DE3733031A1

DE3733031A1 - Beschichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3733031A1
Application number: DE19873733031
Authority: DE
Inventors: Naoyoshi Chino; Yasuhito Hiraki; Tsunehiko Sato
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1988-04-07
Anticipated expiration: 2007-10-01
Also published as: US4854262A; JPS6388080A; DE3733031C2; JPH0677712B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Aufbringen einer Vielzahl von Schichten auf einen sich bewegenden Träger oder eine sich bewegende Bahn (Band); sie betrifft insbesondere einen verbesserten Extruder, der in einer Vorrichtung zum gleichzeitigen Aufbringen einer Vielzahl von Schichten eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet wird. Bei dem Extruder handelt es sich um einen Typ, der mit Rakelschneiden ausgestattet ist, die an einem vorderen Endabschnitt der Vorrichtung gebildet werden, wodurch Beschichtungszusammensetzungen kontinuierlich auf die Oberfläche eines sich bewegenden Trägers durch Extrusion aufgebracht werden zur Erzielung einer gleichmäßigen Dicke auf der Oberfläche des Trägers durch die Rakelschneiden.

Der hier verwendete Ausdruck "Träger" umfaßt flexible Folien oder Bahnen, die aus einem Harzfilm, aus Papier, aus mit Polyolefin beschichtetem Papier, Metall, wie Aluminium, oder dgl. bestehen. Außerdem können Träger dieses Typs eine Substrierschicht (Haftschicht) oder dgl. aufweisen. Die Träger dieses Typs werden mit verschiedenen Arten von Beschichtungszusammensetzungen beschichtet, beispielsweise mit magnetischen Beschichtungszusammensetzungen, photographischen lichtempfindlichen Beschichtungszusammensetzungen oder dgl., unter Ausbildung eines Magnetbandes, verschiedener Arten photographischer Filme und Papier oder dgl.

In den letzten Jahren wurden magnetische Aufzeichnungsmedien mit einer hohen Aufzeichungsdichte und in Form eines dünnen Films entwickelt, wobei sich die Struktur der magnetischen Schichten von einer Monoschichtstruktur zu einer Mehrschichtstruktur verschoben hat.

Träger, die mit Substrierschichten oder dgl. versehen sind, haben den Vorteil, daß die Träger fest an den magnetischen Schichten der Unterlagenschichten haften. Außerdem bieten Medien mit einer Mehrzahl von magnetischen Aufzeichnungsschichten den Vorteil, daß das magnetische Datenspeicherungsvermögen deutlich verbessert ist im Vergleich zu Medien mit einer einzigen magnetischen Aufzeichnungsschicht. Daher sind in den letzten Jahren Strukturen aus Mehrfachschichten, wie z. B. zwei Schichten oder vier Schichten, sehr erwünscht.

Andererseits wurde bisher eine Mehrschichtenstruktur erzielt durch Wiederholung des Beschichtungs- und Trocknungsvorganges Schicht für Schicht. Das Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß der Produktionswirkungsgrad gering ist, weil das Beschichten und Trocknen wiederholt werden muß. Außerdem hat es den Nachteil, daß häufig unerwünschte Modulierungs signale auftreten als Folge einer Ungleichmäßigkeit der magnetischen Aufzeichnungselemente an der Grenzfläche zwischen den Auftragsschichten.

Daher wäre ein Verfahren, mit dessen Hilfe es möglich ist, gleichzeitig mehrere Schichten aufzubringen und zu trocknen unter Anwendung eines einzigen Beschichtungs- und Trocknungsvorganges, sehr erwünscht. Es ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, daß einige konventionelle Beschichtungs verfahren, wie z. B. das Walzenbeschichtungsverfahren, das Gravierbeschichtungsverfahren und eine Kombination aus einer Rakelbeschichtung und einer Walzen- oder Extrusions beschichtung, die bisher hauptsächlich für die Herstellung magnetischer Aufzeichnungsmedien verwendet wurden, für die gleichzeitige Bildung von mehreren Schichten ungeeignet sind.

Andererseits wurde bereits ein Gleitbeschichtungsverfahren, bei dem Schlitze verwendet werden, als ein Mehrschichten- Beschichtungsverfahren zur Herstellung lichtempfindlicher photographischer Materialien vorgeschlagen. In der japanischen Patentpublikation 56-12 937 (1981) ist ein Mehr schichten-Beschichtungsverfahren für magnetische Auf zeichnungsmaterialien beschrieben, bei dem eine Beschichtungs zusammensetzung dadurch aufgebracht wird, daß man sie entlang einer Gleitoberfläche eines Gleittrichters fließen läßt. Diese Gleitbeschichtungsverfahren sind jedoch für die Herstellung magnetischer Aufzeichnungsmedien ungeeignet, weil die zu verwendende Beschichtungszusammensetzung eine hochviskose und aggregative "in einem organischen Lösungsmittel dispergierte Flüssigkeit" ist, die leicht trocknet und für den Hochgeschwindigkeits-Auftrag ungeeignet ist.

Es sind auch bereits ferner verschiedene Extrusions-Beschichtungs verfahren vorgeschlagen worden, die meisten dieser Verfahren sind jedoch nur für die Monoschicht-Beschichtung geeignet.

Andererseits ist in der offengelegten japanischen Patent anmeldung 58-1 09 162 (1983) ein Mehrschichten-Beschichtungs verfahren beschrieben, bei dem ein Extrusionsbeschichtungskopf verwendet wird, der auf einen Träger gepreßt wird. Die Struktur des in der japanischen Offenlegungsschrift 58-109 (1983) beschriebenen Beschichtungskopfes ist jedoch zur Lösung der obengenannten Probleme nicht ausreichend. Bei dem Verfahren treten noch viele Probleme auf, wobei Beschichtungsstörungen, wie z. B. eine streifenartige Unregel mäßigkeit, eine Dickenunregelmäßigkeit und dgl., häufig auftreten, wenn mehrere magnetische Aufzeichnungsschichten erzeugt werden. Außerdem ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 60-2 38 179 (1985) ein Beschichtungskopf beschrieben, bei dem eine R-förmige Rakelschneide verwendet wird. Es ist bekannt, daß die obengenannten Probleme in bezug auf eine streifen förmige Unregelmäßigkeit und dgl. bis zu einem gewissen Grade durch die R-förmige Struktur eliminiert werden können. Bei dem in der offengelegten japanischen Patentanmel dung 60-2 38 179 (1985) beschriebenen Verfahren handelt es sich jedoch nicht um ein solches Mehrschichten-Beschichtungs verfahren, wie es Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, sondern nur um ein Monoschichten-Beschichtungsverfahren. Allgemein gilt, daß der Beschichtungsmechanismus bei dem Verfahren zur gleichzeitigen Aufbringung mehrerer Schichten verhältnismäßig kompliziert ist, verglichen mit demjenigen des Monoschichten-Beschichtungsverfahrens. Daher ist bisher auch keine Vorrichtung bekannt, mit deren Hilfe das gleichzeitige Mehrschichten-Beschichtungsverfahren wirksam durchgeführt werden kann.

Als ein Verfahren, bei dem ein Beschichtungskopf vom Extru sions-Typ verwendet wird, ist in der japanischen Patent publikation 49-29 944 (1974) und in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 50-1 38 036 (1975) ein Mehrschichten- Beschichtungsverfahren beschrieben. Nach den Angaben in der japanischen Patentpublikation 49-29 944 (1974) hat eine Rakelschneidenoberfläche die Form einer Ebene. Aus diesem Grunde tritt noch immer das Problem einer streifenförmigen Unregelmäßigkeit und einer Dickenunregelmäßigkeit auf, so daß die daraus hergestellten Produkte in bezug auf ihre Oberflächenqualität kaum für den Gebrauch geeignet sind. Daher ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 50-1 38 036 (1975) die Rakelschneide weiter verbessert, so daß sie eine gekrümmte Oberfläche aufweist. Darin sind jedoch überhaupt keine Bedingungen für die gleichzeitige Mehrschichten-Beschichtung angegeben.

Zusammenfassend ergibt sich daraus, daß bisher keine wirksame Methode bekannt ist, bei der klar ist, wie die erste Schicht aufgebracht wird und wie die zweite Schicht aufgebracht wird, ohne einen nachteiligen Einfluß auf die erste Schicht zu haben.

In bezug auf die obengenannten Umstände und die Neigung zur Herstellung von mehreren magnetischen Aufzeichnungsschichten in den letzten Jahren besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Beschichtungsvorrichtung zu schaffen, mit der eine Hochgeschwindigkeits-Beschichtung erzielt werden kann, ohne daß in den Überzugsschichten streifenförmige Unregelmäßigkeiten und Dickenunregelmäßigkeiten auftreten.

Nach umfangreichen Untersuchungen wurde nun gefunden, daß dieses Ziel erfindungsgemäß erreicht werden kann mit der nachstehend beschriebenen Beschichtungsvorrichtung.

Das heißt, zur Erreichung des obengenannten Zieles ist erfindungsgemäß die Beschichtungsvorrichtung mit einem Extrusionskopf versehen, der mindestens zwei Schlitze, eine hintere Schneide und mindestens eine erste und eine zweite Rakelschneide aufweist. Jede der ersten und zweiten Rakelschneiden ist so geformt, daß sie im Querschnitt entlang der Bewegungsrichtung eines Trägers, auf den eine Beschichtungs zusammensetzung aufgebracht werden soll, eine Krümmung aufweist, wobei sich die Krümmung in Richtung auf den Träger ausdehnt.

Die obengenannten und weiteren Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen hervor. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht eines Extruders in einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2, 3 und 4 Schnittansichten entlang der Linie B-B der Fig. 1;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Modifikation des Systems zur Zuführung der Beschichtungszusammensetzungen zu dem in Fig. 1 dargestellten Extruders; und

Fig. 6 eine Schnittansicht, die eine Modifikation der Schlitze zeigt.

Die Fig. 1, 2 und 3 erläutern eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Extruder 1 unterteilt werden kann in ein Flüssigkeitszuführungssystem 2, einen Taschenabschnitt (Behälterabschnitt) 3 a und 3 b, einen Schlitzabschnitt 4 a und 4 b, einen Rakelschneidenabschnitt 5 und 6 und einen hinteren Schneidenabschnitt 7, die nachstehend näher beschrieben werden.

1. Flüssigkeitszuführungssystem

Das Flüssigkeitszuführungssystem 2 umfaßt quantitative Pumpeneinrichtungen (nicht dargestellt), die außerhalb eines Körpers eines Extruders 1 angeordnet sind, um die genaue und quantitative Zuführung der Beschichtungszusammensetzung C₁ und C₂ auf kontinuierliche Weise zu ermöglichen. Rohrleitungseinrichtungen stehen mit den Pumpeinrichtungen über zwei Taschen (Behälter) 3 a und 3 b in Verbindung, die so angeordnet sind, daß sie den Körper des Extruders 1 in Richtung der Breite eines sich bewegenden Trägers W durch queren.

2. Taschenabschnitt

Jede der beiden Taschen 3 a und 3 b ist eine Art Flüssigkeits reservoir, das in der Schnittansicht, wie in Fig. 1 gezeigt, eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt hat und das sich im wesentlichen über den gleichen Querschnitt in Richtung der Breite des Trägers W erstreckt.

Die wirksame Länge der Erstreckung wird im allgemeinen so bestimmt, daß sie gleich oder etwas größer ist als die Breite des Überzugs.

Der Innendurchmesser jeder der Taschen 3 a und 3 b wird im allgemeinen so festgelegt, daß er innerhalb eines Bereiches von 3 bis 100 mm liegt. Wie in der Fig. 1 dargestellt, sind die einander gegenüberliegenden offenen Enden der Taschen jeweils durch Abschirmungsplatten 8 und 9 ver schlossen, die an den entgegengesetzten Enden des Extruders 1 befestigt sind.

Das Flüssigkeitszuführungssystem 2, das die Rohrleitungs elemente umfaßt, steht mit kurzen Rohrleitungen 10 a und 10 b in Verbindung, die sich ab der Abschirmungsplatte 8 so erstrecken, daß die Taschen 3 a und 3 b durch die Rohrleitungen 10 a und 10 b mit der Beschichtungszusammensetzung C₁ und C₂ gefüllt werden können. Als Ergebnis können die Beschichtungs zusammensetzungen C₁ und C₂ mit einem einheitlichen Flüssigkeitsdruck durch die Schlitze 4 a und 4 b, die nachstehend näher beschrieben werden, auf den Träger W ausgepreßt werden.

3. Schlitzabschnitt

Die Schlitze 4 a und 4 b sind verhältnismäßig enge Durch flußwege, die den Körper des Extruders 1 von den Taschen 3 a und 3 b bis zu dem Träger W durchqueren unter Bildung von Öffnungen mit den jeweiligen Breiten d und e von 0,01 bis 3 mm. Diese Öffnungen verlaufen in Richtung der Breite des Trägers W auf die gleiche Weise wie vorstehend für die Taschen 3 a und 3 b beschrieben. Die Öffnungslänge jedes der Schlitze 4 a und 4 b in Richtung der Breite des Trägers W ist so gestaltet, daß sie im wesentlichen gleich der Breite des Überzugs ist.

Die Länge des Durchflußweges jedes der Schlitze 4 a und 4 b in Richtung auf den Träger W kann in geeigneter Weise eingestellt werden unter Berücksichtigung der Bedingungen, wie z. B. des Flüssigkeitsgehaltes, der physikalischen Eigenschaften, der Zuführungsströmungsrate, des Zuführungs flüssigkeitsdruckes und dgl., der Beschichtungszusammensetzungen C₁ und C₂. Das heißt kurz zusammengefaßt, es ist bevorzugt, daß die Beschichtungszusammensetzungen C₁ und C₂ laminar aus den Taschen 3 a und 3 b mit einheitlichen Strömungsraten und einem einheitlichen Flüssigkeitsdruck in Richtung der Breite des Trägers W ausfließen.

4. Rakelschneiden und hintere Schneide

Die Schneidenoberfläche jeder der beiden Rakelschneiden 5 und 6 ist so geformt, daß sie in der Schnittansicht entlang der Richtung der Bewegung des Trägers W eine Krümmung aufweist. Die Krümmung ist konvex, d. h. sie erstreckt sich in Richtung auf den Träger W. Die Radien der Krümmung R₁ und R₂ der Schneidenoberfläche der jeweiligen Rakelschneiden 5 und 6 genügen den Bedingungen:

R₁2 mm
R₂2 mm und
-3 mmR₂ - R₁15 mm

Jede der jeweiligen Breiten b und c der Rakelschneiden 5 und 6 (betrachtet entlang der Richtung der Bewegung des Trägers W) beträgt 0,1 bis 10 mm, vorzugsweise 0,5 bis 5 mm. Die Breiten b und c können in geeigneter Weise un abhängig von den Krümmungsradien R₁ und R₂ festgelegt werden. Obgleich die Fig. 2 den Fall zeigt, bei dem das Zentrum in jedem der Krümmungsradien R₁ und R₂ im Innern jeder der ersten und zweiten Rakelschneiden 5 und 6 angeordnet ist, ist es selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung auf diese spezifische Ausführungsform nicht beschränkt ist, sondern daß die Position der Krümmungs zentren in geeigneter Weise ausgewählt werden können zur Bestimmung der relativen Positionen der Schneidenoberflächen, solange die folgenden Bedingungen erfüllt sind.

Wie in der Fig. 4 dargestellt, steht R₁ für den Neigungswinkel der hinteren Schneidenoberfläche; R₂ steht für den Winkel zwischen der Verlängerung der hinteren Schneidenoberfläche und einer ersten Tangente M an die Schneidenoberfläche der ersten Rakelschneide 5 ab der Spitze x, die ein Schlitzaustrittsende der hinteren Schneidenoberfläche ist; und R₃ steht für den Winkel zwischen der Verlängerung der ersten Tangente M und der zweiten Tangente L an die Schneidenoberfläche der zweiten Rakelschneide 6 ab der Spitze y, die eine Schlitzverlängerung der Schneidenoberfläche der ersten Rakelschneide 5 ist. Der Winkel R₁ liegt innerhalb eines Bereiches von 0,5°<R₁35°, vorzugsweise von 5°R₁25°. Der Winkel R₂ liegt innerhalb eines Bereiches von 0°<R₂20°, vorzugsweise von 2°R₂15°. Der Winkel R₃ liegt innerhalb eines Bereiches von 0°<R₃20°, vorzugsweise von 1°R₃15°.

Obgleich die Fig. 1 bis 4 den Fall zeigen, bei dem die Schneidenoberfläche der hinteren Schneide 7 wie eine Ebene geformt ist, ist es selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifische Ausführungsform beschränkt ist, sondern daß die Schneidenoberfläche der hinteren Schneide gebildet werden kann durch Kombination einer Vielzahl von Ebenen oder gebildet werden kann als gekrümmte Oberfläche mit einem vorgegebenen Krümmungsradius.

Außerdem können beide Zwischenräume f und g in den Schlitz austrittsenden, wie in Fig. 3 gezeigt, irgendeinen geeigneten Wert innerhalb eines Bereiches von -300 µm bis +300µm haben.

Mindestens die oberen Enden der hinteren Schneide 7 und der Rakelschneiden 5 und 6 sind ferner aus einem harten Material, beispielsweise aus einem (nicht-magnetischen oder magnetischen) Hartmetall oder Keramik mit einer Härte von etwa 45° nach der Rockwell-Härteskala, gefertigt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Träger W, der durch die im wesentlichen konstante Zugspannung zwischen den sich bewegenden Führungseinrichtungen, wie z. B. Führungswalzen oder dgl., gestreckt ist und in Richtung der Dicke gekrümmt werden kann, leicht gekrümmt entlang der Schneidenoberfläche der Rakelschneiden 5 und 6 und der hinteren Schneide 7 durch die Extruder-Trägereinrichtung (nicht dar gestellt).

Wenn die Beschichtungszusammensetzungen C₁ und C₂ aus dem Flüssigkeitszuführungssystem 2 in geeigneten Strömungsraten zugeführt werden, passieren die Beschichtungszusammensetzungen C₁ und C₂ nacheinander die Taschen 3 a und 3 b und die Schlitze 4 a und 4 b und werden auf die Austrittsenden der Schlitze 4 a und 4 b in einheitlichen Strömungsraten und -drucken senkrecht zur Richtung der Breite des Trägers W extrudiert.

Die Beschichtungszusammensetzung C₁ (untere Schicht), die auf das Austrittsende des Schlitzes 4 a extrudiert wird, der auf der Aufstromseite in bezug auf die Bewegungsrichtung des Trägers W angeordnet ist, läuft geringfügig über die Schneidenoberfläche der hinteren Schneide 7, die dem Träger W gegenüberliegt, über. Dadurch entsteht eine Art Perle zwischen dem Träger W und der Schneidenoberfläche, so daß die Beschichtungszusammensetzung C₁ sich entlang der Oberfläche des Trägers W so bewegt, daß sie zwischen der Schneidenoberfläche der ersten Rakelschneide 5 und dem Träger W verteilt wird. Andererseits wird die Beschichtungs zusammensetzung C₂ (obere Schicht), die auf das Austrittsende des Schlitzes 4 b extrudiert wird, der an der Abstromseite in bezug auf die Bewegungsrichtung des Trä gers W angeordnet ist, zwischen der Beschichtungszusammensetzung C₁ und der Schneidenoberfläche der zweiten Rakelschneide 6 verteilt. Als Ergebnis wird die Beschichtungszusammensetzung C₂ auf die Beschichtungszusammensetzung C₁ aufgebracht.

Wenn die obengenannte Bewegung der Beschichtungszusammensetzungen C₁ und C₂ kontinuierlich aufrechterhalten wird, wird selbstverständlich die Oberfläche des Trägers W in einem vorgegebenen Abstand von den gesamten Schneidenoberflächen der ersten und zweiten Rakelschneiden 5 und 6 voll ständig getrennt. Der dazwischenliegende Raum wird durch die Beschichtungszusammensetzungen C₁ und C₂ gefüllt, die transversal in Form von dünnen Schichten über den gesamten Bereich in Richtung der Breite des Trägers W geführt worden sind.

Der Trennungsabstand wird festgelegt in Abhängigkeit von Bedingungen, beispielsweise der Zugspannung des Trägers W, dem Abstand zwischen dem Träger W und dem Extruder 1, der Zuführungsrate (Flüssigkeitsdruck) für die Beschichtungszusammen setzungen C₁ und C₂, der Laufgeschwindigkeit des Trägers W und dgl. Insbesondere kann der erforderliche Abstand, d. h. die erforderliche Dicke des Überzugsfilms, leicht und genau erzielt werden, indem man lediglich die Zuführungsmengen der Beschichtungszusammensetzungen C₁ und C₂ ändert.

Wenn die Rakelschneiden 5 und 6 so vorgesehen sind, daß sie die obengenannten Bedingungen auf die vorstehend beschriebene Weise für den Extruder 1 der vorliegenden Erfindung erfüllen, können die Beschichtungszusammensetzungen schnell und glatt, laminar und gleichzeitig auf den Träger W aufgebracht werden, ohne daß eine Erhöhung der Scherspannung auftritt und ohne daß Mängel, wie z. B. eine streifenförmige Unregelmäßigkeit, eine Dickenunregelmäßigkeit und dgl. in dem Überzugsfilm auftreten.

Beim Vergleich der Krümmungsradien R₁ und R₂ bei Betrachtung der Beschichtungsraten der Beschichtungszusammensetzungen C₁ und C₂ muß eine beträchtliche Menge an Beschichtungs zusammensetzung C₂ durch die zweite Rakelschneide 6 aufgebracht werden, wenn die Beschichtungszusammensetzung C₂ in der Beschichtungsmenge ausreichend groß ist, verglichen mit der Beschichtungszusammensetzung C₁. Daher muß R₂ größer sein als R₁. Vorzugweise wird die Breite c der zweiten Rakelschneide 6 entsprechend der Beziehung von R₁ und R₂ festgelegt.

Wenn dagegen die Beschichtungszusammensetzung C₂ in einer ausreichend niedrigen Rate, verglichen mit derjenigen der Beschichtungszusammensetzung C₁, zugeführt wird, kann der Krümmungsradius R₁ gleich dem Krümmungsradius R₂ gemacht werden. R₁ kann auch größer als R₂ sein oder er kann kleiner als R₂ sein, vorzugsweise wird jedoch die Differenz zwischen R₁ und R₂ ausreichend klein gemacht.

Das Verfahren zum Aufbringen der Beschichtungslösungen auf den Extruder 1, wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine Art eines einseitigen Zuführungsverfahrens, bei dem die Beschichtungs lösungen durch die kurzen Rohrleitungen 10 a und 10 b zugeführt werden.

Die Fig. 5 zeigt ein zentrales Zuführungsverfahren, bei dem ein Paar kurze Einlaß-Rohrleitungen 12 a und 12 b und zwei Paare kurze Auslaß-Rohrleitungen 10 a und 10 b und 11 a und 11 b so befestigt sind, daß sie in den Mittelabschnitten und den Endabschnitten der Taschen 3 a und 3 b angeordnet sind, um dadurch die Beschichtungszusammensetzungen C₁ und C₂ durch die kurzen Einlaßrohrleitungen 12 a und 12 b zuzuführen.

Es ist klar, daß das erfindungsgemäß angewendete Beschichtungs zusammensetzungs-Zuführungsverfahren nicht beschränkt ist auf die beschriebenen spezifischen Ausführungsformen, sondern daß diese Ausführungsformen in geeigneter Weise auch in Kombination verwendet werden können. Außerdem ist es klar, daß die Gestalt jeder der Taschen 3 a und 3 b nicht auf die obengenannte kreisförmige Form beschränkt ist, sondern daß sie in geeigneter Weise geformt sein können wie ein Quadrat oder ein Schiffsboden, solange in Richtung der Breite ein einheitlicher Flüssigkeitsdruck erzielt werden kann. Obgleich die Ausführungsformen den Fall zeigen, bei dem die Schlitze 4 a und 4 b parallel zueinander und im wesentlichen senkrecht zum Träger W angeordnet sind, ist es klar, daß die Erfindung keineswegs darauf beschränkt ist, sondern daß die Schlitze auch gegeneinander geneigt sein können, wie aus der Fig. 6 ersichtlich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, weist die folgenden neuen Effekte auf:
Der erfindungsgemäße Extruder 1 hat eine Struktur, mit deren Hilfe gleichzeitig mindestens zwei Arten von Beschichtungszusammen setzungen auf einen Träger aufgebracht werden können. Jede Schneidenoberfläche der zum Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung verwendeten Rakelschneiden ist so geformt, daß sie eine gekrümmte Oberfläche hat, die sich in Richtung auf den Träger erstreckt. Die Beziehung zwischen den Krümmungsradien der jeweiligen Rakelschneidenoberflächen und die Beziehung in bezug auf die Position der Schneidenoberflächen werden so eingestellt, daß sie den obengenannten Bedingungen genügen. Eine Erhöhung der Scherspannung während der Beschichtung kann daher verhindert werden, so daß es möglich ist, die Beschichtungszusammensetzungen glatt aufeinander aufzubringen. Außerdem können Unregelmäßigkeiten, wie z. B. streifenförmige Unregelmäßigkeiten und/oder Dickenunregelmäßigkeiten, in dem Überzugsfilm verhindert werden. Auf diese Weise kann leicht eine hochqualitative Mehrschichten-Herstellung schnell und ohne Fehler an der Grenzfläche zwischen den Überzugsschichten erzielt werden.

In den folgenden Beispielen werden die Effekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert.

Beispiel 1

Als erste Schicht (untere Schicht) wurde eine Beschichtungs zusammensetzung, wie sie in der folgenden Tabelle I angegeben ist (entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Beschichtungszusammensetzung C₁) verwendet und als zweite Schicht (obere Schicht) wurde eine Beschichtungszusammensetzung, wie sie in der folgenden Tabelle II angegeben ist (entsprechen der in der Fig. 1 dargestellten Beschichtungszusammensetzung C₂) verwendet.
Ruß (MICT, mittlere Teilchengröße 250 µm)200 Gew.-Teile Polyurethanharz
(Handelsname Nippollan-7304 der Firma Nippon Polyurethane Co., Ltd.) 80 Gew.-Teile Phenoxyharz (Handelsname PKH-1 der Firma Union Carbide Corp.) 35 Gew.-Teile Kupferoleat 1 Gew.-Teil Methylethylketon500 Gew.-Teile Co-enthaltendes magnetisches Eisenoxid (S _BET: 35 m²/g)100 Gew.-Teile Nitrocellulose 10 Gew.-Teile Polyurethanharz
(Handelsname Nippollan-2304 der Firma Nippon Polyurethane Co., Ltd.) 8 Gew.-Teile Polyisocyanat 8 Gew.-Teile Cr₂O₅ 2 Gew.-Teile Ruß (mittlere Teilchengröße 20 µm) 2 Gew.-Teile Stearinsäure 1 Gew.-Teil Butylstearat 1 Gew.-Teil Methylethylketon300 Gew.-Teile

Die Viskosität jeder der in den Tabellen I und II angegebenen Beschichtungszusammensetzungen wurde bestimmt. Die Viskosität der Beschichtungszusammensetzung C₁ für die untere Schicht betrug 0,2 Poise (0,02 Pa·s) bei einer Scherrate von 1·10⁴s^-1. Die Viskosität der Beschichtungs zusammensetzung C₂ der oberen Schicht betrug 0,3 Poise (0,03 Pa·s) bei einer Scherrate von 1·10⁴s^-1.

1. Träger

MaterialPolyethylenterephthalatfilm Breite400 mm Dicke 75 µm Zugkraft in dem beschichteten Teil 20 kp/500 mm Laufgeschwindigkeit des Trägers100 m/min

Die Beschichtungsmenge in bezug auf die magnetische Be schichtungszusammensetzung für die untere Schicht betrug 15 cm³/m² und die Beschichtungsmenge derselben für die obere Schicht betrug 10 cm³/m².

2. Es wurde der erfindungsgemäße Extruder verwendet. Der Krümmungsradius R₁ der Schneidenoberfläche der ersten Rakelschneide wurde 6 mm gewählt. Die Beschichtungsbedingungen wurden festgelegt unter Änderung des Krümmungsradius R₂ der Schneidenoberfläche der zweiten Rakelschneide. Die erzielten Ergebnisse waren wie in der folgenden Tabelle III angegeben, wobei das Symbol ┤ den erfolgreichen normalen Auftrag der zweiten Schicht darstellt, das Symbol X-1 den Mißerfolg beim normalen Auftrag darstellt wegen des Überlaufs der Beschichtungszusammensetzungen auf die hintere Schneide und das Symbol X-2 den Mißerfolg beim normalen Auftrag darstellt wegen des Einmischens von Luft in die obere Schicht.

Tabelle III

Beispiel 2

Die Beschichtungszusammensetzung für die untere Schicht und für die obere Schicht wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Der Träger wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Beschichtungsmenge für die untere Schicht betrug 5 cm³/m² und die Beschichtungsmenge für die obere Schicht betrug 10 cm³/m². Der Krümmungsradius R₁ der Schneidenoberfläche der ersten Rakelschneide wurde auf 4 mm eingestellt. Die Beschichtungsbedingungen wurden beurteilt unter Änderung des Krümmungsradius R₂ der Schneidenoberfläche der zweiten Rakelschneide. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in der Tabelle IV angegeben, in der die Symbole ┤, und X-1 und X-2 die gleichen Bewertungen darstellen, wie sie oben für die Tabelle III definiert worden sind.

Tabelle IV

Beispiel 3

Die Beschichtungszusammensetzungen für die untere Schicht und für die obere Schicht wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Der Träger wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Beschichtungsmenge für die untere Schicht betrug 30 cm³/m² und die Beschichtungsmenge für die obere Schicht betrug 5 cm³/m². Der Krümmungsradius R₁ der Schneidenoberfläche der ersten Rakelschneide wurde auf 10 mm festgelegt. Die Beschichtungsbedingungen wurden bewertet unter Änderung des Krümmungsradius R₂ der Schneidenoberfläche der zweiten Rakelschneide. Die Ergebnisse der Bewertung sind in der folgenden Tabelle V angegeben, in der die Symbole ┤, X-1 und X-2 die gleichen Bewertungen darstellen wie sie in bezug auf die Tabelle III definiert worden sind.

Tabelle V

Die obengenannten Beispiele wurden bewertet unter Änderung der Krümmungsradien R₁ und R₂ der jeweiligen Schneidenoberflächen in den Fällen, in denen die Beschichtungsmengen für die obere Schicht und die untere Schicht auf typische Werte eingestellt wurden. Aus den Ergebnissen geht hervor, daß eine gute Beschichtung in den Fällen erzielt werden kann, in denen R₁ und R₂ der Beziehung genügen:

-3 mmR₂ - R₁18 mm

für verschiedene Werte der Beschichtungsmengen für die obere Schicht und die untere Schicht.

In den folgenden Beispielen wird die Verwendung von Be schichtungszusammensetzungen beschrieben, die von den vorstehend beschriebenen Beschichtungszusammensetzungen verschieden sind.

Beispiel 4

Als untere Schicht wurde die in der nachstehenden Tabelle VI angegebene Beschichtungszusammensetzung verwendet und als obere Schicht wurde die in der Tabelle II angegebene Beschichtungszusammensetzung verwendet. Der Träger war 15 µm dick und die übrigen Bedingungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 definiert eingestellt. Die Beschichtungsmenge für die untere Schicht betrug 8 cm³/m² und die Beschichtungsmenge für die obere Schicht betrug 20 cm³/m². Der Krümmungsradius R₁ der ersten Rakelschneide wurde auf 6 mm eingestellt. Die Beschichtungsbedingungen wurden bewertet, während der Krümmungsradius R₂ der zweiten Rakelschneide geändert wurde. Die Ergebnisse der Bewertung sind in der folgenden Tabelle VII angegeben, in die Symbole ┤, X-1 und X-2 die gleichen Bedeutungen haben wie sie oben in bezug auf Beispiel 1 angegeben worden sind.

Die Viskosität der Beschichtungszusammensetzung, wie sie in der nachstehenden Tabelle VI angegeben ist, wurde mit einem Vismetron gemessen, wobei eine Viskosität von 1,3 cP (1,3 mPa·s) erhalten wurde.
Methylethylketon100 Gew.-Teile Toluol100 Gew.-Teile Nitrocellulose 5 Gew.-Teile

Tabelle VII

Beispiel 5

Als obere Schicht wurde die in der folgenden Tabelle VIII angegebene Beschichtungszusammensetzung verwendet. Die Beschichtungszusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie diejenige der Tabelle VIII hergestellt, wobei diesmal jedoch die Reduktionskraft oder Koerzitivkraft (H _c) von Co-γ-FeO_x (des magnetischen Materials) in der Tabelle VIII in 700 Oe geändert wurde und dieses magnetische Material wurde als untere Schicht verwendet. Die Dicke des Trägers betrug 10 µm. Die Zugspannung in dem beschichteten Teil betrug 10 kp/500 mm. Die Beschichtungsmenge für die untere Schicht betrug 20 cm³/m² und die Beschichtungsmenge für die obere Schicht betrug 25 cm³/m². Die übrigen Beschichtungs bedingungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 eingestellt.

Die Viskosität jeder der Beschichtungszusammensetzungen wurde gemessen. Die Viskosität der Beschichtungszusammensetzung für die untere Schicht betrug 0,3 Poise (0,03 Pa·s) bei einer Scherrate von 1·10⁴s^-1. Die Viskosität der Beschichtungs zusammensetzung für die obere Schicht betrug 0,3 Poise (0,03 Pa·s) bei einer Scherrate von 1·10⁴s^-1.

Unter den obengenannten Bedingungen wurden die Ergebnisse der Beschichtung mit R₁=12 mm bewertet, während R₂ geändert wurde, so daß R₂ verschiedene Werte hatte. Die Bewertungs ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IX angegeben, in der die Symbole ┤, X-1 und X-2 die gleichen Bewertungen darstellen, wie sie in bezug auf Beispiel 1 definiert worden sind.
Co-γ-FeO_x (H _c=700 Oe)100 Gew.-Teile Vinylchlorid/Acetat/Vinylalkohol-Copolymer
(92 : 3 : 5, Polymerisationsgrad 400) 20 Gew.-Teile Polyesterpolyurethan (Molekulargewicht 50 000) 5 Gew.-Teile Ölsäure (industrielle Qualität) 2 Gew.-Teile Dimethylpolysiloxan (Polymerisationsgrad 60) 0,2 Gew.-Teile Ruß (Teilchengröße 10 µm) 1,0 Gew.-Teil α-Al₂O₃ (Teilchengröße 0,5 µm) 1,0 Gew.-Teil Methylethylketon200 Gew.-Teile Cyclohexan 50 Gew.-Teile

Tabelle IX

Aus den Beispielen 4 und 5 geht hervor, daß eine gute Beschichtung erhalten werden kann, wenn R₁ und R₂ der Beziehung -3 mmR₂ - R₁15 mm genügen, trotz Änderung der Beschichtungszusammensetzungen für die obere Schicht und die untere Schicht.

In den obengenannten Beispielen sind die bevorzugten Werte für R₁ und R₂ erläutert, die relativen Positionen der ersten Rakelklinge 5 und der zweiten Rakelklinge 6 sind jedoch nicht angegeben. Es wird aber angenommen, daß die relativen Positionen der Rakelklingen in einem gewissen Umfange Beschränkungen unterliegen. Nachstehend werden die relativen Positionen von R₁ und R₂ untersucht.

Beispiel 6

Die in Tabelle I angegebene Beschichtungszusammensetzung wurde als untere Schicht verwendet. Die in der Tabelle II angegebene Beschichtungszusammensetzung wurde als obere Schicht verwendet. Die Beschichtungsmenge für die untere Schicht betrug 15 cm³/m² und die Beschichtungsmenge für die obere Schicht betrug 10 cm³/m². Der Träger mit einer Breite von 400 mm und einer Dicke von 75 µm wurde aus Poly ethylenterephthalat hergestellt. Die Zugspannung in dem beschichteten Teil betrug 20 kp/500 mm. Die Laufgeschwindigkeit des Trägers betrug 200 m/min. Die Beschichtungsbedingungen wurden bewertet, wobei R₁ und R₂ jeweils bei 6 mm bzw. 8 mm gehalten wurden und die Winkel R₁, R₂ und R₃ sind diejenigen der Fig. 4. Die Ergebnisse der Bewertung sind in der Tabelle X angegeben, in der das Symbol @ ausgezeichnete Beschichtungsbedingungen darstellt, das Symbol ┤ so gute Beschichtungsbedingungen darstellt, so daß beim praktischen Auftrag keine Schwierigkeiten auftraten, das Symbol *-1 einen Mißerfolg beim Auftrag der unteren Schicht darstellt und das Symbol *-2 einen Mißerfolg beim Auftragen der oberen Schicht darstellt.

Aus der Tabelle X geht hervor, daß die Winkel R₁, R₂ und R₃, welche die relativen Positionen der ersten und zweiten Rakelklingen darstellen, der Bedingung genügen:
0,5°<R₁35°; 0°<R₂25°; und 0°<R₃20° bei der praktischen Anwendung. Für besondere vorteilhafte Auf tragsergebnisse müssen die Winkel insbesondere der folgenden Beziehung genügen:

5°R₁20°; 2°R₂15°; 1°R₃15°.

Tabelle X

Claims

1. Beschichtungsvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Extrusions-Kopf (1) mit einer hinteren Schneide (7), mindestens einer ersten Rakelschneide (5) und einer zweiten Rakelschneide (6) und mindestens zwei Schlitzen (4 a und 4 b), die zwischen der hinteren Schneide (7) und den Rakelschneiden (5, 6) angeordnet sind, wobei jede der ersten und zweiten Rakelschneiden (5, 6) so geformt ist, daß sie im Querschnitt entlang der Bewegungsrichtung eines Trägers, auf den eine Beschichtungs zusammensetzung durch die Schlitze (4 a, 4 b) aufgebracht werden soll, eine Krümmung aufweist, die sich in Richtung auf den Träger erstreckt.

2. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rakelschneide (5) näher bei der hinteren Schneide (7) angeordnet ist als die zweite Rakel schneide (6) und daß der Krümmungsradius R₁ der ersten Rakelschneide (5) und der Krümmungsradius R₂ der zweiten Rakelschneide (6) einem ersten Satz von Beziehungen genügen: -3 mmR₂ - R₁15 mm,
R₁2 mm, und
R₂2 mm.

3. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rakelschneiden (5, 6) eine Breite innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 10 mm in Richtung der Bewegung des Trägers hat.

4. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite in einem Bereich von 0,5 bis 5 mm liegt.

5. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Neigungswinkel R₁ einer Oberfläche der hinteren Schneide (7) und ein Winkel R₂ zwischen einer Verlängerung der Oberfläche der hinteren Schneide (7) und einer ersten Tangente zwischen einer Schneidenoberfläche der ersten Rakelschneide (5) und einer Spitze x, bei der es sich um ein Schlitzaustrittsende der Oberfläche der hinteren Schneide (7) im Querschnitt des Extrusions-Kopfes (1) handelt, und ein Winkel R₃ zwischen einer Verlängerung der ersten Tangente und einer zweiten Tangente zwischen einer Schneidenoberfläche der zweiten Rakelschneide (6) und einer Spitze y, bei der es sich um ein Schlitzaustrittsende der Schneidenoberfläche der ersten Rakelschneide (5) im Querschnitt des Extrusions-Kopfes (1) handelt, einem zweiten Satz von Beziehungen ge nügen: 0,5°<R₁35°,
0°<R₂25° und
0°<R₁20°.

6. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Satz von Beziehungen eingeschränkt ist auf 5°R₁25°,
2°R₂15° und
1°R₃15°.

7. Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten einer sich bewegenden Bahn, die sich in einer ersten Richtung bewegt, gekennzeichnet durch einen Extrusionskopf (1), der auf weist:
eine hintere Schneide (7);
eine erste Rakelschneide (5), die entlang der ersten Richtung von der hinteren Schneide (7) angeordnet ist und einen ersten Schlitz (4 a) dazwischen für den Auftrag einer ersten Beschichtungszusammensetzung auf die sich bewegende Bahn bildet; und
eine zweite Rakelschneide (6), die entlang der ersten Richtung von der ersten Rakelschneide (5) angeordnet ist und einen zweiten Schlitz (4 b) dazwischen zum Auftrag einer zweiten Beschichtungszusammensetzung auf die sich bewegende Bahn bildet;
wobei sowohl die erste als auch die zweite Rakelschneide (5, 6) so geformt sind, daß sie im Querschnitt entlang der ersten Richtung eine Krümmung aufweisen, die sich in Richtung auf die sich bewegende Bahn erstreckt.

8. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius R₁ der ersten Rakelschneide (5) und der Krümmungsradius R₂ der zweiten Rakelschneide (6) den folgenden Beziehungen genügen: -3 mmR₂ - R₁15 mm,
R₁2 mm und
R₂2 mm.

9. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rakelschneiden (5, 6) eine Breite innerhalb eines Bereiches von 0,5 bis 5 mm hat.

10. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel R₁ einer Oberfläche der hinteren Schneide (7), der Winkel R₂ zwischen einer Verlängerung der Oberfläche der hinteren Schneide (7) und einer ersten Tangente zwischen der Schneidenoberfläche der ersten Rakelschneide (5) und der Spitze x, die ein Schlitz austrittsende der Oberfläche der hinteren Schneide (5) im Querschnitt des Extrusions-Kopfes (1) darstellt, und der Winkel R₃ zwischen einer Verlängerung der ersten Tangente und einer zweiten Tangente zwischen der Schneidoberfläche der zweiten Rakelschneide (6) und der Spitze y, die ein Schlitzaustrittsende der Schneidenoberfläche der ersten Rakelschneide (5) im Querschnitt des Extrusions-Kopfes (1) darstellt, einem zweiten Satz von Beziehungen genügen; 5°R₁25°,
2°R₂15° und
1°R₃15°.