EP1398084A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vorhangbeschichtung eines bewegten Trägers - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Vorhangbeschichtung eines bewegten Trägers Download PDF

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EP1398084A1
EP1398084A1 EP02405783A EP02405783A EP1398084A1 EP 1398084 A1 EP1398084 A1 EP 1398084A1 EP 02405783 A EP02405783 A EP 02405783A EP 02405783 A EP02405783 A EP 02405783A EP 1398084 A1 EP1398084 A1 EP 1398084A1
Authority
EP
European Patent Office
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curtain
coating
liquid
side guides
groove
Prior art date
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EP02405783A
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English (en)
French (fr)
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EP1398084B1 (de
Inventor
Gilbert Gugler
Maurice Pasquier
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Ilford Imaging Switzerland GmbH
Original Assignee
Ilford Imaging Switzerland GmbH
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Publication date
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Priority to DE50209547T priority patent/DE50209547D1/de
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Priority to US10/660,399 priority patent/US7160579B2/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/007Slide-hopper coaters, i.e. apparatus in which the liquid or other fluent material flows freely on an inclined surface before contacting the work
    • B05C5/008Slide-hopper curtain coaters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S118/00Coating apparatus
    • Y10S118/04Curtain coater

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for Coating a moving carrier, in which the coating material in a free falling curtain is applied to a moving support.
  • the aim of the invention is to provide a method and an apparatus for the curtain casting, in which the curtain falls undisturbed and an even one Coating with good edge quality is done and it is not necessary to cover the edge of the curtain to be removed by means of a separation system.
  • This goal is achieved by using the groove as a guide surface in the side guide an optimal width, an optimized surface structure and a suitable one Shape of the lower ends of the side guides is chosen.
  • Another object of the invention is to provide a method and an Device with which a uniform coating with good edge quality without material loss in many different casting conditions (speed of the moving carrier, application quantity, viscosity and dynamic Surface tension of the coating liquids) can be achieved.
  • the coating device also has one to be coated carrier (8), the casting roller (9) around this in the direction of rotation around and under the coating device.
  • the side-limiting liquid film (10) fed across the curtain is designed such that the direction of flow of the Liquid film (11) exiting the feed slot is the same as that of the falling curtain (6) is to disturb the speed profile to keep it as small as possible.
  • the liquid that forms the side-delimiting liquid film exists predominantly from water, but possibly also wetting agents, inorganic or organic salts, polymers, pigments or components of the coating liquid may contain. It is also possible to use non-aqueous liquids to be used for the side-limiting liquid film.
  • the width L of the groove (13) in FIG. 3, the actual guide surface of the curtain is between 4 mm and 11 mm, preferably between 6 mm and 9 mm. Within this range of the width of the groove (13) is achieved with the smallest and small amounts of side liquid optimal stability of the curtain, measured using the smallest dosing amounts of the coating solutions, at which the curtain just doesn't detach from the side guides.
  • the physical condition of the surface is of particular importance the groove (13). Rough surfaces are preferred, especially in the direction of the curtain grooved surfaces, the profile of the grooves sinusoidal, triangular or rectangular or a mixture of these profiles, although rough Surfaces are much more difficult to clean than smooth surfaces.
  • the Grooves are applied continuously or interrupted in the initial fall direction.
  • the distance between the individual grooves is preferably between 10 ⁇ m and 1000 ⁇ m between 100 ⁇ m and 250 ⁇ m.
  • the depth of the grooves is between 1 ⁇ m and 500 ⁇ m, preferably between 30 ⁇ m and 100 ⁇ m.
  • a stable coating process can be achieved with the device according to the invention achieve with amounts of side liquid that are less than 3 I / h.
  • the same coating liquids were used in the inventive Method and the device according to the invention the optimized surface and width of the groove, much smaller values of the minimum Dosing amount of coating liquids reached than when using the above known device without optimized surface and width of the groove.
  • the stability of the curtain edges on the side guides is thus optimized Surface structure and width of the groove have been significantly improved, what allows to remove the curtain edges by means of a separation system dispense.
  • the entire coating liquid together with the side liquid on the applied moving carrier is a flow separation of the curtain
  • the angle ⁇ must be in the range between 0 ° and 90 ° are preferred, values between 10 ° and 60 ° are preferred.
  • the lower end of the side guides In order to prevent this air intake in the curtain edge zones, especially with small application quantities and low viscosities of the coating solutions, the lower end of the side guides must have a suitable shape.
  • the lower end of the side guides which is directed towards the curtain, is designed as a downwardly projecting cutting edge, the lower edge of which is sharp or slightly rounded. Both the height and width of this cutting edge are in the range of a few millimeters.
  • the angle ⁇ is in the range between 0 ° and 90 °, values between 30 ° and 90 ° are preferred.
  • the falling curtain leaves the side guides and falls unguided to the moving support underneath. On this unguided route, the curtain tends to contract due to the surface tension of the coating solutions.
  • the distance between the lower ends of the side guides and the moving one to be coated Carrier d in a range between 0.05 mm and 3 mm, preferably between 0.4 mm and 1.5 mm.
  • edge fluid mixture of cornering fluid and coating fluids
  • the coating solutions can edge fluid (mixture of cornering fluid and coating fluids) are pulled under the side guide elements and thereby heavy pollution in the area of the curtain impact region.
  • the distance d to the order quantities and viscosities of the coating solutions are adjusted and on the other hand the surface of the undersides (14) of the side guides is hydrophobic his.
  • the free surface energy of these undersides must be between 10 mNm and 60 mNm, preferably between 20 mNm and 45 mNm.
  • Suitable coatings the bottom is amorphous carbon or teflon.
  • a special one preferred coating is teflon.
  • the device according to the invention can be varied with respect to the stated mass and adapted to the various working conditions that occur in practice. While each of the measures described above already brings about extensive improvements in terms of the quality of the coating, the combination of the measures described above for the side guides (suitable angles ⁇ and ⁇ , optimal surface structure and width of the groove and optimal coating of the underside (14)) result Method and device in which all separation systems and
  • Suction devices can do without and still a perfect casting quality receives on the moving carrier.
  • the device according to the invention is in the following examples with a Prior art device compared, these examples being no limitation of the invention mean.
  • a first coating liquid was prepared with the ingredients listed in Table 1. The amounts, with the exception of that of water, are those of the applied and then dried layers.
  • Component (concentration) Quantity (g / m 2 ) Lanthanum-doped AIOOH (solid substance) 48,000 Lactic acid (90%) 0780 Polyvinyl alcohol A (10.0%) 1440 Polyvinyl alcohol B (7.5%) 2880 Plasticizer 1 (40%) 1440 Plasticizer 2 (50%) 0200 Wetting agent A (3%) 0208 water 153752 Total 208700
  • the lanthanum-doped AIOOH was prepared according to that in Example 1 of the patent application Process described EP 0'967'086.
  • Polyvinyl alcohol A is mowiol 26-88
  • polyvinyl alcohol B is Mowiol 56-98, both available from Omya AG, Oftringen, Switzerland
  • plasticizer 1 is 1,1,1-tris (hydroxymethyl) propane, available at Fluka Chemie GmbH, Buchs, Switzerland
  • plasticizer 2 is glycerin and the wetting agent A is Triton X-100, available from Christ Chemie AG, Reinach, Switzerland.
  • a second coating liquid was prepared with the ingredients listed in Table 2. The amounts, with the exception of that of water, are those of the applied and then dried layers. Component (concentration) Quantity (g / m 2 ) gelatin 11,700 Bactericide (5.88%) 0006 Wetting agent B (10.3%) 0051 Wetting agent C (5.26%) 0071 water 60172 Total 72,000
  • the gelatin is an alkaline bone gelatin, available from Deutsche Gelatine factories, Eberbach, Germany; the bactericide is chlorometacresol, available from Chemia Brugg AG, Brugg, Switzerland; the wetting agent B is Niaproof 04, available from Fluka Chemie GmbH, Buchs, Switzerland and wetting agent C is Olin 10G, available from Arch Chemicals, Norwalk, USA.
  • a curtain washer which contained the described side guides according to the invention Curtain formed.
  • the stability of the curtain was based on the minimum dosing amounts of the coating liquids measured, in which the formed Curtain still a stable position between the side guides according to the invention occupied.
  • the side guide fluid was deionized with a little sodium chloride mixed water used. The addition of sodium chloride is necessary to adjust the amount of cornering fluid using Magnetoflow.
  • Table 3 shows the results obtained with the device according to the invention.
  • the width of the groove (13) was 7 mm, the angle ⁇ 45 °, the angle ⁇ 90 °, the surface of the groove was provided with continuous sawtooth-shaped grooves with a height of 50 ⁇ m at intervals of 150 ⁇ m.
  • Amount of side liquid supplied (I / h) Minimum dosing quantity of the coating liquid 1 (I / h) Minimum dosage quantity of the coating liquid 2 (I / h) 1 63.18 43.74 1.5 38.88 25.26 2 43.74 20:40 3 68.04 34.02
  • Table 4 shows the results obtained with the device described in patent application EP 0'841'588.
  • the width of the groove (13) in this case was 17 mm, the angle ⁇ 45 °, the angle ⁇ 90 °, the surface of the groove was smooth.
  • Amount of side liquid supplied (I / h) Minimum dosing quantity of the coating liquid 1 (I / h) Minimum dosage quantity of the coating liquid 2 (I / h) 6 72.90 43.74 8th 53.46 37.92 16 63.18 58.32
  • composition described in Table 1 became the coating liquid used.
  • the coating solution prepared was applied using a curtain applied a commercially available polyethylene-coated paper backing.
  • As Lateral guide fluid was deionized with some sodium chloride added Water used.
  • the distance d between the lower end of the side guides and the moving carrier was in the range between 0.4 mm and 3.0 mm varied.
  • the bottom of the side guides had a Teflon surface.
  • Table 5 shows the quality of the pouring edges and the tendency for coating liquid to be drawn in under the side guide at different distances between the lower end of the side guides and the moving support to be poured.
  • Distance between the bottom end of the side guides and the beam (mm) Edge assessment and assessment of the intake of liquid under the side guides 00:40 Note 3; Liquid is drawn in under the side guides 00:50 Note 3; Occasional liquid is drawn in under the side guides and the resulting contamination 0.75 Note 1; no liquid penetration under the side guides 1:00 Note 1; no liquid penetration under the side guides 1:50 Grade 2; no liquid penetration under the side guides 2:00 Note 3; no liquid penetration under the side guides 3:00 Grade 4; no liquid penetration under the side guides
  • the optimum is Distance between the lower end of the side guides and the one to be watered moving beams 0.4 mm to 1.5 mm.
  • composition described in Table 2 was used as the coating liquid used.
  • the coating solution prepared was applied using a curtain applied a commercially available polyethylene-coated paper backing.
  • As Lateral guide fluid was deionized with some sodium chloride added Water used.
  • the distance d between the lower end of the side guides and the moving carrier was 1.0 mm.
  • the bottom of the side guides was coated with different materials.
  • Table 6 summarizes the quality of the pouring edges and the tendency for coating liquid to penetrate under the side guide for differently coated surfaces of the undersides of the side guides.
  • Teflon is a special one suitable coating of the underside (14) of the side guides according to the invention.

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

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Vorhangbeschichtung eines bewegten Trägers (8) beschrieben, in dem Gesamtmenge der Beschichtungsflüssigkeiten und der quer zur Erstreckung des Vorhangs (6) zugeführten Seitenflüssigkeit unter Bildung eines nur minimalen Randwulstes auf den bewegten Träger (8) aufgebracht wird, ohne dass die Seitenflüssigkeit vor dem Auftreffen auf dem Träger (8) abgetrennt werden muss. Die zugehörige Vorrichtung enthält in den Seitenführungen (7) eine mit einer in Vorhangfallrichtung gerillten Oberflächenstruktur versehene Nut (13) als Führungsfläche des Vorhangs (6), der mit der quer zur Erstreckung des Vorhangs (6) in dieser Nut (13) zugeführten Seitenflüssigkeit stabilisiert wird. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschichtung eines bewegten Trägers, bei dem das Beschichtungsmaterial in einem frei fallenden Vorhang auf einen bewegten Träger aufgetragen wird.
Stand der Technik
Bei Vorhangbeschichtung, insbesondere bei einer grossen Breite der Beschichtungsanlage und bei grossen Beschichtungsgeschwindigkeiten, ergeben sich eine grosse Anzahl von Schwierigkeiten, um die im frei fallenden Vorhang vorhandenen Giesslösungen möglichst gleichmässig auf die bewegte Unterlage zu bringen.
Eine der Schwierigkeiten besteht darin, dass beim freien Fall des Vorhanges die Ränder des Vorhangs stabilisiert werden müssen, da sich sonst der Vorhang unter der Wirkung der Oberflächenspannung gegen die Mitte hin zusammenzieht. Um einen stabilen und über die ganze Beschichtungsbreite gleichmässig dicken Vorhang zu erzeugen, müssen in der Regel Seitenführungen verwendet werden. Verschiedene Ausführungen solcher Seitenführungen werden zum Beispiel in den Patentanmeldungen EP 0'281'520, EP 0'606'038, EP 0'740'197, EP 0'841'588, EP 0'907'103 und EP 1'023'949 beschrieben. Dem fallenden Vorhang wird dabei an den Rändern zusätzlich Flüssigkeit zugeführt, um der Verzögerung der Fallgeschwindigkeit, erzeugt durch die Reibung der Vorhangflüssigkeit an der Seitenführung, entgegenzuwirken. Zur Einstellung der gewünschten Beschichtungsbreite und zur Stabilisierung der Ränder, welche beim Auftreffen der Beschichtungsflüssigkeit auf dem Träger entstehen, werden die an den Seitenführungen nach unten geführten Vorhangränder vor dem Aufprall des Vorhanges auf den bewegten Träger abgetrennt und/oder durch eine Unterdruckvorrichtung abgesaugt.
Allen diesen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, mittels der an den Seitenführungen zugesetzten Flüssigkeit einen Schmier- und Spüleffekt zu bewirken, welcher den freien Fall des Vorhanges stabilisiert. Ebenso liegt der Grundgedanke vor, diese zusätzliche Menge an Flüssigkeit kurz vor dem Aufprall des Vorhanges auf den bewegten Träger abzutrennen. Bei allen Abtrennsystemen, insbesondere den Absaugsystemen, welche mit kleinen Öffnungen arbeiten, können Verstopfung, Verklebung und Verschmutzung der Abtrenneinrichtung zu verschiedenen Schwierigkeiten im Einsatz führen, insbesondere wenn der Vorhang schnell härtende oder klebende oder reaktive Giesslösungen enthält und / oder die Auftragsmengen hoch sind.
In der Patentanmeldung EP 0'740'197 werden neuartige Seitenführungen beschrieben, bei denen die Zufuhr der Seitenflüssigkeit, beispielsweise Wasser oder eine Wasser-Gelatinelösung, als Film quer zum Giessvorhang erfolgt und dieser Flüssigkeitsfilm in einer Nut als Führungsfläche in der Seitenführung nach unten fliesst. Damit werden unkontrollierte wellenförmige Bewegungen im Vorhang vermieden. In dieser Patentanmeldung werden keine näheren Angaben über die in der Praxis am besten geeignete Oberflächenbeschaffenheit und Breite der Nut gemacht.
In der Patentanmeldung EP 0'841'588 wird die dazugehörende Absaugvorrichtung beschrieben, in der Vorhangrand zusammen mit der zugeführten Seitenflüssigkeit entfernt wird. Ohne diese Absaugvorrichtung können die in der Patentanmeldung EP 0'740'197 beschriebenen Seitenführungen in der Produktionspraxis nicht eingesetzt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für den Vorhangguss, bei dem der Vorhang ungestört fällt und eine gleichmässige Beschichtung mit guter Randqualität erfolgt und es nicht nötig ist, den Vorhangrand mittels eines Abtrennsystems zu entfernen.
Dieses Ziel wird erreicht, indem für die Nut als Führungsfläche in der Seitenführung eine optimale Breite, eine optimierte Oberflächenstruktur sowie eine geeignete Form der unteren Enden der Seitenführungen gewählt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit dem eine gleichmässige Beschichtung mit guter Randqualität ohne wesentlichen Materialverlust bei vielen verschiedenen Giessbedingungen (Geschwindigkeit des bewegten Trägers, Auftragsmenge, Viskosität und dynamische Oberflächenspannung der Beschichtungsflüssigkeiten) erreicht werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Figur 1 zeigt eine perspektivische Sicht einer schematisch dargestellten Vorhangbeschichtungsanlage.
  • Figur 2 zeigt einen Längsschnitt an der angegebenen Stelle von Figur 1. Die Schnittfläche entspricht der Fläche des fallenden Vorhangs.
  • Figur 3 zeigt einen Längsschnitt an der angegebenen Stelle von Figur 2.
  • Figur 4 zeigt im Längsschnitt eine Detailansicht des unteren Endes einer Seitenführung an der in Figur 2 angegebenen Stelle.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
    Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen und Beispielen näher erläutert.
    Wesentliche Bestandteile der Beschichtungsvorrichtung sind, wie schematisch in Figur 1 angegeben wird, die Giesserplatten (1 ) mit den seitlich angebrachten Seitenbegrenzungsplatten (2). An der Giesslippe (4) der Giesserfrontplatte (5) beginnt der freie Fall des Vorhanges (6). Von diesem Punkt an wird der Vorhang durch die Seitenführungen (7) stabilisiert. Die Beschichtungsvorrichtung weist ferner einen zu beschichtenden Träger (8) auf, der im Drehsinn der Giesswalze (9) um diese herum und unter der Beschichtungsvorrichtung hindurch geführt wird.
    Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird, wie Figur 2 entnommen werden kann, der seitenbegrenzende Flüssigkeitsfilm (10) quer zum Vorhang zugeleitet. Dabei ist der Zuführungsschlitz (12) derart gestaltet, dass die Fliessrichtung des Flüssigkeitsfilms (11 ) beim Austritt aus dem Zuführungsschlitz die gleiche wie diejenige des fallenden Vorhangs (6) ist, um Störungen des Geschwindigkeitsprofils möglichst klein zu halten.
    Die Flüssigkeit, welche den seitenbegrenzenden Flüssigkeitsfilm bildet, besteht vorwiegend aus Wasser, das gegebenenfalls aber auch Netzmittel, anorganische oder organische Salze, Polymere, Pigmente oder Komponenten der Beschichtungsflüssigkeit enthalten kann. Es ist auch möglich, nicht wässrige Flüssigkeiten für den seitenbegrenzenden Flüssigkeitsfilm zu verwenden.
    Die Breite L der Nut (13) in Figur 3, der eigentlichen Führungsfläche des Vorhangs, liegt zwischen 4 mm und 11 mm, vorzugsweise zwischen 6 mm und 9 mm. Innerhalb dieses Bereiches der Breite der Nut (13) erzielt man schon mit kleinsten und kleinen Mengen an Seitenflüssigkeit eine optimale Stabilität des Vorhangs, gemessen anhand der kleinsten Dosiermengen der Beschichtungslösungen, bei welchen der Vorhang sich gerade noch nicht von den Seitenführungen ablöst.
    Von besonderer Wichtigkeit ist die physikalische Beschaffenheit der Oberfläche der Nut (13). Bevorzugt werden raue Oberflächen, insbesondere in Vorhangfallrichtung gerillte Oberflächen, wobei das Profil der Rillen sinusförmig, dreiecksförmig oder rechtecksförmig oder eine Mischung dieser Profile ist, obwohl solche rauen Oberflächen wesentlich schwieriger zu reinigen sind als glatte Oberflächen. Die Rillen werden in der Vorfangfallrichtung durchgehend oder unterbrochen angebracht. Der Abstand der einzelnen Rillen liegt zwischen 10 µm und 1000 µm vorzugsweise zwischen 100 µm und 250 µm. Die Tiefe der Rillen liegt zwischen 1 µm und 500 µm, vorzugsweise zwischen 30 µm und 100 µm.
    Ein stabiler Beschichtungsvorgang lässt sich mit der erfindungsgemässen Vorrichtung schon mit Mengen an Seitenflüssigkeit, die geringer als 3 I/h sind, erreichen.
    Im Gegensatz dazu brauchen alle bisherigen Vorrichtungen, wie beispielsweise die Kombination der in der Patentanmeldung EP 0'740'197 beschriebenen Seitenführungen und der in der Patentanmeldung EP 0'841'588 beschriebenen Absaugvorrichtung, hohe Mengen an Seitenflüssigkeit, typischerweise zwischen 8 I/h und 24 I/h.
    Unerwarteterweise wurden mit den gleichen Beschichtungsflüssigkeiten beim erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung wegen der optimierten Oberfläche und Breite der Nut wesentlich kleinere Werte der minimalen Dosiermenge der Beschichtungsflüssigkeiten erreicht als bei Verwendung der obigen, bekannten Vorrichtung ohne optimierte Oberfläche und Breite der Nut. Die Stabilität der Vorhangränder an den Seitenführungen ist somit durch die optimierte Oberflächenstruktur und Breite der Nut erheblich verbessert worden, was erlaubt, auf die Entfernung der Vorhangränder mittels eines Abtrennsystems zu verzichten.
    Am unteren Ende der Seitenführungen wird, wie Figur 4 entnommen werden kann, die gesamte Beschichtungsflüssigkeit zusammen mit der Seitenflüssigkeit auf den bewegten Träger aufgebracht. Um hier eine Strömungsablösung des Vorhangs von den Seitenführungen zu vermeiden, muss der Winkel α im Bereich zwischen 0° und 90° liegen, bevorzugt sind Werte zwischen 10° und 60°.
    Je nach der Viskosität und der Menge der aufzutragenden Beschichtungslösungen verursacht die an den Seitenführungen zugeführte Menge an vorwiegend wässriger Seitenflüssigkeit eine mehr oder weniger starke Verdünnung der Randzone des Vorhangs, was zu lokalen Erniedrigungen der Viskosität der Beschichtungslösungen und zu höheren Auftragsmengen in den Randzonen führt. Weiter kann in den Vorhangrandzonen Luft unter den fallenden Vorhang gesaugt werden, was ebenfalls zu Begussstörungen führt.
    Um diesen Lufteinzug in den Vorhangrandzonen zu verhindern, insbesondere bei kleinen Auftragsmengen und niedrigen Viskositäten der Beschichtungslösungen, muss das untere Ende der Seitenführungen eine geeignete Form aufweisen. Das untere, gegen den Vorhang gerichtete Ende der Seitenführungen ist, wie Figur 4 entnommen werden kann, als nach unten gerichtete, vorstehende Schneide ausgebildet, deren untere Kante scharf oder leicht abgerundet ist. Sowohl Höhe wie Breite dieser Schneide liegen im Bereich von einigen Millimetern. Der Winkel β liegt im Bereich zwischen 0° und 90°, bevorzugt sind Werte zwischen 30° und 90°. Am untersten Ende der Seitenführung verlässt der fallende Vorhang die Seitenführungen und fällt ungeführt bis auf den darunter liegenden bewegten Träger. Auf dieser ungeführten Strecke hat der Vorhang die Tendenz, sich auf Grund der Oberflächenspannungen der Beschichtungslösungen zusammenzuziehen. Dies führt auf dem bewegten Träger, wie bei allen bisher bekannten Vorhanggussverfahren gemäss dem Stand der Technik, zu einem mehr oder weniger stark ausgeprägten Randwulst. Solche Randwülste müssen möglichst vermieden werden, da die erhöhten Auftragsmengen in diesen Bereichen zu ungenügender Trocknung führen, was zu einem Verkleben der einzelnen Windungen der aufgerollten Materialbahnen führt.
    Um die entstehenden Randwülste möglichst klein zu halten, muss die Distanz zwischen den unteren Enden der Seitenführungen und dem bewegten, zu beschichtenden Träger d, wie in Figur 4 angegeben, in einem Bereich zwischen 0.05 mm und 3 mm, bevorzugt zwischen 0.4 mm und 1.5 mm liegen.
    Abhängig von den Auftragsmengen und Viskositäten der Beschichtungslösungen kann Randflüssigkeit (Mischung aus Seitenführungsflüssigkeit und Beschichtungsflüssigkeiten) unter die Seitenführungselemente gezogen werden und dadurch zu starken Verschmutzungen im Bereich der Vorhangauftreffregion führen. Um diese Verschmutzungen zu verhindern, muss einerseits die Distanz d an die Auftragsmengen und Viskositäten der Beschichtungslösungen angepasst werden und andererseits die Oberfläche der Unterseiten (14) der Seitenführungen hydrophob sein. Die freie Oberflächenenergie dieser Unterseiten muss zwischen 10 mNm und 60 mNm, bevorzugt zwischen 20 mNm und 45 mNm liegen. Geeignete Beschichtungen der Unterseite sind amorpher Kohlenstoff oder Teflon. Eine besonders bevorzugte Beschichtung ist Teflon.
    Selbstverständlich kann die erfindungsgemässe Vorrichtung bezüglich der angegebenen Masse variiert und den verschiedenen, in der Praxis auftretenden Arbeitsbedingungen angepasst werden. Während jede einzelne der vorhin beschriebenen Massnahmen bereits weitgehende Verbesserungen bezüglich der Qualität der Beschichtung herbeiführt, ergibt die Kombination der vorhin beschriebenen Massnahmen für die Seitenführungen (geeignete Winkel α und β, optimale Oberflächenstruktur und Breite der Nut und optimale Beschichtung der Unterseite (14)) ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei der man auf jegliche Abtrennsysteme und
    Absaugvorrichtungen verzichten kann und trotzdem eine einwandfreie Begussqualität auf dem bewegten Träger erhält.
    Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist die folgenden grossen Vorteile auf:
    • Es muss keine Infrastruktur für die Abtrennsysteme und die Wegleitung der abgetrennten Begussflüssigkeiten zur Verfügung gestellt werden.
    • Es treten weniger Produktionsunterbrüche auf, da der häufige Ausfall der Absaugvorrichtungen durch Verstopfen oder Verkleben nicht mehr vorkommt, da diese störanfälligen Systeme nicht mehr benötigt werden.
    • Es können auch hochreaktive Beschichtungsflüssigkeiten vergossen werden.
    Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird in den folgenden Beispielen mit einer Vorrichtung des Standes der Technik verglichen, wobei diese Beispiele keine Einschränkung der Erfindung bedeuten.
    Beispiele Beispiel 1
    Eine erste Beschichtungsflüssigkeit wurde mit den in Tabelle 1 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Die Mengen, mit Ausnahme derjenige des Wassers, sind die der aufgetragenen und anschliessend getrockneten Schichten.
    Bestandteil (Konzentration) Menge (g/m2)
    Lanthan-dotiertes AIOOH (Festsubstanz) 48.000
    Milchsäure (90%) 0.780
    Polyvinylalkohol A (10.0 %) 1.440
    Polyvinylalkohol B (7.5 %) 2.880
    Weichmacher 1 (40 %) 1.440
    Weichmacher 2 (50 %) 0.200
    Netzmittel A (3 %) 0.208
    Wasser 153.752
    Total 208.700
    Das lanthandotierte AIOOH wurde nach dem in Beispiel 1 der Patentanmeldung EP 0'967'086 beschriebenen Verfahren hergestellt. Polyvinylalkohol A ist Mowiol 26-88, Polyvinylalkohol B ist Mowiol 56-98, beide erhältlich bei Omya AG, Oftringen, Schweiz; der Weichmacher 1 ist 1,1,1-Tris-(hydroxymethyl)-propan, erhältlich bei Fluka Chemie GmbH, Buchs, Schweiz; der Weichmacher 2 ist Glycerin und das Netzmittel A ist Triton X-100, erhältlich bei Christ Chemie AG, Reinach, Schweiz.
    Eine zweite Beschichtungsflüssigkeit wurde mit den in Tabelle 2 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Die Mengen, mit Ausnahme derjenige des Wassers, sind die der aufgetragenen und anschliessend getrockneten Schichten.
    Bestandteil (Konzentration) Menge (g/m2)
    Gelatine 11.700
    Bakterizid (5.88 %) 0.006
    Netzmittel B (10.3 %) 0.051
    Netzmittel C (5.26 %) 0.071
    Wasser 60.172
    Total 72.000
    Die Gelatine ist eine alkalisch hergestellte Knochengelatine, erhältlich bei Deutsche Gelatinefabriken, Eberbach, Deutschland; das Bakterizid ist Chlormetakresol, erhältlich bei Chemia Brugg AG, Brugg, Schweiz; das Netzmittel B ist Niaproof 04, erhältlich bei Fluka Chemie GmbH, Buchs, Schweiz und das Netzmittel C ist Olin 10G, erhältlich bei Arch Chemicals, Norwalk, USA.
    Mit diesen beiden Beschichtungsflüssigkeiten wurden mittels eines Vorhanggiessers, der die beschriebenen, erfindungsgemässen Seitenführungen enthielt, ein Vorhang gebildet. Die Stabilität des Vorhanges wurde anhand der minimalen Dosiermengen der Beschichtungsflüssigkeiten gemessen, bei welchen der gebildete Vorhang noch eine stabile Lage zwischen den erfindungsgemässen Seitenführungen einnahm. Als Seitenführungsflüssigkeit wurde deionisiertes, mit etwas Natriumchlorid versetztes Wasser verwendet. Der Zusatz des Natriumchlorids ist nötig, um die Menge der Seitenführungsflüssigkeit mittels Magnetoflow einzustellen.
    In Tabelle 3 sind die Ergebnisse, die mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erhalten wurden, zusammengestellt. Die Breite der Nut (13) betrug 7 mm, der Winkel α 45°, der Winkel β 90°, die Oberfläche der Nut war mit durchgehenden sägezahnförmigen Rillen mit einer Höhe von 50 µm in Abständen von 150 µm versehen.
    Menge der zugeführten Seitenflüssigkeit (I/h) Minimale Dosiermenge der Beschichtungsflüssigkeit 1 (I/h) Minimale Dosiermenge der Beschichtungsflüssigkeit 2 (I/h)
    1 63.18 43.74
    1.5 38.88 25.26
    2 43.74 20.40
    3 68.04 34.02
    In Tabelle 4 sind die Ergebnisse, die mit der in der Patentanmeldung EP 0'841'588 beschriebenen Vorrichtung erhalten wurden, zusammengestellt. Die Breite der Nut (13) betrug in diesem Fall 17 mm, der Winkel α 45°, der Winkel β 90°, die Oberfläche der Nut war glatt.
    Menge der zugeführten Seitenflüssigkeit (I/h) Minimale Dosiermenge der Beschichtungsflüssigkeit 1 (I/h) Minimale Dosiermenge der Beschichtungsflüssigkeit 2 (I/h)
    6 72.90 43.74
    8 53.46 37.92
    16 63.18 58.32
    Ein Vergleich der Ergebnisse in den Tabellen 3 und 4 zeigt sofort, dass mit der Vorrichtung, welche die erfindungsgemässen Seitenführungen enthält, die minimalen Dosiermengen für die beiden Beschichtungsflüssigkeiten zusammen wesentlich geringer sind als mit der Vorrichtung des Stands der Technik. Weiter ist mit den erfindungsgemässen Seitenführungen die benötigte Menge der Seitenführungsflüssigkeit viel kleiner.
    Beispiel 2
    Als Beschichtungsflüssigkeit wurde die in Tabelle 1 beschriebene Zusammensetzung verwendet.
    Die hergestellte Beschichtungslösung wurde mittels eines Vorhanggiessers auf einen handelsüblichen polyethylenbeschichteten Papierträger aufgebracht. Als Seitenführungsflüssigkeit wurde deionisiertes, mit etwas Natriumchlorid versetztes Wasser verwendet. Die Distanz d zwischen dem unterem Ende der Seitenführungen und dem bewegten Träger wurde im Bereich zwischen 0.4 mm und 3.0 mm variiert. Die Unterseite der Seitenführungen hatte eine Teflonoberfläche.
    Beurteilt wurden die Randqualität und der Einzug von Flüssigkeit (Beschichtungsund Seitenführungsflüssigkeit) unter die Seitenführungsvorrichtung. Für die Beurteilung der Randqualität wurde die folgende fünfstufige Skala verwendet:
    1 (am besten)
    regelmässiger Rand, Breite des Randwulstes < 3.5 mm
    2
    regelmässiger Rand, Breite des Randwulstes 3.5 bis 5 mm
    3
    unregelmässiger Rand, Breite des Randwulstes < 5 mm
    4
    regelmässiger oder unregelmässiger Rand, Breite des Randwulstes > 5 mm
    5 (am schlechtesten)
    regelmässiger oder unregelmässiger Rand mit Abriss des Vorhangs oder Lufteinzug
    In Tabelle 5 ist die Qualität der Giessränder und die Tendenz zum Einzug von Beschichtungsflüssigkeit unter die Seitenführung bei verschiedenen Abständen zwischen dem unteren Ende der Seitenführungen und dem zu begiessenden bewegten Träger zusammengestellt.
    Distanz zwischen dem untersten Ende der Seitenführungen und dem Träger (mm) Randbeurteilung und Beurteilung des Einzugs von Flüssigkeit unter die Seitenführungen
    0.40 Note 3; Einzug von Flüssigkeit unter die Seitenführungen
    0.50 Note 3; gelegentlich Einzug von Flüssigkeit unter die Seitenführungen und davon herrührende Verschmutzung
    0.75 Note 1; kein Einzug von Flüssigkeit unter die Seitenführungen
    1.00 Note 1; kein Einzug von Flüssigkeit unter die Seitenführungen
    1.50 Note 2; kein Einzug von Flüssigkeit unter die Seitenführungen
    2.00 Note 3; kein Einzug von Flüssigkeit unter die Seitenführungen
    3.00 Note 4; kein Einzug von Flüssigkeit unter die Seitenführungen
    Wie den Ergebnissen von Tabelle 5 sofort zu entnehmen ist, beträgt der optimale Abstand zwischen dem unteren Ende der Seitenführungen und dem zu begiessenden bewegten Träger 0.4 mm bis 1.5 mm.
    Beispiel 3
    Als Beschichtungsflüssigkeit wurde die in Tabelle 2 beschriebene Zusammensetzung verwendet.
    Die hergestellte Beschichtungslösung wurde mittels eines Vorhanggiessers auf einen handelsüblichen polyethylenbeschichteten Papierträger aufgebracht. Als Seitenführungsflüssigkeit wurde deionisiertes, mit etwas Natriumchlorid versetztes Wasser verwendet. Die Distanz d zwischen dem unterem Ende der Seitenführungen und dem bewegten Träger betrug 1.0 mm. Die Unterseite der Seitenführungen wurde mit verschiedenen Materialien beschichtet.
    In Tabelle 6 ist die Qualität der Giessränder und die Tendenz zum Einzug von Beschichtungsflüssigkeit unter die Seitenführung bei verschiedenartig beschichteten Oberflächen der Unterseiten der Seitenführungen zusammengestellt.
    Beschichtung der Unterseite der Seitenführungen Beurteilung des Einzugs von Flüssigkeit unter die Seitenführungen
    Rostfreier Stahl immer Einzug von Flüssigkeit unter die Seitenführungen, etwa 5 bis 10 mm, Tropfenbildung an der Unterseite
    Titannitrid immer Einzug von Flüssigkeit unter die Seitenführungen, etwa 3 bis 5 mm, etwas Tropfenbildung an der Unterseite
    Amorpher Kohlenstoff unregelmässiger Einzug von Flüssigkeit unter die Seitenführungen, etwa 3 bis 8 mm, keine Tropfenbildung an der Unterseite
    Teflon kein Einzug von Beschichtungsflüssigkeit unter die Seitenführung
    Wie Tabelle 6 unmittelbar entnommen werden kann, ist Teflon eine besonders geeignete Beschichtung der Unterseite (14) der erfindungsgemässen Seitenführungen.

    Claims (12)

    1. Verfahren zur Vorhangbeschichtung eines Trägers mit mindestens einer Beschichtungsflüssigkeit, wobei dem geführten Vorhang beidseitig quer zur Erstreckung des Vorhanges und parallel zur Vorderwand der Seitenführungen eine Seitenflüssigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge der Beschichtungsflüssigkeit und der Seitenflüssigkeit auf den Träger aufgebracht wird.
    2. Verfahren zur Vorhangbeschichtung eines Trägers gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflüssigkeit vor dem Auftreffen auf den Träger nicht abgetrennt wird.
    3. Verfahren zur Vorhangbeschichtung eines Trägers gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz zwischen dem unteren Ende der Seitenführungen und dem Träger 0.05 mm bis 3 mm, vorzugsweise 0.4 mm bis 1.5 mm beträgt.
    4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung keine Abtrennvorrichtung für die Seitenflüssigkeit hat.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Nut (13) 4 mm bis 15 mm, vorzugsweise 6 mm bis 8 mm beträgt.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α am unteren Ende der Seitenführungen 0° bis 90°, vorzugsweise 10° bis 60° beträgt.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel β am unteren Ende der Seitenführungen 0° bis 90°, vorzugsweise 30° bis 90° beträgt.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (14) der Seitenführung eine hydrophobe Oberfläche mit einer freien Oberflächenenergie zwischen 10 mNm und 60 mNm, vorzugsweise zwischen 20 mNm und 45 mNm aufweist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (14) der Seitenführung mit Teflon beschichtet ist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Nut (13) parallel zur Vorhangfallrichtung gerillt ist.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Rillen sinusförmig, dreiecksförmig oder rechtecksförmig oder eine Mischung all dieser Profile ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der einzelnen Rillen zwischen 10 µm und1000 µm, vorzugsweise zwischen 100 µm und250 µm, und die Tiefe der Rillen zwischen 1 µm und 500 µm, vorzugsweise zwischen 30 µm und 100 µm liegt.
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