WO2004037444A1 - Verfahren und vorrichtung zum auftragen von fliessfähigem materialen auf substrate - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum auftragen von fliessfähigem materialen auf substrate Download PDF

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WO2004037444A1
WO2004037444A1 PCT/EP2003/011434 EP0311434W WO2004037444A1 WO 2004037444 A1 WO2004037444 A1 WO 2004037444A1 EP 0311434 W EP0311434 W EP 0311434W WO 2004037444 A1 WO2004037444 A1 WO 2004037444A1
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substrate
strip
dispensed
electrodes
electrode
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PCT/EP2003/011434
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Inventor
Jürgen Steckelberg
Gerd Ostermann
Gerd Brockmann
Original Assignee
Nordson Corporation
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • B05B5/14—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects specially adapted for coating continuously moving elongated bodies, e.g. wires, strips, pipes
    • 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
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • B05D1/265—Extrusion coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/14—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for applying flowable .Material on a movable substrate, in which the flowable. Material is dispensed by means of a fluid dispenser through a slot nozzle in the form of a strip or a film and then deposited on the substrate moved relative to the fluid dispenser with a desired width perpendicular to the direction of movement of the substrate.
  • the invention further relates to a method and a device for applying flowable material to a movable substrate, in which flowable material is deposited by means of a fluid delivery device onto a substrate which is moved relative to the fluid delivery device.
  • flowable materials fluids
  • the flowable materials can be, for example, adhesives, lacquers, sealing materials and the substrates can be hygiene articles, plastic films, furniture or machine parts or the like.
  • the flowable materials can be released in the form of beads, strips or foils.
  • the fluid delivery devices are connected to a fluid source, for example an adhesive container, and the fluid is conveyed to a nozzle with a circular or slit-shaped outlet opening with the aid of a pump with the interposition of so-called application valves.
  • a fluid source for example an adhesive container
  • the fluid is conveyed to a nozzle with a circular or slit-shaped outlet opening with the aid of a pump with the interposition of so-called application valves.
  • a fluid source for example an adhesive container
  • a substantially flat application using a slot nozzle with an elongated outlet opening is often required.
  • the flowable material is dispensed in the form of a strip or a film from the fluid dispenser and then deposited on a substrate that is moved relative to the fluid dispenser.
  • air pockets for example in the form of air bubbles, form between the substrate and the film or the film deposited thereon.
  • Such ' air pockets are undesirable because overall they lead to an uneven, uneven coating and can also burst.
  • even with very high application speeds, ie relative speeds between the substrate to be coated and the fluid dispensing device such difficulties can increase and only inadequate coating results can be achieved.
  • Another difficulty relates to the connection or adhesion between the substrate, more precisely its surface and the coating material.
  • pressure rollers used rollers in the manufacture of a coating or, for example, the ' mechanically press on a coating applied to the substrate.
  • Such mechanical pressing is only possible if there is no gluing between the pressing roller and the applied coating material, ie only if the applied coating material is already sufficiently firm or hardened; otherwise, such mechanical pressing cannot be carried out immediately after the application, which complicates the application process.
  • the object of the invention is to provide an application method and an application device with which film-like or strip-like coatings can be produced on substrates.
  • very thin, film-like coatings should be able to be produced as far as possible without air pockets between the film and the substrate.
  • Another object according to a second aspect of the invention is to provide a method and a device with which a reliable connection between coating material and substrate is achieved.
  • the possibility is to be created of being able to establish a secure connection between a coating material that is not yet fully cured and possibly still liquid and a substrate.
  • the invention achieves this object according to the first aspect by a method of the type mentioned at the outset, in which the strip-shaped or sheet-like material emitted by the fluid dispensing device essentially before and / or during deposition on the substrate by means of an electrostatic field generator A force acting in the direction of the substrate is applied across the entire width of the electrostatic field acting as a strip or film.
  • the invention also achieves the object in a device of the type mentioned at the outset by an electric field generator for generating a electrical, preferably electrostatic field, wherein at least one electrode of the field generator is arranged adjacent to the fluid dispensing device, so that the dispensed material is pressed in the direction of the substrate.
  • the advantages of the invention are that by introducing a dispensed strip or in particular a thin film of flowable material into an electrical, preferably electrostatic field, the strip or the film is pressed onto the substrate.
  • an electrical, preferably electrostatic field the strip or the film is pressed onto the substrate.
  • very thin foils or films are applied to substrates, such as those that are smaller than 20 ⁇ m, air pockets between the foil and substrate are largely prevented due to the pressing force generated by the electrostatic field.
  • exposure to a thin, released film in an electrostatic field can prevent undesirable “floating effects” of the film on an air layer.
  • the air that is present between the film and the substrate is supported by the effect of the electrostatic field , pressed out of this intermediate space and the strip or film-shaped coating material is pressed onto the substrate.
  • a disadvantageous mechanical pressing process with a roller can be prevented according to the invention.
  • extremely thin films can be controlled and securely applied Substrates are deposited in order to produce an extremely thin coating or laminated products.
  • the thickness of the films or films that can be produced according to the invention can be significantly less than 20 ⁇ m. where there is no contact between the fluid delivery device (often also referred to as the application head) and the substrate, heat-sensitive substrates can be coated which must not come into contact with a hot application head. This is particularly the case in the manufacture of hygiene products, where thin substrate foils that are sensitive to heat have to be coated.
  • the electrostatic field is designed such that its field lines are substantially perpendicular to that through which dispensed strip or film-shaped material defined level.
  • one or more electrodes of the electrostatic field generator extend or extend essentially over the entire width of the strip-shaped or foil-shaped material that is emitted.
  • the submitted, not yet filed. Film pressed very evenly over the entire width of the application in the direction of the substrate, and air pockets can be avoided particularly reliably.
  • the dispensed strip or folienformige material is influenced by means of one of a plurality of substantially across the entire width of the material being dispensed • extending elongated electrodes, preferably electrode needles field generated. By using such electrode needles, the forces caused by the electric field can be locally increased and at the same time a uniform contact pressure can be achieved.
  • the material be deposited on a substrate guided by means of a support roller or a support element.
  • the support roller or the support element is expediently arranged in relation to the substrate opposite the electrode or electrodes of the field generator. Particularly large forces can be achieved if the support roller or the support element is grounded.
  • the strip- or film-shaped material and the substrate preferably at an acute angle to one another.
  • the object is achieved in that the material after being deposited on the substrate. is influenced by means of an electric field generated by a field generator.
  • the object is further achieved by a device of the type mentioned at the beginning by an electrical field generator for generating an electrical, preferably electrostatic, field, at least one electrode of the field generator being arranged adjacent to the fluid dispensing device, so that the dispensed material is directed towards the Substrate is pressed.
  • an electrical, preferably electrostatic, field is used for the first time in order to influence (already) deposited material on a substrate.
  • the electric field is used according to the invention to press the deposited material onto the substrate, so that the adhesion of the material to the substrate is improved.
  • the device according to the invention serves the same purpose.
  • the material deposited on the substrate is still at least partially in the flowable state, so that it can change its shape due to the exposure to the electric field, in particular on the substrate.
  • trained depressions or openings can be pressed.
  • the flowable material can be pressed on due to the electric field - in addition to any gravitational forces.
  • mechanical clinging is achieved to a certain extent if the material penetrates into depressions or openings.
  • a plurality of electrodes of an electric field generator are used, which can be connected in series in relation to the direction of movement of the substrate in order to influence the material one after the other.
  • a number of electrodes can be arranged next to one another transversely to the direction of movement of the substrate, and either a uniform pressing of the material or a different pressing relative to the respective electrode location can be carried out.
  • the electrodes according to the invention for pressing the material onto the substrate are preferably arranged opposite a base, for example an earthed roller, so that the substrate is supported.
  • Figure 1 is a schematic view of an inventive
  • FIG. 2 shows an alternative exemplary embodiment of a device according to the invention for applying flowable material, in particular for pressing deposited material onto a substrate;
  • Figure 3 shows an alternative embodiment of a device similar to Figure 2;
  • Figure 4 shows a further alternative embodiment of a device similar to Figure 2; 5 shows an embodiment of a fluid delivery device with a slit nozzle for producing a film, which is exposed according to the invention 'to an electric field.
  • FIG. 6 shows the device according to FIG. 5 in a further view
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of an electrode with a multiplicity of needle-like electrode elements which are connected in series
  • FIG. 1 The exemplary embodiment shown schematically in FIG. 1 is a device for applying flowable adhesive material to a flexible substrate 4 in the form of a flat web, for example a solid plastic film.
  • a fluid dispensing device 1, also referred to as application head 1 has a slot nozzle with a slot-shaped nozzle opening 3, from which a thin strip or a very thin film of flowable material is dispensed.
  • Such an application head 1 with a slot nozzle is explained in more detail below with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the application head 1 is held stationary on a support structure, not shown, in the exemplary embodiment in such a position that the dispensed film 2, formed from flowable hot-melt adhesive (hot-melt), is inclined with respect to a vertical by approximately 60 ° and thus inclined with respect to a horizontal plane exits at an angle of 30 ° downwards.
  • the released material 2 is then deposited in the form of a completely or at least partially still liquid film on the likewise film-like substrate 4 at a contact point K. It comes into contact with the substrate 4 in the region of the outer surface of a support roller 6, which is rotatably mounted about an axis of rotation 8, and is then moved together with the latter in a substantially horizontal plane in the direction of the arrow 10.
  • the substrate 4 is transported in the direction of the arrow 10 by means of suitable conveying means.
  • the product produced according to the invention consisting of substrate 4 and material film 2
  • the released film 2 is relatively thin with a thickness of less than 20 ⁇ m.
  • the Support roller 6 is made of aluminum and is grounded by an electrical line 12.
  • the output from the fluid-Abgabevorrichiung 1 is substantially even fluid material film 2 has between the slot-shaped outlet opening 3 and the contact point K on a 'is at least partially slightly curved trajectory, as Figure 1 illustrates schematically.
  • the device according to the invention has an electrical, in the exemplary embodiment electrostatic, field generator 14 and at least one electrode 16 coupled to it, so that an electrical, preferably electrostatic, field E is formed starting from the electrode 16.
  • the electric field lines ' are shown schematically by the arrows 17.
  • An electrical voltage of between 30-50, preferably 30 KV (kilovolts) is applied to the electrode 16.
  • the design of the electrode 16 is explained in more detail with reference to FIG. 7 below.
  • the spacing of the electrode 16 is to the path of movement of the material 2 and the support roller 6 'variable.
  • a supporting structure for the electrode 16, which is no longer shown, is used for this purpose.
  • the distance between the electrode 16 and the path of movement of the material 2 is approximately 3-5 mm.
  • the distance from the slot opening and contact point K is approximately between 5 and 15 mm.
  • a voltage with preferably negative polarity is applied to the electrode 16.
  • the electrode 16 has a multiplicity of individual electrode elements in the form of electrode needles 18 which are spaced apart in a row with equal distances of approximately 5 mm.
  • the series is perpendicular to the, direction of movement of, material 2 (see Figure 1), and the electrode 16 or the needles 18 extend over the entire application width of the dispensed material 2 or even about the entire width of the delivered material 2 out to Avoid edge effects.
  • the individual needles 18 are mechanically fastened to an electrical conductor (not shown in any more detail) and can be supplied with electrical voltage by means of the field generator 14 through the line 20 shown schematically in FIG. 1, which runs in a protective sleeve 22 shown in FIG. 7 , The method according to the invention for applying flowable material is described with reference to FIG.
  • FIGS. 2-4 show alternative exemplary embodiments of devices and methods according to the invention, with which in particular the connection and adhesion between a material deposited on a substrate 4 is improved by means of an electrostatic field E.
  • the devices shown in FIGS. 2-4 can be connected downstream of a device according to FIG. 1.
  • a difference between the device shown in FIG. 1 and the devices according to FIGS. 2-4 is that in FIG. 1 the flowable material 2 at least essentially before being deposited on the substrate 4 by means of an electrostatic field in the direction of the substrate 4 is pressed, while in the devices according to FIGS.
  • a material preferably a flowable material
  • a material has already been completely deposited on the substrate 4 and is then influenced in the applied state by means of an electric field, more precisely pressed onto the substrate 4.
  • any fluid delivery device 1 for the previous application of material to the substrate 4 is shown schematically.
  • the device shown in FIG. 2 has an electric field generator 14 and an electrode 16 connected to it via a line 20, which is adjacent to the movement path of the substrate 4 on which the material has been deposited in a manner not shown. is arranged so that the electric field E is formed between the electrode 16 and the substrate 4 in the region of a support roller 6 which supports and deflects the substrate 4.
  • the support roller 6 is rotatably arranged about an axis of rotation 8.
  • the electrode 16 is preferably designed in the same way as the electrode 16 previously described with reference to FIGS. 1 and 7. In this respect, reference is made in full to the above descriptions. The same applies to the field generator 14.
  • the method according to the invention for applying or pressing material 2 is in addition to the above descriptions of the invention as follows:
  • the electric field E creates a force on the deposited material -2, schematically indicated in FIG. 2, which forces the material in the direction of the Presses substrate 4.
  • the material 2 is flowable, it is possibly flattened somewhat and pressed into depressions, openings, pores or internal channels or the like which may be formed in the substrate 4 due to the electric field E. This results in improved adhesion, possibly Clamping between the material 2 and the substrate 4.
  • the substrate 4 is then transported with the material 2 in the direction of the arrow 10. If necessary, the material continues to harden on the substrate.
  • the exemplary embodiment of a device according to the invention shown in FIG. 3 for influencing material 2 deposited on a substrate 4 differs from the device described previously in FIG. 2 ' in that a plurality of electrodes 16a, 16b and 16c are adjacent to the path of movement of the substrate 4 with applied material 2 are arranged.
  • the three electrodes 16a, 16b, 16c are evenly spaced around the outer periphery of the support roller 6 and each have the same distance from the outer surface of the support roller 6. The distances to the support roller 6, but also to one another, could, however, be varied.
  • the electrodes 16a, 16b, 16c are thus connected in series in the direction of movement of the substrate 4.
  • Each individual electrode 16a, 16b, 16c is preferably designed like the electrode 16 shown in FIG.
  • the alternative exemplary embodiment shown in FIG. 4 differs from the one shown in FIG. 3 in that three high-voltage electrodes 16a, 16b, 16c are designed to be evenly spaced one behind the other in relation to the relative direction of movement of the substrate 4 (see arrow 10).
  • the electrodes 16a, 16b, 16c are also arranged at the same distance from the substrate 4, which has previously been coated with a material 2 in a manner not shown, for example with a fluid application device 1, which is shown in FIGS. 1 and 5 and 6 ,
  • an electric field E is generated by means of an electric field generator 14 in addition to the electrodes 16a, 16b, 16c, which ensures a contact pressure which presses the material 2 in the direction of the substrate 4.
  • the electrodes 16a, 16b, 16c lie opposite an earthed support element 9, which has an essentially flat surface, along which the substrate 4 is guided.
  • the electrodes 16a, 16b, 16c are likewise designed like the electrode 16 shown in FIG. 7.
  • a plurality of electrode needles 18 are arranged in a row which runs perpendicular to the direction of movement 10 of the substrate 4.
  • a high voltage of between 30 and 60 KV with negative polarity is present at the electrodes 15.
  • the parameters influencing the electric field 4 can be varied depending on the application.
  • the voltage applied to the electrodes 16 can vary , the polarity can be changed, the distances between electrodes 16 and substrate 4 and the distances between the electrode needles 18 and the distances between the electrodes 16a, 16b, 16c can be modified depending on the application.
  • FIGS. 5 and 6 An exemplary embodiment of a fluid delivery device 1 is described below with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the device 1 can be used in the application examples shown to produce a strip or a film.
  • the application device 1 is generally used to apply flowable materials (fluids) to substrates and is adapted to dispensing and applying flowable thermoplastic adhesives in the form of foils to different substrates such as fabric, foil, paper or the like.
  • the application device 1 essentially comprises a two-part, metallic base body 52, which consists of an upper part body 54 and a lower part body 56, a slot nozzle arrangement 58 designed as a wide slot nozzle and part of the base body 52 and a plurality of valve arrangements 510 (cf. also figure) for optionally interrupting or releasing the flow of the fluid.
  • the valve arrangements 510 can be actuated pneumatically with compressed air and are also referred to as control parts or control modules.
  • a fluid supply channel 512 (FIG. 5) is formed in the lower part body 56 of the base body 52 and is connected by means of a connection 514 in a manner not shown to a fluid source in the form of an adhesive-receiving container.
  • two feed channels 512 (see FIG. 6) are provided and are fed by means of gear pumps (not shown).
  • the feed channel 512 has a plurality of sections, namely a first oblique bore 516, a bore .518, a channel 520 formed in the body 54, and in each case one oblique bore 22 communicating with the channel 520.
  • the oblique bore 522 opens into a bore 524 formed in the partial body 54, into which a lower section of each valve arrangement 510 is inserted.
  • the feed channel 512 has further sections, namely one in the upper side, which communicates with the bore 524, the bore 526 (FIG. 5), a plurality of communicates with this of the partial body 56 formed U-shaped channels and one with the. End sections of the legs of the U channels communicating in cross section substantially semicircular distribution channel 530 ' .
  • An outlet channel 532 of the nozzle arrangement 58 then adjoins the transverse distribution channel 530.
  • the outlet channel 532 is slot-shaped and has an elongated outlet opening 34 (cf. FIGS. 1) through which the material is released in the form of a film or a film and then applied to a substrate 4.
  • the elongated slot-like outlet opening 34 extends perpendicular to the plane of the drawing in FIG.
  • the transverse distribution channel 530 is laterally limited and sealed by side flaps 538, to which sealing elements made of plastic, preferably PTFE (tetrafluoroethylene), are fastened by means of screws 40.
  • the base body 52 is laterally closed by opposing metallic plates 542 which are fastened by means of screws 544.
  • the lower section of the valve arrangement 510 connected to the supply line 512 which is designed in the manner of a control part, is inserted into the bore 524 of the main body 52 and only the upper section protrudes from the main body 52.
  • the valve arrangement 510 has a valve body 552 which can be moved together with a valve needle or rod 550 and which cooperates with a valve seat 554 formed on the body 54 of the base body 52 in such a way that the fluid flow into the supply channel 512 and thus through the entire application device 1 and in particular by. the outlet opening 34 can optionally be interrupted or released.
  • the valve body 552 together with the valve rod 550 is moved axially up or down by means of a piston 556, which is sealed in the bore 524.
  • the piston 556 is a cylinder chamber permanently pressurized with compressed air, which can be pressurized with compressed air by means of a compressed air connection line 558 (FIG. 6) and channels formed in the valve arrangement 510, around the piston 556 and the valve body 552 in its To press the closed position.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von fliessfähigem Material auf ein bewegbares Substrat (4), bei dem das fliessfähige Material mittels einer Fluid-Abgabevorrichtung (1) durch eine Schlitzdüse (3) in Form eines Streifens oder einer Folie (2) abgegeben und anschliessend auf das relativ zu der Fluid-Abgabevorrichtung bewegte Substrat mit einer gewünschten Breite senkrecht zur Bewegungsrichtung (10) des Substrates abgelegt wird. Erfindungsgemäss wird das von der Fluid-Abgabevorrichtung abgegebene streifen- oder folienförmige Material vor und/oder während der Ablage auf dem Substrat mittels eines von einem elektrostatischen Feldgenerator (14) erzeugten im Wesentlichen über die gesamte Breite des streifen- oder folienförmigen Materials wirkenden elektrostatischen Feldes (17) mit einer in Richtung auf das Substrat wirkenden Kraft beaufschlagt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigen Materialen auf Substrate
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigem .Material auf ein bewegbares Substrat, bei dem das fließfähige . Material mittels einer Fluid-Abgabevorrichtung durch eine Schlitzdüse in Form eines Streifens oder einer Folie abgegeben und anschließend auf das relativ zu der Fluid-Abgabevorrichtung bewegte Substrat mit einer gewünschten Breite senkrecht zur Bewegungsrichtung des Substrates abgelegt wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigem Material auf ein bewegbares Substrat, bei dem fließfähiges Material mittels einer Fluid-Abgabevorrichtung auf ein relativ zu der Fluid-Abgabevorrichtung bewegtes Substrat abgelegt wird. In vielen industriellen Anwendungen werden fließfähige Materialen (Fluide) mithilfe von Fluid-Abgabevorrichtungen abgegeben und auf Substrate abgelegt oder aufgetragen. Bei den fließfähigen Materialen kann es sich beispielsweise um Klebstoffe, Lacke, Dichtuπgsmaterialen und bei den Substraten um Hygieneartikel, Kunststofffolien, Möbel oder Maschinenteile oder dgl. handeln. Die Abgabe der fließfähigen Materialen kann je nach Anwendungsfall raupen-, streifen- oder folienförmig sein. Die Fluid- Abgabevorrichtungen sind an eine Fluidquelle, beispielsweise einen Klebstoffbehälter angeschlossen und das Fluid wird mithilfe einer Pumpe unter Zwischenschaltung von sogenannten Auftragsventilen zu einer Düse mit einer beispielsweise kreisförmigen oder schlitzförmigen Austrittsöffnung gefördert. Je nach Anwendungsfall werden unterschiedliche Anforderungen an das Auftragsbild des abgelegten Substrats gestellt.
Häufig wird ein im Wesentlichen flächiger Auftrag unter Verwendung einer Schlitzdüse mit einer länglichen Austrittsöffnung benötigt. Das fließfähige Material wird hierbei in Form eines Streifens oder einer Folie von der Fluid- Abgabevorrichtung abgegeben und anschließend auf einem relativ zur Fluid- Abgabevorrichtung bewegten Substrat abgelegt. In dem Fall, dass die Dicke des auf das Substrataufzubringenden Materials sehr dünn ist, kann es dazu kommen, dass sich Lufteinschlüsse, etwa in Form von Luftblasen zwischen dem Substrat und dem auf diesem abgelegten Film oder_ der Folie bilden. Derartige' Lufteinschlüsse sind unerwünscht, da sie insgesamt zu einer ungleichmäßigen unebenen Beschichtung führen und auch aufplatzen können. Insbesondere auch bei sehr großen Auftragsgeschwindigkeiten, d. h. Relativgeschwindigkeiten zwischen dem zu beschichtenden Substrat und der Fluid-Abgabevorrichtung können derartige Schwierigkeiten zunehmen und nur unzureichende Beschichtungsergebnisse erzielt werden.
Eine weitere Schwierigkeit betrifft die Verbindung oder Haftung zwischen dem Substrat, genauer gesagt dessen Oberfläche und dem Beschichtungsmaterial. Bei den meisten Anwendungen ist es erwünscht, eine möglichst große Haftung zwischen Substrat und Beschichtungsmaterial zu erzielen. Zu diesem Zweck werden bei der Herstellung einer Beschichtung beispielsweise Anpressrollen oder -walzen eingesetzt, die ' eine auf das Substrat aufgebrachte Beschichtung mechanisch anpressen. Eine solche mechanische Anpressung ist nur dann möglich, wenn es nicht zu einer Verklebung zwischen der Anpressrolle und dem aufgebrachten Beschichtungsmaterial kommt, d. h. nur dann, wenn das aufgetragene Beschichtungsmaterial bereits ausreichend fest oder ausgehärtet ist; andernfalls kann eine derartige mechanische Anpressung nicht unmittelbar nach dem Auftrag vorgenommen werden, was das Auftragsverfahren verkompliziert.
Aufgabe der Erfindung ist es gemäß eines ersten Aspektes, ein Auftragsverfahren und eine Auftragsvorrichtung bereitzustellen, mit denen folien- oder streifenförmige Beschichtungen auf Substraten erzeugt werden können. Insbesondere sollen sehr dünne, folienformige Beschichtungen möglichst ohne Lufteinschlüsse zwischen Folie und Substrat hergestellt werden können.
Eine weitere Aufgabe gemäß eines zweiten Aspektes der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen eine zuverlässige Verbindung zwischen Beschichtungsmaterial und Substrat erzielt wird. Insbesondere soll die Möglichkeit geschaffen werden, eine sichere Verbindung zwischen einem noch nicht vollständig ausgehärteten, gegebenenfalls noch flüssigen Beschichtungsmaterial und einem Substrat herstellen zu können.
Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß des ersten Aspektes durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem das von der Fluid- Abgabevorrichtung abgegebene streifen- oder folienformige Material vor und/oder während der Ablage auf dem Substrat mittels eines von einem elektrostatischen Feldgenerator erzeugten im Wesentlichen über die gesamte Breite des streifen- oder folienformigen Materials wirkenden elektrostatischen Feldes mit einer in Richtung auf das Substrat wirkenden Kraft beaufschlagt wird.
Die Erfindung löst die Aufgabe ferner bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch einen elektrischen Feldgenerator zum Erzeugen eines elektrischen, vorzugsweise elektrostatischen Feldes, wobei mindestens eine Elektrode des Feldgenerators benachbart zu der Fluid-Abgabevorrichtung angeordnet ist, so dass das abgegebene Material in Richtung auf das Substrat gedrückt wird.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass durch die Einbringung eines abgegebenen Streifens oder insbesondere einer dünnen Folie aus fließfähigem Material in ein elektrisches, vorzugsweise elektrostatisches Feld der Streifen oder die Folie an das Substrat angedrückt wird. Insbesondere bei der Aufbringung sehr dünner Folien oder Filme auf Substrate, etwa von solchen Filmen, die geringer als 20 μm sind, werden aufgrund der durch das elektrostatische Feld erzeugten Andrückkraft Lufteinschlüsse zwischen Folie und Substrat weitgehend verhindert. Versuche haben gezeigt, dass durch die Aussetzung einer dünnen, abgegebenen Folie in einem elektrostatischem Feld unerwünschte „Schwebeeffekte" der Folie auf einer Luftschicht verhindert werden können. Die sich vor der Ablage zwischen Folie und Substrat befindliche Luft wird, unterstützt durch die Wirkung des elektrostatischen Feldes, aus diesem Zwischenraum herausgedrückt und das streifen- oder folienformige Beschichtungsmaterial wird an das Substrat angedrückt. Dadurch lassen sich deutlich bessere, gleichmäßigere flächige Auftragsbilder erzeugen. Ein nachteiliges mechanisches Anpressverfahren mit einer Walze kann erfindungsgemäß verhindert werden. Erfindungsgemäß können extrem dünne Folien kontrolliert und sicher auf Substraten abgelegt werden, um eine extrem dünne Beschichtung oder laminierte Produkte herzustellen. Die Dicke der erfindungsgemäß herstellbaren Folien oder Filme kann deutlich geringer als 20 μm sein. Durch das erfindungsgemäße Auftragsverfahren, bei dem kein Kontakt zwischen der Fluid- Abgabevorrichtung (häufig auch als Auftragskopf bezeichnet) und dem Substrat besteht, können wärmeempfindliche Substrate beschichtet werden, die nicht mit einem heißen Auftragskopf in Kontakt kommen dürfen. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von Hygieneprodukten der Fall, wo dünne Substrat-Folien beschichtet werden müssen, die hitzeempfindlich sind.
Erfindungsgemäß wird das elektrostatische Feld so ausgebildet ist, dass dessen Feldlinien im wesentlichen senkrecht zu der durch die von dem abgegebenen streifen- oder folienformigen Material definierten Ebene verlaufen. Dadurch werden besonders vorteilhaft relativ große durch das elektrische Feld verursachte Kräfte auf das fließfähige Material aufgebracht, wobei diese Kräfte im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Materials wirken und dadurch eine große Anpresswirkung erzielt wird. Die Folie wird dadurch gewissermaßen quer verschoben in Richtung auf das Substrat bei gleichzeitiger Vorwärtsbewegung.
Besonders bevorzugt ist es ferner, dass eine oder mehrere Elektroden des elektrostatischen Feldgenerators sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des abgegebenen streifen- oder folienformigen Materials erstreckt bzw. erstrecken. Dadurch wird die abgegebene, noch nicht abgelegte. Folie sehr gleichmäßig über die gesamte Auftrags breite in Richtung auf das Substrat gedrückt, und Lufteinschlüsse können besonders zuverlässig vermieden werden. Besonders bevorzugt ist es, dass das abgegebene streifen- oder folienformige Material mittels eines von einer Vielzahl von sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des abgegebenen Materials • erstreckenden länglichen Elektroden, vorzugsweise Elektrodennadeln, erzeugten Feldes beeinflusst wird. Durch den Einsatz derartiger Elektrodennadeln können lokal die durch das elektrische Feld verursachten Kräfte vergrößert und gleichzeitig eine gleichmäßige Anpressung erzielt werden. Besonders bevorzugt ist die Auftragung von Heißschmelzklebstoff, der mittels einer Schlitzdüse in Form einer dünnen Folie abgegeben und gleichmäßig durch das elektrische Feld auf das Substrat gedrückt wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Material auf einem mitteis einer Stützrolle oder eines Stützelementes geführten Substrats abgelegt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das Substrat sich nicht senkrecht zur Substratbewegungsrichtung bewegt, sondern lediglich das Beschichtungsmaterial in Richtung auf das Substrat gedrückt wird durch das elektrische Feld. Zweckmäßigerweise ist die Stützrolle oder das Stützelement bezogen auf das Substrat gegenüber von der oder den Elektroden des Feldgenerators angeordnet. Besonders große Kräfte lassen sich dadurch erzielen, dass die Stützrolle oder das Stützelement geerdet ist. Unmittelbar vor der Ablage' verlaufen das streifen- oder folienformige Material und das Substrat vorzugsweise in einem spitzen Winkel zueinander.
Gemäß des zweiten Aspektes wird bei einem Verfahren zum Auftragen von fließfähigem Material auf ein bewegbares Substrat, bei dem das fließfähige Material mittels einer Fluid-Abgabevorrichtung auf ein Substrat abgelegt wird, die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Material nach der Ablage auf dem Substrat . mittels eines von einem Feldgenerator erzeugten elektrischen Feldes beeinflusst wird.
Die Aufgabe wird ferner durch -eine Vorrichtung der Eingangs genannten Art gelöst durch einen elektrischen Feldgenerator zum Erzeugen eines elektrischen, vorzugsweise elektrostatischen Feldes, wobei mindestens eine Elektrode des Feldgenerators benachbart zu der Fluid-Abgabevorrichtung angeordnet ist, so dass das abgegebene Material in Richtung auf das Substrat gedrückt wird.
Gemäß dieses Aspektes der Erfindung wird erstmals ein elektrisches, vorzugsweise elektrostatisches Feld eingesetzt, um bereits auf einem Substrat (zuvor) abgelegtes Material zu beeinflussen. Insbesondere wird das elektrische Feld erfindungsgemäß verwendet, um das abgelegte Material an das Substrat anzudrücken, so dass die Haftung des Materials an dem Substrat verbessert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient demselben Zweck.
Besonders bevorzugt ist es, dass das auf dem Substrat abgelegte Material noch mindestens teilweise im fließfähigem Zustand ist, so dass es durch die Aussetzung des elektrischen Feldes seine Form ändern kann, insbesondere in an dem Substrat . ausgebildete Vertiefungen oder Öffnungen hineingedrückt werden kann. Und das fließfähige Material kann aufgrund des elektrischen Feldes - zusätzlich zu etwaigen Gravitationskräften - angedrückt werden. Dadurch wird gewissermaßen eine mechanische Verklammerung erzielt, wenn das Material in Vertiefungen oder Öffnungen eindringt. Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verbesserung der Anhaftung von Beschichtungs-Material werden mehrere Elektroden eines elektrischen Feldgenerators eingesetzt, die bezogen auf die Bewegungsrichtung des Substrates hintereinander in Reihe geschaltet sein können, um nacheinander das Material zu beeinflussen. Auch können alternativ eine Reihe von Elektroden quer zur Bewegungsrichtung des Substrates nebeneinander angeordnet sein und entweder eine gleichmäßige Anpressung des Materials oder auch eine unterschiedliche Anpressung bezogen auf den jeweiligen Elektrodenort vorgenommen werden.
Die erfindungsgemäßen Elektroden zum Andrücken des Materials an das Substrat sind vorzugsweise gegenüber einer Unterlage, etwa einer geerdeten Rolle angeordnet, so dass das Substrat gestützt wird.
Die bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß den Unteransprüchen -erzielen gleichermaßen die zuvor anhand des Verfahrens beschriebenen Vorteile.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die.beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigem Material ' in einer Seitenansicht;
Figur 2 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigem Material, insbesondere zum Anpressen von abgelegtem Material an ein Substrat;
Figur 3 eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung ähnlich Figur 2;
Figur 4 eine weitere alternative Ausführungsform einer Vorrichtung ähnlich Figur 2; Figur 5 ein Ausführungsbeispiel einer Fluid-Abgabevorrichtung mit Schlitzdüse zur Erzeugung einer Folie, die erfindungsgemäß' einem elektrischen Feld ausgesetzt wird.
Figur 6 die Vorrichtung gemäß Figur 5 in einer weiteren Ansicht; und
Figur 7 eine schematische Darstellung einer Elektrode mit einer Vielzahl von nadelartigen Elektrodenelementen, die in Reihe geschaltet sind;
Bei dem in Figur 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigem Klebstoff-Material auf ein flexibles Substrat 4 in Form einer flächigen Bahn, etwa einer festen Kunststofffolie. Eine Fluid-Abgabevorrichtung 1 , auch als Auftragskopf 1 bezeichnet, weist eine Schlitzdüse mit einer schlitzförmigen Düsenöffnung 3 auf, aus der ein dünner Streifen bzw. eine sehr dünne Folie aus fließfähigem Material abgegeben wird. Ein solcher Auftragskopf 1 mit Schlitzdüse ist unten näher anhand von Figur 5 und 6 erläutert. Der Aüftragsköpf 1 wird an einer nicht dargestellten Trägerstruktur ortsfest gehalten, im Ausführungsbeispiel in einer solchen Stellung, dass die abgegebene Folie 2, gebildet aus fließfähigem Heißschmelzklebstoff (hot-melt), gegenüber einer Vertikalen geneigt um etwa 60 ° und somit gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt um 30 ° nach schräg unten austritt. Das abgegebene Material 2 wird dann in Form einer vollständig oder wenigstens teilweise noch flüssigen Folie auf dem ebenfalls folienartigen Substrat 4 an einer Kontaktstelle K abgelegt. Es kommt im Bereich der äußeren Oberfläche einer Stützrolle 6, die drehbar um eine Drehachse 8 gelagert ist, in Kontakt mit dem Substrat 4 und wird dann gemeinsam mit diesem in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene in Richtung des Pfeils 10 fortbewegt. Das Substrat 4 wird mittels geeigneter Fördermittel in Richtung des Pfeils 10 transportiert. Das erfindungsgemäß hergestellte Produkt, bestehend aus Substrat 4 und Material-Folie 2 kann beispielsweise nach dem Aushärten des aufgebrachten Materials aufgewickelt und/oder in einzelne Produktabschnitte geschnitten werden. Im Ausführungsbeispiel ist die abgegebene Folie 2 mit einer Dicke von weniger als 20 μm relativ dünn. Die Stützrolle 6 besteht aus Aluminium und ist durch eine elektrische Leitung 12 geerdet. Die von der Fluid-Abgabevorrichiung 1 abgegebene im Wesentlichen noch fluide Material-Folie 2 weist zwischen der schlitzförmigen Austrittsöffnung 3 und der Kontaktstelle K eine' mindestens teilweise leicht gekrümmte Bewegungsbahn auf, wie Figur 1 schematisch veranschaulicht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen elektrischen, im Ausführungsbeispiel elektrostatischen Feldgenerator 14 und mindestens eine mit diesem gekoppelte Elektrode 16 auf, so dass sich ein elektrisches, vorzugsweise elektrostatisches Feld E ausgehend von der Elektrode 16 ausbildet. Die elektrischen Feldlinien'sind durch die Pfeile 17 schematisch dargestellt. An der Elektrode 16 wird eine elektrische Spannung von zwischen 30-50, vorzugsweise 30 KV (Kilovolt) angelegt.- Die Gestaltung der Elektrode 16 ist näher anhand von Figur 7 unten erläutert. Der Abstand der Elektrode 16 zu der Bewegungsbahn des Materials 2 und zu der Stützrolle 6 ist' variierbar. Hierzu dient eine nicht mehr dargestellte Tragstruktur für die Elektrode 16. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand zwischen Elektrode 16 und Bewegungsbahn des Materials 2 etwa 3-5 mm. Der Abstand aus Schlitzöffnung und Kontaktstelle K beträgt etwa zwischen 5 und 15 mm. Die Elektrode 16 wird mit einer Spannung mit vorzugsweise negativer Polarität beaufschlagt.
Wie Figur 7 zeigt, weist die Elektrode 16 eine Vielzahl von in einer Reihe mit gleichen Abständen von etwa 5 mm beabstandeten einzelnen Elektrodenelementen in Form von Elektroden-Nadeln 18 auf. Die Reihe verläuft senkrecht zur , Bewegungsrichtung des, Materials 2 (siehe Figur 1 ), und die Elektrode 16 bzw. deren Nadeln 18 erstrecken sich über die gesamte Auftragsbreite des abgegebenen Materials 2 oder sogar etwas über die gesamte Breite des abgelieferten Materials 2 hinaus, um Randeffekte zu vermeiden. Die einzelnen Nadeln 18 sind an einem nicht näher dargestellten elektrischen Leiter mechanisch befestigt und können durch die in Figur 1 schematisch dargestellte Leitung 20, die in einer Schutzhülse 22, die in Figur 7 dargestellt ist, verläuft, mittels des Feldgenerators 14 mit elektrischer Spannung beaufschlagt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Auftragen von fließfähigem Material wird anhand von Figur 1 beschrieben: Das aus der Düsenöffnung 3 der Fluid-Abgabevorrichtung schräg nach unten austretende streifen- oder folienformige Material 2 wird durch das zwischen der Elektrode und dem Material 2 und der geerdeten Stützrolle 6 bestehende elektrische Feld E beeinflusst, indem eine Kraft auf das Material 2 in Richtung auf das Substrat 4 wirkt, so dass eine gleichmäßige Verbindung ohne Lufteinschlüsse zwischen der abgegebenen Material-Folie 2 und dem Substrat 4 . entsteht. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten wird auf die obigen Beschreibungen des erfindungsgemäßen Verfahrens Bezug genommen. Nach der Herstellung der Verbindung wird das hergestellte Produkt, bestehend aus Substrat 4 und folieηförmiger Beschichtung durch das Material 2, in Richtung des Pfeils 10 transportiert.
Die Figuren 2-4 zeigen alternative Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen und Verfahren, mit denen insbesondere die Verbindung und Haftung zwischen einem auf einem Substrat 4 abgelegten Material mittels eines elektrostatischen Feldes E verbessert wird. Die in den Figuren 2-4 dargestellten Vorrichtungen können einer Vorrichtung gemäß Figur 1 nachgeschaltet sein. -.Ein Unterschied zwischen der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung und den Vorrichtungen gemäß Figuren 2-4 besteht darin, dass in Figur 1 das fließfähige Material 2 wenigstens im Wesentlichen vor der Ablage auf dem Substrat 4 mittels eines elektrostatischen Feldes in Richtung auf das Substrat 4 gedrückt wird, während bei den Vorrichtungen gemäß Figuren .2-4 ein Material, vorzugsweise ein fließfähiges Material bereits vollständig auf dem Substrat 4 abgelegt worden ist und dann im aggelegten Zustand mittels eines elektrischen Feldes beeinflusst, genauer gesagt an das Substrat 4 angedrückt wird. In Figur 2 ist eine beliebige Fluid- Abgabevorrichtung 1 zum vorherigen Aufbringen von Material auf das Substrat 4 schematisch dargestellt.
Die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung weist einen elektrischen Feldgenerator 14 und eine mit diesem über eine Leitung 20 verbundene Elektrode 16 auf, die benachbart zur Bewegungsbahn des Substrates 4, auf dem das Material in nicht dargestellter Weise abgelegt worden ist, angeordnet ist, so dass sich das elektrische Feld E zwischen Elektrode 16 und Substrat 4 im Bereich einer das Substrat 4 stützenden und umlenkenden Stützrolle 6 ausbildet. Die Stützrolle 6 ist drehbar um eine Drehachse 8 angeordnet. Bevorzugt ist die Elektrode 16 so wie die anhand der Figuren 1 und 7 zuvor beschriebenen Elektrode 16 ausgebildet. Insoweit wird vollständig auf die obigen Beschreibungen Bezug genommen. Gleiches gilt für den Feldgenerator 14.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen bzw. Andrücken von Material 2 ist ergänzend zu den obigen Beschreibungen der Erfindung wie folgt: Durch das elektrische Feld E entsteht eine Kraft auf das abgelegte Material -2, schematisch angedeutet in Figur 2, die das Material in Richtung auf das Substrat 4 drückt. In dem Fall,- dass das Material 2 fließfähig ist, wird es gegebenenfalls etwas abgeflacht und in gegebenenfalls in dem Substrat 4 ausgebildete Vertiefungen, Öffnungen, Poren oder innere Kanäle oder dgl. eingedrückt aufgrund des elektrischen Feldes E. Dadurch entsteht eine verbesserte Anhaftung, ggf. Verklammerung zwischen dem Material 2 und dem Substrat 4. Anschließend wird das Substrat 4 mit dem Material 2 in Richtung des Pfeils 10 transportiert. Gegebenenfalls härtet das Material weiter auf dem Substrat aus.
Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beeinflussung von auf einem Substrat 4 abgelegten Material 2 unterscheidet sich von der zuvor in Figur 2' beschriebenen -Vorrichtung dadurch, dass mehrere Elektroden 16a, 16b und 16c benachbart zur Bewegungsbahn des Substrates 4 mit aufgetragenen Material 2 angeordnet sind. Die drei Elektroden 16a, 16b, 16c sind dabei gleichmäßig beabstandet um die äußere Periphere der Stützrolle 6 angeordnet und haben jeweils gleichen Abstand zur äußeren Oberfläche der Stützrolle 6. Die Abstände zur Stützrolle 6, aber auch zueinander könnten jedoch variiert werden. Die Elektroden 16a, 16b, 16c, sind somit in Bewegungsrichtung des Substrates 4 hintereinander in Reihe geschaltet. Jede einzelne Elektrode 16a, 16b, 16c, ist dabei bevorzugt wie die in Figur 7 dargestellte Elektrode 16 ausgebildet, d. h. es sind mehrere einzelne Elektrodennadeln 18 in Reihe geschaltet, wobei diese Reihe 18 jeweils senkrecht zur Bewegungsrichtung des Substrates 4, angedeutet durch Pfeil 10 verläuft. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist somit zur Andrückung von flächigem Beschichtungs- Material 2 angepasst. Erfindungsgemäß können jedoch auch Materialien 2 in Raupenform, Punktform, Streifenform oder dgl. mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beeinflusst werden, die ein elektrisches Feld E bereitstellt, welches eine Kraft in Richtung auf das Substrat 4 ausübt, so dass das aufgetragene Material 2 an das Substrat 4 angepresst wird.
Das in Figur 4 dargestellte alternative Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 3 dargestellten dadurch, dass drei Hochspannungselektroden 16a, 16b, 16c, gleichmäßig beabstandet hintereinander gestaltet sind bezogen auf die Relativ-Bewegungsrichtung des Substrates 4 (siehe Pfeil 10). Die Elektroden 16a, 16b, 16c sind auch im selben Abstand zu dem Substrat 4 angeordnet, welches zuvor in nicht dargestellter Weise mit einem Material 2 beschichtet worden ist, etwa mit einer Fluid-Auftragsvorrichtung 1 , die in Figur 1 sowie 5 und 6 dargestellt ist. Wie zuvor beschrieben, wird mittels eines elektrischen Feldgenerators 14 nebst den Elektroden 16a, 16b, 16c jeweils ein elektrisches Feld E erzeugt, das für eine Anpresskraft sorgt, die das Material 2 in Richtung auf das Substrat 4 drückt. Die Elektroden 16a, 16b, 16c liegen bezogen auf das Substrat 4, gegenüber von einem geerdeten Stützelement 9, welches eine im Wesentlichen ebene Oberfläche aufweist, entlang derer das Substrat 4 geführt wird. Im Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 16a, 16b, 16c ebenfalls ausgebildet wie die in Figur 7 dargestellte Elektrode 16. Jeweils mehrere Elektrodennadeln 18 sind in einer Reihe angeordnet, die senkrecht zur Bewegungsrichtung 10 des Substrates 4 verläuft. An den Elektroden 15 liegt eine Hochspannung von zwischen 30 und 60 KV mit negativer Polarität an.
Zusätzlich zu der obigen Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beeinflussung- eines auf einem Substrat 4 abgelegten Materials 2, vorzugsweise eines fließfähigen Materials 2 mittels eines elektrischen Feldes E, sei darauf hingewiesen, dass die das elektrische Feld 4 beeinflussenden Parameter je nach Anwendungsfall variiert werden können. So kann beispielsweise die angelegte Spannung an den Elektroden 16 variiert werden, die Polarität kann geändert werden, die Abstände zwischen Elektroden 16 und Substrat 4 und die Abstände der Elektrodennadeln 18 sowie die Abstände der Elektroden 16a, 16b, 16c zueinander können je nach Anwendungsfall modifiziert werden.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel einer Fluid-Abgabevorrichtung 1 anhand der Figuren 5 und 6 beschrieben. Die Vorrichtung 1 kann bei den dargestellten Anwendungsbeispielen zur Erzeugung eines Streifens oder einer Folie zum Einsatz kommen.
Die Auftragsvorrichtung 1 dient generell zum Auftragen von fließfähigen Materialien (Fluiden) auf Substrate und ist angepasst an eine Abgabe und Auftragung von fließfähigen thermoplastischen Klebstoffen in Form von Folien auf unterschiedliche Substrate wie Gewebe, Folie, Papier oder dergleichen. Die Auftragsvorrichtung 1 umfasst im Wesentlichen einen zweiteiligen, metallischen Grundkörper 52, der aus einem oberen Teil-Körper 54 und einem unteren Teil- Körper 56 besteht, eine als Breit-Schlitzdüsenanordnung und als Teil des Grundkörpers 52 ausgebildete Schlitzdüsenanordnung 58 und mehrere Ventilanordnungen 510 (vgl. auch Figur ) zum wahlweisen Unterbrechen oder Freigeben des Flusses des- Fluids. Die Ventilanordnungen 510 sind pneumatisch mit Druckluft betätigbar und werden auch als Steuerteile oder Steuermodule bezeichnet.
Ein Fluid-Zuführkanal 512 (Figur 5) ist in dem unteren Teil-Körper 56 des- Grundkörpers 52 ausgebildet und mittels eines Anschlusses 514 in nicht dargestellter Weise mit einer Fluidquelle in Form eines Klebstoff aufnehmenden Behälters verbunden. Dem Ausführungsbeispiel sind zwei Zuführkanäle 512 (vgl. Figur 6) vorgesehen und werden mittels nicht dargestellter Zahnradpumpen gespeist. Der Zuführkanal 512 weist mehrere Teilabschnitte auf, namentlich eine erste Schrägbohrung 516, eine Bohrung .518, eine in dem Körper 54 ausgebildeten Kanal 520, und jeweils eine mit dem Kanal 520 kommunizierende Schrägbohrung 22 auf. Die Schrägbohrung 522 mündet in eine in dem Teil-Körper 54 ausgebildete Bohrung 524, in welche ein unterer Abschnitt jeder Ventilanordnung 510 eingesetzt ist. Der Zuführkanal 512 weist weitere Abschnitte auf, namentlich eine mit der Bohrung 524 kommunizierende Bohrung 526 (Figur 5) mehrere mit dieser kommunizierende, in der Oberseite des Teil-Körpers 56 ausgebildete U-förmige Kanäle sowie einen mit den . Endabschnitten der Schenkel der U-Kanäle kommunizierenden im Querschnitt im Wesentlichen halbkreisförmigen Verteilungskanal 530'.
An den Quer-Verteilungskanal 530 schließt sich dann ein Austrittskanal 532 der Düsenanordnung 58 an. Der Austrittskanal 532 ist im Ausführungsbeispiel schlitzförmig ausgebildet und weist eine längliche Austrittsöffnung 34 auf (vgl. Figuren 1 ), durch welche das Material in Form einer Folie oder eines Films abgegeben und anschließend auf ein Substrat 4 aufgetragen wird. Die längliche schlitzartige Austrittsöffnung 34 erstreckt sich in Figur 1 senkrecht zur Zeichenebene. Der Querverteilungskanal 530 - ist seitlich begrenzt und abgedichtet durch Seitenklappen 538, an denen mittels Schrauben 40 Dichtungselemente aus Kunststoff, vorzugsweise PTFE (Tetrafluorethylen) - befestigt sind. Der Grundkörper 52 ist seitlich durch gegenüberliegende metallische Platten 542 abgeschlossen, die mittels Schrauben 544 befestigt sind.
Die in die Zuführleitung 512 geschaltete Ventilanordnung 510, die nach Art eines Steuerteils ausgebildet ist, ist mit ihrem unteren Abschnitt in die Bohrung 524 des Grundkörpers 52 eingesetzt und nur der obere Abschnitt steht von dem Grundkörper 52 ab. Die Ventilanordnung 510 weist einen zusammen mit einer Ventilnadel oder -stange 550 bewegbaren Ventilkörper 552 auf, der mit einem an dem Körper 54 des Grundkörpers 52 ausgebildeten Ventilsitz 554 derart zusammenwirkt, dass der Fluidstrom in den Zuführkanal 512 und somit durch die gesamte Auftragsvorrichtung 1 und insbesondere durch. die Austrittsöffnung 34 wahlweise unterbrochen bzw. freigegeben werden kann. Hierzu wird der Ventilkörper 552 zusammen mit der Ventilstange 550 axial mittels eines abgedichtet in der Bohrung 524 geführten Kolbens 556 auf oder ab bewegt. In nicht näher dargestellter Weise ist oberhalb des Kolbens 556 ein mit Druckluft permanent beaufschlagter Zylinderraum, der mittels einer Druckluftverbindungs- Leitung 558 (Figur 6) und in der Ventilanordnung 510 ausgebildeter Kanäle mit Druckluft beaufschlagbar ist, um dem Kolben 556 und den Ventilkörper 552 in seine Schließstellung zu drücken.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Auftragen von fließfähigem Material auf ein bewegbares Substrat (4), bei dem das fließfähige Material mittels einer Fluid-Abgabevorrichtung (1 ) durch eine Schlitzdüse in Form eines Streifens oder einer Folie abgegeben und . anschließend auf das relativ zu der Fluid-Abgabevorrichtung (1) bewegte Substrat (4) mit einer gewünschten Breite senkrecht zur - Bewegungsrichtung des Substrates (4) abgelegt wird, . dadurch gekennzeichnet, dass das von der Fluid-Abgabevorrichtung (1 ) ' abgegebene streifen- oder folienformige Material vor und/oder während der Ablage- auf dem Substrat (4) mittels' eines von einem elektrostatischen Feldgenerator (14) erzeugten im Wesentlichen über die gesamte Breite des streifen- oder folienformigen Materials wirkenden elektrostatischen • Feldes (E) mit einer in Richtung auf das Substrat (4) wirkenden Kraft beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das elektrostatische Feld (E) so ausgebildet ist, dass dessen Feldlinien im Wesentlichen senkrecht zu der durch die von dem abgegebenen streifen- oder folienformigen Material definierten Ebene verlaufen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Elektroden (16) des elektrostatischen Feldgenerators (14) sich im wesentlichen über die gesamte Breite des abgegebenen streifen- oder folienformigen Materials erstreckt bzw. erstrecken.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abgegebene streifen- oder folienformige Material mittels eines von einer Vielzahl von sich im wesentlichen über die gesamte Breite des abgegebenen Materials erstreckenden länglichen Elektroden (16), vorzugsweise Elektrodennadeln, erzeugten Feldes (E) beeinflusst wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Film oder eine Folie aus Heißschmelzklebstoff von der Schlitzdüse der Fluid-Abgabevorrichtung (1 ) abgegeben wird und nach der Abgabe gleichmäßig über seine gesamte Breite mittels des von dem Feldgenerator (14) erzeugten elektrischen Feldes (E) in Richtung auf das Substrat (4) gedrückt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material auf einem mittels einer Stützrolle (6) oder eines Stützelementes geführten Substrat (4) abgelegt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrolle (6) oder das Stützelement bezogen auf das Substrat (4) gegenüber von der oder den Elektroden (16) des Feldgenerators (14) angeordnet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrolle (6) oder das Stützelement geerdet ist.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Ablage des streifen- oder folienformigen Materials auf dem Substrat (4) das Material und das Substrat (4) im Wesentlichen in einem spitzen Winkel zueinander verlaufen.
10. Verfahren zum Auftragen von fließfähigem Material • auf ein bewegbares Substrat (4), bei dem fließfähiges Material mittels einer Fluid-Abgabevorrichtung (1 ) auf ein relativ zu der Fluid-Abgabevorrichtung (1 ) bewegtes Substrat (4) abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Material nach der Ablage auf dem Substrat (4) mittels eines von einem Feldgenerator (14) erzeugten elektrischen Feldes (E) beeinflusst wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass abgelegte Material durch das elektrische Feld (E) an das Substrat (4) angepresst wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das abgegebene und auf dem Substrat (4) ' Material wenigstens teilweise in fließfähigem Zustand ist und mittels des elektrischen Feldes (E) an das Substrat (4) angedrückt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Material mittels des elektrischen Feldes (E) in dem Substrat (4) ausgebildete' Vertiefungen oder Öffnungen eingedrückt wird.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abgelegte Material mittels mehrerer Elektroden (16) angedrückt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere elektrostatische Felder (E) in Bewegungsrichtung des Substrates. (4) in Reihe geschaltet sind.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (16) oder die Elektroden (1-6) gegenüber von einer geerdeten Unterlage, vorzugsweise einer drehbaren Rolle, entlang derer das Substrat (4) bewegt wird, angeordnet sind.
17. Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigem Material auf ein bewegbares Substrat (4), insbesondere zur Durchführung der Verfahren nach den vorstehenden Ansprüchen, mit einer Fluid-Abgabevorrichtung (1 ), welche eine Schlitzdüse zum Erzeugen und Abgeben eines Streifens oder einer Folie aus fließfähigem Material aufweist, gekennzeichnet durch einen elektrischen Feldgenerator (14) zum Erzeugen eines elektrischen, vorzugsweise elektrostatischen Feldes (E), wobei mindestens eine Elektrode (16) des Feldgenerators (14) benachbart zu der Fluid-Abgabevorrichtung (1 ) angeordnet ist, so dass das abgegebene Material in Richtung auf das Substrat (4) gedrückt wird.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluid-Abgabevorrichtung (1 ) und die Elektrode (16) des elektrischen Feldgenerators (14) bezogen auf das Substrat (4) auf der gleichen Seite angeordnet sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (16) sich senkrecht zur Bewegungsrichtung des Substrates (4) über die gesamte Breite des streifen- oder folienformigen Materials erstreckt. ■ ■
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldgenerator (14) mehrere einzelne Elektrodenelemente aufweist, die in Reihe angeordnet sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenelemente als Nadeln (16) ausgebildet- sind, deren freie Enden im Wesentlichen in Richtung auf das Substrat (4) zeigen.
22. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (16) oder die Elektroden (16) so angeordnet ist/sind, dass das elektrostatische Feld (E) so ausgebildet ist/sind, dass dessen Feldlinien im wesentlichen senkrecht zu der durch die von dem abgegebenen streifen- oder folienformigen Material definierten Ebene verlaufen.
23. Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigem Material auf ein bewegbares Substrat (4), insbesondere zur Durchführung der Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Fluid-Abgabevorrichtung (1), welche mindestens eine Düse zum Abgeben von fließfähigem Material und Auftragen des abgegebenen Materials auf das Substrat (4) aufweist, gekennzeichnet durch einem elektrischen Feldgenerator (14) zum Erzeugen eines elektrischen, vorzugsweise elektrostatischen Feldes (E), dessen eine oder mehrere Elektroden (16) benachbart zur Bewegungsbahn des mit dem fließfähigem Material beaufschlagten Substrates (4) angeordnet ist bzw. sind, wobei die Elektrode (16) des Feldgenerators (14) benachbart zu der Fluid-Abgabevorrichtung (1 ) angeordnet ist, so dass das abgegebene Material in Richtung auf das Substrat (4) gedrückt wird.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elektroden (16) oder Sätze von Elektroden (16) bezogen auf die Bewegungsbahn des Substrates (4) hintereinander geschaltet sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (4) im Bereich der Elektroden (16) mittels eines Stützelementes, vorzugsweise einer Stützrolle (6) abgestützt wird.
26. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 23-25, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere einzelne Elektrodenelemente (16) in Reihe angeordnet sind, welche im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Substrat (4) es angeordnet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014005013U1 (de) * 2014-02-20 2014-07-21 Shikhnabel S. Nabiev Vorrichtung zum Auftragen von Stofffolien auf verschiedene Unterlagen
DE102018101801A1 (de) * 2018-01-26 2019-08-01 Scheugenpflug Ag Verfahren zum flächigen, lückenlosen Auftragen eines viskosen Substrates auf einer Platte
DE102020123740A1 (de) * 2020-09-11 2022-03-17 Speira Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Beschichtung von Metallbändern

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3196063A (en) * 1962-03-28 1965-07-20 Int Paper Co Coated paper and method of producing the same
EP0285794A1 (de) * 1987-04-01 1988-10-12 Polaroid Corporation Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen ultradünner Schichten auf ein Substrat
US5688563A (en) * 1994-09-22 1997-11-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Electrostatic system for controlling the flow of a fluid after being coated onto a substrate
EP0919288A2 (de) * 1997-11-25 1999-06-02 Nordson Corporation Vorrichtung und Verfahren zum elektrostatischem Beschichten
US20020058105A1 (en) * 2000-04-06 2002-05-16 Louks John W Electrostatically assisted coating method with focused web-borne charges

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3196063A (en) * 1962-03-28 1965-07-20 Int Paper Co Coated paper and method of producing the same
EP0285794A1 (de) * 1987-04-01 1988-10-12 Polaroid Corporation Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen ultradünner Schichten auf ein Substrat
US5688563A (en) * 1994-09-22 1997-11-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Electrostatic system for controlling the flow of a fluid after being coated onto a substrate
EP0919288A2 (de) * 1997-11-25 1999-06-02 Nordson Corporation Vorrichtung und Verfahren zum elektrostatischem Beschichten
US20020058105A1 (en) * 2000-04-06 2002-05-16 Louks John W Electrostatically assisted coating method with focused web-borne charges

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