DE2238133B2 - CASCADE FOUNDER - Google Patents
CASCADE FOUNDERInfo
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- DE2238133B2 DE2238133B2 DE19722238133 DE2238133A DE2238133B2 DE 2238133 B2 DE2238133 B2 DE 2238133B2 DE 19722238133 DE19722238133 DE 19722238133 DE 2238133 A DE2238133 A DE 2238133A DE 2238133 B2 DE2238133 B2 DE 2238133B2
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kaskadengießer zur Mehrfachbeschichtung von bahnförmigem Material, bestehend aus einem sich über die gesamte Bahnbreite erstreckenden Gießerblock mit einer schrägliegcnden Fließebene, die von den Zuführungsspalten für die Beschichtungsflüssigkeiten unterbrochen ist, und einer 6S in geringem Abstand vom Gießerblock angebrachten Gießerwalze, über die die zu beschichtende Bahn geführt ist.The invention relates to a cascade caster for the multiple coating of web-shaped material, consisting of a foundry block extending over the entire width of the web with a sloping flow plane, which is interrupted by the feed gaps for the coating liquids, and a 6 S at a short distance from the foundry block, over the the web to be coated is guided.
Es sind Kaskadengießer bekannt, bei denen die Beschichtungsflüssigkeit zunächst durch eine im Inneren des Gießerblocks befindliche Verteilerkammer verteilt wird, dann in einem Schlitz aufsteigt und schließlich aus einer nach unten geneigten Fließebtne abwärts strömt. Auf dieser Fließebene bildet die Beschichtungsflüssigkeit eine dünne Schicht, die die weiter unterhalb in gleicher Art gebildete Schicht überlagert. Durch weitere in gleicher Art gebildete Schichten entsteht schließlich ohne Vermischung ein mehrschichtiges Flüssigkeitsband. Am Ende der Fließebene bildet sich ein sogenannter Beschichtungsmeniskus aus. der die Bahn auf der ganzen Breite benetzt, so daß die Bahn gleichmäßig mit dem Mehrfachflüssigkeitsband überzogen wird.Cascade pourers are known in which the coating liquid initially distributed through a distribution chamber located inside the foundry block then rises in a slit and finally descends from a downward sloping flow level flows. At this flow level, the coating liquid forms a thin layer, which is further below layer formed in the same way superimposed. It is created by further layers formed in the same way finally a multilayer liquid band without mixing. Forms at the end of the flow level a so-called coating meniscus. which wets the entire width of the web, so that the web is evenly coated with the multiple fluid tape.
In der deutschen Offenlegungsschrift 20 42 195 ist ein Kaskadengießer beschrieben, der an Stelle \on engen Schlitzen relativ wehe Schächte besitzt. Dieser Gießer ist für die Beschichtung relativ schmaler Bahnen vorgesehen. Die Schächte sind an ihrem unteren Ende mit Zuiührungsleitungen versehen.In the German Offenlegungsschrift 20 42 195, a cascade pourer is described which, instead of narrow slots, has relatively weak shafts . This caster is intended for the coating of relatively narrow strips. The shafts are provided with feed lines at their lower end.
Da die Beschichtungsflüssigkeit von einer relat:\ engen Zufuhrleitung in einen relativ weiten Schach! fließt, ist eine Sedimentation nichi zu \erhiiuicn Wei'erhin läßt sich nicht vermeiden, daß im Schacht ein ungleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil entstein. das sich bis zum Auftrag fortpflanzt, so daß die Schichtdicke am Ort größerer Strömungsgeschwindigkeit auch entsprechend dicker wird. Auch spielt bei diesem Gießer die Ausbildung und die horizontale Lage der Überlautkante eine große Rolle, denn das Schichtdickenprol'il hängt unmittelbar von diesen Faktoren ab.Since the coating liquid is from a relat: \ narrow supply line in a relatively wide chess! flows, sedimentation cannot be increased Besides, it cannot be avoided that in the shaft stone an uneven speed profile. that propagates until the order, so that the layer thickness also becomes correspondingly thicker at the location of greater flow velocity. Also plays with this caster the formation and the horizontal position of the overflow edge plays an important role, because the layer thickness profile depends directly on these factors.
In der USA.-Patentschrift 27 61 419 ist ein Kaskadengießer beschrieben, bei dem nach einer zentral gespeisten Verteilkammer die Beschichtungsflüssigkeit in einem engen Schlitz, der eine gleichmäßige Zuteilung bewirken soll, nach oben in die Fließebene austritt. In U.S. Pat. No. 2,761,419 there is a cascade caster described, in which after a centrally fed distribution chamber the coating liquid in a narrow slot, which is supposed to bring about an even distribution, emerges upwards into the flow level.
Die Gleichmäßigkeit der Beschichtung quer zur Bahn hängt sehr stark von der Ferligungstoleranz der engen Schlitze ab. Um gute Ergebnisse zu erzielen, müssen diese Schlitze in Präzisionsarbeit gefertigt werden. Bei einer Schlitzweite von 0.3 mm treten schon bei einer Toleranzgrenze von 0,003 mm Schichtdickenschwankungen von 3% auf. Die durch Bearbeitungstoleranz und zusätzlich durch Eigenspannung und Temperatureinfluß hervorgerufene gesamte Ungleichmäßigkeit liegt meist wesentlich höher. In der Praxis lassen sich demnach derartige Genauigkeitsanforderungen an die Gleichmäßigkeit der Schlitzweile über die gesamte Bahnbreite kaum realisieren. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich die engen Schlitze nur sehr schwer von angebackenen Beschichtungsresten reinigen lassen. Der Gießerblock ist deshalb in der Regel so konstruiert, daß er aufgeklappt werden kann. Die Schlitze sind dann zugänglich. Dadurch wird aber das Einhalten der Toleranzgrenzen noch mehr erschwert. Außerdem ist der Reinigungsvorgang und die dann wieder notwendige Neueinjustierung des Gießerblocks mit einem erheblichen Zeitaufwand verbunden.The uniformity of the coating across the web depends very much on the manufacturing tolerance of the narrow slits. To get good results, these slots must be precision machined will. With a slot width of 0.3 mm, fluctuations in the layer thickness occur even with a tolerance limit of 0.003 mm of 3%. The through machining tolerance and additionally through internal stress and The total unevenness caused by the influence of temperature is usually much higher. In practice can therefore be such accuracy requirements for the evenness of the slot over the Hardly realize the entire web width. Another disadvantage is that the narrow slots are only Very difficult to clean of baked-on coating residues. The foundry block is therefore in the Usually designed so that it can be opened. The slots are then accessible. But this will making compliance with the tolerance limits even more difficult. Also, the cleaning process and the then again necessary readjustment of the foundry block associated with a considerable expenditure of time.
In der schweizerischen Patentschrift 5 30 032 und der deutschen Offenlegungsschrift 22 24 872 sind die engen Schlitze mit einer zusätzlichen Kammer versehen. In Swiss Patent 5 30 032 and German Offenlegungsschrift 22 24 872 are the narrow slits with an additional chamber.
Auch hier besteht die Gefahr, daß ein Teil der Beschichtungsflüssigkeit in der zusätzlichen Kammer sedimentiert und das vorhandene ungleichmäßige Geschwindigkeitsprofil noch verstärkt.Here, too, there is a risk that part of the coating liquid sedimented in the additional chamber and the existing uneven velocity profile reinforced.
Eine einwandfreie Reinigung der Spalte kann nur durch Auseinanderfahren der einzelnen Teile des Gießerblockes vorgenommen werden, andererseits verichlechtert aber die Demontierharkeit die Maßhaltigkeit der Schlitze, was sich wiederum ungünstig auf die Schichtdicke auswirkt.A perfect cleaning of the column can only be achieved by moving the individual parts of the Foundry blocks are made, on the other hand spoiled But the Demontierharkeit the dimensional accuracy of the slots, which in turn is unfavorable to the Layer thickness affects.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrurde. einen Kaskadengießer zu finden, der auch bei breiten Bahnen |leichmf.3ige Schichtstärken trotz Zuführungsspaitloleranzen bis zu ±5 μπι zuläßt, wobei die Vorrichtung auf andere Betriebsbedingungen ohne Veränderung 4er Führungispalte einstellbar und reinigbar sein muß-The invention is based on the object. to find a cascade caster that allows for easy, 3-layer thicknesses of up to ± 5 μm, even with wide webs, in spite of feed gap tolerances, whereby the device must be adjustable and cleanable to other operating conditions without changing 4-way guide gaps.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Kaskadengießer erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuführungsspalten sich jeweils trichterförmig in eine Druckverteilungskammer erweitern, in der ein parallel zur Gießerwalze verlaufendes Rohr angeordnet ist. das mit einer Zuführung für die Beschichtungsflüssigkeit versehen ist und durch eine Vielzahl längs einer Mantellinie angeordneter Bohrungen mit der Druckverteilungskammer verbunden ist.This object is achieved according to the invention in the cascade caster described at the outset in that the feed gaps each widen in a funnel shape into a pressure distribution chamber in which a pipe running parallel to the casting roll is arranged . which is provided with a feed for the coating liquid and is connected to the pressure distribution chamber by a plurality of bores arranged along a surface line.
Die mit der Erfindung erziehen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß auch bei breiten B.-ihr.en durch das Rohr eine Verteilung eintritt, die trot/. \cihandener Fertigungsungcnauigkeilen an der Zufuhrspalte Schichtstärketoleranzcn :i 1",, /uliißt. Die gute Anpassung der Kanäle an dem Strömung^ ei *auf sorgt für eine gleichmäßige Temperatur und verhindert das Absetzen von Teilchen. Alle genannten Faktoren führen zu einer einwandfreien Produktqualität, /umal durch Austausch des Rohres günstige Betriebsbedingungen gewählt werden können. Weiler läßt sich der Gießer leicht ohne Veränderung des Zufuhrspaltes reinigen.The advantages brought up with the invention are in particular that even with broad B.-ihr.en a distribution occurs through the pipe which trot /. \ cihandener Manufacturing inaccuracies at the feed gap Adaptation of the channels to the flow ^ ei * on provides for a uniform temperature and prevents particles from settling. All of the above lead to impeccable product quality, / umal favorable operating conditions can be selected by exchanging the pipe. Hamlet lets himself Easily clean the pourer without changing the feed gap.
Vorzugsweise haben die Bohrungen voneinander einen Abstand von I bis 8 mm und einen Durchmesser von 0.3 bis ! mm.The bores are preferably 1 to 8 mm apart and have a diameter from 0.3 to! mm.
Durch Anordnung von Bohrungen in den angegebenen Abmessungen ist gewährleistet, daß keine Schlieren, die einen begossenen Film unbrauchbar machen, entstehen.The arrangement of holes in the specified dimensions ensures that none There are streaks that make a doused film unusable.
Entsprechend einer Weiterentwicklung der Erfindung ist dar. Rohr längs der tiefsten Mantellinie mit vertikal nach unten gerichteten Bohrungen versehen.According to a further development of the invention is shown. Tube along the deepest surface line with provided holes pointing vertically downwards.
Durch Bohrungen längs der tiefsten Mantellinie wird Sedimentation im Rohr vermieden. Gleichzeitig erfolgt durch das zentrale Eindüsen in einen symmetrischen Ringraum eine gleichmäßige Verteilung der Emulsion.By drilling along the deepest surface line, sedimentation in the pipe is avoided. Simultaneously the central injection into a symmetrical annulus ensures an even distribution of the Emulsion.
Eine weitere Verbesserung besteht darin, daß die Bohrungen gleichen Abstand voneinander haben, daß aber ihr Durchmesser von der Eintrittsstelle der Beschichtungsflüssigkeit zum Rohrende hin entsprechend dem Druckabfall derart zunimmt, daß durch jede Bohrung pro Zeiteinheit die gleiche Menge Beschichtungsflüssigkeit fließt.Another improvement is that the holes have the same distance from each other that but their diameter from the point of entry of the coating liquid to the end of the pipe corresponds accordingly the pressure drop increases in such a way that the same amount of coating liquid passes through each bore per unit of time flows.
Durch die vergrößerten Bohrungen in Richtung des Druckabfalles wird auch bei schlechter fließenden Emulsionen eine gleichmäßige Mengenverteilung im Gießer erreicht.Due to the enlarged bores in the direction of the pressure drop, there is also less flow Emulsions achieve an even distribution of quantities in the caster.
Eine weitere Verbesserung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen alle gleichen Durchmesser haben, daß aber ihr Abstand voneinander sich zum Rohrende hin entsprechend dem Druckabfall derart verringert, daß pro Breiteneinheit die gleiche Menge Beschichtungsflüssigkeit in die zweite Druckkammer pinctrnmt A further improvement is characterized in that the bores all have the same diameter, but that their distance from one another decreases towards the end of the pipe in accordance with the pressure drop in such a way that the same amount of coating fluid flows into the second pressure chamber per unit of width
Der zunehmende Abstand der Bohrungen erleichtert die Verteilung der Flüssigkeit. Andererseits ist die Herstellung von Bohrungen mit größer werdendem Abstand heute durch digitale Meßmethoden kein Problem mehr.The increasing distance between the holes facilitates the distribution of the liquid. On the other hand, it is Production of bores with increasing spacing by digital measuring methods is not possible today Problem more.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführung sind Abstand und Durchmesser der Bohrungen konstant und ihr Durchmesser wird so klein gewählt, daß der strömungsbedingte Druckabfall zwischen Eintrittsstelle der Beschichtungsflüssigkeit und Rohrende maximal 5% des im Rohr herrschenden Gesamtdruckes beträgt.According to a further alternative embodiment, the spacing and diameter of the bores are constant and its diameter is selected to be so small that the flow-related pressure drop between the entry point of the coating liquid and the pipe end is maximal 5% of the total pressure prevailing in the pipe.
Dieses einfach herzustellende Rohr genügt vielen Betriebserfordernissen, wenn der Druckabfall im Rohr höchstens 5°·;', beträgt.This pipe, which is easy to manufacture, satisfies many operational requirements when the pressure drop in the pipe is at most 5 ° ·; '.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die zweite Druckverteilungskammer einen trichterförmigen Querschnitt haiFinally, it has been found to be beneficial when the second pressure distribution chamber has a funnel-shaped cross section
Durch die trichterförmige Verengung entstehen keine Turbulenzen, was wiederum dem gleichmäßigen Strömungs\erlauf in der Zufuhrspalte und damit letztlich der Produktqualitat zugute kommt.Due to the funnel-shaped constriction, there is no turbulence, which in turn results in an even flow in the feed gap and thus ultimately the product quality benefits.
I)··; Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigtI) ··; The invention is to be explained in more detail below using exemplary embodiments. In the drawings shows
Fig. I Schnitt durch einen Kaskadengießer.Fig. I section through a cascade pourer.
Fic. 2 Länasschnitt durch einen Gießerspalt und Rohr.Fic. 2 Longitudinal section through a foundry gap and pipe.
In Fig. 1 und 2 ist ein Kaskadengießcrblock ! dargestellt. 111 den durch eine Seitenwand 2 für jede Schicht der Beschichtungsflüssigkeit ein Rohr 3 eingeschoben ist. daß jeweils eine Reihe von nach unten in die Druck\erieilungskammer 5 gerichtete Öffnungen 4 enthält, die zur Frzielung einer gleichmäßigen Flüssigkeitsmenge je Längeneinheit folgendermaßen ausgeführt sein können.In Figs. 1 and 2, a cascade pouring block! shown. 111 into which a tube 3 is inserted through a side wall 2 for each layer of the coating liquid is. that in each case a row of openings 4 directed downwards into the pressure chamber 5 contains, which are designed as follows in order to achieve a uniform amount of liquid per unit of length could be.
1. Der Abstand A der Bohrungen 4 voneinander ist über die gesamte Rohrlänge L konstant. Dagegen nimmt der Durchmesser vom Rohreintritt U bis zum Rohrende 12 stetig zu. Die Abstufung der Durehmesser wird so gewählt, daß durch jede Bohrung 4 in der Zeiteinheit die gleiche Menge Beschichtungsflüssigkeit fließt.1. The distance A of the bores 4 from one another is constant over the entire length L of the pipe. In contrast, the diameter increases steadily from the pipe inlet U to the pipe end 12. The graduation of the diameter meter is chosen so that the same amount of coating liquid flows through each bore 4 in the unit of time.
2. Der Durchmesser der Bohrungen 4 ist über die gesamte Rohrlänge L konstant. Dagegen wird ihr Abstand A zum Rohrende 12 hin zunehmend verringert. Die Abstände werden entsprechend so gewählt, daß pro Breiteneinheit die gleiche Menge Beschichtungsflüssigkeit in die zweite Druckverteilungskammer 5 einströmt.2. The diameter of the bores 4 is constant over the entire length L of the pipe. In contrast, their distance A from the pipe end 12 is increasingly reduced. The distances are selected accordingly so that the same amount of coating liquid flows into the second pressure distribution chamber 5 per unit width.
3. Abstand und Durchmesser der Bohrungen 4 sind konstant. Der Durchmesser der Bohrungen 4 wird aber so gewählt, daß der slrömungsbedingte Druckabfall zwischen erster und letzter Bohrung 4 des Rohres 4 maximal 5% des hier herrschenden Gesamtdruckes beträgt.3. The distance and diameter of the holes 4 are constant. The diameter of the holes 4 but is chosen so that the flow-related pressure drop between the first and last bore 4 of the pipe 4 is a maximum of 5% of the total pressure prevailing here.
Die zweite Kammer 4 mündet nach einer trichterförmigen Verengung in einem vertikalen schmalen Zufuhrspalt 5. der auf der schrägliegenden Fließebenc 6 für die abwärts fließende Flüssigkeitsschicht 7 austritt. Zur Überlagerung mit der zweiten Flüssigkeitsschicht T ist ein weiterer paralleler Zuführspalt S' mit schrägliegender Fließebene 6' angeordnet. Am Ende der untersten Fließebene befindet sich in einem geringen Abstand schließlich die Gießerwalze 8 mit Filmband 9.After a funnel-shaped constriction, the second chamber 4 opens into a narrow vertical feed gap 5, which exits on the inclined flow plane 6 for the liquid layer 7 flowing downwards. A further parallel feed gap S 'with an inclined flow plane 6' is arranged for superimposition with the second liquid layer T. At the end of the lowest flow level, there is finally the casting roll 8 with the film strip 9 at a short distance.
Mit dem beschriebenen Gießer wurde ein Einschichtenguß auf einer Folienbahn mit einer photographischen Emulsion durchgeführt.With the caster described, a single layer was cast on a film web with a photographic Emulsion carried out.
1. Dimensionierung des Gießers1. Dimensioning of the caster
Breite des Zuführungsspaltes 6Width of the feed gap 6
(Begußbreite) 1100 mm(Casting width) 1100 mm
Neigung der Fließebene 7 23°Inclination of the flow plane 7 23 °
Spaltweite 5 des Zuführungsspaltes 6 1.5 mm Höhe // des Zuführungsspaltes 6 ... 17,0 mm Radius des kreisförmigen Teiles derGap width 5 of the feed gap 6 1.5 mm Height // of the feed gap 6 ... 17.0 mm radius of the circular part of the
zweiten Druckverteilkammer 5 ... 16,0 mmsecond pressure distribution chamber 5 ... 16.0 mm
Außenradius des Rohres 3 12.5 mmOuter radius of the pipe 3 12.5 mm
Innenradius des Rohres 3 10,0 mmInner radius of the pipe 3 10.0 mm
Abstand der Bohrungen 4Distance between holes 4
(konstanter Abstand A) 2,0 mm(constant distance A) 2.0 mm
Durchmesser der Bohrungen 4Diameter of the holes 4
(konstanter Durchmesser) 0.4 mm(constant diameter) 0.4 mm
2. Strömungstechnische Daten2. Fluidic data
Silberhalogenid-Gelatinelösung,
Zähigkeit 10 cpSilver halide gelatin solution,
Tenacity 10 cp
Dosierung 1.1 l/minDosage 1.1 l / min
Geschwindigkeit der Unterlage 10 . .20 m/min Schichtdicke im nassen Zustand .... 50 μηι Druck der Gelatinelösung beim Ein-Pad speed 10. .20 m / min layer thickness in the wet state .... 50 μm Pressure of the gelatin solution when
tritt 11 in das Rohr 3 155 mmWS11 enters tube 3 155 mm water column
Druck der Gelatinelösung am EndePrint the gelatin solution at the end
12 des Rohres 3 151 mmWS12 of the pipe 3 151 mmWS
Druckabfall der Gelatinelösung von der Eiintrittstelle 11 in das Rohr 3Pressure drop of the gelatin solution from the egg entry point 11 into the tube 3
ίο bis zum Rohrende 12 2.61 "„ίο to the end of the pipe 12 2.61 ""
Druck der Gelatinelösung in der zweiten Druckverteilkammer 5Pressure of the gelatin solution in the second pressure distribution chamber 5
unterhalb der Bohrungen 4 76 mmWSbelow the holes 4 76 mm water column
Druckdifferenz zwischen erster und zweiter Druckverleilkammer etwa 77 mmWSPressure difference between the first and second pressure distribution chamber about 77 mm water column
3. Ergebnis3. Result
Gleichmäßigkeit des Profils aufUniformity of the profile
Fließebene 4 .·· 1,0",,Flow level 4. ·· 1.0 ",,
Die angeführten Beispiele beziehen sich auf den Zweischichtenguß. Selbstverständlich können solche Gießer auch für Ein- oder Mehrschichtenguß eingesetzt werden.The examples given relate to two-layer casting. Of course, such Casters can also be used for single or multi-layer casting.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |