Table Of ContentAndreas Giessmann
Substrat-und Textilbeschichtung
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
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Andreas Giessmann
Substrat- und
Textilbeschichtung
Praxiswissen für Textil-, Bekleidungs
und Beschichtungsbetriebe
Mit 101 Abbildungen und 46 Tabellen
~Springer
Dr.-Ing. Andreas Giessmann
Coatema Coating Machinery GmbH
Benzstr. 14
41540 Dormagen
E-Mail: [email protected]
Internet: www.coatema.de
ISBN 978-3-662-10131-5 ISBN 978-3-662-10130-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-10130-8
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003
Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2003
Softcover reprint of the bardeover 1st edition 2003
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Einbandgestaltung: Struve & Partner, Heidelberg
Lektorat und Satz: Sigrid Cuneus, Berlin
Gedruckt auf säurefreiem Papier 68/3020 cu -543210-
Vorwort
Die Beschichtung von Substraten aus Textil, Papier oder Folie verleiht
dem Ursprungsmaterial jene Eigenschaften, die die qualitativ steigenden
Anforderungen an die in der Industrie eingesetzte Werkstoffe erfüllen. Die
Beschichtungsindustrie verzeichnet deshalb seit Jahren ein starkes Wachs
turn. Um der Komplexität der Beschichtung und der Bedeutung der Be
schichtungsindustrie gerecht zu werden, wird im vorliegenden Buch eine
ganzheitliche Betrachtung angestrebt. Der Schwerpunkt liegt jedoch auf
der Textilbeschichtung, welche der Textilveredlung zugeordnet wird, wenn
kein neuer Werkstoff entsteht, das Substrat aber eine weitere Funktion hin
zugewinnt Als Verfahren der klassischen Textilveredlung können die Ap
pretur oder das Färben von Textilien genannt werden, auf die hier nicht
näher eingegangen wird.
Bei der Beschichtung einer flexiblen Trägerbahn, d.h. durch das konti
nuierliche Aufbringen einer oder mehrerer Schichten in flüssiger oder
pastöser Form ist gerade das Hervorbringen von neuen Materialien und
somit neuen Anwendungsgebieten das angestrebte Ziel. Aus diesem Grund
sollte die Textilbeschichtung als gleichwertiges Gebiet der Veredlung an
gesiedelt werden. Dies ist nicht nur für die Begriffsbestimmung von ele
mentarer Bedeutung, sondern würde der herausragenden Stellung der Tex
tilbeschichtung innerhalb der Textilindustrie bzw. der Beschichtung als
Ganzes den ihr zustehenden Stellenwert geben.
Um neue Produkte zu kreieren, ist neben der eigentlichen Beschichtung
mit allen dazugehörigen Anlagen, Chemikalien und Verfahren auch das
weitere Umfeld zu betrachten. Der heutige schnelllebige Markt sowie der
finanzielle Druck in den Unternehmen (Stichworte Rating und Basel II)
zwingt die Beschichtungsindustrie äußerst ökonomisch und ökologisch
vorzugehen. Das Buch behandelt deshalb vor allem folgende Themen aus
führlich: Aufbau eines modernen Betriebes, V erfahren und Methoden der
Beschichtung, Umweltschutz sowie wirtschaftliche Aspekte (Investition).
Dormagen, im November 2002 Andreas Giessmann
Inhalt
1 Die Beschichtungsindustrie...... .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. . .. .. .. .. 1
1.1 Definitionen .. .......................... .................................... ................ 1
1.1.1 Einordnung und Abgrenzung der Beschichtung............... 2
1.1.2 Textilbeschichtung .. .................................... ..................... 3
1.1.3 Intelligente Textilien ........................................................ 4
1.2 Historischer Abriss...................................................................... 5
1.3 Globale Rahmenbedingungen und Marktentwicklung................ 6
2 Anforderungen an einen Beschichtungsbetrieb ...... .. .. .. .. .. .. .. ...... .. . 11
2.1 Logistische Integration innerhalb eines Beschichtungsbetriebes 12
2.1.1 Technische Leistungen..................................................... 17
2.1.2 Logistikleistungen .. .. .. ...... .. .. .. .. .. .......................... ...... .. .. .. 20
2.1.3 Vertriebsleistungen........................................................... 21
2.2 Verwirklichung der Logistischen Integration .. .. ......................... 22
3 Grundelemente von Beschichtungsanlagen .................................... 25
3.1 Die Walze .................................................................................... 25
3.2 Auftragseinrichtungen ................................................................. 30
3.2.1 Rakelsysteme .................................................................... 32
3.2.1.1 Walzenrakel... .................................................... 32
3.2.1.2 Luftrakel ............................................................ 33
3.2.1.3 Gummituchrakel ................................................ 36
3 .2.1.4 StützrakeL.......................... .... .. .. .. .. .. .. .. .............. 37
3.2.1.5 Tischrakel.......................................................... 38
3.2.1.6 Spiralrakel ......................................................... 39
3.2.1.7 Kastenrakel.. ...................................................... 39
3.2.1.8 Kommabar ......................................................... 40
3.2.2 Walzenauftragssysteme .................................................... 41
3.2.2.1 Reverse-Roll-Coater .......................................... 41
3.2.2.2 Contra-Coater .................................................... 42
3.2.2.3 Roll-Coater und Raster Roller ........................... 42
3.2.2.4 Kiss-Coater ........................................................ 44
3.2.2.5 Rotationssiebdruck ............................................ 45
3.2.3 Pulverbeschichtung ........................................................... 46
3.2.4 Hot-Melt-Verfahren .......................................................... 47
VIII Inhalt
3.2.5 Spritzen ............................................................................. 51
3.2.6 Tauchen und Imprägnieren............................................... 53
3.2.7 Punkt- und Doppelpunktbeschichtung .............................. 54
3.2.8 Schaumbeschichtung ........................................................ 55
3.2.9 Sonstige Verfahren ........................................................... 56
3.2.9.1 Kalandrieren ........................................................ 56
3.2.9.2 Koagulieren.......................................................... 57
3.3 Warentransport ............................................................................ 58
3.3.1 Wicklung .......................................................................... 58
3.3.2 Warenbahnführung ........................................................... 61
3.3.3 Warenspeicher (Kompensator) ......................................... 62
3.3.4 Muldenspeicher ................................................................ 63
3.3.5 Spannrahmen.................................................................... 63
3.3.6 Antriebstechnik................................................................. 64
3.4 Zusatzaggregate . ............. .... .. ......... .. .. ................... .................. .. .. 68
3.5 Trocknungssysteme ..................................................................... 69
3.5.1 Trocknung ......................................................................... 69
3.5.1.1 Umluftkanal ......................................................... 69
3.5.1.2 Strahlenkanal ....................................................... 70
3.5.1.3 Düsenkanal .......................................................... 72
3.5.1.4 Heizwalze ............................................................ 73
3.5.2 Mindestabluft-Volumenstrom ........................................... 74
3.5.3 Temperatur-Steuerungseinheit. ......................................... 74
3.5.4 Thermalölboiler ................................................................ 75
3.5.5 Kühlung............................................................................ 75
3.6 Datenerfassung an Beschichtungsanlagen zur Qualitätssicherung76
3.6.1 Messdatenerfassung .......................................................... 76
3.6.2 Zugspannung .................................................................... 77
3.6.3 Temperaturen .................................................................... 78
3.6.4 Strömungsverhältnisse...................................................... 80
3.6.5 Flächengewicht ................................................................. 80
3.6.6 Warenfeuchte .................................................................... 81
4 Produktionsverfahren .. .. .. . .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. . . .. .. . .. .. .. 83
4.1 Beschichtungsmethoden...... .. ............................................ .... .. .. .. 84
4.1.1 Transferbeschichtung ....... .. .. .. .. ............ .. .. .. .. .... .. .... .......... 84
4.1.2 Direktbeschichtung ..... ........ .. .. ...... .. .. .. .. .. .. ............ .. .. .. ...... 85
4.2 Drucken ....................................................................................... 86
4.3 Lackieren..................................................................................... 87
4.4 Prägen .. .. .. .. ...... .. .... ...... .. .. .. ..... .. .. .. .. .. .................. ........ .. .. .. .. ........ 88
4.5 Turnbeln. .. .. .. .......... .. .. .. .... ....... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... .. .. .. 89
4.6 Kombinations verfahren............................................................... 91
4.7 Bellocken .................................................................................... 91
Inhalt IX
4.8 Kaschieren................................................................................... 93
4.8.1 Trockenkaschierung ......................................................... 95
4.8.2 Nasskaschierung ............................................................... 96
4.8.3 Flammkaschierung ........................................................... 96
4.9 Konfektionieren und Inspizieren ................................................. 97
4.10 Riebtrezepturen .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . 98
5 Pastenaufbereitung ........................................................................... 101
5.1 Vakuum-Sinusdissolver .............................................................. 102
5.2 Vakuum-Filter ............................................................................. 102
5.3 Dreiwalzenstuhl .......................................................................... 103
5.4 Wandschnellmischer ................................................................... 104
5.5 Lösemittelmischer ....................................................................... 104
6 Textilbeschichtung ............................................................................ 105
6.1 Eigenschaften des Endprodukts .................................................. 106
6.1.1 Trägermaterial .................................................................. 106
6.1.1.1 Faserstoff ............................................................. 106
6.1.1.2 Herstellungsprozess ............................................. 110
6.1.2 Beschichtung der Oberfläche ........................................... 113
6.1.3 Beschichtete Textilien als Schichtverbundwerkstoff ....... 115
6.1.3.1 Verbunderzeugnisse durch Streichbeschichtung .115
6.1.3.2 Streichmaschinen zur Herstellung von Kunst-
leder ..................................................................... 117
6.1.3.3 Streichmaschinen zur Herstellung von Fuß-
böden .................................................................... 119
6.1.3.4 Streichmaschinen zur Herstellung von Planen .... 121
6.1.3.5 Streichmaschinen zur Herstellung von Beklei-
dungsmaterialien .................................................. 122
7 Abgasreinigung in Beschichtungsbetrieben ................................... 123
7.1 Luftverunreinigung ..................................................................... 124
7.1.1 Emission ........................................................................... 126
7.1.2 Immission ......................................................................... 127
7.1.3 Grenzwerte ....................................................................... 127
7 .1.4 Luftreinhaltevorschriften .................................................. 128
7.2 Abgasreinigungsverfahren .......................................................... 129
7.2.1 Verfahren bei festen und flüssigen Schadstoffen ............. 129
7.2.1.1 Massenkraftabscheider. ........................................ 129
7.2.1.2 Filternde Abscheider ............................................ 130
7 .2.1.3 Elektrische Abscheider ........................................ 130
7.2.1.4 Nassarbeitende Abscheider .................................. 133
7 .2.1.5 Auswahlkriterien für Staubabscheider ................. 133
X Inhalt
7.2.2 Verfahren bei dampf- und gasförmigen Schadstoffen ...... 133
7 .2.2.1 Kondensationsverfahren ...................................... 134
7.2.2.2 Absorptionsverfahren ........................................... 134
7.2.2.3 Adsorptionsverfahren ........................................... 136
7.2.2.4 Biologische Sorptionsverfahren ........................... 138
7.2.2.5 Verbrennungsverfahren ....................................... 139
7.2.3 Kombinationsverfahren .................................................... 145
7.3 Anforderungen an Abgasreinigungsverfahren ............................ 145
7.4 Auswahl des Abgasreinigungssystems ....................................... 146
8 Wirtschaftlichkeitsüberprüfung durch Investitionsrechnung ...... 151
8.1 Strategische Wirtschaftlichkeitsbeurteilung ................................ 154
8.2 Die Geschäftsstrategie ................................................................. 155
8.3 Die Produktstrategie .................................................................... 156
8.4 Kostenelemente bei Beschichtungsanlagen ................................ 158
8.4.1 Investitionsausgaben ........................................................ 158
8.4.2 Betriebskosten .................................................................. 159
8.4.2.1 Personalkosten ..................................................... 159
8.4.2.2 Energiekosten ...................................................... 159
8.4.2.3 Wartungs- und Reparaturkosten .......................... 161
8.4.2.4 Sonstige Kosten ................................................... 162
8.4.2.5 Abschreibung ....................................................... 163
8.4.3 Annuität ............................................................................ 164
8.4.4 Gesamtkosten .................................................................... 165
8.5 Leistungselemente bei Beschichtungsanlagen ............................ 166
8.5.1 Flexibilität ........................................................................ 166
8.5 .2 Qualität ............................................................................. 166
8.5.3 Quantität ........................................................................... 166
8.6 Operative Wirtschaftlichkeitsbeurteilung ................................... 167
8.7 Darstellungsrechnung des Planungsergebnisses ......................... 172
8.7.1 Jahresumsatz ..................................................................... 172
8. 7.2 Gewinn .............................................................................. 173
8. 7.3 Zusammenfassung aller Kosten und Erträge .................... 17 4
8. 7.4 Vergleichskennzahl .......................................................... 17 5
Literaturverzeichnis .............................................................................. 177
Sachverzeichnis ...................................................................................... 181
