EP1023949A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vorhangbeschichten - Google Patents
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- EP1023949A1 EP1023949A1 EP00200121A EP00200121A EP1023949A1 EP 1023949 A1 EP1023949 A1 EP 1023949A1 EP 00200121 A EP00200121 A EP 00200121A EP 00200121 A EP00200121 A EP 00200121A EP 1023949 A1 EP1023949 A1 EP 1023949A1
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- liquid
- edge
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/30—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by gravity only, i.e. flow coating
- B05D1/305—Curtain coating
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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- B05C5/007—Slide-hopper coaters, i.e. apparatus in which the liquid or other fluent material flows freely on an inclined surface before contacting the work
- B05C5/008—Slide-hopper curtain coaters
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
- G03C1/00—Photosensitive materials
- G03C1/74—Applying photosensitive compositions to the base; Drying processes therefor
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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- B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
- B05C9/06—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying two different liquids or other fluent materials, or the same liquid or other fluent material twice, to the same side of the work
Definitions
- the invention relates to a method for curtain coating a carrier at least one layer of a liquid coating composition Carrier is moved along a path through a coating zone in which a falling curtain of liquid coating composition hits the support, and a device for performing the method according to the preamble of claim 10.
- curtain coating is used, for example, in the manufacture of photographic Materials for applying photographic silver halide emulsions used on web-shaped carriers. With this coating process it is known that the falling curtain must be guided sideways to prevent it from moving this constricts due to the surface tension. So-called side guides are used for this or curtain holder used. These are usually fixed parts the coating device, consist of solid material and have a contact surface with the curtain. The speed of the liquid curtain on this contact area is zero. The side guides act on the edge of the liquid curtain delaying. As a result, forms in the edge of the falling curtain a speed profile.
- This speed profile is designed that there is an increasing delay of the Flow velocity of the falling curtain represents a weakening of the Curtain in the edge area and the laminar flow process in the Middle of the curtain can disturb. In the border area of this coating process the attached connection between the curtain breaks and side guide. The unstable curtain separates from the side guide and because the constriction is then no longer possible to coat the support.
- EP 01 15 621 proposes Use curtain holders from those towards the curtain a, compared to the curtain, low viscous liquid emerges, each a triangular stabilizing liquid bridge between the curtain holder and the curtain forms.
- the curtain is on both sides a side flow fed.
- the rinsing liquid on the curtain holder distributed that there is a parallel flow transverse to the extent of the curtain trained and the curtain only in contact with this rinsing liquid, but not with the fixed curtain holder.
- EP 05 99 740 proposed a curtain holder made of thin wires on them a rinsing liquid flows out, which also here before the curtain hits the pad is vacuumed off at the edge of the curtain.
- the object of the invention is a method and a device for curtain coating to indicate at which the attached connection of liquid curtain and lateral guidance is improved and the edges of the liquid curtain as possible fall undisturbed.
- This trickle flows on from the side guide so that the retarding effect of the fixed side guide is reduced without unsteady flow.
- the attached link This measure improves the curtain and side guide. Disturbances in the edge of the curtain, such as those with low-viscosity edge liquids occur are reduced.
- the edge fluid is preferably distributed on the side guide so that it is straight flows laminar embedded in the curtain. That is, the free surface of the The auxiliary liquid runs down the entire fall from the coating composition of the curtain. So that is the contact angle Auxiliary liquid on the curtain holder is surrounded by the curtain liquid.
- the trickle is not meandering loops and Forms turns.
- This is advantageous in the production of photographic Material, where usually several layers as a layer structure at the same time the carrier can be applied. Usually, some of these layers contain Wetting agent. These diffuse into the trickle of the auxiliary liquid. Is the trickle not embedded, then these wetting agents favor due to a contact angle hysteresis a meandering or helical design of the trickle. It has but it has been shown that a trickle which is straight on the side bracket and in the curtain embedded not only drains off the attached connection between curtain and lateral guidance particularly favored, but also stabilizing against disturbances works.
- the marginal fluid has a viscosity that is two to four is four times as large as in the coating composition. If the curtain is composed of several layers with different flow behavior can by weakening and disturbing the curtain in the edge be counteracted effectively.
- the trickle is caused by injecting the edge liquid into the coating composition is generated when forming the curtain.
- the feed of the The marginal fluid is therefore preferably discreet, which makes it technically simple the distribution of the auxiliary liquid can be effected in the form of a trickle.
- the edge liquid from a water-soluble liquid a viscosity of greater than 50 mPas, preferably 50 mPas - 200 mPas because photographic silver halide emulsions contain water and usually have a viscosity of less than 50 mPas.
- the liquid contains a water-soluble polymer compound a viscosity between 50 mPas and 200 mPas. This marginal fluid is light producible.
- the marginal liquid polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrolidone, Maleic acid-methyl vinyl ether copolymer containing butadiene-maleic acid copolymer are commercially available and readily available.
- the marginal fluid glycerin can be used, a Newtonian fluid which is very is inexpensive.
- the discharge means comprise Means for creating a trickle which cause the marginal fluid flows in the form of a trickle on each side guide, the viscosity of the Edge liquid is larger than that of the coating composition.
- the edge fluid on each side guide is advantageously adjustable with a Volume flow of less than 40 milliliters per minute, preferably 10-35 milliliters per minute, added. This can be used when coating curtains with photographic Pouring solution the trickle should be designed so that the pouring solution this along of the entire fall height.
- a deflector is preferably used before the curtain hits the support attached to the side edge of the curtain along with the edge fluid dissipates so that only a middle part of the curtain coats the support. To this In this way, edge liquid is prevented from getting onto the carrier.
- the web-shaped Underlay can be coated to the edge with light-sensitive casting solution, without thickening at the edge.
- Table 1 shows in seven examples the effect of different boundary fluids with different flow behavior on a curtain test casting device 1.
- the curtain is made up of three layers photographic silver halide emulsion formed, the drop height 15 cm and the volume flow of the edge liquid 35 supplied at the edge by injection ml / min on each side guide.
- the viscosity of the lying towards the carrier the two lower layers is 40 mPas, that of the overlying layer 30 mPas.
- the technical effect of the edge fluid supply according to the invention is assessed by the so-called tear-off limit.
- the tear-off limit is the minimum possible volume flow of the liquid curtain at which the attached connection between the curtain and the side guide just barely holds. If the throughput is reduced further, the curtain is released from the lower end of the side guide. The curtain constricts. A coating is then no longer possible.
- Table 1 based on a stable curtain, the throughput was reduced and the tear-off limit, that is the limit value of the coating process, was noted for different edge liquids with different flow properties.
- the tear limit is in Table 1 in specified. This value corresponds to a volume flow standardized to the casting width and time unit. The following applies:
- Example 1 A comparison of Example 1 and Example 2 first shows that by adding a low-viscosity edge liquid, i.e. a rinsing liquid like that from a standing start is known in the art, the tear limit can be reduced.
- a low-viscosity edge liquid i.e. a rinsing liquid like that from a standing start is known in the art
- the tear limit is reduced by the invention compared to the prior art (Example 2) to almost half.
- the normalized volume flow of the liquid curtain can be from 150 to a limit of 76 (Examples 4 to 70 are reduced until the attached connection between the curtain and the side guide breaks open.
- the invention enables a very thin film of liquid to be applied to the support.
- the flow behavior of the marginal fluid can also be structurally viscous.
- the viscosity of these boundary fluids is without stress greater than 100 mPas.
- a device for curtain coating according to the invention is in perspective Overall representation shown in Fig. 1.
- the feeder 14 is here shown as a sliding surface caster, which consists of a liquid coating composition creates a falling curtain 3.
- This curtain falls over a drop height 30 from a pouring lip 23 of the sliding surface caster and coats the carrier 2.
- This carrier is guided by a casting roll 1 and in the direction of path 28 Continuously transported through a coating zone 31.
- the falling curtain 3 is guided on the side edges by side guides 5. These side guides extend from an upper end 26 near the lip 23 over the total drop height 30 until the curtain hits the support.
- On everyone front end 12 of the sliding surface 29 are means 10 for producing a trickle 9 of an edge liquid 8 is arranged.
- the marginal fluid is supplied by Discharge agent 7, the release into the coating composition by a nozzle-shaped end piece 11.
- Each discharge means 7 is adjustable in volume flow and causes the edge liquid to emerge at the end piece 11 so that it from the Edge 6 of the curtain 3 is embedded and flows laminarly on the side holder 5. How shown in FIG. 1, this edge liquid at the lower end of the side holder 5 be derived by means of a diverter 19, not shown.
- the width 21 of the coating 4 is smaller than the width 22 of the support 2.
- the coating composition occurs out of the pouring slots 25 and forms one at the Layer pack 18 flowing out of sliding surface 29.
- the marginal fluid is injected into this, which is shown in more detail in Fig. 2.
- Fig. 2 shows a section through a curtain coating device according to the Line II-II in Fig. 1.
- the nozzle-shaped end piece 11 injects the marginal fluid in the layer package 18 which, as shown in this example, from the individual Layers 15, 16, 17 exist.
- the individual casting solutions for these layers occur from cast iron strands 25, each with a distribution channel 24 and one not shown conveyor are connected.
- the exiting at each pouring slot 25 Casting solution is superimposed on the inclined sliding surface 29 of the feed device 14 to a layer package 18.
- injected edge fluid forms a trickle on the curtain holder, which from the top End 26 flows down to the lower end 27 laminar with the same cross section.
- the thickness of the curtain 3 decreases with increasing drop height.
- the trickle 9 of the marginal fluid 8 the volume flow of which remains adjustable can be predetermined from the liquid of the falling curtain enclosed the entire fall height. This embedding of the trickle 8 is as follows Drawing shown in more detail.
- Fig. 3 shows a detailed drawing of a side guide along the line III-III in Fig. 1. Shown is a flat design of a side holder with the one flowing off Trickle 9 which completely surrounds the edge 6 of the curtain 3. How the enlarged view shows the contact angle of the trickle over the entire Fall height from the liquid coating composition of the curtain 3 enclosed.
- This embedding of the trickle 9 ensures that, on the one hand, the retarding effect of the fixed curtain holder 5 is reduced.
- a rejuvenation This counteracts the curtain in the edge area.
- the marginal fluid 8 flows in a straight line and guides the fluid curtain Layer package 18. The shear viscosity of the marginal fluid 8 is greater than that of the individual layers 15, 16 or 17 of the layer package 18.
- the marginal fluid can be derived by means of the diverter 19 at the lower end of the side guide become.
- the edge fluid is supplied by discharge means 7, means for producing the trickle 10 with nozzle 11 which at the Form an injection flow.
- the nozzle 11 can Edge liquid also in another place, for example near the pouring lip 23, inject. It is also possible to remove the highly viscous marginal fluid from one to the other Deliver drawings not shown on the side bracket. In this In this case, the side holders form the discharge means. So these are constructively so executed that they allow the formation of a trickle on the curtain holder and the viscosity of the trickle liquid is greater than the viscosity in the coating composition.
- the sliding surface caster shown in FIGS. 1, 2 and 4 is a preferred embodiment.
- the liquid curtain can also be formed by extrusion.
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Abstract
Verfahren zum Vorhangbeschichten eines Trägers mit mindestens einer Schicht flüssiger Beschichtungszusammensetzung umfassend : Bewegen des Trägers entlang eines Weges durch eine Beschichtungszone, Bilden eines fallenden Vorhangs aus flüssiger Beschichtungszusammensetzung der sich quer zum Weg des Trägers erstreckt, Führen des fallenden Vorhangs mittels Seitenführungen an denen eine Randflüssigkeit mit einer Viskosität größer als in der Beschichtungszusammensetzung in Form eines Rinnsals verteilt wird. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorhangbeschichten eines Trägers mit
mindestens einer Schicht einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung wobei der
Träger entlang eines Weges durch eine Beschichtungszone bewegt wird, in der ein
fallender Vorhang aus flüssiger Beschichtungszusammensetzung auf den Träger auftrifft,
und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 10.
Das Vorhangbeschichten wird beispielsweise bei der Herstellung von photographischen
Materialien zum Auftragen von photographischen Silberhalogenidemulsionen
auf bahnförmige Träger eingesetzt. Bei diesem Beschichtungsverfahren ist bekannt,
daß der fallende Vorhang seitlich geführt werden muß, um zu verhindern, daß sich
dieser infolge der Oberflächenspannung einsehnürt. Hierfür werden sogenannte Seitenführungen
oder Vorhanghalter verwendet. Diese sind in der Regel ortsfeste Teile
der Beschichtungsvorrichtung, bestehen aus festen Material und haben eine Berührungsfläche
mit dem Vorhang. Die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsvorhangs an
dieser Berührungsfläche ist Null. Die Seitenführungen wirken am Rand des Flüssigkeitsvorhangs
verzögernd. Als Folge davon bildet sich im Rand des fallenden Vorhangs
ein Geschwindigkeitsprofil aus. Dieses Geschwindigkeitsprofil ist so ausgebildet,
daß es, zur Seitenführung hin gesehen, eine zunehmende Verzögerung der
Strömungsgeschwindigkeit des fallenden Vorhangs darstellt, eine Schwächung des
Vorhangs im Randbereich verursacht und den laminaren Strömungsvorgang im
Mittenbereich des Vorhangs stören kann. Im Grenzbereich dieses Beschichtungsverfahrens
kommt es zum Abreißen der anhängenden Verbindung zwischen Vorhang
und Seitenführung. Der instabile Vorhang löst sich von der Seitenführung und wegen
der Einschnürung ist dann eine Beschichtung des Trägers nicht mehr möglich.
Es ist bekannt, dem fallenden Vorhang an den Rändern eine zusätzliche Flüssigkeit
zuzuführen, um dieser Verzögerung der Fallgeschwindigkeit entgegenzuwirken. Indem
eine sogenannte Hilfs-, Rand- oder Spülflüssigkeit mit niedriger Scherviskosität
an der Berührungsfläche der Seitenführung verteilt wird, verringert sich die verzögernde
Wirkung der festen Seitenführungen auf den Strömungsvorgang des fallenden
Vorhangs. Das Verteilen dieser Randflüssigkeit kann beispielsweise mittels einer
Pumpe und einer Austrittsöffnung an der Seitenführungen erfolgen. Beispielsweise
sind aus DE 19 28 025 hohl ausgebildete Seitenführungen mit einem Längsschlitz an
der Berührfläche bekannt, aus dem eine inerte Flüssigkeit gepumpt wird, die sich mit
dem Vorhang verbindet.
Zur Stabilisierung des frei fallenden Flüssigkeitsvorhangs wird in EP 01 15 621 vorgeschlagen,
Vorhanghalter zu verwenden aus denen in Richtung zum Vorhang hin
eine, im Vergleich zum Vorhang, niedrig viskose Flüssigkeit austritt, welche jeweils
zwischen Vorhanghalter und Vorhang eine dreieckflächige stabilisierende Flüssigkeitsbrücke
bildet.
Auch bei der aus EP 07 40 197 bekannten Vorrichtung wird dem Vorhang beidseitig
ein Seitenfluß zugeführt. Hier ist die Spülflüssigkeit am Vorhanghalter allerdings so
verteilt, daß sich ein quer zur Erstreckung des Vorhangs verlaufender paralleler Fluß
ausbildet und der Vorhang nur in Kontakt mit dieser Spülflüssigkeit, nicht aber mit
dem festen Vorhanghalter steht.
In EP 04 14 721 wird an den Seitenführungen eine Spülflüssigkeit verteilt, die in der
Nähe der Stelle wo der herabfallende Vorhang auf den Träger auftrifft abgesaugt
wird.
Um die Geschwindigkeitsverzögerung im Randbereich zu verringern, wird in EP 05
99 740 ein Vorhanghalter vorgeschlagen der aus dünnen Drähten besteht an denen
eine Spülflüssigkeit abfließt, welche auch hier vor dem Auftreffen des Vorhangs auf
der Unterlage am Rand des Vorhangs abgesaugt wird.
Allen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren liegt der Gedanke zugrunde,
mittels der an den Rändern zugesetzten Flüssigkeit einen Spüleffekt bzw. einen
Schmiereffekt zu bewirken. Die Spülflüssigkeit soll die verzögernde Wirkung der
festen Vorhanghalter auf den fallenden Vorhang mindern. Deshalb kommen ausnahmslos
Hilfsflüssigkeiten zum Einsatz, deren Viskosität kleiner ist als die der Beschichtungszusammensetzung.
Es hat sich aber gezeigt, daß die Strömung dieser niedrig viskosen Hilfsflüssigkeiten
an der Seitenführung instationär ist. Diese instationäre, nicht laminare Strömung
stellt eine Störquelle für den frei fallenden Vorhang dar. Infolge dieser Störung
kommt es zum Abreißen der anhängenden Verbindung zwischen Vorhang und Seitenführung
bzw. zu Beschichtungsfehlern. Ein dünner Flüssigkeitsvorhang ist besonders
empfindlich. Insbesondere bei der Anwendung des Vorhangbeschichtungsverfahrens
zur Herstellung von photographischen Filmen ist dies von Nachteil. Man ist
hier aus Wirtschaftlichkeitsgründen bestrebt, zähflüssige Beschichtungszusammensetzungen
mit geringem Durchsatz bei einer möglichst großen Fallhöhe des Vorhangs
auf den Träger gleichmäßig aufzutragen. Die instationäre Strömung im Rand
begrenzt die Verfahrensgeschwindigkeit beim Beschichten.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorhangbeschichten
anzugeben bei dem die anhängende Verbindung von Flüssigkeitsvorhang
und Seitenführung verbessert wird und die Ränder des Flüssigkeitsvorhangs möglichst
ungestört fallen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 10
gelöst.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen beim Führen des fallenden Vorhangs eine
Randflüssigkeit, die eine Viskosität aufweist, die größer ist als die in der Beschichtungszusammensetzung,
in Form eines Rinnsals zu verteilen. Dieses Rinnsal fließt an
der Seitenführung so ab, daß die verzögernde Wirkung der festen Seitenführung vermindert
wird, ohne daß es zu instationärer Strömung kommt. Die anhängende Verbindung
zwischen Vorhang und Seitenführung wird durch diese Maßnahme verbessert.
Störungen im Rand des Vorhangs, wie sie bei niedrig viskosen Randflüssigkeiten
auftreten, werden verringert.
Bevorzugt wird die Randflüssigkeit an der Seitenführung so verteilt, daß sie geradlinig
laminar im Vorhang eingebettet abfließt. Das heißt, die freie Oberfläche des
Rinnsals der Hilfsflüssigkeit wird auf der gesamten Fallhöhe von der Beschichtungszusammensetzung
des Vorhangs umschlossen. Damit ist auch der Kontaktwinkel der
Hilfsflüssigkeit auf dem Vorhanghalter von der Vorhangflüssigkeit umgeben. Durch
diese Einbettung wird erreicht, daß das Rinnsal nicht mäandrische Schleifen und
Windungen ausbildet. Von Vorteil ist dies bei der Herstellung von photographischem
Material, wo üblicherweise mehrere Schichten als Schichtverband gleichzeitig auf
den Träger aufgetragen werden. Einzelne dieser Schichten enthalten in der Regel
Netzmittel. Diese diffundieren in das Rinnsal der Hilfsflüssigkeit. Ist das Rinnsal
nicht eingebettet, dann begünstigen diese Netzmittel aufgrund einer Kontaktwinkel-Hysterese
eine mäandrische bzw. schraubenförmige Ausbildung des Rinnsals. Es hat
sich aber gezeigt, daß ein Rinnsal welches geradlinig am Seitenhalter und im Vorhang
eingebettet abfließt nicht nur die anhängende Verbindung zwischen Vorhang
und Seitenführung besonders begünstigt, sondern auch gegenüber Störungen stabilisierend
wirkt.
Es ist von Vorteil, wenn die Randflüssigkeit eine Zähigkeit aufweist, die zwei- bis
viermal so groß ist wie in der Beschichtungszusammensetzung. Wenn der Vorhang
sich aus mehreren Schichten mit unterschiedlichem Fließverhalten zusammensetzt
kann durch diese Maßnahme der Schwächung und Störung des Vorhangs im Rand
wirkungsvoll entgegen gewirkt werden.
Günstig ist wenn das Rinnsal durch Injektage der Randflüssigkeit in die Beschichtungszusammensetzung
beim Bilden des Vorhangs erzeugt wird. Die Zufuhr der
Randflüssigkeit erfolgt also bevorzugt diskret, wodurch auf technisch einfache Weise
die Verteilung der Hilfsflüssigkeit in Form eines Rinnsal envirkt werden kann.
Bevorzugt ist ein Rinnsal dessen Volumenstrom im Bereich von kleiner als 40 Milliliter
pro Minute, bevorzugt 10 - 35 Milliliter pro Minute vorgegeben werden kann.
Auf diese Weise läßt sich ein dünnes Rinnsal bilden, welches der Vorhang längs der
gesamten Fallhöhe einbettet.
Bevorzugt ist auch, daß die Randflüssigkeit aus einer wasserlösbaren Flüssigkeit mit
einer Viskosität von größer als 50 mPas, bevorzugt 50 mPas - 200 mPas gebildet
wird, da photographische Silberhalogenidemulsionen Wasser enthalten und üblicherweise
eine Viskosität von kleiner als 50 mPas aufweisen.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Flüssigkeit eine wasserlösliche Polymerverbindung mit
einer Viskosität zwischen 50 mPas und 200 mPas ist. Diese Randflüsigkeit ist leicht
herstellbar.
Auch ist bevorzugt, daß die Randflüssigkeit Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrolidon,
Maleinsäure-Methylvinyläthercopolymer, Butadien-Maleinsäurecopolymer enthält.
Diese Ausgangsstoffe sind handelsüblich und leicht verfügbar. Desweiteren kann für
die Randflüssigkeit Glyzerin verwendet werden, eine newtonsche Flüssigkeit die sehr
kostengünstig ist.
Bei der Ausbildung der Vorrichtung zum Vorhangbeschichten umfassen die Entladungsmittel
Mittel zur Erzeugung eines Rinnsals die bewirken, daß die Randflüssigkeit
im Form eines Rinnsals an jeder Seitenführung abfließt wobei die Viskosität der
Randflüssigkeit größer ist als die der Beschichtungszusammensetzung.
Konstruktiv empfiehlt es sich bei einem Gleitflächengießer zur Erzeugung des Rinnsals
ein düsenförmiges Endstück zu verwenden, das an einem stirnseitigen Ende
einer Gleitfläche des Gleitflächengießers die Randflüssigkeit in die Beschichtungszusammensetzung
injiziert. Diese konstruktive Ausführung für die Zuführ der Randflüssigkeit
empfiehlt sich auch für einen Extrusionsgießer. Dadurch ist es möglich,
an bekannten Beschichtungsvorrichtungen auf einfache Art und Weise ein, an den
Seitenführungen geradlinig abfließendes, Rinnsal zu erzeugen.
Mit Vorteil wird die Randflüssigkeit an jeder Seitenführung einstellbar mit einem
Volumenstrom von weniger als 40 Milliliter pro Minute, bevorzugt 10 - 35 Milliliter
pro Minute, zugegeben. Dadurch kann beim Vorhangbeschichten mit photographischer
Gießlösung das Rinnsal so gestaltet werden, daß die Gießlösung dieses längs
der gesamten Fallhöhe einbettet.
Bevorzugterweise wird vor dem Auftreffen des Vorhangs auf dem Träger eine Ableitvorrichtung
angebracht, die den seitlichen Rand des Vorhangs samt der Randflüssigkeit
ableitet, so daß nur ein Vorhangmittelteil den Träger beschichtet. Auf diese
Weise wird verhindert, daß Randflüssigkeit auf den Träger gelangt. Die bahnförmige
Unterlage kann bis an den Rand mit lichtempfindlicher Gießlösung beschichtet werden,
ohne daß es zu einer Verdickung am Rand kommt.
Tabelle 1 zeigt in sieben Beispielen die Wirkung von verschiedenen Randflüssigkeiten
mit unterschiedlichem Fließverhalten an einer Vorhangversuchsgießeinrichtung
gemäß Fig. 1. In allen Versuchsbeispielen wird der Vorhang aus drei Schichten einer
photographischen Silberhalogenidemulsion gebildet, wobei die Fallhöhe 15 cm und
der Volumenstrom der am Rand durch Injektage zugeführten Randflüssigkeit 35
ml/min an jeder Seitenführung beträgt. Die Viskosität der zum Träger hin liegenden
beiden unteren Schichten beträgt 40 mPas, die der darüberliegenden Schicht 30
mPas.
Der technische Effekt der erfindungsgemäßen Randflüssigkeitszufuhr wird durch die
sogenannte Abrißgrenze bewertet. Die Abrißgrenze ist jener minimal mögliche Volumenstrom
des Flüssigkeitsvorhangs bei dem die anhängende Verbindung zwischen
Vorhang und Seitenführung gerade noch hält. Bei weiterer Reduktion des Durchsatzes
löst sich der Vorhang vom unteren Ende der Seitenführung. Der Vorhang schnürt
sich ein. Eine Beschichtung ist dann nicht mehr möglich. In den Beispielen der Tabelle
1 wurde also, ausgehend von einem stabilen Vorhang, der Durchsatz reduziert
und die Abrißgrenze, also der Grenzwert des Beschichtungsverfahrens, für unterschiedliche
Randflüssigkeiten mit unterschiedlichen Fließeigenschaften notiert. Die
Abrißgrenze ist in Tabelle 1 in
angegeben. Dieser wert entspricht einem auf
die Gießbreite- und Zeiteinheit normierten Volumenstrom. Es gilt:
Ein Vergleich von Beispiel 1 und Beispiel 2 zeigt zunächst, daß durch Zufuhr einer
niedrig viskosen Randflüssigkeit, also einer Spülflüssigkeit wie sie aus dem Stand
der Technik bekannt ist, die Abrißgrenze verringert werden kann.
Ein deutlich besseres Ergebnis läßt sich mit der erfindungsgemäßen zähen Randflüssigkeit
erzielen, die als Rinnsal im Vorhang eingebettet abfließt. Wie die Beispiele 3
bis 7 zeigen, verringert sich durch die Erfindung die Abrißgrenze gegenüber dem
Stand der Technik (Beispiel 2) auf nahezu die Hälfte. Mit anderen Worten, der normierte
Volumenstrom des Flüssigkeitsvorhangs kann von 150
auf eine
Grenzwert von 76
(Beispiel 4 bis 70 reduziert werden, bis die anhängende
Verbindung zwischen Vorhang und Seitenführung aufreißt. Die Erfindung ermöglicht,
daß ein sehr dünner Flüssigkeitsfilm auf den Träger aufgetragen werden kann.
Wie die Beispiele 4 und 7 zeigen, kann das Fließverhalten der Randflüssigkeit auch
strukturviskos sein. Ohne Beanspruchung ist die Viskosität dieser Randflüssigkeiten
größer als 100 mPas.
Die Erfindung wird nachfolgend an bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der
beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Vorhangbeschichtungsvorrichtung,
- Fig. 2
- einen Schnitt durch die Vorhangbeschichtungsvorrichtung gemäß der Linie II-II in Fig. 1,
- Fig. 3
- eine Detaildarstellung einer Seitenführung als Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 1,
- Fig. 4
- ein Ausschnitt gemäß Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung.
Eine Vorrichtung zum Vorhangbeschichten gemäß der Erfindung ist in einer perspektivischen
Gesamtdarstellung in Fig. 1 gezeigt. Die Zuführvorrichtung 14 ist hier
als Gleitflächengießer dargestellt, der aus einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung
einen fallenden Vorhang 3 erzeugt. Dieser Vorhang fällt über eine Fallhöhe
30 von einer Gießlippe 23 des Gleitflächengießers ab und beschichtet den Träger 2.
Dieser Träger wird von einer Gießwalze 1 geführt und in Richtung des Weges 28
Kontinuierlich durch eine Beschichtungszone 31 transportiert. Der fallende Vorhang
3 wird an seitlichen Rändern durch Seitenführungen 5 geführt. Diese Seitenführungen
erstrecken sich von einem oberen Ende 26 in der Nähe der Gießlippe 23 über die
gesamte Fallhöhe 30 bis zum Auftreffen des Vorhangs auf dem Träger. An jedem
stirnseitigen Ende 12 der Gleitfläche 29 sind Mittel 10 zur Erzeugung eines Rinnsals
9 einer Randflüssigkeit 8 angeordnet. Die Zufuhr der Randflüssigkeit erfolgt durch
Entladungsmittel 7, die Abgabe in die Beschichtungszusammensetzung durch ein
düsenförmiges Endstück 11. Jedes Entladungsmittel 7 ist im Volumenstrom einstellbar
und erwirkt, daß die Randflüssigkeit am Endstück 11 so austritt, daß sie vom
Rand 6 des Vorhangs 3 eingebettet wird und laminar am Seitenhalter 5 abfließt. Wie
in Fig. 1 dargestellt kann diese Randflüssigkeit am unteren Ende des Seitenhalters 5
mittels einer nicht näher dargestellten Ableitvorrichtung 19 abgeleitet werden. In der
Darstellung ist die Breite 21 der Beschichtung 4 kleiner als die Breite 22 des Trägers
2. Wie die teilweise gebrochene Darstellung des Vorhangs 3 zeigt, tritt die Beschichtungszusammensetzung
aus den Gießschlitzen 25 aus und bildet ein an der
Gleitfläche 29 abfließendes Schichtpaket 18. In dieses wird die Randflüssigkeit injiziert,
was näher in Fig. 2 dargestellt ist.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Vorhangbeschichtungsvorrichtung gemäß der
Linie II-II in Fig. 1. Das düsenförmige Endstück 11 injiziert die Randflüssigkeit in
das Schichtpaket 18 welches, wie in diesem Beispiel dargestellt, aus den einzelnen
Schichten 15, 16, 17 besteht. Die einzelnen Gießlösungen für diese Schichten treten
aus Gießsehlitzen 25 aus, die jeweils mit einem Verteilerkanal 24 und einer nicht
dargestellten Fördereinrichtung verbunden sind. Die an jedem Gießschlitz 25 austretende
Gießlösung überlagert sich an der schrägen Gleitfläche 29 der Zuführvorrichtung
14 zu einm Schichtpaket 18. Die am stirnseitigen Ende in das Schichtpaket 18
injizierte Randflüssigkeit bildet am Vorhanghalter ein Rinnsal, welches vom oberen
Ende 26 bis zum unteren Ende 27 laminar bei gleichem Querschnitt abfließt. Wie in
Fig. 2 dargestellt verringert sich die Dicke des Vorhangs 3 mit zunehmender Fallhöhe.
Dabei bleibt das Rinnsal 9 der Randflüssigkeit 8, dessen Volumenstrom einstellbar
vorgegeben werden kann, von der Flüssigkeit des fallenden Vorhangs über
die gesamte Fallhöhe umschlossen. Diese Einbettung des Rinnsals 8 ist in der folgenden
Zeichnung genauer dargestellt.
Fig. 3 zeigt eine Detailzeichnung einer Seitenführung gemäß der Linie III-III in Fig.
1. Dargestellt ist eine flache Ausführung eines Seitenhalters mit dem daran abfließenden
Rinnsal 9 welches der Rand 6 des Vorhangs 3 vollständig umschließt. Wie
die vergrößerte Darstellung zeigt, ist der Kontaktwinkel des Rinnsals über die gesamte
Fallhöhe von der flüssigen Beschichtungszusammensetzung des Vorhangs 3
umschlossen. Durch diese Einbettung des Rinnsals 9 wird erreicht, daß einerseits die
verzögernde Wirkung des festen Vorhanghalters 5 vermindert wird. Einer Verjüngung
des Vorhangs im Randbereich wird dadurch entgegen gewirkt. Andererseits
fließt die Randflüssigkeit 8 geradlinig ab und führt den Flüssigkeitsvorhang des
Schichtpaketes 18. Die Scherviskosität der Randflüssigkeit 8 ist dabei größer als die
der einzelnen Schichten 15, 16 oder 17 des Schichtpaketes 18. Die Randflüssigkeit
kann mittels der Ableitvorrichtung 19 am unteren Ende der Seitenführung abgeleitet
werden. Es ist aber auch möglich den Rand der Beschichtung samt Randflüssigkeit
erst nach dem Beschichten auf der Unterlage abzusaugen. Dies ist in Fig. 4 dargestellt,
die einen Ausschnitt der Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung zeigt.
Wie in Fig. 4 und in Fig. 1 dargestellt erfolgt die Randflüssigkeitszufuhr durch Entladungsmittel
7, Mittel zur Erzeugung des Rinnsals 10 mit Düse 11 welche an der
Gleitfläche einen Injektagestrom bilden. Selbstverständlich kann die Düse 11 die
Randflüssigkeit auch an einem anderen Ort, beispielsweise in der Nähe der Gießlippe
23, injizieren. Es ist auch möglich die hochviskose Randflüssigkeit aus einer in den
Zeichnungen nicht dargestellten Austrittsöffnung am Seitenhalter abzugeben. In diesem
Fall bilden die Seitenhalter die Entladungsmittel. Diese sind also konstruktiv so
ausgeführt, daß sie die Ausbildung eines Rinnsals am Vorhanghalter ermöglichen
und die Viskosität der Rinnsalflüssigkeit größer ist als die Viskosität in der Beschichtungszusammensetzung.
Der in Fig. 1, 2 und 4 dargestellte Gleitflächengießer ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
Natürlich kann der Flüssigkeitsvorhang auch durch Extrusion gebildet
werden.
Beispiel | Rand Flüssigkeit | Abrißgrenze 10-6 m2/sec | Viskosität Mpas |
1 | Ohne | 175 | ∞ |
2 | Wasser | 150 | 1 |
3 | Polyvinylalkohol | 88 | 200 (newtonsch) |
4 | Polyacrylamid | 76 | Strukturviskos |
5 | Butadien Copolymer | 76 | 55 (newtonsch) |
6 | Glyzerin | 76 | 140 (newtonsch) |
7 | Zellulose Derivat | 76 | Strukturviskos |
Claims (15)
- Verfahren zum Vorhangbeschichten eines Trägers mit mindestens einer Schicht flüssiger Beschichtungszusammensetzung umfassend:Bewegen des Trägers entlang eines Weges durcheine Beschichtungszone, Bilden eines fallenden Vorhangs aus flüssiger Beschichtungszusammensetzung der sich quer zum Weg des Trägers erstreckt,Führen des fallenden Vorhangs mittels Seitenführungen an denen eine Randflüssigkeit mit einer Viskosität größer als in der Beschichtungszusammensetzung in Form eines Rinnsals verteilt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rinnsal an jeder Seitenführung geradlinig laminar im Vorhang eingebettet abfließt.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der Randflüssigkeit zwei- bis viermal so groß ist wie in der Beschichtungszusammensetzung.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rinnsal durch Injektage der Randflüssigkeit in die Beschichtungszusammensetzung beim Bilden des Vorhangs erzeugt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rinnsal einen einstellbaren Volumenstrom von kleiner als 40 Milliliter pro Minute, bevorzugt einstellbar 10 und 35 Milliliter pro Minute, führt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Randflüssigkeit aus einer wasserlösbaren Flüssigkeit mit einer Viskosität zwischen 50 mPas und 200 mPas gebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine wasserlösliche Polymerverbinung ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Randflüssigkeit Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrolidon, Maleinsäure-Methylvinyläthercopolymer, Butadien-Maleinsäurecopolymer enthält.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Randflüssigkeit Glyzerin ist.
- Vorrichtung zum Vorhangbeschichten eines Trägers (2) mit mindestens einer Schicht flüssiger Beschichtungszusammensetzung mit Transportmittel, die den Träger längs eines Weges (28) durch eine Beschichtungszone transportieren, Zuführvorrichtung (14), die aus flüssiger Beschichtungszusammensetzung einen fallenden Vorhang (3) erzeugt der sich quer zum Weg des Trägers erstreckt und der auf den Träger fällt, Seitenführungen (5), die den fallenden Vorhang an seitlichen Rändern (6) führen, Entladungsmittel (7), die an den Seitenführungen eine Randflüssigkeit verteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsmittel (7) Mittel (10) zur Erzeugung eines Rinnsals umfassen die bewirken, daß die Randflüssigkeit in Form eines Rinnsals (9) an jeder Seitenführung abfließt wobei die Viskosität der Randflüssigkeit (8) größer ist als die der Beschichtungszusammensetzung.
- Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Mittel (10) zur Erzeugung eines Rinnsals bewirkt, daß die Randflüssigkeit an der Seitenführung geradlinig laminar im Vorhang (3) eingebettet (Fig. 3) abfließt.
- Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (14) ein Gleitflächengießer ist und das Mittel (10) zur Erzeugng des Rinnsals ein düsenförmiges Endstück (11) aufweist das an einem stirnseitigen Ende (12) einer Gleitfläche (29) des Gleitflächengießers die Randflüssigkeit in die Beschichtungszusammensetzung injiziert.
- Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung ein Extrusionsgießer ist und das Mittel zur Erzeugung des Rinnsals ein düsenförmiges Endstück aufweist welches an einem stirnseitigen Ende des Extrusionsschlitzes die Randflüssigkeit in die Beschichtungszusammensetzung injiziert.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsmittel (7) die Randflüssigkeit an jeder Seitenführung (5) mit einem einstellbaren Volumenstrom von weniger als 40 Milliliter pro Minute, bevorzugt 10 bis 35 Milliliter pro Minute, entladen.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenführungen so beabstandet sind, daß die Breite (21) des Vorhangs geringer als die Breite (22) des Trägers ist, daß an jeder Seitenführung vor dem Auftreffen des Vorhangs auf dem Träger eine Ableitvorrichtung (19) angebracht ist die den seitlichen Rand (6) des Vorhangs samt der Randflüssigkeit (8) ableitet und nur ein Vorhangmittelteil den Träger beschichtet.
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