DE1544021A1

DE1544021A1 - Entschaeumungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1544021A1
Application number: DE19661544021
Authority: DE
Inventors: Mamoru Ishiwata
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1965-01-25
Filing date: 1966-01-25
Publication date: 1970-07-09
Also published as: GB1075100A; DE1544021B2; BE675506A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 1544021

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON: 555476 ■ . 8000 MO N CHEN 15,

TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

26. September 1969

W. 12 450/66 13/Loe P 15 44 021.8

Fuji Shashin Film Kabushiki Kaisha Kanagawa (Japan)

Entschäumungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entschäumen von Flüssigkeiten im allgemeinen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung, die zur Entfernung feiner in Flüssigkeiten enthaltener Schäume, beispielsweise in photographischen Gelatine-Halogeneilber-Emulsionen, Lösungen für ünterlageschichten, Schutzschichten, Hilfs- oder Zwischenschichten,Filterschichten.und Abdeckoder Maskierschichten, die nachstehend als photographische Emulsionen bezeichnet werden, verwerfet wird.

Beim Aufbringen einer photographischen Emulsion auf einen Träger sollen die in der- Emulsion enthaltenen feinen Schäume vor dem Aufbringen -«lletändig entfernt werden, da die Schäume in der al« Überzug aufgebrachten Schicht in Form von Nadellö-chern nach dem Aufbringen und Trocknen

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N#ü6 Unterlagen (Art. 111 /u». 2 Nr. 1 satz 3 to»k*un*aam*4»a-ifi57i

der Emulsion zurückbleiben. In dem besonderen Fall, bei welchem eine Projektion oder Vergrößerung notwendig Jst, beispielsweise int photographischen Kinofilmen oder photographischen Filmen für Amateure ist diese Forderung noch verstärkt.

Um derartige feine Schäume, die in den photographischen Emulsionen enthalten sind, zu beseitigen, wurde bisher ein natürliches Entschäumungsverfahren angewendet, bei welchem die Emulsion während einer langen Zeitdauer stehengelassen wird oder es wurde ein Vakuumentschäumungsverfahren angewendet.

Bei einer derartigen Arbeitsweise ist jedoch eine Behälteranlage mit großem Fassungsvermögen erforderlich, z.B. ein Entschäumungsbehälter oder Vorratsbehälter, wodurch große Räume erforderlich werden. Überdies ist für das Entschäumen insbesondere einer verdickten oder viskosen photographischen Emulsion .eine lange Zeitdauer erforderlich. Aus diesem Grund müssen gewisse Gegenmaßnahmen hinsichtlich der Verschlechterung in den Eigenschaften der photographischen Emulsion getroffen werden, was zu großen Schwierigkeiten für den kontinuierlichen Betrieb führt.

Es war bis jetzt allgemein bekannt, dass Ultraschallenergie einen Entschäumungseffekt aufweist, der bei der Behandlung von z.B. geschmolzenen Metallen beim Metallgießen und -plattieren angewendet wird.Jedoch sind die Form oder Ausbildung der Vorrichtung, die Stärke der Ultraschallwellenenergie und deren Frequenz in derartigen bekannten Einrichtungen zur wirksamen Beseitigung von feinen in photographischen Emulsionen enthaltenen Schäumen ohne Schädigung oder Beeinträchtigung von deren Eigenschaften unbefriedigend.

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Die verbesserte Entschäumungsvorrichtung gemäß der Erfindung soll zu dem Zweck verwendet werden, feine Schäume, die in verschiedenen Flüssigkeiten, insbesondere photographischen Emulsionen enthalten sind, wirksam und kontinuierlich durch die Anwendung von Ultraschallenergie ohne Schädigung oder Beeinträchtigung der Eigenschaften der photographischen Emulsionen tsm beseitigen·

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung zur Beseitigung von feinen Schäumen, die in verschiedenen Flüssigkeiten, insbesondere photographischen Emulsionen, enthalten sind,wobei die vorstehend geschilderten Probleme beseit^b werden können . und eine kontinuierliche Arbeitsweise oder Behandlung ermöglicht wird. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Entschäumungsvorrichtung für photographische Emulsionen, bei welcher die Entschäumungswirkung von Ultraschallenergie angewendet wird.

Die Entschäumungsvorrichtung für Flüssigkeiten gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Entschäumungsgefäß mit einer Bodenplatte, eine Ultraschallwellenerzeugungseinrichtung mit einem Energieumwandler zusammen mit einer an dem Energieumwandler angebrachten Trenn- oder Schwingplatte und einem Zwischenabschnitt für die Aufnahme einer nicht korrodierenden oder schwach korrodierenden Flüssigkeit, der zwischen der Bodenplatte des EntschMumungsgefässes oder der Entschäumungswanne und der Trenn» oder Schwingplatte für den Energieumwandler gebildet ist, wobei der Zwischenabschnitt eine Ausladseite umfaßt, aufweist.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung "näher erläutert.

Fig. 1 sseigt ein Querschnittsbild einer Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer praktischen Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung bei einer photographischen Beschichtungsstufe.

In Fig. 1 ist ein Ultraschallwellenerzeuger 1 der Elektronenröhrenart mit einer ersten fei-nen Reglereinrichtung für die Oszillation von Frequenzen und einer zweiten Reglereinrichtung für den Ausgang von Ultraschallenergie ausgestattet. Ein Ferrifcenergieumwandler 2 der Magnetostriktionsart ist an einer Vibrations- oder Trennplatte 7 aus rostfreiem Stahl AISI 430 mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungs-Koeffizienten wie derjenige des Energieumwandlers mittels eines Bindemittels, beispielsweise Hochtemperaturaraldit befestigt und wird von einem schallisolierenden Material 3, beispielsweise einem Schwamm oder Schaumgummi getragen. Eine wasserdichte Kammer _4_für den Energieumwandler 2 ist mit einem Einlaß 5 und einem Auslaß 6 zum Durchleiten von Luft für die Kühlung des Energieumwandlers ausgestattet. Eine warme Zwischenkammer 8, die mit fließendem warmem Wasser für die Aufnahme der Ultraschallwellenenergie von der Vibrationsplatte 7 und für die Übertragung derselben zu einer photographischen Emulsion in einem Entschäumungs-. gefäß oder einer Entschäumungskammer 12 durch eine Bodenplatte 11 des Entschäumungsgefässes gefüllt ist, ist mit einem Einlaß 9 und einem Auslaß 10 für einen Strom von warmem Wasser ausgestattet, wobei der Auslaß 10 für das warme Wasser am obersten Teil der Kammer so angeordnet ist,

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daß eine Behinderung der Übertragung der Ultrasohallenergie durch das Verweilen von Schäumen in der Zwischenkammer vermieden wird.Die Entschäumungskammer 12 , die in dieser Ausführungsform gemäß der Erfindung vorhanden ist, besteht aus einem geschlossenen Entschäumungsgefäß, das mit einem Einlaß 14 und einem Auslaß 15 für die photographische Emulsion versehen ist, in welchem die photographische Emulsion kontinuierlich fließt, Strahlung von Ultraschallenergie aufnimmt und darin enthaltene feine Schäume zur Oberfläche entfernt.

Die Bodenplatte 11 besteht aus einem Material mit einer guten Korrosionsbeständigkeit gegenüber der photographischen Emulsion, beispielsweise aus rostfreiem Stahl AISI 316 L und ist vorzugsweise gegen den Warmwasserauslaß 10 schräg so angebracht, um die Ansammlung von Schäumen in dem oberen Teil der Zwischenkammer 8 zu verhindern. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Sprr- oder Wallplatte, die die Strömungsrichtung der von dem Einlaß 14 aufwärts eingeführten Emulsion ändert und den Durchgangsweg für die zu entschäumende Emulsion verlängert sowie das Schwimmen von Schäumen erleichtert. Das obere Ende des Entschäumungsgefässes 12 ist mit einer Entlüftungseinrichtung 16 versehen, die anfänglich für das erste Einbringen der Emulsion in das Eritschäümungsgefäß oder zur Abgabe von Schäumen, die sich hieraus in dem oberen Teil angesammelt haben, aus dem Gefäß verwendet wird. Ein Beobachtungsfensteuoder Schauloch ist zur Beobachtung des Spiegels der Emulsion, in dem durch die Entlüftungseinrichtung 16 geregelten oder gesteuerten Entschäumungsgefäß vorgesehen. Das Fenster ist mit einem Schutzdeckel versehen, um, eine Belichtung der photographiechen Emulsion au verhindern. Das Ent- schäumungegefäß 12, die Sperr- oder Wallplatte 13, der Einlaß 14, der Auelad 15 und.Entlüftungseinrichtung 16

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sind vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit gegenüber photographischen Emulsionen, beispielsweise aus rostfreiem Stahl AISI 316 wie die Bodenplatte 11 hergestellt.

Die allgemeine Arbeitsweise.-ist in Fig. 2 erläutert, wobei die Entschüumungsvorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, zum Entschäumen von photographischen Emulsionen verwendet wird. ·

Zunächst wird warmes Wasser der mittleren oder Zwischenkammer 8 aus einem Warmwasserbehälter 18 zugeführt und die Luft zum Kühlen des Energieumwandlers wird in die Kammer 4 für den Energieumwandler mit Hilfe eines Gebläses 19 eingeleitet. Dann wird der Ultraschallwellenerzauger 1 der Elektronenröhrenart betätigt, um den Energieumwandler 2 zu erregen, während der Ausgang und die Resonanzfrequenz des Ultraschallwellenerzeugers geregelt werden. Die Entlüftungseinrichtung 16 wird geöffnet und der Emulsionsauslaß 15 geschlossen und unter dieser Bedingung wird eine Emulsion dem Entschäumungsgefäß 12 durch eine Pumpe 20 zügeführt.Nachdem ein Teil der Emulsion, die bei dem anfänglichen Zuführungsabschnitt zahlreiche Schäume enthält durch die Entlüftungseinrichtung 16 abgezogen ist, wird der Emulsionsauslaß 15 geöffnet, um den Spiegel in dem Entschäumungsgefäß 12 auf eine vorbestimmte Lage innerhalb des Schaulochs 17 zu senken, worauf dann die Entlüftungseinrichtung 16 geschlossen wird. Nachdem auf diese Weise der Fluß der Emulsion zur Beschichtungseinrichtung 21 durch das Entschäumungsgefäß konstant oder gleichbleibend wird, werden der Ausgang und die Resonanzfrequenz des Ultraschalierzeugers auf das Optimum geregelt. Der hier verwendete Ausdruck "warmes Wasser" bezeichnet nicht nur Wasser, sondern auoh andere

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geeignete Flüssigkeiten mit einem geringen korrosiven Verhalten.

Als Ultraschallumwandler kann irgendeiner der Magnetostriktionsart und Elektrostriktionsart zur Anwendung ge-· langen und die Resonanzfrequenz wird auf "10 bis 100 kHz je see, vorzugsweise auf 20 bis 50 kHz je see. eingestellt. Erforderlichenfalls kann eine geeignete Temperaturregler einrichtung vorgesehen werden, um ein Ansteigen der Flüssigkeitstemperatur durch XJltraschallenergie zu verhindern.

Die Vorteile, die durch die Verwendung der Entschäumungsvorrichtung gemäß der Erfindung auf das Überziehen oder Beschichten von photographischen Emulsionen erhalten werden, sind nachstehend aufgeführt:

(1) Feine Schäume, die durch übliche Entschäumungsverfahren kaum beseitigt werden können, können nunmehr mühelos entfernt werden, wodurctidie Nadellöcher in einer als Überzug aufgebrachten und getrockneten Schicht verringert und deren Qualität beträchtlich verbessert werden.

(2) Das Entschäumen von stark viskosen photographischen Emulsionen, das bei den bekannten Arbeitsweisen unmöglich ist, kann bewirkt werden und demgemäß kann ein Überzugsoder Beschichtungssystem,das hoch-viskose ÜberzugsfIUssigkeiten verlangt, beispielsweise ein Ausspritz- oder Extrudierüberziehen oder ein Überziehn mittels Füllgefäß, zur Anwendung gelangen.

(3) Da,gemäß der Erfindung ein Entschäumen von stark viskosen photographischen Emulsionen möglich ist, wird die Verwendung von stärker konzentrierten Emulsionen er-

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möglicht, wodurch die Trocknungsleistung herabgesetzt wird und die Beschichtungs- oder Überzugsgeschwindigkeit erhöht wird.

(4) Da gemäß der Erfindung ein kontinuierliches Entschäumen einer photographischen Emulsion in kurzer Zeit ermöglicht wird, kann die Zeitdauer für die Beibehaltung einer Uberzugsflüssigkeit in gelöstem Zustand eingespart werden, wodurch die Gegenmaßnahmen gegen bestimmte Ursachen für die Verschlechterung der Eigenschaften der Emulsion, beispielsweise Temperatur der Überzugsflüssigkeit und Zusatzzusammensetzungen, verringert werden.

(5) Obgleich ein oberflächenaktives Mittel mit einem niedrigen Schäumungsvermögen und mit gutem Entschäumungsvermögen für die bisherigen photographischen Emulsionen erforderlich ist, wird bei Anwendung der Entschäumungsvorrichtung gemäß der Erfindung die Auswahl von oberflächenaktiven Mitteln aufgrund deren hohen Entschäumungswirkung sehr leicht, wobei die strengen

Beschränkungen in der Auswahl der oberflächenaktiven Mittel ohne Abschwächung der photographischen Eigenschaften überwunden werden.

(6) Da die Beschickung einer Überzugslösung mittels eines konstanten und nicht pulsierenden Flusses in einem gebräuchlichen Überzugssystem, beispielsweise einem Überzugssystem mit einem Füll- oder Beschickungabrichter ausgeführt werden soll, wird durch die Entschäumungsvorrichtung gemäß der Erfindung unter Anwendung eines geschlossenen Systems mit einem in dem oberen Teil des Entschäumungsgefässes vorgesehenen Zwischenraum eine glatte Beschickung gewährleistet, indem diese Vorrichtung gemäß der Erfindung

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. unmittelbar vor eins* Überzugsvorrichtung angeordnet wird, wobei bei Anordnung an den abgehenden Strom einer Be-» schickungspumpe, die Vorrichtung den von der Beschickungspumpe verursachten pulsierenden Fluß beseitigt oder verringert. Überdies können Schäume, die in der Beschickungspumpe und in Zufuhrleitungen gebildet werden, unmittelbar vor der Überzugs- oder Beschickungsvorrichtung beseltitgt werden.

(7) Photographische Emulsionen besitzen im allgemeinen ein stark korrodierendes Verhalten und demgemäß werden übliche Platten, die an Ultraschallenergieumwandler angebracht werden sollen, gewöhnlich Platten aus rostfreiem,Stahl AISI 430 in sehr kurzer Zeit korrodiert. Wenn ein Material mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit, z.B. AISI 316 oder AISI 316 L als Platte zur Verhinderung dieser Wirkung verwendet wird, wird die Haftung zwischen der Platte und dem Umwandler leicht beschädigt, da die Wärmeausdehnung: hiervon von derjenigen von Ferrit-Energieumwandlern verschieden ist. Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung können jedoch mit der Zwischen- oder Mittelkammer_fdie mit warmem Wasser gefüllt ist, und zwischen dem Entschäumungsgefäß und dem Ultraschallenergieumwanciler vorhanden ist, die Bodenplatte des Entschäumungsgefäsees und die Vibrationsplatte des Umwandlers aus getrennten Materialien, die für den jeweiligen Zweck geeignet sind, hergestellt werden. Daher kann die Korrosion durch photographische Emulsionen und die Beschädigung der Haftung aufgrund des Unterschieds der Wärmeauedehnung gleichzeitig verhindert werden.

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(8) Wenn eine photographische Emulsion direkt mit einer Vibrationsplatte in Berührung gebracht wird, ist die Temperatur der Emulsion in Nähe der" Vibrationsplatte erhöht, wodurch eine Schleierbildung verursacht wird, und Halogensilberteilchen in der Emulsion an der Oberfläche der Vibrationsplatte ausgefällt und daran durch die Hitzeeinwirkung festgehalten oder fixiert werden. Bei der Entschäumungsvorrichtung gemäß der Erfindung können jedoch, da die Zwischenkammer zwischen dem Entschäumungsgefäß und der an dem Energieumwandler angebrachten Vibrationsplatte vorgesehen ist, die vorstehend geschilderten Störungen verhindert werden, indem man die Temperatur des durch die Zwischenkammer fließenden warmen Wassers regelt.

(9) Wenn Ultraschallenergie auf eine photographische Emulsion gestrahlt wird, kann eine Lumineszenzerscheinung , die als "akustische Lumineszenz" bezeichnet wird, bei einer bestimmten Frequenz auftreten und dadurch etwas Schleier in der Emulsion gebildet werden. In einigen Fällen können Halogensilberteilchen in der photographischen Emulsion angesammelt und ausgefällt werden. Bei dem in der Entschäumungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendeten Energieumwandler von 10 bis 10OkHz ^e' see. tritt jedoch eine derartige Erscheinung nicht auf und somit werden die Eigenschaften der photographischen Emulsion . nicht beeinträchtigt oder verschlechtert.

DieErfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels näher erläutert.

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Beispiel

(1) Energieumwandler

Ausgang des Ultraschallerzeugers

Temperatur und Strömungsausmaß des warmen Wassers

Photographische Emulsion

Viskosität .und Strömungsausmaß der Emulsion

Ferrit 29 kHz/sec. 300 W

40⁰C ,0,5 l/min.

für positiven Kinofilm

50 Centipoise (4O⁵C) 3 l/min.

(2) Energieumwandler

Ausgang des Ültraschallerzeugers

Temperatur und Strömungsausmaß des warmen Wassers

Ph.otographische Emulsion

Viskosität und Strömungsausmaß der Emulsion

'Ferrit 20 kHz/sec. 200 W

38⁰C,. o,5 l/min.

für photographischen Film für Amateure

60 Centipoise (-.40⁰C) 2,5 l/min.

(3) Energieumwandler

Ausgang des Ultraschallerzeugers

Temperatur und Strömungausmaß des warmen Wassers

Photographische Emulsion

Viskosität und Strömungsausmaß der Emulsion

Ferrit 40 kHz/sec. 200 W

40⁰C, 0,5 l/min.

Schutzschichtlösung für medizinische Röntgenfilme

80 Centipoise (40⁰C)₁ 1,o l/min.

Wenn die photographische Emulsion, die einer der Entschäumungsbehandlungen mittels Ultraschallenergie unter den vorstehend unter (1), (2) oder (3) angegebenen Bedinungen unterworfen worden war, auf eine Filmunterlage aufgebracht und getrocknet wird, ist die Bildung von

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Nadellöchern nahezu vollsläidig verhindert,ohne daß die photographischen Eigenschaften erniedrigt oder beeinträchtigt werden. Verglichen damit werden in dem Fall, bei welchem eine derartige Entschäumungsbehandlung nicht ausgeführt wurde, 50 Nadellöcher ^e 5 cm χ 5 cm Fläche oder mehr erhalten.

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Claims

Patentansprüche

1) Entschäumungsvorrichtung für Flüssigkeiten mit einer Ultraschallwellenerzeugungseinrichtung gekennzeichnet durch eine Entschäumungskammer (12) für Flüssigkeiten, eine Ultraschallwellenerzeugungseinrichtung (1) mit einer an einen Energieumwandler (2) der Ultras.challwellenerzeugungseinrichtung (1) angebrachten Trenn- oder Vibrationplatte (7) und einen Zwischenabschnitt oder eine. Zwischenkammer (8) für die Aufnahme einer nichtkorrodierenden oder schwach korrodierenden Flüssigkeit, wobei die Zwischenkammer (8) zwischen der Bodenplatte(11) der Entschäumungskammer (12) und der Trenn- oder Vibrationsplatte (7) für den Umwandler (2) gebildet ist.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenn- oder yibrationsplatte(7) aus einem Material mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungskoeefizienten wie derJenige des Umwandlers (2) und die Bodenplatte (11) aus einem Material mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit gegenüber den der Entschäumungsbehandlung zu unterwerfenden Flüssigkeiten hergestellt sind. ,

3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bodenplatte (11) der Entschäumungs kammer (12) aufwärts gegen die Auslaßseite der Zwischenkammer (8) geneigt ist.

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4) Vorrichtung nach einem der Anspriche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Entschäumungskammer (12) eine Entlüftungseinrichtung (16) gebildet ist, und wenigstens eine Sperr- oder Wallplatte (13) in der Entschäu-mungskammer(12) zur Verlängerung des Durchgangsweges für die Flüssigkeiten angebracht ist.

5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie insbesondere zur Entschäumungsbehandlung von photographischen Emulsionen vorgesehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED