DE3434240C2

DE3434240C2 -

Info

Publication number: DE3434240C2
Application number: DE3434240A
Authority: DE
Inventors: Keiichi Minami-Ashigara Kanagawa Jp Ishizaki
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1984-09-18
Publication date: 1990-04-12
Also published as: JPH0218143B2; US4623501A; DE3434240A1; JPS6064662A

Description

Die Erfindung betrifft Beschichtungsverfahren und -vorrichtungen, wobei eine Beschichtungszusammensetzung durch ein Hauptzufuhrrohr in einen Hohlraum in einem Beschichtungskopf eingeführt und durch einen Schlitz, der mit dem Hohlraum in Verbindung steht, so extrudiert wird, daß sie auf eine in Bewegung befindliche Bahn aufgetragen wird.

Das Beschichtungsverfahren kann zur Herstellung photographischer Aufzeichnungsmaterialien, wie photographischer Filme und photographischer Papiere, oder magnetischer Aufzeichnungsmaterialien, wie Magnetbänder, verwendet werden, wobei eine photographische Emulsion oder eine magnetische Lösung auf ein langes bandartiges Substrat (das im folgenden als "Bahn" bezeichnet wird) aufgetragen wird.

Verfahren, bei denen verschiedene Überzugszusammensetzungen auf Träger aus Kunststoffolien oder Papier aufgetragen und dann getrocknet werden, um die gewünschten Produkte zu ergeben, werden für verschiedene Herstellungszwecke, wie zur Herstellung von photographischen Filmen oder Papieren, von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien, druckempfindlichen Aufzeichnungs- bzw. Vervielfältigungsfolien und wärmeempfindlichen Aufzeichnungs- bzw. Vervielfältigungsfolien, verwendet.

Ein Beispiel für ein Verfahren, das zum Auftrag einer Überzugslösung verwendet wird, ist ein Verfahren unter Verwendung einer mehrschichtigen Gleit-Wulst- Überzugsvorrichtung, wie in der US-PS 27 61 791 beschrieben.

Bei diesem Verfahren bilden mehrere Überzugszusammensetzungen, die auf Gleitoberflächen in Abwärtsrichtung fließen, einen Wulst in einer Lage unter der Gleitoberfläche, wo die Überzugszusammensetzungen auf die Bahn auftreffen, welche kontinuierlich fortbewegt wird, so daß der Überzugsvorgang mit Hilfe des Wulstes erzielt wird. Bei einer derartigen üblichen Beschichtungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt wird, ist ein Beschichtungskopf 3 angrenzend an eine Bahn 2 angeordnet, die unter Führung durch eine Überzugs- Stützwalze 1 fortbewegt wird. Die Dosierungspumpen 8 und 9 führen die Überzugszusammensetzungen 10 und 11 durch Hauptzufuhrrohre 6 und 7 in die Hohlräume 4 bzw. 5 in den Beschichtungskopf 3 ein. Die so zugeführten Überzugszusammensetzungen werden in Form von Bändern aus den Schlitzen 12 und 13 extrudiert, so daß sie in Form von zwei Schichten über eine Gleitfläche abwärts fließen. Die zwei Schichten strömen über die Gleitfläche ohne Vermischung zu einem Wulstabschnitt 14 abwärts, wo die zwei Schichten gleichzeitig auf die Bahn aufgetragen werden. Eine Druckverringerungskammer 15 ist mit einer Vakuumpumpe 16 verbunden und dient so zur Gegendruck- Erzeugung für die Stabilisierung des Wulstes.

Bei einem Überzugsverfahren, wie dem vorstehenden Gleitwulst- Überzugsverfahren, einem Extrusions-Wulst-Überzugsverfahren, einem Trichter-Überzugsverfahren, einem Vorhangbeschichtungsverfahren, bei dem eine Überzugszusammensetzung durch ein Hauptzufuhrrohr in einen in dem Beschichtungskopf ausgebildeten Hohlraum eingeführt und anschließend durch einen Schlitz extrudiert wird, der mit dem Hohlraum in Verbindung steht, um einen Auftrag auf die Bahn zu bilden, hängt die Gleichmäßigkeit der Beschichtung in der Querrichtung der Bahn von der Gleichmäßigkeit des Schlitzes ab. Daher ist es zur Erzielung von zufriedenstellenden Beschichtungsergebnissen wesentlich, den Schlitz mit sehr hoher Genauigkeit auszubilden.

Ein weiterer großer Nachteil liegt darin, daß der Rückstand der Überzugszusammensetzung in dem Schlitz und dem Hohlraum fest werden kann, wodurch die Gleichmäßigkeit der Beschichtung in der Seitenrichtung der Bahn verschlechtert wird. Darüber hinaus kann der Rückstand abflocken und auf die Bahn aufgeschichtet werden, wodurch die Qualität des beschichteten Produkts stark verschlechtert wird. Es ist sehr schwierig, den Rückstand von der Überzugszusammensetzung durch den Schlitz zu entfernen, und es erfordert daher eine relativ lange Zeit, um die Überzugsvorrichtung zu reinigen.

Dieses Phänomen wird der Tatsache zugeschrieben, daß, wenn die Beschichtung während längerer Zeiträume durchgeführt wird, gewisse Mengen der Beschichtungszusammensetzung in dem Hohlraum des Beschichtungskopfes in ihrem Fluß behindert werden. Insbesondere im Falle einer photographischen Emulsion besteht die Neigung zur Ausbildung einer Gelatinebrücke eines Härtermittels, deren Viskosität mit der Zeit zunimmt. Auch im Falle magnetischer Lösungen wird ein Kondensat eines Dispergiermittels geschaffen, und das so gebildete Material häuft sich in dem Hohlraum an oder klebt an dem Schlitz.

Typischerweise wird eine Dosierpumpe zur Zufuhr der Beschichtungszusammensetzung durch ein Hauptzufuhrrohr zu dem Hohlraum zu dem Beschichtungskopf verwendet, und die so zugeführte Beschichtungszusammensetzung wird zu dem Schlitz geführt, der die Gleichmäßigkeit der Beschichtung in der Querrichtung der Bahn bestimmt. Dementsprechend wird die Beschichtungszusammensetzung abrupt über die gesamte Breite des Beschichtungskopfes verteilt, und daher kann die Beschichtungszusammensetzung an beiden Enden in der Querrichtung des Hohlraumes in ihrem Fluß behindert werden. Es ist sehr schwierig, den Hohlraum so auszubilden, daß beim Auftrag der Beschichtungszusammensetzung mit bestimmten Eigenschaften unter bestimmten Beschichtungsbedingungen, eine Fließbehinderung der Beschichtungszusammensetzung völlig ausgeschlossen wird. Dementsprechend erfolgt im Falle eines Beschichtungskopfes für allgemeine Zwecke unvermeidlich eine Fließbehinderung der Beschichtungszusammensetzung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Beschichtungsverfahren sowie eine Beschichtungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei keine Fließbehinderung auftritt.

Diese Aufgabe wird durch Beschichtungsverfahren gemäß den Patentansprüchen 1 und 4 sowie Beschichtungsvorrichtungen gemäß den Patentansprüchen 6 und 9 gelöst.

Im folgenden werden die Figuren kurz beschrieben.

Fig. 1 ist ein Seitenschnitt einer üblichen Beschichtungsvorrichtung.

Fig. 2 ist ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung.

Fig. 3 ist eine Vorderansicht im Querschnitt der Beschichtungsvorrichtung der Fig. 2.

Fig. 4 und 5 sind Vorderansicht-Querschnitte, die wesentliche Bestandteile von erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtungen zeigen.

Im folgenden werden bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

In den Fig. 2 und 3 wird eine Beschichtungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens beschrieben, wobei gleiche Bezugsziffern die gleichen Bestandteile wie in der Fig. 1 bezeichnen.

Die Beschichtungsvorrichtung ist mit Hilfszufuhrrohren 17 und 18 ausgerüstet, die sich in die Hohlräume 4 bzw. 5 an beiden Enden der Querrichtung bzw. Seitenrichtung öffnen. Dosierpumpen 19 und 20 werden betrieben, um Beschichtungszusammensetzungen 10 und 11 oder verschiedene Flüssigkeiten einzuspritzen oder um die Beschichtungszusammensetzungen 10 und 11 durch die Hilfszufuhrrohre abzuführen, so daß der Beschichtungsbetrieb erzielt wird, wobei eine Fließbehinderung der Beschichtungszusammensetzungen 10 und 11 in den Hohlräumen 4 und 5 vermieden wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen andere Beispiele für das Hilfszufuhrrohr 18, die sich von den in den Fig. 2 und 3 im Öffnungswinkel, bezogen auf den Hohlraum 5, unterscheiden.

Im allgemeinen weist ein Aufzeichnungsmaterial eine Viskosität von 1 bzw. 1 000 000 mPa · s und eine Oberflächenspannung von 15 bis 50 dyn/cm auf. In der Praxis beträgt die Beschichtungsmenge 1 bis 500 cm³/m², die Beschichtungsgeschwindigkeit beträgt 10 bis 1000 m/min, und die Beschichtungsbreite beträgt 50 bis 500 cm.

Im folgenden wird die Ausführungsform näher beschrieben, bei der die vorstehend beschriebenen Beschichtungszusammensetzungen oder unterschiedliche Flüssigkeiten durch die Hilfszufuhrrohre eingespritzt werden. Die Beschichtungszusammensetzungen, die durch die Hauptzufuhrrohre zugeführt werden, werden als "Primärströme" bezeichnet, und Beschichtungszusammensetzungen oder unterschiedliche Flüssigkeiten, die durch die Hilfszufuhrrohre zugeführt oder abgezogen werden, werden als "Sekundärströme" bezeichnet.

Das Verhältnis R der Geschwindigkeitskomponente in der Schlitzrichtung des Sekundärstroms zu der des Primärstroms in dem Flüssigkeitskontakt-Startpunkt (die Öffnung des Hilfszufuhrrohrs) ist wie folgt:

worin

V(S) : die Geschwindigkeitskomponente des Sekundärstroms in der Schlitzrichtung am Flüssigkeitskontakt-Startpunkt, wo der Sekundärstrom den Primärstrom trifft;
Q(S) : die Strömungsgeschwindigkeit des Sekundärstroms;
L(S) : die Breite der Öffnung des Hilfszufuhrrohrs;
D(S) : die Tiefe der Öffnung des Hilfszufuhrrohrs;
A(S) : die Fläche der Öffnung des Hilfszufuhrrohrs;
V(M) : die Geschwindigkeitskomponente des Primärstroms in der Schlitzrichtung am Flüssigkeitskontakt-Startpunkt, wo der Primärstrom auf den Sekundärstrom auftrifft;
Q(M) : die Strömungsgeschwindigkeit des Primärstroms;
L(M) : die Breite des Hohlraums;
D(M) : die Tiefe des Hohlraums und
A(M) : die Fläche des Hohlraums.

Der die Fließbehinderung eliminierende Effekt, der durch das Einspritzen des Sekundärstroms erzielt wird, wird zweckmäßig unter folgenden Bedingungen erhalten:

0,01 ≦ R≦ 10 ,

vorzugsweise

0,1 ≦ R ≦ 1 .

Falls R<0,01, wird die Schleppkraft des Sekundärstroms, d. h. die Antriebskraft zur Eliminierung der Fließbehinderung des Primärstroms gering, so daß der die Fließbehinderung ausräumende Effekt gering wird. Fall R<10 in dem Primärstrom-Seitengebiet nahe der Öffnung des Hilfszufuhrrohrs werden die Strömungslinien des Primärstromes stark gebogen, wodurch die Neigung der Beschichtungszusammensetzung zur Fließbehinderung verstärkt wird.

Wenn eine vom Primärstrom unterschiedliche Beschichtungszusammensetzung eingespritzt wird, wird die Breite der sekundären Beschichtungszusammensetzung übermäßig groß, wodurch die Zusammensetzung der Sekundärbeschichtung über das Produkt strömt und die Beschichtungswirksamkeit verringert wird. Im folgenden wird die Ausführungsform beschrieben, bei der eine Beschichtungszusammensetzung durch das Hilfszufuhrrohr abgeführt wird. Wenn ein Teil des Primärstroms nach der Beschichtungszusammensetzung abgeführt wird, kann die Fließbehinderung des Primärstroms vermieden werden. Wenn aus Zweckmäßigkeitsgründen in der Beschreibung das Geschwindigkeitsverhältnis R verwendet wird, liegt der beste Bereich bei

0,01 ≦ R ≦ 10 .

Dies entspricht genau dem Fall des Einspritzens. Vorzugsweise ist

0,1 ≦ R ≦ 1 .

Falls R<0,01 kann nur eine Fließbehinderung des Primärstroms sehr nahe der Öffnung des Hilfszufuhrrohres vermieden werden. Falls R <10 wird der aus dem Schlitz ausströmende Strom durch den Entleerungsstrom (Hilfsstrom) mitgeschleppt, und daher wird die Strömungsgeschwindigkeit verringert, wodurch die Beschichtungsmenge in der Richtung der Beschichtungsbreite nicht gleichmäßig aufrechterhalten werden kann.

Die bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren verwendete Bahn kann aus Papier, Kunststoffolie, Metall, mit Harz beschichtetem Papier oder synthetischem Papier bestehen. Beispiele für das Material der Kunststoffolie sind Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen, Vinylcopolymere, wie Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid oder Polystyrol; Polyamide, wie 6,6-Nylon oder 6-Nylon, Polyester wie Polyethylenterephthalat, Polyethylen-2- oder -6-naphthalat und Celluloseacetate, wie Polycarbonat, Cellulosetriacetat oder Cellulosediacetat. Ein typisches Beispiel für das mit Harz beschichtete Papier verwendete Harz ist Polyolefin, einschließlich Polyethylen. Jedoch kann das mit Harz beschichtete Papier auch aus anderen Materialien bestehen. Ein Beispiel für die Metallbahn ist eine Aluminiumbahn.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Eine mehrschichtige Beschichtungsvorrichtung vom Gleittrichtertyp, ähnlich der in den Fig. 2 und 3 gezeigten, mit 6 Gleitoberflächen wurde verwendet, um Beschichtungszusammensetzungen für photographische Farbpapiere gleichzeitig in Form von sechs Schichten, wie nachstehend beschrieben, auf ein Polyethylenschichtpapier bzw. Polyethylenlaminatpapier in einer Beschichtungsbreite von 100 cm aufzutragen. Die Beschichtungszusammensetzungen sind im folgenden angegeben:

Erste Schicht (unterste Schicht): blauempfindliche, Gelatine-Silberhalogenid-Emulsion mit einer Viskosität von 60 mPa · s bei 40°C.
Zweite Schicht: wäßrige Gelatinelösung mit einer Viskosität von 60 mPa · s bei 40°C.
Dritte Schicht: grünempfindliche Gelatine-Silberhalogenidemulsion mit einer Viskosität von 60 mPa · s bei 40°C.
Vierte Schicht: wäßrige Gelatinelösung, enthaltend ein Ultraviolettstrahlen absorbierendes Mittel, und mit einer Viskosität von 60 mPa · s bei 40°C.
Fünfte Schicht: rotempfindliche Gelatine-Silberhalogenidemulsion mit einer Viskosität von 60 mPa · s bei 40°C.
Sechste Schicht: wäßrige Gelatinelösung, enthaltend ein oberflächenaktives Mittel, mit einer Viskosität von 40 mPa · s bei 40°C.

Bei dem Beschichtungsverfahren wurden die Beschichtungszusammensetzungen der ersten, dritten und fünften Schichten als Primärströme durch die Hauptzufuhrrohre in Strömungsgeschwindigkeiten von 2548 cm³/min, 2548 cm³/min bzw. 1960 cm³/min zugeführt, während die gleichen Beschichtungszusammensetzungen wie die der Primärströme kontinuierlich als Sekundärströme durch die Hilfszufuhrrohre eingespritzt wurden, die sich an beiden Seiten der Hohlräume für die Beschichtungszusammensetzungen der ersten, dritten und fünften Schichten öffneten, in Strömungsmengen von 26, 26 bzw. 20 cm³/min für die Hilfszufuhrrohre auf einer Seite, zugeführt wurden.

In dem Beispiel R=1,0 zeigte sich, daß das Beschichtungsproblem, das bisher durch die Zurückhaltung der blauempfindlichen Schicht, der grünempfindlichen Schicht oder der rotempfindlichen Schicht erfolgte, die typischerweise nach mehreren zehn Stunden auftrat, nicht festgestellt wurde, selbst nach mehreren hundert Stunden.

Beispiel 2

Eine mehrschichtige Beschichtungsvorrichtung vom Gleittrichtertyp, gleich der Bauweise der in den Fig. 2 und 5 gezeigten, mit 6 Gleitoberflächen, wurde zur wiederholten Durchführung des gleichen Beschichtungsverfahrens wie in Beispiel 1 verwendet.

Bei dem Beschichtungsvorgang wurden die Beschichtungszusammensetzungen der ersten, dritten und fünften Schichten als Primärströme durch die Hauptzufuhrrohre in Strömungsgeschwindigkeiten von 2613 cm³/min, 2613 cm³/min bzw. 2010 cm³/min zugeführt, wohingegen Teile der Primärströme kontinuierlich als Sekundärströme durch die Hilfszufuhrrohre abgeführt wurden, die sich an beiden Seiten der Hohlräume für die Beschichtungszusammensetzungen der ersten, dritten und fünften Schichten öffneten, bei Strömungsgeschwindigkeiten von 6,5, 6,5 bzw. 5 cm³/min, für die Hilfszufuhrrohre auf einer Seite.

Für das Beispiel R=0,25 wie in Beispiel 1, zeigte sich, daß das durch Fließbehinderung der blauempfindlichen Schicht, der grünempfindlichen Schicht oder der rotempfindlichen Schicht bedingte Beschichtungsproblem, das typischerweise nach mehreren zehn Stunden auftrat, selbst nach mehreren hundert Stunden nicht erfolgte.

Aus den vorstehenden Beispielen ist ersichtlich, daß eine Fließbehinderung von Beschichtungszusammensetzungen in den Hohlräumen eines Beschichtungskopfes durch die Anwendung der Erfindung unterdrückt wird. Daher kann das Auftreten von Beschichtungsproblemen, wie die Bildung von Längsstreifen durch Fließbehinderung der Beschichtungszusammensetzungen während langer Zeiträume verhindert werden.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können in verschiedener Weise verändert oder modifiziert werden. Beispielsweise können die Hilfszufuhrrohre, die in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt werden, derart angeordnet werden, daß die rechten und die linken zueinander asymmetrisch sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur auf den Beschichtungskopf der vorstehend beschriebenen Beschichtungsvorrichtung vom mehrschichtigen Gleittrichtertyp anwendbar, sondern auch auf einen Beschichtungskopf mit Hohlräumen, wie der für eine Vorhang- Beschichtungsvorrichtung oder eine Extrusions-Beschichtungsvorrichtung.

Claims

1. Beschichtungsverfahren, bei dem eine Beschichtungszusammensetzung durch ein Hauptzufuhrrohr in einen Hohlraum in einem Beschichtungskopf eingeführt und durch einen Schlitz, der mit dem Hohlraum in Verbindung steht, so extrudiert wird, daß sie auf eine in Bewegung befindliche Bahn aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß Hilfszufuhrrohre verwendet werden, die sich in den Hohlraum an beiden Enden des Hohlraums öffnen, und
eine Flüssigkeit durch die Hilfszufuhrrohre zu dem Beschichtungskopf geführt wird.

2. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in einer Menge, daß das Verhältnis der Geschwindigkeitskomponente dieser Flüssigkeit zu der der Beschichtungszusammensetzung im Bereich von 0,01 bis 10 liegt, zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit ein Teil der Beschichtungszusammensetzung verwendet wird.

4. Beschichtungsverfahren, bei dem eine Beschichtungszusammensetzung durch ein Hauptzufuhrrohr in einen Hohlraum in einem Beschichtungskopf eingeführt und durch einen Schlitz, der in Verbindung mit dem Hohlraum steht, so extrudiert wird, daß sie auf eine in Bewegung befindliche Bahn aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet,
daß Hilfszufuhrrohre, die sich in den Hohlraum an beiden Enden des Hohlraums öffnen, verwendet werden, und
ein Teil der Beschichtungszusammensetzung aus dem Beschichtungskopf durch die Hilfszufuhrrohre abgezogen wird.

5. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungszusammensetzung durch die Hilfszufuhrrohre in einer Menge, daß das Verhältnis der Geschwindigkeitskomponente der Beschichtungszusammensetzung, die durch die Hilfszufuhrrohre abgezogen wird, zu der Beschichtungszusammensetzung, die auf die Bahn aufgeschichtet wird, im Bereich von 0,01 bis 10 liegt, abgezogen wird.

6. Beschichtungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der eine Beschichtungszusammensetzung durch ein Hauptzufuhrrohr in einen Hohlraum in einem Beschichtungskopf eingeführt und durch einen Schlitz, der in Verbindung mit dem Hohlraum steht, so extrudiert werden kann, daß sie auf eine kontinuierlich in Bewegung befindliche Bahn aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie Hilfszufuhrrohre aufweist, die sich in den Hohlraum an beiden Enden des Hohlraums öffnen, und Einrichtungen zur Zufuhr von Flüssigkeit durch die Hilfszufuhrrohre in den Beschichtungskopf aufweist.

7. Beschichtungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, bei der eine Beschichtungszusammensetzung durch ein Hauptzufuhrrohr in einen Hohlraum in einem Beschichtungskopf eingeführt und durch einen Schlitz, der in Verbindung mit dem Hohlraum steht, so extrudiert wird, daß sie auf eine in kontinuierlicher Bewegung befindliche Bahn aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie Hilfszufuhrrohre aufweist, die sich in den Hohlraum an beiden Enden des Hohlraums öffnen, und Einrichtungen zur Entnahme eines Teils der Beschichtungszusammensetzung aus dem Beschichtungskopf durch die Hilfszufuhrrohre aufweist.