the vertical component of the transport direction of the coating agent is only directed downwards all the way from the lacquer storage gap to the substrate.
  • a further lacquer storage gap is formed between the intermediate roller and the application roller, which - in conjunction with an independent adjustability of the roller spacings from one another - results in a particularly favorable, the respective requirements (working speed, type of paint or . The like.) Adjusted possibility of optimizing the function of the coating unit.
  • a further distributor roller which can be placed on the applicator roller and is arranged between the substrate outlet nip between the application roller and the counter roller and the nip to the intermediate roller, to - what When avoiding a lacquer supply gap between the intermediate roller and application roller, it is particularly important to avoid the build-up of larger lacquer beads on the areas of the application roller where the lacquer is not released to the substrate.
  • a control and regulating device for such a coating unit for turning the rollers on and off and for speed control which should also allow differences between the peripheral speeds of the application roller and the counter roller in special cases, is also intended in the embodiment of the invention to ensure that in the event of a missing sheet or a machine stop the applicator roll lifts off the counter roll while maintaining contact with the intermediate roll, in addition to the usual one derived from the machine drive of the coating device, Drive of the rollers an auxiliary drive for driving the rollers should be provided when the machine stops. In this way it can be avoided that when the machine stops, the rollers of the coating unit, which are then normally also stationary, in the case of highly viscous, fast-drying lacquers stick firmly to one another.
  • level controllers can be provided in the area of the paint supply gaps between the rollers.
  • a particularly advantageous roller dimension which allows the paint transport according to the invention, which runs essentially vertically downwards, to be particularly effective, results from the fact that the diameters of the metering roller, the intermediate roller and the application roller are in a ratio of 1: 1.25: 1.585 to stand by each other.
  • 1 denotes the metering roller, 2 the coating roller and 3 the application roller of a three-roller coating unit, a lacquer supply gap 4 being formed between the metering roller 1 and the intermediate roller 2.
  • the coating agent is refilled into this lacquer storage gap through an inlet device 5, preferably in the form of a distributor pipe with outlet nozzles 6 directed downwards, level sensors (not shown) in the lacquer storage gap controlling the supply via the nozzles 6.
  • the three rollers 1 to 3 are essentially offset in a Y-shape so that the axis of the intermediate roller is above that of the application roller and the axis of the metering roller 1 is above that of the intermediate roller 2 such that in connection with the diameters of the rollers essentially vertically downward paint transport takes place.
  • Another lacquer storage nip 7 can be formed between the intermediate roller 2 and the application roller 3. Whether or not such a lacquer storage gap forms depends on the lacquer used in each case, the position of the rollers against one another, the speed of rotation and the extent of the lacquer supply via the nozzles 6.
  • the substrate to be coated is moved between the application roller 3 and the counter-roller 9 in order to be removed in the outlet nip 10 with the aid of preferably gripper-free blowing or suction removal devices and the like via conveyor belts (not shown). to be transported away.
  • a distributor roller 11 that can be placed on the application roller in the area between the substrate exit gap 10 and the possible additional lacquer storage gap 7 is also arranged, which is particularly required If you do not want a full-surface coating of the substrate, but recesses are to be provided in the coating.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Drei-Walzen-Beschichtungswerk für Lackiermaschinen zum Beschichten von Bahnen oder Bogen mit einem, ggfs. Aussparungen aufweisenden, Überzug aus hochviskosem Beschichtungsmaterial, mit einer zwischen der Auftragswalze und einer Dosierwalze angeordneten Zwischenwalze, einer Lackvorratseinrichtung mit einem zwischen der Dosierwalze und der Zwischenwalze gebildeten, unter einer Düsenzuführeinrichtung angeordneten Lack-Vorratsspalt sowie mit einer Gegenwalze zur Auftragswalze.
  • Die meisten bisher bekannten Walzensysteme sind Zwei-Walzen-Systeme und/oder sie besitzen bei Ausbildung als Drei-Walzen-Beschichtungswerk eine sog. Schöpf- oder Tauchwalze, die in ein Lackvorratsgefäß eintaucht. Sie haben somit einen erheblichen Nachteil hinsichtlich einer genauen Dosierung insbesondere im hohen Geschwindigkeitsbereich. Darüber hinaus sind Beschichtungsmittel mit hohen Konsistenzen, d.h. einem hohen Festkörperanteil und geringem Lösemittelanteil, auf diesen Systemen kaum oder nur mit sehr geringen Geschwindigkeiten verarbeitbar.
  • Ein weiterer Nachteil dieser vorbekannten Systeme sind das starke Verdunsten der Lösungsmittel schon in der Tauchwanne und im Walzensystem, ein Verspritzen des Beschichtungsmittels bei den Tauchwalzen sowie das Entstehen zur großer Lackwege von der Lackvorratswanne bis zum Auftragen des Beschichtungsmittels auf das Substrat im Spalt zwischen der Auftragswalze und der Gegenwalze.
  • Das Problem einer relativ großen Lackvorratswanne, in welcher eine sog. Schöpf- oder Tauchwalze eintaucht, und die damit verbundenen vorstehend beschriebenen Probleme, sind zwar bei einer Anordnung der eingangs genannten Art vermieden, wie sie beispielsweise in der französischen Patentanmeldung 2 508 351 vorgeschlagen worden war. Bei dieser wird lediglich ein gewisser Lackvorrat in einen Spalt zwischen einer Dosierwalze und einer Zwischenwalze über eine Düsenzuführeinrichtung eingebracht und von der Zwischenwalze auf die eigentliche Auftragswalze übertragen. Die Anordnung dabei ist jedoch so getroffen, daß der Lack bei seinem Transport vom Vorratsspalt bis auf die zu beschichtende Bahn auf verschlungenen Wegen geführt wird, die teilweise wieder vertikal ansteigen und vom Bogen wegführen. Dadurch ergibt sich aber nicht nur das Problem einer stärkeren Verdunstung durch einen entsprechenden größeren Weg, den der Lackfilm nehmen muß, sondern auch noch die Schwierigkeit, daß er teilweise entgegen der Schwerkraft nach oben transportiert werden muß.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Drei-Walzen-Beschichtungswerk der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auch die oben aufgeführten restlichen Probleme gelöst sind.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Walzen derart angeordnet sind, daß die vertikale Komponente der Transportrichtung des Beschichtungsmittels auf seinem ganzen Weg von dem Lack-Vorratsspalt bis zum Substrat nur nach unten gerichtet ist.
  • Durch das Wegfallen eines gesonderten Lackvorratsgefäßes, in welches eine Tauch- oder Schöpfwalze teilweise eintaucht, um den Lack über eine Zwischenwalze an die Auftragswalze abzugeben, werden bereits eine ganze Reihe von Schwierigkeiten vermieden, die vorstehend angesprochen sind. Abgesehen davon, daß das Lackvorratsgefäß insgesamt nicht mehr benötigt wird, sondern - selbstverständlich mit Hilfe stirnseitiger Abdichtscheiben - der Spalt zwischen der in der vorliegenden Anmeldung als Dosierwalze angesprochenen ersten Walze und der Zwischenwalze quasi als Lackvorratsgefäß benutzt wird, dem über eine darüber angeordnete Rohrleitung mit Düsen immer wieder Lack zugeführt wird, vermeidet man sowohl die bisherige Spritzerbildung und insbesondere aber die notwendigen langen Lackwege, bei denen der Lack nicht auf kürzestem Weg und immer von oben nach unten, sondern auf sehr langen Wegen und auch teilweise entgegen der Schwerkraft nach oben auf den rotierenden Walzen transportiert wurde.
  • Mit diesen vorstehenden Vorteilen einher geht die Möglichkeit eines universellen Einsatzes eines solchen Beschichtungswerks für sämtliche Lackarten, einer Qualitätsveredelung und hoher Produktionsleistungen verbunden mit großem Bedienungskomfort.
  • In Ausgestaltung der Erfindung kann dabei weiter vorgesehen sein, daß zwischen der Zwischenwalze und der Auftragswalze ein weiterer Lack-Vorratsspalt ausgebildet ist, wodurch sich - in Verbindung mit einer unabhängigen Verstellbarkeit der Walzenabstände gegeneinander - eine besonders günstige, den jeweiligen Anforderungen (Arbeitsgeschwindigkeit, Lackart od.dgl.) angepaßte Möglichkeit einer Optimierung der Funktion des Beschichtungswerks ergibt.
  • Insbesondere bei Einsatz eines erfindungsgemäßen Beschichtungswerks zur Lackierung oder Kaschierung von Substraten mit Aussparungen hat es sich dabei als besonders zweckmäßig erwiesen, eine weitere, zwischen dem Substrataustrittsspalt zwischen Auftragswalze und Gegenwalze und dem Spalt zur Zwischenwalze angeordnete, auf die Auftragswalze aufsetzbare Verteilerwalze vorzusehen, um - was bei Vermeidung eines Lack-Vorratsspalts zwischen Zwischenwalze und Auftragswalze besonders wichtig ist - ein Sichaufbauen größerer Lackwulste an den Bereichen der Auftragswalze zu vermeiden, an denen der Lack nicht an das Substrat abgegeben wird.
  • Eine Steuer- und Regelvorrichtung für ein derartiges Beschichtungswerk zum An- und Abstellen der Walzen und zur Drehzahlregelung, welches für Spezialfälle auch Unterschiede zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Auftragswalze und der Gegenwalze ermöglichen sollte, soll in Ausgestaltung der Erfindung auch sicherstellen, daß bei Fehlbogen oder einem Maschinenstopp die Auftragswalze unter Aufrechterhaltung des Kontakts zur Zwischenwalze von der Gegenwalze abhebt, wobei darüber hinaus neben dem üblichen, vom Maschinenantrieb der Lackiervorrichtung abgeleiteten, Antrieb der Walzen ein Hilfsantrieb zum Antreiben der Walzen bei einem Maschinenstopp vorgesehen sein sollte. Auf diese Weise läßt sich vermeiden, daß bei einem Maschinenstopp die dann normalerweise ebenfalls stillstehenden Walzen des Beschichtungswerks bei hochviskosen schnelltrocknenden Lacken fest miteinander verkleben.
  • Zur Steuerung des Lackeinlaufs über die Zuführdüsen können im Bereich der Lack-Vorratsspalte zwischen den Walzen Niveauregler vorgesehen sein.
  • Eine besonders vorteilhafte Walzenabmessung, die den erfindungsgemäßen im wesentlichen vertikal nach unten verlaufenden Lacktransport besonders wirksam werden läßt, ergibt sich gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch, daß die Durchmesser der Dosierwalze, der Zwischenwalze und der Auftragswalze im Verhältnis 1 : 1,25 : 1,585 zueinander stehen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Beschichtungswerks und
    • Fig. 2 eine Variante des Beschichtungswerks nach Fig. 1 mit zusätzlicher Verteilerwalze.
  • In den Figuren ist mit 1 die Dosierwalze, mit 2 die Beschichtungswalze und mit 3 die Auftragswalze eines Drei-Walzen-Beschichtungswerks bezeichnet, wobei zwischen der Dosierwalze 1 und der Zwischenwalze 2 ein Lack-Vorratsspalt 4 gebildet ist. In diesen Lack-Vorratsspalt wird durch eine Einlaufvorrichtung 5, vorzugsweise in Form eines Verteilerrohrs mit nach unten gerichteten Austrittsdüsen 6, das Beschichtungsmittel jeweils nachgefüllt, wobei nicht dargestellte Niveaufühler im Lack-Vorratsspalt die Zufuhr über die Düsen 6 steuern. Die drei Walzen 1 bis 3 sind im wesentlichen Y-förmig so übereinander versetzt angeordnet, daß die Achse der Zwischenwalze über der der Auftragswalze und die Achse der Dosierwalze 1 über der der Zwischenwalze 2 liegt derart, daß in Verbindung mit den Durchmessern der Walzen ein im wesentlichen vertikal nur nach unten verlaufender Lacktransport stattfindet. Zwischen der Zwischenwalze 2 und der Auftragswalze 3 kann ein weiterer Lack-Vorratsspalt 7 ausgebildet sein. Ob sich ein derartiger Lack-Vorratsspalt ausbildet oder nicht, hängt von dem jeweils verwendeten Lack, der Anstellung der Walzen gegeneinander, der Drehgeschwindigkeit und dem Ausmaß der Lackzufuhr über die Düsen 6 ab.
  • In Richtung des Pfeils 8 wird das zu beschichtende Substrat zwischen die Auftragswalze 3 und die Gegenwalze 9 bewegt, um im Austrittsspalt 10 mit Hilfe von vorzugsweise greiferlosen Blas- oder Saugabnahmevorrichtungen abgenommen und über nicht dargestellte Förderbänder od.dgl. abtransportiert zu werden. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beschichtungswerk, welches im übrigen wie das in Fig. 1 aufgebaut ist, ist zusätzlich eine auf die Auftragswalze im Bereich zwischen dem Substrataustrittsspalt 10 und dem möglichen zusätzlichen Lack-Vorratsspalt 7 aufsetzbare Verteilerwalze 11 angeordnet, die besonders dann benötigt wird, wenn man nicht eine vollflächige Beschichtung des Substrats wünscht, sondern in der Beschichtung Aussparungen vorgesehen sein sollen.

Claims (9)

1. Drei-Walzen-Beschichtungswerk für Lackiermaschinen zum Beschichten von Bahnen oder Bogen mit einem, ggf. Aussparungen aufweisenden, Uberzug aus hochviskosem Beschichtungsmittel, mit einer zwischen der Auftragswalze (3) und einer Dosierwalze (1) angeordneten Zwischenwalze (2), einer Lackvorratseinrichtung mit einem zwischen der Dosierwalze (1), und der Zwischenwalze (2) gebildeten, unter einer Düsenzuführeinrichtung (5) angeordneten Lack-Vorratsspalt (4) sowie mit einer Gegenwalze (9) zur Auftragswalze (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (1, 2, 3) derart angeordnet sind, daß die vertikale Komponente der Transportrichtung des Beschichtungsmittels auf seinem ganzen Weg von dem Lack-Vorratsspalt (4) bis zum Substrat nur nach unten gerichtet ist.
2. Beschichtungswerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zwischenwalze (2) und der Auftragswalze (3) ein weiterer Lack-Vorratsspalt (7) ausgebildet ist.
3. Beschichtungswerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenabstände gegeneinander unabhängig verstellbar sind.
4. Beschichtungswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Substrataustrittsspalt (10) und dem Spalt (7) zur Zwischenwalze (2) angeordnete, auf die Auftragswalze aufsetzbare Verteilerwalze (11).
5. Beschichtungswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Steuer- und Regelvorrichtung zum An- und Abstellen der Walzen (1, 2, 3, 9) und zur Drehzahlregelung derart, daß bei Fehlbogen oder einem Maschinenstopp die Auftragswalze (3) unter Aufrechterhaltung des Kontakts zur Zwischenwalze (2) von der Gegenwalze (9) abhebt.
6. Beschichtungswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Auftragswalze (3) und der Gegenwalze (9) einen Schlupf aufweisen.
7. Beschichtungswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Dosierwalze (1), der Zwischenwalze (2) und der Auftragswalze (3) im Verhältnis 1:1, 25: 1,585 zueinander stehen.
8. Beschichtungswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der; Antrieb für die Walzen vom Maschinenantrieb der Lackiervorrichtung abgeleitet und daß zusätzlich ein Hilfsantrieb zum Antreiben der Walzen (1, 2, 3) bei einem Maschinenstopp vorgesehen ist.
9. Beschichtungswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Niveauregler im Bereich der Lack-Vorratsspalte (4, 7) zur Regelung des Lackeinlaufs über die Zuführdüsen (6).
EP87104176A 1986-06-10 1987-03-21 Beschichtungswerk für Lackiermaschinen Expired - Lifetime EP0248985B1 (de)

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EP0248985A2 EP0248985A2 (de) 1987-12-16
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