CH621269A5 - Process and apparatus for coating an object by the curtain-coating method - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Gegenstandes nach der Vorhanggussmethode gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 5. The invention relates to a method for coating an object using the curtain casting method according to the preamble of patent claim 1. The invention also relates to a device for carrying out such a method according to the preamble of patent claim 5.
Einschichten- und Mehrschichtenvorhanggussverfahren sind Standardbeschichtungsverfahren der photographischen Industrie und zum Beispiel in den GB-PS Nrn. 1 429 260 und ì 276 381 beschrieben. Single-layer and multi-layer curtain casting processes are standard coating processes in the photographic industry and are described, for example, in British Patent Nos. 1,429,260 and 276,381.
Eine wesentliche Schwierigkeit bei der Beschichtung von photographischen Trägermaterialien besteht darin, dass der dazu nötige sehr dünne Flüssigkeitsvorhang sehr empfindlich ist gegen Umgebungsluftbewegungen und sehr zu UnStabilitäten neigt. A major difficulty in the coating of photographic support materials is that the very thin liquid curtain required for this is very sensitive to ambient air movements and tends to be unstable.
Zur Gewährleistung eines zusammenhängenden Vorhangs und der für eine gute Benetzung des zu beschichtenden Trägermaterials erforderlichen hohen Auftreffgeschwindigkeit auf das Material ist in der Regel eine Fallhöhe von mehreren Zentimetern erforderlich. Bei den üblichen Bahnbreiten von 1,0-1,5 m ergibt dies dann eine Vorhangfläche von etwa 0,1 m2, die den in der Beschichtungszone allfällig auftretenden Luftbewegungen ausgesetzt ist. Selbst eine sehr kleine Druckdifferenz über eine solche Fläche hin erzeugt eine wesentliche Ablenkung des Vorhangs. Dies kann zu einer ernsthaften Beeinträchtigung der Qualität der hergestellten Beschichtung führen. Der Vorhang kann dadurch so abgelenkt werden, dass er auf dem Band entlang einer Linie auftrifft, wo Instabilitäten der Bandstellung vorhanden sind, oder Lufteinschlüsse zwischen dem Vorhang oder dem Band auftreten. A drop height of several centimeters is generally required to ensure a coherent curtain and the high impact speed on the material required for good wetting of the substrate material to be coated. With the usual web widths of 1.0-1.5 m, this results in a curtain area of approximately 0.1 m2, which is exposed to the air movements that may occur in the coating zone. Even a very small pressure difference across such an area creates a significant deflection of the curtain. This can severely affect the quality of the coating produced. The curtain can be deflected by hitting the belt along a line where there are instabilities in the belt position or by trapping air between the curtain or the belt.
Alternativ oder zusätzlich können Fluktuationen der Druckdifferenz über den Vorhang hin dazu führen, dass der Vorhang sich in der Richtung, in welcher sich das Band bewegt, hin und her bewegt. Dies führt zu Dickenänderungen in der Beschichtung auf dem Band, selbst wenn die Dicke des Vorhangs selbst an der Auftrefflinie konstant ist. Alternatively or additionally, fluctuations in the pressure difference across the curtain can cause the curtain to reciprocate in the direction in which the belt is moving. This leads to changes in the thickness of the coating on the tape, even if the thickness of the curtain is constant even at the line of impact.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demnach ein Verfahren der eingangs definierten Art hinsichtlich der Stabilität des Vorhangs zu verbessern. The object of the present invention is accordingly to improve a method of the type defined at the outset with regard to the stability of the curtain.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Patentanspruch 1 angeführten Massnahmen gelöst. According to the invention, this object is achieved by the measures specified in patent claim 1.
Die zur Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren geeignete Vorrichtung ist erfindungsgemäss durch die im Patentanspruch 5 angeführten Merkmale gekennzeichnet. The device suitable for carrying out the method according to the invention is characterized according to the invention by the features stated in patent claim 5.
Das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die Vorrichtung ist für Vorhanggussmethoden jeglicher Art verwendbar, insbesondere auch für solche, bei denen der niederfallende Vorhang aus mehreren Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung besteht. The method and the device according to the invention can be used for all kinds of curtain casting methods, in particular also for those in which the falling curtain consists of several layers of different compositions.
Beim erfindungsgemässen Verfahren fällt der Vorhang nicht ganz frei, sondern in gewissem Masse von dem absteigenden laminaren Luftstrom gestützt. Diese Gasabstützung führt dazu, dass der fallende Vorhang in einem Luftstrom stabiler wird. In the method according to the invention, the curtain does not fall completely free, but is supported to a certain extent by the descending laminar air flow. This gas support causes the falling curtain to become more stable in an air stream.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. Show it:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Beschich-tungsvorrichtung gemäss der Erfindung, wobei das feste Leitglied vor dem fallenden Vorhang angeordnet ist, 1 is a schematic side view of a coating device according to the invention, the fixed guide member being arranged in front of the falling curtain,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Beschich-tungsvorrichtung gemäss der Erfindung, wobei das feste Leitglied hinter dem fallenden Vorhang angeordnet ist, 2 shows a schematic side view of a coating device according to the invention, the fixed guide member being arranged behind the falling curtain,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 2, wobei die Anbringungsstellen der verschiedenen Teile der Vorrichtung gezeigt sind, 3 is a perspective view of the device of FIG. 2, showing the attachment locations of the various parts of the device;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer anderen Be-schichtungsvorrichtung gemäss der Erfindung, welche ähnlich der in Fig. 2 und 3 aufgebaut ist, jedoch ein festes Leitglied mit einer im wesentlichen ebenen Fläche aufweist, und 4 shows a schematic side view of another coating device according to the invention, which is constructed similarly to that in FIGS. 2 and 3, but has a fixed guide member with a substantially flat surface, and
Fig. 5 eine Einzelheit eines Luftschlitzes, der sich von dem Schlitz aus den Fig. 2-4 unterscheidet, jedoch in der in diesen Figuren gezeigten Vorrichtung verwendet werden kann. Fig. 5 shows a detail of an air slot which differs from the slot of Figs. 2-4, but can be used in the device shown in these figures.
In Fig. 1 ist ein Gleitflächengiesskopf 1 oberhalb einer eine Bahn abstützenden Rolle 2 angeordnet, von welcher eine Bahn 3 aus Filmmaterial unter der Lippe 4 des Kopfs 1 vorbeigeführt wird. Der Giesskopf hat eine geneigte Gleitfläche 5. In Fig. 1, a sliding surface casting head 1 is arranged above a roll 2 supporting a web, from which a web 3 of film material is passed under the lip 4 of the head 1. The casting head has an inclined sliding surface 5.
Der Giesskopf 1 weist zwei Schlitze 6 und 7 auf, die quer über die Gleitfläche verlaufen. Aus dem Schlitz 6 fliesst eine Beschichtungsmasse 8 heraus. Diese bildet eine fliessende Schicht auf der geneigten Fläche 5. Aus dem Schlitz 7 fliesst eine zweite Beschichtungsmasse 9 heraus, welche eine fliessende Schicht auf der geneigten Fläche 5 bildet und dann über die Schicht aus der Beschichtungsmasse 8 fliesst, so dass eine The casting head 1 has two slots 6 and 7 which run across the sliding surface. A coating compound 8 flows out of the slot 6. This forms a flowing layer on the inclined surface 5. A second coating compound 9 flows out of the slot 7, which forms a flowing layer on the inclined surface 5 and then flows over the layer from the coating compound 8, so that one
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Mehrfach- oder zusammengesetzte Schicht gebildet wird. Multiple or composite layer is formed.
Diese Mehrfachschicht fliesst die geneigte Gleitfläche 5 hinunter, bis sie die Lippe 4 des Giesskopfs erreicht, wonach sie als Mehrschichtvorhang 10 herabfällt. This multilayer flows down the inclined sliding surface 5 until it reaches the lip 4 of the casting head, after which it falls down as a multilayer curtain 10.
Nahe dem Ende der Lippe 4 ist ein gekrümmtes feststehendes Leitglied 12 angeordnet, welches sich quer über die Bahn 3 hin erstreckt. Nahe dem oberen Ende des festen Leitgliedes 12 ist eine Leitplatte 13 angeordnet. Der Abstand Dj zwischen der Lippe 4 und dem festen Leitglied 12 liegt bei Arranged near the end of the lip 4 is a curved fixed guide member 12 which extends across the web 3. A guide plate 13 is arranged near the upper end of the fixed guide member 12. The distance Dj between the lip 4 and the fixed guide member 12 is included
1-10 mm, vorzugsweise bei 3-7 mm, insbesondere bei 5 mm. Luft wird zwischen das feste Leitglied 12 und die Leitplatte 13 mit Hilfe einer geeigneten Einrichtung gepresst, die symbolisch durch die Pfeile A angedeutet ist, und bildet einen absteigenden laminaren Luftstrom (Pfeile F) zwischen dem Leitglied 12 und dem Vorhang 10. Durch den Luftstrom wird verursacht, dass der Vorhang 10 zu dem festen Leitglied 12 hin angezogen wird, wobei er jedoch im Abstand von dem Leitglied 12 bleibt und einer gekrümmten Bahn folgt, bis er auf das laufende Band 3 auffällt und darauf als Mehrfachschicht 15 mitgeführt wird. 1-10 mm, preferably 3-7 mm, especially 5 mm. Air is pressed between the fixed guide member 12 and the guide plate 13 by means of a suitable device, which is symbolically indicated by the arrows A, and forms a descending laminar air flow (arrows F) between the guide member 12 and the curtain 10. The air flow is causes the curtain 10 to be pulled towards the fixed guide member 12, but remains at a distance from the guide member 12 and follows a curved path until it strikes the running belt 3 and is carried along as a multiple layer 15.
Der Krümmungsradius des festen Leitgliedes 12 beträgt 100-300 mm, vorzugsweise 150-250 mm, insbesondere 200 mm. Der Vorhang 10 ist stabil und relativ unempfindlich gegen Umgebungsluftströme. The radius of curvature of the fixed guide member 12 is 100-300 mm, preferably 150-250 mm, in particular 200 mm. The curtain 10 is stable and relatively insensitive to ambient air flows.
In einer alternativen Ausführungsform wird die Leitplatte 13 nicht verwendet, wobei ein absteigender laminarer Luftstrom zwischen dem Leitglied 12 und der Lippe des Giesskopfs 1 herabgeführt wird. In an alternative embodiment, the guide plate 13 is not used, a descending laminar air flow being conducted down between the guide member 12 and the lip of the casting head 1.
In Fig. 2 ist ein Gleitflächengiesskopf 21 oberhalb einer Beschichtungsrolle 22 angeordnet, die bei ihrer Drehung eine Bahn 23 aus Filmmaterial unter der Lippe 25 des Giesskopfs 21 vorbeiführt. Der Giesskopf hat eine geneigte Gleitfläche 26. In Fig. 2, a sliding surface casting head 21 is arranged above a coating roller 22 which, as it rotates, guides a web 23 of film material under the lip 25 of the casting head 21. The casting head has an inclined sliding surface 26.
Quer über die Gleitfläche 26 hin sind zwei Schlitze 27 und 28 angeordnet. Aus dem Schlitz 27 fliesst eine Beschichtungsmasse 29, welche eine fliessende Schicht auf der geneigten Fläche 26 bildet. Aus dem Schlitz 28 fliesst eine Beschichtungsmasse 30, welche eine fliessende Schicht auf der geneigten Fläche 26 bildet und dann über die Schicht aus der Beschichtungsmasse 29 unter Ausbildung einer Mehrfachschicht fliesst. Diese Mehrfachschicht fliesst an der geneigten Fläche 26 herunter, bis sie die Lippe 25 des Giesskopfs 21 erreicht. Sodann fällt sie als mehrschichtiger Vorhang 31 herab. Two slots 27 and 28 are arranged across the sliding surface 26. A coating compound 29 flows out of the slot 27 and forms a flowing layer on the inclined surface 26. A coating composition 30 flows from the slot 28, which forms a flowing layer on the inclined surface 26 and then flows over the layer of the coating composition 29 to form a multilayer. This multilayer flows down on the inclined surface 26 until it reaches the lip 25 of the casting head 21. Then it falls down as a multilayer curtain 31.
Unter der Lippe 25 ist ein Luftkanal 32 angeordnet, welcher eine nach unten gerichtete Düse 33 aufweist, die in einem horizontalen Abstand D2 und einem vertikalen Abstand D3 von der Lippe 25 angeordnet ist. Dies ist deutlich in Fig. 3 gezeigt, in welcher die Bezugszeichen dieselbe Bedeutung wie in Fig. 2 haben. An der Seite des Luftkanals 32 ist ein gekrümmtes festes Leitglied 34 angebracht, dessen Krümmungsradius von 74-175 mm, vorzugsweise vor 100-150 mm und insbesondere 125 mm beträgt. Die Abstände D2 und D3 betragen An air duct 32 is arranged under the lip 25, which has a downwardly directed nozzle 33 which is arranged at a horizontal distance D2 and a vertical distance D3 from the lip 25. This is clearly shown in FIG. 3, in which the reference symbols have the same meaning as in FIG. 2. On the side of the air duct 32, a curved fixed guide member 34 is attached, the radius of curvature of which is 74-175 mm, preferably in front of 100-150 mm and in particular 125 mm. The distances are D2 and D3
2-6 mm, vorzugsweise etwa 4 mm. 2-6 mm, preferably about 4 mm.
Ausserdem ist eine eines Paars von Randführungen 35 gezeigt. An jeden Rand des Giesskopfs 21 ist eine Randführung angepasst, und wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, bestimmen die Randführungen die Breite des fallenden Vorhangs. One of a pair of edge guides 35 is also shown. An edge guide is fitted to each edge of the pouring head 21, and when the device is in operation, the edge guides determine the width of the falling curtain.
Ferner ist eine Fangplatte 36 (Fig. 4) gezeigt, welche verwendet wird, den vertikal herabfallenden Vorhang beim Starten und Beenden eines Beschichtungsvorganges aufzufangen. Furthermore, a catch plate 36 (FIG. 4) is shown, which is used to catch the vertically falling curtain when starting and ending a coating process.
Im Betrieb wird ein herabfallender Mehrschichtvorhang 31 gebildet. Anfänglich fällt er als frei fallender Vorhang von der Lippe 25 des Giesskopfs 21 herab. Dann wird Luft aus dem Kanal 32 und aus der Düse 33 ausgeblasen. Hierdurch wird ein laminarer Luftstrom (Pfeile F) zwischen dem festen Leitglied 34 und dem fallenden Vorhang 31 erzeugt. In operation, a falling multi-layer curtain 31 is formed. Initially, it falls as a free-falling curtain from the lip 25 of the pouring head 21. Then air is blown out of the channel 32 and out of the nozzle 33. This creates a laminar air flow (arrows F) between the fixed guide member 34 and the falling curtain 31.
Durch den Luftstrom wird der fallende Vorhang zu der Fläche des festen Leitgliedes 34 hin so angesaugt, dass der fallende Vorhang 31 in einer gekrümmten Bahn herabfällt, welche der Gestalt des festen Leitgliedes 34 folgt. Dies ist in Fig. 2 gezeigt. Der fallende Vorhang 31 wird auf der laufenden Bahn 23 abgelegt und als Mehrfachbeschichtung 38 abgeführt. The falling curtain is sucked towards the surface of the fixed guide member 34 by the air flow in such a way that the falling curtain 31 falls in a curved path which follows the shape of the fixed guide member 34. This is shown in Figure 2. The falling curtain 31 is placed on the running web 23 and removed as a multiple coating 38.
Es wurde gefunden, dass der fallende Vorhang 31, wenn er einen gekrümmten Verlauf hat, der der Gestalt des festen Leitgliedes 34 folgt, extrem stabil ist und gegen Luftströmungen relativ unempfindlich ist. It has been found that the falling curtain 31, if it has a curved course that follows the shape of the fixed guide member 34, is extremely stable and is relatively insensitive to air currents.
In einem Versuch mit Gelatine einer Viskosität von 15 cP und einer Durchflussrate von 2 ml/s pro cm Breite wurde eine Horizontalablenkung gemessen, welche von einem bestimmten Luftzug oder einer bestimmten Luftströmung kurzer Dauer hervorgerufen wurde. Dies wurde gemessen sowohl für einen frei fallenden Vorhang wie auch einen Vorhang, der von einem absteigenden laminaren Luftstrom gestützt war, wie oben beschrieben. In an experiment with gelatin with a viscosity of 15 cP and a flow rate of 2 ml / s per cm width, a horizontal deflection was measured, which was caused by a certain air draft or a certain air flow of short duration. This was measured for both a free-falling curtain and a curtain supported by a descending laminar flow of air, as described above.
Für den frei fallenden Vorhang hatte die von dem Luftzug hervorgerufene mittlere Horizontalabweichung in einer Höhe von 80 mm unter der Lippe 25 einen Wert von 7 mm, während die mittlere Horizontalabweichung 80 mm unter der Lippe bei Verwendung eines Luftdüsenspaltes von 0,6 mm und einer Luftgeschwindigkeit an der Düse von 6 m/s einen Wert von 3 mm hatte. For the free-falling curtain, the mean horizontal deviation caused by the draft at a height of 80 mm below the lip 25 was 7 mm, while the mean horizontal deviation 80 mm below the lip when using an air nozzle gap of 0.6 mm and an air speed had a value of 3 mm at the nozzle of 6 m / s.
Fig. 4 zeigt eine ähnliche Vorrichtung, in welcher die Bezugszeichen dieselbe Bedeutung wie in den Fig. 2 und 3 haben. Jedoch bietet in der Vorrichtung nach Fig. 4 das feste Leitglied 34a dem fallenden Vorhang 31 eine im wesentlichen ebene Fläche dar. Diese ebene Fläche des Leitgliedes 34a, die dem fallenden Vorhang zugewandt ist, ist aus der Vertikalen um etwa 10° geneigt. Die Düse 33 ist in einem horizontalen Abstand D4 und einem vertikalen Abstand Ds von der Lippe 25 angeordnet. Die Abstände D4 und D5 liegen beide bei 2-6 mm, insbesondere bei etwa 4 mm. Es ist gezeigt, dass der fallende Vorhang der Gestalt des festen Leitgliedes hinunter bis zum Ende der ebenen Fläche folgt. In diesem Fall wurde ebenfalls ein extrem stabiler Vorhang gebildet, der von Luftströmungen relativ unbeeinflusst war. Fig. 4 shows a similar device in which the reference numerals have the same meaning as in Figs. 2 and 3. However, in the device according to FIG. 4, the fixed guide member 34a provides the falling curtain 31 with a substantially flat surface. This flat surface of the guide member 34a, which faces the falling curtain, is inclined from the vertical by approximately 10 °. The nozzle 33 is arranged at a horizontal distance D4 and a vertical distance Ds from the lip 25. The distances D4 and D5 are both 2-6 mm, in particular approximately 4 mm. It is shown that the falling curtain follows the shape of the fixed guide member down to the end of the flat surface. In this case, an extremely stable curtain was also formed, which was relatively unaffected by air currents.
In einem Versuch betrug die Höhe des fallenden Vorhangs 31 80 mm. Der Luftdüsenspalt war 0,6 mm und aus der Düse 33 herausströmende Luft hatte eine Geschwindigkeit von 5 m/s. Dies war ausreichend, den fallenden Vorhang, welcher einen Durchsatz von 1,5 ml/cm/s hatte, zu dem festen Leitglied 34 hin so anzusaugen, dass er von dem festen Leitglied über seine ganze Länge hin um etwa 3 mm im Abstand angeordnet verlief. In one experiment, the height of the falling curtain was 31 80 mm. The air nozzle gap was 0.6 mm and air flowing out of the nozzle 33 was 5 m / s. This was sufficient to draw the falling curtain, which had a throughput of 1.5 ml / cm / s, towards the fixed guide member 34 in such a way that it was spaced about 3 mm apart from the fixed guide member over its entire length .
Bei diesem Verfahren kann ein zusätzlicher Vorteil dadurch erreicht werden, dass der Spalt zwischen der unteren Kante des festen Leitgliedes und der Bahn, die in diesem Fall von links nach rechts bewegt wird, wie in Fig. 4 gezeigt, derart verkleinert wird, dass er den Austritt des Luftstroms beschränkt. With this method, an additional advantage can be achieved in that the gap between the lower edge of the fixed guide member and the web, which in this case is moved from left to right, as shown in FIG. 4, is reduced in such a way that it Restricted airflow exit.
Ein positiver Gasdruck wird dadurch im Bereich der Auftreffzone des Vorhangs auf der Bahn auf der Seite des Vorhangs benachbart dem festen Leitglied erzeugt. A positive gas pressure is thereby generated in the area of the impact zone of the curtain on the web on the side of the curtain adjacent to the fixed guide member.
Dies führt dazu, dass den Kräften, die an der Auftreffzone durch von der sich bewegenden Bahn mitgerissene Luft hervorgerufen werden, entgegengewirkt wird, so dass eine hohe Beschichtungsqualität bei höheren Bahngeschwindigkeiten beibehalten werden kann, als sie bei einem frei fallenden Vorhang möglich ist. This has the effect of counteracting the forces which are caused at the impact zone by air entrained by the moving web, so that a high coating quality can be maintained at higher web speeds than is possible with a freely falling curtain.
Aus Fig. 5 ist ein Luftkanal 32 ersichtlich, welcher unmittelbar unter der Lippe 25 des Giesskopfs 21 angeordnet ist. In diesem Fall bildet das Ende der Lippe des Giesskopfs einen Teil der Düse 33. 5 shows an air duct 32, which is arranged directly under the lip 25 of the casting head 21. In this case, the end of the lip of the pouring head forms part of the nozzle 33.
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PUE | Assignment |
Owner name: ILFORD LIMITED |
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PL | Patent ceased |