AT392985B - METHOD AND DEVICE FOR DELIVERING A UNIFORM FILM OR LAYER - Google Patents
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Description
AT 392 985 BAT 392 985 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Abgabe eines gleichmäßigen Filmes oder einer Schicht aus fließfähiger Substanz mittels eines Austrittspaltes, z. B. zum Aufbringen und/oder Einpressen eines Filmes oder einer Schicht auf bzw. in ein flächenförmiges Material, z. B. eine Warenbahn, wobei die fließfähige Substanz gegebenenfalls schon grob über die Arbeitsbreite verteilt zugeführt wird und wobei vor der Abgabe 5 durch den Austrittsspalt die Substanz durch eine einen Gegendruck bewirkende Dosiervorrichtung geführt und hiebei gleichzeitig über die Arbeitsbreite verteilt wird.The invention relates to a method and a device for dispensing a uniform film or a layer of flowable substance by means of an outlet gap, for. B. for applying and / or pressing a film or a layer onto or into a sheet-like material, for. B. a web, where the flowable substance is possibly already distributed roughly over the working width and where before the delivery 5 through the outlet gap, the substance is guided by a metering device causing a counterpressure and is simultaneously distributed over the working width.
Beschichtende, imprägnierende, färbende oder mittels Rund* bzw. Flachschablonen musteraufdruckende oder vollflächige Auftragungen erfordern je nach Warenart bzw. Rohmaterial und herzustellendem Produkt Naßauftragungsmengen, die in einem sehr breiten Bereich von etwa 20 g/m^ bis etwa 2000 g/m^ liegen. Die 10 aufzutragenden Substanzen haben sehr unterschiedliche Viskositäten, die von wäßrig-flüssig bis hochkonsistentpastenförmig reichen. Die Arbeitsgeschwindigkeiten liegen zwischen etwa 3 m bis 300 Laufmeter/min. Dazu kommt noch, daß auch die Arbeitsbreiten sehr unterschiedlich sein können und zwischen etwa SO und 500 cm liegen können. Es gibt eine Vielzahl von Konstruktionen, die jedoch meist auf eine bestimmte Produktionsart eingeschränkt sind. So gibt es einige wenige Verfahren, die mit mengendosierter Zuführung und 15 Zwangsauftragung der Substanzen arbeiten, nur sehr wenige haben ein voll geschlossenes System, nur wenige eine schlitzförmige Austrittszone. Es sind bisher keine Verfahren und auch keine Auftragungseinrichtungen bekannt geworden, die allen Auftragserfordernissen gerecht werden.Depending on the type of goods or raw material and the product to be manufactured, coating, impregnating, coloring, or pattern-overprinting or full-surface applications using round or flat stencils require wet application quantities that are in a very wide range from about 20 g / m ^ to about 2000 g / m ^. The 10 substances to be applied have very different viscosities, which range from aqueous-liquid to highly consistent paste. The working speeds are between about 3 m to 300 running meters / min. In addition, the working widths can be very different and can be between about 50 and 500 cm. There are a large number of designs, but these are mostly restricted to a certain type of production. For example, there are a few processes that work with quantity dosing and forced application of the substances, very few have a fully closed system, and only a few have a slit-shaped exit zone. So far, no processes and no application facilities have become known that meet all order requirements.
Bei dem eingangs erwähnten Verfahren wird vorgeschlagen, daß auf die Substanz im Zufuhrbereich vor dem Austrittsspalt ein Druck aufgebracht wird, der größer ist, als dies für den Auftragungsvorgang notwendig ist 20 Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls schon grob breitenverteilende Zufuhrvomchtung für die fließfähige Substanz in einen Verteilungsraum mündet, der seinerseits mit dem den zylindrischen Körper aufweisenden Drosselraum verbunden ist, daß der zylinderförmige Körper sich über den Umfang erstreckende, kanalförmige Führungen aufweist und daß gegebenenfalls in den, an den Drosselraum anschließenden Austrittsspalt der, wie an sich bekannt magnetisch angepreßt werden kann, ein 25 Verschlußstab eingesetzt ist insbesondere um die Auftragsbreite der Einrichtung einzustellen.In the method mentioned at the outset, it is proposed that a pressure is applied to the substance in the feed area in front of the outlet gap which is greater than is necessary for the application process 20. The device according to the invention is characterized in that the feed device, which may already have a broad distribution, for flowable substance opens into a distribution space, which in turn is connected to the throttle chamber having the cylindrical body, that the cylindrical body has channel-shaped guides extending over the circumference and that, if appropriate, magnetically, as known per se, into the outlet gap adjoining the throttle chamber can be pressed, a 25 locking rod is used in particular to adjust the order width of the device.
Die prinzipiell neuen Gedanken der vorliegenden Erfindung sind also die, einen größeren Substanzzuführungsdruck, als für die Film- oder Schichtbildung bzw. die Auftragung an sich »forderlich wäre, zu erzeugen, eine besondere Gegendruckvorrichtung zu schaffen und einen Druckraum, z. B. Hochdruckraum, für eine sehr gleichmäßige Breitenverteilung zu nutzen - dies auch bei sehr großen Arbeitsbreiten und bei 30 hochviskosen bzw. verschäumten Substanzen - wobei das Gegendrucksystem als Vielfach-Mengendrossel und zugleich als Breitenverteilungseinrichtung ausgebildet ist Die Erfindung bezweckt zugleich auch eine einfache Austauschbarkeit der Breitenverteilungseinrichtung bzw. Mengendrossel, so daß die erfindungsgemäße Einrichtung an praktisch alle Substanzarten und quantitativen Anforderungen angepaßt werden kann. Auch die Düsenaustrittsteile und zugleich auch die wirksamen Auftragungsteile können je nach Erfordernis ausgetauscht 35 werden.The fundamentally new ideas of the present invention are therefore that of generating a greater substance supply pressure than would be required for film or layer formation or the application itself, to create a special counterpressure device and to create a pressure space, e.g. B. high-pressure space to use for a very uniform width distribution - even with very large working widths and with 30 highly viscous or foamed substances - the back pressure system is designed as a multi-volume throttle and at the same time as a width distribution device. The invention also aims at easy exchangeability of the width distribution device or quantity restriction, so that the device according to the invention can be adapted to practically all types of substances and quantitative requirements. The nozzle outlet parts and at the same time the effective application parts can also be replaced as required.
Es ist ferner günstig, wenn der Düsenaustrittsspalt an einer Auftragswalze mündet, die teilweise von einer Ausnehmung des Gehäuses umschlossen ist und auf der Gegenwalze versetzt gegenüber der Achse des Magneten aufruht, wobei die Magnetkräfte schräg gegenüber der Bewegungsrichtung der Warenbahn wirksam sind. Mit Hilfe des Verschlußstabes ist es möglich, die Breite der Austrittsöffnung des Düsenaustrittsspaltes zu regeln. 40 Obwohl bei der Erfindung im Inneren der Einrichtung ein größerer Druck als bei den bisher bekannten Einrichtungen aufgebaut wird, erfolgt der Austritt der Substanz nur mit dem jeweils gewünschten Überdruck, es tritt hiebei unerwünschtes Spritzen auf und die Austritts- bzw. Auftragungsgleichmäßigkeit ist vom gegebenenfalls vorhandenen Gegendruck, den das Material gegen den Austrittsspalt aufbaut, unabhängig. Der vorzugsweise extrem schmale Austrittsspalt (Düsenspalt) kann so dimensioniert werden, daß Querverschiebungen 45 der Substanz im Austrittsbereich und daraus entstehende Breitenungleichmäßigkeiten ausgeschlossen werden können. Erfindungsgemäß werden flächengleichmäßige Ergebnisse erzieltIt is also expedient if the nozzle outlet gap opens at an application roller which is partially enclosed by a recess in the housing and rests on the counter roller offset with respect to the axis of the magnet, the magnetic forces acting obliquely with respect to the direction of movement of the web. With the help of the locking rod, it is possible to regulate the width of the outlet opening of the nozzle outlet gap. 40 Although in the case of the invention a greater pressure is built up inside the device than in the previously known devices, the substance only escapes with the desired overpressure, undesired spraying occurs and the evenness or application uniformity is dependent on the existing one Back pressure that the material builds up against the outlet gap, independent. The preferably extremely narrow outlet gap (nozzle gap) can be dimensioned in such a way that transverse displacements 45 of the substance in the outlet region and resulting width irregularities can be excluded. Uniform results are achieved according to the invention
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung als Auftragungseinrichtung mit einer magnetischen Anpressung an die Warenbahn. Die Fig. 2 und 3 sind Schnitte durch den Einsatzkörper der Auftragungseinrichtung gemäß Fig. 1. Fig. 4 ist eine andere 50 Ausführungsform, bei der eine erfindungsgemäße Auftragungseinrichtung mit einer Gegenwalze zusammenwirkt Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Auftragungseinrichtung als Luftrakel eingesetzt ist. Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Antragung der aufzutragenden Substanz unter Zwischenschaltung einer strukturierten Walze erfolgt, und Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung für den Rund- oder Flachschablonendruck. Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, desgleichen die Fig. 9. Fig. 10 55 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit Auftragungsrolle. Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Einrichtung zur Verringerung der Auftragungsbreite.The invention is described in more detail with reference to the drawings. Fig. 1 shows an embodiment of the invention as an application device with a magnetic pressure on the web. FIGS. 2 and 3 are sections through the insert body of the application device according to FIG. 1. FIG. 4 is another embodiment in which an application device according to the invention interacts with a counter roller. FIG. 5 shows an embodiment of the invention in which the application device as Air knife is used. FIG. 6 shows an embodiment in which the substance to be applied is applied with the interposition of a structured roller, and FIG. 7 is a further embodiment of the invention for round or flat screen printing. Fig. 8 shows a further embodiment of the invention, as does Fig. 9. Fig. 10 55 shows an embodiment of the invention with application roller. 11 shows an embodiment of the invention with a device for reducing the application width.
Gemäß Fig. 1 besteht die Einrichtung zum Beschichten, Färben oder Drucken von Warenbahnen (4) aus einem Hohlkörper (9), in dem ein Verteilungsraum (6) und ein Drosselraum (7) vorgesehen sind. Die auf die Warenbahn (4) aufzutragende Substanz wird über eine Zufuhr (5) in den Verteilungsraum (6) eingebracht und 60 dort unter einen Druck gesetzt, der z. B. erheblich größer ist, als dies für den Auftragungsvorgang notwendig ist1, the device for coating, dyeing or printing webs (4) consists of a hollow body (9) in which a distribution space (6) and a throttling space (7) are provided. The substance to be applied to the material web (4) is introduced via a feed (5) into the distribution space (6) and there 60 is pressurized, which, for. B. is significantly larger than is necessary for the application process
Die Substanz strömt über die Verbindungsleitung (24) in den Drosselraum (7), wo ein Einsatzkörper (1) eingesetzt ist, strömt an der Oberfläche dieses Einsatzkörpers (1) entlang und gelangt zum Düsenaustrittsspalt -2-The substance flows via the connecting line (24) into the throttle chamber (7), where an insert body (1) is inserted, flows along the surface of this insert body (1) and reaches the nozzle outlet gap -2-
AT 392 985 B (2), über den die Substanz gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Schablone (3) auf die Warenbahn (4) austritt.AT 392 985 B (2), via which the substance exits onto the web (4), optionally with the interposition of a template (3).
Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils einen Schnitt (A-A) der Fig. 1, wobei gemäß Fig. 2 der Einsatzkörper (1) auf seiner Oberfläche ein großes Gewinde (10) aufweist, wohingegen bei der Ausführungsform nach Fig. 3 der Einsatzkörper (1) mit einem Draht (11) bewickelt ist Der Einsatzkörper (1) kann ausgewechselt werden und so den entsprechenden Gegebenheiten angepaßt werden. Durch die Wand des Diosselraumes (7) und das Gewinde (10) bzw. die Drahtbewicklung (11) werden im Drosselraum (7) Gegendruck- und Strömungskanäle für die aufzutragende Substanz gebildet Der Einsatzkörper (1) ist somit eine einfach ausgebildete Dosiereinrichtung, da nur die die Gegendruck- und Strömungskanäle durchfließende Substanz in den Düsenspalt (2) gelangt. Gleichzeitig wird auch noch eine Korrektur der Breitenverteilung der Substanz bewirkt. Es ist selbstverständlich, daß das Gewinde (10) verschieden ausgebildet sein kann und daß auch die Bewicklung mit dem Draht (11) je nach Wunsch gröber oder feiner sein kann, bzw. daß man verschiedene Drahtstärken ein setzen kann.2 and 3 each show a section (AA) of FIG. 1, wherein according to FIG. 2 the insert body (1) has a large thread (10) on its surface, whereas in the embodiment according to FIG. 3 the insert body ( 1) is wound with a wire (11). The insert body (1) can be exchanged and thus adapted to the relevant circumstances. Back pressure and flow channels for the substance to be applied are formed in the throttle chamber (7) through the wall of the diaphragm chamber (7) and the thread (10) or the wire winding (11). The insert body (1) is thus a simply designed metering device, since only the substance flowing through the counterpressure and flow channels reaches the nozzle gap (2). At the same time, the width distribution of the substance is also corrected. It goes without saying that the thread (10) can be designed differently and that the winding with the wire (11) can be coarser or finer as desired, or that different wire thicknesses can be used.
Die Warenbahn (4) kann bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 auf einem Tisch, einem Balken oder einem Transportband liegen. Außerdem ist es möglich, entweder die Warenbahn oder bei Verwendung einer Flachschablone (3) die gesamte Einrichtung zu bewegen. Um die Anpressung des Austrittsbereiches an der Warenbahn (4) zu verbessern, können Einsätze (8) aus magnetisierbarem Material vorhanden sein, die von einem nicht dargestellten, sich unterhalb der Waienbahn (4) befindlichen Magneten angezogen werden können.In the embodiment according to FIG. 1, the material web (4) can lie on a table, a bar or a conveyor belt. It is also possible to move either the web or, using a flat template (3), the entire device. In order to improve the pressure of the exit area on the web (4), inserts (8) made of magnetizable material can be present, which can be attracted by a magnet, not shown, located below the waist web (4).
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 liegt der erfindungsgemäßen Einrichtung eine Gegenwalze (13) gegenüber, wobei dann die Warenbahn durch den Spalt (16) zwischen dem Düsenaustrittsspalt (2) und der Gegenwalze (13) hindurchgeführt wird. Die Einrichtung kann entweder ortsfest sein oder aber, wie dargestellt, eine pendelnde Aufhängung (12) besitzen. In diesem Fall kann dann die Einrichtung mit einer der Walzenform oder sonstigen Gegenfläche angepaßten Fläche auf der aus dem Düsenaustrittsspalt (2) austretenden Substanzschicht schwimmend aufliegen, und es kann ein Ausgleich von Unregelmäßigkeiten in der Warenbahn (4), z. B. durch Nähte und Verdickung erfolgen. Der Spalt (16) ist dann vorzugsweise schwach keilförmig, um die Substanz in die Warenbahn einpressen zu können. Für eine zusätzliche Einpressung kann in die wirkende Fläche des Gehäuses (9) noch ein Rollstab (14) aus einem magnetisierbarem Material eingesetzt sein, wobei dieser Rollstab (14) vom Magneten (15) angepreßt wird.In the embodiment according to FIG. 4, the device according to the invention is opposite a counter roller (13), in which case the material web is then passed through the gap (16) between the nozzle outlet gap (2) and the counter roller (13). The device can either be stationary or, as shown, have an oscillating suspension (12). In this case, the device with a surface adapted to the roller shape or other counter surface can lie floating on the substance layer emerging from the nozzle outlet gap (2), and irregularities in the web (4), e.g. B. done by seams and thickening. The gap (16) is then preferably slightly wedge-shaped in order to be able to press the substance into the web. For additional press-in, a roller bar (14) made of a magnetizable material can be inserted into the effective surface of the housing (9), this roller bar (14) being pressed against by the magnet (15).
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hier wird die Warenbahn (4) über zwei Walzen (17,18) geführt und die erfindungsgemäße Einrichtung greift im Raum zwischen diesen beiden Walzen (17, 18) an. Durch das geschlossene System ist auch eine Beschichtung und/oder Durchdringung der Warenbahn (4) von unten bzw. schräg von unten möglich. Um die Warenbahn (4) gut an den Düsenaustrittsspalt anzupressen, ist noch eine Andrückfeder (19) vorgesehen. Selbstverständlich kann die Einrichtung sich auch oberhalb der Warenbahn (4) befinden. Die als Luftrakel wirkende Einrichtung kann auf eine horizontal geführte Warenbahn und auch auf eine vertikal oder schräg geführte Warenbahn einwirken. Es ist auch möglich, die Warenbahn in einer konkav ausgebildeten .Mulde zu führen. Will man eine beidseitige Auftragung auf der Warenbahn (4) erreichen, so kann man zwei erfindungsgemäße Einrichtungen verwenden, die sich entweder gegenüberliegen oder versetzt zueinander stehen.5 shows a further embodiment of the invention. Here the web (4) is guided over two rollers (17, 18) and the device according to the invention engages in the space between these two rollers (17, 18). The closed system also makes it possible to coat and / or penetrate the web (4) from below or obliquely from below. In order to press the material web (4) well against the nozzle outlet gap, a pressure spring (19) is also provided. Of course, the device can also be located above the web (4). The device acting as an air knife can act on a horizontally guided web and also on a vertically or obliquely guided web. It is also possible to guide the web in a concave recess. If you want to achieve a double-sided application on the web (4), you can use two devices according to the invention, which are either opposite or offset from each other.
In Fig. 6 wird die aus dem Düsenaustrittsspalt (2) austretende Substanz zuerst auf eine Übertragungswalze (20) aufgebracht, deren Oberfläche hart oder weich sein kann. Vorzugsweise ist die Oberfläche dieser Übertragungswalze jedoch strukturiert, was in Fig. 6 durch den Belag (21) angedeutet ist. Die Übertragungswalze (20) nimmt die dosiert aufgetragene Substanz an ihrer Oberfläche mit und bringt sie zu der Berührungsstelle mit einer Gegenwalze (13), wo die Substanz an die Warenbahn (4) abgegeben wird. Besteht die Übertragungswalze (20) wenigstens teilweise aus einem magnetisierbarem Material so kann eine Anpressung der Übertragungswalze (20) mit Hilfe des Magneten (15) erfolgen. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, daß hier nach Art eines Foulards ohne Trog gearbeitet wird.In Fig. 6, the substance emerging from the nozzle exit gap (2) is first applied to a transfer roller (20), the surface of which can be hard or soft. However, the surface of this transfer roller is preferably structured, which is indicated in FIG. 6 by the covering (21). The transfer roller (20) takes the metered substance on its surface and brings it to the point of contact with a counter roller (13), where the substance is released onto the web (4). If the transfer roller (20) consists at least partially of a magnetizable material, the transfer roller (20) can be pressed on with the aid of the magnet (15). Basically, there is the possibility of working like a foulard without a trough.
In Fig. 7 ist schließlich noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt Hier befindet sich die erfindungsgemäße Einrichtung in einer Rundschablone (3), über die die Substanz in die Warenbahn (4) eingebracht wird. Als Gegenfläche ist bei dieser Ausführungsform ein Tisch (22) angedeutet, dem noch ein Magnet (15) zugeordnet sein kann. Am Austrittsbereich kann sich gegebenenfalls noch ein Gleitbelag (23) befinden, um etwaige Reibungswiderstände zwischen dem Gehäuse (9) und der Schablone (3) gering zu halten.Finally, a further embodiment of the invention is shown in FIG. 7. The device according to the invention is located in a circular template (3), via which the substance is introduced into the web (4). In this embodiment, a table (22) is indicated as the counter surface, to which a magnet (15) can also be assigned. At the exit area there may also be a sliding coating (23) in order to keep any frictional resistance between the housing (9) and the template (3) low.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist das den Düsenaustrittsspalt (2) enthaltende Ende (25) des Gehäuses (9) speziell ausgebildet. Zwischen der Gegenwalze (13) und einer auf dieser Gegenwalze (13) aufruhenden Einpreßwalze (29) wird ein Zwickelraum (26) gebildet und das Ende (25) des Gehäuses (9) ist nun so ausgebildet, daß es in diesen Zwickelraum (26) hineinragt. D. h., die den Düsenaustrittsspalt (2) begrenzenden Flächen sind den Oberflächen der beiden Walzen (13) und (29) angepaßt und sind in etwa konzentrisch zu diesen beiden Walzen. Zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen ist jedoch jeweils ein Spalt gebildet, wobei der Spalt zwischen der Gegenwalze (13) und der zugeordneten Fläche des Gehäuses (9) gegebenenfalls schwach keilförmig ausgebildet sein kann. Die Einpreßwalze (29) kann aus einem magnetisierbaren Material bestehen oder Einsätze aus magnetisierbarem Material enthalten, so daß diese Walze mittels des Magneten (15) an die Oberfläche der Gegenwalze (13) angepreßt wird. Für das aus dem Düsenaustrittsspalt austretende Material wird im Zwickelraum (26) eine Druckzone gebildet und das Material -3-In the embodiment according to FIG. 8, the end (25) of the housing (9) containing the nozzle outlet gap (2) is specially designed. A gusset space (26) is formed between the counter roller (13) and a press-in roller (29) resting on this counter roller (13) and the end (25) of the housing (9) is now designed such that it fits into this gusset space (26). protrudes. That is, the surfaces delimiting the nozzle outlet gap (2) are adapted to the surfaces of the two rollers (13) and (29) and are approximately concentric to these two rollers. However, a gap is formed in each case between the opposing surfaces, the gap between the counter roller (13) and the associated surface of the housing (9) possibly being of a slightly wedge shape. The press-in roller (29) can consist of a magnetizable material or contain inserts made of magnetizable material, so that this roller is pressed against the surface of the counter-roller (13) by means of the magnet (15). A pressure zone is formed in the gusset space (26) for the material emerging from the nozzle outlet gap and the material -3-
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Legal Events
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