EP1929079B1 - Verfahren und vorrichtung zum auftragen von klebstofffäden und -punkten auf ein substrat sowie ein klebstofffadenflies und eine klebstofffadenschicht aufweisende materialbahn sowie daraus erzeugte produkte - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum auftragen von klebstofffäden und -punkten auf ein substrat sowie ein klebstofffadenflies und eine klebstofffadenschicht aufweisende materialbahn sowie daraus erzeugte produkte Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for applying adhesive threads to a substrate and to various types of use of adhesive thread tiles or adhesive thread layers produced by the method.
- Such nonwovens and layers are commonly used in a variety of technical fields, e.g. when fixing powdery substances on a substrate, such as a filter paper or cloth, in the rock wool coating, in hygiene products, such as diapers and bandages, in textile lamination, in carpet coatings, as anti-slip, in the paper bonding such as kitchen, toilet or napkin paper and many others more.
- the US 4,898,634 describes a method and apparatus for spinning plastic fibers. Immediately after leaving the still liquid plastic from the rotating spinnerets, the filaments are cooled before coming into contact with a processing device. The thread formation takes place solely on the basis of the pressure generated by an extruder or an additional pump. Centrifugal forces form at most a subordinate role for the spinning of the threads. Fiber strands or yarns are primarily produced with the aid of a suitable fiber take-up system. For cooling and at least surface hardening of the staple fibers of the extrudate and for directing the plastic fibers onto the fiber receiving system, an air nozzle ring arranged in a circle around the spinning head is provided.
- the spreader can produce a tubular fibrous structure by dispensing with a necking path and compressing the widely held fiber "tube" to a narrow sliver at the end of the broaching distance ,
- the FR 2 847 178 refers to a crawler-type adhesive application in which a single bead of adhesive is delivered downwardly from an extruder, the exit point from the extruder moving along a circular path.
- the free-falling bead of adhesive which forms in this way in a spiral shape is precisely measured.
- From the EP 0 453 819 A1 is a method for producing Feinstmaschinevliesen of thermoplastic polymers, in which the centrifugally ejected from a rotary head under centrifugal force not yet solidified Feinstmaschinen with small radial distance from the rotary head by annularly arranged around the rotary head air nozzles are deflected by 90 ° under the influence of the exiting cooling air , Within the outlet of the spinnerets are located parallel to the spinning head rotation axis extended further air channels through which preheated air is injected at a temperature equal to or greater than the Spinndüsenkopftemperatur in the Feinstmaschineströmungsfeld.
- the fiber strands discharged vertically downwards from a nozzle can be deflected by circular movement of the discharge nozzle or by air currents or electromagnetic fields directed across the spun fiber strands into an approximately circular path, wherein the forming fiber strand is stretched, so that the strength increases.
- the JP 2004 255 293 A shows the features of the preamble of claims 1 and 5.
- the invention has for its object to further develop the application of adhesive threads on a substrate to the effect that an improved order without the use of spray air is achieved, and the use of so applied adhesive fleece and adhesive layers.
- the invention is based on allowing multiple adhesive applicator nozzles to rotate on a circulation path, so that act selectively predetermined Fliea mechanism on the exiting adhesive thread without the application of disturbing air spray and thus to allow the production of a relatively precisely predetermined adhesive thread pattern on the substrate. Based on this technical concept, it is now possible in many different ways to vary the adhesive application on the substrate in a targeted manner.
- the main parameters of this change are: the number of revolutions of the applicator head, the delivery pressure in the applicator head, the nozzle cross section, the number of nozzles provided on the applicator head, the ejection angle between the axis of rotation of the exit head and the nozzle axis, the radial distance of the outlet of the outlet nozzle from the axis of rotation axial length of the adhesive supply channel between the Klebstoffbeetzungsventil and the axial position of the adhesive outlet nozzle, but also material parameters of the adhesive including its toughness, its melting point and the adhesive temperature in the region of the outlet nozzle.
- the stretching possibilities of an adhesive thread thus also depend on the properties of the adhesive, the u. a. affect the internal cohesion of the adhesive thread, from. When the latter becomes very small, the adhesive thread breaks apart into more or less short sections, which can also be in the form of dots. For the purposes of this invention, the juxtaposition of such thread sections is also understood as an "adhesive thread".
- Preferred pressures on the adhesive in the region of the adhesive supply unit or the adhesive supply channel are between about 10 and 200 bar, more preferably between 25 and 180 bar.
- Increasing the speed of the gun increases the job diameter and affects the applied basis weight of adhesive.
- the latter is also dependent on the relative speed between the rotating applicator head and the substrate in the radial direction relative to the axis of rotation.
- the higher the relative speed the lower the basis weight and the coarser the thread pattern.
- by a relatively higher speed of the adhesive thread after exiting the outlet nozzle is increasingly stretched.
- the monofilament can be given a very small diameter and therefore contains less adhesive mass.
- a particularly fine adhesive distribution is possible despite low or moderate basis weight.
- Typical speeds of the application head are between 100 and 10,000 revolutions per minute.
- a preferred speed range is between 400 and about 5000 revolutions per minute.
- the cross sections of the at least one adhesive supply channel in the gun are chosen as large as possible, if the largest possible centrifugal forces are desired. These increase with increasing moving mass of the adhesive in the adhesive supply channel.
- Preferred nozzle cross sections are between about 0.2 and 2.0 millimeters.
- smaller calibrated nozzles result in larger application weights because of the higher pressure required.
- a lower material pressure is required. This achieves the unexpected effect that a large nozzle (with a diameter of about 1 millimeter) leads to a very good thread draw and thus a lower thread weight per thread length unit is achieved.
- Lower pressures also mean lower operating costs.
- the stretching possibility is lower.
- the application width for the smaller nozzles under the correspondingly higher pressure is greater than for larger nozzles with smaller pressures. If several nozzles with different passage are arranged on the same circumference of the applicator head, this leads to a thread pattern with different application widths of the adhesive threads coming from different nozzles.
- the application head If at least the application head, but if possible also its peripheral devices, is / are heated, this can influence the flow behavior of the adhesive in the adhesive supply channel.
- a contactless heating of the directly leading to the adhesive outlet nozzles sections of the adhesive supply channel e.g. Infrared emitters are used, which in turn need not necessarily rotate with the gun.
- the plate rear side offers a good possibility of allowing considerable amounts of heat to act on the adhesive in the adhesive supply channel.
- a highly heated radiator without physical contact with the rotating part of the application head can heat it without contact.
- An air gap remaining between this heating element and the rotating part of the applicator head can be kept free of impurities by actively blowing in a fluid such as air.
- the application head is moved relative to a Unterläge.
- the applicator head remains in a predetermined position and a distance running under him endless belt, which is guided between two guide rollers, receives the adhesive thread layer and transports them to a transfer point on.
- the conveyor belt itself as a substrate and to apply only the adhesive thread layer.
- the adhesive thread layer can surprisingly be lifted after a cooling distance from the conveyor belt and handled as an independent adhesive thread fleece, for example, wound or further processed.
- the adhesive thread layer is more or less porous, whereby the porosity as well as the pattern of the application can be predetermined by means of the process parameters and the design of the application head.
- the conveyor belt also has the function of defining a cooling path for the adhesive thread layer or the adhesive thread fleece. This can be done with and without active cooling.
- the grammage can be set within very wide limits, with 1 gram per square meter 2 corresponding approximately to a film thickness of 1 ⁇ m.
- the invention achieves, inter alia, that the order edges of the adhesive are relatively sharp, and are supplied comparatively well with adhesive, because the threads lie in or approximately parallel to the working direction (relative movement direction between the substrate and gun) over each other. In certain cases, this can lead to a certain oversupply at the web edges with adhesive.
- Such oversupply may be avoided, for example, by providing a plurality of nozzles at the exit head and differentiating the arrangement of these nozzles, in such a manner that a portion of the nozzles becomes different (compared to the remaining nozzles) Adhesive application width lead.
- the ejection angle can also be used for this purpose. This can in principle also be 0 °, ie that the axis of the outlet nozzle is parallel to the axis of rotation. Even negative ejection angles are possible, ie the nozzle axis is directed back to the axis of rotation.
- the ejection angles are preferably 15 ° and more in the radially outward direction. Even large ejection angles of eg 90 ° are possible. However, then the order images are less sharp at the edges.
- Plate or disk-shaped application heads have proven particularly useful. This u. a. because they produce relatively little air movement that could affect the thread flight. Even in the gun order recessed nozzles promote this goal.
- FIGS. 1 to 3 there is a compact device for applying adhesive threads from a drive motor 12 (in FIG. 3 omitted), a gear 14, a heating unit 16, a rotatable applicator head 18, an adhesive supply unit 20 and a valve assembly 22 for applying adhesive to the adhesive applicator head, such as hot glue or cold glue.
- the drive motor 12 via support means 13, such as a base plate 13A and supports or spacers 13B held on the housing top side of the adhesive supply unit 20, over which the base plate 13A protrudes laterally.
- the drive shaft 15 connected to the drive motor 12 drive shaft 15 can be guided on the adhesive supply unit 20 laterally to the transmission 14.
- the gear 14 screwed to a side wall of the adhesive supply unit 20 has the function of applying the torque of, for example, the solid material drive shaft 15 to the hollow shaft 18B (see FIG FIGS. 4A to 4C ), so that the valve assembly 22 with the shaft shaft 18 B of the applicator head 18 via a sealed rotary feedthrough is coaxially fluidically connectable.
- the gear 14 is otherwise executed closed on all sides, wherein in the embodiment, a housing-shaped, three-piece, disassemblable gear rack is used and shown.
- the heating unit 16 is arranged below the gear 14 and the adhesive supply unit 20 and connected (in this embodiment) with these, so fixed. Even with the gun co-rotating heating unit can be realized.
- the illustrated heating unit allows penetration of the shaft shank 18B and receives a heating means.
- This may be an infrared radiator 16A which may be mounted in a corresponding receptacle, e.g. is arranged in a provided below the adhesive supply unit 20 position and can be supplied from there with electrical energy.
- applicator heads are plate-shaped or cylindrical, and provided on the flat back with a hollow shaft shaft 18B.
- the applicator head 18 can also be designed in several parts in order to simplify the production of adhesive supply channels. On the underside of the application head facing the substrate, the latter can be made flat conical, such as, for example, pyramid or conical be as much as possible to suppress the emergence of a negative pressure in this area.
- the nozzles 18A are particularly easy to assemble when the disk part of the applicator head is gripped at its circumference at the angle at which the nozzles 18A to the axis of rotation 18D (ejection angle ⁇ - see also Fig. 2 ) should be oriented.
- the applicator head has a disc shape with a diameter graduation such that the nozzles 18A and 18A 'of both planes or stages have different radial distances b and b' from the axis of rotation 18D and also their axial positions are different.
- two- or multi-part disc arrangements can serve.
- FIG. 4B It can be seen that the nozzles 18A can be recessed into the periphery of the applicator head 18 so that the air swirls generated by the nozzles are minimized.
- nozzles can be arranged at different ejection angles on the rotary head periphery. This is not visible in the plan view, but in the side view, wherein the left part of the side view nozzles with an ejection angle ⁇ of about 70 ° and the right part of nozzles with an ejection angle of about 90 °. Also, nozzles of different ejection angles can be provided on the same application head. This, in turn, with the result that the adhesive thread of each nozzle produces a different application image compared to nozzles with different ejection angles.
- disk-shaped rotary heads have heretofore been shown, it is to be understood that for the purposes of this invention, annular, star, arm or other type applicator heads may be used.
- the adhesive supply unit 20 and the screw-connected valve assembly 22 take over the supply of the applicator head 18 with the required amount of adhesive per unit time including the control of the adhesive pressure and the on and off periods of the adhesive supply. This is done in a conventional manner and requires no too detailed explanation.
- the adhesive supply unit 20 is supplied via a feed 20A with an adhesive supply. Undissolved adhesive leaves the unit via a return 20B. In certain cases, it is possible to dispense with a circulation of the adhesive through a supply and return hose. This is the case, among other things, when it rarely comes to downtime during coating.
- the desired adhesive pressure is established via a pump within the adhesive supply unit 20.
- the valve arrangement 22 may be an on / off valve, which is fluidically connected on its inlet side to the pressure pump of the adhesive supply unit 20 and on its outlet side to the adhesive supply channel at the inlet-side mouth end of the shaft 20B.
- the free shaft end can be inserted at the bottom in the valve assembly and there provided with a rotary seal, so that the effluent on the valve outlet side adhesive is introduced from the stationary valve in the rotating applicator head without adhesive leakage occur.
- the applicator head can be constructed very differently.
- a plate shape is useful in many applications but not mandatory.
- the nozzle arrangement is different depending on the desired application image (adhesive thread pattern):
- the application head 18 is designed as a cylinder nozzle with a radial bore. It is sufficient, for example, to make a central bore along the axis of the application head and a transverse to the cylinder periphery transverse bore, which is connected at its cylinder jacket side outlet end with a nozzle of suitable diameter and with respect to the axis of rotation 18D suitable alignment at a radial distance b from the axis of rotation.
- An adhesive thread pattern having a gluing width a producible with such an application head is a in FIG. 5A shown schematically and exemplified.
- the adhesive thread trace produced on the substrate 30 is circular, the size of the circle diameter and the thread thickness depending on the parameters described above.
- the circular adhesive track becomes a spiral.
- the gluing width a results from the diameter of the adhesive track.
- FIG. 5B A erfidungsgemä ⁇ es and more complex embodiment is in FIG. 5B shown.
- two circular or spiral adhesive tracks of different diameters are to be applied to the substrate 30.
- Each is fluidly connected to the central supply bore to create an adhesive track of a different diameter through one nozzle 18A than the other nozzle 18A 'generates it.
- various ways can be followed, for example, the attachment of the leading to the two nozzles radial bores in different axial length relative to the central bore of the shaft shank 18B.
- a larger diameter glue line than from the nozzle 18A ' is created, otherwise the same conditions are provided on the nozzles.
- FIG. 5C are circumferentially distributed on a cylindrical applicator head 18 four nozzles 18A, 18A 'provided with a radial distance of their outlet opening from the axis of rotation 18D, so that superimpose on the substrate 30, four different application pattern.
- FIG. 5D four to eight nozzles are used, wherein the applicator head 18 is plate-shaped and the nozzles are provided for different sized Abschweiten, so that eg the in FIG. 5D shown adhesive thread pattern on the substrate 30 is formed.
- a conveyor belt 32 can be seen that is guided as an endless belt around two guide rollers 32A, 32B, of which at least one is rotationally driven.
- the conveyor belt is suitably non-stick coated on its outwardly facing surface and driven at a predeterminable speed.
- the applicator head 18 is located in the upstream zone of the conveyor belt at a distance above its upper run so that it will apply an adhesive thread layer of desired width and density with a single or optionally further applicator heads directly onto the advancing conveyor belt below.
- Kleffofffadenflies 40 which can be lifted and further processed by the conveyor belt 32 on the evening of the optionally cooled transport path, for example by winding into a roll or for application to a substrate for laminating purposes in a heated double nip.
- buffers in the form of movable pulleys also allow intermittent lamination.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von Klebstofffäden auf ein Substrat sowie diverse Arten der Verwendung von nach dem Verfahren hergestellten Klebstofffadenfliesen oder Klebstofffadenschichten. Solch Vliese und Schichten finden üblicherweise Anwendung in einer Vielzahl von technischen Bereichen, wie z.B. beim Fixieren pulverförmiger Stoffe auf einer Unterlage, wie einem Filterpapier oder -tuch, bei der Steinwollebeschichtung, bei Hygieneprodukten, wie Windeln und Binden, bei der Textilkaschierung, bei Teppichbeschichtungen, als Antirutschauftrag, bei der Papierverklebung wie von Küchen-, Toiletten- oder Serviettenpapier und vielem Anderen mehr.
- Es ist bekannt, feine und feinste Klebstofffäden dadurch zu erzeugen, dass der flüssige, bei Hotmeltkleber der schmelzflüssige, Klebstoff durch einen Düsenkanal gepresst wird. Beim Austritt des noch relativ großkalibrigen Klebstofffadens tritt eine Verstreckung in Längsrichtung und eine Verwirblung des Klebstofffadens dadurch ein, dass der aus der Düse austretende Klebstofffaden über geeignet angeordnete Luftführungskanäle von einem Luftwirbel erfasst wird. Die Luftdüsen sind so gerichtet, dass der Faden eine etwa spiralförmige Bewegung ausführt. Der so gebildete Spinnfaden wird also im Sprühauftrag auf das mit einem Klebstofffadenmuster zu belegende Substrat gelenkt. Durch die Anwendung von Luft wird der Klebstofffaden auf seinem Weg zwischen Düse und Substrat abgekühlt. Deshalb muss die Luft stark erhitzt werden, was bei einem großflächigen Klebstoffauftrag sehr viel Energie bedarf und aufwendig ist. Eine nur geringe Erhitzung des Klebstofffadens wirkt in der Regel nur auf einem Teil seiner Flugbahn nach, so dass der Klebstofffaden bei seinem Auftreffen auf dem Substrat bereits spürbar abgekühlt sein kann. Die Sprühluft, welche ebenfalls eine Richtungskomponente auf das Substrat aufweist, muss beim Auftreffen auf das Substrat umgelenkt werden, wenn das Substrat nicht hinreichend luftdurchlässig ist. Dadurch kann eine Art Luftpoister oberhalb des Substrats entstehen, welches den sehr leichten, ausgezogenen Klebstofffaden bei seinem Absinken auf das Substrat trägt, so dass der Faden sich erst dort auf das Substrat legen kann, wo dieser Luftkisseneffekt ausreichend schwach geworden ist, also in Randzonen. Ein weiterer Nachteil des Luftsprühsystems (auch andere gasförmige Medien können anstelle von Luft verwendet werden) ist es, dass sehr geringe Auftragsgewichte pro Substratfläche von z.B. einem bis fünf Gramm pro m2 kaum möglich sind. Auch die Feinheit des auf dem Substrat sich niederschlagenden Geflechts an Klebstofffäden ist vergleichsweise grob, da sich die Klebstofffäden im Randbereich immer überlappen. Was bei einem Sprühauftrag zu einer Streifenbildung und einem Klebstoffüberschuss im Randbereich des Klebstoffauftrages führt.
- Die
US 4 898 634 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spinnen von Kunststofffasern. Sofort nach dem Verlassen des noch flüssigen Kunststoffes aus den rotierenden Spinndüsen werden die Spinnfäden gekühlt, bevor sie mit einer Verarbeitungseinrichtung in Kontakt kommen. Die Fadenausbildung erfolgt allein aufgrund des durch einen Extruder oder eine zusätzliche Pumpe erzeugten Drucks. Fliehkräfte bilden für das Spinnen der Fäden allenfalls eine untergeordnete Rolle. Hergestellt werden in erster Linie Faserstränge oder Garne unter Zuhilfenahme eines geeigneten Faseraufnahmesystemes. Zum Kühlen und zumindest oberflächenmäßigen Erhärten der Spinnfasern des Extrudats sowie zum Lenken der Kunststofffasem auf das Faseraufnahmesystem wird ein kreisförmig um den Spinnkopf herum angeordneter Luftdüsenring vorgesehen. Als Faseraufnahmesystem dienen halbkugelförmige Breithalter, die eine ausreichende Abkühlung der Spinnfasern ermöglichen, bevor diese mit anderen Spinnfasern in Seitenkontakt gelangen. Erst nachfolgend wird eine Mehrzahl von Spinnfasern zu einem Gamstrang über eine konische der Restkühlung dienende Strecke zusammengefasst. Eine ähnliche Zusammenfassung erfolgt bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, allerdings ohne Breithalter. An Stelle eines Zusammenfassens der zunächst über den Breithalter verlaufenden einzelnen Spinnfasern in einem einzigen Punkt, kann der Breithalter ein schlauchartiges Fasergebilde erzeugen, indem auf eine Verjüngungsstrecke verzichtet und der breitgehaltene Faser-"Schlauch" am Ende der Breithaltestrecke über Nipwalzen zu einem schmalen Faserband zusammengepresst wird. - Die
FR 2 847 178 - Aus der
EP 0 453 819 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Feinstfaservliesen aus thermoplastischen Polymeren bekannt, bei dem die radial aus einem Rotationskopf unter Fliehkrafteinfluss ausgeschleuderten noch nicht erstarrten Feinstfasern mit geringem radialen Abstand vom Rotationskopf durch ringförmig um den Rotationskopf angeordnete Luftdüsen unter dem Einfluss der austretenden Kühlluft um 90° umgelenkt werden. Innerhalb des Austrittskreises der Spinndüsen befinden sich parallel zur Spinnkopf-Rotationsachse erstreckte weitere Luftkanäle, durch welche vorgeheizte Luft mit einer Temperatur gleich oder größer als der Spinndüsenkopftemperatur in das Feinstfaserströmungsfeld eingedüst wird. Auf diese Weise wird der Kühleffekt der radial außen angewendeten Umlenkluft für die Feinstfasern aufgehoben, so dass trotz der gewünschten 90°-Spinnfaserumlenkung das Spinnfaserströmungsfeld durch Heizluft hinreichend beheizt wird, bevor die Feinstspinnfaserfäden auf einem luftdurchlässigen Transportband niedergeschlagen werden. Die Ausbildung einer Feinstspinnfaservlieses wird also durch einen Kombination von Faserumlenkung durch Luftströmung und wirbelnder innerer Aufheizung eines horizontal gerichteten Feinstfaserschlauches erreicht. DieUS 5 312 500 A bezieht sich auf flächige Faserprodukte, die durch kreisförmig bewegte Polymerfaserstränge erzeugt werden. Die vertikal nach unten aus einer Düse abgegebenen Faserstränge können durch kreisförmige Bewegung der Austrittsdüse oder durch quer zu den Spinnfasersträngen gerichtete Luftströmungen oder elektromagnetische Felder auf eine etwa kreisförmige Bahn umgelenkt werden, wobei der sich bildende Faserstrang verstreckt wird, so dass sich die Festigkeit erhöht. - Aus der
US 4 163 305 ist ein Spinnverfahren für Kunststofffasem bekannt, bei dem die von den Spinndüsen ausgehenden Fäden auf eine Prallplatte auftreffen, die sich um die Fadenachse dreht, so dass der Faden entlang einer Ablenkfläche streicht und an deren radialen Außenkante leicht verschleudert wird, so dass sich auf einem darunter linear bewegten Substrat spiralige Fadengebilde aus den verschiedenen Spinndüsen streifenförmige überlagern. - Die
JP 2004 255 293 A - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Auftragen von Klebstofffäden auf ein Substrat dahingehend weiterzuentwickeln dass ein verbesserter Auftrag ohne den Ein-satz von Sprühluft, erzielt wird sowie die Verwendung von so aufgetragenen klebstoffvliesen und klebstoffschichten.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 vorgeschlagen. Demnach basiert die Erfindung darauf, mehrere Klebstoffauftragsdüsen auf einer Umlauf-bahn rotieren zu lassen, so dass ohne Anwendung störender Sprühluft gezielt vorgebbare Flieakräfte auf den austretenden Klebstofffaden einwirken und somit die Herstellung eines vergleichsweise exakt vorgebbaren Klebstofffadenmusters auf dem Substrat zu ermöglichen. Ausgehend von diesem technischen Konzept ist es nun auf vielfältige Weise möglich, den Klebstoffauftrag auf dem Substrat gezielt zu variieren. Wesentliche Parameter dieser Veränderung sind: Die Drehzahl des Auftragkopfes, der Förderdruck im Auftragskopf, der Düsenquerschnitt, die Anzahl der am Auftragskopf vorgesehenen Düsen, der Auswurfwinkel zwischen der Rotationsachse des Austrittskopfes und der Düsenachse, die radiale Entfernung der Mündung der Austrittsdüse von der Rotationsachse, die axiale Länge des Klebstoffversorgungskanals zwischen dem Klebstoffbeaufschlagungsventil und der axialen Position der Klebstoffaustrittsdüse, aber auch stoffliche Parameter des Klebstoffs einschließlich seiner Zähigkeit, seines Schmelzpunktes und der Klebstofftemperatur im Bereich der Austrittsdüse. Die Verstreckungsmöglichkeiten eines Klebstofffadens hängen demnach auch von den Eigenschaften des Klebstoffs, die u. a. die innere Kohäsion des Klebstofffadens beeinflussen, ab. Wenn letztere sehr gering wird, reißt der Klebstofffaden zu mehr oder minder kurzen Abschnitten, die auch Pünktchenform erhalten können, auseinander. Für die Zwecke die-ser Erfindung wird die Aneinanderreihung solcher Fadenabschnitte ebenfalls als "Klebstofffaden" verstanden.
- Bevorzugte Drücke auf den Klebstoff im Bereich der Klebstoffversorgungseinheit bzw. des Klebstoffversorgungskanals liegen zwischen etwa 10 und 200 bar, besonders bevorzugt zwischen 25 und 180 bar.
- Ein Vergrößern der Drehzahl des Auftragskopfes vergrößert den Auftragsdurchmesser und beeinflusst das aufgetragene Flächengewicht an Klebstoff. Letzteres ist auch abhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen rotierendem Auftragskopf und dem Substrat in auf die Rotationsachse bezogen radialer Richtung. Je höher die Relativgeschwindigkeit ist, umso geringer wird das Flächengewicht und umso grober das Fadenmuster. Im Übrigen wird durch eine relativ höhere Drehzahl der Klebstofffaden nach Austritt aus der Austrittsdüse zunehmend stark gestreckt. Dadurch kann der Einzelfaden einen sehr geringen Durchmesser erhalten und beinhaltet demzufolge weniger Klebstoffmasse. Eine besonders feine Klebstoffverteilung wird trotz geringen oder mäßigen Flächengewichts möglich. Typische Drehzahlen des Auftragskopfes liegen zwischen 100 und 10000 Umdrehungen pro Minute. Ein bevorzugter Drehzahlbereich liegt zwischen 400 und etwa 5000 Umdrehungen pro Minute.
- Die Querschnitte des mindestens einen Klebstoffversorgungskanals im Auftragskopf, werden möglichst groß gewählt, wenn möglichst große Zentrifugalkräfte gewünscht werden. Diese steigen mit größer werdender bewegter Masse des Klebstoffs im Klebstoffversorgungskanal.
- Bevorzugte Düsenquerschnitte liegen zwischen etwa 0,2 und 2,0 Millimetern. Je kleiner der Düsenquerschnitt ist, umso größer muss der Materialdruck sein. Die Veränderbarkeit der Viskosität, z.B. durch unterschiedliche Temperaturen, ist vergleichsweise geringer. Demnach führen kleiner kalibrierte Düsen wegen des höheren erforderlichen Druckes zu größeren Auftragsgewichten. Bei größeren Düsenquerschnitten ist ein geringerer Materialdruck erforderlich. Dadurch erzielt man den unerwarteten Effekt, dass eine große Düse (etwa mit einem Durchmesser von 1 Millimeter) zu einer sehr guten Fadenverstreckung führt und hierdurch ein geringeres Fadengewicht je Fadenlängeneinheit erzielt wird. Geringere Drücke bedeuten auch geringeren betrieblichen Aufwand. Bei kleineren Düsen ist die Verstreckungsmöglichkeit geringer. Dafür ist die Auftragsbreite bei den kleineren Düsen unter dem entsprechend höheren Druck größer als bei größeren Düsen mit kleineren Drücken. Wenn mehrere Düsen mit unterschiedlichem Durchlass- am selben Umfang des Auftragskopfes angeordnet sind, führt dies zu einem Fadenmuster mit unterschiedlichen Auftragsbreiten der aus verschiedenen Düsen stammenden Klebstofffäden.
- Wenn zumindest der Auftragskopf, möglichst aber auch seine peripheren Einrichtungen beheizt wird/werden, kann dadurch das Strömungsverhalten des Klebstoffs im Klebstoffversorgungskanal beeinflusst werden. Von besonderem Vorteil ist eine kontaktlose Beheizung der unmittelbar zu den Klebstoffaustrittsdüsen führenden Abschnitte des Klebstoffversorgungskanals. Zu diesem Zweck könnten z.B. Infrarotstrahler eingesetzt werden, welche ihrerseits sich nicht zwingendermaßen mit dem Auftragskopf mitdrehen müssen. Bei rotierbaren Auftragsköpfen in einer - erfindungsgemäß bevorzugten - Tellerform, bietet die Tellerrückseite eine gute Möglichkeit, erhebliche Wärmemengen auf den Klebstoff in dem des Klebstoffversorgungskanal einwirken zu lassen. Auf diese Weise kann ein hocherhitzter Strahler ohne körperlichen Kontakt zum rotierenden Teil des Auftragskopfes diesen berührungslos erwärmen. Ein zwischen diesem Heizelement und dem rotierenden Teil des Auftragskopfes verbleibender Luftspalt kann durch aktives Einblasen eines Fluides, wie Luft, frei von Verunreinigungen gehalten werden.
- Um einen bahnenförmigen Materialauftrag aus Klebstofffäden in Schichtform zu erhalten, wird der Auftragskopf relativ zu einer Unterläge bewegt. Bevorzugt verbleibt der Auftragskopf in einer vorgegebenen Position und ein mit Abstand unter ihm herlaufendes Endlosband, das zwischen zwei Umlenkwalzen geführt ist, nimmt die Klebstofffadenschicht auf und transportiert sie bis zu einer Übergabestelle weiter. Hierbei ist es sowohl möglich, ein bahnenförmiges Substrat mit dem Transportband oder einer anderen Transportvorrichtung für bahnenförmiges Material fortschreitend unter dem Auftragskopf verfahren zu lassen, so dass die Materialbahn als Substrat für die Klebstofffadenschicht dient und mithin eine mehrschichtige Materialbahn entsteht, auf deren Oberseite sich die Klebstoffadenschicht befindet. Es ist aber auch möglich, dass Transportband selber als Substrat zu verwenden und darauf lediglich die Klebstofffadenschicht aufzutragen. Wenn die dem Klebstoff zugewandte Oberfläche des Transportbandes aus entsprechendem Material, wie einer PE-Schicht besteht, kann die Klebstofffadenschicht überraschender Weise nach einer Abkühlstrecke von dem Transportband abgehoben und als eigenständiges Klebstofffadenflies gehandhabt, z.B. aufgewickelt oder weiterverarbeitet werden. In beiden Fällen ist die Klebstofffadenschicht mehr oder minder porös, wobei die Porosität sowie das Auftragsmuster mit Hilfe der Prozessparameter und der Gestaltung des Auftragskopfes vorgegeben werden kann. Das Transportband hat auch die Funktion, eine Kühlstrecke für die Klebstofffadenschicht oder das Klebstofffadenflies zu definieren. Dies kann mit und ohne aktive Kühlung geschehen. Die Grammatur kann in sehr weiten Grenzen eingestellt werden, wobei 1 Gramm pro qm2 etwa einer Fliesdicke von 1 µm entspricht.
- Durch die Erfindung wird unter anderem erreicht, dass die Auftragsränder des Klebstoffs relativ scharf sind, und vergleichsweise gut mit Klebstoff versorgt werden, weil die Fäden in bzw. etwa parallel zur Arbeitsrichtung (relative Bewegungsrichtung zwischen Substrat und Auftragskopf) übereinander liegen. Dies kann in bestimmten Fällen zu einer gewissen Überversorgung an den Bahnrändern mit Klebstoff führen. Eine solche Überversorgung kann vermieden werden, beispielsweise dadurch, dass an dem Austrittskopf mehrere Düsen vorgesehen sind und sich die Anordnung dieser Düsen voneinander unterscheidet, und zwar in einer solchen Weise, dass ein Teil der Düsen zu einer (im Vergleich zu den übrigen Düsen) unterschiedlichen Klebstoffauftragsbreite führen. Dies wird z.B. durch unterschiedliche radiale Abstände der einzelnen Düsen von der Rotationsachse erreicht und/oder unterschiedliche axiale Positionen der Austrittsdüsen in Bezug auf den Wellenschaft. Dadurch werden von jeder Düse mit anderer Anordnung ein eigenes Auftragsbild erzielt. Wenn dadurch die Auftragsbreite der einzelnen Auftragsbilder unterschiedlich ist, so wird die Überversorgung der insgesamt mit Klebstofffäden versehenen Substratstreifen vermindert. Auch der Auswurfwinkel kann zu diesem Zweck genutzt werden. Dieser kann grundsätzlich auch 0° betragen, d.h., dass die Achse der Austrittsdüse parallel zur Rotationsachse verläuft. Sogar negative Auswurfwinkel sind möglich, d.h., dass die Düsenachse zurück auf die Rotationsachse gerichtet ist. In solchen Fällen führen die relativ großen Fliegkräfte, die am austretenden Klebstofffaden wirken aber dazu, dass der Klebstofffaden abreißen kann. Deshalb betragen die Auswurfwinkel bevorzugt 15° und mehr in nach radial außen gerichteter Richtung. Auch große Auswurfwinkel von z.B. 90° sind möglich. Allerdings sind dann die Auftragsbilder an den Rändern weniger scharf.
- Teller- oder scheibenförmige Auftragsköpfe haben sich besonders bewährt. Dies u. a. deshalb, weil sie relativ wenig Luftbewegung erzeugen, welche den Fadenflug beeinflussen könnte. Auch in den Auftragskopf versenkte Düsen fördern dieses Ziel.
- Durch die vergleichsweise einfache Änderungsmöglichkeit der Betriebsparameter der Auftragsvorrichtung ist es auch möglich, während des Klebstoffauftrags Änderungen des Auftragsbildes vorzunehmen, insbesondere die Auftragsbreite zu verändern. Dies insbesondere durch Ändern des auf den Klebstoff wirkenden Drucks und/oder Drehzahländerung des Auftragskopfes. Auf diese Weise werden nicht bewegungsparallele Auftragskonturen verwirklicht.
- Durch die Erfindung können völlig neue Produkte nämlich ein Kunststofffadenflies, mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten sowie verbesserte mehrschichtige Materialbahnen hergestellt werden, wobei die eine der Materialbahnen die Klebstofffadenschicht ist. Folgende Produkte lassen sich mit der Erfindung unter anderem neu oder in besonders vorteilhafter Weise herstellen.
- Ein Flies aus Klebstofffäden (Klebstofffadenflies), welches sich in vorgegebener Breite, Grammatur, Durchlässigkeit/Porosität Klebeigenschaften und Musterbildung herstellen lässt. Hierbei handelt es sich also um ein völlig neuartiges eigenständig handhabbares Produkt.
- Als Alternative kann ein derartiges Flies mit feinteiligem Material, wie Aktivkohlefilterpartikel, Superabsorberpartikeln Samenkörner und anderen Partikeln noch vor dem Erkalten/Erhärten bestäubt werden, so dass diese feinteiligen Partikel an den Klebstofffäden haften und ein definierte Flächenbeladung mit den feinteiligen Partikeln erzielt wird. - Ein derartiges Klebstofffadenflies kann zu einem Mehrschichtwerkstoff weiterverarbeitet werden, z.B. können unter Wärmeeinwirkung auch beliebige Flächen in beliebigen Flächenformen aufgeklebt oder kaschiert werden. - Natürlich ist es auch möglich, das Substrat, auf dem die feinteiligen Partikel verteilt festgelegt werden sollen, mit der Klebstofffadenschicht zu belegen und gleichzeitig bzw. kurz nachfolgend mit den feinteiligen Partikeln zu bestäuben, so lange der Klebstoff noch klebfähig ist. Die so entstehende, zumindest dreilagige Bahnware kann auch in bekannten Walzenanordnungen vorsichtig komprimiert werden, um die Klebstofffadenschicht in das Substrat und die feinteiligen Partikel in die Klebstofffadenschicht bzw. das Substrat tiefer einzuarbeiten. So kann z.B. ein dünnes Flies, z.B. aus Polyester, welches luftdurchlässig ist, mit der Klebstofffadenschicht auf der einen Oberseite versehen und dann anschließend mit Aktivkohle- oder Superabsorberstaub bepudert werden. Derartige Materialien sind in Luftfiltern vorzüglich verwendbar, wobei eine ungewöhnlich große Gleichmäßigkeit der Aktivkohlebeschichtung erreicht wird.
- Die Klebstofffadenschicht kann im Bereich der Textilienverklebung als Klebstoffzwischenlage dienen, z.B. bei der Verklebung von Textil mit Textil, Textil mit einer Membran, wie z.B. wasserdichten aber dampfdurchlässigen Membran, wie sie in der Bekleidungs- einschließlich der Schuhindustrie oder auch in der Automobilindustrie, um nur einige Beispiele zu nennen, Anwendung finden können. Da das Verfahren hinsichtlich der verwendbaren Klebstoffe kaum eingeschränkt ist, können auch waschbeständige Textilklebstoffe verwendet werden. Diese sind heutzutage bis zu 90°C waschbar.
- Ein anderes Anwendungsfeld sind so genannte Superabsorber, die sie für Krankenbettunterlagen, Damenbinden, Windeln, Höscheneinlagen, als Schutzbekleidung, als Absorberkissen für Verpackungen von feuchtigkeitsempfindlichen Teilen, Absorberflies für Kisten oder Kartonverpackungen, z.B. zur Auskleidung, für das Verpacken von feuchtigkeitsempfindlichen Teilen, als Absorberflies für die Entfeuchtung von Böden oder Räumen, unter anderem in Neubauten oder nach Überschwemmungen, oder auch als Dachunterspannbahnen Anwendung finden können. Materialbahnen für derartige Produkte bestehen also zumindest aus einem Klebstofffadenflies, insbesondere aus einem Hotmeltklebstoff und einer feinteiligen Beschichtung, die für den jeweiligen Anwendungsbereich besonders geeignet ist. Durch Wärmeaktivierung lässt sich der Hotmeltflies nachträglich verkleben, nachdem er zuvor exakt in Position gebracht wurde.
- Ein Klebstofffadenflies, insbesondere aus Hotmeltklebstoff kann, beschichtet mit feinteiliger Aktivkohle, kann für Schutzbekleidung, Atemschutz, in Form von Schutzschuheinlagen als Geruchsfilter und in vielen weiteren Anwendungen der Adsorbtionstechnik Anwendung finden. - Soweit die Anwendung im Rahmen der Kaschierung, insbesondere der Presskaschierung von Zuschnitten für Kraftfahrzeuginnenraumteile betrifft, wie die Herstellung von Dachhimmeln, Türverkleidungen, Dekorteisten, Armaturenbrettern oder dergleichen, kann auch ein Polyuritanheißschmelzkleber (Pur-Hotmelt) als Klebstofffadenflies Anwendung finden. Auch diese Kleber lassen sich durch Wärme aktivieren und gestatten somit eine exakte Positionierung und nachträgliche Verklebung solcher Zuschnitte.
- Fußbodentrittdämmmatten, wie sie z.B. unter harten Bodenbelägen, wie so genannten Laminatböden Verwendung finden, stellen eine weitere Ausführungsform erfindungsgemäßer Materialbahnen dar, wobei das Substrat für den Auftrag einer Klebstofffadenschicht ein Gelege aus geeigneten Fasern, wie z.B. Mineralfasern, sein kann.
- Eine weitere Ausführungsform ist eine Folie mit einer Antislipbeschichtung auf zumindest einer Folienseite. Kunststofffolien werden zunehmend zum Schutz von im Freien lagernden Gütern, wie frisch geschnittenem Holz, Abdeckplanen im Transportwesen und dergleichen verwendet. Sie sind daher bestimmungsgemäß einer gelegentlichen Feuchtigkeit, wie z.B. von Regentropfen, ausgesetzt. Wenn solche folienabgedeckte Güter begehbar sind, besteht eine hohe Ausrutschgefahr. Durch die Erfindung kann auf die Folienoberfläche ein Muster von Klebstofffäden geeigneter Dichte und Anordnung klebend auf die eine Folienseite aufgetragen werden, sodass nach dem sich Verbinden des Klebstoffes mit dem Substrat und dem Erhärten des Klebstoffs eine gewisse Antislipwirkung erreicht wird. Diese kann durch geeignete Klebstoffauswahl an den Anwendungsfall angepasst werden.
- Eine weitere Ausführungsform sind Dekorationsstoffe oder Dekorationsfliese. Hierzu wird entweder ein Dekorationsstoff als Substrat verwendet oder ein Klebstofffadenflies stellt selbst den Dekorationsbehang dar. In beiden Fällen wird ein Klebstoff mit z.B. optischen Aufhellern, wie UV-Indikatoren versehen. Bei entsprechender Beleuchtung einer derartigen Klebstofffadenschicht, werden interessante Lichteffekte erzeugt.
- Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein erfindungsgemäß hergestelltes Files auch dazu nutzbar, im landwirtschaftlichen oder gartenbaulichen Bereich eingesetzt zu werden, indem das Flies im noch klebrigen Zustand mit bestimmten Samen oder dergleichen bestreut wird. Z.B. können Rasensamen in der erforderlichen Dichte aufgestreut werden, so dass das fertige Flies mit der Schere zugeschnitten werden kann um Reparatur - und ähnliche Stellen an einer Rasenfläche zu komplettieren oder ganze Rasenflächen anzulegen. Auch weniger dicht zu verteilende Samen, wie die von Nutzpflanzen, wie Radieschen, die einen bestimmten Setzabstand von einander benötigen, ist ein derartiges Flies nutzbar. In diesem Falle werden die Samen in einer entsprechenden Matrix bzw. Abstandsmuster auf das Flies aufgebracht. Für die vorgenannten Zwecke sind neben Heißklebern vor allem auch Kaltkleber einsetzbar. Besonders bevorzugt sind wasserlösliche Klebstoffe, weil sich das Flies dann mit der Zeit vollständig auflöst und die Verarbeitung sowie die Pflanzenaufzucht erleichtert wird. Die vorangehend erwähnten Anwendungen sind allerdings auch auf solche Fliese oder sogar Folien aus Klebstoff, insbesondere wasserlöslichem Klebstoff anwendbar, die nicht mit einem Rotationsspinnkopf erzeugt werden. Insoweit sind die vorgestellten Lösungen von eigenständiger erfinderischer Bedeutung.
- Gemäß einem noch weiteren Aspekt ist ein erfindungsgemäß hergestelltes. Flies auch in einem weiteren landwirtschaftlichen oder gartenbaulichen bzw. pflanzenpflegerischen Bereich einsetzbar, nämlich als Feuchtigkeitsspender. Hierzu wird das noch nicht erhärtete Flies mit bestimmten partikelförmigen Wasserspeichermedien bestreut, wie z.B. Superabsorberpartikeln, Johannisbrotkernmehl oder dergleichen. Dieses Flies kann z.B. so geformt werden, dass es in einen Blumentopf eingelegt werden kann. Eine in diesem Blumentopf gepflanzte Pflanze wird dann einmal sehr stark mit Wasser gegossen. Dabei füllt sich das Wasserspeichermedium nachfolgend auch "Wasserpad" genannt mit Wasser. Bestimmte Superabsorber oder das Johannisbrotkernmehl können sich mit dem ca. 500 fachen ihres Volumens mit Wasser füllen. Dieses Wasser wird dann an die umgebende Erde bzw. die Pflanze sehr langsam abgegeben. Die Pflanze kann dann, ohne anfänglich "zu ertrinken" sehr lange von diesem Wasservorrat Feuchtigkeit beziehen. Wiederholungen sind in der Regel möglich. Auf diese Weise können auch Setzlinge für die Pflanzenzucht in landwirtschaftlicher Anwendung feucht gehalten werden, z.B. in sehr warmen Gebieten der Erde. Ein solches Wasserpad kann, wenn es nicht mehr benötigt wird komplett entfernt werden. Es ist aber auch möglich, einen wasserlöslichen Klebstoff für das Klebstofffaden-Flies zu verwenden, so dass dieses im Erdreich bleiben kann, da es sich langsam zersetzt und biologisch abgebaut wird
- Die vorerwähnten Ausführungsformen von Klebstofffadenbeschichtungen stellen keinesfalls eine abschließende Aufzählung dar, sondern derzeit besonders bevorzugte Ausführungsformen, die ihrerseits in vielen Varianten Einsatz finden können.
- Die vorgenannten sowie die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung und Tabelle, in der - beispielhaft - ein Ausführungsbeispiel einer Auftragsvorrichtung zum Auftragen von Klebstofffäden auf ein Substrat, dargestellt ist.
- In der Zeichnung zeigen
- Fig. 1
- eine Vorrichtung zum Auftragen von Klebstofffäden in Seitenansicht (Ansicht A-A gemäß
Figuren 2 und 3 ); - Fig. 2
- dieselbe Vorrichtung in einer bezüglich
Fig. 1 um 90° gedrehten Seitenansicht (Ansicht B-B gemäßFiguren 2 und 3 ); - Fig. 3
- dieselbe Vorrichtung in Ansicht von oben bei fortgelassenem Antrieb (Ansicht C-C gemäß
Figuren 1 und 2 ); - Fig. 4A - 4C
- von derselben Vorrichtung der rotierbare Auftragskopf sowie weitere Beispiele für alternative Ausführungen desselben, wobei
Fig. 4A eine abgestufte Tellerform zeigen,Fig. 4B eine einfache Tellerform mit versenkten Düsen undFig. 4C eine einfache Tellerform mit verschieden geeigneten Düsen - jeweils in Seitenaussicht und Draufsicht;Fig. 5A - 5D schematische Darstellungen verschiedener rotierender Auftragsköpfe sowie der sich auf dem Substrat ergebenden Fadenmuster sowie - Fig. 6
- schematische Darstellung einer Produktionseinrichtung für ein Klebstofffadenflies.
- Wie aus
Figuren 1 bis 3 ersichtlich, besteht eine kompakt aufgebaute Vorrichtung zum Auftragen von Klebstofffäden aus einem Antriebsmotor 12 (inFigur 3 fortgelassen), einem Getriebe 14, einer Beheizungseinheit 16, einem rotierbaren Auftragskopf 18, einer Klebstoffversorgungseinheit 20 und einer Ventilanordnung 22 zum Beaufschlagen des Klebstoffauftragskopfes mit Klebstoff, wie Heißkleber oder Kaltleim. - In dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Antriebsmotor 12 über Tragmittel 13, wie einer Grundplatte 13A und Stützen oder Abstandshaltern 13B an der Gehäuseoberseite der Klebstoffversorgungseinheit 20 gehalten, über welche die Grundplatte 13A seitlich hinausragt. Auf diese Weise kann die mit dem Antriebsmotor 12 steckbar verbundene Antriebswelle 15 an der Klebstoffversorgungseinheit 20 seitlich vorbei zum Getriebe 14 geführt werden. Das mit einer Seitenwand der Klebstoffversorgungseinheit 20 verschraubte Getriebe 14 hat die Aufgabe, das Drehmoment der z.B. aus Vollmaterial bestehenden Antriebswelle 15 auf den hohlen Wellenschaft 18B (siehe
Fig. 4A bis 4C ) zu übertragen, so dass die Ventilanordnung 22 mit dem Wellenschaft 18B des Auftragskopfes 18 über eine gedichtete Drehdurchführung koaxial fluidisch verbindbar ist. Es reicht also aus, eine Getriebeuntersetzung von 1:1 vorzusehen und die Erzeugung verschiedener Drehzahlen einer Frequenzregelung des Antriebsmotors 12 oder dergleichen zu überlassen. Das Getriebe 14 ist ansonsten allseitig geschlossen ausgeführt, wobei in dem Ausführungsbeispiel ein gehäuseförmiges, dreiteiliges, zerlegbares Getriebegestell verwendet und dargestellt ist. - Die Beheizungseinheit 16 ist unterhalb des Getriebes 14 und der Klebstoffversorgungseinheit 20 angeordnet und (in diesem Ausführungsbeispiel) mit diesen verbunden, also feststehend. Auch mit dem Auftragskopf mitdrehende Beheizungseinheit sind realisierbar. Die dargestellte Beheizungseinheit ermöglicht einen Durchgriff des Wellenschaftes 18B und nimmt ein Beheizungsmittel auf. Hierbei kann es sich um einen Infrarotstrahler 16A handeln, der in einer entsprechenden Aufnahme, z.B. in einer unterhalb der Klebstoffversorgungseinheit 20 vorgesehenen Position angeordnet ist und von dort aus mit elektrischer Energie versorgbar ist. Es sind auch mehrere IR-H-eizstrahler auf einem um den Wellenschaft 18B herum verteilten Anordnung, oder alternativ das Vorsehen von Fluidkanälen möglich, die von einem Beheizungsfluid durchströmt werden und die Beheizungswärme über den Querschnitt der Beheizungseinheit, insbesondere an deren Unterseite mehr oder minder gleichmäßig verteilen. Diese Unterseite ist in dem Ausführungsbeispiel glatt ausgeführt, so dass ein nur geringfügiger Abstandsspalt zur eben ausgeführten Oberseite (Rückseite) des rotierenden Auftragskopfes 18 verbleibt. Dieser Abstandsspalt kann mit leichtem Überdruck an Luft von z.B. 0,02 bar gespült werden, so dass sich brennbare oder explosive Stäube in diesem Spalt nicht ablagern können. Derartige Probleme könnten im Tissue-Bereich wegen der dort üblichen Staubentwicklung, aber auch beim Beschichten von Substraten mit pulverförmigen Medien, wie z.B. Aktivkohlestaub entstehen.
- Die aus
Figur 4A bis 4C ersichtlichen Auftragsköpfe sind teller- oder zylinderförmig aufgebaut, und an der ebenen Rückseite mit einem hohlen Wellenschaft 18B versehen. Der mit dem hohlen Wellenschaft beginnende Klebstoffversorgungskanal 18C verzweigt sich, wenn am Auftragskopf mehrere Düsen 18A vorgesehen sind, über geeignete, miteinander fluidisch in Verbindung stehende Bohrungen oder Nuten. Typische Querschnitte der Versorgungskanäle liegen in der Größenordnung von einigen Millimetern. Der Auftragskopf 18 kann auch mehrteilig ausgeführt sein, um das Herstellen von Klebstoffversorgungskanälen zu vereinfachen. Auf der dem Substrat zugewandten Unterseite des Auftragskopfes kann dieser flach konisch wie z.B. pyramiden- oder kegelförausgeführt sein, um das Entstehen eines Unterdrucks in diesem Bereich möglichst weitgehend zu unterdrücken. Die Düsen 18A sind besonders einfach montierbar, wenn der Tellerteil des Auftragskopfes an seinem Umfang in demjenigen Winkel angefasst ist, in dem die Düsen 18A zur Rotationsachse 18D (Auswurfwinkel α - siehe auchFig. 2 ) orientiert werden sollen. Bei der Ausführungsform nachFig. 4A besitzt der Auftragskopf Tellerform mit einer Durchmesserabstufung, sodass die Düsen 18A und 18A' beider Ebenen oder Stufen unterschiedliche radiale Abstände b und b' von der Rotationsachse 18D haben und auch ihre Axialpositionen unterschiedlich sind. Hierzu können auch zwei- oder mehrteilige Scheibenanordnungen dienen. - Aus
Figur 4B ist ersichtlich, dass die Düsen 18A versenkt in die Peripherie des Auftragskopfes 18 eingebaut werden können, sodass der die durch die Düsen erzeugten Luftwirbel minimiert werden. - Aus
Fig. 4C ist ersichtlich, wie Düsen in verschiedenen Auswurfwinkeln an der Rotationskopfperipherie angeordnet sein können. Dies ist nicht in der Draufsicht, sondern in der Seitenansicht erkennbar, wobei der linke Teil der Seitenansicht Düsen mit einem Auswurfwinkel α von etwa 70° und der rechte Teil Düsen mit einem Auswurfwinkel von etwa 90° zeigt. - Auch können an demselben Auftragskopf Düsen unterschiedlichen Auswurfwinkels vorgesehen sein. Dies wiederum mit der Folge, dass der Klebstofffaden jeder Düse ein anderes Auftragsbild im Vergleich zu Düsen mit anderen Auswurfwinkeln erzeugt. - Während vorangehend scheibenförmige Rotationsköpfe gezeigt wurden, versteht es sich, dass für die Zwecke der Erfindung auch ringförmig, sternförmig, armförmig oder andersartig aufgebaute Auftragsköpfe verwendet werden können.
- Die Klebstoffversorgungseinheit 20 und die mit ihr durch Schrauben verbundene Ventilanordnung 22 übernehmen die Versorgung des Auftragskopfes 18 mit der erforderlichen Menge an Klebstoff pro Zeiteinheit einschließlich der Steuerung des Klebstoffdruckes und der Ein- und Ausschaltperioden der Klebstoffzufuhr. Dies geschieht in an sich bekannter Weise und bedarf keiner allzu ausführlichen Erläuterung. In dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Klebstoffversorgungseinheit 20 über einen Vorlauf 20A mit einer Klebstoffzufuhr versorgt. Nicht abgegebener Klebstoff verlässt die Einheit über einen Rücklauf 20B. In bestimmten Fällen kann auf eine Zirkulation des Klebstoffes durch einen Vorlauf- und Rücklaufschlauch verzichtet werden. Das ist u. a. dann der Fall, wenn es nur selten zu Stillstandzeiten beim Beschichten kommt. Der gewünschte Klebstoffdruck wird über eine Pumpe innerhalb der Klebstoffversorgungseinheit 20 aufgebaut. Bei der Ventilanordnung 22 kann es sich um ein Auf-/Zu-Ventil handeln, dass auf seiner Eintrittsseite fluidisch mit der Druckpumpe der Klebstoffversorgungseinheit 20 und auf seiner Austrittsseite mit dem Klebstoffversorgungskanal am eingangsseitigen Mündungsende des Wellenschaftes 20B verbunden ist. Zu diesem Zweck kann das freie Wellenschaftende an der Unterseite in die Ventilanordnung eingesteckt und dort mit einer Drehdichtung versehen sein, so dass der auf der Ventilaustrittsseite abströmende Klebstoff von dem stillstehenden Ventil in den rotierenden Auftragskopf eingeführt wird, ohne dass Klebstoff-Leckagen auftreten.
- Aus dem vorangehenden wird verständlich, dass der Auftragskopf sehr verschieden aufgebaut sein kann. Eine Tellerform ist in vielen Anwendungsfällen zweckmäßig aber nicht zwingend. Wie sich aus den nachfolgenden schematischen Ausführungsbeispielen gemäß
Figuren 5A bis 5D ergibt, ist die Düsenanordnung je nach gewünschtem Auftragsbild (Klebstoff-Fadenmuster) unterschiedlich: - Gemäß einer nicht erfidungsgemäβen Bauform nach
Fig. 5A ist der Auftragskopf 18 als Zylinderdüse mit einer Radial-Bohrung gestaltet. Es reicht aus, eine z.B. zentrale Bohrung entlang der Achse des Auftragskopfes und eine zur Zylinderperipherie führende Querbohrung vorzunehmen, wobei diese an ihrem zylindermantelseitigen Austrittsende mit einer Düse geeigneten Durchmessers und bezüglich der Rotationsachse 18D geeigneter Ausrichtung im radialen Abstand b von der Rotationsachse angeschlossen ist. Ein mit einem solchen Auftragskopf erzeugbares Klebstofffadenmuster mit Beleimungsbreite a ist inFigur 5A schematisch und beispielhaft dargestellt. Grundsätzlich ist die auf dem Substrat 30 erzeugte Klebstofffadenspur kreisförmig, wobei die Größe des Kreisdurchmessers und die Fadendicke von den eingangs beschriebenen Parametern abhängt. Dadurch, dass das Substrat 30 und der Auftragskopf 18 relativ zu einander bewegt werden (Doppelpfeil D), wird aus der kreisförmigen Klebstoffspur eine spiralförmige. Die Beleimungsbreite a ergibt sich aus dem Durchmesser der Klebstoffspur. - Ein erfidungsgemäβes und komplexeres Ausführungsbeispiel ist in
Figur 5B dargestellt. Hier sollen zwei kreisförmige bzw. spiralförmige Klebstoffspuren verschiedenen Durchmessers auf das Substrat 30 aufgetragen werden. Zu diesem Zweck ist nach dem Ausführungsbeispiel wiederum eine Zylinderdüse - nun aber mit zwei Radialbohrungen - vorgesehen. Jede ist mit der zentralen Versorgungsbohrung fluidisch verbunden, um durch die eine Düse 18A eine Klebstoffspur mit einem anderen Durchmesser zu erzeugen als die andere Düse 18A' ihn erzeugt. Wie Eingangs ausgeführt, können verschiedene Wege beschritten werden, z.B. die Anbringung der zu den beiden Düsen führenden Radialbohrungen in verschiedener axialer Länge bezogen auf die Zentralbohrung des Wellenschaftes 18B. Dadurch wird in dem Ausführungsbeispiel nachFigur 5B von der Düse 18A eine Klebstoffspur größeren Durchmessers als von der Düse 18A' erzeugt, wenn ansonsten gleiche Verhältnisse an den Düsen vorgesehen sind. Es ist aber auch möglich, den Düsenquerschnitt und/oder den Auswurfwinkel α der beiden Düsen unterschiedlich zu wählen um von jeder der Düsen ein anderes Auftragsbild erzeugen zu lassen. - Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Figur 5C sind an einem zylinderförmigen Auftragskopf 18 umfangsverteilt vier Düsen 18A, 18A' mit radialem Abstand ihrer Austrittsöffnung von der Rotationsachse 18D vorgesehen, so dass sich auf dem Substrat 30 vier unterschiedliche Auftragsmuster überlagern. Bei dem Ausführungsbeispiel nachFigur 5D werden vier bis acht Düsen verwendet, wobei der Auftragskopf 18 tellerförmig ist und die Düsen für verschieden große Abwurfweiten vorgesehen sind, so dass z.B. das inFigur 5D dargestellte Klebstofffadenmuster auf dem Substrat 30 entsteht. - Aus der schematischen Darstellung einer Produktionsanlage eines Klebstofffadendflieses gemäß
Fig. 6 ist ein Transportband 32 ersichtlich, dass als Endlosband um zwei Umlenkwalzen 32A, 32B geführt ist, von denen zumindest eine drehangetrieben ist. Das Transportband ist auf seiner nach außen weisenden Oberfläche in geeigneter Weise antihaftbeschichtet und mit vorgebbarer Geschwindigkeit angetrieben. Der Auftragskopf 18 befindet sich in der Stromaufzone des Transportbandes mit Abstand oberhalb von dessen Obertrum, so dass er eine Klebstofffadenschicht gewünschter Breite und Dichte mit einem einzigen oder gegebenenfalls weiteren Auftragsköpfen direkt auf das darunter sich fortbewegende Transportband auftragen wird. Dadurch entsteht ein Klebstofffadenflies 40, das am Stromabende der gegebenenfalls gekühlten Transportstrecke von dem Transportband 32 abhebbar und weiterverarbeitbar ist, z.B. durch Aufwickeln zu einem Wickel oder auch zum Auftrag auf ein Substrat zu Kaschierzwecken in einem beheizten Doppelwalzenspalt. In der Textiltechnik bekannte Zwischenspeicher in Gestalt bewegbarer Umlenkrollen lassen auch eine intermittierende Kaschierung zu. -
- 10
- Auftragsvorrichtung
- 12
- Antriebsmotor
- 13
- Tragmittel
- 13A
- Grundplatte
- 13B
- Stützen
- 14
- Getriebe
- 15
- Antriebswelle
- 16
- Beheizungseinheit
- 16A
- IR-Heizstrahler
- 18
- Auftragskopf
- 18A
- Düsen
- 18B
- Wellenschaft
- 18C
- Klebstoffversorgungskanal
- 18D
- Rotationsachse
- 20
- Klebstoffversorgungseinheit
- 20A
- Vorlauf
- 20B
- Rücklauf
- 22
- Ventilanordnung
- 30
- Substrat
- 32
- Transportband
- 32A/B
- Umlenkwalzen
- 40
- Klebstofffadenflies
- 42
- Klebstofffadenflächen
- A
- Ansicht
- B
- Ansicht
- C
- Ansicht
- D
- Doppelpfeil
- α
- Auswurfwinkel
- a
- Beleimungsbreite
- b
- radialer Abstand
Claims (8)
- Klebstoffauftragsvorrichtung zum Auftragen einer flächigen Klebstofffadenschicht auf ein Substrat (30), mit
einem relativ zum Substrat (30) verfahrbaren rotierbaren Auftragskopf (18) mit mindestens zwei mit radialem Abstand (b) von der Rotationsachse (18D) des Auftragskopfes (18) angeordneten Klebstoffaustrittsdüsen (18A), einem Wellenschaft (18B) und mindestens einem von einer Klebstoff umfassenden Klebstoffversorgungseinheit (20) über den Wellenschaft (18B) zu den mindestens zwei Klebstoffauftragsdüsen (18A) führenden, innerhalb des rotierbaren Auftragskopfes liegenden Klebstoffversorgungskanal (18C), bei der ein Drehantrieb (12, 15, 14) den Auftragskopf (18) um seinen Wellenschaft (18B) rotiert, und bei der die Klebstoffvorsorgungseinheit (20) und/oder eine Ventilanordnung (22) die Beaufschlagung des Klebstoffversorgungskanals (18C) des Auftragskopfes (18) mit Klebstoff steuert und bei der ohne Anwendung von Sprühluft gezielt vorgebbare Fliehkräfte auf den austretenden Klebstofffaden einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffauftragsd Düsen (184) derart vorgesehen sind, dass ein Teil der Klebstoffauftragsd Düsen ein von der mindestens einen anderen Klebstoffauftragsd Düse unterschiedliches Klebstoffauftragsbild herbeiführt, und mit das Verfahren des rotierbaren Auftragskopfes (18) relativ zum Substrat (30) ermöglichenden Mitteln. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragskopf (18) teller- oder scheibenförmig gestaltet ist und auf seiner vom Substrat (30) abgewandten Rückseite eine nicht mitrotierende Beheizungseinheit (16) zur kontaktlosen flächigen Beheizung des Auftragskopfes (18) vorgesehen ist, wobei zwischen der Unterseite der Beheizungseinheit und der Oberseite des Auftragskopfes ein geringfügiger Abstandsspalt verbleibt.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandsspalt mit Spülluft versorgbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffaustrittsdüsen (18A) des Auftragskopfes (18) in unterschiedlichen Axialpositionen bezüglich des Wellenschaftes (18B) münden.
- Klebstoffauftragsverfahren zum flächigen Auftragen einer Klebstofffadenschicht auf ein Substrat, wobei
der noch flüssige Klebstoff durch mindestens zwei rotierende, von der Rotationsachse (18D) radial beabstandete Klebstoffaustrittsdüsen (18A) eines Auftragskopfes (18) austritt und als Klebstofffaden in einer etwa kreisförmigen Bewegung auf ein relativ zum Auftragskopf verfahrendes Substrat (30) unter Ausbildung eines Klebstofffadenvlieses oder einer Klebstofffadenschicht ohne Anwendung von Sprühluft geschleudert wird, wobei gezielt vorgebbare Fliehkräfte auf den austretenden Klebstofffaden
einwirken dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Klebstoffaustrittsddüsen ein von der mindestens einen anderen Klebstoffaustrittsddüse unterschiedliches Klebstoffauftragsbild herbeiführt. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff aus einem Kaltkleber besteht und/oder wasserlöslich ist.
- Verwendung eines Klebstofffadenvlies oder einer Klebstofffadenschicht, hergestellt nach einem der Ansprüche 5 bis 6,
bestehend aus elliptisch geformten und spiralig versetzt zu einander angeordneten Klebstoffspinnfäden, die an ihren Überkreuzungspunkten zusammenhaften und eine in sich zusammenhängende Materialbahn bilden, und
mit an den Klebstofffäden haftenden oder in die Klebstofffäden eingearbeitete feinteilige Partikeln oder Substanzen,
wobei adsorbierende Partikel, wie Aktivkohlepartikel oder Feuchtigkeit adsorbierende Partikel an oder ein optischer Indikator in den Klebstofffäden angeordnet sind,
als Aktivkohlefilter, mit oder ohne Trägersubstrat,
als Hygieneartikel, wie eine Windel, oder eine Slipeinlage, mit oder ohne Trägersubstrat,
als technisches Textilmaterial für Schutzanzüge, bestehend aus einem textilen Substrat und dem Klebstofffadenvlies oder der Klebstofffadenschicht,
als bahnenförmiges Verpackungsmaterial zum Verpacken von Einzelteilen oder zum Innenbeschichten von Verpackungsboxen, wie solchen aus Kartonnagenmaterial, Holz oder Kunststoff, mit oder ohne Trägersubstrat, oder
als textiles oder textilartiges bahnförmiges Dekorationsmaterial, mit oder ohne Trägersubstrat, - Verwendung eines Klebstofffadenvlies oder einer Klebstofffadenschicht, hergestellt nach einem der Ansprüche 5 bis 6,
bestehend aus elliptisch geformten und spiralig versetzt zu einander angeordneten Klebstoffspinnfäden, die an ihren Überkreuzungspunkten zusammenhaften und eine in sich zusammenhängende Materialbahn bilden,
als Dämmmatte, insbesondere Fußbodentrittschalldämmmatte, bestehend aus einer Dämmschicht und dem Klebstofffadenvlies oder der Klebstofffadenschicht, oder
als Abdeckfolie als Feuchtigkeitsschutz einschließlich atmender oder nicht atmender Dacheindeckungsbahnen mit einem Antislipauftrag in Gestalt des Klebstofffadenvlieses oder der Klebstofffadenschicht,
als Samenverlegesubstrat wobei Samen in vorgegebener Dichte oder entsprechend einer Matrix an dem Vlies anhaften, oder
als Feuchtigkeit spendendes Klebstofffadenvlies, an dem Superabsorberpartikel, Johannisbrotkernmehl oder ein anderes partikelförmiges Wasserspeichermedium anhaftet.
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