DE2362625A1

DE2362625A1 - Vorrichtung zum abschirmen einer materialbahn mit durchfuehrung durch ein behandlungsgehaeuse

Info

Publication number: DE2362625A1
Application number: DE2362625A
Authority: DE
Inventors: Robert Bernard Seminski
Original assignee: GAF Corp
Current assignee: GAF Corp
Priority date: 1972-12-20
Filing date: 1973-12-17
Publication date: 1974-06-27
Also published as: GB1444401A; CA989896A; US3807058A; FR2211860A5; DE2362625B2; JPS53151921U; JPS4991447A

Description

PATENTANWÄLTE

l-IOg-P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dfpl-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 β FRANKFURTAM MAIN

TELEFON «Will ^₇₀₁₄ GR. ESCHENHEIMER STHA8SE 30

FDN-676

Da/Pi.

14. Dezember 1973

GAP Corporation New York, N.Y., V.St.A.

Vorrichtung zum Abschirmen einer Materialbahn mit Durchführung durch ein Behandlunge· gehäuse

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschirmen einer Materialbahn und insbesondere eine Abdichtungsvorrichtung zum Dichten einer Kammer bzw. eines Gehäuses derart, daß eine durch das Gehäuse hindurchzuführende Materialbahn zwei oder mehr nicht kommunizierenden atmosphärischen Bedingungen ausgesetzt werden kann. Vor allem betrifft die Erfindung eine dynamische Abdichtung zur Verwendung bei der überführung von Material durch eine Trennwand oder Sperre, die zwei oder mehr atmosphärische Bedingungen gegeneinander abgrenzt.

Es ist allgemein üblich, beim Herstellen bestimmter Materialien, wie z.B. Filme, sensibilisierte Papiere oder andere Arten von Bahnen,solehe Bahnen oder Substrate einer Eeihe aufeinander-

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folgender Behandlungen mit unterschiedlichen Lösungen oder Atmosphären zu unterziehen, die voneinander getrennt bleiben müssen. Die Folgen einer Vernachlässigung dieser Vorschrift können sein: Verschmutzung der verschiedenen Medien, die auf die Materialbahn einwirken; schädliche und unter Umständen heftige chemische Reaktionen; schlechte Qualität; usw.

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zum Begrenzen einer gasförmigen Umgebung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs oder Abschnitts eines Gehäuses, in den eine Materialbahn, beispielsweise ein FiIiB₂ eintreten und wieder austreten muß. Ein offensichtliches Zubehör zu dieser Erfindung ist eine Anordnung, um Leckverluste durch die Gehäusewand, durch welche die Materialbahn hindurch geht, minimal zu halten·

Bis jetzt ist schon eine Anzahl von Einrichtungen bekannt mit dem Bestreben, ein Milieu oder eine Atmosphäre von einer anderen abzugrenzen, insbesondere wo verschiedene Atmosphären verwendet werden müssen, um bestimmte Filme zu behandeln oder herzustellen. Eine weit verbreitete Einrichtung zum Abdichten eines Gehäuses enthält eine Dichtung in Form eines Schlitzes in einer Gehäusewand. Bei dieser Ausführung muß der Schlitz verhältnismäßig breit sein, um zu verhindern, daß der Film die Gehäusewand berührt, also um Reibung und Verkratzen des Films auf einem Minimum zu halten« Dabei tritt unerwünscht erweise ein hoher Leckverlust an Gas ein, wodurch das System bei fortgesetztem Leckverlust an Wirksamkeit verliert. Falls Reibung und Kratzen in kauf genommen werden können, sind solche Schlitze mit Gummi oder anderem Material ausgekleidet. Das Auskleidungsmaterial hat eine Wischwirkung. Die sich ergebenden geringeren Raten an Gasströmung beeinflussen die gesamte Behandlung jedoch negativ.

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Bei einer bekannten anderen Ausführung werden zwei Quetschwalzen verwendet, zwischen denen der Film hindurchgezogen wird. Eine solche Walzenanordnung ist geeignet, Druck auf den Film auszuüben und dafür den Spalt für Leckverluste auszuschalten. Die Belastung des Films durch die Walzen hat jedoch die Tendenz, das Trägermaterial des Films zu beschädigen, insbesondere wenn Schmutzpartikel anwesend sind und sich im Bereich der Abdichtung sammeln. Bei dieser Art von Vorrichtung haben die Fremdpartikel tatsächlich die Tendenz, sich an den Walzenoberflächen zu häufen und Eindrücke auf dem Film zu hinterlassen. Auch reiben sich die Walzen normalerweise an der Gehäusewand und der Gummidichtung, wodurch sich eine weitere Variable und übermäßige Abnutzung ergibt· Insgesamt sind die Ergebnisse der bekannten Vorrichtungen keineswegs befriedigend, insbesondere weil bei ihnen Reibung und Abnutzung in das System eingebracht wird.

Abdichtungen werden zur Zeit in Systemen verwendet, wo solche Milieukammern von besonderem Nutzen sind wie beispielsweise bei Entwicklungsdosen für Diazo film, die Ammoniak, Luft und Wasserdampf enthalten. Die normale Arbeitstemperatur für solche Dosen oder Kammern liegt bei etwa 65⁰C (150⁰F), obwohl sich der Temperaturbereich von 20 bis 95⁰G (70 bis 200⁰F) erstrecken kann. Der Druckunterschied zwischen der Atmosphäre und dem Inneren des Gehäuses bzw. der Dose (Druckdifferential über die Dichtung)!beträgt etwa 0,5 mm (0,02 Zoll) Wassersäule. Wenn eine Walze mit einem Durchmesser von 2,54 cm (1 ZoIl)₅ ein radialer Abstand im Durchgang von 0,45 mm (0,018 Zoll) und eine Filmbreite von 35 mm (1,38 Zoll) verwendet wird, so ergibt sich zum Beispiel ein Leckverlust an Ammoniak von 0,023 nr/h (0,8 cb Fuß pro Stunde) an den Eintritts- und Austrittsdichtungen·

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Zu einem Hauptkennzeichen der vorliegenden Erfindung gehört ein Milieuapparat für eine Materialbahn, die mit mindestens zwei sauberen Atmosphären behandelt werden soll, wobei Wandabdichtungen derart vorgesehen sind, daß die Materialbahn ohne Leckverlust in ein Gehäuse eintreten und aus diesem wieder austreten kann, wobei am Gehäuse nahe dem Eintritt und dem Austritt eine Walze vorgesehen ist, mit deren Umfang die Materialbahn selektiv in Eingriff bringbar und im Gehäuse bewegbar ist, wobei weiter Schlitze am Gehäuse relativ zueinander versetzt vorgesehen sind, und wobei ein Durchgang an Stellen vorgesehen ist, die zwischen dem Gehäuse und dem durch die Anordnung der Walze bestimmten Weg der Materialbahn geformt sind.

In den Bereich der Erfindung fallen auch Ausfuhrungsformen, bei denen die Schlitze um 90° relativ zueinander versetzt sind und die Weite des Ringraums bzw. der radiale Abstand zwischen dem Gehäuse und dem Weg der Materialbahn, der den Durchgang bildet, zwischen 0,02j?if und 0,76 mm (0,01 und 0,03 Zoll) variiert.

Bei der Erfindung wird eine Verwendung in betracht gezogen, wo ein Druckunterschied kleiner als 38 mm (1,5 Zoll) Wassersäule zwischen der umgebenden Atmosphäre und der innerhalb des Gehäuses besteht, und weiter kann eine Druckentlastungseinrichtung zum Herabsetzen der Druckdifferenz vorgesehen werden.

ELn Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist daher eine Dichtungsvorrichtung, die frei von den Nachteilen der bisher gekannten Vorrichtungen ist.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen, aber zuverlässigen Dichtungsanordnung, die ohne reibende oder wischende Berührung mit dem durch die Dichtungsanordnung wandernden Substrat arbeitet.

Auch zielt die Erfindung darauf ab, die Verschmutzung der Bestandteile auf ein Minimum zu bringen, etwa beim Übergang von der einen Zone in die nächste, während zugleich die Anhäufung von Verunreinigungen im Bereich der Dichtung minimal, gehalten wird.

Schließlich bezweckt die Erfindung Leckverluste aus der Gehäuse· kammer durch die Dichtungen äußerst gering zu halten.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer typischen Ausführung, bei der die Erfindung für eine Bahn von Filmmaterial verwendet wird; und

Fig. Z perspektivisch eine Einzelheit der Dichtungsanordnung der Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 bewegt sich eine Bahn 1 von FiImmaterial unter Zugwirkung in eine Milieukammer, in der sie durch eine gasförmige Atmosphäre 2 behandelt wird. Die Materialbahn 1 wird am Eintritt durch eine Dichtungsanordnung 3 gezogen und über eine Anzahl Walzen, wie beispielsweise die Spannwalzen 4» geführt. Schließlich verläßt die Materialbahn 1 nach der Behandlung durch eine weitere Dichtungsanordnung 3 am Austritt die Kammer bzw. das Gehäuse. Jede.der Dichtungsanordnungen 3 und 5 enthält eine Walze 6, die in der betreffenden Dichtungs-

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anordnung gelagert und geeignet ist, die Richtung des Weges der Materialbahn 1 gegenüber der Stelle des Eintritts um 90° zu ändern. Weiter ergibt die Walze 6 eine Möglichkeit zum Steuern der Länge der Abdichtung; z„B. ermöglicht die Änderung des Durchmessers der Walze 6 eine solche Einstellung. Der Körper der Dichtungsanordnung 3 bzw. 5 kann so ausgestaltet sein, daß er eine ganze Reihe von Wickelwinkeln ermöglicht; d,h, der Betrag an Oberflächenberührmig zwischen der Walze 6 der Dichtungsanordnung und der um die Walze geführten Materialbahn 1 kann zwischen 1° und 355° geändert werden. Umgekehrt kann diese Beziehung, also die Kontaktlänge, entsprechend dem gewünschten Dichtungsausmaß bzw« der gewünschten Dichtungslänge geändert werden. Auch ist natürlich die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung hinsichtlich der Anzahl der Dichtungsanordnungen, Spannwalzen, sowie der Anordnung solcher Dichtungsanordnungen wahlweise veränderbar«

Fig. 2 zeigt die Dichtungsanordnung perspektivisch. Die Walze ist auf einer ortsfesten Welle 7 gelagert, innerhalb einer dicht passenden Gehäusestruktur bzw. dem Körper der Dichtungsanordnung 3. Diese gesamte Dichtungsanordnung ist an der, die Atmosphäre 2 einschließenden Kammer, an. Stellen des Eintritts

* ' der

und Austritts vorgesehen, die sich nach/Art der Behandlung - . der Materialbahn oder des Substrats richten, das in die Kammer eintritt und wieder austritt. Geeignete Schlitze sind in der Kammerwand bzw. dem Körper 3 vorgesehen, wobei diese Schlitze um 90° gegeneinander versetzt sind und dem Zugang und Ausgang des Films dienen. Solche Schlitze sind in Fig. 1 bei 8 und 9 gezeigt und gleichfalls um 90° gegeneinander versetzt. Wenn eine Materialbahn 1 durch Schlitze 8, 9 in die Kammer eingeführt wird, bewegt sie sich zwangsläufig durch einen ringförmigen Durchgang 10. Dieser Durchgang wird von dem Abstand gebildet, der zwischen der sich bewegenden Materialbahn 1

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und dem Körper ^ der Abdichtungsanordnung besteht, wobei an dieser Stelle tatsächlich ein gewisser Leckverlust auftritt. Dieser Leckverlust ist jedoch minimal wegen der Begrenzung und der Eeibungskräfte, die durch den ringförmigen Abstand entstehen, der innerhalb vorgeschriebener Toleranzen eingestellt wird. Es ist ersichtlich, daß der Fluß an Volumen oder Leckverlust durch diesen Bereich eine Funktion der Weglänge, Weite, Höhe, des Druckunterschieds, der Viskosität der Medien usw. ist,die im Einzelfall Verwendung finden.

Es wurde beispielsweise gefunden, daß eine wirksam · Dichtung erreicht wird, wenn der Abstand zwischen der Materi^lbahn und dem Gehäuse bzw. dem Körper 3 0,0254 bis 0,76 mm (0,001 bis 0,03 Zoll) beträgt. Dieser Abstand gestattet einer Partikelverunreinigung, die' sich auf der sich bewegenden Materialbahn befinden kann, durch den Abstand bzw. Durchgang 10 hindurchzugehen, ohne eine Kratzwirkung auf die Materialbahn oder das Substrat auszuüben. Auch im Falle eines momentanen Nachlassens der Spannung infolge einer Fehlfunktion oder sonstiger Gründe ist der Kontakt zwischen den Walzen if und dem Filmgehäuse 3 minimal gehalten, wodurch eine Beschädigung der Materialbahn weitgehend vermieden wird.

Es wurde z.B. gefunden, daß die Erfindung äußerst befriedigend arbeitet, wo die Geschwindigkeit der in die Kammer eintretenden und aus dieser austretenden Materialbahn durch die Komponenten der Transportart gesteuert wird, nämlich: die Filmstärke, die Lagerbelastung, die Antriebskraft ubw; die Bahngeschwindigkeit kann also entsprechend geändert werden. Bei der Erfindung ist vorgesehen, daß die Dichtungsanordnung normalerweise bei geringem Druckunterschied arbeitet. Es wurde gefunden, daß eine Änderung des Drucks bis zu 38 mm (1,5 Zoll) Wassersäule annehmbar ist.

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Höhere Drücke dagegen ergeben eine Leckverlustrate, die durch eine Verminderung des ringförmigen Abstands bzw.' des Durchgangs 10 kompensiert werden muß, wodurch das System weniger brauchbar wird. Die Dichtungsanordnung kann bei jeder Temperatur arbeiten, die mit dem verwendeten Material der Dichtungsanordnung oder der durch die Kammer bewegten Materialbahn verträglich ist; auch eignet sich die Dichtungsanordnung zum Abdichten jedes Gases, wie beispielsweise Luft, Ammoniak, Stickstoff, Sauerstoff usw. soweit sich ein solches Gas mit den Materialien des gesamten Systems verträgt.

Es wurde auf empirischen Wege gefunden, daß mit einer Anordnung der vorstehend beschriebenen Art der Leckverlust erheblich vermindert wird, nämlich im Verhältnis von 10:1, verglichen mit einem einfachen rechteckigen Schlitz, wie er bisher in den Wandplatten von solchen Kammern verwendet wurde. Diesem Vorteil kommt erhebliche Bedeutung zu, besonders wenn Materialbahnen behandelt werden, die mit den Gasen reagieren können und ganz besonders wenn solche Gase sich gegenseitig verunreinigt haben.

Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Möglichkeit gegeben ist, bestimmte bzw. ausgewählte gasförmige Leckverluste mittels Vakuum abzusaugen und dadurch eine Verunreinigung des zweiten Gases zu verhindern. Zu diesem Zweck wird eine kleine Saugöffnung dem Austrittschlitz zugeordnet, und das Vakuum kann für den minimalen Druckunterschied eingestellt werden, der erforderlich let, ua den gesamten Leckverlust zu beseitigen. Diese Anordnung let tiberall dort zweckmäßig, wo auch der geringste Betrag an Verunreinigung oder Leckverlust nicht zulässig ist.

Natürlich umfaßt die Erfindung auch andere Auef Uhrungeformen als die dargestellte, und die erfindungsgemäßθ Abdichtungsanordnung kann auch bei einer'einseinen Trennwand zwischen

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zwei Räumen Verwendung finden, wobei Größe, Dimensionsverhaltnisse und Aufbau dem Einzelfall angepaßt werden können.

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Claims

FDN-676

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Patentansprüche

Vorrichtung zum Abschirmen einer nichtmetallischen Materialbahn, die in wenigstens zwei sauberen Atmosphären behandelt werden soll, wobei Wanddichtungen vorgesehen eind, die den Eintritt und den Austritt der Materialbahn bezüglich eines Gehäuses ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (2) nahe dem Eintritt (3) und dem Austritt (5) eine Waise (6) vorgesehen ist, um die herum die Materialbahn (1) unter einem genauen Winkel von 1 ° bis 355° herum führbar ist, und daß am gehäuse um 90° gegeneinander versetzte Schlitze (8, 9) vorgesehen sind, und daß weiter ein Durchgang (10) zwischen dem Gehäuse und dem von der Anordnung der Walze (6) bestimmten Weg der Materialbahn geformt ist, der einen freien Durchtritt der Materialbahn mit minimalem Leckverlust in das und aus dem Gehäuse ermöglicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch T,
dadurch gekennzeichnet,

daß der, den Durchgang (10) bildende radiale Abstand zwischen dem Gehäuse und dem Weg der Materialbahn (1) zwischen 0,025^ und 0,76 mm (0,001 und 0,003 Zoll) beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Z₉ dadurch gekennzeichnet, daß der Druckunterschied zwischen der umgebenden Atmosphäre und dem Inneren des Gehäuses (2) höchstens 38 mm (1,5 Zoll) Wassersäule beträgt.

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Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß Druckentlastungsmittel am Austritt (5) vorgesehen sind, durch welche der Druckunterschied zwischen der Atmosphäre und dem Gehäuse verringerbar ist.

Patent

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