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Vorrichtung und Verfahren zum Beschichten eines metallischen Trägermaterials
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten eines metallischen Trägermaterials mit einem bahnförmigen Beschichtungsmaterial.
Für die Beschichtung von metallischen Trägermaterialien, zum Beispiel Metalltafeln, mit einem Beschichtungsmaterial, um die Oberfläche der Metalltafeln optisch oder haptisch ein- oder beidseitig zu verändern, sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren bekannt. Beispielsweise werden bei der Herstellung von Ia- ckierten oder bedruckten Metalltafeln Lacke oder Druckfarben eingesetzt, die UV- reaktiv oder lösemittelhaltig sind. Bei der Herstellung von Metallverpackungen, beispielsweise Schraubverschlüsse für Gläser oder Flaschen, Kronenkorken, technische Dosen, Lebensmittel- und Aerosoldosen sowie bei einer Vielzahl anderer aus lackiertem und bedrucktem Metall hergestellten Erzeugnisse wie Spielwa- ren oder Zierleisten usw. spielen umweltbedingte Probleme eine immer größere Rolle. Diese Probleme werden einerseits von den in den Lacken und Druckfarben enthaltenen Lösemitteln verursacht, bei anderen Anwendungen führt die erforderliche Lebensmittelverträglichkeit zu besonders aufwändigen Vorrichtungen.
Bei herkömmlichen Verfahren wird in einem ersten Arbeitsgang eine Seite einer Metalltafel mit einem Grundlack für die spätere Bedruckung lackiert, wobei die Trocknung bei Lösemittellacken thermisch mittels technisch sehr aufwändiger, großvolumiger und hochinvestiver Trockenöfen erfolgt. Bei derartigen Anlagen ist der energetische Aufwand besonders hoch, daneben sind hohe Investitionen er- forderlich. Die Metalltafeln werden üblicherweise nahezu senkrecht stehend transportiert, anschließend erfolgt in einem separaten zweiten, ebenfalls sehr aufwändigen Arbeitsgang die so genannte Schutzlackierung der anderen Seite der Metalltafel. In einem dritten, ebenfalls aufwändigen separaten Arbeitsgang erfolgt die einseitige Bedruckung der Metalltafeln mit anschließender wiederum aufwändiger thermischer Trocknung. Eine Schutz- oder Hochglanzlackierung, die auf der Druckfarbe aufgebracht wird, bedingt einen weiteren separaten Verfahrensschritt mit vergleichsweise hohem Aufwand wie bei der Grundlackierung.
Bei der im Stand der Technik ebenfalls üblichen Verwendung von UV-reaktiven Lacken und Farben sind ähnliche Verfahrensschritte erforderlich, wobei die Trocknung der Lacke und Druckfarben mittels energetisch sehr aufwändiger und hoher Investitionen verursachender UV-Bestrahlung der Metalltafeln erfolgt.
Ein zunehmendes Problem bei der Verarbeitung von Iösemittelhaltigen Lacken und Druckfarben ist die Emission flüchtiger organischer Verbindungen, da zur Einhaltung der zunehmend produktionsbeschränkenden Emissionsvorschriften erhöhte Kosten entstehen. Daneben zeichnen sich herkömmliche Lackieranlagen auch durch einen hohen Platzbedarf aus.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Beschichten eines metallischen Trägermaterials mit einem bahnförmigen Beschichtungs- material zu schaffen, die einfacher aufgebaut ist und eine umweltverträgliche Be- Schichtung ermöglicht.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass sie eine Zuführeinrichtung, um das Trägermaterial einer Beschichtungsstation zuzuführen und eine mit einer Gegendrύckwalze zusammenwirkende Beschichtungswalze aufweist, um das metallische Trägermaterial und das bahnförmige Beschichtungsmaterial unter Aufbringung von Druckkräften mittels eines Klebstoffs miteinander zu verkleben.
Anders als bei herkömmlichen Vorrichtungen werden die metallischen Trägerma- terialien mit einem Klebstoff mit dem bedruckten oder unbedruckten Beschichtungsmaterial verbunden, dementsprechend kann auf lösemittelhaltige Lacke und Druckfarben vollständig verzichtet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen vergleichsweise einfachen Aufbau auf, da aufwändige Lackier- oder Druckanlagen entfallen können, die üblicherweise hohe Kosten verursachen und einen großen Energieverbrauch aufweisen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders zum Beschichten von tafelförmigen Trägermaterialien, insbesondere im Rechteck- und Formatzuschnitt, z. B.
Scrolltafeln, geeignet, wobei Scrolltafeln in der Scrollschnittverzahnung Stoß an Stoß oder unter- oder überlappt liegend beschichtet werden können. Benachbarte Scrolltafeln weisen vorzugsweise komplementäre, aneinander angrenzende Formschnittseiten auf. Diese Trägermaterialien können der Vorrichtung stapelför- mig zugeführt werden, durch eine Entstapeleinrichtung können die Trägermaterialien vereinzelt und nacheinander durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung transportiert werden. Die Trägermaterialien besitzen typische Flächengewichte von 800 - 3.000 g/m2.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Ausrichtstation zum Ausrichten der tafelförmigen Trägermaterialien auf. Durch die Ausrichtstation können die Trägermaterialien in Bewegungsrichtung, das heißt in Längsrichtung und/oder in seitlicher Richtung ausgerichtet werden. Dadurch wird in allen Fällen ein passgenaues Aufbringen des Beschichtungsmaterials erreicht, auch wenn die gestapelten Trägermaterialien nicht exakt an der vorgesehenen Position liegen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Trägermaterialien durch die Ausrichtstation unterschuppt oder überschuppt mit einem einstellbaren Unterlappungs- oder Überlappungsmaß ausge- richtet werden. Alternativ können die Trägermaterialien durch die Ausrichtstation Stoß an Stoß oder mit einem einstellbaren Abstand ausgerichtet werden.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine Schlitzdüse zum Applizieren des Klebstoffs vorgesehen sein. Diese Schlitzdüse kann bei anderen Ausführun- gen entfallen, wenn das Trägermaterial und/oder das Beschichtungsmaterial bereits mit einem Klebstoff versehen ist bzw. sind. In diesem Fall kann der vorab aufgebrachte Klebstoff thermisch aktiviert oder reaktiviert werden.
Es ist zweckmäßig, wenn die Menge und/oder die Breite des durch die Schlitzdüse aufzutragenden Klebstoffs einstellbar ist. Damit kann der Klebstoffauftrag exakt auf die verwendeten Trägermaterialien und Beschichtungsmaterialien abgestimmt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Klebstoff in Contact-Verfahren oder im Non-Contact- Verfahren aufgetragen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders gut zur Verarbeitung von ther- moplastischen oder reaktiven Schmelzklebstoffen geeignet.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Beschichtungsmaterial im Bereich der Schlitzdüse über eine nicht angetriebene Walze und mit der klebstoffbeschichteten Seite über eine angetriebene Releasewalze geführt werden. Die Re- leaswalze wirkt für das bahnförmige Beschichtungsmaterial als Abzugskalander und kann beheizbar oder kühlbar sein. Daneben kann die Oberfläche dieser Releasewalze eine Antihaftbeschichtung aufweisen. Die Releasewalze wird gesteuert von der klebstoffbeschichteten Seite des Beschichtungsmaterials umschlungen und gibt diese bahnspannungsgeregelt für den Zulauf auf die nachfolgende Be- schichtungswalze frei.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Vorrichtung eine oder mehrere, auf das Beschichtungsmaterial und/oder auf die Unterseite und/oder die Oberseite des Trägermaterials wirkende Temperierungseinrichtungen aufweist, um die Mate- rialien auf eine bestimmte Verfahrenstemperatur aufzuheizen.
Ein besonders großer Anwendungbereich ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wenn die Gegendruckwalze druckeinstellbar ist. Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Gegendruckwalze eine gummierte Oberfläche oder eine Antihaftbeschichtung aufweist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine in Bewegungsrichtung hinter der Beschichtungsstation angeordnete Transporteinrichtung für das bahnförmige beschichtete Trägermaterial aufweist. Es wird besonders bevorzugt, dass die Transporteinrichtung ein Saugband aufweist, durch das ein besonders guter Halt der Trägermaterialien gewährleistet wird.
Als weitere Option kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine UV- Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen von strahlenvernetzenden reaktiven Klebstoffen aufweisen. Die UV-Bestrahlung erfolgt nach dem Verkleben und Ver- pressen des metallischen Trägermaterials mit dem bahnförmigen Beschichtungs- material.
Um die tafelförmigen Trägermaterialien im Anschluss an die Beschichtung wieder zu separieren, kann eine Vorrichtung zum Vereinzeln vorgesehen sein, ferner können die getrennten Trägermaterialien durch eine ein Saugband aufweisende Transporteinrichtung transportiert werden, wobei es besonders zweckmäßig ist, dass die Trägermaterialien zu einer Abstapelvorrichtung transportiert werden, die für hohe Stapelgewichte, die bis zu 3.500 kg betragen können, geeignet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Registersteuerung zum passgenau- en Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf das Trägermaterial aufweisen. Durch die Registersteuerung werden elektronisch lesbare Identifizierungsmarken, die auf dem Beschichtungsmaterial aufgebracht sind, erfasst, um das Beschich- tungsmaterial exakt auf das Trägermaterial aufzubringen. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Registersteuerung auch eine Kante des Trägermaterials er- fasst werden. Der Zulauf der metallischen Trägermaterialien wird gleichzeitig daran angepasst gesteuert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass in der Be- schichtungsstation beidseitig bahnförmige Beschichtungsmaterialien auf das me- tallische Trägermaterial aufgebracht werden. Dazu kann eine zweite Schlitzdüse vorgesehen sein, es ist jedoch auch möglich, dass eine Aktivierungsstation vorgesehen ist, durch die das Beschichtungsmaterial zumindest auf einer Seite des Trägermaterials thermisch aktivierbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Schneidestation für das Beschichtungsmaterial aufweisen, die in Bewegungsrichtung vor der Beschichtungsstation angeordnet ist. Mit dieser Beschichtungsstation kann das Beschichtungsmaterial
seitlich besäumt werden oder es können Ausschnitte in Längsrichtung hergestellt werden, bevor das Beschichtungsmaterial die Beschichtungsstation erreicht.
Daneben kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine in Bewegungsrichtung hin- ter der Beschichtungsstation angeordnete Austrennstation für das Beschichtungsmaterial aufweisen. Auf diese Weise kann eine breite Bahn des Beschich- tungsmaterials auf die Kontur eines schmaleren oder individuell geformten metallischen Trägermaterials geschnitten werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine in Bewegungsrichtung hinter der Vorrichtung zum Vereinzeln angeordnete Schneidestation vorgesehen sein, um die Vorder- und/oder Hinterkante von beschichteten Trägermaterialien zu beschneiden. Diese Schneidestation kann dann zum Einsatz kommen, wenn die metallischen Trägermaterialien Stoß an Stoß mit einem bestimmten Abstand zwi- sehen den einzelnen Trägern produziert werden. Die Schneidestation kann dazu Messer und/oder einen Laser aufweisen.
Alternativ zu der Verarbeitung von metallischen tafelförmigen Trägermaterialien kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch so ausgebildet sein, dass sie zur BeSchichtung von metallischen Trägermaterialien in Bahnform geeignet ist. In diesem Fall werden bahnförmige metallische Trägermaterialien in Form von Coils eingesetzt, die mit dem Beschichtungsmaterial versehen und anschließend in einer Aufwickelvorrichtung wieder auf eine Spule aufgewickelt werden. Alternativ können die bahnförmigen Trägermaterialien jedoch auch in einer Schneidevorrich- tung vereinzelt werden, sodass sie die erfindungsgemäße Vorrichtung als beschichtete tafelförmige Trägermaterialien verlassen. Diese Schneidestation kann Messer und/oder Laser aufweisen. Der Laser ist in der Lage, Schnitte mit beliebiger Konturform zu erzeugen, insbesondere ist der Laser für Scrolltafel- Konturschnitte geeignet.
Es wird besonders bevorzugt, dass die Vorrichtung für die Beschichtungsmateria- lien, Folie, Textil, Papier oder Leder geeignet ist. Diese Beschichtungsmaterialien können in bedruckter oder unbedruckter Form eingesetzt werden.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beschichten eines metallischen Trägermaterials. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass das Trägermaterial mittels einer Zuführeinrichtung einer Beschichtungsstation zuge- führt wird, in der es durch einen zwischen einer Gegendruckwalze und einer Be- schichtungswalze gebildeten Spalt geführt und unter der Einwirkung der durch die Walzen erzeugten Druckkräfte mittels eines Klebstoffs mit dem bahnförmigen Be- schichtungsmaterial verklebt wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beschichten eines metallischen Trägermaterials;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 4 zwei als Scrolltafeln ausgebildete Trägermaterialien.
^ Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 eignet sich zur Beschichtung von Trägermaterialien, die als Metalltafeln ausgebildet sind und aus Aluminium oder Weißblech bestehen. Aus Weißblech bestehende Tafeln können verzinkt, verzinnt oder verchromt sein. Selbstverständlich können mit der Vorrichtung 1 auch aus anderen Legierungen bestehende Metalltafeln verarbeitet werden. Typische Blechdicken betragen 0,1 - 0,5 mm.
Die Metalltafeln 2 sind horizontal in einer Entstapelvorrichtung 3 gestapelt und werden der Vorrichtung 1 zugeführt. Im Rahmen des Beschichtungsvorgangs werden die Metalltafeln 2 im Wesentlichen horizontal durch die Vorrichtung 1 transportiert, in der in Fig. 1 dargestellten Ansicht werden die Metalltafeln 2 von rechts nach links transportiert. Der Transport der Metaljtafeln 2 erfolgt durch eine Zuführeinrichtung 4, die ein Saugband aufweist, durch die die Metalltafeln 2 nacheinander weitertransportiert werden. Die Entstapelung der Metalltafeln 2 erfolgt taktweise, wobei jeweils die oberste Metalltafel mit einem Saugkopf entnommen und der Stapel entsprechend angehoben wird. Der Transport der einzelnen Metall- tafeln 2 erfolgt entweder Stoß an Stoß, wobei zwischen den einzelnen Metalltafeln auch ein bestimmter Abstand vorgesehen sein kann, alternativ können die Metalltafeln in der Form eines überlappten oder unterlappten Schuppenstroms über das Saugband transportiert werden.
Über eine in Fig. 1 nicht dargestellte Ausrichtstation wird jede Metalltafel gesteuert ausgerichtet, das heißt sie wird seitlich und in Längsrichtung positioniert, sodass entweder identische Abstände zwischen einzelnen Metalltafeln bestehen oder eine identische Über- bzw. Unterlappung vorliegt.
Bei bestimmten Ausführungen kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, welche den Schuppenstrom im Bereich der Überlappung durch Anheben der nachlaufenden Tafel und deren Absenken auf die vorlaufende Tafel in eine Unterlappung verändert.
Im Anschluss an die Zuführeinrichtung 4 werden die Metalltafeln einer Reinigungsstation 5 zugeführt. Die Reinigungsstation 5 weist Einzugswalzen auf und ist so ausgebildet, dass eine oder beide Seiten der Metalltafeln gereinigt werden. Die Reinigung kann mechanisch, beispielsweise durch Bürsten, thermisch, beispielsweise durch IR-Strahlen oder auch chemisch, beispielsweise durch flüssige Reini- gungsmittel erfolgen. Alternativ kann die Reinigung strahlungstechnisch durch Co- ronabehandlung erfolgen. Durch diesen Reinigungsvorgang sollen gegebenenfalls vorhandene produktionsbedingte Rückstände auf den Oberflächen der Metalltafeln entfernt werden. Durch den Einsatz der Coronabehandlung wird gleichzeitig die
Oberflächenspannung der Metalltafeln auf das für eine optimale Klebstoffhaftung erforderliche Maß erhöht.
Im Anschluss an die Reinigungsstation 5 erreichen die gereinigten Metalltafeln eine Ausrichtstation 6, die die einzelnen Tafeln einstellbar ausrichtet, sodass die Tafeln definiert in den Spalt zwischen einer Beschichtungswalze 7 und einer Gegendruckwalze 8 einlaufen. Auf diese Weise werden die einzelnen Tafeln exakt auf das Beschichtungsmaterial ausgerichtet. Die Tafeln werden in Bezug auf die Vorderkante und eine Seitenkante genau ausgerichtet, wobei gleichzeitig ein ein- stellbares Überlappungsmaß oder Unterlappungsmaß oder ein Stoß-an-Stoß- Maß realisiert wird. Die Über- oder Unterlappung kann 1 bis 15 mm betragen, das Stoß-an-Stoß-Maß kann 0 bis 15 mm übertragen.
Das in diesem Ausführungsbeispiel als Folie ausgebildete Beschichtungsmaterial 9 liegt als Rolle vor und befindet sich auf einer zum Zweck der Beladung schwenkbaren Spannwelle 10. Die Bahnführung des bremsgesteuerten oder angetriebenen Beschichtungsmaterials 9 erfolgt über verschiedene Walzen bis in den Beschichtungsspalt, der durch die Beschichtungswalze 7 und die Gegendruckwalze 8 gebildet wird.
Die Applikation des Klebstoffs auf das Beschichtungsmaterial 9 erfolgt über eine Schlitzdüse 11. Derartige Schlitzdüsen sind an sich bekannt und umfassen einen Klebstofftank mit Schmelzeinrichtung, beheizbare Zulauf- und Rücklaufschläuche, eine Düsenvorkammer mit Dosierpumpen, die eigentliche Schlitzdüse mit Seg- menten und eine Applikationslippe mit einer Auftragsbreitenverstellung sowie eine Regelelektronik.
Mit der Schlitzdüse 11 können bei einer typischen Klebstofftemperatur von ca. 80 bis 200 0C Klebstoffauftragsmengen von etwa 0,5 bis 20 g/m2 realisiert werden. Die Applikation des Klebstoffs erfolgt je nach der Einstellung der Entfernung und dem Schwenkwinkel der Düsenlippe zum Beschichtungsmaterial wahlweise im direkten Kontakt der Düsenlippe mit dem Beschichtungsmaterial (Contact- Verfahren) oder in einem Abstand von etwa 1 bis 5 mm zu dem Beschichtungsma-
terial (Non-Contact-Verfahren), wobei bei diesen Einstellungen ein der eingestellten Applikationsbreite entsprechender geschlossener Klebstofffilm vollflächig oder partiell aus der Düsenlippe auf das Beschichtungsmaterial abgegeben und von diesem übernommen wird.
Als Klebstoffe sind thermoplastische oder reaktive Schmelzklebstoffe geeignet.
Die eingesetzten Schmelzklebstoffe werden in Abhängigkeit von den zu verklebenden Substraten und den diesbezüglichen Anforderungen, beispielsweise einer geforderten Temperatur- bzw. Hitzebeständigkeit der Verklebung etc., ausgewählt.
Als rein thermoplastische Schmelzklebstoffe können insbesondere solche auf Basis von Ethylen-Λ/inylacetaten (EVA), Polyolefinen (z. B. amorphen Poly-α- olefinen, metallocenkatalysierten Polyolefinen), Polyacrylaten, Copolyamiden, Co- polyestern und/oder thermoplastischen Polyurethanen bzw. entsprechenden Co- und/oder Terpolymeren eingesetzt werden.
Als reaktive, beispielsweise feuchtigkeitsvernetzende Schmelzklebstoffe kommen insbesondere solche auf Basis von silangepfropften amorphen Poly-α-olefinen oder isocyanatterminierten Polyurethanen zum Einsatz. Bei den reaktiven Schmelzklebstoffen führt die nachfolgende Vernetzung mit Feuchtigkeit zu tempe- ratur- bzw. hitzebeständigen Verklebungen. Reaktive Schmelzklebstoffe kombinieren somit die Vorteile der schnellen Anfangsfestigkeit durch den physikalischen Abbindevorgang des Abkühlens mit einer nachfolgend stattfindenden chemischen Vernetzung. Bei der Verarbeitung feuchtigkeitsreaktiver Schmelzklebstoffe muss die Schmelze vor ihrer Applikation vor Feuchtigkeit geschützt werden.
Beispielsweise können für die Kaschierung von Metalltafeln oder Metallblechen mit OPP-Folien (orientierte Polypropylenfolie) oder PET-Folien (Polyesterfolien) in rückseitig bedruckter oder unbedruckter Form in Kombination mit einer hohen Temperaturbeständigkeit des Verbunds Schmelzklebstoffe auf Basis von silangepfropften Polyolefinen verwendet werden.
Polymere für im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignete, reaktive feuchtig- keitsvernetzende Schmelzklebstoffe sind beispielsweise die im Handel unter der Produktbezeichnung „Vestoplast® 206" von der Degussa AG, Mari, Deutschland, erhältlichen silanmodifizierten Poly-α-olefine.
Weitere geeignete reaktive Schmelzklebstoffe umfassen strahlenvernetzende reaktive Klebstoffe (z. B. reaktive Schmelzklebstoffe die unter UV-Bestrahlung vernetzen).
Der Auftrag des Klebstoffs kann in weiten Temperaturbereichen erfolgen. Im Allgemeinen werden Verarbeitungstemperaturen im Bereich von 80 0C bis 200 0C gewählt.
Um eine gute Auftragbarkeit des Schmelzklebstoffs zu erreichen, werden im All- gemeinen solche Schmelzklebstoffe verwendet, welche bei den Verarbeitungstemperaturen, im Allgemeinen 80 0C bis 200 0C, Brookfield-Viskositäten im Bereich von im Allgemeinen 50 bis 1.000.000 mPa-s aufweisen.
Beispielsweise können bevorzugt reaktive Schmelzklebstoffe auf Basis von silan- gepfropften Polyolefinen, insbesondere solangepfropften amorphen Poly-α- olefinen, eingesetzt werden, welche bei 180 0C Brookfield-Viskositäten im Bereich von 50 bis 50.000 mPa-s, insbesondere 1.000 bis 10.000 mPa-s, vorzugsweise 5.000 bis 8.000 mPa-s, ganz besonders bevorzugt 5.500 bis 7.500 mPa-s, aufweisen.
Zur Steuerung der Reaktivität und des Vernetzungsverhaltens werden den reaktiven Schmelzklebstoffen im Allgemeinen die an sich üblichen Katalysatoren zugesetzt, so z. B. Dibutylzinnlaurat (DBTL), und dies in den für diese Zwecke an sich üblichen Mengen.
Zur Steuerung der offenen Zeit und/oder der Adhäsionseigenschaften der zuvor genannten Schmelzklebstoffe, insbesondere auch im Hinblick auf eine verbesserte Handhabbarkeit, können den vorgenannten Schmelzklebstoffen außerdem Additi-
ve zugesetzt werden, insbesondere nichtreaktive Polymere (z. B. unmodifizierte amorphe Poly-α-olefine), nichtreaktive Harze (z. B. Kohlenwasserstoff harze) und/oder nichtreaktive Wachse. Auf diese Weise lassen sich die Klebstoffeigenschaften anwendungsbezogen einstellen und sozusagen maßschneidern.
Als Beschichtungsmaterial 9 sind unterschiedliche Materialien denkbar, beispielsweise Textil, Papier oder Leder, vorzugsweise handelt es sich bei dem Beschichtungsmaterial um eine Kunststofffolie mit einer Materialstärke von etwa 5 bis 250 μm, weiter vorzugsweise beträgt die Dicke der Folie 10 - 25 μm.
Unterhalb der Düsenlippe der Schlitzdüse 11 ist ein Walzenpaar angeordnet, durch dessen Spalt das Beschichtungsmaterial gezogen wird, wobei gleichzeitig die Applikation des Klebstoffes erfolgt. Dieses Walzenpaar wirkt auch als Abzugskalander und besteht aus einer ersten, nicht angetriebenen druckeinstellbaren Walze 12 und einer zweiten, antihaftbeschichteten beheiz- und kühlbaren Releasewalze 13. Die Releasewalze 13 wird mit einer Voreilung von etwa 3 bis 10 % zur Beschichtungswalze 7 betrieben und ist mit einem regelbaren Antrieb verbunden. Die klebstoffbeschichtete Seite des bahnförmigen Beschichtungsmaterials 9 umschlingt die Releasewalze 13 bis zu einem sensorisch einstellbaren Ablauf- punkt wonach die Bahnspannung des Beschichtungsmaterials 9 nach dem Verlassen der Releasewalze 13 bis in den zwischen der Beschichtungswalze 7 und der Gegendruckwalze 8 gebildeten Spalt in Abhängigkeit von der Art und der Festigkeit des Beschichtungsmaterials 9 so einstellbar ist, dass eine das Beschichtungsmaterial 9 dehnende oder verformende Zugspannung vermieden wird. Dies ist insbesondere bei der passgenauen Beschichtung von Metalltafeln wichtig, zum Beispiel wenn sich ein Druckbild auf dem als Folie ausgebildeten Beschichtungsmaterial befindet.
Das mit Klebstoff beschichtete bahnförmige Beschichtungsmaterial 9 umschlingt auf seinem bahnführungsgemäßen Weg die Beschichtungswalze 7 weitgehend und wird je nach verwendeter Klebstoffart und daraus folgender Verarbeitungstemperatur des Klebstoffs von der Beschichtungswalze 7 gekühlt oder beheizt.
Falls ein Beschichtungsmaterial eingesetzt wird, das bereits mit einer thermisch reaktivierbaren klebergeeigneten Beschichtung versehen ist, wird dieses Beschichtungsmaterial auf die gleiche Weise durch die Vorrichtung geführt, es entfällt allerdings die Applikation des Klebstoffs durch die Schlitzdüse. Die thermische Reaktivierung der klebergeeigneten Beschichtung erfolgt indirekt durch Temperierung des Beschichtungsmaterials durch die Beschichtungswalze 7. Zu diesem Zweck kann die Beschichtungswalze 7 von 20 bis 200 0C stufenlos temperiert werden.
Je nach Art und Qualität des Beschichtungsmaterials, des verwendeten Klebstoffs oder der klebergeeigneten Beschichtung des Beschichtungsmaterials können wie in Fig. 1 gezeigt durch Bestrahlung oder im Kontakt wirkende Temperierungsein- richtungen 14, 15 eingesetzt werden, die die Temperatur des Beschichtungsmaterials 9 und/oder der Ober- und/oder Unterseite der metallischen Trägermaterialien durch Induktion oder IR-Strahlung temperieren können.
Die Verbindung des bahnförmigen klebstoffbeschichteten Beschichtungsmaterials 9 mit der auf das Beschichtungsmaterial ausgerichteten Metalltafel erfolgt durch den gegen die Beschichtungswalze 7 wirkenden stufenlos einstellbaren Druck der Gegendruckwalze 8. Dieser Druck kann in einem Bereich von etwas 5.000 bis 60.000 N stufenlos eingestellt werden. Die Gegendruckwalze 8 weist eine gummierte oder antihaftbeschichtete Oberfläche auf. Die Gegendruckwalze 8 kann als gekühlte Walze ausgeführt sein und eine Temperatur von etwa 10 bis 30 0C aufweisen. Daneben kann die Gegendruckwalze 8 als angetriebene Walze ausge- führt sein, wodurch bei dünnen metallischen Trägermaterialien eine bessere Planlage bewirkt wird.
Optional kommt bei der Verarbeitung von strahlenvernetzenden reaktiven Klebstoffen nach dem Durchlaufen der Beschichtungseinrichtung eine UV- Bestrahlungseinrichtung 32 für eine obere und gegebenenfalls eine untere Bahn des Beschichtungsmaterials 9 zum Einsatz.
Im Anschluss an die Beschichtung wird der mit dem Beschichtungsmaterial 9 beschichtete und durch dieses verbundene Tafelstrom der Metalltafeln 2 überlappt oder unterlappt oder Stoß-an-Stoß mittels einer ein Saugband aufweisenden Transporteinrichtung 16 horizontal einer Trennvorrichtung 17 zugeführt.
Die Durchtrennung des Beschichtungsmaterials 9 an einer einstellbaren Stelle im Bereich der Überlappung bzw. Unterlappung oder im Stoßbereich erfolgt je nach Art und Dicke des Beschichtungsmaterials durch ein Trennmesser. Dieses Trennmesser ist als rotierendes Schneidmesser ausgebildet und wird so gesteu- ert, dass es sich zum Zeitpunkt der Trennung im Gleichlauf mit der Bahngeschwindigkeit des Beschichtungsmaterials befindet. Das Messer kann als kaltes oder beheiztes Messer ausgebildet sein, es ist auch denkbar, ein quer zur Bahn im Vor- und Rücklauf wirkendes Messer einzusetzen. Als weitere Alternative kann die Trennung des Beschichtungsmaterials durch einen Laser erfolgen, wobei ein oder mehrere Laserstrahlen den gesamten Schnittbereich erfassen. Bei einem beidseitig beschichteten Trägermaterial erfolgt die Durchtrennung des Beschichtungsmaterials durch eine zusätzliche Anordnung von einer der genannten Trennvorrichtungen an der Unterseite des Metalltafelstromes. Die Trennvorrichtung 17 wird über Rechnermittel gesteuert, wobei die jeweilige Länge der Metalltafeln, die Position des gewünschten Schnittpunkts und die Geschwindigkeit der beschichteten Metalltafeln berücksichtigt werden.
In Kombination mit der Trennvorrichtung 17 kann auch vor der Trennung des Beschichtungsmaterials eine Ausbrennstation 38 mittels eines oder mehrerer Laser vorhanden sein, mit der Quer- oder Längsaussparungen bei z. B. kunststoffartigem Beschichtungsmaterial realisiert werden können. Dabei verbrennen die Laserstrahlen das Beschichtungsmaterial in programmierbaren Konturen auf der Metalltafel in Linienbreiten von 0,1 - 7,0 mm. Bei diesem Vorgang entstehende Dämpfe werden abgesaugt.
Nach dem Abtrennen des beschichteten Trägermaterials wird dieses über ein Abzugswalzenpaar mit einer einstellbaren Voreilung von etwa 3 bis 20 % aus der
Trennvorrichtung 17 auf ein nachgeschaltetes Beschleunigungstransportband 18 für Einzeltafeln befördert.
Das Transportband 18 führt die vereinzelten beschichteten Trägermaterialien einer nachgeschalteten einfachen oder mehrfachen Abstapelvorrichtung 19 zu, wobei jede Tafel, kurz bevor sie den Anschlagpunkt für das Absenken auf den Stapel erreicht, durch eine Vakuumbremse in ihrer Zuführgeschwindigkeit reduziert wird, um eine beschädigungsfreie Abstapelung zu ermöglichen.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Identische Bauteile sind dabei mit denselben Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet. In Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Metalltafeln 2 von der Entstapelvorrichtung 3 der Zuführeinrichtung 4 zugeführt, gefolgt von der Reinigungsstation 5. In Abhängigkeit von der Art und Dicke des bahnförmigen Beschichtungsmaterials 9 kann es erforderlich sein, nicht das Be- schichtungsmaterial thermisch durch den Klebstoff zu belasten, sondern die Metalltafeln vor dem Einlauf in den Beschichtungsspalt mit Klebstoff zu beschichten. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird der Klebstoff durch die Schlitzdüse 11 direkt auf die Metalltafeln appliziert. Die Schlitzdüse 11 und die zugehörigen Aggregate sind dazu oberhalb der horizontal bewegten Metalltafeln angeordnet.
Um ein passgenaues Übertragen oder Aufkleben des Beschichtungsmaterials 9 im Beschichtungsspalt auf die Metalltafeln durch gesteuerten Zulauf der Metalltafeln zum aufgedruckten Muster des Beschichtungsmaterials 9 zu erzielen, ist eine in Fig. 2 schematisch dargestellte Registersteuerung 20 vorgesehen. Eine exakte Positionierung wird durch die Registersteuerung 20 insbesondere bei solchen Anwendungen erzielt, bei denen das Beschichtungsmaterial als bedruckte Folie ausgebildet ist und mehrfache Abbildungen auf einer der Abmessung einer Metalltafel entsprechenden Fläche aufweist. Zur Weiterverarbeitung wird die später vereinzel- te beschichtete Metalltafel einer Stanzvorrichtung zugeführt, wobei die Metalltafel an der Tafelvorderkante und der Tafelseitenkante ausgerichtet ist. In diesem Fall muss das Druckbild der Folie auf der Metalltafel exakt mit dem fest fixierten Stanzwerkzeug übereinstimmen.
Für die Beschichtung von Innenseiten von Dosen oder Behältern usw. können dünne Kunststofffolien eingesetzt werden, die als coextrudierte Folien mit einer thermisch reaktivierbaren Kleberbeschichtung ausgerüstet sind. Um eine beidsei- tige Beschichtung der Metalltafeln 2 zu erzielen, weist die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 21 eine Reaktivierungsstation 22 auf, bei der ein auf einer Rolle angeordnetes als Folie ausgebildetes Beschichtungsmaterial 23 thermisch aktiviert und anschließend in den zwischen der Beschichtungswalze 7 und der Gegendruckwalze 8 gebildeten Spalt einläuft. Auf diese Weise wird eine gleichzeitige, beidsei- tige Beschichtung der Metalltafeln ermöglicht. Mit der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung 21 können auch mehrere schmale bahnförmige Beschichtungsmaterialien verarbeitet werden, die mit den Metalltafeln verbunden werden. Das Beschichtungsmaterial wird dabei in Rollenform zugeführt und an einer Schneidstation 24 durch Längsschnitte zu mehreren schmalen Materialbahnen konfektioniert. Auf diese Weise kann eine in voller Breite der Metalltafel abgewickelte und kunststoffbeschichtete Bahn des Beschichtungsmaterials zugeschnitten werden, wobei die ausgeschnittenen Anteile des Beschichtungsmaterials abgesaugt oder aufgewickelt werden. Daneben kann die Schneidstation 24 auch dazu benutzt werden, Besäumschnitte am Beschichtungsmaterial 9 auszuführen.
In Bewegungsrichtung hinter dem Walzenpaar 7, 8 befindet sich eine UV- Bestrahlungseinrichtung 33, die auf beide Seiten des beschichteten Trägermaterials wirkt, um bei reaktiven Klebstoffen die Vernetzung auszulösen.
Wenn eine Metalltafel mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet wird, dessen Breite die Breite der Metalltafel überschreitet, kann durch eine Austrennstation 25 ein der Kontur der Metalltafel entsprechender Beschnitt des Beschichtungsmaterials 9 erfolgen. Dazu wird ein der gewünschten Kontur entsprechendes, an den Austrennstellen beheiztes, rotierendes Werkzeug eingesetzt. Das ausgetrennte Beschichtungsmaterial wird von einer Gegenwalze durch die Klebkraft des Klebstoffs an der Unterseite des ausgetrennten Beschichtungsmaterials aufgenommen.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Aufgabenstellung kann es erforderlich sein, Metalltafeln Stoß an Stoß mit einem Abstand von bis zu 15 mm von Metalltafel zu Metalltafel mit Beschichtungsmaterial zu beschichten. Um derart beschichtete Metalltafeln ohne längsseitig überstehendes Beschichtungsmaterial zu vereinzeln, ist ein zweifacher Trennschnitt erforderlich. Nach der Durchführung eines ersten Trennschnitts, der analog wie in der in Fig. 1 dargestellten Trennvorrichtung 17 erfolgt, erfolgt bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung 21 ein erster und ein zweiter Trennschnitt durch eine Trennvorrichtung 26. Die Trennvorrichtung 26 weist zusätzlich ein zweites rotierendes Messer oder eine andere Trennvorrichtung, etwa einen Laser, auf. Der abgetrennte Streifen des Beschichtungsmaterials wird nach der Ausführung des Schnitts abgesaugt. Der Transport der vereinzelten Metalltafeln erfolgt wie in dem ersten Ausführungsbeispiel durch ein Transportband 18 zu einer Abstapelvorrichtung 19.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein metallisches Trägermaterial in Bahnform eingesetzt wird. Das bahnförmige Trägermaterial 27 ist auf einer Rolle 28, die auch als Coil bezeichnet wird, aufgewickelt. Das Trägermaterial 27 wird über eine Führungswalze 29 in den Beschichtungsspalt geführt, der zwischen der Beschichtungswalze 7 und der Gegendruckwalze 8 ge- bildet ist.
In Übereinstimmung mit dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das bahnförmige Beschichtungsmaterial 9 durch die Schlitzdüse 11 mit Klebstoff versehen und zur Temperierung über die Beschichtungswalze 7 geführt, anschlie- ßend werden das Beschichtungsmaterial 9 und das bahnförmige Trägermaterial 27 durch die von dem Walzenpaar 7, 8 erzeugten Druckkräfte miteinander verbunden und über eine Führungswalze 30 auf einer Rolle 31 aufgewickelt.
Alternativ kann ein Schneideaggregat für das mit dem Beschichtungsmaterial 9 versehene Trägermaterial 27 eingesetzt werden, um die Metallbahn in Einzeltafeln zu schneiden.
Vorzugsweise werden Trägermaterialien im Rechteck- oder Formalzuschnitt eingesetzt, insbesondere auch Scrolltafeln. Fig. 4 zeigt zwei nebeneinander liegende Scrolltafeln 34, 39. Die so genannte Scrollung ist ein auf zwei gegenüberliegenden Seiten des tafelförmigen Trägermaterials durchgeführter Formschnitt 35, 36 mit mäanderförmiger Kontur. Die beiden Längsseiten der Tafeln 34, 39 weisen eine glatte Kante auf. Scrolltafeln werden beispielsweise verwendet, um runde Produkte wie Schraubdeckel oder dergleichen herzustellen. Die Kontur der kreisförmigen Deckel 37 ist auf dem Beschichtungsmaterial aufgedruckt und auf den Tafeln so positioniert, dass benachbarte Reihen um den halben Abstand zwischen zwei Kreismittelpunkten zueinander versetzt sind, um eine optimale Tafelnutzung zu erzielen. Die auf einer Seite der Scrolltafel fehlende Fläche befindet sich an der gegenüberliegenden Seite der Scrolltafel, auf diese Weise wird das Material optimal ausgenutzt. Das Trennen des Beschichtungsmaterials erfolgt mittels der Ausbrennstation 38.