DE1184678B - Vorrichtung zum Beschichten einer Bahn mit fliessfaehigem Beschichtungsgut - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 44 d

Deutsche Kl.: 75 a - 20

Nummer: 1184 678

Aktenzeichen: P 25952 I b/75 a

Anmeldetag: 31. Oktober 1960

Auslegetag: 31. Dezember 1964

Vorrichtungen zum Beschichten einer Bahn mit fließfähigem Beschichtungsgut besitzen meistens Luftmesserrakel, um den Beschichtungsgutüberschuß zu entfernen und eine gleichmäßige, glatte Schicht zu erhalten. Um bei hohen Beschichtungsgeschwindigkeiten Turbulenzen und damit ungleichmäßige Beschichtungen auszuschalten, hat man durch Formänderung der Austrittsöffnungen oder Lippen und durch Steuerorgane versucht, einen gleichmäßigen geradlinig ausströmenden Luftstrom zu erzeugen und Vibrationen oder Druck- oder Dichteschwankungen zu vermeiden; ferner wurde durch Verteilerleisten das zugeführte Beschichtungsgut bereits in gewissem Maße eingestellt.

Trotz derartiger Verbesserungen treten jedoch bei höheren Viskositäten und noch größeren Beschichtungsgeschwindigkeiten Schwierigkeiten auf, da die Gleichförmigkeit der Schicht außer von der Viskosität des Beschichtungsgutes noch von der endgültigen Beschichtungsdicke und dem Zusammenwirken von Beschichtungsgeschwindigkeit und verwendetem Luftmesserdruck abhängen. Bei gesteigerter Beschichtungsgeschwindigkeit von z. B. 30 bis 33 m/Min, treten Streifen oder Schlieren auf, so daß kein glatter und gleichmäßiger Überzug auf einer undurchlässigen Bahn erzielt wird, es sei denn, daß eine mechanische oder eine durch das hinter dem Luftmesser ablaufende Material verursachte Glättung vorgenommen wird. Bei großer Viskosität, niedrigen Beschichtungsgewichten und großem Luftmesserdruck können Fehler auch bei Geschwindigkeiten unterhalb 30 bis 33 m/Min, auftreten, weil in der abfließenden Flüssigkeit unter dem Luftmesser eine übermäßige Turbulenz herrscht. Man kann zwar in bekannter Weise zwischen der Beschichtungswanne und der Luftrakel eine Verteilerleiste anordnen, die durch Entfernung der überschüssigen Beschichtungsflüssigkeit selbst eine genaue Regelung der Beschichtungsdicke bewirkt und die von ihr entfernte Beschichtungsflüssigkeit von der anschließend durch die Luftrakel entfernten Beschichtungsflüssigkeit abtrennt. Obwohl hiermit, wie gewünscht, eine Turbulenz in der die Luftrakel erreichenden flüssigen Beschichtungsschicht verhindert und eine gleichmäßige Beschichtung selbst bei hohen Geschwindigkeiten ermöglicht wird, hat diese Anordnung zwei zunächst vielleicht zweitrangig erscheinende, aber vom technologischen Standpunkt sehr bedeutsame Nachteile. Einmal hat sich herausgestellt, daß die Lippen des Verteilers zur Erzielung einer völlig geraden und scharfen Kante mit größter Präzision bearbeitet werden muß und daß alle Ungenauigkeiten dieser Kante eine ungleiche Dicke der Vorrichtung zum Beschichten einer Bahn
mit fließfähigem Beschichtungsgut

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. rer. nat. J.-D. Frhr. v. Uexküll,

Patentanwalt,

Hamburg-Hochkamp, Königgrätzstr. 8

Als Erfinder benannt:
Welcome Willard Wamsley,
Metuchen, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. November 1959
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Beschichtung ergeben. Zum zweiten läßt sich der Verteiler, der genau justiert sein muß und relativ kompliziert ausgebildet ist, nur sehr schwierig reinigen oder ersetzen.

Diese Nachteile werden nun mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung behoben. Diese ist eine Vorrichtung zum Beschichten einer Bahn mit fließfähigem Beschichtungsgut, bestehend aus einer Auftragseinrichtung sowie einem festen Abstreifer und einer Luftrakel, die beide oberhalb der Auftragseinrichtung vorgesehen sind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der feste Abstreifer als Draht oder Stange ausgebildet und im Bereich der unteren Grenze des aus der Luftrakel austretenden Luftstromes angeordnet ist.

Vorzugsweise ist der feste Abstreifer mit einem Durchmesser d in einem Abstand ρ der zu beschichtenden Bahn und in einem Abstand q von der Höhe der unteren Lippe des Luftrakels angeordnet, wobei d dem 4- bis 20fachen und ρ dem 1- bis 6fachen der gewünschten Naßdicke der Beschichtung und q dem 1- bis 5fachen Von d entspricht.

Mit einer derartigen Vorrichtung kann man auch bei großen Beschichtungsgeschwindigkeiten hervorragend glatte und gleichmäßige Überzüge auch auf undurchlässigen Bahnen erreichen. Der gespannte Draht oder Stab braucht nicht besonders genau bearbeitet zu sein, da seine Wirkung in erster Linie mit

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dem Luftstrom zusammenhängt und eine genaue Abstreifwirkung überhaupt nicht erforderlich ist. Wegen seines einfachen Aufbaues ist der Draht oder Stab leicht zu reinigen und zu ersetzen. Es können darüber hinaus aber auch Drähte oder Stangen mit nichtkreisförmigem Querschnitt verwendet werden, wie beispielsweise mit tropfenförmigem oder mit anderem hydrodynamisch günstigem Querschnitt. Die Drähte oder Stangen können mittels bekannter Vorrichtungen einstellbar sein. Die Erfindung beschränkt sich schließlich nicht auf die Anwendung beim Beschichten einer Bahn von nur einer Seite. Sie kann auch bei Vorrichtungen eingesetzt werden, mit denen beide Bahnseiten beschichtet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt; es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Beschichtungsvorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht gemäß Fig. 1. In F i g. 1 läuft eine Bahn 1 um eine Beschichtungswalze2. Der Bahnbereich am Boden der Beschichtungswalze berührt oder streift die Oberfläche der Beschichtungsflüssigkeit 3, welche in einer mit einem Damm 5 und einem Uberflußbehälter 6 versehenen Wanne 4 vorrätig gehalten wird. Nahe an der Walze 2 ist ein Luftmesser mit einer oberen Lippe 7 und einer unteren Lippe 8 angeordnet. Parallel zur Beschichtungswalze und gerade unterhalb des Auftreffpunktes der von dem Luftmesser auf die Bahn auftretenden Luft befindet sich ein gespannter Draht oder eine Stange 9.

Die Beschichtungsflüssigkeit 3 wird der Beschichtungswanne 4 durch eine beliebige Vorrichtung derart zugeführt, daß gleichmäßig eine geringe Flüssigkeitsmenge über den Damm 5 in den Überflußbehälter 6 überfließt. Wegen der viskosen Beschaffenheit und des Strömungswiderstandes wird mehr überschüssige Flüssigkeit, als es der gewünschten endgültigen Beschichtung entspricht, von der über die Beschichtungswalze ablaufenden Bahn aufgenommen und in Richtung auf die Luftrakel mitgenommen. Die überschüssige Flüssigkeit wird durch die Rakelwirkung des Luftstromes von dem Luftmesser in die Beschichtungswanne zurückgedrängt. Die überschüssige Flüssigkeit unterhalb des Drahtes oder der Stange 9 neigt je nach Viskosität der Flüssigkeit, gewünschtem Beschichtungsgewicht und dem vom Luftmesser ausgeübtem Druck zur Turbulenz und zur Bildung tiefer Rinnen, und zwar, insbesondere bei Beschichtungsgeschwindigkeiten von 30 m/Min, und mehr. Auf Grund der Anwesenheit des gespannten Drahtes 9 bilden sich jedoch derartige tiefe Rinnen und Turbulenzbereiche nur unterhalb des Drahtes 9, und der Flüssigkeitsverlauf zwischen dem Draht 9 und der Auftreffstelle der Luft auf der Bahn bleibt glatt und zeigt keine Turbulenz. Der Draht 9 bewirkt die Bildung eines Bereiches mit einem glatten Flüssigkeits- oder Strömungsverlauf, aus dem die endgültig beschichtete Bahn 10 abgezogen wird. Rinnen und ein turbulenter Strömungsverlauf direkt unterhalb der Auftreffstelle der auftreffenden Luft werden vermieden. Die Gleichmäßigkeit der endgültig erhaltenen Beschichtung wird verbessert, und es können Beschichtungsgeschwindigkeiten jenseits der üblichen Grenze von 30 bis 33 m/Min, ohne Beeinträchtigung der Beschichtungsqualität erzielt werden.

Die kritische Stellung des Drahtes 9 soll nun im Zusammenhang mit F i g. 2 näher erläutert werden, welche einen Teil der Vorrichtung ohne vorhandene Beschichtungsflüssigkeit in vergrößertem Maßstab zeigt. Zur Erzielung der oben beschriebenen verbesserten Beschichtung sind der Durchmesser d des Drahtes 9, der Abstand q des Drahtes unterhalb der Stelle 11, wo die Luft auf die Bahn 10 auftrifft, sowie der Abstand ρ des Drahtes von der Bahn wesentlich.

ίο Der Abstand q des Drahtes unterhalb der Auftreffstelle 11, welcher ein- bis fünfmal dem Wert von d entspricht, soll so klein wie möglich gehalten werden, so daß ständig eine Flüssigkeitslache längs der Oberkante des Drahtes aufrechterhalten wird. Im allgemeinen ist ein Wert für q von 25 mm geeignet, wenn z. B. photographische Schichten aufgezogen werden sollen, jedoch können je nach Flüssigkeitseigenschaften und Beschichtungsgeschwindigkeiten auch Werte von etwa 15 bis 63 mm verwendet werden.

ao Wenn q größer als 63 mm ist, so können sich oberhalb des Drahtes Rinnen und Turbulenzbereiche ausbilden, und der Vorteil der neuen Vorrichtung geht verloren. Der Abstand ρ des Drahtes von der Bahn beträgt den 1- bis 6fachen Wert der Naßdicke der endgültig gewünschten Beschichtung. Wenn der Abstand ρ zu groß ist, so kann Luft von der Luftrakel hinter den Draht geblasen werden, wodurch der Glättungseffekt gestört wird. Andererseits findet bei einem zu kleinen Abstand ein unebenes mechanisches Rakeln durch den Draht statt, und es erfolgt keine endgültige Glättung durch das Luftmesser. Der Durchmesser d des Drahtes oder der Stange ist vorzugsweise so groß, wie es zur Aufrechterhaltung einer vollständigen flüssigen Bedeckung längs seiner Drahtlänge verträglich ist. Wenn der Drahtdurchmesser zu klein ist, so wird kein Glättungseffekt erzielt. Beim

Beschichten mit photographischen Emulsionen sind Durchmesser von etwa 15 bis 25 mm möglich.

Für die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden einige Beispiele näher erläutert, denen zum Beschichten von geschmolzenen photographischen Gelatine - Silberhalogenid - Emulsionen und Hilfsschichten auf geeignete undurchlässige Filmträger folgende Abmessungen zugrunde gelegt sind:

Durchmesser der Beschichtungswalze.. 8,57 cm

Lippenabstand des Luftrakels 0,089 cm

Abstand der Luftrakel von der Bahn .. 0,343 cm Auftreffwinkel der Luft (wobei der Winkel, wie in Fig. 1 gezeigt, durch die Verlängerung der unteren Messerschneide 8 der Luftrakels und einen vom Auftreffpunkt gezogenen Radius der Beschichtungswalze gebildet wird) 10° Abstand zwischenBahn und Wanne etwa 0,25 cm

Beispiel 1

Es wurde auf übliche Weise eine Gelatine-Silberjodbromid-Emulsion hergestellt, welche 13% Festteile besaß, wobei das Silberhalogenid 8% der Gesamtmenge ausmachte. Die Emulsion hatte eine Viskosität von etwa 5 cP. Der Draht hatte einen Durchmesser d von 16 mm, einen Abstand q von 30,4 mm und einen Abstand ρ von 1,5 mm. Die Emulsion wurde mit einer Geschwindigkeit von 46 m/Min, unter einem Luftdruck der Rakel von 1,65 cm

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Wassersäule aufgebracht. Es wurde eine sichtbar glatte und gleichmäßige Beschichtung mit einem Gewicht von 97 mg/dm² erzielt, was einer Beschichtungs-Naßdicke von 1 mm entsprach. Ein Vergleichsversuch unter identischen Bedingungen, jedoch ohne den gespannten Draht führte zu einer Beschichtung mit beachtlichen Streifen, die in Laufrichtung der Bahn verliefen.

Beispiel 2

IO

Es wurde eine lichthofverhindernde Schicht für photographisches Material unter Verwendung einer 7°/oigen wäßrigen Gelatinelösung hergestellt, welche einen geeigneten Farbstoff enthielt und eine Viskosität von etwa 10 cP besaß. Der Durchmesser d des Drahtes betrug 9,4 mm, hatte einen Abstand q — 25 mm und einen Abstand ρ = 5,1 mm. Die Gelatinelösung wurde mit 40 m/Min, bei einem Luftdruck der Rakel von 2,75 cm Wassersäule aufgezogen. Es wurde ein sichtbar glatter Überzug mit ao einem Beschichtungsgewicht von etwa 75 mg/dm² Gelatine erhalten, was einer Naßdicke von 0,89 mm entsprach. Ein ähnlicher Vorgang wurde in Abwesenheit des Drahtes durchgeführt und ergab eine Beschichtung mit tiefen Streifen, die in Bewegungsrichtung der Bahn verliefen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Beschichten einer Bahn mit fließfähigem Beschichtungsgut, bestehend aus einer Auftragseinrichtung sowie einem festen Abstreifer und einer Luftrakel, die beide oberhalb der Auftragseinrichtung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Abstreifer (9) als Draht oder Stange ausgebildet und im Bereich der unteren Grenze des aus der Luftrakel (7, 8) austretenden Luftstromes angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Abstreifer (9) mit einem Durchmesser d in einem Abstand ρ der zu beschichtenden Bahn (10) und in einem Abstand q von der Höhe der unteren Lippe (8) der Luftrakel (7,8) angeordnet ist, wobei d dem 4- bis 20fachen und ρ dem 1- bis ofachen der gewünschten Naßdicke der Beschichtung und q dem 1- bis 5f achen von d entspricht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Bekanntgemachte Unterlagen des belgischen Patentes Nr. 570 270.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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