专利名称：帘幕式涂布机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种帘幕式涂布机，用于将液体或粘稠的涂布介质以实质上在重力下 移动的帘幕或薄膜形式排出到移动基片上，特别地纸张或板上。
背景技术：
从DE100 57 733 Al中知晓这样一种帘幕式涂布机，其包括喷嘴室，涂布介质经由 进料管道流入到喷嘴室中并且该喷嘴室通过排出口排出为帘幕或薄膜的涂布介质。在此情 况下，帘幕式涂布机位于距离所述基片一定距离处，其导致非接触应用的优点。为了形成帘幕，帘幕式涂布机(帘幕式施加器)可以和狭槽馈送型的帘幕式模具 或滑动馈送型的帘幕式模具一起使用。在单层的帘幕式涂布机的狭槽馈送型的帘幕式模具 (狭槽馈送模具)的情况下，帘幕从模具间隙直接形成在出口处。具有狭槽模具的帘幕式 涂布机例如从DE 197 16 647A1和DE 10 2005 017 547 Al中是知晓的。滑动模具用于多 层织物涂布中。在滑动模具的情况下，来自腔室的涂布化合物首先向上流到外部狭槽。涂 布流体从外部狭槽流到倾斜平面上，并且借助来自上层的涂布流体覆盖在那里然后导引到 喷嘴唇缘。帘幕仅形成在喷嘴唇缘的出口边缘处。滑动模具例如在WO 01/54^8A1和WO 2005/024133A1中进行了描述。喷嘴的分布系统布置在移动纸幅(paper web)之上并且位于喷嘴唇缘和纸幅之 间。滑动模具具有的问题是用于分布系统和用于喷嘴的空间非常受到帘幕高度的限制，其 通常为100到250毫米。在用帘幕式涂布机涂布纸幅或板幅的过程中，涂布流体打算尽可能均一地涂布在 整个幅宽之上。湿膜厚度在整个幅面上必须尽可能恒定。然而，难以在整个的涂布宽度上 实现均一厚度的涂布介质帘幕，涂布宽度越宽越难以实现。因为由于在刚要撞击到基片之 前的速度和移动基片的运行速度之间的差异，涂布介质帘幕在与基片接触时被拉伸，因此 高的走幅速度在涂布介质帘幕的稳定性方面构成了更高的负担。为了实现高质量的涂布 结果，在涂布介质帘幕离开排出喷嘴的外部狭槽时涂布介质帘幕的均一性因此是非常重要 的。当涂布介质打算大致以最终定量的形式带到基片上时，这意味着这是“1 1”的施加， 以及另外当仅非常小的量的涂布介质要施加到所述基片上即较小的涂层重量时，尤其如 此。因此湿膜厚度在整个幅面之上必须尽可能恒定。其基本前提是涂布流体在出口宽 度上相对于体积流量和速度均一分布。在例如8到10米的大涂布宽度和例如2到10克/ 平方米的较小涂布重量的情况下，上述要求特别难以满足。波动的运行条件，例如相对于涂 布染料的粘性和涂布量的大范围的变化，构成在实现湿膜均一分布的过程中的其他要求。为了在体积流量和材料参数的大幅变化的情况下实现最可能勻质的分布，具有两 个腔室的分布器系统，其被称为侧面馈送腔室模具，另外公开在Mephan F. Kistler,Peter M.Schweizer, Liquid Film Coating, ScientificPrinciples and their Technological Imp 1 ications,Chapman&Hal 1,New Yorkl997，P 752-767 中。在第一腔室中分布之后，涂布流体(化合物)导引通过第一计量狭槽进入到第二腔室中。计量狭槽必定产生高的流阻。 由此在第一腔室中引起的压力实质上比沿着流动方向的横向压力损失更高。沿着第一腔室 的流动方向的压力差与第一腔室中的总压力相比非常低。结果，在计量狭槽之上的压力分 布以及因此的体积流密度的分布在体积流量和材料参数变化大的情况下大致均一。剩余的 偏差在第二腔室中得到平衡。为了产生了高的流阻，计量狭槽必须制造为小尺度的，其位于 200到500微米的范围内。在出口宽度范围内的体积流量偏差必须不超过1 %到2%的扩散 范围。为此，形成计量狭槽的扁平部分必须以平行性方面的偏差在正负1至3微米范围内 地进行制造。计量狭槽的长度通常为20到40毫米。制作具有要求精度的这样尺度的扁平 部件，特别是在10到20米的大涂布宽度的情况下，需要非常的努力，并且涉及相当大的成 本。DE 197 55 625 Al公开了一种帘幕式涂布机，其中储料器是由两个具有与希望的 涂布宽度对应的长度的壁状部分组成。加工成一个部分的一个长侧的是纵向凹槽，该凹槽 在两个部分结合之后形成腔室。连接到该腔室的是在涂布宽度范围上延伸的出口通道，涂 布染料从该出口通道出来。为了能够在波动条件下例如粘度波动或者涂布量改变的条件下 在涂布宽度上均一地且没有问题地施加甚至少量的涂布染料涂布到大宽度的纸幅或板幅， 在腔室内的流动条件受到馈送进来的体积流量的影响。为此，至少两个馈送通道被连接到 所述腔室，每个馈送通道具有用于调节馈送进来的涂布染料的体积流量的设备。管夹阀或 隔膜阀优选用于体积流量的调节。每个馈送通道的体积流量因此被单独调节。为了进一步 平均，第二腔室布置在腔室和出口通道之间。第一腔室和第二腔室之间存在另一流动通道。 管夹阀和隔膜阀是体积流量调节所优选的，以便避免涂布颜料的沉积。导引通道连接到腔 室以便沿着侧边方向相对于垂线倾斜，从而使馈送通道需要的空间最小。馈送通道的边界 壁实施为具有较大的偏斜半径，以便避免在壁上的流动分离以及因此涂布染料的分层。加宽馈送通道意在被配置成以使通道流的速度剖面展示出高的对称性并且避免 反向流。加宽的角度因此必须小于临界值。假定涂布染料粘度较小，加宽角相对较小，例如 为8到12度。在粘度较高的情况下，馈送通道可实施为具有大的加宽角，例如为20到25 度。该解决方案的缺点是馈送通道之间的距离和馈送通道的尺度不得不选择为大的。馈送 通道的连接间隔在100到1500毫米的范围内，优选在500和800毫米之间。假定间隔较小， 则需要另外的控制元件，这显著增加了帘幕式涂布机的成本。另一缺点是馈送通道占据非 常大的空间，特别是在较小的加宽角的情况下，这意味着技术实施，特别是在滑动模具上， 是不可能的，因为为该目的可用的空间大大受到帘幕高度的限制。WO 2005/024132公开一种喷嘴单元，其具有横截面和流动阻力能够变化的馈送 孔。结果，每个孔中的体积流量可被调节。馈送孔被布置在机械宽度的馈送腔室和补偿室之 间并且在沿着出口宽度的方向上定位为彼此距离一定距离。虽然该设计对空间要求较低， 但是为此其具有如下缺点馈送孔不得不定位为彼此间距非常小以便在机械宽度的馈送腔 室中实现优化的流动情况，在那里来自馈送孔的各个分流(partial flow)可再次结合。馈 送孔因此必需被做成较小的尺度。然而，堵塞危险然后特别高，并且绝对是不希望的，因为 会引起生产干扰。发明内容
因此，本发明的目的是提供一种帘幕式涂布机，其确保在关于涂布介质体积流量 和粘度波动的运行条件下在出口宽度上的涂布(施加)的介质的高均一度的分布在该过程 中能够成本有效地得以产生。该目的是通过本发明的涂布机予以实现。根据本发明，体积流量的影响和在机械宽度的外部狭槽中的均一速度剖面的产生 在两个不同功能元件中彼此单独地发生。在此，需要的空间较小，以使根据本发明的解决方 案还可应用到滑动模具中。对体积流量的可调节的影响是一种能够一个区域一个区域地进行调节的体积影 响，为此，提供一种单独的设备，其将至少两个馈送通道连接到至少在一些区域中沿着排出 宽度被再分成几段并且形成中间室的腔室。为了在外部狭槽(流动间隙)中产生均一的速 度剖面，提供由大量的导引通道组成的扩散器块。被再分成几段以便一个区域一个区域地 影响体积流量的中间室的分隔的数量比扩散器块的导引通道的分隔的数量要少。由此，一方面，随之而来的是不同的节距(pitch)，用于影响体积流量，另一方面影 响速度剖面，从而中间室的各节距优选是扩散器块的节距整数倍。根据本发明，(内部)计 量狭槽在此被大量导引通道替代，以便这样实现速度剖面的均一。每个导引通道可包括管 段，该管段优选是具有圆形横截面的部分；以及随着流动方向的通道流的加宽部，其被称为 导引通道的扩散器。该导引通道产生了大致相等的流动阻力。本发明的进一步地改进可从以下描述中得到。
下面将通过使用在附图中图示的示例性实施例更详细地描述本发明，其中图1示意性地示出根据第一示例性实施例的用于滑动模具的帘幕式涂布机的储 料器的横截面视图；图2示意性地示出沿着根据图1的线A-A的涂布机的横向(cross)流动方向的储 料器的横截面；图3示意性地示出沿着根据第二示例性实施例的涂布机的横向流动方向的储料 器的横截面；图4示意性地示出根据第三示例性实施例的用于滑动模具的帘幕式涂布机的储 料器的横截面视图；图5示意性地示出根据第四示例性实施例的用于狭槽模具的帘幕式涂布机的储 料器的横截面视图。
具体实施例方式本发明涉及一种帘幕式涂布机，用于将涂布(施加)介质以实质上在重力下移动 的帘幕或薄膜形式排出到移动纸幅或板幅上。如图1和2所示，帘幕式涂布机包括储料器(喷嘴主体)1，其上表面在滑动模具的 情况下形成馈送唇缘2。从出口狭槽3出现的涂布介质在馈送唇缘2之上流动以便达到要 被涂布的纸幅或板幅的表面，所述纸幅或板幅在涂布设备下方移动。外部狭槽3形成流动通道6的端部，该流动通道经由外部狭槽3将涂布介质作为流动或下降帘幕排出。储料器1包括机械宽度的馈送腔室14，其沿着排出宽度延伸。该馈送腔室14提供 至少两个馈送管线12，其将涂布介质馈送到沿着排出宽度延伸的(内部)腔室7。馈送管 线12分别具有用于调节馈送进的涂布介质的体积流量的设备。所述设备分别优选是阀门 10、促动圆筒11和促动马达13。腔室7属于用于影响体积流量的设备8，并且沿着排出宽度，在至少一些区域被再 分成7. 1,7. 2，7. 3段。这些段7. 1,7.2,7.3的每一个被连接到馈送管线12。段的数量可选 择为7. 1到7. η。流动通道6被分隔成扩散器块的大量的单独的加宽导引通道6. 1,6.2,6.3, 6.4，6.5，6.6，6.7，6.8，6.9，该扩散器块在入口侧邻接腔室7。具有其段7. 1，7·2，7·3的 腔室7形成中间腔室，其将由用于一个区域一个区域地影响体积流量的设备8供给的 分流馈送到各个导引通道6. 1,6.2,6.3,6.4,6.5,6.6,6. 7，6. 8，6. 9。有一种分级呈现 (graduationpresent)，腔室7的被分隔的数量不同于流动通道6被分隔的数量。腔室7的 分隔部的数量小于流动通道6的分隔部的数量。由此，可得出腔室7的段7. 1，7. 2，7. 3每个 都具有跨越扩散器块的多个导引通道6. 1,6. 2,6. 3,6. 4,6. 5,6. 6,6. 7,6. 8,6. 9的节距。根 据图2，段7. 1,7. 2,7. 3分别跨越三个导引通道6. 1,6. 2,6. 3和6. 4,6. 5,6. 6和6. 7,6. 8， 6.9。根据图 3，段 7. 1 跨越 10 个导引通道 6. 1,6. 2,6. 3,6. 4,6. 5,6. 6,6. 7,6. 8,6. 9,6. 10。为了影响体积流量，其可一个区域一个区域地进行调节，因此设置了单独的设备 8，该设备在沿着横向流动方向被再分成多个段7. 1到7. η。为了在外部狭槽3中产生均一 的速度剖面，流动通道6被构造为扩散器块，其包括大量导引通道6. 1到6. η。段7. 1到7. η的节距优选显著大于导引通道6. 1到6. η的节距，特别地优选，与导 引通道6.1到6. η的节距的整数倍对应。结果，导引通道6.1到6. η之间的距离(区域宽 度)可被选择为大的，以便与现有技术相比减少控制元件的数量，因此保持低投资成本。导 引通道6. 1到6. η中的两个之间的连接间隔可分别选取为在15和300毫米之间，优选20 和50毫米之间的范围内。段7. 1到7. η和导引通道6. 1到6. η的节距可被选择成比率为从2 10到3 5。 腔室7的分段实施优选在机械宽度的范围上提供。段7. 1到7. η中的每个优选经由一个阀门10连接到馈送管线12，结果连接到馈送 腔室14。为了使需要的空间最小，阀门10优选具有促动圆筒11，该促动圆筒能围绕其自己 的轴旋转并且具有L形状的流动通道，该通道使流动偏斜90度。促动圆筒11通过促动马 达13进行调节。馈送腔室14经由至少一个管线(未示出)被馈送涂布介质。要馈入的涂布介质 的流动方向从馈送腔室14开始，如图1所示。储料器优选还包括另一外部腔室4，其经由外 部狭槽3排出涂布介质作为帘幕。如图2和3所示，导引通道6. 1到6. η被设计为以使得在入口侧和沿着排出宽度， 它们通过彼此间隔开的管段被连接到腔室7的段7. 1到7. η。管段的长度和开口宽度可被 选择成以便沿着排出宽度的流动阻力一致。在流动方向S，每个管段合并到扩散器中，用于 使来自导引通道6. 1到6. η的分流在出口侧上结合。在导引通道6. 1到6. η和外部腔室4 的扩散器的出口侧上的端部之间，流动通道的高度的其余部分还可形成为机械宽度计量狭槽5的形状，以便在进入到外部腔室4之前再次结合来自各个导引通道6. 1到6. η的各个 分流。导引通道6. 1到6. η，其被间隔开并且加宽，优选布置在储料器1的底座体中。导引通道6. 1到6. η以与涂布机的横向流动方向成直角地，S卩，优选以与移动纸幅 或板幅的横跨机器的方向(CD)成直角地从分段腔室7延伸。为此，导引通道6. 1到6. η优 选布置成一条直线。分段通道9同样优选布置成一直线，该分段通道属于用于影响流量体 积的设备8，分段腔室7经由该分段通道连接到馈送管线12。段7. 1到7. η的每个优选连 接到分段通道9，该通道9经由馈送管线12被馈送涂布介质，馈入的体积流量能够通过各个 阀门10进行调节。因此，对应数量的分段通道9和馈送管线12同样根据段7. 1到7. η的 数量进行设置。导引通道6. 1到6. η沿着排出宽度的流动阻力大致相等并且至少为 ImWC(9. SlkPa)。导引通道6. 1到6. η的管段优选具有圆形横截面。每米排出宽度或出口 宽度的导引通道6.1到6. η的数量是可选择的。导引通道的数量在3到66的范围内。为 了抵制边缘流动，将导引通道之间的距离配置为能够在出口宽度范围内变化是有利的。从 流体力学的观点来看，这是有利的，即，将导引通道6. 1到6. η配置为以使得在如流动方向 S所见的它们的端部区域中它们具有顶部宽度小于0. 3毫米的钝端，或圆端，以为了避免在 端部边缘处形成不希望的涡流分离。导引通道6. 1到6. η的加宽优选被配置为以使扩散器流的速度分布呈现出高的对 称性，避免反向流动。由于涂布化合物的高粘性和相当低的速度，因此这是Jeffery-Hamel 扩散流。加宽角，具体地在扩散器的轴(平分线)和壁之间的角度，优选小于25度。流接触到的帘幕式涂布机部分被机械和化学地加压。因此这是有利的，即，导引通 道6. 1到6. η形成为单个模块，该模块例如包括2到10个，特别是3到5个的导引通道6. 1 到6. η。结果，这些模块能被更容易地替换以便进行对例如改变的操作窗口的适配。压力损失产生在用于一个区域接一个区域地影响体积的设备8中以及在导引通 道6. 1到6. η中。通过设备8的阀门10的压力损失优选大于通过导引通道6. 1到6. η中 的一个的流动阻力，导引通道的在入口侧上的管段同样形成限制器。压力损失的分布优选 为分配给设备8的节流点的两个流动阻力的总和的至少50%，优选高至75%。其中体积流 量一个区域一个区域地被影响的区域中的压力损失因此优选大于其中流的速度剖面变平/ 变均勻(even out)的区域中的压力损失。阀门10在分流中分别产生的压力损失，所述分 流被加宽为与节距对应的腔室宽度。如图1所示，馈送腔室14可被实施为横向流的分配器。如图4所示，替代地，还可 设置具有中心馈送装置16和径向布置的流出连接器20的直立径向分配器15。径向分配器 15可具有带气垫17的脉动阻尼器和带有为已知方式的多孔板19的隔膜18。径向分配器 15经由在流出连接器20上的柔性馈送管线12被连接到分段通道9。图5示出设计为狭槽模具的储料器1。在此，以上解释以对应的方式适用，因为根 据本发明描述的储料器(喷嘴主体)1可通过滑动型的方法或狭槽型的方法用于帘幕式涂 布。
权利要求
1.一种帘幕式涂布机，用于将涂布介质以实质上在重力下移动的帘幕形式排出到移动 纸幅或板幅上，该帘幕式涂布机包括储料器(1)，该储料器具有沿着排出宽度延伸的腔室(7)，所述涂布介质经由至少两个 馈送管线(12)馈送到所述腔室，所述至少两个馈送管线的每个具有用于调节馈入的涂布 介质的体积流量的设备，以及流动通道(6)，该流动通道经由外部狭槽将涂布介质作为帘幕排出，其特征在于，所述流动通道(6)被分隔成扩散器块的大量的单独的加宽导引通道(6. 1到6.Π)，该 导引通道在入口侧上邻接腔室(7)，该腔室至少在一些区域中沿着排出宽度被再分成多段 (7. 1到7. η)，该多段(7. 1到7. η)的每个段被连接到馈送管线(12)并且具有跨越所述扩 散器块的多个导引通道(6. 1到6. η)的节距。
2.如权利要求1所述的帘幕式涂布机，其特征在于，所述扩散器块的所述导引通道 (6. 1到6. η)布置为与所述分段的腔室(7)成直角。
3.如权利要求1或2所述的帘幕式涂布机，其特征在于，所述腔室的段(7.1到7.2)的 节距和所述导引通道(6.1到6. η)的节距的比率是在2 10到3 5的范围内。
4.如权利要求1到3中的任一项所述的帘幕式涂布机，其特征在于，所述腔室(7)的 段(7. 1到7. η)的每个在入口侧上具有分段通道(9)，用于形成产生压力损失的分流，该分 流加宽成与所述节距对应的腔室宽度。
5.如权利要求4所述的帘幕式涂布机，其特征在于，阀门(10)中的压力损失大于所述 导引通道(6.1到6. η)中的压力损失。
6.如权利要求1到3中的任一项所述的帘幕式涂布机，其特征在于，所述导引通道 (6. 1到6. η)具有在入口侧上彼此间隔开的单独的管段，每个所述管段结合到加宽段中，用 于使来自所述导引通道(6. 1到6. η)的分流在所述出口侧上组合。
7.如权利要求6所述的帘幕式涂布机，其特征在于，所述导引通道(6.1到6.11)的管段 的长度和开口宽度能够被选择成以便使沿着排出宽度的流动阻力变均勻。
8.如权利要求1到7中的任一项所述的帘幕式涂布机，其特征在于，设置外部腔室 G)，该外部腔室经由所述外部狭槽将涂布介质作为帘幕排出，并且流动通道(6)布置所述 腔室(7)和所述外部腔室(4)之间。
9.如权利要求1到8中的任一项所述的帘幕式涂布机，其特征在于，所述导引通道 (6. 1到6. η)沿着排出宽度的流动阻力大致相等并且至少为lmWC。
10.如权利要求1到9中的任一项所述的帘幕式涂布机，其特征在于，所述导引通道 (6.1到6. η)排成一条直线。
11.如权利要求1到10中的任一项所述的帘幕式涂布机，其特征在于，将流限制住的各 个导引通道(6. 1到6. η)的壁的加宽角被选择为各涂布介质的体积流量、密度和动态粘度 的函数。
12.如权利要求1到11中的任一项所述的帘幕式涂布机，其特征在于，所述导引通道 (6. 1到6. η)形成为具有多个导引通道的可替换的模块。
13.如权利要求1到12中的任一项所述的帘幕式涂布机，其特征在于，机械宽度馈送腔 室(14)被实施为横向流动分配器。
14.如权利要求1到12中的任一项所述的帘幕式涂布机，其特征在于，具有径向布置的 流出连接器00)的径向分配器(15)被连接到馈送管线(12)。
全文摘要
一种帘幕式涂布机，用于将涂布介质以实质上在重力下移动的帘幕形式排出到移动纸幅或板幅上，该帘幕式涂布机包括具有沿着排出宽度延伸的腔室(7)的储料器(1)以及经由外部狭槽将涂布介质作为帘幕排出的流动通道(6)，其中，流动通道(6)被分隔成扩散器块的大量的单独的加宽导引通道(6.1到6.n)，该导引通道在入口侧上邻接腔室(7)，该腔室至少在一些区域中沿着排出宽度被再分成多段(7.1到7.n)，该多段(7.1到7.n)的每个段被连接到馈送管线(12)并且具有跨越扩散器块的多个导引通道(6.1到6.n)的节距。
文档编号D21H23/48GK102039253SQ20101024599
公开日2011年5月4日 申请日期2010年8月3日 优先权日2009年10月9日
发明者安德烈亚斯·佩希, 爱德华·达维丹科 申请人:安德里茨库斯特斯有限责任公司