Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von flächigem Material, insbesondere Platten, Film oder Folie, wobei die Vorrichtung wenigstens einen quer zur Längsrichtung des flächigen Materials angeordneten leistenformigen oder stabformigen Streifen aufweist, wobei das flächige Material an dem Streifen in Längsrichtung vorbeibewegt wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Behandeln von flächigem Material mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Mit der Erfindung soll eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Behandeln von flächigem Material bereitgestellt werden.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Vorrichtung zum Behandeln von flächigem Material, insbesondere Platten, Film oder Folie, vorgesehen, wobei die Vorrichtung wenigstens einen quer zur Längsrichtung des flächigen Materials angeordneten leistenformigen oder stabformigen Streifen aufweist, wobei das flächige Material an dem Streifen in Längsrichtung vorbei bewegt wird, wobei der Streifen wenigstens über ein Teil seiner Außenfläche, der dem flächigen Material zugewandt ist, aus porösem, für Fluid durchlässigen Metallschaum besteht und wobei Mittel zum Fördern eines Behandlungsfluids durch den Metallschaum in Richtung auf das flächige Material vorgesehen sind.

Eine wenigstens abschnittsweise Ausbildung des Streifens aus porösem, für Fluid durchlässigem Metallschaum erlaubt es, ein flüssiges oder gasförmiges Behandlungsfluid durch den Metallschaum äußerst gleichförmig in Richtung auf das flächige Material zu richten. Speziell kann der Nachteil von Einzeldüsen vermieden werden, bei denen in der Regel immer eine räumlich gesehen ungleichmäßige Strömungsverteilung vorhanden ist. Durch Verwendung eines offenporigen Metallschaums können dahingegen über die gesamte Fläche des Streifens konstante Strömungsverhältnisse erreicht werden. Dies ist gerade bei sehr empfindlichem flächigem Material, beispielsweise beschichteten Platten, Film oder Folie, äußerst vorteilhaft.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Streifen als Rohr ausgebildet, wobei das Rohr wenigstens über einen Teil seines Außenumfangs aus dem Metallschaum besteht.

Bei Vorsehen eines Rohrs kann das Behandlungsfluid im Innenraum des Rohrs zugeführt und dann radial nach außen durch das Rohr ausgegeben werden. In Weiterbildung der Erfindung besteht das Rohr vollständig aus Metallschaum.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein Teil des Außenumfangs des Rohres gasundurchlässig ausgebildet.

Auf diese Weise kann ein Strom des Behandlungsfluids gerichtet ausgegeben werden. Der Metallschaum kann beispielsweise durch Überschleifen, Überdrehen oder auch Beschichten, beispielsweise mit Klebstoff, gasundurchlässig gemacht werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Metallschaum ein Edelstahlmetallschaum, insbesondere aus einem Chrom-Nickel-Edelstahl.

Auf diese Weise können zum einen hohe Standzeiten erreicht werden und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch in korrosiven Umgebungen einsetzbar.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Metallschaum zwischen 45% und 80% Nickel und zwischen 15% und 45% Chrom auf.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Metallschaum Kohlenstoff, Kupfer, Eisen, Molybdän, Mangan, Phosphor und/oder Zink auf, jeweils mit einem Prozentsatz von weniger als 1 %.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Metallschaum eine Porosität von 90% oder mehr auf.

Die Porosität bezieht sich auf die Hohlräume im Schaummetall. Eine Porosität von 90% bedeutet, dass 90% des Gesamtvolumens aus Luft oder Hohlräumen bestehen und nur 10% aus Feststoff.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Metallschaum eine mittlere Porengröße im Bereich zwischen 0,3 mm und 2,5 mm auf. Metallschaum hat eine mehr oder weniger statistische Verteilung der Porengröße, so dass lediglich eine mittlere Porengröße angegeben werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung als Schleuse ausgebildet.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können als berührungslose arbeitende Schleusen vorteilhafterweise insbesondere dort eingesetzt werden, wo ein Behandlungsraum von der Umgebung abgetrennt werden soll und wo das zu behandelnde flächige Material beim Passieren der Schleuse noch äußerst empfindlich ist. Eine erfindungsgemäße Schleuse kann eine äußerst gleichmäßige Strömungsverteilung erreichen, so dass ein zu behandelndes flächiges Material nicht oder lediglich unwesentlich durch das Schleusengas beeinträchtigt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein Behandlungsraum vorgesehen, wobei der wenigstens ein Streifen in dem Behandlungsraum angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich in besonderer Weise zum Nachbehandeln von flächigen Materialien, beispielsweise mittels flüssiger oder gasförmiger Behandlungsfluide. Durch den erfindungsgemäß verwendeten Metallschaum kann eine sehr gleichmäßige Strömung des Behandlungsfluids in Richtung auf das zu behandelnde flächige Material erzielt werden, so dass sich auch eine sehr gleichförmige Oberflächenbeschaffenheit des behandelten flächigen Materials ergibt.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel zum Fördern eines Behandlungsfluids zum Fördern von Kaltgas oder Heißgas ausgebildet.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Streifen als Rohr ausgebildet und besteht wenigstens über 180° seines Außenumfangs aus Metallschaum.

Durch diese Maßnahmen kann der Stab zur Behandlung von bahnförmigem Material verwendet werden, das bogenförmig entlang seinem Außenumfang geführt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist das flächige Material bahnförmig ausgebildet und wird entlang dem Außenumfang des Streifens umgelenkt und ändert seine Richtung.

In Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Streifen im Abstand angeordnet, wobei das flächige Material zwischen den Streifen durchgeführt wird.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Behandeln von flächigem Material, insbesondere Platten, Film oder Folie, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dem das Vorbeibewegen eines zu behandelnden flächigen Materials an wenigstens einem quer zur Längsrichtung des flächigen Materials angeordneten leistenförmigen oder stabförmigen Streifens vorgesehen ist, wobei der Streifen wenigstens über einen Teil seiner Außenfläche, der dem bahnförmigen Material zugewandt ist, aus porösem, gasdurchlässigem Metallschaum besteht, und bei dem das Fördern eines Behandlungsfluids durch den Metallschaum in Richtung auf das flächige Material vorgesehen ist. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen und wie sie in den einzelnen Figuren dargestellt sind, können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln von flächigem Material gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Abschnitts der Vorrichtung der Fig. 1 ,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Abschnitts der Vorrichtung der Fig. 1 ,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer als Schleuse ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren, als Schleuse ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Darstellung der Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Behandeln von flächigem Material, wobei durch die dargestellte Vorrichtung 10 eine bahnförmige Folie 12 behandelt bzw. beschichtet, getrocknet und dann noch nachbehandelt wird. Die Folie 12 ist auf einer Vorratstrommel 14 aufgewickelt und wird einer Beschichtungsvornchtung 16 zugeführt. Durch die Beschichtungsvornchtung 16 wird ein zunächst flüssiges Material auf die Folie 12 aufgebracht, das dann einen Flüssigkeitsfilm auf der Oberseite der Folie 12 bildet. Unmittelbar nach der Auftragsvorrichtung folgt ein erster Trockner 18 sowie dann ein Schwebetrockner 20. Im Schwebetrockner 20 wird die Folie 12 von beiden Seiten her getrocknet. Stromaufwärts und stromabwärts des Schwebetrockners 20 sind erfindungsgemäße Schleusen 22 bzw. 24 angeordnet. Die Schleusen 22 und 24 weisen jeweils zwei aus Metallschaum bestehende Rohre 26 auf, durch die Schleusengas in Richtung auf die Folie 12 gefördert wird. Die Rohre 26 sind jeweils in einem Schleusenraum angeordnet, aus dem das Schleusengas dann wieder abgesaugt wird. Die Schleuse 24 weist vier Rohre aus Metallschaum 26 auf, wobei zwei der Rohre 26 oberhalb und zwei der Rohre 26 unterhalb der Folie 12 angeordnet sind. Oberhalb und unterhalb der Folie 12 ist jeweils ein Schleusenraum angeordnet, aus dem das Schleusengas dann wieder abgesaugt wird.

Stromabwärts des Schwebetrockners 20 ist eine Nachbehandlungsvorrichtung 28 vorgesehen, in der die Folie 12 mittels Behandlungsflüssigkeit nachbehandelt wird. Die Vorrichtung 28 weist mehrere Rohre 30 auf, die jeweils aus gasdurchlässigem Metallschaum bestehen und durch die eine Behandlungsflüssigkeit in Richtung auf die Folie 12 gefördert wird. Die Rohre 30 sind innerhalb eines Tanks 32 angeordnet, in dem sich ebenfalls die Behandlungsflüssigkeit befindet.

Stromabwärts der Vorrichtung 28 ist eine erfindungsgemäße Heißgasbehandlungsvorrichtung 34 vorgesehen. Die Vorrichtung 34 weist innerhalb eines Behandlungsraums 36 angeordnete Rohre 38 auf, um die die Folie 12 jeweils umgelenkt wird und die aus gasdurchlässigem Metallschaum bestehen. Durch die Rohre 38 wird Heißgas in Richtung auf die Folie 12 gefördert. Die Folie 12 wird dadurch im Abstand von den Rohren 38 gehalten, auch wenn dies in der Darstellung der Fig. 1 nicht erkennbar ist. Wie zu erkennen ist, ist die Folie 12 so um die Rohre 38 umgelenkt, dass sowohl die Unterseite als auch die Oberseite der Folie 12 mittels Heißgas behandelt wird, das sehr gleichmäßig über wenigstens einen Teil des Außenumfangs der Rohre 38 in Richtung auf die Folie 12 gefördert wird. Das Gas gelangt in den Behandlungsraum 36, aus dem es dann wieder abgesaugt wird.

Nach Verlassen des Behandlungsraums 36 wird die Folie 12 auf eine Vorratstrommel 40 aufgewickelt.

Mit der Ziffer 42 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bezeichnet, die alternativ zu der Vorrichtung 28 eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung 42 ist für die Behandlung sowohl mit gasförmigem als auch flüssigem Behandlungsfluid vorgesehen. Die Vorrichtung 42 weist an ihrem Eingang zwei Schleusenrohre 26 auf, die Schleusengas in Richtung auf die Folie 12 fördern und die verhindern, dass Umgebungsluft in einen Behandlungsraum 44 der Vorrichtung eintritt. In gleicher Weise sind am Ausgang des Behandlungsraums 44 zwei Schleusenrohre 26 aus Metallschaum angeordnet, durch die ebenfalls Schleusengas in Richtung auf die Folie 12 gefördert wird und die ebenfalls verhindern, dass Umgebungsluft in den Behandlungsraum 44 eintritt. Innerhalb des Behandlungsraums sind unterhalb der Folie 12 mehrere Rohre 46 aus Metallschaum angeordnet, durch die Behandlungsgas in Richtung auf die Unterseite des Films 12 gefördert wird. Die Darstellung der Fig. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 48, die die bereits erläuterte Vorrichtung 28 der Fig. 1 beinhaltet. Stromaufwärts und stromabwärts des Behandlungstanks 32 der Vorrichtung 28 sind Schleusen 50 bzw. 52 vorgesehen, durch die die Folie 12 in den Behandlungstank 32 eingeführt bzw. Wieder aus diesem herausgeführt wird. Die Schleusen 50, 52 weisen jeweils zwei oberhalb und zwei unterhalb der Folie 12 angeordnete Rohre 26 aus Metallschaum auf, durch die Schleusengas in Richtung auf die Oberseite bzw. Unterseite der Folie 12 gefördert wird. Die Rohre 26 sind jeweils innerhalb eines Schleusenraumes angeordnet, aus dem das Schleusengas abgesaugt wird. Die Schleusen 50, 52 verhindern, dass Umgebungsluft in den Behandlungstank 32 eintritt.

Die Darstellung der Fig. 3 zeigt die Vorrichtung 42 der Fig. 1 erneut, wobei auf eine Wiederholung der Erläuterung der Vorrichtung 42 verzichtet wird.

Die Darstellung der Fig. 4 zeigt schematisch den Abschnitt 34 der Vorrichtung 10 der Fig. 1. Auch hier wird auf eine erneute Erläuterung des Aufbaus und der Funktion der Vorrichtung 34 verzichtet.

Die Darstellung der Fig. 5 zeigt schematisch eine als Schleuse ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung 60. Oberhalb und unterhalb der Folie 12 sind jeweils zwei Rohre 26 aus Metallschaum angeordnet. Wie der Darstellung der Fig. 5 zu entnehmen ist, ist lediglich die untere Hälfte 62 des Außenumfangs der Rohre 26 gasdurchlässig ausgebildet. In der oberen Hälfte 64 des Außenumfangs sind die Poren des Metallschaums der Rohre 26 verschlossen. Dies kann beispielsweise durch Überschleifen oder auch Beschichten des Metallschaums erfolgen. Gas aus dem Inneren des Rohres 26 tritt dadurch lediglich über einen Winkelbereich von 180° des Außenumfangs aus, und zwar lediglich in Richtung auf die Folie 12. Durch die zahlreichen offenen Poren des Metallschaums im Abschnitt 62 wird eine sehr gleichmäßige Strömung des Schleusengases in Richtung auf die Folie 12 erzielt. Die Rohre 26 sind in einem oberen Schleusenraum 66 bzw. einem unteren Schleusenraum 68 angeordnet, der einerseits durch die Folie 12 und andererseits durch jeweils eine poröse, gasdurchlässige Metallplatte 70 begrenzt ist. Die Metallplatten 70 können ebenfalls aus Metallschaum bestehen. Seitlich werden die Schleusenräume 66, 68 durch die Seitenwände einer Doppelhaube 72 bzw. 74 begrenzt, die bis kurz vor die Oberseite bzw. die Unterseite der Folie 12 reicht. In dem Hohlraum zwischen den Wänden der Doppelhauben 72, 74 ist ein weiterer Strömungsraum geschaffen, durch den ebenfalls Schleusengas abgesaugt werden kann. Schleusengas strömt durch die jeweiligen Abschnitte 62 der Rohre 26 in Richtung auf die Folie 12, wird dann jeweils seitlich abgelenkt und über die gasdurchlässigen Platten 70 einerseits und andererseits durch die Strömungsräume in den Hauben 72, 74 abgeführt. Ein solcher Aufbau der Schleuse 60 erlaubt eine sichere Abdichtung gegenüber dem Eintreten von Umgebungsluft in einen nachfolgenden Behandlungsraum eines Trockners 76. Dennoch wird die Folie 12 in der Schleuse nicht berührt und auch nicht durch starke und vor allem ungleichmäßige Schleusengasströmungen beaufschlagt, da ja über die zahlreichen offenen Poren der Abschnitte 62 der Rohre 26 eine sehr gleichmäßige Schleusengasstromung in Richtung auf die Folie 12 erzielt werden kann.

Der Trockner 76 ist als Schwebetrockner ausgebildet und weist oberhalb und unterhalb der Folie 12 jeweils eine poröse, gasdurchlässige Metallplatte 78 aus Metallschaum auf. Oberhalb bzw. unterhalb der Metallplatten 78 ist jeweils ein Strömungsraum angeordnet, durch den Gas parallel zu den Metallplatten 78 strömt. Durch den Venturi-Effekt wird dadurch Gas aus einem jeweiligen Trockenraum 80 oberhalb der Folie bzw. einem Trockenraum 82 unterhalb der Folie 12 angesaugt und abgefördert.

Die Darstellung der Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 90, die als Schleuse ausgebildet ist und die stromaufwärts eines nicht näher erläuterten Trockners 92 angeordnet ist.

Auch die Schleuse 90 weist vier Rohre 26 aus Metallschaum auf, wobei jeweils nur ein Winkelbereich von 180°, der der Folie 12 zugewandt ist, gasdurchlässig ausgebildet ist. Insofern sind die Rohre 26 identisch zu den anhand der Fig. 5 erläuterten Rohren 26 ausgebildet. Durch die Rohre 26 wird Stickstoff als Schleusengas in Richtung auf die Folie 12 gefördert. Zwischen den beiden oberhalb der Folie 12 angeordneten Rohren 26 ist eine Metallschaumplatte 94 angeordnet und zwischen den unterhalb der Folie 12 angeordneten Rohren 26 ist ebenfalls eine Metallschaumplatte 96 angeordnet. Die Metallschaumplatten 94, 96 sind gasdurchlässig. Oberhalb der Metallschaumplatte 94 bzw. unterhalb der Metallschaumplatte 96 wird Gas abgesaugt.

Die Schleuse 90 der Fig. 6 ist gegenüber der Schleuse 60 der Fig. 5 etwas einfacher aufgebaut, da die Doppelhauben 72, 74 durch jeweils eine einwandig ausgebildete Haube 98, 100 ersetzt sind.

Die Darstellung der Fig. 7 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 10, die als Heißgasbehandlungsvorrichtung ausgebildet ist. Die Vorrichtung 1 10 weist einen Behandlungsraum 1 12 auf, in dem insgesamt vier, jeweils aus Metallschaum bestehende Rohre 1 14, 1 16, 1 18 und 120 angeordnet sind. Die Rohre 1 14, 1 16, 1 18 und 120 sind jeweils entweder über ihren gesamten Außenumfang oder nur über den Umschlingungswinkel der zu behandelnden Folie 12 gasdurchlässig ausgebildet. Die zu behandelnde Folie 12 wird mäanderförmig um die Rohre 1 14, 1 16, 1 18 und 120 herumgeführt und wird an jedem Rohr 1 14, 1 16, 1 18 und 120 um jeweils etwas mehr als 180° umgelenkt. Die Umlenkung der Folie 12 erfolgt dabei berührungslos, da vom Innenraum der Rohre 1 14, 1 16, 1 18, 120 jeweils Heißgas radial nach außen in Richtung auf die Folie 12 gefördert wird. Durch das Rohr 1 14 wird dabei Heißgas mit einer Temperatur von 150°C in Richtung auf die Folie 12 gefördert, durch das Rohr 1 16 Heißgas mit einer Temperatur von 200°C, durch das Rohr 1 18 Heißgas mit einer Temperatur von 250°C und durch das Rohr 120 Heißgas mit einer Temperatur von 200°C. Die Folie 12 kann dadurch einer abgestuften Temperaturbehandlung unterzogen werden, wobei, wie ausgeführt wurde, die Folie 12 dabei berührungslos durch die Heißgasströme aus den Rohren 1 14, 1 16, 1 18 und 120 durch den Behandlungsraum 1 12 geführt wird. Aus dem Behandlungsraum 1 12 wird über eine Austrittsöffnung 122 Gas abgesaugt. Am Eintritt der Folie 12 in den Behandlungsraum 1 12 und am Austritt der Folie 12 aus dem Behandlungsraum 1 12 ist jeweils eine Schleuse 124 bzw. 126 angeordnet. Der Aufbau der Schleusen 124, 126 ist vergleichbar zu den bereits erläuterten Schleusen 60, 90 gemäß Fig. 5 und Fig. 6 und wird nicht erneut beschrieben.

Die Darstellung der Fig. 8 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 130 gemäß der Erfindung, die zur Behandlung des nicht dargestellten bahnförmigen Materials mit Behandlungsflüssigkeit vorgesehen ist. Die Vorrichtung 130 weist zahlreiche Rohre 132 auf, durch die jeweils Behandlungsflüssigkeit radial nach außen gefördert wird. Die Rohre 132 bestehen jeweils aus offenporigem Metallschaum, so dass die Behandlungsflüssigkeit sehr gleichmäßig radial nach außen über den Außenumfang der Rohre 132 ausgegeben wird. Ein zu behandelndes bahnförmiges Material, das in Fig. 8 nicht dargestellt wird, wird in geeigneter Weise zwischen die Rohre 132 eingefädelt und dann werden die Rohre 132 innerhalb eines Behandlungstanks 134 angeordnet. Behandlungsflüssigkeit strömt dann radial nach außen durch die Wände der Rohre 132 und führt dadurch das zu behandelnde bahnförmige Material berührungslos und mäanderförmig durch den Behandlungstank 134. Das bahnförmige Material kann dadurch kontinuierlich durch den Behandlungstank 134 hindurchgefördert werden und wird gleichmäßig von beiden Seiten her mit der Behandlungsflüssigkeit beaufschlagt. Die Porosität sowie die Porengröße der aus Metallschaum bestehenden Rohre 132 wird dabei auf die Viskosität beziehungsweise auf die Partikelgröße der Behandlungsflüssigkeit abgestellt, so dass die gewünschten Strömungsverhältnisse erzielt werden.