DE20306931U1 - Vorrichtung zur Beschichtung einer Warenbahn - Google Patents
Vorrichtung zur Beschichtung einer WarenbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung einer Warenbahn mit einer ersten Kalanderwalze, einer zweiten Kalanderwalze, die gegen die erste Kalanderwalze anstellbar ist, und einer Spendereinrichtung für Beschichtungsmaterial.
Eine derartige Vorrichtung dient insbesondere zur Beschichtung von textlien Warenbahnen mit Kunststoff. Derartige beschichtete Textilien werden vorzugsweise als technische Textilien eingesetzt.
Da technische Textilien für eine Vielzahl von Endanwendungen gebraucht werden, ist der Aufbau einzelner Warenbahnen sehr unterschiedlich. Variationen ergeben sich bei den Trägersubstraten und bei den Beschichtungsmaterialien. Die Beschichtungsmaterialien unter-
scheiden sich nicht nur nach ihrer Art, sondern beispielsweise auch nach ihrer Dicke.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art arbeitet nach dem Prinzip der Schmelzwalzenbeschichtung. Das Beschichtungsmaterial wird in plastifizierter Form über einen Extruder, der hier als Spendereinrichtung fungiert, einem Walzenspalt zugeführt, der zwischen den beiden Kalanderwalzen gebildet ist. Das Beschichtungsmaterial haftet auf einer der Kalanderwalzen, in der Regel auf der zweiten Kalanderwalze, und läuft mit dieser zu einer Berührungszone mit der zu beschichtenden Trägerbahn. Unter Umständen kann man hier eine Friktion erzeugen, indem man die beiden Kalanderwalzen mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten arbeiten läßt. In der Regel werden die Kalanderwalzen unterschiedlich beheizt.
Eine andere Form der Beschichtung ist die sogenannte Extrusionsbeschichtung, bei der die Filmbildung des Beschichtungsmaterials, vorzugsweise eines Kunststoffs, in einer Breitschlitzdüse erzeugt, die eine sogenannte Schmelzefahne bildet. Die Trägerbahn wird in einen Walzenspalt zwischen einer Laminatorwalze und einer weiteren Walze eingeführt. Beide Walzen werden im Gleichlauf betrieben. Die Schmelzefahne, die auf das Substrat aufgetragen wird, haftet als Film auf der Oberfläche des Substrats.
Beide Beschichtungsformen haben sich in der Praxis bewährt. Sie werden in Abhängigkeit von der gewünschten Auftragsdicke und Warenbahn gewählt. Allerdings sind
für beide Beschichtungsformen unterschiedliche apparative Ausgestaltungen notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Beschichtung einer Warenbahn flexibler zu halten.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die zweite Kalanderwalze von der ersten Kalanderwalze weg verlagerbar ist und eine Presseurwalze zur ersten Kalanderwalze hin verlagerbar und an die erste Kalanderwalze anstellbar ist.
Mit dieser Lösung kann man nun mit einer einzigen Vorrichtung sowohl eine Extrusionsbeschichtung und eine Extrusionskaschierung durchführen, wenn nämlich die Presseurwalze an die erste Kalanderwalze angestellt ist, als auch eine Schmelzwalzenbeschichtung, bei der die beiden Kalanderwalzen zusammenwirken. Man ersetzt lediglich die zweite Kalanderwalze durch die Presseurwalze. Die Presseurwalze kann auch als Laminatorwalze bezeichnet werden.
Vorzugsweise ist die Presseurwalze an der gleichen Position wie die zweite Kalanderwalze an die erste Kalanderwalze anstellbar. Dies hat vorteilhafte Auswirkungen im Hinblick auf die weitere Führung der Warenbahn. Die weitere Führung kann unabhängig davon, ob man eine Schmelzwalzenbeschichtung oder eine Extrusionsbeschichtung vorgenommen hat, auf ähnliche Weise weitergeführt werden.
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Vorzugsweise ist die zweite Kalanderwalze in Pressenrichtung verlagerbar, die Presseurwalze ist in eine Lücke zwischen der ersten Kalanderwalze und der zweiten Kalanderwalze einfahrbar und die zweite Kalanderwalze ist an die Presseurwalze anstellbar. Mit dieser Ausgestaltung nutzt man die zweite Kalanderwalze als Stützquelle für die Presseurwalze. Die Presseurwalze muß also nicht mehr unbedingt eigene Druckerzeugungseinrichtungen aufweisen, um einen Druck im Walzenspalt zwisehen der Presseurwalze und der ersten Kalanderwalze zu erzeugen. Darüber hinaus kann die Presseurwalze mechanisch schwächer dimensioniert werden, weil sie sich aufgrund der Abstützung durch die zweite Kalanderwalze nicht mehr so stark durchbiegen kann.
Vorzugsweise weist die Presseurwalze eine elastische, anti-adhäsive Oberflächenbeschichtung auf. Die elastische Oberflächenbeschichtung ist gummiartig ausgebildet. Durch die anti-adhäsive Oberflächenbeschichtung besteht keine Gefahr, daß das Beschichtungsmaterial, insbesondere ein Kunststoff, an der Presseurwalze haften bleibt.
Bevorzugterweise ist auf der der zweiten Kalanderwalze gegenüberliegenden Hälfte der ersten Kalanderwalze eine an die erste Kalanderwalze anstellbare Kaschierwalze angeordnet. Eine derartige Kaschierwalze ist bei der Schmelzwal&zgr;enbeSchichtung prinzipiell erforderlich, um den Verbund aus Trägerbahn und Beschichtungsmaterial unter Druck herstellen zu können. Vorzugsweise wird die Kaschierwalze mit elastischer Oberfläche ausgeführt, um insbesondere bei offenen Trägern eine gleichmäßige Linienkraft zu erzeugen. Eine Innenkühlung dient dazu,
die elastische Oberfläche nicht zu überhitzen. Bei einer Extrusionsbeschichtung wirkt die Walze lediglich als gekühlte Umlenkwalze.
Der Kaschierwalze ist eine Kühlwalze nachgeschaltet. Dies führt zu einer Abkühlung des Beschichtungsfilms.
Bevorzugterweise ist die erste Kalanderwalze ortsfest gelagert. Sie bildet damit sozusagen den Fixpunkt, an dem sich die anderen Walzen orientieren können.
Bevorzugterweise ist die erste Kalanderwalze in einem Temperaturbereich von 35° bis 220°C temperierbar. Die erste Kalanderwalze kann dann als Heizwalze verwendet werden, beispielsweise bei der Schmelzwalzenbeschichtung, wenn die Spendereinrichtung das Beschichtungsmaterial auf die erste Kalanderwalze ausgibt. Sie kann aber auch als Kühlwalze verwendet werden, wenn man eine Extrusionsbeschichtung vornimmt. In diesem Fall wird das Beschichtungsmaterial beim Durchlaufen eines Nips, der mit Hilfe der ersten Kalanderwalze gebildet ist, abgekühlt.
Vorteilhafterweise ist die zweite Kalanderwalze in einem Temperaturbereich von 35° bis 22O0C temperierbar. Damit läßt sich die zweite Kalanderwalze dann, wenn sie an der Presseurwalze anliegt, dazu verwenden, die Presseurwalze zu kühlen, also bei einer Extrusionsbeschichtung. Bei einer Schmelzwalzenbeschichtung kann hingegen auch die zweite Kalanderwalze beheizt werden, um das in den Walzenspalt zwischen der ersten und der zweiten Kalanderwalze eintretende Beschichtungsmaterial in einer plastischen Form zu halten.
Bevorzugterweise weist die Spendereinrichtung eine Co-Extrusionsdüse auf. Damit ist es möglich, ein mehrschichtiges Beschichtungsmaterial auszubilden. Beispielsweise können zusätzliche Haftvermittlerschichten oder mehrere Funktionsschichten gleichzeitig auf die Warenbahn aufgebracht werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Beschichten einer Warenbahn nach dem Prinzip der Schmelzwalzenbeschichtung,
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Fig. 2 die Vorrichtung in einer Einstellung zur Beschichtung nach dem Prinzip der Extrusionsbeschichtung und
Fig. 3 die Vorrichtung in einer geänderten Konstellation für eine Extrusionsbeschichtung im weichen bzw. flexiblen Walzenspalt.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Beschichten einer textlien Warenbahn 2 mit einem Kunststoff 3, der aus einer Spendereinrichtung 4 zugeführt wird.
In einem Walzenspalt 8 zwischen Kalanderwalzen 6, 7 wird der Kunststoff 3 auf die Warenbahn 2 aufkaschiert. Die Düse 5 der Spendereinrichtung 4 bildet eine reine Fütterdüse für den Walzenspalt 8. Die beiden Kalanderwalzen 6, 7 werden vorgeheizt und in ihrer Umfangsgeschwindigkeit variiert, d.h. die erste Kalanderwalze 6
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besitzt eine geringe Voreilung und ihre Temperatur ist geringfügig höher als die der zweiten Kalanderwalze 7. Die thermoplastischen Schmelzmassen aus der Spendereinrichtung 4 werden im Walzenspalt 8 kalibriert und im thermoplastischen Zustand in einem Arbeitsgang mittels einer Kaschierwalze 12 mit der Warenbahn 2 kaschiert. Eine Beschichtung von stark strukturierten, leicht verzugs- und temperaturempfindlichen Trägersubstraten wird durch dieses Verfahren ermöglicht. 10
Hier kann man erhöhte Linienkräfte verwenden, beispielsweise Linienkräfte von maximal 200 N/mm.
Eine Presseurwalze 23 befindet sich bei dieser Betriebsweise wiederum im Wartezustand.
Auf der der zweiten Kalanderwalze 7 gegenüberliegenden Seite der ersten Kalanderwalze 1 ist die Kaschierwalze 12 angeordnet, die in Richtung eines Doppelpfeils 13 verlagerbar ist. Die Kaschierwalze 12 ist unter Druck gegen die erste Kalanderwalze 6 anstellbar. Die Kaschierwalze 12 ist gekühlt. Sie trägt einen gummielastischen Belag 14.
Die Warenbahn 2 wird über eine Vorheizwalze 17 dem Nip 18 zwischen der Kaschierwalze 12 und der ersten Kalanderwalze 6 zugeführt. In dem Walzenspalt 18 wird der Kunststoffilm, der sich auf der ersten Kalanderwalze 6 gebildet hat, auf die Warenbahn 2 aufkaschiert. Unter Wärme und Druck im hochplastischen Zustand erfolgt dort der Verbund des in Form eines Schmelzefilms vorliegenden Kunststoffs 3 mit der Warenbahn 2.
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Nach dem Auftragen des Kunststoffs 3 auf die Warenbahn 2 wird die beschichtete Warenbahn 21 über die Kühlwalze 17 abgeführt.
Um die Verbindung zwischen dem Kunststoff 3 und der Warenbahn 2 zu erleichtern, können Heizeinrichtungen 22 vorgesehen sein, die beispielsweise als IR-Strahler (Infrarot-Strahler) ausgebildet sind und die Warenbahn 2 vor dem Zusammentreffen mit dem Kunststoff 3 beheizen.
Unterhalb der zweiten Kalanderwalze 7 ist eine Presseurwalze 23 angeordnet, die in Richtung des Doppelpfeils 24 bewegbar ist und einen gummielastischen Belag 25 trägt. Der Belag 25 ist nicht nur elastisch, sondern auch anti-adhäsiv ausgebildet, was weiter unten näher erläutert werden wird.
In dem in Fig. 1 dargestellten Betriebszustand wird die Vorrichtung 1 benutzt, um die Warenbahn 2 nach dem Prinzip der Schmelzwalzenbeschichtung mit dem Kunststoff 3 zu beschichten. Mit dieser Beschichtungsvariante ist es möglich, eine Schichtdicke des Kunststoffs ab ca. 150 um und einer praktisch beliebigen Nutzbreite nahezu grenzenlos zu variieren. Zusätzlich kann eine sehr große Vielfalt an kostengünstigen Warenbahnen 2 als Trägern verwendet werden.
Fig. 3 zeigt nun die Vorrichtung 1, die auf einfache Weise geringfügig verändert worden ist, um die Warenbahn 2 nach dem Prinzip der Extrusionsbeschichtung zu beschichten. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die erste Kalanderwalze 6 und die Kaschierwalze 12 sind unverändert geblieben. Auch die Spendereinrichtung 4 ist an ihrem Ort geblieben. Die Düse 5 wird nun allerdings als Extrusionsdüse verwendet oder durch eine Extrusionsdüse ersetzt.
Die zweite Kalanderwalze 7 ist in ihrer Pressenrichtung in Richtung des Doppelpfeiles 11 nach rechts verlagert worden. In die dadurch gebildete Lücke 2 6 ist die Presseurwalze 23 eingefahren worden. Die Kalanderwalze 7 wirkt nun gegen die Presseurwalze 23 und unterstützt damit die Presseurwalze 23 bei einem Druck gegen die erste Kalanderwalze 6.
Die Warenbahn 2 wird über eine Vorheizwalze 27 und mehrere Umlenkrollen 28-30 dem Walzenspalt 8 zugeführt, der nunmehr zwischen der Presseurwalze 23 und der ersten Kalanderwalze 6 ausgebildet ist. Selbstverständlich kann die Warenbahn 2 durch eine Heizeinrichtung beheizt werden, deren Position sich lediglich geändert hat.
Der Kunststoff wird in Form einer Schmelzefahne 31 geformt, die ebenfalls dem Walzenspalt 8 zugeführt wird. Zusätzlich kann vorgesehen sein, daß von der anderen Seite der Schmelzefahne 31 eine weitere Folie 32 oder ein anderes textiles Substrat oder ein anderes Flächenmaterial zugeführt werden kann, um einen mehrschichtigen Aufbau zu gewährleisten. Auch die Folie 32 (oder eine entsprechend andere Bahn) kann über eine Heizeinrichtung 22 beheizt werden.
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Die zweite Kalanderwalze 7 ist in diesem Fall gekühlt, d.h. sie kühlt durch Kontakt die Presseurwalze 23, die durch die beheizte Warenbahn 2 und den ebenfalls heißen Kunststoff 3, gegebenenfalls auch über die beheizte erste Kalanderwalze 6, aufgeheizt wird.
Im Walzenspalt 8 herrscht eine maximale Linienkraft von 50 N/mm. Die Schmelzefahne 31, die auch als Schmelzefilm bezeichnet werden kann, wird mit einer minimalen Auftragsstärke von 20 pm auf die Warenbahn 2 aufgebracht. Dadurch, daß der Belag 25 anti-adhäsiv ist, besteht keine Gefahr, daß an der Presseurwalze 23 irgend etwas haften bleibt.
Durch eine einfache Verlagerung der zweiten Kalanderwalze 7 und der Presseurwalze 23, durch die die Presseurwalze 23 an die Position der zweiten Kalanderwalze 7 gelangt, ist also eine Umrüstung von der Schmelzwalzenbeschichtung auf die Extrusionsbeschichtung möglich.
Nachdem nun die kräftemäßigen Voraussetzungen sowohl für eine Schmelzwalzenbeschichtung als auch für eine Extrusionsbeschichtung geschaffen worden sind, ist es mit der Vorrichtung 1 auch möglich, eine Extrusionsbeschichtung mit der Vorrichtung 1 in einem harten Walzenspalt 8 durchzuführen. Hierzu bleiben die beiden Kalanderwalzen 6, 7 in der Position, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Warenbahn 2 wird über die Vorheizwalze 27 und die Umlenkrollen 28-30 zugeführt und mit Hilfe der Heizeinrichtung 22 beheizt. Die Spendereinrichtung 4 gibt den Kunststoff 3 in Form einer Schmelzefahne 31 aus, die in den harten Walzenspalt 8,
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der zwischen den beiden Kalanderwalzen 6, 7 gebildet ist. Beide Kalanderwalzen 6, 7 werden vorzugsweise gekühlt.
Die Spendereinrichtung 4 gibt den Kunststoff über die Düse 5 auf die erste Kalanderwalze 6 aus, die mit der zweiten Kalanderwalze 7 den Walzenspalt 8 bildet. Die Düse 5 ist eine reine Fütterdüse für den Walzenspalt Die Spendereinrichtung 4 ist dabei in Richtung eines Pfeiles 9 horizontal und in Richtung eines Pfeiles 10 vertikal verstellbar, um die Ausgabe des Kunststoffs optimal gestalten zu können. Dargestellt ist, daß der Kunststoff in den Walzenspalt 8 einläuft. Es ist aber auch möglich, die Spendereinrichtung 4 nach links zu verschieben, so daß der Kunststoff auf die erste Kalanderwalze 6 trifft und dort einen Film oder eine Folie bildet.
Die erste Kalanderwalze 6 ist ortsfest angeordnet. Die zweite Kalanderwalze 7 ist in Richtung eines Doppelpfeils 11 verlagerbar und mit einem Druck in Richtung auf die erste Kalanderwalze 6 beaufschlagbar.
Mit der Vorrichtung 1 ist also sowohl eine Schmelzwalzenbeschichtung als auch eine Extrusionsbeschichtung möglich. Es besteht daher für den Hersteller technischer Verbundmaterialien die Möglichkeit, den Produktbereich zu erweitern, um sich damit an unterschiedliche Nachfragesituationen anpassen zu können. 30
Für die Beschichtungsmaterialien gibt es ein breites Spektrum. Es können Polyolefine und deren Copolymerisate verwendet werden, z.B. HDPE, LDPE, PP, EVA, EMA etc.
Man kann thermoplastische Polyurethane verwenden, Weich- und Hart-PVC, thermoplastisches Polyester oder Gemische verschiedener Thermoplaste und Elastomere.
Für die Warenbahnen 2 gibt es ebenfalls ein relativ breites Spektrum. Man kann Trägersubstrate aus Baumwolle, Kunstseide, Viskose, Polyester, Polyamide, PoIyacrylonite, Polyethylene, Polypropylene, Glasfiber und Mischungen aus diesen Materialien verwenden. Die Warenbahn kann als Folie oder Filme, Gewebe, Gewirke, Vlies oder Raschelware vorliegen. Man kann die Warenbahn als Filz oder Gittergewebe ausbilden. Letztendlich läßt sich als Warenbahn 2 auch Papier oder Karton verwenden. Schließlich lassen sich beschichtete Substrate, wie saturierte Glasfiber- oder Polyester-Gewebe mit Primer beschichtet verwenden.
Die Auftragsgewichte reichen von 20 g/m2 bis 1.500 g/m2 in Abhängigkeit von der gewählten Extruderleistung und der eingesetzten Trägersubstrate. In Abhängigkeit von der. Auftragsgewichten wird man auch das Beschichtungsverfahren wählen.
Es sind Produktionsgeschwindigkeiten von 4 bis 4 0 m/min möglich. Beschichtungsbreiten reichen von 400 bis 4.800 mm.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Beschichtung einer Warenbahn mit einer ersten Kalanderwalze, einer zweiten Kalanderwalze, die gegen die erste Kalanderwalze anstellbar ist, und einer Spendereinrichtung für Beschichtungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kalanderwalze - von der ersten Kalanderwalze (6) weg verlagerbar ist und eine Presseurwalze (23) zur ersten Kalanderwalze (6) hin verlagerbar und an die erste Kalanderwalze (6) anstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Presseurwalze (23) an der gleichen Position wie die zweite Kalanderwalze (7) an die erste Kalanderwalze (6) anstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kalanderwalze (7) in Pressenrichtung (11) verlagerbar ist, die Presseurwalze (23) in eine Lücke (26) zwischen der ersten Kalanderwalze (6) und der zweiten Kalanderwalze (7) einfahrbar ist und die zweite Kalanderwalze (7) an die Presseurwalze (23) anstellbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Presseurwalze (23) eine elastische, anti-adhäsive Oberflächenbeschichtung (25) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der zweiten Kalanderwalze (7) gegenüberliegenden Hälfte der ersten Kalanderwalze (6) eine an die erste Kalanderwalze (6) anstellbare Kaschierwalze (7) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierwalze (12) kühlbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaschierwalze (12' eine Kühlwalze (17) nachgeschaltet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kalanderwalze (6) ortsfest gelagert ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kalanderwalze (6) in einem Temperaturbereich von 35° bis 220°C temperierbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kalanderwalze (7) in einem Temperaturbereich von 35° bis 220°C temperierbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spender (4) eine Co- Extrusionsdüse aufweist.
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