EP1521643B1 - Beschichtungskopf - Google Patents

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Publication number
EP1521643B1
EP1521643B1 EP03740402A EP03740402A EP1521643B1 EP 1521643 B1 EP1521643 B1 EP 1521643B1 EP 03740402 A EP03740402 A EP 03740402A EP 03740402 A EP03740402 A EP 03740402A EP 1521643 B1 EP1521643 B1 EP 1521643B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
gap
coating head
colour
chamber
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03740402A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1521643A1 (de
Inventor
Erich Kranz
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.)
Mitsubishi HiTech Paper Flensburg GmbH
Original Assignee
Mitsubishi HiTech Paper Flensburg GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi HiTech Paper Flensburg GmbH filed Critical Mitsubishi HiTech Paper Flensburg GmbH
Publication of EP1521643A1 publication Critical patent/EP1521643A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1521643B1 publication Critical patent/EP1521643B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B05C5/005—Curtain coaters

Definitions

  • the invention relates to a coating head for applying a coating composition on a moving medium, in particular a coating head for the curtain coating process for forming a liquid curtain of coating material, which is applied to a continuously moving, web-shaped medium to be, the use of the coating head according to the invention and a coating method utilizing the coating head according to the invention.
  • Such coating heads are known, for example, from EP 0 812 237 B1 or, in a variant embodiment, as a horizontally operating extrusion coating head, from EP 0 673 684 B1 and essentially have a first and an adjacent second coating headhats, between which Gap is formed, wherein the gap is connected to a paint chamber for accommodating the coating composition, and the coating composition is discharged through the gap and the outer side gap end nozzle representing the medium to be coated. Since, after application of the coating composition by means of an extrusion or curtain coating head, the applied coating is no longer uniformed or otherwise aftertreated, it is of great importance that the coating takes place flawlessly.
  • DE 40 32 833 A1 proposes a complete casting applicator for highly viscous products with pouring head, reservoir, return channel and pump with the proviso that the flow of the product has to be made in a laminar manner without blistering. This document thus formulates not so much an invention as the recognition that turbulent movements of the product in the feed to the coating head cause blistering.
  • WO 84/02859 A1 proposes a degassing container into which the coating composition is pumped from a storage container. From an overflow of this degassing container, the foam and air bubbles containing overflow mass is returned to the reservoir. The coating mass removed from the degassing container in the lower region is fed to a coating head and should then no longer have any foam or air bubbles as far as possible.
  • the new unit should be easy to be in construction, making it both inexpensive in its purchase as well also in his later maintenance is. From the outset, it is also part of the catalog of requirements, that the aggregate to be proposed for the technology of application of coating material by means of liquid curtain is applicable.
  • a coating head with a first half and an adjacent second half, between which a gap is formed with a gap length L and a right angle to the gap length L oriented gap width B, wherein the gap formed with at least one of the two coating head halves Color chamber is connected and the ink chamber to accommodate a coating mass is provided, through the gap and the outside gap end representing the nozzle to be coated medium, characterized in that that the color chamber is tapered with one or more upwards Bumps is provided, which open into vents.
  • the degassed coating composition is fed to a gap in a nozzle as the outside At the end of the gap, the coating mass opens onto the coating material to be coated Dispenses medium.
  • the coating head to form a Liquid curtain used corresponds to the gap width B of the desired Curtain thickness, while the gap length L corresponds to the curtain width. This will be in many cases wider than the medium to be coated, so that part of the Liquid curtain falls past the medium in a drip tray, from where the Coating mass is returned to the reservoir.
  • the compensation chamber is over as extension of the gap in its width the entire gap length L in a limited area between nozzle and ink chamber educated.
  • the compensation chamber with the Color chamber connected this happens for example via individual case or connecting pipes or preferably via an intermediate gap between compensation chamber and Color chamber.
  • the coating mass feed is preferably done by means of a lateral inlet opening in the ink chamber, as far as possible via an intermediate degassing unit is connected to the reservoir.
  • the color chamber has furthermore via an outlet opening, which in the opposite side of the ink chamber is embedded and connected to a bypass coating mass removal. Excessive coating mass is via the bypass the reservoir fed again.
  • a ratio of supplied coating mass to by bypass recycled coating material in a range of 1: 0.2 to 1: 2 to be considered particularly advantageous is.
  • the present invention also encompasses the use of the coating head according to the invention for the application in particular of heat-sensitive coating compositions. Bubble inclusions in heat-sensitive coatings lead to faulty coatings Coatings and thus to the elimination of the imaging function. Because the manufacturer of heat-sensitive recording materials for guarantee delivery of an over its entire area is fully committed to functional recording material, malfunctions can be due to a patchy coating complaints in high Justify the extent. against this background, it becomes clear why the constructively simple Possibility of a particularly effective and faultless working, integrated degassing coating head according to the present invention especially for heat-sensitive Coating masses is suitable. Contain such coating compositions on active substance dye precursors and with these under heat influence color-forming reactive, preferably organic color acceptors. In addition to these essential components are other customary additives in the heat-sensitive coating compositions including resins, waxes and stabilizers.
  • the coating head according to the invention can be used both with other coating systems as well as in multiple arrangement, so that wet-on-wet coatings be enabled. It is also conceivable, the proposed coating head to change its construction in such a way that it can be used for simultaneous multiple coating suitable is. In this case come with several Farbkammem with it upwardly tapering, opening in vents bulges, if necessary several Ausreteskammem and several column, the same orientation at the nozzle arranged one behind the other, within a multiple coating head for use.
  • the coating composition is preferably supplied from a storage container via an intermediate degassing unit to the ink chamber of the coating head according to the invention.
  • foam accumulates in the upwardly tapering bulges of the ink chamber.
  • This foam is removed by means of a preferably controllable suction device.
  • the coating mass fraction can be pulled out of the foam and returned to the storage container.
  • the coating material not drawn off as a foam from the ink chamber is fed to the nozzle of the coating head according to the invention.
  • the coating composition under the influence of gravity below the nozzle, the coating composition forms a liquid curtain which falls along a forming, dynamic wetting line onto the web-shaped medium moving continuously below the coating head and relative thereto.
  • the coating composition is heat-sensitive is executed, to which they dye precursor and with these under the influence of heat color forming contains reactive dye acceptors.
  • a paper web is preferred.
  • a protective layer to cite the previously applied heat-sensitive coating. It can both heat-sensitive as well as the protective layer covering them with the inventive Coating head to be applied. This may be delayed as well as done simultaneously with a multilayer coating head.
  • the ink chamber (5) as well as the gap (4) is sealed laterally by means not shown in the figure 1 closure means.
  • this closure means in the lateral extension of the ink chamber (5) on either side each an opening (9, 10) is embedded, of which one opening (9) for coating material supply and the other opening (10) is provided for coating mass removal.
  • a liquid curtain is shown extending along the nozzle (6) vertically downwards and in the lower part through the wetting line (13) as a line of intersection of the liquid curtain with the medium to be coated (12 ) is limited.
  • the wetting line (13) runs parallel to the contact line K.
  • the direction of movement of the medium (12) extends at right angles to the wetting line (13) and parallel to the gap width B.
  • FIG. 2 shows a further variant of the coating head (3 ') according to the invention.
  • a additional tubular compensation chamber (11) formed parallel to the contact line K oriented and half formed in the two coating head halves (1, 2) is.
  • the paint chamber (5) is slotted down over the entire pipe length.
  • the ink chamber (5) on this slot with an intermediate gap (14), each half in the two coating head halves (1, 2) is formed.
  • Downwards opens the intermediate gap (14) in an upper, over the entire Pipe length extending opening slot of the compensation chamber (11). This points down to a second slot across the entire tube length and is above this second slot connected to gap (4), which in turn, as already described for Figure 1, down into the nozzle (6) opens.
  • closure means in addition to the ink chamber (5) and the Gap (4) now also seal the compensation chamber (11) and the intermediate gap (14) laterally.
  • FIG. 3 shows a simplified installation situation of the coating head according to the invention (3, 3 ') without possible pumps and / or other degassing.
  • a storage container (17) contains a coating mass, which from the reservoir (17) via the coating mass feed (15) the coating head (3, 3 ') and is further fed via the inlet opening (9), not shown, of the ink chamber (5).
  • About one of the inlet opening (9) opposite, also not shown outlet opening (10) becomes excessively supplied coating from the ink chamber (5) the bypass coating mass removal, in short: fed to the bypass (16), the in turn connected to the reservoir (17).

Description

Die Erfindung betrifft einen Beschichtungskopf zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf ein sich bewegendes Medium, insbesondere einen Beschichtungskopf für das Vorhangbeschichtungsverfahren zum Ausbilden eines Flüssigkeitsvorhangs aus Beschichtungsmasse, die auf ein sich kontinuierlich bewegendes, bahnförmiges Medium aufgebracht werden soll, die Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes sowie ein Beschichtungsverfahren unter Ausnutzung des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes.
Solche Beschichtungsköpfe sind beispielsweise aus der EP 0 812 237 B 1 oder, in einer Ausbildungsvariante als waagerecht arbeitender Extrusions-Beschichtungskopf, aus der EP 0 673 684 B 1 bekannt und weisen im wesentlichen eine erste und eine ihr angrenzende zweite Beschichtungskopfhätfte auf, zwischen denen ein Spalt ausgebildet ist, wobei der Spalt mit einer Farbkammer zur Unterbringung der Beschichtungsmasse verbunden ist, und die Beschichtungsmasse durch den Spalt und eine das außenseitige Spaltende darstellende Düse an das zu beschichtende Medium abgegeben wird.
Da nach Auftrag der Beschichtungsmasse mittels Extrusions- oder Vorhangbeschichtungskopfes die aufgebrachte Beschichtung nicht weiter vergleichmäßigt oder sonst wie nachbehandelt wird, ist es von großer Bedeutung, dass die Beschichtung fehlerlos erfolgt. So versuchen die beiden oben aufgeführten Schutzrechte EP 0 812 237 B 1 und EP 0 673 684 B 1 das Problem zu lösen, gerade bei dünnen Beschichtungsaufträgen eine einheitliche Beschichtungsdicke ohne Schwankungen zu erzielen. Darüber hinaus ist es jedoch von größter Bedeutung, dass die Beschichtungsmasse frei von eingeschlossener Luft in Form von Luftblasen bzw. Schaum ist, da jede einer solchen Luftblase zu Fehlem in der Beschichtung führt.
Zahlreiche Vorschläge wurden gemacht, um eine Beschichtungsmasse vor ihrem Auftrag auf ein Medium blasenfrei auszubilden. So schlägt die DE 40 32 833 A 1 eine vollständige Gieß-Auftragsvorrichtung für hochviskose Produkte mit Gießkopf, Vorratsbehälter, Rücklaufkanal und Pumpe mit der Maßgabe vor, dass die Strömung des Produktes in laminarer Weise ohne Blasenbildung zu erfolgen hat. Diese Schrift formuliert somit weniger eine Erfindung als vielmehr die Erkenntnis, dass turbulente Bewegungen des Produktes in der Zuführung zum Beschichtungskopf Blasenbildung hervorrufen.
Durch den Einsatz von Pumpen, notwendiger Farbmassenfilter und langer, teilweise gekrümmter Leitungen lassen sich die idealisierten Verhältnisse nur laminarer Strömungen in der Beschichtungsmassenzuführung zum Auftragskopf nie vollständig realisieren. Deswegen schlägt die WO 84 /02859 A 1 ein Entgasungsbehältnis vor, in das von einem Vorratsbehälter aus die Beschichtungsmasse gepumpt wird. Aus einem Überlauf dieses Entgasungsbehältnisses wird die Schaum und Luftblasen enthaltende Überlaufmasse in den Vorratsbehälter zurückgeführt. Die im unteren Bereich aus dem Entgasungsbehältnis abgeführte Beschichtungsmasse wird einem Beschichtungskopf zugeführt und soll dann möglichst keinen Schaum bzw. keine Luftblasen mehr aufweisen.
In der Praxis konnten die bis jetzt vorgeschlagenen Lösungen allesamt nicht überzeugen, da sie entweder nur zu geringe Zuflussmengen zu den Beschichtungsköpfen pro Zeiteinheit ermöglichen oder ein nicht mehr zu akzeptierendes Preis-Leistungs-Verhältnis aufweisen oder zur Beschichtung mit nicht vollständig entgaster Beschichtungsmasse führen.
Es ist eine dieser Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Aggregat vorzustellen, mit der eine Beschichtungsmasse ohne Schaum oder Luftblaseneinschluss auf ein sich bewegendes Medium aufgebracht werden kann. Insbesondere soll das neue Aggregat einfach in der Konstruktion sein, so dass es sowohl preisgünstig in seiner Anschaffung wie auch in seinem späteren Unterhalt ist. Von vorne herein gehört es ferner zum Anforderungskatalog, dass das vorzuschlagende Aggregat für die Technologie der Aufbringung von Beschichtungsmasse mittels Flüssigkeitsvorhang anwendbar ist.
Nach intensiven Überlegungen zeichnete sich für den Erfinder ab, dass eine überzeugende Lösung des Problems nur in einem Beschichtungskopf zu finden ist, der Mittel zur Entgasung der Beschichtungsmasse selbst beinhaltet. Nur so kann ausgeschlossen werden, dass zuvor entgaste Beschichtungsmasse nicht erneut durch Schaum oder Lufteinschlüsse, die durch turbulente Strömungen in zwischen einem Entgasungsaggregat und einem Beschichtungskopf verlegten Rohrfeitungen entstehen, in die Beschichtungsmasse eingebracht werden und diese wieder aufschäumen.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Beschichtungskopf mit einer ersten Hälfte und einer ihr angrenzenden zweiten Hälfte, zwischen denen ein Spalt ausgebildet ist mit einer Spaltlänge L und einer rechtwinklig zur Spaltlänge L orientierten Spaltbreite B, wobei der Spalt mit einer zumindest in einer der beiden Beschichtungskopfhälften ausgebildeten Farbkammer verbunden ist und die Farbkammer zur Unterbringung einer Beschichtungsmasse vorgesehen ist, die durch den Spalt und eine das außenseitige Spaltende darstellende Düse an das zu beschichtende Medium abzugeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbkammer mit einer oder mehreren sich nach oben verjüngenden Ausbuchtungen versehen ist, die in Entlüftungsöffnungen münden.
Wird die Farbkammer des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes mit Beschichtungsmasse aus einem Vorratsbehälter bevorzugt über ein zwischengeschaltetes Entgasungsaggregat gefüllt, sammelt sich Restschaum aus Beschichtungsmasse mit eingeschlossenen Luftblasen in den sich nach oben verjüngenden Ausbuchtungen aufgrund der geringeren spezifischen Masse des mit Luftblasen verunreinigten Beschichtungsmasse-Luft-Gemisches. Dieses Gemisch tritt aus den Entlüftungsöffnungen aus und wird idealer Weise beispielsweise über einen Vakuum-Entlüfter dem Vorratsbehälter wieder zugeführt. Bevorzugt ist dabei eine Variante, in der ein Unterdruck an die Entlüftungsöffnungen angelegt wird. Mittels einer solchen, bevorzugt regelbaren Absaugvorrichtung kann die Entgasungsleistung des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes erheblich gesteigert werden.
Die entgaste Beschichtungsmasse wird einem Spalt zugeleitet, der in einer Düse als außenseitiges Spaltende mündet und über diese die Beschichtungsmasse auf das zu beschichtende Medium abgibt. Wird der Beschichtungskopf zur Ausbildung eines Flüssigkeitsvorhangs genutzt, entspricht die Spaltbreite B der gewünschten Vorhangdicke, während die Spaltlänge L der Vorhangbreite entspricht. Diese wird in vielen Fällen breiter als das zu beschichtende Medium gewählt, so dass ein Teil des Flüssigkeitsvorhangs am Medium vorbei in eine Auffangschale fällt, von wo aus die Beschichtungsmasse in den Vorratsbehälter zurückgeführt wird.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, der Düse noch eine Ausgleichskammer vorzuschalten, in der sich die Druck- und Strömungsverhältnisse der Beschichtungsmasse vereinheitlichen. Die Ausgleichskammer ist als Ausweitung des Spalts in seiner Breite über die gesamte Spaltlänge L in einem beschränkten Bereich zwischen Düse und Farbkammer ausgebildet. Zur Beschichtungsmassenzuführung ist die Ausgleichskammer mit der Farbkammer verbunden, dieses geschieht beispielsweise über einzelne Fall- oder Verbindungsrohre bzw. bevorzugt über einen Zwischenspalt zwischen Ausgleichskammer und Farbkammer.
Die Beschichtungsmassenzuführung geschieht bevorzugt mittels einer seitlichen Eintrittsöffnung in der Farbkammer, die so möglichst über ein zwischengeschaltetes Entgasungsaggregat mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Idealerweise verfügt die Farbkammer ferner über eine Auslassöffnung, die in der gegenüberliegenden Seite der Farbkammer eingelassen ist und mit einer Bypass-Beschichtungsmassenabführung verbunden ist. Übermäßig zugeführte Beschichtungsmasse wird über den Bypass dem Vorratsbehälter wieder zugeführt. Im Rahmen zahlreicher Versuche konnte dabei erkannt werden, dass ein Verhältnis zugeführter Beschichtungsmasse zu mittels Bypass zurückgeführter Beschichtungsmasse in einem Bereich von 1 : 0,2 bis 1 : 2 als besonders vorteilhaft anzusehen ist.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes zum Auftrag insbesondere von wärmeempfindlichen Beschichtungsmassen. Luftblaseneinschlüsse in wärmeempfindlichen Beschichtungen führen zu fehlerhaften Beschichtungen und damit zum Wegfall der Bilderzeugungsfunktion. Da die Hersteller von wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien zur Garantieabgabe eines über seine gesamte Fläche voll funktionstüchtigen Aufzeichnungsmaterials verpflichtet sind, können Funktionsfehler durch eine lückenhafte Beschichtung Reklamationen im hohen Ausmaß begründen. Vor diesem Hintergrund wird klar, warum die konstruktiv einfache Möglichkeit eines besonders effektiven und fehlerfrei arbeitenden, integrierten Entgasungs-Beschichtungskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung besonders für wärmeempfindliche Beschichtungsmassen geeignet ist. Solche Beschichtungsmassen enthalten an aktiver Substanz Farbstoffvorläufer und mit diesen unter Wärmeeinfluss farbbildend reagierende, bevorzugt organische Farbakzeptoren. Neben diesen wesentlichen Bestandteilen sind weitere übliche Zuschlagstoffe in den wärmeempfindlichen Beschichtungsmassen unter anderem Harze, Wachse und Stabilisatoren.
Der erfindungsgemäße Beschichtungskopf lässt sich sowohl mit anderen Beschichtungssystemen wie auch in Mehrfachanordnung betreiben, so dass Nass-in-Nass-Beschichtungen ermöglicht werden. Auch ist es vorstellbar, den vorgeschlagenen Beschichtungskopf derart in seiner Konstruktion zu verändern, dass er zur simultanen Vielfachbeschichtung geeignet ist. In diesem Fall kommen mehrere Farbkammem mit sich nach oben verjüngenden, in Entlüftungsöffnungen mündenden Ausbuchtungen, gegebenenfalls mehrere Ausgleichskammem und mehrere Spalte, die an der Düse orientierungsgleich hintereinander angeordnet zusammengeführt werden, innerhalb eines Vielfachbeschichtungskopfes zum Einsatz.
Zur Beschichtung eines bahnförmigen Mediums wird die Beschichtungsmasse aus einem Vorratsbehälter bevorzugt über ein zwischengeschaltetes Entgasungsaggregat der Farbkammer des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes zugeführt. Soweit Lufteinschlüsse in der Beschichtungsmasse vorhanden sind, sammelt sich Schaum in den sich nach oben verjüngenden Ausbuchtungen der Farbkammer. Dieser Schaum wird mittels einer bevorzugt steuerbaren Absaugvorrichtung abgeführt. Beispielsweise mittels Vakuum-Entlüftern kann der Beschichtungsmassenanteil aus dem Schaum herausgezogen und dem Vorratsbehälter wieder zugeführt werden.
Die nicht als Schaum aus der Farbkammer abgezogene Beschichtungsmasse wird der Düse des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes zugeführt. In einer bevorzugten Verfahrensvariante bildet die Beschichtungsmasse unter dem Einfluss der Schwerkraft unterhalb der Düse einen Flüssigkeitsvorhang, der entlang einer sich bildenden - dynamischen - Benetzungslinie auf das unterhalb des Beschichtungskopfes und relativ zu diesem kontinuierlich bewegte bahnförmige Medium fällt.
Wie bereits ausgeführt, ist es bevorzugt, wenn die Beschichtungsmasse wärmeempfindlich ausgeführt ist, wozu sie Farbstoffvorläufer und mit diesen unter Wärmeeinfluss farbbildend reagierende Farbakzeptoren enthält. Als Medium wird eine Papierbahn bevorzugt.
Als weiterhin bevorzugte Verfahrensvariante ist die Ausbildung einer Schutzschicht auf der zuvor aufgetragenen wärmeempfindlichen Beschichtung anzuführen. Dabei können sowohl wärmeempfindliche wie auch die sie abdeckende Schutzschicht mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungskopf aufgebracht werden. Dieses kann mit zeitlicher Verzögerung wie auch simultan mit einem Vielfachbeschichtungskopf geschehen.
Mit Hilfe der Figuren wird die Erfindung im Rahmen zweier Konstruktionsbeispiele weitergehend verdeutlicht:
  • Figur 1 zeigt eine erste Variante des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes (3) mit einer ersten Hälfte (1) und einer zweiten Hälfte (2), die spiegelverkehrt gleich zur ersten Hälfte (1) aufgebaut ist. Im oberen Bereich des Beschichtungskopfes (3) grenzen die beiden Beschichtungskopfhälften (1, 2) passgenau entlang einer geradlinigen Kontaktlinien K aneinander. Unterhalb der Kontaktlinie K ist eine rohrförmige Farbkammer (5) ausgebildet, die parallel zur Kontaktlinie K orientiert und jeweils zur Hälfte in den beiden Beschichtungskopfhälften (1, 2) ausgeformt ist. Nach oben ist die Farbkammer (5) mit kegelförmigen Ausbuchtungen (7) erweitert. Die Ausbuchtungen (7) verjüngen sich nach oben hin und münden in Entlüftungsöffnungen (8), die entlang der Kontaktlinie K jeweils zur Hälfte in den beiden Beschichtungskopfhälften (1, 2) ausgeformt sind. Nach unten ist die Farbkammer (5) über die gesamte Rohrlänge geschlitzt und über den Schlitz verbunden mit einem Spalt (4), der jeweils zur Hälfte in den beiden Beschichtungskopfhälften (1, 2) ausgeformt ist. Der Spalt (4) weist eine Spaltlänge L orientierungsgleich zur Kontaktlinie K und eine Spaltbreite B rechtwinkelig zur Spaltlänge L auf. Die Spaltbreite B wird somit durch den Abstand der beiden Beschichtungskopfhälften (1, 2) in ihrem unteren Bereich entsprechend ihrer jeweiligen Ausformungen bestimmt. Der Spalt (4) ist nach oben begrenzt durch den Schlitz in der Farbkammer (5) und nach unten durch eine Düse (6), die das Spaltende am unteren Ende des Beschichtungskopfes (3) darstellt. Die Düse (6) verläuft parallel zur Kontaktlinie K.
    • Die Farbkammer (5) ist genauso wie der Spalt (4) seitlich durch in der Figur 1 nicht dargestellte Verschlussmittel abgedichtet. In diese Verschlussmittel sind in seitlicher Verlängerung der Farbkammer (5) beiderseits je eine Öffnung (9, 10) eingelassen, von denen die eine Öffnung (9) zur Beschichtungsmassenzuführung und die andere Öffnung (10) zur Beschichtungsmassenabführung vorgesehen ist.
    Unterhalb der Düse (6) in Verlängerung des Spaltes (4) ist ein Flüssigkeitsvorhang dargestellt, der entlang der Düse (6) senkrecht nach unten verläuft und im unteren Bereich durch die Benetzungslinie (13) als Schnittlinie des Flüssigkeitsvorhangs mit dem zu beschichtenden Medium (12) begrenzt ist. Die Benetzungslinie (13) verläuft parallel zur Kontaktlinie K. Die Bewegungsrichtung des Mediums (12) verläuft rechtwinklig zur Benetzungslinie (13) und parallel zur Spaltbreite B.
    Figur 2 zeigt eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes (3'). In Erweiterung zur ersten Variante gemäß Figur 1 ist unterhalb der Farbkammer (5) eine zusätzliche rohrförmige Ausgleichskammer (11) ausgebildet, die parallel zur Kontaktlinie K orientiert und jeweils zur Hälfte in den beiden Beschichtungskopfhälften (1, 2) ausgeformt ist. Wieder ist die Farbkammer (5) nach unten über die gesamte Rohrlänge geschlitzt. Nunmehr ist jedoch die Farbkammer (5) über diesen Schlitz mit einem Zwischenspalt (14) verbunden, der jeweils zur Hälfte in den beiden Beschichtungskopfhälften (1, 2) ausgeformt ist. Nach unten mündet der Zwischenspalt (14) in einem oberen, über die gesamte Rohrlänge verlaufenden Öffnungsschlitz der Ausgleichskammer (11). Diese weist nach unten einen zweiten Schlitz über die gesamte Rohrlänge auf und ist über diesen zweiten Schlitz verbunden mit Spalt (4), der seinerseits, wie zu Figur 1 bereits geschildert, nach unten in Düse (6) mündet.
    In Figur 2 nicht dargestellt sind Verschlussmittel, die neben der Farbkammer (5) und den Spalt (4) nun auch die Ausgleichskammer (11) und den Zwischenspalt (14) seitlich abdichten.
    Figur 3 zeigt eine vereinfacht dargestellte Einbausituation des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes (3, 3') ohne mögliche Pumpen und/oder weitere Entgasungsaggregate. Ein Vorratsbehälter (17) enthält eine Beschichtungsmasse, die aus dem Vorratsbehälter (17) über die Beschichtungsmassenzuführung (15) dem Beschichtungskopf (3, 3') und weiter über die nicht dargestellte Einlassöffnung (9) der Farbkammer (5) zugeführt wird. Über eine der Einlassöffnung (9) gegenüberliegende, ebenfalls nicht dargestellte Auslassöffnung (10) wird übermäßig zugeführte Beschichtungsmasse aus der Farbkammer (5) der Bypass-Beschichtungsmassenabführung, kurz: dem Bypass (16) zugeführt, der seinerseits mit dem Vorratsbehälter (17) verbunden ist.
    Figur 4 stellt einen durch einen Vielfachbeschichtungskopf ausgebildeten Gesamtbeschichtungsvorhang (18) dar. Ein solcher Vielfachbeschichtungskopf umfasst It. Anspruch 5 eine Vielzahl, im in Figur 4 zu Grunde liegenden Fall drei Einzelbeschichtungsköpfe. Dazu sind die Düsen der drei Einzelbeschichtungsköpfe, jeweils bemessen durch ihre, die Dicke der Einzelbeschichtungsvorhänge (19) bestimmende Spaltbreite B und durch ihre, die Breite der Einzelbeschichtungsvorhänge (19) bestimmende Spaltlänge L so zusammengefügt, dass der Gesamtbeschichtungsvorhang (18) mit einer Breite gleich den Einzelbeschichtungsvorhangbreiten und mit einer Dicke entsprechend der Summe aller Einzelbeschichtungsvorhangdicken entsteht.
    1 :
    erste Hälfte des Beschichtungskopfes
    2:
    zweite Hälfte des Beschichtungskopfes
    3, 3':
    Beschichtungskopf
    4:
    Spalt
    5:
    Farbkammer
    6:
    Düse
    7:
    Ausbuchtungen
    8:
    Entlüftungsöffnungen
    9:
    Einlassöffnung
    10:
    Auslassöffnung
    11:
    Ausgleichskammer
    12:
    zu beschichtendes Medium
    13:
    Benetzungslinie
    14:
    Zwischenspalt
    15:
    Beschichtungsmassenzuführung
    16:
    Bypass (-Beschichtungsmassenabführung)
    17:
    Vorratsbehälter
    18:
    Gesamtbeschichtungsvorhang
    19:
    Einzelbeschichtungsvorhänge
    B:
    Spaltbreite
    K:
    Kontaktlinie
    L:
    Spaltlänge

    Claims (10)

    1. Beschichtungskopf (3, 3') zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf ein sich bewegendes Medium (12)
      mit einer ersten Hälfte (1) und einer ihr angrenzenden zweiten Hälfte (2),
      zwischen denen ein Spalt (4) ausgebildet ist mit einer Spaltlänge L und einer rechtwinklig zur Spaltlänge L orientierten Spaltbreite B,
      wobei der Spalt (4) mit einer zumindest in einer der beiden Beschichtungskopfhälften (1, 2) ausgebildeten Farbkammer (5) verbunden ist
      und die Farbkammer (5) zur Unterbringung einer Beschichtungsmasse vorgesehen ist, die durch den Spalt und eine das außenseitige Spaltende darstellende Düse (6) an das zu beschichtende Medium (12) abzugeben ist,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Farbkammer (5) mit einer oder mehreren sich nach oben verjüngenden Ausbuchtungen (7) versehen ist, die in Entlüftungsöffnungen (8) münden.
    2. Beschichtungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (4) zumindest in einer der beiden Beschichtungskopfhälften (1, 2) teilweise zu einer Ausgleichskammer (11) ausgeweitet ist, die zwischen der Düse (6) und der Farbkammer (5) positioniert ist, wobei die Farbkammer (5) und die Ausgleichskammer (11) miteinander verbunden sind.
    3. Beschichtungskopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbkammer (5) eine Eintrittsöffnung (9), die mit einer Beschichtungsmassenzuführung verbunden ist, und eine der Eintrittsöffnung (9) gegenüberliegende Auslassöffnung (10), die mit einer Bypass-Beschichtungsmassenabführung verbunden ist, aufweist.
    4. Beschichtungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnungen (8) mit einer Absaugvorrichtung verbunden sind.
    5. Vielfachbeschichtungskopf, umfassend eine Vielzahl von Einzelbeschichtungsköpfen jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Düse des Velfachbeschichtungskopfes mindestens aus den orientierungsgleich hintereinander angeordneten Düsen der Einzelbeschichtungsköpfe gebildet ist.
    6. Verwendung eines Beschichtungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf ein sich bewegendes Medium (12), wobei die Beschichtungsmasse Farbstoffvorläufer und mit diesen unter Wärmeeinfluss farbbildend reagierende Farbakzeptoren enthält.
    7. Beschichtungsverfahren, umfassend das Ausbilden eines Flüssigkeitsvorhangs aus Beschichtungsmasse mittels eines Beschichtungskopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Flüssigkeitsvorhang entlang der Benetzungslinie (13) auf ein sich unterhalb des Beschichtungskopfes (3, 3') kontinuierlich bewegendes, bahnförmiges Medium (12) trifft.
    8. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsmasse Farbstoffvorläufer und mit diesen unter Wärmeeinfluss farbbildend reagierende Farbakzeptoren enthält.
    9. Beschichtungsverfahren nach einem der beiden Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (12) eine Papierbahn ist.
    10. Beschichtungsverfahren nach einem der Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf die aufgetragene wärmeempfindliche Beschichtungsmasse anschließend eine Schutzschicht aufgebracht wird.
    EP03740402A 2002-07-10 2003-07-02 Beschichtungskopf Expired - Lifetime EP1521643B1 (de)

    Applications Claiming Priority (3)

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