EP0907423B1 - Verfahren und vorrichtung zum dosierten aufbringen von flüssigkeiten auf materialbahnen - Google Patents

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EP0907423B1
EP0907423B1 EP97932713A EP97932713A EP0907423B1 EP 0907423 B1 EP0907423 B1 EP 0907423B1 EP 97932713 A EP97932713 A EP 97932713A EP 97932713 A EP97932713 A EP 97932713A EP 0907423 B1 EP0907423 B1 EP 0907423B1
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ultrasonic
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Dr Hielscher GmbH
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    • B05C5/0245—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to a moving work of indefinite length, e.g. to a moving web
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    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation

Definitions

  • the invention relates to a ⁇ method for metered Applying liquids to material webs according to the preamble of claim 1 and a device to carry out the procedure.
  • Spray processes have the disadvantage of one in particular high environmental impact due to the open system.
  • WO-A-93/07969 describes a method for metering Applying liquids to material webs described the properties of the applied To improve coating.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art to eliminate technology and a process and a Device for the dosed application of liquids to develop on material webs with which one homogeneous coating and minimal environmental impact are guaranteed.
  • Ultrasonic vibration system (sonotrode) 1 formed, in which a feed 2 for a liquid, here for example for a lacquer.
  • a feed 2 for a liquid here for example for a lacquer.
  • an air duct 3 for the introduction of Compressed air arranged above the sonotrode 1 .
  • the material web to be coated for example here a film web 4, is on the surface of the Sonotrode 1 performed (Fig. 1).
  • the sonotrode 1 consists of an ultrasound bar, which for example consist of a large number in parallel working transducer is built, which together excite the vibration beam in phase, but are decoupled from each other against transverse swinging.
  • the sonotrode could also be formed from a transverse oscillator.
  • the sonotrode 1 swings over the entire working width with exactly the same amplitude A, frequency and Phasing.
  • the film web 4 to be coated is by means of Overpressure of the duct 3 applied to the surface the sonotrode 1 is pressed.
  • Compressed air can also be an elastically rotating roller or a similar agent can be used to control the Slide 4 with a defined pressure force over the Lead sonotrode 1. It can also be done by the Choice of film tension the necessary pressure can be achieved.
  • a gap 5 which is with the set working frequency of the sonotrode 1 periodically opens.
  • the gap size corresponds approximately the size of the set amplitude A.
  • the gap 5 is evenly applied to the film 4 distributed.
  • the sonotrode 1 swings perpendicular to the plane the film web 4.
  • the film web 4 is rounded to 6 Sonotrode 1 out and over a tear-off edge 7 by derived there.
  • the rounding 6 and the tear-off edge 7 are integrated in the sonotrode 1, both guide means can also run separately become.
  • the rounding 6 is ⁇ and the tear-off edge 7 is formed with an outlet angle ⁇ , where the condition applies ⁇ ⁇ .
  • the amount of paint is adjusted by a metering pump, not shown, as a function of the throughput speed of the film web 4, so that the amount of paint is determined exactly per m 2 of film web 4.
  • Fig. 2 is shown schematically how the Vibration-decoupled paint supply via channel 2 in the sonotrode 1 can take place.
  • the compressed air line 3 is designed to be adaptable to the width of the film web 4.
  • the paint supply can also be adjusted and lockable edge cover segments (not shown) with a vibration decoupling on the feed pipes take place instead of the paint supply shown through the sonotrode 1.
  • the sonotrode 1 For homogeneous coating of a flat surface or it is also a material web with a liquid conceivable, the sonotrode 1 with the feeds for the Liquid and the pressure medium to move.

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  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein\ Verfahren zum dosierten Aufbringen von Flüssigkeiten auf Materialbahnen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bekannte Verfahren in der Druckindustrie verwenden, insbesondere beim Offset- oder beim Tiefdruck, zum Aufbringen der Druckflüssigkeit Walzenwerke. Nachteilig ist dabei, daß teuere Ausrüstungen benötigt werden und ein hoher Reinigungsaufwand des Druckwerkes notwendig ist, wenn zum Beispiel ein Farbenwechsel erfolgen soll. Es treten hohe Materialverluste in den Walzenwerken und in den Wannen und ein großer Verschleiß der Walzenwerke auf.
Zum Beschichten von ebenen Trägerschichten sind des weiteren allgemeine Sprühverfahren bekannt. Sprühverfahren weisen insbesondere den Nachteil einer hohen Umweltbelastung durch das offene System auf.
In der US 53 36 534 wird ein Verfahren zum Beschichten von Materialbahnen beschrieben, gemäß dem die Beschichtungsgeschwindigkeit durch Einwirkung von Ultraschall erhöht werden kann. Die Beschallung erfolgt auf die freie Oberfläche der Materialbahn von einem beabstandeten Horn aus. Dieses Verfahren ist uneffektiv, da die Einwirkung der Schallwellen über die Luft nicht zu der erwünschten Wirkung eines dosierten Auftrags von Flüssigkeiten führen kann.
In der WO-A-93/07969 wird ein Verfahren zum dosierten Aufbringen von Flüssigkeiten auf Materialbahnen beschrieben, um die Eigenschaften der aufgebrachten Beschichtung zu verbessern.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dosierten Aufbringen von Flüssigkeiten auf Materialbahnen zu entwickeln, mit denen eine homogene Beschichtung und eine minimale Umweltbelastung gewährleistet sind.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruches 7. Die zu beschichtende Materialbahn wird mittels Druckluft oder mittels einer elastisch mitlaufenden Walze auf die Oberfläche eines Ultraschall-Schwingungssystems gedrückt und über die Oberfläche derart geführt, daß im Takt der angelegten Arbeitsfrequenz ein sich periodisch öffnender Spalt zwischen der Materialbahn und der Oberfläche des Schwingungssystems erzeugt wird, über den die Flüssigkeit auf die Materialbahn aufgebracht wird.
Durch die Anwendung von Ultraschall werden ein Verfahren und eine Vorrichtung aufgezeigt, mit denen eine gleichmäßige Dosierung und eine homogene Beschichtung gewährleistet werden und mit denen, infolge des geschlossenen Systems und der damit verbundenen geringen Materialverluste, keine oder eine geringfügige Umweltbelastung besteht.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 :
eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in Schnittdarstellung und
Fig. 2 :
die schematische Seitenansicht in Teilschnittdarstellung der Vorrichtung nach Fig. 1 (teilweise).
Die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 wird aus einem Ultraschall-Schwingungssystem (Sonotrode) 1 gebildet, in welches eine Zuführung 2 für eine Flüssigkeit, hier zum Beispiel für einen Lack, vorgesehen ist. Oberhalb der Sonotrode 1 ist ein Luftkanal 3 zur Einleitung von Druckluft angeordnet.
Die zu beschichtende Materialbahn, hier zum Beispiel eine Folienbahn 4, wird über die Oberfläche der Sonotrode 1 geführt (Fig. 1).
Die Sonotrode 1 besteht aus einer Ultraschall-Leiste, die beispielsweise aus einer Vielzahl parallel arbeitender Schallwandler aufgebaut ist, welche gemeinsam den Schwingungsbalken phasengleich anregen, aber voneinander gegen Querschwingen entkoppelt sind.
In einer anderen Ausführungsform könnte die Sonotrode auch aus einem Querschwinger gebildet sein.
Die Sonotrode 1 schwingt über die gesamte Arbeitsbreite mit exakt gleicher Amplitude A, Frequenz und Phasenlage.
Die zu beschichtende Folienbahn 4 wird mittels des mit Überdruck beauflagten Luftschachtes 3 auf die Oberfläche der Sonotrode 1 angedrückt. Anstelle von Druckluft kann auch eine elastisch mitlaufende Walze oder ein ähnliches Mittel verwendet werden, um die Folie 4 mit einer definierten Andruckkraft über die Sonotrode 1 zu führen. Es kann auch alleine durch die Wahl der Folienbahnspannung die notwendige Andruckkraft erreicht werden.
Da die Folienbahn 1 infolge der Trägheit der durch die angelegte Schwingungsfrequenz erzeugten Beschleunigung der Sonotrode 1 nicht folgen kann, entsteht über der gesamten Breite der Folienbahn 4 ein Spalt 5, der sich mit der eingestellten Arbeitsfrequenz der Sonotrode 1 periodisch öffnet. Die Spaltgröße entspricht annähernd der Größe der eingestellten Amplitude A. Über den Spalt 5 wird der Lack gleichmäßig auf die Folienbahn 4 verteilt. Die Sonotrode 1 schwingt senkrecht zur Ebene der Folienbahn 4.
Die Folienbahn 4 wird über eine Abrundung 6 auf die Sonotrode 1 geführt und über eine Abrißkante 7 von dort abgeleitet. Die Abrundung 6 und die Abrißkante 7 sind hier in die Sonotrode 1 integriert, beide Führungsmittel können jedoch auch separat ausgeführt werden.
Die Abrundung 6 wird mit einem Einlaufwinkel α und die Abrißkante 7 mit einem Auslaufwinkel β gebildet, wobei die Bedingung gilt α < β.
Die Lackmenge wird durch eine nicht dargestellte Dosierpumpe in Abhängigkeit von der Durchlaufgeschwindigkeit der Folienbahn 4 eingestellt, so daß die Lackmenge exakt pro m2 Folienbahn 4 bestimmt ist.
In der Fig. 2 ist schematisch dargestellt, wie die schwingungsentkoppelte Lackzufuhr über den Kanal 2 in der Sonotrode 1 erfolgen kann. Die Druckluftleitung 3 ist an die Breite der Folienbahn 4 anpaßbar gestaltet.
Die Lackzufuhr kann auch durch verstellbare und arretierbare Randabdecksegmente (nicht dargestellt) mit einer Schwingungsentkopplung an den Zuführungsrohren erfolgen anstelle der gezeigten Lackzufuhr durch die Sonotrode 1 hindurch.
Zur homogenen Beschichtung einer ebenen Fläche oder einer Materialbahn mit einer Flüssigkeit ist es auch denkbar, die Sonotrode 1 mit den Zuführungen für die Flüssigkeit und dem Andruckmittel zu bewegen.
BEZUGSZEICHENLISTE
01
Ultraschall-Schwingungssystem
02
Zuführung (Kanal)
03
Luftkanal
04
Folienbahn
05
Spalt
06
Abrundung
07
Abrißkante
A
Amplitude
α
Einlaufwinkel
β
Abrißwinkel

Claims (7)

  1. Verfahren zum dosierten Aufbringen von Flüssigkeiten auf Materialbahnen, insbesondere auf Folienbahnen,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die zu beschichtende Materialbahn (4) mittels Druckluft oder mittels einer elastisch mitlaufenden Walze auf die Oberfläche eines Ultraschall-Schwingungssystems (1) gedrückt und über diese derart geführt wird, daß im Takt der angelegten Arbeitsfrequenz ein sich periodisch öffnender Spalt (5) zwischen der Materialbahn (4) und der Oberfläche des Schwingungssystems (1) erzeugt wird, über den die Flüssigkeit auf die Materialbahn (4) aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Flüssigkeit durch das Ultraschall-Schwingungssystem (1) hindurch auf die Materialbahn (4) gebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Flüssigkeitsmenge über eine Dosierpumpe in Abhängigkeit von der Durchlaufgeschwindigkeit der Materialbahn (4) exakt eingestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Ultraschall-Schwingungssystem (1) aus einer Ultraschall-Leiste gebildet wird, die über die gesamte Arbeitsbreite mit exakt gleicher Amplitude (A), Frequenz und Phasenlage schwingt, und die aus einer Vielzahl parallel arbeitender Schallwandler gebildet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die zu beschichtende Materialbahn (4) über eine Abrundung (6) mit einem definierten Einlaufwinkel (α) auf das Ultraschall-Schwingungssystem (1) zugeführt und über eine Abrißkante (7) mit einem definierten Auslaufwinkel (β) abgeleitet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Abrundung (6) und die Abrißkante (7) in das Ultraschall-Schwingungssystem (1) integriert sind.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    ein Ultraschall-Schwingungssystem (1) mit einer Zuführung (2) für eine Flüssigkeit zwischen der Oberfläche des Ultraschall-Schwingungssystems (1) und der Materialbahn (4) verbunden ist und daß oberhalb des Ultraschall-Schwingungssystems (1) ein Mittel (3) wie Druckluft oder elastisch mitlaufende Walze zum Andrücken der Materialbahn (4) auf die Oberfläche des Ultraschall-Schwingungssystems (1) mit einer definierten Andruckkraft angeordnet ist.
EP97932713A 1996-06-26 1997-06-25 Verfahren und vorrichtung zum dosierten aufbringen von flüssigkeiten auf materialbahnen Expired - Lifetime EP0907423B1 (de)

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