WO2018153429A1 - SCHLITZGIEßER - Google Patents
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- WO2018153429A1 WO2018153429A1 PCT/EP2017/053897 EP2017053897W WO2018153429A1 WO 2018153429 A1 WO2018153429 A1 WO 2018153429A1 EP 2017053897 W EP2017053897 W EP 2017053897W WO 2018153429 A1 WO2018153429 A1 WO 2018153429A1
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- B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
- B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
- B05C5/0254—Coating heads with slot-shaped outlet
- B05C5/0262—Coating heads with slot-shaped outlet adjustable in width, i.e. having lips movable relative to each other in order to modify the slot width, e.g. to close it
Definitions
- the invention relates to a Schlitzg screener, preferably for the production of thin and homogeneous coatings on sheet materials, particularly preferably for intermittent coating, wherein two solid blocks are arranged as mutual G demerbacken at a small distance from each other, and wherein the free ends of the G manerbacken each formed as a pouring lip are and between them form the G confuseerspalt, through which the material emerges for coating and reaches the web to be coated.
- slit casters which are also referred to as slot die or English “slot Die", known as tools for producing usually thinner (typically 0.1 to 100 ⁇ ) and homogeneous coatings on web-like materials.
- a Schlitzg fabric essentially consists of two solid blocks, which are arranged at a small distance from each other.
- the distance is typically 10 to 200 ⁇ , in special cases, up to a few mm.
- a distribution chamber (English "manifold") is recessed in a block, which is filled by means of an opening with the coating liquid. Under pressure then the coating liquid is pushed out through the slot down and passes through the slot on the web to be coated.
- the layer thickness on the web is determined by the pump power, the web speed and coating width.
- the pump can be switched on and off and possibly operated in the return, which in the case of an airless filled caster, the liquid flow in the entire foundry is started or stopped and even with a short-term return even a limited suction of coating liquid (suck back) possible is. Also can be achieved by a corresponding startup and shutdown of the slot caster interruption of the coating.
- a diversion or a stop of the coating liquid can take place. With suitable timing, such methods still function satisfactorily when the viscosity of the coating liquid is sufficiently high, such as, for example. B. in the intermittent coating with battery pastes.
- the object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to provide a slot caster with which clean edges can be produced even with a low viscosity of the coating liquid with an extremely short reaction time.
- both foundry jaws each be weakened by a slot-shaped recess in each case at a small distance in front of the corresponding pouring lip, that each lying before this recess, pouring lip-side portions of the two G manerbacken by appropriately provided actuators each slightly by a small angular range are hinged.
- the deflection of the individual G manerbacke can be reduced to half compared to a configuration in which only a G manerbacke is partially hinged. This also reduces a lower material load, resulting in reduced fatigue.
- the angular range by which the one foundry jaw or both foundry jaws can be folded together can amount to approximately 0.1 ° to 0.2 °.
- the angular range by which the one foundry jaw or both casting jaws can be folded together can be configured such that a change in the distance between the pouring lips by approximately 30 ⁇ m to 80 ⁇ m, preferably approximately 50 ⁇ m, can be achieved.
- At least one actuating element may comprise a motor drive, a pneumatic or hydraulic cylinder or an electromagnetic drive.
- At least one actuating element may comprise a piezo drive.
- at least one piezo drive can be designed to act via tie rods directly or indirectly acting on the pouring lip side portion of the corresponding pouring jaw in front of the corresponding recess.
- the piezo drive can be designed such that it still has at least 60% power reserves at the maximum deflection required for the intended increase in volume of the casting gap.
- the piezo drive can be designed such that the required deflection within a few milliseconds, preferably less than 100 ms, more preferably less than 10 ms, can be effected.
- the effect can be effected by the at least one actuating element unfolding against the elastic restoring force of the material of the G manerbacke.
- a control unit for controlling the opening and closing of the respective subarea of the at least one foundry jaw, preferably coordinated with the control of other process parameters, may be provided.
- FIG. 1 shows a slot caster according to the invention in a typical application
- FIG. 2 shows the object according to FIG. 1 in isolated representation
- Fig. 3 shows the object of FIG. 2 in a schematic representation during a coating phase
- Fig. 4 shows the object of Fig. 2 in a schematic representation during a coating break.
- Fig. 1 shows a Schlitzg screener 1, which is preferably used for the production of thin and homogeneous coatings on web-like materials.
- the slot caster 1 comprises two solid blocks as bilateral foundry jaws 2, 3, which are arranged at a small distance from each other.
- the free ends of the foundry jaws 2, 3 are each formed as a pouring lip 4, 5 and form between them the casting gap 6, through which the material 7 emerges for coating and passes to the web 8 to be coated. This may, for example, be guided around a roller 9.
- the pouring jaw 2 provided on the upper side in the Dar positions is weakened by a slot-shaped recess 10 at a small distance in front of the pouring lip such that the pouring lip-side portion 14 located in front of this recess 10 Gelloerbacke 2 by a correspondingly provided actuator 1 1 is slightly hinged by a small angle range.
- the volume of the casting gap 6 along the entire casting gap 6 can be uniformly increased temporarily (cf., Fig. 4), so that the coating is interrupted and thus an intermittent coating is possible.
- the actuating element 1 1 comprises a piezo drive 12, which is designed to act via tie rods 13 acting on the pouring lip side portion 14 of the pouring jaw 2 located in front of the corresponding recess 10.
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schlitzgießer (1), vorzugsweise zur Herstellung von dünnen und homogenen Beschichtungen auf bahnformigen Materialien, besonders bevorzugt zur intermittierenden Beschichtung, wobei zwei massive Blöcke als beiderseitige Gießerbacken (2, 3) in einem geringen Abstand zueinander angeordnet sind, und wobei die freien Enden der Gießerbacken jeweils als Gießlippe (4, 5) ausgebildet sind und zwischen sich den Gießerspalt (6) bilden, durch den das Material zur Beschichtung austritt und auf die zu beschichtende Bahn (8) gelangt. Damit auch bei niedriger Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit mit extrem kurzer Reaktionszeit saubere Kanten erzeugbar sind, soll das Volumen des Gießerspaltes entlang des gesamten Gießerspaltes einheitlich durch wenigstens ein entsprechend vorgesehenes Betätigungselement vorübergehend vergrößerbar sein, indem zumindest eine Gießerbacke in einem geringen Abstand vor der Gießlippe durch eine schlitzförmige Aussparung derart geschwächt ist, dass der vor dieser Aussparung liegende, gießlippenseitige Teilbereich dieser Gießerbacke durch ein entsprechend vorgesehenes Betätigungselement leicht um einen geringen Winkelbereich aufklappbar ist.
Description
Schlitzgießer
Die Erfindung betrifft einen Schlitzgießer, vorzugsweise zur Herstellung von dünnen und homogenen Beschichtungen auf bahnförmigen Materialien, besonders bevorzugt zur intermittierenden Beschichtung, wobei zwei massive Blöcke als beiderseitige Gießerbacken in einem geringen Abstand zueinander angeordnet sind, und wobei die freien Enden der Gießerbacken jeweils als Gießlippe ausgebildet sind und zwischen sich den Gießerspalt bilden, durch den das Material zur Beschichtung austritt und auf die zu beschichtende Bahn gelangt.
Aus der Praxis sind Schlitzgießer, die auch als Breitschlitzdüse oder englisch "Slot Die" bezeichnet werden, als Werkzeuge zur Herstellung üblicherweise dünner (typischerweise 0,1 bis 100 μηι) und homogener Beschichtungen auf bahnförmigen Materialien bekannt.
Dabei besteht ein Schlitzgießer im Wesentlichen aus zwei massiven Blöcken, welche in einem geringen Abstand zueinander angeordnet sind. Der Abstand beträgt typischerweise 10 bis 200 μηι, in Sonderfällen auch bis zu einigen mm.
Zwischen diesen beiden Blöcken ist der Schlitz gebildet, welcher durch eine entsprechende Konstruktion nur nach unten bleibt. Zudem ist in einem Block eine Verteilerkammer (englisch "manifold") ausgespart, welche mittels einer Öffnung mit der Beschichtungsflüssigkeit befüllt wird. Unter Druck wird dann die Beschichtungsflüssigkeit durch den Schlitz nach unten herausgedrückt und
gelangt durch den Schlitz auf die zu beschichtende Bahn. Die Schichtdicke auf der Bahn wird dabei durch die Pumpleistung, die Bahngeschwindigkeit und Beschichtungsbreite bestimmt.
Mit üblichen Schlitzgießern lassen sich Beschichtungen mit Längsstreifen mit bekannten Methoden, wie z. B. kammförmigen Masken, in befriedigender Qualität relativ einfach herstellen. Dabei blockiert die kammförmige Maske den Flüssigkeitsstrom in den Leerstellen zwischen den beabsichtigten Beschich- tungsstreifen, ansonsten wird der kontinuierliche Beschichtungsvorgang jedoch nicht behindert und erzeugt somit die streifenförmige Beschichtung. Eine Beschichtung mit Querstreifen ist nicht so einfach möglich, da in Bahnrichtung an jeder Kante des Streifens ein Start bzw. Stopp des Beschichtungs- prozesses erforderlich ist. Eine Querstreifenbeschichtung wird aus diesem Grunde auch als intermittierendes Beschichten (englisch "intermittent coating") bezeichnet. Dabei besteht die wesentliche Schwierigkeit darin, den Meniskus bzw. Vorhang der Beschichtungsflüssigkeit beim Start extrem schnell zu stabilisieren bzw. beim Stopp definiert zu unterbrechen, da ansonsten keine sauberen Kanten der Streifen erzielt werden.
Es sind insoweit verschiedene Methoden des intermittierenden Beschichtens bekannt. So kann beispielsweise die Pumpe entsprechend an- und ausgeschaltet und ggf. im Rücklauf betrieben werden, wodurch bei luftfrei gefülltem Gießer der Flüssigkeitsstrom im gesamten Gießer insoweit gestartet bzw. gestoppt wird und mit einem kurzzeitigen Rücklauf sogar ein begrenztes Absaugen von Beschichtungsflüssigkeit (suck back) möglich ist. Auch kann durch ein entsprechendes An- und Abfahren des Schlitzgießers eine Unterbrechung der Beschichtung erreicht werden.
Alternativ kann auch eine Umleitung oder ein Stopp der Beschichtungsflüssigkeit erfolgen.
Mit geeigneter zeitlicher Steuerung funktionieren derartige Verfahren noch zufriedenstellend, wenn die Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit ausreichend hoch ist, wie z. B. bei der intermittierenden Beschichtung mit Batteriepasten.
Nachteilig hierbei ist, dass bei niedrigen Viskositäten (<1 bis 50 mPas) und zu hohen Beschichtungsgeschwindigkeiten keine sauberen Ergebnisse mehr erreicht werden. Wenn die Viskosität zu niedrig ist, dann reißt der Meniskus nicht definiert auf, sondern bildet unsaubere wellige oder zackige Ränder.
Insoweit können auch einige m/min schon eine zu hohe Beschichtungsge- schwindigkeit sein, da der Meniskus, um hinreichend scharfe Kanten zu erzeu- gen, innerhalb von wenigen ms aufgebaut bzw. unterbrochen werden soll, da die Reaktionszeit der vorbekannten Verfahren eher bei einigen 100 ms liegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und einen Schlitzgießer anzugeben, mit dem auch bei niedriger Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit mit extrem kurzer Reaktionszeit saubere Kanten er- zeugbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schlitzgießer dadurch gelöst, dass das Volumen des Gießerspaltes entlang des gesamten Gießerspaltes einheitlich durch wenigstens ein entsprechend vorgesehenes Betätigungselement vorübergehend vergrößerbar ist, indem zumindest eine Gießerbacke in einem geringen Abstand vor der Gießlippe durch eine schlitzförmige Aussparung derart geschwächt ist, dass der vor dieser Aussparung liegende, gießlip- penseitige Teilbereich dieser Gießerbacke durch ein entsprechend vorgesehenes Betätigungselement leicht um einen geringen Winkelbereich aufklappbar ist. Somit kann das Volumen des Gießspalts in einem begrenzten Umfang vergrößert werden und kann somit eine zusätzliche Menge an Beschichtungsflüssigkeit aufnehmen. Die Begrenzungsflächen des Gießspates, welche durch die jeweiligen Gießerbacken bzw. Teilbereiche hiervon gebildet sind, weisen dabei
keinerlei Unterbrechungen oder Kanten auf, wie sie bei einem mehrteiligen Aufbau zwangsweise resultieren würden.
Vorzugsweise können beide Gießerbacken jeweils in einem geringen Abstand vor der entsprechenden Gießlippe durch je eine schlitzförmige Aussparung derart geschwächt sein, dass die jeweils vor dieser Aussparung liegenden, gießlippenseitigen Teilbereiche der beiden Gießerbacken durch entsprechend vorgesehene Betätigungselemente jeweils leicht um je einen geringen Winkelbereich aufklappbar sind. Damit kann die Auslenkung der jeweils einzelnen Gießerbacke auf die Hälfte reduziert werden gegenüber einer Ausgestaltung, bei der nur eine Gießerbacke teilweise aufklappbar ist. Hierdurch reduziert auch eine geringere Materialbelastung, was zu verringerten Ermüdungserscheinungen führt.
Zudem kann auch eine separate Ansteuerung der einzelnen Gießerbacken erfolgen, ohne dass an den sonstigen Parametern des Aufklappens etwas geän- dert wird.
Erfindungsgemäß kann der Winkelbereich, um den die eine Gießerbacke bzw. beide Gießerbacken zusammen aufklappbar sind, in etwa 0,1 ° bis 0,2° betragen.
Auch kann der Winkelbereich, um den die eine Gießerbacke bzw. beide Gie- ßerbacken zusammen aufklappbar sind, derart ausgebildet sein, dass eine Änderung des Abstands zwischen den Gießerlippen um ca. 30 μηι bis 80 μηι, vorzugsweise ca. 50 μηι, erzielbar ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann zumindest ein Betätigungselement einen motorischen Antrieb, einen Pneumatik- oder Hyd- raulikzylinder oder einen elektromagnetischen Antrieb umfassen.
Auch kann zumindest ein Betätigungselement einen Piezoantrieb umfassen.
Dabei kann zumindest ein Piezoantrieb über Zuganker direkt oder indirekt auf den vor der entsprechenden Aussparung liegenden, gießlippenseitigen Teilbereich der entsprechenden Gießerbacke wirkend ausgebildet sein.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Piezoan- trieb derart ausgebildet sein, dass er bei der für die beabsichtigte Volumenvergrößerung des Gießerspaltes maximal erforderlichen Auslenkung noch wenigstens 60 % Kraftreserven aufweist.
Auch kann der Piezoantrieb derart ausgebildet sein, dass die erforderliche Auslenkung innerhalb von wenigen Millisekunden, vorzugsweise weniger als 100 ms, besonders bevorzugt weniger als 10 ms, bewirkbar ist.
Vorzugsweise kann das durch das zumindest eine Betätigungselement bewirkbare Aufklappen gegen die elastische Rückstellkraft des Materials der Gießerbacke erfolgen.
Erfindungsgemäß kann eine Steuereinheit für die Steuerung des Auf- und Zu- klappens des jeweiligen Teilbereichs der zumindest einen Gießerbacke, vorzugsweise koordiniert mit der Steuerung anderer Prozessparameter, vorgesehen sein.
Im Folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schlitzgießer in einem typischen Anwendungsfall,
Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in isolierter Darstellung,
Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 in schematisierter Darstellung während einer Beschichtungsphase und
Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 2 in schematisierter Darstellung während einer Beschichtungspause.
In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet. Fig. 1 zeigt einen Schlitzgießer 1 , der vorzugsweise zur Herstellung von dünnen und homogenen Beschichtungen auf bahnförmigen Materialien eingesetzt wird.
Dabei umfasst der Schlitzgießer 1 zwei massive Blöcke als beiderseitige Gießerbacken 2, 3, die in einem geringen Abstand zueinander angeordnet sind. Die freien Enden der Gießerbacken 2, 3 sind jeweils als Gießlippe 4, 5 ausgebildet und bilden zwischen sich den Gießerspalt 6, durch den das Material 7 zur Beschichtung austritt und auf die zu beschichtende Bahn 8 gelangt. Diese kann beispielsweise um eine Walze 9 herumgeführt sein.
Wie insbesondere aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, ist die in den Dar- Stellungen oberseitig vorgesehene Gießerbacke 2 in einem geringen Abstand vor der 4 Gießlippe durch eine schlitzförmige Aussparung 10 derart geschwächt, dass der vor dieser Aussparung 10 liegende, gießlippenseitige Teilbereich 14 dieser Gießerbacke 2 durch ein entsprechend vorgesehenes Betätigungselement 1 1 leicht um einen geringen Winkelbereich aufklappbar ist. Hierdurch kann das Volumen des Gießerspaltes 6 entlang des gesamten Gießerspaltes 6 einheitlich vorübergehend vergrößert werden (vgl. Fig. 4), so dass die Beschichtung unterbrochen wird und damit ein intermittierendes beschichten möglich ist.
Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt, umfasst das Betätigungselement 1 1 einen Piezoantrieb 12, der über Zuganker 13 auf den vor der entsprechenden Aussparung 10 liegenden, gießlippenseitigen Teilbereich 14 der Gießerbacke 2 wirkend ausgebildet ist.
Claims
Ansprüche Schlitzgießer (1 ), vorzugsweise zur Herstellung von dünnen und homogenen Beschichtungen auf bahnförmigen Materialien, besonders bevorzugt zur intermittierenden Beschichtung, wobei zwei massive Blöcke als beiderseitige Gießerbacken (2, 3) in einem geringen Abstand zueinander angeordnete sind, und wobei die freien Enden der Gießerbacken (2, 3) jeweils als Gießlippe (4, 5) ausgebildet sind und zwischen sich den Gießerspalt (6) bilden, durch den das Material (7) zur Beschichtung austritt und auf die zu beschichtende Bahn (8) gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Gießerspaltes (6) entlang des gesamten Gießerspaltes (6) einheitlich durch wenigstens ein entsprechend vorgesehenes Betätigungselement (1 1 ) vorübergehend vergrößerbar ist, indem zumindest eine Gießerbacke (2, 3) in einem geringen Abstand vor der Gießlippe (4, 5) durch eine schlitzförmige Aussparung (10) derart ge- schwächt ist, dass der vor dieser Aussparung (10) liegende, gießlippenseitige Teilbereich (14) dieser Gießerbacke durch ein entsprechend vorgesehenes Betätigungselement (1 1 ) leicht um einen geringen Winkelbereich aufklappbar ist.
2. Schlitzgießer (1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gießerbacken (2, 3) jeweils in einem geringen Abstand vor der entsprechenden Gießlippe (4, 5) durch je eine schlitzförmige Aussparung (10) derart geschwächt sind, dass die jeweils vor dieser Aussparung liegenden, gießlippenseitigen Teilbereiche (14) der beiden Gießerbacken (2, 3) durch entsprechend vorgesehene Betätigungselemente (1 1 ) jeweils leicht um je einen geringen Winkelbereich aufklappbar sind. 3_. Schlitzgießer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelbereich, um den die eine Gießerbacke (2, 3)
bzw. beide Gießerbacken (2, 3) zusammen aufklappbar sind, in etwa 0,1 ° bis 0,2° beträgt.
4^ Schlitzgießer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelbereich, um den die eine Gießerbacke (2, 3) bzw. beide Gießerbacken (2, 3) zusammen aufklappbar sind, derart ausgebildet ist, dass eine Änderung des Abstands zwischen den Gießerlippen (4, 5) um ca. 30 μηι bis 80 μηι, vorzugsweise ca. 50 μηι, erzielbar ist.
5_. Schlitzgießer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Betätigungselement (1 1 ) einen moto- rischen Antrieb, einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder oder einen elektromagnetischen Antrieb umfasst.
6_. Schlitzgießer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Betätigungselement (1 1 ) einen Piezoantneb (12) umfasst. ~L Schlitzgießer (1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Piezoantrieb (12) über Zuganker (13) direkt oder indirekt auf den vor der entsprechenden Aussparung (10) liegenden, gieß- lippenseitigen Teilbereich (14) der entsprechenden Gießerbacke (2, 3) wirkend ausgebildet ist. 8_. Schlitzgießer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoantrieb (12) derart ausgebildet ist, dass er bei der für die beabsichtigte Volumenvergrößerung des Gießerspaltes (6) maximal erforderlichen Auslenkung noch wenigstens 60 % Kraftreserven aufweist.
9^ Schlitzgießer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoantrieb (12) derart ausgebildet ist, dass die erforderliche Auslenkung innerhalb von wenigen Millisekunden, vorzugsweise weniger als 100 ms, besonders bevorzugt weniger als 10 ms, bewirkbar ist.
10. Schlitzgießer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch das zumindest eine Betätigungselement (1 1 ) bewirkbare Aufklappen gegen die elastische Rückstellkraft des Materials der Gießerbacke (2, 3) erfolgt. XV Schlitzgießer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit für die Steuerung des Auf- und Zu- klappens des jeweiligen Teilbereichs (14) der zumindest einen Gießerbacke (2, 3), vorzugsweise koordiniert mit der Steuerung anderer Prozessparameter, vorgesehen ist.
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Legal Events
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| DPE2 | Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101) | ||
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Ref document number: 17706726 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
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| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2017706726 Country of ref document: EP Effective date: 20190923 |