Die Erfindung betrifft ein Auftragswerkzeug zum streifenförmigen Beschichten eines bahnförmigen Trägers mit einer fließfähigen Auftragsmasse, mit einer Schlitzdüse, die eine erste Lippe und eine zweite Lippe aufweist, zwischen denen ein Düsenschlitz gebildet ist, wobei der Düsenschlitz über seine Breite hinweg alternierend offene Bereiche zur Bildung von mit der Auftragsmasse beschichteten Streifen und geschlossene Bereiche zur Bildung von mit der Auftragsmasse nicht beschichteten Streifen aufweist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum streifenförmigen Beschichten eines bahnförmigen Trägers mit einer fließfähigen Auftragsmasse, wobei die Auftragsmasse durch einen Düsenschlitz, der zwischen einer ersten Lippe und einer zweiten Lippe einer Schlitzdüse gebildet ist, auf den Träger aufgebracht wird, wobei der Düsenschlitz über seine Breite hinweg alternierend offene und geschlossene Bereiche aufweist und durch die offenen Bereiche die Bildung von mit der Auftragsmasse beschichteten Streifen auf dem Träger sowie durch die geschlossenen Bereiche die Bildung von nicht mit der Auftragsmasse beschichteten Streifen auf dem Träger erfolgt.

Ein bekanntes Werkzeug und auch ein bekanntes Verfahren der vorstehenden Art sind in der DE 103 57 231 A1 beschrieben. Zur Erzeugung einzelner Fäden aus viskoser Klebstoffmasse wird der erweichte Klebstoff im Bereich einer Düsenanordnung durch eine zwischen zwei Lippen der Düsenanordnung quer zur Fließrichtung des Klebstoffs angeordnete Beschichtungsplatte transportiert, wobei die Beschichtungsplatte im Wesentlichen die Breite der Bahn überdeckt. Die Beschichtungsplatte bildet die Austrittsöffnung für den erweichten Klebstoff, der danach entweder über eine gewisse Strecke frei fallend oder unmittelbar im Anschluss auf die an der Beschichtungsplatte vorbei transportierte Trägerbahn gelangt. Die Beschichtungsplatte ist beispielsweise als aus einem geeigneten Metall, etwa Messing, gefertigtes Blech ausgebildet und an einer oder beiden Lippen derart befestigt, dass Klebstoff nur noch durch in der Platte ausgebildete Austrittsöffnungen austreten kann. Die Ausbildung der Düsenanordnung sowie der Beschichtungsplatte aus einem wärmeleitfähigen Metall erleichtert es, den sich in der Düsenanordnung befindlichen Klebstoff ausreichend flüssig zu halten.

In der Beschichtungsplatte können als offene Bereiche fest vorgegebene Austrittsöffnungen zur Ausbildung von einzelnen Klebstofffäden ausgebildet sein, die mit entsprechendem Abstand voneinander über die Breite der Bahn hinweg auf diese auftreffen und nach dem Weitertransport der Bahn in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnete, parallel verlaufende Klebstoffstreifen mit entsprechender Dicke bilden. Beispielsweise durch Ausüben eines entsprechenden Drucks auf die Klebstoffschmelze oder einfach durch Schwerkraft kann dafür gesorgt werden, dass der Klebstoff durch die in der Beschichtungsplatte quer zur Transportrichtung der Bahn nebeneinander ausgebildeten Aussparungen tritt, wobei - quer zur Transportrichtung der Bahn gesehen - die Breite einer jeweiligen Aussparung der Dicke des entsprechenden auf der Bahn auszubildenden Klebstoffstreifens entspricht und der Abstand zwischen jeweils zwei der Aussparungen dem entsprechenden Abstand zwischen den jeweiligen Klebstoffstreifen auf der Bahn entspricht. Die Beschichtungsplatte kann grundsätzlich parallel zu der Bahn etwas oberhalb derselben (z. B. in einem Abstand von 0,05 mm) vorgesehen sein. Einen günstigeren Klebstofftransport sowie einen genauer definierten Austrittspunkt des Klebstoffs aus der Beschichtungsplatte kann man jedoch dann erreichen, wenn die Beschichtungsplatte - in Transportrichtung der Bahn gesehen - in einem vorbestimmten Winkel, z. B. zwischen 5° und 15° zur Bahnoberfläche geneigt ist. Nachteilig an diesem Auftragswerkzeug ist, dass für einen Wechsel der Platte der Beschichtungskopf komplett zerlegt werden muss.

Ein ähnliches Auftragswerkzeug beschreibt auch die US 4 774 109 A. Auch hier befindet sich eine den Beschichtungsstrom teilende, mit Schlitzen versehene Platte innerhalb einer Düse, was eine Umrüstung aufwändig macht.

Aus der EP 1 084 204 B1 ist ein Auftragswerkzeug zum streifenförmigen Beschichten eines bahnförmigen Trägers der eingangs genannten Art bekannt, bei dem vor den Düsenaustrittsspalt eine Frontplatte mit mehreren Öffnungen montiert wird. Diese kann leichter entfernt werden als die Platten gemäß der DE 103 57 231 A1 und der US 4 774 109 A, ist aber ebenso wenig flexibel in der Breite der Öffnungen.

Keines der bekannten Werkzeuge berücksichtigt dabei das Strömungsprofil innerhalb der Auftragsdüsen. Insbesondere bei hochviskosen Beschichtungsmassen wird es daher zu einem Stau an den ein- bzw. vorgesetzten Platten kommen, wobei die Auftragsmasse in den Randbereichen der Austrittsöffnungen mit höherem Druck ansteht. Dadurch wird in den Randbereichen der auf dem Träger gebildeten beschichteten Streifen die Masse zwangsläufig leicht überbeschichtet, was bei einem späteren Aufwickeln des beschichteten Trägers auf sich selbst zu einer nachteiligen

Wulstbildung führen kann. Die EP-A-1 010 472 zeigt die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 und 7.

Der vorliegenden liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Auftragswerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die bei einer vereinfachten Montage des Werkzeugs eine verbesserte Qualität des streifenförmig beschichteten Trägers gewährleistet wird.

Erfindungsgemäß wird dies für das Werkzeug durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht. Dazu gehört das Merkmal, dass die geschlossenen Bereiche durch Einsatzstücke gebildet sind, die von der Seite des Austritts der Auftragsmasse her in den Düsenschlitz eingesetzt sind und in den Düsenschlitz hineinragen.

Durch die in den Düsenschlitz eingesetzten Einsatzstücke, die von vorn in die zusammengebaute Düse eingeschoben werden können, kann an den Stellen, an denen diese Einsatzstücke sitzen, keine Auftragsmasse mehr austreten und es entsteht beim Beschichten ein streifenförmiges Beschichtungsmuster auf dem Träger. Das erfindungsgemäße Auftragswerkzeug erlaubt dabei einen extrem schnellen Ein- und Ausbau der den Beschichtungsstrom aufspaltenden Einsatzstücke.

Wahlweise kann mit einem einzigen, mehrere einzelne Einsatzstücke enthaltenden Bauteil gearbeitet werden oder aber mit mehreren voneinander unabhängigen Einsatzstücken. Der Vorteil der unabhängigen Einzeleinsätze ist - aufgrund ihrer seitlichen Verschieblichkeit im Düsenschlitz - eine weitgehende Flexibilität in der Positionierung der unbeschichteten Streifen. Werden die Einzeleinsätze aus einem Stück gearbeitet oder auf einem Vorsatzblech befestigt, so wird die Einrichtung der Maschine nochmals beschleunigt und die Abstände sind exakt reproduzierbar.

Für das Verfahren wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 7 gelöst. Dazu gehört das Merkmal, dass die geschlossenen Bereiche durch Einsatzstücke gebildet sind, die von der Seite des Austritts der Auftragsmasse her derart in den Düsensschlitz eingesetzt sind und in den Düsenschlitz hineinragen, dass sich im Bereich des Austritts der Auftragsmasse nahezu eine Pfropfenströmung ausbildet.

Unter Pfropfen- oder auch Kolbenströmung wird dabei eine idealisierte Form des Strömungsprofils verstanden, mit dem die Auftragsmasse die offenen Bereiche des Düsenschlitzes durchströmen kann. Liegt eine Pfropfenströmung vor, so kann der Zustand der Auftragsmasse in Strömungsrichtung variieren, für jeden einzelnen Querschnitt senkrecht zur Fließrichtung hingegen ist der Zustand der Auftragsmasse nahezu identisch. Dadurch haben alle durch die offenen Bereiche hindurchtretenden Volumenelemente darin die gleiche Verweilzeit, d. h. die Geschwindigkeit und auch der Druck ist im Gegensatz zu einer rein laminaren Strömung im Bereich des Austritts der Auftragsmasse über den Querschnitt des jeweiligen offenen Bereichs gleich.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahrensführung, die durch eine derartige Ausbildung der Einsatzstücke gewährleistet werden kann, dass nicht erst am Düsenaustrittsspalt in das Strömungsprofil der Düse eingegriffen wird, sondern beispielsweise bereits mehrere Zentimeter innerhalb der Düse, besteht dabei darin, dass auch bei hochviskosen Auftrags- bzw. Beschichtungsmassen es nicht zu einem Stau an den Öffnungen von ein- oder vorgesetzten Platten kommen kann und die Auftragsmasse in den Randbereichen der Austrittsöffnungen mit höherem oder auch niedrigerem Druck ansteht. Dadurch wird in den Randbereichen die Masse weder über- noch unterbeschichtet. Die Einsatzstücke können so gestaltet werden, dass sie den Strom der Auftragsmasse im Düsenschlitz gleichmäßig den zwischen ihnen verbliebenen Öffnungen zuführen. Die so erzeugten Streifen sind dadurch ebenfalls sehr gleichmäßig in ihrer Breite und vor allem Dicke.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.

Anhand dreier Ausführungsbeispiele soll im Folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführung eines erfin- dungsgemäßen Auftragswerkzeugs zum streifenförmigen Beschichten eines bahnförmigen Trägers gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 2

eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführung eines erfin- dungsgemäßen Auftragswerkzeugs zum streifenförmigen Beschichten eines bahnförmigen Trägers gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und

Fig. 3

eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführung eines erfin- dungsgemäßen Auftragswerkzeugs zum streifenförmigen Beschichten eines bahnförmigen Trägers gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.

Wie sich zunächst aus Fig. 1 bis 3 ergibt, dient ein erfindungsgemäßes Auftragswerkzeug dem streifenförmigen Beschichten eines bahnförmigen Trägers 1 mit einer fließfähigen Auftragsmasse M. Das Werkzeug umfasst eine Schlitzdüse 2, die eine erste Lippe 3 und eine zweite Lippe 4 aufweist. Zwischen den Lippen 3, 4 ist ein Düsenschlitz 5 gebildet. Der Düsenschlitz 5 weist über seine Breite B hinweg alternierend offene Bereiche 6 zur Bildung von mit der Auftragsmasse M beschichteten Streifen 7 und geschlossene Bereiche 8 zur Bildung von mit der Auftragsmasse M nicht beschichteten Streifen 9 auf.

Bei dem Auftragsverfahren, für das das erfindungsgemäße Auftragswerkzeug bevorzugt zur Anwendung kommen kann, kann es sich insbesondere um ein sogenanntes, an sich bekanntes "Curtain-Coating-Verfahren" handeln, bei dem die Auftragsmasse M als Vorhang aus dem Düsenschlitz 5 gepresst wird und dann frei fallend auf den zu beschichtenden Träger 1 auftrifft.

Für ein quer zur Strömungsrichtung F gleichmäßiges Beschichtungsprofil ist es dabei von besonderer Bedeutung, die Auftragsmasse M, z. B. einen Klebstoff, an mehreren Stellen der Schlitzdüse 2 zuzuführen und innerhalb der Schlitzdüse 2 durch einen geeigneten Strömungsweg, der auch - weil er sich nach der Art eines Kleiderbügels verzweigt - als "Coat-Hanger" bezeichnet wird, gleichmäßig bis zum Bereich 5a des Austritts der Auftragsmasse M aus der Düse 2 zu führen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die geschlossenen Bereiche 8 durch Einsatzstücke 10 gebildet sind, die von der Seite des Austritts der Auftragsmasse M aus der Schlitzdüse 2 her in den Düsenschlitz 5 eingesetzt sind und in den Düsenschlitz 5 hineinragen. Bevorzugtermaßen sind die Einsatzstücke 10, solange sie noch nicht befestigt sind, im Düsenschlitz 5 seitlich verschiebbar. Dadurch wird eine hohe Flexibilität in der Positionierung der unbeschichteten Streifen 9 gewährleistet.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dabei vorgesehen, dass die Einsatzstücke 10 derart in den Düsenschlitz 5 eingesetzt sind und in den Düsenschlitz 5 hineinragen, dass sich im Bereich 5a des Austritts der Auftragsmasse M nahezu eine Pfropfenströmung ausbildet. Zu diesem Zweck können sich die Einsatzstücke 10 insbesondere über ihre in den Düsenschlitz 5 hineinragende Länge L vom Bereich 5a des Austritts der Auftragsmasse M in den Düsenschlitz 5 hinein verjüngen.

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Auftragswerkzeugs wird eine Streifenbeschichtung insbesondere mit einer an sich bekannten Curtain-Coating-Düse wie folgt realisiert: Aus einem Blech mit der gleichen Dicke D wie der Düsenschlitz 5 im Bereich 5a des Austritts der Masse M - zur Herstellung eines Klebebandes als beschichtetem Träger 1 wird bevorzugt ein Klebstoff eingesetzt - sind einzelne Einsatzstücke 10 gefertigt, die von vorn in die zusammengebaute Schlitzdüse 2 eingeschoben werden können.

Für einen kraftschlüssigen Halt der Einsatzstücke 10 in der Schlitzdüse 2 kann dabei bevorzugt die Ausbildung einer Übergangspassung vorgesehen sein. Die Einsatzstücke 10 können dabei bevorzugt aus einem Material gefertigt sein, welches weicher ist als das der Lippen 3, 4. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Einsatzstücke 10 aus einem Blech, insbesondere aus einem Kupfer- oder Aluminiumblech, und die Lippen 3, 4 aus Stahl bestehen. Die Einsatzstücke 10 sind dadurch Verschleißteile, die öfter ersetzt werden können, als die kostenaufwändigeren Lippen 3, 4.

An den Stellen, an denen die Einsatzstücke 10 sitzen, kann kein Klebstoff mehr austreten und es entsteht ein streifenförmiger Klebstoffvorhang. Um ein Herausdrücken der Einsatzstücke 10 durch die Beschichtungsmasse zu verhindern, können diese zusätzlich formschlüssig an der Schlitzdüse 2 befestigt sein. Die Einsatzstücke 10 können dabei eine gewinkelte Form aufweisen, wobei ein Schenkel 10a des Winkels in den Düsenschlitz 5 ragt und der andere Schenkel 10b an einer Stirnfläche 2a der Schlitzdüse 2, insbesondere einer Lippe 3 der Schlitzdüse 2, anliegt.

Die erste Ausführung sieht dazu vor, dass die Einsatzstücke 10 mittels einzelner Befestigungswinkel 11 an der ersten Lippe 3 befestigt sind. Der Befestigungswinkel 11 übergreift dabei jeweils den an der Stirnfläche 2a anliegenden Schenkel 10b des Einsatzstückes 10 und hält diesen an der Stirnfläche 2a fest. Die Befestigungswinkel 11 ihrerseits sind jeweils mittels eines in einer Nut 12 seitlich verschiebbaren und dort verschraubbaren Kulissensteins 13 an der Lippe 3 befestigt.

Bei der zweiten, in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist stattdessen vorgesehen, dass mehrere, vorzugsweise alle, Einsatzstücke 10 mittels einer gemeinsamen Befestigungsleiste 14 an der Lippe 3 befestigt sind. Auf diese Weise kann die formschlüssige Befestigung schneller vorgenommen werden als bei der Montage durch die einzelnen Befestigungswinkel 11.

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführung, bei der vorgesehen ist, dass die Einsatzstücke 10 Teil eines gemeinsamen, vorzugsweise einstückig ausgebildeten, Einsatzkamms 15 für den Düsenschlitz 5 sind. Der Einsatzkamm 15 kann, wie dargestellt, beispielsweise durch Schrauben 16 an den Seitenrändern der Lippe 3 befestigt sein, wobei auch diese Befestigungsart unter "formschlüssig" subsumiert wird.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, So können beispielsweise die geometrischen Abmaße von den dargestellten abweichen. Der Düsenschlitz 5 kann beim Beschichten in einem vorbestimmten Winkel, insbesondere in einem Winkel zwischen 70° und 90°, zur Oberfläche des Trägers 1 geneigt sein. Eine Breite BS eines nicht mit Auftragsmasse M beschichteten Streifens 9 kann im Bereich von 2 bis 100 mm liegen. Die Auftragsmasse M kann auf einen beschichteten Streifen 7 mit einer spezifischen Masse im Bereich von 1 bis 1000 g/m2 auf den Träger 1 aufgetragen werden, wobei die temperaturabhängige Viskosität der Auftragsmasse M im Bereich von 1000 bis 200000 mPas liegen kann. Dabei kann es sich um eine viskoelastische Auftragsmasse M handeln.

Der streifenförmig beschichtete Träger 1 kann - wie dargestellt - auf sich selbst zu einer Rolle 17 gewickelt werden, wobei die Geschwindigkeit seiner Bahn bis zu 600 m/min betragen kann. Die Austrittsgeschwindigkeit der Auftragsmasse M aus der Schlitzdüse 2 kann insbesondere im Bereich zwischen 10 und 250 m/min liegen, und dabei bevorzugt einen Wert von 10 bis 60 Prozent der Geschwindigkeit der Bahn des Trägers 1 annehmen. Auf diese Weise kann eine gewünschte Dicke der Beschichtung auf dem Träger 1 eingestellt werden.

Da die Pfropfenströmung eine idealisierte Strömung darstellt, die in der Praxis in reiner Form nicht auftritt, weil sich an Wandungen oft sogenannte laminare Grenzschichten ausbilden, wird darunter erfindungsgemäß verstanden, dass die lokale Geschwindigkeit und/oder der lokale Druck über den Querschnitt des offenen Bereichs 6 nur wenig nach oben oder unten von einem jeweils mittleren Wert abweichen. Auch ist eine geringfügige Rückvermischung der Auftragsmasse M, wie sie bei einer turbulenten Strömung auftritt, zulässig. Die Einstellung des nahezu pfropfenförmigen Strömungsprofils kann über den Druck und die Geschwindigkeit der Auftragsmasse M im Bereich 5a ihres Austritts aus dem Düsenschlitz 5, über die Geometrie der Austrittsöffnung, also des offenen Bereichs 6, die Länge L und Form der Einsatzstücke 10 sowie jeweils über eine Rauheit gesteuert werden, die die Lippen 3, 4 der Düse und die mit der Auftragsmasse M in Kontakt stehenden, nicht näher bezeichneten, Kanten der Einsatzstücke 10 aufweisen. Beispielsweise führen höhere Rauheiten an diesen Stellen und eine höhere Geschwindigkeit zu einer Vergleichmäßigung des Strömungsprofils. Wichtig ist dabei insbesondere, dass durch die Form der Einsatzstücke 10 die Strömung dem idealisierten Pfropfenprofil weitestgehend angenähert und dabei eine Breite eines Randbereiches, in dem die Strömungsgeschwindigkeit niedriger als eine mittlere Geschwindigkeit liegt, minimalisiert wird.

Als charakteristische strömungsmechanische Größen zur Kennzeichnung des Strömungszustandes der Auftragsmasse M sind die sogenannte Reynoldszahl Re, die das Verhältnis der Trägheitskräfte zu den viskosen Kräften beschreibt, und die sogenannte Kapillarzahl Ca, die das Verhältnis der viskosen Kräfte zur Oberflächenspannung beschreibt, üblich. Wenn es sich beispielsweise bei der Masse um einen Hotmelt-Kleber handelt, können bei einer Austrittsgeschwindigkeit der Auftragsmasse aus der Schlitzdüse im Bereich von etwa 48 bis 52 m/min die Reynoldszahl Re im Bereich von 0,001 bis 0,004 und die Kapillarzahl Ca im Bereich von 500 bis 900 liegen.

Außerdem kann der Fachmann ergänzend weitere zweckmäßige technische Maßnahmen vorsehen, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So kann insbesondere bei der ersten und zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Auftragswerkzeugs beispielsweise mit Vorteil zur einfacheren Positionierung der Einsatzstücke 10 auf einer Lippe 3 ein Lineal aufgebracht sein.

1

Träger

2

Schlitzdüse

2a

Stirnfläche von 2

3

erste Lippe von 2

4

zweite Lippe von 2

5

Düsenschlitz

5a

Austrittsbereich von M aus 5

6

offener Bereich von 5

7

beschichteter Streifen auf 1

8

geschlossener Bereich von 5

9

unbeschichteter Streifen auf 1

10

Einsatzstück

10a

Schenkel von 10 in 5

10b

Schenkel von 10 an 2

11

Befestigungswinkel für 10 an 3 (Fig. 1)

12

Nut in 3

13

Kulissenstein in 12

14

Befestigungsleiste für 10 an 3 (Fig. 2)

15

Einsatzkamm für 5 (Fig. 3)

16

Schraube zur Befestigung von 15 an 3

17

Rolle von 1

B

Breite von 5

BS

Breite von 9

D

Dicke von 10

L

Länge von 10

M

Auftragsmasse