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Vorrichtung zur Beschichtung von Bändern oder Trägerfolien durch
Kunststoff Bei der Anwendung der in der Beschichtungstechnik üblichen Verfahren
und Vorrichtungen zur Herstellung von Folien aus Kunststoff ist es bekannt, entweder
eine bandförmige Unterlage laufend mit einer festhaftenden Schicht der gewünschten
Eigenschaften zu versehen oder eine Trägerfolie zu benutzen, von der der aufgeschichtete
Werkstoff nach der Filmbildung als feste Bandfolie wieder abgelöst wird.
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Zur Herstellung solcher Folien und Schichten in genau gleichbleibender
Stärke und allgemein von physikalisch einwandfreier Beschaffenheit kann sowohl das
Sprüh- als auch das Gießverfahren angewendet werden. Es wird dabei der geschmolzene
oder in einem Lösungsmittel aufgelöste, die Folie bildende Werkstoff oder ein Stoffgemisch
in geringer vorgeschriebener Schichtstärke auf eine über Walzen geführte bandförmige
Unterlage oder eine Trägerfolie in stetem Strom aufgetragen. Das beschichtete Band
durchläuft dann zur Härtung eine Kühl- bzw.
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Trockeneinrichtung.
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Bei beiden bekannten Verfahren und entsprechenden Vorrichtungen wird
das Band bzw. die Trägerfolie in jeweils geeigneter Lage, stets aber unverformt,
d. h. in ebener Form, an der Aufgabevorrichtung vorbeigeführt. Das Gießverfahren
benötigt zum Auftragen der Schicht außerordentlich exakt arbeitende Aufgabevorrichtungen,
um eine gleichmäßige Schicht zu gewährleisten. Die zur Ausführung der bisher bekannten
Sprühverfahren verwendeten Vorrichtungen ermöglichen wegen ihres grundsätzlichen
Aufbaus keine gleichmäßige Beaufschlagungsdichte der bandförmigen Unterlage von
Rand zu Rand, und ein Verlust an versprühtem Werkstoff muß infolge der endlichen
Bandbreite in Kauf genommen werden. Ein Einfluß der endlichen Bandbreite auf das
Schichtprofll bzw. die Schichtstärke macht sich auch beim Gießverfahren bemerkbar.
Bei aufzubringenden dicken Schichten ist stets mit einem seitlichen Abfließen der
noch flüssigen Beschichtungsmasse zu rechnen, und es müssen daher seitliche, bis
zur Erhärtung der Masse mitlaufende Begrenzungsflächen zu Hilfe genommen werden.
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Es ist in anderem Zusammenhang bekannt, Flüssigkeiten mit Hilfe rotierender
Vorrichtungen zu zerstäuben. Solche Vorrichtungen werden z. B. verwendet, um Lacke
zu zerstäuben und die entstandenen Lacktröpfchen elektrostatisch mit guter Ausbeute
auf dem zu lackierenden Gegenstand niederzuschlagen.
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Die Zerstäubung und anschließende elektrostatische Niederschlagung
einer filmbildenden Flüssigkeit auf eine ebene bandförmige Folie, an die hinsichtlich
der Stärke und der physikalischen Eigenschaften hohe Anforderungen gestellt werden,
führt jedoch bei An-
wendung der bisher üblichen Anordnungen ebenfalls nicht zu dem
gewünschten Erfolg.
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Einer Vorrichtung nach der Erfindung zur Beschichtung von Bändern
und Trägerfolien durch Aufsprühen eines filmbildenden Kunststoffes haften die oben
aufgezeigten Mängel bekannter Anordnungen und Vorrichtungen nicht an. Sie zeichnet
sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß ein oder mehrere der zu beschichtenden Bänder
bzw. Trägerfolien so durch Leiteinrichtungen hindurchgeführt und über Umlenkeinrichtungen
umgelenkt sind, daß sie einen geschlossenen zylindrischen Sprühraum bilden, in dessen
Zylinderachse ein oder mehrere Sprüheinrichtungen angeordnet sind. Mit einer solchen
Vorrichtung können die Bänder sowohl durch eine Fliehkraft- bzw.
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Druckzerstäubung des Stoffes als auch durch eine elektrostatische
Niederschlagung der zerstäubten Stoffteilchen oder eine andere Auftragvorrichtung
gleichmäßig beschichtet werden.
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Zur Beschichtung eines längeren Bandes bzw. einer längeren Trägerfolie
in mehrfach aufeinanderfolgendem Niederschlag läßt sich die Vorrichtung so ausführen,
daß nebeneinanderliegende Bandzüge am Umfang des Sprühraumes nacheinander mehrere
Male entlanglaufen. Dieses Merkmal führt zu einem wesentlich geringeren technischen
Aufwand gegenüber bekannten Verfahren und Anordnungen, bei denen für jede Teilbeschichtung
eine eigene Sprühvorrichtung und gegebenenfalls auch eigene Trocknungs- bzw.
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Kühleinrichtungen erforderlich sind.
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An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher beschrieben.
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Abb. 1 zeigt grundsätzliche Merkmale einer Vorrichtung nach der Erfindung.
Aus einem oder mehreren zu beschichtenden Bändern bzw. Trägerfolien 1, die über
geeignet angeordnete Umlenkwalzen 2 und kreisringförmige Leiteinrichtungen 3 laufen,
wird unter weitgehender Ausnutzung der elastischen Verformbarkeit der Bänder ein
zylindrischer Sprühraum 4 gebildet. Im Innern des zylindrischen Raumes befindet
sich koaxial angeordnet mindestens eine Sprüh- oder Zerstäubungseinrichtung 5, die
in gleicher Winkelverteilung den auf die Bänder 1 aufzubringenden Kunststoff zerstäubt.
Falls der Kunststoff elektrostatisch zerstäubt und/oder niedergeschlagen werden
soll, kann man die Sprühvorrichtung z. B. über das elektrisch leitende Zuführungsrohr
6 mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle 7 hoher Spannung verbinden. Der andere
Pol dieser Stromquelle liegt dann an einer den Sprühraum 4 ringförmig umgebenden
Gegenelektrode 8. Der versprühte Kunststoff hat das Bestreben, den radial gerichteten
Kraftlinien des elektrischen Feldes zu folgen, und wird somit auf der von den Bändern
gebildeten Innenseite des Zylinders niedergeschlagen. Wegen der an jedem Ort gleichen
Abstandes von der Zylinderachse vorliegenden gleichen Bedingungen ergibt sich ein
Niederschlag mit einer über den ganzen Zvlinderumfang gleichmäßigen Schichtstärke.
Wenn die Bänder 1 den Sprühraum 4 stetig und senkrecht durchlaufen, ist auch ein
gleichmäßiger ununterbrochener Beschichtungsablauf gegeben. Sofern Folien durch
Ablösen des filmbildenden Stoffes von einem Trägerband hergestellt werden sollen,
können diese Träger aus endlosen Metall- oder lösungsmittel festen Kunststoffbändern
bestehen. Sie können bei elektrostatischer Niederschlagung gleichzeitig die Gegenelektroden
bilden.
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Nach Durchlaufen des Sprühraumes und einer Trocknungs- bzw. Kühleinrichtung
werden die Folien laufend vom Trägerband abgenommen.
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Es ist zweckmäßig, durch eine geringe Überlappung der Bänder oder
Trägerfolien an den übergangsstellen zwischen den einzelnen senkrecht laufenden
Bändern eine noch weiter verbesserte Dichtung des zylindrischen Raumes 4 zu erreichen,
damit dort weder ver.sprühter Stoff noch verdampftes Lösungsmittel austreten kann.
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Die Abb. 2 zeigt weitergehende Einzelheiten einer Vorrichtung nach
der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden vier Bänder 1, die über die
Umlenkwalzen 2 und die Leiteinrichtungen 3 geführt werden, den zylindrischen Sprühraum
4. Die Bänder laufen von unten nach oben. Man kann die gleiche Anordnung indes auch
mit entgegengesetztem Bandlauf verwenden. Dem Zerstäuber 5 wird durch die Leitung
6 die zu zerstäubende Kunststoffflüssigkeit zugeführt. Die Abb. 2 a zeigt die gleiche
Anordnung in der Draufsicht. Etwa in der Höhe des Zerstäuberrandes ist der Sprühraum
4 von der ringförmigen Gegenelektrode 8 umgeben. Jedes Band 1 wird von einer Vorratsrolle
9 abgewickelt und nach der Beschichtung auf die Rolle 10 aufgespult. Die Leitvorrichtungen
3, an die sich die Bänder 1 satt anlegen und den zylindrischen Sprühraum formen,
sind in diesem Fall flache ringförmige Kammern, die an sich nach innen offen sind
und nur durch die Bänder geschlossen werden. Diese Kammern sind durch die Leitung
11 untereinander und ferner über die Leitung 12 mit einer Vakuumpumpe verbunden.
Die Bänder 1 werden dann bei Aufrechterhalten eines gewissen Unterdruckes am inneren
Rand dieser Kammern festgesaugt. Sie lassen sich jedoch in Richtung der
Zylinderachse,
also in ihrer Bewegungsrichtung, verschieben. Durch diese Maßnahme bleibt trotz
der Bewegung der Bänder der Sprühraum 4 stets geschlossen. Die Bänder 1 durchlaufen
nach der Beschichtung in Höhe der Elektrode 8 eine Trocknungs-bzw. Kühlstrecke 19
längs des in den Sprühraum 4 eingelagerten Zylinders 13, der gleichzeitig als Verdränger
dient. Zwischen diesem Zylinder 13 und der Sprühraumwand kann zur Trocknung bzw.
Kühlung der aufgebrachten Schicht z. B. ein Gas im Gegenstrom von oben nach unten
geführt werden. Der Sprühraum ist unten und oben durch die beiden Scheiben 14 und
15 verschlossen. Diese besitzen am Rand gegenüber den Bändern 1 eine Labyrinthdichtung
und lassen dort für den Durchlauf der Bänder nur einen geringen Spalt frei. Der
Rand der Scheiben 14 bzw. 15 kann zur Abdichtung gegenüber den Bändern 1 auch mit
einem Streifen elastischen undurchlässigen Schaumstoffs belegt sein. Das Gas wird
durch die Leitung 16, die Ringkammer 17 und den Ringspalt 18 dem durch die Einlagerung
des Zylinders 13 in den zylindrischen Raum 4 gebildeten Ringraum 19 zugeleitet und
strömt durch das Rohr 20 ab. In ähnlicher Weise kann man von unten über die Leitung
21 ein Gas in den Sprühraum 4 eintreten lassen. Es kann im Falle der Trocknung der
aufgesprühten Schicht durch die für den Durchtritt der Bänder 1 frei gelassenen
Spalte dort nur von Lösungsmittel freies Gas austreten, so daß bei der Riickgewinnung
des Lösungsmittels keine Verluste und für die Umgebung keine Belästigungen entstehen.
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Der Zylinder 13 kann ferner entweder mittels Heizflüssigkeit oder
auf induktivem Wege beheizt werden, so daß er bei der Trocknung der aufgebrachten
Schicht als Infrarotstrahler wirkt. Ein weiterer Infrarotstrahler läßt sich auch
um den Sprühraum anordnen.
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Die beschriebene Anordnung ist ferner mit einer dielektrischen Trocknung
der aufgebrachten Schicht ausführbar. Es würde dann der Zylinder 13 die eine Elektrode
bilden, während die zweite Elektrode ringförmig um den Sprühraum liegt. Bei elektrisch
leitenden Trägerbändern 1 sind schließlich diese Bänder selbst als zweite Elektrode
geeignet und auch als Kurzschluß windung bei induktiver Heizung.
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Die Abb. 2b zeigt die Ausbildung der oben beschriebenen Vorrichtung
zur Herstellung einer Folie 1 durch Ablösen von einem Trägerband 1, das endlos durch
den Sprühraum geführt wird. Das die Ablösung der Folie bewirkende Schälmesser 23
wird zweckmäßig über jeder Rolle2 gelagert, die eine für die Ablösung notwendige
feste Unterlage bildet. Das abgelöste Band wird auf die Vorratsrolle 24 gewickelt.
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Beim Einsatz einer Vorrichtung nach der Erfindung ergeben sich Vorteile
auch beim Herstellen von Schichtstärken, die mit einmaligem Aufsprühen nicht zu
erreichen sind. Die je Flächeneinheit in einem Arbeitsgang auftragbare Stoffmenge
ist bekanntlich wegen des Abfließens begrenzt. Es ist in diesem Fall zunächst möglich,
die Fließfähigkeit des aufzusprühenden Stoffes durch Verminderung der Lösungsmittelmenge
zu senken. Reicht diese Maßnahme nicht aus, so kann unter Beibehaltung des zylindrischen
Sprühraumes die Beschichtung beliebig oft wiederholt werden. Die Abb. 3 zeigt eine
Vorrichtung, in der die Bänder 1 mehrere Sprüh- und Trocknungs- (Kühl-) Stufen durchlaufen,
die im Sprühraum 4 übereinander angeordnet sind. Hierbei sind vier Zerstäuber 5
und vier Trocknungsstrecken 13 abwechselnd an einem gemeinsamen Rohr 22 befestigt.
Durch dieses Rohr führen alle erforderlichen
Stoff- und Gasleitungen.
Mittels mehrerer Zerstäuber 5, wie dargestellt, lassen sich im Bedarfsfall auf die
Bänder 1 auch übereinanderliegende Schichten unterschiedlicher stofflicher oder
physikalischer Eigenschaften auftragen, indem man in den einzelnen Stufen unterschiedliche
Stoffe versprüht.
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Zur stärkeren Beschichtung der Bänder 1 läßt sich die Vorrichtung
noch in anderer Weise umgestalten, ohne vom grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.
Man bildet dazu den geschlossenen zylindrischen Sprühraum nicht aus mehreren einzelnen
Bändern, die gleichzeitig beschichtet werden, sondern man läßt ein einziges oder
nur zwei Bänder den Sprühraum 4 durch Umlenken mehrfach durchlaufen, wie es die
Abb. 4a als Abwicklung des Bandlaufs in die Ebene wiedergibt. Abb. 4 zeigt eine
solche Anordnung, bei der mehrere senkrecht abwärts laufende Bandzüge a, b, c usw.
eines Bandes 1 den Sprühraum bilden, in räumlicher Sicht. Die dazwischenliegenden
Bandzüge laufen jeweils hinter den Leitvorrichtungen 3 schräg aufwärts und nehmen
auf diesem Weg an der Beschichtung nicht teil. Die Heiz-, Kühl- oder Trockenstrecken
können in dieser Anordnung außen vorgesehen werden und sind dann einer Kontrolle
und Wartung besser zugänglich. Man erhält auf diese Weise ebenfalls eine mehrfache
Beschichtung des fortlaufenden Bandes bis zur gewünschten Schichtstärke mit oder
ohne Zwischenschaltung von Kühl-oder Trockenzonen.
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PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zur Beschichtung von Bändern oder
Trägerfolien durch Aufsprühen eines filmbildenden Kunststoffs auf ein zu beschichtendes
Band bzw. auf eine Trägerfolie, von der ein Film dann abgelöst wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein oder mehrere der zu beschichtenden Bänder bzw. Trägerfolien (1) so durch
Leiteinrichtungen (3) hindurchgeführt und iiber Umlenkeinrich tungen (2) umgelenkt
sind, daß sie einen geschlossenen zylindrischen Sprühraum (4) bilden, in dessen
Zylinderachse ein oder mehrere Sprüheinrichtungen (5) angeordnet sind.