EP0584674B1 - Apparatus for coating a web - Google Patents
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- EP0584674B1 EP0584674B1 EP93112999A EP93112999A EP0584674B1 EP 0584674 B1 EP0584674 B1 EP 0584674B1 EP 93112999 A EP93112999 A EP 93112999A EP 93112999 A EP93112999 A EP 93112999A EP 0584674 B1 EP0584674 B1 EP 0584674B1
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- European Patent Office
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- coating
- duct
- nozzle
- carrier material
- subatmospheric pressure
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
- G03C1/00—Photosensitive materials
- G03C1/74—Applying photosensitive compositions to the base; Drying processes therefor
-
- 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
- B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
- B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
- B05C5/0254—Coating heads with slot-shaped outlet
- B05C5/0266—Coating heads with slot-shaped outlet adjustable in length, e.g. for coating webs of different width
Definitions
- the invention relates to a device for coating a strip-shaped carrier material, which is passed over a rotating coating roller with a coating nozzle, through the coating gap a layer on the carrier material can be applied and with a device for exerting negative pressure on the applied Layer, wherein a pressure chamber is present in the interior of the which leads a distribution channel to the outside.
- Such a device is known from US-A-3,640,752, which describes a method and describes a device for coating a carrier material, in which gas through a slot tangentially to the substrate in the opposite direction the movement of the carrier material is guided.
- the gas serves the air layer on the carrier material and those adhering to the surface of the carrier material Remove dust and pressure in a room below the job site to reduce the layer to be applied to the carrier material.
- a special facility for generating a vacuum and a vacuum channel provided for this purpose are not known from this document.
- LU-A-0 057 983 describes an apparatus for applying a layer on a Material web that is guided over support rollers.
- the device consists of a Spreading shoe and an extrusion head. Between the petting shoe and the Back-up roller is a passage gap for the layer to be applied.
- a Sealing device prevents air from being carried through the material web into the Brush zone and consists of either an elongated slot in the shoe on the inlet side into the passage gap tangentially against the inlet direction the web is set, formed, or from a weather strip, which on Is attached and in slight frictional contact with the material web stands.
- the elongated slot mentioned above counteracts air under pressure guides the web of material, thereby preventing that of the web of material Enter entrained air layer in the gap between the coating and material web can. There are no facilities provided that a negative pressure in the area of could exert coating gap on the layer to be applied.
- US-A 4,445,458 is an extrusion coating device for the application a coating solution on a strip material moving over a roller known with a trigger nozzle that has an inclined trigger surface, the angle between the withdrawal surface and the axis of the extrusion slot is an obtuse angle.
- the extrusion coating device is with a vacuum box equipped with the greater belt speed of the strip material entrained air should reduce the contact of the meniscus of the coating solution to not destroy the tape.
- the vacuum is with a not described in detail Vacuum pump generated outside the vacuum box. Form and the sealing of the vacuum box is not described in detail.
- U.S. Patent 2,681,294 are methods for coating strip materials described.
- the coating facilities own one vacuum box each with a Drainage line is connected to excess coating solution to derive.
- the coating device with the vacuum box and the dryer in one Hyperbaric chamber.
- the vacuum box of the coating facility has a connection to the outside air, the cross section of this connection being adjustable, so that the differential pressure at the meniscus of the coating solution is adjustable.
- the device described in DE-A - 33 09 343 for applying at least one pouring layer on one moving, sheet-shaped base has a the rotating casting roller guiding the base.
- a G corder is only separated by a gap, near the Casting roller arranged.
- a suction device with a Housing has one from the gap to a partition extending vacuum chamber and one of the partition wall extending to an end wall Suction chamber on.
- the partition and / or the end wall are adjustable in the circumferential direction.
- the vacuum chamber and the suction chamber are bypassed connected with each other.
- By moving the Partition and / or end wall are the volumes of the Vacuum and suction chamber changed. This Volumes form together with the bypass and the Pneumatic columns to the coating belt Vibrating system.
- By changing the volumes Changed resonance frequencies and by varying the Bypasses the damping can be changed.
- a rotating vacuum chamber Air roller which is a source of interference for uniformity of the coating.
- the Pressure chamber is above the coating gap arranged, and the angle between the lowest Section of the slideway and the tangent to the Coating roller in the area of the coating gap lies between 170 ° and 180 °.
- the vacuum space is countered by moving webs Normal pressure in the area of the coating roller and Band material through one or more narrow gaps or separated by adjacent seals.
- the adjacent seals can be worn or worn Surface defects of the coating roller or the Guide tape material.
- These high amounts of air entering change, depending according to the width and thickness of the strip material, so that the Vacuum or the gap seal each new must be set.
- the air volumes are furthermore the cause of turbulence and Vibrations that affect the coating meniscus, i.e. the Application bead of the coating solution can.
- the object of the invention is a coil coating system with a device to create a negative pressure so that it without the usual Vacuum box is equipped and a largely vibration and cross flow free Negative pressure generated.
- This object is achieved in such a way that in operation a nozzle wall is attached to the inside of the device with a portion of the substrate forms a vacuum channel on the coating roller and that the distribution channel narrows and merges into a Laval nozzle that extends across the entire coating width of the carrier material and at their narrowest cross section with a Diffuser part of an outlet channel is connected, so that when in operation a gas stream with excess pressure in opposite direction to the running direction of the carrier material tangential to the Vacuum channel emerges from the outlet channel, a vacuum in the vacuum channel is produced.
- the nozzle wall is held in place with the aid of magnets, which are embedded in an upper part of the facility.
- the nozzle wall runs thereby vertically downwards and is level.
- the advantage is achieved that Vacuum is generated directly or at the point where there is an immediate need, which means longer distances and thus vibrating columns of air can be avoided.
- Another advantage of the invention includes in this, that no sealing is required and so Instabilities can be avoided so that interference excluded are. It is also advantageous that the Cleaning the device according to the invention, in Comparison to known systems, due to the simple design is easy to do.
- FIG 1 The principle of a device is illustrated in FIG 1 for generating a vacuum at an application layer 5 explained.
- the generation of negative pressure lies the principle of known water or Steam jet pump.
- Through a channel of Device 1 is compressed air in the direction of arrow A passed through and emerges from a Laval nozzle 15 along the circumference of a coating roller 3.
- a device is located above the device 1 Coating nozzle 2, from the coating gap
- Application layer 5 in the coating gap Meniscus forms, applied to a carrier material 4 is that over the coating roller 3 upwards is led.
- the Laval nozzle 15 is designed in such a way that only half of the full nozzle is used is used, this half used spatially divided is that a slit-shaped cross section in the nozzle arises, which extends over the application range of the Backing material 4 on the coating roller 3 extends.
- the plane of symmetry of the Laval nozzle 15 falls with the inner wall of the device 1, which the Opposite circumferential surface of the coating roller 3, together. From the Laval nozzle 15 escaping compressed air becomes a suction or negative pressure above the Laval nozzle 15 on the meniscus Application layer 5 or on the application layer as exercised such.
- Figure 2 shows the device 1 for perspective Vacuum generation on a coating roller 3, via which the carrier material to be coated 4 is led.
- the supply of the device 1 with Compressed air is supplied via a distribution unit 23.
- the distribution unit 23 is symmetrical Compressed air via inflow openings 13 and 22 of the Device 1 fed.
- Slidable seals 27 serve to limit the exit width of the Compressed air.
- the coating nozzle 2 is not shown.
- the device 1 is shown in FIG shown in section on a coating roller 3.
- the carrier material 4 for example a plastic, Paper or metal tape, is over the coating roller 3 led.
- An arrow 6 shows the Running direction of the carrier material 4, which is about moved the circumference of the coating roller 3 upwards.
- the coating nozzle 2 is located above the Device 1, so that the application layer 5, which from the coating nozzle 2 emerges from the device 1 is led away.
- the device 1, so to speak represents a vacuum nozzle consists of a lower part 8, an upper part 7 and one Nozzle wall 9.
- the upper part 7 and the lower part 8 are through Screws 11 connected together.
- the nozzle wall 9 is of magnets 10, which are embedded in the upper part 7 are held.
- a pressure chamber 24 Inside the device 1, i.e. in the lower part 8, there is a pressure chamber 24, the two each other opposite end inflow openings 13, 22, via which, as shown in FIG. 2 compressed air was fed symmetrically becomes.
- the pressure chamber is supplied with compressed air from 2.5 to 3.8 bar applied.
- Figure 3 is the Inflow opening 13 in cross section of lower part 8 indicated.
- the compressed air supplied flows from the Pressure chamber 24 through a distribution channel 14, the narrows upwards towards the Laval nozzle 15 which extends across the entire coating width.
- the Laval nozzle 15 is from the lower piece of the Nozzle wall 9 and from the inner wall 26 of the lower part 8 the device 1 limited. This inner wall 26 is inclined to the vertical and diverging downwards.
- the sliding seals are in the distributor channel 14 27, which is shown schematically in FIG. 3 are indicated by dashed lines, and which the length of the Gap of the Laval nozzle 15 of the coating width adjust the carrier material 4.
- the sliding Seals 27 cover the inflow of compressed air Laval nozzle 15 from.
- the Laval nozzle 15 At a narrowest cross section 16 of the Laval nozzle 15 include a short diffuser portion 20 and Exit channel 19 in which the Compressed air flowing out of the Laval nozzle 15 with the Air from a vacuum channel 18 and with the the carrier material 4 entrained air molecules mixed.
- the outlet channel 19 is at a distance and below the coating gap 25 of the coating nozzle 2 arranged.
- the diffuser part 20 goes in the outlet channel 19 over, which is down expanded.
- the vacuum channel 18 connects the Outlet channel 19 with a suction zone 17 near the Meniscus of application layer 5, which this at Transition from the gap of the coating nozzle 2 forms the carrier material 4.
- the wall of the vacuum channel 18 is on the one hand of the moving carrier material 4 and on the other hand formed by the nozzle wall 9.
- the cross section of the Laval nozzle 15 increases in Direction towards the diffuser part 20 of the outlet channel 19.
- the nozzle wall 9 runs vertically downwards and is flat, while the inner wall 26 of the Lower part 8 of the device 1, as already above was mentioned, runs obliquely to the vertical and diverged downwards.
- a measuring channel 21 for Measurement of the prevailing in the vacuum channel 18 Vacuum which is generally up to 7 mbar.
- the negative pressure arising in the outlet channel 19 acts via the vacuum channel 18 to the suction zone 17 in Area of the meniscus of application layer 5.
- the coating is stabilized and only that Coating with application layers that are low Having wet film weight allows.
- the compressed air fed into the device 1 occurs in a way that laterally from the A vacuum is created at the outlet and as a result a current is exerted on an air layer that adheres to the carrier layer 4.
- the Pressure chamber in individually segmented distribution chambers be divided, which then optionally with compressed air can be acted upon, so that in fact the length of the Laval nozzle gap to the respective one existing coating width can be adjusted.
- the device 1 can not only generate a Negative pressure used on a carrier layer 4 but also to remove air pockets when rolling up tapes or plastic films be applied. It is also possible that Compressed air fed into an AC corona discharge suspend, causing ionization the compressed air comes, which then moved the upward Backing material 4 before applying the application layer 5 discharges.
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Description
Die Erfindung betriffl eine Vorrichtung zum Beschichten eines bandförmigen Trägermaterials, das über eine rotierende Beschichtungswalze geführt ist, mit einer Beschichtungsdüse, durch deren Beschichtungsspalt eine Schicht auf das Trägermaterial auftragbar ist und mit einer Einrichtung zum Ausüben von Unterdruck auf die aufgetragene Schicht, wobei im Inneren der Einrichtung eine Druckkammer vorhanden ist, von der ein Verteilerkanal nach außen führt.The invention relates to a device for coating a strip-shaped carrier material, which is passed over a rotating coating roller with a coating nozzle, through the coating gap a layer on the carrier material can be applied and with a device for exerting negative pressure on the applied Layer, wherein a pressure chamber is present in the interior of the which leads a distribution channel to the outside.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-A-3,640,752 bekannt, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten eines Trägermaterials beschreibt, bei denen Gas durch eine Schlitz tangential auf das Trägermaterial in entgegengesetzter Richtung zu der Bewegung des Trägermaterials geleitet wird. Das Gas dient dazu, die Luftschicht auf dem Trägermaterial und den auf der Oberfläche des Trägermaterials haftenden Staub zu entfernen und den Druck in einem Raum unterhalb der Auftragsstelle der aufzubringenden Schicht auf das Trägermaterial zu reduzieren. Eine spezielle Einrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks sowie ein hierfür vorgesehener Unterdruckkanal sind aus diesem Dokument nicht bekannt.Such a device is known from US-A-3,640,752, which describes a method and describes a device for coating a carrier material, in which gas through a slot tangentially to the substrate in the opposite direction the movement of the carrier material is guided. The gas serves the air layer on the carrier material and those adhering to the surface of the carrier material Remove dust and pressure in a room below the job site to reduce the layer to be applied to the carrier material. A special facility for generating a vacuum and a vacuum channel provided for this purpose are not known from this document.
Die LU-A-0 057 983 beschreibt eine Vorrichtung zum Auftragen einer Schicht auf eine Materialbahn, die über Stützwalzen geführt ist. Die Vorrichtung besteht aus einem Streichschuh und einem Strangpresskopf. Zwischen dem Streichschuh und der Stützwalze befindet sich ein Durchtrittsspalt für die aufzutragende Schicht. Eine Abdichteinrichtung verhindert das Mitreißen von Luft durch die Materialbahn in die Streichzone und besteht entweder aus einem langgestreckten Schlitz, der im Streichschuh auf der Einlaufseite in den Durchtrittsspalt tangential gegen die Einlaufrichtung der Bahn eingestellt, ausgebildet ist, oder aus einem Dichtungsstreifen, der am Streichschuh befestigt ist und in leichter Reibungsberührung mit der Materialbahn steht. Durch den zuvor erwähnten langgestreckten Schlitz wird Luft unter Druck gegen die Materialbahn geleitet, wodurch verhindert wird, daß die von der Materialbahn mitgerissene Luftschicht in den Spalt zwischen Streich- und Materialbahn eintreten kann. Es sind keine Einrichtungen vorgesehen, die einen Unterdruck im Bereich des Beschichtungsspaltes auf die aufzutragende Schicht ausüben könnten.LU-A-0 057 983 describes an apparatus for applying a layer on a Material web that is guided over support rollers. The device consists of a Spreading shoe and an extrusion head. Between the petting shoe and the Back-up roller is a passage gap for the layer to be applied. A Sealing device prevents air from being carried through the material web into the Brush zone and consists of either an elongated slot in the shoe on the inlet side into the passage gap tangentially against the inlet direction the web is set, formed, or from a weather strip, which on Is attached and in slight frictional contact with the material web stands. The elongated slot mentioned above counteracts air under pressure guides the web of material, thereby preventing that of the web of material Enter entrained air layer in the gap between the coating and material web can. There are no facilities provided that a negative pressure in the area of Could exert coating gap on the layer to be applied.
Aus der US-A 4,445,458 ist eine Extrusionsbeschichtungsvorrichtung für das Aufbringen einer Beschichtungslösung auf ein sich über eine Walze bewegendes Bandmaterial bekannt, mit einer Abzugsdüse, die eine schräge Abzugsfläche aufweist, wobei der Winkel zwischen der Abzugsfläche und der Achse des Extrusionsschlitzes ein stumpfer Winkel ist. Die Extrusionsbeschichtungsvorrichtung ist mit einem Unterdruckkasten ausgerüstet, der die bei größerer Bandgeschwindigkeit des Bandmaterials mitgeschleppte Luft reduzieren soll, um den Kontakt des Meniskus der Beschichtungslösung zum Band nicht zu zerstören. Der Unterdruck wird mit einer nicht näher beschriebenen Unterdruckpumpe außerhalb des Unterdruckkastens erzeugt. Die Form und die Abdichtung des Unterdruckkastens ist nicht näher beschrieben.From US-A 4,445,458 is an extrusion coating device for the application a coating solution on a strip material moving over a roller known with a trigger nozzle that has an inclined trigger surface, the angle between the withdrawal surface and the axis of the extrusion slot is an obtuse angle. The extrusion coating device is with a vacuum box equipped with the greater belt speed of the strip material entrained air should reduce the contact of the meniscus of the coating solution to not destroy the tape. The vacuum is with a not described in detail Vacuum pump generated outside the vacuum box. Form and the sealing of the vacuum box is not described in detail.
In dem US-Patent 2,681,294 sind Verfahren zur Beschichtung von Bandmaterialien beschrieben. Es handelt sich um zwei Ausführungsformen der Gleitfilmbeschichtung. Die Beschichtungseinrichtungen besitzen jeweils einen Unterdruckkasten, der mit einer Drainageleitung verbunden ist, um überschüssige Beschichtungslösung abzuleiten. Bei einer Ausführungsform befindet sich die Beschichtungseinrichtung mit dem Unterdruckkasten und dem Trockner in einer Überdruckkammer. Der Unterdruckkasten der Beschichtungseinrichtung hat eine Verbindung zur Außenluft, wobei der Querschnitt dieser Verbindung regelbar ist, so daß der Differenzdruck am Meniskus der Beschichtungslösung einstellbar ist.In U.S. Patent 2,681,294 are methods for coating strip materials described. There are two embodiments of the sliding film coating. The coating facilities own one vacuum box each with a Drainage line is connected to excess coating solution to derive. In one embodiment is the coating device with the vacuum box and the dryer in one Hyperbaric chamber. The vacuum box of the coating facility has a connection to the outside air, the cross section of this connection being adjustable, so that the differential pressure at the meniscus of the coating solution is adjustable.
Die in der DE-A - 33 09 343 beschriebene Vorrichtung zum Auftragen mindestens einer Gießschicht auf eine sich bewegende, bahnförmige Unterlage besitzt eine die Unterlage führende, rotierende Gießwalze. Ein Gießer ist, nur durch einen Spalt getrennt, nahe der Gießwalze angeordnet. Eine Saugvorrichtung mit einem Gehäuse weist eine vom Spalt bis zu einer Trennwand sich erstreckende Unterdruckkammer und eine sich von der Trennwand bis zu einer Endwand erstreckende Absaugkammer auf. Die Trennwand und/oder die Endwand sind in Umfangsrichtung verstellbar. Die Unterdruckkammer und die Absaugkammer sind über einen Bypass miteinander verbunden. Durch das Verschieben der Trenn- und/oder Endwand werden die Volumina der Unterdruck- und der Absaugkammer geändert. Diese Volumina bilden zusammen mit dem Bypass und den Spalten zum Beschichtungsband hin ein pneumatisches Schwingsystem. Durch Verändern der Volumina können Resonanzfrequenzen geändert und durch Variation des Bypasses die Dämpfung verändert werden. In der Unterdruckkammer befindet sich eine rotierende Luftwalze, die eine Störungsquelle für die Gleichmäßigkeit der Beschichtung darstellt. The device described in DE-A - 33 09 343 for applying at least one pouring layer on one moving, sheet-shaped base has a the rotating casting roller guiding the base. A Gießer is only separated by a gap, near the Casting roller arranged. A suction device with a Housing has one from the gap to a partition extending vacuum chamber and one of the partition wall extending to an end wall Suction chamber on. The partition and / or the end wall are adjustable in the circumferential direction. The vacuum chamber and the suction chamber are bypassed connected with each other. By moving the Partition and / or end wall are the volumes of the Vacuum and suction chamber changed. This Volumes form together with the bypass and the Pneumatic columns to the coating belt Vibrating system. By changing the volumes Changed resonance frequencies and by varying the Bypasses the damping can be changed. In the There is a rotating vacuum chamber Air roller which is a source of interference for uniformity of the coating.
In dem Dokument EP-B - 0 168 986 ist eine Gleitfilmbeschichtung mit Unterdruck bei tangentialem Antrag der Beschichtungslösung beschrieben. Der Gleitfilm fließt an einer senkrechten Wand nach unten und gelangt über einen Spalt auf das zu beschichtende Band. Das Band wird an dieser Stelle so über eine Walze umgelenkt, daß der Beschichtungsfilm sich tangential an das Band anlegt. Der Spalt ist mit einer Unterdruckkammer verbunden, so daß die Beschichtung beeinflußt werden kann. Über eine Schalteinheit kann ein definierter Unterdruck oder ein definierter Überdruck angelegt werden. Der Unterdruck unterstützt die Beschichtung, der Überdruck führt zu einer sofortigen Unterbrechung der Beschichtung. Die Druckkammer liegt in unmittelbarer Nähe des Beschichtungsspalts zwischen dem vorderen Ende der Gleitbahnfläche und einer Beschichtungswalze, über die das Bahnmaterial geführt ist. Der Beschichtungsspalt liegt an einer Stelle bezüglich der Beschichtungswalze derart, daß das gestützte Bahnmaterial sich in Richtung nach unten an dieser Stelle bewegt und das zu beschichtende Material sich ebenfalls in die Richtung nach unten bewegt. Die Druckkammer ist oberhalb des Beschichtungsspaltes angeordnet, und der Winkel zwischen dem untersten Abschnitt der Gleitbahn und der Tangente an die Beschichtungswalze im Bereich des Beschichtungsspaltes liegt zwischen 170° und 180°.In document EP-B - 0 168 986 there is a sliding film coating with negative pressure for tangential application described the coating solution. The sliding film flows down on a vertical wall and reaches the surface to be coated via a gap Tape. At this point, the tape is about one Roller deflected that the coating film itself tangent to the belt. The gap is with connected to a vacuum chamber so that the coating can be influenced. Over a Switching unit can be a defined vacuum or a defined overpressure can be created. Of the Vacuum supports the coating, the Overpressure leads to an immediate interruption of the Coating. The pressure chamber is in the immediate vicinity Close to the coating gap between the front End of the slideway surface and a coating roller, over which the web material is guided. Of the Coating gap is at one point with respect the coating roller such that the supported Web material down towards this Spot moves and the material to be coated is also moved in the downward direction. The Pressure chamber is above the coating gap arranged, and the angle between the lowest Section of the slideway and the tangent to the Coating roller in the area of the coating gap lies between 170 ° and 180 °.
Bei den bekannten Unterdrucksystemen zur Beschichtung bewegter Bahnen wird der Unterdruckraum gegen Normaldruck im Bereich der Beschichtungswalze und des Bandmaterials durch einen oder mehrere enge Spalte oder durch anliegende Dichtungen abgetrennt. Die anliegenden Dichtungen können zum Verschleiß oder zu Oberflächendefekten der Beschichtungswalze oder des Bandmaterials führen. Die Spaltabdichtungen lassen - je nach Spaltweite - größere Luftmengen in den Unterdruckkasten eintreten, so daß diese über das Unterdruckerzeugungssystem entfernt werden müssen. Diese eintretenden hohen Luftmengen ändern sich, je nach Breite und Dicke des Bandmaterials, so daß der Unterdruck bzw. die Spaltabdichtung jeweils neu eingestellt werden müssen. Die Luftmengen sind darüberhinaus die Ursache von Turbulenzen und Schwingungen, die den Beschichtungsmeniskus, d.h. den Antragswulst der Beschichtungslösung, beeinträchtigen können.In the known vacuum systems for coating The vacuum space is countered by moving webs Normal pressure in the area of the coating roller and Band material through one or more narrow gaps or separated by adjacent seals. The adjacent seals can be worn or worn Surface defects of the coating roller or the Guide tape material. Leave the gap seals - depending on the gap width - larger amounts of air in the Enter the vacuum box so that this over the Vacuum generation system must be removed. These high amounts of air entering change, depending according to the width and thickness of the strip material, so that the Vacuum or the gap seal each new must be set. The air volumes are furthermore the cause of turbulence and Vibrations that affect the coating meniscus, i.e. the Application bead of the coating solution can.
Bei den bekannten Systemen der Unterdruckbeschichtung besteht die Gefahr, daß Beschichtungslösung im Fall von Instabilitäten in das Unterdrucksystem abgesaugt wird. Durch Austrocknen der Lösung entstehen Lackfahnen, die in Schwingung geraten können, was wiederum zu Pulsationen in dem Unterdruckkasten bzw. am Beschichtungsmeniskus führt.In the known systems of vacuum coating there is a risk that coating solution in the case sucked into the vacuum system from instabilities becomes. Drying out the solution creates paint flags, that can vibrate what again to pulsations in the vacuum box or leads to the coating meniscus.
An den bekannten Beschichtungsanlagen mit einer Breitschlitzdüse lassen sich hohe Bandgeschwindigkeiten bei gleichzeitig dünnen Antragsschichten nur mit angelegtem Unterdruck erreichen. Der Unterdruck wirkt dabei von der Seite des noch unbeschichteten Bandes auf den Antragsfilm zwischen dem Düsenaustritt und dem Band. Die Erzeugung des Unterdrucks erfolgt im allgemeinen getrennt vom Beschichtungsbereich über eine oder mehrere Einspritzdüsen. Die aus dem Unterdruckkasten abzusaugende Luft wird über Schläuche zu den Einspritzdüsen geleitet. Bei höherem Unterdruck bricht der Antragsfilm zwischen der Breitschlitzdüse und dem Band auf und kann erst wieder bei niedrigen Bandgeschwindigkeiten geschlossen werden. Ursache für das Aufbrechen sind Schwingungen im Unterdruckkasten und in den Absaugleitungen, sowie Querströmungen, die durch Falschluft hervorgerufen werden.On the known coating systems with a Wide slot nozzle can handle high belt speeds with thin application layers at the same time only reach with negative pressure applied. The negative pressure acts from the side of the still uncoated Tape on the application film between the Nozzle outlet and the belt. The generation of the Vacuum is generally separate from Coating area over one or more Injectors. The one from the vacuum box Air to be extracted is routed through hoses to the injection nozzles. At higher The application film breaks open under vacuum between the slot die and the belt can only be closed again at low belt speeds. reason for breaking open are vibrations in the vacuum box and in the suction lines, as well as cross currents caused by incorrect air.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bandbeschichtungsanlage mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks so auszugestalten, daß sie ohne den üblichen Unterdruckkasten ausgestattet ist und einen weitgehend schwingungs- und querströmungsfreien Unterdruck erzeugt.The object of the invention is a coil coating system with a device to create a negative pressure so that it without the usual Vacuum box is equipped and a largely vibration and cross flow free Negative pressure generated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß im Betrieb eine Düsenwand, die an der Innenseite der Einrichtung angebracht ist, mit einem Abschnitt des Trägermaterials auf der Beschichtungswalze einen Unterdruckkanal bildet und daß der Verteilerkanal sich verengt und in eine Lavaldüse übergeht, die sich über die gesamte Beschichtungsbreite des Trägermaterials erstreckt und an ihrem engsten Querschnitt mit einem Diffusorteil eines Austrittskanals verbunden ist, so daß wenn im Betrieb ein Gasstrom mit Überdruck in entgegengesetzter Richtung zur Laufrichtung des Trägermaterials tangential zu dem Unterdruckkanal aus dem Austrittskanal austritt, ein Unterdruck in dem Unterdruckkanal erzeugt wird.This object is achieved in such a way that in operation a nozzle wall is attached to the inside of the device with a portion of the substrate forms a vacuum channel on the coating roller and that the distribution channel narrows and merges into a Laval nozzle that extends across the entire coating width of the carrier material and at their narrowest cross section with a Diffuser part of an outlet channel is connected, so that when in operation a gas stream with excess pressure in opposite direction to the running direction of the carrier material tangential to the Vacuum channel emerges from the outlet channel, a vacuum in the vacuum channel is produced.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Düsenwand mit Hilfe von Magneten festgehalten, die in einem Oberteil der Einrichtung eingelassen sind. Die Düsenwand verläuft dabei senkrecht nach unten und ist eben ausgebildet. In an embodiment of the invention, the nozzle wall is held in place with the aid of magnets, which are embedded in an upper part of the facility. The nozzle wall runs thereby vertically downwards and is level.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich
aus den Merkmalen der Patentansprüche 4 bis 10.The further embodiment of the invention results
from the features of
Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß der Unterdruck direkt oder an der Stelle erzeugt wird, wo unmittelbar der Bedarf besteht, wodurch längere Wege und damit schwingende Luftsäulen vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt u.a. darin, daß keine Abdichtung erforderlich ist und damit Instabilitäten vermieden werden, so daß Störungen ausgeschlossen sind. Von Vorteil ist auch, daß die Reinigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, im Vergleich zu bekannten Systemen, aufgrund der einfachen Bauweise leicht zu bewerkstelligen ist.With the invention, the advantage is achieved that Vacuum is generated directly or at the point where there is an immediate need, which means longer distances and thus vibrating columns of air can be avoided. Another advantage of the invention includes in this, that no sealing is required and so Instabilities can be avoided so that interference excluded are. It is also advantageous that the Cleaning the device according to the invention, in Comparison to known systems, due to the simple design is easy to do.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Schnittansicht einer Beschichtungsanlage, anhand der das Prinzip der Unterdruckerzeugung beschrieben wird,
- Fig. 2
- eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks an einer Beschichtungswalze, sowie die Druckluftversorgung der Vorrichtung, und
- Fig. 3
- eine Schnittansicht der Vorrichtung nach der Erfindung an einer Beschichtungswalze.
- Fig. 1
- 1 shows a schematic sectional view of a coating system, on the basis of which the principle of negative pressure generation is described,
- Fig. 2
- a perspective view of a device for generating a negative pressure on a coating roller, and the compressed air supply to the device, and
- Fig. 3
- a sectional view of the device according to the invention on a coating roller.
Anhand von Figur 1 wird das Prinzip einer Vorrichtung
1 zur Erzeugung eines Unterdrucks an einer Antragsschicht
5 erläutert. Der Unterdruckerzeugung liegt
das Prinzip der an sich bekannten Wasser- oder
Dampfstrahlpumpe zugrunde. Durch einen Kanal der
Vorrichtung 1 wird Druckluft in Richtung des Pfeils A
durchgeleitet und tritt aus einer Lavaldüse 15
entlang dem Umfang einer Beschichtungswalze 3 aus.
Oberhalb der Vorrichtung 1 befindet sich eine
Beschichtungsdüse 2, aus deren Beschichtungsspalt die
Antragsschicht 5, die im Beschichtungsspalt einen
Meniskus bildet, auf ein Trägermaterial 4 aufgetragen
wird, das über die Beschichtungswalze 3 nach oben
geführt ist. Die Lavaldüse 15 ist derart gestaltet,
daß nur eine Hälfte der vollständigen Düse genutzt
wird, wobei diese genutzte Hälfte räumlich so geteilt
ist, daß ein schlitzförmiger Querschnitt in der Düse
entsteht, der sich über die Antragsbreite des
Trägermaterials 4 auf der Beschichtungswalze 3
erstreckt. Die Symmetrieebene der Lavaldüse 15 fällt
mit der Innenwand der Vorrichtung 1, die der
Umfangsfläche der Beschichtungswalze 3 gegenüberliegt,
zusammen. Durch die aus der Lavaldüse 15
austretende Druckluft wird ein Sog bzw. Unterdruck
oberhalb der Lavaldüse 15 auf den Meniskus der
Antragsschicht 5 bzw. auf die Antragsschicht als
solche ausgeübt.The principle of a device is illustrated in FIG
1 for generating a vacuum at an
Figur 2 zeigt perspektivisch die Vorrichtung 1 zur
Unterdruckerzeugung an einer Beschichtungswalze 3,
über die das zu beschichtende Trägermaterial 4
geführt ist. Die Versorgung der Vorrichtung 1 mit
Druckluft erfolgt über eine Verteilereinheit 23.
Hierzu wird symmetrisch von der Verteilereinheit 23
Druckluft über Einströmöffnungen 13 und 22 der
Vorrichtung 1 eingespeist. Verschiebbare Abdichtungen
27 dienen der Begrenzung der Austrittsbreite der
Druckluft. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit
ist die Beschichtungsdüse 2 nicht dargestellt.Figure 2 shows the device 1 for perspective
Vacuum generation on a
In Figur 3 ist die Vorrichtung 1
an einer Beschichtungswalze 3 im Schnitt dargestellt.
Das Trägermaterial 4, beispielsweise ein Kunststoff-,
Papier- oder Metallband, wird über die Beschichtungswalze
3 geführt. Ein Pfeil 6 zeigt die
Laufrichtung des Trägermaterials 4 an, das sich über
den Umfang der Beschichtungswalze 3 nach oben bewegt.
Die Beschichtungsdüse 2 befindet sich oberhalb der
Vorrichtung 1, so daß die Antragsschicht 5, die aus
der Beschichtungsdüse 2 austritt, von der Vorrichtung
1 weggeführt wird. Die Vorrichtung 1, die gewissermaßen
eine Unterdruckdüse darstellt, besteht aus
einem Unterteil 8, einem Oberteil 7 und einer
Düsenwand 9.The device 1 is shown in FIG
shown in section on a
Das Oberteil 7 und das Unterteil 8 sind durch
Schrauben 11 miteinander verbunden. Die Düsenwand 9
wird von Magneten 10, die in dem Oberteil 7 eingelassen
sind, festgehalten.The upper part 7 and the lower part 8 are through
Im Inneren der Vorrichtung 1, d.h. im Unterteil 8,
befindet sich eine Druckkammer 24, die zwei einander
gegenüberliegende stirnseitige Einströmöffnungen 13,
22 aufweist, über die, wie anhand von Figur 2
beschrieben wurde, symmetrisch Druckluft eingespeist
wird. Die Druckkammer wird mit Druckluft von 2,5 bis
3,8 bar beaufschlagt. In Figur 3 ist die
Einströmöffnung 13 im Querschnitt des Unterteils 8
angedeutet. Die zugeführte Druckluft strömt von der
Druckkammer 24 durch einen Verteilerkanal 14, der
sich nach oben hin verengt, zu der Lavaldüse 15, die
sich über die gesamte Beschichtungsbreite erstreckt.
Die Lavaldüse 15 wird von dem unteren Stück der
Düsenwand 9 und von der Innenwand 26 des Unterteils 8
der Vorrichtung 1 begrenzt. Diese Innenwand 26 ist
geneigt zu der Vertikalen und divergiert nach unten.Inside the device 1, i.e. in the lower part 8,
there is a
In dem Verteilerkanal 14 sind die verschiebbaren Abdichtungen
27 vorhanden, die schematisch in Figur 3
gestrichelt angedeutet sind, und die die Länge des
Spaltes der Lavaldüse 15 der Beschichtungsbreite auf
dem Trägermaterial 4 anpassen. Die verschiebbaren
Abdichtungen 27 decken den Zustrom von Druckluft zur
Lavaldüse 15 ab.The sliding seals are in the
An einen engsten Querschnitt 16 der Lavaldüse 15
schließen ein kurzer Diffusorteil 20 und ein
Austrittskanal 19 an, in welchem sich die
ausströmende Druckluft aus der Lavaldüse 15 mit der
Luft aus einem Unterdruckkanal 18 sowie mit den von
dem Trägermaterial 4 eingeschleppten Luftmolekülen
vermischt. Der Austrittkanal 19 ist im Abstand und
unterhalb des Beschichtungsspaltes 25 der Beschichtungsdüse
2 angeordnet. Der Diffusorteil 20 geht in
den Austrittkanal 19 über, der sich nach unten
erweitert. Der Unterdruckkanal 18 verbindet den
Austrittkanal 19 mit einer Saugzone 17 nahe dem
Meniskus der Antragsschicht 5, den diese beim
Übergang aus dem Spalt der Beschichtungsdüse 2 auf
das Trägermaterial 4 bildet.At a
Die Wandung des Unterdruckkanals 18 wird einerseits
von dem bewegten Trägermaterial 4 und andererseits
von dem Düsenwand 9 gebildet.The wall of the
Der Querschnitt der Lavaldüse 15 vergrößert sich in
Richtung auf den Diffusorteil 20 des Austrittkanals
19. Die Düsenwand 9 verläuft senkrecht nach unten und
ist eben ausgebildet, während die Innenwand 26 des
Unterteils 8 der Vorrichtung 1, wie schon voranstehend
erwähnt wurde, schräg zur Vertikalen verläuft
und nach unten hin divergiert. Im Oberteil 7 der
Vorrichtung 1 befindet sich ein Meßkanal 21 zur
Messung des im Unterdruckkanal 18 herrschenden
Unterdrucks, der im allgemeinen bis 7 mbar beträgt.
Der im Austrittkanal 19 entstehende Unterdruck wirkt
über den Unterdruckkanal 18 auf die Saugzone 17 im
Bereich des Meniskus der Antragsschicht 5 ein. Hierdurch
wird die Beschichtung stabilisiert und erst das
Beschichten mit Antragsschichten, die ein niedriges
Naßfilmgewicht besitzen, ermöglicht.The cross section of the
Zwischen der Beschichtungsdüse 2 und der Vorrichtung
1 befindet sich eine Dichtung 12, die Störungen durch
einströmende Luft weitgehend verhindert.Between the coating nozzle 2 and the device
1 there is a
Die in die Vorrichtung 1 eingespeiste Druckluft tritt
in einer Weise aus, daß seitlich von der
Austrittstelle ein Unterdruck entsteht und dadurch
eine Strömung auf eine Luftschicht ausgeübt wird, die
an der Trägerschicht 4 anhaftet. The compressed air fed into the device 1 occurs
in a way that laterally from the
A vacuum is created at the outlet and as a result
a current is exerted on an air layer that
adheres to the
Obgleich dies nicht dargestellt ist, kann die Druckkammer in einzeln segmentierte Verteilerkammern unterteilt sein, die dann wahlweise mit Druckluft beaufschlagt werden können, so daß faktisch die Länge des Düsenspalts der Lavaldüse an die jeweilige vorliegende Beschichtungsbreite angepaßt werden kann.Although not shown, the Pressure chamber in individually segmented distribution chambers be divided, which then optionally with compressed air can be acted upon, so that in fact the length of the Laval nozzle gap to the respective one existing coating width can be adjusted.
Die Vorrichtung 1 kann nicht nur zur Erzeugung eines
Unterdruckes an einer Trägerschicht 4 eingesetzt
werden, sondern auch zum Entfernen von Luftpolstern
beim Aufrollen von Bändern oder Kunststoffolien
angewandt werden. Ebenso ist es möglich, die
eingespeiste Druckluft einer Wechselstromkoronaentladung
auszusetzen, wodurch es zu einer Ionisation
der Druckluft kommt, die dann das nach oben bewegte
Trägermaterial 4 vor dem Aufbringen der Antragsschicht
5 entlädt.The device 1 can not only generate a
Negative pressure used on a
Claims (10)
- Device for coating a band-shaped carrier material which is guided over a rotating coating roller, the said device having a coating nozzle through the coating gap of which a coating can be applied to the carrier material, and having an arrangement for exerting subatmospheric pressure on the applied coating, there being present in the interior of the arrangement a pressure chamber from which a distributor duct leads towards the outside, characterised in that, during operation, a nozzle wall (9) which is attached to the inner side of the arrangement (1) forms a subatmospheric pressure duct (18) with a length of the carrier material (4) on the coating roller (3), and that the distributor duct (14) narrows and merges into a de Laval nozzle (15) which extends over the entire coating width of the carrier material (4) and is connected, at its narrowest cross-section (16), to a diffuser part (20) of an exit duct (19) so that when, during operation, a gas current passes at superatmospheric pressure out of the exit duct (19), tangentially to the subatmospheric pressure duct (18), in the opposite direction to the direction of running of the carrier material, a subatmospheric pressure is produced in the subatmospheric pressure duct (18).
- Device according to claim 1, characterised in that the nozzle wall (9) is secured with the aid of magnets (10) which are let into an upper part (7) of the arrangement (1).
- Device according to claim 2, characterised in that the nozzle wall (9) runs perpendicularly downwards and is of flat construction.
- Device according to claim 1, characterised in that the pressure chamber (24) can be acted upon by compressed air at 2.5 to 3.8 bar.
- Device according to claim 1, characterised in that the cross-section of the de Laval nozzle (15) increases in the direction of the diffuser part (20) of the exit duct (19).
- Device according to one or more of claims 1 to 5, characterised in that the arrangement (1) consists of an upper part (7) and a lower part (8) which are detachably connected to one another, and that the upper part (7) contains a measuring duct (21) for indicating the subatmospheric pressure prevailing in the subatmospheric pressure duct (18).
- Device according to claim 4, characterised in that a distributor unit (23) feeds the compressed air symmetrically into the pressure chamber (24) via flow-in apertures (13, 22) located opposite each other on the end faces.
- Device according to claim 1, characterised in that a seal (12) is disposed between the coating nozzle (2) and the arrangement (1).
- Device according to claim 6, characterised in that the subatmospheric pressure in the subatmospheric pressure duct (18) amounts to up to 7 mbar.
- Device according to claim 1, characterised in that displaceable sealing arrangements (27) are present in the distributor duct (14), which adapt the length of the gap of the de Laval nozzle (15) to the coating width on the carrier material (4).
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