WO2009062460A2 - Slot die and installation for coating with thermoplastic coating material - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a slot die for the application of thermoplastic
- nozzles for the discharge of fluids to understand the nozzle orifice has a non-round, usually rectangular cross section, wherein one of the side lengths of the rectangle is substantially larger than the other.
- the nozzle orifice thus has the shape of an elongated "wide" slot from which emerges a suitably shaped fluid.
- the sheet die For the coating of material webs moved relative to the sheet die, the sheet die is arranged with its long side transversely to the direction of movement of the material web; Accordingly, the dimension of the slot die in this direction will hereinafter be referred to as its "length.”
- Such slot dies and systems are known from the prior art. They are used, inter alia, in the production of carpets whose back is to provide a better connection of the pile with the carrier fabric and to increase the durability with a back coating. Artificial turf is also to be counted among the carpet-like material webs, since this too consists essentially of a carrier fabric and associated fiber-like ribbons, carrier webs and ribbons likewise being to be permanently connected. Relevant systems for coating and associated slot dies are described for example in DE 10341 399 A1 for carpets and in DE 10 2005 026 765 A1 and DE 41 36 44 C for the production of artificial turf.
- slot dies In the construction of slot dies a two-part design is common, in which define a first and a second nozzle body between them a nozzle channel having a transversely to the intended direction of movement of the material web extending, elongated nozzle orifice. In the direction of movement of the material web, the width of the nozzle orifice is generally constant, so that a cross section results in the form of an elongated, rectangular slot.
- the width of the nozzle orifice is adjustable, which usually happens by adjusting at least one of the nozzle body relative to the other nozzle body.
- Such slot dies are shown for example in DE 25 04 856 C3.
- the construction of thin sheets described therein is not suitable for the use of hot thermoplastic adhesive, since they could not withstand the stresses in this type of use.
- JP 5-138078 A Another way of adjusting the width of the nozzle orifice is described in JP 5-138078 A.
- tongues are arranged in the nozzle orifice, which extend substantially in the flow direction of the coating material and which are displaceable transversely to the nozzle orifice.
- the width of the nozzle orifice can be adjusted in sections, in order to achieve a uniform coating even under very different outflow conditions.
- this construction is not very robust, very complicated and thus prone to failure.
- a temperature-flow channel through which a fluid flows is described in at least one nozzle lip, which can be acted upon optionally with warm or cold water. This is intended to prevent caking of the coating material on the die lips or thermal deformation.
- measures to keep the temperature of the coating material constant at a high level are not described in DE 101 18 631 A1.
- the tempering channels are also located in the front of the lips, they are therefore not suitable for the purpose mentioned.
- DE 10 2004 004 153 A1 describes a slot die with two lips, in which a lip for adjusting the slot width adjustable and the other lip is pivotable and which is mounted tiltable on a total of a holder. As a result, an adjustment of the nozzle in relation to the material to be coated is possible.
- US Pat. No. 4,688,516 relates to a slot die of complicated construction, in which an adjustable regulating gap is provided between a supply chamber for the coating material and the nozzle orifice.
- the nozzle orifice itself is not adjustable.
- US Pat. No. 4,606,752 B1 discloses slot dies with a fixed slot width, in which a rotating element arranged transversely to the flow of the coating material, here called dynamic flow inducer, is arranged in the region of the nozzle channel in one or both nozzle bodies. This component is intended to assist the flow of the coating material through the die gap.
- a similarity with the structures according to the invention in the nozzle channel is purely external.
- the object of the invention is to provide a comparison with the prior art improved, flexibly usable slot die and a system for coating a web, with which in a reliable way the production of carpets or high-quality artificial grass, which are easy to recycle, is possible.
- the slot die according to the invention is used for the application of thermoplastic coating material (ie adhesive) on flat, planar substrates, which are preferably removed as a web of material from a supply roll and moved at substantially constant speed past the slot die.
- the slot die has two nozzle bodies which define between them a nozzle channel with a nozzle orifice elongated transversely to the direction of movement of the material web.
- the first and second nozzle bodies are movable relative to each other to vary the width of the nozzle channel.
- the perpendicular extent, ie the actual, eponymous "width" of the slot die is referred to as the length.
- the first and / or the second nozzle body are provided with a controllable drive which is designed to displace and / or to pivot the two nozzle bodies relative to each other.
- This first aspect of the solution according to the invention makes it possible to change the relative position of the two nozzle bodies in a variety of ways in order to make the nozzle geometry variable within wide limits.
- the area of the nozzle opening is thus to be changed, for example with regard to the width of the nozzle opening in the direction of movement of the material web or with respect to the respective distance of the first or the second nozzle body from the material web, which can be preset independently for each nozzle body.
- this partial solution makes it possible to realize the second aspect, namely to obstruct a closure of the nozzle channel against the passage of coating material.
- the first and / or the second nozzle body are provided on its inner side with a structure which closes the nozzle channel when the two nozzle bodies are shifted by the drive in a minimum distance from each other and / or pivoted.
- the minimum distance is defined here by the fact that the structures, which must of course extend over the entire length of the slot die, come into contact with each other or with the opposite inner side of the respective other nozzle body, whereby a passage of coating material into the nozzle channel is prevented ,
- the corresponding position of the two nozzle body can be determined by the drive of the nozzle body. In the simplest case, this is only the parallel displacement of a nozzle body in Reference to the other, fixed nozzle body required.
- the slot die closes, since in this way the structures or at least one structure comes into sealing contact with the opposing structure or inside of the other nozzle body.
- the passage for the coating material opens.
- the width of the nozzle opening is determined.
- the same effect of closing and opening the slot die for the passage of coating material can also be achieved by pivoting a nozzle body with respect to the other nozzle body. By an appropriate arrangement of the pivot axis and thus the width of the nozzle orifice can be predetermined, analogous to a parallel displacement of the nozzle body.
- the width of the nozzle channel and the nozzle orifice are coupled to the width of the passage for the coating material, said passage forms the narrowest point.
- Material properties such as viscosity or processing temperature, and the optimum speed of each material web in the coating.
- the structures are formed as a bead, which can be arranged in one or both nozzle bodies.
- the bead or beads protrude from the remaining surface of the inside of the respective nozzle body. They extend substantially over the entire length of the associated nozzle body above the nozzle channel defining region, so that a passage of coating material can be reliably prevented.
- first and the second nozzle body can also be offset from each other in height, which is here meant the distance from the nozzle orifice, be offset.
- one structure in each case comes into contact with a smooth region of the inside of the respective other nozzle body, so that two sealing regions lying one behind the other in the flow direction of the coating material are formed.
- the structures are designed in the manner of a labyrinth seal, with alternating webs or grooves, which engage in the closing of the passage for the coating material.
- the webs or grooves may preferably have a rectangular or triangular cross-section and extend in the longitudinal direction of the slot die.
- the structures according to the invention in the form of a tube or rod are formed, which is inserted into the inside of the respective nozzle body.
- the inner side is preferably provided with a groove running in the longitudinal direction of the nozzle body into which the pipe or rod is embedded.
- the insertion of the pipe or rod is carried out either directly or via the interposition of an insert which carries the pipe or the rod, wherein retaining elements for fixing these components, for example from the outside of the nozzle body forth, are provided.
- the nozzle channel which is defined by the opposite inner sides of the two nozzle body, according to the invention has a varying width over its length in a non-linear manner. This is in contrast to the usual, substantially uniform or slightly wedge-shaped, course of the width of the nozzle channel according to the prior art.
- a concave formation of the lower regions of the first and second nozzle bodies delimiting the nozzle channel produces a "bulbous" nozzle channel which, viewed in the flow direction of the coating material, initially widens and then narrows again in the direction of the nozzle orifice
- the narrowest section of the nozzle channel which defines the width of the nozzle orifice, adjoins this narrowest point, widening again the cross section between the nozzle bodies and having an approximately funnel-shaped, asymmetrical course.
- the first nozzle body is according to the invention in the direction of movement of the web seen in front of the second nozzle body.
- the first nozzle body has preferred in his bottom, the material web adjacent area seen in cross-section rounded outer contour, which causes a gradual approach and guidance of the web to the nozzle orifice of the slot die.
- the outer contour merges with a small radius into the preferably concave inner side of the first nozzle body.
- the second nozzle body preferably extends in cross section from the narrowest point of the nozzle orifice to the outside in an arc such that the distance between the second nozzle body and the material web continuously decreases in the direction of movement and in the working position of the slot die touches the material web or comes closest to it ,
- an area narrowing in a funnel-like manner towards the material web is formed, which on the one hand creates a relatively wide contact area of the coating material under pressure in the nozzle orifice with the material web and, on the other hand, allows the lower area of the second nozzle body to function as a doctor.
- the outflow region of the nozzle orifice according to the invention, or more precisely of the second nozzle body, thus serves to smooth the outside of the coating and to further press the coating material into the material web.
- the last-mentioned function can be supported and promoted by a counter-pressure roller or by a nozzle arrangement which blows compressed air from the underside of the material web against it.
- the respective inner sides of the first and second nozzle bodies are provided with a coating which reduces the wall friction of the molten thermoplastic coating material.
- the material for the coating of the nozzle body must be able to withstand the usual high temperatures in the processing of thermoplastic adhesive, in special composition called "hot melt", and must not undergo chemical reactions with the coating material
- Such a coating promotes the flow of coating material through the nozzle channel and prevents the formation of turbulence in the nozzle channel, which adversely affects the uniformity of the coating of the web.
- These turbulences are a consequence of the relatively high viscosity and the consequent high Reynolds number of Coating materials to be used according to the invention.
- the coating of the inner sides of the nozzle body with the mentioned material preferably extends to the area of the structures according to the invention and to the adjoining nozzle channel, but it can also extend to the storage chamber located above these areas, at least in the transition to the structures.
- the first and the second nozzle body can be heated.
- This measure serves to keep the coating material always at a temperature which is optimal for processing.
- thermoplastic hot-melt adhesive hotmelt
- these areas depending on the composition of the melt adhesive is between about 80 0 C and 200 ° C wherein the respective optimum comprises only a few degrees.
- the hot melt adhesive in question inter alia, a particularly favorable viscosity, also the tendency for thermal decomposition or oxidation is still low.
- the heating of the nozzle body is carried out by any suitable method. Preference is given to the use of circulating thermal oil, which is guided through channels extending in the longitudinal direction of the nozzle body and brought to the required temperature via a heating device. As a result, the dangers that could occur in direct electrical heating of the metallic nozzle body avoided. Thermal oil has a relatively low vapor pressure even at the temperatures in question, which simplifies handling.
- a preferably programmable control device which cooperates with thermocouples in or on the nozzle bodies and the respective heating device.
- the control device is preferably integrated in the general control device for the operation of a system for coating material webs.
- the two nozzle bodies are configured in the region lying in front of the structures and the nozzle channel in the flow direction of the coating material such that they form the longitudinal sides of a storage chamber for the coating material.
- This chamber has on one side devices for their supply of coating material, ie molten thermoplastic adhesive (hot melt), on, for. B. consist of one or more pipes that are fed by metering pumps.
- the lower part of the storage chamber opens via the structures according to the invention closes and apparently in the associated nozzle channel.
- the side walls of the storage chamber are formed by the corresponding areas of the nozzle body, a lid and end walls at the longitudinal ends of the nozzle body.
- the individual components of the storage chamber are in this case constructed and assembled so that they form a loadable with a pressure chamber for the coating material.
- the chamber is provided with suitable components, such as bushings, seals, etc., which allow the nozzle body or bodies to be displaced or pivoted in the manner according to the invention, without causing pressure reduction or leakage
- Coating material comes in undesirable places. Such constructions are known to the person skilled in the art, so that further intervention is unnecessary therefor.
- the loading of the storage chamber with the pressure that is required for the desired exit of the coating material from the nozzle orifice and the penetration into the material web to be coated takes place in an expedient manner via the metering pumps used for feeding the storage chamber.
- the metering pumps or their motors are controlled by a preferably programmable controller, which controls the signals from flow meters in the supply line to the storage chamber and from pressure measuring cans which detect the pressure in the storage chamber.
- the metering pumps are preferably connected by means of short pipes to the storage chambers of the slot dies.
- the controllable drive for the displacement or pivoting of the nozzle body advantageously comprises at least one rotatably mounted camshaft whose eccentric cam preferably engages an outer side of a displaceably and / or pivotably mounted nozzle body.
- the displacement or pivoting of the nozzle body or bodies can also take place with a hydraulically actuable arrangement.
- a hydraulically actuable arrangement preferably comprises at least one hydraulic cylinder, which acts via a piston with a push rod on the nozzle body to be moved.
- a separate drive arrangement with different components of the movement: such as an arrangement for a linear displacement along an axis and a further arrangement for pivoting about an axis of rotation.
- a separate drive arrangement with different components of the movement: such as an arrangement for a linear displacement along an axis and a further arrangement for pivoting about an axis of rotation.
- the slot die according to the invention is used according to a further aspect of the invention in a system for coating a material web with a thermoplastic coating material.
- the plant according to the invention is equipped for this purpose in various ways to bring the benefits and specifics of the slot die according to the invention to fruition.
- a nozzle arrangement is arranged on that side of the material web which faces away from the slot die, that is to say the underside thereof, and specifically opposite the nozzle opening.
- This nozzle arrangement acts in the manner of a counter-pressure roller by blowing compressed air against the material web from below, with the result that the coating material brought up from the other side of the material web distributes itself better and more uniformly in the material web. In particular, it is prevented that the coating material exits on the underside of the material web or penetrates too deeply into the interior of the material web.
- the nozzle arrangement according to the invention consists for example of a longitudinally slotted tube with an air outlet channel directed towards the material web and is supplied with compressed air via a connection with pressure regulation. It is preferably arranged in an aspiration chamber which is open towards the material web and which allows the amount of air supplied via the air outlet channel to be extracted. This suction is expediently with
- Sealing lips provided, which are arranged closely adjacent to the air outlet channel parallel to the pipe.
- the sealing lips bound the extracted area and can also serve to further support the web in the region of the nozzle mouth of the slot die and the nozzle assembly.
- the invention provides to divide the slot die according to the invention into several subregions or sections, which are each supplied separately with coating material.
- the width of the individual sections is for example in the range of approximately one meter, so that five sections are provided with a total width of the web of, for example, five meters.
- the individual sections are each equipped with their own dosing pump, a flowmeter and all other components and controls required for proper operation.
- the use of a buffer tank between the storage tank of the plant and the storage chambers of the individual sections is advantageous.
- the buffer container is preferably provided with a return line, which allows to completely return the coating material from the buffer container into the storage container. This is an advantage if the system requires maintenance or if the type of coating material to be used is to be changed.
- the buffer container is conveniently heated so that the coating material is always maintained at the optimum desired temperature. For this purpose, the already described devices and controls for heating the slot dies can be used.
- the return line to the storage container can also be used to circulate the coating material between the buffer container and the storage container, for which purpose a circulating pump in the return line is used. This also allows a favorable temperature of the buffer tank can be achieved.
- the storage chamber of the slot die is also provided with a return line to the buffer tank or preferably to the reservoir for the coating material. This can ensure that all coating material in the reservoir of the system is traceable when production, such as maintenance, is interrupted.
- the slot die is mounted on a nozzle suspension above the material web.
- the nozzle suspension is provided with a drive which allows the slot die to be displaced at least vertically up and down with respect to the material web moved substantially in a horizontal plane.
- the vertical distance between the slot die and the web and any desired contact pressure of the slot die can be adjusted to the web.
- the drive according to the invention can also cause a movement of the slot die back and forth in relation to the direction of movement of the material web.
- the system according to the invention for coating a material web is preferably equipped with a programmable control device which makes it possible to control and / or regulate all or at least certain functions and parameters of the system in a flexible and freely selectable manner.
- Such functions are, for example, the control of the drives of Düsen ⁇ Mech to open or close the nozzle channel, the setting of the width of the nozzle orifice, the speed of movement of the web or the control of metering pumps.
- the parameters to be controlled or regulated include, for example, the flow rate of the coating material, its pressure and temperature.
- the coating materials to be used according to the invention generally known by the name "hotmelt", have a density in the range of about 0.8 to 0.95 g / cm 3.
- the application amount is typically about 0.5 to 1 kg / m 2 0.5 to 1 mm thickness of the coating material
- the temperature of the coating material exiting the nozzle orifice is about 180 to 200 ° C., preferably 190 ° C., and its
- Outflow velocity is about 4 to 15 m / min. This range corresponds essentially to the transport speed of the material web to be coated.
- the width of the nozzle orifice which is defined as the width of the narrowest region of the nozzle channel, is approximately one quarter of the length of the nozzle channel in the direction of flow of the coating material.
- the optimum value in each case depends on the composition of the coating material and accordingly varies with the specific formulation. Typical values for the width of the nozzle orifice are approximately 0.5 to 1 mm.
- the adjoining the narrowest region of the nozzle orifice, the convex portion of the second nozzle body extends over several millimeters, typically 4-10 mm, said nozzle body in the operating position at the end of this area has the smallest distance to the material web.
- Figure 1 is a schematic representation of a system according to the invention for coating artificial turf raw material with thermoplastic adhesive.
- Fig. 2 shows the basic structure of artificial turf, which can be produced with a system according to the invention
- FIG. 3 shows in FIG. 3a a schematic cross section of a slot die according to the invention in the closed state and in FIG. 3b the nozzle of FIG. 3a in the opened state for carrying out a coating;
- FIG. 4 shows a slot die according to the invention according to FIG. 3 in use with a nozzle arrangement
- FIG. 5 shows a schematic representation of the structure of a system for supplying the slot dies with thermoplastic adhesive / hotmelt
- Fig. 6 is a simplified version of the system of Fig. 5;
- FIG. 7 is a schematic representation of an artificial turf coating system with a hotmelt supply according to FIG. 6.
- FIG. 1 shows a plant 1 for coating flat substrates, here in the form of a material web 2, with a thermoplastic adhesive as a coating material 3 is shown schematically.
- the material web 2 is made of artificial turf raw material 4, from a supply roll. 5 is guided on a Abhaspler 6 with adjustable speed in the system.
- the material web 2 passes over transport and deflection rollers 7, 7a and 8, 8a and via a voltage regulator 9 to a receiving device 10 at the beginning of the actual coating line.
- This receiving device 10 is provided with a spreader roller 11, which feeds the material web 2 in a constant width of the coating.
- the wide-slot nozzle 14 is arranged in the nozzle suspension 15.
- This is provided with a plurality of drives 16, by means of which the slot die 14 in the z-direction 18, ie vertically to the material web 2 to or away from it, and in the x-direction 17, along the material web, is adjustable.
- Particular drives 73 (not shown here) allow, according to the invention, parts of the slot die 14, namely the nozzle bodies 70, 71, to be displaced relative to one another and / or pivoted to one another. This will be discussed in more detail with reference to FIG.
- These drives 73 are preferably arranged on the nozzle suspension 15.
- the slot die 14 extends across the entire width of the web 2 and preferably consists of a plurality of contiguous segments which are each separated, i. be supplied via its own supply lines with the thermoplastic hot melt adhesive as coating material 3. It is understood that the pressures, temperatures and other parameters of the nozzle segments, each individually specifiable and controllable. However, this is not shown in Fig. 1. Rather, in order to maintain clarity, only a melt preparation 25 with a container 26 and a pipe 27 leading to the slot die 14 is shown. Details of the melt preparation and the supply of the slot die 14 with the coating material will be explained in more detail with reference to FIGS. 5 and 6.
- temperature sensors 20, 20a Seen before and behind the slot die 14 in the transport direction of the web 2 and expediently distributed to several across the width of the web. These make it possible to detect the temperature conditions on the material web and to supply it to a control device as required. This makes it possible to better control and influence the coating conditions, for example with regard to the further application of cover layers 30 to the back side 65 of the material web 2 or to the process control for achieving an optimum result of the coating. To influence the temperature of the material web 2 and heated rollers 19 may be used be, these rollers 19 may also have another function, such as a support roller 13 or as a transport roller 7.
- the molten, thermoplastic adhesive is applied to the material web 2 as a coating material 3 and penetrates into it, as will be described in detail with reference to Figure 2.
- the wide-slit nozzle 14 acts on the ground Their special shape in the area of their mouth as a squeegee and thus ensures a clean and even distribution of the coating material and for sufficient penetration into the interior of the web.A separate squeegee in this area is therefore not necessary on the underside of the web can
- the arrangement of one or more support rollers may be advantageous in the region of the slot die
- These support rollers 13 may be arranged directly underneath or on both sides of the nozzle mouth, as shown in Fig. 3.
- These support rollers 13, not shown in Fig. 1 take the Forces that under Pressure exiting the slot die 14 exiting coating material 3 on the web 2. This controllable pressure is required to ensure a sufficient penetration of the viscous, molten adhesive into the material web 2.
- the material web 2 is carried by a needle chain 12 - in a further coating station 28.
- This is used to apply a cover layer 30 to the web 2 for producing a double back 31, the bottom of the finished product strengthens and protects.
- cover layer 30 of a application device 32 is supplied, for example, a height-adjustable in the direction of the double arrow 34 roller 33 for deflecting the
- Cover layer 30 contains.
- the cover layer 30 is pressed by means of a pressure blade 35 on the back 65 (here the upper side) of the web 2, where it comes into contact with the still partially liquid and thus adhesive coating material.
- the pressing blade ensures intimate contact of the cover layer 30 and the adhesive-coated material web 2, which becomes a permanent connection by cooling the now finished product, in this case the synthetic turf 60, in an air cooling system 40.
- the air cooling 40 which extends above the needle chain and thus the material web, has a distribution chamber 41 at the bottom of a nozzle assembly 42 on the Material web is directed.
- the supply of cold air via a compressed air line 43 or via its own fan 44.
- Other types of cooling such as water or other cooling media at this point are also possible.
- the cooling roll 46 is cooled by a cooling circuit 47 comprising a plurality of heat exchangers 48 and 48a, pipes and a circulating pump 50 for the cooling medium.
- a cooling medium water is advantageously used in the cooling circuit 47 through the cooling roller 46, wherein the temperature of the cooling medium via the heat exchanger 33 a and a separate cooling unit, not shown, can be regulated.
- the artificial turf runs over a guide roller 8a to a rewinder 55, where it is wound on a reeling cylinder to form a reel 57.
- a rewinder 55 After leaving the chill roll 46, the artificial turf runs over a guide roller 8a to a rewinder 55, where it is wound on a reeling cylinder to form a reel 57.
- a cutting of the artificial turf Upon reaching the target thickness of the roll of artificial turf 60 is a cutting of the artificial turf and a roll change in usually, which is not shown in Fig. 1 is not specific, but belongs to the usual equipment of relevant coating equipment.
- the control of the system via a programmable controller 158, which is indicated only schematically in Fig. 1.
- the control device is connected via lines, not shown, with all drives, other units and sensors that are required for the operation and the control of the system 1.
- Parts of the control device 158 may also be arranged in a decentralized manner, such as the control 157 of the supply of
- Fig. 2 shows a schematic representation of the structure of an artificial turf 60, as he can be produced with the slot die according to the invention in a plant 1 according to the invention.
- Starting material is an artificial turf raw material 4, for example, from a carrier fabric
- the grass blades or leaves of the lawn corresponding ribbon 62 are with their one Ends, the ribbon poles 63, attached to the carrier fabric 61, but not yet in a resilient manner.
- the ribbon poles 63 must be permanently and resiliently connected to the carrier fabric 61, which is done by applying a coating of a thermoplastic adhesive as the coating material 3.
- the coating material for which the term “hotmelt” is customary, is applied in the molten state at a temperature in the range between approximately 150 ° C. and 200 ° C. from the rear side 65 of the material web 2 and partially penetrates the latter 63 and the carrier fabric 61 together in a layer of
- the back 65 of the web can still be provided with a cover layer 30 of textile or plastic material, whereby an artificial turf 60 with double backs 31 is formed. This is done within the scope of the invention as long as the thermoplastic adhesive is still hot and thus adhesive, ie immediately after the coating by means of the slot die.
- the cover layer By the cover layer, the back 65 of the synthetic turf 60, which comes to rest on the ground, reinforced and protected against injury and abrasion. In addition, the entire artificial turf 60 becomes more robust and resilient.
- Fig. 3a shows a partially schematic representation of a cross section through a slot die 14 according to the invention.
- the slot die 14 has a first nozzle body 70 and a second nozzle body 71 which are spaced from each other by a nozzle suspension (FIG. 1), not shown, and extend longitudinally across the web substantially across its entire width or at least longer portions thereof ,
- the mutually facing inner sides 80, 80a of the two nozzle bodies 70, 71 delimit in their upper, concave area a storage chamber 90 for the coating material 3, the molten, hot thermoplastic adhesive or the "hotmelt.”
- the storage chamber is under an adjustable and controllable Pressure, which can be detected by pressure cells 149, not shown here, and fed to a controller 157. Via the controller 157 are suitable units for generating and maintaining the pressure required for the coating can be controlled, such as the metering pumps 147, also not shown here. Details of this are shown in FIGS. 5 and 6.
- a structure 82 Below the storage chamber 90 is located in a region 81, a structure 82, the closure of the storage chamber 90 downwards toward the mouth of the
- This structure 82 consists here of a respective bead 84, which protrudes from the otherwise smooth inner side 80, 80 a of each nozzle body.
- the opposing beads 84 touch and thus block the exit of coating material 3 into the nozzle channel 72 and thus to the nozzle opening and to the material web 2 to be coated.
- the beads 84 are located in an insert 86, which is arranged in a region 81 of the inner side 80, 80 a of the respective nozzle body 70 or 71. In this area 81, a longitudinal groove 89 extending in the longitudinal direction of the nozzle body 70, 71 is formed, into which the insert 86 is inserted.
- the beads 84 may be integral with the insert 86, or as shown in FIGS. 3 and 4, as separate components.
- the beads 84 are part of a tube 87 or bar 88 which is recessed into the insert and protrudes partially over the surface thereof.
- the material for this if it is not already made of metal, must be smooth, mechanically stable, but elastic and heat-resistant. Teflon (PTFE) is particularly suitable for this purpose and can also be used for
- Coating the inner sides 80, 80 a of the nozzle body 70, 71 are used. Such a coating 96 is indicated for the inserts 86. It may advantageously also extend to the region of the nozzle channel 72.
- a drive 73 is used, which allows one or both nozzle bodies 70, 71 to be displaced or pivoted so that they reach the closed position shown.
- Shown in Fig. 3a is such a drive 73 only for the first nozzle body 70 and also only schematically. It consists for example of a push rod 74 which engages via a bearing 75 pivotally mounted on the respective nozzle body 70, 71 and which is moved via a hydraulic cylinder 76.
- any other type of drive is also suitable for the movement of the nozzle body, provided that it can handle the high pressures that occur in the storage chamber 90 and in the nozzle channel 72.
- the drive must at least be able to press the two beads 84 together so strongly that the pressurized storage chamber is reliably closed.
- the actuator 73 for adjusting the relative position of the two nozzle bodies 70, 71 to one another is constructed such that it permits at least one nozzle body 70 and / or 71, whose relative, rectilinear displacement parallel to the other nozzle body 71 or 70 and perpendicular thereto. In this way, on the one hand, the distance of each nozzle body 70, 71 separated from the material web 2 adjustable to the other is the distance between the two nozzle body 70, 71 in the sense of opening and closing the storage chamber 90 and the definition of the width 78 of the nozzle orifice 77 determinable.
- At least one nozzle body is still pivotably mounted and movable in an angular range, since this makes it possible to individually adjust both the opening and closing of the storage chamber 90 and the width 78 of the nozzle orifice 77.
- the abovementioned drives 73 and adjustment possibilities preferably act on the nozzle body 70 situated upstream in relation to the transport direction of the material web 2 (in the figures, the left), as shown in FIGS. 3 and 4.
- the general spacing of the slot die 14 from the material web 2 can then be fixed in the z-direction 18 via the drive 16 arranged on the nozzle suspension 15.
- the nozzle channel 72 begins, which is bounded by the concave inner sides 80, 80a and leads to the nozzle orifice 77, at which the coating material leaves the slot die 14.
- the width 78 of the nozzle orifice can be fixed via the drive or drives 73, preferably independently of the opening or closing of the storage chamber 90.
- the special bulbous shape of the nozzle channel 72 causes turbulence due to the relatively high viscosity of the coating material can be caused prevented or at least mitigated. This leads to a uniform exit of the coating material 3 from the Düsenmündu ⁇ g 77 and thus to a high quality coating without irregularities in the surface.
- first nozzle body 70 has a convex Skillsko ⁇ tur, in which the material web - at the bottom of one or more support rollers 13, 13a and / or the needle chain 12 out - as in a (halved ) Funnel enters.
- first nozzle body is rounded with a small radius before it goes into the inside 80 and the nozzle mouth 77 limited on one side.
- second nozzle body 71 extends from its inner side 80a in the region of the nozzle orifice 77 substantially convexly rounded outwards, as shown in FIGS. 3 and 4.
- Fig. 3b the slot die of Fig. 3a is shown in the open state. In this
- Drawing is located on the left side here first nozzle body 70 by means of the drive 73 perpendicular to the second nozzle body 71 of this moved, whereby the beads 84 are away from each other.
- the connection from the storage chamber 90 to the nozzle channel 72 is released and the coating material 3 under pressure in the storage chamber 90 can enter the nozzle channel 72. From the nozzle orifice 77, it exits and passes through the material web 2 conveyed underneath in the transport direction at a substantially constant speed.
- the convex portion of the second nozzle body 71 in this case has the function of a doctor blade, which assists the penetration of the hot, molten coating material 3 and ensures a uniformly thick application and a smooth surface of the coating. It should be noted that the area of the coating material 3 directly in contact with the material web 2 is significantly wider than the width 78 of the nozzle orifice 77, this width 78 being the narrowest distance between the first and second nozzle bodies 70 and 71 in this area is defined.
- the two nozzle bodies 70, 71 are preferably provided according to the invention each with a heater 100, both the area of the storage chamber 90, and the region of the nozzle channel 72.
- the heating takes place for example via thermal oil or another temperature-resistant medium with low vapor pressure in the area of up to 200 0 C, which is circulated in channels 101 and brought to the required temperature via a temperature control device, not shown here.
- a temperature control device not shown here.
- an electric heating can be used, of course, to ensure sufficient electrical insulation.
- the nozzle bodies are equipped for temperature monitoring with temperature sensors, not shown here.
- the two regions of the nozzle bodies 70, 71 can thus be brought and held via the heater 100 to the optimum processing temperature for the coating material 3 used in each case. This ensures optimum process control and a high quality and even coating.
- FIG. 4 shows, in a schematic illustration, a slot die 14 according to the invention in accordance with the exemplary embodiment already shown and described with reference to FIG. 3a.
- the nozzle arrangement 105 arranged beneath the material web 3, which lies opposite the material in the region of the nozzle orifice 77, should be emphasized.
- it captures the pressure of the Nozzle mouth 77 exiting coating material 3 on.
- Coating material 3 by the compressed air is the slot nozzle 106 in one of the material web, i. here upwards, open chamber 110 arranged.
- the chamber 110 is connected to an exhaust 111 and has two supports in the form of soumble ⁇ de 112, which are provided with sealing lips 113, and come into contact with the underside of the web 2. In this way, a limitation of the suction zone and an additional support of the material web 2 in the region of the slot die 14 is achieved.
- FIG. 5 shows a schematic representation of a system for supplying a slot die 14 according to the invention with a thermoplastic adhesive of the "hot melt” type as coating material 3.
- This plant is a detailed representation of the in Fig. 1 only flat as .Schmelzeaufrung 26 "designated and with To see a container 26 shown part of Appendix 1.
- Shown in the upper part of FIG. 5 is a melt mixing plant 115 in which the coating material 3 is mixed and melted as a hotmelt from various starting materials delivered individually in containers, not shown.
- starting materials for the production of hot melt adhesive serve as main components polyolefins, in particular poly-alpha-olefins, resins and fillers, such as kaolin. These starting materials, whose respective mixing ratios determine the properties of the hot-melt adhesive, including its temperature behavior and thus its viscosity, are introduced into the mixing container 116 in the desired dosage, for which purpose a lockable filling lock 121 is provided.
- the mixing tank 116 is designed as a double-wall boiler 117, with a pressure-tight lid 120 and an inlet 118 and an outlet 119.
- the area between the two walls of the double-wall boiler 117 can be either evacuated, so that a kind of thermos formed which delays a cooling of the contents, or a heat transfer medium, such as thermal oil, can be passed through the inlet and outlet 118 and 119, respectively, to bring the boiler temperature to a desired value.
- a separate heating device not shown here, may be arranged in the interior of the double-walled boiler 117.
- the mixing vessel 116 has an externally drivable mixing stirrer 123 to thoroughly mix the individual components of the charged starting material, and an agitator 124 for further mixing the hot melt adhesive in the molten state with sufficiently low viscosity.
- the temperature required for this depending on the composition of the hot melt adhesive in the range of about 80 0 C up to 200 0 C.
- the heating of the mixing vessel 116 must therefore be able to hold this temperature permanently.
- the cover 120 of the mixing container 116 is expediently a further lockable connection, which serves as a protective gas inlet 122. For example, nitrogen can be introduced into the space above the melt via this connection, which promotes the stability of the melt.
- an outlet 125 is arranged with a closure 130, for example in the form of a gate valve, which is followed by a temperature-resistant feed pump 131 for the ready-mixed hot melt adhesive.
- a closure 130 for example in the form of a gate valve, which is followed by a temperature-resistant feed pump 131 for the ready-mixed hot melt adhesive.
- a pipe 132 and a flow meter 134 are also included.
- the pipeline 132 opens into an upwardly open storage container 135 for the coating material 3, which was produced as a hot-melt adhesive in the mixing container 116.
- the reservoir 135 is also constructed as a double-walled kettle and, like the mixing bowl 116, is maintained at an adjustable, higher temperature via a dedicated heater, not shown here.
- the reservoir is equipped with a stirrer 137 to keep the melt contained in it in constant motion. This prevents possible segregation of the components, and the temperature distribution in the melt of the hot-melt adhesive is homogenized.
- the reservoir 135 may of course also be provided with a lid, which must then be provided with inlet for the melt from the mixing vessel 116 and inert gas or can.
- a removable lid is preferred in this case as well as the lid 120 of the mixing container 116.
- a closure 138 and a pump 139 is provided, by means of which the liquid hot melt adhesive to a buffer tank 145 is conductive.
- the buffer container 145 has shut-off return lines 146, which allow hot-melt adhesive to be conveyed from the buffer container 145 back into the storage container 135 with the aid of delivery pumps (not shown).
- the pump 139 By means of the pump 139 in the feed to the buffer tank 145, a circulation of hot melt adhesive between reservoir 135 and buffer tank 145 can be generated.
- a plurality of pipes 152 lead via shut-off valves 151 to a respective metering pump 147 driven by a motor 153 and from there through a further shut-off valve 151a and a flow meter 148 to a section 150 of the wide-slot nozzle 14.
- the individual pipes 152 each open into the Not shown here storage chambers 90 of the associated portion 150 of the slot die 14 and allow it to feed the storage chambers 90 with the hot melt adhesive melt as coating material 3.
- Adjacent storage chambers 90 are preferably separated from each other and each individually via the metering pumps or other suitable means, such as compressed gas, with an adjustable and controllable pressure acted upon. Under the effect of this working pressure, when the storage chamber 90 is open (see Fig. 3b), the coating material 3 flows through the nozzle channel 72 to the nozzle orifice 77 where it comes into contact with the material web 2 to be coated.
- FIG. 6 shows a simplified version of a system for supplying the slot die 14 with hotmelt melt 156 as the coating material 3.
- ready-delivered hotmelt material of a specific composition in the double-walled storage container 135 is melted by means of a heater, not shown here, and kept at the temperature required for processing.
- An agitator 137 ensures a homogeneous temperature distribution and prevents possible segregation of the components of the hotmelt material.
- the molten hotmelt material now as a hotmelt adhesive, is transferred from the storage container to the storage chamber 90 of the slot die 14 via a pipe 152 attached to the bottom of the storage container 135 by means of the metering pump 147 driven by a controllable motor 153.
- FIG. 7 shows a further system 1 for coating a material web 2 with hotmelt melt 156 as coating material 3.
- the material web 2 is, as in the embodiment of FIG. 1, taken from a supply roll, not shown, and dancers and transport rollers 160 and 7 and a spreader roller 11 and guide rollers 8 which also serve as Stützwalzen13, the slot die 14 fed.
- the supply of the slot die 14 with hot melt melt 156 is carried out in this system according to the system shown in FIG. 6 and described for supplying the slot die 14.
- the coating material 3 is in this case delivered in a container 161 and transferred to the reservoir 135.
- FIG. 7 The further course of treatment of the material web 2 corresponds to the procedure shown and described in FIG.
- the reference numerals used in FIGS. 1 and 6 have been retained for corresponding parts of the system according to FIG. 7. Only the air cooling 40 from FIG. 1 has been replaced by a cooling zone 163 in FIG. 7. To avoid repetition, reference is made to the understanding of FIG. 7 to the corresponding embodiments in FIGS. 1 and 6.
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
The invention relates to a slot die (14) and an installation (1) for coating a moving web of material (2) with thermoplastic coating material (3). The slot die (14) has two die bodies (70, 71), which can be displaced and/or pivoted in relation to each other by means of a drive (73). As a result, the width (78) of the die gap (77) is adjustable. The discharge of coating material (3) from the slot die (14) can be shut off by means of structures (82) in the die channel (72). A preferred application for the installation (1) in which the slot die (14) is used is the coating of unfinished carpet or synthetic grass (4) with thermoplastic adhesive (hot melt).
Description
BREITSCHLITZDÜSE UND ANLAGE ZUM BESCHICHTEN MIT THERMOPLASTISCHEM WIDE SLIDE NOZZLE AND SYSTEM FOR COATING THERMOPLASTIC
BESCHICHTUNGSMATERIALCOATING MATERIALS
Die Erfindung betrifft eine Breitschlitzdüse für den Auftrag von thermoplastischemThe invention relates to a slot die for the application of thermoplastic
Beschichtungsmaterial auf eine relativ zur Breitschlitzdüse bewegte Materialbahn sowie eine Anlage zum Beschichten einer Materialbahn mit einem thermoplastischen Beschichtungsmaterial mit einer solchen Breitschlitzdüse.Coating material on a moving material web relative to the slot die and a system for coating a material web with a thermoplastic coating material with such a slot die.
Unter Breitschlitzdüsen sind Düsen für den Austritt von Fluiden zu verstehen, deren Düsenmündung einen unrunden, üblicherweise rechteckigen Querschnitt hat, wobei eine der Seitenlängen des Rechtecks wesentlich größer als die andere ist. Die Düsenmündung hat demnach die Form eines langgestreckten „breiten" Schlitzes, aus dem ein entsprechend geformtes Fluid austritt.Under slot dies are nozzles for the discharge of fluids to understand the nozzle orifice has a non-round, usually rectangular cross section, wherein one of the side lengths of the rectangle is substantially larger than the other. The nozzle orifice thus has the shape of an elongated "wide" slot from which emerges a suitably shaped fluid.
Für die Beschichtung von relativ zur Breitschlitzdüse bewegten Materialbahnen ist die Breitschlitzdüse mit ihrer langen Seite quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn angeordnet; die Abmessung der Breitschlitzdüse in dieser Richtung wird demgemäß im Folgenden als deren „Länge" bezeichnet. Die Abmessung der senkrecht hierzu liegenden kürzeren Seite, die parallel zur Bewegungsrichtung liegt, wird im Folgenden „Breite" genannt.For the coating of material webs moved relative to the sheet die, the sheet die is arranged with its long side transversely to the direction of movement of the material web; Accordingly, the dimension of the slot die in this direction will hereinafter be referred to as its "length." The dimension of the shorter side perpendicular thereto, which is parallel to the direction of movement, is hereinafter called "width".
Derartige Breitschlitzdüsen und Anlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden unter anderem bei der Herstellung von Teppichen eingesetzt, deren Rückseite zur besseren Verbindung des Flors mit dem Trägergewebe und zur Erhöhung der Haltbarkeit mit einer rückseitigen Beschichtung zu versehen ist. Zu den teppichartigen Materialbahnen ist auch Kunstrasen zu zählen, da auch dieser im Wesentlichen aus einem Trägergewebe und damit verbundenen faserartigen Bändchen besteht, wobei Trägergewebe und Bändchen ebenfalls dauerhaft zu verbinden sind. Einschlägige Anlagen zur Beschichtung und zugehörige Breitschlitzdüsen sind beispielsweise in der DE 10341 399 A1 für Teppichböden und in der DE 10 2005 026 765 A1 sowie der DE 41 36 44 C für die Herstellung von Kunstrasen beschrieben.Such slot dies and systems are known from the prior art. They are used, inter alia, in the production of carpets whose back is to provide a better connection of the pile with the carrier fabric and to increase the durability with a back coating. Artificial turf is also to be counted among the carpet-like material webs, since this too consists essentially of a carrier fabric and associated fiber-like ribbons, carrier webs and ribbons likewise being to be permanently connected. Relevant systems for coating and associated slot dies are described for example in DE 10341 399 A1 for carpets and in DE 10 2005 026 765 A1 and DE 41 36 44 C for the production of artificial turf.
Diese Beschichtung bestand in früherer Zeit aus Latex, also einem gummiartigeπ Material, während der Flor aus polymeren Kunststoff-Fasern gebildet war. Dadurch ergaben sich Probleme beim Recyceln, da die beiden verschiedenen Materialien nicht gemeinsam
aufgeschlossen werden können. In neuerer Zeit werden thermoplastische Beschichtungsmaterialien auf Polymerbasis verwendet, die unter der allgemeinen Bezeichnung „Hotmelt" bekannt und in verschiedenartiger Zusammensetzung im Handel erhältlich sind. Derartige Beschichtungsmaterialien sind in der 10 2005 026 765 A1 und der WO 99/28557 A1 näher beschrieben.This coating used to be made of latex, a rubbery material, while the pile was made of polymeric plastic fibers. As a result, there were problems with recycling because the two different materials are not common can be unlocked. More recently, polymer-based thermoplastic coating materials known by the generic name "hotmelt" and commercially available in a variety of compositions have been described in detail Such coating materials are described in greater detail in US 10 2005 026 765 A1 and WO 99/28557 A1.
Bei der Konstruktion von Breitschlitzdüsen ist eine zweigeteilte Bauform üblich, bei der ein erster und ein zweiter Düsenkörper zwischen sich einen Düsenkanal definieren, der eine sich quer zur vorgesehenen Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckende, langgestreckte Düsenmündung aufweist. In Bewegungsrichtung der Materialbahn ist die Breite der Düsenmündung im Allgemeinen konstant, so dass sich ein Querschnitt in Form eines langgestreckten, rechteckigen Schlitzes ergibt. Allerdings gibt es Breitschlitzdüsen, bei denen die Breite der Düsenmündung einstellbar ist, was üblicherweise durch Verstellung zumindest eines der Düsenkörper relativ zu dem anderen Düsenkörper geschieht. Derartige Breitschlitzdüsen sind beispielsweise in der DE 25 04 856 C3 gezeigt. Die dort beschriebene Konstruktion aus dünnen Blechen ist jedoch für den Einsatz von heißem thermoplastischem Kleber nicht geeignet, da sie den Belastungen bei dieser Einsatzart nicht standhalten könnte.In the construction of slot dies a two-part design is common, in which define a first and a second nozzle body between them a nozzle channel having a transversely to the intended direction of movement of the material web extending, elongated nozzle orifice. In the direction of movement of the material web, the width of the nozzle orifice is generally constant, so that a cross section results in the form of an elongated, rectangular slot. However, there are slot dies, in which the width of the nozzle orifice is adjustable, which usually happens by adjusting at least one of the nozzle body relative to the other nozzle body. Such slot dies are shown for example in DE 25 04 856 C3. However, the construction of thin sheets described therein is not suitable for the use of hot thermoplastic adhesive, since they could not withstand the stresses in this type of use.
Eine andere Möglichkeit der Einstellung der Breite der Düsenmündung ist in der JP 5-138078 A beschrieben. Hier sind in der Düsenmündung Zungen angeordnet, die sich im Wesentlichen in Strömungsrichtung des Beschichtungsmaterials erstrecken und die quer zur Düsenmündung verschiebbar sind. Hiermit lässt sich die Breite der Düsenmündung abschnittsweise einstellen, um eine gleichmäßige Beschichtung selbst bei unterschiedlichsten Ausströmbedingungen erzielen. Diese Konstruktion ist allerdings wenig robust, sehr kompliziert und damit störungsanfällig.Another way of adjusting the width of the nozzle orifice is described in JP 5-138078 A. Here, tongues are arranged in the nozzle orifice, which extend substantially in the flow direction of the coating material and which are displaceable transversely to the nozzle orifice. Hereby, the width of the nozzle orifice can be adjusted in sections, in order to achieve a uniform coating even under very different outflow conditions. However, this construction is not very robust, very complicated and thus prone to failure.
In der US 4 876 982 ist eine Breitschlitzdüse gezeigt, an deren einem Düsenkörper eine Rakel (doctor blade) angeordnet ist, welche die oben liegende Rückseite des aufgetragenen Klebers glätten soll, wobei verschiedene Formen für die Rakel vorgestellt werden. Bei dieser Art der Breitschlitzdüse ist die Breite der Düsenmündung nicht verstellbar, was deren Anpassung an verschiedenartige Auftragsbedingungen, wie gewünschte Dicke der Beschichtung oder Art und Viskosität des Beschichtungsmaterials, nicht erlaubt. Zudem gestattet keine der erwähnten Konstruktionen von Breitschlitzdüsen die schnelle und zuverlässige Absperrung des Stroms von Beschichtungsmaterial bei Bedarf.
Weitere Breitschlitzdüsen mit verstellbaren Lippen zur Einstellung der Schlitzbreite sind beispielsweise aus der JP 06 142 591 A und der DE 101 18 631 A1 bekannt. In letzterer ist zudem in zumindest einer Düsenlippe ein von einem Fluid durchströmter Temperierkanal beschrieben, der wahlweise mit warmem oder kaltem Wasser beaufschlagt werden kann. Hierdurch soll ein Anbacken des Beschichtungsmaterials an den Düsenlippen oder eine thermische Deformation verhindert werden. Maßnahmen zur Konstanthaltuπg der Temperatur des Beschichtungsmaterials auf einem hohen Wert sind in der DE 101 18 631 A1 jedoch nicht beschrieben. Die Temperierkanäle sind zudem im vordersten Bereich der Lippen angeordnet, sie sind schon deshalb nicht für den genannten Zweck geeignet. Die DE 10 2004 004 153 A1 beschreibt eine Breitschlitzdüse mit zwei Lippen, bei der eine Lippe zur Einstellung der Schlitzbreite verstellbar und die andere Lippe schwenkbar ist und die insgesamt an einer Halterung verkippbar gelagert ist. Hierdurch ist eine Justierung der Düse in Bezug auf das zu beschichtende Material möglich.In US 4,876,982 a slot die is shown, on whose nozzle body a doctor blade is arranged, which is intended to smooth the upper back side of the applied adhesive, wherein different forms for the doctor blade are presented. In this type of slot die, the width of the die mouth is not adjustable, which does not allow their adaptation to various application conditions, such as desired thickness of the coating or type and viscosity of the coating material. In addition, none of the mentioned designs of slot dies allows the rapid and reliable shut off of the flow of coating material as needed. Other slot dies with adjustable lips for adjusting the slot width are known, for example, from JP 06 142 591 A and DE 101 18 631 A1. In the latter, moreover, a temperature-flow channel through which a fluid flows is described in at least one nozzle lip, which can be acted upon optionally with warm or cold water. This is intended to prevent caking of the coating material on the die lips or thermal deformation. However, measures to keep the temperature of the coating material constant at a high level are not described in DE 101 18 631 A1. The tempering channels are also located in the front of the lips, they are therefore not suitable for the purpose mentioned. DE 10 2004 004 153 A1 describes a slot die with two lips, in which a lip for adjusting the slot width adjustable and the other lip is pivotable and which is mounted tiltable on a total of a holder. As a result, an adjustment of the nozzle in relation to the material to be coated is possible.
Die US 4688 516 betrifft eine kompliziert aufgebaute Breitschlitzdüse, bei der ein verstellbarer Regulierspalt zwischen einer Zufuhrkammer für das Beschichtungsmaterial und der Düsenmündung vorgesehen ist. Die Düsenmündung selbst ist jedoch nicht verstellbar. In der US 6406 752 B1 sind Breitschlitzdüsen mit fest vorgegebener Schlitzbreite gezeigt, bei denen ein quer zum Fluss des Beschichtungsmaterials angeordnetes rotierendes Element, hier dynamic flow inducer genannt, im Bereich des Düsenkanales in einem oder beiden Düsenkörpern angeordnet ist. Dieses Bauteil soll den Fluss des Beschichtungsmaterials durch den Düsenspalt unterstützen. Eine Ähnlichkeit mit den erfindungsgemäßen Strukturen im Düsenkanal ist rein äußerlich.US Pat. No. 4,688,516 relates to a slot die of complicated construction, in which an adjustable regulating gap is provided between a supply chamber for the coating material and the nozzle orifice. However, the nozzle orifice itself is not adjustable. US Pat. No. 4,606,752 B1 discloses slot dies with a fixed slot width, in which a rotating element arranged transversely to the flow of the coating material, here called dynamic flow inducer, is arranged in the region of the nozzle channel in one or both nozzle bodies. This component is intended to assist the flow of the coating material through the die gap. A similarity with the structures according to the invention in the nozzle channel is purely external.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte, flexibel einsetzbare Breitschlitzdüse sowie eine Anlage zum Beschichten einer Materialbahn anzugeben, mit denen in zuverlässiger Weise die Herstellung von Teppichböden oder von hochwertigem Kunstrasen, die problemlos zu recyceln sind, möglich ist.The object of the invention is to provide a comparison with the prior art improved, flexibly usable slot die and a system for coating a web, with which in a reliable way the production of carpets or high-quality artificial grass, which are easy to recycle, is possible.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in Bezug auf die Breitschlitzdüse durch die Gesamtheit der im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gegeben und im Hinblick auf die weitere Teilaufgabe - Bereitstellung einer verbesserten Anlage zum Beschichten einer Materialbahn - durch eine Anlage mit den Merkmalen nach Anspruch 18 bzw. 20.
Die Breitschlitzdüse nach der Erfindung dient zum Auftrag von thermoplastischem Beschichtungsmaterial (d.h. auch Kleber) auf flächige, ebene Substrate, die bevorzugt als Materialbahn von einer Vorratsrolle entnommen und mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit an der Breitschlitzdüse vorbei bewegt werden. Die Breitschlitzdüse besitzt zwei Düsenkörper, die zwischen sich einen Düsenkanal mit einer quer zur Beweguπgsrichtung der Materialbahn langgestreckten Düsenmündung definieren. Der erste und der zweite Düsenkörper sind relativ zueinander beweglich, um die Breite des Düsenkanals zu verändern. Als Breite des Düsenkanals ist hier und im Folgenden stets die Erstreckung in Bewegungsrichtung der Materialbahn gemeint. Die dazu senkrechte Erstreckung, also die eigentliche, namensgebende „Breite" der Breitschlitzdüse, wird dagegen als deren Länge bezeichnet.The solution to this problem is given in relation to the slot die by the totality of the features listed in claim 1 and in view of the further subtask - providing an improved system for coating a material web - by a system having the features of claim 18 and 20 respectively. The slot die according to the invention is used for the application of thermoplastic coating material (ie adhesive) on flat, planar substrates, which are preferably removed as a web of material from a supply roll and moved at substantially constant speed past the slot die. The slot die has two nozzle bodies which define between them a nozzle channel with a nozzle orifice elongated transversely to the direction of movement of the material web. The first and second nozzle bodies are movable relative to each other to vary the width of the nozzle channel. As the width of the nozzle channel is here and below always meant the extension in the direction of movement of the web. The perpendicular extent, ie the actual, eponymous "width" of the slot die, however, is referred to as the length.
Erfindungsgemäß sind der erste und/oder der zweite Düsenkörper mit einem ansteuerbaren Antrieb versehen, der dazu ausgelegt ist die beiden Düsenkörper relativ zueinander zu verschieben und/oder zu verschwenken. Dieser erste Aspekt der erfindungsgemäßen Lösung erlaubt es, die relative Position der beiden Düsenkörper auf vielfältige Art zu verändern, um damit die Düsengeometrie in weiten Grenzen variabel zu gestalten. Zum einen ist damit speziell der Bereich der Düsenmüπdung zu verändern, etwa in Hinsicht auf die Breite der Düsenmündung in Bewegungsrichtung der Materialbahn oder in Bezug auf den jeweiligen Abstand des ersten oder des zweiten Düsenkörpers von der Materialbahn, der erfindungsgemäß für jeden Düsenkörper unabhängig vorgebbar ist. Zum anderen ermöglicht es diese Teillösung, den zweiten Aspekt zu realisieren, nämlich einen Verschluss des Düsenkanals gegen den Durchtritt von Beschichtungsmaterial zu versperren. Zu diesem Zweck sind der erste und/oder der zweite Düsenkörper an ihrer Innenseite mit einer Struktur versehen, die den Düsenkanal schließt, wenn die beiden Düsenkörper durch den Antrieb in einen minimalen Abstand voneinander verschoben und/oder verschwenkt sind. Der minimale Abstand ist hierbei dadurch definiert, dass die Strukturen, die sich selbstverständlich über die gesamte Länge der Breitschlitzdüse erstrecken müssen, in Berührung miteinander bzw. mit der gegenüberliegenden Innenseite des jeweils anderen Düsenkörpers kommen, wodurch ein Durchtritt von Beschichtungsmaterial in den Düsenkanal hinein unterbunden wird.According to the invention, the first and / or the second nozzle body are provided with a controllable drive which is designed to displace and / or to pivot the two nozzle bodies relative to each other. This first aspect of the solution according to the invention makes it possible to change the relative position of the two nozzle bodies in a variety of ways in order to make the nozzle geometry variable within wide limits. On the one hand, the area of the nozzle opening is thus to be changed, for example with regard to the width of the nozzle opening in the direction of movement of the material web or with respect to the respective distance of the first or the second nozzle body from the material web, which can be preset independently for each nozzle body. On the other hand, this partial solution makes it possible to realize the second aspect, namely to obstruct a closure of the nozzle channel against the passage of coating material. For this purpose, the first and / or the second nozzle body are provided on its inner side with a structure which closes the nozzle channel when the two nozzle bodies are shifted by the drive in a minimum distance from each other and / or pivoted. The minimum distance is defined here by the fact that the structures, which must of course extend over the entire length of the slot die, come into contact with each other or with the opposite inner side of the respective other nozzle body, whereby a passage of coating material into the nozzle channel is prevented ,
Die entsprechende Position der beiden Düsenkörper ist über den Antrieb der Düsenkörper bestimmbar. Im einfachsten Fall ist hierzu nur die Parallelverschiebung eines Düsenkörpers in
Bezug auf den anderen, ortsfesten Düsenkörper erforderlich. Bei Bewegung der Düsenkörper aufeinander zu schließt sich die Breitschlitzdüse, da hierdurch die Strukturen bzw. zumindest eine Struktur mit der gegenüberliegenden Struktur oder Innenseite des anderen Düsenkörpers in dichtende Anlage kommt. Bei entgegengesetzter Bewegung öffnet sich der Durchtritt für das Beschichtungsmaterial. Hierdurch wird zugleich die Breite der Düsenmündung festgelegt. Der gleiche Effekt des Schließens und Öffnens der Breitschlitzdüse für den Durchtritt von Beschichtungsmaterial ist auch durch Verschwenken eines Düsenkörpers in Bezug auf den anderen Düsenkörper erzielbar. Durch eine zweckmäßige Anordnung der Schwenkachse ist hierdurch auch die Breite der Düsenmündung vorgebbar, analog wie bei einer Parallelverschiebung der Düsenkörper.The corresponding position of the two nozzle body can be determined by the drive of the nozzle body. In the simplest case, this is only the parallel displacement of a nozzle body in Reference to the other, fixed nozzle body required. Upon movement of the nozzle body towards each other, the slot die closes, since in this way the structures or at least one structure comes into sealing contact with the opposing structure or inside of the other nozzle body. With opposite movement, the passage for the coating material opens. As a result, at the same time the width of the nozzle opening is determined. The same effect of closing and opening the slot die for the passage of coating material can also be achieved by pivoting a nozzle body with respect to the other nozzle body. By an appropriate arrangement of the pivot axis and thus the width of the nozzle orifice can be predetermined, analogous to a parallel displacement of the nozzle body.
Bei reiner Parallelverschiebung der Düsenkörper sind die Breite des Düsenkanals und der Düsenmündung mit der Breite des Durchtritts für das Beschichtungsmaterial gekoppelt, wobei der genannte Durchtritt die engste Stelle bildet. Durch zusätzliches Verschwenken zumindest eines Düsenkörpers in Bezug auf den anderen, ist es erfindungsgemäß möglich, dieseIn pure parallel displacement of the nozzle body, the width of the nozzle channel and the nozzle orifice are coupled to the width of the passage for the coating material, said passage forms the narrowest point. By additionally pivoting at least one nozzle body with respect to the other, it is possible according to the invention
Einschränkung zu kompensieren und die Breite des Durchtritts für das Beschichtungsmaterial und die Breite der Düsenmündung weitgehend unabhängig voneinander vorzugeben. Damit ist eine Anpassung der Arbeitbedingungen der Breitschlitzdüse in Bezug auf die Vorgabe von Materialfluss und Mündungsbreite in einem weiten Rahmen möglich. Dies erlaubt eine optimale Einstellung der Breitschlitzdüse auf Beschichtungsmaterialien mit verschiedenenCompensate restriction and the width of the passage for the coating material and the width of the nozzle orifice largely independently pretend. Thus, an adaptation of the working conditions of the slot die in relation to the specification of material flow and mouth width is possible in a wide range. This allows optimal adjustment of the slot die on coating materials with different
Materialeigenschaften, wie etwa Viskosität oder Verarbeitungstemperatur, und auf die jeweils optimale Geschwindigkeit der jeweiligen Materialbahn bei der Beschichtung.Material properties, such as viscosity or processing temperature, and the optimum speed of each material web in the coating.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Strukturen als Wulst ausgebildet, der in einem oder beiden Düsenkörpern angeordnet sein kann. Der oder die Wülste ragen aus der übrigen Oberfläche der Innenseite der jeweiligen Düsenkörper hervor. Sie erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der zugehörigen Düsenkörper oberhalb des den Düsenkanal definierenden Bereichs, so dass ein Durchtritt von Beschichtungsmaterial sicher verhinderbar ist. Bevorzugt ist es nach der Erfindung, beide Düsenkörper mit je einem Wulst zu versehen, wobei die beiden Wülste auf derselben Höhe liegen und beim Schließen des Durchtritts für das Beschichtungsmaterial miteinander in Anlage kommen.In a preferred embodiment of the invention, the structures are formed as a bead, which can be arranged in one or both nozzle bodies. The bead or beads protrude from the remaining surface of the inside of the respective nozzle body. They extend substantially over the entire length of the associated nozzle body above the nozzle channel defining region, so that a passage of coating material can be reliably prevented. According to the invention, it is preferred to provide both nozzle bodies with a respective bead, the two beads lying at the same height and coming into contact with each other when closing the passage for the coating material.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, nur einen Düsenkörper mit einer Struktur zu versehen und den anderen Düsenkörper entweder mit einer entsprechenden glatten Wand oder mit einer
komplementären Struktur zu versehen, im Falle eines Wulstes also mit einer entsprechenden Einbuchtung. Die Strukturen des ersten und des zweiten Düsenkörpers können auch gegeneinander in der Höhe, womit hier der Abstand von der Düsenmündung gemeint ist, versetzt sein. Bei dieser konstruktiven Variante tritt beim Schließen jeweils eine Struktur mit einem glatten Bereich der Innenseite des jeweils anderen Düsenkörpers in Kontakt, so dass zwei in Strömungsrichtung des Beschichtungsmaterials hintereinander liegende Dichtbereiche entstehen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Strukturen nach Art einer Labyrinth-Dichtung ausgeführt, mit abwechselnden Stegen oder Nuten, die beim Schließen des Durchtritts für das Beschichtungsmaterial ineinandergreifen. Die Stege oder Nuten können hierfür bevorzugt einen rechteckigen oder dreieckförmigen Querschnitt aufweisen und erstrecken sich in Längsrichtung der Breitschlitzdüse.It is within the scope of the invention to provide only one nozzle body with a structure and the other nozzle body either with a corresponding smooth wall or with a Complementary structure to provide, in the case of a bead so with a corresponding indentation. The structures of the first and the second nozzle body can also be offset from each other in height, which is here meant the distance from the nozzle orifice, be offset. In this constructive variant, when closing, one structure in each case comes into contact with a smooth region of the inside of the respective other nozzle body, so that two sealing regions lying one behind the other in the flow direction of the coating material are formed. In a further embodiment of the invention, the structures are designed in the manner of a labyrinth seal, with alternating webs or grooves, which engage in the closing of the passage for the coating material. For this purpose, the webs or grooves may preferably have a rectangular or triangular cross-section and extend in the longitudinal direction of the slot die.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die erfindungsgemäßen Strukturen in Form eines Rohres oder Stabes ausgebildet, der in die Innenseite des jeweiligen Düsenkörpers eingefügt ist. Die Innenseite ist hierfür bevorzugt mit einer in Längsrichtung des Düsenkörpers verlaufenden Nut versehen, in welche das Rohr oder der Stab eingelassen sind. Die Einfügung des Rohrs oder Stabes erfolgt entweder unmittelbar oder über Zwischenschaltung eines Einsatzes, der das Rohr oder den Stab trägt, wobei Halteelemente zur Fixierung dieser Bauteile, etwa von der Außenseite des Düsenkörpers her, vorgesehen sind.In a preferred embodiment of the invention, the structures according to the invention in the form of a tube or rod are formed, which is inserted into the inside of the respective nozzle body. For this purpose, the inner side is preferably provided with a groove running in the longitudinal direction of the nozzle body into which the pipe or rod is embedded. The insertion of the pipe or rod is carried out either directly or via the interposition of an insert which carries the pipe or the rod, wherein retaining elements for fixing these components, for example from the outside of the nozzle body forth, are provided.
Der Düsenkanal, der durch die gegenüberliegenden Innenseiten der beiden Düsenkörper definiert ist, hat erfindungsgemäß eine über seine Länge in nichtlinearer Weise variierende Breite. Dies ist im Gegensatz zum üblichen, im Wesentlichen gleichförmigen oder leicht keilförmigen, Verlauf der Breite des Düsenkanals nach dem Stand der Technik. Durch eine konkave Ausformung der unteren, den Düsenkanal begrenzenden Bereiche des ersten und des zweiten Düsenkörpers entsteht - im Querschnitt gesehen- ein „bauchiger" Düsenkanal, der sich in Strömungsrichtung des Beschichtungsmaterials gesehen zunächst erweitert und dann in Richtung auf die Düsenmündung hin wieder verengt. Im Bereich der Düsenmündung liegt hierbei der engste Abschnitt des Düsenkanals, der die Breite der Düsenmündung definiert. Anschließend an diese engste Stelle verbreitert sich der Querschnitt zwischen den Düsenkörper erneut und hat hier einen etwa trichterförmigen, asymmetrischen Verlauf.The nozzle channel, which is defined by the opposite inner sides of the two nozzle body, according to the invention has a varying width over its length in a non-linear manner. This is in contrast to the usual, substantially uniform or slightly wedge-shaped, course of the width of the nozzle channel according to the prior art. A concave formation of the lower regions of the first and second nozzle bodies delimiting the nozzle channel produces a "bulbous" nozzle channel which, viewed in the flow direction of the coating material, initially widens and then narrows again in the direction of the nozzle orifice In this case, the narrowest section of the nozzle channel, which defines the width of the nozzle orifice, adjoins this narrowest point, widening again the cross section between the nozzle bodies and having an approximately funnel-shaped, asymmetrical course.
Der erste Düsenkörper liegt gemäß der Erfindung in Bewegungsrichtung der Materialbahn gesehen vor dem zweiten Düsenkörper. Der erste Düsenkörper hat bevorzugt in seinem
unteren, der Materialbahn benachbarten Bereich eine im Querschnitt gesehen gerundete Außenkontur, die eine allmähliche Annäherung und Führung der Materialbahn bis zur Düsenmündung der Breitschlitzdüse bewirkt. Im Bereich der Düsenmündung geht die Außenkontur mit einem kleinen Radius in die bevorzugt konkave Innenseite des ersten Düsenkörpers über. In Arbeitsstellung der Breitschlitzdüse ist es vorteilhaft, die Außenkontur des ersten Düsenkörpers in Kontakt mit der zu beschichtenden Materialbahn zu bringen. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, und ein geringer Abstand zwischen der Materialbahn und dem nächstgelegenen Teil des ersten Düsenkörpers ist in manchen Fällen zulässig.The first nozzle body is according to the invention in the direction of movement of the web seen in front of the second nozzle body. The first nozzle body has preferred in his bottom, the material web adjacent area seen in cross-section rounded outer contour, which causes a gradual approach and guidance of the web to the nozzle orifice of the slot die. In the region of the nozzle orifice, the outer contour merges with a small radius into the preferably concave inner side of the first nozzle body. In the working position of the slot die, it is advantageous to bring the outer contour of the first nozzle body into contact with the material web to be coated. However, this is not absolutely necessary, and a small distance between the material web and the nearest part of the first nozzle body is permissible in some cases.
Der zweite Düsenkörper verläuft bevorzugt im Querschnitt gesehen von der engsten Stelle der Düsenmündung zur Außenseite hin in einem Bogen derart, dass der Abstand zwischen dem zweiten Düsenkörper und der Materialbahn in deren Bewegungsrichtung kontinuierlich abnimmt und in Arbeitsstellung der Breitschlitzdüse die Materialbahn berührt oder ihr am nächsten kommt. Hierdurch ist ein zur Materialbahn hin sich trichterartig verengender Bereich gebildet, der einerseits einen relativ breiten Kontaktbereich des in der Düsenmündung unter Druck stehenden Beschichtungsmaterials mit der Materialbahn schafft und der andrerseits dem unteren Bereich des zweiten Düsenkörpers eine Funktion als Rakel gestattet. Der auslaufende Bereich der Düsenmündung nach der Erfindung, oder genauer des zweiten Düsenkörpers, dient somit zur Glättung der Außenseite der Beschichtung und zum weiteren Einpressen des Beschichtungsmaterials in die Materialbahn. Die zuletzt genannte Funktion kann durch eine Gegendruckwalze oder durch eine Düsenanordnung, die Pressluft von der Unterseite der Materialbahn her gegen diese bläst, unterstützt und gefördert werden.The second nozzle body preferably extends in cross section from the narrowest point of the nozzle orifice to the outside in an arc such that the distance between the second nozzle body and the material web continuously decreases in the direction of movement and in the working position of the slot die touches the material web or comes closest to it , As a result, an area narrowing in a funnel-like manner towards the material web is formed, which on the one hand creates a relatively wide contact area of the coating material under pressure in the nozzle orifice with the material web and, on the other hand, allows the lower area of the second nozzle body to function as a doctor. The outflow region of the nozzle orifice according to the invention, or more precisely of the second nozzle body, thus serves to smooth the outside of the coating and to further press the coating material into the material web. The last-mentioned function can be supported and promoted by a counter-pressure roller or by a nozzle arrangement which blows compressed air from the underside of the material web against it.
Nach der Erfindung sind die jeweiligen Innenseiten des ersten und zweiten Düsenkörpers mit einer Beschichtung versehen, welche die Wandreibung des schmelzflüssigen thermoplastischen Beschichtungsmaterials vermindert. Das Material für die Beschichtung der Düsenkörper muss in der Lage sein, die üblichen hohen Temperaturen bei der Verarbeitung von thermoplastischen Kleber, in spezieller Zusammensetzung auch „Hotmelt" genannt, auszuhalten, und darf keine chemischen Reaktionen mit dem Beschichtungsmaterial eingehen. Als geeignetes Material hat sich deshalb PTFE, als Teflon bekannt, erwiesen. Eine derartige Beschichtung fördert den Fluss des Beschichtungsmaterials durch den Düsenkanal und verhindert die Bildung von Turbulenzen im Düsenkanal, die sich nachteilig auf die Gleichmäßigkeit der Beschichtung der Materialbahn auswirken. Diese Turbulenzen sind eine Folge der relativ hohen Viskosität und der dadurch bedingten hohen Reynolds-Zahl der
erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungsmaterialien. Die Beschichtung der Innenseiten der Düsenkörper mit dem angesprochenen Material erstreckt sich bevorzugt auf den Bereich der erfindungsgemäßen Strukturen und auf den anschließenden Düsenkanal, sie kann jedoch auch auf die oberhalb dieser Bereiche gelegene Vorratskammer erstrecken, zumindest im Übergang zu den Strukturen.According to the invention, the respective inner sides of the first and second nozzle bodies are provided with a coating which reduces the wall friction of the molten thermoplastic coating material. The material for the coating of the nozzle body must be able to withstand the usual high temperatures in the processing of thermoplastic adhesive, in special composition called "hot melt", and must not undergo chemical reactions with the coating material Such a coating promotes the flow of coating material through the nozzle channel and prevents the formation of turbulence in the nozzle channel, which adversely affects the uniformity of the coating of the web.These turbulences are a consequence of the relatively high viscosity and the consequent high Reynolds number of Coating materials to be used according to the invention. The coating of the inner sides of the nozzle body with the mentioned material preferably extends to the area of the structures according to the invention and to the adjoining nozzle channel, but it can also extend to the storage chamber located above these areas, at least in the transition to the structures.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der erste und der zweite Düsenkörper beheizbar. Diese Maßnahme dient dazu, das Beschichtungsmaterial stets auf einer für die Verarbeitung optimalen Temperatur zu halten. Für jede Art von thermoplastischem Schmelzkleber (Hotmelt) gibt es einen optimalen, relativ eng begrenzten Temperaturbereich, bei dem er zu verarbeiten ist. Diese Bereiche liegen je nach Zusammensetzung des Schmelzklebers zwischen etwa 800C und 200°C wobei das jeweilige Optimum nur wenige Grad umfasst. In diesem Bereich hat der betreffende Schmelzkleber unter anderem eine besonders günstige Viskosität, zudem ist die Neigung zur thermischen Zersetzung oder Oxidation noch gering.In a particularly preferred embodiment of the invention, the first and the second nozzle body can be heated. This measure serves to keep the coating material always at a temperature which is optimal for processing. For every type of thermoplastic hot-melt adhesive (hotmelt) there is an optimal, relatively narrow temperature range at which it is to be processed. These areas, depending on the composition of the melt adhesive is between about 80 0 C and 200 ° C wherein the respective optimum comprises only a few degrees. In this area, the hot melt adhesive in question, inter alia, a particularly favorable viscosity, also the tendency for thermal decomposition or oxidation is still low.
Die Beheizung der Düsenkörper erfolgt über alle geeigneten Verfahren. Bevorzugt ist die Verwendung von zirkulierendem Thermoöl, das durch in Längsrichtung der Düsenkörper verlaufende Kanäle geführt wird und über eine Heizeinrichtung auf die erforderliche Temperatur gebracht wird. Hierdurch werden die Gefahren, die bei unmittelbarer elektrischer Heizung der metallischen Düsenkörper auftreten könnten, vermieden. Thermoöl hat auch bei den in Frage kommenden Temperaturen einen relativ niedrigen Dampfdruck, was die Handhabung vereinfacht.The heating of the nozzle body is carried out by any suitable method. Preference is given to the use of circulating thermal oil, which is guided through channels extending in the longitudinal direction of the nozzle body and brought to the required temperature via a heating device. As a result, the dangers that could occur in direct electrical heating of the metallic nozzle body avoided. Thermal oil has a relatively low vapor pressure even at the temperatures in question, which simplifies handling.
Natürlich liegen auch andere Arten der Heizung der Düsenkörper, etwa unmittelbar mit Elektrizität über isolierte Heizelemente oder über andere Wärmeübertragungsmedien im Rahmen der Erfindung. Zur Einstellung und Regelung der Temperatur ist eine bevorzugt programmierbare Steuereinrichtung vorgesehen, die mit Thermofühlern in oder an den Düsenkörpern und der jeweiligen Heizeinrichtung zusammenwirkt. Die Steuereinrichtung ist hierbei bevorzugt in die allgemeine Steuereinrichtung für den Betrieb einer Anlage zur Beschichtung von Materialbahnen integriert.Of course, other types of heating of the nozzle bodies, such as directly with electricity via insulated heating elements or other heat transfer media are also within the scope of the invention. For adjusting and regulating the temperature, a preferably programmable control device is provided which cooperates with thermocouples in or on the nozzle bodies and the respective heating device. In this case, the control device is preferably integrated in the general control device for the operation of a system for coating material webs.
Selbstverständlich sind alle Behälter, Rohre und Armaturen, die mit schmelzflüssigem Beschichtungsmaterial gefüllt sind oder von diesem durchströmt werden, gut wärmeisoliert. Sie
werden bevorzugt in das Heizsystem der Breitschlitzdüsen bzw. der gesamten Anlage zur Beschichtung integriert. Hierfür wird die Steuereinrichtung der Anlage entsprechend ausgebildet, und die zu beheizenden Objekte werden mit Heizeinrichtungen, Temperaturfühlern etc. bestückt, wie es schon in Bezug auf die Breitschlitzdüse erläutert wurde.Of course, all containers, pipes and fittings that are filled with molten coating material or are flowed through by it, well insulated. she are preferably integrated into the heating system of the slot dies or the entire system for coating. For this purpose, the control device of the system is designed accordingly, and the objects to be heated are equipped with heaters, temperature sensors, etc., as already explained in relation to the slot die.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Düsenkörper in dem in Strömungsrichtung des Beschichtungsmaterials vor den Strukturen und dem Düsenkanal liegenden Bereich derart gestaltet, dass sie die Längsseiten einer Vorratskammer für das Beschichtungsmaterial bilden. Diese Kammer weist auf einer Seite Vorrichtungen zu ihrer Versorgung mit Beschichtungsmaterial, also schmelzflüssigem, thermoplastischem Kleber (Hotmelt), auf, die z. B. aus einer oder mehreren Rohrleitungen bestehen, die von Dosierpumpen gespeist werden. Der untere Teil der Vorratskammer mündet über die erfindungsgemäßen Strukturen verschließ- und offenbar in den zugehörigen Düsenkanal. Die Seitenwände der Vorratskammer werden von den entsprechenden Bereichen der Düsenkörper, einem Deckel und Stirnwänden an den Längsenden der Düsenkörper gebildet. Die einzelnen Bauteile der Vorratskammer sind hierbei derart konstruiert und zusammengefügt, dass sie eine mit einem Druck belastbare Kammer für das Beschichtungsmaterial bilden. Die Kammer ist hierfür mit geeigneten Bauteilen wie Durchführungen, Dichtungen etc. versehen, die es erlauben, den oder die Düsenkörper in der erfindungsgemäßen Weise zu verschieben oder zu verschwenken, ohne dass es zu einem Druckabbau oder zum Austritt vonIn a further embodiment of the invention, the two nozzle bodies are configured in the region lying in front of the structures and the nozzle channel in the flow direction of the coating material such that they form the longitudinal sides of a storage chamber for the coating material. This chamber has on one side devices for their supply of coating material, ie molten thermoplastic adhesive (hot melt), on, for. B. consist of one or more pipes that are fed by metering pumps. The lower part of the storage chamber opens via the structures according to the invention closes and apparently in the associated nozzle channel. The side walls of the storage chamber are formed by the corresponding areas of the nozzle body, a lid and end walls at the longitudinal ends of the nozzle body. The individual components of the storage chamber are in this case constructed and assembled so that they form a loadable with a pressure chamber for the coating material. For this purpose, the chamber is provided with suitable components, such as bushings, seals, etc., which allow the nozzle body or bodies to be displaced or pivoted in the manner according to the invention, without causing pressure reduction or leakage
Beschichtungsmaterial an unerwünschten Stellen kommt. Derartige Konstruktionen sind dem Fachmann bekannt, so dass sich ein weiteres Eingehen hierauf erübrigt.Coating material comes in undesirable places. Such constructions are known to the person skilled in the art, so that further intervention is unnecessary therefor.
Die Beaufschlagung der Vorratskammer mit dem Druck, der für den gewünschten Austritt des Beschichtungsmateriales aus der Düsenmündung und das Eindringen in die zu beschichtende Materialbahn erforderlich ist, erfolgt in zweckmäßiger Weise über die zur Speisung der Vorratskammer eingesetzten Dosierpumpen. Die Dosierpumpen bzw. deren Motoren werden hierzu von einer bevorzugt programmierbaren Steuerung, welche die Signale von Durchflussmessern in der Versorgungsleitung zur Vorratskammer und von Druckmessdosen, die den Druck in der Vorratskammer erfassen, angesteuert. Hierdurch sind ein vorgebbarer Druck in der Vorratskammer, und damit der Materialfluss aus der Breitschlitzdüse, eiπstell- und regelbar.
Die Dosierpumpen sind bevorzugt mittels kurzer Rohrleitungen an die Vorratskammern der Breitschlitzdüsen angeschlossen. In Ausgestaltung der Erfindung ist es zweckmäßig, die Vorratskammern auch mit Rückleitungen zu versehen, die es gestatten, das Beschichtungsmaterial aus den Vorratskammern zurück zu einem Pufferbehälter oder zu dem Vorratsbehälter für das Beschichtungsmaterial zu führen. Hierdurch kann beim Ende derThe loading of the storage chamber with the pressure that is required for the desired exit of the coating material from the nozzle orifice and the penetration into the material web to be coated, takes place in an expedient manner via the metering pumps used for feeding the storage chamber. For this purpose, the metering pumps or their motors are controlled by a preferably programmable controller, which controls the signals from flow meters in the supply line to the storage chamber and from pressure measuring cans which detect the pressure in the storage chamber. As a result, a specifiable pressure in the storage chamber, and thus the flow of material from the slot die, eiπstell- and adjustable. The metering pumps are preferably connected by means of short pipes to the storage chambers of the slot dies. In an embodiment of the invention, it is expedient to provide the storage chambers with return lines, which allow to lead the coating material from the storage chambers back to a buffer tank or to the reservoir for the coating material. This can be at the end of
Beschichtung mit einem bestimmten Beschichtungsmaterial dieses so gut wie vollständig aus den Vorratskammern entfernt werden, bevor ein neues Beschichtungsmaterial eingesetzt wird. Die Entleerung der Vorratskammern ist auch für die Durchführung von Wartungsarbeiten von Vorteil.Coating with a given coating material, this almost completely removed from the storage chambers before a new coating material is used. The emptying of the pantries is also beneficial for the performance of maintenance.
Es versteht sich, dass alle Rohrleitungen, Ventile, Behälter oder sonstige Armaturen, die mit dem schmelzflüssigen Material in Berührung kommen oder von diesem durchströmt werden, gut wärmeisoliert sind. Sie werden zudem bevorzugt beheizbar ausgestaltet, wobei die Temperatursteuerung über die allgemeine Steuereinrichtung erfolgt.It is understood that all pipes, valves, containers or other fittings that come into contact with or flow through the molten material are well insulated. In addition, they are preferably configured to be heatable, wherein the temperature control takes place via the general control device.
Der ansteuerbare Antrieb für die Verschiebung oder Verschwenkung der Düsenkörper umfasst in vorteilhafter Weise zumindest eine drehbar gelagerte Nockenwelle, deren exzentrischer Nocken bevorzugt an einer Außenseite eines verschiebbar und/oder schwenkbar gelagerten Düsenkörpers angreift. Hierdurch lässt sich auf feinfühlige und einfache Art die erfindungsgemäße relative Bewegung der Düsenkörper bewerkstelligen. Insbesondere ist es möglich, einen schnellen Verschluss der Vorratskammer zum Düsenkanal hin zu erreichen, da hierfür lediglich ein Verdrehen der Nockenwelle um einen bestimmten Winkelbetrag nötig ist, um einen Presskontakt zwischen den Strukturen auf der Innenseite der beiden Düsenkörper zu erreichen. Ist nur ein Düsenkörper mit einer Struktur versehen, so ergibt sich der Presskontakt mit der gegenüberliegenden Innenseite des anderen Düsenkörpers.The controllable drive for the displacement or pivoting of the nozzle body advantageously comprises at least one rotatably mounted camshaft whose eccentric cam preferably engages an outer side of a displaceably and / or pivotably mounted nozzle body. As a result, the inventive relative movement of the nozzle body can be accomplished in a sensitive and simple way. In particular, it is possible to achieve a rapid closure of the storage chamber to the nozzle channel, since this only a rotation of the camshaft by a certain angular amount is necessary to achieve a press contact between the structures on the inside of the two nozzle body. If only one nozzle body is provided with a structure, the press contact results with the opposite inner side of the other nozzle body.
Alternativ oder zusätzlich zu einem Antrieb mit einer Nockenwelle kann die Verschiebung oder Verschwenkung des oder der Düsenkörper auch mit einer hydraulisch betätigbaren Anordnung erfolgen. Eine solche Anordnung umfasst bevorzugt zumindest einen Hydraulikzylinder, der über einen Kolben mit einer Schubstange an dem zu bewegenden Düsenkörper angreift.Alternatively or in addition to a drive with a camshaft, the displacement or pivoting of the nozzle body or bodies can also take place with a hydraulically actuable arrangement. Such an arrangement preferably comprises at least one hydraulic cylinder, which acts via a piston with a push rod on the nozzle body to be moved.
Hierbei liegt es im Rahmen der Erfindung, verschiedenen Komponenten der Bewegung jeweils eine eigene Antriebsanordnung zuzuordnen: etwa eine Anordnung für eine lineare Verschiebung längs einer Achse und eine weitere Anordnung zur Verschwenkung um eine Drehachse. Es versteht sich, dass bei der großen Länge der Breitschlitzdüsen, die in der Praxis
mehrere Meter betragen kann, mehrere einzelne Antriebsanordnungen über die Länge verteilt eingesetzt werden sollten. Die Antriebsanordnungen müssen natürlich hinreichend robust und kräftig konstruiert sein, damit sie den Kräften des unter Druck stehenden Beschichtungsmaterials in der Breitschlitzdüse standhalten können.In this case, it is within the scope of the invention to associate a separate drive arrangement with different components of the movement: such as an arrangement for a linear displacement along an axis and a further arrangement for pivoting about an axis of rotation. It is understood that at the great length of the slot dies, in practice may be several meters, several individual drive assemblies should be used distributed over the length. Of course, the drive assemblies must be sufficiently robust and sturdily constructed to withstand the forces of the pressurized coating material in the slot die.
Die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung in einer Anlage zum Beschichten einer Materialbahn mit einem thermoplastischen Beschichtungsmaterial eingesetzt. Die Anlage nach der Erfindung ist hierfür in verschiedenartiger Weise ausgerüstet, um die Vorteile und Besonderheiten der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse zum Tragen zu bringen.The slot die according to the invention is used according to a further aspect of the invention in a system for coating a material web with a thermoplastic coating material. The plant according to the invention is equipped for this purpose in various ways to bring the benefits and specifics of the slot die according to the invention to fruition.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist auf derjenigen Seite der Materialbahn, die der Breitschlitzdüse abgewandt ist, also deren Unterseite, eine Düsenanordnung angeordnet, und zwar der Düsenmündung gegenüber. Diese Düsenanordnung wirkt nach Art einer Gegendruckwalze, indem sie von unten her Pressluft gegen die Materialbahn bläst, was dazu führt, dass das von der anderen Seite der Materialbahn herangeführte Beschichtungsmaterial sich besser und gleichmäßiger in der Materialbahn verteilt. Insbesondere wird verhindert, dass das Beschichtungsmaterial auf der Unterseite der Materialbahn austritt oder zu tief in das Innere der Materialbahn eindringt.According to one aspect of the invention, a nozzle arrangement is arranged on that side of the material web which faces away from the slot die, that is to say the underside thereof, and specifically opposite the nozzle opening. This nozzle arrangement acts in the manner of a counter-pressure roller by blowing compressed air against the material web from below, with the result that the coating material brought up from the other side of the material web distributes itself better and more uniformly in the material web. In particular, it is prevented that the coating material exits on the underside of the material web or penetrates too deeply into the interior of the material web.
Die Düsenanordnung nach der Erfindung besteht beispielsweise aus einem längs geschlitzten Rohr mit einem zur Materialbahn hin gerichteten Luftaustrittskanal und wird über einen Anschluss mit Druckregelung mit Druckluft versorgt. Sie ist bevorzugt in einer zur Materialbahn hin offenen Absaugkammer angeordnet, die es erlaubt, die über den Luftaustrittskanal zugeführte Luftmenge abzusaugen. Diese Absaugkammer ist zweckmäßigerweise mitThe nozzle arrangement according to the invention consists for example of a longitudinally slotted tube with an air outlet channel directed towards the material web and is supplied with compressed air via a connection with pressure regulation. It is preferably arranged in an aspiration chamber which is open towards the material web and which allows the amount of air supplied via the air outlet channel to be extracted. This suction is expediently with
Dichtlippen versehen, die eng benachbart zum Luftaustrittskanal parallel zum Rohr angeordnet sind. Die Dichtlippen begrenzen den abgesaugten Bereich und können zudem zur weiteren Unterstützung der Materialbahn im Bereich der Düsenmündung der Breitschlitzdüse und der Düsenanordnung dienen.Sealing lips provided, which are arranged closely adjacent to the air outlet channel parallel to the pipe. The sealing lips bound the extracted area and can also serve to further support the web in the region of the nozzle mouth of the slot die and the nozzle assembly.
Bei der Beschichtung von besonders breiten Materialbahnen, die sich über mehrere Meter erstrecken können, sieht die Erfindung vor, die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse in mehrere Teilbereiche oder Abschnitte aufzuteilen, die jeweils getrennt mit Beschichtungsmaterial versorgt werden. Die Breite der einzelnen Abschnitte liegt beispielsweise im Bereich von etwa
einem Meter, so dass bei einer Gesamtbreite der Materialbahn von beispielsweise fünf Metern fünf Abschnitte vorgesehen sind.In the coating of particularly wide material webs, which can extend over several meters, the invention provides to divide the slot die according to the invention into several subregions or sections, which are each supplied separately with coating material. The width of the individual sections is for example in the range of approximately one meter, so that five sections are provided with a total width of the web of, for example, five meters.
Die einzelnen Abschnitte sind hierzu mit jeweils einer eigenen Dosierpumpe, einem Durchflussmessgerät und allen weiteren für den ordnungsgemäßen Betrieb erforderlichen Bauteilen und Steuerungen ausgestattet. Bei mehren Abschnitten der Breitschlitzdüse ist die Verwendung eines Pufferbehälters zwischen dem Vorratsbehälter der Anlage und den Vorratskammern der einzelnen Abschnitte vorteilhaft. Der Pufferbehälter ist bevorzugt mit einer Rückleitung versehen, die es erlaubt, das Beschichtungsmaterial aus dem Pufferbehälter vollständig in den Vorratsbehälter zurückzuführen. Dies ist von Vorteil, wenn die Anlage gewartet werden muss oder wenn die Art des zu verwendenden Beschichtungsmaterials geändert werden soll. Der Pufferbehälter wird zweckmäßiger Weise beheizt, damit das Beschichtungsmaterial stets auf der optimalen gewünschten Temperatur gehalten wird. Hierfür können die bereits beschriebenen Vorrichtungen und Steuerungen zur Heizung der Breitschlitzdüsen mitverwendet werden. Die Rückleitung zum Vorratbehälter kann auch zur Zirkulation des Beschichtungsmaterials zwischen dem Pufferbehälter und dem Vorratsbehälter eingesetzt werden, wozu eine Umwälzpumpe in der Rückführleitung dient. Auch hierdurch ist eine günstige Temperierung des Pufferbehälters erzielbar. In Ausgestaltung der Erfindung ist auch die Vorratskammer der Breitschlitzdüse mit einer Rückleitung zum Pufferbehälter oder bevorzugt zum Vorratsbehälter für das Beschichtungsmaterial vorzusehen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass sämtliches Beschichtungsmaterial in den Vorratsbehälter der Anlage rückführbar ist, wenn die Produktion, etwa für Wartungsarbeiten, unterbrochen wird.The individual sections are each equipped with their own dosing pump, a flowmeter and all other components and controls required for proper operation. For several sections of the slot die, the use of a buffer tank between the storage tank of the plant and the storage chambers of the individual sections is advantageous. The buffer container is preferably provided with a return line, which allows to completely return the coating material from the buffer container into the storage container. This is an advantage if the system requires maintenance or if the type of coating material to be used is to be changed. The buffer container is conveniently heated so that the coating material is always maintained at the optimum desired temperature. For this purpose, the already described devices and controls for heating the slot dies can be used. The return line to the storage container can also be used to circulate the coating material between the buffer container and the storage container, for which purpose a circulating pump in the return line is used. This also allows a favorable temperature of the buffer tank can be achieved. In an embodiment of the invention, the storage chamber of the slot die is also provided with a return line to the buffer tank or preferably to the reservoir for the coating material. This can ensure that all coating material in the reservoir of the system is traceable when production, such as maintenance, is interrupted.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Breitschlitzdüse an einer Düsenaufhängung oberhalb der Materialbahn montiert. Die Düsenaufhängung ist mit einem Antrieb versehen, der es gestattet, die Breitschlitzdüse zumindest vertikal auf und ab in Bezug auf die im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene bewegte Materialbahn zu verschieben. Damit lassen sich der vertikale Abstand zwischen der Breitschlitzdüse und der Materialbahn sowie ein eventuell erwünschter Anpressdruck der Breitschlitzdüse an die Materialbahn einstellen. Ergänzend oder alternativ hierzu kann der Antrieb nach der Erfindung auch eine Bewegung der Breitschlitzdüse vor und zurück in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Materialbahn bewirken.
Die erfindungsgemäße Anlage zum Beschichten einer Materialbahn ist bevorzugt mit einer programmierbaren Steuereinrichtung ausgestattet, die es erlaubt, in flexibler und frei wählbarer Weise alle, oder zumindest bestimmte, Funktionen und Parameter der Anlage zu steuern und/oder zu regeln. Derartige Funktionen sind beispielsweise die Ansteuerung der Antriebe der Düseπkörper zum Öffnen oder Schließen des Düsenkanals, die Einstellung der Breite der Düsenmündung, die Geschwindigkeit der Bewegung der Materialbahn oder die Ansteuerung von Dosierpumpen. Zu den Parametern, die zu steuern oder regeln sind, gehören beispielsweise die Durchflussmenge des Beschichtungsmaterials, dessen Druck und Temperatur.In a further embodiment of the invention, the slot die is mounted on a nozzle suspension above the material web. The nozzle suspension is provided with a drive which allows the slot die to be displaced at least vertically up and down with respect to the material web moved substantially in a horizontal plane. Thus, the vertical distance between the slot die and the web and any desired contact pressure of the slot die can be adjusted to the web. Additionally or alternatively, the drive according to the invention can also cause a movement of the slot die back and forth in relation to the direction of movement of the material web. The system according to the invention for coating a material web is preferably equipped with a programmable control device which makes it possible to control and / or regulate all or at least certain functions and parameters of the system in a flexible and freely selectable manner. Such functions are, for example, the control of the drives of Düsenπkörper to open or close the nozzle channel, the setting of the width of the nozzle orifice, the speed of movement of the web or the control of metering pumps. The parameters to be controlled or regulated include, for example, the flow rate of the coating material, its pressure and temperature.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungsmaterialien, generell unter der Bezeichnung „Hotmelt" bekannt, haben eine Dichte im Bereich von etwa 0,8 bis 0,95 g/cm3. Die Auftragmenge liegt typischer Weise bei etwa 0,5 bis 1 kg/m2, was eine Dicke der Beschichtung von ca. 0,5 bis 1 mm ergibt. Die Temperatur des Beschichtungsmaterials bei Austritt aus der Düsenmündung beträgt etwa 180 bis 2000C, bevorzugt 1900C, und dessenThe coating materials to be used according to the invention, generally known by the name "hotmelt", have a density in the range of about 0.8 to 0.95 g / cm 3. The application amount is typically about 0.5 to 1 kg / m 2 0.5 to 1 mm thickness of the coating material The temperature of the coating material exiting the nozzle orifice is about 180 to 200 ° C., preferably 190 ° C., and its
Ausströmgeschwindigkeit liegt bei etwa 4 bis 15 m/min. Dieser Bereich entspricht im Wesentlichen der Transportgeschwindigkeit der zu beschichtenden Materialbahn. Bei der Dimensionierung der Breitschlitzdüse hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Breite der Düsenmündung, die als die Breite des engsten Bereichs des Düsenkanals definiert ist, ungefähr ein Viertel der Länge des Düsenkanals in Strömungsrichtung des Beschichtungsmaterials beträgt. Der jeweils optimale Wert hängt von der Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials ab und variiert demgemäß mit der speziellen Rezeptur. Typische Werte für die Breite der Düsenmündung liegen bei etwa 0,5 bis 1 mm. Der an die den engsten Bereich der Düsenmündung anschließende, konvexe Bereich des zweiten Düsenkörpers erstreckt sich über mehrere Millimeter, typischerweise 4-10 mm, wobei dieser Düsenkörper in Betriebsstellung am Ende dieses Bereichs den geringsten Abstand zu der Materialbahn hat.Outflow velocity is about 4 to 15 m / min. This range corresponds essentially to the transport speed of the material web to be coated. In the dimensioning of the slot die, it has proved to be advantageous if the width of the nozzle orifice, which is defined as the width of the narrowest region of the nozzle channel, is approximately one quarter of the length of the nozzle channel in the direction of flow of the coating material. The optimum value in each case depends on the composition of the coating material and accordingly varies with the specific formulation. Typical values for the width of the nozzle orifice are approximately 0.5 to 1 mm. The adjoining the narrowest region of the nozzle orifice, the convex portion of the second nozzle body extends over several millimeters, typically 4-10 mm, said nozzle body in the operating position at the end of this area has the smallest distance to the material web.
Versuche haben ergeben, dass bei einer zu kurzen oder zu engen Gestaltung des Düsenkanals Probleme wegen Reibungseffekten auftreten können. Diese führen dazu, dass die Strömung des schmelzflüssigen Beschichtungsmaterials blitzartig bzw. rasch von einem laminaren in einen turbulenten Zustand wechselt, was zu einer unsauberen, ungleichmäßigen Aufbringung der Beschichtung führt.
Bei der Inbetriebnahme der Düse sollte die Düsenmündung deutlich weiter offen stehen, als es für die darauffolgende Beschichtung erforderlich ist. Hierdurch wird der Aufbau einer laminaren Strömung gefördert. Als geeigneter Wert haben sich etwa 3 mm für die Breite der Düsenmündung zur ersten Füllung des Düsenkanals erwiesen. Diese Breite wird dann für die eigentliche Beschichtung schnell auf den hierfür erforderlichen Wert von 0,6 - 1 mm gebracht. Der hierbei anfänglich entstehende Ausschuss wird dadurch gering gehalten.Experiments have shown that problems with friction effects can occur if the nozzle channel is too short or too narrow. These cause the flow of the molten coating material to rapidly change from a laminar to a turbulent state, which leads to an unclean, uneven application of the coating. When starting up the nozzle, the nozzle orifice should be much wider than required for the subsequent coating. As a result, the structure of a laminar flow is promoted. As a suitable value, about 3 mm have been found for the width of the nozzle orifice to the first filling of the nozzle channel. This width is then quickly brought to the required value of 0.6 - 1 mm for the actual coating. The initially resulting waste is thereby kept low.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will become apparent from the embodiments. The invention will be described in more detail below with reference to the figures. Show it:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Anlage zum Beschichten von Kunstrasen-Rohware mit thermoplastischem Kleber;Figure 1 is a schematic representation of a system according to the invention for coating artificial turf raw material with thermoplastic adhesive.
Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau von Kunstrasen, der mit einer erfindungsgemäßen Anlage herstellbar ist;Fig. 2 shows the basic structure of artificial turf, which can be produced with a system according to the invention;
Fig. 3 in Fig. 3a einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse im geschlossenen Zustand und in Fig. 3b die Düse von Fig. 3a im geöffneten Zustand zur Durchführung einer Beschichtung;3 shows in FIG. 3a a schematic cross section of a slot die according to the invention in the closed state and in FIG. 3b the nozzle of FIG. 3a in the opened state for carrying out a coating;
Fig. 4 eine Breitschlitzdüse nach der Erfindung gemäß Fig. 3 im Einsatz mit einer Düsenanordnung;4 shows a slot die according to the invention according to FIG. 3 in use with a nozzle arrangement; FIG.
Fig.5 in schematischer Darstellung den Aufbau einer Anlage zur Versorgung der Breitschlitzdüsen mit thermoplastischem Kleber/Hotmelt;5 shows a schematic representation of the structure of a system for supplying the slot dies with thermoplastic adhesive / hotmelt;
Fig. 6 eine vereinfachte Version der Anlage nach Fig. 5; undFig. 6 is a simplified version of the system of Fig. 5; and
Fig. 7 in schematischer Darstellung eine Kunstrasen-Beschichtungsanlage mit einer Hotmelt- Versorgung gemäß Fig. 6.7 is a schematic representation of an artificial turf coating system with a hotmelt supply according to FIG. 6.
In der Fig. 1 ist eine Anlage 1 zum Beschichten von flächigen Substraten, hier in Form einer Materialbahn 2, mit einem thermoplastischen Kleber als Beschichtungsmaterial 3 schematisch dargestellt. Die Materialbahn 2 besteht aus Kunstrasenrohware 4, die von einer Vorratsrolle 5
auf einem Abhaspler 6 mit regelbarer Geschwindigkeit in die Anlage geführt wird. Die Materialbahn 2 läuft über Transport- und Umlenkwalzen 7, 7a bzw. 8, 8a sowie über einen Spannungsregler 9 zu einer Aufnahmevorrichtung 10 am Beginn der eigentlichen Beschichtungsstrecke. Diese Aufnahmevorrichtung 10 ist mit einer Breitstreckwalze 11 versehen, welche die Materialbahn 2 in konstanter Breite der Beschichtung zuführt.1 shows a plant 1 for coating flat substrates, here in the form of a material web 2, with a thermoplastic adhesive as a coating material 3 is shown schematically. The material web 2 is made of artificial turf raw material 4, from a supply roll. 5 is guided on a Abhaspler 6 with adjustable speed in the system. The material web 2 passes over transport and deflection rollers 7, 7a and 8, 8a and via a voltage regulator 9 to a receiving device 10 at the beginning of the actual coating line. This receiving device 10 is provided with a spreader roller 11, which feeds the material web 2 in a constant width of the coating.
Oberhalb der von Stützwalzen 13, 13a getragenen Materialbahn 2 ist die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse 14 in der Düsenaufhängung 15 angeordnet. Diese ist mit mehreren Antrieben 16 versehen, mittels derer die Breitschlitzdüse 14 in z-Richtung 18, also vertikal auf die Materialbahn 2 zu oder weg von ihr, und in x-Richtung 17, längs der Materialbahn, verstellbar ist. Besondere Antriebe 73 (hier nicht gezeigt) gestatten es, gemäß der Erfindung Teile der Breitschlitzdüse 14, nämlich die Düsenkörper 70, 71 relativ zueinander zu verschieben und/ oder zu v.erschwenken. Hierauf wird anhand der Fig. 3 näher eingegangen. Auch diese Antriebe 73 sind bevorzugt an der Düsenaufhängung 15 angeordnet.Above the material web 2 carried by support rollers 13, 13a, the wide-slot nozzle 14 according to the invention is arranged in the nozzle suspension 15. This is provided with a plurality of drives 16, by means of which the slot die 14 in the z-direction 18, ie vertically to the material web 2 to or away from it, and in the x-direction 17, along the material web, is adjustable. Particular drives 73 (not shown here) allow, according to the invention, parts of the slot die 14, namely the nozzle bodies 70, 71, to be displaced relative to one another and / or pivoted to one another. This will be discussed in more detail with reference to FIG. These drives 73 are preferably arranged on the nozzle suspension 15.
Die Breitschlitzdüse 14 erstreckt sich über die gesamte Breite der Materialbahn 2 und besteht bevorzugt aus mehreren, unmittelbar aneinander anschließenden Segmenten, die die jeweils getrennt, d.h. über eigene Versorgungsleitungen mit dem thermoplastischen Schmelzkleber als Beschichtungsmaterial 3 versorgt werden. Es versteht sich, dass auch die Drücke, Temperaturen und sonstigen Parameter der Düsensegmente, jeweils individuell vorgebbar und regelbar sind. Dies ist jedoch in Fig. 1 nicht dargestellt. Vielmehr ist, um die Übersichtlichkeit zu wahren, nur eine Schmelzeaufbereitung 25 mit einem Behälter 26 und einer zur Breitschlitzdüse 14 führenden Rohrleitung 27 gezeigt. Einzelheiten der Schmelzeaufbereitung und der Versorgung der Breitschlitzdüse 14 mit dem Beschichtungsmaterial werden anhand der Fig. 5 und 6 näher erläutert.The slot die 14 extends across the entire width of the web 2 and preferably consists of a plurality of contiguous segments which are each separated, i. be supplied via its own supply lines with the thermoplastic hot melt adhesive as coating material 3. It is understood that the pressures, temperatures and other parameters of the nozzle segments, each individually specifiable and controllable. However, this is not shown in Fig. 1. Rather, in order to maintain clarity, only a melt preparation 25 with a container 26 and a pipe 27 leading to the slot die 14 is shown. Details of the melt preparation and the supply of the slot die 14 with the coating material will be explained in more detail with reference to FIGS. 5 and 6.
Vor und hinter der Breitschlitzdüse 14 in Transportrichtung der Materialbahn 2 gesehen und zweckmäßiger weise zu mehreren quer über die Breite der Materialbahn verteilt, sind Temperaturfühler 20, 20a angeordnet. Diese erlauben es, die Temperaturverhältnisse auf der Materialbahn zu erfassen und bei Bedarf einer Regeleinrichtung zuzuführen. Damit ist eine bessere Kontrolle und Beeinflussung der Beschichtungsbedingungen, etwa im Hinblick auf die weitere Aufbringung von Deckschichten 30 auf die Rückseite 65 der Materialbahn 2 oder auf die Prozessführung zum Erzielen eines optimalen Ergebnisses der Beschichtung, möglich. Zur Beeinflussung der Temperatur der Materialbahn 2 können auch beheizte Walzen 19 verwendet
sein, wobei diese Walzen 19 auch eine weitere Funktion, etwa als Stützwalze 13 oder als Transportwalze 7 haben können.Seen before and behind the slot die 14 in the transport direction of the web 2 and expediently distributed to several across the width of the web, temperature sensors 20, 20a are arranged. These make it possible to detect the temperature conditions on the material web and to supply it to a control device as required. This makes it possible to better control and influence the coating conditions, for example with regard to the further application of cover layers 30 to the back side 65 of the material web 2 or to the process control for achieving an optimum result of the coating. To influence the temperature of the material web 2 and heated rollers 19 may be used be, these rollers 19 may also have another function, such as a support roller 13 or as a transport roller 7.
Über die Breitschlitzdüse 14 wird der schmelzflüssige, thermoplatische Kleber, üblicherweise als „Hotmelt" bezeichnet, als Beschichtungsmaterial 3 auf die Materialbahn 2 aufgetragen und dringt in diese ein, wie anhand der Fig. 2 in Einzelnen beschrieben wird. Die erfindungsgemäße Breitschlitzdüse 14 wirkt auf Grund ihrer besonderen Formgebung im Bereich ihrer Mündung als Rakel und sorgt somit für eine saubere und gleichmäßige Verteilung des Beschichtungsmaterials und für das hinreichende Eindringen in das Innere der Materialbahn. Auf eine gesonderte Rakel in diesem Bereich ist somit nicht erforderlich. Auf der Unterseite der Materialbahn kann jedoch im Bereich der Breitschlitzdüse die Anordnung einer oder mehrer Stützwalzen von Vorteil sein. Diese Stützwalzen 13 können unmittelbar unterhalb oder zu beiden Seiten der der Düsenmündung angeordnet sein, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Diese, in Fig. 1 nicht gezeigten Stützwalzen 13 nehmen die Kräfte auf, die das unter Druck aus der Breitschlitzdüse 14 austretende Beschichtungsmaterial 3 auf die Materialbahn 2 ausübt. Dieser regelbare Druck ist erforderlich, um ein hinreichendes Eindringen des viskosen, schmelzflüssigen Klebers in die Materialbahn 2 zu gewährleisten.The molten, thermoplastic adhesive, usually referred to as "hotmelt", is applied to the material web 2 as a coating material 3 and penetrates into it, as will be described in detail with reference to Figure 2. The wide-slit nozzle 14 according to the invention acts on the ground Their special shape in the area of their mouth as a squeegee and thus ensures a clean and even distribution of the coating material and for sufficient penetration into the interior of the web.A separate squeegee in this area is therefore not necessary on the underside of the web can The arrangement of one or more support rollers may be advantageous in the region of the slot die These support rollers 13 may be arranged directly underneath or on both sides of the nozzle mouth, as shown in Fig. 3. These support rollers 13, not shown in Fig. 1, take the Forces that under Pressure exiting the slot die 14 exiting coating material 3 on the web 2. This controllable pressure is required to ensure a sufficient penetration of the viscous, molten adhesive into the material web 2.
Nach dem Aufbringen des schmelzflüssigen, thermoplastischen Beschichtungsmaterials 3 gelangt die Materialbahn 2 -von einer Nadelkette 12 getragen - in eine weitere Beschichtungsstation 28. Diese dient zur Aufbringung einer Deckschicht 30 auf die Materialbahn 2 zur Herstellung eines Doppelrückens 31 , der bei dem fertigen Produkt dessen Unterseite verstärkt und schützt. Zu diesem Zweck wird die von einer nicht gezeigten Vorratsrolle gelieferte Deckschicht 30 einer Anlegevorrichtung 32 zugeführt, die beispielsweise eine in Richtung des Doppelpfeils 34 höhenverstellbare Walze 33 zum Umlenken derAfter application of the molten, thermoplastic coating material 3, the material web 2 is carried by a needle chain 12 - in a further coating station 28. This is used to apply a cover layer 30 to the web 2 for producing a double back 31, the bottom of the finished product strengthens and protects. For this purpose, the supplied from a supply roll, not shown cover layer 30 of a application device 32 is supplied, for example, a height-adjustable in the direction of the double arrow 34 roller 33 for deflecting the
Deckschicht 30 enthält. Die Deckschicht 30 wird mittels einer Andrückrakel 35 auf die Rückseite 65 (hier die obere Seite) der Materialbahn 2 gedrückt, wo sie mit dem noch teilweise flüssigen und damit klebefähigen Beschichtungsmaterial in Berührung kommt. Die Andrückrakel sorgt für einen innigen Kontakt von Deckschicht 30 und der kleberbeschichteten Materialbahn 2, die durch Abkühlung des nunmehr fertigen Produkts, hier des Kunstrasens 60, in einer Luftkühlung 40 zu einer dauerhaften Verbindung wird.Cover layer 30 contains. The cover layer 30 is pressed by means of a pressure blade 35 on the back 65 (here the upper side) of the web 2, where it comes into contact with the still partially liquid and thus adhesive coating material. The pressing blade ensures intimate contact of the cover layer 30 and the adhesive-coated material web 2, which becomes a permanent connection by cooling the now finished product, in this case the synthetic turf 60, in an air cooling system 40.
Die Luftkühlung 40, die sich oberhalb der Nadelkette und damit der Materialbahn erstreckt, besitzt eine Verteilerkammer 41 an deren Unterseite eine Düsenanordnung 42 auf die
Materialbahn gerichtet ist. Die Speisung mit kalter Luft erfolgt über eine Druckluftleitung 43 oder über ein eigenes Gebläse 44. Andere Arten der Kühlung wie etwa mit Wasser oder anderen Kühlmedien an dieser Stelle sind auch möglich.The air cooling 40, which extends above the needle chain and thus the material web, has a distribution chamber 41 at the bottom of a nozzle assembly 42 on the Material web is directed. The supply of cold air via a compressed air line 43 or via its own fan 44. Other types of cooling such as water or other cooling media at this point are also possible.
In einer Entnadeleinrichtung 45 wird die Materialbahn 2, die hier schon als fertiger KunstrasenIn a Entnadeleinrichtung 45, the material web 2, here already as a finished artificial turf
60 vorliegt, von der Nadelkette 12 getrennt und einer weitem Kühlung mittels der Kühlwalze 46 zugeführt. Die Kühlwalze 46 wird von einem Kühlkreislauf 47 der mehrere Wärmetauscher 48 bzw. 48a, Leitungen und eine Umwälzpumpe 50 für das Kühlmedium umfasst, gekühlt. Als Kühlmedium wird vorteilhaft Wasser im Kühlkreislauf 47 durch die Kühlwalze 46 eingesetzt, wobei die Temperatur des Kühlmediums über den Wärmetauscher 33a und ein nicht gezeigtes eigenes Kühlaggregat regelbar ist. Mittels der Kühlwalze wird der Kunstrasen 60 im Wesentlichen auf die Umgebungstemperatur abgekühlt, wodurch der thermoplastische Kleber erstarrt und seine Endfestigkeit erreicht.60 is present, separated from the needle chain 12 and supplied to a wide cooling means of the cooling roller 46. The cooling roll 46 is cooled by a cooling circuit 47 comprising a plurality of heat exchangers 48 and 48a, pipes and a circulating pump 50 for the cooling medium. As a cooling medium water is advantageously used in the cooling circuit 47 through the cooling roller 46, wherein the temperature of the cooling medium via the heat exchanger 33 a and a separate cooling unit, not shown, can be regulated. By means of the cooling roller of the artificial turf 60 is cooled substantially to the ambient temperature, whereby the thermoplastic adhesive solidifies and reaches its final strength.
Nach Verlassen der Kühlwalze 46 läuft der Kunstrasen über eine Umlenkwalze 8a zu einem Aufwickler 55, wo er auf einem Wickelzylinder zu einer Rolle 57 gewickelt wird. Bei Erreichen der Soll-Dicke der Rolle aus Kunstrasen 60 erfolgt ein Durchtrennen der Kunstrasen-Bahn und ein Rollenwechsel in üblicherweise, was in Fig. 1 nicht eigens dargestellt ist, aber zur üblichen Ausstattung von einschlägigen Beschichtungsanlagen gehört.After leaving the chill roll 46, the artificial turf runs over a guide roller 8a to a rewinder 55, where it is wound on a reeling cylinder to form a reel 57. Upon reaching the target thickness of the roll of artificial turf 60 is a cutting of the artificial turf and a roll change in usually, which is not shown in Fig. 1 is not specific, but belongs to the usual equipment of relevant coating equipment.
Die Steuerung der Anlage erfolgt über eine programmierbare Steuereinrichtung 158, die in Fig. 1 nur schematisch angedeutet ist. Die Steuereinrichtung ist über nicht gezeigte Leitungen mit sämtlichen Antrieben, sonstigen Aggregaten und Sensoren verbunden, die für den Betrieb und die Regelung bzw. Steuerung der Anlage 1 erforderlich sind. Teile der Steuereinrichtung 158 können auch dezentral angeordnet sein, wie etwa die Steuerung 157 der Zufuhr vonThe control of the system via a programmable controller 158, which is indicated only schematically in Fig. 1. The control device is connected via lines, not shown, with all drives, other units and sensors that are required for the operation and the control of the system 1. Parts of the control device 158 may also be arranged in a decentralized manner, such as the control 157 of the supply of
Beschichtungsmaterial 3 zu der Vorratskammer 90 der Breitschlitzdüse 14, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist.Coating material 3 to the storage chamber 90 of the slot die 14, as shown in Fig. 6.
Die Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines Kunstrasens 60, wie er mit der erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse in einer Anlage 1 nach der Erfindung herstellbar ist.Fig. 2 shows a schematic representation of the structure of an artificial turf 60, as he can be produced with the slot die according to the invention in a plant 1 according to the invention.
Ausgangsmaterial ist eine Kunstrasenrohware 4, die beispielsweise aus einem TrägergewebeStarting material is an artificial turf raw material 4, for example, from a carrier fabric
61 und Bändchen 62 aus einem üblicherweise grün gefärbten Kunststoffmaterial bestehen. Die den Grashalmen oder Blättern des Rasens entsprechenden Bändchen 62 sind mit ihren einen
Enden, den Bändchenpolen 63, am Trägergewebe 61 befestigt, allerdings noch nicht in einer belastbaren Weise.61 and ribbon 62 made of a usually green colored plastic material. The grass blades or leaves of the lawn corresponding ribbon 62 are with their one Ends, the ribbon poles 63, attached to the carrier fabric 61, but not yet in a resilient manner.
Zur Herstellung des Kunstrasens 60 müssen die Bändchenpole 63 dauerhaft und belastbar mit dem Trägergewebe 61 verbunden werden, was durch Aufbringen einer Beschichtung aus einem thermoplastischen Kleber als Beschichtungsmaterial 3 erfolgt. Das Beschichtungsmaterial, für das die Bezeichnung „Hotmelt" üblich ist, wird in schmelzflüssigen Zustand bei einer Temperatur im Bereich zwischen ca. 1500C und 2000C von der Rückseite 65 der Materialbahn 2 her aufgebracht und durchdringt diese teilweise. Hierdurch werden die Bändchenpole 63 und das Trägergewebe 61 gemeinsam in eine Schicht vonTo produce the synthetic turf 60, the ribbon poles 63 must be permanently and resiliently connected to the carrier fabric 61, which is done by applying a coating of a thermoplastic adhesive as the coating material 3. The coating material, for which the term "hotmelt" is customary, is applied in the molten state at a temperature in the range between approximately 150 ° C. and 200 ° C. from the rear side 65 of the material web 2 and partially penetrates the latter 63 and the carrier fabric 61 together in a layer of
Beschichtungsmaterial 3 eingebettet und bei späterer Abkühlung dauerhaft und sicher miteinander verbunden.Coating material 3 embedded and permanently and safely connected with each other later cooling.
Die Rückseite 65 der Materialbahn kann noch mit einer Deckschicht 30 aus textilem oder Kunststoffmaterial versehen werden, wodurch ein Kunstrasen 60 mit Doppelrücken 31 entsteht. Dies geschieht im Rahmen der Erfindung, solange der thermoplastische Kleber noch heiß und damit klebefähig ist, also unmittelbar nach der Beschichtung mittels der Breitschlitzdüse. Durch die Deckschicht wird die Rückseite 65 des Kunstrasens 60, die auf dem Untergrund zu liegen kommt, verstärkt und gegen Verletzung und Abrieb geschützt. Zudem wird der gesamte Kunstrasen 60 robuster und belastbarer.The back 65 of the web can still be provided with a cover layer 30 of textile or plastic material, whereby an artificial turf 60 with double backs 31 is formed. This is done within the scope of the invention as long as the thermoplastic adhesive is still hot and thus adhesive, ie immediately after the coating by means of the slot die. By the cover layer, the back 65 of the synthetic turf 60, which comes to rest on the ground, reinforced and protected against injury and abrasion. In addition, the entire artificial turf 60 becomes more robust and resilient.
Die Fig. 3a zeigt in teilweise schematisierter Darstellung einen Querschnitt durch eine Breitschlitzdüse 14 nach der Erfindung. Die Breitschlitzdüse 14 besitzt einen ersten Düsenkörper 70 und einen zweiten Düsenkörper 71 , die von einer hier nicht gezeigten Düsenaufhängung (Fig. 1 ) beabstandet voneinander getragen werden und die sich in Längsrichtung quer zur Materialbahn im Wesentlichen über deren gesamte Breite oder zumindest längere Teilbereiche hiervon erstrecken. Die einander zugewandten Innenseiten 80, 80a der beiden Düsenkörper 70, 71 begrenzen in ihrem oberen, konkaven Bereich eine Vorratskammer 90 für das Beschichtungsmaterial 3, den schmelzflüssigen, heißen thermoplastischen Kleber bzw. den „Hotmelt". Die Vorratskammer steht unter einem einstell- und regelbaren Druck, der von hier nicht gezeigten Druckmessdosen 149 erfasst und einer Steuerung 157 zugeführt werden kann. Über die Steuerung 157 sind geeignete Aggregate für die Erzeugung und Aufrechterhaltung des für die Beschichtung erforderlichen Drucks
ansteuerbar, wie etwa die hier ebenfalls nicht gezeigten Dosierpumpen 147. Einzelheiten hierzu sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt.Fig. 3a shows a partially schematic representation of a cross section through a slot die 14 according to the invention. The slot die 14 has a first nozzle body 70 and a second nozzle body 71 which are spaced from each other by a nozzle suspension (FIG. 1), not shown, and extend longitudinally across the web substantially across its entire width or at least longer portions thereof , The mutually facing inner sides 80, 80a of the two nozzle bodies 70, 71 delimit in their upper, concave area a storage chamber 90 for the coating material 3, the molten, hot thermoplastic adhesive or the "hotmelt." The storage chamber is under an adjustable and controllable Pressure, which can be detected by pressure cells 149, not shown here, and fed to a controller 157. Via the controller 157 are suitable units for generating and maintaining the pressure required for the coating can be controlled, such as the metering pumps 147, also not shown here. Details of this are shown in FIGS. 5 and 6.
Unterhalb der Vorratskammer 90 befindet sich in einem Bereich 81 eine Struktur 82, die dem Verschluss der Vorratskammer 90 nach unten hin, in Richtung auf die Mündung derBelow the storage chamber 90 is located in a region 81, a structure 82, the closure of the storage chamber 90 downwards toward the mouth of the
Breitschlitzdüse 14, dient. Diese Struktur 82 besteht hier aus je einem Wulst 84, der aus der ansonsten glatten Innenseite 80, 80a jedes Düsenkörpers hervorsteht. In dem in Fig. 3a gezeigten geschlossenen Zustand der Breitschlitzdüse berühren sich die gegenüberliegenden Wülste 84 und sperren somit den Austritt von Beschichtungsmaterial 3 in den Düsenkanal 72 und damit zur Düsenmündung und der zu beschichtenden Materialbahn 2.Slot die 14, serves. This structure 82 consists here of a respective bead 84, which protrudes from the otherwise smooth inner side 80, 80 a of each nozzle body. In the closed state of the slot die shown in FIG. 3 a, the opposing beads 84 touch and thus block the exit of coating material 3 into the nozzle channel 72 and thus to the nozzle opening and to the material web 2 to be coated.
Nach Fig. 3 und 4 befinden sich die Wülste 84 in einem Einsatz 86, der in einem Bereich 81 der Innenseite 80, 80a der jeweiligen Düsenkörper 70 bzw. 71 angeordnet ist. In diesem Bereich 81 ist eine sich in Längsrichtung des Düsenkörpers 70, 71 erstreckenden Längsnut 89 ausgebildet, in die der Einsatz 86 eingefügt ist. Die Wülste 84 können einstückig mit dem Einsatz 86 ausgeführt sein, oder wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, als gesonderte Bauteile. Bei dieser bevorzugten Variante sind die Wülste 84 Teil eines Rohres 87 oder Stabes 88, der in den Einsatz eingelassen ist und teilweise über dessen Oberfläche hervorragt. Das Material hierfür, wenn es nicht ohnehin aus Metall besteht, muss glatt, mechanisch stabil, aber elastisch und wärmebeständig sein. Teflon (PTFE) ist hierfür besonders geeignet und kann auch zurAccording to FIGS. 3 and 4, the beads 84 are located in an insert 86, which is arranged in a region 81 of the inner side 80, 80 a of the respective nozzle body 70 or 71. In this area 81, a longitudinal groove 89 extending in the longitudinal direction of the nozzle body 70, 71 is formed, into which the insert 86 is inserted. The beads 84 may be integral with the insert 86, or as shown in FIGS. 3 and 4, as separate components. In this preferred variant, the beads 84 are part of a tube 87 or bar 88 which is recessed into the insert and protrudes partially over the surface thereof. The material for this, if it is not already made of metal, must be smooth, mechanically stable, but elastic and heat-resistant. Teflon (PTFE) is particularly suitable for this purpose and can also be used for
Beschichtung der Innenseiten 80, 80a der Düsenkörper 70, 71 verwendet werden. Eine solche Beschichtung 96 ist für die Einsätze 86 angedeutet. Sie kann sich in vorteilhafterweise auch auf den Bereich des Düsenkanals 72 erstrecken.Coating the inner sides 80, 80 a of the nozzle body 70, 71 are used. Such a coating 96 is indicated for the inserts 86. It may advantageously also extend to the region of the nozzle channel 72.
Zur Erzielung des geschlossen Zustande der Vorratskammer dient ein Antrieb 73, der es erlaubt eine oder beide Düsenkörper 70, 71 derart zu verschieben oder zu verschwenken, dass sie in die gezeigte Schließposition gelangen. Dargestellt in Fig. 3a ist ein solcher Antrieb 73 nur für den ersten Düsenkörper 70 und auch nur schematisch. Er besteht beispielsweise aus einer Schubstange 74, die über ein Lager 75 schwenkbar am betreffenden Düsenkörper 70, 71 angreift und die über einen Hydraulikzylinder 76 bewegt wird. Natürlich ist auch jede andere Art von Antrieb für die Bewegung des Düsenkörpers geeignet, vorausgesetzt, dass sie die hohen Drücke, die in der Vorratskammer 90 und im Düsenkanal 72 auftreten bewältigen kann. Der Antrieb muss zumindest in der Lage sein, die beiden Wülste 84 derart stark aufeinander zu pressen, dass die unter Druck stehende Vorratskammer zuverlässig verschlossen ist.
Der Antrieb 73 für die Einstellung der relativen Lage der beiden Düsenkörper 70, 71 zueinander ist derart konstruiert, dass er zumindest für einen Düsenkörper 70 und/oder 71 , dessen relative, geradlinige Verschiebung parallel zum anderen Düsenkörper 71 oder 70 und senkrecht hierzu erlaubt. Hierdurch ist zum einen der Abstand jeden Düsenkörpers 70, 71 von der Materialbahn 2 getrennt einstellbar zum anderen ist der Abstand der beiden Düsenkörper 70, 71 im Sinne eines Öffnens und Schließens der Vorratskammer 90 und der Festlegung der Breite 78 der Düsenmündung 77 bestimmbar. Besonders günstig ist es, wenn zumindest ein Düsenkörper noch in einem Winkelbereich schwenkbar gelagert und bewegbar ist, da hierdurch die Möglichkeit gegeben ist, sowohl das Öffnen und Schließen der Vorratskammer 90, als auch die Breite 78 der Düsenmündung 77 individuell einzustellen. Die genannten Antriebe 73 und Verstellmöglichkeiten greifen bevorzugt an dem in Bezug auf die Transportrichtuπg der Materialbahn 2 stromaufwärts gelegenen (in den Figuren den linken) Düsenkörper 70 an, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Der generelle Abstand der Breitschlitzdüse 14 von der Materialbahn 2 ist sodann über den an der Düsenaufhängung 15 angeordneten Antrieb 16 in z- Richtung 18 festlegbar.To achieve the closed state of the storage chamber, a drive 73 is used, which allows one or both nozzle bodies 70, 71 to be displaced or pivoted so that they reach the closed position shown. Shown in Fig. 3a is such a drive 73 only for the first nozzle body 70 and also only schematically. It consists for example of a push rod 74 which engages via a bearing 75 pivotally mounted on the respective nozzle body 70, 71 and which is moved via a hydraulic cylinder 76. Of course, any other type of drive is also suitable for the movement of the nozzle body, provided that it can handle the high pressures that occur in the storage chamber 90 and in the nozzle channel 72. The drive must at least be able to press the two beads 84 together so strongly that the pressurized storage chamber is reliably closed. The actuator 73 for adjusting the relative position of the two nozzle bodies 70, 71 to one another is constructed such that it permits at least one nozzle body 70 and / or 71, whose relative, rectilinear displacement parallel to the other nozzle body 71 or 70 and perpendicular thereto. In this way, on the one hand, the distance of each nozzle body 70, 71 separated from the material web 2 adjustable to the other is the distance between the two nozzle body 70, 71 in the sense of opening and closing the storage chamber 90 and the definition of the width 78 of the nozzle orifice 77 determinable. It is particularly favorable if at least one nozzle body is still pivotably mounted and movable in an angular range, since this makes it possible to individually adjust both the opening and closing of the storage chamber 90 and the width 78 of the nozzle orifice 77. The abovementioned drives 73 and adjustment possibilities preferably act on the nozzle body 70 situated upstream in relation to the transport direction of the material web 2 (in the figures, the left), as shown in FIGS. 3 and 4. The general spacing of the slot die 14 from the material web 2 can then be fixed in the z-direction 18 via the drive 16 arranged on the nozzle suspension 15.
Anschließend an den Einsatz 86 mit den jeweiligen Wülsten 84 beginnt der Düsenkanal 72, der von den hier konkav ausgebildeten Innenseiten 80, 80a begrenzt ist und zu der Düsenmündung 77 führt, an der das Beschichtungsmaterial die Breitschlitzdüse 14 verlässt. Die Breite 78 der Düsenmündung ist, wie bereits erwähnt, über den oder die Antriebe 73 festlegbar, bevorzugt unabhängig von der Öffnung oder Schließung der Vorratskammer 90. Durch die spezielle, bauchige Formgebung des Düsenkanals 72 werden Turbulenzen, die durch die relativ hohe Viskosität des Beschichtungsmaterials hervorgerufen werden können, verhindert oder zumindest gemildert. Dies führt zu einem gleichmäßigen Austritt des Beschichtungsmaterials 3 aus der Düsenmünduπg 77 und damit zu einer qualitativ hochwertigen Beschichtung ohne Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche.Subsequent to the insert 86 with the respective beads 84, the nozzle channel 72 begins, which is bounded by the concave inner sides 80, 80a and leads to the nozzle orifice 77, at which the coating material leaves the slot die 14. The width 78 of the nozzle orifice, as already mentioned, can be fixed via the drive or drives 73, preferably independently of the opening or closing of the storage chamber 90. The special bulbous shape of the nozzle channel 72 causes turbulence due to the relatively high viscosity of the coating material can be caused prevented or at least mitigated. This leads to a uniform exit of the coating material 3 from the Düsenmünduπg 77 and thus to a high quality coating without irregularities in the surface.
Im Bereich der Düsenmündung 77 sind die beiden Düsenkörper 70 bzw. 71 verschieden voneinander gestaltet. Der in Bezug auf die Transportrichtung 79 der Materialbahn 2 stromaufwärts liegende, erste Düsenkörper 70 hat eine konvexe Außenkoπtur, in welche die Materialbahn - an der Unterseite von einer oder mehreren Stützwalzen 13, 13a und/oder der Nadelkette 12 geführt - wie in einen (halbierten) Trichter einläuft. Im weiteren Verlauf ist der erste Düsenkörper mit kleinem Radius abgerundet bevor er in die Innenseite 80 übergeht und
die Düsenmündung 77 auf einer Seite begrenzt. Der andere, zweite Düsenkörper 71 verläuft ausgehend von seiner Innenseite 80a im Bereich der Düsenmündung 77 im Wesentlichen leicht konvex gerundet nach außen, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist.In the area of the nozzle orifice 77, the two nozzle bodies 70 and 71 are designed differently from each other. The upstream with respect to the transport direction 79 of the web 2, first nozzle body 70 has a convex Außenkoπtur, in which the material web - at the bottom of one or more support rollers 13, 13a and / or the needle chain 12 out - as in a (halved ) Funnel enters. In the further course of the first nozzle body is rounded with a small radius before it goes into the inside 80 and the nozzle mouth 77 limited on one side. The other, second nozzle body 71 extends from its inner side 80a in the region of the nozzle orifice 77 substantially convexly rounded outwards, as shown in FIGS. 3 and 4.
In Fig. 3b ist die Breitschlitzdüse von Fig. 3a in geöffnetem Zustand dargestellt. In dieserIn Fig. 3b, the slot die of Fig. 3a is shown in the open state. In this
Zeichnung ist der auf der hier linken Seite befindliche erste Düsenkörper 70 mittels des Antriebs 73 senkrecht zum zweiten Düsenkörper 71 von diesem verschoben, wodurch die Wülste 84 voneinander entfernt sind. Hierdurch ist die Verbindung von der Vorratskammer 90 zum Düsenkanal 72 freigegeben und das in der Vorratskammer 90 unter Druck befindliche Beschichtungsmaterial 3 kann in den Düsenkanal 72 eintreten. Aus dessen Düsenmündung 77 tritt es aus und durchsetzt die darunter in Transportrichtung mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit geförderte Materialbahn 2.Drawing is located on the left side here first nozzle body 70 by means of the drive 73 perpendicular to the second nozzle body 71 of this moved, whereby the beads 84 are away from each other. As a result, the connection from the storage chamber 90 to the nozzle channel 72 is released and the coating material 3 under pressure in the storage chamber 90 can enter the nozzle channel 72. From the nozzle orifice 77, it exits and passes through the material web 2 conveyed underneath in the transport direction at a substantially constant speed.
Der konvexe Bereich des zweiten Düsenkörpers 71 hat hierbei die Funktion einer Rakel, die das Eindringen des heißen, schmelzflüssigen Beschichtungsmaterials 3 unterstützt und für einen gleichmäßig dicken Auftrag sowie eine glatte Oberfläche der Beschichtung sorgt. Es wird darauf hingewiesen, dass der unmittelbar in Kontakt mit der Materialbahn 2 stehende Bereich des Beschichtungsmaterials 3 deutlich breiter ist, als die Breite78 der Düsenmündung 77, wobei diese Breite 78 als der engste Abstand des ersten und des zweiten Düsenkörpers 70 und 71 in diesem Bereich definiert ist.The convex portion of the second nozzle body 71 in this case has the function of a doctor blade, which assists the penetration of the hot, molten coating material 3 and ensures a uniformly thick application and a smooth surface of the coating. It should be noted that the area of the coating material 3 directly in contact with the material web 2 is significantly wider than the width 78 of the nozzle orifice 77, this width 78 being the narrowest distance between the first and second nozzle bodies 70 and 71 in this area is defined.
Die beiden Düsenkörper 70, 71 sind nach der Erfindung bevorzugt jeweils mit einer Heizung 100 versehen, die sowohl den Bereich der Vorratskammer 90, als auch den Bereich des Düsenkanals 72. Die Erwärmung erfolgt beispielsweise über Thermoöl oder ein anderes temperaturbeständiges Medium mit geringem Dampfdruck im Bereich von bis zu 2000C, das in Kanälen 101 zirkuliert und über eine hier nicht gezeigte Temperaturregeleinrichtung auf die erforderliche Temperatur gebracht ist. Alternativ kann auch eine elektrische Beheizung verwendet werden, wobei natürlich für hinreichende elektrische Isolierung zu sorgen ist. Die Düsenkörper sind zur Temperaturüberwachung mit hier nicht dargestellten Temperaturfühlern bestückt. Die beiden Bereiche der Düsenkörper 70, 71 können somit über die Heizung 100 auf die für das jeweils verwendete Beschichtungsmaterial 3 optimale Verarbeitungstemperatur gebracht und gehalten werden. Dadurch sind eine optimale Prozessführung und eine hochwertige und gleichmäßige Beschichtung sichergestellt.
In Fig. 4 ist in schematischer Darstellung eine Breitschlitzdüse 14 nach der Erfindung gemäß dem schon anhand von Fig. 3a dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel gezeigt. Hervorzuheben ist in Fig. 4 die unterhalb der Materialbahn 3 angeordnete Düsenanordnung 105, die im Bereich der Düsenmündung 77 dieser gegenüber liegt. Die allgemein als Schlitzdüse 106 aus einem längs geschlitzten Rohr 107 mit einem Austrittskanal 108 ausgebildete und quer zur Materialbahn 2, und damit parallel zur Breitschlitzdüse 14, angeordnete Düsenanordnung 105 bläst von unten her Druckluft gegen die Materialbahn 3. Dadurch fängt sie den Druck des aus der Düsenmündung 77 austretenden Beschichtungsmaterials 3 auf. Zum Abbau des von der Düsenanordnung erzeugten Überdrucks an der Unterseite der Materialbahn 2 und zur Verhinderung des Verblasens desThe two nozzle bodies 70, 71 are preferably provided according to the invention each with a heater 100, both the area of the storage chamber 90, and the region of the nozzle channel 72. The heating takes place for example via thermal oil or another temperature-resistant medium with low vapor pressure in the area of up to 200 0 C, which is circulated in channels 101 and brought to the required temperature via a temperature control device, not shown here. Alternatively, an electric heating can be used, of course, to ensure sufficient electrical insulation. The nozzle bodies are equipped for temperature monitoring with temperature sensors, not shown here. The two regions of the nozzle bodies 70, 71 can thus be brought and held via the heater 100 to the optimum processing temperature for the coating material 3 used in each case. This ensures optimum process control and a high quality and even coating. FIG. 4 shows, in a schematic illustration, a slot die 14 according to the invention in accordance with the exemplary embodiment already shown and described with reference to FIG. 3a. In FIG. 4, the nozzle arrangement 105 arranged beneath the material web 3, which lies opposite the material in the region of the nozzle orifice 77, should be emphasized. The generally formed as a slot nozzle 106 from a longitudinally slotted tube 107 with an outlet channel 108 and transverse to the web 2, and thus parallel to the slot die 14, arranged nozzle assembly 105 blows compressed air from below against the material web 3. Thus, it captures the pressure of the Nozzle mouth 77 exiting coating material 3 on. To reduce the overpressure generated by the nozzle assembly on the underside of the web 2 and to prevent the blowing of the
Beschichtungsmaterials 3 durch die Druckluft ist die Schlitzdüse 106 in einer zur Materialbahn, d.h. hier nach oben hin, offenen Kammer 110 angeordnet. Die Kammer 110 ist an eine Absaugung 111 angeschlossen und hat zwei Stützen in Form der Seitenwäπde 112, die mit Dichtlippen 113 versehen sind, und die mit der Unterseite der Materialbahn 2 in Anlage kommen. Hierdurch wird eine Begrenzung der Absaugungszone und eine zusätzliche Unterstützung der Materialbahn 2 im Bereich der Breitschlitzdüse 14 erreicht.Coating material 3 by the compressed air is the slot nozzle 106 in one of the material web, i. here upwards, open chamber 110 arranged. The chamber 110 is connected to an exhaust 111 and has two supports in the form of Seitenwäπde 112, which are provided with sealing lips 113, and come into contact with the underside of the web 2. In this way, a limitation of the suction zone and an additional support of the material web 2 in the region of the slot die 14 is achieved.
Die Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine Anlage zur Versorgung einer erfindungsgemäßen Breitschlitzdüse 14 mit einem thermoplastischen Kleber vom Typ „Hotmelt" als Beschichtungsmaterial 3. Diese Anlage ist als genauere Darstellung der in Fig. 1 nur pauschal als .Schmelzeaufbereitung 26" bezeichneten und mit einem Behälter 26 gezeigten Teils der Anlage 1 zu sehen. Dargestellt ist im oberen Teil der Fig. 5 eine Schmelz-Mischanlage 115 in welcher das Beschichtungsmaterial 3 als Hotmelt aus verschiedenen, einzeln in nicht gezeigten Gebinden angelieferte Ausgangsmaterial gemischt und geschmolzen wird.5 shows a schematic representation of a system for supplying a slot die 14 according to the invention with a thermoplastic adhesive of the "hot melt" type as coating material 3. This plant is a detailed representation of the in Fig. 1 only flat as .Schmelzeaufbereitung 26 "designated and with To see a container 26 shown part of Appendix 1. Shown in the upper part of FIG. 5 is a melt mixing plant 115 in which the coating material 3 is mixed and melted as a hotmelt from various starting materials delivered individually in containers, not shown.
Als Ausgangsmaterialien zur Erzeugung von Hotmelt-Kleber dienen als Hauptkomponenten Polyolefine, insbesondere Poly-alpha-olefine, Harze und Füllstoffe, wie Kaolin. Diese Ausgangsmaterialien, deren jeweilige Mischungsverhältnisse die Eigenschaften des Hotmelt- Klebers bestimmen, unter anderem auch dessen Temperaturverhalten und damit seine Viskosität, werden in der gewünschten Dosierung in den Mischbehälter 116 eingefüllt, wofür eine versperrbare Einfüllschleuse 121 vorgesehen ist. Der Mischbehälter 116 ist als Doppelwand-Kessel 117 ausgebildet, mit einem druckdichten Deckel 120 sowie einem Einlass 118 und einem Auslass 119. Über diese kann der Bereich zwischen den beiden Wänden des Doppelwand-Kessels 117 entweder evakuiert werden, so dass eine Art Thermoskanne entsteht,
die eine Abkühlung des Inhalts verzögert, oder ein Wärmeträger, wie Thermoöl, kann über den Ein- und Auslass 118 bzw. 119 geführt werden, um die Kesseltemperatur auf einen gewünschten Wert zu bringen. Alternativ kann im Inneren des Doppelwand-Kessels 117 eine eigene hier nicht dargestellte Heizeinrichtung angeordnet sein.As starting materials for the production of hot melt adhesive serve as main components polyolefins, in particular poly-alpha-olefins, resins and fillers, such as kaolin. These starting materials, whose respective mixing ratios determine the properties of the hot-melt adhesive, including its temperature behavior and thus its viscosity, are introduced into the mixing container 116 in the desired dosage, for which purpose a lockable filling lock 121 is provided. The mixing tank 116 is designed as a double-wall boiler 117, with a pressure-tight lid 120 and an inlet 118 and an outlet 119. About this, the area between the two walls of the double-wall boiler 117 can be either evacuated, so that a kind of thermos formed which delays a cooling of the contents, or a heat transfer medium, such as thermal oil, can be passed through the inlet and outlet 118 and 119, respectively, to bring the boiler temperature to a desired value. Alternatively, in the interior of the double-walled boiler 117, a separate heating device, not shown here, may be arranged.
Der Mischbehälter 116 verfügt über einen von außen antreibbaren Mischrührer 123, um die einzelnen Komponenten des eingefüllten Ausgangsmaterials gründlich zu vermischen, sowie ein Rührwerk 124 zum weiteren Durchmischen des Hotmelt-Klebers im geschmolzenen Zustand mit hinreichend niedriger Viskosität. Die hierfür erforderliche Temperatur liegt je nach Zusammensetzung des Hotmelt-Klebers im Bereich von ca. 800C bis zu 2000C. Die Heizeinrichtung des Mischbehälters 116 muss also in der Lage sein, diese Temperatur dauerhaft zu halten. Am Deckel 120 des Mischbehälters 116 befindet sich zweckmäßigerweise ein weiter versperrbarer Anschluss, der als Schutzgaseinlass 122 dient. Über diesen Anschluss ist beispielsweise Stickstoff in den Raum oberhalb der Schmelze einführbar, was für die Beständigkeit der Schmelze förderlich ist.The mixing vessel 116 has an externally drivable mixing stirrer 123 to thoroughly mix the individual components of the charged starting material, and an agitator 124 for further mixing the hot melt adhesive in the molten state with sufficiently low viscosity. The temperature required for this, depending on the composition of the hot melt adhesive in the range of about 80 0 C up to 200 0 C. The heating of the mixing vessel 116 must therefore be able to hold this temperature permanently. The cover 120 of the mixing container 116 is expediently a further lockable connection, which serves as a protective gas inlet 122. For example, nitrogen can be introduced into the space above the melt via this connection, which promotes the stability of the melt.
An der Unterseite des Mischbehälters 116 ist ein Ausgang 125 mit einem Verschluss 130 angeordnet, etwa in Form eines Absperrschiebers, dem eine temperaturbeständige Förderpumpe 131 für den fertig gemischten Hotmelt-Kleber folgt. Im weiteren Verlauf liegen eine Rohrleitung 132 und ein Durchflussmessgerät 134.On the underside of the mixing container 116, an outlet 125 is arranged with a closure 130, for example in the form of a gate valve, which is followed by a temperature-resistant feed pump 131 for the ready-mixed hot melt adhesive. In the further course are a pipe 132 and a flow meter 134.
Die Rohrleitung 132 mündet in einem nach oben offenen Vorratsbehälter 135 für das Beschichtuπgsmaterial 3, das als Hotmelt-Kleber im Mischbehälter 116 erzeugt wurde. Der Vorratsbehälter 135 ist ebenfalls als Doppelwand-Kessel konstruiert und ist, wie der Mischbehälter 116 über eine eigene Heizeinrichtung, die hier nicht gezeigt ist, auf einer einstellbaren, höheren Temperatur zu halten. Der Vorratsbehälter ist mit einem Rührwerk 137 ausgestattet, um die in ihm enthaltene Schmelze in ständiger Bewegung zu halten. Damit ist eine eventuelle Entmischung der Komponenten verhindert, und die Temperaturverteilung in der Schmelze des Hotmelt-Klebers ist homogenisiert. Der Vorratsbehälter 135 kann natürlich auch mit einem Deckel versehen sein, der dann mit Einlassen für die Schmelze vom Mischbehälter 116 und Schutzgas versehen sein muss bzw. kann. Ein abnehmbarer Deckel wird in diesem Fall bevorzugt, genauso wie bei dem Deckel 120 des Mischbehälters 116.
Am Boden des Vorratsbehälters 135 ist analog zur Anordnung am Mischbehälter 116 ein Verschluss 138 sowie eine Pumpe 139 vorhanden, mittels derer der flüssige Hotmelt-Kleber zu einem Pufferbehälter 145 leitbar ist. Der Pufferbehälter 145 verfügt über absperrbare Rückleitungen 146, die es erlauben, mit Hilfe von nicht gezeigten Förderpumpen Hotmelt- Kleber aus dem Pufferbehälter 145 zurück in den Vorratsbehälter 135 zu fördern. Mittels der Pumpe 139 in der Zuführung zum Pufferbehälter 145 kann auch eine Zirkulation von Hotmelt- Kleber zwischen Vorratsbehälter 135 und Pufferbehälter 145 erzeugt werden.The pipeline 132 opens into an upwardly open storage container 135 for the coating material 3, which was produced as a hot-melt adhesive in the mixing container 116. The reservoir 135 is also constructed as a double-walled kettle and, like the mixing bowl 116, is maintained at an adjustable, higher temperature via a dedicated heater, not shown here. The reservoir is equipped with a stirrer 137 to keep the melt contained in it in constant motion. This prevents possible segregation of the components, and the temperature distribution in the melt of the hot-melt adhesive is homogenized. The reservoir 135 may of course also be provided with a lid, which must then be provided with inlet for the melt from the mixing vessel 116 and inert gas or can. A removable lid is preferred in this case as well as the lid 120 of the mixing container 116. At the bottom of the reservoir 135 is analogous to the arrangement of the mixing vessel 116, a closure 138 and a pump 139 is provided, by means of which the liquid hot melt adhesive to a buffer tank 145 is conductive. The buffer container 145 has shut-off return lines 146, which allow hot-melt adhesive to be conveyed from the buffer container 145 back into the storage container 135 with the aid of delivery pumps (not shown). By means of the pump 139 in the feed to the buffer tank 145, a circulation of hot melt adhesive between reservoir 135 and buffer tank 145 can be generated.
Von dem Pufferbehälter 145 führen mehrere Rohrleitungen 152 über Absperrhähne 151 zu jeweils einer, von einem Motor 153 angetriebenen Dosierpumpe 147 und von dort durch einen weiteren Absperrhahn 151a und ein Durchflussmessgerät 148 zu einem Abschnitt 150 der Breitschlitzdüse 14. Die einzelnen Rohrleitungen 152 münden jeweils in den hier nicht gezeigten Vorratskammern 90 des zugehörigen Abschnitts 150 der Breitschlitzdüse 14 und gestatten es, die Vorratskammern 90 mit der Hotmelt-Kleberschmelze als Beschichtungsmaterial 3 zu beschicken. Benachbarte Vorratskammern 90 sind bevorzugt voneinander getrennt und jeweils individuell über die Dosierpumpen oder geeignete andere Mittel, wie etwa Druckgas, mit einem einstell- und regelbaren Druck beaufschlagbar. Unter der Wirkung dieses Arbeitsdrucks strömt das Beschichtungsmaterial 3 bei geöffneter Vorratskammer 90 (s. Fig. 3b) durch den Düsenkanal 72 zur Düsenmündung 77 und kommt dort mit der zu beschichtenden Materialbahn 2 in Kontakt.From the buffer tank 145, a plurality of pipes 152 lead via shut-off valves 151 to a respective metering pump 147 driven by a motor 153 and from there through a further shut-off valve 151a and a flow meter 148 to a section 150 of the wide-slot nozzle 14. The individual pipes 152 each open into the Not shown here storage chambers 90 of the associated portion 150 of the slot die 14 and allow it to feed the storage chambers 90 with the hot melt adhesive melt as coating material 3. Adjacent storage chambers 90 are preferably separated from each other and each individually via the metering pumps or other suitable means, such as compressed gas, with an adjustable and controllable pressure acted upon. Under the effect of this working pressure, when the storage chamber 90 is open (see Fig. 3b), the coating material 3 flows through the nozzle channel 72 to the nozzle orifice 77 where it comes into contact with the material web 2 to be coated.
In Fig. 6 ist eine vereinfachte Version einer Anlage zur Versorgung der Breitschlitzdüse 14 mit Hotmelt-Schmelze 156 als Beschichtungsmaterial 3 gezeigt. Bei dieser Version wird bereits fertig angeliefertes Hotmelt-Material einer bestimmten Zusammensetzung in dem doppelwandigen Vorratsbehälter 135 mittels einer hier nicht gezeigten Heizung aufgeschmolzen und auf der für die Verarbeitung erforderlichen Temperatur gehalten. Ein Rührwerk 137 sorgt für eine homogene Temperaturverteilung und verhindert eine eventuelle Entmischung der Komponenten des Hotmelt-Materials. Aus dem Vorratsbehälter wird das schmelzflüssige Hotmelt-Material, nun als Hotmelt-Kleber, über eine am Boden des Vorratsbehälters 135 ansetzende Rohrleitung 152 mittels der von einem ansteuerbaren Motor 153 angetriebenen Dosierpumpe 147 zur Vorratskammer 90 der Breitschlitzdüse 14 überführt. Von der Vorratskammer führt eine Rückleitung 155 zurück in den Vorratsbehälter 135. Über einen eigenen Absperrhahn 154 in der Rückleitung 155 lässt sich die Vorratskammer 90, etwa zu Wartungszwecken, bei Bedarf entleeren oder druckfrei machen.
In Fig. 7 ist eine weitere Anlage 1 zur Beschichtung einer Materialbahn 2 mit Hotmelt-Schmelze 156 als Beschichtungsmaterial 3 gezeigt. Die Materialbahn 2 wird, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, von einer nicht gezeigten Vorratsrolle entnommen und über Tänzer- und Transportwalzen 160 bzw. 7 sowie eine Breitstreckwalze 11 und Umlenkwalzen 8 die auch als Stützwalzen13 dienen, der Breitschlitzdüse 14 zugeführt. Die Versorgung der Breitschlitzdüse 14 mit Hotmelt-Schmelze 156 erfolgt bei dieser Anlage gemäß der anhand der Fig. 6 gezeigten und beschriebenen Anlage zur Versorgung der Breitschlitzdüse 14. Das Beschichtungsmaterial 3 wird hierbei in einem Gebinde 161 angeliefert und in den Vorratsbehälter 135 überführt.FIG. 6 shows a simplified version of a system for supplying the slot die 14 with hotmelt melt 156 as the coating material 3. In this version, ready-delivered hotmelt material of a specific composition in the double-walled storage container 135 is melted by means of a heater, not shown here, and kept at the temperature required for processing. An agitator 137 ensures a homogeneous temperature distribution and prevents possible segregation of the components of the hotmelt material. The molten hotmelt material, now as a hotmelt adhesive, is transferred from the storage container to the storage chamber 90 of the slot die 14 via a pipe 152 attached to the bottom of the storage container 135 by means of the metering pump 147 driven by a controllable motor 153. From the storage chamber, a return line 155 leads back into the storage tank 135. Via a separate shut-off tap 154 in the return line 155, the storage chamber 90 can be emptied if necessary or made pressure-free, for instance for maintenance purposes. FIG. 7 shows a further system 1 for coating a material web 2 with hotmelt melt 156 as coating material 3. The material web 2 is, as in the embodiment of FIG. 1, taken from a supply roll, not shown, and dancers and transport rollers 160 and 7 and a spreader roller 11 and guide rollers 8 which also serve as Stützwalzen13, the slot die 14 fed. The supply of the slot die 14 with hot melt melt 156 is carried out in this system according to the system shown in FIG. 6 and described for supplying the slot die 14. The coating material 3 is in this case delivered in a container 161 and transferred to the reservoir 135.
Der weitere Verlauf der Behandlung der Materialbahn 2 entspricht dem in Fig. 1 gezeigten und beschriebenen Vorgehen. Die in Fig. 1 und 6 verwendeten Bezugszeichen wurden für entsprechende Teile der Anlage gemäß Fig. 7 beibehalten. Lediglich die Luftkühlung 40 aus Fig. 1 wurde in Fig. 7 durch eine Kühlzone 163 ersetzt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird zum Verständnis der Fig. 7 auf die entsprechenden Ausführungen in den Fig. 1 und 6 verwiesen.
The further course of treatment of the material web 2 corresponds to the procedure shown and described in FIG. The reference numerals used in FIGS. 1 and 6 have been retained for corresponding parts of the system according to FIG. 7. Only the air cooling 40 from FIG. 1 has been replaced by a cooling zone 163 in FIG. 7. To avoid repetition, reference is made to the understanding of FIG. 7 to the corresponding embodiments in FIGS. 1 and 6.
Claims
1. Breitschlitzdüse (14) für den Auftrag von thermoplastischem Beschichtungsmaterial (3) auf eine relativ zu der Breitschlitzdüse (14) bewegte Materialbahn (2), mit einem ersten1. slot die (14) for the application of thermoplastic coating material (3) on a relative to the slot die (14) moving material web (2), with a first
Düsenkörper (70) und einem zweiten Düsenkörper (71), die zwischen sich einen Düsenkanal (72) mit einer quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn (2) langgestreckten Düsenmündung (77) definieren, wobei der erste Düsenkörper (70) und der zweite Düsenkörper (71) relativ zueinander beweglich sind, um die Breite des Düsenkanals (72) zu verändern, wobeiNozzle body (70) and a second nozzle body (71) defining therebetween a nozzle channel (72) with a nozzle orifice (77) elongated transversely to the direction of movement of the material web (2), the first nozzle body (70) and the second nozzle body (71 ) are movable relative to each other to change the width of the nozzle channel (72), wherein
- der erste Düsenkörper (70) und der zweite Düsenkörper (71) über einen ansteuerbaren Antrieb (73) relativ zueinander verschieb- und/oder verschwenkbar sind und - mindestens einer der ersten und der zweiten Düsenkörper (70 und/oder 71) in einem an den den Düsenkanal (72) bildenden Bereich anschließenden Bereich (81 ) ihrer jeweiligen den Düsenkanal (72) begrenzenden Innenseite (80, 80a) mit einer Struktur (82) versehen ist bzw. sind, die in diesem Bereich (81) den Düsenkanal (72) für den Durchtritt des Beschichtungsmaterials (3) sperrt, wenn die jeweilige Struktur des ersten und/oder zweiten Düsenkörpers (70 und/oder- The first nozzle body (70) and the second nozzle body (71) via a controllable drive (73) are relatively displaceable and / or pivotable and - at least one of the first and the second nozzle body (70 and / or 71) in one the area (81) of their respective inner side (80, 80a) delimiting the nozzle channel (72) is / are provided with a structure (82) which in this area (81) forms the nozzle channel (72 ) for the passage of the coating material (3) blocks when the respective structure of the first and / or second nozzle body (70 and / or
71) mit der entsprechenden Struktur (82) oder der ihr gegenüberliegenden Innenseite (80, 81) des jeweils anderen Düsenkörpers (70, 71) in Kontakt gebracht ist.71) is brought into contact with the corresponding structure (82) or the opposite inner side (80, 81) of the respective other nozzle body (70, 71).
2. Breitschlitzdüse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (82) aus einem in Längsrichtung des zugehörigen Düsenkörpers (70, 71) verlaufenden Wulst (84) gebildet ist.2. slot die according to claim 1, characterized in that the structure (82) consists of a in the longitudinal direction of the associated nozzle body (70, 71) extending bead (84) is formed.
3. Breitschlitzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Düsen- kanal (72) begrenzende Innenseite (80, 80a) des ersten und des zweiten Düsenkörpers3. slot die according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle channel (72) defining the inside (80, 80 a) of the first and the second nozzle body
(70 und 71) mit einer die Reibung des schmelzflüssigen thermoplastischen Beschichtungsmaterials (3) vermindernden Beschichtung (96) versehen ist. (70 and 71) is provided with a coating (96) which reduces the friction of the molten thermoplastic coating material (3).
4. Breitschlitzdüse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Düsenkörper (70 und 71) beheizbar sind.4. slot die according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the first and the second nozzle body (70 and 71) are heatable.
5. Breitschlitzdüse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Struktur (82) aus einem Rohr (87) oder Stab (88) gebildet ist, der in die Innenseite (80, 80a) des ersten und/oder zweiten Düsenkörpers (70 und/oder 71) eingelassen ist und aus dieser Innenwand (80 und/oder 80a) hervorsteht.5. slot die according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the structure (82) of a tube (87) or rod (88) is formed in the inside (80, 80 a) of the first and / or second nozzle body (70 and / or 71) is recessed and protrudes from this inner wall (80 and / or 80a).
6. Breitschlitzdüse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass die ersten und zweiten Düsenkörper (70 und 71) an ihrer jeweiligen, den6. slot die according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the first and second nozzle body (70 and 71) at their respective, the
Düsenkanal (72) begrenzenden Innenseite (80, 80a) derart geformt sind, dass die Breite des Düsenkanals (72) über seine Erstreckung in Strömungsrichtung des Be- schichtungsmaterials (3) variiert.Düsenkanal (72) bounding inside (80, 80a) are shaped such that the width of the nozzle channel (72) varies over its extent in the flow direction of the coating material (3).
7. Breitschlitzdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der Düsenmündung (77) und der Struktur (82) liegenden Bereiche des ersten und des zweiten Düsenkörpers (70 und 71) zumindest in einem Teilabschnitt derart konkav ausgebildet sind, dass der Düsenkanal (72) in diesem Teilabschnitt einen größeren Querschnitt aufweist als in seinem übrigen Verlauf.7. slot die according to claim 6, characterized in that between the nozzle orifice (77) and the structure (82) lying areas of the first and second nozzle body (70 and 71) are concave at least in a partial section such that the nozzle channel ( 72) has a larger cross-section in this section than in its remaining course.
8. Breitschlitzdüse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Düsenkörper (70) in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Materialbahn (2) vor dem zweiten Düsenkörper (71) angeordnet ist und dass der zweite Düsenkörper (71 ) in der Arbeitstellung der Breitschlitzdüse (14) mit seinem in der Bewegungsrichtung der Materialbahn (2) vorderen Bereich einen größeren Abstand von der Materialbahn (2) einnimmt als der erste Düsenkörper (70).8. slot die according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first nozzle body (70) with respect to the direction of movement of the material web (2) in front of the second nozzle body (71) is arranged and that the second nozzle body (71) in the Working position of the slot die (14) with its in the direction of movement of the web (2) front portion occupies a greater distance from the material web (2) as the first nozzle body (70).
9. Breitschlitzdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des zweiten Düsenkörpers (71) in der Arbeitstellung der Breitschlitzdüse (14) in der Bewegungs- richtung der Materialbahn (2) gesehen abnimmt.9. slot die according to claim 8, characterized in that the distance of the second nozzle body (71) seen in the working position of the slot die (14) in the direction of movement of the material web (2) decreases.
10. Breitschlitzdüse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Düsenmündung (77) benachbarten Bereiche des ersten und des zweiten Düsenkörpers (71 und 72) konvex abgerundet ausgebildet sind. 10. slot die according to one or more of the preceding claims, characterized in that the nozzle orifice (77) adjacent regions of the first and the second nozzle body (71 and 72) are convexly rounded.
11. Breitschlitzdüse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Düsenkörper (70 und 71) in einem an den die Strukturen (82) aufweisenden Bereich anschließenden Abschnitt derart geformt sind, dass zwischen ihnen eine erweiterte Vorratskammer (90) für die Aufnahme von Be- schichtungsmaterial (3) gebildet ist.11. slot die according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first and the second nozzle body (70 and 71) are formed in a subsequent to the structures (82) having subsequent portion such that between them an extended pantry (70 and 71) 90) for receiving coating material (3) is formed.
12. Breitschlitzdüse nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorratskammer (90) mit Druck beaufschlagbar ist.12. slot die according to claim 11, characterized in that the storage chamber (90) can be acted upon with pressure.
13. Breitschlitzdüse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur in Form einer Labyrinth-Dichtung (91) ausgebildet ist, bei der korrespondierende, abwechselnd angeordnete Nuten (92) und/oder Stege (93) ineinandergreifen.13. slot die according to one or more of the preceding claims, characterized in that the structure in the form of a labyrinth seal (91) is formed, engage in the corresponding, alternately arranged grooves (92) and / or webs (93).
14. Breitschlitzdüse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken der Nuten (92) und/oder Stege (93) in Längsrichtung der Düsenkörper (70 und 71) verlaufen.14. slot die according to claim 13, characterized in that the flanks of the grooves (92) and / or webs (93) extend in the longitudinal direction of the nozzle body (70 and 71).
15. Breitschlitzdüse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (92) und/ oder Stege (93) einen rechteckigen oder einen dreieckförmigen Querschnitt haben.15. slot die according to claim 14, characterized in that the grooves (92) and / or webs (93) have a rectangular or a triangular cross-section.
16. Breitschlitzdüse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ansteuerbare Antrieb (73) des ersten und zweiten Düsenkör- pers (70, 71 ) zumindest eine drehbar gelagerte Nockenwelle umfasst, mittels derer zumindest einer der ersten und zweiten Düsenkörper verschiebbar oder verschwenkbar ist.16 slot die according to one or more of the preceding claims, characterized in that the controllable drive (73) of the first and second Düsenkör- pers (70, 71) comprises at least one rotatably mounted camshaft, by means of which at least one of the first and second nozzle body slidably or is pivotable.
17. Breitschlitzdüse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ansteuerbare Antrieb (73) des ersten und zweiten Düsenkör- pers (70, 71) zumindest eine hydraulisch betätigbare Anordnung (74, 75,76) umfasst, die an zumindest einem Düsenkörper (70 und/oder 71) angreift.17 slot die according to one or more of the preceding claims, characterized in that the controllable drive (73) of the first and second Düsenkör- pers (70, 71) at least one hydraulically actuable assembly (74, 75,76) comprises, at least a nozzle body (70 and / or 71) attacks.
18. Anlage (1) zum Beschichten einer Materialbahn (2) mit einem thermoplastischen Be- schichtungsmaterial (3) mit einer Breitschlitzdüse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Breitschlitzdüse (14) abgewandten Seite der Materialbahn (2) eine Düsenanordnung (105) angeordnet ist, mittels welcher die Materialbahn (2) im Bereich der Mündung (77) der Breitschlitzdüse (14) mit Druckluft beaufschlagbar ist.18. System (1) for coating a material web (2) with a thermoplastic coating material (3) with a slot die according to one or more of preceding claims, characterized in that on the side facing away from the slot die (14) of the material web (2) a nozzle arrangement (105) is arranged, by means of which the material web (2) in the region of the mouth (77) of the slot die (14) with compressed air can be acted upon.
19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenanordnung (105) in ihrem inneren Bereich eine zur Materialbahn (2) hin offene Kammer (110) mit einer Absaugvorrichtung (109) für Luft zugeordnet ist.19. Plant according to claim 18, characterized in that the nozzle arrangement (105) in its inner region is associated with a material web (2) open towards the chamber (110) with a suction device (109) for air.
20. Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitschlitzdüse (14) längs mehrere Teilbereiche oder Abschnitte (150) aufweist, die jeweils getrennt mit dem Beschichtungsmaterial (3) versorgt werden.20. Plant according to the preamble of claim 18, characterized in that the slot die (14) along several subregions or portions (150), which are each supplied separately with the coating material (3).
21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Abschnitt (150) eine eigene Pumpe als Dosierpumpe (147) und ein eigenes Durchflussmessgerät (148) für das Beschichtungsmaterial (3) zugeordnet ist.21. Plant according to claim 20, characterized in that each section (150) is associated with its own pump as a metering pump (147) and its own flow meter (148) for the coating material (3).
22. Anlage nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr von Beschichtungsmaterial (3) für alle Teilbereiche oder Abschnitte (150) aus einem Pufferbehälter (145) erfolgt, der aus einem Vorratsbehälter (135) gespeist wird.22. Plant according to claim 21, characterized in that the supply of coating material (3) for all subregions or sections (150) from a buffer container (145), which is fed from a reservoir (135).
23. Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferbehälter (145) mit mindestens einer Rückleitung (146) zum Vorratsbehälter (135) versehen ist.23. Plant according to claim 22, characterized in that the buffer container (145) is provided with at least one return line (146) to the reservoir (135).
24. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Düsenkörper (70) und der zweite Düsenkörper (71) mit jeweils einer Heizung (100) und einer Temperaturregeleinrichtung versehen sind.24. Plant according to one or more of claims 18 to 21, characterized in that the first nozzle body (70) and the second nozzle body (71) are each provided with a heater (100) and a temperature control device.
25. Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Düsenkörper (70) und der zweite Düsenkörper (71) jeweils mit in Längsrichtung verlaufenden Kanälen25. Plant according to claim 24, characterized in that the first nozzle body (70) and the second nozzle body (71) each with channels extending in the longitudinal direction
(101 ) versehen sind, durch die ein Fluid, insbesondere Thermo-Öl, zirkulierbar ist, dessen Temperatur regelbar ist. (101) are provided, through which a fluid, in particular thermal oil, is circulated, whose temperature is adjustable.
26. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitschlitzdüse (14) über einen Antrieb (16) senkrecht zu und / oder in Längsrichtung der Materialbahn (2) verschiebbar angeordnet ist.26. Installation according to one or more of claims 18 to 25, characterized in that the slot die (14) via a drive (16) perpendicular to and / or in the longitudinal direction of the material web (2) is arranged displaceably.
27. Anlage zum Beschichten einer Materialbahn nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine programmierbare Steuerung besitzt (157), welche die Temperatur der Düseπkörper (70, 71) und den Druck in der Vorratskammer (90) überwacht und regelt und welche die Antriebe (16, 73) für eine Einstellung der Position der Breitschlitzdüse (14) relativ zur Materialbahn (2) sowie eine Verschie- bung und/oder Verschwenkung der Düsenkörper (70, 71) relativ zueinander steuert.27. Plant for coating a material web according to one or more of claims 18 to 26, characterized in that it has a programmable controller (157) which monitors the temperature of the Düsenπkörper (70, 71) and the pressure in the storage chamber (90) and controls and which controls the drives (16, 73) for adjusting the position of the slot die (14) relative to the material web (2) and a displacement and / or pivoting of the nozzle body (70, 71) relative to each other.
28. Anlage zum Beschichten einer Materialbahn nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperaturfühler (20) in der Nähe der Breitschlitzdüse (14) oberhalb der Materialbahn (2) angeordnet ist, welcher Temperaturfühler die Temperatur der Materialbahn (2) oder des auf diese aufgetragenen Beschichtungsmaterials (3) ermittelt und den oder die erhaltenen Temperaturwerte der Steuerung (157) übermittelt. 28. Plant for coating a material web according to claim 27, characterized in that at least one temperature sensor (20) in the vicinity of the slot die (14) above the material web (2) is arranged, which temperature sensor, the temperature of the web (2) or on ascertains this applied coating material (3) and transmits the temperature value (s) received to the controller (157).
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