Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen, pastösen oder plastischen Substanzen auf ein Substrat

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen von flüssigen, pastösen oder plastischen Substanzen, insbesondere von Thermoplasten, auf ein Substrat, wobei die Substanz aufgeschmolzen, beheizt und durch einen Mündungsspalt eines Beschichtungskopfes und durch einen perforierten Zylinder auf das Substrat aufgebracht wird, welches dann von dem Zylinder abgehoben wird, sowie eine Vorrichtung hierfür.

[0002] Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-A-36 38 307 entsprechend der WO 88/03442 bekannt. Um zu einem Ausbringen der Substanz aus dem Mündungsspalt des Beschichtungskopfes durch einen perforierten Zylinder hindurch auf das Substrat zu gelangen, ist es notwendig, daß die Substanz aufgeschmolzen bleibt, d.h., laufend mit Wärme versorgt wird. Gemäß der WO 88/03442 ist hierzu vorgesehen, daß der Beschichtungskopf selbst erwärmt wird, und daß um den Beschichtungskopf herum weitere regelbare Heizeinrichtungen vorgesehen sind, welche den Metallzylinder von innen mit Wärme beaufschlagen.

[0003] Aus der DE-U-33 13 088 ist ferner ein Druckwerk für eine Offsetrotationsdruckmaschine bekannt. Dabei werden Plattenzylinder durch Heizflüssigkeit aufgeheizt oder aber in einem Zylinder ist eine Widerstandsheizung vorgesehen. Im letzteren Fall sind auf einem Wellenabschnitt des Plattenzylinders zwei Schleifringe vorgesehen, an die je eine Stromversorgungsleitung, die zur Widerstandsheizung führen, gelegt ist. Die Schleifringe und die Stromversorgungsleitung sind gegeneinander und gegenüber dem Zylinder isoliert angeordnet.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, weitere Verbesserungen beim Aufbringen der aufgeschmolzenen Substanz auf das Substrat aufzuzeigen und die Beschichtungsqualität günstig zu beeinflussen.

[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Zylinder an eine Energiequelle angeschlossen und selbst als Wärmequelle für die Substanz ausgebildet wird.

[0006] Bei den bislang bekannten Verfahren wurde der Zylinder, welcher als Schablone für die Beschichtung dient, höchstens von außen oder innen mit Wärme bestrahlt. Grundsätzlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung ist es dagegen, den Zylinder selbst als Wärmequelle auszubilden, wobei er bevorzugt an eine Stromquelle angeschlossen wird und dadurch als Widerstandsheizung dient. Hierdurch läßt sich die Erwärmung des Zylinders wesentlich genauer steuern, so daß auch die Auswirkungen der Erwärmung des Zylinders auf die Beschichtung selbst geregelt werden kann.

[0007] In der Praxis hat sich erwiesen, daß durch die Erwärmung des Zylinders selbst ein wesentlicher Anteil der Flüssigkeit, die sich in der Beschichtungssubstanz befindet, ausgedampft wird und sogar die Beschichtungssubstanz "gebacken" oder gesintert wird. Hierdurch wird die Qualität der Beschichtung wesentlich verbessert und das Verfahren vereinfacht, da Trocknungsöfen entfallen können. Des weiteren kommt es beispielsweise bei Pasten in wesentlich geringerem Ausmaß zur Ausbildung von Fäden beim Abheben des beschichteten Substrates von dem Zylinder.

[0008] Für den Anschluß des Metallzylinders an die Stromquelle wird bevorzugt ein Schleifkontakt verwendet.

[0009] Die Erfindung erfaßt aber auch den zusätzlichen Gedanken, daß nach dem Abheben des beschichteten Substrates vom Zylinder selbst die Fäden zwischen der Beschichtung und dem Zylinder beseitigt werden. Dies kann zum einen auf mechanischem Wege, beispielsweise durch Schneiden der Fäden, erfolgen. Bevorzugt wird jedoch Strahlung, beispielsweise Wärmestrahlung, die, in welcher Form auch immer, in den Bereich zwischen Zylinder und beschichtetem Substrat eingeführt bzw. eingestrahlt wird. Besonders erscheint hier eine Laserquelle als geeignet, welche die Fäden ohne weitere Schwierigkeiten beseitigt. Der Laser hat zudem, wenn er auf das beschichtete Substrat auftrifft, den Vorteil, daß er oberflächig die Beschichtungstropfen aufschmilzt und besser vernetzt. Auch hierdurch wird die Qualität der Beschichtung wesentlich verbessert. Zum Beseitigen der Fäden kann aber auch eine Zylinderlinse dienen, welche einen linienförmigen Focus erzeugt.

[0010] Ferner hat sich in der Vergangenheit herausgestellt, daß sich beim beispielsweise punktförmigen Beschichten des Substrates beim Abheben vom Zylinder Schwänzchen an den Beschichtungspunkten ausbilden. Um diese Schwänzchen zu beseitigen, wird das beschichtete Substrat nach dem Abheben vom Zylinder durch eine Wärmezone geführt, was dazu führt, daß die Schwänzchen wieder in den Beschichtungstropfen hineingezogen werden. Welche Vorrichtung als Wärmezone verwendet wird, ist von untergeordneter Bedeutung.

[0011] Üblicherweise findet das Belegen des beschichteten Substrates mit einer zusätzlichen Materialbahn erst nachträglich an die Beschichtung des Substrates statt, wobei dann wiederum dem beschichteten Substrat bzw. der Beschichtungssubstanz Wärme zugeführt werden muß, damit diese ihre Wirksamkeit zur Verbindung der Materialbahnen erlangt. Die vorliegende Erfindung umfaßt auch den Gedanken, daß das beschichtete Substrat sofort nach dem Abheben vom Zylinder mit der Materialbahn belegt wird, so daß ein zusätzlicher Arbeitsgang des Wiederaufwärmens oder Warmhaltens gespart ist. Hierzu dürfte es sich am günstigsten erweisen, wenn der Abhebewalze selbst ein entspechender Kalander zum Zuführen der Materialbahn zugeordnet ist.

[0012] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen, plastischen oder pastösen Substanzen auf ein Substrat, teilweise als Blockschaltbild, teilweise im Querschnitt dargestellt.

[0013] Ein zu beschichtendes Substrat 1 läuft von einer nicht näher gezeigten Vorratswalze in einen Beschichtungsspalt 2 ein. Dieser Beschichtungsspalt 2 wird von einem perforierten Zylinder 3, insbesondere einem Metallzylinder, und einer Gegendruckwalze 4 gebildet.

[0014] Die Gegendruckwalze 4 besteht bevorzugt aus elastischem Material. Der Abstand zwischen der Drehachse A der Gegendruckwalze 4 und der Drehachse B des Zylinders 3 ist kleiner als die Summe der Radien von Zylinder 3 und Gegendruckwalze 4. Hierdurch wird die elastische Gegendruckwalze 4 im Bereich des Beschichtungsspaltes 2 durch den Andruck des Zylinders 3 verformt. Diese Verformung ist natürlich auch dann gegeben, wenn im engeren Sinne ohne Substrat kein Beschichtungsspalt zwischen Zylinder 3 und Walze 4 gebildet ist.

[0015] Im Bereich des Beschichtungsspaltes 2 drückt vom Inneren des Zylinders 3 her ein Beschichtungskopf 5 gegen die Innenfläche 6 des Zylinders 3. Dabei wird um einen Mündungsspalt 7 des Beschichtungskopfes 5 eine Anlagefläche 8 beidseits des Mündungsspaltes 7 ausgebildet, wobei diese Anlagefläche 8 einen Radius r₁ aufweist, welcher größer ist als der Radius r des Zylinders 3. Hierdurch wird der Zylinder 3 in diesem Bereich in geringem Maße verformt, jedoch das Aufbringen der Substanz durch den Zylinder 3 verbessert, da gegenüber der Gegendruckwalze 5 eine ebenere Fläche ausgebildet wird.

[0016] Nach dem Beschichtungsspalt 2 läuft das Substrat 1 noch über eine gewisse Strecke auf dem Zylinder 3, hebt dann ab und umschlingt eine Walze 9.

[0017] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel soll der Beschichtungskopf 5 durch Heizelemente 10 mit Wärme beaufschlagbar sein, wobei diese Beaufschlagung durch eine Steuereinheit 11 kontrolliert wird. Ferner ist dem Mündungsspalt 7 im Beschichtungskopf 5 eine Hauptkammer 12 vorgeschaltet, welche über entsprechende Anschlußkanäle 13 bzw. Zuleitungen 14 mit einer nicht näher dargestellten Quelle für aufgeschmolzene Substanz in Verbindung steht. In die Leitung 14 kann ein 3-Wege-Ventil 15 eingeschaltet sein, über welches wechselweise die Leitung 14 mit der Quelle für Beschichtungssubstanz oder mit einer Vakuumpumpe 16 verbunden ist.

[0018] In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Zylinder 3 selbst zur Wärmequelle wird. Durch einen Anschluß an elektrische Anschlüsse 17 wird der Zylinder 3 zu einem Widerstand, der sich durch den Anschluß selbst erwärmt. Die Anschlußwerte dürften etwa bei 2-10 Volt und 700-900 A liegen. Zur Übertragung der elektrischen Energie bieten sich Schleifkontakte 18 an, welche nur schematisch dargestellt sind. Zum Beschichtungskopf 5 hin sollte dann im Bereich der Anlagefläche 8 eine entsprechende Isolierung vorhanden sind.

[0019] Die Ausbildung des Zylinders 3 als eigenständige Wärmequelle hat wesentliche Vorteile bezüglich der Qualität, beispielsweise von aufgetragener Punktbeschichtung. Es bilden sich bei den Punkten kaum noch nach oben wegstehende Schwänzchen, wie dies bei den bislang bekannten Beschichtungsverfahren der Fall war.

[0020] Ferner wird, was die Praxis gezeigt hat, eine Fadenbildung zwischen Zylinder 3 und der Beschichtung des abgehobenen Substrates vermindert.

[0021] Wegen des Mündungsbereiches des Beschichtungskopfes (keine Rakel) braucht die Beschichtungssubstanz schon einen geringeren Feuchtigkeitsgehalt aufzuweisen. Dieser wird dann durch den beheizten Zylinder bereits auch schneller und vollständiger ausgedampft, so daß der Flüssigkeitsgehalt der Substanz drastisch reduziert werden kann. D.h., die Beschichtungssubstanz wird im gewissen Umfang bereits "gebacken", was ebenfalls die Qualität der Beschichtung erhöht.

[0022] Erfindungsgemäß ist dem Bereich zwischen Zylinder 3 und Walze 9 eine nur schematisch angedeutete Einrichtung 19 zum Beseitigen von Fäden zugeordnet. Diese Einrichtung 19 kann einmal mechanisch ausgebildet sein, wobei sie aber dann mit erheblichen Nachteilen behaftet ist. Bevorzugt soll das "Fadenschneiden" durch Wärme geschehen, wobei jede denkbare Wärmequelle vom Erfindungsgedanken umfaßt sein soll. Allerdings wird auch hier wiederum als besondere Wärmequelle ein Laserstrahl bevorzugt zur Anwendung kommen. Das Absorptionsspektrum dieses Laserstrahls soll etwa dem Emissionspektrum der Beschichtungssubstanz entsprechen, wodurch zudem die Substanz durch den Laserstrahl verändert und beeinflußt, d.h. insbesondere vernetzt wird. Dies kann wiederum eine Erhöhung der Klebekraft bewirken, der Punkt wird wie mit einem Netz zusammengehalten und fließt nicht auseinander.

[0023] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung soll der Walze 9 eine ebenfalls nur schematisch dargestellte Wärmezone 20 nachgeschaltet sein. Wie oben erwähnt, bilden sich beispielsweise bei der Punktbeschichtung durch eine thermoplastische Substanz auf den Punkten kleine Schwänzchen. Es hat sich herausgestellt, daß beim Durchführen des beschichteten Substrates 1 durch eine Wärmezone 20 diese Schwänzchen eingezogen werden und auch hierdurch die Qualität der Beschichtung wiederum wesentlich verbessert wird.

[0024] Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, der Walze 9 einen Kalander 21 zuzuordnen, welcher eine weitere, mit dem beschichteten Substrat 1 zu verbindende Materialbahn 22 zuführt. Hierdurch erfolgt ein weiterer Schritt zur Verbesserung der Automatisation, da ein späteres, neuerliches Aufschmelzen bzw. Erwärmen der auf das Substrat aufgebrachten Substanz sich erübrigt.

Ansprüche

1. Verfahren zum Auftragen von flüssigen, pastösen oder plastischen Substanzen, insbesondere Thermoplasten, auf eine Substrat (1), wobei die Substanz aufgeschmolzen, beheizt und durch einen Mündungsspalt (7) eines Beschichtungskopfes (5) und durch einen perforierten Zylinder (3) auf das Substrat (1) aufgebracht wird, welches dann von dem Zylinder (3) abgehoben wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinder (3) an eine Energiequelle angeschlossen und selbst als Wärmequelle für die Substanz ausgebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abheben des beschichteten Substrates (1) vom Zylinder (3) Fäden zwischen der Beschichtung und dem Zylinder (3) beseitigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Substrat (1) nach dem Abheben vom Zylinder (3) durch eine Wärmezone (20) geführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Substrat sofort nach dem Abheben vom Zylinder (3) mit einer Materialbahn verbunden wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen des Zylinders (3) vor einem Überfahren des Mündungsspaltes (7) evakuiert werden.

6. Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen, pastösen oder plastischen Substanzen, insbesondere Thermoplasten, auf ein Substrat (1) mit einer Einrichtung zum Aufschmelzen dieser Substanzen und einem Beschichtungskopf (5) zum Übertragen der aufgeschmolzenen Substanzen auf das Substrat (1) durch einen perforierten Zylinder (3), welcher zusammen mit einer Gegendruckwalze (4) einen Beschichtungsspalt (8) bildet, nach welchem das Substrat (1) unter teilweiser Umschlingung einer Walze (9) od. dgl. abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) direkt an eine Stromquelle (17) angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) über Schleifkontakte (18) mit der Stromquelle (17) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abhebebereich des beschichteten Substrates (1) von dem Zylinder (3) eine Einrichtung (19) zum Beseitigen von Fäden zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (19) aus einem Laser, einem Brennglas oder einer Zylinderlinse mit linienförmiger Fokussierung besteht.

Claims

1. Process for applying liquid, pasty or plastic substances, in particular thermoplastics, to a substrate (1), wherein the substance is melted, heated and applied to the substrate (1) through an orifice gap (7) in a coating head (5) and through a perforated cylinder (3), the substrate (1) then being removed from the cylinder (3), characterised in that the cylinder (3) is attached to a power source and is itself designed as a heat source for the substance.

2. Process according to claim 1, characterised in that after the coated substrate (1) has been removed from the cylinder (3), threads between the coating and the cylinder (3) are eliminated.

3. Process according to claim 1 or 2, characterised in that the coated substrate (1) is guided through a heating zone (20) after being removed from the cylinder (3).

4. Process according to one of claims 1 to 3, characterised in that the coated substrate is connected to a strip of material immediately after being removed from the cylinder (3).

5. Process according to at least one of claims 1 to 4, characterised in that the perforations in the cylinder (3) are evacuated before the orifice gap (7) is travelled over.

6. Device for applying liquid, pasty or plastic substances, in particular thermoplastics, to a substrate (1) with an arrangement for melting these substances and a coating head (5) for transferring the molten substances to the substrate (1) through a perforated cylinder (3) which, together with an opposing pressure roller (4), forms a coating gap (8) after which the substrate (1) is withdrawn while partially looping a roller (9) or the like, characterised in that the cylinder (3) is attached directly to a current source (17).

7. Device according to claim 6, characterised in that the cylinder (3) is connected to the current source (17) via sliding contacts (18).

8. Device according to claim 6 or 7, characterised in that the region where the coated substrate (1) is removed from the cylinder (3) is allocated an arrangement (19) for eliminating threads.

9. Device according to claim 8, characterised in that the arrangement (19) consists of a laser, a focal glass or a cylindrical lens with linear focussing.

Revendications

1. Procédé pour appliquer des produits liquides, pâteux ou plastiques, notamment des matières thermoplastiques sur un support (1), le produit, fondu, chauffé étant appliqué à travers une embouchure en forme de fente (7) d'une tête d'alimentation (5) et à travers un cylindre perforé (3) sur le support (1) qui est dégagé par rapport au cylindre (3),
caractérisé en ce que le cylindre (3) est relié à une source d'énergie et est lui-même réalisé comme source de chaleur pour le produit.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après dégagement du support (1), muni de son revêtement, par rapport au cylindre (3), on enlève les fils entre le revêtement et le cylindre (3).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on fait passer le support (1), revêtu, à travers une zone chaude (20) après son dégagement du cylindre (3).

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on relie le support, muni de son revêtement, à une bande de matière, immédiatement après son dégagement du cylindre (3).

5. Procédé selon au moins l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on fait le vide dans les perforations du cylindre (3) avant le passage de l'embouchure en forme de fente (7).

6. Dispositif pour appliquer des produits liquides, pâteux ou plastiques, notamment des matières thermoplastiques, sur un support (1) à l'aide d'une installation pour fondre ces substances et d'une tête d'alimentation (5) pour transférer les produits fondus sur le support (1) à travers un cylindre perforé (3) qui constitue avec un cylindre de contre-pression (4), un intervalle d'alimentation (8) et le produit (1) est dégagé du cylindre (9) ou analogue après l'avoir entouré partiellement, dispositif caractérisé en ce que le cylindre est relié directement à une source de courant (17).

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le cylindre (3) est relié à la source de courant (17) par l'intermédiaire de contacts de glissement (18).

8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'une installation (19) prévue pour éliminer les fils est disposée dans la zone de dégagement du support (1) muni de son revêtement, par rapport au cylindre (3).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'installation (19) se compose d'un laser, d'une optique ou d'une lentille cylindrique avec focalisation linéaire.

Zeichnung