DE3236094C2 - Vorrichtung zum Trocknen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen eines bahnartigen oder bandartigen Trägers mit einer darauf aufgebrachten, ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschichtung, wobei man den Träger in einer gekrümmten oder geraden Bahn auf in dem Trock­ nungsraum vorgesehenen Rollen kontinuierlich transportiert.

Bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien, photographischen lichtempfindlichen Materialien, wärme­ empfindlichen Folien und dergleichen werden in der Regel organische Lösungsmittel verwendet.

Es sind bereits verschiedene Trocknungsvorrichtungen vorge­ schlagen worden, mit deren Hilfe eine Umweltverschmutzung beispielsweise durch Rückgewinnung von organischen Lösungs­ mitteln verhindert wird. Ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung, in der magnetische Auf­ zeichnungsmaterialien getrocknet werden, ist in der US-PS 41 83 976 beschrieben. Ein Träger, beispielsweise ein Kunststoffilm, wird kontinuierlich mit einer Beschichtungszusammensetzung beschichtet, die hergestellt worden ist durch Dispergieren eines magnetischen Pulvers, wie z. B. ferromagnetischem Eisenoxid, ferromagneti­ schem Chromdioxid und ferromagnetischen Legierungen, und eines Bindemittels in einem organischen Lösungsmittel. Der beschichtete Träger wird in einen Trocknungsraum einge­ führt, 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 bekannten Trocknungsvorrichtungen sind für Trocknungsverfahren bestimmt, die in zwei Gruppen eingeteilt werden können, in Horizontalstrom-Trocknungsverfahren und in Vertikalstrom-Trocknungsverfahren (siehe das Buch "Coating Device and Peripheral Devices", Aoyama et al., S. 106 bis 109, veröffentlicht im Februar 1979 in Japan). Bei dem Horizontalstrom-Trocknungsverfahren wird ein beschichteter Träger in einem Trocknungsraum 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 Heißluft aufgeblasen. Dem­ gegenüber wird bei dem Vertikalstrom-Trocknungsverfahren Heißluft vertikal durch Löcher oder Schlitze hindurch, die oberhalb einer Trägertransporteinheit in dem Trocknungsraum vorgesehen sind, auf die beschichtete Oberfläche des Trägers aufgeblasen.

Bei jedem Trocknungsverfahren wird das Lösungsmittel während des Trocknungsvorganges verdampft, und es besteht daher die Gefahr einer Explosion, wenn die Gaskonzentration in dem Trocknungsraum einen bestimmten Wert erreicht. Die Gaskon­ zentration 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 Horizontalstrom-Trocknungsverfahren kann eine gute beschichtete Oberfläche nur dann erhalten werden, wenn die 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 be­ schichtete Oberfläche noch fließfähig. Dabei wird die be­ schichtete Oberfläche durch die herrschenden Bedingungen, beispielsweise die Luftaufblasgeschwindigkeit , leicht beein­ flußt. Wenn die Luftaufblasgeschwindigkeit erhöht wird, be­ ginnt der Träger zu flattern und es wird unmöglich, den Träger in einem stabilen Laufzustand zu halten.

Bei Vertikalstrom-Trocknungsverfahren ist es aus Sicher­ heitsgründen ebenfalls erforderlich, die Gaskonzentration bei einem Wert unterhalb des unteren kritischen Grenzwertes der Lösungsmittelgasexplosionskonzentration (25 bis 33%) zu halten, wie vorstehend in bezug auf Horizontalstrom-Trock­ nungsverfahren 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 Lösungsmittelver­ dampfung.

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

Zur Lösung dieses Problems wird in der US-PS-3,328,895 eine Vorrichtung zum Trocknen von bedrucktem Papier vorgeschla­ gen, in der der Gesamt-Trockenraum in kleine Trockenräume aufgeteilt wird, um die Lösungsmittelbeladung der Trocken­ luft niedrig zu halten. In der beschriebenen Vorrichtung strömt das Trocknungsgas parallel zur Warenbahn, aber direkt über der Warenbahn, so daß eine Beeinträchtigung der Qualität der Überzugsschicht durch den Gasstrom nicht ver­ hindert werden kann.

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 noch näher erläu­ tert.

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 Geschwindig­ keit, mit der Luft auf die beschichtete Oberfläche aufge­ blasen wird, d. h. die Luftaufblasgeschwindigkeit, innerhalb des Bereiches von 1 bis 5 m/s (Maximalwert: 10 m/s) gehalten wird. Ferner muß die Trägertransportgeschwindigkeit min­ destens 40 m/min betragen und die Trocknungszeit muß 5 bis 20 s betragen. Wenn jedoch die Trägertransportgeschwindig­ keit auf beispielsweise 60 bis 120 m/min (1 bis 2 m/s) oder mehr erhöht wird, um die Produktivität zu erhöhen, steigt auch die Lösungsmittelverdampfungsmenge. Wenn die Trocknung ohne Erhöhung der Aufblasgeschwindigkeit der trockenen Heißluft (d. h. der Menge an zugeführter trockener Heißluft) durchge­ führt wird, steigt daher die Lösungsmittelgaskonzentration an. Zur Durchführung der Trocknung unter Anwendung konven­ tioneller Verfahren ist es deshalb erforderlich, die Heißluft-Aufblasgeschwindigkeit (d. h. die Menge der Heißluft-Beschickung) zu erhöhen, um eine Explosion zu ver­ hindern. Dadurch ist es schwierig, die für die Bildung einer guten Überzugsschicht erforderlichen Trocknungsbedingungen aufrechtzuerhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vor­ richtung zum Trocknen eines bahnartigen Trägers, der mit einer ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschich­ tung beschichtet ist, anzugeben, durch die jede Gefahr einer Explosion als Folge einer erhöhten Lösungsmittelgaskonzentration verhindert werden kann, wobei der Träger mit einer Geschwindigkeit von mindestens 60 m/min transportiert wird und die Herstellung einer guten Überzugs­ schicht gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Träger (1) hauptsächlich durch Heißluft getrocknet wird, die parallel zur Laufrichtung des Trägers (1) über eine Luftzuführungsleitung (3) zugeführt wird und aus Schlitzen oder Löchern (6), die in dem Trocknungsraum (4) zu beiden Seiten des Trägers (1) angebracht sind, in der Weise in den Trocknungsraum (4) eingeblasen wird, daß sie nicht direkt auf die beschichtete Oberfläche des Trägers (1) auftrifft.

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

Fig. 1 eine Längsschnittansicht, die in schematischer Form eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungs­ vorrichtung erläutert;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvor­ richtung erläutert.

Die erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungs­ vorrichtung und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Querschnitts der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erläutert, näher beschrieben.

In der Fig. 1 wird ein Träger (1) mit einer darauf befind­ lichen, ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschich­ tung in einen Trocknungsraum (4) eingeführt und auf Rollen (2) mit einer konstanten Geschwindig­ keit vorwärts bewegt.

Die primären organischen Lösungsmittel, die bei der Herstel­ lung solcher Beschichtung verwendet werden, haben einen Siedepunkt von 130°C oder darunter. Zu Beispielen gehö­ ren Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Toluol, Tetrahydrofuran, Methylglykolether, Butylacetat, Ethylacetat, Methylenchlorid und Ethylenchlorid. Die Lösungsmittel können allein oder in Kombination miteinander verwendet werden. Außerdem kann als sekundäres organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 130°C oder höher beispielsweise Cyclo­ hexanon verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung eignet sich insbe­ sondere für die Herstellung von magnetischen Aufzeichnungs­ materialien, d. h. sie ist besonders gut geeignet für die Trocknung von Materialien, die mit einer organischen Lösungs­ mitteldispersion beschichtet sind, die ein magnetisches Pulver und ein Kunststoffbindemittel enthält.

Das magnetische Pulver wird vorzugsweise aus der Gruppe ferro­ magnetisches Eisenoxid, ferromagnetisches Chromdioxid und ferromagnetische Legierungen gewählt. Gewünschtenfalls kann das magnetische Aufzeichnungsmaterial verschiedenen Behandlun­ gen unterworfen werden, beispielsweise einer Ausrichtung in einem Magnetfeld.

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 (4) zu beiden Seiten des Trägers (1) vorgesehen sind, eingeblasen und dann durch eine Abzugsleitung (Austrags­ leitung) (5) zusammen mit dem Lösungsmittelgas, das aus der Beschichtung (Überzugsschicht) verdampft ist, aus dem System abgeführt. Wenn die Transportgeschwindigkeit auf 60 bis 120 m/min oder mehr eingestellt wird, entspricht dies fast einer Luftaufblasgeschwindigkeit von 1 bis 5 m/s (maximale Geschwindigkeit: 10 m/s). Diese erlaubt die Bildung einer gleichmäßig getrockneten Überzugsoberfläche. Da das Lösungs­ mittelgas, das aus der Überzugsoberfläche verdampft ist, mit der Trocknungsluft abgeführt wird, ist es möglich, die Lösungsmittelgaskonzentration unter dem kritischen Explosions­ grenzwert zu halten. Da die Heißluft nicht direkt auf den Träger (1) aufgeblasen wird, tritt kein Flattern des Trägers (1) auf. Dieser Effekt ist sehr signifikant insbesondere in den Anfangsstufen der Trocknung, weil zu diesem Zeitpunkt die Überzugsschicht noch fließfähig ist.

Es ist auch möglich, Schlitze oder Löcher (7) orthogonal zu den Schlitzen (6) so vorzusehen, daß sie keinen nachteiligen Einfluß auf die Überzugsschicht ausüben. Das heißt, in der Nähe der Luftzuführungsleitung (3) ist der Abstand der Schlitze oder Löcher (7) zueinander größer, als in der Nähe der Austragsleitung (5), wo die Schlitze oder Löcher (7) mit einem kurzen Abstand voneinander angeordnet sind.

Obgleich in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform Luft­ einblasöffnungen (7) oberhalb des bahnartigen Trägers (1) vor­ gesehen sind, können diese Lufteinblasöffnungen (7) auch unterhalb des bahnartigen Trägers (1) vorgesehen sein. Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren in Kombination mit konventionellen Trocknungsverfahren anzuwen­ den, je nach Typ des verwendeten Lösungsmittels und Unter­ schieden in den Trocknungsbedingungen.

Mit der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung ist es somit möglich, eine qualitativ hochwertige Überzugsschicht herzu­ stellen, verglichen mit den konventionellen Vorrichtungen, unter gleichzeitiger Erhöhung der Produktivität.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Trocknen eines bahnartigen oder band­ artigen Trägers (1) mit einer darauf aufgebrachten, ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschichtung, wobei man den Träger (1) in einer gekrümmten oder geraden Bahn auf in dem Trocknungsraum (4) vorgesehenen Rollen (2) kontinuierlich transportiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) hauptsächlich durch Heißluft getrocknet wird, die parallel zur Laufrich­ tung des Trägers (1) über eine Luftzuführungsleitung (3) zugeführt wird und aus Schlitzen oder Löchern (6), die in dem Trocknungsraum (4) zu beiden Seiten des Trägers (1) angebracht sind, in der Weise in den Trocknungsraum (4) ein­ geblasen wird, daß sie nicht direkt auf die beschichtete Oberfläche des Trägers (1) auftrifft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluft zusätzlich durch Lufteinblasöffnungen (7) vertikal auf den Träger (1) aufgeblasen wird, wobei die Lufteinblasöffnungen (7) orthogonal zu den Schlitzen oder Löchern (6) angeordnet sind und breiter sind als der Träger (1), und daß die Heißluft entlang der Laufrichtung des Trägers (1) so abge­ zogen wird, daß sie verdampftes Lösungsmittel entfernt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) mit einer Geschwindigkeit von mindestens 60 m/min transportiert wird.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft mit einer Geschwindig­ keit von 1 bis 5 m/s in den Trocknungsraum (4) eingeblasen wird.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft mit einer Geschwindig­ keit von 10 m/s in den Trocknungsraum (4) eingeblasen wird.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinblasöffnungen (7) oberhalb des Trägers (1) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinblasöffnungen (7) unterhalb des Trägers (1) angeordnet sind.

8. Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7 zum Trocknen eines magnetischen Aufzeichnungsmaterials.