DE1752337A1 - Plant for the coating of diffusion-friendly adhesives and dyes and the like. - Google Patents
Plant for the coating of diffusion-friendly adhesives and dyes and the like.Info
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Description
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Es kann als hinreichend bekannt angesehen werden, daß sich die Trockenzeit von Beschichtungen mit Kleb- und Farbstoffen etwa im Quadrat zum Beschichtungsgewicht verhält.It can be regarded as well known that the drying time of coatings with adhesives and dyes is roughly square with the weight of the coating.
Es sind verschiedentlich Versuche unternommen worden, die notwendigen Trockenzeiten herabzusetzen, dadurch, daß beispielsweise in einer ersten Beschichtungseinheit die Hälfte der für die Erzielung des End-Produktes notwendigen Beschichtungsstärke aufgetragen wird und anschließend in einer zweiten Beschichtungseinheit die restliche Klebstoff-Masse aufgetragen wird. Diese Lösungen versuchen also, die im Quadrat zur Beschichtungshöhe wachsende Diffusionszeit abzukürzen. Im vorstehenden Beispiel würden 2 Trockenstrecken mit einer Gesamtlänge, die nur halb so groß ist wie bei einer nur einmaligen Beschichtung, zum Einsatz kommen.Various attempts have been made to reduce the necessary drying times, for example by applying half the coating thickness necessary to achieve the end product in a first coating unit and then applying the remaining adhesive mass in a second coating unit. These solutions try to shorten the diffusion time, which increases by the square of the coating height. In the above example, 2 drying sections with a total length that is only half the size of a single coating would be used.
Der Wert dieser Lösungen wird aber zweifelhaft, weil die Lösungsmittel der zweiten Beschichtung intensiv in die bereits getrocknete erste Beschichtung diffundieren und dann bei der nachfolgenden Trocknung wiederum große Diffusionswege notwendig werden.The value of these solutions becomes doubtful, however, because the solvents of the second coating diffuse intensively into the first coating, which has already been dried, and then again large diffusion paths are necessary in the subsequent drying.
Die Erfindung geht davon aus, daß das Beschichtungsgewicht des End-Produktes mehrmals aufgeteilt wird, wobei die Beschichtungen auf mehrere Trägerbahnen 1 erfolgen. Mehrere solcher Beschichtungs-Einheiten 2 werden tunlichst übereinander angeordnet. Am Ende der Anlage kann das Substrat 3, ähnlich wie bei einem Kaschiervorgang, gegen die übereinanderliegenden Trägerbahnen 1 gedrückt werden, wobei der Klebstoff von den Trägerbahnen auf das Substrat übertragen wird (siehe Fig. 1).The invention is based on the assumption that the coating weight of the end product is divided several times, the coatings being carried out on several carrier webs 1. A plurality of such coating units 2 are arranged one above the other as far as possible. At the end of the installation, the substrate 3 can be pressed against the superimposed carrier webs 1, similar to a lamination process, the adhesive being transferred from the carrier webs to the substrate (see FIG. 1).
Dieses Verfahren hat auch den Vorteil, daß Fehlstellen in der Beschichtung die Qualität des Endproduktes nur wenig beeinflussen.This method also has the advantage that imperfections in the coating have little effect on the quality of the end product.
Weitere Vorteile ergeben sich, weil gegenüber der bekannten Tandem-Anordnung hier die Beschichtungswerke übereinander angeordnet sind und ein gemeinsamer Trockner 4 für sämtliche Beschichtungseinheiten verwendet werden kann.Further advantages result because, compared to the known tandem arrangement, the coating units are arranged one above the other and a common dryer 4 can be used for all coating units.
Die erfindungsgemäße Anordnung erleichert auch die Beschichtung von Substraten, die etwa durch hohe Zugempfindlichkeit oder durch mangelnde Steifigkeit ungünstige Bahnführungsmöglichkeiten bieten. Solche Verhältnisse sind beispielsweise bei der Beschichtung von Wirkware, wie sie für die Pflaster-Herstellung benutzt wird, gegeben. Bei der erfindungsgemäßen Anlage wird es möglich, die Wirkware auf kurzem Abstand abzurollen und durch die ebenfalls dicht zueinander angeordneten Übertragungs-Stationen am Ende der Anlage zu führen. Für Substrate in form thermoplastischer Folien hat das Verfahren den Vorteil, daß im Trockner 4 höhere Temperaturen verwendet werden können und daß das Thermoplast nur während des Übertragungsvorganges kurzzeitig mäßigen Temperaturen ausgesetzt wird. Hier bietet sich auch die Möglichkeit an, zwischen den einzelnen Übertragungs-Stationen Kühlwalzen 5 anzuordnen, ein Prinzip, welches bei der Förderung von Thermoplasten durch den Trockner nicht möglich ist.The arrangement according to the invention also facilitates the coating of substrates which offer unfavorable path guidance options due to their high tensile sensitivity or lack of rigidity. Such relationships exist, for example, when coating knitted fabrics such as those used for plaster production. With the system according to the invention, it is possible to unroll the knitted fabric at a short distance and to guide it through the transfer stations at the end of the system, which are also arranged close to one another. For substrates in the form of thermoplastic films, the method has the advantage that higher temperatures can be used in the dryer 4 and that the thermoplastic is only briefly exposed to moderate temperatures during the transfer process. Here there is also the possibility of arranging cooling rollers 5 between the individual transfer stations, a principle which is not possible when conveying thermoplastics through the dryer.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es nach Fig. 2 auch möglich, Gewebe 6 oder Fäden zur Verstärkung des Endproduktes 7 in die Klebstoff-Schicht einzufügen, dadurch, daß das Gewebe nach der ersten oder vor der letzten Übertragungsstation 8 zukaschiert wird.With the device according to the invention it is also possible, as shown in FIG.
Als Trägerbahn 1 kann entweder ein endlos umlaufendes Gurtband verwendet werden, welches tunlichst an der dem Rakel zugewandeten Seite mit einer den Klebstoff abweisenden Beschichtung, beispielsweise mit Silicon-Kautschuk, beschichtet ist.Either an endlessly revolving belt band can be used as the carrier web 1, which is coated as far as possible on the side facing the doctor blade with a coating that repels the adhesive, for example with silicone rubber.
Als Trägerbahn könnte nach Fig. 3 auch ein klebstoffabweisendes Papier 10 verwendet werden, welches vor der Beschichtungs-Station von der Rolle 11 abgerollt und nach der Passage der Übertragungs-Station 8 wieder aufgerollt wird.An adhesive-repellent paper 10 could also be used as the carrier web according to FIG.
Der Konzeption einer solchen Anlage förderlich sind besondere Konstruktions-Prinzipien, die aber auch für normale Einfach-Beschichtungs-Anlagen nach dem Rakel-System von Nutzen sind.The conception of such a system is conducive to special construction principles, but these are also useful for normal single coating systems based on the doctor blade system.
Herkömmliche Rakel-Maschinen besitzen eine Rakelaufnahme, bei der die Spalteinstellung, in der Form der Schwalbenschanzführung, der Kugelführung etc. erfolgt. Meist dienen dann direkt wirkende oder stark untersetzte Spindeln zur Einstellung des Rakelspaltes.Conventional doctor blade machines have a doctor blade holder in which the gap is set in the form of the dovetail guide, the ball guide, etc. Directly acting or strongly reduced spindles are usually used to set the doctor blade gap.
Fig. 4 zeigt das erfindungsgemäße Beschichtungs-Werk 2. Es benutzt zur Rakelaufnahme eine Schwinge 12, wobei die Schwinge auf einem dicht am Rakel 13 angeordneten Anschlag 14 liegt, während die zweite Aufhängung 15 der Schwinge tunlichst weit vom Rakel entfernt angeordnet wird. Zwischen diesen beiden Punkten wird beispielsweise ein Pneumatik-Zylinder 16 angeordnet, der die Aufgabe hat, im Betriebszustand jede Schwingen-Auflage spielfrei zu fixieren, während zum Zwecke des Säuberns des Rakels, der Zylinder umgekehrt beaufschlagt wird. Im letzteren Falle hebt der Zylinder die Schwinge vom Schwingenanschlag 14 ab, so daß die weit entfernte Aufhängung der Schwinge als Gelenkpunkt 15 ausgebildet sein muß.4 shows the coating system 2 according to the invention. It uses a rocker 12 to hold the doctor blade, the rocker arm resting on a stop 14 arranged close to the doctor blade 13, while the second suspension 15 of the rocker arm is arranged as far away from the doctor blade as possible. Between these two points, for example, a pneumatic cylinder 16 is arranged, which has the task of fixing each rocker support free of play in the operating state, while the cylinder is acted upon in reverse for the purpose of cleaning the doctor blade. In the latter case, the cylinder lifts the rocker arm from the rocker arm stop 14, so that the far-away suspension of the rocker arm must be designed as a pivot point 15.
Diese Anordnung erlaubt sehr feine Spalteinstellungen, wie sie für die Herstellung dünner Beschichtungen notwendig werden. Der Gelenkpunkt 15 wird höhenverstellt über eine fein übersetzte Spindel oder dergleichen.This arrangement allows very fine gap settings, such as are necessary for the production of thin coatings. The hinge point 15 is adjusted in height via a finely translated spindle or the like.
Würde ein Abstand zwischen Rakel 13 und Gelenkpunkt 15 gewählt, der zehnmal größer ist, als der Abstand zwischen Rakel 13 und Schwingenanschlag 14, so ergäben sich ein Rakelspalt, der nur 1/10.-tel des Ausschlages der Höhenverstellung ausmacht. Für den praktischen Betrieb hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Schwingen-Hub an dem Gelenkpunkt durch eine Messuhr mit 100.-tel Teilung zu erfassen, so daß der Anzeigewert dem Rakelspalt in 1.000.-stel abgelesen werden kann.If a distance between squeegee 13 and hinge point 15 were chosen that is ten times greater than the distance between squeegee 13 and rocker stop 14, the result would be a squeegee gap that is only 1 / 10th of the deflection of the height adjustment. For practical operation, it has proven to be advantageous to record the swing arm stroke at the pivot point with a dial gauge with 100th graduation, so that the display value in the doctor blade gap can be read in 1,000th places.
Grobe Spalteinstellungsveränderungen werden dann dadurch erzielt, daß zwischen Schwinge und Schwingenanschlag gehärtete Endmaße 16 einmontiert werden.Rough changes in the gap setting are then achieved in that hardened gauge blocks 16 are fitted between the rocker arm and the rocker arm stop.
Auch die Massevorgabe am Rakel der bekannten Systeme gestattet Verbesserungen. Bekannt sind Rakel-Streich-Einrichtungen, bei denen die Masse vor dem Rakel in Wulstform läuft, während die Bahn unter das Rakel durchgeführt wird. Besonders bei dünnen Beschichtungen, also einem geringen Masseverbrauch, und bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten ist bei diesen herkömmlichen Systemen zu beobachten, daß Luft zwischen der sich umwälzenden Klebstoffmasse und dem Substrat, bzw. der Trägerbahn eingeschlossen wird. Diese Lufteinschlüsse führen leicht zu Fehlstellen in der Beschichtung.The specified mass on the doctor blade of the known systems also allows improvements. Squeegee coating devices are known in which the mass runs in front of the squeegee in the form of a bead while the web is passed under the squeegee. Particularly in the case of thin coatings, that is to say a low consumption of mass, and at higher production speeds, it can be observed in these conventional systems that air is trapped between the circulating adhesive mass and the substrate or the carrier web. These air pockets easily lead to defects in the coating.
Auch sind Beschichtungs-Systeme für Klebstoffe bekannt geworden, bei denen der Klebstoff aus einem geschlossenen Gefäß, meist dem Vorrats-Behälter, über eine Schlitzdüse dem Substrat zugeführt wird. Der Vorteil dieser Systeme ist mit der Vermeidung der vorzeitigen Lösungsmittelverdampfung zu begründen. Sie sind nicht geeignet, die vorerwähnten Lufteinschlüsse zu verhindern.Coating systems for adhesives have also become known in which the adhesive is fed to the substrate from a closed vessel, usually the storage container, via a slot nozzle. The advantage of these systems is the avoidance of premature solvent evaporation. They are not suitable for preventing the aforementioned air inclusions.
Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungswerk, Fig. 5, wird vor das Rakel 13 ein Balken angeordnet, der ein Abfließen der Masse B verhindert. Die Füllhöhe 19 soll dabei möglichst hoch gewählt werden, und der Abstand des Balkens zum Rakel soll möglichst klein sein. So kann sich vor dem Rakel eine kreislaufförmige Strömung der Masse ausbilden, ohne daß diese Strömung bis zum Spiegel der Masse erstreckt wird. Dadurch werden Lufteinschlüsse infolge einer Masse-Umwälzung vermieden.In the coating unit according to the invention, FIG. 5, a bar, which prevents the mass B from flowing off, is arranged in front of the doctor blade 13. The fill level 19 should be selected as high as possible, and the distance between the bar and the doctor blade should be as small as possible. In this way, a circular flow of the mass can develop in front of the doctor blade without this flow extending to the level of the mass. This avoids air inclusions as a result of a mass circulation.
Es muß nun erfindungsgemäß noch dafür gesorgt werden, daß die auf dem Substrat 19 oder der Trägerbahn haftenden Luftteile entfernt werden, bevor das Substrat, bzw. die Trägerbahn mit dem Klebstoff 18 in Berührung kommt. Zu diesem Zwecke sieht die Erfindung eine elastische Leiste 20 vor, die am Balken 17 montiert wird, das Ausfließen der Masse 18 unter den Balken verhindert und aufgabengemäß Lufteinschlüsse aufhebt.According to the invention, it must now be ensured that the air particles adhering to the substrate 19 or the carrier web are removed before the substrate or the carrier web comes into contact with the adhesive 18. For this purpose, the invention provides an elastic strip 20 which is mounted on the beam 17, prevents the mass 18 from flowing out under the beam and, according to the task, eliminates air pockets.
Eine weitere Maßnahme zur Verminderung der Lufteinschlüsse ist durch das Einlegen einer verschließfesten Folie 21 oder eines Papierstreifens möglich. Dieser Streifen wird an der Frontseite des Balkens befestigt und erstreckt sich über die Dichtleiste 20 hinaus bis kurz vor das Rakel 13. Der Folien-, bzw. Papierstreifen 21 vermindert das Rotieren der Masse 18 vor dem Rakel 13, weil die Masse nur noch auf kurzer Distanz mit dem Substrat oder der Trägerbahn in Berührung kommt. Die vorerwähnte Druckleiste 20 bleibt bei dieser Anordnung voll wirksam.Another measure to reduce air inclusions is possible by inserting a seal-resistant film 21 or a paper strip. This strip is attached to the front side of the bar and extends beyond the sealing strip 20 to just before the doctor blade 13. The film or paper strip 21 reduces the rotation of the mass 18 in front of the doctor blade 13, because the mass is only briefly Distance comes into contact with the substrate or the carrier web. The aforementioned pressure bar 20 remains fully effective in this arrangement.
Zur Vermeidung übermäßiger Reinigungsarbeiten bei einer Außerbetriebsetzung der Beschichtung, muß die gesamte Klebstoffmasse verbraucht werden. Aus diesem Grunde hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Klebstoff durch Verstärkung der Beschichtungs-Gewichte schnell zu verbrauchen. Der Spalt sollte nicht mittels der Höhenverstellung eingestellt werden, weil dann bei der nachfolgenden Wieder-Inbetriebsetzung die Re-Konstruktion der ursprünglichen Spalteinstellung erschwert wird. Als sehr nützlich hat sich beispielsweise eine abschwenkbare Begrenzungsspindel 22 erwiesen, die etwa oberhalb des Schwingenanschlages 14 montiert ist. Die zugestellte Begrenzungs-Spindel sorgt nun beim Umschalten des Pressluft-Zylinders 16 für die benötigte Spaltvergrößerung. Wenn auf diese Art und Weise die Masse 18 verbraucht ist, können die Spindelanschläge 22 abgeschwenkt werden, so daß der gesamte Zylinder-Hub ausgenutzt wird und ein hinreichend großer Spalt für die Reinigung und Wartung entsteht. Die an dem die Wanne bildenden Balken angebrachte Dichtleiste 20 sollte so bemessen sein, daß auch bei vergrößerter Spalteinstellung ein sicherer Kontakt mit dem Substrat, der Trägerbahn 19, bzw. dem Folien- oder Papierstreifen 21 gewährleistet ist.To avoid excessive cleaning work when the coating is shut down, the entire adhesive mass must be used up. For this reason it has been found to be expedient to use up the adhesive quickly by reinforcing the coating weights. The gap should not be set by means of the height adjustment, because then the reconstruction of the original gap setting is made more difficult during the subsequent restart. A pivotable limiting spindle 22, which is mounted approximately above the rocker stop 14, has proven to be very useful, for example. When the compressed air cylinder 16 is switched over, the delimiting spindle that has been fed in now ensures the required enlargement of the gap. When the mass 18 is used up in this way, the spindle stops 22 can be swiveled away so that the entire cylinder stroke is used and a sufficiently large gap is created for cleaning and maintenance. The sealing strip 20 attached to the bar forming the tub should be dimensioned so that secure contact with the substrate, the carrier web 19, or the film or paper strip 21 is ensured even with an enlarged gap setting.
Bei allen nicht geschlossenen Rakel-Systemen läßt man die Masse aus einem Vorrats-Behälter durch ein oder zwei Rohrmündungen vor das Rakel laufen. Beim Eintauchen des Massestromes in dem Spiegel der Masse können ebenfalls Lufteinschlüsse entstehen. Aufgabengerechter ist die Zuführung der Masse über ein geschlossenes Rohr, und erfindungsgemäß wird hierzu das Rakel 13 benutzt. Die Ausfluß-Bohrungen 23 aus dem Rakelrohr sollten im unteren Drittel des Massevorrats angebracht sein, damit durch die Massenachführung keine Strömungen auf dem Spiegel der Masse 19 erzeugt werden.In all non-closed doctor blade systems, the mass is allowed to run from a storage container through one or two pipe mouths in front of the doctor blade. When the mass flow is immersed in the mirror of the mass, air inclusions can also arise. The supply of the compound via a closed pipe is more appropriate to the task, and according to the invention the doctor blade 13 is used for this purpose. The outflow bores 23 from the doctor tube should be located in the lower third of the mass supply so that no currents are generated on the level of the mass 19 due to the mass tracking.
Bei dem Beschichtungs-Werk der bisherigen Beschreibung läuft die Trägerbahn oder das Substrat durch den Rakelspalt. Bei einem anderen bekannten Rakel-System wird die Masse 24 auf der Auftragswalze 25 selbst dosiert, um dann anschließend die Beschichtung 26 an die einen Presseur 27 umschlingende Trägerbahn oder Substrat zu übertragen. Diesem System wird stets dann der Vorzug gegeben, wenn die Trägerbahn oder das Substrat starke Stärkenschwankungen aufweist und zudem sehr gleichmäßige Masse-Schichten aufgetragen werden sollen. Erfindungsgemäß kann nun statt des Rakels auch ein elastischer Schaber 28 benutzt werden. Ist dieser mit einer glattgeschliffenen Schaberkante 29 ausgestattet, so muß die Auftragswalze 25 mit einer Gravur versehen werden, ähnlich dem System des bekannten Tiefdruckes.In the coating plant of the previous description, the carrier web or the substrate runs through the doctor gap. In another known doctor blade system, the mass 24 is metered onto the application roller 25 itself, in order then to subsequently transfer the coating 26 to the carrier web or substrate wrapping around an impression roller 27. This system is always preferred when the carrier web or the substrate has strong fluctuations in thickness and very even layers of mass are to be applied. According to the invention, an elastic scraper 28 can now also be used instead of the doctor blade. Is this one with a smoothly ground scraper edge 29 equipped, the application roller 25 must be provided with an engraving, similar to the system of the known gravure printing.
Zur besseren Anpassung an die rheologischen Bedingungen von Klebstoffmassen hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn eine glatte Auftragswalze 25 verwendet wird und der Schaber mit einer gezinkten Kante 29 ausgestattet ist. Die auf die Trägerbahn, bzw. das Substrat 30 aufgetragene Masse ist einerseits abhängig von der Stärke des Zinkens und andererseits von der Drehzahl der Auftragswalze 25. Dieses erfindungsgemäße Verfahren kann noch verbessert werden durch einen oszillierenden Schaber mit gezinkter Kante. Die Drehzahl der Auftragswalze 25 sollte zur Erzielung einer hinreichend gleichmäßigen Beschichtungs-Oberfläche so viel schneller als der Presseur 27 laufen, wie das Verhältnis zwischen Amplituden-Länge und Amplituden-Höhe der Oszillierbewegung.For better adaptation to the rheological conditions of adhesive masses, however, it has proven to be advantageous if a smooth application roller 25 is used and the scraper is equipped with a notched edge 29. The mass applied to the carrier web or substrate 30 is dependent on the one hand on the thickness of the tine and on the other hand on the speed of the application roller 25. This method according to the invention can be improved even further by an oscillating scraper with a galvanized edge. To achieve a sufficiently uniform coating surface, the speed of the application roller 25 should run as much faster than the impression roller 27, as the ratio between the amplitude length and amplitude height of the oscillating movement.
Insbesondere bei partial schwankenden Stärken des Substrates oder der Trägerbahn ist die Verwendung eines Presseurs mit hoch-elastischem Überzug vorteilhaft, damit eine hinreichende Gleichmäßigkeit im Anpreßdruck zwischen der Auftragswalze und dem Presseur und damit eine gleichmäßige Masse-Übertragung erzielt wird.In particular with partially fluctuating thicknesses of the substrate or the carrier web, the use of an impression roller with a highly elastic coating is advantageous so that sufficient uniformity in the contact pressure between the application roller and the impression roller and thus a uniform transfer of mass is achieved.
Insbesondere bei der Verwendung zugunempfindlicher Trägerbahnen kann auf den Presseur 27 verzichtet werden. Zwei nahe an der Tangente der Auftragswalze angeordnete Umlenkwalzen für die Trägerbahn sorgen dafür, daß die Trägerbahn die Auftragswalze mit einem Winkel von etwa 90° umschlingt.In particular when using non-sensitive carrier webs, the impression roller 27 can be dispensed with. Two deflecting rollers for the carrier web, which are arranged close to the tangent of the application roller, ensure that the carrier web wraps around the application roller at an angle of approximately 90 °.
Eine sehr gute Möglichkeit der Masse-Übertragung auf ein Substrat oder auch auf dünne Trägerbahnen 31 ergibt sich erfindungsgemäß auch durch die Anordnung einer oder mehrerer, mehr oder weniger federnder Leisten 32, die an der Rückseite des Substrates, bzw. der Trägerbahn Druck in Richtung der Auftragswalze 33 ausüben. Dieses System erlaubt auch eine Kombination mit Unlenkwalzen.A very good possibility of mass transfer to a substrate or also to thin carrier webs 31 results according to the invention by the arrangement of one or more, more or less resilient strips 32, which apply pressure in the direction of the back of the substrate or the carrier web Apply application roller 33. This system also allows a combination with guide rollers.
Da partiale Stärken-Schwankungen in der Gurtbandfläche unterschiedliche Schichtdicken beim Einsatz eines Rakels 9 ergeben, so wird erfindungsgemäß empfohlen, das Gurtband vor Aufnahme der Produktion in der Anlage selbst klebstoffabweisend zu beschichten.Since partial thickness fluctuations in the webbing surface result in different layer thicknesses when using a doctor blade 9, it is recommended according to the invention that the webbing itself be coated with an adhesive-repellent before starting production in the system.
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