EP1797966A2 - Vorhangbeschichter mit seitlich verstellbarer Abkantung - Google Patents

Vorhangbeschichter mit seitlich verstellbarer Abkantung Download PDF

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EP1797966A2
EP1797966A2 EP06023534A EP06023534A EP1797966A2 EP 1797966 A2 EP1797966 A2 EP 1797966A2 EP 06023534 A EP06023534 A EP 06023534A EP 06023534 A EP06023534 A EP 06023534A EP 1797966 A2 EP1797966 A2 EP 1797966A2
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EP
European Patent Office
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curtain
nozzle
seitenabkantungsvorrichtung
curtain coater
coater according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06023534A
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English (en)
French (fr)
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EP1797966A3 (de
Inventor
Peter Schweizer
Ferdinand Krebs
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Polytype Converting SA
Original Assignee
Polytype Converting SA
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Publication date
Application filed by Polytype Converting SA filed Critical Polytype Converting SA
Publication of EP1797966A2 publication Critical patent/EP1797966A2/de
Publication of EP1797966A3 publication Critical patent/EP1797966A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/007—Slide-hopper coaters, i.e. apparatus in which the liquid or other fluent material flows freely on an inclined surface before contacting the work
    • B05C5/008—Slide-hopper curtain coaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/005—Curtain coaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—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
    • B05C9/06—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 two different liquids or other fluent materials, or the same liquid or other fluent material twice, to the same side of the work

Definitions

  • the invention relates to a device for curtain coating a moving substrate, preferably a flexible endlessly conveyed web.
  • curtain coating is one of many methods of coating flexible, endless webs with a thin liquid film.
  • the method is suitable for applying a layer of a single liquid or simultaneously several layers of different liquids.
  • the curtain coating process has been known and researched for many years. For example, a detailed description will be provided Miyamoto and Katagiri, Curtain Coating, in Liquid Film Coating, Chapter 11c, Chapman & Hall, New York 1997 ,
  • the curtain is either wider or narrower than the web to be coated. If a liquid curtain is not guided laterally along its fall line, it contracts as a result of surface tension forces. As a result, the control over the width of the curtain and therefore also over the casting width at the point of impact of the curtain on the web to be coated is lost.
  • a non-guided curtain in industrial applications is at most interesting if the curtain is much wider than the web to be coated and consists of a single liquid. In this case, the excess liquid can be collected and reused. In all other applications, especially when the curtain is made up of several layers of liquid, it makes sense to vertically guide the curtain on both sides to keep the curtain width constant and liquid losses small. For guided liquid curtains, a boundary system is advantageous.
  • a prerequisite for the successful application of the curtain coating process is a stable liquid curtain.
  • a sturdy curtain is characterized by robustness against internal and external disturbances, ie it can not be permanently destroyed by the disturbances.
  • Theoretical and experimental investigations of the stability of liquid curtains can be found in, for example, Brown, DR, 1961, A study of the behavior of a thin sheet of moving liquid, J. Fluid Mechanics 10, pages 297-305 and Taylor, GI 1959, The dynamics of thin sheets of fluid, Part III: Disintegration of fluid sheets, Proc. Roy. Soc. London A, pages 253-313 ,
  • Brown has defined the following stability criterion for liquid curtains: The curtain is stable when the fall velocity is greater than the propagation velocity of curtain disturbances. Under this condition, disturbances can not propagate against the downward falling motion, but are swept down and therefore can tear the curtain at most locally and temporarily, but not catastrophically.
  • a slot nozzle or a cascade nozzle, as described by way of example by Miyamoto and Katagiri.
  • the curtain forms directly at the outlet of the nozzle slot.
  • the liquid flows after exiting the nozzle slot first in the form of a single or multi-layered liquid film on the nozzle surface to the nozzle lip. Only at the nozzle lip, the film flow turns into a curtain flow. So that the film flow on the nozzle surface remains well-defined in its width, it should be guided laterally by means of a nozzle side boundary.
  • the wetting line When a free surface liquid is confined laterally by a wall, the wetting line will be either above or below the liquid surface, depending on the wetting properties between liquid and wall material due to capillary forces, with good wetting, such as for example Weinstein, SJ and Palmer, AJ, Capillary hydrodynamics and interfacial phenomena, Chapter 2, in Liquid Film Coating, Chapman & Hall, New York 1997 , describe.
  • the shape of the liquid surface therefore changes along the boundary. The changes can be particularly strong as the liquid flows along the side boundary. This is for example from Schweizer, PM, 1988, Visualization of coating flows, J. Fluid Mechanics 193, pp. 285-302 , shown.
  • curtain coater and in particular their nozzle side boundaries are, for example, in the DE 30 37 612 C2 and the WO 94/08272 described.
  • the falling curve of the curtain is heavily dependent on the type of nozzle used to create the curtain. If a slot die is used, the curtain will fall substantially vertically in the extension of the die slot, especially if the curtain is a single liquid. If, on the other hand, a cascade nozzle is used to generate the curtain, an asymmetrical flow field results in the vicinity of the nozzle lip, which leads to a deflection of the curtain fall curve from the vertical. In particular, the curtain curves below the nozzle lip to the rear, which is called "tea-pot effect" ( Kistler, SF and Scriven, LE, 1994, The tea-pot effect: sheet-forming flows with deflection, wetting and hysteresis, J. Fluid Mechanics 263, pages 19-62 ). When designing the curtain side boundary, this effect should be taken into account.
  • the DE 10 2004 016 923 A1 discloses a curtain coater according to the preamble of claim 1.
  • the present invention thus avoids problems that arise with only separately adjustable folding devices, since in such a single operation of soabkantungsvoriquesen flow situations can again arise which jeopardize or limit the stability of the coating curtain section.
  • the present invention is also envisioned as a method that progressively translates the physical characteristics of the curtain coater described herein to provide optimum coating.
  • the soabkantungsvoriques is arranged in the flow of the coating liquid after the nozzle device and in front of the curtain guide structure, and so follows the curtain guide structure functionally the bending device, so that always ensures a sufficient guidance of the curtain and thus the stability is given.
  • the The isabkantungsvorraum can be adjustable by means of a rail device, and this rail device can be arranged in particular on the nozzle device. It is possible to connect the Soabkantungsvorides and / or the shape guide structure via a rail attack slidably and lockable with the rail device.
  • the adjustability can be ensured in different ways.
  • a manual adjustability or displaceability is readily conceivable for such cases, where over a long time a certain width setting for the curtain should be set permanently.
  • motor adjustability is suitable for systems which often require different coating widths.
  • the soabkantungsvorraum be mechanically or mechanically detectable, depending on the requirements and the frequency of Verstellvortician.
  • the side bender may be one having a separating edge and a receiving and discharging device for the folded coating liquid on the outside.
  • the nozzle device of the curtain coater may comprise the following components: a nozzle surface inclined to the horizontal; an outlet opening, through which the coating liquid of the nozzle surface is fed so that the Coating liquid forms a downflowing film on the nozzle surface; a nozzle lip forming a downstream end of the nozzle surface; and a nozzle boundary for laterally limiting the film flow.
  • a nozzle side boundary adjustable in the width direction, and this adjustability can functionally interact with the adjustability of the side bender / curtain guide structure to optimally shape the mold properties and thus the coating.
  • FIG. 1 shows a curtain coater with a nozzle device 4, which is arranged vertically above a roller 3 at a clear distance.
  • the roller 3 serves as a deflection device, or more generally as a support device, for a substrate 1 to be coated, which is conveyed in a loop over the roller 3.
  • the substrate 1 is an endlessly conveyed, flexible web.
  • the nozzle device 4 is a slot nozzle in which separate feeds for several, in the embodiment, two different coating liquids are formed. The feeds converge on a substrate 1 facing the lower end of the nozzle device 4 in a nozzle outlet opening.
  • the outlet opening extends slot-shaped transversely to the conveying direction of the substrate 1 over a width which is larger as the coating width to be achieved of the product formed from the substrate 1 and the coating 2. In principle, however, the width of such an outlet opening can also be smaller than the coating width to be achieved.
  • the two coating liquids leave the outlet opening of the nozzle device 4 freely falling as a two-layer liquid curtain V.
  • the nozzle device 4 is arranged relative to the roller 3 so that the curtain V with a rotation axis of the roller 3 spans a vertical plane when the curtain V is not disturbed ,
  • FIG. 2 shows a curtain coater with a nozzle device 4, which is formed as a cascade nozzle. It has a nozzle surface 5 which is inclined to the horizontal, so that a coating liquid supplied to the nozzle surface 5 flows downward on the nozzle surface 5 to a nozzle lip 6 forming the downstream end of the nozzle surface 5 and flowing freely beyond the nozzle lip 6 Curtain V passes.
  • the nozzle surface 5 are supplied via outlet openings 7 of the number of outlet openings 7 corresponding to a plurality of different coating liquids which form on the nozzle surface 5 in a known manner a multilayer film flow F, which flows through the nozzle lip 6 in the curtain V.
  • the outlet openings 7 are slit-shaped and extend transversely across the width of the nozzle surface 5.
  • the nozzle surface 5 is in its, over the outlet openings 7 extending upstream portion plan, d. H. it forms an inclined plane there. In a subsequent downstream portion, the nozzle surface 5 is curved with its inclination gradually increasing to provide a continuous transition to the downstream end of the nozzle lip 6.
  • FIG. 3 An overview of a curtain coater according to the invention is the figure 3 as a perspective view.
  • the nozzle device 4 is shown as a cascade nozzle, the curtain not being shown here for the sake of clarity.
  • the side bending device 11 engages from the left side. It comprises a separating edge 12 which divides the curtain falling from the die lip 6 into two parts, namely a coating curtain part falling right in the drawing to the center of the nozzle surface and a separated curtain part which is located to the left of the edge 12 in the collecting and Drain trough 13 enters and is discharged through the conduit 14.
  • FIG. 4 shows the guide 15 of the curtain guide structure 16 more clearly, wherein the guide 15 is designed as a convex guide surface in order to be able to precisely determine the falling line of the curtain, to minimize tension forces in the curtain and to reduce boundary layer effects.
  • the side bender 11 and the curtain guide structure 16 are unitarily adjustable in the widthwise direction, and this width adjustability is ensured by a rail 21 attached to the lower inclined surface 8 of the nozzle and in FIGS. 3, 4 and 5 can be seen.
  • the soabkantungsvoriques 11 can be adjusted together with the curtain guide structure, whereby the width of the curtain can be adjusted and it is always ensured that the folded curtain residue drained well and the coating curtain are well down to the substrate.
  • the rail 21 on the lower nozzle surface 8 carries a guide element 22, which is shown in Figures 3, 4 and 5 as a transparent component.
  • the guide element 22 forms, so to speak, the "transition" between the rail 21 and a bracket 25, which is already regarded as a support member on the side of the curtain guide structure 16.
  • the guide member 22 is fixed to the rail 21 with individual and spaced-apart countersunk screws 23 (with hexagon head).
  • the other components described are best seen in Figure 5.
  • the clamp 25 and the handwheel screw 26 engage from above or from below on the guide element 22 and thus provide a firm connection of the support structure 24 with the guide element 22.
  • the carrier structure 24 is in turn secured to the curtain guide structure 16 by knurled screws, which can be seen from the outside in FIGS.
  • curtain guide structure 16 and, of course, the adjoining side bending device 11 takes place in the following sequence: curtain guiding structure 16 , Carrier structure 24, hand screw 26 and counter clamp 25, guide element 22, fastening screws 23, rail 21 and surface 8 on the nozzle 4.
  • the illustrated manner of attachment has the advantage of great flexibility.
  • the fastening on the guide element 22 can be easily loosened and tightened again with the hand screw 26 so that an adjustment of the curtain width can be effected in a simple manner.
  • the thumbscrews that attach the curtain guide structure 16 to the support structure 24 are also easily releasable, and thus, a simple replacement or removal of the curtain guide structure 16 for cleaning or maintenance purposes.
  • FIGS. 3 to 5 makes it possible to carry out the width adjustment of the curtain in a simple and reliable manner, although of course other fastening, connecting and adjusting devices are conceivable in the context of the present invention, for example motor detection and displacement or stepwise Adjustability or provision of stops for special curtain widths to be preset.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vorhangbeschichter für die Beschichtung eines bewegten Substrats (1), mit einer Düsenvorrichtung (4) für die Erzeugung eines auf das Substrat (1) fallenden Vorhangs (V) aus wenigstens einer Beschichtungsflüssigkeit; mindestens einer Seitenabkantungsvorrichtung (11), welche den fallenden Vorhang nach dem Verlassen der Düsenvorrichtung an einer Außenseite abkantet und so seine Breite eingrenzt; und einer an die Seitenabkantungsvorrichtung anschließenden Vorhangführungsstruktur (16) mit einer Führung (15), die den Vorhang (V) an der Seite führt, bei dem die Seitenabkantungsvorrichtung (11) zusammen mit der Vorhangführungsstruktur (16) in Breitenrichtung verstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vorhangbeschichtung eines bewegten Substrats, vorzugsweise einer flexiblen, endlos geförderten Bahn.
  • Das Vorhangbeschichten ist eines von vielen Verfahren zur Beschichtung von flexiblen, endlosen Bahnen mit einem dünnen Flüssigkeitsfilm. Das Verfahren eignet sich zum Auftragen von einer Schicht einer einzigen Flüssigkeit oder gleichzeitig mehreren Schichten verschiedener Flüssigkeiten. Das Vorhangbeschichtungsverfahren ist seit vielen Jahren bekannt und erforscht. Eine detaillierte Beschreibung liefern beispielsweise Miyamoto und Katagiri, Curtain Coating, in Liquid Film Coating, Chapter 11c, Chapman & Hall, New York 1997. In industriellen Anwendungen ist der Vorhang entweder breiter oder schmaler als die zu beschichtende Bahn. Falls ein Flüssigkeitsvorhang entlang seiner Falllinie seitlich nicht geführt wird, zieht er sich als Folge von Oberflächenspannungskräften zusammen. Dadurch geht die Kontrolle über die Vorhangbreite und deshalb auch über die Gießbreite beim Auftreffpunkt des Vorhangs auf der zu beschichtenden Bahn verloren. Aus diesen Gründen ist ein nicht geführter Vorhang in industriellen Anwendungen höchstens dann interessant, wenn der Vorhang wesentlich breiter ist als die zu beschichtende Bahn und nur aus einer einzigen Flüssigkeit besteht. In diesem Fall kann die Überschussflüssigkeit aufgefangen und wiederverwendet werden. In allen anderen Anwendungen, insbesondere wenn der Vorhang aus mehreren Flüssigkeitsschichten besteht, ist es sinnvoll, den Vorhang auf beiden Seiten vertikal zu führen, um die Vorhangbreite konstant und Flüssigkeitsverluste klein zu halten. Für geführte Flüssigkeitsvorhänge ist ein Berandungssystem vorteilhaft.
  • Eine Vorbedingung für die erfolgreiche Anwendung des Vorhangbeschichtungsverfahrens ist ein stabiler Flüssigkeitsvorhang. Ein stabiler Vorhang zeichnet sich durch Robustheit gegenüber internen und externen Störungen aus, d. h. er kann durch die Störungen nicht permanent zerstört werden. Theoretische und experimentelle Untersuchungen der Stabilität von Flüssigkeitsvorhängen finden sich beispielsweise in Brown, D.R., 1961, A study of the behaviour of a thin sheet of moving liquid, J. Fluid Mechanics 10, Seiten 297-305 und Taylor, G.I. 1959, The dynamics of thin sheets of fluid, part III: Disintegration of fluid sheets, Proc. Roy. Soc. London A, Seiten 253-313.
  • Brown hat für Flüssigkeitsvorhänge das folgende Stabilitätskriterium definiert: Der Vorhang ist stabil, wenn die Fallgeschwindigkeit größer ist als die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Störungen im Vorhang. Unter dieser Bedingung können sich Störungen nicht entgegen der abwärts gerichteten Fallbewegung ausbreiten, sondern werden nach unten weggeschwemmt und können deshalb den Vorhang höchstens lokal und temporär, aber nicht katastrophal aufreißen.
  • Ebefalls herrscht die Erkenntnis, dass die Stabilität von Flüssigkeitsvorhängen gefördert wird durch: Lange Vorhänge, dicke Vorhänge, geringe Oberflächenspannung der Flüssigkeit, hohe Dichte der Flüssigkeit, hohe Fallgeschwindigkeit, hoher Volumenstrom im Vorhang. In gleicher Weise kann geschlossen werden, dass die Vorhangstabilität gefährdet ist oder gar verloren geht, wenn die Strömung im Vorhang die vorstehenden Eigenschaften nicht aufweist. Vorhangstabilität ist bereits gefährdet, wenn obige Eigenschaften auch nur lokal, zum Beispiel entlang einer Vorhangseitenführung, nicht vorhanden sind.
  • Zur Bildung eines Flüssigkeitsvorhangs kann insbesondere eine Schlitzdüse oder eine Kaskadendüse verwendet werden, wie sie beispielhaft von Miyamoto und Katagiri beschrieben werden. Bei einer Schlitzdüse bildet sich der Vorhang unmittelbar am Auslass des Düsenschlitzes. Bei einer Kaskadendüse hingegen fließt die Flüssigkeit nach Austritt aus dem Düsenschlitz zuerst in Form eines ein- oder mehrschichtigen Flüssigkeitsfilms auf der Düsenoberfläche bis zur Düsenlippe. Erst an der Düsenlippe verwandelt sich die Filmströmung in eine Vorhangströmung. Damit die Filmströmung auf der Düsenoberfläche in ihrer Breite wohl bestimmt bleibt, sollte sie seitlich mittels einer Düsenseitenberandung geführt werden. Wenn eine Flüssigkeit mit freier Oberfläche seitlich durch eine Wand begrenzt wird, befindet sich die Benetzungslinie je nach Benetzungseigenschaften zwischen Flüssigkeit und Wandmaterial in Folge von Kapillarkräften bei guter Benetzung entweder oberhalb oder bei schlechter Benetzung unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche, wie beispielsweise Weinstein, S.J. und Palmer, A.J., Capillary hydrodynamics and interfacial phenomena, Chapter 2, in Liquid Film Coating, Chapman & Hall, New York 1997, beschreiben. Die Form der Flüssigkeitsoberfläche ändert sich deshalb entlang der Berandung. Die Veränderungen können besonders stark sein, wenn die Flüssigkeit entlang der Seitenberandung strömt. Dies wird beispielsweise von Schweizer, P.M., 1988, Visualisation of coating flows, J. Fluid Mechanics 193, Seiten 285-302, gezeigt.
  • Vorhangbeschichter und insbesondere deren Düsenseitenberandungen werden beispielsweise in der DE 30 37 612 C2 und der WO 94/08272 beschrieben.
  • Die Fallkurve des Vorhangs ist stark von der für die Erzeugung des Vorhangs verwendeten Düsenart abhängig. Wird eine Schlitzdüse verwendet, so fällt der Vorhang im Wesentlichen vertikal in der Verlängerung des Düsenschlitzes, insbesondere wenn der Vorhang aus einer einzigen Flüssigkeit besteht. Wird hingegen eine Kaskadendüse zur Vorhangerzeugung verwendet, dann ergibt sich in der Umgebung der Düsenlippe ein unsymmetrisches Strömungsfeld, das zu einer Ablenkung der Vorhangfallkurve von der Vertikalen führt. Insbesondere krümmt sich der Vorhang unterhalb der Düsenlippe nach hinten, was als "tea-pot effect" bezeichnet wird (Kistler, S.F. und Scriven, L.E., 1994, The tea-pot effect: sheet forming flows with deflection, wetting and hysteresis, J. Fluid Mechanics 263, Seiten 19-62). Bei der Gestaltung der Vorhangseitenberandung sollte dieser Effekt berücksichtigt werden.
  • Die DE 10 2004 016 923 A1 offenbart einen Vorhangbeschichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der EP 0 977 636 B1 ist eine Vorrichtung zum Auftragen von Dispersionen auf eine Materialbahn bekannt, bei welcher stromabwärtig von einer Seitenführung und unmittelbar über der Bahn beidseitig in den Vorhang verstellbar einfahrbare Trennelemente zur Verfügung gestellt werden, um Beschichtungsbreiten einstellen zu können.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine optimierte Breitenverstellbarkeit für einen gattungsgemäßen Vorhangbeschichter zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Vorhangbeschichter gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Ein erfindungsgemäßer Vorhangbeschichter für die Beschichtung eines bewegten Substrats weist auf:
    1. a) einer Düsenvorrichtung für die Erzeugung eines auf das Substrat fallenden Vorhangs aus wenigstens einer Beschichtungsflüssigkeit;
    2. b) mindestens eine Seitenabkantungsvorrichtung, welche den fallenden Vorhang nach dem Verlassen der Düsenvorrichtung an einer Außenseite abkantet und so seine Breite eingrenzt; und
    3. c) eine an die Seitenabkantungsvorrichtung anschließende Vorhangführungsstruktur mit einer Führung, die den Vorhang an der Seite führt,
    und seine Seitenabkantungsvorrichtung ist zusammen mit der Vorhangführungsstruktur in Breitenrichtung verstellbar.
  • Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß nicht wie beim Stand der Technik nach der EP 0 977 636 B1 eine separate und von der Vorhangführung unabhängige Abkantung des fallenden Vorhangs von außen her vorgenommen, sondern Abkantung und Führung werden zusammenwirkend vorgenommen, auch in unterschiedlich einstellbaren, abgekanteten Breiten für den Vorhang. Ein großer Vorteil hiervon liegt schon einfach darin, dass für jede eingestellte Vorhangbreite auch eine gleich mit eingestellte optimale Stellung der Führung bereitgestellt wird. Dabei können die Seitenabkantungsvorrichtung und die Vorhangführungsstruktur zusammen über gleiche Strecken verstellt werden; es bleibt aber auch die Möglichkeit offen, die Vorhangführungsstruktur zwar zu verstellen wenn auch die Seitenabkantungsvorrichtung verstellt wird, jedoch eventuell in anderem Maße, wenn dies der optimalen Vorhangführung dienlich ist.
  • Vorteilhafterweise vermeidet die vorliegende Erfindung damit Probleme, die mit lediglich separat verstellbaren Abkantungsvorrichtungen entstehen, da bei einer solchen Einzelbetätigung der Seitenabkantungsvorrichtungen wieder Strömungssituationen entstehen können, welche die Stabilität des beschichtenden Vorhangabschnittes gefährden oder einschränken. In diesem Sinne ist die vorliegende Erfindung auch als ein Verfahren ansehbar, das die hierin beschriebenen körperlichen Merkmale des Vorhangbeschichters schrittweise umsetzt, um eine optimale Beschichtung durchführen zu können.
  • Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung betreffen das bessere Ablaufen auf einer oder beiden Seiten der Abkantung des Vorhangs und die Tatsache, dass eine Grenzflüssigkeit schneller beim Auftreffpunkt am Substrat ankommen kann. Ferner besteht eine größere Freiheit bei der Gestaltung der Seitenberandung; diese muss am unteren Ende (der Vorhangführungsstruktur/Führung) nicht flach sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Seitenabkantungsvorrichtung im Strömungsverlauf der Beschichtungsflüssigkeit nach der Düsenvorrichtung und vor der Vorhangführungsstruktur angeordnet, und so folgt die Vorhangführungsstruktur funktionell der Abkantungsvorrichtung, so dass immer eine ausreichende Führung des Vorhangs gewährleistet und damit die Stabilität gegeben ist.
  • Die Seitenabkantungsvorrichtung kann mittels einer Schienenvorrichtung verstellbar sein, und diese Schienenvorrichtung ist insbesondere an der Düsenvorrichtung anordenbar. Dabei besteht die Möglichkeit, die Seitenabkantungsvorrichtung und/oder die Formführungsstruktur über einen Schienenangriff gleitbar und feststellbar mit der Schienenvorrichtung zu verbinden.
  • Die Verstellbarkeit kann auf unterschiedliche Weise gewährleistet werden. Eine manuelle Verstellbarkeit bzw. Verschiebbarkeit ist ohne Weiteres für solche Fälle denkbar, wo über lange Zeit eine bestimmte Breiteneinstellung für den Vorhang bleibend eingestellt werden soll. Eine motorische Verstellbarkeit eignet sich dagegen für Systeme, die öfter unterschiedliche Beschichtungsbreiten erfordern. Ebenfalls kann die Seitenabkantungsvorrichtung mechanisch oder motorisch feststellbar sein, je nach den Anforderungen und der Häufigkeit der Verstellvorgänge.
  • Die Seitenabkantungsvorrichtung kann eine solche sein, die eine Trennkante und eine Auffang- und Ablaufvorrichtung für die abgekantete Beschichtungsflüssigkeit an der Außenseite aufweist.
  • Die Düsenvorrichtung des erfindungsgemäßen Vorhangbeschichters kann die folgenden Bauteile umfassen: eine zur horizontalen geneigte Düsenoberfläche; eine Austrittsöffnung, durch die die Beschichtungsflüssigkeit der Düsenoberfläche so zuführbar ist, dass die Beschichtungsflüssigkeit auf der Düsenoberfläche einen abwärts strömenden Film bildet; eine Düsenlippe, die ein stromabwärtiges Ende der Düsenoberfläche bildet; und eine Düsenberandung zur seitlichen Begrenzung der Filmströmung. Dabei ist es gemäß einer Ausführungsform der Erfindung möglich, die Düsenseitenberandung in Breitenrichtung ebenfalls verstellbar zu machen, und diese Verstellbarkeit kann funktional mit der Verstellbarkeit der Seitenabkantungsvorrichtung/Vorhangführungsstruktur in Zusammenwirkung stehen, um die Formeigenschaften und damit die Beschichtung optimal zu gestalten.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Hierin und insbesondere auch an den Ausführungsbeispielen offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die vorstehend beschriebenen Ausführungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Vorhangbeschichter mit einer als Schlitzdüse gebildeten Düsenvorrichtung;
    Figur 2
    einen Vorhangbeschichter mit einer als Kaskadendüse gebildeten Düsenvorrichtung;
    Figur 3
    einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Vorhangbeschichters mit verstellbarer Seitenabkantungsvorrichtung/Formführungsstruktur;
    Figur 4
    eine Führungsstruktur und die Schiene, mit der sie an der Düsenvorrichtung angeordnet ist, und
    Figur 5
    die Schienenbefestigung für die Führungsstruktur von der anderen Seite und mit ihren Einzelteilen.
  • Figur 1 zeigt einen Vorhangbeschichter mit einer Düsenvorrichtung 4, die in einem lichten Abstand vertikal über einer Walze 3 angeordnet ist. Die Walze 3 dient als Umlenkeinrichtung, oder allgemeiner ausgedrückt als Abstützeinrichtung, für ein zu beschichtendes Substrat 1, das umschlingend über die Walze 3 gefördert wird. Das Substrat 1 ist eine endlos geförderte, flexible Bahn. Die Düsenvorrichtung 4 ist eine Schlitzdüse, in der getrennte Zuführungen für mehrere, im Ausführungsbeispiel zwei, verschiedene Beschichtungsflüssigkeiten gebildet sind. Die Zuführungen laufen an einem dem Substrat 1 zugewandten unteren Ende der Düsenvorrichtung 4 in einer Düsenaustrittsöffnung zusammen. Die Austrittsöffnung erstreckt sich schlitzförmig quer zu der Förderrichtung des Substrats 1 über eine Breite, die größer ist als die zu erzielende Beschichtungsbreite des aus dem Substrat 1 und der Beschichtung 2 gebildeten Produkts. Grundsätzlich kann die Breite solch einer Austrittsöffnung aber auch kleiner als die zu erzielende Beschichtungsbreite sein. Die beiden Beschichtungsflüssigkeiten verlassen die Austrittsöffnung der Düsenvorrichtung 4 frei fallend als zweischichtiger Flüssigkeitsvorhang V. Die Düsenvorrichtung 4 ist relativ zu der Walze 3 so angeordnet, dass der Vorhang V mit einer Drehachse der Walze 3 eine vertikale Ebene aufspannt, wenn der Vorhang V nicht gestört wird.
  • Figur 2 zeigt einen Vorhangbeschichter mit einer Düsenvorrichtung 4, die als Kaskadendüse gebildet ist. Sie weist eine Düsenoberfläche 5 auf, die zur Horizontalen geneigt ist, so dass eine der Düsenoberfläche 5 zugeführte Beschichtungsflüssigkeit auf der Düsenoberfläche 5 abwärts bis zu einer das stromabwärtige Ende der Düsenoberfläche 5 bildenden Düsenlippe 6 strömt und über die Düsenlippe 6 hinaus strömend in den frei fallenden Vorhang V übergeht. Der Düsenoberfläche 5 werden über Austrittsöffnungen 7 der Anzahl der Austrittsöffnungen 7 entsprechend mehrere unterschiedliche Beschichtungsflüssigkeiten zugeführt, die auf der Düsenoberfläche 5 in bekannter Weise eine mehrschichtige Filmströmung F bilden, die über die Düsenlippe 6 in den Vorhang V abströmt. Die Austrittsöffnungen 7 sind schlitzförmig und erstrecken sich quer über die Breite der Düsenoberfläche 5. Die Düsenoberfläche 5 ist in ihrem sich über die Austrittsöffnungen 7 erstreckenden, stromaufwärtigen Abschnitt plan, d. h. sie bildet dort eine schiefe Ebene. In einem sich anschließenden stromabwärtigen Abschnitt ist die Düsenoberfläche 5 gekrümmt, wobei ihre Neigung allmählich zunimmt, um einen kontinuierlichen Übergang zu dem stromabwärtigen Ende der Düsenlippe 6 zu schaffen.
  • Einen Überblick über einen erfindungsgemäßen Vorhangbeschichter gibt die Figur 3 als perspektivische Ansicht. In der Figur 3 ist wiederum die Düsenvorrichtung 4 als Kaskadendüse gezeigt, wobei der Vorhang hier der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt ist. Unter der Düsenlippe 6 (Unterkante) der Düsenvorrichtung 4 greift von der linken Seite her die Seitenabkantungsvorrichtung 11 hinein. Sie umfasst eine Trennkante 12, die den von der Düsenlippe 6 herabfallenden Vorhang in zwei Teile trennt, nämlich einen in der Zeichnung rechts zur Mitte der Düsenfläche hin herabfallenden Beschichtungs-Vorhangteil und einen abgetrennten Vorhangteil, der links von der Kante 12 in die Auffang- und Ablaufwanne 13 eintritt und durch die Leitung 14 abgeführt wird.
  • Der rechts von der Trennkante 12 weiterströmende Vorhang wird durch die Vorhangführungsstruktur 16 mit der Führung 15 seitlich geführt, bevor er auf ein Substrat auftrifft, welches auf der Walze 3 gefördert wird. Die Figur 4 zeigt die Führung 15 der Vorhangführungsstruktur 16 deutlicher, wobei die Führung 15 als eine konvexe Führungsfläche ausgebildet ist, um die Falllinie des Vorhangs exakt bestimmen zu können, Spannungskräfte im Vorhang gering zu halten und Grenzzschichteffekte zu reduzieren.
  • Erfindungsgemäß bilden die Seitenabkantungsvorrichtung 11 und die Vorhangführungsstruktur 16 in der Hinsicht eine Einheit, dass sie miteinander in Breitenrichtung verstellbar sind, und diese Breitenverstellbarkeit wird durch eine Schiene 21 gewährleistet, welche an der unteren schrägen Fläche 8 der Düse angebracht und in den Figuren 3, 4 und 5 zu sehen ist. Mit Hilfe dieser Schiene kann die Seitenabkantungsvorrichtung 11 zusammen mit der Vorhangführungsstruktur verstellt werden, wodurch sich die Breite des Vorhangs einstellen lässt und wobei immer gewährleistet ist, dass der abgekantete Vorhangrest gut abgeführt und der Beschichtungsvorhang gut auf das Substrat herabgeführt werden.
  • Die Schiene 21 an der unteren Düsenfläche 8 trägt ein Führungselement 22, das in den Figuren 3, 4 und 5 als durchsichtiges Bauteil dargestellt ist. Das Führungselement 22 bildet sozusagen den "Übergang" zwischen der Schiene 21 und einer Klammer 25, die schon als ein Halterungsteil auf der Seite der Vorhangführungsstruktur 16 anzusehen ist. Das Führungselement 22 ist mit einzelnen und im Abstand zueinander angeordneten, versenkten Schrauben 23 (mit Innensechskantkopf) an der Schiene 21 befestigt. Die weiteren beschriebenen Bauteile sind am besten in der Figur 5 zu sehen. Die Klammer 25 und die Handradschraube 26 greifen von oben bzw. von unten an dem Führungselement 22 an und stellen somit eine feste Verbindung der Trägerstruktur 24 mit dem Führungselement 22 zur Verfügung. Die Trägerstruktur 24 ist wiederum über Rändelschrauben, die in den Figuren 3, 4 und 5 von außen zu sehen sind, an der Vorhangführungsstruktur 16 befestigt und somit erfolgt die Befestigung der Vorhangführungsstruktur 16 und natürlich auch der daran anschließenden Seitenabkantungsvorrichtung 11 in folgender Reihenfolge: Vorhangführungsstruktur 16, Trägerstruktur 24, Handschraube 26 und Gegenklammer 25, Führungselement 22, Befestigungsschrauben 23, Schiene 21 und Fläche 8 an der Düse 4.
  • Die dargestellte Befestigungsweise hat den Vorteil einer großen Flexibilität. Einerseits lässt sich mit der Handschraube 26 die Befestigung am Führungselement 22 leicht lösen und wieder festziehen, so dass eine Verstellung der Vorhangbreite in einfacher Weise erfolgen kann. Die Rändelschrauben wiederum, welche die Vorhangführungsstruktur 16 an der Trägerstruktur 24 anbringen, sind ebenfalls leicht lösbar, und so kann ein einfacher Austausch bzw. ein einfacher Abbau der Vorhangführungsstruktur 16 zu Reinigungs- oder Wartungszwecken erfolgen.
  • Insgesamt erlaubt die in den Figuren 3 bis 5 dargestellte Ausführungsform es, die Breitenverstellbarkeit des Vorhangs in einfacher und zuverlässiger Weise durchzuführen, obwohl natürlich andere Befestigungs-, Verbindungs- und Verstelleinrichtungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchaus denkbar sind, beispielsweise motorische Feststellung und Verschiebung oder schrittweise Verstellbarkeit bzw. die Bereitstellung von Anschlägen für spezielle voreinzustellende Vorhangbreiten.

Claims (9)

  1. Vorhangbeschichter für die Beschichtung eines bewegten Substrats (1), mit
    a) einer Düsenvorrichtung (4) für die Erzeugung eines auf das Substrat (1) fallenden Vorhangs (V) aus wenigstens einer Beschichtungsflüssigkeit;
    b) mindestens einer Seitenabkantungsvorrichtung (11), welche den fallenden Vorhang nach dem Verlassen der Düsenvorrichtung an einer Außenseite abkantet und so seine Breite eingrenzt; und
    c) einer an die Seitenabkantungsvorrichtung anschließenden Vorhangführungsstruktur (16) mit einer Führung (15), die den Vorhang (V) an der Seite führt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    d) die Seitenabkantungsvorrichtung (11) zusammen mit der Vorhangführungsstruktur (16) in Breitenrichtung verstellbar ist.
  2. Vorhangbeschichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenabkantungsvorrichtung (11) im Strömungsverlauf der Beschichtungsflüssigkeit nach der Düsenvorrichtung (4) und vor der Vorhangfihrungsstruktur (16) angeordnet ist.
  3. Vorhangbeschichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenabkantungsvorrichtung (11) mittels einer Schienenvorrichtung (21) verstellbar ist, die an der Düsenvorrichtung (4) angeordnet ist.
  4. Vorhangbeschichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenabkantungsvorrichtung (11) und/oder die Vorhangführungsstruktur (16) über einen Schienenangriff gleitbar und feststellbar mit der Schienenvorrichtung verbunden sind.
  5. Vorhangbeschichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenabkantungsvorrichtung (11) manuell oder motorisch verstellbar, insbesondere verschiebbar ist.
  6. Vorhangbeschichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenabkantungsvorrichtung (11) mechanisch oder motorisch feststellbar ist.
  7. Vorhangbeschichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenabkantungsvorrichtung (11) eine Trennkante (12) und eine Auffang- und Ablaufvorrichtung (13) für die abgekantete Beschichtungsflüssigkeit an der Außenseite aufweist.
  8. Vorhangbeschichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Düsenvorrichtung umfasst:
    a) eine zur Horizontalen geneigte Düsenoberfläche (5),
    b) eine Austrittsöffnung (7), durch die die Beschichtungsflüssigkeit der Düsenoberfläche (5) so zuführbar ist, dass die Beschichtungsflüssigkeit auf der Düsenoberfläche (5) einen abwärts strömenden Film (F) bildet,
    c) eine Düsenlippe (6), die ein stromabwärtiges Ende der Düsenoberfläche (5) bildet,
    d) und eine Düsenberandung (8) zur seitlichen Begrenzung der Filmströmung (F).
  9. Vorhangbeschichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenseitenberandung (8) in Breitenrichtung verstellbar ist.
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