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Trocknungsvorrichtung für Gießmaschinen zur Herstellung von Aoetatfolien
Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung fUr Gaiemaschinen zur Herstellung
von Acetatfolien durch Auftragen einer transparenten, filmbildenden Celluloseacetatlösung
auf ein endloses Band und Verdampfen des Lösungsmittels unter Wärmeeinwirkung von
beiden Seiten des Bandes, mit der die Dickengleichmäßigkeit der Folien durch Steuerung
des Trocknungoverlaufs wesentlich verbessert werden kann.
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Es ist bekannt, daß die Dicke von Folien aus Cellulosetriacetat sowohl
in Quer-als auch in Längsrichtung um einen Mittelwert schwankt. Die Qualität einer
Folie hängt aber wesentlich von der Dickengleichmäßigkeit ab. Sie ist z. B. besonders
wichtig für die Beschichtung von Folien mit photographischen Emulsionen.
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Besonders augenfällig werden die Dickenuntersehiede der Folie, wenn
sie in einer lange von mehreren hundert Metern auf einen Kern aufgerollt ist. Die
Rollenoberfläche zeigt dann ein unruhiges, längsstreifiges Aussehen. Diese Erscheinung
wird in besonderem Maße bei Foliendicken unterhalb 0, 150 mm beobachtet. Soweit
dickere Folien im sogenannten Doppelschichtverfahren hergestellt werden, wobei zunächst
eine dünnere Schicht gegossen und nach einer gewissen Trooknungszeit eine
zweite
daraufgegossen wird, trifft oben beschriebener Qualitätsmangel auch für dickere
Folien zu.
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Die starken Diokensohwankungen bei dünnen Foliensorten (siehe z. B.
das Dickenprofil einer ca. 0, 100 mm dicken Folie in Bild la und lb) sind nun nicht
etwa auf mangelnde Präzision der Gießerausflußöffnung zurückzuführen, sondern entstehen
vielmehr erst während der Trocknung. In der englischen Patentschrift 897 909 ist
ein Verfahren zum kontinuierlichen GieBen von Kunststoffolien beschrieben, wobei
die LacklUsung auf eine vertikal angeordnete, rotierende Flache aufgetragen wird.
Um der Verdunstung des Ldsungsmittels und einer gleichzeitigen Verfestigung der
Lacklosung vorzubeugen bzw. um eine Hautbildung zu vermeiden, ist in der Nähe der
Begußauftragsstelle ein Abschirmblech angeordnet. Dies ist lediglich eine allgemeine
Maßnahme zur Beeinflussung des Trocknungsprozesses, verhindert jedoch das Auftreten
der eingangs erwähnten Diokenschwankungen nicht, auch nicht bei Bandgießmaschinen
(siehe amerikanische Patentschrift 2 344 482), die durch unzureichende Anpassung
der Hitzeleistung an die Verdunstungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels im oberen
Bandsohacht verursacht werden. Dieser Mangel kann durch eine einfache Vorriohtung
beseitigt werden, mittels der sich der Trocknungsprozeß steuern läßt.
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Erfindungsgemäß wird über der mit Gießlösung beaufschlagten Oberseite
des Metallbandes einer GieBmasohine ein Zwischenboden
angebracht,
so daB der über dem Metallband befindliche Strdmungskanal für die Trocknungsluft
in zwei Kanäle unterteilt wird und der Zwischenboden zur Steuerung der Verdunstungsgeschwindigkeit
verstellbare Spaltöffnungen enthält, deren Breite gleioh der Bandbreite und deren
Linge so groß ist, daß das Verhältnis der Summe aller Spaltflächen zur Gesamtfläohe
des Bandes unter dem Zwisohenboden etwa 0, 2 beträgt.
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Der Abstand des Zwischenbodens Uber dem Metallband, der im wesentliohen
die erste Trocknungshälfte Uberdeckt, beträgt weniger als 25 mm, der Zwischenraum
von Spaltöffnung zu Spaltbffnung vorzugsweise weniger als 1000 mm.
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Da die Wärmezufuhr während der ersten Trocknungshälfte in vielen Fällen
hauptsächlich an die Unterseite des Metallbandes erfolgt, verdunstet das Lösungsmittel
aus der Gießlösung nun in folgender Weise : Über dem Zwischenboden strömt Luft,
welche das an den Spaltöffnungen aus der Gießlösung verdunstende Lösungsmittel aufnimmt
und forttransportiert. Je nach Weite der Spaltöffnungen verdunstet an diesen Stellen
mehr oder weniger Lösungsmittel, so daß dadurch die Verdunstungsgeschwindigkeit
der Heizleistung angepaßt werden kann. Auf diese Weise läßt sich die Gleichmäßigkeit
der Foliendicke und damit die Folienqualität wesentlich verbessern ; denn es zeigte
sich, daß die beschriebenen
Querschnittsschwnakungen darauf zurückzuführen
sind, daß sich die GieBlösung während der ersten Trooknungshilfte aufgrund zu großer
Verdunstungsgesohwindigkeit des Lösungsmittels einerseits und nicht ausreichender
Wärmezufhur andererseits zu stark abkühlt.
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Dabei ist sowohl der Temperaturgradient als auch die absolute Größe
der Temperaturdifferenz von Einfluß.
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Die umgekehrte Maßnahme dagegen, die Heizleistung der Verdunstungsgeschwindigkeit
anzupassen, ist im Gegensatz zur Erfindung mit erheblichen technischen Schwierigkeiten
verbunden, da die zu Beginn der Trocknung auftretenden Verdunstungsgeschwindigkeiten
gewöhnlich sehr groö sind und sich sehr stark ändern.
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In der deutschen Patentschrift 731 433 wird in den Trocknungskanal
einer Trommelgießmaschine ein verstellbares Zwischengehäuse eingebaut, welches die
Anpassung der Luftgesohwindigkeit an die Trocknungseigensohaften verschiedener GießlUsungen
gewährleisten soll. Dabei wird die Höhe des Trocknungskanals über der Oberflache
der Gießlösung örtlioh verändert, wobei die Trocknungsluft ausschließlich durch
den von dem Zwischengehäuse und der Begußoberfläche gebildeten Kanal strömt. Der
Raum über dem Zwisohenboden erfüllt darin keine Funktion mehr, wdhrend gerade dieser
beim Anmeldungsgegenstand für das Erreichen des gewünschten Effekts ausgenutzt wird.
In Verbindung mit den im Zwischenboden erfindungsgemäß verstellbaren Schiebern läßt
sich die Trooknungsgesohwindigkeit auf die vorgegebene Heizleistung abstimmen und
eine gleichmäßigere Foliendioke als bisher in einfacher und wirkungsvoller Weise
erreichen.
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Überraschenderweise zeigt sich ferner, daB die bei der Herstellung
von Cellulosetriaoetatfolien gewöhnlich erretohten mittleren Trooknungsgesohwindigkeiten
durch die beschriebene Erfindung Keinesfalls verkleinert werden. Die Vermutung einer
Verinderung der Trooknungsgesohwindigkeit liegt zunächst nahe, da die Verdusntungsfläche
im oberen Bandkanal durch den nur mit Spaltöffnungen versehenen Zwischenboden stark
reduziert wird. DengegenUber zeigte sich nun, daß die Trocknungsdauer bis zun Abziehen
der Folie von Metallband möglicherwesie noch verkurzt werden kann, wenn die Gießlosung
bei Trooknungsbeginn nicht mit der größtmöglichen Verdunatungsgesohwindigkeit getrooknet
wird.
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Dies int darauf zurückzuführen, daB die Oberfläche der Gießlosung
kurz nach Trooknungsbeginn aufgrund des großen Sättigungsdampfdruckes des Lösungsmittels
und der entsprechenden groBen Verdunstungsgeschwindikgeit schnell an Lösungsmittel
verrat und sich eine donne Haut bildet. Duroh eine sehr große anfängliche Verdunstungsgeschwindigkeit
wird die Bildung dieser Haut, die einen sehr groBen Diffusionswiderstand besitzt,
Beschleunigt und damit die VErdunstungsgeschwindigkeit anschließend stark verringert.
Bei geringerer anfänglicher Verdunstungsgeschwindigkeit werdne die Bildung und das
Anwachsen der Haut dagegen veröqgert, wodurch insgesawmt kürzere Trocknungszeiten
erreicvht werdne können, Dieser physikalische Saohverhalt wird mit der beschriebenen
Erfindung ausgenutzt, so daß neben der Verbesserung der Folienqualitä auch eine
Erhöhung der Trocknungsleistung möglich erocheint.
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Die Wirkung der vorliegenden Erfindung wird im folgenden an Hand von
Dickendiagrammen von Aoetatfolien veranschaulicht.
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Bild 1 zeigt das in Quer- (la) und Ldngsrichtung (ib) gemessene Dickenprofil
einer Cellulosetriacetatfolie von 0, 100 mm mittlerer Dicke. Die Folie wurde an
einer BandgieBmaschine hergestellt, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen
war. Ihre Wirksamkeit war jedoch zunächst dadurch eliminiert, daß die Trocknungsluft
unter dem Zwischenboden hindurchströmte und damit die an BandgieBmasohinen übliche
Trocknungsbedingungen vorlagen. Die §rmezufuhr erfolgte mittels elektrischer Heizplatte
an die Unterseite des Kupferbandes.
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Während an der Maschine im stationären Zustand eine Folie mit dem
in Bild 1 dargestellten Dickenprofil hergestellt wurde, wurde unter sonst gleichen
Bedingungen die Trocknungsluft im oberen Bandschacht nach dem erfidnungsgemäßen
Verfahren über den Zwischenboden geleitet und die Spaltöffnungen so eingestellt,
daB die Gießlösung bei annWhernd konstanter Temperatur trocknete.
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Das Dickenprofil der so hergestellten Folie in Quer- (2a) und Längsrichtung
(2b) ist in Bild 2 dargestellt, Aus dem Vergleich der Profile von Bild 1 und Bild
2 ist deutlich zu ersehen, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Folie mit
wesentlich gleichm§ßigerem Querschnitt hergestellt werden kann.
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- Patentanspruüche -