DE1935488A1

DE1935488A1 - Verfahren zum Beschichten von Baendern,Folien u.dgl. mit viskosen Loesungen nach dem Luftbuerstenprinzip

Info

Publication number: DE1935488A1
Application number: DE19691935488
Authority: DE
Inventors: Gref Dipl-Ing Dr Hans; Herzhoff Dipl-Ing Dr Peter; Platz Dipl-Ing Stephan
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1969-07-12
Filing date: 1969-07-12
Publication date: 1971-01-14
Also published as: GB1313666A; US3695218A; BE753128A; CH516348A; FR2055006A5; JPS5029504B1

Description

PATENTABTEILUNG

LEVERKUSEN % \, JUÜ'1969

Kl/ksch.

Verfahren zum Beschichten von Bändern, Folien und dergleichen mit viskosen Lösungen nach dem Luftbürstenprinzip

Es ist bekannt, das Beschichten von Folien, Bändern und dergleichen nach dem Auftragsverfahren, wie beispielsweise durch Tauchen und Antragen, vorzunehmen. Dabei kommt es insbesondere für photographische Zwecke darauf an, möglichst dünne Schichten von sehr gleichmäßiger Stärke zu erhalten. Im Interesse der Rationalisierung des Arbeitsprozesses ist es vielfach erwünscht, konzentrierte Begießlösungen von höherer Viskosität mit möglichst großen Geschwindigkeiten zu verarbeiten, die nun nicht mehr im Tauch- oder Anspülverfahren vergossen werden können. Als Folge dieser Bestrebungen sind Verfahren beispielsweise unter Verwendung von Schlitzgießern bekannt geworden, die für die Verarbeitung hoher Viskositäten besonders geeignet sind. Diese Verfahren haben vielfach den Nachteil, daß die geometrischen Abmessungen der die Schichtdicke bestimmenden Querschnitte und Körperprofile und ihre Herstellungstoleranzen von den gleiohen Abmessungen sein müssen, wie die zu erzeugende Schicht, die im allgemeinen in dem Maße dünner aufgegossen werden muß,·wie die Konzentration höher gewählt wird. Entscheidender aber ist es

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vielfach, daß durch die Verschmutzung während des Betriebes durch Festkörper in der Gießlösung oder durch Staubteilchen, die an der Unterlage haften, die genannten entscheidenden Querschnitte-zum Teil versperrt werden und dadurch der Beguß fehlerhaft wird. Man könnte ganz allgemein bezüglich der Betriebssicherheit eines jeden Begießverfahrens einen Verhältniswert angeben aus der kleinsten, vorkommenden, für die Schichtbildung entscheidenden geometrischen Distanz und der Dicke der gebildeten Schicht. Je größer dieser Wert ist, um so betriebssicherer ist die Begießanlage gegen Verschmutzung.

In dieser Beziehung ist das allgemein bekannte air-brush- bzw. ) air-knife-Verfahren sehr günstig. Leider ist es in seiner Anwendbarkeit insofern begrenzt, als es nur wenig viskose Lösungen zu verarbeiten gestattet. Höher viskose Lösungen verlangen einen zu hohen Staudruck, bei dem das nach der Seite der fertigen Schicht abzuführende Luftvolumen zu hoch und dadurch die Begußqualität unbefriedigend wird. Es verbietet sich aber,die Hauptabmessungen einer air-brush z.B. Düsenschlitzweite und Düsenabstand, beliebig weit zu verkleinern, um auch bei entsprechend kleinen Staudrücken eine ausreichend große Abblasewirkung zu bekommen, weil der fast senkrecht auftreffende Luftstrahl nach der Seite der ankommenden Begießlösung als Sperre wirkt und einen Flüssigkeitswall erzeugt, der durch die abströmende Luft dauernd beunruhigt, die Düsenkante verschmutzen und damit die Gleichmäßigkeit der Luftströmung ver-

' hindern würde. Auch aus Gründen der Herstellungsgenauigkeit und Justage läßt sich eine air-brush im Verhältnis zu ihrer Arbeitsbreite nur in gewissen Abmessungen anfertigen und justieren.

Es wurde nun gefunden, daß man mit Hilfe des Luftbürstenverfahrens auch bei Anwendung von viskosen Gießlösungen die Güte der hergestellten Schichten wesentlich verbessern kann, wenn die Schichtbildung unter Einwirkung eines weitgehend tangential strömenden

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Luftstromes erfolgt, der durch Vakuum zwischen einer in bestimmter Weise profilierten Leiste einerseits und dem in geringem Abstand an ihr vorbeigeführten Band andererseits erzeugt wird, wobei letzteres kurz vorher mit einer viskosen Gießlösung beschichtet wird und durch Adhäsion eine mehr als ausreichende Menge dieser Lösung in den Wirkungsbereich des erwähnten Luftstromes mitgeführt wird.

Im Gegensatz zu der herkömmlichen Arbeitsweise hat die neue Anordnung den Vorteil, daß die Schichtbildung im Zusammenwirken mit dem Luftstrom derart erfolgt, daß der Luftstrom nur nach der Seite der ankommenden Gießlösung abgeführt wird. Weiterhin hat sich gezeigt, daß es für die Gußqualität sehr darauf ankommt, daß das Querschnittprof 11 der Leiste möglichst schlank, d.h.' raumsparend gebaut ist und, daß die Antragswalze im Durchmesser möglichst klein gewählt wird und, daß ferner auch der Abrundungsradius der Linealkante im Verhältnis zur Spaltweite richtig dimensioniert ist. Als Verhältnis des Abrundungsradiuses der Linealkante zur Spaltweite ist der Wert 0,25 - 0,75 besonders günstig. Die Profilierung der Linealkante muß zunächst mit Rücksicht auf die benötigte Spaltweite erfolgen,, Wenn möglich, wird eine große Spaltweite vorzugsweise verwendet_a Bsi Verarbeitung von sehr zähen Lösungen zu verhältnismäßig dünnen Schichten müßte

man Spaltweiten anwenden, die mit Rücksicht auf den praktischen Betrieb unangenehm eng sind. In solchen Fällen muß die Profilierung der Linealkante zweckmäßigerweise eine möglichst starke Einschnürung der Luftströmung bewirken, und zwar derart, daß die geometrische Schlitzweite möglichst erheblich größer ist als der mit sehr rasch strömender Luft erfüllte Querschnitt des Schlitzes. Dieses Verhältnis erreicht man praktisch durch Aufkantungen der Linealkante, wodurch die gewünschte Einengung der Luftströmung erzielt wird.

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Darüber hinaus ist es wichtig, eine Strömung zu erzeugen, die unbedingt stationär mit möglichst stetig abfallender Geschwindigkeitsverteilung von der Linealkante zur Schichtoberfläche über die Spaltbreite erfolgt, um mit verschiedenen Schlitzweiten verschiedene Schichtdicken willkürlich einstellen zu können und um jeweils mit dem geringsten Unterdruck, d.h. mit dem kleinsten Luftvolumen arbeiten zu können. Bezüglich der Profilierung der Linealkante bedeutet das, daß die Länge des Strömungskanals im Bereich der Stelle, wo die fertige Schicht gebildet wird, möglichst kurz sein muß im Verhältnis zur Spaltweite. Hiernach müßte eine dünne, messerscharfe Linealkante eine besonders gute Schichtbildung ermöglichen. Eine solche Kante bewirkt aber namentlich bei höheren Unterdrücken periodische Wirbelablösungen, die Begußfehler zur Folge haben» Diesen kann entgegengewirkt werden durch eine Abrundung der Linealkante, deren Radius in einem bestimmten Verhältnis zur Schlitzweite steht.

Damit die Schichtbildung auf einer möglichst kurzen Strecke in Laufrichtung der Bahn erfolgt, ist auch eine besondere Gestaltung des Raumes vor und hinter der Linealkante notwendig, in dem im Bereich der Luftströmung möglichst wenig raumversperrende Teile des Lineals vorhanden sind und daß eine ausreichende Erweiterung des Unterdruckraumes unmittelbar hinter der Linealkante vorgesehen wird. In diesem Sinne wirkt auch ein-möglichst kleiner Durchmesser der Führungswalze.

Darüber hinaus wird durch das Profil der Leiste die Geschwindigkeitsverteilung in dem Schlitz zwischen Leiste und Band bestimmt, wobei man zweckmäßig durch Veränderung des Abstandes eine Änderung der Abblasewirkung erzielt, und zwar durch Verringerung des Abstandes eine Steigerung dieser Wirkung und dementsprechend eine Verringerung der Schichtdicke, Diese Einstellmöglichkeit der Spaltweite bedeutet gegenüber der bei der bekannten Luftbürsten-

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bauart einen erheblichen Vorteil, weil so in einfacher Weise durch stetiges Verändern des Linealabstandes die Regelung der Schichtdicke erreicht wird, während bei der bisherigen Anordnung die Abblasewirkung nur durch die Steigerung des Staudruckes erreicht wurde mit den oben geschilderten nachteiligen Folgen. Während bei der bekannten Bauart der Luftbürste, wo die Düsenschlitzweite und der Düsenabstand auf geringste Weite eingestellt ist, ein mehrteiliger Körper vorliegt, dessen Glieder nur mit . einer bestimmten Herstellungsgenauigkeit angefertigt werden können, die in einer bestimmten Lage trotz der deformierenden Wirkung des Überdruckes festliegen und dadurch die Schlitzweite bestimmen, und dieser Düsenkörper in einem gewissen Abstand von der Blasstelle gehalten und in eine bestimmte radiale Richtung gebracht werden muß, ist im Gegensatz hierzu gemäß der vorliegenden Er» findung auf einer völlig starren Unterlage von großem Querschnitt das Lineal vorhanden, dessen Lage zu der auf derselben Unterlage angebrachten Antragwalze maßgebend ist. Daher erreicht man in Verbindung mit" einem kleinen Gießspalt auch bei ungleich viel geringeren Unterdrücken eine wesentlich bessere Gußqualität als dies bei der bekannten Luftbürste bei entsprechenden Überdrücken möglich ist.

Ferner erwies sich der Einbau eines Leitbleches in den Vakuumraum des Gießers als vorteilhaft, weil hierdurch der Rücklauf der Gießlösung gesteuert wird.

Dieses Leitblech beruhigt (reguliert) die Strömung der ankommenden Gießlösung auf der einen Seite und wirkt in gleicher Weise auf die zurücklaufende überschüssige Gießlösung, die auf seiner anderen Seite abströmt.

Voraussetzung für einen guten Guß ist, daß die Gießlösung gleichmäßig und im richtigen Mengenverhältnis angetragen wird. Keines-

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falls darf die angetragene Menge zu klein sein im Verhältnis zu der erforderlichen Begießmenge, so daß der Überschuß in einer gleichmäßig dicken streifenfreien Schicht zurückläuft. Für den · Beguß ist an sich jede der bekannten Antragsvorrichtungen geeignet. Besonders bewährt haben sich aber Keilgießverfahren mittels einer Vorrichtung, wie sie in der Abbildung 1 dargestellt ist.

Für eine befriedigende Wirkungsweise der geschilderten Begießeinrichtung ist ferner von Bedeutung, daß die Abführung der zurücklaufenden Begießlösung und der Saugluft so erfolgt, daß sie sioh nicht gegenseitig stören können, d.h., daß sie an keiner Stelle hoher Strömungsgeschwindigkeiten einen geraeinsamen Querschnitt besitzen.

In den beiliegenden Abbildungen ist eine Begießvorrichtung beispielsweise dargestellt. ,

In Abbildung 1 wird über die Gießwalze 1 die Folie 2 geführt, die in dem Keilgießer 3 mit den Emulsions zufuhr- und Überlaufs tut zen 4 und 5 vorbegossen wird. Beim Passieren des Schlitzes 6 zwischen der Bahn 2 und der profilierten Leiste 7 wird die su viel aufgetragene Emulsionslösung durch einen im wesentlichen tangential zur Bahn und der Bahnbewegungsrichtung entgegengesetzt gerichteten Luftstrom abgestreift. Dieser Luftstrom zwischen der freien Atmosphäre und dem Unterdruckraura 8 wird durch einen an den Absaugestutzen 9 angeschlossenen Ventilator erzeugt. Das nach oben scharfkantige Leitblech 10 dient zur Beruhigung und zum Ausgleich der Emulsionsströmung im Einwirkungsbereich der Luft.

Bei der Vorbeschichtung nach bekannten Keilgießverfahren bildet sich die Schicht in einem keilförmigen Spalt zwischen der Folie und dem Keilgießer 3. Die Abdichtung gegenüber dem Unterdruck-

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raum 8 erfolgt durch die im Bereich der Verstellbarkeit nachgiebige Dichtung 11, die aus Gummi oder einem ähnlichen nachgiebigen Material besteht.

Bei der Fertigbeschichtung kann die Schichtdicke durch Wahl des Abstandes zwischen der profilierten Leiste 7 und der Folie 2 sowie durch Einstellung des Unterdruckes geregelt werden.

Die durch die Luftströmung beim Fertigbeguß abgestreifte Emulsion wird durch den Abführstutzen 12 über eine Vorlage abgeleitet, während die beim Vorbeguß überschüssige Emulsion über den Überlaufstutzen 5 abfließt.

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Claims

Patentansprüche;

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1 ,J Verfahren zum Beschichten von Bändern, Folien und dergleichen mit viskosen Lösungen nach dem Luftbürsten-Prinzip, dadurch gekennzeichnet, daß ein Band mit einer viskosen Begießlösung beschichtet wird und durch Adhäsion eine mehr als ausreichende Menge dieser Lösung in den Wirkungsbereich eines der Bahnbewegungsrichtung entgegengesetzt gerichteten Luftstromes mitgeführt wird, der weitgehend tangential auf die Schichtbildung einwirkt, indem dieser durch Vakuum zwischen einer Leiste, deren Kante in Form einer Linealkante ausgebildet ist, einerseits und dem in geringem Abstand von ihr vorbeigeführten Band andererseits erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite der Zuführung der Begußlösung über die ganze Bahnbreite ein Leitblech verwendet wird, das auf der einen Seite die Strömung der ankommenden Begießlösung ausgleicht und auf der anderen Seite die überschüssige Gießlösung ableitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit einem 2 - 3-fachen Überschuß der Gießlösung beschichtet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 3# gekennzeichnet durch eine Führungswalze (1) für das zu beschichtende Band (2), eine in geringem Abstand von Band (2) angeordnete profilierte Leiste (7), wodurch ein Schlitz (6) gebildet wird, der als Durchtritt für den Luftstrom zwischen der freien Atmosphäre und dem Unterdruckraum (8) dient.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Linealkante der Leiste einen Abrundungsradius besitzt,, der so dimensioniert ist, daß sein Verhältnis zur Spaltweite 0,25 bis 0,75 beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4-5* dadurch gekennzeichnet, daß zum Beschichten ein Keilgießer dient«,

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