EP0609768B1 - Beschichtungsvorrichtung zum Auftragen dünner Nassfilme - Google Patents

Beschichtungsvorrichtung zum Auftragen dünner Nassfilme Download PDF

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EP0609768B1
EP0609768B1 EP94101160A EP94101160A EP0609768B1 EP 0609768 B1 EP0609768 B1 EP 0609768B1 EP 94101160 A EP94101160 A EP 94101160A EP 94101160 A EP94101160 A EP 94101160A EP 0609768 B1 EP0609768 B1 EP 0609768B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lip
coating device
elastic
lips
slit
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94101160A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0609768A1 (de
Inventor
Günter Dr. Dipl.-Chem. Hultzsch
Hermann Idstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Agfa Gevaert AG
Original Assignee
Agfa Gevaert AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agfa Gevaert AG filed Critical Agfa Gevaert AG
Publication of EP0609768A1 publication Critical patent/EP0609768A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0609768B1 publication Critical patent/EP0609768B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a coating device for applying thin wet films on a carrier continuously guided over a bearing surface, with a Slot nozzle made of at least one rigid lip and at least one elastic lip from a flat ribbon.
  • a coating device is known with which viscous Material, such as solder paste, is applied to a carrier, for which a Wide slot nozzle is used in which the front of the nozzle is blunt Includes angle with the nozzle slot.
  • the outside of the rigid lip of this known slot die runs parallel and not obliquely to the inner wall of the Nozzle slot.
  • the solder paste applied with the known nozzle has a strong different viscosity compared to wet films with which, for example, carrier be coated.
  • a device for distributing solder paste in Known openings of a template has a pair of elastic Lips up on the housing on opposite sides of a slot are attached and touch the template.
  • the lips force the paste into the Openings of the template when the device moves over it.
  • the sloping lower side walls of the device each have a pocket, which extends horizontally along the length of the side wall and an elastic lip takes up, which is bar-shaped.
  • the lips are designed to be one Include width that is slightly larger than the width of the pockets so that the The distance between the lips is smaller than the width of the slot.
  • the Carrier film at a predetermined linear velocity and in a predetermined Running direction.
  • the applicator comprises a head which is parallel to a Axis of the head is provided bore for receiving the liquid, a slot connecting the bore to a surface of the head, one located adjacent the slot on the upstream side of the slot Trailing edge portion which has a bevel whose width is smaller or is equal to 50 microns, but larger than the diameter of each grain of the material of the Trailing edge portion, and a doctor edge portion adjacent the slot located on the downstream side of the slot with respect to the direction of travel , the doctor blade edge portion being a bevel with a width of about 1-3 ⁇ m, which at the upstream edge of the surface of the Doctor blade edge section is provided.
  • the distance between the lips and the coating substrate or carrier play an essential role.
  • the distance between the lips and the coating substrate or carrier play an essential role.
  • smaller nozzle spacing or it must also be complex Process technologies are used, e.g. in the form of a on the meniscus Wet film applied negative pressure.
  • the object of the invention is to use conventional slit-slot nozzles to design that carrier with low to high viscosity wet films at high Running speed of the carrier or with small wet film thicknesses without major Effort when converting the wide slot nozzles to different viscosities Wet films can be coated and damage to each Wide slot nozzles through particles in the wet film, in the carrier, or by contacting the Carrier with the slot die are largely avoided or with little Effort can be remedied.
  • the rigid lip a first Surface that forms an inside of a nozzle slot of the slot nozzle that a second surface of the rigid lip as the inclined outside of the slot nozzle with the first surface an angle of inclination in the range of 20 ° to 70 ° to the nozzle slot includes a front face perpendicular to the first surface connects first and second surface and an outlet opening of the Slot nozzle limited, and that at least one of the elastic lips on the oblique Outside of the slot nozzle and over the front of the outlet opening protrudes.
  • the essence of the invention is that conventionally rigid Wide-slit nozzles additionally with elastic lips made of elastic bands be equipped when the moving support or substrate approaches spring the lips away and simply replace them if damage occurs can be.
  • the resilient or elastic lips are on the rigidly arranged top and Bottom lips of wide slit nozzles attached. They are in geometry (angles, Strength, distance) variable. They can be made of plastics (polyester, Polyamides, polyolefin, perfluorinated alkane, etc.), metals (steel, brass, nickel, Aluminum, copper etc.) or rubber (fluorine-containing elastomers such as Kalrez® or Zalak® from DuPont de Nemours).
  • Polyester films with a thickness of 50 to 400 ⁇ m can be used for this, e.g. Polyester films with a thickness of 50 to 400 ⁇ m.
  • the foils can be made from sheet-like flat materials cut at right angles or at other angles so that different geometries of the lips are adjustable to the substrate.
  • the coating device 1 are elastic Lips 3 and 4 each by terminal strips 8 and 9, which have an upper or lower lip 6, 7, a slot nozzle 2 are screwed, held.
  • the elastic lip 3 through the Terminal strip 8 with a clamping screw 14 with the inclined outside of the upper lip 6 of the Slot nozzle 2 is screwed, held.
  • Parallel to the clamping screw 14 is in the upper lip Arresting pin 20 is arranged which an index hole in the lip 3 passes through and together with the clamping screw 14 the lip 3 fixed in position.
  • the lip 3 is on the front 16 or on the Exit opening 5 of the slot nozzle 2 in front.
  • the embodiment is the clamping screw 14 in the Terminal block 8 installed sunk during the Locking pin 20 outside the terminal block 8 located.
  • this consists of a magnetic material and is the material of the upper lip 6 of the Slot nozzle 2 magnetically attracted and held.
  • the elastic lip 3 is then between the oblique Outside of the upper lip 6 and the terminal block 8 clamped, but without the terminal block 8 with the upper lip 6 must be screwed.
  • the Clamping screw 14 and the locking pin 20 then pass through corresponding holes in the elastic lip 3, the clamping screw 14 but is arranged outside the terminal block 8. It is self-evident and requires no further Explanation that one clamping screw 14 and one each Locking pin 20 near the narrow sides of the elastic lip 3 are present so that this over their length without folds by the clamping screws and the Locking pins is tensioned.
  • Embodiment of the coating device 1 is instead of the locking pin 20 of the embodiment 1 a further clamping screw 14 provided that then, just like the first Clamping screw 14, the terminal block 8 passes through and in this is sunk.
  • the terminal block 8 extends in this embodiment via the elastic lip addition, the further clamping screw 14 the elastic lip 3 does not penetrate, but outside this is arranged. It can be seen that the elastic lip 3 of the two embodiments according to Figures 1 and 2 can be replaced quickly, because only one clamping screw and the locking pin or two clamping screws along each narrow side of the Lip 3 must be loosened.
  • both embodiments also with a corresponding lower elastic Lip equipped with the same configuration as the upper elastic lip 3 has and in the same way.
  • the upper and lower elastic lips respectively symmetrical to the nozzle slot on the outside the upper and lower lip of the coating device 1 arranged. Is under the nozzle slot in this context the gap between the To understand upper lip 6 and lower lip 7.
  • Each of the terminal blocks 8 and 9 in the embodiment 3 is with a stop 21 or 22 for the elastic lip 3 or 4 equipped.
  • the Upper lip 6 and lower lip 7 of the slot nozzle 2 or the coating device 1 are designed such that set screws 23, 24 parallel to the Outside of the coating device 1 run and against a narrow side of each Apply terminal strips 8 or 9. Through the Set screws 23, 24, the terminal strips on the Outside of the coating device 1 moved and be positioned.
  • the two elastic Lips 3 and 4 are equally over the outlet opening 5 of the slot nozzle 2 or over the Front sides or front edges 17 and 18 of the upper lip 6 and the Lower lip 7 in front. As mentioned before, have the elastic lips 3 and 4 accurate Holes 10 and 11, and are on dowel pins 12, 13 on the outside of the coating device 1 postponed.
  • terminal strips 8 and 9 are precisely fitting holes to holes 10 and 11 of the elastic lips in place, and once the elastic Lips on dowel pins 12 and 13 are pushed on, the terminal strips 8 and 9 also pushed onto the dowel pins and by means of clamping screws 14 and 15 with the dowel pins, have the internal thread, screwed.
  • the clamping device can also be designed in such a way that the terminal strips 8 and 9 from a magnetic Consist of material and by magnetic attraction the outer sides of the upper and lower lip 6 and 7 respectively between the outside and the terminal strips hold elastic lips 3 and 4.
  • Such Magnetic terminal strips are not only for Embodiments according to Figures 1 to 3 applicable, but also in all embodiments according to the Figures 4 to 11.
  • a band material for the elastic lips 3, 4 are Suitable semi-finished products with great thickness precision and with great resilience (spring action) are equipped. The lips can then without further edge processing after punching the Index and mounting holes in a variety the band material are manufactured.
  • the interchangeable lips can with regard to their Tilt angle to the nozzle gap either by changing it the inclination of the outside of the coating device 1 can be set or by Place wedge-shaped spacers under the elastic lip can be varied. Have proven themselves Angles from 20 to 70 °. However, one also shows Arrangement with a parallel to the nozzle gap second lip 3 (inclination 0 °) very good Coating results. In this case, the second lip 3 simultaneously as the second nozzle jaw. In this case, the nozzle gap width is not determined by shown narrow web-shaped spacers between rigid toe piece and elastic toe piece determined (see Fig. 6).
  • the inclination of the lip edges can Influence application roller or film carrier.
  • the lips are rectangular from a flat film cut.
  • cutting angles other than 90 ° can also be set, to in this way regarding the geometry to improve the optimal coatability.
  • a particularly favorable one for coating processes Lip geometry with tangential inclination of the two Lips or one of the two lips to the application roller can be achieved in a simple manner in that the lips fixed to the coating nozzle and this slowly moved to the rotating application roller becomes. If the application roller previously with emery cloth was wrapped or liquid abrasive in the form of lapping pastes can be an exact tangential lip geometry. Instead of using the application roller accordingly Equipping emery cloth can also be a suitable one Substrate, e.g. a matted rough foil, a roughened metal band or one with abrasive Particle coated carrier for grinding be used.
  • Substrate e.g. a matted rough foil, a roughened metal band or one with abrasive Particle coated carrier for grinding be used.
  • the substrate When arranging a flat substrate guide under the coating nozzle, e.g. with the help of a plan or curved application table, can by a suitable
  • the substrate also has the exact lip geometry be ground in.
  • FIGS. 9 and 10 show two embodiments, where the elastic lips 3 and 4 have a radius or flat, according to the curvature of the application roller or support surface 19 are ground, like this has already been explained above.
  • FIG. 11 of the invention is a gap 27 between the elastic lips 3 and 4 narrower than the nozzle gap or Opening cross section of the slot nozzle 2 between the rigid upper and lower lip 6 and 7 of the slot nozzle 2nd
  • the chamfer width of the lips can be changed by changing the Film thickness can be varied, e.g. in the range of 50 up to 400 ⁇ m, in which the foil materials spring action have.
  • the spring action can be particularly wide chamfers by superimposing two or increase several foils significantly.

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  • Coating Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung zum Auftragen dünner Naßfilme auf einen kontinuierlich über eine Auflagefläche geführten Träger, mit einer Schlitzdüse aus zumindest einer starren Lippe und zumindest einer elastischen Lippe aus einem Flachband.
Aus der US-A 4,720,402 (vgl. Oberbegriff des Anspruchs 1) ist eine Beschichtungsvorrichtung bekannt, mit der viskoses Material, wie beispielsweise Lötpaste, auf einen Träger aufgetragen wird, wozu eine Breitschlitzdüse verwendet wird, bei der die Vorderseite der Düse einen stumpfen Winkel mit dem Düsenschlitz einschließt. Die Außenseite der starren Lippe dieser bekannten Breitschlitzdüse verläuft parallel und nicht schräg zu der Innenwand des Düsenschlitzes. Die mit der bekannten Düse aufgetragene Lötpaste besitzt eine stark unterschiedliche Viskosität gegenüber Naßfilmen, mit denen beispielsweise Träger beschichtet werden.
Aus der US-A 4,622,239 ist eine Vorrichtung zum Verteilen von Solderpaste in Öffnungen einer Schablone bekannt. Die Vorrichtung weist ein Paar von elastischen Lippen auf, die an dem Gehäuse an sich gegenüberliegenden Seiten eines Schlitzes befestigt sind und die Schablone berühren. Beim Anlegen eines Mediumdruckes gegen einen Kolben tritt Solderpaste aus dem Schlitz innerhalb eines Arbeitsbereiches zwischen den Lippen aus. Die Lippen zwingen die Paste in die Öffnungen der Schablone, wenn sich die Vorrichtung über diese hinwegbewegt. Die schrägen unteren Seitenwände der Vorrichtung weisen jede für sich eine Tasche auf, die sich horizontal über die Länge der Seitenwand erstreckt und eine elastische Lippe aufnimmt, die balkenförmig ausgebildet ist. Die Lippen sind so ausgelegt, daß sie eine Breite einschließen, die geringfügig größer als die Breite der Taschen ist, so daß der Abstand zwischen den Lippen kleiner als die Breite des Schlitzes ist.
Die Entwicklung in der Beschichtungstechnik führt aus ökologischen und ökonomischen Aspekten zu dünneren Naßfilmen bei höheren Verarbeitungsgeschwindigkeiten. Hierbei ist von höheren Anforderungen an die Störungsfreiheit des Beschichtungsvorgangs als bei dickeren Naßfilmen auszugehen, um eine einwandfreie Beschichtung zu gewährleisten.
Um Naßfilme geringerer Dicke aufzutragen, wird gemäß DE-A 41 12 428 eine vom Trägerfilm umschlungene Breitschlitzdüse eingesetzt. Praktische Schwierigkeiten treten dann auf, wenn Metallbänder beschichtet werden sollen, da diese wegen ihrer starken federnden Rückstellkraft nur mühsam über die gekrümmte Breitschlitzdüse geführt werden können.
Bei dieser bekannten Auftragsvorrichtung des Extrusionstyps bewegt sich der Trägerfilm mit einer vorbestimmten Lineargeschwindigkeit und in einer vorbestimmten Laufrichtung. Die Auftragsvorrichtung umfaßt einen Kopf, der mit einer parallel zur Achse des Kopfes verlaufenden Bohrung zum Empfang der Flüssigkeit versehen ist, einen die Bohrung mit einer Oberfläche des Kopfes verbindenden Schlitz, einen benachbart dem Schlitz auf der stromaufwärtigen Seite des Schlitzes angeordneten Hinterkantenabschnitt, der eine Abschrägung aufweist, deren Breite kleiner oder gleich 50 µm ist, jedoch größer als der Durchmesser jedes Korns des Materials des Hinterkantenabschnittes, und einen Rakelkantenabschnitt, der benachbart dem Schlitz auf der stromabwärtigen Seite des Schlitzes in bezug auf die Laufrichtung angeordnet ist, wobei der Rakelkantenabschnitt eine Abschrägung mit einer Breite von etwa 1-3 µm aufweist, die an der stromaufwärtigen Kante der Oberfläche des Rakelkantenabschnitts vorgesehen ist.
Bei der Breitschlitzdüsenvorrichtung spielt der Abstand der Lippen zum zu beschichtenden Substrat bzw. Träger eine wesentliche Rolle. Generell erfordern geringere Naßfilmdicken bzw. höhere Beschichtungsgeschwindigkeiten einen geringeren Düsenabstand, oder es müssen zusätzlich aufwendige Verfahrenstechniken eingesetzt werden, wie z.B. in Form eines am Meniskus des Naßfilms anliegenden Unterdrucks.
Bei geringen Abständen besteht große Gefahr, daß durch Partikel bzw. Fehler in dem oder auf dem Substrat oder durch Partikel im Naßfilm die Breitschlitzdüse mit hohen Geschwindigkeiten kontaktiert und dadurch die Düse beschädigt oder das Band zum Abriß gebracht wird. Beschädigungen an der Düsenlippe können zu Fehlstellen bei der Beschichtung führen, so daß ein Austausch der Lippen dann erforderlich wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, Breitschlitzdüsen konventioneller Bauart so auszugestalten, daß Träger mit niedrig- bis hochviskosenen Naßfilmen bei hoher Laufgeschwindigkeit des Trägers bzw. mit geringen Naßfilmdicken ohne größeren Aufwand bei Umrüstung der Breitschlitzdüsen auf unterschiedliche Viskositäten der Naßfilme beschichtet werden können und Beschädigungen der einzelnen Breitschlitzdüsen durch Partikel im Naßfilm, im Träger, oder durch Kontaktieren des Trägers mit der Breitschlitzdüse weitgehend vermieden werden bzw. mit geringem Aufwand behoben werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die starre Lippe eine erste Fläche aufweist, die eine Innenseite eines Düsenschlitzes der Schlitzdüse bildet, daß eine zweite Fläche der starren Lippe als schräge Außenseite der Schlitzdüse mit der ersten Fläche einen Neigungswinkel im Bereich von 20° bis 70° zu dem Düsenschlitz einschließt, daß eine rechtwinklig zu der ersten Fläche angeordnete Frontseite die erste und zweite Fläche miteinander verbindet und eine Austrittsöffnung der Schlitzdüse begrenzt, und daß zumindest eine der elastischen Lippen an der schrägen Außenseite der Schlitzdüse anliegt und über die Frontseite der Austrittsöffnung vorsteht.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß konventionell starr gebaute Breitschlitzdüsen zusätzlich mit federnden Lippen aus elastischen Bändern ausgerüstet werden, die beim Annähern des bewegten Trägers bzw. Substrates an die Lippen wegfedern und bei Auftreten von Beschädigungen einfach ausgetauscht werden können.
Die federnden bzw. elastischen Lippen werden auf die starr angeordneten Ober- und Unterlippen von Breitschlitzdüsen aufgesetzt. Sie sind in der Geometrie (Winkel, Stärke, Abstand) variabel ausgestaltet. Sie können aus Kunststoffen (Polyester, Polyamide, Polyolefin, perfluoriertes Alkan usw.), Metallen (Stahl, Messing, Nickel, Aluminium, Kupfer usw.) oder Gummi (fluorhaltige Elastomere, wie Kalrez® oder Zalak® der Firma DuPont de Nemours) hergestellt werden.
Es können dazu Folien oder Halbzeuge unterschiedlicher Stärke eingesetzt werden, z.B. Polyesterfolien der Stärke 50 bis 400 µm.
Die Folien können aus bahnförmigen Flachmaterialien rechtwinklig oder unter anderen Winkeln geschnitten werden, so daß unterschiedliche Geometrien der Lippen zum Substrat einstellbar sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
schematisch im Schnitt eine erste Ausführungsform einer Breitschlitzdüse mit einer daran befestigten elastischen Lippe,
Fig. 2
schematisch im Schnitt eine zweite Ausführungsform einer Breitschlitzdüse mit daran befestigter elastischer Lippe,
Fig. 3
eine dritte Ausführungsform einer Breitschlitzdüse mit zwei elastischen Lippen im Schnitt,
Figuren 4-11
schematisch verschiedene Ausbildungen von Breitschlitzdüsen mit einer bzw. zwei elastischen Lippen.
Bei den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen der Beschichtungsvorrichtung 1 sind elastische Lippen 3 und 4 jeweils durch Klemmleisten 8 und 9, die mit einer Ober- bzw. Unterlippe 6, 7, einer Schlitzdüse 2 verschraubt sind, festgehalten.
In Figur 1 ist die elastische Lippe 3 durch die Klemmleiste 8, die mittels einer Klemmschraube 14 mit der schrägen Außenseite der Oberlippe 6 der Schlitzdüse 2 verschraubt ist, festgehalten. Parallel zu der Klemmschraube 14 ist in der Oberlippe ein Arretierungsstift 20 angeordnet, der ein Indexloch in der Lippe 3 durchsetzt und zusammen mit der Klemmschraube 14 die Lippe 3 lagefixiert. Die Lippe 3 steht über die Frontseite 16 bzw. über die Austrittsöffnung 5 der Schlitzdüse 2 vor. Bei dieser Ausführungsform ist die Klemmschraube 14 in der Klemmleiste 8 versenkt angebracht, während der Arretierungsstift 20 sich außerhalb der Klemmleiste 8 befindet. In weiterer Ausgestaltung der Klemmleiste 8 besteht diese aus einem magnetischen Material und wird durch das Material der Oberlippe 6 der Schlitzdüse 2 magnetisch angezogen und festgehalten. Die elastische Lippe 3 ist dann zwischen der schrägen Außenseite der Oberlippe 6 und der Klemmleiste 8 festgeklemmt, ohne daß jedoch die Klemmleiste 8 mit der Oberlippe 6 verschraubt sein muß. Die Klemmschraube 14 und der Arretierungsstift 20 durchsetzen dann jeweils entsprechende Löcher in der elastischen Lippe 3, wobei die Klemmschraube 14 jedoch außerhalb der Klemmleiste 8 angeordnet ist. Es ist selbstverständlich und bedarf keiner weiteren Erläuterung, daß je eine Klemmschraube 14 und je ein Arretierungsstift 20 nahe den Schmalseiten der elastischen Lippe 3 vorhanden sind, so daß diese über ihre Länge faltenlos durch die Klemmschrauben und die Arretierungsstifte gespannt wird.
Bei der in Fig. 2 schematisch im Schnitt gezeigten Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung 1 ist anstelle des Arretierungsstiftes 20 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine weitere Klemmschraube 14 vorgesehen, die dann, ebenso wie die erste Klemmschraube 14, die Klemmleiste 8 durchsetzt und in dieser versenkt ist. Die Klemmleiste 8 erstreckt sich bei dieser Ausführungsform über die elastische Lippe hinaus, wobei die weitere Klemmschraube 14 die elastische Lippe 3 nicht durchsetzt, sondern außerhalb dieser angeordnet ist. Es ist ersichtlich, daß die elastische Lippe 3 der beiden Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 und 2 rasch auswechselbar ist, da nur eine Klemmschraube und der Arretierungsstift bzw. zwei Klemmschrauben entlang jeder Schmalseite der Lippe 3 gelöst werden müssen.
Bei den beiden Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 und 2 ist jeweils nur eine obere elastische Lippe 3 dargestellt, jedoch können beide Ausführungsformen auch mit einer entsprechenden unteren elastischen Lippe ausgerüstet sein, die die gleiche Konfiguration wie die obere elastische Lippe 3 besitzt und in der gleichen Art und Weise befestigt ist. Es sind dann die obere und die untere elastische Lippe jeweils symmetrisch zu dem Düsenschlitz an den Außenseiten der Ober- und der Unterlippe der Beschichtungsvorrichtung 1 angeordnet. Unter dem Düsenschlitz ist in diesem Zusammenhang der Spalt zwischen der Oberlippe 6 und der Unterlippe 7 zu verstehen.
In einer Präzisionsvorrichtung werden Befestigungs- und Indexloch in das federnde Band, aus dem die elastischen Lippen 3 und 4 gefertigt werden, maßgenau gestanzt. Die Löcher dienen zur genauen Fixierung der Lippen und sichern die gewünschte Lage maßgenau. Die Befestigung der Lippen erfolgt nach dem paßgerechten Aufschieben auf die Paßstifte und nachfolgendem Auflegen einer Klemmleiste mittels der Klemmschrauben, einer sonstigen geeigneten Klemmvorrichtung oder auch magnetisch.
Die Ausrichtung der elastischen Lippen 3, 4 in bezug auf die Frontseite bzw. Vorderkante der starren Düsenober- und/oder Düsenunterlippe kann dadurch erreicht bzw. geändert werden, daß die Klemmleisten, die mit einem Anschlag für die elastische Lippe versehen sind, mittels Stellschrauben in unterschiedlichen Positionen justiert werden können, wie anhand von Fig. 3 erläutert wird.
Jede der Klemmleisten 8 und 9 in der Ausführungsform nach Figur 3 ist mit einem Anschlag 21 bzw. 22 für die elastische Lippe 3 bzw. 4 ausgestattet. Die Oberlippe 6 und die Unterlippe 7 der Schlitzdüse 2 bzw. der Beschichtungsvorrichtung 1 sind so ausgestaltet, daß Stellschrauben 23, 24 parallel zu den Außenseiten der Beschichtungsvorrichtung 1 verlaufen und jeweils gegen eine Schmalseite der betreffenden Klemmleiste 8 bzw. 9 anliegen. Durch die Stellschrauben 23, 24 können die Klemmleisten auf den Außenseiten der Beschichtungsvorrichtung 1 verschoben und positioniert werden. Die beiden elastischen Lippen 3 und 4 stehen gleichweit über die Austrittsöffnung 5 der Schlitzdüse 2 bzw. über die Frontseiten bzw. Vorderkanten 17 und 18 der Oberlippe 6 bzw. der Unterlippe 7 vor. Wie schon zuvor erwähnt wurde, weisen die elastischen Lippen 3 und 4 maßgenaue Löcher 10 und 11 auf, und sind auf Paßstifte 12, 13 auf den Außenseiten der Beschichtungsvorrichtung 1 aufgeschoben. In den Klemmleisten 8 und 9 sind paßgenaue Löcher zu den Löchern 10 und 11 der elastischen Lippen vorhanden, und sobald die elastischen Lippen auf die Paßstifte 12 und 13 aufgeschoben sind, werden die Klemmleisten 8 und 9 auf die Paßstifte gleichfalls aufgeschoben und mittels Klemmschrauben 14 und 15 mit den Paßstiften, die Innengewinde besitzen, verschraubt. Die Klemmvorrichtung kann auch in der Weise ausgestaltet sein, daß die Klemmleisten 8 und 9 aus einem magnetischen Werkstoff bestehen und durch magnetische Anziehung an die Außenseiten der Ober- und Unterlippe 6 bzw. 7 die zwischen den Außenseiten und den Klemmleisten liegenden elastischen Lippen 3 und 4 festhalten. Derartige magnetische Klemmleisten sind nicht nur bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 3 anwendbar, sondern auch bei allen Ausführungsformen gemäß den Figuren 4 bis 11.
Die Verwendung von magnetischen Klemmleisten, aber auch von Klemmleisten, die mittels Klemmschrauben mit den Außenseiten der Ober- und Unterlippe der Beschichtungsvorrichtung 1 verbunden sind, läßt ein leichtes und rasches Auswechseln von beschädigten Lippen 3 und 4 zu.
Als Bandmaterial für die elastischen Lippen 3, 4 sind Halbzeuge geeignet, die mit großer Dickenpräzision und mit großem Rückstellvermögen (Federwirkung) ausgestattet sind. Die Lippen können dann ohne weitere Kantenbearbeitung nach dem Einstanzen der Index- und Befestigungslöcher in einer Vielzahl aus dem Bandmaterial gefertigt werden.
Ein weiterer Vorteil neben der Federwirkung und dem einfachen Austauschen liegt darin, daß die Geometrie der elastischen Lippen auf einfache Weise geändert bzw. den Beschichtungsbedingungen angepaßt und auf diese Weise konventionelle Breitschlitzdüsen für andere Beschichtungsanforderungen herangezogen werden können. So sind Düsenkonfigurationen mit Plan- oder Stufengeometrie durch Längenanpassung der beiden Lippen gestaltbar.
Dies wird unter Bezugnahme der schematisch dargestellten Konfigurationen von Beschichtungsvorrichtungen 1 in den Figuren 4 bis 11 näher erläutert. Bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 5 und 7 stehen die beiden elastischen Lippen 3 und 4 unterschiedlich weit über die Vorderkanten 17, 18 der Austrittsöffnung 5 vor. Bei der Ausführungsform nach Figur 4 gilt Analoges, wobei jedoch noch hinzukommt, daß die starre Düsenunterlippe weiter vorsteht als die starre Düsenoberlippe. In Figur 4 sind schematisch Klemmleisten 8 und 9 angedeutet und dargestellt, daß der Neigungswinkel der Außenseite der Oberlippe und dementsprechend auch der Neigungswinkel der Außenseite der Unterlippe zur Horizontalen bzw. zu dem Düsenspalt 20° beträgt. In Figur 5 beträgt dieser Neigungswinkel zwischen der jeweiligen Außenseite der Ober- bzw. Unterlippe und dem Düsenspalt 70°. Es gilt allgemein, daß die schrägen Außenseiten der Ober- und der Unterlippe der Schlitzdüse 2 jeweils einen Winkel im Bereich zwischen 20° und 70° mit dem Düsenspalt einschließen können.
Für Beschichtungen mit besonders niederviskosen Lösungen wird beispielsweise eine gestufte Geometrie bevorzugt, bei der die in Bahnlaufrichtung betrachtete, weiter hinten liegende Lippe 3 um 25 bis 250 µm weiter von einem Filmträger 25 zurückgestuft ist als die in Bahnlaufrichtung betrachtete vordere Lippe 4. Durch den resultierenden geringeren Reibungsdruck unter der hinteren Lippe 3 sind höhere Beschichtungsgeschwindigkeiten ohne Unterdruck oder geringere Naßfilmdicken bei vergleichbarem Unterdruck möglich, als wenn beide Lippen gleichen Abstand zu dem Filmträger 25 besitzen, der über eine Antragswalze 19 geführt ist (vgl. Fig. 5).
Außerdem wird in dieser gestuften Konfiguration sicher gewährleistet, daß bei Annäherung des Trägers 25 an die Beschichtungsdüse die in Bahnlaufrichtung gesehene erste Lippe 4 zur Schlitzdüse 2 hin elastisch ausweichen kann und dabei die weiter zurückstehende zweite Lippe 3 überhaupt nicht kontaktiert wird.
Für mittel- und hochviskose Lösungen erweist sich die planparallele bzw. umgekehrt gestufte Anordnung beider Lippen als geeigneter. Entscheidend für das Beschichtungsergebnis ist in diesen Fällen, daß der Abstand der zweiten Lippe dem Einfachen bis dem Doppelten der aufgetragenen Naßfilmdicke entspricht. Auch diese Konfiguration läßt sich durch Wechsel der elastischen Lippen einfach gestalten.
Theoretische Berechnungen und experimentelle Ergebnisse fordern für eine geschwindigkeitsunabhängige Fahrweise - ohne Hilfsverfahren - einen Abstand, der im Bereich des Ein- bis Zweifachen der Naßfilmdicken liegt. Um Naßfilmdicken von etwa 30 µm aufzutragen, sind z.B. Abstände von 30 bis 60 µm erforderlich.
Die austauschbaren Lippen können hinsichtlich ihres Neigungswinkels zum Düsenspalt entweder durch Änderung der Neigung der Außenseiten der Beschichtungsvorrichtung 1 eingestellt werden oder durch Unterlegen keilförmiger Abstandshalter unter die elastische Lippe variiert werden. Bewährt haben sich Winkel von 20 bis 70°. Allerdings zeigt auch eine Anordnung mit einer zum Düsenspalt parallel angestellten zweiten Lippe 3 (Neigung 0°) sehr gute Beschichtungsergebnisse. In diesem Falle dient die zweite Lippe 3 gleichzeitig als zweite Düsenbacke. Die Düsenspaltweite wird in diesem Fall durch nicht gezeigte schmale stegförmige Abstandshalter zwischen starrer Vorderbacke und elastischer Hinterbacke bestimmt (vgl. Fig. 6).
Ferner läßt sich die Neigung der Lippenkanten zur Antragswalze bzw. zum Filmträger beeinflussen. In der Regel werden die Lippen rechtwinklig aus einer Flachfolie geschnitten. Durch geeignete Schneideinrichtungen sind auch andere Schnittwinkel als 90° einstellbar, um auf diese Weise die Geometrie hinsichtlich der optimalen Beschichtbarkeit zu verbessern.
Eine für Beschichtungsverfahren besonders günstige Lippengeometrie mit tangentialer Neigung der beiden Lippen oder einer der beiden Lippen zur Antragswalze kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß die Lippen an der Beschichtungsdüse fixiert und diese langsam an die sich drehende Antragswalze gefahren wird. Wenn die Antragswalze zuvor mit Schmirgelleinen umwickelt wurde bzw. flüssige Schleifkörper in Form von Läppasten eingesetzt werden, kann eine exakte tangentiale Lippengeometrie eingeschliffen werden. Anstatt die Antragswalze entsprechend mit Schmirgelleinen auszurüsten, kann auch ein geeignetes Substrat, wie z.B. eine mattierte rauhe Folie, ein aufgerauhtes Metallband oder ein mit abrasiven Teilchen beschichteter Träger für das Schleifen verwendet werden.
Bei der Anordnung einer ebenen Substratführung unter der Beschichtungsdüse, z.B. mit Hilfe eines planen oder gekrümmten Antragstisches, kann durch ein geeignetes Substrat ebenfalls die exakte Lippengeometrie eingeschliffen werden.
Auf diese Weise läßt sich eine präzise Lippengeometrie ohne spezielles Schleifwerkzeug in kurzer Zeit reproduzierbar herstellen.
Bei der Ausführungsform nach Figur 8 ist die Schlitzdüse 2 nur mit einer einzigen elastischen Lippe 4 an der Außenseite der Unterlippe 7 der Schlitzdüse 2 ausgerüstet, während die Außenseite der Oberlippe 6 keine Lippe trägt. Selbstverständlich kann auch der umgekehrte Fall vorliegen, daß nämlich die Oberlippe 6 eine federnde bzw. elastische Lippe aufweist, während die Unterlippe 7 lippenlos bleibt. Bevorzugt ist jeweils diejenige Lippe, die zum zu beschichtenden Filmträger den geringsten Abstand besitzt. Die andere Lippe ist dann wie bei konventionellen Beschichtungsdüsen starr ausgebildet und schließt gewissermaßen die elastische Feder- bzw. Verschleißlippe in sich ein, d.h. mit anderen Worten, sie besitzt den gleichen Umriß wie die andere starre Lippe der Breitschlitzdüse unter Einschluß der daran befestigten elastischen Feder- bzw. Verschleißlippe.
Die Figuren 9 und 10 zeigen zwei Ausführungsformen, bei denen die elastischen Lippen 3 und 4 radienförmig oder plan, entsprechend der Krümmung der Antragswalze bzw. Auflagenfläche 19, geschliffen sind, wie dies voranstehend schon erläutert wurde.
Bei der Ausführungsform nach Figur 11 der Erfindung ist ein Spalt 27 zwischen den elastischen Lippen 3 und 4 enger als der Düsenspalt bzw. der Öffnungsquerschnitt der Schlitzdüse 2 zwischen der starren Ober- und Unterlippe 6 bzw. 7 der Schlitzdüse 2.
Die Fasenbreite der Lippen kann durch Änderung der Folienstärke variiert werden, z.B. im Bereich von 50 bis 400 µm, in dem die Folienmaterialien Federwirkung besitzen. Die Federwirkung läßt sich für besonders breite Fasen durch Übereinanderlegen von zwei oder mehreren Folien wesentlich erhöhen.

Claims (23)

  1. Beschichtungsvorrichtung (1) zum Auftragen dünner Naßfilme auf einen kontinuierlich über eine Auflagefläche geführten Träger (25), mit einer Schlitzdüse (2) aus zumindest einer starren Lippe (6; 7) und zumindest einer elastischen Lippe (3; 4) aus einem Flachband, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Lippe (6; 7) eine erste Fläche aufweist, die eine Innenseite eines Düsenschlitzes der Schlitzdüse (2) bildet, daß eine zweite Fläche der starren Lippe als schräge Außenseite der Schlitzdüse mit der ersten Fläche einen Neigungswinkel im Bereich von 20° bis 70° zu dem Düsenschlitz einschließt, daß eine rechtwinklig zu der ersten Fläche angeordnete Frontseite (16; 17, 18) die erste und zweite Fläche miteinander verbindet und eine Austrittsöffnung (5) der Schlitzdüse (2) begrenzt, und daß zumindest eine der elastischen Lippen (3; 4) an der schrägen Außenseite der Schlitzdüse anliegt und über die Frontseite (16; 17; 18) der Austrittsöffnung (5) vorsteht.
  2. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse (2) zwei starre Lippen (6, 7) aufweist, von denen jede eine Innenseite des Düsenschlitzes, eine schräge Außenseite und eine Frontseite (17, 18) umfaßt, die die Austrittsöffnung (5) der Schlitzdüse (2) begrenzt, daß zwei elastische Lippen (3, 4) vorhanden sind, von denen je eine austauschbar an jeder schrägen Außenseite befestigt ist und daß jede der beiden elastischen Lippen über die Frontseite (17, 18) der Austrittsöffnung (5) vorsteht.
  3. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Lippen (3, 4) auf den Außenseiten der starren Ober- und UnterLippe (6, 7) der Beschichtungsvorrichtung (1) austauschbar befestigt sind.
  4. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Klemmleisten (8, 9) vorhanden sind und daS zwischen jeder der Klemmleisten und der Außenseite der Ober- bzw. Unterlippe (6, 7) eine elastische Lippe (3, 4) festgeklemmt ist.
  5. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der elastischen Lippen (3, 4) maßgenaue Löcher (10, 11) aufweist und auf Paßstifte (12, 13) auf den Außenseiten der Beschichtungsvorrichtung (1) aufgeschoben ist und daß die mit Löchern versehenen Klemmleisten (8, 9) mittels Klemmschrauben (14, 15) mit den Paßstiften verschraubt sind.
  6. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmleisten (8, 9) aus einem magnetischen Werkstoff bestehen und durch magnetische Anziehung an die Außenseiten der Ober- und Unterlippe (6, 7) die elastischen Lippen (3, 4) festhalten.
  7. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der elastischen Lippen (3, 4) Kunststoff, Metall oder Gummi ist.
  8. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Lippen aus Polyesterfolien mit einer Dicke von 50 bis 400 µm bestehen.
  9. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff für die elastischen Lippen (3, 4) aus der Gruppe, bestehend aus Polyamiden, Polyolefinen, perfluorierten Alkanen, ausgewählt ist.
  10. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummi für die elastischen Lippen (3, 4) aus lösemittelresistenten Werkstoffen, wie fluorhaltigen Elastomeren, ausgewählt ist.
  11. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall für die elastischen Lippen (3, 4) aus der Gruppe Stahl, Messing, Nickel, Aluminium, Kupfer ausgewählt ist.
  12. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Klemmleisten (8, 9) mit einem Anschlag (21, 22) für die elastische Lippe (3, 4) ausgestattet ist und daS die Klemmleisten durch Stellschrauben (23, 24) auf den Außenseiten der Beschichtungsvorrichtung (1) verschiebbar und positionierbar sind.
  13. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden elastischen Lippen (3, 4) unterschiedlich weit über die Frontseiten (17, 18) der Austrittsöffnung (5) vorstehen.
  14. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daS die in Laufrichtung des Trägers (25) weiter hinten liegende elastische Lippe (3) um 25 bis 250 µm weiter von dem Träger (25) zurückversetzt ist als die in Laufrichtung des Trägers vordere Lippe (4).
  15. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS die beiden elastischen Lippen (3, 4) gleichen Abstand zum Träger besitzen.
  16. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in Laufrichtung des Trägers (25) weiter hinten liegende elastische Lippe (3) näher zu dem Träger angeordnet ist als die in Laufrichtung des Trägers vordere Lippe (4) und daß der Abstand der vorderen elastischen Lippe (4) von dem Träger (25) gleich der einfachen bis doppelten Naßfilmdicke (d) ist.
  17. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Lippe (3) durch eine Klemmleiste (8), die mittels einer Klemmschraube (14) mit der schrägen Außenseite der starren Lippe (6) verschraubt ist, festgehalten ist und daß ein parallel zu der Klemmschraube (14) in der Oberlippe angeordneter Arretierungsstift (20) die Lippe (3) durchsetzt und lagefixiert.
  18. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Lippe (3) durch eine mittels zweier Klemmschrauben (14, 15) mit der Außenseite der starren Lippe (6) verbundenen Klemmleiste (8) festgehalten ist.
  19. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Außenseiten der Ober- und der Unterlippe der Schlitzdüse (2) jeweils einen Winkel im Bereich von 20° bis 70° mit einem Düsenspalt der Schlitzdüse (2) einschließen.
  20. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine elastische Lippe (3) parallel zu der Oberkante (26) der starren Unterlippe (7) der schlitzdüse (2) verläuft und zugleich die obere Begrenzungswand der Schlitzdüse (2) bildet und daß die andere elastische Lippe (4) an der schrägen Außenseite der Unterlippe (7) befestigt ist.
  21. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse (2) nur an einer der schrägen Außenseiten von Ober- und Unterlippe die elastische Lippe (3; 4) aufweist, während die andere Außenseite lippenlos ist.
  22. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippen (3, 4) plan oder radienförmig, entsprechend der Krümmung der Auflagenfläche (19), über die der Träger geführt ist, geschliffen sind.
  23. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spalt (27) zwischen den elastischen Lippen (3, 4) enger als der Düsenspalt der Schlitzdüse (2) ist.
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