DE3236094A1

DE3236094A1 - Trocknungsverfahren

Info

Publication number: DE3236094A1
Application number: DE19823236094
Authority: DE
Inventors: Chikamasa Hiroshi; Noda Odawara Kanagawa Shinji
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1981-10-03
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1983-04-14
Anticipated expiration: 2002-09-30
Also published as: US4554177A; DE3236094C2; JPH0157276B2; JPS5860180A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Materialien, die mit einer ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschichtungszusammensetzung beschichtet sind; sie betrifft insbesondere ein Verfahren zum Trocknen von bahn- oder bandartigen Trägern (nachstehend stets als "Träger" bezeichnet), die mit einer ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschichtungszusammensetzung beschichtet sind und kontinuierlich laufen.

Zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien, photographischen lichtempfindlichen Materialien, wärmeempfindlichen Folien und dgl. werden in der Regel organische Lösungsmittel verwendet.

Es sind bereits verschiedene Trocknungsverfahren vorgeschlagen worden, die heute in der Praxis verwendet werden zur Verhinderung einer Umweltverschmutzung, zur Rückgewinnung von organischen Lösungsmitteln und dgl. Ein Beispiel für ein der-

TELEFON (089) M 29 63

TELEX 08-20 "380

artiges Verfahren ist ein Verfahren, das für magnetische Aufzeichnungsmaterialien angewendet wird, bei dem ein kontinuierlich laufender Träger, beispielsweise ein Kunst-

stoffilm kontinuierlich mit einer Beschichtungszusammen-5

setzung beschichtet wird, die hergestellt worden ist durch Dispergieren eines magnetischen Pulvers, wie z. B. ferromagnetischem Eisenoxid, ferromagnetischem Chromdioxid und ferromagnetischen Legierungen, und eines Bindemittels in einem organischen Lösungsmittel. Gewünschtenfalls kann das magnetische Aufzeichnungsmaterial verschiedenen Behandlungen unterworfen werden, beispielsweise einer Ausrichtung in einem Magnetfeld. Danach wird der beschichtete Träger in einen Trockungsraum eingeführt, in dem er kontinuierlich getrocknet wird, indem man heiße Luft auf den Träger bläst, während man ihn auf einer Reihe von Rollen, die in dem Trocknungsraum vorgesehen sind, entlang einer gekrümmten oder geraden Bahn führt.

Die bereits bekannten verschiedenen Trocknungsverfahren können in zwei Gruppen eingeteilt werden, d. h. in ein Horizontalstrom-Trocknungsverfahren und ein Vertikalstrom-Trocknungsverfahren. Bei dem Horizontalstrom-Trocknungsverfahren wird ein beschichteter Träger in einem Trockungsraum mit einer geeigneten Geschwindigkeit (wie nachstehend angegeben) transportiert und auf die beschichtete Oberfläche des Trägers wird horizontal zu der beschichteten Oberfläche entweder in gleicher Richtung oder in einer Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Trägers heiße Luft (Heißluft) aufgeblasen. Andererseits wird bei dem Vertikalstrom-Trockungsverfahren heiße Luft (Heißluft) vertikal auf die beschichtete Oberfläche des Trägers aufgeblasen durch Löcher oder Schlitze hindurch, die oberhalb einer Trägertransporteinheit in dem Trockungsraum vorgesehen

sind.
35

Bei jedem Trocknungsverfahren wird das Lösungsmittel während des Trockungsvorganges verdampft und es besteht

daher die Gefahr einer Explosion, wenn die Gaskonzentration in dem Trocknungsraum einen bestimmten Wert erreicht. Die Gaskonzentration muß deshalb unterhalb des unteren kritischen Grenzwertes der Lösungsmittelgasexplosionskonzentration, beispielsweise etwa 25 bis 33 %, gehalten werden, um eine Explosion zu vermeiden. Es ist daher bevorzugt, eine größere Menge Luft zuzuführen, um die Gaskonzentration unterhalb des kritischen Grenzwertes zu halten.

Bei dem Horizontalstrom-Trocknungsverfahren kann eine gute beschichtete Oberfläche nur dann erhalten werden, wenn Heißluft gleichmäßig über die gesamte Breite des Trägers auf den Träger aufgeblasen wird, da die Heißluft, wie vorstehend angegeben, entweder in der gleichen Richtung oder in einer Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Trägers auf die beschichtete Oberfläche direkt aufgeblasen wird.

In den Anfangsstufen des Trocknungsvorganges ist die beschichtete Oberfläche noch fließfähig. Dabei wird die beschichtete Oberfläche leicht beeinflußt durch die herrschenden Bedingungen, beispielsweise die Luftaufblasgeschwindigkeit. Wenn die Luftaufblasgeschwindigkeit erhöht wird, beginnt der Träger zu flattern und es wird unmöglich, den Träger in einem stabilen Laufzustand zu halten.

Bei dem Vertikalstrom-Trocknungsverfahren ist es aus Sicherheitsgründen ebenfalls erforderlich, die Gaskonzentration bei einem Wert unterhalb des unteren kritischen Grenzwertes der Lösungsmittelgasexplosionskonzentration (25 bis 33 %) zu halten, wie vorstehend in Bezug auf das Horizontalstrom-Trocknungsverfahren beschrieben. Außerdem ist es erwünscht, die Menge der zugeführten Luft (die Luftaufblasgeschwindigkeit) zu erhöhen. Eine solche Erhöhung der Menge der zugeführten Luft führt jedoch zu einer schnellen Lösungsmittelverdampfung.

Andererseits ist es zur Erzielung einer gleichmäßig beschichteten Oberfläche bevorzugt, die Lösungsmittelverdampfungsgeschwindigkeit herabzusetzen und die Luftaufblasgeschwindigkeit zu verringern, da dadurch auch die Einflüsse, hervorgerufen durch das Aufblasen von Luft, ζ. B. das Flattern der Bahn, verringert werden. Es ist somit schwierig, beide Bedingungen, nämlich die Aufrechterhaltung eines niedrigen Wertes der Lösungsmittelgaskonzentration und einer niedrigen Lösungsmittelverdampfungsgeschwindigkeit, gleichzeitig zu erfüllen.

Mit den konventionellen Verfahren ist es schwierig, unter sicheren Bedingungen, d. h. unter Vermeidung einer Explosion, eine gute Überzugsschicht herzustellen und die Produktivität zu erhöhen. Die Gründe dafür werden nachfolgend näher erläutert.

Die Temperatur der trockenen Heißluft beträgt in der Regel 50 bis 120°C (der Siedepunkt des verwendeten primären Lösungsmittels beträgt 130 C oder weniger). Innerhalb dieses Temperaturbereiches ist es zweckmäßig, daß die Geschwindigkeit, mit der Luft auf die beschichtete Oberfläche aufgeblasen wird, d. h. die Luftaufblasgeschwindigkeit, innerhalb des Bereiches von 1 bis 5 m/sec (Maximalwert: 10 m/sec) gehalten wird. Ferner muß die Trägertransportgeschwindigkeit mindestens 40 m/min betragen und die Trocknungszeit muß 5 bis 20 sec betragen. Wenn jedoch die Trägertransportgeschwindigkeit auf beispielsweise 60 bis 120 m/min (1 bis 2 m/sec) oder mehr erhöht wird, um die Produktivität zu erhöhen, steigt auch die Lösungsmittelverdampfungsmenge. Wenn die Trocknung oder Erhöhung der trockenen Heißluft-Aufblasgeschwindigkeit (d. h. der Menge an zugeführter trockener Heißluft) durchgeführt wird, steigt daher die Lösungsmittelgaskonzentration an. Zur Durchführung der Trocknung unter Anwendung konventioneller Verfahren ist es deshalb erforderlich, die Heißluft-Aufblasguschwindig-

keit (d. h. die Menge der Heißluft-Beschickung) zu erhöhen,

um eine Explosion zu verhindern. Dadurch ist es schwierig,

die für die Bildung einer guten Überzugsschicht erforderlichen Trockungsbedingungen aufrechtzuerhalten.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Trocknen eines bahnartigen Trägers, der mit einer ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschichtungslösung beschichtet ist, anzugeben, das frei von jeder Gefahr einer Explosion als Folge einer erhöhten Lösungsmittelgaskonzentration ist, wobei der Träger mit einer Geschwindigkeit von mindestens 60 m/min transportiert wird (läuft) und das die Herstellung einer guten Überzugsschicht erlaubt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Trocknungsverfahren, das darin besteht, daß man eine ein organisches Lösungsmittel enthaltende Beschichtungslösung auf einen laufenden, bahnartigen Träger in Form einer Schicht aufbringt und den beschichteten Träger in einen Trocknungsraum einführt, in dem der beschichtete Träger getrocknet wird, indem man heiße Luft (Heißluft) auf diesen aufbläst, während dieser auf Rollen, die in dem Trocknungsraum vorgesehen sind, auf einer gekrümmten oder geraden Bahn transportiert wird, wobei der beschichtete Träger in erster Linie getrocknet wird durch die Heißluft, die parallel zur Laufrichtung des Trägers in der Weise aufgeblasen wird, daß sie nicht direkt auf den beschichteten Träger auftrifft.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht, die in schematischer Form eine Ausführungsform des erfin-

dungsgemäßen Trocknungsverfahrens erläutert;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäs sen Trocknungsverfahrens erläutert.

Das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein laufender Träger mit einer in Form einer Schicht darauf aufgebrachten, ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschichtungslösung hauptsächlich getrocknet wird durch heiße Luft (Heißluft), die durch Luftblasöffnungen, die so gestaltet sind, daß sie breiter sind als die Breite des Trägers und die entlang der Laufrichtung des Trägers angeordnet sind, so aufgeblasen wird, daß sie nicht direkt auf den Träger auftrifft.

Das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trocknungsverfahrens und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Querschnitts der Ausführungsform gem. Fig. 1 erläutern, näher beschrieben.

In der Fig. 1 wird ein Träger (1) mit einer darauf befindliehen, ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschichtungslösung in einen Trocknungsraum (4) eingeführt und er bewegt sich auf Rollen (2) mit einer konstanten Geschwindigkeit.

Die primären organischen Lösungsmittel, die bei der Herstellung solcher Beschichtungslösungen verwendet werden, haben einen Siedepunkt von 130 C oder darunter. Zu Beispielen gehören Aceton, Methyläthylketon, Methylisobutylketon, Toluol, Tetrahydrofuran, Methylcellosolve, Butylacetat, Äthylacetat, Methylenchlorid und Äthylenchlorid. Die Lösungsmittel können allein oder in Kombinition miteinander verwendet werden. Außerdem können als suborga-

nische Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 130 C oder höher beispielsweise Cyclohexanon verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien, d. h. es ist besonders gut geeignet für die Trocknung von Materialien, die mit einer organischen Lösungsmitteldispersion beschichtet sind, die ein magnetisches Pulver, wie vorstehend beschrieben, und ein Kunststoffbindemittel enthält.

Bei der praktischen Durchführung der Trocknung wird Heißluft aus einer Luftzuführungsleitung (3) zugeführt. Die auf diese Weise zugeführte Luft wird aus Schlitzen oder Löchern (6), die in dem Trocknungsraum zu beiden Seiten des Trägers vorgesehen sind, eingeblasen und dann durch eine Ausfragsleitung (5) zusammen mit dem Lösungsmittelgas, das aus der Überzugsschicht verdampft ist, aus dem System ausgetragen. Wenn die Trägertransportgeschwindigkeit auf 60 bis 120 m/min oder mehr eingestellt wird, entspricht dies fast einer Luftaufblasgeschwindigkeit von 1 bis 5 m/sec (maximale Geschwindigkeit: 10 m/sec). Diese erlaubt die Bildung einer gleichmäßig getrockneten Überzugsoberfläche. Da das Lösungsmittelgas, das aus der überzugsoberfläche verdampft ist, durch die zugeführte Luft ausgetragen wird, ist es möglieh, die Lösungsmittelgaskonzentration unter dem kritischen Grenzwert der Explosion zu halten. Da die Heißluft nicht direkt auf den Träger aufgeblasen wird, tritt kein Flattern des Trägers auf. Dieser Effekt ist sehr signifikant insbesondere in den Anfangsstufen der Trocknung, weil zu diesem Zeitpunkt die Überzugsschicht noch fließfähig ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Trocknungsverfahren ist es möglieh, eine qualitativ hochwertige Überzugsschicht zu erhalten, verglichen mit den konventionellen Verfahren,

unter gleichzeitiger Erhöhung der Produktivität.

Es ist auch möglich, Schlitze oder Löcher (7) orthogonal zu den Schlitzen (6) vorzusehen, so daß sie keinen nachteiligen Einfluß auf die Überzugsschicht aufweisen. D. h. , in der Nähe der Luftzuführungsleitung (3) werden Schlitze oder Löcher (7) mit einem langen Abstand voneinander vorgesehen, während in der Nähe der Austragsleitung (5) Schlitze oder Löcher (7) mit einem kurzen Abstand voneinander vorgesehen werden.

Obgleich in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform Luftexnblasöffnungen oberhalb des bahnartigen Trägers vorgesehen sind, können diese Luftexnblasöffnungen auch unterhalb des bahnartigen Trägers vorgesehen sein. Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren in Kombination mit konventionellen Trocknungsverfahren anzuwenden, je nach Typ des verwendeten Lösungsmittels und Unterschieden in den Trocknungsbedingungen.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend anhand spezifischer bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfächer Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Trocknen eines bahnartigen oder bandartigen Trägers mit einer in Form einer Schicht darauf aufgebrachten, ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschichtungslösung, dadurch gekennze ichnet, daß man den Träger in einen Trocknungsraum einführt und ihn hauptsächlich durch Heißluft trocknet, die parallel zur Laufrichtung des Trägers in der Weise in den Trocknungsraum eingeblasen wird, daß sie nicht direkt auf die beschichtete Oberfläche des Trägers auftrifft, während gleichzeitig der Träger in Form einer gekrümmten oder geraden Bahn auf in dem Trocknungsraum vorgesehenen Rollen kontinuierlich transportiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluft durch Lufteinblasöffnungen eingeblasen wird, die so gestaltet sind, daß sie breiter sind als die Breite des Trägers, und daß die Heißluft entlang der Laufrichtung des Trägers so abgezogen wird, daß sie eine Verdampfung des Lösungsmittels mit sich bringt.

3.. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem organischen Lösungsmittel um ein primäres Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 130 C oder darunter handelt.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahntransportgeschwindigkeit mindestens 60 m/min beträgt.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Beschichtungslösung um eine Beschichtungslösung für lie Herstellung

eines magnetischen Aufzeichnungsmaterials handelt.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem organischen Lösungsmittel um mindestens einen Vertreter aus der Gruppe Aceton, Methyläthylketon, MethylisobutyIketon, Toluol, Tetrahydrofuran, Methylcellosolve, Butylacetat, Äthylacetat, Methylenchlorid und Äthylenchlorid handelt.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem organischen Lösungsmittel um ein Sublösungsmittel mit einem Siedepunkt von 130⁰C oder höher handelt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Sublösungsmittel um Cyclohexanon handelt.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungslösung ein magnetisches Pulver und ein Kunststoffbindemittel enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Pulver ausgewählt wird aus der Gruppe ferromagnetisches Eisenoxid, ferromagnetisches Chromdioxid und ferromagnetische Legierungen.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft mit einer Ge-

schwindigkeit von 1 bis 5 m/sec in den Trocknungsraum eingeblasen wird.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft mit einer Ge-

schwindigkeit von 10 m/sec in den Trocknungsraum eingeblasen wird.

-3-

13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinblasöffnungen oberhalb des Trägers angeordnet sind.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinblasöffnungen unterhalb des Trägers angeordnet sind.