EP0414125A2 - Apparatus for drying a liquid coating applied onto a moving substrate - Google Patents
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- EP0414125A2 EP0414125A2 EP90115682A EP90115682A EP0414125A2 EP 0414125 A2 EP0414125 A2 EP 0414125A2 EP 90115682 A EP90115682 A EP 90115682A EP 90115682 A EP90115682 A EP 90115682A EP 0414125 A2 EP0414125 A2 EP 0414125A2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
- F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
- F26B13/101—Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts
- F26B13/104—Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts supported by fluid jets only; Fluid blowing arrangements for flotation dryers, e.g. coanda nozzles
Definitions
- the invention relates to a method and a device for drying a liquid layer, which is applied to a moving carrier material and contains evaporable solvent components and solid components, by means of a heated drying gas.
- drying goods are, for example, metal or plastic belts, on which liquid layers are applied, which usually consist of evaporable solution components that are removed from the liquid film during the drying process, and non-evaporable components that remain on the carrier material after drying.
- the coating gives the surfaces of the carrier materials special properties which are only present in the form after the drying process, as are desired for later use.
- An example of this is the coating of metal strips with light-sensitive layers, which are assembled into printing plates.
- the coating of metal strips dern or plastic films with substances in the form of a solvent-containing wet film, hereinafter referred to as liquid film, and its subsequent drying thus represent a process that requires special equipment to ensure the desired product quality of the layers.
- the process step of film drying is essential as the final process measure of the coating.
- drying liquid films on carrier materials it is customary to allow a heated gas, in particular air, to flow over the surface of the carrier materials to remove the solvent components from the film layer.
- the heated gas stream is brought into direct contact with the liquid film, which is applied in a uniform layer distribution on the carrier material, which passes through a drying device.
- the drying systems are equipped with devices which are intended to bring about a favorable or uniform distribution of the air flow over the liquid film. The aim is to achieve uniform drying across the entire width of the coated web.
- known drying systems have devices for minimizing disturbances in the air movements, which, in part due to turbulent flow movements, have a disadvantageous effect on the film surface and lead to mottling there.
- a common construction of such a drying device consists of a gas space supplied with drying gas, which is arranged over a certain length above the coating web, by means of a plurality of slits, nozzles, holes or even porous solids over the immediate gas space to supply the liquid film to be dried with drying gas as evenly as possible.
- the continuously coated belt or coated plates on a rotating conveyor belt are continuously passed through the drying device with the release of solvent vapor to the dryer air.
- the dryer air supplied can be constantly renewed in the open circuit or the air enriched with solvent can be completely removed.
- a circulating air process with partially renewed or discharged dryer air can also be used.
- Difficulties in removing the dryer air from the drying room often consist in the fact that with longitudinal nozzles or longitudinal slots arranged transversely to the belt running direction, due to the pressure gradient with lateral outflow, a reduction in the nozzle outlet speed occurs in the middle of the nozzle fields of slot nozzle dryers and thus also the heat and Mass transfer across the belt running direction is affected. The consequence of this is overdrying of the edges, which leads to undesired structuring of the dried films in many coating processes.
- slot nozzle fields are preferably used, in which the slots are arranged transversely to the running direction of the web.
- the observed overdrying of the edges in the slot nozzle dryers with outflow in the slot direction can be attributed to the distribution of the exit velocity along the slots.
- the outflow area should be as much as 3.5 times the nozzle exit area in order to obtain uniform drying over the width of the web.
- the dryer air is led from a vestibule via suitable inlet openings and flow deflectors into a calm space, from where part of the dryer air passes through a device arranged in close proximity to the liquid film to avoid stagnation point-like flows in the initial area of the dryer apparatus porous filter element on the web to be dried.
- the mode of operation of such drying is based on the fact that there is between the porous protective shield and the drying liquid film forms a calmed, but highly enriched, weak air flow, which is constantly renewed by exchange with the residual air flowing transversely over the porous medium and thus, due to the relatively short overall length, a predrying of the liquid film with reduced tendency to mottling is achieved .
- This type of drying is characterized by the predominant diffusion of the solvent vapor / air mixture through the porous protective shield, which means that if there is almost no convective removal within the space between the belt and the protective shield, the liquid film can only dry out completely if the dryer lengths are very large or by adding downstream auxiliary dryers.
- the object of the invention is to develop a method and an apparatus to such an extent that a solvent of a liquid layer on a moving carrier material evaporates so quickly and sufficiently in a first drying step that the liquid layer is insensitive to blowing in a subsequent drying step.
- This object is achieved by a method of the type described in the introduction in such a way that the carrier material floats freely along a path on a support pad from the drying gas, which is against the Flows on the underside of the carrier material, is carried out that a large part of the solvent components evaporates through the heated drying gas and that the vapors of the solvent components are removed from the top of the carrier material with the aid of gas.
- the carrier material runs horizontally or along a curved path through the drying zone and carries the liquid layer to be dried on its top.
- the drying gas is air, which is heated up and supplies the drying energy for the liquid layer to the carrier material, and the air supply systems on the top and the bottom of the carrier material are separated from one another.
- the two gas or air supply systems are operated openly against one another, and excess gas or excess air flowing out laterally of the upper gas or air supply system is discharged from the exhaust gas or exhaust air of the lower gas or air supply system.
- the working width of the gas or air supply system on the upper side of the carrier material web is expediently chosen to be wider than the width of the gas or air supply system on the underside of the carrier material web.
- the air is laminar and even through the upper air supply system ßig supplied, the difference in speed between the carrier material and the air from the application for the liquid layer to the end of the pre-drying is less than 0.25 m / sec.
- the method is used either in such a way that the carrier material is guided horizontally flat and the gas or air supply system on the underside of the carrier material is aligned horizontally and flat, or that the carrier material is guided in a curved manner and the gas or air supply system on the underside of the carrier material is aligned with the same curvature as the carrier material.
- a device for drying a liquid layer applied to a moving carrier material, which contains vaporizable solvent components and solid components, by means of a heated drying gas or drying air is characterized by the fact that below and above a moving carrier material to which an application device applies a liquid layer, one each Gas or air supply system is arranged, and that the carrier material is guided freely floating along a path on a support pad generated by the lower gas or air supply system through the drying zone.
- the lower gas or air supply system has slots for the gas or air arranged transversely to the running direction of the carrier material supply and return channels for gas or air discharge and alternate the slots and the return channels to each other to the gas or air that emerges from the slots arranged on the left and right of a return channel between the carrier material and the Drain the top of the gas or air supply system into the return duct.
- FIG. 1 a longitudinal section of a first embodiment of a device 1 according to the invention is shown schematically.
- a carrier material 2 is guided around a roller 13 and runs horizontally through the Device 1 up to a further roller 13, around which the carrier material 2 is deflected from the horizontal position into a vertical position.
- an application device 5 for example a slot die, through which a liquid layer 3 is applied to the carrier material 2.
- the liquid layer 3 contains vaporizable solvent components and solid components which are sensitive to light, for example.
- the invention is described on the basis of a device in which a liquid layer is dried, the solid components of which are light- or photosensitive masses, which are applied and dried continuously on a metal strip.
- the invention is in no way limited to light-sensitive layers, but rather can also be used to dry other liquid layers which are sensitive to blowing by air or gas flows.
- instead of metal tapes, foil, paper tapes or the like can also form the carrier material.
- the application device 5 is arranged, for example, in the 9 o'clock position near the first roller 13.
- the carrier material 2 with the liquid layer 3 located thereon is guided through the device 1 along a horizontally running carrier material web 24.
- An air or gas supply system 11 or 12 is located below and above the carrier material web 24.
- the lower gas or air supply system 11 has a smaller width than the upper gas or air supply system stem 12 on. If only the air discharge and air supply systems are spoken of, these terms also include gas discharge and gas supply systems, for example for inert gases. Both air supply systems are each housed in unspecified housings.
- the carrier material 2 is guided in a free-floating manner through a drying zone 21 of the device 1 along the carrier material web 24 by means of an air support cushion which is generated by the lower air supply system 11.
- the lower air supply system 11 has slots 14 which are arranged transversely to the running direction of the carrier material 2 and through which supply air 8 flows against the underside of the carrier material 2.
- This supply air 8 of the lower air supply system 11 is generally hot air.
- the slots 14 and the suction channels 15 are arranged alternately, so that the supply air 8 from the slots 14 to the left and right of a suction channel 15 between the underside of the carrier material 2 and the top of the air supply system 11 along the underside of the carrier material in the direction of the associated suckback channel 15 streams.
- each section 7 consists of two filter plates 4 made of a material provided with pores, a gap 22 being left open between these two filter plates 4.
- the supply air 9 is directed to the coated carrier material 2 by baffles 23 and is returned as exhaust air or return air 6 via the surface of the carrier material web 24.
- the baffles 23 are slightly curved inwards on the underside of the sections 7 and are arranged in pairs, terminating with the side edges of the filter plates 4 of a section 7.
- the baffles are arranged vertically above the filter plates 4.
- the device 1 works on the principle of the rear heating of the coated carrier material 2 with hot air and layer-side removal of the vapors of the solvent components with a layer-gentle air flow on the top of the carrier material 2.
- the drying is complete when sufficient solvent components have evaporated, so that on the Carrier material 2 remaining solid components form a layer that has become largely insensitive to blowing by gas or air currents in a subsequent drying.
- another gas such as nitrogen, can be used for drying instead of air.
- any number of sections 7 are provided in the upper air supply system 12, via which supply air is supplied and exhaust air flows out.
- the incoming and outgoing air flowing through the porous materials of the filter plates 4 is laminar and uniform, the difference in speed between the coated carrier material 2 and the supply air 9 from the application device 5 to the end of the predrying zone 21 being less than 0.25 m / sec. This ensures that there is no layer blowing of the liquid layer 3.
- the return flow or exhaust air 6 enriched with the vapors of the solvent components is fed through the upper air supply system 12, for example, to a condenser (not shown) for the solvent component vapors, in which the vapors condense to the liquid solvent components and either worked up again or, after appropriate treatment, in environmentally friendly products for the landfill can be split.
- the working width of the upper air supply system 12 is always larger than the working width of the lower air supply system 11 and thus also larger than the largest carrier material width, an undisturbed air movement over the coated carrier material 2 is obtained.
- the special design of the lower air supply system 11 with the slots 14 and the return suction channels 15 ensures that the coated carrier material 2 runs smoothly and without vibrations along the carrier material web 24.
- the carrier material web 25 runs in an arc with a small curvature.
- the air supply systems 11 and 12 are also curved and arranged at a distance from the curved carrier material web 25. All other structural units of this second embodiment largely correspond to the components of the first embodiment and are therefore not described again.
- FIG. 3 The cross-sectional illustration shown in FIG. 3 along the line I-I in FIG. 1 shows that the two air supply systems 11 and 12 are designed to be open to one another and are only separated from one another by a partition 27 with an opening 26 and the coated carrier material 2 above the opening 26.
- the supply air 8 of the lower air supply system 11 is prevented by the carrier material 2 coated with the liquid layer 3 and by side cover plates 10 from flowing directly into the upper air zone 19.
- the small amounts of air that flow laterally and at the edges of the carrier material 2 and the cover plates 10 as excess air 20 from an under air zone 28 into the upper air zone 19 are removed by the exhaust air or return air 6 of the upper air supply system 12. Conversely, excess air of the upper air supply system is removed from the exhaust air of the lower air supply system.
- the lower air supply systems of a third and fourth embodiment shown in Figures 4 and 5 of the device according to the invention differ only in that in the third embodiment the carrier material 2 is guided along a flat horizontal carrier material web 24 and in the fourth embodiment the carrier material web 25 and also the lower air supply system 11 are slightly curved.
- the air supply system 11 comprises a number of cylindrical bodies 17 which are arranged at a distance from one another in the transverse direction to the carrier material web 24 or 25.
- the supply air 8 can flow in and the exhaust air 16 can flow out through the gap between the cylindrical bodies 17.
- the cylindrical bodies 17 are arranged at a distance from one another along an arc which has the same curvature as the carrier material web 25.
- the cylindrical bodies 17 are heated by the inflowing, hot supply air 8, as a result of which such an air supply system 11 is distinguished by particularly good and uniform heating of the carrier material 2.
- FIG. 6 shows a lower air supply system 11 of a fifth embodiment of the device, which comprises air inflow plates 18 made of porous material.
- the carrier material web 24 runs flat and horizontally, and the air supply system 11 is also designed horizontally.
- the supply air 8 of the air supply system 11 exits through the porous material of the flat air inflow plates 18 in the direction of the underside of the carrier material 2 and flows out as exhaust air 16 in return suction channels 15, which between rule the plates 18 and are present on the outer edges of the plates.
- the return suction channels 15 are arranged between the inflow zones transversely to the running direction of the carrier material web 24.
- the sixth embodiment of the lower air supply system 11 according to FIG. 7 differs from FIG. 6 only in that the air supply system and also the carrier material web 25 are slightly curved.
- the air supply system 11 accordingly has curved air inflow plates 29, which have the same curvature as the carrier material web 25.
- the air inflow plates 29 are arranged at a distance from one another, and the exhaust air 16 flows out through suction channels 15, which are arranged between the plates 29 and on the outer edges of the plates.
- the upper air supply systems 12 belonging to the lower air supply systems 11 according to FIGS. 4 to 7 are similar to the upper air supply system 12 according to FIGS. 1 and 2 and are therefore not shown again.
- the lower air supply systems 11 described here work with an air support cushion without mechanical support elements for the underside of the carrier material band.
- the air flow conditions above and below the carrier material web must be precisely coordinated in order to achieve a smooth and vibration-free belt run.
- the curved or curved web guide of the carrier material strip shows better web stabilization than the horizontal web guide and leads to vibration-free and smooth running of the carrier material band without great effort.
- FIG. 8 shows the graphical relationship between the contact force P of the belt on the air cushion, the belt tension Z and the air speed v of the supply air, which flows against the underside of the carrier material band with a slightly curved carrier material web.
- the following applies to the force balance of a belt on a slightly curved guideway with air cushion: with the contact force P (N / m2) of the tape on the air cushion, the imaginary diameter D (m) of the curved carrier material web, the tape tension Z B x S x K, with the web width B (m), the web thickness S (m) and the specific tape tension K (N / mm2), usually ⁇ 10 N / mm2, neglecting the weight of the carrier material tape.
- the support air cushion of the supply air of the lower air supply system must counteract the contact pressure P of the carrier material band with at least the same force in order to avoid contact between the carrier material band and the upper side of the lower air supply system.
- the carrier air flows under the carrier material band into the return suction channels, as described above. This is done with the air velocity v corresponding to the pneumatic pressure of the air cushion, for which the Bernoulli equation applies: with the air velocity v (m / s) and the density of the air ⁇ (kg / m3).
- the outflow speed of the rear exhaust air 16 together with the air temperature, determines the speed of the strip heating or the speed of evaporation of the solvent components of the liquid layer.
- the diagram of FIG. 8 shows the associated minimum outflow velocity v1 of the exhaust air 16 of the lower air supply system 12.
- the relationship for the contact force P shows that this is independent of the bandwidth B and only depends on the strip thickness S, the specific strip tension K and the diameter D of the curved carrier material web 25.
- the contact force P the tape tension Z, the tape thickness S and the square of the air velocity v 2
- these sizes being approximately proportional to the necessary drying time are. In other words, this means that the drying times depend essentially on the strip thickness S.
- Figure 8 shows a linear relationship between the tape tension Z and the contact force P, with the parameters D1 and D2 equal to the diameters of differently curved carrier layer sheets 25.
- the belt tension Z1 greater than Z2 must be selected. In other words, this means that the greater the curvature or the smaller D, the more stable the tape guide with a small contact force or low air speed v.
- the carrier material can also be supported on all devices, i.e. not floating, being led.
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Abstract
Eine Vorrichtung 1 zum Trocknen einer Flüssigkeitsschicht auf einem Trägermaterialband weist ein unteres Gas- bzw. Luftzufuhrsystem 11 und ein oberes Gas- bzw. Luftzufuhrsystem 12 auf. Das Trägermaterialband wird ohne mechanische Unterstützung von Führungselementen mit heißer Zuluft 8 (bzw. Gas) angeströmt, die ein Tragpolster bildet und zugleich Trocknungsenergie der auf dem Trägermaterial 2 aufgebrachten Flüssigkeitsschicht 3 zuführt. Die Abluft 16 (bzw. Abgas) wird durch Rücksaugkanäle 15 abgeführt. Schlitze 14 für die Gas- bzw. Luftzufuhr und die Rücksaugkanäle 15 für die Gas- bzw. Luftabfuhr sind abwechselnd in dem unteren Gas- bzw. Luftzufuhrsystem 11 angeordnet. Das obere Gas- bzw. Luftzufuhrsystem 12 besitzt eine größere Arbeitsbreite als das untere Gas- bzw. Luftzufuhrsystem 11. Im oberen Gas- bzw. Luftzufuhrsystem wird die Zuluft 9 bzw. das Gas durch Leitbleche 23 auf das Trägermaterial 2 gelenkt und über die Trägermaterialbahn 24 als Rückstromluft 6 bzw. -gas zurückgeführt. Das obere Gas- bzw. Luftzufuhrsystem 12 ist in Abschnitte 7 für die Zu- und Abluft bzw. das zuströmende bzw. abströmende Gas unterteilt, wobei jeder Abschnitt 7 aus zwei Filterplatten 4 aus porigem Material besteht. <IMAGE>A device 1 for drying a liquid layer on a carrier material strip has a lower gas or air supply system 11 and an upper gas or air supply system 12. Without mechanical support, hot air (or gas) flows into the carrier material strip, which forms a supporting cushion and at the same time supplies drying energy to the liquid layer 3 applied to the carrier material 2. The exhaust air 16 (or exhaust gas) is discharged through return channels 15. Slots 14 for the gas or air supply and the return channels 15 for the gas or air discharge are alternately arranged in the lower gas or air supply system 11. The upper gas or air supply system 12 has a larger working width than the lower gas or air supply system 11. In the upper gas or air supply system, the supply air 9 or the gas is directed onto the carrier material 2 by baffles 23 and via the carrier material web 24 returned as return flow air 6 or gas. The upper gas or air supply system 12 is divided into sections 7 for the supply and exhaust air or the inflowing or outflowing gas, each section 7 consisting of two filter plates 4 made of porous material. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen einer auf einem bewegten Trägermaterial aufgebrachten Flüssigkeitsschicht, die verdampfbare Lösungsmittelkomponenten und Feststoffkomponenten enthält, mittels eines erwärmten Trocknungsgases.The invention relates to a method and a device for drying a liquid layer, which is applied to a moving carrier material and contains evaporable solvent components and solid components, by means of a heated drying gas.
Bei der Trocknung großflächiger, bahnförmiger Güter, auf denen Flüssigkeitsschichten aufgetragen sind, werden unterschiedliche Trocknungsverfahren und Trocknungsvorrichtungen angewandt. Typische Trocknungsgüter sind beispielsweise Metall- oder Kunststoffbänder, auf denen Flüssigkeitsschichten aufgebracht sind, die in der Regel aus verdampfbaren Lösungskomponenten, die während des Trocknungsprozesses aus dem Flüssigkeitsfilm entfernt werden, und aus nicht-verdampfbaren Komponenten bestehen, die nach der Trocknung auf dem Trägermaterial zurückbleiben.Different drying processes and drying devices are used for drying large, web-shaped goods on which layers of liquid are applied. Typical drying goods are, for example, metal or plastic belts, on which liquid layers are applied, which usually consist of evaporable solution components that are removed from the liquid film during the drying process, and non-evaporable components that remain on the carrier material after drying.
Die Oberflächen der Trägermaterialien erhalten durch die Beschichtung spezielle Eigenschaften, die erst nach dem Trocknungsprozeß in der Form vorliegen, wie sie für die spätere Anwendung erwünscht sind. Als Beispiel hierzu kann die Beschichtung von Metallbändern mit lichtempfindlichen Schichten genannt werden, die zu Druckplatten konfektioniert werden. Die Beschichtung von Metallbän dern oder Kunststoffolien mit Substanzen in Form eines lösungsmittelhaltigen Naßfilms, im folgenden Flüssigkeitsfilm bezeichnet, und dessen anschließende Trocknung stellen somit einen Vorgang dar, der besonderer Anlagen bedarf, um die gewünschte Produktqualität der Schichten sicherzustellen. Wesentlich ist hierbei der Verfahrensschritt der Filmtrocknung als abschließende Verfahrensmaßnahme der Beschichtung.The coating gives the surfaces of the carrier materials special properties which are only present in the form after the drying process, as are desired for later use. An example of this is the coating of metal strips with light-sensitive layers, which are assembled into printing plates. The coating of metal strips dern or plastic films with substances in the form of a solvent-containing wet film, hereinafter referred to as liquid film, and its subsequent drying thus represent a process that requires special equipment to ensure the desired product quality of the layers. The process step of film drying is essential as the final process measure of the coating.
Bei der Trocknung von Flüssigkeitsfilmen auf Trägermaterialien ist es üblich, ein erwärmtes Gas, insbesondere Luft, zum Entfernen der Lösungsmittelkomponenten aus der Filmschicht über die Oberfläche der Trägermaterialien strömen zu lassen. Dabei wird der aufgeheizte Gasstrom in direkten Kontakt mit dem Flüssigkeitsfilm gebracht, der in gleichmäßiger Schichtverteilung auf dem Trägermaterial aufgebracht ist, das eine Trocknungsvorrichtung durchläuft. Um eine schlieren- und melierfreie, getrocknete Filmoberfläche, d.h. eine gleichmäßige Verteilung der zurückbleibenden Komponenten sicherzustellen, werden die Trocknungsanlagen mit Einrichtungen ausgerüstet, die eine günstige bzw. gleichmäßige Verteilung der Luftströmung über dem Flüssigkeitsfilm bewirken sollen. Damit wird eine gleichmäßige Trocknung über die gesamte Breite der beschichteten Bahn angestrebt. Desweiteren weisen bekannte Trocknungsanlagen Einrichtungen zur Minimierung von Störungen der Luftbewegungen auf, die sich, teilweise aufgrund turbulenter Strömungsbewegungen, nachteilig auf die Filmoberfläche auswirken und dort zu Meliererscheinungen führen.When drying liquid films on carrier materials, it is customary to allow a heated gas, in particular air, to flow over the surface of the carrier materials to remove the solvent components from the film layer. The heated gas stream is brought into direct contact with the liquid film, which is applied in a uniform layer distribution on the carrier material, which passes through a drying device. In order to ensure a streak-free and mottled, dried film surface, ie to ensure an even distribution of the remaining components, the drying systems are equipped with devices which are intended to bring about a favorable or uniform distribution of the air flow over the liquid film. The aim is to achieve uniform drying across the entire width of the coated web. Furthermore, known drying systems have devices for minimizing disturbances in the air movements, which, in part due to turbulent flow movements, have a disadvantageous effect on the film surface and lead to mottling there.
Eine übliche Bauweise einer solchen Trocknungsvorrichtung besteht gemäß dem US-Patent 3,012,335 darin, aus einem mit Trocknergas versorgten Gasraum, der über eine bestimmte Länge über der Beschichtungsbahn angeordnet ist, mittels einer Vielzahl von Schlitzen, Düsen, Löchern oder auch porösen Festkörpern den unmittelbaren Gasraum über dem zu trocknenden Flüssigkeitsfilm möglichst gleichmäßig mit Trocknergas zu versorgen. Das kontinuierlich beschichtete Band oder beschichtete Platten auf einem umlaufenden Transportband werden hierbei kontinuierlich und unter Abgabe von Lösungsmitteldampf an die Trocknerluft durch die Trocknungsvorrichtung hindurchgeführt. Hierbei kann die zugeführte Trocknerluft im offenen Kreislauf ständig erneuert bzw. die mit Lösungsmittel angereicherte Luft komplett abgeführt werden. Es kann auch ein Umluftverfahren mit teilweise erneuerter bzw. abgeführter Trocknerluft angewandt werden.According to US Pat. No. 3,012,335, a common construction of such a drying device consists of a gas space supplied with drying gas, which is arranged over a certain length above the coating web, by means of a plurality of slits, nozzles, holes or even porous solids over the immediate gas space to supply the liquid film to be dried with drying gas as evenly as possible. The continuously coated belt or coated plates on a rotating conveyor belt are continuously passed through the drying device with the release of solvent vapor to the dryer air. The dryer air supplied can be constantly renewed in the open circuit or the air enriched with solvent can be completely removed. A circulating air process with partially renewed or discharged dryer air can also be used.
Schwierigkeiten bei der Abführung der Trocknerluft aus dem Trocknungsraum bestehen häufig darin, daß bei quer zur Bandlaufrichtung angeordneten Längsdüsen, oder Längsschlitzen, aufgrund des Druckgefälles bei seitlicher Abströmung, eine Verminderung der Düsenaustrittsgeschwindigkeit in der Mitte von Düsenfeldern von Schlitzdüsentrocknern auftritt und damit auch der Wärme- und Stoffübergang quer zur Bandlaufrichtung beeinflußt wird. Die Folge hiervon ist eine Randübertrocknung, die bei vielen Beschichtungsvorgängen zu unerwünschten Strukturierungen der getrockneten Filme führt.Difficulties in removing the dryer air from the drying room often consist in the fact that with longitudinal nozzles or longitudinal slots arranged transversely to the belt running direction, due to the pressure gradient with lateral outflow, a reduction in the nozzle outlet speed occurs in the middle of the nozzle fields of slot nozzle dryers and thus also the heat and Mass transfer across the belt running direction is affected. The consequence of this is overdrying of the edges, which leads to undesired structuring of the dried films in many coating processes.
In der Fachzeitschrift "Chemie-Ingenieur-Technik", 42. Jahrgang, Heft 14 (1970), S. 927 bis 929, 43. Jahrgang, Heft 8 (1971), S. 516 bis 519 und 45. Jahrgang, Heft 5 (1973), S. 290 bis 294 werden deshalb Optimierungsvorschläge zur konstruktiven Gestaltung von Düsenfeldern in Schlitzdüsentrocknern gegeben, die über die gesamte Bandbreite eines Trockners einen konstanten Wärme- und Stoffübergang gewährleisten sollen. Zur Optimierung von Schlitzdüsentrocknern werden Stoffübergangsmessungen bei Prallströmung aus Schlitzdüsenfeldern mit unterschiedlichen Düsenflächen in einem weiten Bereich der äußeren Einflußgrößen empirisch korreliert. Die gefundene Beziehung wird dazu benutzt, optimale Düsengeometrien bezüglich der Ventilatorleistung pro m² Warenfläche zu ermitteln. Dabei zeigt sich, daß ein konstanter Wärme- und Stoffübergang über die Bahnbreite dadurch erzielt wird, daß die Düsenschlitze kontinuierlich vom Bahnrand zur Mitte hin zunehmende Schlitzweite aufweisen.In the journal "Chemical Engineering Technology", 42.
Beim Trocknen großflächiger Warenbahnen muß oftmals eine hohe Gleichmäßigkeit des Wärme- und Stoffübergangs über die Bahnbreite gefordert werden, um örtliche Übertrocknung und damit verbundene Qualitätsminderung zu vermeiden. In diesen Fällen werden vorzugsweise Schlitzdüsenfelder eingesetzt, in denen die Schlitze quer zur Laufrichtung der Bahn angeordnet sind. Die dabei beobachtete Randübertrocknung in den Schlitzdüsentrocknern mit Abströmung in Schlitzrichtung ist auf die Verteilung der Austrittsgeschwindigkeit längs der Schlitze zurückzuführen. Um diese Randübertrocknung zu vermeiden, folgt für Düsentrockner hieraus unter anderem, daß die Abströmfläche möglichst das 3,5-fache der Düsenaustrittsfläche betragen soll, um eine gleichmäßige Trocknung über die Breite der Warenbahn zu erhalten.When drying large-area webs, high uniformity of heat and mass transfer across the web width must often be required in order to avoid local over-drying and the associated reduction in quality. In these cases, slot nozzle fields are preferably used, in which the slots are arranged transversely to the running direction of the web. The observed overdrying of the edges in the slot nozzle dryers with outflow in the slot direction can be attributed to the distribution of the exit velocity along the slots. In order to avoid this overdrying of the edges, it follows, among other things, for nozzle dryers that the outflow area should be as much as 3.5 times the nozzle exit area in order to obtain uniform drying over the width of the web.
Es ist heute Stand der Technik, in Schwebetrocknern für Folien- oder Metallbänder mit Hilfe eines Tragluftdüsensystems berührungslos eine Oberflächenbehandlung vorzunehmen (Zeitschrift "gas wärme international", Band 24 (1975), Nr. 12, S. 527 bis 531). Es wird dabei die mit Lösungsmittel angereicherte Trocknerluft direkt in den Düsenfeldern wieder abgesaugt, um die unerwünschte Transversalströmung zu beseitigen. Dies ergibt sogenannte Düsentrockner bzw. Prallstrahltrockner, bei denen vor allem die staupunktähnliche Strömung einzelner Düsen nachteilig ist, die sowohl bei laminarer als auch bei turbulenter Strömungsform zu strömungsphysikalischen Instabilitäten neigt, die insbesondere bei niederviskosen Flüssigkeitsfilmen zwangsläufig zu irreversiblen Trocknungsstrukturen führen.It is state of the art today to carry out a surface treatment in suspension dryers for foil or metal strips with the aid of an air jet system without contact (magazine "gas warm international", Volume 24 (1975), No. 12, pp. 527 to 531). The dryer air, which is enriched with solvent, is sucked off directly in the nozzle fields in order to eliminate the undesired transverse flow. This results in so-called nozzle dryers or impact jet dryers, in which the stagnation point-like flow of individual nozzles is disadvantageous, which tends to flow-physical instabilities in both laminar and turbulent flow forms, which inevitably lead to irreversible drying structures, especially in the case of low-viscosity liquid films.
Zur Vermeidung von staupunktartigen Strömungen im Anfangsbereich der Trocknerapparatur wird nach der PCT-Anmeldung WO82/03450 die Trocknerluft aus einem Vorraum über geeignete Einlaßöffnungen und Strömungsabweiser in einen beruhigten Zwischenraum geführt, von dort aus gelangt ein Teil der Trocknerluft über ein in unmittelbarer Nähe zum Flüssigkeitsfilm angeordnetes poröses Filterelement auf die zu trocknende Bahn. Die Wirkungsweise einer solchen Trocknung beruht darauf, daß sich zwischen dem porösen Schutzschild und dem zu trocknenden Flüssigkeitsfilm eine beruhigte, an Lösungsmittel jedoch hoch angereicherte, schwache Luftströmung ausbildet, die durch Austausch mit der über dem porösen Medium transversal abströmenden Restluft ständig erneuert wird und somit, aufgrund der relativ kurzen Baulänge, eine Vortrocknung des Flüssigkeitsfilms mit verminderter Neigung zu Meliererscheinungen erzielt wird.According to PCT application WO82 / 03450, the dryer air is led from a vestibule via suitable inlet openings and flow deflectors into a calm space, from where part of the dryer air passes through a device arranged in close proximity to the liquid film to avoid stagnation point-like flows in the initial area of the dryer apparatus porous filter element on the web to be dried. The mode of operation of such drying is based on the fact that there is between the porous protective shield and the drying liquid film forms a calmed, but highly enriched, weak air flow, which is constantly renewed by exchange with the residual air flowing transversely over the porous medium and thus, due to the relatively short overall length, a predrying of the liquid film with reduced tendency to mottling is achieved .
Diese Art Trocknung ist gekennzeichnet durch überwiegende Diffusion des Lösungsmitteldampf/Luftgemisches durch den porösen Schutzschild, womit bei nahezu vollständig fehlendem konvektivem Abtransport innerhalb des Raumes zwischen Band und Schutzschild eine vollständige Austrocknung des Flüssigkeitsfilms nur bei sehr großen Trocknerlängen oder unter Hinzuschalten nachgeordneter Hilfstrockner möglich wird.This type of drying is characterized by the predominant diffusion of the solvent vapor / air mixture through the porous protective shield, which means that if there is almost no convective removal within the space between the belt and the protective shield, the liquid film can only dry out completely if the dryer lengths are very large or by adding downstream auxiliary dryers.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung so weit zu entwickeln, daß ein Lösungsmittel einer Flüssigkeitsschicht auf einem bewegten Trägermaterial in einem ersten Trocknungsschritt so rasch und ausreichend verdampft, daß die Flüssigkeitsschicht gegen Verblasungen in einem nachfolgenden Trocknungsschritt unempfindlich ist.The object of the invention is to develop a method and an apparatus to such an extent that a solvent of a liquid layer on a moving carrier material evaporates so quickly and sufficiently in a first drying step that the liquid layer is insensitive to blowing in a subsequent drying step.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art derart gelöst, daß das Trägermaterial entlang einer Bahn freischwebend auf einem Tragepolster aus dem Trocknungsgas, das gegen die Unterseite des Trägermaterials anströmt, geführt wird, daß durch das erwärmte Trocknungsgas ein großer Teil der Lösungsmittelkomponenten verdampft und daß die Dämpfe der Lösungsmittelkomponenten von der Oberseite des Trägermaterials mit Hilfe von Gas abgeführt werden.This object is achieved by a method of the type described in the introduction in such a way that the carrier material floats freely along a path on a support pad from the drying gas, which is against the Flows on the underside of the carrier material, is carried out that a large part of the solvent components evaporates through the heated drying gas and that the vapors of the solvent components are removed from the top of the carrier material with the aid of gas.
Dabei läuft das Trägermaterial waagerecht oder entlang einer gekrümmten Bahn durch die Trocknungszone hindurch und trägt auf seiner Oberseite die zu trocknende Flüssigkeitsschicht.The carrier material runs horizontally or along a curved path through the drying zone and carries the liquid layer to be dried on its top.
In Ausgestaltung des Verfahrens ist das Trocknungsgas Luft, die aufgeheizt wird und die Trocknungsenergie für die Flüssigkeitsschicht dem Trägermaterial zuführt, und sind die Luftzufuhrsysteme auf der Oberseite und der Unterseite des Trägermaterials voneinander getrennt.In one embodiment of the method, the drying gas is air, which is heated up and supplies the drying energy for the liquid layer to the carrier material, and the air supply systems on the top and the bottom of the carrier material are separated from one another.
Bei dem Verfahren werden die beiden Gas- bzw. Luftzufuhrsysteme offen gegeneinander betrieben, und seitlich ausströmende(s) Überschußgas bzw. Überschußluft des oberen Gas- bzw. Luftzufuhrsystems wird von dem Abgas bzw. der Abluft des unteren Gas- bzw. Luftzufuhrsystems abgeführt. Zweckmäßigerweise wird dabei die Arbeitsbreite des Gas- bzw. Luftzufuhrsystems auf der Oberseite der Trägermaterialbahn breiter als die Breite des Gas- bzw. Luftzufuhrsystems auf der Unterseite der Trägermaterialbahn gewählt.In the method, the two gas or air supply systems are operated openly against one another, and excess gas or excess air flowing out laterally of the upper gas or air supply system is discharged from the exhaust gas or exhaust air of the lower gas or air supply system. The working width of the gas or air supply system on the upper side of the carrier material web is expediently chosen to be wider than the width of the gas or air supply system on the underside of the carrier material web.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Luft durch das obere Luftzufuhrsystem laminar und gleichmä ßig zugeführt, wobei die Differenzgeschwindigkeit zwischen dem Trägermaterial und der Luft von der Antragstelle für die Flüssigkeitsschicht bis zum Ende der Vortrocknung weniger als 0,25 m/ sec beträgt.In a further embodiment of the method, the air is laminar and even through the upper air supply system ßig supplied, the difference in speed between the carrier material and the air from the application for the liquid layer to the end of the pre-drying is less than 0.25 m / sec.
Dabei wird das Verfahren entweder in der Weise angewandt, daß das Trägermaterial horizontal eben geführt und das Gas- bzw. Luftzufuhrsystem auf der Unterseite des Trägermaterials horizontal und eben ausgerichtet wird, oder daß das Trägermaterial gekrümmt geführt und das Gas- bzw. Luftzufuhrsystem auf der Unterseite des Trägermaterials mit der gleichen Krümmung wie das Trägermaterial ausgerichtet wird.The method is used either in such a way that the carrier material is guided horizontally flat and the gas or air supply system on the underside of the carrier material is aligned horizontally and flat, or that the carrier material is guided in a curved manner and the gas or air supply system on the underside of the carrier material is aligned with the same curvature as the carrier material.
Eine Vorrichtung zum Trocknen einer auf einem bewegten Trägermaterial aufgebrachten Flüssigkeitsschicht, die verdampfbare Lösungsmittelkomponenten und Feststoffkomponenten enthält, mittels eines erwärmten Trocknungsgases bzw. Trocknungsluft, zeichnet sich dadurch aus, daß unterhalb und oberhalb eines bewegten Trägermaterials, auf das eine Antragseinrichtung eine Flüssigkeitsschicht aufträgt, je ein Gas- bzw. Luftzufuhrsystem angeordnet ist, und daß das Trägermaterial freischwebend entlang einer Bahn auf einem von dem unteren Gas- bzw. Luftzufuhrsystem erzeugten Tragepolster durch die Trocknungszone geführt ist.A device for drying a liquid layer applied to a moving carrier material, which contains vaporizable solvent components and solid components, by means of a heated drying gas or drying air, is characterized by the fact that below and above a moving carrier material to which an application device applies a liquid layer, one each Gas or air supply system is arranged, and that the carrier material is guided freely floating along a path on a support pad generated by the lower gas or air supply system through the drying zone.
In Weiterbildung der Vorrichtung weist das untere Gas- bzw. Luftzufuhrsystem quer zur Laufrichtung des Trägermaterials angeordnete Schlitze für die Gas- bzw. Luft zufuhr und Rücksaugkanäle für die Gas- bzw. Luftabfuhr auf und wechseln die Schlitze und die Rücksaugkanäle einander ab, um das Gas bzw. die Luft, das bzw. die aus den links und rechts von einem Rücksaugkanal angeordneten Schlitzen austritt, zwischen dem Trägermaterial und der Oberseite des Gas- bzw. Luftzufuhrsystems in den Rücksaugkanal abzuführen.In a further development of the device, the lower gas or air supply system has slots for the gas or air arranged transversely to the running direction of the carrier material supply and return channels for gas or air discharge and alternate the slots and the return channels to each other to the gas or air that emerges from the slots arranged on the left and right of a return channel between the carrier material and the Drain the top of the gas or air supply system into the return duct.
Die weitere Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 10 bis 19.The further embodiment of the device according to the invention results from the features of
Die Erfindung wird im folgenden anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, mit waagerechter Trägermaterialbahn,
- Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung, ähnlich der ersten Ausführungsform, jedoch mit gekrümmt verlaufender Trägermaterialbahn,
- Fig. 3 einen Querschnitt durch die erste Ausführungsform nach
Figur 1, entlang der Linie I-I, - Fig. 4 schematisch einen Längsschnitt durch das untere Gas- bzw. Luftzufuhrsystem einer dritten Aus führungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,
- Fig. 5 einen Längsschnitt durch das untere Gas- bzw. Luftzufuhrsystem einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung, mit gekrümmter anstelle waagerechter Bahnführung des Trägermaterials,
- Fig. 6 schematisch einen Längsschnitt durch das untere Gas- bzw. Luftzufuhrsystem einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,
- Fig. 7 schematisch einen Längsschnitt durch das untere Gas- bzw. Luftzufuhrsystem einer sechsten Ausführungsform der Vorrichtung, ähnlich der
Figur 6, mit gekrümmter anstelle waagerechter Trägermaterialbahn, und - Fig. 8 den Zusammenhang zwischen dem Bandzug Z auf die Trägermaterialbahn und dem Auflagedruck P der Trägermaterialbahn auf das Gas- bzw. Lufttragepolster bzw. den Zusammenhang zwischen der Laufgeschwindigkeit der Trägermaterialbahn und dem Auflagedruck P.
- 1 schematically shows a longitudinal section of a first embodiment of the device according to the invention, with a horizontal carrier material web,
- 2 schematically shows a longitudinal section of a second embodiment of the device, similar to the first embodiment, but with a curved web of carrier material,
- 3 shows a cross section through the first embodiment according to FIG. 1, along the line II,
- Fig. 4 schematically shows a longitudinal section through the lower gas or air supply system of a third off embodiment of the device according to the invention,
- 5 shows a longitudinal section through the lower gas or air supply system of a fourth embodiment of the device, with curved instead of horizontal web guidance of the carrier material,
- 6 schematically shows a longitudinal section through the lower gas or air supply system of a fifth embodiment of the device according to the invention,
- Fig. 7 schematically shows a longitudinal section through the lower gas or air supply system of a sixth embodiment of the device, similar to Figure 6, with curved instead of horizontal carrier material web, and
- 8 shows the relationship between the strip tension Z on the carrier material web and the contact pressure P of the carrier material web on the gas or air-bearing cushion or the relationship between the running speed of the carrier material web and the contact pressure P.
In Figur 1 ist schematisch ein Längsschnitt einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 1 nach der Erfindung dargestellt. Ein Trägermaterial 2 ist um eine Walze 13 herumgeführt und läuft horizontal durch die Vorrichtung 1 bis zu einer weiteren Walze 13, um die das Trägermaterial 2 aus der Horizontallage in eine Vertikallage umgelenkt wird. Im Bereich der ersten Walze 13 befindet sich eine Antragseinrichtung 5, beispielsweise eine Breitschlitzdüse, durch die eine Flüssigkeitsschicht 3 auf das Trägermaterial 2 aufgetragen wird. Die Flüssigkeitsschicht 3 enthält verdampfbare Lösungsmittelkomponenten und Feststoffkomponenten, die beispielsweise lichtempfindlich sind. Die Erfindung wird anhand einer Vorrichtung beschrieben, in der eine Flüssigkeitsschicht getrocknet wird, deren Feststoffkomponenten licht- bzw. fotoempfindliche Massen sind, die auf einem Metallband kontinuierlich aufgetragen und getrocknet werden. Jedoch ist die Erfindung keineswegs auf lichtempfindliche Schichten beschränkt, sondern kann vielmehr auch zum Trocknen anderer Flüssigkeitsschichten eingesetzt werden, die empfindlich gegen Verblasungen durch Luft- oder Gasströmungen sind. Desweiteren können anstelle von Metallbändern ebenso Folien-, Papierbänder oder dergl. das Trägermaterial bilden.In Figure 1, a longitudinal section of a first embodiment of a
Die Antragseinrichtung 5 ist beispielsweise in 9-Uhr-Stellung nahe der ersten Walze 13 angeordnet. Das Trägermaterial 2 mit der darauf befindlichen Flüssigkeitsschicht 3 wird entlang einer horizontal verlaufenden Trägermaterialbahn 24 durch die Vorrichtung 1 geführt. Unterhalb und oberhalb der Trägermaterialbahn 24 befindet sich jeweils ein Luft- bzw. Gaszufuhrsystem 11 bzw. 12. Das untere Gas- bzw. Luftzufuhrsystem 11 weist eine geringere Breite als das obere Gas- bzw. Luftzufuhrsy stem 12 auf. Wenn weiterhin von den Luftabfuhr- und Luftzufuhrsystemen allein die Rede ist, so schließen diese Begriffe stellvertretend auch Gasabfuhr- und Gaszufuhrsysteme, beispielsweise für Inertgase, ein. Beide Luftzufuhrsysteme sind jeweils in nicht näher bezeichneten Gehäusen untergebracht. Das Trägermaterial 2 wird freischwebend durch eine Trocknungszone 21 der Vorrichtung 1 entlang der Trägermaterialbahn 24 mittels eines Lufttragepolsters geführt, das von dem unteren Luftzufuhrsystem 11 erzeugt wird. Hierzu weist das untere Luftzufuhrsystem 11 quer zur Laufrichtung des Trägermaterials 2 angeordnete Schlitze 14 auf, durch die Zuluft 8 gegen die Unterseite des Trägermaterials 2 anströmt. Diese Zuluft 8 des unteren Luftzufuhrsystems 11 ist im allgemeinen Heißluft. Neben den Schlitzen 14 befinden sich Rücksaugkanäle 15 in der Oberseite des Luftzufuhrsystems 11, durch welche die Ablauft 16 abgesaugt wird. Die Schlitze 14 und die Rücksaugkanäle 15 sind abwechselnd angeordnet, so daß die Zuluft 8 aus den links und rechts von einem Rücksaugkanal 15 befindlichen Schlitzen 14 zwischen der Unterseite des Trägermaterials 2 und der Oberseite des Luftzufuhrsystems 11 entlang der Unterseite des Trägermaterials in Richtung des zugehörigen Rücksaugkanals 15 strömt. Dadurch kommt es zu einer rückseitigen Aufheizung des beschichteten Trägermaterials 2 mit Heißluft, durch welche die notwendige Trocknungsenergie zugeführt wird, die zu einem schnellen Verdampfen des größten Anteils der Lösungsmittelkomponenten führt. Die auf der Oberseite der Trägermaterialbahn 24 bzw. der Oberseite des beschichteten Trägermaterials 2 entstehenden Lösungsmitteldämpfe werden durch das obere Luftzufuhrsystem 12 abtransportiert. Dieses ist in Abschnitte 7 für die Zuluft 9 und die Abluft 6 unterteilt, bei der es sich um die mit Dämpfen der Lösungsmittelkomponenten angereicherte Rückströmluft handelt. Jeder Abschnitt 7 besteht aus zwei Filterplatten 4 aus einem mit Poren versehenen Material, wobei zwischen diesen beiden Filterplatten 4 ein Spalt 22 offengelassen ist. Die Zuluft 9 wird durch Leitbleche 23 auf das beschichtete Trägermaterial 2 gelenkt und über die Oberfläche der Trägermaterialbahn 24 als Abluft bzw. Rückströmluft 6 zurückgeführt. Die Leitbleche 23 sind auf der Unterseite der Abschnitte 7 leicht nach innen gekrümmt und paarweise angeordnet, wobei sie mit den Seitenkanten der Filterplatten 4 eines Abschnitts 7 abschließen. Oberhalb der Filterplatten 4 sind die Leitbleche senkrecht angeordnet. Die Vorrichtung 1 arbeitet nach dem Prinzip der rückseitigen Aufheizung des beschichteten Trägermaterials 2 mit Heißluft und schichtseitigem Abstransport der Dämpfe der Lösungsmittelkomponenten mit schichtschonender Luftführung auf der Oberseite des Trägermaterials 2. Die Trocknung ist dann abgeschlossen, wenn ausreichend Lösungsmittelkomponenten verdampft sind, so daß die auf dem Trägermaterial 2 zurückbleibenden Feststoffkomponenten eine Schicht bilden, die bei einer nachfolgenden Trocknung gegen Verblasung durch Gas- bzw. Luftströmungen weitgehend unempfindlich geworden ist. Selbstverständlich kann anstelle von Luft auch ein sonstiges Gas, wie beispielsweise Stickstoff, zur Trocknung verwendet werden.The
Entsprechend der gewünschten Trocknungsgeschwindigkeit werden beliebig viele Abschnitte 7 im oberen Luftzufuhrsystem 12 vorgesehen, über welche Zuluft zugeführt wird und Abluft abströmt. Die durch die porigen Materialien der Filterplatten 4 strömende Zu- und Abluft ist laminar und gleichmäßig, wobei die Differenzgeschwindigkeit zwischen dem beschichteten Trägermaterial 2 und der Zuluft 9 von der Antragseinrichtung 5 bis zum Ende der Vortrocknungszone 21 weniger als 0,25 m/sec beträgt. Dadurch wird sichergestellt, daß es zu keiner Schichtverblasung der Flüssigkeitsschicht 3 kommt. Die mit den Dämpfen der Lösungsmittelkomponenten angereicherte Rückström- bzw. Abluft 6 wird durch das obere Luftzufuhrsystem 12 beispielsweise einem nicht gezeigten Kondensor für die Lösungsmittelkomponentendämpfe zugeführt, in welchem die Dämpfe zu den flüssigen Lösungsmittelkomponenten kondensieren und entweder wieder aufgearbeitet oder nach entsprechender Behandlung in umweltschonende Produkte für die Deponierung aufgespaltet werden können.According to the desired drying speed, any number of
Da die Arbeitsbreite des oberen Luftzufuhrsystems 12 immer größer als die Arbeitsbreite des unteren Luftzufuhrsystems 11 und somit auch größer als die größte Trägermaterialbreite ist, wird eine ungestörte Luftbewegung über dem beschichteten Trägermaterial 2 erhalten. Die spezielle Ausgestaltung des unteren Luftzufuhrsystems 11 mit den Schlitzen 14 und den Rücksaugkanälen 15 gewährleistet einen ruhigen und vibrationsfreien Bandlauf des beschichteten Trägermaterials 2 entlang der Trägermaterialbahn 24.Since the working width of the upper
Bei der in Figur 2 schematisch gezeigten zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 1 verläuft die Trägermaterialbahn 25 in einem Bogen mit geringer Krümmung. Die Luftzufuhrsysteme 11 und 12 sind gleichfalls gekrümmt und im Abstand zu der gekrümmten Trägermaterialbahn 25 angeordnet. Alle übrigen Baueinheiten dieser zweiten Ausführungsform entsprechen weitgehend den Bauteilen der ersten Ausführungsform und werden daher nicht nochmals beschrieben.In the second embodiment of the
Die in Figur 3 gezeigte Querschnittsdarstellung entlang der Linie I-I der Figur 1 läßt erkennen, daß die beiden Luftzufuhrsysteme 11 und 12 gegeneinander offen ausgebildet sind und nur durch eine Trennwand 27 mit einer Öffnung 26 und das beschichtete Trägermaterial 2 über der Öffnung 26 voneinander getrennt sind. Die Zuluft 8 des unteren Luftzufuhrsystems 11 wird durch das mit der Flüssigkeitsschicht 3 beschichtete Trägermaterial 2 und durch seitliche Abdeckbleche 10 daran gehindert, direkt in die Oberluftzone 19 einzuströmen. Die geringen Mengen an Luft, die seitlich und an den Rändern des Trägermaterials 2 und den Abdeckblechen 10 als Überschußluft 20 aus einer Unterluftzone 28 in die Oberluftzone 19 einströmen, werden von der Abluft bzw. Rückstromluft 6 des oberen Luftzufuhrsystems 12 abtransportiert. Umgekehrt gilt, daß Überschußluft des oberen Luftzufuhrsystems von der Abluft des unteren Luftzufuhrsystems abgeführt wird.The cross-sectional illustration shown in FIG. 3 along the line I-I in FIG. 1 shows that the two
Die in den Figuren 4 und 5 gezeigten unteren Luftzufuhrsysteme einer dritten und vierten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung unterscheiden sich nur dadurch, daß bei der dritten Ausführungsform das Trägermaterial 2 entlang einer ebenen waagerechten Trägermaterialbahn 24 geführt ist und bei der vierten Ausführungsform die Trägermaterialbahn 25 und ebenso das untere Luftzufuhrsystem 11 leicht gebogen sind. Sowohl bei der dritten als auch bei der vierten Ausführungsform umfaßt das Luftzufuhrsystem 11 eine Anzahl von zylindrischen Körpern 17, die in Querrichtung zur Trägermaterialbahn 24 bzw. 25, mit Abstand zueinander, angeordnet sind. Durch die Spalte zwischen den zylindrischen Körpern 17 hindurch kann die Zuluft 8 zu- bzw. die Abluft 16 abströmen. Bei der vierten Ausführungsform nach Figur 5 sind die zylindrischen Körper 17, mit Abstand zueinander, entlang einem Bogen angeordnet, der die gleiche Krümmung wie die Trägermaterialbahn 25 hat. Die zylindrischen Körper 17 werden durch die zuströmende, heiße Zuluft 8 erwärmt, wodurch sich ein derartiges Luftzufuhrsystem 11 durch eine besonders gute und gleichmäßige Aufheizung des Trägermaterials 2 auszeichnet.The lower air supply systems of a third and fourth embodiment shown in Figures 4 and 5 of the device according to the invention differ only in that in the third embodiment the carrier material 2 is guided along a flat horizontal
Figur 6 zeigt ein unteres Luftzufuhrsystem 11 einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung, das Lufteinströmplatten 18 aus porigem Material umfaßt. Die Trägermaterialbahn 24 verläuft eben und waagerecht, ebenso ist das Luftzufuhrsystem 11 waagerecht ausgebildet. Die Zuluft 8 des Luftzufuhrsystems 11 tritt durch den porigen Werkstoff der ebenen Lufteinströmplatten 18 in Richtung zur Unterseite des Trägermaterials 2 aus und strömt als Abluft 16 in Rücksaugkanälen 15 ab, die zwi schen den Platten 18 und an den Außenkanten der Platten vorhanden sind. Die Rücksaugkanäle 15 sind zwischen den Einströmzonen quer zur Laufrichtung der Trägermaterialbahn 24 angeordnet. Die sechste Ausführungsform des unteren Luftzufuhrsystems 11 nach Figur 7 unterscheidet sich von der Figur 6 nur dadurch, daß das Luftzufuhrsystem und ebenso die Trägermaterialbahn 25 leicht gebogen sind. Das Luftzufuhrsystem 11 weist dementsprechend gekrümmte Lufteinströmplatten 29 auf, die die gleiche Krümmung wie die Trägermaterialbahn 25 besitzen. Die Lufteinströmplatten 29 sind im Abstand voneinander angeordnet, und die Abluft 16 strömt durch Rücksaugkanäle 15 ab, die zwischen den Platten 29 sowie an den Außenkanten der Platten angebracht sind.FIG. 6 shows a lower
Die zu den unteren Luftzufuhrsystemen 11 nach den Figuren 4 bis 7 gehörenden oberen Luftzufuhrsysteme 12 gleichen dem oberen Luftzufuhrsystem 12 nach Figur 1 bzw. Figur 2 und sind daher nicht nochmals dargestellt. Die hier beschriebenen unteren Luftzufuhrsysteme 11 arbeiten mit einem Lufttragepolster ohne mechanische Stützelemente für die Unterseite des Trägermaterialbandes. Bei horizontaler Bahnführung ist eine genaue Abstimmung der Luftströmungsverhältnisse über und unter der Trägermaterialbahn notwendig, um zu einem ruhigen und vibrationsfreien Bandlauf zu kommen. Die gebogene oder gekrümmte Bahnführung des Trägermaterialbandes zeigt eine bessere Bahnstabilisierung als die horizontale Bahnführung und führt ohne großen Aufwand zu vibrationsfreiem und ruhigem Lauf des Trägermaterialbandes.The upper
Figur 8 zeigt den graphischen Zusammenhang zwischen der Auflagekraft P des Bandes auf dem Tragluftpolster, dem Bandzug Z und der Luftgeschwindigkeit v der Zuluft, die gegen die Unterseite des Trägermaterialbandes, bei leicht gekrümmter Trägermaterialbahn, anströmt. Für das Kräftegleichgewicht eines Bandes auf leicht gekrümmter Führungsbahn mit Tragluftpolster gilt die Beziehung:
Dem Auflagedruck P des Trägermaterialbandes muß mit mindestens der gleichen Kraft das Tragluftpolster der Zuluft des unteren Luftzufuhrsystems entgegenwirken, um den Kontakt zwischen dem Trägermaterialband und der Oberseite des unteren Luftzuführungssystems zu vermeiden. Die Tragluft strömt unter dem Trägermaterialband in die Rücksaugkanäle, wie voranstehend beschrieben wurde. Dies geschieht mit der dem pneumatischen Druck des Tragluftpolsters entsprechenden Luftgeschwindigkeit v, für welche die Bernoulli-Gleichung gilt:
Figur 8 zeigt einen linearen Zusammenhang zwischen dem Bandzug Z und der Auflagekraft P, mit den Parametern D₁ und D₂ gleich den Durchmessern unterschiedlich gekrümmter Trägerschichtbahnen 25. Bei gleicher Auflagekraft P₁ muß, mit größer werdendem Durchmesser D₁ > D₂, der Bandzug Z₁ größer Z₂ gewählt werden. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß, je stärker die Krümmung bzw. je kleiner D ist, umso stabiler ist die Bandführung bei kleiner Auflagekraft bzw. kleiner Luftgeschwindigkeit v.Figure 8 shows a linear relationship between the tape tension Z and the contact force P, with the parameters D₁ and D₂ equal to the diameters of differently curved
Bei den üblichen Beschichtungen mit Flüssigresist sind im allgemeinen mehr als zwei Drittel der Trocknungsenergie für das Aufheizen des beispielsweise 0,3 mm dicken Aluminiumbandes erforderlich, und nur der Rest der Trocknungsenergie steht für die Verdampfung der Lösungsmittelkomponenten zur Verfügung. Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß durch die rückseitige Aufheizung des Aluminiumbandes bzw. des Trägermaterialbandes weit mehr Trocknungsenergie für die Verdampfung der Lösungsmittelkomponenten aufgebracht wird als bei den herkömmlichen Trocknungsvorrichtungen.With conventional coatings with liquid resist, more than two thirds of the drying energy is generally required for heating the aluminum strip, for example 0.3 mm thick, and only the rest of the drying energy is available for the evaporation of the solvent components. The advantage of the invention is that the back heating of the aluminum strip or the carrier material strip means that far more drying energy is applied for the evaporation of the solvent components than in the conventional drying devices.
Bei den meisten Flüssigresistbeschichtungen ist die Verblasungsunempfindlichkeit erst gewährleistet, wenn bereits ca. 70 % der Lösungsmittelkomponenten aus der Flüssigresistschicht verdampft sind.With most liquid resist coatings, insensitivity to blowing is only guaranteed when approx. 70% of the solvent components have already evaporated from the liquid resist layer.
Sind die Abluftgeschwindigkeit v1 und die Banddicke S bekannt, so läßt sich überschlägig die erforderliche Trocknungsenergie berechnen.If the exhaust air velocity v1 and the strip thickness S are known, the required drying energy can be roughly calculated.
Das Trägermaterial kann bei sämtlichen Vorrichtungen auch abgestützt, d.h. nicht freischwebend, geführt sein.The carrier material can also be supported on all devices, i.e. not floating, being led.
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