EP0262505B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines bewegten Trägermaterials mit einem ein Lösemittel enthaltenden Beschichtungsmittel - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for coating a moving carrier material with a coating agent containing a solvent, the solvent being expelled and recovered by drying the coated carrier material within an inert gas atmosphere.
- the invention also relates to a device for coating a moving carrier material with a coating agent containing a solvent, with a space which receives the carrier material, is sealed against the atmosphere and is acted upon by an inert gas and is in operative connection with a solvent recovery unit.
- an inert gas such as nitrogen (N 2 ) has recently been used to dry and expel the solvent contained in the coating agent instead of air or an oxygen-containing atmosphere.
- N 2 nitrogen
- This procedure used for the direct coating of a carrier material requires a particularly gas-tight dryer construction in order to avoid unreasonably high nitrogen losses.
- Critical points in this sense are, in particular, the passage slots for the carrier material in the drying chamber, in that, for example, the carrier material coated in an application chamber with the still liquid coating agent enters the drying chamber.
- drying devices of known coating systems are susceptible to recurring web breaks of the carrier material within the dryer, which subsequently has to be opened for cleaning, which however requires a total nitrogen purge of the solvent inert gas atmosphere contained in the dryer beforehand. Large amounts of the expensive nitrogen are consumed in the process.
- the invention is based on the object of taking measures which considerably reduce the drying gas consumption or drying gas losses, as a result of which the economy of the coating process or the recovery of the solvent is improved.
- This object is achieved in that the application and drying of the coating agent are carried out on a first carrier material designed as an interlayer carrier with the exclusion of air, and in that the predried coating agent is transferred outside of the inert gas atmosphere to a second carrier material forming a substrate web.
- Further measures to increase the effectiveness of the coating process consist in joint pre-coating and drying of several interlayer carriers in the inert gas atmosphere and in that the coating of the substrate web is carried out by gradually transferring several layers of the coating agent from the interlayer carrier to the substrate web.
- the substrate web is provided with a base layer of the coating agent by direct coating before the layers are transferred through the intermediate layer carrier.
- the apparatus for carrying out the method described is designed such that the closed space has an application chamber and a drying chamber compartment for receiving a first carrier material designed as an intermediate layer support, which is led out of the drying chamber compartment and outside the room in a transfer zone of the coating agent with a second Carrier material designed as a substrate web can be brought into contact.
- the intensity of the drying and recovery of the solvent can be further improved in that the drying chamber compartment of the room is divided into several successive drying chambers and that several interlayer supports arranged one above the other in the room are provided.
- the substrate web is expediently assigned a direct coating unit and a drying chamber for applying or solidifying a first layer of the coating agent.
- the advantage achieved by the invention is that the first carrier material, which is moved in the absence of air in the inert gas atmosphere, is led out at the end in a defined geometric orientation from the drying chamber compartment, at which the coating agent has already dried, so that a simple, yet reliable and sensitive mechanical lock in the form of a largely gas-tight, flexible sealing sheet, for example made of Teflon or the like, can be used.
- a simple, yet reliable and sensitive mechanical lock in the form of a largely gas-tight, flexible sealing sheet for example made of Teflon or the like.
- purging by means of nitrogen, opening and cleaning of the drying room are avoided the, so that the gas consumption of the expensive nitrogen is significantly reduced.
- a primary coating unit 2 designed as a direct coating unit and an intermediate coating unit 3 are provided as main units.
- the intermediate coating unit 3 has a self-contained space 4, which is largely sealed off from the atmosphere and which contains a plurality of intermediate coating sub-units 6 to 9, which in the present case are four superimposed units, each of which has an intermediate layer carrier 11 designed as an endlessly circulating carrier tape, the carrier material of which on the one hand have the necessary wetting properties for coating with the coating agent and, on the other hand, the rejection properties necessary for the subsequent transfer or delivery of the intermediate layers formed.
- the space 4 is divided into an application chamber 12 and a drying chamber compartment 13.
- the application chamber 12 contains, for each intermediate layer support 11, an application means 14 consisting of known elements for liquid coating of the intermediate layer supports 11.
- the drying chamber compartment 13 is divided into four drying chambers 16, 17, 18, 19 , through which all interlayer supports are passed and which are in operative connection with a solvent recovery unit 21 in the form of a condenser, the arrows 22 entering the drying chambers indicating the supply of an inert gas in the form of nitrogen (N 2 ) and the exiting arrows 23 corresponding to that the coating agent driven solvent indicate loaded nitrogen, from which the solvent is recovered in condenser 21.
- Thin layers of the coating agent are applied to the continuously rotating intermediate layer supports 11 in the application chamber 12 by the application means 14 and dried and solidified during the conveying movement through the drying chambers 16 to 19 under the action of the heated nitrogen atmosphere by expelling the solvent.
- the individual interlayer supports 11 are on one side, i. H. led out of the room 4 in the area of the last drying chamber 19, wherein they form a contact or transfer zone 24 for the transfer of the dried and solidified intermediate layers of the intermediate layer supports 11.
- the substrate web 1 which runs from a supply roll 26 in the first coating unit and rolls up onto a winding roll 27, is provided by an application means 28 directly in the form of a liquid application with a first layer of the coating agent, which is dried and solidified within a drying chamber 29 and thereby an intimate connection with the substrate of the substrate web 1.
- the intermediate layers of the coating agent in the present case the adhesive agent, adhering to the intermediate layer carriers 11 are successively transferred to the precoated substrate web 1, which is guided along the intermediate carriers 11 and is precoated, and the final adhesive layer is thus built up to its full thickness.
- Guide rollers 31 of the substrate web and deflection rollers 32 of the carrier webs of the intermediate layer carriers 11 serve to contact the interlayer carrier 11 and the substrate web 2.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines bewegten Trägermaterials mit einem ein Lösemittel enthaltenden Beschichtungsmittel, wobei durch Trocknung des beschichteten Trägermaterials innerhalb einer Inertgasatmosphäre das Lösemittel ausgetrieben und zurückgewonnen wird.
- Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Beschichten eines bewegten Trägermaterials mit einem ein Lösemittel enthaltenden Beschichtungsmittel, mit einem das Trägermaterial aufnehmenden, gegen die Atmosphäre abgedichteten und durch ein Inertgas beaufschlagten sowie mit einem Lösemittelrückgewinnungsaggregat in Wirkverbindung stehenden Raum.
- Bei der kontinuierlichen Beschichtung eines Trägermaterials, wie zum Beispiel von Selbstklebebändem oder dergleichen wird zum Abtrocknen und Austreiben des im Beschichtungsmittel enthaltenen Lösungsmittels statt Luft bzw. einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre neuerdings ein Inertgas, wie Stickstoff (N2) eingesetzt. Eine derartige weitgehend sauerstofffreie Gasatmosphäre erlaubt ohne Explosionsgefahr eine wesentlich höherere Lösemittelkonzentration pro Volumeneinheit. Diese bei der Direktbeschichtung eines Trägermaterials eingesetzte Verfahrensweise verlangt eine besonders gasdichte Trocknerkonstruktion, um unzumutbar hohe Stickstoffverluste zu vermeiden. Kritische Stellen sind in diesem Sinne insbesondere die Durchtrittsschlitze für das Trägermaterial in der Trocknungskammer, indem beispielsweise das in einer Auftragskammer beschichtete Trägermaterial mit dem noch flüssigen Beschichtungsmittel in die Trocknungskammer eintritt. Dies verlangt eine relativ aufwendige und komplizierte Dichtungstechnik bzw. kontaktfreie Schleusensysteme, um einerseits die an der Oberfläche des Trägermaterials bzw. an dem noch nassen Beschichtungsmittel haftende Luftschicht bzw. Grenzschicht zu entfernen und andererseits den Eintritt von Umgebungsluft bzw. den Austritt von Stickstoff zu verhindern. Darüber hinaus sind die Trocknungseinrichtungen bekannter Beschichtungssysteme anfällig für immer wieder vorkommende Bahnrisse des Trägermaterials innerhalb des Trockners, welcher anschließend zwecks Reinigung geöffnet werden muß, was jedoch eine vorherige totale Stickstoffspülung der im Trockner enthaltenen Lösemittel-Inertgasatmosphäre erforderlich macht. Dabei werden große Mengen des teuren Stickstoffs verbraucht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, welche den Trocknungsgasverbrauch bzw. Trocknungsgasverluste erheblich reduzieren, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Beschichtungsverfahrens bzw. der Rückgewinnung des Lösemittels verbessert wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Auftrag und die Trocknung des Beschichtungsmittels auf einem ersten als Zwischenschichtträger ausgebildeten Trägermaterial unter Luftabschluß erfolgen und daß das vorgetrocknete Beschichtungsmittel außerhalb der Inertgasatmosphäre auf ein zweites eine Substratbahn bildendes Trägermaterial übertragen wird.
- Mit der DE-OS 17 52 337 ist zwar eine niemals realisierte Einrichtung bekanntgeworden, die das Prinzip einer mehrstufigen Zwischenbeschichtung eines Trägermaterials und Übertragung der einzelnen Schichten auf eine Substratbahn offenbart, jedoch nur zum Zweck der Reduzierung der Trocknerlänge und unter normaler Raumluftatmosphäre, wobei auch hier separate Auftrags- und Trocknungskammern die erwähnten Dichtungsprobleme bedingen.
- Weitere Maßnahmen zur Erhöhung der Effektivität des Beschichtungsverfahrens bestehen darin, daß eine gemeinsame Vorbeschichtung und Trocknung mehrerer Zwischenschichtträger in der Inertgasatmosphäre vorgenommen wird und daß die Beschichtung der Substratbahn durch stufenweise Übertragung mehrerer Schichten des Beschichtungsmittels von den Zwischenschichtträgern auf die Substratbahn erfolgt.
- Um die Haftung der vorgetrockneten Zwischenschichten auf der Substratbahn zu verbessern, ist außerdem vorgesehen, daß die Substratbahn vor der Übertragung der Schichten durch die Zwischenschichtträger durch Direktbeschichtung mit einer Grundschicht des Beschichtungsmittels versehen wird.
- Die Vorrichtung zur Durchführung des bezeichneten Verfahrens ist derart ausgebildet, daß der in sich geschlossene Raum eine Auftragskammer und ein Trocknungskammerabteil zur Aufnahme eines ersten als Zwischenschichtträger ausgebildeten Trägermaterials aufweist, welches aus dem Trocknungskammerabteil herausgeführt ist und außerhalb des Raumes in einer Übertragungszone des Beschichtungsmittels mit einem zweiten als Substratbahn ausgebildeten Trägermaterial in Kontakt bringbar ist.
- Die Intensität der Trocknung und Rückgewinnung des Lösemittels können noch dadurch verbessert werden, daß das Trocknungskammerabteil des Raumes in mehrere aufeinanderfolgende Trocknungskammern unterteilt ist und daß mehrere im Raum übereinanderliegend angeordnete Zwischenschichtträger vorgesehen sind.
- Zweckmäßigerweise ist der Substratbahn eine Direktbeschichtungseinheit sowie eine Trocknungskammer zum Auftragen bzw. Verfestigen einer ersten Schicht des Beschichtungsmittels zugeordnet.
- Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß das unter Luftabschluß in der Inertgasatmosphäre bewegte erste Trägermaterial lediglich an dem Ende in definierter geometrischer Ausrichtung aus dem Trocknungskammerabteil herausgeführt ist, an dem das Beschichtungsmittel bereits abgetrocknet ist, so daß eine einfache und trotzdem zuverlässige und sensible mechanische Schleuse in Form eines weitgehend gasdichten, flexiblen Dichtblattes, beispielsweise aus Teflon oder dergl., eingesetzt werden kann. Außerdem wird bei Substratfehlern oder Substratbahnrissen des zweiten bzw. endgültigen Trägermaterials, da sie außerhalb der Inertgasatmosphäre geschehen und behoben werden können, eine Spülung mittels Stickstoff, Öffnung und Reinigung des Trocknungsraumes vermieden, so daß der Gasverbrauch des teueren Stickstoffs erheblich reduziert wird.
- Die Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht.
- Zur Beschichtung einer Substratbahn 1 als Ausgangs- bzw. Trägermaterial zur Herstellung beispielsweise von Klebestreifen sind als Hauptaggregate eine als Direktbeschichtungseinheit ausgebildete Erstbeschichtungseinheit 2 und eine Zwischenbeschichtungseinheit 3 vorgesehen. Die Zwischenbeschichtungseinheit 3 weist einen in sich geschlossenen bzw. gegen die Atmosphäre weitestgehend abgedichteten Raum 4 auf, welcher mehrere, im vorliegenden Fall vier übereinanderliegend angeordnete Zwischenbeschichtungsteileinheiten 6 bis 9 enthält, die jeweils einen als endlos umlaufendes Trägerband ausgebildeten Zwischenschichtträger 11 aufweisen, deren Trägermaterial einerseits die für eine Beschichtung mit dem Beschichtungsmittel notwendigen Benetzungseigenschaften und andererseits die für die anschließende Übertragung bzw. Abgabe der gebildeten Zwischenschichten notwendigen Abweisungseigenschaften aufweisen. Der Raum 4 ist unterteilt in eine Auftragskammer 12 und ein Trocknungskammerabteil 13. Die Auftragskammer 12 enthält für jeden Zwischenschichtträger 11 ein aus bekannten Elementen bestehendes Auftragsmittel 14 zur Flüssigbeschichtung der Zwischenschichtträger 11. Das Trocknungskammerabteil 13 ist in vier Trocknungskammern 16, 17, 18, 19 unterteilt, durch die sämtliche Zwischenschichtträger hindurchgeführt sind und die mit einem Lösemittelrückgewinnungsaggregat 21 in Form eines Kondensators in Wirkverbindung stehen, wobei die in die Trocknungskammern eintretenden Pfeile 22 die Zufuhr eines Inertgases in Form von Stickstoff (N2) und die austretenden Pfeile 23 den mit dem aus dem Beschichtungsmittel ausgetriebenen Lösemittel beladenen Stickstoff anzeigen, aus dem in Kondensator 21 das Lösemittel zurückgewonnen wird.
- Auf die kontinuierlich umlaufenden Zwischenschichtträger 11 werden in der Auftragskammer 12 durch die Auftragsmittel 14 dünne Schichten des Beschichtungsmittels aufgetragen und während der Förderbewegung durch die Trocknungskammern 16 bis 19 unter der Einwirkung der erwärmten Stickstoffatmosphäre durch Austreiben des Lösemittels getrocknet und verfestigt. Die einzelnen Zwischenschichtträger 11 sind auf einer Seite, d. h. im Bereich der letzten Trocknungskammer 19 aus dem Raum 4 herausgeführt, wobei sie eine Kontakt- bzw. Übertragungszone 24 für die Transferierung der getrockneten und verfestigten Zwischenschichten der Zwischenschichtträger 11 bilden.
- Die in der Erstbeschichtungseinheit 2 von einer Vorratsrolle 26 ablaufende und auf eine Wickelrolle 27 aufrollende Substratbahn 1 wird durch ein Auftragsmittel 28 direkt in Form eines Flüssigauftrages mit einer ersten Schicht des Beschichtungsmittels versehen, welche innerhalb einer Trocknungskammer 29 abgetrocknet und verfestigt wird und dabei eine innige Verbindung mit dem Trägermaterial der Substratbahn 1 eingeht. Auf die innerhalb der Übertragungszone 24 in engem Kontakt an den Zwischenträgern 11 entlanggeführte und vorbeschichtete Substratbahn 1 werden nacheinander die an den Zwischenschichtträgem 11 haftenden Zwischenschichten des Beschichtungsmittels, im vorliegenden Fall des Klebemittels übertragen und so die endgültige Klebeschicht in voller Dicke aufgebaut. Zur Kontaktierung der Zwischenschichtträger 11 und der Substratbahn 2 dienen Führungsrollen 31 der Substratbahn und Umlenkrollen 32 der Trägerbahnen der Zwischenschichtträger 11.
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