EP0704752A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vorhangbeschichtung eines bewegten Trägers - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Vorhangbeschichtung eines bewegten Trägers Download PDF

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EP0704752A1 EP94810560A EP94810560A EP0704752A1 EP 0704752 A1 EP0704752 A1 EP 0704752A1 EP 94810560 A EP94810560 A EP 94810560A EP 94810560 A EP94810560 A EP 94810560A EP 0704752 A1 EP0704752 A1 EP 0704752A1
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    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C5/007—Slide-hopper coaters, i.e. apparatus in which the liquid or other fluent material flows freely on an inclined surface before contacting the work
    • B05C5/008—Slide-hopper curtain coaters
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    • Y10S118/00—Coating apparatus
    • Y10S118/04—Curtain coater

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for curtain coating a moving support with a liquid coating material.
  • the curtain coating especially with the large width of the machines and high speed, there are a large number of problems in order to stabilize the liquid curtain and to bring it onto the base as evenly as possible.
  • One of these problems is that the free falling liquid film is forward, i.e. is deformed in the direction of the moving carrier. This deviation from the vertical fall direction occurs due to the air boundary layer running along with the carrier.
  • EP-A-0 489 978 a coating device is known which has an air shield which, as seen in the direction of the moving carrier, is attached in front of the liquid film and has an opening from which the shield can move stowed air is extracted.
  • a shield By using a shield, the distance between the suction point and the curtain is quite large, which reduces the effectiveness of the arrangement.
  • EP-A-0 551 237 discloses a method and a device for curtain coating in which an attempt is made to stabilize the air in front of the curtain by measuring the air pressure prevailing in the space in front of the curtain in order to starting from a setpoint, either supplying or removing air. Precise control, however, requires a lot of equipment in order to maintain a uniform air pressure across the entire width of the machine.
  • Figure 1 shows the part of a coating system essential to the invention in section with a schematically illustrated pourer 1, which opens into a pouring lip 2, from which the liquid film 3, hereinafter called the curtain, falls freely in the direction of the casting roller 4, on which the carrier 5 is schematically recorded , which moves in the direction of the arrow, see also FIG. 2.
  • the curtain is delimited on both sides by side guides 6.
  • a doctor blade 7 is arranged in front of the curtain, at a distance b, see FIG.
  • the squeegee must therefore be a carrier with a sufficient height and thus high Area moment of inertia are formed.
  • the doctor blade on the casting roll side 13 is shaped approximately parallel to the surface of the casting roll or the carrier and merges into a lower part 14 which runs approximately at right angles to the casting roll surface.
  • the rear surface 15 of the doctor blade runs parallel to the front of the base 16 or to the individual foundry plates of the foundry 1.
  • the area in front of the curtain is delimited at the top by the underside 9 of the pouring lip 2, at the bottom by the support 5, opposite the curtain by the front 8 of the doctor blade, and on both sides by the side guides 6 and is therefore a practically closed space 10
  • Special measures would arise from the air boundary layer 11 along the falling curtain, see FIG. 2, rotating air vortices 12, which can be divided into individual unstable cells. As a result, the flow of the curtain is disturbed and restless, which leads to a reduced casting quality.
  • an opening 22 extending over the entire width of the machine is provided between the rear upper edge 20 of the doctor blade and the foremost foundry plate 21, which opening is connected to a second duct 23 and to a second fan 24.
  • the air supply opening 22 opens at the bottom 9 of the pouring lip 2, so that the air arriving there at a low speed is deflected downward and is finally sucked off by the squeegee or its slot 17.
  • a very uniform flow can be generated by various measures, the air supplied preferably being preheated.
  • the dynamic wetting line 26 can be set at the desired location. Since the squeegee, as explained above, stabilizes the dynamic wetting line, a combination of the measures described achieves a uniform coating.
  • the air extraction and supply devices can be combined and controlled into one unit.

Abstract

Beim Verfahren zur Vorhangbeschichtung eines bewegten Trägers mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial wird die vom bewegten Träger mitgeführte Luft, in Laufrichtung des Trägers gesehen, vor dem Vorhang, bei der dynamischen Benetzungslinie des Vorhanges auf dem Träger und in der Nähe des Trägers auf der Giesswalze direkt mittels einer Absaugvorrichtung abgesaugt, wobei die Mündung der Absaugöffnung bei der Vorderkante der Absaugvorrichtung angeordnet ist. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Giesser (1) mit Giesserlippe (2) und eine Giesswalze (4) zur Führung eines Trägers (5), und eine vor dem Vorhang (3) angeordnete Absaugvorrichtung auf, die ein Saugrakel (7) enthält, dessen zum Vorhang (3) gerichtete Vorderkante (8) einen Schlitz (17) aufweist, der mit einer Unterdruckanlage verbunden ist. Ein solches Verfahren und eine derartige Vorrichtung ermöglichen eine wesentliche Stabilisierung des Vorhanges bei seinem Auftreffen auf den Träger. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorhangbeschichtung eines bewegten Trägers mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial. Bei der Vorhangbeschichtung, insbesondere bei grosser Breite der Maschinen und grosser Geschwindigkeit ergeben sich eine grosse Anzahl von Problemen, um den Flüssigkeitsvorhang zu stabilisieren und möglichst gleichmässig auf die Unterlage zu bringen. Eines dieser Probleme besteht darin, dass der frei fallende Flüssigkeitsfilm nach vorne, d.h. in Richtung des bewegten Trägers deformiert wird. Diese Abweichung von der senkrechten Fallrichtung erfolgt durch die mit dem Träger mitlaufende Luftgrenzschicht.
  • Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um den Flüssigkeitsvorhang in dieser Beziehung zu stabilisieren. So ist, unter anderem, aus der EP-A-0 489 978 eine Vorrichtung zur Beschichtung bekannt, die ein Luftschild aufweist, das, in Richtung des bewegten Trägers gesehen, vor dem Flüssigkeitsfilm angebracht ist und eine Oeffnung aufweist, aus der die im Schild gestaute Luft abgesaugt wird. Durch die Verwendung eines Schildes wird der Abstand zwischen der Absaugstelle und dem Vorhang recht gross, wodurch sich die Wirksamkeit der Anordnung verringert. Ausserdem ist aus der EP-A-0 551 237 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorhangbeschichtung bekannt, in dem versucht wird, die sich vor dem Vorhang befindliche Luft dadurch zu stabilisieren, dass der im Raum vor dem Giessvorhang herrschende Luftdruck gemessen wird, um, ausgehend von einem Sollwert, Luft entweder zu- oder abzuführen. Eine genaue Kontrolle erfordert jedoch einen hohen apparativen Aufwand, um über die ganze Breite der Maschine einen gleichmässigen Luftdruck zu erhalten.
  • Es ist von diesem Stand der Technik ausgehend Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorhangbeschichtung anzugeben, mit denen der Einfluss der vom bewegten Träger mitgeführten Luft stark vermindert werden kann. Diese Aufgabe wird mit dem in Patentanspruch 1 definierten Verfahren gelöst. In einer Weiterausbildung des Verfahrens wird der Giessvorhang zusätzlich stabilisiert, indem dem Raum vor dem Giessvorhang kontrolliert Luft zu- und wieder abgeführt wird.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Vorhangsbeschichtungsanlage und
    Fig. 2
    zeigt eine Ausschnittsvergrösserung von Fig. 1.
  • Figur 1 zeigt den erfindungswesentlichen Teil einer Beschichtungsanlage im Schnitt mit einem schematisch dargestellten Giesser 1, der in eine Giesserlippe 2 mündet, von welcher der Flüssigkeitsfilm 3, im folgenden Vorhang genannt, frei in Richtung Giesswalze 4 fällt, auf der schematisch der Träger 5 aufgezeichnet ist, der sich in Richtung des Pfeiles bewegt, siehe auch Figur 2. Der Vorhang wird beidseitig durch Seitenführungen 6 begrenzt.
  • Vor dem Vorhang, in einem Abstand b, siehe Figur 2, ist ein Rakel 7 angeordnet, dessen zum Vorhang gerichtete Vorderfront 8 in diesem Beispiel nicht parallel zum Vorhang angeordnet ist, sondern nach oben hin einen etwas grösseren Abstand aufweist als bei der Giesswalze. Bei einer Maschinenbreite von ca. 1,5 m stellen sich hohe Anforderungen an die Biegesteifigkeit der beiden Elemente Giesswalze und Rakel. Das Rakel muss deshalb als Träger mit einer genügenden Höhe und damit hohem Flächenträgheitsmoment ausgebildet werden. Aus den Figuren 1 oder 2 geht hervor, dass das Rakel auf der Giesswalzenseite 13 etwa parallel zur Oberfläche der Giesswalze, respektive des Trägers geformt ist und in einen Unterteil 14 übergeht, der etwa rechtwinklig zur Giesswalzenoberfläche verläuft. Die hintere Fläche 15 des Rakels verläuft parallel zur Frontseite der Basis 16 bzw. zu den einzelnen Giesserplatten des Giessers 1.
  • Die mit dem Träger mitlaufende Luft, dargestellt als Grenzschicht 25, siehe Figur 2, wird beim Auftreffen des Vorhanges im Bereich der dynamischen Benetzungslinie 26 durch den auftreffenden Flüssigkeitsfilm vollständig zurückgehalten. Dieser Vorgang kann Störungen erzeugen, z.B. Deformationen im Vorhang die zu einer verminderten Begussqualität führen. Mit dem Rakel wird ein möglichst grosser Anteil der mitgeführten Luft von der dynamischen Auftrefflinie 26 ferngehalten, wobei diese Störungen durch folgende Massnahmen weiter reduziert werden können:
    • a) Abstand a Rakel/Träger klein halten und
    • b) Abstand b Rakel/dynamische Benetzungslinie des Vorhanges ebenfalls klein halten.
  • Dadurch wird die Dicke c der Grenzschicht 25, die auf den Vorhang aufprallt, minimalisiert. Doch selbst wenn man den Abstand a Rakel/Träger, siehe Figur 2, sehr klein hält, beispielsweise 0,1 - 1,0 mm, vorzugsweise 0,1 - 0,5 mm und den Abstand b Rakel/dynamische Benetzungslinie auf 5 - 30 mm, vorzugsweise 10 - 20 mm einstellt, kann das Eintragen einer Restluftmenge und die Neubildung der Grenzschicht nicht ganz vermieden werden.
  • Um das Eintragen der Restluftmenge praktisch vollständig zu verhindern, ist auf der vollen Länge des Rakels ein Schlitz 17 angeordnet, dessen Mündung sich unmittelbar hinter der Vorderkante des Rakels befindet. Der Schlitz 17 ist über einen Kanal 18 mit einem Ventilator 19 verbunden, um die Restluftmenge bei der Rakelvorderkante abzusaugen. Durch diese Massnahme kann eine wesentliche Beruhigung des Vorhanges beim Auftreffen auf den bewegten Träger erzielt werden, wodurch eine Beseitigung oder starke Verminderung der dort vorherrschenden Vorhangdeformation erzielt wird.
  • Das Gebiet vor dem Vorhang wird oben durch die Unterseite 9 der Giesserlippe 2, unten durch den Träger 5, gegenüber dem Vorhang durch die Frontseite 8 des Rakels, und beidseitig durch die Seitenführungen 6 begrenzt und stellt sich daher als praktisch geschlossener Raum 10 dar. Ohne besondere Massnahmen würden durch die Luftgrenzschicht 11 entlang des fallenden Vorhanges, siehe Figur 2, rotierende Luftwirbel 12 entstehen, die sich in einzelne instabile Zellen aufteilen können. Dadurch wird der Fluss des Vorhanges gestört und unruhig, was zu einer verminderten Begussqualität führt.
  • Um die Entstehung von Luftwirbeln 12 zu verhindern, ist zwischen der hinteren Oberkante 20 des Rakels und der vordersten Giesserplatte 21 eine über die ganze Breite der Maschine verlaufende Oeffnung 22 vorgesehen, die mit einem zweiten Kanal 23 und mit einem zweiten Ventilator 24 verbunden ist. Die Luftzufuhr-Oeffnung 22 mündet bei der Unterseite 9 der Giesserlippe 2, so dass die dort mit geringer Geschwindigkeit ankommende Luft nach unten abgelenkt und schliesslich vom Saugrakel, bzw. dessen Schlitz 17 abgesaugt wird.
  • Durch verschiedene Massnahmen kann eine sehr gleichmässige Strömung erzeugt werden, wobei die zugeführte Luft vorzugsweise vorgewärmt wird. Mit den entsprechenden Einstellungen der zugeführten und der abgesaugten Luftmenge kann die Auftrefflinie des Vorhanges auf dem Träger, die dynamische Benetzungslinie 26, am gewünschten Ort eingestellt werden. Da das Saugrakel, wie weiter oben erläutert, für eine Stabilisierung der dynamischen Benetzungslinie sorgt, wird durch eine Kombination der beschriebenen Massnahmen eine gleichmässige Beschichtung erzielt. Dabei können die Luftabsaug- und Zufuhreinrichtungen zu einer Einheit zusammengefasst und gesteuert werden.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Vorhangbeschichtung eines bewegten Trägers mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial, insbesondere photographische Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, dass, in Laufrichtung des Trägers gesehen, die vom bewegten Träger mitgeführte Luft vor dem Vorhang, bei der dynamischen Benetzungslinie des Vorhanges und in der Nähe des Trägers auf der Giesswalze direkt mittels einer Absaugvorrichtung abgesaugt wird, wobei die Mündung der Absaugöffnung bei der Vorderkante der Absaugvorrichtung angeordnet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft auf der ganzen Breite des Trägers abgesaugt wird.
  3. Verfahren zur Vorhangbeschichtung eines bewegten Trägers mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass, in Laufrichtung des Trägers gesehen, dem Raum vor dem Giessvorhang kontrolliert Luft stetig zu- und abgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Luft vorgewärmt ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu- und abgeführte Luftmenge gesteuert wird, um den Ort der dynamischen Benetzungslinie des Vorhanges auf dem Träger einzustellen.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Luft durch die Absaugvorrichtung abgeführt wird.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Giesser (1) mit Giesserlippe (2) und einer Giesswalze (4) zur Führung eines Trägers (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine vor dem Vorhang (3) angeordnete Absaugvorrichtung aufweist, die einen Saugrakel (7) enthält, dessen zum Vorhang (3) gerichtete Vorderkante (8) einen Schlitz (17) aufweist, der mit einer Unterdruckanlage verbunden ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung des Schlitzes (17) nahe der Oberfläche des Trägers (5) und der dynamischen Benetzungslinie (26) des Vorhanges (3) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand a der Mündung des Schlitzes (17) zur Oberfläche des Trägers auf der Giesswalze 0,1 - 1,0 mm, vorzugsweise 0,1 - 0,5 mm und der Abstand b der Mündung des Schlitzes (17) zur dynamischen Benetzungslinie (26) 5 - 30 mm, vorzugsweise 10 - 20 mm beträgt.
  10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, mit einem aus der Giesserplatte (21) gebildeten Giesser (1) mit Giesserlippe (2) und einer Giesswalze (4) zur Führung eines Trägers (5), dadurch gekennzeichnet, dass bei der vordersten Giesserplatte (21), unterhalb der Giesserlippe (2) eine parallel zum Vorhang (3) angeordnete Oeffnung (22) vorhanden ist, die mit einer Luftzufuhreinrichtung verbunden ist,
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnung (22) durch einen Spalt zwischen der dem Vorhang abgewandten hinteren Fläche (15) des Saugrakels (7) und der Vorderseite der vordersten Giesserplatte (21) gebildet wird.
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