DE1546961A1

DE1546961A1 - Beschichtungsverfahren

Info

Publication number: DE1546961A1
Application number: DE19641546961
Authority: DE
Inventors: Verkinderen Paul August; De Geest Wilfried Florent
Original assignee: Gevaert Photo Producten NV
Current assignee: Gevaert Photo Producten NV
Priority date: 1963-07-16
Filing date: 1964-07-15
Publication date: 1970-12-23
Also published as: ES301827A1; CH448729A; NL6408077A; BE650507A; LU46490A1; SE336274B; GB1061431A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. MOLLFR-SOPS - H¹PL-ING. GRaLFS
DR. KAi:r,-v. -..;;. csuFEL

8 MÜNCHEN ?'-', P.C.V ^₁MCGOH-STR. 1 , I 0 H D 53 O I

15 46 961.1-45 München, den 4. März 1969

- G 1411

GEVAERT PHOTO-PRODUCTEN N.V. MORTSEL-ANTWERPEN, Belgien

Beschichtungsverfahren

Priorität : Grossbritannien, 16.JuIi 1963 - Nr. 28 048/63 und

Nr. 28 049/63

Die Erfindung betrifft die Beschichtung von Papier- und anderen Bahnen mit flüssigen Oberzugsmassen. Die in der Beschreibung verwendete Bezeichnung "Bahnen" umfasst Papier oder andere Träger, in Form aufwickelbarer Streifen oder Bänder sowie bereits beschichtete Träger, wobei die vorhandene Schicht als Teil der Bahn betrachtet werden soll.

Die Erfindung ist besonders gerichtet auf die Beschichtung von Film- oder Papierbahnen mit flüssigen photographischen Emulsionen. Auf dieses Gebiet wird in der nachfolgenden Beschreibung Bezug genommen.

Unter den verschiedenen Arten von Vorrichtungen, die für die Beschichtung von Bahnen mit flüssigen Massen vorgeschlagen wurden oder benutzt werden, ist die sogenannte Schwall-Be-

» Schichtungsvorrichtung (meniscus or bead coater) , bei der die Bahn dicht an einem Flüssigkeitskasten vorbeiläuft und zwischen der Flüssigkeit in dem Kasten und der Bahn durch die Oberflächenspannung ein Schwall ausgebildet wird, so dass die Flüssigkeit durch diesen Schwall bei Fortbewegung der Bahn fortschreitend auf diese übertragen wird. Diese

j Beschichtungstechnik wird in ausgedehntem Masse in der Photo-Industrie bei der Herstellung photograph!scher Filme .und Papiere verwendet.

^ Unterlagen (Art. 7 31 Abs. 2 Nr. I Satz 3 de« Xnderungigta. v. 4.9.18t

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Die bekannte Schwall-Beschichtungstechnik hat verschiedene Nachteile. Der Flüssigkeitsstand in dem Kasten muss sehr genau konstant gehalten werden. Bei nur geringer Absenkung des Flüssigkeitsstandes kann der Beschichtungsschwall teilweise oder total unterbrochen werden, während bei Ansteigen des Flüssigkeitsstandes die flüssige Hasse um die Kanten der Bahn herumfliesst und auf deren andere Seite gelangt. Tatsächlich hat die Flüssigkeit immer die Tendenz, auf die Rückseite der Bahn zu gelangen, so dass gelegentlich die Anwendung von Kantenführungen erforderlich war, um die Beschichtungsmasse von den Rändern der Bahn fernzuhalten. Derartige Vorrichtungen sind ziemlich schwierig einzustellen und zu justieren. Darüber hinaus muss die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ebenfalls konstant gehalten werden, weil sonst das Gewicht der Beschichtung und die Oberflächenqualität nachteilig beeinflusst wird.

Eine weitere Schwierigkeit, die sich bei der bekannten Schwall-Beschichtungstechnik für die Beschichtung von Bahnen mit photographischen Emulsionen ergab, ist auf ein gewisses Abstossen der Beschichtung durch den Träger zurückzuführen. Eine Auswirkung dieser Erscheinung besteht in der Begrenzung der Beschichtungsgeschwindigkeit. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, einschliesslich der Zugabe oberflächenaktiver Mittel und anderer Netzmittel zu der Beschichtungsmasse. Viele derartiger Mittel haben jedoch nachteiligen Einfluss auf die photographischen Emulsionen, so dass ihre Verwendung soweit wie möglich eingeschränkt wird.

Ein weiterer Vorschlag, der sich auf die störenden Einflüsse örtlicher elektrostatischer Ladungen auf der Bahn bezieht, ist in der US-Patentschrift 2 952 559 (der die britische Patentschrift 876 925 entspricht) enthalten. Nach diesem Vorschlag sollen zunächst die Polarisationsladungen innerhalb und auf der Bahn neutralisiert und danach die gesamt· Fläche der Bahn und die Beschichtungsmasse mit elektrostatischen

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Ladungen entgegengesetzter Polarität geladen werden, bevor die Beschichtung beginnt. Dieses Verfahren erfordert grossen ¹ apparativen Aufwand in Hinblick auf die der Beschichtungsmasse zuzuführende erforderliche Hochspannung· Ausserdem ist die Verwendung ionisierter Luft zur Neutralisierung statischer Oberflächenladungen auf den Träger, wie vorgeschlagen, bei der Herstellung photographischer Materialien von Nachteil, wenn die zu beschichtende Bahn bereits eine photographische Emulsionsschicht trägt, da diese dadurch geschleiert werden kann.

Die Erfindung ermöglicht sehr gut« Beschichtungsgeschwindigkeiten mit einer relativ einfachen Einrichtung und kann in der photographischen Industrie zur Beschichtung einer Bahn mit einer oder nehreren photographischen Emulsionen eingesetzt werden.

Gemäss der Erfindung wird eine Bahn nit flüssiger Masse beschichtet, indem die Flüssigkeit veranlasst wird, sich in einen seitlich der Bahn ausdehnenden Bereich aufwärts auf die Bahn hin zu bewegen, während die Bahn durch diesen Bereich fortbewegt wird und eine elektrische Potentialdifferenz zwischen der flüssigen Masse, die zu dieser Zone hinläuft, und einen Glied, das nit der entgegengesetzten Seite der Bahn in Berührung oder dieser benachbart ist, besteht.

Das elektrische Feld kreuzt die Bahn in der Beschichtungszone, und es ist nicht erforderlich, hohe Spannungen zu verwenden, um jede Neigung der Bahn, die Beschichtungsmasse abzuweisen, zu berücksichtigen. Da der Fluss oder der Übergang der Flüssigkeit in die Beschichtungszone gegen die Schwerkraft verläuft, ist eine gute Kontrolle der Übertragung der Flüssigkeit auf die Bahn nit Hilfe des elektrischen . Feldes leicht zu erzielen.

Die Flüssigkeit kann direkt aus einem Flüssigkeitsbad, das '"mit der Unterseite der Bahn 'in Berührung ist, oder durch

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Zwischenschaltung einer Walze wie bei bekannten Auftragmaschinen aufgebracht werden.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird jedoch die Berührung der Flüssigkeit mit der Bahn durch Ausbildung eines Schwalles erzielt. Die vorteilhaftesten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Bahn dicht an der Oberfläche der Beschichtungsmasse oder allgemein .dicht an der Oberfläche der Zuführung der Beschichtungsmasse, beispielsweise bei Zuführung der Beschichtungsmasse durch eine Auftragwalze, geführt wird, und ein Beschichtungsschwall zwischen einer derartigen Oberfläche und der Bahn ausgebildet wird. In diesem Fall kann der übergang der Masse auf die Bahn sehr gut durch Änderung der elektrischen Feldstärke kontrolliert werden. Der Abstand der Oberfläche der zu beschichtenden Bahn von der Oberfläche der Beschichtungsmasse kann hinreichend klein sein, um die Ausbildung eines Beschichtungsschwalles durch Wirkung der Oberflächenspannung zu gestatten. In diesem Fall ist das elektrostatische Feld für die Aufrechterhai tung des Flusses der Beschichtungsmasse auf die Bahn nicht erforderlich, jedoch vergrössert das Feld die Berührungsfläche zwischen dem Schwall und der Bahn. Alternativ kann der Abstand der Bahnoberfläche, die beschichtet werden soll, von der Oberfläche der Beschichtungsmasse derart sein, dass die Oberflächenspannung selbst keinen Schwall zwischen der Oberfläche der Masse und der Bahn aufrechterhalten kann. In diesem Fall muss der Beschichtungsschwall durch das elektrische Feld aufrechterhalten werden. Er bricht zusammen, wenn die das elektrische Potential liefernde Quelle abgeschaltet wird. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Länge des Beschichtungsschwalles in Richtung quer zur Bahn abhängig von der Ausdehnung des elektrostatischen Feldes in dieser Richtung. Durch eine Begrenzung dieser Ausdehnung im Hinblick auf die Bahnbreite können vor-" gegebene Randteile der Bahn von der Beschichtungsmasse freigehalten werden.

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Wird eine Schwall-Beschichtung durchgeführt, während erfindungsgemäss ein elektrostatisches Feld quer zur Beschichtungszone aufrechterhalten wird, so muss der Flüssigkeitsstand in dem Kasten im wesentlichen konstant gehalten werden, jedoch ■ist die Forderung nach Konstanz des Flüssigkeitsstandes nicht so bindend wie zuvor. Ebenfalls entfällt die Forderung, dass die Oberfläche der Bahn längs der Beschichtungszone absolut seitlich horizontal sein muss.

Die Erfindung kann durchgeführt werden, indem eine Gleichoder Wechselpotentialquelle mit der Beschichtungsmasse und einer hinter der Bahn befindlichen Elektrode verbunden wird, um ein elektrostatisches Feld quer zur Beschichtungszone aufzubauen.

Wie bereits ausgeführt, kann die Elektrode hinter der Bahn dieser dicht benachbart sein oder sie tatsächlich berühren. Sie kann die Form einer Führungswalze haben bzw. ein Teil einer derartigen Walze sein.

Bei der Entscheidung, ob die genannte Elektrode die Bahn berühren soll oder nicht, müssen die Eigenschaften der Bahn in Betracht gezogen werden. Eine direkte Berührung der Elektrode mit der Bahn muss vermieten werden, wenn die Bahn so beschaffen ist, dass sonst das elektrostatische Feld durch Ableitung von Ladungen über die Bahn gestört wird. Soll beispielsweise eine dünne und poröse Bahn mit einer Masse niedriger Viskosität, die durch die Bahn hindurchdringt, beschichtet werden, so ist das elektrostatische Feld in der Beschichtungszone nicht mehr konzentriert, und die Flüssigkeit bildet eine leitende Strecke, in der elektrische Ströme fliessen. Bei der Herstellung photographischer Filme sind derartige Ströme zweifellos von Nachteil, da sie die photographischen Eigenschaften der photographischen Emulsion ungünstig beeinflussen. Eine direkte Berührung zwischen der Elektrode und der Bahn führt in manchen Fällen auch zu einer ■las eleictr-).-:t---\t-L3-;:non FaLdes, Infolge fin.· I.e'.b-

η α 9 9 β t /18 9 3 bad

fähigJceit einer Schicht der Bahn. Beispiele für derartige Bahnen sind einige Negativ- und Positiv-Mehrfarbfilme, bei denen der Träger mit einer Graphit enthaltenden Lichthofschutzschicht versehen ist, Filme, die eine leitende mechanische Schutzschicht (antistress layer) aufweisen, sowie Bahnen mit noch nicht vollständig ausgetrockneten Schichten, die daher leitfähig sind. Was die anhaftenden elektrischen Eigenschaften der Bahn anbetrifft, so ist der Oberflächenwiderstand der bestimmende Faktor. Es wurde allgemein festgestellt, dass eine direkte Berührung zwischen Elektrode und Bahn vermieden werden soll, wenn Bahnen mit einem Oberflächen-

widerstand von weniger als 10 0hm/cra2 beschichtet werden sollen.

Soll die Elektrode von der Bahn isoliert werden, so kann sie beispielsweise durch einen Walzenkörper oder -kern gebildet werden, der eine äussere Isolierschicht trägt. Geeignete Materialien zur Ausbildung einer Isolierschicht auf der Elektrode sind zum Beispiel Polyamide wie "Akulon" (Warenzeichen für ein von AKU N.V., Arnhem/Niederlande vertriebenes Polyamid), Polymeren wie P.V.C, "Teflon" (Warenzeichen für ein Polytetrafluoräthylen, das von E.I. du Pont de Nemours and Co., Wilmington Del. vertrieben wird), und "Plexiglas" (Warenzeichen für ein Polymethylmethacrylat, das von Rohm und Haas, Philadelphia, Pa., vertrieben wird). Die Stärke dieser Isolierschicht kann z.B. in der Grössenordnung von einigen Zehntelmillimetern liegen.

Wenn die Elektrode von der Bahn isoliert ist, wie vorstehend ausgeführt, so ist'es erforderlich, ein Wechselfeld zu benutzen, da als elektrische Ersatzschaltung des Systems die Parallelschaltung eines Widerstandes mit einem Kondensator, die mit der Spannungsquelle verbunden ist, betrachtet werden muss. Der Kondensator repräsentiert dabei die Kapazität zwischen der Elektrode und der Beschichtungsmasse und der Widerstand repräsentiert den Widerstand der Bahn. Je besser

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die Leitfähigkeit der Bahn ist, um so höher muss die Frequenz des Feldes sein, damit der grösste Teil der elektrischen Energie in dem kapazitiven Anteil der Ersatzschaltung konzentriert wird und somit ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird.

„ »

Ebenso wie die Erfindung auf die Beschichtung von Bahnen mit

einem Oberflächenwiderstand von weniger als 10 Ohm/Flächeneinheit angewandt werden kann, kann sie auch für das nacheinanderfolgende Auftragen von zwei oder mehreren Schichten flüssiger Hasse angewandt werden, wobei nicht einmal auf das Trocken der einen Beschichtung gewartet werden muss, bevor die nächste aufgetragen wird.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung im Zusammenhang mit den anliegenden schematischen Zeichnungen

beschrieben. Dabei ist : -

Fig. 1 ein schema tischer Vertikal.schnitt einer Ausführungsform einer Beschichtungsvorrichtung in der Schnittlinie I-I der Fig. 2.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Horizontalschnitt der Vorrichtung in der Linie U-II der Fig. 1, wobei die Schlitzdüse weggelassen wurde.

Fig. 3 ist eine Detailansicht und zeigt den Flüssigkeitsschwall und das elektrostatische Feld in der Beschichtung s zone.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Walzenauftragsvorrichtung.

Fig. 6 zeigt ähnlich Fig. 1 eine Vorrichtung, bei der der Abstand zwischen der Bahn und dem Flüssigkeitsbad in der Beschichtungszone grosser ist.

Fig. 7 ist eine Detailansicht und zeigt das elektrostatische

Feld in der Beschichtungszone bei Betrieb der Vor-¹ richtung nach Fig. 6.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführung einer erfindungsgemässen Vorrichtung.

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In den Zeichnungen sind entsprechende Teile verschiedener Vorrichtungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung läuft eine elektrisch isolierende Bahn, im vorliegenden Fall ein Triacetat-Film 11 über eine Leerwalze 12 zu einer Leitwalze 13. Diese Leitwalze ist eine freilaufende Metallwalze, die elektrisch isoliert in Auflagern 14-15 gelagert ist. Die Leitwalze befindet sich über einem Bad lichtempfindlicher photographischer Emulsion 16 in einem Massekasten 17. Es sind Mittel vorgesehen (in den Figuren nicht dargestellt), um den Flüssigkeitsstand der Emulsion 16 konstant zu halten. Die Beschichtung mit der aus dem Bad zugeführten Flüssigkeit wird durch eine Schlitzdüse 18, die einen nichtverwirbelten Luftstrom auf die beschichtete Bahn richtet, im gewünschten Sinne beeinflusst. Änderungen der Luftmenge, des Luftdrucks und des Einfallwinkels werden zur Überwachung der Beschichtungsstärke verwendet. Der Film 11 wird weiter über Leerwalzen 19 und 20 einem Trocknungsabschnitt zugeführt.

Der aus Metall bestehende Massekasten 17 und somit die darin befindliche Beschichtungsemulsion, sowie die Schlitzdüse sind geerdet, während die isolierte Leitwalze 13 mit einer Ausgangsklemme der Potentialquelle 21, deren andere Klemme ebenfalls geerdet ist, verbunden ist. Zu Beginn der Beschichtung wird ein Flüssigkeitsschwall zwischen der Oberfläche des Bades 16 und der Bahn am tiefsten Punkt der Walze 13 ausgebildet. Der Abstand der'Walze von der Badoberfläche ist so bemessen, dass der Schwall durch die Oberflächenspannung zwischen der Flüssigkeit und der Bahn aufrechterhalten werden kann. Die durch die Potentialquelle 21 zwischen der Leitwalze 13 und dem Emulsionsbad erzeugte Potentialdifferenz baut ein elektrostatisches Feld auf, das wie durch die gestrichelten Linien 22 angedeutet ist, die Bahn 11 durchdringt, und die Kontaktfläche zwischen der Oberfläche der Bahn und der BeschichtungseMUlsion 16 vergrössert, wie durch die punktierten Linien 23 und 24 angedeutet ist· Es

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erhöht weiterhin die Adhäsion zwischen der Emulsion und der ' genannten Oberfläche (Pig. 3).

Das den Träger durchdringende elektrostatische Feld zeigt .weiter eine sehr günstige Lösung auf die Neutralisierung von Ladungsverteilungen in oder auf der Oberfläche der Bahn 11, und bewirkt dass eine absolut genaue Einstellung der Walze 13 in Bezug auf das Emulsionsbad nicht erforderlich ist.

Viele der Verteilungsmittel und der oberflächenaktiven Mittel, die üblicherweise bei photographischen Emulsionen verwendet werden, können entfallen, ohne die Fliesseigenschaften der flüssigen Emulsion nachteilig zu beeinflussen, und sind nun nicht mehr notwendig, um eine gute Adhäsion der Emulsion auf dem Film zu erzielen. In einigen Fällen, bei denen es nicht auf die Erzielung der höchst, möglichen Beschichtungsgeschwindigkeit ankam, war es möglich, vollständig' auf die Zugabe von Verteilungsmitteln zu der Emulsion zu verzichten.

Die Ausbildung einer Beschichtung durch die beschriebene Vorrichtung wurde durch Schnellphotographie untersucht. Dabei wurde beobachtet, dass der Beschichtungsschwall ausserordentlich stabil und darüber hinaus wesentlich dicker ist als ein ohne elektrisches Feld ausgebildeter Schwall. Obgleich der Beschichtungsschwall dicker ist, braucht die Beschichtungsmenge nicht grosser zu sein, da überschüssige Emulsion durch die Schlitzdüse entfernt werden kann.

Die Potentialquelle 21 kann eine beliebige elektrische oder elektronische Energiequelle sein, die in der Lage ist, Spannungen zwischen 50 und 1000 V in einem Frequenzbereich

von Gleichstrom bis zu 10 Hz. zu liefern. Diese Werte sind nicht einschränkend, und es können z.B. höhere Spannun gen zugeführt werden, wenn auch unter Rücksichtnahme darauf, dass kein Durchschlag oder Ionisierung zwischen Leitwalze j und Emulsion oder an irgendeiner anderen Stelle in der Vorrichtung auftritt·

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Die Spannung der Quelle 21 kann leicht schwanken, ohne den Beschichtungsprozess zu beeinflussen. Diese Schwankungen nüssen jedoch klein genug sein, um keine unerwünschten Änderungen der Beschichtungsstärke hervorzurufen.

Der Strom, der von der elektrischen Energiequelle geliefert werden muss, ist sehr klein, da keine eigentlichen geschlossenen Stromkreise auftreten. Leckströme in den Isolationen, sowie Ströme, die Störungen des elektrostatischen Feldes infolge statischer Ladungen der Bahn und durch Änderungen der dielektrischen Eigenschaften der Bahn auftreten, gehen in der Praxis nicht über 10 rtiA hinaus.

Die Potentialquelle 21 kann aus einem mit dem Netz verbundenen Trenntransformator bestehen, dem ein Gleichrichter, ein Glättungsfilter und ein Reihenwiderstand nachgeschaltet ist. Weiterhin kann eine elektronisch stabilisierte Energiequelle, deren Spannung stetig oder stufenweise in einem grossen Bereich geändert werden kann, oder ein NF- oder HF-Generator verwendet werden.

Für den Fall, dass eine Gleichspannungs-Potentialquelle verwendet wird, kann die Walze 13 entweder positiv oder negativ in bezug auf die Emulsion gemacht werden. In einigen Fällen jedoch ergeben sich bei einer bestimmten Polarität bessere Ergebnisse als bei der entgegengesetzten Polarität. Die richtige Wahl muss in solchen Fällen durch praktische Versuche ermittelt werden.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Walze 13 etwas kürzer als die Breite der Filmbahn 11 und die seitlichen Ränder der Bahn liegen jenseits der gegenüberliegenden Enden der Walze. Die Breit· del: hervorstehenden Randteile kann einige Millimeter' betragen. Di« hervorstehenden Teile verhindern, dass die flüssige Emulsion die Endflächen der Walze 13 berührt und so zwischen der Walze und der Emulsion «ine leitende Brücke herstellt, di· zu einem Abfall der Potentialdifferenz und folglich au »iner Störung der Schwalls führt. Di· leitend·

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Brücke würde weiterhin zu einer Schädigung des photographischen Materials in Form einer Schleierung durch den elektrischen Strom führen. Eine weitere Folge dieses Merkmals besteht darin, dass sich das elektrostatische Feld, wenn überhaupt, nur wenig auf die Randteile der Bahn ausdehnt und daher vergleichsweise wenig Emulsion auf diese Randteile aufgebracht wird. Es wird so der Emulsionsverlust durch Beschichtung von Rändern, die später weggeschnitten werden, verringert. Die beschichtete Fläche der Bahnoberfläche ist in Fig. 2 als schraffierte Fläche 26 dargestellt. Das in Verbindung mit den Fig. 1-3 beschriebene Verfahren ist für die Beschichtung von Papierbahnen, Polystyrol, Polyalkylenterephthalat und anderen

9 Materialien mit einem Oberflächenwiderstand grosser als 10 Ohm/Flächeneinheit mit flüssigen Massen geeignet.

Bei der Beschichtung nicht isolierender Bahnen mit einem

Oberflächenwiderstand von weniger als 10 Ohm/Flächeneinheit wird es bevorzugt, eine Vorrichtung zu verwenden, bei der eine Leitwalze, die eine Elektrode bildet, in der Beschichtungszone mit einem Isoliermaterial bedeckt ist. Sine Vorrichtung, die dieses Merkmal zeigt, ist in Fig. 4 dargestellt. Die aus Metall bestehende Leitwalze 13 ist mit einer polierten "Teflon·¹-Schicht 27 überzogen. Die Höhe der Walze in bezug auf die Oberfläche des Emulsionsbads 16 ist wieder so eingestellt, dass ein Schwall zwischen dem Träger 11 und der Oberfläche des Emulsionsbades ausgebildet und durch Oberflachenspannung aufrechterhalten wird. Die Walze 13 ist elektrisch isoliert gelagert und mit einer Wechselspannungsquelle 21 verbunden, deren andere Klemme mit dem Kasten 17, der das Emulsionsbad enthält, verbunden ist. Der Kasten 17 und die Metallwalze 28 sind geerdet. Die Starke der endgültigen Beschichtung wird bei dieser Ausführung durch eine Waise 28 aus rostfrei«» Stahl, die in einen festen Abstand .von umfang der Leitwalze 13 angeordnet ist, Überwacht.

In der Praxis ist festgestellt worden, dass für die Beschich-

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tung einer relativ gut leitenden Bahn, beispielsweise das Auf- ' tragen einer mechanisch widerstandsfähigen Schicht auf eine lichtempfindliche panchromatische Emulsionsschicht, die unmittelbar vorher aufgebracht worden ist, oder die Beschichtung einer elektrisch leitenden Graphit-Substratschicht eines Schwarzweiss-Negativfilms mit einer photographischen Emulsion, Frequenzen von 10.000 Hz. aufwärts sehr gute Resultate ergeben.

Für die Isolation einer eine Elektrode bildenden Walze können viele Materialien verwendet werden· Im Fall der Vorrichtung -nach Fig. 4 verwendete Teflonüberzug dient nur als Beispiel. Eine weitere Vorrichtung verwendet beispielsweise eine Metallwalze 13 mit einem Durchmesser von 100 ram, auf die eine isolierende P.V.C.-Schicht mit einer Stärke von 1 mm aufgebracht ist. Diese Schicht wurde auf die Walze aufgebracht, indem ein aus Weich-P.V.C. bestehender Schlauch darübergezogen wurde, und die Walze in einem Trockenofen bei einer Temperatur von 80* gebracht wurde, bis der Schlauch fest auf den Umfang der Walze aufgeschrumpft war.

Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung entspricht grundsätzlich einer bekannten Walzenauftragsvorrichtung und enthält eine Auftragswalze 29, die teilweise in das Bad 16 der flüssigen Masse eingetaucht ist. Die Bahn 11 wird über die Oberseite der Walze 29 und dann um eine Walze 30 abgeführt. Die Stärke der aufgetragenen Schicht wird durch eine Rakel 32 überwacht. Erfindungsgemäss ist ein leitendes Glied 31, das aus einer Kupferstange besteht, in Abstand von einigen Millimetern über der Auftragwalze 29 angebracht. Die Stange erstreckt sich über die volle Breite bzw. nahezu über die volle Breite der Bahn 11 und ihre Länge entspricht der Länge der Auftragswalze 29.

Die Potentialquelle 21 wird mit dieser Stange und dem geerdeten Kasten 17 verbunden, so dass zwischen der Stange 31 und der Walze 29 ein elektrostatisches Feld, das die Bahn durchdringt, aufgebaut wird. Dieses elektrische Feld neu- tralisiert Ladungsverteilungen auf oder in der Bahn und ver-

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- 13 bessert die Adhäsion der Emulsion zu der Bahn. Dazu kommt,

. dass das Feld ausserdem die Kontaktfläche zwischen der Emulsion und der Bahn in der Zone zwischen der Walze 29 und der Bahnoberfläche leicht erhöht.

Da kein direkter Kontakt zwischen der Stange 31 und der Bahn 11 besteht, kann kein leitender Pfad zwischen der Auftragswalze 29 und dieser Stange entstehen. Aus diesem Grunde ist diese Ausführungsform auch für die Beschichtung leitender Bahnen geeignet. Der Anteil der Emulsion, der auf die Randteile der Bahn aufgebracht wird, kann verringert werden, indem die Stange 31 etwas kürzer als die Breite der Bahn gemacht wird. Bei der Beschichtung von Bahnen unterschiedlicher Breite braucht die Walze 29 nicht geändert zu werden. Es ist nur erforderlich, in jedem Fall eine der Breite der zu beschichtenden Bahn angepasste Stange 31 zu wählen.

Bei der Vorrichtung, die die Fig. 6 und 7 zeigen, wird das Emulsionsbad 16 auf einen im wesentlichen konstanten Flüssigkeitsstand gehalten, in dem die Emulsion in den Kasten 17 durch das Einlassrohr 37 eintritt und durch Oberflussrohr 36 sowie Auslassrohr 38 abfliessen kann.

Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Schwallbeschichtungsverfahren und zu dem im Zusammenhang mit Fig· I beschriebenen Verfahren ist der Abstand zwischen der Leitwalze 13 und dem Emulsionspegel im Kasten 17 grosser, als dass ein Schwall durch Oberflächenspannung zwischen der Badoberfläche und der Bahn aufrechterhalten werden kann.

Gemäss der Erfindung wird bei der Vorrichtung nach Fig. 6 ein Schwall, wie in Fig· 7 dargestellt, zwischen dem Emulsionsbad 16 und der Bahn 11 durch ein elektrostatisches Feld zwischen der Walze 13 und dem Bad 16 aufgebaut und aufrechterhalten. Das elektrostatische Feld durchdringt die Bahn 11 und den Luftspalt zwischen der Bahn und dem Emul-

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sionsbad. Dadurch wird ein Flüssigkeitsschwall gegen die Bahn hin aufgebaut, wie durch die Linien 23 und 24 in Fig. 7 dargestellt ist.

Die geeignete Grössenordnung des Spaltes zwischen dem Emulsionsbad und der Bahn hängt in erster Linie von der zugeführten Spannungsdifferenz ab. Bei einem Versuch hatte der Spalt eine Grosse bis zu 2 mm und die zugeführte Spannungsdifferenz betrug 1000 V Gleichspannung.

Es wurde festgestellt, dass der Emulsionspegel sich leicht ändern kann, ohne das Beschichtungsverfahren zu stören. Sogar eine leichte Bewegung der Emulsion, hervorgerufen beispielsweise durch Vibrationen, hat keinen nachteiligen Einfluss auf die Güte der Beschichtung.

Die Potentialquelle bei der Vorrichtung nach Fig· 6 soll eine Spannung im Bereich von 500 bis 3000 Volt liefern, und zwar Gleichspannung oder Wechselspannung mit Frequenzen von z.B.

bis zu 10

kritisch.

7
bis zu 10 Hz. Diese Grenzen sind jedoch in keiner Weise

Kleine Abweichungen der Ausgangsspannung sind zulässig, es muss jedoch daran gedacht werden, dass Änderungen der Spannung über ein gewisses Mass hinaus Anlass zu Änderungen der Beschichtungsstärke geben und dies kann erwünscht sein in Fällen, bei denen keine nachträgliche Beeinflussung der Schichtdicke, beispielsweise durch eine Schlitzdüse oder eine Rakel vorgesehen ist. Eine derartige Nachbearbeitung ist bei der Erfindung nicht nötig, und die zugeführte Spannung kann tatsächlich zur Überwachung der Beschichtungsstärke benutzt werden.

Xn der gleichen Weise wie bei de« Verfahren, dms unter Bezug auf Fig. 1 beschrieben ist, kann die Vorrichtung nach Fig.6 für die Beschichtung von Bahnen, di· breiter sind als die Länge der Walze 13, verwendet werden. Die Bahnrinder ragen dann über die Enden der Walze hinaus.

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Da die Ausbildung des Beschxchtungsschwalls bei diesem Verfahren von der Anwesenheit des elektrostatischen Feldes abhängt, und dieses im wesentlichen zwischen den Enden der Walze eingegrenzt ist, wird keine Emulsion auf die hervorragenden Randteile der Bahn übertragen.

Sollen Bahnen beschichtet werden, die porös sind, und in die die Beschichtungsmasse eindringen kann, oder die einen so geringen Oberflächenwiderstand haben, beispielsweise weniger

g
als 10 Ohm/Flächeneinheit, dass ein elektrischer Strom fliesst und eine Dispersion des elektrostatischen Feldes auftreten kann, so kann die Vorrichtung nach Fig. 6 verwendet werden, wenn die Walze 13 durch eine Walze mit einer isolierenden Aussenschicht ersetzt wird und wenn eine Wechselspannung squel Ie verwendet wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren, bei dem ein Beschichtungsschwall von einem elektrostatischen Feld abhängig ist, kann auch bei einer Vorrichtung nach Fig. 4 angewandt werden, jedoch mit der Abwandlung, dass der Abstand des Emulsionsspegels von der Walze 13 grosser ist als der, der durch einen Schwall ohne ein elektrisches Feld überbrückt werden kann. Für die Ausführung der Erfindung mit einer derartigen Vorrichtung erwies sich eine Spannung von 8000 V bei einer Frequenz von 6 kHz und einem Spalt von 5 mm zwischen der Oberfläche des Emulsionsbades und der Leitwalze 13 als geeignet.

Fig. 8 zeigt eine Auftragsvorrichtung, bei der der Schwall 33 zwischen der Bahn und einer Walze 34 ausgebildet wird. Die Walze 34 hebt die Emulsion in Form einer Schicht 35 aus dem Emulsionsbad 16 in die Beschichtungszone. Der Abstand der Walzen 13 und 34 ist grosser als der, der durch einen . Beschichtungsschwall ohne das elektrostatische Feld, das mit Hilfe der elektrischen Potentialquelle 21 aufgebaut wird, überbrückt werden kann. Bei dieser Vorrichtung ist keine Nachbearbeitung oder Glättungsvorrichtung vorgesehen, und die

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BAD OfUGlNM

Beschichtungsraenge wird nahezu vollkommen durch die Transport- / ' geschwindigkeit der Bahn und durch die angelegte Spannung überwacht. Offenbar hat die Vorrichtung nach Fig· 8 den Vorteil} dass beträchtliche Schwankungen des Emulsionspegels , im Kasten 17 auftreten können, ohne den Beschichtungsvorgang nachteilig zu beeinflussen. Darüber hinaus braucht der Spalt zwischen den Walzen 13 und 34 nicht genau eingestellt zu werden* Wie bei den beschriebenen anderen Vorrichtungen ist der Massekasten, wie auch die anderen Teile der Vorrichtung, geerdet, so dass die Schutzabschirmung (protective screening) der Walze 13 in einfacher Art durchgeführt werden kann.

Es ist offenbar, dass vorhandene Schwallbeschichtungsvorrichtungen leicht abgewandelt werden können, um sie erfindungsgemäss einsetzen zu können. Die erforderlichen Änderungen umfassen die Isolation der Leitwalzenauflager, die Verbindung dieser Walze mit einer elektrischen Potentialquelle über einen Kontaktstreifen und eine geeignete Einstellung des • Abstands zwischen Bahn und Emulsion.

Die Erfindung wurde insbesondere im Zusammenhang mit dem Auftrag photographischer Emulsionen beschrieben. Es soll jedoch betont werden, dass die Erfindung nicht auf das Auftragen lichtempfindlicher photographischer Emulsionen beschränkt ist, sondern für die Beschichtung mit allen anderen flüssigen Massen, die eine hinreichende spezifische Leitfähigkeit, nämlich in der Grössenordnung von mindestens 10~ Siemens haben, verwendet werden kann.

Die Erfindung kann auch in der Photoindustrie für die Beschichtung mit Schichten, die nicht lichtempfindlich sind, verwendet werden, beispielsweise mit mechanisch widerstandsfähigen Schichten, mit Lichthofschutzschichten und Farbfilterschichten. Sie kann auch angewandt werden bei der Herstellung von elektrophotographischen und thermophotography sehen Aufzeichnungsmaterial für die Beschichtung mit Zlnrcr yd und äh>)l'cY-'i ι -IiC-^oIe; senden: Schichten oder beim

O Ο 3 η 5 2 / 1 6 S S

BAD

Auftrag therraoempfindlicher Schichten. Die Erfindung kann - weiterhin angewandt werden zur Ausbildung bildempfangenden Schichten bei der Herstellung bilderapfangenden Materials für Halogensilber-Diffusions-Übertragungsverfahren, für die Ausbildung elektrisch leitender Schichten auf Trägern mit sehr guten Isolationseigenschaften bei der Herstellung von elektrostatischem Aufzeichnungsmaterial, für die Ausbildung von Abstreifschichten bei der Herstellung von photographischen Abstreiffilmen für photomechanische Reproduktionsverfahren, für die Ausbildung magnetisierbarer Schichten bei der Herstellung von Magnetbändern, weiter für den Auftrag von Unterschichten, für die Ausbildung von Schichten bei der Herstellung von Röntgenfilmen und für den Auftrag von Plastikoder Harzschichten auf flexible Träger aus Plastik oder anderen Materialien.

Die Erfindung kann in Verbindung mit anderen Auftragsvorrichtungen als den vorstehend beschriebenen eingesetzt werden. Derartige andere Auftragsvorrichtungen sind gleichsinnig laufende Walzenauftragmaschinen, bei den die Auftragwalze, im Gegensatz zu der Walze 34 in Fig. 8 entgegengesetzt zu der Transportrichtung der Bahn umläuft, sowie Tiefdruckauftragmaschinen, bei denen die Beschichtung von den Zellen des Tiefdruckzylinders auf die Bahn übertragen wird, usw.

BAD

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Beschichtung einer Bahn Mit einer flüssigen Masse, insbesondere einer photographischen Emulsion, dadurch gekennzeichnet» dass eine flüssige Hasse mit einer spezifischen Leitfähigkeit von mindestens 10~¹⁰ Siemens veranlasst wird, sich in einer sich seitlich der Bahn erstreckenden Zone aufwärts zu der Bahn hin zu bewegen, während die Bahn durch diese Zone transportiert wird und zwischen der flüssigen Masse, die sich zu dieser Zone hinbewegt, und einem Glied oder Teil, das der entgegengesetzten Seite der Bahn dicht benachbart oder damit in Berührung ist, eine elektrische Potentialdifferenz aufrechterhalten wird.

2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Masse einem Ort unterhalb und in Abstand von der Bahn in der genannten Beschichtungszone zugeführt wird

und dass die Masse einen Schwall zwischen diesem Ort und der Bahn bildet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Masse einem Behälter zugeführt wird und der Schwall sich zwischen der Bahn und der Oberfläche der Masse in diesem Behälter erstreckt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von, dem Schwall nach oben hin überbrückte Abstand so beschaffen ist, dass der Schwall allein durch Einwirkung der Oberflächenspannung, d.h. unabhängig von der Wirkung des elektrischen Potentials, aufrechterhalten wird· "" ^!

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Schwall nach oben hin überbrückte Abstand so beschaffen ist, dass dieser durch die Wirkung der Oberflächenspannung allein nicht aufrechterhalten werden

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kann, sondern vom Aufbau eines elektrostatischen Feldes abhängig ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüdi e, dadurch gekennzeichnet, dass das Glied oder Teil, welches der entgegengesetzten Seite der Bahn dicht benachbart oder damit in Berührung ist, eine Walze enthält, die eine Elektrode bildet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze eine isolierende Aussenschicht trägt, die «it der Bahn in Berührung 1st, und dass die Potentialdifferenz durch eine WechselSpannungsquelle erzeugt wird.

8. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kieme einer elektrischen Potentialquelle mit den Glied oder Teil, das der entgegengesetzten Seite der Bahn dicht benachbart oder damit in Berührung ist, verbunden und die andere Klemme dieser Quelle sowie die Zufuhr der flüssigen Masse zu der Beschichtung szone geerdet sind«

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprücheι dadurch gekennzeichnet, dass das elektrostatische Feld, das die Bahn durchdringt, durch seitliche Begrenzungen, die Rand teile der Bahn ausschliessen, eingegrenzt ist.

10.Verfahren jiach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch die Anwendung auf die Beschichtung einer Bahn mit photographischer Emulsion.

11. Einrichtung für die Beschichtung einer Bahn mit einer flüssigen Masse, gekennzeichnet durch Mittel zum Transport der Bahn, durch Mittel, die eine Flüssigkeitszufuhr in ^üfwärtsrichtung in Berührung mit der Bahn aufrechterhalten, so dass sich gegen die Bahn hin durch Wirkung der Oberflächenspannung ein Schwall ausbildet, und durch Mi tie·] rur Frzeugung eines elektrostatischen- Feldes, dar die Feim und den Baum, in dem der Schwall ausgebildet; if t, BAOOMGtNAL- 009852/1693

durchdringt und die Wirkung der Oberflächenspannung derart unterstützt, dass der Schwall vergrössert und die von ihm berührte Fläche der Bahn erweitert wird.

12. Einrichtung für die Beschichtung einer Bahn mit einer flüssigen Masse, gekennzeichnet durch Mittel zum Transportder Bahn, durch Mittel zur Zufuhr einer Flüssigkeit zu einem Ort unterhalb und in der Nähe der Bahn und durch Mittel zum Aufbau eines elektrostatischen Feldes, das die Bahn und den Spalt zwischen der Bahn und den genannten Ort durchdringt und einen Flüssigkeitsschwall in diesen Spalt während des Transports der Bahn aufrechterhält.

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