DE19627322C1 - Verfahren zum dosierten Aufbringen von Flüssigkeiten auf Materialbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum dosierten Aufbringen von Flüssigkeiten auf Material­ bahnen, insbesondere auf Folien gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekannte Verfahren in der Druckindustrie verwenden, insbesondere beim Offset- oder beim Tiefdruck, zum Aufbringen der Druckflüssigkeit Walzenwerke.

Des weiteren sind zum Beschichten von ebenen Trägerschichten allgemeine Sprühverfahren bekannt.

Nachteilig ist es bei der Anwendung des bekannten Standes der Technik zum Beispiel in der Druck­ industrie, daß teuere Ausrüstungen benötigt werden und ein hoher Reinigungsaufwand des Druckwerkes notwendig ist, wenn zum Beispiel ein Farbenwechsel erfolgen soll. Es treten hohe Materialverluste in den Walzen­ werken und in den Wannen und ein großer Verschleiß der Walzenwerke auf.

Sprühverfahren weisen insbesondere den Nachteil einer ungleichmäßigen Beschichtung und einer hohen Umwelt­ belastung durch das offene System auf.

In der US 53 36 534 wird ein Verfahren zum Beschichten von Materialbahnen beschrieben, gemäß dem die Beschichtungsgeschwindigkeit durch Einwirkung von Ultraschall erhöht werden kann. Die Beschallung erfolgt auf die freie Oberfläche der Materialbahn von einem beabstandeten Horn aus. Dieses Verfahren ist uneffektiv, da die Einwirkung der Schallwellen über die Luft nicht zu der erwünschten Wirkung eines dosierten Auftrags von Flüssigkeiten führen kann.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zum dosierten Aufbringen von Flüssigkeiten auf Material­ bahnen zu entwickeln, mit dem eine homogene Beschich­ tung und eine minimale Umweltbelastung gewährleistet sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 1.

Durch die direkte Anwendung von Ultraschall wird ein Verfahren aufgezeigt, mit dem eine gleichmäßige Dosierung und eine homogene Beschichtung gewährleistet werden und mit dem infolge des geschlossenen Systems und der damit verbundenen geringen Materialverluste keine oder eine geringfügige Umweltbelastung besteht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in Schnittdarstellung und

Fig. 2 die schematische Seitenansicht in Teilschnittdarstellung der Vorrichtung nach Fig. 1 (teilweise).

Die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 wird aus einem Ultraschall-Schwingungssystem (Sonotrode) 1 gebildet, in welchem eine Zuführung 2 für eine Flüssigkeit, hier zum Beispiel für einen Lack, vorgesehen ist. Oberhalb der Sonotrode 1 ist ein Luftkanal 3 zur Einleitung von Druckluft angeordnet.

Die zu beschichtende Materialbahn, hier zum Beispiel eine Folienbahn 4, wird über die Oberfläche der Sonotrode 1 geführt (Fig. 1).

Die Sonotrode 1 besteht aus einer Ultraschall-Leiste, die beispielsweise aus einer Vielzahl parallel arbeitender Schallwandler aufgebaut ist, welche gemeinsam den Schwigungsbalken phasengleich anregen, aber voneinander gegen Querschwingen entkoppelt sind.

Die Sonotrode 1 schwingt über die gesamte Arbeits­ breite mit exakt gleicher Amplitude A, Frequenz und Phasenlage.

Die zu beschichtende Folienbahn 4 wird mittels des mit Überdruck beauflagten Luftschachtes 3 auf die Ober­ fläche der Sonotrode 1 angedrückt. Anstelle von Druckluft kann auch eine elastisch mitlaufende Walze oder ein ähnliches Mittel verwendet werden, um die Folie 4 mit einer definierten Andruckkraft über die Sonotrode 1 zu führen. Es kann auch alleine durch die Wahl der Folienbahnspannung die notwendige Andruck­ kraft erreicht werden.

Da die Folienbahn 1 infolge der Trägheit der durch die angelegte Schwingungsfrequenz erzeugten Beschleunigung der Sonotrode 1 nicht folgen kann, entsteht über der gesamten Breite der Folienbahn 4 ein Spalt 5, der sich mit der eingestellten Arbeitsfrequenz der Sonotrode 1 periodisch öffnet. Die Spaltgröße entspricht annähernd der Größe der eingestellten Amplitude A. Über den Spalt 5 wird der Lack gleichmäßig auf die Folienbahn 4 verteilt. Die Sonotrode 1 schwingt senkrecht zur Ebene der Folienbahn 4.

Die Folienbahn 4 wird über eine Abrundung 6 auf die Sonotrode 1 geführt und über eine Abrißkante 7 von dort abgeleitet. Die Abrundung 6 und die Abrißkante 7 sind hier in die Sonotrode 1 integriert, beide Füh­ rungsmittel können jedoch auch separat ausgeführt werden.

Die Abrundung 6 wird mit einem Einlaufwinkel α und die Abrißkante 7 mit einem Auslaufwinkel β gebildet, wobei die Bedingung gilt α < β.

Die Lackmenge wird durch eine nicht dargestellte Dosierpumpe in Abhängigkeit von der Durchlaufge­ schwindigkeit der Folienbahn 4 eingestellt, so daß die Lackmenge exakt pro m² Folienbahn 4 bestimmt ist.

In der Fig. 2 ist schematisch dargestellt, wie die schwingungsentkoppelte Lackzufuhr über den Kanal 2 in der Sonotrode 1 erfolgen kann. Die Druckluftleitung 3 ist an die Breite der Folienbahn 4 anpaßbar gestaltet.

Die Lackzufuhr kann auch durch verstellbare und arretierbare Randabdecksegmente (nicht dargestellt) mit einer Schwingungsentkopplung an den Zuführungs­ rohren erfolgen anstelle der gezeigten Lackzufuhr durch die Sonotrode 1 hindurch.

Zur homogenen Beschichtung einer ebenen Fläche oder einer Materialbahn mit einer Flüssigkeit ist es auch denkbar, die Sonotrode 1 mit den Zuführungen für die Flüssigkeit und dem Andruckmittel zu bewegen.

Bezugszeichenliste

1 Ultraschall-Schwingungssystem
2 Zuführung (Kanal)
3 Luftkanal
4 Folienbahn
5 Spalt
6 Abrundung
7 Abrißkante
A Amplitude
α Einlaufwinkel
β Abrißwinkel

Claims (8)

1. Verfahren zum dosierten Aufbringen von Flüssigkeiten auf Materialbahnen, insbesondere auf Folienbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Materialbahn (4) über die Oberfläche eines Ultraschall-Schwingungssystems (1) geführt wird, welches im Takt der angelegten Arbeitsfrequenz einen sich periodisch öffnenden Spalt (5) zwischen der Materialbahn (4) und der Oberfläche des Schwingungssystems (1) erzeugt, über den die Flüssigkeit auf die Materialbahn (4) aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Materialbahn (4) mittels Druckluft auf das Ultraschall-Schwingungssystem (1) gedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Materialbahn (4) mittels einer elastisch mitlaufenden Walze auf das Ultraschall-Schwingungssystem (1) gedrückt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch das Ultraschall-Schwingungs­ system (1) hindurch auf die Materialbahn (4) gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsmenge über eine Dosierpumpe in Abhängigkeit von der Durchlaufgeschwindigkeit der Materialbahn (4) exakt eingestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraschall-Schwingungssystem (1) aus einer Ultraschall-Leiste gebildet wird, die über die gesamte Arbeitsbreite mit exakt gleicher Amplitude (A), Frequenz und Phasenlage schwingt, und die aus einer Vielzahl parallel arbeitender Schallwandler gebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Materialbahn (4) über eine Abrundung (6) mit einem definierten Einlaufwinkel (α) auf das Ultraschall-Schwingungssystem (1) zugeführt und über eine Abrißkante (7) mit einem definierten Auslaufwinkel (β) abgeleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrundung (6) und die Abrißkante (7) in das Ultraschall-Schwingungssystem (1) integriert sind.