專利名稱：簾幕式涂布機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種簾幕式涂布機(jī)，用于將液體或粘稠的涂布介質(zhì)以實(shí)質(zhì)上在重力下 移動(dòng)的簾幕或薄膜形式排出到移動(dòng)的基片上，特別是紙張或板上。
背景技術(shù)：
從DE100 57 733 Al中知曉這樣一種簾幕式涂布機(jī)，其包括噴嘴腔室，涂布介質(zhì)經(jīng) 由饋送管線饋送到噴嘴腔室中并且該噴嘴腔室通過排出口排出為簾幕或薄膜的涂布介質(zhì)。 在此情況下，簾幕式涂布機(jī)位于距離基片一定距離處，其導(dǎo)致非接觸應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。難以在整個(gè)的涂布寬度上實(shí)現(xiàn)均一厚度的涂布介質(zhì)簾幕，涂布寬度越寬越難以實(shí) 現(xiàn)。因?yàn)橛捎谕坎冀橘|(zhì)剛要沖擊在基片上之前的速度和移動(dòng)基片的運(yùn)行速度之間的差異， 涂布介質(zhì)在與基片接觸時(shí)拉伸，因此高的走幅速度在涂布介質(zhì)簾幕的穩(wěn)定性方面構(gòu)成了更 高的負(fù)擔(dān)。為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的涂布效果，離開排出噴嘴的排出口的涂布介質(zhì)簾幕的均一性 因此是非常重要的。當(dāng)涂布介質(zhì)打算大致以最終為定量形式帶到基片上時(shí)，這意味著這是 “1 1”的涂布，以及另外當(dāng)僅非常少量的涂布介質(zhì)要施加到基片上即小的涂層重量時(shí)，尤 其如此。為了在體積流量和材料參數(shù)的變化較大的情況下實(shí)現(xiàn)最可能勻質(zhì)的分布，具有 兩個(gè)腔室的分布器系統(tǒng)，其被稱為側(cè)面饋送的雙腔室模，另外公開在Stephan F. Kistler, Peter M. Schweizer, Liquid Film Coating，ScientificPrinciples and their Technological Imp 1 ications, Chapman&Hal 1, New Yorkl997，pages 752 to 767 中。在第 一腔室中分布之后，涂布化合物導(dǎo)引通過第一計(jì)量狹槽進(jìn)入到第二腔室中。計(jì)量狹槽必定 產(chǎn)生高的流動(dòng)阻力。由此在第一腔室中引起的壓力實(shí)質(zhì)上比沿著流動(dòng)方向的橫向壓力損失 更高。沿著第一腔室的流動(dòng)方向的壓力差與第一腔室中的總壓力相比非常低。結(jié)果，在計(jì) 量狹槽之上的壓力分布以及因此的體積流密度的分布在體積流量和材料參數(shù)變化較大的 情況下近似均一。剩余偏差在第二腔室中被均衡。為了產(chǎn)生高的流動(dòng)阻力，計(jì)量狹槽必須 形成為較小的尺度，其位于200到500微米的范圍內(nèi)。在出口寬度上的體積流量偏差必須 不超過到2%的擴(kuò)散范圍。為此，形成計(jì)量狹槽的扁平部分必須以平行性在正負(fù)1到3 微米范圍內(nèi)的偏差進(jìn)行制造。計(jì)量狹槽的長(zhǎng)度通常為20到40毫米。制作具有要求精度的 這樣尺度的扁平部分的努力，特別是在10到20米的大涂布寬度的情況下，是非常大的并且 成本很高。DE 197 55 625 Al公開了一種簾幕式涂布機(jī)，其中儲(chǔ)料器是由兩個(gè)具有與希望 的涂布寬度對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度的壁狀部分組成。機(jī)加工到一個(gè)部分的一個(gè)長(zhǎng)側(cè)中的是縱向凹槽， 該凹槽在兩個(gè)部分結(jié)合之后形成腔室。連接到該腔室的是在涂布寬度上延伸的出口通 道，涂布染料從該出口通道出來。為了在波動(dòng)情形下例如粘度波度或者涂布量改變的情 形下能夠在涂布寬度上均一地且沒有問題地將甚至少量的涂布染料涂布到大寬度的紙幅 (paperweb)或板幅，在腔室內(nèi)的流動(dòng)情形受到饋入的體積流量的影響。為此，至少兩個(gè)饋送 通道被連接到所述腔室，每個(gè)饋送通道具有用于調(diào)節(jié)饋入的涂布染料的體積流量的設(shè)備。
4管夾閥或隔膜閥優(yōu)選用于體積流量的調(diào)節(jié)。每個(gè)饋送通道的體積流量因此被單獨(dú)調(diào)節(jié)。為 了進(jìn)一步均勻，第二腔室布置在所述腔室和出口通道之間。然后第一腔室和第二腔室之間 存在另一流動(dòng)通道。再者，要求額外的促動(dòng)器用于橫剖面的調(diào)節(jié)是不利的。相應(yīng)地，與此有 關(guān)的成本方面的支出大。為了形成簾幕，可使用狹槽饋送型的簾幕模具或滑動(dòng)饋送型的簾幕。在單層簾幕 式涂布機(jī)的狹槽饋送型的簾幕模具，也稱為狹槽模具的情況下，簾幕直接形成在模具間隙 的出口處。具有狹槽模具的簾幕式涂布機(jī)例如可以從DE-A1-197 16 647中得知。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種簾幕式涂布機(jī)，其確保涂布介質(zhì)在出口寬度上的 高均一性的分布，并且在此過程中能進(jìn)行成本有效的生產(chǎn)。該目的是本發(fā)明的簾幕式涂布機(jī)予以實(shí)現(xiàn)。這樣，產(chǎn)生一種可在無需任何控制費(fèi)用的情況下就能操作的簾幕式涂布機(jī)。根據(jù) 本發(fā)明，計(jì)量狹槽被大量的導(dǎo)引通道替換。每個(gè)導(dǎo)引通道包括管段，其優(yōu)選具有圓形橫截面 的部分；以及沿著流動(dòng)方向流動(dòng)的通道流的加寬段，其被稱為導(dǎo)引通道擴(kuò)散器。導(dǎo)引通道產(chǎn) 生與計(jì)量狹槽的流動(dòng)阻力近似相等的流動(dòng)阻力。流體力學(xué)的優(yōu)點(diǎn)可在以下事實(shí)中看到，即 管段可在長(zhǎng)度和開口寬度方面與漸寬為簾幕的排出寬度的第一腔室匹配，通過這種方式能 確保大致相同的流動(dòng)阻力。這樣，確保了涂布機(jī)橫向方向上的涂布介質(zhì)的壓力和/或體積 分布的均一。大量的導(dǎo)引通道優(yōu)選代替兩個(gè)腔室之間的計(jì)量狹槽。第一和第二腔室然后沿著流 動(dòng)方向一個(gè)在另一個(gè)之后地布置，并且在它們中間，延伸著另一計(jì)量狹槽，根據(jù)本發(fā)明，該 計(jì)量狹槽被大量的導(dǎo)引通道替換。導(dǎo)引通道的管段可優(yōu)選以簡(jiǎn)單的方式作為彎曲部件產(chǎn)生和插入。復(fù)雜的、高精度 的扁平的機(jī)械寬度或排出寬度的部件可被彎曲部件替代。本發(fā)明的進(jìn)一步的改進(jìn)能夠從以下描述中得到。


現(xiàn)在將使用示于附圖中的示例性實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中圖1示意性地示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的簾幕式涂布機(jī)在沿著涂布機(jī)的橫向(cross)流 動(dòng)方向的儲(chǔ)料器的橫截面；圖2示出根據(jù)圖1的儲(chǔ)料器的橫截面視圖；圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的簾幕式涂布機(jī)在沿著涂布機(jī)的橫向流動(dòng)方向的 儲(chǔ)料器的橫截面；圖4示意性地示出根據(jù)圖3的儲(chǔ)料器的橫截面視圖；圖5以放大圖示出根據(jù)圖3的細(xì)節(jié)Z ；圖6以放大圖示出根據(jù)圖3的細(xì)節(jié)Y ；圖7以放大圖示出根據(jù)圖3的根據(jù)A-A的細(xì)節(jié)W ；圖8示意性地示出用于導(dǎo)引通道的流線；圖9示意性地示出根據(jù)第二示例性的實(shí)施例的儲(chǔ)料器的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種簾幕式涂布機(jī)，用于將涂布介質(zhì)以實(shí)質(zhì)上在重力下移動(dòng)的簾幕形 式排出到活動(dòng)紙幅或板幅上。如圖1和圖2所示，為此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的簾幕式涂布機(jī)包括儲(chǔ)料器，其具有沿著 排出寬度延伸的第一腔室1。第一腔室1經(jīng)由至少一個(gè)饋送管線(未示出)供給有涂布介 質(zhì)。要被供給的涂布介質(zhì)的流動(dòng)方向S可從腔室1的一端開始，如圖1所示。儲(chǔ)料器還包 括第二腔室3，其經(jīng)由出口狹槽3將涂布介質(zhì)排出作為簾幕。設(shè)置在第一腔室1和第二腔室 3之間的是另一計(jì)量通道2，其被形成為計(jì)量狹槽。流動(dòng)方向S與簾幕式涂布機(jī)的橫向方向 成直角。形成為計(jì)量狹槽的計(jì)量通道的長(zhǎng)度Ih和高度2h決定了在排出寬度的橫向方向大 致一致的流動(dòng)阻力，因?yàn)橛?jì)量狹槽是連續(xù)的空間。然而，其前提是計(jì)量狹槽壁的平行性方面 的精度很高，以便狹槽高度2h在狹槽長(zhǎng)度Ih的上保持恒定。在開始處解釋的與現(xiàn)有技術(shù) 有關(guān)的問題發(fā)生在儲(chǔ)料器的制造過程中，即使后者通常是由兩半部組裝而成的。如圖3和圖4所示，根據(jù)本發(fā)明在第一示例性實(shí)施例中的簾幕式涂布機(jī)與現(xiàn)有技 術(shù)的區(qū)別在于，另一計(jì)量通道2被分成大量的單獨(dú)的導(dǎo)引通道，這些導(dǎo)引通道在入口側(cè)上 以及沿著排出寬度通過彼此分開的管段2. 1被連接到第一腔室1。管段2. 1的長(zhǎng)度和開口 寬度可被選擇為以便使流動(dòng)阻力沿著排出寬度均勻。在流動(dòng)方向S，管段2. 1每個(gè)合并到擴(kuò) 散器2. 2，用于使來自導(dǎo)引通道的分流在出口側(cè)上組合。在導(dǎo)引通道的擴(kuò)散器2. 2的出口側(cè) 上的端部和第二腔室4之間，計(jì)量通道3的高度的其余部分還可形成為機(jī)械寬度的計(jì)量狹 槽的形狀，以便使來自單獨(dú)的導(dǎo)引通道的各分流在進(jìn)入第二腔室4之前再次結(jié)合。第二腔 室4經(jīng)由出口狹槽5將涂布介質(zhì)作為簾幕排出。導(dǎo)引通道優(yōu)選布置在儲(chǔ)料器的底座體2. 4 中。具有管段2. 1和擴(kuò)散器2. 2的導(dǎo)引通道從第一腔室1以與涂布機(jī)的橫向流動(dòng)方向 成直角，即優(yōu)選與移動(dòng)紙幅或板幅的橫向于機(jī)器的方向(CD)成直角地延伸。為此，導(dǎo)引通 道優(yōu)選布置成一直線。導(dǎo)引通道沿著排出寬度的流動(dòng)阻力大致相等并且至少為lmWC(9. SlkPa)。導(dǎo)引通 道的管段2. 1優(yōu)選具有圓形橫截面。如圖3所示，第一腔室4不能在排出寬度上具有相同 的長(zhǎng)度。如果涂布介質(zhì)從一端供給，腔室1向著與該排出端相對(duì)的另一排出端成錐形。如 果管段2. 1的長(zhǎng)度L和/或直徑和/或兩個(gè)導(dǎo)引通道之間的距離χ在每種情況下沿著出口 寬度都不同，使體積流量均一在此就得以改進(jìn)。如圖3所示，縮短管段2. 1的長(zhǎng)度L使得 縮短第一腔室1的長(zhǎng)度。每米的排出寬度或出口寬度的導(dǎo)引通道的數(shù)量是可選擇的。導(dǎo)引 通道的數(shù)量?jī)?yōu)選在10和33之間的范圍內(nèi)。為了抵消邊緣流，將導(dǎo)引通道之間的距離χ配 置成在出口寬度上可變是有利的。圖5到7示出根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)引通道的優(yōu)選的細(xì)節(jié)。如圖5所示，管段2. 1優(yōu)選形成為可替換的插入件。這些插入件可具有在它們?nèi)?口側(cè)上的倒角和/或圓形部分R. 1。如圖6所示，在出口端的區(qū)域中，導(dǎo)引通道具有彡0. 3毫米的頂部寬度。導(dǎo)引通道 可另外具有在各個(gè)擴(kuò)散器2. 2處被倒圓角的出口端。從流體力學(xué)的觀點(diǎn)來看，這樣是有利的，即，將導(dǎo)引通道配置成以使得在流動(dòng)方向S看的它們的端部區(qū)域中，它們具有頂部寬度 小于0. 3毫米的鈍端或圓端，以便避免在端部邊緣處形成不希望的渦流分離。如圖7所示，擴(kuò)散器2. 2優(yōu)選在入口側(cè)上分別具有圓形橫截面，該橫截面在出口處 變?yōu)榫匦螜M截面。將流限制住的擴(kuò)散器2. 2的壁的加寬角β “尤選位于8度以下，以便避 免擴(kuò)散器2. 2中的反向流。導(dǎo)引通道的圓形管段2. 1的狹槽高度被表示為2Γ(Ι，擴(kuò)散器2. 2 的狹槽高度被表示為2Η。如果擴(kuò)散器2. 2被配置為以使得提供將流限制住的壁的加寬，這 是有利的。圖8示出在具有管段2. 1和擴(kuò)散器2. 2的導(dǎo)引通道中的流動(dòng)關(guān)系的示意圖。擴(kuò)散 器2.2的開口角被表示為ad。R表示徑向距離。在距離R處的最大流動(dòng)速度由Umax表示。 擴(kuò)散器2. 2優(yōu)選配置為以使擴(kuò)散器流的速度分布呈現(xiàn)高的對(duì)稱性，從而避免反向流。由于 涂布化合物的高粘度和相對(duì)較低的速度，因此這是擴(kuò)散的Jeffery-Hamel流。角度ajt 選小于25度。將流限制住的擴(kuò)散器2. 2的壁的臨界加寬角a dk可根據(jù)以下方程進(jìn)行確定
權(quán)利要求
1.一種簾幕式涂布機(jī)，用于將涂布介質(zhì)以大致在重力下移動(dòng)的簾幕形式排出到移動(dòng)紙 幅或板幅上，該簾幕式涂布機(jī)包括儲(chǔ)料器，該儲(chǔ)料器具有沿著排出寬度延伸的第一腔室，所述涂布介質(zhì)經(jīng)由至少一個(gè)饋 送管線饋送到所述第一腔室；以及計(jì)量通道，該計(jì)量通道經(jīng)由出口狹槽將所述涂布介質(zhì)作為簾幕排出，其特征在于，所述計(jì)量通道(2)被分成大量的單獨(dú)的導(dǎo)引通道，所述導(dǎo)引通道在入口側(cè)以及沿著所 述排出寬度通過彼此間隔開的管段(2. 1)鄰接所述第一腔室(1)，所述管段(2. 1)的長(zhǎng)度和 開口寬度能夠被選擇為以使得流動(dòng)阻力沿著所述排出寬度均一，并且，在流動(dòng)方向(S)上， 所述管段(2. 1)分別變化為擴(kuò)散器(2. 2)，用于使來自所述導(dǎo)引通道的分流在出口側(cè)被引導(dǎo)到一起。
2.如權(quán)利要求1所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，設(shè)置第二腔室(3)，該第二腔室經(jīng) 由所述出口狹槽將涂布介質(zhì)作為簾幕排出，并且所述計(jì)量通道(2)布置在所述第一腔室和 所述第二腔室(3)之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)引通道與所述涂布機(jī)的 橫向流動(dòng)方向成直角地從所述第一腔室(1)延伸。
4.如權(quán)利要求1到3中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)引通道沿著 所述排出寬度的流動(dòng)阻力大致相等并且至少為lmWC。
5.如權(quán)利要求1到4中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)引通道布置 成一直線。
6.如權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)引通道的管 段(2. 1)具有圓形的橫截面。
7.如權(quán)利要求1到6中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，將流限制住的擴(kuò)散 器(2.2)的壁的加寬角(α》為25度以下。
8.如權(quán)利要求1到7中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，將流限制住的各擴(kuò) 散器(2. 2)的壁的加寬角(Cid)被選擇為各涂布介質(zhì)的體積流量、密度和動(dòng)態(tài)粘度的函數(shù)。
9.如權(quán)利要求1到8中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，所述擴(kuò)散器(2.2) 在入口側(cè)上分別具有圓形的橫截面，該圓形的橫截面在出口處變化為矩形橫截面。
10.如權(quán)利要求1到9中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，所述管段(2.1) 的長(zhǎng)度和/或直徑和/或所述導(dǎo)引通道之間的距離(χ)沿著所述出口寬度是不同的。
11.如權(quán)利要求1到10中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，所述管段(2.1) 形成為可替換的插入件。
12.如權(quán)利要求11所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，所述插入件在它們的入口側(cè)具 有倒角和/或圓形部分(R. 1)。
13.如權(quán)利要求1到12中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，在所述擴(kuò)散器 (2. 2)的出口端的區(qū)域中，所述導(dǎo)引通道具有小于等于0. 3毫米的頂部寬度。
14.如權(quán)利要求1到13中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)引通道具 有倒圓角的出口端。
15.如權(quán)利要求1到14中的任一項(xiàng)所述的簾幕式涂布機(jī)，其特征在于，在所述流動(dòng)方向，機(jī)械寬度的腔室鄰接作為計(jì)量狹槽(3)的所述導(dǎo)引通道并且，在該計(jì)量狹槽(3)之后為第二腔室(4)。
全文摘要
一種簾幕式涂布機(jī)，用于將涂布介質(zhì)以大致在重力下移動(dòng)的簾幕形式排出到移動(dòng)紙幅或板幅上，該簾幕式涂布機(jī)包括具有沿著排出寬度延伸的第一腔室的儲(chǔ)料器以及經(jīng)由出口狹槽將涂布介質(zhì)作為簾幕排出的計(jì)量通道，其中，該計(jì)量通道(2)被分成大量的單獨(dú)的導(dǎo)引通道，導(dǎo)引通道在入口側(cè)以及沿著排出寬度通過彼此間隔開的管段(2.1)鄰接第一腔室(1)，管段(2.1)的長(zhǎng)度和開口寬度能夠被選擇為以使得流動(dòng)阻力沿著排出寬度均一，并且，在流動(dòng)方向(S)上，管段(2.1)分別變化為擴(kuò)散器(2.2)，用于使來自導(dǎo)引通道的分流在出口側(cè)被引導(dǎo)到一起。
文檔編號(hào)B05C5/02GK101992173SQ201010245979
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者安德烈亞斯·佩希, 愛德華·達(dá)維丹科 申請(qǐng)人:安德里茨庫(kù)斯特斯有限責(zé)任公司