EP2564938B1 - Vorrichtung für die Beschichtung von bahnförmigen Materialien - Google Patents

Vorrichtung für die Beschichtung von bahnförmigen Materialien Download PDF

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EP2564938B1
EP2564938B1 EP12005885.4A EP12005885A EP2564938B1 EP 2564938 B1 EP2564938 B1 EP 2564938B1 EP 12005885 A EP12005885 A EP 12005885A EP 2564938 B1 EP2564938 B1 EP 2564938B1
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coating
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Michael Hoffmann
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LTS Lohmann Therapie Systeme AG
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B05C1/086—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line a pool of coating material being formed between a roller, e.g. a dosing roller and an element cooperating therewith
    • B05C1/0865—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line a pool of coating material being formed between a roller, e.g. a dosing roller and an element cooperating therewith the cooperating element being a roller, e.g. a coating roller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
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    • B05C1/0826—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
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    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B05C1/0856—Reverse coating rollers

Definitions

  • the invention relates to a device for coating web-shaped materials comprising a first roller and a second roller, which are arranged against one another and form a gap through which the web-shaped material runs, and a trough which passes through the first roller, the second roller and two side walls is formed, for receiving a coating compound, wherein at least one opening for feeding the coating compound into the trough is formed in each of the side walls.
  • a known device for coating consists of an application or coating roller and a doctor or metering roller.
  • the amount applied is determined in this device by the distance between the two rollers and their speeds and is, for example, in the DE 39 06 070 A1 , specifically Fig. 3, Fig. c disclosed.
  • a typical application example for this roller application process is the production of transdermal therapeutic systems (TTS).
  • TTS transdermal therapeutic systems
  • solutions containing active ingredients are applied to carrier films or web-shaped materials and then fed to further devices such as a drying tunnel and / or cutting devices.
  • Other application examples are the production of oral thin films or highly transparent coatings, for example for the graphic or electronic industry.
  • a trough for receiving a coating compound is also, for example, from FIG DE 16 96 153 known.
  • a method for applying a line on both sides of a moving paper web is disclosed, the paper web being pressed against a roller by means of a squeegee, bent away from the roller at an angle of more than 5 degrees on the squeegee and a coating material bath being formed between the paper web and the squeegee becomes.
  • Such devices are also in DE 38 11 315 C2 , JP 2002 266291 , JP H 11319667 and DE 23 14 531 disclosed.
  • the coating compounds are introduced below or above a mirror, i.e. below the upper edge of the coating compound or above the coating compound in the trough.
  • pipes / lines or distribution systems are used either in the center of the application unit, from which the coating compounds enter in the middle and then, for example, through baffle plates or T-pieces over the coating width, sometimes with the help of metering slots, in the trough of the device or the Commissioned work are distributed.
  • rollers arranged in the applicator unit typically rotate at different speeds.
  • One of the two rollers serves as a so-called doctor roller because it runs in opposite directions against the web-shaped material to be coated, while the other roller, the so-called Application roller, rotates in the same direction, ie in the same direction as the web-shaped material.
  • the direction of rotation of the doctor roller creates a permanent counter-rotating movement of the coating compounds in the trough.
  • This rotation is influenced by the known feed systems which, as described above, dip into the coating compound at one or more points across the width of the trough or introduce new coating material at one or more points. Due to the existing rheological properties, the ratio of the freshly flowing coating compound and the coating compound already in the trough cannot be evenly distributed in the trough. For this it is necessary to regulate the inflow of the mass to such an extent that the amount of incoming fresh coating mass is as equal as possible to the consumption of the coating process. This is generally favorably influenced by the use of control valves or measuring probes, which may regulate upstream conveyor systems. Furthermore, the rolling movement of the coating compound is interrupted either by the distribution systems attached under the mirror or by the coating compound running onto the surface.
  • the invention is therefore based on the object of creating a device of the generic type which avoids the disadvantages described above.
  • This object is achieved according to the invention in that several openings are arranged horizontally in a row in each of the side walls, or that several openings are arranged vertically in a row, or that several openings are arranged in an arc-shaped row, corresponding to the diameter of one of the rollers .
  • the invention thus provides for the coating compound to be introduced laterally into the trough.
  • This two-sided feeding through the side walls ensures that the coating compound is evenly introduced into the trough.
  • the rotational movement of the coating compound within the device - the Commissioned work - is not disturbed by installations such as supply lines etc. This results in a more even application weight distribution and a more homogeneous line image.
  • the supply pipes for the coating compound which are arranged above the trough in the case of existing devices, can still be used.
  • These feed lines are provided with an additional T-shaped distribution pipe which is connected via two uniform distribution hoses with hose connectors which open into the side walls and provide for a supply of the coating compound below the level when the trough is full.
  • Fig. 1 a three-dimensional representation of a device for coating a web-shaped material with only one opening in each of the side walls.
  • Fig. 1 the device according to the invention can be seen in a spatial representation.
  • the web-shaped material 1 to be coated is passed between a first roller 2 and a second roller 3, a gap 4 being formed by an adjustable distance between the two rollers 2, 3.
  • the axes of the two rollers 2, 3 are arranged horizontally at approximately the same height and form a trough 5 in interaction with two side walls 6 and 7.
  • a coating compound 8 is continuously fed to this trough 5 thus formed.
  • the supply takes place via at least one opening 9, 10 per side wall 6, 7.
  • the height of the coating compound 8 in the trough 5 is determined. This dimension or the filling level is also referred to as a mirror,

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Beschichtung von bahnförmigen Materialien umfassend eine erste Walze und eine zweite Walze, die gegeneinander angeordnet sind und einen Spalt bilden, durch den das bahnförmige Material läuft, und einen Trog, der durch die erste Walze, die zweite Walze und zwei Seitenwände gebildet wird, zur Aufnahme einer Beschichtungsmasse, wobei in jeder der Seitenwände mindestens eine Öffnung zur Zuführung der Beschichtungsmasse in den Trog ausgebildet ist.
  • Eine bekannte Vorrichtung für die Beschichtung besteht aus einer Auftrags- oder Beschichtungswalze und einer Rakel- oder Dosierwalze. Die aufgetragene Menge wird bei dieser Vorrichtung durch den Abstand zwischen den beiden Walzen sowie deren Geschwindigkeiten bestimmt und ist beispielsweise in der DE 39 06070 A1 , speziell Fig 3, Bild c offenbart.
  • Ein typisches Anwendungsbeispiel für dieses Walzenauftragsverfahren ist die Herstellung von transdermalen therapeutischen Systemen (TTS). Zu deren Herstellung werden beispielsweise wirkstoffhaltige Lösungen auf Trägerfolien bzw. bahnförmigen Materialien aufgetragen und anschließend weiteren Vorrichtungen wie einem Trockenkanal und/oder Schneidvorrichtungen zugeführt. Andere Anwendungsbeispiele sind die Herstellung von oralen dünnen Filmen oder hochtransparente Beschichtungen, z.B. für die graphische oder elektronische Industrie.
  • Ein Trog zur Aufnahme einer Beschichtungsmasse ist auch beispielsweise aus der DE 16 96 153 bekannt. Dort wird ein Verfahren zum beidseitigen Aufbringen eines Striches auf eine bewegte Papierbahn offenbart, wobei die Papierbahn mittels einer Rakel gegen eine Walze gedrückt, an der Rakel in einem Winkel von mehr als 5 Grad von der Walze weggebogen wird und zwischen Papierbahn und Rakel ein Streichmassebad gebildet wird.
  • Derartige Vorrichtungen sind auch in DE 38 11 315 C2 , JP 2002 266291 , JP H 11319667 und DE 23 14 531 offenbart.
  • Die derzeit übliche Praxis die Beschichtungsmassen über Zuführsysteme oberhalb des Troges, der durch die gegeneinander stehenden Walzen gebildet wird, einzuleiten, hat je nach reologischen Eigenschaften der Beschichtungsmassen Nachteile, die sich insbesondere in der Gewichtsverteilung des resultierenden Beschichtungsauftrages und in einem inhomogenen Strichbild äußern.
  • Im Detail werden die Beschichtungsmassen unter oder über Spiegel eingeleitet, d.h. unterhalb der Oberkante der Beschichtungsmasse oder oberhalb auf die im Trog befindliche Beschichtungsmasse. Für die Einleitung kommen entweder mittig im Auftragswerk angebrachte Rohre / Leitungen oder Verteilersysteme zum Einsatz, aus denen die Beschichtungsmassen mittig einlaufen und dann zum Beispiel durch Prallplatten oder T-Stücke über die Beschichtungsbreite, teilweise mit Hilfe von Dosierschlitzen, im Trog der Vorrichtung bzw. des Auftragswerks verteilt werden.
  • Die im Auftragswerk angeordneten Walzen drehen sich typischerweise mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Eine der beiden Walzen dient als sogenannte Rakelwalze, weil sie gegenläufig gegen das zu beschichtende bahnförmige Material läuft, während die andere Walze, die sogenannte Auftragswalze, sich gleichläufig, d.h. in die gleiche Richtung wie das bahnförmige Material, dreht.
  • Durch die Drehrichtung der Rakelwalze entsteht im Trog eine permanente gegenläufig rotierende Bewegung der Beschichtungsmassen. Diese Rotation wird durch die bekannten Zuführsysteme beeinflusst, die, wie oben beschrieben, über die Breite des Troges an einer oder an mehreren Stelle/-n in die Beschichtungsmasse eintauchen oder an einer oder an mehreren Stelle/-n neue Beschichtungsmasse einbringen. Dabei kann durch die vorhandenen reologischen Eigenschaften das Verhältnis von frisch zufließender Beschichtungsmasse und der bereits im Trog befindlichen Beschichtungsmasse nicht gleichmäßig im Trog verteilt sein. Dafür ist es notwendig den Zufluss der Masse insoweit zuregeln, dass die Menge an zufließender frischer Beschichtungsmasse möglichst gleich dem Verbrauch des Beschichtungsvorganges ist. Dies wird im Allgemeinen durch den Einsatz von Regelventilen bzw. Messsonden, die eventuell vorgeschaltete Fördersysteme regeln, günstig beeinflusst. Weiterhin wird die rollierende Bewegung der Beschichtungsmasse entweder durch die unter dem Spiegel angebrachten Verteilungssysteme oder durch die auf die Oberfläche auflaufende Beschichtungsmasse durchbrochen.
  • Bekannte Zuführsysteme unterhalb oder auch oberhalb der Oberkante der Beschichtungsmasse - des Spiegels oder Massespiegels -, die über die Länge des Troges oder auch nur punktuell angeordnet waren, verursachten teilweise ganzflächig ein streifiges Strichbild oder es zeichnete sich bei jeder Massezufuhr optisch inhomogene Flächen auf der beschichteten Bahn ab. Eine ungleichmäßige Gewichtsverteilung über die Bahnbreite wurde ebenfalls festgestellt. Durch die Zuführung über die Länge des Troges oder punktuell von oben war weiterhin eine komplette Abdeckung des Troges nicht möglich.
  • Bei Einsatz von entflammbaren lösemittelhaltigen Beschichtungsmassen und der dann zu berücksichtigenden Explosions-Schutz-Thematik sind um das Auftragswerk herum geführte permanente Luftströmungen vorgesehen. Diese Luftströmungen gelangen dabei auch auf die Oberfläche der im Trog befindlichen Beschichtungsmasse. Durch die Zuführvorrichtungen kann der Trog nicht vollflächig bzw. vollständig abgedeckt werden, da entsprechende Abdeckungen Durchbrüche für die in den Trog einzufüllende Beschichtungsmasse oder für die Zuführleitungen aufweisen müssen. An den nicht abgedeckten Stellen wird an der Oberfläche der sich im Trog befindlichen Beschichtungsmasse eine Hautbildung begünstigt, weil der auftreffende Luftstrom an diesen nicht abgedeckten Stellen partiell zu einer Verdunstung von in der Beschichtungsmasse vorhandenem Lösungsmittel führt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, welche die oben beschriebenen Nachteile vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in jeder der Seitenwände mehrere Öffnungen in einer Reihe horizontal angeordnet sind, oder dass mehrere Öffnungen in einer Reihe vertikal angeordnet sind, oder dass mehrere Öffnungen in eine Reihe bogenförmig, entsprechend dem Durchmesser einer der Walzen, angeordnet sind.
  • Die Erfindung sieht somit vor, die Beschichtungsmasse seitlich in den Trog einzuleiten. Diese beidseitige Zuführung durch die Seitenwände gewährleistet eine gleichmäßige Einbringung der Beschichtungsmasse in den Trog. Die Rotationsbewegung der Beschichtungsmasse innerhalb der Vorrichtung - des Auftragswerkes - wird nicht durch Einbauten wie Zuleitungen usw. gestört. Daraus ergibt sich eine gleichmäßigere Auftragsgewichtsverteilung sowie ein homogeneres Strichbild.
  • Zur weiteren Beeinflussung der Zuführung der Beschichtungsmasse werden mehrere Öffnungen pro Seitenwand ausgebildet. Diese können horizontal, vertikal oder bogenförmig eingebracht werden. Hierdurch wird die Zuführung noch gezielter auf die Begebenheiten in der Vorrichtung angepasst.
  • Beim Einsatz der seitlichen Beschichtungsmassenzufuhr wird ein gleichmäßiges Beschichtungsbild mit stark verringerten Strukturen und Streifen erzeugt. Weiterhin kann der Trog an seiner Oberseite komplett abgedeckt werden. Hierdurch wird die Abdunstung / Verdunstung des in der Beschichtungsmasse vorhandenen Lösungsmittels bzw. der vorhandenen Lösungsmittel wesentlich verringert.
  • Die bei vorhandenen Vorrichtungen oberhalb des Troges angeordneten Zuleitungsrohre für die Beschichtungsmasse können weiterhin genutzt werden. Diese Zuleitungen erhalten ein zusätzliches T-förmiges Verteilrohr welches über zwei gleichförmige Verteilschläuche mit Schlauchverbindungsstücken verbunden wird, die in den Seitenwänden münden und eine Zuführung der Beschichtungsmasse unterhalb des Massespiegels bei gefülltem Trog vorsieht.
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von einem in schematischer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt:
    Fig. 1 in räumlicher Darstellung eine Vorrichtung zur Beschichtung eines bahnförmigen Materials mit nur einer Öffnung in jeder der Seitenwände.
  • In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in räumlicher Darstellung zu sehen. Das zu beschichtende bahnförmige Material 1 wird zwischen einer ersten Walze 2 und einer zweiten Walze 3 durchgeführt, wobei durch einen einstellbaren Abstand zwischen den beiden Walzen 2, 3 ein Spalt 4 gebildet wird. Die Achsen der beiden Walzen 2, 3 sind ungefähr In gleicher Höhe horizontal angeordnet und bilden einen Trog 5 im Zusammenspiel mit zwei Seitenwänden 6 und 7. Diesen so gebildeten Trog 5 wird kontinuierlich eine Beschichtungsmasse 8 zugeführt. Die Zuführung erfolgt über mindestens eine Öffnung 9, 10 je Seitenwand 6, 7. Die Höhe der Beschichtungsmasse 8 im Trog 5 wird festgelegt. Dieses Maß bzw. die Füllhöhe wird auch als Spiegel bezeichnet,
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    bahnförmiges Material
    2
    erste Walze
    3
    zweite Walze
    4
    Spalt
    5
    Trog
    6
    Seitenwand
    7
    Seitenwand
    8
    Beschichtungsmasse
    9
    Öffnung
    10
    Öffnung

Claims (1)

  1. Vorrichtung für die Beschichtung von bahnförmigen Materialien (1) umfassend
    - eine erste Walze (2) und eine zweite Walze (3), die gegeneinander angeordnet sind und einen Spalt (4) bilden, durch den das bahnförmige Material (1) läuft, und
    - einen Trog (5), der durch die erste Walze (2), die zweite Walze (3) und zwei Seitenwände (6, 7) gebildet wird, zur Aufnahme einer Beschichtungsmasse (8), wobei in jeder der Seitenwände (6, 7) mindestens eine Öffnung (9, 10) zur Zuführung der Beschichtungsmasse (8) in den Trog (5) ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in jeder der Seitenwände (6, 7) mehrere Öffnungen (9, 10) in einer Reihe horizontal angeordnet sind, oder
    mehrere Öffnungen (9, 10) in einer Reihe vertikal angeordnet sind, oder
    mehrere Öffnungen (9, 10) in einer Reihe bogenförmig, entsprechend dem Durchmesser einer der Walzen (2, 3), angeordnet sind.
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