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Beschichtungsvorrichtung für ein Band Die Erfindung betrifft eine
Beschichtungsvorrichtung für ein Band mit einem oben offenen Behälter, der mit einer
Beschichtungsflüssigkeit gefüllt ist.
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Im allgemeinen wird z.B. eine Lochmaske für eine Farbkathodenstrahlröhre
durch ein Rasterätzverfahren erzeugt.
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Das Rasterätzverfahren besteht im wesentlichen aus den folgenden vier
Schritten: Erstens wird ein Metallband mit einer lichtempfindlichen Flüssigkeit
beschichtet, die auf den Flächen des Bandes einen lichtempfindlichen Film bildet.
Zweitens wird auf die beschichteten Fläche des Bandes durch Belichtung ein vorbestimmtes
Muster aufgebracht. Drittens wird das Muster auf der beschichteten Fläche des Bandes
entwickelt und viertens wird die beschichtete Fläche des Bandes gemäß dem Muster
geätzt. Beim Beschichten wird das Band horizontal bewegt, wobei das Band senkrecht
gestellt ist, während es einer Vorbehandlung unterworfen wird, z.B. verschiedenen
Arten von Waschen usw., und sodann auf jeder Seite mit der lichtempfindlichen Flüssigkeit
beschichtet wird, die von oben auf das Band gegossen wird, worauf das Trocknen des
Bandes folgt. Da jedoch die lichtempfindliche Flüssigkeit nur eine beschränkte Viskosität
besitzt, wird der
obere Teil des Bandes dünn und der untere Teil
des Bandes dick mit der lichtempfindlichen Flüssigkeit beschichtet. Die Flüssigkeit
sammelt sich hierbei an der unteren Kante des Bandes an und bildet hier eine bogenförmige
Fläche. Demzufolge ist die Dicke des Flüssigkeitsfilms, der sich an dem unteren
Teil des Bandes bildet, etwa zwei Mal so dick wie der Flüssigkeitsfilm an dem oberen
Teil des Bandes. Wenn der Film an dem oberen Teil z.B. eine Dicke von 3 P hat, hat
der Film an dem unteren Teil des Bandes eine dicke von etwa 6t . Wenn bei dem nachfolgenden
Belichtungsschritt das Muster auf das Band aufgedruckt wird, wird auf jede Seite
des Bandes eine Negativplatte aus Glas mit dem abzubildenden Muster dicht aufgebracht.
Wenn während dieses Arbeitsganges ein Band verwendet wird, das an der unteren Kante
eine derart ungleichmässige Oberfläche besitzt, wird die kostspielige Negativplatte
beschädigt, woraus wesentliche Nachteile etnstehen. Um diese Nachteile zu vermeiden,
wird das Band in bekannter Weise zunächst gewaschen, um die überstehenden Teile
der Schicht zu entfernen und sodann getrocknet. Bei einem derartig behandelten Band
hat die lichtempfindliche Schicht die Neigung, während des Trocknens abzusplittern
und sich auf dem Trockner abzulagern. Wenn dieses abgelagerte lichtempfindliche
Material getrocknet ist, fliegt es in Gestalt von kleinen Teilchen herum und lagert
sich auf dem Band in Gestalt von Staub ab. Wenn die Dicke des Films, der auf das
Band aufgebracht ist, über die Breite des Films bemerkenswert ungleichmässig ist,
entstehen beim Drucken, Belichten und Ätzen des Bandes wesentliche Schwierigkeiten.
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Es ist auch schon in Betracht gezogen worden, ein Band von oben in
einen Behälter einzuführen, der mit einer lichtempfindlichen Flüssigkeit gefüllt
ist und das Band auch von oben wieder aus dem Behälter zu entnehmen. In
diesem
Fall ist jedoch der Film, der auf der einen Seite des Bandes gebildet wird, in seiner
Dicke verschieden von derjenigen des Filmes, der auf der anderen Seite des Bandes
erzeugt wird. Darüber hinaus läuft die Flüssigkeit während des Trockenvorganges
in unerwünschter Weise an dem Band entlang herunter.
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Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, eine Beschichtungsvorrichtung
für ein Band zu schaffen, die auf dem Band auf jeder Seite einen Film, z.B. einen
lichtempfindlichen FilmJvon gleichmässiger Dicke über die gesamte Länge des Bandes
hinweg erzeugt.
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Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe weist bei einer Beschichtungsvorrichtung
für ein Band mit einem oben offenen, mit einer Beschichtungsflüssigkeit gefüllten
Behälter dieser gemäß der Erfindung an seinem Boden einen Schlitz auf und sind ausserhalb
des Behälters Förder-und Führungsvorrichtungen vorgesehen, durch welche das Band
in vertikaler Richtung nach oben auf den Schlitz zu, durch diesen hindurch und von
diesem weg bewegbar ist, während oberhalb des Behälters eine Trockenvorrichtung
angeordnet ist, durch welche der auf die Flächen des Bandes aufgebrachte Flüssigkeitsfilm
bei der weiteren vertikalen Aufwärtsbewegung des Bandes zu trocknen ist.
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Da bei einer Beschichtungsvorrichtung der vorgenannten erfindungsgemäßen
Art das Band vertikal nach oben auf den Flüssigkeitsbehälter zu, durch diesen hindurch
und von diesem weg gefördert wird, damit beide Seiten des Bandes mit der Flüssigkeit
beschichtet werden und das Band dann weiter nach oben zum Trocknen in vertikaler
Richtung bewegt wird, läuft die Schichtflüssigkeit immer unter den gleichen Bedingungen
an dem Band herunter, so daß auf beiden Seiten des Bandes ein Film erzeugt wird,
der
sowohl über die Breite des Bandes als auch in der Längsrichtung des Bandes eine
gleichmässige Dicke besitzt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Beschichtungsvorrichtung gemäß der
Erfindung in schematischerDarstellung in einer Seitenansicht, Fig. 2 den Hauptteil
der Beschichtungsvorrichtung nach Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab und in einem
senkrechten Schnitt, Fig. 3 die Trockenkammer der Beschichtungsvorrichtung gemäß
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung, Fig. 4 den Behälter für die Beschichtungsflüssigkeit
einer Beschichtungsvorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und in einem
axialen senkrechten Schnitt, Fig. 5 den Flüssigkeitsbehälter gemäß Fig. 4 in einem
senkrechten Schnitt gemäß der Linie 5-5 der Fig. 4, Fig. 6 ein mit Hilfe der Beschichtungsvorrichtung
gemäß Fig. 1 beschichtetes Band in einer Draufsicht, Fig. 7 eine graphische Darstellung
der Dicke des Filmes in Längsrichtung des Bandes, Fig. 8 eine graphische Darstellung
der Dicke des Filmes über die Breite des Bandes und Fig. 9 eine andere Ausführungsform
eines Flüssigkeitsbehälters für eine Beschichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung
in einem senkrechten axialen Schnitt.
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In Fig. 1 ist auf einer Vorratsrolle 11 und einer Reservevorratsrolle
12 ein Metallband 10, z.B. aus Eisen, aufgewickelt. hinter der iiauptrolle 11 sind
eine Führungsrolle 13, eine Schweißvorrichtung t4 und eine Antriebsvorrichtung 15
mit je einer oberen und unteren Elemmwalze angeordnet. Hinter der Antriebsvorrichtung
15 befinden sich aufeinanderfolgend eine Entfettungskammer 16-, eine erste Waschkammer
17, eine zweite Waschkammer t 8 t eine Vorätzkammer 19, eine dritte Waschkarnmer
20 und eine vierte Waschkammer 21. In den Kammern sind Düsenpaare 22 bis 27 angeordnet.
In der Entfettungskammer 16 befinden sich zwei Linlassdruckwalzen 28 und zwei Auslassdruckwalzen
29. Ausserdem sind enthalten: in der ersten Waschkammer 17 zwei Auslassdruckwalzen
30, in der zweiten Waschkammer 18 zwei Einlassdruckwalzen 31 und zwei Auslassdruckwalzen
32, in der Vorätzkammer 19 zwei Auslassdruckwalzen 33, in der dritten Waschkammer
20 zwei Einlasswalzen 34 und zwei Auslasswalzen 35 und in der vierten Rammer 2t
zwei Auslassdruckwalzen 36. Zumindest auf den Umfang der Auslassdruckwalzen 29,
30,32, 33,35 und 36 ist ein schaumgumnii- oder filzähnliches Material aufgebracht
Dieses dient dazu, die Behandlungsflüssigkeit von dem Metallstreifen 10 wegzunehmen.
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Mit dem Auslass der vierten Waschkammer 2t ist eine Abzugskammer 37
verbunden, in deren Mitte eine Führungswalze 37 angeordnet ist. Mit dem hustass
der Abzugskammer 37 ist eine Beschichtungskammer 39 verbunden. In der dritte des
unteren Bereichs dieser Beschichtungskammer ist eine Führungswalze 40 angeordnet.
In der Beschichtungskammer 39 sind weiterhin ein erster Behälter 41 und ein zweiter
Behälter 42 mit einer Beschichtungsflüssigkeit oder einer lichtempfindlichen Flüssigkeit
in einem vorbestimmten Abstand senkrecht übereinander angeordnet. Unterhalb des
ersten Behälters 4t ist ein Trog 43 für die lichtempfindliche Flüssigkeit vorgesehen.
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Oberhalb einer oberen Auslassöffnung der Beschichtungskammer 39 ist
eine von aussen einsehbare Trockenkammer 44 angeordnet, in der senkrecht übereinander
verkleidete Heizkörper 45 angeordnet sind. An die obere Auslassöffnung der Trockenkammer
44 schließt sich eine Abzugskamner 4# an, deren freies Ende sich nach vorn und nach
unten erstreckt. In der Abzugskammer 46 ist oberhalb der TrQckenkammer 44 eine Führungswalze
47 vor£;esehen, trend vor dieser eine weitere Führungswaize 48 angeordnet ist. Unterhalb
des freien Endes der Abzugskammer 46 befindet sich eine Antriebsvorrichtung 49 mit
zwei Druckwalzen. Hinter der Antriebsvorrichtung 49 ist eine Hauptaufnahmerolle
50 und eine Reserveaufnahmerolle 51 vorgesehen. In der Nähe der Auf nahmerolle 50
ist eine Papierfördervorrichtung 52 angeordnet, derart, daß die Innenfläche des
Metallbandes 10, das une die Aufnahmerolle 50 herumgewickelt wird, mit einen Papierband
bedeckt wird. Die Vorratsrollen 11 und 12 werden mit Hilfe eines Krans 53 mit dem
Metallband versorgt.
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Die Beschichtungsvorrichtung besteht aus der oben erunten Beschichtungskammer
39 mit dem Behälter für die lichtempfindliche Lösung und der Trockenkainmer, deren
Einzelheiten im einzelnen mit Bezug auf Fig. 2 und 5 im folgenden beschrieben werden.
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In der Abzugskammer 37, die mit der Beschichtungskammer 39 in Verbindung
steht, ist ein Verschluß 53 angeordnet, durch welchen das metallband 10 in die Beschichtungsarmer
39 gefördert wird. Mit der Beschichtungskammer 39 steht ein Geblase 54 über eine
Luftleitung mit einem Filter 55 in Verbindung, wobei das Geblase 54 über das Filter
55 saubere Luft in die Beschichtungskammer 39 einführt, die über die Abzugskammer
46 wieder nach aussen ausgeblasen wird. Die Trockenkammer 44 ist derart eingerichtet,
daß die Temperatur der Luft in der Trockenkammer
sich kontinuierlich
oder schrittweise nach ihrem oberen Ende hin erhöht, wo die Höchsttemperatur von
unter 1000 herrscht.
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Aussen an der Trockenkammer 44 sind mehrere Fenster 44a senkrecht
übereinander vorgesehen, durch welche der innere Zustand der Trockenkammer beobachtet
werden kann.
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Aus einer Vorratsquelle 56wird die lichtempfindliche Flüssigkeit dem
ersten Behälter 42 zugeführt, derart, daß dieser überfließt. Die in dem zweiten
Behälter 41 überfließende Flüssigkeit und die in dem Trog 43 enthaltene Flüssigkeit
werden durch eine Pumpe 57 wieder der Vorratsquelle 56 übermittelt. Demgemäß kommt
die lichtempfindliche Flüssigkeit durch Zirkulation in wiederholte Verwendung.
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Der Aufbau der Flübsigkeitsbehälter 41 oder 42 kann in geeigneter
Weise gewählt sein, wobei es nur darauf ankommt, daß die lichtempfindliche Flüssigkeit
in dem Behälter gehalten wird und das Metallband nach oben und im wesentlichen senkrecht
durch den Behälter hindurch -laufen kann. Nach diesen Grundsätzen ist beispielsweise
der in Fig. 4 und 5 dargestellte Flüssigkeitsbehälter gestaltet.
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Der Flüssigkeitsbehälter 42 besitzt eine quaderförmige Gestalt, wobei
seine lange Seite in der Richtung der Breite des Eisenbandes 10 verläuft und er
an seinem Boden einen Schlitz 58 aufweist, durch welchen das Metallband 10 hindurchläuft.Nahe
dem Schlitz 58 sind zwei federnde Dichtungsplatten 59 angeordnet, durch welche der
Metallstreifen 10 hindurchläuft. Die Dichtungsplatten 59 verhindern, daß die lichtempfindliche
Flüssigkeit während des Durchgangs des Metallstreifens durch den Schlitz 58 abläuft.
Der Behälter 42 besitzt an seinem einen Ende ein Zuführungsrohr 60 für die lichtempfindliche
Flüssigkeit
und an seinem anderen Ende ein Entleerungsrohr 61 für die lichtempfindliche Flüssigkeit,
in dessen Nachbarschaft eine Uberlaufwand 62 angeordnet ist. Während der vertikalen
Bewegung des Metallbandes 10 durch den Behälter 42 wird die lichtempfindliche Flüssigkeit
kontinuierlich oder mit Unterbrechungen über das Zuführungsrohr 60 zugeführt. In
der Flüssigkeit entstehende Blasen fließen über die Überlaufwand 62 des Behälters
42 ab und werden durch das Entleerungsrohr 61 weggeführt. Derartige Blasen bilden
sich nicht nur während der Zufuhr der Flüssigkeit in dem zweiten Flüssigkeitsbehälter
42, sondern auch während der Zeit, in der die Flüssigkeit infolge der Vibration
des sich bewegenden Metallbandes angerührt wird. Wenn die Blasen nicht in der vorgenannten
Weise beseitigt werden, schlagen sie sich auf den Aussenflächen des Metalinandes
nieder, das vertikal nach oben durch den zweiten Flüssigkeitsbehälter 42 hindurchbewegt
wird, was sich durch die Bildung eines ungleichmässig beschichteten Films auf den
Aussenflächen des Metallbandes auswirkt.
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Die Wirkungsweise der Beschichtungsvorrichtung ist folgende: Das Metallband
10, das auf der Rolle 11 aufgewickelt ist, gelangt über die Führungsrolle 13 zu
der Antriebsvorrichtung 15 und wird waagerecht durch die Entfettungskammer 16, die
erste Waschkammer 17, die zweite Waschkammer 18, die Vorätzkammer 19 und die dritte
Waschkammer 20 in die vierte Waschkammer 21 gefördert, wobei es durch die Druckwalzen
in jeder Kammer hindurchläuft. Während das Metallband 10 durch die Entfettungskammer
16 hindurchläuft, wird es mit einem Reinigungsmittel, z.B. Natronlauge oder dgl.,
besprüht und entfettet.
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Das entfettete Metallband wird in der ersten und der zweiten Waschkammer
17 und 18 mit Hilfe von Düsen 23 bzw. 24 mit Wasser besprüht. Sodann wird das gewaschene
Metallband mit Hilfe von Salpetersäure aufgerauht, die aus der Düse 25 der Vorätzkammer
19 versprüht wird, so daß auf seinen Aussenflächen ein Film aus einer lichtempfindlichen
Flüssigkeit leicht aufgebracht werden kann. Das vorgeätzte Metallband wird sodann
wiederum mit aus der Düse 26 versprühtem Wasser gewaschen, was in der dritten Waschkammer
20 vor sich geht und sodann einem weiteren Waschvorgang unterworfen, bei dem in
der vierten Waschkammer 21 aus einer Düse 27 entionisiertes Wasser versprüht wird.
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Das so vorbehandelte Metallband 10 wird, während es von der Abzugskammer
37abgedeckt ist, so daß es vor Schmutz und Staub geschützt ist, über die Führungsrolle
28 der Beschichtungskammer 39 zugeführt, der über die Luftleitung dauernd gereinigte
Luft zuströmt.
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Das im wesentlichen in waagerechter Richtung geförderte Metallband
läuft über die Führungsrolle 40, wo es vertikal nach oben orientiert wird. Das derart
gerichtete Metallband durchläuft den ersten und den zweiten Flüssigkeitsbehälter
41 bzw. 42, in denen es mit einer lichtempfindlichen Flüssigkeit beschichtet wird.
In dem ersten Behälter 41 wird es vorläufig mit der lichtempfindlichen Flüssigkeit
beschichtet und in dem zweiten Flüssigkeitsbehälter 42 werden die Flächen des Metallbandes
mit einem Film aus dieser Flüssigkeit überzogen. Demgemäß kann gegebenenfalls auch
nur ein Flüssigkeitsbehälter vorgesehen werden. Das beschichtete Metallband wird
vertikal nach oben von dem Flüssigkeitsbehälter 42 zu der Führungsrolle 47 gefördert.
Obgleich während der vertikalen Aufwärtsbewegung des Metallbandes von dem Behälter
42 aus die Flüssigkeit, mit der das Metallband beschichtet ist, an dessen Flächen
entlang nach unten läuft, wird eine gleichmässige Beschichtung über die Breite des
Metallbandes
hinweg erzielt, da die aufgebrachte Flüssigkeit vertikal
nach unten läuft, während sich das Metallband vertikal nach oben bewegt. Das beschichtete
Metallband gelangt in die Trockenkammer 44, in der sich durch das Trocknen auf beiden
Flächen des Metallbandes ein lichtempfindlicher Film bildet. Selbst in dem unteren
Bereich der Trockenkammer 44 setzt sich das Herunterlaufen der Flüssigkeit an den
Flächen des Metallbandes noch fort.
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Die Temperatur in der Trockenkammer 44,deren Länge und die Fördergeschwindigkeit
des Metallbandes sind derart gewählt, daß, wenn das Metallband die Trockenkammer
44 verlässt, die aufgebrachte Flüssigkeit vollkommen getrocknet ist. Demgemäß läuft
die aufgebrachte Flüssigkeit im oberen Bereich der Trockenkammer nicht mehr an dem
Metallband herunter.
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Das getrocknete Metallband wird von der Führungsrolle 47 durch die
Antriebsvorrichtung 49 der Aufnahmerolle 50 zuge -führt, auf der es aufgewickelt
wird.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die
lichtempfindliche Flüssigkeit auf beide Seiten des Metallbandes aufgebracht wird:
Ein Metallband von 540 mm Breite und 0,15 mm Dicke wird mit einer Geschwindigkeit
von 1m/min gefördert. Die lichtempfindliche Flüssigkeit besteht aus einer Lösung
auf Bichromatbasis mit einer Viskosität von 1,032. Das Metallband wird kontinuierlich
durch den Behälter gefördert,der mit dieser lichtempfindlichen Flüssigkeit gefüllt
ist, während die Bläschen, die sich in dem Behälter bilden, abgeführt werden. Es
wurde gefunden, daß eine gleichmässige Beschichtung auf beiden Flächen des Metallbandes
auf diese Weise zustandekommt, mit Ausnahme des ersten Bereiches des Metallbandes
von etwa 100 mm. Wie in Fig. 6 gezeigt, wurde die Dicke der aufgebrachten
Schicht
an einer Stelle A ungefähr 100 mm von dem Einlaufende des Eisenbandes entfernt,
an einer Stelle B etwa 800 mm entfernt, an einer Stelle C etwa 2300 mm entfernt
und an einer Stelle D etwa 3200 mm entfernt, gemessen, indem an jeder Stelle fünf
Punkte über die Breite des Metallbandes hinweg ausgewählt wurden.
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Aus Fig. 8 ist zu entnehmen, daß an jeder Meßstelle keine bemerkenswerte
Änderung bezüglich der Dicke der aufgebrachten Schicht über die Breite des Metallbandes
hinweg auftritt. Wie andererseits Fig. 7 erkennen lässt, ist die Dicke der aufgebrachten
Schicht in der Richtung der Länge des Metallbandes gleichmässig,ausgenommen in dem
ersten Teil des Metallbandes bis zu etwa 2500 mm.
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Wenn man diesen Bandteil entfernt, erhält man ein Metallband , das
über seine ganze Länge eine lichtempfiliche Schicht von gleichmässiger Dicke besitzt.
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Anstelle des Flüssigkeitsbehälters gemäß Fig. 5 kann auch von einem
Flüssigkeitsbehälter 42 gemäß Fig. 9 Gebrauch gemacht werden. Dieser enthält an
jeder Seite ein Auslassrohr 61. In der Nähe der Auslassrohre 61 sind gegenüberliegende
Uberlaufwände 62 vorgesehen, zwischen denen ein Behälter für die lichtempfindliche
Flüssigkeit gebildet ist. Zwei Zuführungsrohre 60 münden in diesem parallel und
in geringem Abstand voneinander, und in den gegenüberliegenden oberen Bereichen
der Zuführungsrohre 60 ist eine öffnung 60a vorgesehen. Im Boden des Flüssigkeitsbehälters
ist ein Schlitz 58 ausgebildet, durch welchen das Metallband hindurchgeht. An dem
Boden ist weiterhin ein Verschluß 59 angeordnet, der dazu dient, das Herauslaufen
der lichtempfindlichen Flüssigkeit während der Aufwärtsbewegung des Metallbandes
durch den Schlitz 58 zu vermeiden.
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Bei der vorbeschriebenen Anordnung wird durch die offnungen 60a der
Zuführungsrohre 60 lichtempfindliche Flüssigkeit
in den Flüssigkeitsbehälter
eingebracht, und das Metallband wird durch den Schlitz 58 vertikal nach oben durch
den Flüssigkeitsbehälter und zwischen den Zuführungsrohren 60 hindurch bewegt, während
die sich hierbei bildenden Bläschen über die Überlaufwände 62 des Flüssigkeitsbehälters
ablaufen. Demzufolge vollzieht sich die Beschichtung in einem bläschenfreien Zustand.
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Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist die Beschichtungsvorrichtung
gemäß der Erfindung in der Lage, auf den Flächen des Metallbandes einen Flüssigkeitsfilm
gleichmässiger Dicke zu erzeugen, indem das Metallband im wesentlichen in vertikaler
Richtung nach oben auf den Flüssi#keitsbehälter zu und durch diesen hindurch und
so«»tdann durch die Trockenkammer bewegt wird. In diesem-Zusammenhang sei bemerkt,
daß der Ausdruck, daßdas Metallband im wesentlichen in vertikaler Richtung nach
oben-bewegt wird" auch die Fälle einschließt, in denen das Metallband während seiner
Bewegung in einem solchen Maße geneigt ist, daß die oben erwähnten vorteilhaften
Wirkungen noch eintreten.
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Die lichtempfindliche Flüssigkeit, die bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel
verwendet wird, ist nur als Beispiel aufzufassen. Es ist ohne weiteres zu erkennen
, daß stattdessen z.B. eine Anstrichflüssigkeit , eine Polierflüssigkeit oder dgl.
verwendet werden kann.