DE2009080B2 - Method and apparatus for depositing a non-thermosetting plastic material on a carrier - Google Patents
Method and apparatus for depositing a non-thermosetting plastic material on a carrierInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablagern eines nicht durch Wärme härtbaren Kunststoffmaterials, beispielsweise Epoxy-, Phenol- (vom Novolak-Typ), Silikonharze oder natürliche öle usw. auf einen Träger, beispielsweise einen bewegten Stahlstreifen.The invention relates to a method and a device for depositing a non-heat curable plastic material such as epoxy, phenolic (novolak type), silicone resins or natural oils etc. on a carrier, for example a moving steel strip.
Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren darin, daß man eine Fläche auf den Träger hin und von diesem weedreht das Material auf diese Fläche mittels eines Speisekopfes aufträgt und diese Fläche erwärmt, das auf der Fläche aufgebrachte und gegen den Träger durch Drehung bewegte Material verdampft unci auf den Träger niederschlägtAccording to the invention, the method consists in moving a surface towards and from the support we rotates the material on this surface by means of a feed head and heats this surface, the The material applied to the surface and moved by rotation against the carrier evaporates and onto the Deposits carrier
Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine drehbare Fläche, die sich während des Betriebes an dem Träger vorbeidreht, eine Einrichtung zum Auftragen des Materials auf diese Fläche und eine Heizeinrichtung zum Beheizen dieser Fläche.The device is characterized by a rotatable surface, which during operation on the Carrier rotated past, a device for applying the material to this surface and a heating device to heat this area.
Falls das auf den Träger aufgebrachte Material durch Strahlung aushärtbar ist, ist die Vorrichtung bevorzugt gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bestrahlen des abgelagerten Materials mit einer ionisierenden Strahlung.If the material applied to the carrier can be hardened by radiation, the device is preferred characterized by means for irradiating the deposited material with an ionizing agent Radiation.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist diese unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise erläutert Es zeigtFor a better understanding of the invention, this is for example with reference to the drawing explained it shows
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;F i g. 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention;
F i g. 2 und 3 je einen Quer- und einen Längsschnitt durch eine Einzelheit der Vorrichtung gemäß F i g. 1;F i g. 2 and 3 each have a transverse and a longitudinal section through a detail of the device according to FIG. 1;
F i g. 4 eine schematische Darstellung der Einrichtung zum Bewegen des zu beschichtenden Streifens unter Verwendung der Ausführungsform gemäß F i g. 1; undF i g. Figure 4 is a schematic representation of the device for moving the strip to be coated below Use of the embodiment according to FIG. 1; and
F i g. 5 und 6 jeweils schematische Darstellungen von abgeänderten Ausführungsformen nach Fig. 1.F i g. 5 and 6 each schematic representations of modified embodiments according to FIG. 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Ablagerung von Epoxyharz auf einen bewegten Stahlstreifen erläutert Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besitzt eine hochglanzpolierte hartverchromte Walze 10, die in der durch einen Pfeil angezeigten Richtung drehbar gelagert ist Ein Vorratsbehälter 11 enthält das Epoxyharz, welches als eine Beschichtung auf einen bewegten Streifen 12 über die Walze 10 abgelagert werden soll. Der Streifen 12 bewegt sich in einer Richtung parallel zur Achse, um die die Walze 10 rotiert Der Vorratsbehälter wird vorzugsweise auf eine Temperatur von 50 bis 1500C erwärmt, um das Harz im geschmolzenen Zustand zu halten. Eine Verdrängerpumpe 13 (beispielsweise eine Zahnradpumpe) pumpt das Harz mit der gewünschten Förderleistung aus dem Vorratsbehälter 11 zu einem Speisekopf 14, der das Harz auf die Walze 10 aufträgt. Am Speisekopf 14 ist ein einstellbarer Schaber 9 vorgesehen.The device according to the invention will be explained with reference to the deposition of epoxy resin on a moving steel strip. 1 has a highly polished hard chrome-plated roller 10 which is rotatably mounted in the direction indicated by an arrow. The strip 12 moves in a direction parallel to the axis about which the roller 10 rotates. The storage container is preferably heated to a temperature of 50 to 150 ° C. in order to keep the resin in the molten state. A displacement pump 13 (for example a gear pump) pumps the resin with the desired delivery rate from the storage container 11 to a feed head 14, which applies the resin to the roller 10. An adjustable scraper 9 is provided on the feed head 14.
Die Walze 10 besitzt Heizelemente, welche die Walzenoberfläche erwärmen, auf der das Harz aufgetragen ist. Wenn die beheizte Walze rotiert, wird ein Film aus Epoxyharz auf der Walzenoberfläche gebildet. Die Dicke dieses Filmes hängt von dem Spalt zwischen dem Speisekopf und der Walze 10, der Drehgeschwindigkeit der Walze, der Leistung der Pumpe 13 und der Viskosität des heißen Harzes ab. Durch entsprechende Einstellung der Oberflächentemperatur der beheizten Walze kann das flüssige Epoxyharz zum Verdampfen (oder »Fortkochen«) und zum anschließenden Kondensieren auf den Streifen 12 gebracht werden, wodurch eine dünne Beschichtung der gewünschten Stärke entsteht. Die Oberflächentemperatur der Walze kann vorzugsweise 150 bis 3000C oder mehr betragen. Das verdampfte Harz ist in F i g. 1 mit 15 bezeichnetThe roller 10 has heating elements which heat the roller surface on which the resin is applied. As the heated roller rotates, an epoxy resin film is formed on the roller surface. The thickness of this film depends on the gap between the feed head and the roller 10, the speed of rotation of the roller, the power of the pump 13 and the viscosity of the hot resin. By appropriately adjusting the surface temperature of the heated roller, the liquid epoxy resin can be brought to evaporate (or "boil over") and then condense onto the strip 12, thereby producing a thin coating of the desired thickness. The surface temperature of the roller can preferably be 150 to 300 ° C. or more. The vaporized resin is shown in FIG. 1 denoted by 15
Das Auftragen des Harzes auf die Walze 10 sowie das Verdampfen und das anschließende Kondensieren des Harzes auf den Streifen 10 kann in einer Vakuumkammer 16 stattfinden.The application of the resin to the roller 10 and the evaporation and subsequent condensation of the Resin on the strip 10 can take place in a vacuum chamber 16.
Die Kammer 16 kann ein Vakuum von 0,1 oder darunter aufweisen. Am Eingang des Streifens in die Kammer und am Ausgang des Streifens aus derChamber 16 can have a vacuum of 0.1 or less. At the entrance of the strip into the Chamber and at the exit of the strip from the
Kammer können Dichtungen (in F i g. 4 mit 43 und 44 bezeichnet) vorgesehen sein, um die gewünschte Höhe des Unterdruckes in der Kammer 16 zu halten.Chamber seals (designated 43 and 44 in Fig. 4) may be provided to the desired height of the negative pressure in the chamber 16 to be maintained.
Die die Pumpe 13 mit dem Speisekopf 14 verbindende Leitung kann ein vor dem Speisekopf sitzendes Regulierventil 17 aufweisen. Eine mit einem Ventil 20 versehene By-passleitung 18 kann ebenfalls vorgesehen sein.The line connecting the pump 13 to the feed head 14 can be a line located in front of the feed head Have regulating valve 17. A bypass line 18 provided with a valve 20 can also be provided be.
Eine über ein Ventil 22 an den Vorratsbehälter 11 anschließbare Entlüftungspumpe 21 kann vorgesehen ι ο sein, um über der Oberfläche des Harzes in dem Vorratsbehälter vorhandenes Gas abzuziehen.One via a valve 22 to the storage container 11 connectable vent pump 21 can be provided ι ο to over the surface of the resin in the Remove the gas present in the storage tank.
In den F i g. 2 bis 4 sind die bereits in F i g. 1 erläuterten Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, das sie in F i g. 1 besitzen.In the F i g. 2 to 4 are those already shown in FIG. 1 explained parts with the same reference numerals provided that it is shown in FIG. 1 own.
Die Walze 10 besitzt einen kreisförmigen Zylinder 23, der durch Endplatten 24 abgeschlossen ist Die Walze ist mit Stummelwellen 25 fest verbunden. Die Umdrehung der Walze 10 erfolgt durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung. Die Wellen 25 sind in Lagergehäusen aufgenommen, die an aufrecht stehenden Trägern untergebracht sind, und von denen einer in F i g. 2 mit 26 bezeichnet istThe roller 10 has a circular cylinder 23 which is closed by end plates 24. The roller is firmly connected with stub shafts 25. The rotation of the roller 10 takes place through a not shown Drive device. The shafts 25 are received in bearing housings on upright supports are housed, and one of which is shown in FIG. 2 is denoted by 26
Eine Anzahl von Pyrotenax-Heizelementen sind konzentrisch zur Drehachse der Walze 10 angeordnet und in den Endplatten 24 bei 27 festgelegt. Einige dieser Heizelemente sind mit dem Bezugszeichen 28 versehen. Diesen Heizelementen wird elektrischer Strom über einen Schleifringkollektor 30 zugeführt. Wandteile der Kammer 16 sind bei 31 in F i g. 3 dargestellt.A number of Pyrotenax heating elements are arranged concentrically to the axis of rotation of the roller 10 and set in the end plates 24 at 27. Some of these heating elements are provided with the reference number 28. Electric current is supplied to these heating elements via a slip ring collector 30. Wall parts of the Chamber 16 are at 31 in FIG. 3 shown.
Der Speisekopf 14 besitzt einen in seiner Breite einstellbaren Schlitz oder eine einstellbare Blende 32, aus der das Epoxyharz ausgetragen wird. Die Breite der Speisekopf-Blende kann in üblicher Weise verändert werden, beispielsweise durch eine Schraubenanordnung oder ein nockenbetätigtes Einstellsystem. Der Spalt 33 ist zwischen dem Speisekopf und der Walze 10 durch Anordnung des Speisekopfes auf höhenverstellbaren Trägern 34 einstellbar. Der Speisekopf besitzt eine elektrische Heizvorrichtung 35, beispielsweise einen Pyrotenax-Heizer, um das Epoxyharz im geschmolzenen Zustand zu halten.The feed head 14 has a width-adjustable slot or an adjustable aperture 32, from which the epoxy resin is discharged. The width of the feed head cover can be changed in the usual way for example by a screw arrangement or a cam actuated adjustment system. The gap 33 is adjustable in height between the feed head and the roller 10 by arranging the feed head Straps 34 adjustable. The feed head has an electrical heating device 35, for example one Pyrotenax heater to keep the epoxy resin in the molten state.
Die die Pumpe 13 mit dem Speisekopf 14 verbindende Leitung besitzt eine Röhre 36, die zu einem Verteiler 37 führt Von dem Verteiler 27 gelangt das Harz über Leitungen 38 in den Speisekopf 14. Im Speisekopf angeordnete Kanäle 40 führen das Harz zum Schlitz bzw. zur Blende 32.The line connecting the pump 13 to the feed head 14 has a tube 36 which leads to a distributor 37 From the distributor 27, the resin reaches the feed head 14 via lines 38 in the feed head arranged channels 40 lead the resin to the slot or to the aperture 32.
In F i g. 2 ist der auf der Walze aufgetragene Film mit 41 und die auf dem Streifen 12 abgelagerte Kunststoffschicht mit 42 bezeichnetIn Fig. 2 is the film 41 applied on the roller and the plastic layer deposited on the strip 12 designated by 42
In Fig.4 ist schematisch dargestellt, wie die Auftragevorrichtung gemäß der Erfindung in einer mit großer Geschwindigkeit arbeitenden Epoxyharz-Beschichtungs- oder Lackieranlage verwendet werden kann. Wiederum sind die bereits beschriebenen Gegenstände mit dem ihnen vorher zugeteilten Bezugszeichen versehen. Der bewegte Streifen 12 tritt in die Vakuumkammer 16 durch eine Dichtung 43 hinein und verläßt die Kammer über eine Dichtung 44. Der mit der Epoxyharz-Beschichtung versehene Streifen (dieses Harz ist durch Strahlung aushärtbar) wird dann in der in der britischen Patentschrift 11 68 641 dargestellten Weise ausgehärtet Der Streifen gelangt über eine Dichtung 46 in eine bei Vakuum betriebene Bestrahlungskammer 45 und verläßt diese Kammer wieder über die Dichtung 46; innerhalb der Kammer wird die Epoxyharz-Beschichtung auf der Oberfläche des Streifens 12 einer ionisierenden Strahlung 47 aus einem Elektronenrohr unterworfen. Obgleich zwei Elektronenrohre 48 dargestellt sind, ist nur ein Elektronenrohr in Betrieb, um die Beschichtung auszuhärten, wobei dieses im Betrieb befindliche Rohr sich auf derjenigen Seite befindet, an der der Streifen mit der Beschichtung versehen ist. Die ionisierende Strahlung 47 härtet die Beschichtung durch Polymerisation des Harzes. Die Höhe des Vakuums in der Kammer kann die gleiche sein, wie sie für die Kammer 11 in der britischen Patentschrift 11 68 641 angegeben ist.In Figure 4 is shown schematically how the application device according to the invention in a with high speed epoxy resin coating or painting line can. Again, the items already described are with what was previously assigned to them Provided with reference numerals. The moving strip 12 enters the vacuum chamber 16 through a seal 43 and leaves the chamber via a seal 44. The strip provided with the epoxy resin coating (this Resin is radiation curable) is then shown in that shown in British Patent 1168641 Cured manner The strip passes through a seal 46 into an irradiation chamber operated under vacuum 45 and leaves this chamber again via the seal 46; inside the chamber is the Epoxy resin coating on the surface of the strip 12 of ionizing radiation 47 from a Subject to electron tube. Although two electron tubes 48 are shown, there is only one electron tube in operation to cure the coating, with this pipe in operation resting on top of that Side on which the strip is provided with the coating. The ionizing radiation 47 hardens the Coating by polymerizing the resin. The level of vacuum in the chamber can be the same as indicated for chamber 11 in British Patent 1168641.
Der Streifen wird in der Kammer 45 durch Führungsrollen 50 gewendet. Eine Führungsrolle 51 lenkt den Streifen um, nachdem dieser hinter dem Ausgang über die Dichtung 46 gelaufen ist Die Dichtungen 43,44 und 46 können Dichtungen bekannter An sein.The strip is turned in the chamber 45 by guide rollers 50. A leadership role 51 redirects the strip after it has passed over the seal 46 after the exit Seals 43, 44 and 46 can be seals of known types.
Bei abgeänderten Ausführungsformen der Erfindung kann die beheizte Walze 10 durch Leitflächen oder Abschirmungen umgeben sein. Eine solche Anordnung stellt sicher, daß das verdampfte Harz direkt auf den Streifen 12 geleitet wird, wodurch die Verluste aufgrund der Verdampfung von der Walze verringert werden.In modified embodiments of the invention, the heated roller 10 by guide surfaces or Shields to be surrounded. Such an arrangement ensures that the vaporized resin is applied directly to the Strip 12, thereby reducing losses due to evaporation from the roller.
Eine solche abgeänderte Ausführungsform ist in F i g. 5 dargestellt, in welcher die Walze mit Ablenkschirmen 52 umgeben ist, um den Epoxyharz-Dampf gegen den Streifen 12 zu lenken. Die Ablenkschirme 52 besitzen Taschen 53, um nichtverdampftes Epoxyharz aufzufangen. Die Ablenkschirme 32 sind vorzugsweise mit Heizeinrichtungen versehen, die mit 54 bezeichnet sind, um diese Ablenkschirme auf der gleichen Temperatur wie die Oberfläche der Walze zu halten, von der die Verdampfung des Harzes ausgeht. Die Heizer 54 können Pyrotenax-Heizer sein.Such a modified embodiment is shown in FIG. 5 is shown in which the roller with deflector screens 52 to direct the epoxy vapor against strip 12. The deflection screens 52 have pockets 53 to collect epoxy resin which has not evaporated. The deflection screens 32 are preferred provided with heating means, indicated at 54, to put these deflecting screens on the same Maintain the same temperature as the surface of the roller from which the resin evaporates. the Heaters 54 can be Pyrotenax heaters.
Fig.6 zeigt eine andere Ausführungsform für die Ablenkschilder 52, die wiederum vorzugsweise auf die gleiche Temperatur wie die Walzenoberfläche erwärmt sind. Jedes der Ablenkschilder 52 der Fig.6 können zwei Ablenkbleche aufweisen, die gegeneinander unter einem Winkel (90°) angeordnet sind, so daß die sich ergebenden vier Schilder eine in Endansicht im allgemeinen rechteckige äußere Begrenzung darstellen.FIG. 6 shows another embodiment for the deflector shields 52, which in turn are preferably based on the the same temperature as the roller surface are heated. Each of the deflector shields 52 of Figure 6 can have two baffles which are mutually arranged at an angle (90 °) so that the The resulting four signs present a generally rectangular perimeter in end elevation.
Während die bisher erläuterten Ausführungen als Ausführungen zur Direktbeschichtung angesehen werden können, kann die Ausführungsforrn gemäß F i g. 7 als eine indirekte Walzenbeschichtungsanlage betrachtet werden. Das aus dem Speisekopf 14 kommende Harz wird auf der Walze 10 abgelagert und von dort auf eine Walze 10' aufgetragen, welche mit der Walze 10 in Reibschluß steht, so daß eine Umdrehung der Wal7 ι 10 einen Drehantrieb der Walze 10' bewirkt Die Harzschicht auf der Walze 10' verdamipft in Richtung auf den Streifen 12. Die Temperatur de.- harzaufnehmenden Oberfläche der Walze 10 wird so eingestellt, daß das Harz im geschmolzenen Zustand, verbleibt, jedoch nicht verdampft. 10' ist die Verdampferwalze, deren das Harz aufnehmende Oberfläche beispielsweise durch Pyrotenax-Heizer auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei welcher das flüssige Epoxyharz verdampft (oder »fortkocht«) und dann auf dem Streifen 12 kondensiert. Die Leitbleche 52 in F i g. 7 dienen dem gleichen Zweck wie die Ablenkbleche 52 bei den Ausführungsformen gemäß Fig.5 und 6 und sind ebenfalls vorzugsweise beheizt.While the explanations explained so far can be viewed as explanations for direct coating, the embodiment according to FIG. 7 can be viewed as an indirect roll coater. The coming from the feed head 14 resin is deposited on the roller 10 and 'applied, which communicates with the roller 10 in frictional engagement so that one revolution of the Wal7 ι 10 of a rotary drive of the roller 10' from there to a roller 10 causes the resin layer to of the roller 10 'evaporates in the direction of the strip 12. The temperature of the resin-absorbing surface of the roller 10 is set so that the resin remains in the molten state but does not evaporate. 10 'is the evaporator roller, the surface of which receives the resin is heated, for example by Pyrotenax heaters, to a temperature at which the liquid epoxy resin evaporates (or "boils away") and then condenses on the strip 12. The baffles 52 in FIG. 7 serve the same purpose as the baffles 52 in the embodiments according to FIGS. 5 and 6 and are also preferably heated.
Die Vorteile, die sich aus der Ausführungsform gemäß F i g. 7 gegenüber den anderen Ausführungsformen ergeben, bestehen darin, daß die Epoxyharzschicht auf der Walze 10' der F i g. 7 dünner und gleichmäßiger seinThe advantages resulting from the embodiment according to F i g. 7 compared to the other embodiments are that the epoxy resin layer on the roller 10 'of FIG. 7 be thinner and more even
kann als die Schichten auf den Walzen 10 bei den anderen Ausführungsformen, wodurch sich eine gleichmäßigere Beschichtung des Streifens 12 ergibt.can than the layers on the rollers 10 in the other embodiments, resulting in a more uniform Coating the strip 12 results.
Selbstverständlich bezeichnen gleiche Bezugszeichen in sämtlichen F i g. 1 bis 7 die gleichen Teile.It goes without saying that the same reference symbols denote in all FIGS. 1 to 7 the same parts.
Die abgeänderten Ausführungsiormen der Vorrichtung zum Ablagern gemäß den F i g. 5 bis 7 können die spezielle Ausführungsform der Vorrichtungen gemäß der Beschichtungs- oder Lackieranlage gemäß Fig.4 ersetzen.The modified embodiments of the device for depositing according to FIGS. 5 to 7 can die special embodiment of the devices according to the coating or painting plant according to FIG. 4 substitute.
Die Erfindung kann zum Ablagern von anderen, in Wärme nicht härtbaren Materialien auf einen Träger angewandt werden, welcher sich in Ruhe befindet, wobei dann die Vorrichtung zum Ablagern relativ zumThe invention can be used for the deposition of other non-thermosetting materials on a substrate are applied, which is at rest, then the device for depositing relative to
Träger bewegbar ausgebildet ist Der Träger kann auch aus einem anderen Material als Stahl bestehen. Dei Träger muß auch nicht in Streifenform vorliegen. Ah Träger kann beispielsweise auch ein Draht vorgeseher sein. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist jedoch insbesondere für bewegte Streifen oder Bahner vorgesehen.The carrier is designed to be movable. The carrier can also consist of a material other than steel. Dei The carrier does not have to be in the form of strips either. For example, a wire can also be used as a carrier be. The device according to the invention is, however especially intended for moving strips or webers.
Vorzugsweise rotieren die Walzen 10 oder 10 kontinuierlich in der angezeigten Richtung, so daß dai auf den Träger aufzubringende Material kontinuierlid auf die Walze i0 oder 10' vom Speisekopf 14 oder vor der Walze 10 aufgetragen wird und kontinuierlici verdampft und auf dem Träger kondensiertPreferably, the rollers 10 or 10 rotate continuously in the direction indicated, so that dai Material to be applied to the carrier continuously on the roller 10 or 10 'from the feed head 14 or in front the roller 10 is applied and continuously evaporated and condensed on the carrier
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
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|---|---|---|---|
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