APPARATUS FOR APPLYING A THIN LAYER OF A COATING MATERIAL TO A SUBSTRATE

Abstract: 1. Apparatus for applying a thin layer of a coating material to a substrate (2) running over a back pressure roller (1) by means of a slot die means (3) with a stationary upstream die lip (5) and a downstream die lip of the die slot, in which the downstream die lip is formed as a rotatable doctoring rod (6) in a doctoring bearing, said rod (6) being pressed into the doctoring bearing (10) by spring means (12) characterized in that the doctoring bearing (10) has, for receiving the doctoring rod (6) a U-form groove (11), that holes (15) are provided distributed along the groove (11) and extending substantially perpendicular to the axis of the doctoring rod and cutting into the groove (11) and that in the holes (15), said screws (16) are provided with conical ends (17) in the region of the groove (11), wherein the spring means is a plate spring which is pretensioned to press the doctoring rod (6) onto the base of the groove (11) and the conical ends (17) of the said screws (16).

Description: Vorrichtung zum Aufbringen einer dünnen Schicht eines Beschichtungsmaterials auf eine Materialbahn Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufbringen einer dünnen Schicht eines Beschichtungsmaterials auf eine über eine Gegendruckwalze laufende Materialbahn mittels einer Schlitzdüseneinrichtung mit feststehender einlaufender und ablaufender Düsenlippe des Düsenschlitzes, bei der die ablaufende Düsenlippe als in einem Rakellager drehbarer Rakelstab ausgebildet ist, der durch federnde Mittel in das Rakellager gedrückt wird. Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die DE-A- 1 964 908 bekannt geworden. Der Rakelstab wird dort durch einen an dem Rakelstab anliegenden Reinigungssnachtel mit variierbarem Anpressdruck in die halbzylinderförmige Auflage im Rakellager gedrückt. Zum Regulieren von Abweichungen in dem Abstand der Schlitzdüseneinrichtung zur Gegendruckwalze entlang der Breite der zu beschichtenden Materialbahn sind Spannvorrichtungen im Träger der Schlitzdüseneinrichtung vorgesehen. Infolge der grossen Biegesteifigkeit des Trägers ist eine feinfühlige Regulierung nicht Möglich. Der Erfindung liegt die Aufaabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche auf ein fache Weise eine spielfreie Lagerung des Rakelstabes und eine feinfühlige und flexible Einstellung des Abstahdes des Rakelstabs zur Gegendruckwalze über die Breite der Gegendruckwalze ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Rakellager zur Aufnahme des Rakelstabs eine im wesentlichen U-förmige Nut aufweist, dass entlang der Nut verteilt im wesentlichen senkrecht zur Rakelstabachse verlaufende Bohrungen vorgesehen sind, die den Boden der Nut anschneiden, und dass in den Bohrungen Stellschrauben mit konischen Enden im Bereich der Nut vorgesehen sind, wobei die federnden Mittel eine Blattfeder sind, die den Rakelstab unter Vorspannung auf den Grund der Nut und die konischen Enden der Stellschrauben presst. Mit dieser Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung lassen sich feinste Anpassungen des Rakelstabes an das Profil der Gegendruckwalze über deren gesamte Breite auch bei etwaigen Unebenheiten in der Gegendruckwalze erzielen. Der Rakelstab ist äusserst einfach ausbaubar, so dass auch leicht trocknende Beschichtungsmaterialien problemlos verarbeitet werden können. Weiter können im Bereich des Rakelstabes auf einfache Weise und gut zugänglich Heizungsbohrungen angebracht werden, ohne die Genauigkeit der Beschichtungsvorrichtung zu beeinflussen. Dadurch ist ein guter Wärmeübergang sichergestellt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Verarbeitung von dünnfliissigels Beschichtungsmaterialien unter relativ geringem Druck. Die konischen Enden der Stellschrauben weisen vorteilhaft einen Verjüngungswinkel von etwa 50 auf. Weiter sind zweckmässig Kontermuttern zum Fixieren der Stellschrauben vorgesehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung sind die Stellschrauben in Abständen von ca. 50 mm entlang der Nut angeordnet. Die Blattfeder ist vorteilhaft aus nichtrostendem Messerstahl und am Rakellager durch Schrauben, Niederhalterblech und Stützrakel festgeklemmt. Der Rakelstab selbst ist zweckmässig aus Stahl und die Gegendruckwalze mit einem elastischen Material wie Hartgummi, Kautschuk und dgl. beschichtet. Um einen besonders gleichmässigen Auftrag von Beschichtungsmaterial zu erhalten, kann der Rakelstab auch als Spiralrakel ausgebildet sein. Zweckmässig ist das Rakellager samt Rakelstab mittels Zugund Druckschrauben in Richtung der einlaufenden Düsenlippe verstellbar. Schliesslich ist die Schlitzdüseneinrichtung vorteilhaft neben der Gegendruckwalze zu dieser hin verstellbar und drehbar eingebaut. Dabei ist die einlaufende Düsenlippe der als Breitschlitzdüse ausgebildeten Schlitzdüse vorteilhaft als Dichtlippe ausgebildet. Die Erfindung ist im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen Figur 1 eine Draufsicht auf eine Beschichtungsvorrichtung gemäss der Erfindung am Beispiel einer Vorrichtung mit segmentförmige Ausnehmungen aufweisendem, os zillierend angetriebenem Rakelstab, und Figur 2 eine Seitenansicht der Schlitzdüseneinrichtung in der Vorrichtung nach Figur 1 im Schnitt und in ver grösserter Darstellung. Die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemässe Vorrichtung zum Aufbringen einer dünnen Schicht eines Beschichtungsmaterials weist eine Gegendruckwalze 1 auf, welche mit Kautschuk oder Hartgummi bezogen ist. ueber die Gegendruckwalze 1 wird in Richtung des Pfeiles A eine zu beschichtende Materialbahn 2 mit einer Bahnbreite a geführt. Die Beschichtungsbreite b ist kleiner als die Bahnbreite a, während die Breite c der Gegendruckwalze 1 grösser als die Bahnbreite a ist. Auf einer Seite der Gegendruckwalze 1 ist eine Schlitzdü seneinrichtuno 3 mit feststehender einlaufender und ablaufender Düsenlippe des Düsenschlitzes vorgesehen. Die Breite der Schlitzdüse ist mit d bezeichnet. Auf beiden Stirnseiten der Schlitzdüseneinrichtung sind Abschlussplatten 4 vorgesehen. Zu beschichtende Materialbahnen 2 sind beispielsweise Papierbahnen, Kunststoffolien, Metallfolien, Gewebebahnen sowie Kombinationen derartiger Materialbahnen. So kann die Materialbahn 2 eine Aluminiumfolie mit 0,008 mm, 0,012 mm, 0,02 mm und bis zu 0,12 mm Dicke sein. Als Papierbahn kamen glatte, gestrichene, oder gekreppte Papiere von 40 bis 120 2 in Frage, als Kunststoffolien Polyäthylen folien von g/m 40 bis 120 m,n Dicke, biaxial gereckte, sogenannte orientierte Polypropylenfolien von 30 bis 120 ii# Dicke und Polyesterfolien im gleichen Dickenbereich. Weiter können als Materialbahnen zwei Hart-PVC-Folien und monomer sowie polymer weichgemachte PVC-Folien verarbeitet werden, und als Gewebebahnen beispielsweise Teppichverlegebänder und Verbandmaterialien. Beschichtungsmaterialien sind unter anderem Paraffine und mikrokristalline Wachse mit Verarbeitungstemperaturen zwischen 75 0C und 1000C bei Auftragsmenoen zwischen 4 und 2 40 g/m . Weiter kommen in Frage Beschichtungsshotmelts, bestehend aus Athylvinylacetat-Copolymeren, gemischt mit Paraffin und Harzen, bei Verarbeitungstemperaturen zwischen 146bs und 1900C für die Oberflächenveredelung von Verpackungsmaterial. Verwendete Schmelzhaftkleber haben Verarbeitungstemperaturen zwischen 1400C und 1900C bei Auftragsmengen zwischen 12 und 40 g/m2, während Thermoset-Kleber bei Temperaturen von#700C bis 800C und Auftragsmengen ab 40 g/m2 verarbeitet werden. Polyurethankleber, bestehend aus zwei Komponenten, werden kurz vor der Beschichtung gemischt. Weitere Beschichtungsmaterialien sind wässrige Emulsionen und Dispersionen als PVDC-Beschichtung bei Raumtemperatur, Acrylatkleber als wässrige Dispersionen mit Beschichtung ebenfalls bei Raumterpaatur, verschiedene Stärkekleber, die bei Temperaturen von 70 C bis 900C verarbeitet werden, Klebstoffe und Beschichtungsmassen, die in organischen Lösungsmitteln gelöst sind und bei Raumtemperatur verarbeitet werden und schliesslich Kaltleime PVC auf der Basis von Polyvinylalkohol. Die einlaufende Düsenlippe 5 der Schlitzdüseneinrichtung 3 ist feststehend ausgebildet. Die ablaufende Düsenlippe der Schlitzdüse ist als drehbarer Rakelstab 6 ausgebildet. Der Rakelstab 6 weist ausserhalb der Bahnbreite a bis über die Walzenbreite c hinausreichende segmentförmige Ausnehmungen 7 auf, durch welche der Rakelstab 6 ähnlich einer Schlüsselfläche abgesetzt ist. Der Schlitzdüseneinrichtung 3 wird über einen Beschichtungsmaterialkanal 8 Beschichtungsmaterial zugeführt. Der die ablaufende Düsenlippe bildende Rakelstab & wird über einen nicht dargestellten Getriebemotor samt Pleuel und ein fest mit dem Rakelstab 6 verbundenes Gestänge 9 derart oszillierend angetrieben, dass der Rakelstab 6 auf grund seiner segmentförmigen Ausnehmungen 7 überhalb der Materialbahn 2 nicht in Berührung mit der Gegendruckwalze 1 kommen kann. Hierdurch wird eine Beschädigung der Gegendruckwalze 1 durch den Rakelstab 6 sicher vermieden, während gleichzeitig gewährleistet ist, dass kein Beschichtungsmaterial auf die Gegendruckwalze 1 austreten kann. Der Pleuel lässt sich leicht von dem Gestänge 9 lösen, worauf der Rakelstab 6 einfach aus der Rakellagerung herausgezogen und durch einen einer geänderten Bahnbreite a angepassten Rakelstab ersetzt werden kann. Der Getriebemotor hat eine Drehzahl von 9 bis 11 Umdrehungen pro Minute und ergibt eine entsprechend oszillierende Bewegung des Rakelstabs 6, wodurch der Rakeleffekt für die ablaufende Düsenlippe erreicht und damit eine Streifenbildung bei der Beschichtung sicher vermieden wird. Die Schlitzdüseneinrichtung 3 kann durch einen nicht gezeigten Drehmechanismus derart gedreht werden, dass die feststehende einlaufende Düsenlippe 5 leicht an der Materialbahn 2 anliegt und eine Dichtwirkung erzielt, so dass kein Beschichtungsmaterial nach unten herausläuft und trotzdem keine nennenswerte Reibung zwischen den überstehenden Enden der Gegendruckwalze 1 und der Düsenlippe 5 entsteht. Der Aufbau der ablaufenden Düsenlippe ist am besten aus Figur 2 zu erkennen. Der Rakelstab 6 ist in einem Rakellager 10 gelagert. Das Rakellager 10 weist eine zur Gegendruckwalze 1 hin offene U-förmige Nut 11 auf, welche den Rakelstab 6 aufnimmt. Eine längs der Nut 11 verlaufende Blattfeder 12, vorzugsweise aus nichtrostendem Messerstahl, ist über eine Stutzrakel-Xlemmleiste 13 und Niederhalterblech mittels Schrauben 14 am Rakellager 10 festgcllunt. Die Blattfeder 12 presst den Rakelstab 6 unter Vorspannung derart in die Nut 11, dass der Rakelstab 6 spielfrei in der Nut 11 gelagert ist. Zum Ein- und Ausbauen des Rakelstabs 6 lässt sich die Blattfeder 12 einfach von den Rakellager 10 lösen. In dem Rakellager 10 sind entlang der Nut 11 verteilt senkrecht zur Rakelstabachse verlaufende Bohrungen 15 vorgesehen, die den Boden der Nut 11 anschneiden. Die Bohrungen 15 sind in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel in Abständen von ca. 50 mm entlang der Nut 11 angeordnet. In den Bohrungen 15 sind Stellschrauben 16 mit konischen Enden 17 vorgesehen. Die Stellschrauben 16 sind mittels Kontermuttern 18 fixiert. Die konischen Enden 17 der Stellschrauben 16 weisen vorzugsweise einen Verjüngungswinkel von etwa 50 auf. Beim Verstellen der Stellschrauben 16 kommen die konischen Enden 17 in lagernden Kontakt mit ciem elastischen Rakelstab 6, TJodurch dieser feinfühlig #Jber seine gesamte Länge an das Profil der Gegendruckwalze 1 anpassbar ist. Die spielfreie Lagerung des Rakelstabs 6 bleibt dabei erhalten. Da eine Anpassung des Rakelstabs 6 an das Profil der Gegendruckwalze 1 nicht mehr durch geziel- tes Verbiegen des Rakellagers 10 selbst oder dessen Träger erfolgt, sondern vielmehr durch Verschieben der konischen Enden 17 der Stellschrauben 16 in den Bohrungen 15, kann ein Heiz- oder Kühlkanal 19 in unmittelbarer Nähe des Düsenschlitzes im Rakellager 10 vorgesehen werden, was einen guten Wärmeübergang gewährleistet. Der Rakelstab 6 samt seinem Rakellager 10 kann mittels Zug- und Druckschrauben 20 zum Einspannen von Dichtstreifen 21 in den Zuführungsschlitz 22 zu der Düse, die den Düsenschlitz auf die Beschichtungsbreite begrenzen, un ter Spannung zur einlaufenden Düsenlippe 5 hin und von dieser weg verschoben werden. Mit der erfindungsgemässen Schlitzdüseneinrichtungen sind Beschichtungsmaterialien in einem Viskositätsbereich von dem von Wasser bis 25.000 Poise verarbeitbar. Die Auftragsgewichte liegen zwischen 1 und 400 g/m2. Der Rakelstab 6 besteht normalerweise aus Stahl, während die Gegendruckwalze 1 mit Kautschuk beschichtet ist. Für Beschichtungen, die eine sehr gute Verteilung unabhängig von Schwankungen der Materialbahn 2 aufweisen sollen, werden als Rakelstab 6 Spiralrakel verwendet. Das Beschichtungsgewicht wird dann durch die Drahtdicke der Spiralrakel bestimmt. Rostfreie Klavierseitendrähte können eingängig oder mehrgängig um den Rakelstab 6 gewickelt werden. Das Beschichtungsmaterial wird durch die entstehenden Zwischenräume zwischen den Drähten untereinander durchgepresst. Die Beschichtung weist jedoch feine Linien auf, welche nicht immer erwünscht sind. Bei Verwendung einer Spiralrakel als Rakelstab 6 müssen die im Rakellager befindlichen Windungen abgedichtet werden, damit das Beschichtungsmaterial nicht um den Rakelstab 6 herumlaufen kann und sich oberhalb des Rakelstabes 6 auf der Materialbahn 2 absetzt.

Claims: Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Aufbringen einer dünnen Schicht eines Beschichtungsmaterials auf eine über eine Gegendruckwal ze laufende Materialbahn mittels einer Schlitzdüsenein richtung mit feststehender einlaufender und ablaufender Düsenlippe des Düsenschlitzes, bei der die ablaufende Düsenlippe als in einem Rakellager drehbarer Rakelstab ausgebildet ist, der durch federnde Mittel in das Ra keillager gedrückt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Rakellager (10) zur Aufnahme des Rakel stabs (6) eine im wesentlichen U-förmige Nut (11) auf weist, dass entlang der Nut (11) verteilt im wesentli chen senkrecht zur Rakelstabachse verlaufende Bohrungen (15) vorgesehen sind, die den Boden der Nut (11) anschnei den, und dass in den Bohrungen (15) Stellschrauben (16) mitkonischen Enden (17) im Bereich der Nut (11) vorge sehen sind, wobei die federnden Mittel eine Blattfeder (12) sind, die den Rakelstab (6) unter Vorspannung auf den Grund der Nut (11) und die konischen Enden (17) der Stel)schrauben (16) presst. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die konischen Enden (17) der Stellschrauben (16) einen Verjüngungswinkel von etwa 50 aufweisen. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass Kontermuttern (18) zum Fixieren der Stellschrauben (16) vorgesehen sind. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stellschrauben (16) in Abständen von ca. 50 mm entlang der Nut (11) an geordnet sind. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c htn e t , dass die Blattfeder (12) aus nichtrostendem Messerstahl und am Rakellager (10) durch Schrauben (14), Niederhalterblech und Stützrakel (13) festgeklemmt ist. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Rakelstab (6) aus Stahl und die Gegendruckwalze (1) mit einem ela stischen Material wie Hartgummi, Kautschuk und dgl. be schichtet ist. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch a e k e n n z e i c h n e t , dass der Rakelstab (6) eine Spiralrakel ist. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch a e k e n n z e i c h n e t , dass das Rakellager (10) samt Rakelstab (6) mittels Zug- und Druckschrauben (20) in Richtung der einlaufenden Düsenlippe (5) verstellbar ist. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schlitz düseneinrichtung (3) seitlich neben der Gegendruckwalze (1) zu dieser hin verstellbar und drehbar eingebaut ist. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die einlaufende Düsenlippe (5) der Schlitzdüse als Dichtlippe ausgebildet ist.

Inventors: HERZOG, PETER, ING. GRAD.
Applicants: BOLTON-EMERSON, INC.
Application year: 1981
Main classification: B29C41
IPC codes: B05D1, B05C3, B05C11, B29C47