EP0262505A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines bewegten Trägermaterials mit einem ein Lösemittel enthaltenden Beschichtungsmittel - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines bewegten Trägermaterials mit einem ein Lösemittel enthaltenden Beschichtungsmittel Download PDF

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EP0262505A2
EP0262505A2 EP87113454A EP87113454A EP0262505A2 EP 0262505 A2 EP0262505 A2 EP 0262505A2 EP 87113454 A EP87113454 A EP 87113454A EP 87113454 A EP87113454 A EP 87113454A EP 0262505 A2 EP0262505 A2 EP 0262505A2
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carrier material
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drying
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Ralph Pagendarm
Albert Hebels
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Pagendarm Beschichtungstechnik GmbH
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    • B05D1/286—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by transfer from the surfaces of elements carrying the liquid or other fluent material, e.g. brushes, pads, rollers using a temporary backing to which the coating has been applied

Definitions

  • the invention relates to a method for coating a moving carrier material with a coating agent containing a solvent, the solvent being expelled and recovered by drying the coated carrier material within an inert gas atmosphere.
  • the invention also relates to a device for coating a moving carrier material with a coating agent containing a solvent, with a space which receives the carrier material, is sealed against the atmosphere and is acted upon by an inert gas and is in operative connection with a solvent recovery unit.
  • an inert gas such as nitrogen (N2) has recently been used to dry and expel the solvent contained in the coating agent instead of air or an oxygen-containing atmosphere.
  • N2 nitrogen
  • This procedure used for the direct coating of a carrier material requires a particularly gas-tight dryer construction in order to avoid unacceptably high nitrogen losses.
  • Critical points in this sense are, in particular, the passage slots for the carrier material in the drying chamber, in that, for example, the carrier material coated in an application chamber with the still liquid coating agent enters the drying chamber.
  • drying devices of known coating systems are susceptible to recurring web tears of the carrier material within the dryer, which subsequently has to be opened for cleaning, which however requires a previous total nitrogen purge of the solvent inert gas atmosphere contained in the dryer. Large amounts of the expensive nitrogen are consumed in the process.
  • the invention is based on the object of taking measures which considerably reduce the drying gas consumption or drying gas losses, as a result of which the economy of the coating process or the recovery of the solvent is improved.
  • Further measures to increase the effectiveness of the coating process consist in joint pre-coating and drying of several interlayer carriers in the inert gas atmosphere and in that the coating of the substrate web is carried out by gradually transferring several layers of the coating agent from the interlayer carrier to the substrate web.
  • the substrate web is provided with a base layer of the coating agent by direct coating before the layers are transferred through the intermediate layer carrier.
  • the apparatus for carrying out the method described is designed such that the closed space has an application chamber and a drying chamber compartment for receiving a first carrier material designed as an intermediate layer support, which is led out of the drying chamber compartment and outside the room in a transfer zone of the coating agent with a second Carrier material designed as a substrate web can be brought into contact.
  • the intensity of the drying and recovery of the solvent can be further improved by dividing the drying chamber compartment of the room into several successive drying chambers and by providing a plurality of interlayer supports arranged one above the other in the room.
  • a substrate coating unit and a drying chamber for applying or solidifying a first layer of the coating agent are expediently assigned to the substrate web.
  • the advantage achieved by the invention is that the first carrier material, which is moved in the absence of air in the inert gas atmosphere, is led out at the end in a defined geometric orientation from the drying chamber compartment, at which the coating agent has already dried, so that a simple, yet reliable and sensitive mechanical lock in the form of a largely gastight, flexible sealing sheet, for example made of Teflon or the like, can be used.
  • purging by means of nitrogen, opening and cleaning of the drying space is avoided in the event of substrate defects or substrate web tears of the second or final carrier material, since they can take place and be remedied outside the inert gas atmosphere, so that the gas consumption of the expensive nitrogen is considerably reduced.
  • a primary coating unit 2 designed as a direct coating unit and an intermediate coating unit 3 are provided as main units.
  • the intermediate coating unit 3 has a self-contained space 4 which is largely sealed off from the atmosphere and which contains a plurality, in the present case four intermediate coating partial units 6 to 9 arranged one above the other, each of which has an intermediate layer carrier 11 formed as an endlessly circulating carrier tape, the carrier material of which on the one hand have the necessary wetting properties for coating with the coating agent and, on the other hand, the rejection properties necessary for the subsequent transfer or delivery of the intermediate layers formed.
  • the space 4 is divided into an application chamber 12 and a drying chamber compartment 13.
  • the application chamber 12 contains, for each intermediate layer support 11, an application means 14 consisting of known elements for liquid coating of the intermediate layer supports 11.
  • the drying chamber compartment 13 is divided into four drying chambers 16, 17, 18, 19 , through which all interlayer supports are passed and which are in operative connection with a solvent recovery unit 21 in the form of a condenser, the arrows 22 entering the drying chambers supplying an inert gas in the form of nitrogen (N2) and the exiting arrows 23 the with which from the Coating agent driven solvent show loaded nitrogen, from which the solvent in condenser 21 is recovered.
  • Thin layers of the coating agent are applied to the continuously rotating intermediate layer supports 11 in the application chamber 12 by the application means 14 and dried and solidified during the conveying movement through the drying chambers 16 to 19 under the action of the heated nitrogen atmosphere by expelling the solvent.
  • the individual intermediate layer supports 11 are led out of the space 4 on one side, ie in the area of the last drying chamber 19, forming a contact or transfer zone 24 for transferring the dried and solidified intermediate layers of the intermediate layer supports 11.
  • the substrate web 1 which runs from a supply roll 26 in the first coating unit and rolls up onto a winding roll 27, is provided by an application means 28 directly in the form of a liquid application with a first layer of the coating agent, which is dried and solidified within a drying chamber 29 and thereby an intimate connection with the substrate of the substrate web 1.
  • the intermediate layers of the coating agent in the present case the adhesive agent, adhering to the intermediate layer carriers 11 are successively transferred to the precoated substrate web 1, which is guided along the intermediate carriers 11 and is precoated, and the final adhesive layer is thus built up to its full thickness.
  • Guide rollers 31 of the substrate web and deflection rollers 32 of the carrier webs of the intermediate layer carriers 11 are used for contacting the interlayer carrier 11 and the substrate web 2.

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Zur Verhinderung von Gasverlusten aus einer Inertgasatmosphäre beim Beschichten einer Substratbahn (1) mit einem ein rückzugewinnendes Lösemittel enthaltenden Beschichtungsmittel wird innerhalb eines gemeinsamen Raumes (4) das Beschichtungsmittel auf einen endlos umlaufenden bahnförmigen Zwischenschichtträger (11) aufgetragen und unter Einwirkung des in den Raum geleiteten Inertgases getrocknet und der Zwischenschichtträger mit dem getrockneten Beschichtungsmittel außerhalb des Begasungsraumes in einer Übertragungszone (24) mit der Substratbahn in Kontakt gebracht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines bewegten Trägermaterials mit einem ein Lösemittel enthal­tenden Beschichtungsmittel, wobei durch Trocknung des be­schichteten Trägermaterials innerhalb einer Inertgasatmos­phäre das Lösemittel ausgetrieben und zurückgewonnen wird.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Be­schichten eines bewegten Trägermaterials mit einem ein Lö­semittel enthaltenden Beschichtungsmittel, mit einem das Trägermaterial aufnehmenden, gegen die Atmosphäre abgedich­teten und durch ein Inertgas beaufschlagten sowie mit einem Lösemittelrückgewinnungsaggregat in Wirkverbindung stehenden Raum.
  • Bei der kontinuierlichen Beschichtung eines Trägermaterials, wie zum Beispiel von Selbstklebebändern oder dergleichen wird zum Abtrocknen und Austreiben des im Beschichtungs­mittel enthaltenen Lösungsmittels statt Luft bzw. einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre neuerdings ein Inertgas, wie Stickstoff (N₂) eingesetzt. Eine derartige weitgehend sau­erstofffreie Gasatmosphäre erlaubt ohne Explosionsgefahr eine wesentlich höherere Lösemittelkonzentration pro Volu­meneinheit. Diese bei der Direktbeschichtung eines Träger­materials eingesetzte Verfahrensweise verlangt eine beson­ders gasdichte Trocknerkonstruktion, um unzumutbar hohe Stickstoffverluste zu vermeiden. Kritische Stellen sind in diesem Sinne insbesondere die Durchtrittsschlitze für das Trägermaterial in der Trocknungskammer, indem beispielsweise das in einer Auftragskammer beschichtete Trägermaterial mit dem noch flüssigen Beschichtungsmittel in die Trocknungs­kammer eintritt. Dies verlangt eine relativ aufwendige und komplizierte Dichtungstechnik bzw. kontaktfreie Schleusen­systeme, um einerseits die an der Oberfläche des Trägerma­terials bzw. an dem noch nassen Beschichtungsmittel haftende Luftschicht bzw. Grenzschicht zu entfernen und andererseits den Eintritt von Umgebungsluft bzw. den Austritt von Stick­stoff zu verhindern.
    Darüber hinaus sind die Trocknungseinrichtungen bekannter Beschichtungssysteme anfällig für immer wieder vorkommende Bahnrisse des Trägermaterials innerhalb des Trockners, wel­cher anschließend zwecks Reinigung geöffnet werden muß, was jedoch eine vorherige totale Stickstoffspülung der im Trock­ner enthaltenen Lösemittel-Inertgasatmosphäre erforderlich macht. Dabei werden große Mengen des teuren Stickstoffs verbraucht.
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu tref­fen, welche den Trocknungsgasverbrauch bzw. Trocknungsgas­verluste erheblich reduzieren, wodurch die Wirtschaftlich­keit des Beschichtungsverfahrens bzw. der Rückgewinnung des Lösemittels verbessert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Auftrag und die Trocknung des Beschichtungsmittels auf ei­nem ersten als Zwischenschichtträger ausgebildeten Träger­material unter Luftabschluß erfolgen und daß das vorgetrock­nete Beschichtungsmittel außerhalb der Inertgasatmosphäre auf ein zweites eine Substratbahn bildendes Trägermaterial übertragen wird.
    Mit der DE-OS 17 52 337 ist zwar eine niemals realisierte Einrichtung bekanntgeworden, die das Prinzip einer mehr­stufigen Zwischenbeschichtung eines Trägermaterials und Übertragung der einzelnen Schichten auf eine Substratbahn offenbart, jedoch nur zum Zweck der Reduzierung der Trock­nerlänge und unter normaler Raumluftatmosphäre, wobei auch hier separate Auftrags- und Trocknungskammern die erwähnten Dichtungsprobleme bedingen.
    Weitere Maßnahmen zur Erhöhung der Effektivität des Beschich­tungsverfahrens bestehen darin, daß eine gemeinsame Vorbe­schichtung und Trocknung mehrerer Zwischenschichtträger in der Inertgasatmosphäre vorgenommen wird und daß die Beschich­tung der Substratbahn durch stufenweise Übertragung mehre­rer Schichten des Beschichtungsmittels von den Zwischen­schichtträgern auf die Substratbahn erfolgt.
    Um die Haftung der vorgetrockneten Zwischenschichten auf der Substratbahn zu verbessern, ist außerdem vorgesehen, daß die Substratbahn vor der Übertragung der Schichten durch die Zwischenschichtträger durch Direktbeschichtung mit ei­ner Grundschicht des Beschichtungsmittels versehen wird.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des bezeichneten Verfah­rens ist derart ausgebildet, daß der in sich geschlossene Raum eine Auftragskammer und ein Trocknungskammerabteil zur Aufnahme eines ersten als Zwischenschichtträger ausge­bildeten Trägermaterials aufweist, welches aus dem Trock­nungskammerabteil herausgeführt ist und außerhalb des Rau­mes in einer Übertragungszone des Beschichtungsmittels mit einem zweiten als Substratbahn ausgebildeten Trägermaterial in Kontakt bringbar ist.
    Die Intensität der Trocknung und Rückgewinnung des Löse­mittels können noch dadurch verbessert werden, daß das Trocknungskammerabteil des Raumes in mehrere aufeinander­folgende Trocknungskammern unterteilt ist und daß mehrere im Raum übereinanderliegend angeordnete Zwischenschicht­träger vorgesehen sind.
    Zweckmäßigerweise ist der Substratbahn eine Direktbeschich­tungseinheit sowie eine Trocknungskammer zum Auftragen bzw. Verfestigen einer ersten Schicht des Beschichtungsmittels zugeordnet.
  • Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß das unter Luftabschluß in der Inertgasatmosphäre bewegte erste Trägermaterial lediglich an dem Ende in definierter geometrischer Ausrichtung aus dem Trocknungskammerabteil herausgeführt ist, an dem das Beschichtungsmittel bereits abgetrocknet ist, so daß eine einfache und trotzdem zuver­lässige und sensible mechanische Schleuse in Form eines weitgehend gasdichten, flexiblen Dichtblattes, beispiels­weise aus Teflon oder dergl., eingesetzt werden kann. Außer­dem wird bei Substratfehlern oder Substratbahnrissen des zweiten bzw. endgültigen Trägermaterials, da sie außerhalb der Inertgasatmosphäre geschehen und behoben werden können, eine Spülung mittels Stickstoff, Öffnung und Reini­gung des Trocknungsraumes vermieden, so daß der Gasverbrauch des teueren Stickstoffs erheblich reduziert wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungs­beispiel schematisch veranschaulicht.
  • Zur Beschichtung einer Substratbahn 1 als Ausgangs- bzw. Trägermaterial zur Herstellung beispielsweise von Klebe­streifen sind als Hauptaggregate eine als Direktbeschich­tungseinheit ausgebildete Erstbeschichtungseinheit 2 und eine Zwischenbeschichtungseinheit 3 vorgesehen. Die Zwi­schenbeschichtungseinheit 3 weist einen in sich geschlos­senen bzw. gegen die Atmosphäre weitestgehend abgedichteten Raum 4 auf, welcher mehrere, im vorliegenden Fall vier über­einanderliegend angeordnete Zwischenbeschichtungsteilein­heiten 6 bis 9 enthält, die jeweils einen als endlos um­laufendes Trägerband ausgebildeten Zwischenschichtträger 11 aufweisen, deren Trägermaterial einerseits die für eine Beschichtung mit dem Beschichtungsmittel notwendigen Be­netzungseigenschaften und andererseits die für die an­schließende Übertragung bzw. Abgabe der gebildeten Zwischen­schichten notwendigen Abweisungseigenschaften aufweisen. Der Raum 4 ist unterteilt in eine Auftragskammer 12 und ein Trocknungskammerabteil 13. Die Auftragskammer 12 ent­hält für jeden Zwischenschichtträger 11 ein aus bekannten Elementen bestehendes Auftragsmittel 14 zur Flüssigbeschich­tung der Zwischenschichtträger 11. Das Trocknungskammerab­teil 13 ist in vier Trocknungskammern 16, 17, 18, 19 unter­teilt, durch die sämtliche Zwischenschichtträger hindurch­geführt sind und die mit einem Lösemittelrückgewinnungs­aggregat 21 in Form eines Kondensators in Wirkverbindung stehen, wobei die in die Trocknungskammern eintretenden Pfeile 22 die Zufuhr eines Inertgases in Form von Stickstoff (N₂) und die austretenden Pfeile 23 den mit dem aus dem Be­schichtungsmittel ausgetriebenen Lösemittel beladenen Stick­stoff anzeigen, aus dem in Kondensator 21 das Lösemittel zurückgewonnen wird.
    Auf die kontinuierlich umlaufenden Zwischenschichtträger 11 werden in der Auftragskammer 12 durch die Auftragsmittel 14 dünne Schichten des Beschichtungsmittels aufgetragen und während der Förderbewegung durch die Trocknungskammern 16 bis 19 unter der Einwirkung der erwärmten Stickstoff­atmosphäre durch Austreiben des Lösemittels getrocknet und verfestigt. Die einzelnen Zwischenschichtträger 11 sind auf einer Seite, d. h. im Bereich der letzten Trocknungs­kammer 19 aus dem Raum 4 herausgeführt, wobei sie eine Kontakt- bzw. Übertragungszone 24 für die Transferierung der getrockneten und verfestigten Zwischenschichten der Zwischenschichtträger 11 bilden.
    Die in der Erstbeschichtungseinheit 2 von einer Vorrats­rolle 26 ablaufende und auf eine Wickelrolle 27 aufrollende Substratbahn 1 wird durch ein Auftragsmittel 28 direkt in Form eines Flüssigauftrages mit einer ersten Schicht des Beschichtungsmittels versehen, welche innerhalb einer Trocknungskammer 29 abgetrocknet und verfestigt wird und dabei eine innige Verbindung mit dem Trägermaterial der Substratbahn 1 eingeht.
    Auf die innerhalb der Übertragungszone 24 in engem Kontakt an den Zwischenträgern 11 entlanggeführte und vorbeschich­tete Substratbahn 1 werden nacheinander die an den Zwischen­schichtträgern 11 haftenden Zwischenschichten des Beschich­tungsmittels, im vorliegenden Fall des Klebemittels über­tragen und so die endgültige Klebeschicht in voller Dicke aufgebaut. Zur Kontaktierung der Zwischenschichtträger 11 und der Substratbahn 2 dienen Führungsrollen 31 der Sub­stratbahn und Umlenkrollen 32 der Trägerbahnen der Zwischen­schichtträger 11.

Claims (7)

1. Verfahren zum Beschichten eines bewegten Trägermaterials mit einem ein Lösemittel enthaltenden Beschichtungsmittel, wobei durch Trocknung des beschichteten Trägermaterials innerhalb einer Inertgasatmosphäre das Lösemittel ausge­trieben und zurückgewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftrag und die Trocknung des Beschichtungsmittels auf einem ersten als Zwischenschichtträger ausgebildeten Trägermaterial unter Luftabschluß erfolgen und daß das vor­getrocknete Beschichtungsmittel außerhalb der Inertgasatmos­phäre auf ein zweites eine Substratbahn bildendes Trägerma­terial übertragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Vorbeschichtung und Trocknung mehrerer Zwi­schenschichtträger in der Inertgasatmosphäre vorgenommen wird und daß die Beschichtung der Substratbahn durch stufen­weise Übertragung mehrerer Schichten des Beschichtungsmit­tels von den Zwischenschichtträgern auf die Substratbahn erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Substratbahn vor der Übertragung der Schichten durch die Zwischenschichtträger durch Direktbe­schichtung mit einer Grundschicht des Beschichtungsmittels versehen wird.
4. Vorrichtung zum Beschichten eines bewegten Trägermate­rials mit einem ein Lösemittel enthaltenden Beschichtungs­mittel, mit einem das Trägermaterial aufnehmenden, gegen die Atmosphäre abgedichteten und durch ein Inertgas beauf­schlagten sowie mit einem Lösemittelrückgewinnungsaggregat in Wirkverbindung stehenden Raum, dadurch gekennzeichnet, daß der in sich geschlossene Raum (4) eine Auftragskammer (12) und ein Trocknungskammerabteil (13) zur Aufnahme eines ersten als Zwischenschichtträger (11) ausgebildeten Träger­materials aufweist, welches aus dem Trocknungskammerabteil herausgeführt ist und außerhalb des Raumes in einer Über­tragungszone (24) des Beschichtungsmittels mit einem zwei­ten als Substratbahn (1) ausgebildeten Trägermaterial in Kontakt bringbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknungskammerabteil (13) des Raumes (4) in meh­rere aufeinanderfolgende Trocknungskammern (16 bis 19) un­terteilt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß mehrere im Raum übereinanderliegend angeord­nete Zwischenschichtträger (11) vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Substratbahn (1) eine Direktbeschich­tungseinheit (28) sowie eine Trocknungskammer (29) zum Auf­tragen bzw. Verfestigen einer ersten Schicht des Beschich­tungsmittels zugeordnet ist.
EP87113454A 1986-09-30 1987-09-15 Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines bewegten Trägermaterials mit einem ein Lösemittel enthaltenden Beschichtungsmittel Expired - Lifetime EP0262505B1 (de)

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DE19863633106 DE3633106A1 (de) 1986-09-30 1986-09-30 Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines bewegten traegermaterials mit einem ein loesemittel enthaltenden beschichtungsmittel

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