DE2951515A1

DE2951515A1 - Beschichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2951515A1
Application number: DE19792951515
Authority: DE
Inventors: Shogo Isayama; Nobumitsu Takehara
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1978-12-25
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1980-07-10
Also published as: GB2037622A; JPS5586557A; GB2037622B; JPS5835105B2; DE2951515C2; US4299188A

Description

Beschreibung;

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten einer bewegten, langen, flexiblen Unterlage (soweit sinnvoll, hierin als Bahn bezeichnet) mit einem fließfähigen Schichtmaterial.

Ein Beispiel für eine Beschickungsvorrichtung, die weit verbreitet ist, um ein fließfähiges Schichtmaterial (hierin, wo passend, als "Schichtflüssigkeit" bezeichnet) auf eine Bahn aufzutragen, ist eine Mehrfach-Beschichtungsvorrichtung mit Gleitfläche und Wulst, wie sie in der US-PS 2 761 vorgeschlagen worden ist. In dieser gebräuchlichen Beschichtungsvorrichtung fließen mehrere Schichtflüssigkeiten auf einer Gleitfläche herab und treffen auf die sich bewegende Bahn an dem Unterende der Gleitfläche, um so einen Wulst zu formen. Unter Verwendung des Wulstes werden die Schichtflüssigkeiten auf die Bahn aufgetragen. Deshalb ist es bei einer Beschichtungsvorrichtung dieses Typs wesentlich, den Wulst stabil zu halten, um die Schichtflüssigkeiten mit Erfolg auf die Bahn aufzubringen. Wenn jedoch die Beschichtungsgeschwindigkeit zunimmt, wird es oft schwierig, den Wulst stabil zu halten.

Um diese Schwierigkeit zu beheben, ist in der US-PS 5 298 eine verbesserte Beschichtungsvorrichtung vorgeschlagen worden. Diese Beschichtungsvorrichtung ist in der Lage, die Instabilität des Wulstes als Folge einer zunehmenden Beschichtungsgeschwindigkeit zu beseitigen. In der gebräuchlichen Beschichtungsvorrichtung ist am Unterrand der Gleitfläche ein lippenförmiges Teil vorgesehen, um die Geschwindigkeit der auf der Gleitfläche herabfließenden Flüssigkeitsschicht herabzusetzen und dadurch die Dicke der Flüssigkeitsströmung zu erhöhen, wodurch der Wulst stabil gemacht wird. Bei einer solchen Beschichtungsvorrichtung beobachtet man einen Par-

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tikeleffekt in der Schichtflüssigkeit (Auftreten von Streifen infolge einer unregelmäßigen Beschichtung), der der Dickenzunahme der Flüssigkeitsschicht zugeschrieben werden kann. Wenn jedoch die Beschichtungsgeschwindigkeit bei stabil gehaltenem Wulst erhöht v/erden soll, ist diese Beschichtungsvorrichtung nicht geeignet. Die zulässige Steigerung der Beschichtungsgeschwindigkeit beträgt nämlich nur etwa 10#. Zudem ist diese Steigerung nur erlaubt in dem Fall, wenn die Zuflußmenge der Schichtflüssigkeit verhältnismäßig hoch ist. Wenn die Zuflußmenge der Schichtflüssigkeit relativ niedrig ist, ist die zulässige Steigerung manchmal geringer als bei der in der US-PS 2 761 791 vorgeschlagenen Vorrichtung.

Die Erfindung bezweckt, eine Beschichtungsvorrichtung zu schaffen, bei der alle oben beschriebenen Schwierigkeiten, die in einer gebräuchlichen Beschichtungsvorrichtung auftreten, beseitigt sind und die Beschichtungsgeschwindigkeit in hohem Maß gesteigert werden kann, insbesondere in dem Fall, wenn die Zuflußmenge der Schichtflüssigkeit verhältnismäßig niedrig ist.

Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung eine Beschichtungsvorrichtung mit Gleitfläche und Wulst vor, in deren Gleitfläche gemäß der Erfindung eine Rinne geformt ist mit einem fallenden Teil, der am Unterrand der Gleitfläche scharf nach unten gebogen ist und sanft in einen steigenden Teil übergeht, der sich nach oben erstreckt, so daß die Geschwindigkeit einer Schicht der Schichtflüssigkeit, die auf der Gleitfläche herabfließt, von dem fallenden Teil erhöht wird und die Schicht durch den an den fallenden Teil anschließenden steigenden Teil sanft an eine mit der Flüssigkeitsschicht zu überziehende Bahn ausgeliefert wird.

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Ein bevorzugter Gedanke liegt darin, daß die Rinne halbkreisförmig ist. Die Geschwindigkeit der Schichtflüssigkeiten nimmt rapid zu, wenn die Flüssigkeitsströme plötzlich entlang dem fallenden Teil der Rinne herabsinken, wonach die Flüssigkeiten von dem steigenden Teil der Rinne glatt abgegeben werden. Die maximal mögliche BeSchichtungsgeschwindigkeit wird wesentlich erhöht, insbesondere für niedrige Zuflußmengen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer gebräuchlichen Beschichtungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Schnittansicht, die die wesentlichen Bestandteile einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung zeigt und

Fig. 3 und 4 Diagramme, die die Veränderungen in der Dicke der Schichten der Schichtflüssigkeiten darstellen.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht der gebräuchlichen Beschichtungsvorrichtung, die in der oben erwähnten US-PS 2 761 vorgeschlagen worden ist. Bei dieser Vorrichtung wird eine Bahn 2 transportiert, indem sie um eine Stützrolle 1 geführt ist, und ein Beschichtungskopf 3 ist an der auf diese Weise bewegten Bahn angeordnet. Dem Beschichtungskopf 3 werden von Dosierpumpen PI bzw. P2 Schichtflüssigkeiten 4· und 5 zugeführt. Die angelieferten Schichtflüssigkeiten werden aus schlitzförmigen öffnungen, die in dem oberen Teil des Beschichtungskopfes 3 ausgebildet sind, abgegeben und fließen in der Form zweier Schichten auf die Gleitfläche. Im Fall der Fig. 1 fließen die beiden Schichten der Schichtflüssigkeiten in Kontakt miteinander ohne sich zu vermischen

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auf der Gleitfläche herab zu einem wulstformenden Teilabschnitt 6. Eine Kammer 7 ist an eine Vakuumpumpe 8 angeschlossen und dient als eine den Stützdruck zur Stabilisierung des Wulstes anlegende Einrichtung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die die wesentlichen Bestandteile einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung zeigt. Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung unterscheidet sich von der herkömmlichen, oben beschriebenen darin, daß in dem Bereich des Unterrandes der Gleitfläche eine Rinne mit halbkreisförmigem Querschnitt und mit einem Radius von 5 mm geformt ist, die sich über die ganze Breite der Gleitfläche erstreckt. Der Mittelpunkt der Rinne 9 liegt auf der Verlängerung der Gleitfläche. Die Schnittlinie 10 von Rinne und Gleitfläche bildet eine glatte Verbindungsfläche mit einem Radius von 0,5 mm.

Die Schichtflüssigkeiten 4 und 5 fließen die Gleitfläche herab und betreten die Rinne 9, wobei sie die von dem Unterrand der Gleitfläche gebildete Schnittlinie 10 passieren. Unmittelbar beim Eintritt in die Rinne 9 treffen die Schichtflüssigkeiten zuerst auf den fallenden Teil (eine Viand) der Rinne 9» wodurch die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Schichtflüssigkeiten erhöht wird, weil der fallende Teil an der Schnittlinie steil nach unten geneigt ist. Danach bewegen sich die Schichtflüssigkeiten entlang dem ansteigenden Teil der Rinne 9, der sanft an den fallenden Teil anschließt, so daß die Schichtflüssigkeiten schließlich auf die bewegte Bahn entlassen werden. Während der Zeitspanne, die von dem Augenblick, in dem die Schicht flüssigkeiten entlang dem fallenden Teil der Rinne fließen, bis zum Erreichen der Bahn verstreicht, strecken sich die Schichtflüssigkeiten praktisch kontinuierlich und relativ allmählich zu dünneren Schichten, die auf die Bahn aufgetragen werden.

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Die relativen Veränderungen der Dicke der Schichten der Schichtflüssigkeiten sind in Fig. 3 wiedergegeben, v/ie aus Fig. 3 ersichtlich, werden die Schichten der Schichtflüssigkeiten wesentlich dünner gemacht, während sie den fallenden Teil der Rinne 9 herabfließen. Die Dicke ändert sich jedoch weniger, wenn sie sich entlang dem ansteigenden Teil der Rinne vom fallenden Teil weg nach oben bewegen. Schließlich werden die beiden Schichten beträchtlich dünner, wenn sie nach dem Passieren des ansteigenden Teils der Rinne auf die Bahn aufgetragen werden. Da die Schichten der Schichtflüssigkeiten auf einer ziemlich langen Strecke dünner gemacht werden, werden sie ganz allmählich dünner. Fig. 4· zeigt die relative Dickenänderung von Schichten der Schichtflüssigkeiten in einer Beschickungsvorrichtung, wie sie in der erwähnten US-PS 3 928 678 beschrieben ist. Bei einem Vergleich der Fig. 3 und· 4 ist ohne weiteres ersichtlich, daß das Dünnermachen der Schichten von Schichtflüssigkeiten in der gebräuchlichen Vorrichtung ziemlich abrupt in einer kurzen Zeitspanne erfolgt,

Wenn der Querschnitt der Rinne 9 halbkreisförmig ist, wie oben beschrieben, kann die Rinne leicht geformt werden. Doch ist die Erfindung nicht auf diese spezielle Form beschränkt. Der Querschnitt der Rinne 9 kann eine quadratische Kurve oder irgendeine andere solche Kurve sein, solange nur der fallende Teil der Rinne und der ansteigende Teil sanft ineinander übergehen, wie oben beschrieben. Wenn der Querschnitt halbkreisförmig ist, kann der Radius sswischen 3 und 15 mm, vorzugsweise zwischen 4- und 12 mm und am günstigsten zwischen 5 und 10 mm betragen. Falls der Querschnitt eine andere Form hat, ist es ebenfalls günstig, wenn die entsprechenden Abmessung den oben erwähnten Maßen ähnlich ist.

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Die Vorzüge der Erfindung werden aus dem nachfolgenden Beispiel noch deutlicher:

Beispiel

Es wurden Vergleichsversuche durchgeführt unter Verwendung der gleichen Schichtflüssigkeiten mit unterschiedlichen Beschichtungsköpfen. Die folgenden Beschichtungsköpfe wurden benutzt:

1) Ein erfindungsgemäßer Beschichtungsköpf , bei dem der Querschnitt der Rinne halbkreisförmig mit einem Radius von 5 n™ war;

2) Ein Beschichtungsköpf gemäß der US-ES 3 928 678. Am lippenförmigen Teil war der horizontale Teil 1 mm lang;

3) Der in der US-PS 2 761 791 vorgeschlagene Beschichtungsköpf.

Jeder Beschichtungsköpf war so angeordnet, daß er der Stützrolle gegenüber-stand, wobei die Gleitfläche um 10 nach unten geneigt war. Die Schichtflüssigkeiten waren eine photographische Emulsion mit einer Viskosität von 40 cp und einer Oberflächenspannung von 28-10"""⁷NZCm, sowie eine Gelatinelösung mit einer Viskosität von 40 cp und einer Oberflächenspannung von 28-10""-⁷NZCm. Die photographische Emulsion und die Gelatinelösung wurden als obere bzw. untere Schicht aufgetragen.

Die Versuche wurden nach folgender Methode durchgeführt: Die in der Zeiteinheit fließenden Mengen der Schichtflüssigkeiten, hierin Zuflußmengen genannt, wurden im Bereich von 10 bis 100 cmvcm variiert, wobei die Schichtflüssigkeiten zuerst mit einer niedrigen Beschichtungsgeschwindigkeit aufgebracht wurden, wonach die Beschichtungsgeschwindigkeit allmählich gesteigert wurde, um mit der maximalen Geschwindigkeit, mit der die Schichtflüssigkeit auf die Bahn

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aufgetragen werden konnte, zu endigen. Es wurden folgende Resultate erzielt:

Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung hatte eine maximale Beschichtungsgeschwindigkeit von 139 m/min mit einer Zuflußmenge der Schicht flüssigkeit von 10 cm /cm im Minimum. Die entsprechend der US-PS 3 928 678 konstruierte Beschichtungsvorrichtung und die Beschichtungsvorrichtung nach der US-PS 2 761 791 dagegen hatten eine maximale Beschichtungsgeschwindigkeit von 45 m/min bzw. 76 m/min unter den gleichen Bedingungen.

Ferner hatte die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einer Zuflußmenge von 20 cnr/cm im Minimum eine maximale Beschichtungsgeschwindigkeit von 227 m/min, wogegen die Beschichtungsvorrichtung gemäß der US-PS 3 928 678 eine maximale Beschichtungsgeschwindigkeit von 55 m/min und die Vorrichtung gemäß der US-PS 2 761 791 eine maximale Beschichtungsgeschwindigkeit von 76 m/min leistete. Bei einer Zuflußmenge der Schichtflüssigkeit von mehr als 50 cm /cm im Minimum, wurden die maximalen Beschichtungsgeschwindigkeiten dieser Vorrichtungen ungefähr gleich.

V/ie aus vorstehender Beschreibung deutlich wird, sind in der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung mit Gleitfläche und Wulst der fallende Teil und der ansteigende Teil, die sanft ineinander übergehen, an dem Unterrand der Gleitfläche vorgesehen, so daß die Schichten der Schichtflüssigkeiten, die die Gleitfläche herabfließen, auf die Bahn aufgetragen werden, während sie allmählich dünner gemacht werden. Demgemäß kann die Beschichtungsgeschwindigkeit gegenüber bisherigen Konstruktionen merklich gesteigert werden, insbesondere bei geringen Zuflußmengen der Schichtflüssigkeiten in der Zeiteinheit.

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/IO

Die Erfindung wurde für den Fall beschrieben, daß mehrere Schichten von Schichtflüssigkeiten auf der Bahn aufgetragen werden. Es erübrigt sich, zu erwähnen, daß das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren mit Gleitfläche und Wulst auch angewendet werden kann, wenn eine einzige Schicht einer Schichtflüssigkeit auf die Bahn aufgetragen werden soll. Im Rahmen der Erfindung kann eine Vielfalt von Schichtflüssigkeiten mit einer Viskosität von einigen cp bis zu 200 cp verwendet werden.

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Claims

PA-i-ENTmNWALTB A. GRÜNECKER

H. KINKELDEY

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W. STOCKMAIR K. SCHUMANN

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P. H. JAKOB G. BEZOLO

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8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE

20. Dezember 1979 P 14- 515-Wco

FUJI PHOTO FILM CO., LTD.

No. 210, Nakanuma, Minami Ashigara-Shi Kanagavra, Japan

Beschickungsvorrichtung Patentansprüche

Mi Beschichtxingsvorrichtung mit Gleitfläche und Wulst, dadurch gekennzeichnet , daß am Unterrand der Gleitfläche eine Rinne (9) mit einem fallenden Teil, der am Unterrand der Gleitfläche steil abfällt und sanft in einen ansteigenden Teil übergeht, der sich von dem fallenden Teil nach oben erstreckt, angeordnet ist, so daB die Geschwindigkeit einer auf der Gleitfläche nach unten fließenden Schicht einer Schichtflüssigkeit von dem fallenden Teil gesteigert und von dem an den fallenden Teil anschließenden, ansteigenden Teil die Schicht glatt und gleichmäßig auf eine mit der Schicht der Schichtflüssigkeit zu beschichtende Bahn überführt wird.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt der Rinne (9) halbkreisförmig ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Radius der Rinne in einem Bereich von 3 bis 15 mm liegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Radius der Rinne (9) im Bereich von 4 bis 12 mm liegt.
5· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Rinne im Bereich von 5 bis 10 mm liegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Rinne (9) eine quadratische Kurve ist.

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