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Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Flüssig-
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keitsschicht (Überzug)
auf bahnförmiges
Material unter
Einwirkung
von Ultraschall Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Aufbringen einer Flüssigkeitsschicht bzw. eines Überzugs aus einer zähflüssigen
Zubereitung auf bahnförmiges Material unter Einwirkung von Ultraschall, bei dem
die Materialbahn in ein Bad der aufzubringenden Flüssigkeit eingebracht und zeitweilig
gehalten wird, Das Verfahren und die Vorrichtung dienen insbesondere zum Aufbringen
photographischer Emulsionen auf Filmbänder. Es sind bereits kochentwickelte Verfahren
und Vorrichtungen zum Aufbringen zusammenhängender Überzüge auf Materialbahnen bekannt.
Insbesondere auf dem Gebiet der Herstellung photographischer Filme, mit denen sich
die Erfindung insbesondere befaßt, sind eine Reihe ausgeklügelter Verfahren und
Vorrichtungen vorgeschlagazworden, Am verbreitesten ist ein Verfahren, bei dem die
mit dem Überzug zu versehende Materialbahn über eine umlaufende Walze geführt wird,
und zwar derart, daß der Schichtträger mit der Oberfläche der flüssigen Überzugszubereitung
in Berührung kommt, welche sich in einem
schalenförmigen Behälter
befindet. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die Zubereitung mit einem sogenannten
Wulstverfahren (bead method) oder unmittelbar mit einer Auftragswalze aufgebracht,
die umläuft und in die Überzugszubereitung eintaucht. In dem Zubereitungsbehälter
wird eine konstante Standhöhe aufrechterhalten. Diese Verfahren eignen sich auch
zum Aufbringen mehrerer Überzüge, wobei jeweils ein neuer Überzug aufgebracht werden
kann, bevor der vorherige völlig getrocknet ist. Zur Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit
ist es bekannt, beim Aufbringen des Überzugs Abstreifer unterschiedlicher Bauart
zu verwenden, um eine gleichmäßige Überzugsdicke zu gewährleisten. Weit verbreitet
sind Druckluftabstreifer, die besonders hohe Bahngeschwindigkeiten erlauben und
gleichzeitig eine genaue Regelung der Überzugsdicke ermöglichen. Ein Druckluftabstreifer
leitet Luftströme auf die Überzugsschicht, um jeglichen Überschuß zu entfernen und
den verbleibenden Überzug zu glätten, so daß eine gleichmäßige Schicht entsteht.
Bei hohen Bahngeschwindigkeiten ergeben sich jedoch zahlreiche Schwierigkeiten,
wenn man versucht, gleichmäßige Überzüge zu erzielen;und das Auftreten verschiedener
Arten von Fehlern in den Überzügen zu vermeiden, Insbesondere treten Schwierigkeiten
beim Aufbringen hydrophiler Überzüge auf, die wasserabstoßend sind, oder wenn das
Überzugsmaterial wasserabstoßende Stoffe, z, B, Öltropfen, enthält. Diese Abstoßung
wird durch eine ungenügende Adhäsion bzw, eine schlechte@Benetzung verursacht, d,h,
durch Unterschiede zwischen der Oberflächenspannung an der Grenzfläche zwischen
dem Schichtträger und dem Überzug quer zur Längsachse der Bahn. Aus noch nicht völlig
geklärten Gründen stößt außerdem eine vorher aufgebrachte und abgekühlte, jedoch
nicht ge-
| trocknete hydrophile Schicht zeitweilig danach aufgebrachte |
| hydrophile Überzuge ab, Aas Aufbringen der Überzüge bei |
erhöhten Geschwindigki.ten durchgeführt wird, was sich natürlich in einem gewissen
Ausmaß nach den physikochemischen Eigenschaften der verwendeten Überzugsflüssigkeiten
richtet, z, B.
der Viskosität, des elektrostatischen Ladungsverhaltens
usw. Zur Vermeidung solcher Schwierigkeiten hat man bereits versucht, den Überzugszubereitungen
vor dem Auftrag verschiedene Benetzungsmittel oder oberflächenaktive Stoffe beizufügen.
Weitere Schwierigkeiten bei der Erzeugung für dicke Überzüge ergeben sich durch
die ungleichmäßige Verteilung der Überzugsflüssigkeit auf dem Schichtträger. Diese
Fehler erscheinen als regelmäßige oder unregelmäßige Streifen im Überzug, die auf
dem Schichtträger rechtwinklig zur Laufrichtung oder parallel dazu verlaufen. Ferner
kann der Fehler in Form einer unregelmäßigen Maserung oder einer Ungleichmäßigkeit
der Überzugsdicke auftreten; der Überzug ist dann fleckig. Die Gründe für eine ungleichmäßige
Verteilung des Überzugs oder für die örtliche Schwankung. der flächenbezogenen Überzugsstärke
sind noch nicht genau bekannt. Es wird angenommen, daß diese Schwierigkeiten teilweise
auf Schwingungen zurückzuführen sind, die durch die Überzugsvorrichtung unddie Streichblätter
oder dergl. hervorgerufen*werden. Eine weitere Ursache kann im unregelmäßigen Fließverhalten
des Überzugsmaterials bestehen. Bekanntlich sind bei den gebräuchlichen Behältern
für die Überzugszubereitung sogenannte tote Stellen vorhanden, in denen die Überzugsflüssigkeit
in-Ruhe verbleibt und nicht auf den bahnförmigen Schichtträger übertragen wird.
Bei Emulsionen für photographische Zwecke können sich die Silberhalogenidkörner
absetzen, so daß die Gleichmäßigkeit der photographischen Güte der aufgebrachten
Schichten erheblich beeinträchtigt ist. Um diese nachteilige Wirkung der erwähnten
toten Stellen auszuschalten, wurde bereits versucht, die aufzutragende Zubereitung
von einem Behälter aus über eine Kante eines gekrümmten Damms oder Kanals zuzuführen,
dessen Krümmung den gleichen Radius hat wie die benachbarte Auftragswalze oder die
einen anderen Krtimmungsradius hat. Zusätzlich zu den vorstehend behandelten Schwierigkeiten
besteht ferner die Gefahr, daß in der ÜberzugsschichtLuftblasen eingeschlossen werden,
die im getrockneten Filmband
unerwünschte Fehlstellen bilden. Dies
gilt insbesondere dann, wenn die aufzutragende Zubereitung gelöste Luft, z. B. Blasen,.
enthält, die beim Mischen der Zubereitung in Gegenwart von Luft eingeschlossen Werden
oder in diese gelangen, wenn die Zubereitung von einem Behälter aus über die Vorder-
oder Hinterkante des gekrümmten Auftragsorgans zugeführt wird. In diesen Fällen
tretenden Überzug abweisende Flecken und Lufteinschlüsse auf, wenn man mit hohen
Bahngeschwindigkeiten arbeitet. Auch dann, wenn man beim Erzeugen eines Überzugs
mit einem Druckluftabstreifer (Druckluftrakel) arbeitet, kann die hierbei zurückgeblasene
überschüssige Beschichtungsflüssigkeit bewirken, daß in der Überzugszubereitung
vor dem Auftragen aus dem Schichtträger Turbulenz, Blasen und unregelmäßige Strömungen
erzeugt werden. Die genannten Schwierigkeiten können teilweise durch die Anwendung
bestimmter Verfahren ausgeschaltet werden,. z. B. durch geeignete Änderungen in
der Konstruktion der Luftrakel, die Verwendung von Leitorganen an den Luftrakeln,
durch die Anordnung von Spritzschutzeinrichtungen, die Verwendung von Strömungsverteilern
oder -Lenkern, usw. Zwar lassen sich derart auf konstruktive Weise gewisse Verbesserungen
erreichen, doch treten die erwähnten Schwierigkeiten immer noch auf, wenn Überzugszubereitungen
höherer Viskosität verarbeitetwerden müssen und man versucht, mit hohen Bahngeschwindigkeiten
zu arbeiten. Zur Erzielung guthaftender und gleichmäßiger Überzüge ist es bekannt,
die zu beschichtenden Unterlagen in ein Bad der aufzubringenden Flüssigkeit einzubringen
und zeitweilig zu halten und die Flüssigkeitsschicht tä:Einwirkung von Ultraschallwellen
aufzubringen. Als Unterlage dient hierbei ein durch eine Rolle in ein Beschichtungßbad
ein- und ausgeführter Draht. Das Bad besteht aus einer ein anorganisches Oxid enthaltenden
Emulsion und es soll
eine gleichmäßige und feine Verteilung der Überzugsschicht
auf der Unterlage erreichbar sein. Auch bei der Herstellung von Lack- und
Farbanstrichen
wird Ultraschall verwendet. Die Reinigung der Unterlagen und die Beschichtung können
in einem einzigen Bad, das die Beschichtungsflüssigkeit enthält, erfolgen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben,.
denen die Nachteile des Bekannten nicht anhaften und mit denen bei hoher Bahngeschwindigkeit
eine gleichmäßige Beschichtung einer Materialbahn erzielbar ist.
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, bei welchem das zu beschichtende
bahnförmige Material in ein Bad der aufzubringenden Beschichtungsflüssigkeit eingebracht
und zweitweilig gehalten und der Einwirkung von Ultraschall ausgesetzt wird und
löst die Aufgabe dadurch, daß man gemäß der Erfindung in dem Bereich, in dem die
Flüssigkeit mit dem bahnförmigen Material in Berührung gebracht wird, Schall-oder
Ultraschallenergie auf die Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und bahnförmigem Material
einwirken läßt. Vorzugsweise wird Schall oder Ultraschall mit einer Frequenz von
wenigstens 'I5 000 Hz, vorzugsweise mit einer Frequenz von 20 000 bis 25 000 Hz)verwendet.
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Der Ausdruck Grenzfläche bezeichnet den Bereich, innerhalb dessen
die Beschichturzgsflüssigkeit mit der Materialbahn bzw. dem Schichtträger in Berührung
kommt, d. h. den sogenannten überzugswulst oder Meniscus.
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Der Schall oder Ultraschall kann innerhalb der Flüssigkeit, die mit
dem bahnförmigen Material in Berührung gebracht wird, erzeugt und durch diese zur
Grenzfläche geleitet werden. Dabei ist es zweckmäßig, die erzeugte Schall-oder Ultraschallenergie
konzentriert auf einen begrenzten Bereich quer zum bahnförmigen Material auf die
Grenzfläche zu richten. Erfolgt das Aufbringen der Beschichtungsflüssigkeit
in
einem Behälter, der diese enthält, dann ist es zweckmäßig, daß man die Schall- oder-Ultraschallenergie
gleichzeitig dazu verwendet, den Behälterinhaltin Bewegung und durchmischt zu halten.
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Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eignet sich eine
Vorrichtung mit einer in einen Flüssigkeitsbehälter eintauchenden Walze, über die
das Material geführt wird, die sich dadurch 'auszeichnet, daß ein Schall-oder Ultraschallgenerator
am Boden des Flüssigkeitsbehälters angeordnet ist. Zur Vermeidung von toten Räumen
wird zweckmäßig ein Flüssigkeitsbehälter in Formeiner Schale-mit etwa halbkreisförmigem
Querschnitt verwendet und die Walze so angeordnet, daß der Bereich höchster Schallenergiekonzentration
mit einem Bereich am Umfang der Walze zusammenfällt. Die Energiekonzentration ist
am größten, wenn ein auf einen begrenzten Bereich der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit
und bahnförmigem Material gerichteter, bündelnder Schall-oder Ultraschallgenerator
verwendet ist.
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Es ist auch eine Ausbildung einer Vorrichtung mit einem Flüssigkeitsbehälter,
in den eine Walze eintaucht, vorteilhaft, bei der der Schall- oder Ultraschallgenerator
an der Innenwand der Walze angeordnet ist.
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Als besonders betriebssicher haben sich mechanische Schall- oder Ultraschallgeneratoren
erwiesen, wobei piezoelektrische Schall- oder Ultraschallgeneratoren besonders zweckmäßig
sind.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß hochfrequente Energie
an der Trennfläche zwischen dem Schichtträger und der Überzugsflüssigkeit zur Wirkung
gebracht wird. Dadurch wird nicht nur eine gleichmäßige und fehlerfreie, sondern
auch eine gleichmäßig dicke Beschichtung bei hohen eschwindigkeiten erzielt. Luftblasen
bleiben in der Überzugsschicht nicht angeschlossen.
Die Erfindung
wird in folgenden an Hand schematischer
Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt in Schnitt eine Ausbildungeform
der Vorrich-
tung nach der Erfindung.
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Fig. 2 ähnelt Pig. 1, zeigt jedoch eine andere Ausbildungs-
form
der Vorrichtung nach der Erfindung.
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Fig. 3 zeigt in Schnitt eine weitere abgeänderte Ausbildungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung.
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In Pig. 1 erkennt aan eine Anordnung,
bei der eine Material-.bahn 11 über die Unterseite einer Auftragewalze
12 läuft und sich
Richtung des Pfeile bewegt. Der jeweils auf der
Unterseite der
Auftragewalze befindliche seil der Bahn 11 kommt in Berührung
mit der Oberfläche der überzugsflüssigkeit 13,-die sich in einer
Schale
14 befindet. Die Flüssigkeit 13 wird der Schäle zugeführt.
Die Schale 14 umfaßt ein Wehr 15 und ist mit einem Überlauftrog
16
versehen. Ein Druokluftabstreifer 17 ist nahe .der
Walze 12 ange-
ordnet. Er kann so ausgebildet sein,
wie es in dem U.S.A.-Patent 2 139 628 oder in der U.S.A.-Patentanmelduug
359 153 beschrieben ist. Der Druokluftabstreifer ist auf bekannte
Weise verstellbar,
so daß man ihn so anordnen kann, daß ein ebener
Luftstrom unter
den gewünschten Winekl auf die mit dem Überzug
irersehene Bahn
auftrifft.
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Die Schale
14 hat
einen ebenen Boden 18, an dem ein oder
| mehrere Schall- oder Ultraschallwandlern 19 auf geeignete |
| Weise befestigt sind; di"ilt der Schale durch einen Epozy- |
kunststoff
verbunden sein, der die gewünschte Klebfähigkeit und
die erforderlichen aknstisohen Eigenschaften
besitzt, oder sie
können
mit
der Schale auf geeignete Weise gekoppelt sein, z.B. durch
eine
Flüssigkeitskopplung
oder eine Membran. Die Anordnung,
der Ultrasohallerzeuge
gegenüber
der Schale
14 soll derart sein,
daB Energie
über die
ganse Breite
der Bahn 11 zugeführt
wird, wäigrsend
sich die
1Torriohtang
in Betrieb befindet. Elektrische Edgergie
wird den Wandlern
(auch Generatoren genannt)
von einen
sich um ein Festkörperaggregat
mit Selbstabstimmung handeln, dessen Energieabgabe regelbar ist, und daran mehrere
Wandler angeschlossen werden kann. Wenn der Geräuschpegel herabgesetzt werden soo,
kann man die Wandler und die Schale mit einer Schicht aus geräuschdampfenden Material
überziehen, die z.B. aus Uräthanschaum besteht.
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Beim Gebrauch der Vorrichtung wird die Bahn 11 mit der Flüssigkeit
13 in Berührung gebracht, während die Bahn über die Unterseite der Walze 12 läuft.
Die Flüssigkeit 13 wird der
Schale 14 durch beliebige geeignete Mittel so
zugeführt, daß sie ständig und gleichmäßig in einem gewissen Ausmaß über das Wehr
15 der Schale zu dem Überlauftrog 16 abströmt. Die Viskosität der Flüssigkeit
bewirkt, daß die Bahn 11 eine Flüssigkeitsmenge aufnimmt, die.größer ist, als er
für die Erzeugung des gewünschten Überzugs erforderlich ist, während sie unter der
Walze 12 hindurchläuft und sich in Richtung auf den Druckluftrakel bewegt. Die überschüssige
Flüssigkeit wird-fdurch den aus dem Abstreifer 17 austretenden Luftstrom nach hinten-gedrückt
und_gelangt wieder in die Schale 14.
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Innerhalb der Schale 14 verwandelt der Übertrager 19 die ihm von dem
Generator 31 zugeführte elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Schwingungen
oder Schallenergie, d.h. in Sehall oder Ultraschallenergie. Diese Energie wird dann
der Trennfläche 2ß zwischen der Flüssigkeit 13 und der Bahn 11 zugeführt.
Bei der Ausbildungsform nach Fig. 1 ist der Wandler bzw. Übertrager 19 direkt auf
der Unterseite der Schale 14 angeordnet, so daß die Energie durch die Flüssigkeit
13 in der Schale übertragen wird. Die hochfrequente Energie bzw, die durch den Schallgeber
erzeugten Wellen können das Aufbringen des Überzugs auf verschiedene Weise beeinflussen.
Wird die Energie in eine Flüssigkeit eingeleitet, führt sie zum Auftreten von Kavitation
in der Flüssigkeit, d.h. in der Flüssigkeit entstehen in schneller Folge mikroskopische
Blasen, die plätzlich wieder zusammenfallen. Hierbei fließen die Blasen ineinander
und schwimmen zur Oberfläche der Flüssigkeit auf, wo sie verteilt werden, so daß
die
Flüssigkeit entgast bzw. entlüftet wird, und daher nur eine
kleinere Zahl von Blasen in dem Überzug auf der Bahn 11 erscheint. Auf diese Weise
ist es möglich, die. ursprünglich in der Flüssigkeit enthaltene Luft oder die Luft
zu beseitigen, die durch den I?ruckluftrakel in die Flüssigkeit eingeleitet wurde,
wobei sich dieser Vorgang kontinuierlich und schnell vollzieht. Ferner bewirkt die
durch die Ultraschallenergie hervorgerufene Bewegung eine Verbesserung des Strömungsverlaufs
der Überzugsflüssigkeit 13 in der Schale 14. Somit kann das Auftreten sagenannter
toter Stellen in der Schale ebenso vermieden werden, wie eine Zerlegung der Dispersion,
die zur Bildung eines ungleichmäßigen Überzugs führen würde. Eine weitere Wirkung
der Ultraschallenergie besteht darin, daß sie das flüssige Überzt;gsmittel kontinuierlich
homogenisiert und so die nicht mischbaren Emulsionsbestandteile in Dispersion hält.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausbildungsform der Erfindung'in ihrer Anwendung bei einer
Streichvorrichtung der in dem U.S.A.-Patent 3 063 868 beschriebenen Art. Bei dieser
Streichvorrichtung läuft die Bahn 11 über die Unterseite einer Walze 21, die sich
in Richtung des Pfeils dreht. Die Walze 21 arbeitet mit einem kreisbogenförmig gekrümmten
Schuh 22 zusammen, der sich über seine ganze Länge parallel zur Achse der Walze
erstreckt, und dessen gesamte gekrümmte Innenfläche 23 glatt bearbeitet und in einem
kleinen und im wesentlichen gleichmäßigen Abstand von der Umfangsfläche der Walze
21 angeordnet ist. Der durch die gekrümmte Fläche des Schuhs gebildete Kreisbogen
ist im wesent-
lichen konzentrisch mit der kreisrunden Umfangsfläche der Walze
21, und unter bestimmten Umständen hat er annähernd den gleichen Krümmungsradius
wie die Außenfläche der Walze. Der Schuh 22 weist einen Schlitz 24 auf, der prallel
zur Achse der Walze 21 und im wesentlichen über die ganze Länge des Schuhs verläuft.
Der Schlitz 24 steht mit einem Behälter 25 in Verbindung, von dem aus das Überzugsmaterial
der Bahn 11 über den Schlitz in überreichlicher Menge zugeführt wird, so daß der
ganze Raum zwischen der Walze 21 und dem Schuh 22 von der Flüssigkeit
aus-
gefüllt wird. .
Dem Behglter 25 kann das Überzugsmaterial
über Öffnungen an einem Ende oder an beiden Enden zugeführt werden, z.B. mit Hilfe
einer geeigneten Pumpe oder unter der Wirkung der Schwerkraft. Die Zage des Schlitzes
längs der kreisbogenförmig gekFtimn te Fläche des Schuhs 22 ist nicht kritisch,
doch ist der -Schlitz vorzugsweise von der Hinterkante 26 des Schuhs weniger
weit
entfernt als von der Vorderkante 27. Unter der Hinterkante ist hier derjenige Teil
des Schuhs zu verstehen, welcher zuerst mit der Bahn 11 in Berührung kommt, wenn
diese unter der Walze
21 hinwegläuft.
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Unter bestimmten Umständen, z.B. wenn der Bahn 11 in Form des Überzugs
28 eine zu große Flüssigkeitsmenge zugeführt wird, kann man einen Druckluftrakel
17 verwenden, um die-Überzugeschicht zu glätten und die überschüssige Flüssigkeit
von der
Bahn 11 zu entfernen, wie es bei solchen Anordnungen bekannt
ist Die Vorderkante 27 des Schuhs 22 kann ebenfalls dazu dienen, die Schicht 28
mechanisch abzustreifen, gegebenenfalls in Verbindung mit einer weiteren Glättung
durch einen Druckluftabatreifer.
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Das überschüssige Überzugsmaterial, das über die Kanten 26 und 27
abläuft, kann in einem geeigneten Trog 30 gesammtelt werden, Im Inneren der hohlen
Leitwalze 21 Bind mehrere Schallgeber 32 angeordnet, die dazu dienen, Schall.. oder
Ultraschallenergie direkt oder indirekt über geeignete Koppler zur Trennfläche 20
zwischen-der Bahn und der Flüssigkeit zu übertragen. Die elektrische Energie könnte
den Elektroden der Geber von einem Schall. generatornetzteil aus über eine hohle
Walzenwelle, Schleifringe, Bürsten oder dergleichen, zugeführt werden.
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Während des normalen Betriebs wird dem Schuh aus dem Be-' hälter 25
über den Schlitz 24 eine ausreichende Menge der Über.-, zugsflüssigkeit zugeführt,
um den Raum zwischen der freien Fläche der Bahn 11 auf der Walze 21 und der
entsprechenden Fläz. ehe des Schuhs zu füllen, wobei man noch einen ausreichenden
Überachuß vorzieht, so daß die Flüssigkeit mindestens über die
Vorderkante
des Schuhs und vorzugsweise auch über die Hinterkante 26 abfließt. Dieses Überlaufen
der Flüssigkeit mindestens an
der Vorderkante ist von besonderer
Bedeutung für die erf'olgreiohe Durchführung des Arbeitsgangs; dadurch, daß man
den Schlitz. 24 in einem kleineren Abstand von der Hinterkante 26
anordnet, wird das Überlaufen der Flüssigkeit an der Vorderkante 27 während des
Betriebs gewährleistet. Die Wirkung dieser Anordnung besteht darin, daß die
Überzugsflüssigkeit einen breiten Wulst bildet.
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Die durch die Schallgeber bzw. Wandler erzeugte Energie würde zur
Trennfläche zwischen der Bahn und der Flüssigkeit durch die Wand der Walze 21 übertragen,
und sie würde bewirken, daß sich der Streichvorgang in der vorstehend beschriebenen
Weise abspielt.
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In Fig. 3 ist eine Streichvorrichtung ähnlich derjenigen nach Fig.
1 dargestellte Bei der Anordnung nach Fig. 3 sind jedoch der Behälter 14 für die
Flüssigkeit. und die Übertrager 19 so ausgebildet, daß sie die durch den Übertrager
erzeugte Energie fokussieren bzw. konzentrieren; mit anderen Worte n, .der Schallgeber
19 kann eine zylindrische konkave Fläche aufweisen. Die bevorzugte Konstruktion
würde derart sein, daß die Engergie so konzentriert wird, daß sie längs einer schmalen
Zone entlang der Achse der Walze 12 zur Trennfläche zwischen der Bahn
11 und der Flüssigkeit 13 übertragen wird. Alternativ könnte man mehrere Schallgeber
oder elektromechanische Wandler so anordnen, daß sie die erzeugte Energie auf eine
zentrale Zone konzentrie-ren.
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Bei der Anordnung nach Fig. 3 würde die inbohem Maße auf die
Trennfläche konzentrierte Energie die ungleichmäßige Flüs-sigkeitsverteilung
in der betreffenden Zone beseitigen# die
Gleichmäßigkeit des Überzugs verbessern
und das Überzugsmaterial von Blasen befreien. Ferner kann die Konzentration der
Engergie dazu dienen, die Abstoßungswirkung zu verringern, die darauf
beruht,
daß die Bahn 11 nicht benetzbar ist.
Es sei bemerkt,
daß man bei den verstehend beschriebenen' Ausführungsbeispielen die verschiedensten
Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung .
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zu verlassen. Es sind zahlreiche Änderungen bezüglich der Anordung
der Ultraschallgeber - Generatoren der Konstruktion der Pbertrager, der Kopplungsmittel
usw. möglich, wobei es gemäß , der Erfindung nur erforderlich ist, daß die Ultraschallenergie
der Trennfläche zwischen der Bahn und der Flüssigkeit bzw. dem Flüssigkeitswulst
an der Streichstaion zugeführt wird.
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Bei den Ultralschallgeneratoren bzw. Schallgeber (Wandler) kann es
sich um bliebige handelsübliche Einrichtungen handeln, . die geeignet sind, Schall-
oder Ultraschallenergie bzw. Wellen zu erzeugen; hierzu gehören a.B. piezoelektrischeWandlerauf
der Basis von Quarz, Bariumtitanat, Bleizirkonat, Bleititanat oder besimmten keranischen
Stoffe, die dann, wenn man an sie bestimmte Wechselspannungen von Schall- oder Frequenzgeneratoren
anlegt, sehr hochfrequente mechanische Schwingen erzeugen. Ferner kann man einen
magnetostriktiven Wancler verwenden, der einen aus Schichten aufgebauten Kern umfaßt
oder aus einer Legierung eines ferromagnetischen Materials, wie Nickel, Eisen und
Kobalt besteht, die sich unter dem Einfluß eines Magnetfeldes ausdehnt und zusammenzieht.
Eine dritte Bauart eines Schwingungserzeugers mechanischer Art z.B. ein Drucklufthammer
bzw. eine Pfeife nach Hartmann, bei der Luft- oder Wasserstrahlen dazu dienen, Ultra-Schallschwingungen
zu erzeugen, kann ebenfalls benutzt werden. Bei dieser dritten Generatorbauart müssen
Koppler verwendet werden, denn die benötigte Luft bzw. das Wasser dürfen nicht in
die Überzugslösung gelangen. Die erfindungegemäße Vorrichtung beschränkt sich bezüglich
ihrer Funktionsfähigkeit somit nicht auf die Verwendung einer bestimmten Bauart
eines Energieerzeugers.
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Die Schell- und Ultraschallenergie kann in dem Überzugsmaterial innerhalb
eines großen Frequenzbereichs erzeugt werden. Bei den meisten Überzügen für photographische
Zwecke liegt der bevorzugte Frequenzbereich zwischen 20 000 und 25 000 Hz.
Die
Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter veranschaulicht, bei dem es sich
um das Aufbringen einer Emulsion für photographische Zwecke handelt. Eine lichtempflindliche
Röntgenfilsemulsion (Gelatine Silberjodbromid), die 1,6 Molprozent Sfaerjodid und
98,4 Molprozent Silberbromid enthielt, deren Viskosität 27 Centistoke betrug, und
die einen Feststoffgehalt vön 7,6 Gewichtsprozent aufwies, wurde als Überzug auf
eine Unterlage aus Polyäthylenterephthalat (Polyester) aufgebracht, die ihrerseits
eine Unterlage aus einem Mischpolymer aus Vinylidenchlorid, Methylacrylat und Itakonsäure
aufwies, wie es in dem U.S.A.-Patent 779 684 beschrieben ist. Die Emulsion wurde
nicht entlüftet,-und sie enthielt unterschiedliche Mengen an eingeschlossener Luft.
Die Emulsion wurde kontinuierlich in einen Behälter mit einer Breite von etwa 275
mm eingeleitet, dem eine Walze der beschriebenen Art sowie ein Druckluftabstreifer
zugeordnet waren, wie es z.B. an Hand von Fig. 1 beschrieben wurde. Die Laufgeschwindigkeit
der Unterlage für die Emulsion betrug etwa 25 m/min. Der Druck der dem Druckluftabstreifer
zugeführten Luft wurde auf 38 mm Wassersäule eingestellt; der hierbei erzielte Überzug
hatte ein Gewicht von 100 Milligramm Siberhalogenid je Quadratdezimeter. Der Bezug
wurde in zwei Arbeitsgängen aufgebracht; zunächst wurde ein Filmstück ohne Anwendung
von Ultraschallenergie mit einem Überzug versehen. Danach wurden fünf piezoelektrische
Bariumtetanatwandler mit einer Leistung von 50 Watt und einer Ausgangsfrequenz von
22 500 Hz, die am Boden der Schale für die Flüssigkeit angebracht waren, an einen
mit der Wand abstimmbaren Festkörper-Ultraschallgenerator mit einer Leistung von
250 Watt
une einer Ausgangsfrequenz von 21 000 bis 24 000 Hz angeschlossen,
woraufhin ein weiteres Filmstück mit einem Überzug versehen wurde.
Ein
Vergleich der beiden mit Überzügen versehenen Filmstücke zeigte, daß der ohne Anwendung
von Ultraschallenergie hergestellte Überzug 960 stecknadelkopfgroße-Blasen je Quadratfuß
aufwies, während innerhalb von 5 bis 8 sec nach der Zufuhr von Ultraschallenergie
zu dem Überzug nur noch 35 stecknadelkopfgroße Blasen je Quadratfuß festzustellen
waren. Dies entspricht einer Verrfngerungen der Blasenzahl um 96 ,%, die direkt
auf die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zurückzuführen ist. Im übirgen
ähnelten die beiden Überzüge einander bezüglich anderer Eigenschaften, z.B. der
sensitometrischen Eigenschaften und der Gleichmäßigkeit des Überzugs. Die Anwendung
der Merkmale der Erfindung beschränkt sich nicht auf die als Beispiel beschriebene
Anordnung mit einem schalenförmigen Behälter und einer in die Flüssigkeit eintauchenden
Walze. Jede Anordnung zum Aufbringen einer Überzugsflüssi keit auf ein bahnförmiges
Material, bei der es- möglich ist, der Trennfläche zwischen der Flüssigkeit und
der Bahn Schall-oder Ultraschallenergie zuzuführen, kann so abgeändert werden, daß
die Erfindung angewendet werden kann; hierzu gehören z.B. die Benutzung einer in
die Flüssigkeit eintauchenden Walze, das Aufbringen von Überzügen durch Auspressen,
das-Tauchverfahren, das Aufbringen von Überzügen zwischen paarweise zusammenarbeitenden
Walzen, die Verwendung von umgekehrt arbeitenden Walzen, Die Anwendung -des Wulst-und
Walzenverfahrens usw. Die Erfindung könnte bei diesen verschiebenen Anordnungen
zum Aufbringen von Überzügen in der Weise angewendet werden, daß man die Übertrager
mit geeigneten Kopplungsmitteln an der Überzugswalze, der Zeitwalze, der Auftragewalze,
dem Flüssigkeitsbehälter usw. anbringt. Mit Hilfe des Verfahrens und der
Vorrichtung nach der Erfindung lassen sich die verschiedensten Überzugskompositionen
einwandfrei auf eine bahnförmige Unterlage aufbringen. Bei diesem Überzugskompositionen
könnte es sich um wässerige oder nicht wässerige Materialien handeln, welche die
verschiedensten natürlichen bzw. synthetischen Bindemittel enthalten, ferner
Pigmente,
licht- oder wärmeempfindliche oder magnetische Teilchen usw. Solche Kompositionen
können aufgebracht werden, um die verschiedensten Aufgaben zu erfüllen, z.B. das
Filtern von licht, den Schutz gegen eine Lichthofbildung, eine Abschirmung gegen
Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung, eine leimung, einen Schutz gegen Abrieb sowie
zur Aufrauhung ("tooth") einer Fläche. Die bahnförmige Unterlage, auf die der Überzug
aufgetragen wird, kann z.B. durch Filmmaterial, Papier, Stoff oder Metall gebildet
weiden, wobei auf das betreffende Material bereits ein oder mehrere Überzüge aufgebracht
worden sein können. Im allgemeinen ist die Anwendung der Erfindung bei einer Streichvorrichtung
vorgesehen, welche die günstigsten Merkmale aller bekannten Streichvorrichtungen
aufweist. Beispeilsweise würde eine solche Vorrichtung Mittel umfassen, um die Bahn
genau zu führen, wie es erforderlich ist, wenn'Überzüge von hoher Qualität erzielt
werden sollen. Diese und andere Merkmale bil-den jedoch nicht einen Gegenstand
der Erfindung, da sie als. solche bekannt sind. ' Die Erfindung bietet zahlreiche
Vorteile; einer dieser Vorteile besteht darin, daß die Äusschaltung oder eine erhebliche
Verringerung der Fehlstellen erzielt wird, die auf die das Überzugsmaterial eingeschlossene
Luft zurückzuführen sind. Gemäß der Erfindung können Luftblasen entfernt
werden, die während des Streichvorgangs selbst entstehen; dies ist bei den bis jetzt
bekannten Verfahren nicht möglich, bei denen eine Entlüftung oder Entgasung
der Überzugsmaterialien erfolgt, bevor sie der Streichstation zugeführt werden.
Die Erfindung kann zu einer Verbesserung des Überzugs dadurch führen, daß eine Verbesserung
der Verteilung des Überzugsmaterials während des Streichvorgangs erzielt wird. Ferner
kann die Erfindung angewendet werden, um die nachteiligen Wirkungen auszuschalten,
die auf die Abstoßung zwischen hydrophilen und wasserabstoßenden Schichten oder
zwischen zwei hydrophilen Schichten zurückzuführen sind; ferner
kann
die nachteilige Wirkung der Abstoßung vermieden werden, die auf Fasern, Schmutz
oder andere Fremdkörper auf der Bahn oder in der Flüssigkeit zurückzuführen ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß es die Erfindung gestattet, mit höheren
Laufgeschwindigkeiten der Bahn zu arbeiten. Weitere Vorteile sind für den, Fachmann
aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich