DE2910949C2

DE2910949C2 - Extrusionsbeschichter

Info

Publication number: DE2910949C2
Application number: DE2910949A
Authority: DE
Inventors: John Lausanne Mladota
Original assignee: Bolton Emerson Inc Lawrence Mass; Bolton Emerson Americas Inc
Current assignee: Bematec SA
Priority date: 1977-05-25
Filing date: 1979-03-20
Publication date: 1984-04-12
Also published as: GB2044134B; GB2044134A; US4167914A; CH638115A5; DE2910949A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Extrusionsbeschichter ,gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei diesem, aus der DE-OS 19 64 908 bekannten Extrusionsbeschichter, wie bei dem der US-PS 25 60 572 und der des DE-GM 70 05 448, ist eine Rollrakel vorgesehen, die mit einer elastischen Druckwalze einen Walzenspalt bildet und an der elastischen Oberfläche der Druckwalze anliegt und mit dem diese Rollrakel aufnehmenden Gehäuse elastisch gegenüber der Druckwalze verstellbar ist Dies bedeutet, daß gemäß diesem Stand der Technik die Rollrakel eine Rakelfunktion hat und dazu dient, den Beschichtungsauftrag unmittelbar zu steuern und zuzumessen. Dies liegt daran, daß bei dem DE-GM 70 05 448 die Beschichtungsmasse unmittelbar der Oberfläche der sich ständig drehenden Rollrakel zugeführt wird. Bei dem Beschichter der US-PS 25 60 572 liegt der Beschichtungsmaterialsumpf oberhalb der sich mit der Druckwalze drehenden Rollrakel, so daß tatsächlich die Rollrakel auch hier das Beschichtungsmaterial zunimmt und die Schichtdicke bestimmt Die sich ständig drehende Rollrakel ist einer zunehmenden Verschmutzung ausgesetzt, wenn nicht die Restbestände mittels einer zusätzlichen Rakel abgestreift werden. Dies stellt jedoch einen zusätzlichen Aufwand dar. Erfolgt dies nicht, so kommt es in der Beschichtung zu einer Schlierenbildung.

Aus der US-PS 40 90 469 ist es für sich bekannt, mittels einer Pumpe Beschichtungsmaterial zuzumessen und die Druckwalze verstellbar und nachgiebig anpreßbar zu gestalten, allerdings ohne Verwendung eines Rollstabes oder einer Rollrakel.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit einfachen konstruktiven Mitteln eine schlierenfreie Beschichtung gleichförmiger Dicke vornehmen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Im Gegensatz zum genannten Stand der Technik ist der Rollstab nicht als Zumeßrollrakel ausgebildet, sondern als starr gelagerte Rolle mit harter, glatter Oberfläche, wobei die Rolle über die Hälfte in der Nut eingebettet ist, welche Nut hinsichtlich ihres Aufnahmeabstandes veränderbar ist. Dieser Rollstab kann, muß aber nicht ständig gedreht werden. Der positive Antrieb des Rollstabes dient dazu, einmal schnittweise unterschiedliche Umfangsflächen der Rolle an der zu beschichtenden Bahn zur Anlage kommen zu lassen und durch die besondere Einbettung während der Drehung eine Abreinigung der Oberfläche von Schlieren bildenden Fremdpartikeln vorzunehmen. Außerdem kann durch diese Drehung die Abnützung des Rollstabes verteilt und somit vergleichmäßigt werden. Auch dies führt zu einem gleichmäßigen Auftrag des Beschichtungsmaterials ohne Schlieren bzw. Streifen. Dabei ist wesentlich, daß der Rollstab nicht elastisch anliegt, sondern starr angeordnet ist und mit der Druckwalze e'nen Druckwalzenspalt bildet, was beim vordiskutierten Stand der Technik nicht der Fall ist.

Ein zu beschichtendes Band wird über die Einführkante des Extrusionsschlitzes und durch den Druckspalt der

Druckwalze und der Stange der Abführkante bewegt, wobei das Band durch die Spannwalzenanordnung einer Seiten- und Längsspannung unterworfen wird. Der Rollstab und die Druckwalze werden dabei mittels eines Antriebsmotors mit bestimmten Drehzahlen gedreht

Das vom Extrusionsschlitz abgegebene Beschichtungsmaterial wird durch eine Pumpe zugeführt, welche exakt die Menge des hochviskosen Beschichtungsmaterials in einer Menge zumißt, die für die Aufbringung einer Beschichtung gleichförmiger Dicke notwendig ist. Es ist keine Abgabeöffnung vorgesehen, um überschüssiges Beschichtungsmaterial abzuführen. Der Rollstab sitzt tief in seiner Nui, so daß lediglich ungefähr das obere Viertel des Stabes frei liegt Es wurde herausgefunden, daß trotz der Drehung des Rollstabes um seine Längsachse der Rollstab durch mit Gewinden versehene Abschnitte des Sitzes leicht verbogen werden kann, um jegliche Ungleichmäßigkeit der Beschichtungsdicke zu kompensieren. Der Roiistab kann kontinuierlich mit einer Drehzahl von 9 bis 12Upm gedreht werden, um so die Abnützung zu verteilen. Der Rollstab kann für den normalen Betrieb stationär sein und wird wahlweise gedieht um die Streifenbildung in der Beschichtung dann zu beseitigen, wenn Fremdstoffpartikel eingefangen wurden und diese Streifenbildung verursachen. Insofern werden immer wieder neue Oberflächenbereiche des Rollstabes einer Abnützung unterworfen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines typischen Extrusionsbeschichters,

F i g. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht des Beschichtungskopfes, der Druckwalze, des Rollstabes und des Rollstabsitzes,

F i g. 3 eine perspektivische, schematische Ansicht der Druckwalze, des Rollstabes, des Druckspaltes und des Kraftantriebes sowie der Steuerung des Rollstabes, und

F i g. 4 eine teilgeschnittene Teilrückansicht mit den ein Gewinde aufweisenden beweglichen Abschnitten der Abführlippe, welche verwendet werden kann, um den Rollstab ein wenig zu verziehen.

In F i g. 1 ist ein typischer Extrusionsbesciiichter 20, der in den US-PS 38 54 441 und 39 19 974 angegebenen Art dargestellt. Der Beschichter 20 ist rein schematisch dargestellt und un.faßt eine Abwickelwalze 21 für ein Band 22, welches um die Spannungsanzeigenwalze 23, Umlenkrollen 24 und vorzugsweise um eine vorgewärmte Trommel 25 verläuft Das Band 22 wird durch Walzen 26 und 27 einer Längsspannung unterworfen, wenn das Band über einen Längsschlitz 28 eines länglichen Beschichtungskopfes 29 und eine oder mehrere gekrümmte Rollen 31 verläuft um in der Beschichtungszone 32 auf das Band eine seii.ich gerichtete Spannung aufzubringen. Heiße Schmelze oder anderes viskoses Beschichtungsmaterial 33 wird in vorbestimmter Menge bei vorbestimmtem Druck zum Beschichtungskopf 29 gefördert, um so die exakte Menge an gewünschtem Beschichtungsmaterial zuzumessen und so auf der Unterseite 34 des sich bewegenden Bandes 22 eine besondere Beschichtungsdicke aufzubringen. Die Beschickungseinrichtung für das Beschichtungsmaterial umfaßt eine geeignet motorisierte Pumpe 35, welche zu einer Beschickungsleitung 36 führt

Nach der Aufbringung einer dünnen Schicht gleichförmiger Dicke auf der Unterseite 34 des Bandes 22 wird das Band durch einen Walzenspalt 37 bewegt der von Verbindungswalzen 38 und 39 gebildet wird. In diesem Walzenspalt erfolgt die Laminierung des beschichteten Bandes 22 mit einem anderen Band 41.

Die übereinander angeordneten Bäi.der verlaufen dann um eine Kühlwalze 42 großen Durchmessers und

ίο gelangen dann zur Aufwicke!'->'a!ze 43. Zwischen der Laminierungsstation 37 und der Kühlwalze 42 ist ein positiv veränderbarer Geschwindigkeitsantrieb 44 vorgesehen.
Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist der längliche Beschichtungskopf 29 mit einer Kammer 45 versehen, die mit der Beschickungsleitung 36 derart in Verbindung steht, daß die viskose heiße Beschichtungsschmelze 33 mittels der motorisierten Pumpe 35 gepumpt wird. Danach wird das Beschichtungsmaterial 33 durch den länglichen, schmalen Extrusionsschlitz 28 extrudiert der von der Einführlippe oder Einführkante 46 und einer Abführlippe oder Abführkante 47 gebildet wird. Das Band 22 verläuft unter der gummiähnlichen nachgiebigen Fläche 48 einer Druckwalze 49. Diese Druckwalze 49 stützt sich in Lagern 51 ab, welche durch die Kolben von pneumatischen Zylindern 52 abgestützt werden, um auf die Lager einen vorbestimmten Druck auszuüben, wenngleich die Abstützung durch die pneumatischen Zylinder federnd ist.

Ein zylindrischer Rollstab 54, welcher eine harte, glatte Oberfläche 55 aufweist, wirkt mit der nachgiebigen Fläche 48 der Druckwalze 49 zusammen und bildet mit dieser einen Druckspalt 53. Der Rollstab 54 liegt drehbar mit ihrem größten Teil 56 in einer Nut 57, die im

js wesentlichen einen zylindrischen Querschnitt aufweist und in der Nähe der Fläche 58 der Abführlippe 47 liegt.

Der Roiistab 54 liegt ungefedert in der Nut 57, so daß

der Pumpendruck und die Pumpmenge die Aufbringung einer Schicht 59 des Beschichtungsmaterials 33 auf die Unterseite 34 des Bandes 22 veranlaßt, wenn dieses Band 22 unter einer vorbestimmten Längs- und Seitenspannung von der Einführlippe 46 zur gekrümmten harten Oberfläche 55 zur Drehstange 54 bewegt wird. Der Rollstab 54 vollzieht keine Meß- und Prüffunktion, weil er mit relativ niedriger Drehzahl, wie beispielsweise 9 bis 12 Upm, gedreht wird, während die Druckwalze 49 mit einer beträchtlich höheren Drehzahl pro Minute gedreht wird und folglich auch das Band 22 mit einer erheblich höheren Geschwindigkeit vorwärts-

>o bewegt wird.

Der geringere Teil 61 des Rollstabes 54 steht leicht über die Nut 57 hervor und liegt dort somit frei. Der Rollstab 54 ist mit einer Antriebseinrichtung 62 versehen, welche mit einem Untersetzungsgetriebe 63 und einem Geschwindigkeitsregler 64 sowie einem Elektromotor 65 versehen ist. Mit einer Steuerung 60 kann der Rollstab 54 normalerweise angehalten werden und nur wahlweise und zeitweise in Richtung der Bewegung des Bandes bewegt werden, wenn sich Fremdstoffe im Druckspalt 53 abgesetzt haben und den Beschichtungsvorgang behindern. Eine Drehung des Rollstabes 54 beseitigt die Fremdstoffe und die dadurch bedingte Schlierenbildung in der Beschichtung.

Es wurde jedoch herausgefunden, daß hochviskose,

<i5 heiße Beschichtungsschmelze eine beträchtliche Abnützung der Abführfläche 55 der Abführlippe eines Schlitz-Extrusionsbeschichters verursacht, und zwar sogar dann, wenn ein Rollstab 54 in einer Nut 57

angeordnet ist, der Rollstab nicht gedreht wird und aus besonders widerstandsfähigem Material besteht. Es ergibt sich eine ungleichmäßige Abnützung des Rollstabes, so daß daraus in der Beschichtung Bereiche ungleichmäßiger Dicke entstehen. Daher ist es bevorzugt, mit der Steuerung 60 den Rollstab 54 derart einzustellen, daß dieser kontinuierlich mit einer geringen Drehzahl gedreht wird, um einer Abnützung zu begegnen und die Ausbildung von abgeflachten Stellen oder anderen Exzentrizitäten zu verhindern.

Während man erwarten könnte, daß ein länglicher zylindrischer Rollstab geringen Durchmessers, wie der Rollstab 54, welche tief in einer Nut entsprechenden Gestalt sitzt, eine geradlinige Achse haben oder sich in der Nut nicht drehen würde, wurde herausgefunden, daß eine Seite 66 des Stangensitzes in Sektionen 67,68, usw., eingeteilt sein kann, die jeweils mit einem Gewinde versehen sind, mit dem eine Stellschraube 69 in Eingriff steht. Die Sektionen können leicht dahingehend verstellt werden, daß eine Verbiegung der Stange und ihrer Nut erfolgt, um so in Querrichtung des Bandes ungleichmäßige Beschichtungsdicken zu verhindern.

Die geschraubt bewegbaren Sektionen 67, 68, usw., können alle abgezogen werden, damit das Ersetzen des Rollstabes 54 durch einen neuen Rollstab möglich ist. Sofern dies nicht gewünscht oder nicht praktikabel ist, können die Rollstäbe 54 auch endseitig den Nuten entnommen werden, um so einen einfachen Austausch vornehmen zu können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Extrusionsbeschichter mit einem länglichen Beschichtungskopf, der einen länglichen Extrusionsschlitz aufweist, welcher von einer Einführlippe und einer Abführlippe gebildet wird, mit einer Spannwalzenanordnung für die Bewegung eines Bandes unter einer vorbestimmten Zugspannung von der Einführlippe zur Abführlippe quer über den Schlitz, mit einem Rollstab, welcher drehbar und ungefedert in einer Nut der Abführlippe abgestützt ist und mit der benachbarten nachgiebigen Oberfläche einer Druckwalze einen Druckspalt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollstab (54) eine glatte harte Oberfläche (55) aufweist und um eine feste Drehachse drehbar ist, daß die Abfülirlippe (47) von einem festen, starren Abschnitt (67) und einem anderen starren Abschnitt (68) gebildet ist, welcher in einer Richtung quer zur Längsachse des Rollstabes (54) gleitend bewegbar ist, wobei die Sektionen (67, 68,...) gemeinsam die Nut als einen tiefen und nicht federnden Sitz für den Rollstab (54) bilden, so daß ein geringerer Teil (61) der Oberfläche (55) des Rollstabes (54) freiliegt und ein größerer Teil (56) der Oberfläche (55) des Rollstabes (54) verdeckt innerhalb der Nut (57 liegt, daß die Sektionen untereinander durch einen Schraubmechanismus (69) verstellbar und untereinander festlegbar sind, daß die Druckwalze (49) mittels einer Lagereinrichtung (51, 52) federnd abgestützt ist, so daß im Druckspalt nachgiebig ein vorbestimmter Druck auf die harte und federnde Oberfläche (55) des Rollstabes (54) aufbringbar ist, daß eine Antriebseinrichtung (62,65) mit einer Steuerung (60) betriebsmäßig mit dem Rollstab (54) derart verbunden ist, daß diese in der tiefen Nut (57) wahlweise mit einer vorbestimmten Drehzahl drehbar ist und daß die Pumpe (35) vorgesehen ist, mit der die Dicke der durch den Beschichtungskopf (29) auf das Band (22) aufgebrachten Beschichtung zumeßbar ist.

2. Extrusionsbeschichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (62, 65) einen Geschwindigkeitsregler für einen Rollstab (54) aufweist.

3. Extrusionsbeschichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführlippe (47) aus einem starren, unflexiblen Material besteht und nicht-federnd befestigt ist.

4. Extrusionsbeschichter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Abführlippe (47) ausgebildete tiefe, im wesentlichen zylindrische Längsnut (57) einem im wesentlichen mehr als halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

5. Extrusionsbeschichter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollstab (54) mit ungefähr zwei Drittel des Umfangs innerhalb der Nut (57) sitzt und ungefähr ein Viertel der Oberfläche der Längsstange (54) freiliegt.

6. Extrusionsbeschichter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Schraubeinrichtungen (69) vorgesehen isi, von denen jeweils eine dieser Schraubvorrichtungen (69) jeweils einer beweglichen Sektion to (67, 68) zugeordnet ist, die gegenüber der festen, starren Sektion bewegbar ist, so daß gewünschte Bereiche des Rollstabes (54) bei Aufrechterhaltung einer Drehbarkeit des Rollstabes (54) in der Nut (57) verbiegbar sind.