DE3730651A1 - Method for applying a coating solution - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf eine sich bewegende Bahn und zum Trocknen der beschichteten Bahn, wie eines lichtempfindlichen Materials.The present invention relates to a method for Applying a coating to a moving web and drying the coated web, such as one photosensitive material.
Verschiedene lichtempfindliche photographische Materialien und andere Materialien werden durch Aufbringen einer Überzugszusammensetzung auf eine kontinuierliche Bahn, wie einen Kunststoffträger oder einen Papierträger, und anschließendes Trocknen der überzogenen Schichten hergestellt. Diese Zusammensetzung wird im allgemeinen durch Auflösen oder Dispergieren vorbestimmter Komponenten in einem organischen Lösungsmittel hergestellt. Die beschichtete Bahn wird durch Einblasen von Heißluft oder Bestrahlung mit Infrarotlicht getrocknet. Bei solchen Trocknungsverfahren tritt eine Explosion auf, wenn die Konzentration des organischen Lösungsmitteldampfes hoch wird. Deshalb wird eine große Menge Luft in den Ofen eingeführt, und dadurch wird die Konzentration des organischen Lösungsmitteldampfes kontrolliert, um sie auf einem Wert, der um 1/3 niedriger als die Explosionsgrenze ist, zu halten. Als Ergebnis wird eine große Menge Wärme energie zum Erwärmen der Luft zur Verdünnung und zum Veraschen einer großen Menge Abgas zusätzlich zur Verdampfung des Lösungsmittels verbraucht. Es wurden verschieden Versuche zur Lösung dieses Problems gemacht, beispielsweise wurde die Gewinnung der Wärme des Abgases unter Verwendung eines Wärmeaustauschers und ein Verfahren unter Verwendung von Wasser als Lösungsmittel vorgeschlagen.Various light-sensitive photographic materials and other materials are made by applying a Coating composition on a continuous web, such as a plastic carrier or a paper carrier, and then drying the coated layers produced. This composition is generally characterized by Dissolve or disperse predetermined components in an organic solvent. The coated web is by blowing hot air or Irradiation with infrared light dried. In such An explosion occurs when the drying process Concentration of organic solvent vapor high becomes. Therefore, a large amount of air goes into the oven introduced, and thereby the concentration of the organic solvent vapor controls them on a value that is 1/3 lower than the explosion limit is to hold. The result is a large amount of heat energy for heating the air for dilution and Ashing a large amount of exhaust gas in addition to Evaporation of the solvent consumed. There were made various attempts to solve this problem, for example, the extraction of heat from the exhaust gas using a heat exchanger and method using water as a solvent.
Andererseits ist es bekannt, daß bei einem Trocknungsverfahren zum kontinuierlichen Beschichten eines metallischen Streifens die Explosion des Lösungsmittels verhindert wird, indem ein heißes inertes Gas in einen Ofen eingeblasen wird und dadurch die Luft zur Verdünnung nicht benötigt wird (japanische Patentanmeldung Nr. 55-36 389). Bei diesem Verfahren wird das organische Lösungsmittel in dem Abgas durch Kondensation getrennt, und das verbleibende Abgas, das inert ist, wird in den Ofen zurückgeführt.On the other hand, it is known that in one Drying process for the continuous coating of a metallic strip the explosion of the solvent is prevented by placing a hot inert gas in an oven is blown in and therefore not the air for dilution is required (Japanese Patent Application No. 55-36 389). In this process, the organic solvent is in the exhaust gas separated by condensation, and the remaining Exhaust gas that is inert is returned to the furnace.
Bei der Wärmegewinnung aus Abgas unter Verwendung eines Wärmeaustauschers beträgt die Wärmegewinnungsausbeutung üblicherweise nur etwa 50 bis 60% und die Ausrüstungs kosten sind hoch, weil ein großer Wärmeaustauscher notwendig ist. Bei dem Verfahren unter Verwendung von Wasser als Lösungsmittel wird der Verbrauch an Wärmeenergie durch Verdampfen des Wassers erhöht. Bei dem vorstehenden Verfahren zur Trocknung in einem inerten Gas wird die Beschichtung gelegentlich uneben.When extracting heat from exhaust gas using a Heat exchanger is the heat recovery exploitation usually only about 50 to 60% and the equipment costs are high because a large heat exchanger is necessary is. In the process using water as The consumption of thermal energy is caused by solvents Evaporation of the water increases. With the above Process for drying in an inert gas is the Coating occasionally uneven.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf eine sich bewegende Bahn und zum Trocknen der beschichteten Bahn zur Verfügung zu stellen, das keine Luft zur Verdünnung benötigt, wodurch das Zirkulationssystem des Trocknungsgases kompakt gemacht wird und Wärmeenergie gespart wird.The object of the present invention is to provide a method for Applying a coating to a moving web and available to dry the coated web place that does not need air for dilution, so that Circulation system of the drying gas is made compact and heat energy is saved.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Beschichten und Trocknen einer Bahn, das eine gleichmäßig beschichtete Bahn liefern kann, zur Verfügung zu stellen.Another object of the invention is a method for Coating and drying a web that is even can provide coated web.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Beschichten und Trocknen einer Bahn, bei dem ein organisches Lösungsmittel in hoher Ausbeute wiedergewonnen werden kann, zur Verfügung zu stellen.Another object of the invention is a method for Coating and drying a web using an organic Solvent can be recovered in high yield, to provide.
Es wurde nun ein kombiniertes System gefunden, worin das Beschichten und Trocknen einer Bahn in den Kammern, die mit einem Inertgas gefüllt sind, durchgeführt wird, ein organisches Lösungsmittel aus dem Abgas, das aus den Kammern ausgetragen wird, gewonnen wird und danach das Abgas in die Kammern rückgeführt wird. A combined system has now been found in which the Coating and drying a web in the chambers with are filled with an inert gas organic solvent from the exhaust gas coming from the chambers is discharged, won and then the exhaust gas in the Chambers is returned.
Erfindungsgemäß wird deshalb ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtungslösung, enthaltend ein entflammbares organisches Lösungsmittel, auf eine sich bewegende Bahn und Trocknen dergleichen zur Verfügung gestellt, wobei die Vor richtung zum Aufbringen dieser Beschichtungslösung in einer Beschichtungskammer angeordnet ist, ein Trocknungsofen mit der Beschichtungskammer verbunden ist, ein Inertgas in die Beschichtungskammer und den Trocknungsofen eingespeist wird, das Inertgas, das aus der Beschichtungskammer und dem Trocknungsofen ausgetragen wird, gekühlt wird, um das darin enthaltene organische Lösungsmittel zu kondensieren, und das Inertgas in die Beschichtungskammer und den Trocknungsofen rückgeführt wird.According to the invention, therefore, is a method for application a coating solution containing an inflammable organic solvent, on a moving web and Drying the like provided, the pre direction for applying this coating solution in one Coating chamber is arranged with a drying oven the coating chamber is connected, an inert gas into the Coating chamber and the drying oven is fed, the inert gas from the coating chamber and the Drying oven is discharged, cooled to the inside to condense contained organic solvents, and that Inert gas into the coating chamber and the drying oven is returned.
Fig. 1 ist ein Fließdiagramm, das eine Aufbringungs- und Trocknungsvorrichtung in dem erfindungsgemäßen Verfahren zeigt. Figure 1 is a flow diagram showing an application and drying apparatus in the method of the invention.
Das entflammbare organische Lösungsmittel schließt Benzol, Toluol, Alkohol, Aceton, Methylacetat und Methylenglycol ein.The flammable organic solvent includes benzene, Toluene, alcohol, acetone, methyl acetate and methylene glycol a.
Die Vorrichtung zur Aufbringung der Beschichtungslösung (Beschichtungsvorrichtung) kann für jedes Bahnmaterial üblich sein. Diese Beschichtungsvorrichtung wird in eine Beschichtungskammer, die durch ein geschlossenes Gehäuse gebildet wird, um die Inertgasatmosphäre aufrechtzuerhalten, eingebaut. Im allgemeinen wird die Beschichtungslösung auf der Außenseite der Beschichtungskammer hergestellt und in die Beschichtungsvorrichtung durch ein Rohr eingespeist. Das Gehäuse wird ebenfalls mit einem Eingang und Ausgang für die Bahn, einer Einlaßöffnung und Ausgangsöffnung für das Inertgas, und dergleichen versehen. Die Flächen des Eingangs und des Ausgangs werden vorzugsweise minimal gehalten, um ein Entweichen des Inertgases zu verhindern. Der Eingang kann unter Verwendung eines Rollen- bzw. Walzenpaars geschlossen werden, da die Beschichtungslösung auf die Bahn, die durch den Eingang geleitet wird, nicht aufgebracht worden ist. Andererseits besitzt der Ausgang üblicherweise eine Schlitzform.The device for applying the coating solution (Coating device) can for any web material be common. This coating device is in a Coating chamber through a closed housing is formed to maintain the inert gas atmosphere, built-in. Generally the coating solution is on made on the outside of the coating chamber and in the coating device is fed through a pipe. The Housing also comes with an input and output for the Web, an inlet opening and an outlet opening for the Inert gas, and the like. The areas of the entrance and the output are preferably kept to a minimum to prevent the inert gas from escaping. The entrance can be done using a pair of rollers be closed because the coating solution on the web, passed through the entrance, not applied has been. On the other hand, the output usually has a slit shape.
Der Trocknungsofen ist mit der Beschichtungskammer verbunden. Dieser Trocknungsofen ist ebenfalls geschlossen, und die Flächen des Eingangs und des Ausgangs für die Bahn werden vorzugsweise minimal gehalten, um ein Austreten an Inertgas zu verhindern. Beide Öffnungen sind üblicherweise schlitzförmig.The drying oven is with the coating chamber connected. This drying oven is also closed, and the areas of the entrance and exit for the web are preferably kept to a minimum to prevent leakage To prevent inert gas. Both openings are common slit-shaped.
Das Inertgas kann eine Verbrennung verhindern und schließt Stickstoffgas und Kohlendioxidgas ein. Die Temperatur und das Einblasvolumen des Inertgases in den Trocknungsofen hängen von der Art, Größe und Bewegungsgeschwindigkeit der Bahn, der Art des organischen Lösungsmittels und dergleichen ab. Eine Hilfswärmeeinrichtung, wie eine Infrarotwärmeein richtung, kann ebenfalls mit dem Ofen verbunden sein.The inert gas can prevent combustion and closes Nitrogen gas and carbon dioxide gas. The temperature and the blowing volume of the inert gas into the drying oven depend on the type, size and speed of movement of the Web, the type of organic solvent and the like from. An auxiliary heater, such as an infrared heater direction, can also be connected to the furnace.
Das Inertgas, das in die Beschichtungskammer eingeblasen wird, hält die Bedingung für die Beschichtungslösung, die auf eine Bahn aufgebracht wird, konstant. Wenn die Temperatur des Inertgases niedrig ist, wird eine Komponente bzw. Komponenten der Beschichtungslösung abgeschieden. Wenn die Temperatur hoch ist, verdampft ein großer Teil des organischen Lösungsmittels. Dementsprechend wird das Inertgas bei einer geeigneten konstanten Temperatur gehalten. Das Inertgasvolumen, das in die Beschichtungskammer eingeblasen wird, ist vorzugsweise minimal und kann die Bedingungen in der Beschichtungskammer konstant halten, weil die Verdampfung an organischem Lösungsmittel verringert werden kann. Um den Wärmetransport von dem Trocknungsofen zu verringern, wird vorzugsweise ein wärmeisolierendes Material oder ein Mechanismus zwischen dem Trocknungsofen und der Beschichtungskammer vorgesehen. The inert gas that is blown into the coating chamber holds the condition for the coating solution that applied to a web, constant. If the Inert gas temperature is low, becomes a component or components of the coating solution. If the temperature is high, a large part of the evaporates organic solvent. Accordingly, it will Inert gas at a suitable constant temperature held. The volume of inert gas entering the Coating chamber is blown is preferred minimal and can the conditions in the coating chamber keep constant because the evaporation of organic Solvent can be reduced. To heat transfer from the drying oven is preferably a heat insulating material or mechanism between the drying oven and the coating chamber intended.
Gebläse sind zum Einblasen eines Inertgases in den Trocknungsofen und die Beschichtungskammer vorgesehen. Ein Gebläse kann sowohl für den Trocknungsofen als auch die Beschichtungskammer unter Verwendung von Feuchtern verwendet werden. Ausgangsgebläse sind ebenfalls für den Trocknungsofen und die Beschichtungskammer vorgesehen. Ein Ausgangsgebläse kann sowohl für den Trocknungsofen als auch die Beschichtungskammer unter Verwendung von Feuchtern verwendet werden. Weiterhin können entweder das Gebläse oder das Ausgangsgebläse in Abhängigkeit von der Größe des Trocknungsofens oder der Beschichtungskammer weggelassen werden.Blowers are used to blow an inert gas into the Drying oven and the coating chamber provided. A Blowers can be used for both the drying oven and the Coating chamber used using dampers will. Outlet fans are also for the Drying oven and the coating chamber provided. A Outlet blower can be used for both the drying oven and the coating chamber using humidifiers be used. Furthermore, either the blower or the output fan depending on the size of the Drying oven or the coating chamber omitted will.
Die Abgase aus dem Trocknungsofen und der Beschichtungskammer enthalten organischen Lösungsmitteldampf in hoher Konzentration. Dann werden die Abgase gekühlt, um den organischen Lösungsmitteldampf zu kondensieren. Die Kondensation kann unter Verwendung eines üblichen Kondensators zum Kondensieren des organischen Lösungsmittel dampfes durchgeführt werden.The exhaust gases from the drying oven and the Coating chambers contain organic solvent vapor in high concentration. Then the exhaust gases are cooled to to condense the organic solvent vapor. The Condensation can be done using a conventional Condenser for condensing the organic solvent steam can be performed.
Das Inertgas, das aus dem Kondensator ausgetragen wird, wird in die Beschichtungskammer und den Trocknungsofen rückge führt. Eine Wärmeeinrichtung zum Erwärmen des Inertgases, ein Staubfilter, das vorstehend genannte Gebläse usw. können zwischen dem Kondensator und der Beschichtungskammer und zwischen dem Kondensator und dem Trocknungsofen vorgesehen sein.The inert gas that is discharged from the condenser becomes returned to the coating chamber and the drying oven leads. A heating device for heating the inert gas, a dust filter, the above-mentioned blower, etc. between the capacitor and the coating chamber and provided between the condenser and the drying oven be.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung ersichtlich ist, ist die Aufbringungs- und Trocknungsvorrichtung geschlossen und weist einen Kreislauf für das Inertgas auf.As can be seen from the above explanation the application and drying device closed and has a cycle for the inert gas.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Aufbringung der Beschichtungslösung in hoher Konzentration an organischem Lösungsmitteldampf möglich gemacht, indem die Beschichtungs vorrichtung in ein Gehäuse, das mit Inertgas gefüllt ist, gegeben wird, und dadurch werden konstante Bedingungen eingestellt, indem die Verdampfung an organischem Lösungs mittel verringert wird. Daneben wird eine hohe Konzentration an organischem Lösungsmitteldampf in dem Trocknungsofen ermöglicht, indem der Trocknungsofen mit Inertgas gefüllt wird.In the method according to the invention, the application of the Coating solution in a high concentration of organic Solvent vapor made possible by the coating device in a housing filled with inert gas, is given, and this creates constant conditions adjusted by the evaporation of organic solution medium is reduced. In addition, a high Concentration of organic solvent vapor in the Drying oven allows by using the drying oven Inert gas is filled.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung.The following example illustrates the invention.
Eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung auf eine sich bewegende Bahn und zum Trocknen der beschichteten Bahn wird in Fig. 1 in Form eines Fließdiagramms angegeben.An apparatus for applying a coating to a moving web and drying the coated web is shown in FIG. 1 in the form of a flow diagram.
Wie in der Figur gezeigt, wird eine Bahn 1 von ihrer Rolle bzw. Walze 2 abgewickelt und mit einer Beschichtungszusammensetzung 4 durch eine bekannte Beschichtungsvorrichtung 3 aufgebracht. Die beschichtete Bahn 1 wird während des Durchleitens durch einen Trocknungsofen 5 getrocknet und auf eine Rolle bzw. Walze 6 gewickelt.As shown in the figure, a web 1 is unwound from its roll or roller 2 and applied with a coating composition 4 by a known coating device 3 . The coated web 1 is dried while being passed through a drying oven 5 and wound onto a roll 6 .
Der Trocknungsofen 5 ist von geschlossener Art und hat eine lange Kastenform. Ein Eingang 7 und ein Ausgang 7′ zum Durchgang der beschichteten Bahn 1 sind an beiden Enden seiner Längsrichtung geöffnet. Beide Öffnungen 7, 7′ sind schlitzförmig. Eine Einlaßöffnung 9 und eine Ausgangs öffnung 10 für das Inertgas sind am oberen Teil des Ofens 5 vorgesehen.The drying oven 5 is of a closed type and has a long box shape. An entrance 7 and an exit 7 'for the passage of the coated web 1 are open at both ends of its longitudinal direction. Both openings 7 , 7 'are slit-shaped. An inlet opening 9 and an outlet opening 10 for the inert gas are provided at the upper part of the furnace 5 .
Die Beschichtungsvorrichtung 3 wird in eine Beschichtungskammer 11, die mit dem Trocknungsofen 5 verbunden ist, gegeben. Eine Einlaßöffnung 12 und eine Auslaßöffnung 13 für das Inertgas sind am oberen Ende der Beschichtungskammer 11 vorgesehen. Ein Zweiwalzenkalander 8 ist an der Seitenwand der Beschichtungskammer 11 als Eingang vom geschlossenen Typ für die Bahn 1, die von der Walze 2 abgewickelt wird, vorgesehen. Die Auslaßöffnung 10 ist mit einem Kondensator 16 durch ein Ausgangsgebläse 14 verbunden. Auf ähnliche Weise ist die Auslaßöffnung 13 mit dem Kondensator 16 durch ein Ausgangsgebläse 15 verbunden. Die Nummer 17 zeigt eine Kühlvorrichtung, die ein Kühlmittel in den Kondensator 16 einführt, an, und 18 zeigt eine Empfangseinrichtung für das kondensierte Lösungsmittel an. Das Auslaßrohr des Inertgases, das aus dem Kondensator 16 ausgetragen wird, ist verzweigt, und ein Rohr ist mit der Einlaßöffnung 9 des Trocknungsofens 5 durch einen Staubfilter 19, eine Wärmeeinrichtung 20 und ein Gebläse 21 verbunden. Das andere Rohr ist mit der Einlaßöffnung 12 der Beschichtungskammer 11 durch einen Staubfilter 22, eine Wärmeeinrichtung 23 und ein Gebläse 24 verbunden. Ein Rückführungsrohr 25 ist von dem Trocknungsofen 5 zu dem Rohr zwischen dem Staubfilter 19 und dem Kondensator 16 vorgesehen. Unter Verwendung dieser Rückführleitung wird das Inertgas in dem Ofen 5 zirkuliert, und dadurch kann Wärmeenergie gespart werden. Die Nummer 26 gibt eine Inertgaszuführvorrichtung an.The coating device 3 is placed in a coating chamber 11 which is connected to the drying oven 5 . An inlet opening 12 and an outlet opening 13 for the inert gas are provided at the upper end of the coating chamber 11 . A two-roll calender 8 is provided on the side wall of the coating chamber 11 as a closed type entrance for the web 1 which is unwound from the roll 2 . The outlet opening 10 is connected to a condenser 16 through an output fan 14 . Similarly, the outlet port 13 is connected to the condenser 16 through an output blower 15 . Numeral 17 indicates a cooling device that introduces a coolant into the condenser 16 , and 18 indicates a condenser solvent receiving device. The outlet pipe of the inert gas discharged from the condenser 16 is branched, and a pipe is connected to the inlet port 9 of the drying oven 5 through a dust filter 19 , a heater 20, and a blower 21 . The other tube is connected to the inlet opening 12 of the coating chamber 11 by a dust filter 22 , a heating device 23 and a blower 24 . A return pipe 25 is provided from the drying oven 5 to the pipe between the dust filter 19 and the condenser 16 . Using this return line, the inert gas is circulated in the furnace 5 , and thereby heat energy can be saved. The number 26 indicates an inert gas supply device.
Unter Verwendung einer solchen Vorrichtung wurde eine Beschichtungslösung 4, enthaltend eine lichtempfindliche Diazoverbindung, eine photopolymerisierbare Zusammensetzung, usw., gelöst in Aceton, auf eine Polyethylenteraphthalatbahn 1 aufgebracht und dann getrocknet. Die Temperatur in dem Ofen 5 wurde auf 90°C eingestellt, und die Temperatur in der Beschichtungskammer 11 wurde auf 30°C eingestellt. Das Lösungsmittel, das in dem Abgas des Trocknungsofens 5 und der Beschichtungskammer 11 enthalten war, wurde durch den Kondensator 16 in 95%iger Ausbeute wiedergewonnen. Die beschichtete Bahn 1 wurde vollständig getrocknet. Die Qualität der Bahn war gleichmäßig, und der Betrieb verlief ohne Probleme.Using such a device, a coating solution 4 containing a photosensitive diazo compound, a photopolymerizable composition, etc. dissolved in acetone was applied to a polyethylene terephthalate sheet 1 and then dried. The temperature in the furnace 5 was set at 90 ° C and the temperature in the coating chamber 11 was set at 30 ° C. The solvent contained in the exhaust gas from the drying oven 5 and the coating chamber 11 was recovered by the condenser 16 in 95% yield. The coated web 1 was completely dried. The quality of the train was uniform and the operation went smoothly.
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