WO2013160290A1 - Verfahren und rakelvorrichtung zum aufrakeln einer harzpaste auf eine trägerfolie und eine harzmattenanlage zur herstellung von harzmatten - Google Patents

Verfahren und rakelvorrichtung zum aufrakeln einer harzpaste auf eine trägerfolie und eine harzmattenanlage zur herstellung von harzmatten Download PDF

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resin
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Tobias Fuerst
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    • B05D3/12—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means

Definitions

  • the invention relates to a method for knife coating a resin paste on a carrier film according to the preamble of patent claim 1 and a
  • doctor device according to the preamble of claim 8. Furthermore, the invention relates to a resin mat system according to claim 15.
  • inventive method and the doctor device according to the invention are used in particular in the production of fiber-reinforced molded parts (Sheet Molding Compound, SMC) in the direct process or in the Aufrakelung reactive resin paste on a support material.
  • SMC Stet Molding Compound
  • molded parts produced by the SMC process are the most widely used duroplastic fiber composites.
  • a process for the production of fiber-reinforced molded parts (SMC) in the direct process is known from the document EP 1 386 721 A1, wherein the production process in a resin mat system of the mixture of
  • the production process known from document EP 1 386 721 A1 takes place in a resin mat system 1 from the mixture of the individual components for the resin batch 9 to the pressing operation of a molded part in a continuous mode of operation by the following method steps: the intensive mixing of the The resin batch 9 is in a Harzansatzaufbring Scheme A depending on the specification proportionately on a guided over pulleys 22 lower belt 2 and also guided over pulleys 22 upper belt 3 by means of doctor blade 4 and 7 are doctored to resin attachment layers 5 and 8 of appropriate thickness; Cut glass 6 and / or long fibers are added at least to the lower resin preparation layer 5 and after the two have been brought together
  • Maturing process in the thickening distance C is controlled by the passage time and the heat in the encapsulated thickening cycle memory 14; Finally, the divided by means of a cutting unit 17 in blanking mats 18
  • Resin mats 10 are fed via a feed belt 19 of the further processing respectively in a molding press 20 to moldings 21 are pressed.
  • Cement slurry for fiber reinforced cement boards known, with a rotatably mounted casserole boxes.
  • Cement slurry is supplied by means of a supply line to the headbox, wherein the supply line is mounted on a carriage, which extends along the length of the casserole, transversely to the
  • Rakelfarb boxes for coloring rolls of a printing press known, with which ink is applied to a ink-absorbing roller.
  • Direct squeegee used such as in Fig. 1 as a squeegee 4 and 7 designated arrangements are usually carried out as doctor boxes, as exemplified in Fig. 2, wherein the resin paste as a thin film on a moving carrier film 55 by the doctor blade 51st
  • Hose supply 53 which is mounted in the center of the doctor box 50, so that fresh resin paste is supplied from above.
  • the resin paste collects in the doctor box 50 as a resin paste 54 on the carrier film 55.
  • the removal of the carrier film 55 below the doctor box 50 causes the
  • Resin paste is placed in the doctor box 50 in a rolling motion 57, as indicated in Fig. 2 by the circular arrows.
  • This in the doctor box 50 in rolling motion 57 offset resin paste 54 may be referred to as a resin roll.
  • Viscosity increase of the resin paste necessary to represent the direct processing of the compound in the press tool This necessary, rapid thickening has the consequence that resin paste material in the doctor box is very time-critical, since it hardens in a relatively short time, in particular in about 10 minutes.
  • the accelerated increase in viscosity poses new challenges for the loading of the doctor box, which in many cases can not be adequately overcome by a static, freestanding filling pipe.
  • Resin paste material 58 shown dark. In the operation of the system, this area grows 58 thickening and already thickened resin paste material increasingly, resulting in an increasing weight of the thickened roll and thus for the displacement of further supplied, fresh resin paste material to the rear wall 52 of the doctor box and thus inevitably
  • Blockage of the squeegee gap 59 leads, which means a break in production.
  • a small but too heavy resin roll is detrimental to production, which can lead by its own weight to a pulsating and thus uneven discharge of resin paste 54 through the doctor blade gap 59.
  • Squeegee device which avoids the accumulation of thickening resin paste material accumulating in the resin roller.
  • the invention is intended to provide a resin mat system which is suitable, preferably in a direct process, to work with a rapidly thickening resin paste and enables continuous operation for the production of, in particular, fiber-reinforced resin mats.
  • Resin mat system according to claim 15 solved. Further preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.
  • the present invention relates to a method of applying a reactive resin paste to a carrier sheet comprising
  • the discharge opening is positioned so that resin paste material located in the squeegee box is displaced in a spiral motion from the point of introduction by the feeder to the outer edge of the resin roll.
  • the feeding device along a to the doctor blade in
  • the feed device can be formed by at least one filling tube, at the end of which the discharge opening is formed.
  • the amount of the registered resin paste can be detected without contact, in particular with a laser sensor.
  • the Austragso réelle may be positioned at a height above the carrier film, which is between 1/3 and 2/3 of the height of the located in the doctor box resin paste, more preferably at half the height of the resin paste.
  • the present invention relates to a
  • Doctor blade device for applying a reactive resin paste to a
  • Carrier film wherein the arrangement has a doctor box and a
  • Feed device for supplying resin paste in the doctor box, wherein the doctor box has a doctor blade and a bottom surface, between which a doctor gap is formed, through which a carrier sheet can be moved, so that the resin paste with the doctor blade
  • the feed device has a Austragso réelle to supply resin paste in the doctor box, wherein the
  • Discharge opening is positioned so that it is immersed in the operation of the squeegee device located in the doctor blade box resin paste.
  • the feeder drive means to the
  • Austragso réelle along a to the doctor blade substantially parallel traverse axis to move, which takes place in particular substantially over the entire width of the doctor box.
  • the feed device can be formed by at least one filling tube, at one end of which the discharge opening is formed.
  • the Austragso réelle may be positioned at a height above the carrier film, which is between 1/3 and 2/3 of the height of the located in the doctor box resin paste, more preferably at half the height of the resin paste.
  • the Austragso réelle is positioned at a height between 15 and 20 mm above the carrier film and / or at a distance of 5 to 10 mm to the doctor blade.
  • the doctor device further comprises a sensor, in particular a laser sensor, for contactless detection of the amount of the registered material.
  • the present invention relates to a
  • Resin mat system with at least one squeegee device.
  • the squeegee device or the resin mat system can be operated independently, but in particular is also suitable for carrying out the method.
  • Fig. 1 is a resin mat system according to the prior art
  • Fig. 2 shows the feeding of resin paste material into a doctoring box according to the prior art
  • Fig. 3 shows the formation of a roll of accumulating, thickening
  • FIG. 4 shows the feeding of resin paste material into a doctoring box of FIG
  • a squeegee device according to an embodiment of the present invention; and Fig. 5, the movement of a filling tube along a Travesierachse and a possible employment and / or tilting movement of the filling tube.
  • Fig. 4 shows a doctor device according to a preferred
  • Doctor blade on a doctor blade 61 which forms a doctor box 60 together with the rear wall 62.
  • a feeder preferably in the form of a fill tube 63 having a discharge opening 68 at its end, serves to supply fresh resin paste material and to introduce it into the doctor box 60.
  • the introduced resin paste 64 collects in the doctor box 60.
  • a carrier sheet 65 is supported on a bottom surface 66 in a take-off direction 24 by a squeegee gap 69 formed between the bottom surface 66 and the doctor blade 61, forming a squeegee gap between the carrier sheet 65 and the doctor blade 61 moves, so that in the doctor box 60 located resin paste 64 is coated with the doctor blade 61 on the support film 65, wherein a resin formulation layer 58 is formed with a thickness corresponding to the height of the doctor gap 69 on the support film 65.
  • the Austragso réelle 68 of the filling tube 63 is thereby positioned so that the Austragso réelle 68 is immersed in the squeegee 60 located in the resin paste 64 in ongoing operation.
  • the Austragso réelle 68 is at a height in a range between 1/3 and 2/3 of the height of the located in the doctor box 60 resin paste 64th
  • the discharge opening 68 of the filling tube 63 is immersed centrally in the resin paste 64.
  • the filling tube 63 may be aligned substantially vertically. It is also conceivable, the filling tube 63 at an angle to the vertical
  • the filling tube 63 may be tilted so that the discharge opening 68 projects in the direction of movement along the traversing axis 70 and practically into the resin paste 64 in the direction of movement is pressed into it.
  • the filling tube 63 may, for example, be tilted so that the discharge opening 68 lags in the direction of movement 71 along the traversing axis 70 and is virtually retightened. It is also conceivable that the filling tube 63, actuated by suitable ant ebsffenn, between these two tilt positions 72 changes ( Figure 5).
  • the filling tube 63 is coupled to a drive device (not shown) which forms the filling tube 63 in a traversing movement along a traverse axis 70 parallel to the doctor blade 61 and parallel to the bottom surface 66 and the support film 65 offset, as shown by the arrows
  • Resin paste material in all areas of the doctor box 60 is substantially constant. This represents a great advantage to the goal of a
  • the amount of the registered resin paste material by means of a sensor is detected without contact. This allows one
  • a laser sensor can be used as a sensor.
  • the sensor can be used for
  • Doctor box 60 to be arranged stationary.
  • the sensor may be coupled to and co-moving with the feeder. This can be achieved in a simple manner that the sensor detects the present at a relative to the filling tube 63 and the Austragso réelle 68 resin paste material.
  • a line-shaped or planar measurement can be provided from above, in sections or over the entire width of the doctor blade. As already described, it is particularly preferred if the
  • Discharge opening 68 is immersed in the center of the resin roller.
  • This central Positioning can, for example, in relation to the height of the
  • Doctor blade 60 forming resin roll can be determined. This height depends on the recipe formulation of the resin filler mixture,
  • the resin roll is formed in the doctor box.
  • the height of the resin roll may be, for example, about 30 to 40 mm.
  • the discharge opening 68 is positioned at a height of about 15 to 20 mm above the carrier film 65. In experiments, a distance of Austragso réelle 68 has to
  • doctor blade 61 measured from the edge of the Austragso réelle 68 and the edge of the filling tube, in the range of about 5 to 10 mm proved to be particularly suitable. Accordingly, it is preferred that the traverse axis 70 of the movement is set up such that the discharge opening 68 is moved at this height above the carrier film 65 and / or at this distance from the doctor blade 61.
  • the traverse axis 70 may be designed as a fixed axis. Alternatively, it is also conceivable that the traverse axis can be adjusted in their distance from the doctor blade 61 and / or at a distance from the carrier film 65. This can be advantageous, in particular, in installations in which, depending on the production order, different recipe formulations of the
  • Harz spallstoffgemisches can be used, for example, for a variety of moldings 21st
  • the width of the carrier film 65 may vary depending on the required
  • Throughput and production width can be selected.
  • a small plant may have a production width in a range of between 400 and 800 mm, wherein a carrier film 65 for this purpose may have a width of 900 mm.
  • the speed with which the carrier film 65 is moved in the withdrawal direction 24 depends on the production speed of the system, and with the throughput of SMC. The speed can be between 0.6 and 3.5 m / min.
  • the height or thickness of the resin paste 64 or the resin attachment layer 5/8 which has been scrape-dried onto the carrier film 65 can be selected as a function of the basis weight of the resin mat 10 that is to be achieved.
  • resin paste 64 is doctored onto the carrier sheet 65 by the doctor box 60 at a thickness of 1 mm.
  • no further components are required in addition to the filling tube 63. This offers the further advantage that as few components as possible, and thus the least possible surface, come into contact with the resin paste material in which
  • doctor devices described above can be used, for example, as doctor blade 4 and / or doctor blade 7 in the resin mat system 1 shown in FIG. 1.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Rakelvorrichtung zum Aufrakeln einer Harzpaste auf eine Trägerfolie und eine Harzmattenanlage zur Herstellung von Harzmatten. Die Erfindung für das Verfahren weist dabei im Wesentlichen die folgenden Schritte auf: Zuführen von Harzpaste (64) in einen Rakelkasten (60) mittels einer Zuführeinrichtung, wobei die Zuführeinrichtung eine Austragsöffnung (68) aufweist, durch die die Harzpaste (64) aus der Zuführeinrichtung in den Rakelkasten (60) zugeführt wird, und wobei der Rakelkasten (60) ein Rakelmesser (61) aufweist, Bewegen der Trägerfolie (65) auf einer Bodenfläche (66) durch einen zwischen dem Rakelmesser (61) und der Bodenfläche (66) ausgebildeten Rakelspalt (69) und dabei Aufstreichen der Harzpaste auf die Trägerfolie (65) mit dem Rakelmesser (61), wobei die Austragsöffnung (68) in die sich im Rakelkasten (60) befindliche Harzpaste (64) eingetaucht positioniert ist. Die Rakelvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Austragsöffnung (68) so positioniert ist, dass sie im Betrieb der Rakelvorrichtung in die im Rakelkasten (60) befindliche Harzpaste (64) eingetaucht ist. Eine Harzmattenanlage zur Herstellung von Harzmatten, insbesondere SMC, weist im Wesentlichen eine oben beschriebene Rakelvorrichtung auf.

Description

Verfahren und Rakelvornchtung zum Aufrakeln einer Harzpaste auf eine
Trägerfolie und eine Harzmattenanlage zur Herstellung von Harzmatten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufrakeln einer Harzpaste auf eine Trägerfolie nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine
Rakelvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8. Weiter bezieht sich die Erfindung auf eine Harzmattenanlage nach Patentanspruch 15.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Rakelvorrichtung finden Verwendung insbesondere bei der Herstellung von faserverstärkten Formteilen (Sheet Molding Compound, SMC) im Direktverfahren oder bei der Aufrakelung reaktiver Harzpaste auf ein Trägermaterial.
Wegen ihrer guten mechanischen Eigenschaften und des günstigen Preises sind nach dem SMC Verfahren hergestellte Formteile die am meisten eingesetzten duroplastischen Faserverbundkunststoffe.
Ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen (SMC) im Direktverfahren ist aus der Druckschrift EP 1 386 721 A1 bekannt, wobei der Herstellungsablauf in einer Harzmattenanlage von der Mischung der
Einzelkomponenten für den Harzansatz bis zum Pressvorgang eines Formteils in kontinuierlicher Arbeitsweise erfolgt.
Wie in der Fig. 1 gezeigt, erfolgt der aus der Druckschrift EP 1 386 721 A1 bekannte Herstellungsablauf in einer Harzmattenanlage 1 von der Mischung der Einzelkomponenten für den Harzansatz 9 bis zum Pressvorgang eines Formteils in kontinuierlicher Arbeitsweise durch folgende Verfahrensschritte: dem durch intensive Vermischung der genau dosierten Anteilkomponenten hergestellten Harzansatz 9 wird zuletzt ein schnellreagierendes Eindickmittel zugemischt, der Harzansatz 9 wird in einem Harzansatzaufbringbereich A je nach Vorgabe anteilig auf ein über Umlenkrollen 22 geführtes unteres Band 2 und ein ebenfalls über Umlenkrollen 22 geführtes oberes Band 3 mittels Rakel 4 und 7 zu Harzansatzschichten 5 und 8 mit entsprechender Dicke aufgerakelt; zumindest auf die untere Harzansatzschicht 5 wird Schnittglas 6 und/oder Langfasern aufdosiert und nach Zusammenführung der beiden
Harzansatzschichten 5 und 8 in einer Walk- und Tränkstrecke B zwischen Walzen 1 1 unten und Walzen 12 oben zu einer endlosen Harzmatte 10 geformt; die endlose Harzmatte 10 wird dann für einen Reifeprozess durch einen temperierten Eindick-Durchlaufspeicher 14 geführt, wobei der
Reifeprozess in der Eindickstrecke C von der Durchlaufzeit und der Wärme im gekapselten Eindick-Durchlaufspeicher 14 gesteuert wird; schließlich können die mittels einem Schneidwerk 17 in Zuschnittmatten 18 aufgeteilten
Harzmatten 10 über ein Zuführband 19 der Weiterverarbeitung zugeführt respektive in einer Formpresse 20 zu Formteilen 21 verpresst werden.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen (SMC) im Direktverfahren ist aus der Druckschrift WO 201 1/057807 A1 bekannt.
Aus der Druckschrift WO 2010/101927 ist ferner eine Vorrichtung zur
Zuführung von Zementschlamm für faserverstärkte Zementbauplatten bekannt, mit einem drehbar gelagerten Auflauf kästen. Zementschlamm wird mittels einer Zuleitung dem Auflaufkasten zugeführt, wobei die Zuleitung auf einem Wagen montiert ist, der sich entlang der Länge des Auflaufkastens, quer zur
Bahnrichtung, vor und zurück bewegen kann.
Ferner sind zum Beispiel aus den Druckschriften DE 10 2006 025 325 A1 und DE 10 2005 049 090 A1 Rakelfarb kästen zum Einfärben von Walzen einer Druckmaschine bekannt, mit denen Druckfarbe auf eine farbaufnehmende Walze aufgetragen wird.
Die bei der Herstellung von faserverstärkten Formteilen (SMC) im
Direktverfahren eingesetzten Rakel, wie die in der Fig. 1 als Rakel 4 und 7 bezeichneten Anordnungen, werden üblicherweise als Rakelkästen ausgeführt, wie er in der Fig. 2 beispielhaft dargestellt ist, wobei die Harzpaste als dünner Film auf einer bewegten Trägerfolie 55 durch das Rakelmesser 51
aufgestrichen wird. Die Befüllung des Rakelkastens mit dem Harzansatz, der üblicher Weise als viskose Paste vorliegt, hiernach auch als Harzpaste bezeichnet, erfolgt in der konventionellen Halbzeugherstellung meist durch eine einfache
Schlauchzuführung 53, die in der Mitte des Rakelkastens 50 angebracht wird, so dass frische Harzpaste von oben zugeführt wird. Die Harzpaste sammelt sich im Rakelkasten 50 als Harzpaste 54 auf der Trägerfolie 55. Das Abziehen der Trägerfolie 55 unterhalb des Rakelkastens 50 führt dazu, dass die
Harzpaste im Rakelkasten 50 in eine Rollbewegung 57 versetzt wird, wie in der Fig. 2 durch die kreisförmigen Pfeile angezeigt. Diese im Rakelkasten 50 in Rollbewegung 57 versetzte Harzpaste 54 kann als Harzrolle bezeichnet werden.
Da der Direktprozess zur SMC-Herstellung eine relativ kurze Reifezeit des Halbzeugs erfordert, ist eine beschleunigte bzw. zügige Eindickung bzw.
Viskositätsanstieg der Harzpaste notwendig, um die direkte Verarbeitung des Compounds im Pressenwerkzeug darstellen zu können. Diese notwendige, zügige Eindickung hat zur Folge, dass Harzpastenmaterial im Rakelkasten sehr zeitkritisch ist, da es in relativ kurzer Zeit, insbesondere in etwa 10 Minuten aushärtet. Der beschleunigte Viskositätsanstieg stellt die Beschickung des Rakelkastens vor neue Herausforderungen, die durch ein statisches, freistehendes Füllrohr in vielen Fällen nicht oder nicht hinreichend bewältigt werden können.
So wurde erkannt, dass die Rollbewegung der Harzrolle im Rakelkasten dazu führen kann, dass die frisch in den Rakelkasten eingebrachte Harzpaste auf das äußere der Harzrolle zugeführt wird und sich mit der Rollbewegung der Harzrolle auf deren äußerem Umfang bewegt, so dass stets nur die frisch in den Rakelkasten eingebrachte Harzpaste von der Oberfläche der Harzrolle auf der Trägerfolie abgelagert und auf diese abgezogen wird, während in einem mittleren Bereich der Harzrolle das darin befindliche, ältere Harzpastenmaterial verbleibt und sich fortgesetzt eindickt, wie in der FIG. 3 als eingedicktes
Harzpastenmaterial 58 dunkel dargestellt. Im Betrieb der Anlage wächst dieser Bereich 58 an eindickendem und bereits eingedicktem Harzpastenmaterial zunehmend, was zu einem ansteigendem Gewicht der eingedickten Rolle und damit zur Verdrängung von weiterhin zugeführtem, frischen Harzpastenmaterial bis hin zur Rückwand 52 des Rakelkastens und damit zwangsläufig zur
Verstopfung des Rakelspalts 59 führt, was einen Abbruch der Produktion bedeutet. Allerdings ist auch bereits eine kleine, aber zu schwere Harzrolle für die Produktion schädlich, das sie durch ihr Eigengewicht zu einem pulsierenden und damit ungleichmäßigen Austrag an Harzpaste 54 durch den Rakelspalt 59 führen kann.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine
Rakelvorrichtung bereit zu stellen, welche eine Verstopfung des Rakelspalts und damit einen Abbruch der Produktion vermeidet. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine
Rakelvorrichtung bereit zu stellen, welche die Ansammlung von sich in der Harzrolle ansammelndem, eindickendem Harzpastenmaterial vermeidet.
Schlussendlich soll die Erfindung eine Harzmattenanlage schaffen, die geeignet ist, vorzugsweise im Direktverfahren, mit einer zügig eindickenden Harzpaste zu arbeiten und einem Dauerbetrieb zur Herstellung von insbesondere faserverstärkten Harzmatten ermöglicht.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden mit einem Verfahren nach Anspruch 1 , einer Rakelvorrichtung nach Anspruch 8 und einer
Harzmattenanlage nach Anspruch 15 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen einer reaktiven Harzpaste auf eine Trägerfolie, aufweisend die
Schritte: Zuführen von Harzpaste in einen Rakel mittels einer Zuführeinrichtung, wobei die Zuführeinrichtung eine Austragsöffnung aufweist, durch die die Harzpaste aus der Zuführeinrichtung in den Rakelkasten zugeführt wird, und wobei der Rakelkasten ein Rakelmesser aufweist, Bewegen der Trägerfolie auf einer Bodenfläche durch einen zwischen dem Rakelmesser und der
Bodenfläche ausgebildeten Rakelspalt und dabei Aufstreichen der Harzpaste auf die Trägerfolie mit dem Rakelmesser, wobei die Austragsöffnung in die sich im Rakelkasten befindliche Harzpaste eingetaucht positioniert ist. Mit dem Verfahren kann eine prozesssichere Befüllung des Rakelkastens erzielt werden. Darüber hinaus kann erreicht werden, dass die Verweilzeit von Harzpastenmaterial in allen Bereichen des Rakelkastens im Wesentlichen konstant ist. Dies stellt einen großen Vorteil dar, um das Ziel einer gleichbleibenden Qualität des herzustellenden SMC-Halbzeugs zu erzielen.
Besonders bevorzugt ist die Austragsöffnung so positioniert ist, dass sich im Rakelkasten befindliches Harzpastenmaterial in eine spiralförmige Bewegung vom Ort des Einbringens durch die Zuführeinrichtung zum äußeren Rand der Harzrolle hin versetzt wird.
Bevorzugt kann die Zuführeinrichtung entlang einer zum Rakelmesser im
Wesentlichen parallel verlaufenden Traversierachse bewegt werden,
insbesondere bis zu den Seitenwänden des Rakelkastens.
In diesem Zusammenhang kann es auch sinnvoll sein, eine alternierende Bewegung parallel zur Abzugsrichtung der Trägerfolie vorzusehen, damit sich beispielsweise ein sägezahn-, ein Zickzack- und/oder ein schleifenförmiges Bewegungsmuster des Füllrohrs respektive der Austragsoffnung entlang des Rakelmessers ergibt.
Die Zuführeinrichtung kann durch zumindest ein Füllrohr gebildet werden, an dessen Ende die Austragsoffnung ausgebildet ist.
Weiter bevorzugt kann die Menge der eingetragenen Harzpaste berührungslos erfasst werden, insbesondere mit einem Lasersensor.
Die Austragsoffnung kann auf einer Höhe über der Trägerfolie positioniert sein, die zwischen 1/3 und 2/3 der Höhe der sich im Rakelkasten befindlichen Harzpaste liegt, besonders bevorzugt auf halber Höhe der Harzpaste.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine
Rakelvorrichtung zum Aufbringen einer reaktiven Harzpaste auf eine
Trägerfolie, wobei die Anordnung einen Rakelkasten und eine
Zuführeinrichtung zum Zuführen von Harzpaste in den Rakelkasten aufweist, wobei der Rakelkasten ein Rakelmesser und eine Bodenfläche aufweist, zwischen denen ein Rakelspalt ausgebildet ist, durch den eine Trägerfolie bewegt werden kann, so dass die Harzpaste mit dem Rakelmesser
aufgestrichen werden kann, wobei die Zuführeinrichtung eine Austragsoffnung aufweist, um Harzpaste in den Rakelkasten zuzuführen, wobei die
Austragsoffnung so positioniert ist, dass sie im Betrieb der Rakelvorrichtung in die im Rakelkasten befindliche Harzpaste eingetaucht ist.
Bevorzugt weist die Zuführeinrichtung Antriebsmittel auf, um die
Austragsoffnung entlang einer zum Rakelmesser im Wesentlichen parallelen Traversierachse zu bewegen, welches insbesondere im Wesentlichen über die gesamte Breite des Rakelkastens erfolgt.
Die Zuführeinrichtung kann durch zumindest ein Füllrohr gebildet sein, an dessen einem Ende die Austragsoffnung ausgebildet ist. Die Austragsoffnung kann auf einer Höhe über der Trägerfolie positioniert sein, die zwischen 1/3 und 2/3 der Höhe der sich im Rakelkasten befindlichen Harzpaste liegt, besonders bevorzugt auf halber Höhe der Harzpaste. Bevorzugt ist die Austragsoffnung auf einer Höhe zwischen 15 und 20 mm über der Trägerfolie und/oder in einem Abstand von 5 bis 10 mm zum Rakelmesser positioniert.
Weiterhin bevorzugt weist die Rakelvorrichtung weiterhin einen Sensor auf, insbesondere einen Lasersensor, zum berührungslosen Erfassen der Menge des eingetragenen Materials.
In einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine
Harzmattenanlage mit zumindest einer Rakelvorrichtung.
Die Rakelvorrichtung oder die Harzmattenanlage sind eigenständig betreibbar, aber insbesondere auch zur Durchführung des Verfahrens geeignet.
Weiter vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Harzmattenanlage gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 das Zuführen von Harzpastenmaterial in einen Rakelkasten gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 das Ausbilden einer Rolle aus sich ansammelndem, eindickendem
Harzpastenmaterial;
Fig. 4 das Zuführen von Harzpastenmaterial in einen Rakelkasten einer
Rakelkastenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 5 das Bewegen eines Füllrohres entlang einer Travesierachse und eine mögliche Anstellung und/oder Kippbewegung des Füllrohres.
Die Fig. 4 zeigt eine Rakelvorrichtung gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, weist die
Rakelvorrichtung ein Rakelmesser 61 auf, das zusammen mit der Rückwand 62 einen Rakelkasten 60 ausbildet. Eine Zuführungseinrichtung, bevorzugter Weise in Form eines Füllrohrs 63, das eine Austragsoffnung 68 an dessen Ende aufweist, dient dazu, frisches Harzpastenmaterial zuzuführen und in den Rakelkasten 60 einzubringen. Die eingebrachte Harzpaste 64 sammelt sich im Rakelkasten 60. Eine Trägerfolie 65 wird auf einer Bodenfläche 66 aufliegend in einer Abzugsrichtung 24 durch einen zwischen der Bodenfläche 66 und dem Rakelmesser 61 ausgebildeten Rakelspalt 69, bzw. unter Ausbildung eines Rakelsspalts zwischen der Trägerfolie 65 und dem Rakelmesser 61 bewegt, so dass sich im Rakelkasten 60 befindliche Harzpaste 64 mit dem Rakelmesser 61 auf die Trägerfolie 65 aufgestrichen wird, wobei eine Harzansatzschicht 58 mit einer Dicke entsprechend der Höhe des Rakelspalts 69 auf der Trägerfolie 65 ausgebildet wird. Wie in der Fig. 4 dargestellt, ist die Austragsoffnung 68 des Füllrohres 63 dabei so positioniert, dass im laufendenden Betrieb die Austragsoffnung 68 in die im Rakelkasten 60 befindliche Harzpaste 64 eingetaucht ist. Bevorzugt wird die Austragsoffnung 68 dabei auf einer Höhe in einem Bereich zwischen 1/3 und 2/3 der Höhe der sich im Rakelkasten 60 befindlichen Harzpaste 64
eingetaucht. Besonders bevorzugt wird die Austragsoffnung 68 des Füllrohrs 63 mittig in die Harzpaste 64 eingetaucht. Wie in der Fig. 4 dargestellt, kann das Füllrohr 63 im Wesentlichen senkrecht stehend ausgerichtet sein. Es ist ebenfalls denkbar, das Füllrohr 63 in einem Winkel zur Senkrechten
anzuordnen. So kann das Füllrohr 63 beispielsweise so gekippt sein, dass die Austragsoffnung 68 in der Richtung der Bewegung entlang der Travesierachse 70 vorsteht und praktisch in Bewegungsrichtung in die Harzpaste 64 hineingedrückt wird. Ebenfalls kann das Füllrohr 63 beispielsweise so gekippt sein, dass die Austragsoffnung 68 in Bewegungsrichtung 71 entlang der Travesierachse 70 nacheilt und quasi nachgezogen wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass das Füllrohr 63, betätigt von geeigneten Ant ebsmitteln, zwischen diesen beiden Kippstellungen 72 wechselt (Figur 5).
Mit der oben beschriebenen Positionierung der Austragsoffnung 68 eingetaucht in der Harzpaste 64, wird das von der Zuführeinrichtung zugeführte, frische Harzpastenmaterial direkt in das Innere der Harzpaste 64 bzw. der Harzrolle eingebracht, wodurch sich bereits in diesem inneren Bereich der Harzrolle befindliches Harzpastenmaterial aus diesem inneren Bereich verdrängt wird. Zusammen mit der durch das Abziehen der Trägerfolie 65 hervorgerufenen Rollbewegung der Harzrolle im Rakelkasten 60 führt dies dazu, dass die Harzpaste 64 in der Harzrolle in eine spiralförmige Strömungsbewegung, nachfolgend Spiralbewegung 67 genannt, versetzt wird. Auf diese Weise bewegt sich im Inneren der Harzrolle befindliches Harzpastenmaterial nach und nach zum äußeren Rand der Harzrolle, um so schließlich auf die Trägerfolie 65 aufgestrichen zu werden. Auf diese Weise wird vermieden, dass sich in der Mitte der Harzrolle ein
Totraum ausbildet, in dem Harzpastenmaterial 58 verbleibt und sich fortgesetzt eindickt.
Um die in Fig. 4 gezeigte Spiralbewegung 67 (regelmäßig) über die gesamte Breite des Rakelkastens zu erreichen, ist es bevorzugt, dass wie in der Fig. 5 dargestellt das Füllrohr 63 mit einer Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) gekoppelt ist, die das Füllrohr 63 in eine Traversierbewegung entlang einer Traversierachse 70 parallel zum Rakelmesser 61 und parallel zur Bodenfläche 66 bzw. zur Trägerfolie 65 versetzt, wie durch die Pfeile
(Bewegungsrichtung 71 ) dargestellt. Besonders bevorzugt ist es dabei, dass das Füllrohr 63 in der Traversierbewegung entlang der Traversierachse 70 im Wesentlichen bis zu Seitenwänden 73 des Rakelkastens 60 verfahren wird, so dass auch dort die gewünschte Spiralbewegung 67 und der gewünschte Mischeffekt erzielt wird. Auf diese Weise wird frisches Harzpastenmaterial durch die Austragsoffnung 68 sukzessive über die gesamte Länge der Harzrolle in deren Mitte eingebracht. Zusätzlich führt die Traversierbewegung des Füllrohres 63 dazu, dass das Füllrohr 63 mit dessen in die Harzpaste 64 eingetauchten Endabschnitt eine Mischwirkung in die Harzpaste 64 einbringt, was eine nochmals bessere Durchmischung und Förderung der Strömung des Harzpastenmaterials in der Harzrolle erzielt. Auf diese Weise wird der Gefahr der Eindickung von Harzpastenmaterial entgegenwirkt.
Durch die vorstehend beschriebenen Vorgehensweisen bei der Beschickung des Rakelkastens 60 kann eine prozesssichere Befüllung des Rakelkastens 60 erzielt werden. Darüber hinaus wird erreicht, dass die Verweilzeit von
Harzpastenmaterial in allen Bereichen des Rakelkastens 60 im Wesentlichen konstant ist. Dies stellt einen großen Vorteil dar, um das Ziel einer
gleichbleibenden Qualität des SMC-Halbzeugs zu erzielen.
Bevorzugt wird die Menge des eingetragenen Harzpastenmaterials mittels eines Sensors (nicht dargestellt) berührungslos erfasst. Dies erlaubt eine
Überprüfung und/oder Regelung des eingetragenen Harzpastenmaterials. Als Sensor kann ein Lasersensor verwendet werden. Der Sensor kann zum
Rakelkasten 60 ortsfest angeordnet sein. Alternativ kann der Sensor mit der Zuführeinrichtung gekoppelt sein und sich mit dieser Mitbewegen. Damit kann auf einfache Weise erreicht werden, dass der Sensor das an einer relativ zum Füllrohr 63 bzw. zur Austragsoffnung 68 vorhandene Harzpastenmaterial erfasst. Auch kann eine linienförmige oder flächige Messung von oben, abschnittsweise oder über die gesamte Breite der Rakel vorgesehen sein. Wie bereits beschrieben, ist es besonders bevorzugt, wenn die
Austragsoffnung 68 mittig in die Harzrolle eingetaucht wird. Diese mittige Positionierung kann beispielsweise in Relation zur Höhe der sich im
Rakelkasten 60 ausbildenden Harzrolle bestimmt werden. Diese Höhe ist abhängig von der Rezepturformulierung des Harzfüllstoffgemisches,
insbesondere von der sich hierdurch einstellenden Viskosität der Harzpaste 64. Bei höherviskosen Formulierungen bildet sich eine höhere, bei niedrigviskosen eine niedrigere Harzrolle in dem Rakelkasten aus. Die Höhe der Harzrolle kann beispielsweise etwa 30 bis 40 mm betragen.
Unabhängig davon ist es besonders bevorzugt, wenn die Austragsoffnung 68 auf einer Höhe von etwa 15 bis 20 mm über der Trägerfolie 65 positioniert wird. Bei Versuchen hat sich weiter ein Abstand der Austragsoffnung 68 zum
Rakelmesser 61 , gemessen vom Rand der Austragsoffnung 68 bzw. vom Rand des Füllrohres, im Bereich von etwa 5 bis 10 mm als besonders geeignet erwiesen. Dementsprechend ist es bevorzugt, dass die Traversierachse 70 der Bewegung so eingerichtet ist, dass die Austragsoffnung 68 in dieser Höhe über der Trägerfolie 65 und/oder in diesem Abstand zum Rakelmesser 61 bewegt wird. Die Traversierachse 70 kann als eine feststehende Achse ausgelegt sein. Alternativ ist es ebenso denkbar, dass die Traversierachse in ihrem Abstand zum Rakelmesser 61 und/oder im Abstand zur Trägerfolie 65 verstellt werden kann. Dies kann insbesondere in Anlagen vorteilhaft sein, in denen je nach Produktionsauftrag unterschiedliche Rezepturformulierung des
Harzfüllstoffgemisches verwendet werden können, beispielsweise für verschiedenste Formteile 21 . Die Breite der Trägerfolie 65 kann abhängig von der erforderlichen
Durchsatzleistung und Produktionsbreite gewählt werden. Eine kleine Anlage kann eine Produktionsbreite in einem Bereich von zwischen 400 und 800 mm aufweisen, wobei eine Trägerfolie 65 hierfür eine Breite von 900 mm aufweisen kann. Die Geschwindigkeit, mit der die Trägerfolie 65 in Abzugsrichtung 24 bewegt wird, ist abhängig von der Produktionsgeschwindigkeit der Anlage, und damit mit dem Durchsatz an SMC. Die Geschwindigkeit kann sich zwischen 0,6 und 3,5 m/min bewegen.
Die Höhe bzw. Dicke der auf die Trägerfolie 65 aufgerakelten Harzpaste 64, bzw. der Harzansatzschicht 5/8, kann abhängig vom Flächengewicht der Harzmatte 10, das erreicht werden soll, gewählt werden. Beispielsweise wird Harzpaste 64 durch den Rakelkasten 60 mit einer Dicke von 1 mm auf die Trägerfolie 65 aufgerakelt.
Wie vorstehend beschrieben, wird durch die Positionierung der
Austragsöffnung 68 des Füllrohres 63 eingetaucht in der Harzrolle, sowie bevorzugt durch die zusätzliche Traversierbewegung des Füllrohres 63, die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst. Hierzu sind neben dem Füllrohr 63 keine weiteren Komponenten erforderlich. Dies bietet den weiteren Vorteil, dass möglichst wenige Komponenten, und damit möglichst wenig Oberfläche, mit dem Harzpastenmaterial in Berührung kommen, an denen sich
Materialablagerungen bilden und den Prozess negativ beeinflussen können. Darüber hinaus wird vermieden, dass durch zusätzliche, weitere Komponenten der Rakelkastenbereich weniger gut zugänglich wird, was insbesondere vor dem Hintergrund, dass in diesem Bereich einer Harzmattenanlage 1 (vgl. Fig. 1 ) der verfügbare Raum relativ gering ist, nachteilig erscheint.
Die vorstehend beschriebenen Rakelvorrichtungen können beispielsweise als Rakel 4 und/oder Rakel 7 in der in Fig. 1 gezeigten Harzmattenanlage 1 eingesetzt werden. Bezugszeichenliste: P1433
1 . Harzmattenanlage 54. Harzpaste
2. unteres Band 55. Trägerfolie
3. oberes Band 56. Bodenfläche
4. Rakel 57. Rollbewegung
5. Harzansatzschicht 58. Harzpastenmaterial
6. Schnittglas (aus Rovings (eingedickt)
und/oder Langfasern) 59. Rakelspalt
7. Rakel 60. Rakelkasten
8. Harzansatzschicht 61 . Rakelmesser
9. Harzansatz 62. Rückwand
10. Harzmatte 63. Füllrohr
1 1 . Walzen (unten) 64. Harzpaste
12. Walzen (oben) 65. Trägerfolie
14. Eindick-Durchlaufspeicher 66. Bodenfläche
17. Schneidwerk 67. Spiralbewegung
18. Zuschnittmatte 68. Austragsöffnung
19. Zuführband 69. Rakelspalt
20. Formpresse 70. Traversierachse
21 . Formteil 71 . Bewegungsrichtung
22. Umlenkrolle 72. Kippstellung
24. Abzugsrichtung 73. Seitenwände
50. Rakel kästen
51 . Rakelmesser A Harzansatzaufbringbereich
52. Rückwand B Walk- und Tränkstrecke
53. Schlauchzuführung C Eindickstrecke

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Aufbringen einer reaktiven Harzpaste auf eine
Trägerfolie, aufweisend die Schritte:
Zuführen von Harzpaste (64) in einen Rakelkasten (60) mittels einer Zuführeinrichtung, wobei die Zuführeinrichtung eine Austragsöffnung (68) aufweist, durch die die Harzpaste (64) aus der Zuführeinrichtung in den Rakelkasten (60) zugeführt wird, und wobei der Rakelkasten (60) ein Rakelmesser (61 ) aufweist,
Bewegen der Trägerfolie (65) auf einer Bodenfläche (66) durch einen zwischen dem Rakelmesser (61 ) und der Bodenfläche (66)
ausgebildeten Rakelspalt (69) und dabei Aufstreichen der Harzpaste auf die Trägerfolie (65) mit dem Rakelmesser (61 ),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Austragsöffnung (68) in die sich im Rakelkasten (60) befindliche Harzpaste (64) eingetaucht positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 , weiterhin aufweisend Bewegen der
Zuführeinrichtung entlang einer zum Rakelmesser (61 ) im Wesentlichen parallel verlaufenden Traversierachse (70).
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Zuführeinrichtung im
Wesentlichen bis zu Seitenwänden (69) des Rakelkastens entlang der Traversierachse (70) bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Zuführeinrichtung durch zumindest ein Füllrohr (63) gebildet wird, an dessen Ende die Austragsöffnung (68) ausgebildet ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend berührungsloses Erfassen der Menge der eingetragenen Harzpaste (64), bevorzugt mit einem Lasersensor.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Austragsoffnung (68) auf einer Höhe über der Trägerfolie (65) positioniert ist, die zwischen 1/3 und 2/3 der Höhe der sich im
Rakelkasten (60) befindlichen Harzpaste (64) liegt, besonders bevorzugt ist die Austragsoffnung des Füllrohrs (63) auf halber Höhe der Harzpaste (64) positioniert.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Austragsoffnung (68) so positioniert ist, dass sich die im Rakelkasten (60) befindliche Harzpaste (64) in einer Spiralbewegung (67) vom Ort des Einbringens durch die Zuführeinrichtung zum äußeren Rand der Harzrolle hin versetzt wird.
8. Rakelvorrichtung zum Aufbringen einer reaktiven Harzpaste auf eine Trägerfolie, wobei die Anordnung einen Rakelkasten (60) und eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von Harzpaste (64) in den Rakelkasten (60) aufweist, wobei der Rakelkasten (60) ein Rakelmesser (61 ) und eine Bodenfläche (66) aufweist, zwischen denen ein Rakelspalt (69) ausgebildet ist, durch den eine Trägerfolie (65) bewegt werden kann, so dass die Harzpaste (64) mit dem Rakelmesser (61 ) aufgestrichen werden kann, wobei die Zuführeinrichtung eine Austragsoffnung (68) aufweist, um Harzpaste (64) in den Rakelkasten (60) zuzuführen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Austragsoffnung (68) so positioniert ist, dass sie im Betrieb der Rakelvorrichtung in die im Rakelkasten (60) befindliche Harzpaste (64) eingetaucht ist.
9. Rakelvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Zuführeinrichtung
Antriebsm ittel aufweist, um die Austragsoffnung (68) entlang einer zum Rakelmesser (61 ) im Wesentlichen parallelen Traversierachse (70) zu bewegen.
10. Rakelvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Bewegung der
Austragsoffnung (68) entlang der Traversierachse (70) im Wesentlichen über die gesamte Breite des Rakelkastens (60) erfolgt.
Rakelvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die
Zuführeinrichtung durch zumindest ein Füllrohr (63) gebildet wird, dessen einem Ende die Austragsoffnung (68) ausgebildet ist.
Rakelvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , wobei die
Austragsoffnung (68) auf einer Höhe über der Trägerfolie (65) positioniert ist, die zwischen 1/3 und 2/3 der Höhe der sich im
Rakelkasten (60) befindlichen Harzpaste (64) liegt, besonders bevorzugt auf halber Höhe der Harzpaste (64) liegt.
Rakelvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die
Austragsoffnung (68) auf einer Höhe zwischen 15 und 20 mm über der Trägerfolie (65) und/oder in einem Abstand von 5 bis 10 mm zum
Rakelmesser (61 ) positioniert ist.
Rakelvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, weiterhin aufweisend einen Sensor, bevorzugt einen Lasersensor, zum
berührungslosen Erfassen der Menge des eingetragenen Materials.
15. Harzmattenanlage 1 , aufweisend zumindest eine Rakelvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14.
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