DE2704689A1 - Vorrichtung zur herstellung mehrlagiger bahnen - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung mehrlagiger bahnen

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Tokio Fujiki
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Description

Vorrichtung zur Herstellung mehrlagiger Bahnen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung mehrlagiger Bahnen. Diese Vorrichtung soll einfach aufgebaut sein und so arbeiten, daß Anordnung und Ausrichtung der inneren Lage nicht gestört werden.
In jüngerer Zeit sind verschiedene Arten von Bahnmaterial bzw. Bandmaterial aus mehreren Lagen bzw. Schichten entwickelt worden. Dieses Bahnmaterial wird im folgenden als mehrlagige Bahn bezeichnet. Diese mehrlagigen Bahnen auf Kunststoff- oder Papiergrundlage sollen die erhöhten Qualitätsanforderungen auf verschiedenen Gebieten, beispielsweise in der Verpackungstechnik, erfüllen.
Unter den mehrlagigen Bahnen sind auch solche bekannt, die eine Innenlage aus Fasern oder einem Netz aus Kunststoff usw. haben.
Zur Herstellung dieser mehrlagigen Bahnen sind die folgenden zweistufigen Verfahren bekannt.
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Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-604
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♦ H.
Während eines ersten Verfahrensschritts wird eine zweilagige Bahn hergestellt, wonach dann als zweiter Verfahrensschritt die dritte Lage auf die zweilagige Bahn aufgebracht wird.
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Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird auf eine erste Bahn eine zweite Bahn aufgebracht, wonach dann diese Bahnen mit Klebstoff beschichtet und getrocknet werden. Danach werden die zwei Bahnen zwischen einer Preßwalze und einer Kühlwalze mit einer dritten Bahn zur mehrlagigen Bahn unter Druck verklebt.
Nachteile des erstgenannten Verfahrens sind, daß es kompliziert ist und daß die erforderliche Vorrichtung groß sein muß und schlecht ausgenutzt wird.
Beim zweitgenannten Verfahren erfolgt der Auftrag des Klebstoffs nicht gleichmäßig, und es geschieht häufig, daß die zweite Bahn aus Tuch, Netz oder Garn verrutscht oder auf andere Weise in ihrer Lage gestört wird. Ferner hat es sich als schwierig erwiesen, den aufgetragenen Klebstoff auf der ersten Bahn zu trocknen, ohne die zweite Bahn zu stören.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung einer mehrlagigen Bahn zu schaffen, deren inere Lage bei der Herstellung nicht verrutscht oder auf andere Weise gestört wird. Diese Vorrichtung soll möglichst einfach arbeiten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet. Sie umfaßt eine erste Bahnzuführeinheit, eine Beleimungseinheit zum Auftragen eines Klebstoffs, eine Trockeneinheit, eine zweite Bahnzuführeinheit, eine Einheit zum Übereinanderlegen von Bahnen, eine Extrudiereinheit zum Extrudieren einer schmelzflüssigen Folie, eine Klebe-
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einheit zum Kleben unter Druck sowie eine Aufwickeleinheit.
Die Trocknungseinheit umfaßt vorzugsweise eine Kühltrommel, Warmluftdüsen, die auf die Kühltrommel gerichtet sind, und eine Abdeckung bzw. ein Gehäuse, so daß die Rückseite der ersten Bahn gekühlt wird, während von den Warmluftdüsen Warmluft auf die klebstoffbeschichtete Oberfläche geblasen wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer aus Blöcken aufgebauten Vorrichtung zur
Herstellung mehrlagiger Bahnen;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Trockeneinheit der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht
der Trockeneinheit gemäß Fig. 2;
und
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Fig. 4 eine schematische Ansicht einer
weiteren Ausführungsform der
Trockeneinheit.
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• 6.
Zunächst wird auf Fig. 1 eingegangen, in der eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung mehrlagiger Bahnen dargestellt ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine erste Bahnzuführeinheit 10, eine Beleimungseinheit 20, die eine Klebstoffschicht aufbringen kann, eine Trockeneinheit 30, eine zweite Bahnzuführeinheit 40, eine Einheit 50 zum Ubereinanderlegen von Bahnen, eine Extrudiereinheit zum Extrudieren einer schmelzflüssigen Folie/ eine Klebeeinheit 70 zum Verkleben und Verbinden unter Aufbringung von Druck sowie eine Aufwickeleinheit 80 für die mehrlagige Bahn. Zwischen der Klebeeinheit 70 und der Aufwickeleinheit 80 kann als Block eine Zuschneideeinheit eingefügt sein.
In der ersten Bahnzuführeinheit 10 wird der Wickel aus dem Material der ersten Bahn 1 von einer Welle 11 getragen.
Die Beleimungseinheit 20 umfaßt Führungswalzen 21 zum Führen der ersten Bahn, einen Klebstoffbehälter 22, der mit einem Klebstoff gefüllt ist, eine Walze 23 zum Auftragen des Klebstoffs sowie eine Andrückwalze 24 zum Andrücken der ersten Bahn 1. Die Auftragwalze 23 kann eine glatte Walze oder eine nach Art einer Tiefdruckwalze ausgebildete Walze sein.
Die Trockeneinheit 30 umfaßt eine Drehtrommel 103 zum Weitertransportieren der ersten Bahn 1 sowie zahlreiche Düsen 112, aus denen warme Luft ausgeblasen wird, damit der Klebstoff getrocknet wird.
Die klebstoffbeschichtete erste Bahn läuft nach dem Trocknen über eine Führungsrolle 51 und durch die Einheit 50 zum Ubereinanderlegen zur Klebeeinheit 70. Die Beleimungseinheit 20 und die Trockeneinheit 30 sind nicht immer erforder-
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lieh und brauchen nur dann vorgesehen zu sein, wenn eine Klebstoffbeschichtung erfolgen soll.
Die zweite Bahn 2 wird von einem Wickel auf einer Welle abgespult und läuft dann über eine Führungswalze 4 2 zur Führungswalze 51 in der Einheit 50, in der die zweite Bahn 2 auf die erste Bahn 1 gelegt wird.
Die dritte Bahn 3, die aus einer schmelzflüssigen Folie besteht, wird aus der Extrudiereinheit 60 extrudiert, bei der es sich um einen herkömmlichen Extruder handelt. Oberhalb des Walzenspaltes zwischen einer Preßwalze 71 und einer Kühlwalze 72 in der Klebeeinheit 70 befindet sich das T-förmige Strangpreßwerkzeug 61 der Extrudiereinheit 60.
Bei der beschriebenen Vorrichtung werden die erste Bahn 1, die zweite Bahn 2 und die dritte Bahn 3 aus schmelzflüssiger Folie zwischen die Preßwalze 71 und die Kühlwalze 72 gegeleitet und dort unter Druck miteinander verklebt und gekühlt.
Die durch Druckverkleben erzeugte mehrlagige Bahn 4 wird über eine Führungswalze 73 zur Aufwickeleinheit 80 geleitet und auf einen Wickel 81 auf einer Welle 82 aufgewickelt.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Vorrichtung kann die mehrlagige Bahn auf einfache Weise in einem einzigen Laminierschritt hergestellt werden. Es ist nicht erforderlich, 0 eine Bahnzuführeinheit für eine weitere Bahn mit einer Vorrichtung zur Herstellung einer zweilagigen Bahn zu kombinieren.
Die zweite Bahn, die beispielsweise aus Tuch», einem Netz oder Fäden besteht und die zwischen der ersten Bahn und der dritten Bahn aus schmelzflüssiger Folie eingeschlossen
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wird, kann fest mit den beiden übrigen Bahnen verbunden werden, ohne daß die gewünschte Anordnung und Form des Tuches, Netzes oder der Fäden gestört werden, so daß sich eine mehrlagige Bahn mit hoher Festigkeit ergibt. 5
Als Material für die erste Bahn 1 sind beispielsweise Papier, Stoff, nichtgewebter Stoff und Kunststoffolien oder -platten aus Polyolefinen, Cellulose, "Nylon" oder Polyester sowie Metallfolien usw. geeignet. 10
Als Material für die zweite Bahn 2 sind beispielsweise Garne, längsgeschlitztes Tuch, nichtgewebtes Tuch, gewebtes Tuch, Bänder, Kunststofftuch und Kunststoffnetze usw. geeignet. Von diesen Materialien können zwei oder mehr kombiniert werden. Als Material der zweiten Bahn kann auch das gleiche Material wie für die erste Bahn benutzt werden.
Als Material für die dritte Bahn aus schmelzflüssiger Folie, die durch das T-förmige Strangpreßwerkzeug des Extruders extrudiert wird, kommen Polyolefine wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen oder ein Copolymerisat aus Äthylen und anderen Comonomeren wie beispielsweise Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat in Frage.
Als Klebstoff sind beispielsweise Klebstoffe auf der Grundlage von Polyäthylenimin, Polyurethan, Organotitanat und Poylester sowie modifizierte Klebstoffe geeignet, die durch Auflösen des Klebstoffs in Wasser oder einem geeigneten organischen Lösungsmittel wie beispielsweise Äthylacetat, Toluol, Methyläthylketon, η-Hexan oder Methanol hergestellt werden. Die geeignete Konzentration der Klebstoffkomponente liegt im Bereich von 0,3 bis 30 Gew%.
Der Druck zwischen der Preßwalze 71 und der Kühlwalze 72 liegt in der Regel im Bereich von 5 bis 30 kp/cm2.
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Die Laufgeschwindigkeit der ersten und der zweiten Bahn liegt in der Regel im Bereich von 10 bis 200 m/min.
Im folgenden wird ein Beispiel für die Herstellung einer mehrlagigen Bahn mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben:
Erste Bahn: Papier (hochwertig)
Breite 500 mm; Dicke 50 g/m2
Zweite Bahn: längsgeschlitztes Tuch
Dritte Bahn
(schmelzflüssige Folie): Hochdruckpolyäthylen
(M.I. 8g/10min: Dichte 0,917 g/cm3)
Dicke 20μ
Drehzahl der Extruderschnecke 80 Upm Extrusionstemperatur 3100C
Diese drei Bahnen wurden mit einer Geschwindigkeit von 70 m/min druckverklebt. Dadurch wurde eine dreilagige Bahn mit hervorragender Haftung der Lagen aneinander erzeugt. Das längsgeschlitze Tuch der zweiten Bahn, die zwischen der ersten und der dritten Bahn eingeschlossen ist, ist in seiner Lage und Anordnung nicht gestört. Die fertige mehrlagige Bahn hat Wärmeisoliereigenschaften.
In der Trockeneinheit wird das Wasser oder organische Lösungsmittel der auf die erste Bahn aufgebrachten Kleb-Stoffschicht entfernt.
Es ist bekannt, mit einer Trockeneinheit zu arbeiten, in der eine mit einem Klebstoff beschichtete Bahn über Führungsrollen durch eine Kammer geführt wird und bei der große 5 Mengen warmer Luft in die Kammer geblasen werden, um das Wasser bzw. das organische Lösungsmittel zu entfernen.
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In dieser Einheit sollte zum Trocknen des auf die Bahn aufgebrachten Klebstoffs die Temperatur höher als der Siedepunkt des Wassers bzw. des organischen Lösungsmittels sein, so daß auch die Bahn auf diese Temperatur erwärmt wird. Eine Bahn aus thermoplastischem Kunstharz schrumpft dabei, was zu Falten in der fertigen mehrlagigen Bahn führen kann. Die Qualität des fertigen Produktes wird dadurch verringert.
Wenn die Menge der warmen Luft verringert wird oder die Temperatur der warmen Luft gesenkt wird, um die Faltenbildung zu verhindern, wird das Wasser bzw. organische Lösungsmittel aus der Klebstofflösung nicht im gewünschten Ausmaß entfernt, so daß die Klebung zwischen den Lagen weniger fest ist und die fertige mehrlagige Bahn noch nach dem Lösungsmittel riecht, wodurch die Qualität eines damit verpackten Produktes sinkt.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde die Trockeneinheit erfindungsgemäß verbessert.
Die erfindungsgemäße Trockeneinheit umfaßt eine Drehtrommel, über die die Bahn läuft und die die Bahn weitertransportiert, einen Kühlmittelkanal zum Kühlen der Drehtrommel und zahlreiche Düsen, aus denen Warmluft ausgeblasen wird und die so angeordnet sind, daß sie die Warmluft zur Oberfläche der Drehtrommel ausblasen. Auf der Oberfläche der Drehtrommel können zahlreiche Führungswalzen angeordnet sein.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 zwei Ausführungsformen der Trockeneinheit näher erläutert.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Trockeneinheit umfaßt eine Trockenkammer 102 und eine Außenwand 101. Vorzugsweise gehört zur Außenwand auch wärmeisolierendes Material wie Asbest oder Glasfasern, damit zur Verringerung der Wärmeabstrahlung die Wärmeisolierung besser ist. Die Bahn
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läuft über eine Drehtrommel 103, die eine Oberfläche 105 hat. Ferner umfaßt die Trockeneinheit einen Kühlmittelkanal 106 zum Kühlen der Oberfläche 105 der Drehtrommel mit einem Kühlmittel, beispielsweise mit Wasser. Zum Kühlmittelkanal führt ein Kühlmitteleinlaß 107; ferner ist ein Kühlmittelauslaß 108 vorgesehen. Die Drehtrommel 103 ist über Lager 109 auf Trägern 110 gelagert.
Die in den Fig.2 und 3 mit 104 bezeichnete Bahn wird von der sich drehenden Drehtrommel 103 weitertransportiert.
In der Drehtrommel 103 ist ein Warmluftkanal 111 ausgebildet. Auf die klebstoffbeschichtete Oberfläche der Bahn 104 wird durch Düsen 112 Warmluft geblasen. Die Anzahl der Düsen wird bedarfsweise festgelegt. Die Düsen 112 sind mit einer Warmluftkammer 113 verbunden, aus der Warmluft durch die Düsen 112 zur beschichteten Oberfläche der Bahn 104 auf der Oberfläche 105 der Drehtrommel geblasen wird, um Wasser oder organisches Lösungsmittel im Klebstoff zu entfernen. An der Außenwand 101 befinden sich ein Warmlufteinlaß 114 sowie ein Warmluftauslaß 115. Die Orte von Warmlufteinlaß und Warmluftauslaß 115 können in geeigneter Weise gewählt werden. Zum Messen der Temperatur in der Kammer 102 dienen Thermometer 116. Mit jeder Düse 112 kann eine Blaswinkeleinstellvorrichtung verbunden sein, so daß der Blaswinkel durch Drehen der Blaswinkeleinstellvorrichtung in gewünschter Weise eingestellt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform der Trockeneinheit wird im folgenden unter Bezugsnahme auf Fig. 4 erläutert. Die Trockeneinheit gemäß Fig. 4 umfaßt eine Trockenkammer 132 mit einer Außenwand 131. In der Trockenkammer ist eine Drehtrommel 133 angeordnet, über die die Bahn 134 läuft, wobei zwischen Bahn 134 und Drehtrommel Führungswalzen 135 angeordnet sind, bei denen es sich um übliche Führungswalzen oder um gummibeschichtete Führungswalzen handeln kann. Zum Kühlen der Bahn können die Führungswalzen so ausgebildet sein,
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daß sie von einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durchströmt werden können. Die Anzahl der Führungswalzen 135 wird in geeigneter Weise so gewählt, daß Berührung zwischen der Bahn 134 und der Oberfläche 136 der Drehtrommel verhindert wird. Ferner ist ein Kühlmittelkanal 137 zum Kühlen der Oberfläche 136 mittels eines Kühlmittels wie beispielsweise Wasser vorgesehen.
Die Drehtrommel 133 ist über Lager 138 auf Trägern 139 gelagert. Die Bahn 134 läuft mit einer Geschwindigkeit, die von der Drehzahl der Führungswalzen 135 abhängt, die in Berührung mit der Drehtrommel 133 stehen. In der Drehtrommel 133 befindet sich ein Luftkanal bzw. -durchlaß 140.
Durch Düsen 14t wird Warmluft auf die klebstoffbeschichtete Oberfläche der Bahn 134 geblasen. Die Anzahl der Düsem wird je nach Bedarf festgelegt. Die aus den Düsen 141 ausgeblasene Warmluft trifft auf die Klebstoffschicht auf der Bahn 134, die mit einer der Drehzahl der Führungswalzen 135 und der Drehtrommel 133 entsprechenden Geschwindigkeit durchläuft, so daß das Wasser oder organische Lösungsmittel im Klebstoff entfernt wird.
Mit jeder Düse 141 kann eine Blaswinkeleinstellvorrichtung verbunden sein, damit durch Drehen der Blaswinkeleinstellvorrichtung der Blaswinkel der Warmluft gewählt werden kann.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Trockeneinheit wird die Rückseite der Bahn gekühlt und wird die klebstoffbeschichtete Oberfläche der Bahn warmer Luft ausgesetzt, die das Wasser oder das organische Lösungsmittel entfernt. Demzufolge erreicht die Bahn selber nur eine geringere Temperatur, wodurch Schwierigkeiten durch Wärmeschrumpfung vermieden werden, selbst wenn die Bahn wärmeschrumpfbar ist. Die fertige mehrlagige Bahn hat daher keine Falten und der Ausschuß ist geringer.
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Wenn die Bahn von der Rückseite gekühlt wird, kann eine ausreichende Menge Warmluft mit ausreichend hoher Temperatur aufgeblasen wer.ien, so daß sich hohe Klebefestigkeit ergibt und die fertige Bahn bzw. der damit verpackte Gegenstand nicht nach dem Klebemittel riechen.
Bei der unter Bezugsnahme auf Fig. 4 erläuterten Ausführungsform ist die Kontaktfläche zwischen der Bahn und den Führungswalzen klein, so daß Wärmeschrumpfung und die Bildung von Falten in der mehrlagigen Bahn dadurch noch besser verhindert werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Drehtrommel durch zahlreiche Führungswalzen ersetzt werden, von denen jede mit einem Kühlmittelkreislauf versehen ist, so daß die Führungswalzen mit einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, gekühlt werden. Die Bahn wird durch die Drehung der gekühlten Führungswalzen transportiert, die so angeordnet sind, daß die klebstoffbeschichtete Oberfläche der Bahn den Warmluftdüsen zugewandt ist.
Ferner ist eine weitere Ausführungsform möglich, bei der die Einheit zum Übereinanderlegen mit der Trockenkammer so kombiniert ist, daß die zweite Bahn auf die erste Bahn gelegt wird und diese unter Druck verklebt werden. Dabei wird die klebstoffbeschichtete Oberfläche der ersten Bahn getrocknet und in der Trockenkammer auf die zweite Bahn im Walzenspalt von zwei Walzen gelegt, die bedarfsweise mittels eines Kühlmittels gekühlt werden können.
Es besteht also sowohl die Möglichkeit, die Drehtrommel durch mittels eines Kühlmittels gekühlte drehbare Führungswalzen zu ersetzen, als auch die Möglichkeit, die drehbaren Führungswalzen durch Kontakt mit der Drehtrommel ant xeiben und kühlen zu lassen, die von einem Kühlmittel gekühlt wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung mehrlagiger Bahnen umfaßt somit eine erste Bahnzuführeinheit, eine Beleimungseinheit, eine Trockeneinheit, eine zweite Bahnzuführeinheit, eine Einheit zum übereinanderlegen der Bahnen, eine Extrudiereinheit zum Extrudieren einer schmelzflüssigen Folie, eine Klebeeinheit zum Druckkleben sowie eine Aufwickeleinheit.
In der Trockeneinheit steht die unbeschichtete Oberfläche der ersten, mit Klebstoff beschichteten Bahn in Berührung mit zumindest einer Kühlwalze oder einer Kühl trommel, wobei zahlreiche Warmluftdüsen so angeordnet sind, daß sie auf die beschichtete Oberfläche der ersten Bahn gerichtet sind. Die Düsen und die Kühlwalze sind in einem Gehäuse mit einem Gasauslaß untergebracht. In der Kühleinheit wird der auf die erste Bahn aufgebrachte Klebstoff mit Warmluft getrocknet, während gleichzeitig die Rückseite der ersten Bahn gekühlt wird.
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Claims (7)

-Ig- B 7921 Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Herstellung einer mehrlagigen Bahn, gekennzeichnet durch eine erste Bahnzuführeinheit (10), eine Trockeneinheit (30), eine zweite Bahnzuführeinheit (40), eine Einheit (50) zum Übereinanderlegen, eine Extrudiereinheit (60) zum Extrudieren einer schmelzflüssigen Folie, eine Klebeeinheit (70) zum Druckkleben sowie eine Aufwickeleinheit (80).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheiten (10, 20, 30, 40,50, 60, 70, 80) als Blöcke ausgebildet sind, die je nach der gewünschten mehrlagigen Bahn geeignet zusammengestellt werden können.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit zum Übereinanderlegen in einer Trockenkammer (102, 132) der Trockeneinheit (30) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockeneinheit (30) eine Drehtrommel (103), über die die erste Bahn (104) mit einer aufgetragenen Klebstoffschicht läuft, zahlreiche Warmluftdüsen (112), die auf die klebstoffbeschichtete Oberfläche der ersten Bahn gerichtet sind, und einen Kühlmittelkanal (106) zum Kühlen der Drehtrommel umfaßt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockeneinheit (30) eine mittels eines Kühlmittels gekühlte Drehtrommel (133), zahlreiche drehbare Führungswalzen (135), die mit der Oberfläche der Drehtrommel in Berührung stehen, sowie zahlreiche Warmluftdüsen (141) umfaßt, die auf die klebstoff-
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beschichtete Oberfläche der ersten Bahn (134) gerichtet sind, die über die drehbaren Führungswalzen läuft.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockeneinheit (30) mehrere drehbare Führungswalzen, die die mit einem Klebstoff beschichtete erste Bahn transportieren, zahlreiche Warmluftdüsen, die auf die klebstoffbeschichtete Ober- fläche der ersten Bahn gerichtet sind, sowie für jede drehbare Führungswalze einen Kühlmittelkreislauf umfaßt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit zum Obereinanderlegen der Bahnen mit der Trockensinheit kombiniert ist.
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