DE2027458B2 - Verfahren und vorrichtung zum auftragen einer lackschicht auf einen traeger aus kunststoff, insbesondere zum herstellen von magnetbaendern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auftragen einer Lackschicht auf einen Träger aus Kunststoff, insbesondere zur Herstellung von Magnetbändern, wobei der Lack ein Bindemittel, ein Lösungs-

>5 mittel und Magnetteilchen enthält und wobei eine pro Zeiteinheit einstellbare Menge Lack auf den mit regelbarer Geschwindigkeit sich fortbewegenden Träger aufgebracht wird, und zwar mil Hilfe eines Gießspaltes, der gegenüber der Bewegungsrichtung des

ίο Trägers quer gerichtet ist und dessen Länge der Breite der aufzutragenden Lackschicht entspricht, wobei die Dicke dieser Lackschicht von der Menge zugeführten Lacks und von der Geschwindigkeit des Trägers abhängig ist.

Derar*ige Verfahren haben zum Zweck, eine Lackschicht mit einer Dicke von einigen μιη auf einen Träger aufzubringen. Dabei gilt als Anforderung, daß die Dicke der Lackschicht möglichst gleichmäßig sein muß. Dies ist insbesondere von Bedeutung bei der Herstellung von Magnetbändern, dessen Aufzeichnungseigenschaften auch von der Homogenität der Lackschicht abhängig sind. Der Lack wird auf einer Träger aus Kunststoff, beispielsweise Polyester, in einer Schicht mit einer bestimmten Dicke aufgebracht wonach der Träger mit der daran haftenden Lackschichi durch eine Trocknungsanlage geführt wird. Außer einem Bindemittel und Magnetteilchen enthält der Lack noch ein Lösungsmittel, das während des Trockenvorganges verdampft. Die Dicke der fertigen trockener Lackschicht entspricht 10 bis 15% der Dicke dei ursprünglichen feuchten Lackschicht. Wenn beispiels weise eine trockene Schicht mit einer Dicke von 2 μη· erwünscht ist, muß eine nasse Schxhi. mit einer Dick« von 15 bis 20 μηι aufgebracht werden.

Mit den herkömmlichen Verfahren, bei dener beispielsweise der Lack mit Hilfe einer glatten bzw gravierten Rolle entweder mit oder ohne Rakel auf der Träger aufgebracht wird, lassen sich nur Lackschichter bis zu einer bestimmten minimalen Dicke aufbringen

so An die Präzision der Vorrichtungen werden hoh( Anforderungen gestellt. Etwaige Beschädigungen de: Rolle bzw. der Rakel machen die Ausbesserung bzw. da Auswechseln dieser Teile notwendig. Das Aufbringer einer Lackschicht mit einer repordizierbaren Dicke is nur möglich, wenn Lacke mit denselben rheologischei Eigenschaften verwendet werden; diese Anforderunj wird meistens nicht mehr erfüllt, wenn Lacke unter schiedlicher Zusammenstellung verwendet werden.

Bei ein^m bekannten Verfahren zum Aufbringei einer Magnetteilchen enthaltenden Lackschicht au einen Tonfilm wird ein dünner Lackstreifen auf dei fortbewegten Film gespritzt und danach mit Hilfe eine einstellbaren Streichelementcs zu einem breiten Strei fen ausgestrichen. Dadurch, daß die Einstellung de Streichelementes auf mechanische Weise erfolgt, liäß sich die Dicke der Lackschicht nicht genau bestimmer Bei der Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfall rens besteht die Gefahr, daß Luft mit dem Träge

mitgerissen wird, und zwischen Träger und Lackschicht eingeschlossen werden kann.

Damit man auf das Ausstreichen ^es Lackes verzichten kann, ist es weiter bekannt, euf den Träger mit Hilfe eines Gießspaltes einen Lackstreifen zu spritzen, wobei die Länge des Gießspaltes der Breite der aufzubringenden Lackschicht nahezu entspricht. Mit dieser Vorrichtung lassen sich Lackschichten mit einer Dicke von etv/a 50 μηι der nassen Schicht aufbringen, was im optimalen Fall einer minimalen Dicke von 5 μπι ίο der trockenen Schicht entspricht. Schwankungen der Trägergeschwindigkeit bzw. der Lackzufuhr führen zu Abweichungen der Dicke der Lackschicht welche Abweichungen sich nicht mehr ausgleichen lassen.

Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, das diese Nachteile ausschaltet und bei dem auf einen Träger eine Lackschicht aufgebracht wird die dünner und gleichmäßiger ist als die mit den bekannten Verfahren und Vorrichtungen erhaltenen Lackschichten.

Dazu wird beim erfindungsgemäßen Verfahren der Lack, nachdem dieser den Gießspalt verlassen hat, vorübergehend in einer Druckkammer gespeichert und der Träger mit der zu bedeckenden Fläche unter Zugspannung an dem gespeicherten Lack entlang geführt und mit diesem in Berührung gebracht, wobei der Lack unter Druck gehalten wird, wonach der Träger mit der daran haftenden Lackschicht derart an e^;ner Streichkante entlang geführt wird, daß die Teile des Trägers vor und hinter der Streichkante einen Winkel einschließen. Dadurch, daß der Lack in der Druckkammer unter Druck gehalten wird, wird ein Lackkissen gebildet und der Lack wird über die ganze Breite der Druckkammer gleichmäßig verteilt. Der Druck in der Druckkammer verhindert weiter, daß Luft zur Druckkammer gesaugt wird. Durch die Zugspannung des Trägers und durch den Winkel, den die Teile des Trägers vor und hinter der Streichkante einschließen, wird auf den Träger eine Kraft mit einer Normalkomponente ausgeübt, wodurch der Träger in der Richtung der Streichkante gedruckt wird, und wodurch der zum Druckaufbau erforderliche Widerstand entsteht. Es hat sich herausgestellt, daß es möglich ist, homogene und gleichmäßige Lackschichten mit einer Dicke von weniger als 10 μΐη vor dem Trocknen und einer Dicke von weniger als 1 μπι nach dem Trocknen aufzubringen. Versuche haben den überraschenden Effekt gezeigt, daß die Streichkante die Lackschicht nicht abstreicht, sondern nur eine glättende Wirkung ausübt und daß die Streichkante insbesondere zur Erhaltung gleichmäßiger und extrem dünner Lackschichten sogar notwendig ist.

Der in der Druckkammer herrschende Druck ist bei konstanter zugeführter Lackmenge auch von der Zugspannung und von dem Winkel, den die Teile des Trägers vor und hinter der Streichkante einschließen, abhängig. Bei einer günstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druck des Lackes in der Druckkammer durch Regelung des Winkels, den die Trägerteile vor und hinter der Streichkante einschließen, geregelt. Dadurch ist es möglich, die Wirkung der Streichkantc zu beeinflussen, beispielsweise beim Aufbringen von Lackschichten mit unterschiedlichen Dicken oder bei der Verarbeitung von Lacken mit verschiedenen Theologischen Eigenschaften.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Druck des Lackes in der Druckkammer durch Regelung der ZuesDannung des Trägers geregelt. Die Regelung der Zugspannung hat einen ähnlichen Effekt wie die Regelung des Winkels und kann gleichzeitig damit oder unabhängig davon erfolgen.

Bei einer anderen günstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druck des Lackes in der Druckkammer durch Regelung der pro Zeiteinheit zugeführten Lackmenge geregelt. Wenn die anderen variablen Faktoren, insbesondere die Trägergeschwindigkeit konstant gehalten werden, findet dabei gleichzeitig eine Änderung der Dicke der aufgebrachten LackschJcht statt: Versuche haben gezeigt, daß trotz einer Erhöhung der zugeführten Lackmenge der Lack nicht aus der Druckkammer gepreßt wird.

Damit eine ungleiche Druckverteilung in der Druckkammer und im Gießspalt vermieden wird, wird bei einer vorzugsweise verwendeten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der Lack bevor er den Gießspalt verläßt durch einen Pufferraum gefühlt. Damit wird erreicht, daß der Druck des Lackes an der Eingangsseite des Gießspaltes und über die Länge desselben gleich ist.

Bei einer Vorrichtung, die sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders eignet, ist ein Düsenkopf mit zwei parallelen sich zur Bewegungsrichtung des Trägers quer erstreckenden Begrenzungswänden versehen, die einen Gießspalt bilden, und wobei die an der Zuführungsseite des Trägers liegende Begrenzungswand eine verlängerte Zunge aufweist, die für den Lack eine Führungsfläche bildet. Diese Vorrichtung ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterstützungsblock und ein Streichblock vorgesehen sind, die je mit einer der Begrenzungswände für den Gießspalt versehen sind, wobei der Streichblock mit einem flachen gegenüber dem Gießspalt quer gerichteten Sireichtisch versehen ist, dessen vom Gießspah abgewandten Ende eine Streichkante bildet, welcher Streichtisch zusammen mit der verlängerten Zunge des Unterstützungsblocks die Druckkammer begrenzt, und wobei der Unterstützungsblock weiter eine zum Gicßspalt quer gerichtete Unterstützungsflächc für den Träger aufweist. Der Düsenkopf enthält keine beweglichen Teile, wodurch praktisch kein Verschleiß auftritt. Dadurch, daß der Träger, der unter Zugspannung fortbewegt wird, an der Zuführungsseite die Unterstützungsfläche des Unterstützungsblocks berührt und an der Abführungsseite in Richtung der Streichkante gedrückt wird, wird die Bildung unerwünschter Rillen in der Längsrichtung des Trägers vermieden. Die Unterstützungsfläche bildet zusammen mit dem Träger eine Abdichtung, die verhindert, daß der Träger Luft zur Druckkammer mitführt.

Bei einer günstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in einem der zwei Blöcke eine rechteckige Aussparung (Rinne) vorgesehen, die in ihrem Querschnitt dem Querschnitt des Gießspaltes entspricht. Dadurch, daß ?ine Rinne in einem der zwei Blöcke vorgesehen ist. wird auf einfache Weise ein Gießspall hoher Genauigkeit erhalten. Wenn ein Gießspalt mit anderen Abmessungen notwendig bzw. erwünscht ist, braucht nur der Block mit der Rinne gegen einen Block mit einer anderen Rinne ausgetauscht zu werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch ein hinter der Streichkantc angeordnetes Führungsrohr für den Träger gekennzeichnet, das an seinem dem Träger zugewandten Teil mit Ausströmungsöffnungen für Druckluft versehen und in der Höhe verstellbar ist.

Durch die aus den Ausströmungsöffnungen strömende Preßluft wird ein Luftkissen zwischen dem Führungsrohr und dem Träger gebildet, so daß dieser den Rohkörper nicht berührt. Dadurch, daß das Führungsrohr in der Höhe verstellbar ist, ist es möglich, den Winkel, den die Trägerteile vor und hinter der Streichkante einschließen, auf einfache Weise zu regeln, wobei das Luftkissen vermeidet, daß die Zugspannung auf unkontrollierte Weise, beispielsweise durch Reibung, beeinflußt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

F i g. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung,

F i g. 3 die Vorrichtung mit einer Transport- und Trocknungsanlage.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Auftragen einer Lackschicht auf einen fortbewegten Träger 2 und enthält einen Düsenkopf 4, der aus einem Zuführungsblock 6, einem Streichblock 8 und einem Unterstützungsblock 10 besteht. Der Streichblock 8 ist an der Abführungsseite und der Unterstützungsblock ist an der Zuführungsseite des Trägers 2 angeordnet. Der Zuführungsblock 6 und der Streichblock 8 ruhen auf einem Gestellteil 12. Der Unterstützungsblock 10 ist auf dem Zuführungsblock 6 angeordnet, und weist eine schräge Wand 14 auf, die zusammen mit den benachbarten flachen Wänden des Zuführungsblocks 6 und des Streichblocks 8 einen Pufferraum 16 begrenzt. Die mittleren Teile der einander zugewandten parallelen Wände 18 und 20 des Streichblocks 8 und des Unterstützungsblocks 10 bilden die Begrenzungswände 22 und 24 für den Gießspalt 26 mit einer Länge a, einer Breite b und einer Höhe c Der Gießspalt 26 wird aut einfache Weise durch eine Rinne 28 gebildet, die in einer der parallelen Wände, im betreffenden Ausführungsbeispiel in der Wand 20 des Unterstützungsblocks 10. vorgesehen ist. Der Unierstülzungsblock 10 wird mit den Wandteilen 20. die den Gießspalt seitlich begrenzen, an der Wand 18 des Streichblocks 8 angeordnet, wobei die Rinne 28 durch die flache Begrenzungswand 22 des Streichblocks 8 abgeschlossen wird. Der Streichblock 8 weist eine flache obere Fläche auf, die einen Streichtisch 30 bildet, der gegenüber dem Gießspalt 26 quer gerichtet ist und dessen vom Gießspalt 26 abgewandtes Ende eine Streichkante 32 bildet Der Unterstützung block 10 weist eine Zunge 34 mit einer Führungswand 36 fluchtend mit der Begrenzungswand 24 des Gießspaltes 26 auf. Der Streichtisch 30 und die Führungswand 36 begrenzen eine Druckkammer 38 mit dreieckigem Querschnitt die an der Oberseite durch den fortbewegten Träger 2 abgeschlossen wird und an den beiden Längsseiten unabgeschlossen bleibt. Die Breite der Druckkammer 38 entspricht der Länge a des Gießspaltes 26 und der Breite der aufzutragenden Lackschicht; die maximale Höhe entspricht der Höhe d der Zunge 34; die Länge eder Druckkammer entspricht dem Abstand der Begrenzungswand 24 von der Streichkante 32. Der Unterstützungsblock 10 ist weiter mit einer Unterstützungsfläche 40 versehen, die gegenüber der Führungswand 36 senkrecht gerichtet ist und mit welcher der Träger 2 in Berührung kommt. Hinter der Streichkante 32 in einem bestimmten Abstand von derselben ist ein Führungsrohr 42 für den Träger 2 angeordnet. Das Führungsrohr 42 liegt mit seinen Enden 44 in zwei Trägern 46. die am Gestellteil 12 befestigt sind. Damit das Führungsrohr 42 in der Höhe verstellbar ist, ist dieses gegenüber dem Trägern 46 beispielsweise mittels Schlitze 48 in den Trägern 46 verschiebbar gelagert. Der untere, dem Träger 2 zugewandte Teil des Führungsrohres 42 ist mit Ausströmungsöffnungen 50 für Druckluft versehen, die durch die hohlen Enden 44 zugeführt wird. Die ausströmende Druckluft bildet ein Luftkissen, so daß der Träger den Rohrkörper nicht berühren kann, wodurch ίο unerwünschte Reibungswiderstände vermieden sverden. Der Lack, der ein Bindemittel, ein Lösungsmittel und Magnetteilchen enthält, wird durch eine nicht dargestellte Pumpvorrichtung durch eine Leitung 52 im Zuführungsblock 6 zum Pufferraum 16 gepumpt, wo Druckschwankungen ausgeglichen werden. Danach wird der Lack durch den Gießspali 26 zur Druckkammer 38 gepreßt und darin vorübergehend und unter Druck gespeichert. Der Träger 2, der aus Kunststoff, beispielsweise Polyester, besteht hat eine Dicke von beispielsweise 10 μΐη und eine Breite f. die einige mm größer ist als die Länge a des Gießspaltes 36. Der Träger 2 wird durch eine Transportrolle 54, die von einem Motor 56 über einen Getriebekasten 58 angetrieben wird, von einer Abwickelrolle 60 abgcwikkelt. über Führungsrollen 62 zum Düsenkopf 4 geführt, unter Zugspannung an dem in der Druckkammer 38 gespeicherten Lack entlang gezogen und danach an eier Führungsröhre 42 entlang geführt. Der Träger 2 gleitet über die Unterstützungsfläche 40 des Unterstützungsblockes 10, wobei die Unterstützungsfläche als Rakel wirksam ist und vermeidet, daß der Träger 2 Luft zur Druckkammer 38 mitreißt. Danach berührt der Träger 2 den Lack in der Druckkammer 38, wobei eine Lackschicht mit einer bestimmten Dicke am Träger 2 hängen bleibt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Lackmenge, die auf de» Träger 2 aufgetragen wird. der zugeführten Lackmenge gleich; dieses Lackvolumen entspricht dem Produkt aus Trägergeschwindigkeit. Breite und Dicke der aufzutragenden Lackschicht. Bei einer gegebenen Länge a des Gießspaltes ist die Dicke der Lackschicht von der zugeführten Lackmenge und von der Trägergeschwindigkeit abhängig.

Beim Verlassen der Druckkammer 38 wird der Träger 2 derart an der Streichkante 32 entlang geführt, daß die Teile des Trägers vor und hinter der Streichkantc einen Winkel einschließen. Durch die Bildung des Winkels an der Streichkante 32 und durch die Zugspannung, mit der der Träger fortbewegt wird, wird auf den Träger 2 eint Kraft mit einer Normalkomponente ausgeübt, die der Träger in Richtung der Streichkante 32 drückt, so da£ diese eine Stauwirkung ausübt Die Oberfläche dei Lackschicht wird durch die Streichkante 32 geglättet, se daß eine äußerst gleichmäßige Lackschicht erhaltet wird. Dabei wird durch den in der Druckkammer 31 herrschenden Druck zwischen dem Träger 2 und de: Streichkante 32 ein Lackkissen gebildet, das ein« gegenseitige Berührung des Trägers 2 und de Streichkante 32 verhindert

Der Druck in der Druckkammer 38 läßt sich durcl Regelung der Zugspannung des Trägers 2 und durcl

Regelung des durch den Träger 2 an der Streichkante 3:

gebildeten Winkels regeln. Die Zugspannung ist mi

Hilfe eines Motors 64, der mit der Abwickelrolle 6 gekuppelt und mit einer regelbaren Wirbelstromkopp

lung zur Erzeugung eines der Abwickcirichtung de

Abwickelrolle 60 entgegengesetzten Momentes versc

hen ist regeln. Eine Rillenbildung in der Längsrichtun

des Trägers 2 beim Passieren der Druckkammer un

unter dem Einfluß der Zugspannung wird durch die Unterstützungsfläche 40, auf welche der Träger 2 an der Zuführungsseite stützt und durch die Streichkante 32, in deren Richtung der Träger 2 an der Abführungsseite gedrückt wird, vermieden.

Der Winkel, den die Trägerteile vor und hinter der Streichkante 32 einschließen, läßt sich auf einfache Weise durch Verstellung des Führungsrohres 42 in der Höhe regeln.

Bei einer Änderung der zugeführten Lackmenge findet ebenfalls eine Änderung des Drucks in der Druckkammer statt; bei konstantbleibender Trägergescliwindigkeit wird dabei die Dicke der aufzutragenden Lackschicht gleichzeitig geändert. Dadurch, daß die Trägergeschwindigkeit an die zugeführte geänderte Lackmenge derart angepaßt wird, daß der Träger bei einer erhöhten Lackzufuhr eine höhere Geschwindigkeit und bei einer Verringerung der Lackzufuhr eine niedrigere Geschwindigkeit hat, läßt sich die Dicke der aufzutragenden Lackschicht konstant halten.

Nach dem Passieren des Düsenkopfcs 4 wird der Träger 2 mit der anhaftenden Lackschicht über eine Reihe von Führungsrollen 66 durch eine Trocknungsvorrichtung 68 geführt und schließlich auf einer Aufwickelrolle 70, die von einem Motor 72 angetrieben wird, aufgewickelt. Während des Durchganges durch die Trocknungsvorrichtung 68 findet die Verdampfung des Lösungsmittels statt, wobei die Schichtdicke auf 10 bis 15% der Dicke der ursprünglich aufgetragenen nassen Schicht verringert wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, insbesondere dünne Lackschichten mit einer Dicke von beispielsweise 5 um vor dem Trocknen und einer Dicke von ca. 0,5 μηι nach dem Trocknen, je nach der Zusammenstellung des Lackes, aufzutragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auftragen einer Lackschicht auf einen Träger aus Kunststoff, insbesondere zum Herstellen von Magnetbändern, wobei der Lack ein Bindemittel, ein Lösungsmittel und Magnetteilchen enthält und wobei eine pro Zeiteinheit einstellbare Lackmenge auf einen mit regelbarer Geschwindigkeit fortbewegten Träger aufgebracht wird, mit Hilfe eines Gießspaltes, der sich quer zur Bewegungsrichtung des Trägers erstreckt, und dessen Länge der Breite der aufzutragenden Lackschicht entspricht, und wobei die Dicke der Lackschicht von der zugeführten Lackmenge und von der Geschwindigkeit des Trägers abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack nach dem Verlassen des Gießspahes vorübergehend in einer Druckkammer gespeichert wird, der Träger mit der zu bedeckenden Fläche unter Zugspannung am gespeicherten Lack entlang geführt und mit diesem in Berührung gebracht wird, wobei der Lack unter Druck gehalten wird, und der Träger weiter mit der daran haftenden Lackschicht derart in einer Streichkante entlang geführt wird, daß die Teile des Trägers vor und hinter der Streichkante einen Winkel einschließen.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Lackes in der Druckkammer durch Regelung des Winkels, den die Trägerteile vor und hinter der Streichkante einschließen, geregelt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Lacks in der Druckkammer durch Regelung der Zugspannung des Trägers geregelt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Lackes in der Druckkammer durch Regelung der pro i^eiteinheit zugeführten Lackmenge geregelt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack vor dem Durchgang des Gießspahes durch einen Pufferraum geführt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 — 5, wobei ein Düsenkopf mit zwei parallelen zur Bewegungsrichtung des Trägers quer gerichteten Begrenzungswänden versehen ist, die einen Gießspalt bilden, und wobei die an der Zuführungsseite des Trägers liegende Begrenzungswand eine verlängerte Zunge aufweist, die eine Führungsfläche für den Lack bildet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterstützungsblock und ein Streichblock vorgesehen sind, die je mit einer der Begrenzungswände für den Gießspalt versehen bind, wobei der Streichblock mit einem flachen zum Gießspalt quer gerichteten Streichtisch versehen ist dessen vom Gießspalt abgewandtes Eünde eine Streichkante bildet, welcher Streichtisch zusammen mit der verlängerten Zunge des Unterstützungsblokkes die Druckkammer begrenzt, und wobei der Unterstützungsblock weiter eine zum Gießspalt quer gerichtete Unterstützungsfläche für den Träger aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der zwei Blöcke eine rechteckige Aussparung vorgesehen ist, die in ihrem Querschnitt dem Gießspah entspricht.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Streichkante ein Führungsrohr für den Träger angeordnet ist, das an seinem dem Träger zugewandten Teil mit Ausströmungsöffnungen für Druckluft vei-sehen und in der Höhe verstellbar ist.