DE69221697T2

DE69221697T2 - Vorhangbeschichtungsmethode und Vorrichtung

Info

Publication number: DE69221697T2
Application number: DE1992621697
Authority: DE
Inventors: Thomas C Reiter
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1991-10-11
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2012-10-01
Also published as: JPH05208159A; EP0537086B1; EP0537086A1; BR9203828A; DE69221697D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Beschichten von kontinuierlich durch eine Beschichtungsstation transportierten Gegenständen oder sich bewegenden Trägern mit einem frei fallenden Vorhang aus Beschichtungsflüssigkeit und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorhangbeschichten bei der Herstellung von fotografischem Film und Papier. Das Vorhangbeschichten ist ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit auf einen Gegenstand oder einen Träger. Das Vorhang beschichten ist gekennzeichnet durch die Ausbildung eines frei fallenden Vorhangs aus Beschichtungsflüssigkeit, der über einen Grießrand fällt und unter Schwerkrafteinfluß auf einen sich durch den Vorhang hindurch bewegenden Gegenstand auftrifft und diesen beschichtet. In der Vergangenheit wurden unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen zum Vorhangbeschichten verwendet, um zum Beispiel Möbel oder Eisenbleche zu beschichten. In jüngerer Zeit wurden Hochpräzisions-Verfahren und -Geräte zum Vorhangbeschichten für die Herstellung von mehrschichtigem fotografischem Material entwickelt, wie sie in US-A- 3,508,947 und 3,632,374 beschrieben sind.
Bei der Herstellung mehrschichtiger fotografischer Materialien mittels Vorhangbeschichtungstechniken hängt die Qualität der Beschichtung weitgehend von der Qualität des frei fallenden Vorhangs ab. Der Vorhang muß von dem Punkt, an dem er entsteht, bis zur Linie, an der er auf den sich bewegenden Träger auftrifft, einen stabilen, laminaren Fluß aufweisen. Ohne eine geeignete Vorrichtung veranlaßt die Oberflächenspannung den Vorhang, sich nach innen zusammenzuziehen, wodurch der erforderliche laminare Fluß des Vorhangs gestört wird. Um dies zu verhindern, sind bei herkömmlichen Vorhangbeschichtungsverfahren Randführungen vorgesehen, die an den Rändern des frei fallenden Vorhangs angreifen und das durch Oberflächenspannung bedingte Zusammenziehen nach innen verhindern.
Die bei Verfahren und Vorrichtungen zum Vorhangbeschichten verwendeten Randführungen sind im allgemeinen feststehende, massive Elemente, die am Gießrand des Vorratsbehälters angebracht sind, um den frei fallenden Vorhang beim Verlassen des Gießrandes zu stabilisieren. US-A-4,933,215 beschreibt zum Beispiel einen Vorratsbehälter einer Vorhangbeschichtungsvorrichtung, der mit massiven Führungsstangen ausgestattet ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Unterstützung des frei fallenden Vorhangs an seinen Kanten zu durch Reibung bedingten Strömungswiderständen und Instabilitäten an den Vorhangkanten führt, die der Fähigkeit, mit hoher Vorhangstabilität zu beschichten, abträglich sind.
Man hat bereits die verschiedensten Lösungen vorgeschlagen, um bei weiterhin hoher Beschichtungsgeschwindigkeit die Stabilität des Vorhangs zu verbessern. Nach einer vorgeschlagenen Lösung soll eine Flüssigkeit niedriger Viskosität (z.B. Wasser) gegen den Rand der Randführung geleitet werden, um als Flüssigkeitsbrücke zwischen der Randführung und dem Rand des frei fallenden Vorhangs zu dienen. US-A-4,479,987 beschreibt eine Vorrichtung zum Stabilisieren frei fallender Vorhänge, die mit einer Flüssigkeitsbrücke zwischen der Randführung und dem Rand des frei fallenden Vorhangs arbeitet. US-A-4,974,533 beschreibt eine Beschichtungsvorrichtung mit Düsen, aus denen eine Hilfsflüssigkeit zu den Randführungen hin austritt, die verhindert, daß der Vorhang in der Nähe der Randführungen der Vorrichtung dünner wird. US-A- 4,830,387 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten einer geringeren als der vollen Breite des Trägers. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung arbeiten mit Randführungen, einer Spüleinrichtung an der Randführung und einer Absaugvorrichtung zur Regulierung der Dicke der Ränder der Beschichtung.
Neben dem Einsatz einer Spülflüssigkeit zur Verminderung des durch Reibung erzeugten Strömungswiderstandes wurden zur Lösung des Problems des durch Reibung erzeugten Strömungswiderstandes auch gerade, vertikal ausgerichtete, dünne Randführungen eingesetzt. Siehe z. B. US-A-3,632,374, 4,479,987 und 4,830,887. Randstangen, die im wesentlichen dieselbe Breite aufweisen wie der Vorhangrand, verringern zwar den durch Reibung bedingten Strömungswiderstand, verhindern aber nicht die mit einem anderen Phänomen des Vorhangbeschichtens, dem sogenannten "Zurückbiegen", verbundenen Probleme. Für das Zurückbiegen charakteristisch ist, daß sich die Beschichtungslösung beim Verlassen der Spitze des Gießrandes des Vorratsbehälters biegt. Wenn die Lösung den Vorratsbehälter-Gießrand verläßt, entsteht ein um die Spitze des Vorratsbehälter-Gießrandes wirkendes Moment und eine horizontale Geschwindigkeitskomponente, die bewirkt, daß die Lösung sich einwärts zum Körper des Vorratsbehälters hin biegt. Mit abnehmender Viskosität oder zunehmender Fließgeschwindigkeit je Breiteneinheit des Vorhangs nimmt dieses Zurückbiegen zu. Und auch mit abnehmender Oberflächenspannung verstärkt sich diese Erscheinung.
-Zwar schließt das Zurückbiegen die Ausbildung gleichmäßiger Schichten auf dem Träger nicht aus, wenn das Zurückbiegen der Beschichtungslösung aber nicht entsprechend berücksichtigt wird (d.h. wenn der Vorhang nicht über seine gesamte Breite seiner natürlich abgelenkten Bewegungsbahn folgen kann), kann dies zu einer "stehenden Welle" im Vorhang führen. Stehende Wellen werden normalerweise zum Beispiel dann erzeugt, wenn eine schmale Randführung am Gießrand des Vorratsbehälters vorgesehen ist, die die Beschichtungsflüssigkeit entlang einer vertikalen Bahn abwärts leitet, die von der natürlichen abgelenkten Bahn abweicht. Dadurch entstehen am Angriffspunkt Störungen. Es entsteht eine stehende Welle, die ihren Ursprung in der Quelle dieser Störung hat. Eine solche stehende Welle kann Längsstreifen in der trockenen Beschichtung verursachen.
US-A-4,135,477 geht auf das Problem des Zurückbiegens ein. Sie beschreibt eine Vorrichtung zum Vorhangbeschichten mit breiten Randführungsplatten, die sich vom Gießrand des Vorratsbehälters aus entlang der gesamten Bahn bis zum zu beschichtenden Träger erstrecken. Die Randführungsplatten sind breit genug, damit der Vorhangrand seiner natürlichen abgelenkten Bahn bis zum Träger folgen kann. Im wesentlichen ist die Randplatte über ihre gesamte Länge wesentlich breiter als der Vorhangrand. Allerdings erzeugt diese Art Randplatte andere Probleme.
Zunächst führt die größere Breite der Randplatte im Vergleich zum Vorhangrand zu verminderter Fließgeschwindigkeit am Rand des Vorhangs. Diese verminderte Geschwindigkeit vermindert die Stabilität des Vorhangs. Außerdem bildet sich zwischen dem Vorhangrand und der breiten Randplatte ein breiter Meniskus aus. Infolgedessen entsteht in der Breite keine bis zu den Zußeren Rändern des Vorhangs gleichmäßige Materialschicht.
Drittens begünstigt die große Fläche der Randplatte die Entstehung von Ablagerungen der Beschichtungsflüssigkeit auf der Randplatte, während sich der frei fallende Vorhang infolge von Druckgradienten zwischen Vorder- und Rückseite des Vorhangs vorund zurückbewegt. Diese Ablagerungen härten schließlich aus oder vernetzen und erzeugen so feste Ablagerungen, die ihrerseits wieder Störungen darstellen können, die stehende Wellen im Vorhang zur Folge haben.
Viertens hat sich gezeigt, daß beim Beschichten eines fortlaufenden Bandes bessere Beschichtungsergebnisse erzielt werden können, wenn als Beschichtungspunkt ein vor dem oberen Totpunkt liegender Punkt auf der üblicherweise für den Transport des Bandes unter dem Beschichtungsbehälter hindurch verwendeten Beschichtungswalze gewählt wird. Bei nach vorn verlagerten Beschichtungspunkten ist die Verwendung der breiten Randplatten nach US-A-4,135,477 nicht praktikabel, weil die breiten Randplatten am oberen Totpunkt der Walze zentriert werden müssen, da sonst die Beschichtungsflüssigkeit die Tendenz hat, zwischen der Unterseite der breiter Randplatte und der Oberseite des Trägers zurückzufließen.
Fünftens kann der Vorhang nach US-A-4,135,477 über die gesamte Länge der Randplatte hinweg seiner eigenen Bahn folgen, womit es unmöglich wird, einen konstanten Abgangspunkt von der Randplatte aufrechtzuerhalten. Daher ist es bei diesem Verfahren nicht möglich, das in US-A-4,830,887 beschriebene Verfahren (Beschichtung nicht der gesamten Breite des Trägers, hier als "Innenrandbildung" bezeichnet) auszuführen, da die erforderliche Saugvorrichtung nicht präzise an dem Punkt positioniert werden kann, an dem der Vorhang die Randführung verläßt.
Schließlich lassen sich die Randführungen nicht auf unterschiedliche Vorhangbreiten einstellen. Die Randführung nach US-A-4,135,477 zum Beispiel muß an den Rändern einer Gleitbeschichtungseinrichtung in einer vorbestimmten Breite angeordnet werden, so daß die Beschichtungseinrichung daher nur in dieser Breite beschichten kann.
Erfindungsgemäß wurde herausgefunden, daß das Zurückbiegen des Vorhangs sein Maximum in den Anfangsstadien des freien Falls des Vorhangs (d.h. unmittelbar nachdem der Vorhang den Vorratsbehälter-Gießrand verläßt) erreicht. Bei Verlassen des Vorratsbehältergießrandes entsteht ein um die Spitze des Vorratsbehältergießrandes wirkendes Moment und eine horizontale Geschwindigkeitskomponente, die dazu führt, daß sich die Lösung einwärts zum körper des Vorratsbehälters hin biegt. Nach dieser anfänglichen maximalen Ablenkung gewinnt die Schwerkraft Vorrang über die horizontale Bewegung, so daß die Bewegungsbahn des Vorhangs sich etwa einer Geraden nähert, bis der Vorhang auf den Träger auftrifft. Die Beschichtungsvorrichtung und das Beschichtungsverfahren gemäß der Erfindung verhindern oder vermindern die Entstehung von Störungen oder stehenden Wellen im Vorhang an dem Punkt, an dem der Vorhangrand den Gießrand des Vorratsbehälters verläßt. Die Erfindung löst somit dieses schwerwiegende Problem und sorgt gleichzeitig für schnelles Beschichten, minimalen durch Reibung erzeugten Strömungswiderstand, gute Vorhangstabilität, gute Randgleichmäßigkeit, die Möglichkeit, mit vorverlegten Beschichtungsauftreffpunkten zu arbeiten, und die Möglichkeit der Anwendung der in US-A- 4,830,887 beschriebenen, mit Innenrandtechniken arbeitenden Beschichtungsverfahren. Außerdem können die Randführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Vorratsbehälter dadurch verstellt werden, daß man das Randkissen, die Randwandung und die Randführung entsprechend der ausgewählten Beschichtungsbreite verstellt.
Der erfindungsgemäße Beschichtungs-Vorratsbehälter gemäß Anspruch 1 verwendet ein Randmiftel, daß Randwandungen mit flachen, planen Flächen umfaßt, die in der Breite wesentlich größer sind als die Dicke des Vorhangrandes und die auf gegenüberliegenden Seiten des Gießrandes angeordnet sind und sich unmittelbar unterhalb des Gießrandes nach unten und nach hinten erstrecken. Die planen Flächen der Randwandungen stehen senkrecht zur geneigten Fläche des Vorratsbehälters, und ihre Breite ist wesentlich größer als die Breite der Ränder des frei fallenden Vorhangs, so daß die Ränder des Vorhangs ihren natürlichen Bahnen über die Fläche der Randwandung folgen können.
Die Randwandung erstreckt sich vom Gießrand aus nur soweit abwärts, daß die Vorhangränder wieder eine im wesentlichen gerade Bahn annehmen können. Daher verläuft der Vorhangrand beim Verlassen der Randwandung im wesentlichen entlang einer Geraden. Nach dem Verlassen der Randwandung werden die Vorhangränder durch schmale Randführungen, deren Breite der Dicke der Vorhangränder vergleichbar ist, genau auf den sich bewegenden Träger geleitet. Diese neuartige Kombination einer breiten Randwandung mit einer schmalen Randführung löst das Problem der Störungen an dem Punkt, an dem die Vorhangränder die Randwandung verlassen und mit den Randführungen in Berührung kommen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorhangbeschichtungsvorrichtung am Rand des Vorratsbehälters vorgesehene Kissen auf, die sich entlang einander gegenüberliegender Enden der geneigten Fläche des Vorratsbehälters abwärts bis zu den Randwandungen erstrecken. Die am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen dienen dazu, die Beschichtungsflüssigkeit entlang der geneigten Fläche des Vorratsbehälters nach unten zu den Randwandungen zu leiten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 6 wird eine Beschichtungsflüssigkeit kontinuierlich auf die nach unten geneigte plane Fläche geleitet, die in einem Gießrand endet, wodurch ein frei fallender Vorhang der Beschichtungsflüssigkeit gebildet wird, der vom Gießrand auf einen Beschichtungsbereich fällt. Ein Träger wird entlang einer Bewegungsbahn durch den Beschichtungsbereich und unter dem Gießrand hindurch bewegt, so daß die Beschichtungsflüssigkeit seitlich auf den sich bewegenden Träger fällt. Die Ränder des Vorhangs unterhalb des Grießrandes kommen mit einer planen, breiten Fläche in Berührung, und werden von ihr geführt, so daß der Vorhang sich ohne wesentlichen Behinderung zurückbiegen kann. Unmittelbar unterhalb dieser breiten Fläche kommen die Ränder jeweils entlang des Hauptabschnitts, über den der Vorhang fällt, mit einer im wesentlichen geraden Führung, deren Breite wesentlich geringer ist als die Breite der planen, breiten Flächen, in Berührung und werden von dieser geführt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleit-Vorhangbeschichtungsvorrichtung mit der Beschichtungsflüssigkeit und dem frei fallendem Vorhang;
Fig. 2 eine teilweise dreidimensionale Darstellung eines den Gießrand des Vorratsbehälters verlassenden Filmvorhangs;
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Randmittel, wobei die Randwandung mit dem am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen einstückig ausgebildet ist;
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Randmittel, wobei die Randwandung mit der Randführung einstückig ausgebildet ist; und
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Randmittel, wobei das am Rand des Vorratsbehälters vorgesehene Kissen, die Randwandung und die Randführung einstückig ausgebildet sind und auch die Bewegungsbahn des frei fallenden Vorhangs über die Randwandung und die Randführung dargestellt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung werden im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf eine Gleit-Vorhangbeschichtungsvorrichtung beschrieben, wie sie üblicherweise in der fotografischen Industrie verwendet wird. Fig. 1 und 2 zeigen perspektivische Ansichten einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleit- Vorhangbeschichtungsvorrichtung. In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die gerade einen sich bewegenden Träger mit einem frei fallenden Vorhang einer Beschichtungsflüssigkeit beschichtet. Fig. 2 zeigt eine teilweise dreidimensionale Darstellung eines Filmvorhangs, der gerade den Gießrand des Vorratsbehälters verläßt. In Fig. 1 ist zu erkennen, daß der Vorratsbehälter eine geneigte Fläche aufweist, die in einem Gießrand 7 endet. Die Beschichtungsflüssigkeiten werden dem Gleit-Beschichtungsbehälter 1 seitlich zugeführt, steigen in Richtung zu Austrittsschlitzen auf und werden dann als einzelne Schichten auf die nach unten geneigten Flächen 5 aufgebracht. Unter dem Einfluß der Schwerkraft fließen die einzelnen Schichten auf den Flächen 5 abwärts und in Form mehrerer übereinanderliegender flüssiger, voneinander getrennter Schichten zur Spitze des Gießrandes 7 des Vorratsbehälters, wo der frei fallende Vorhang 9 ausgebildet wird. Der frei fallende Vorhang 9 besteht aus der Kombination der voneinander getrennten Schichten der aus den Schlitzen 3 ausgetretenen Beschichtungsflüssigkeiten. Der zusammengesetzte frei fallende Vorhang 9, der sich in Querrichtung oder in seitlicher Richtung über die Bewegungsbahn des sich bewegenden Trägers 11 erstreckt, fällt über die Höhe "h" und trifft derart auf den kontinuierlich transportierten Träger 11 auf, daß er auf dem Träger 11 eine aus den Flüssigkeitsschichten zusammengesetzte Beschichtung ausbildet. An dem Punkt, an dem der Vorhang 9 auf den Träger 11 auftrifft, wird der Träger vorzugsweise auf die Beschichtungswalze 13 und um diese herum geführt. Die Breite der Beschichtungswalze 13 kann je nach der verwendeten Randausbildungstechnik kleiner oder größer sein als die Breite des um sie herumgeführten Trägers 11. Die Beschichtungswalze 13 wird von einem (nicht dargestellten) Motor angetrieben.
Der frei fallende Vorhang 9 wird seitlich geführt durch Randmittel mit am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen 15 und 15', Randwandungen 17 und 17' mit planen, relativ breiten Oberflächen und langgestreckten, relativ schmalen Randführungen 19 und 19'. Die am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen 15 und 15', die Randwandungen 17 und 17' und die Randführungen 19 und 19' sind senkrecht angeordnet und führen und stabilisieren den frei fallenden Vorhang 9, bevor er auf den Träger 11 auftrifft. Fig. 2 zeigt eine teilweise dreidimensionale Darstellung eines Filmvorhangs, der gerade den Gießrand des Vorratsbehälters verläßt, und der Bewegungsbahn des frei fallenden Vorhangs 9 sowie dessen Ausbildung, während er den Gießrand 7 verläßt und seinen Weg über die Randwandung 7 und die Randführung 19 nimmt.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorhangbeschichtungsvorrichtung dargestellt. Die Rand kissen 15 und 15', die Randwandungen 17 und 17' und die Randführungen 19 und 19' sind so positioniert, daß nicht die gesamte Breite des Trägers 11 beschichtet wird. Der Vorratsbehälter list so angeordnet, daß das Beschichtungsmaterial an einem vor dem oberen Totpunkt der Beschichtungswalze 13 liegenden Punkt auf den Träger 11 aufgebracht wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können auch zum Aufbringen von Beschichtungen eingesetzt werden, die ebenso breit oder breiter sind als der Träger 11 und die an Punkten am oder hinter dem oberen Totpunkt der Beschichtungswalze 13 auftreffen.
Die Schichten der fotografischen Beschichtungsmasse können auf die verschiedensten Träger aufgebracht werden. Fotografische Träger bestehen normalerweise aus polymerem Film, Papier, Metallplatten oder Folien, Glas- oder Keramikträgerelementen mit einer oder mehreren Hilfsschichten, die die Haftung, die antistatischen Eigenschaften, die Abmessungsstabilität, die Abriebeigenschaften, Härte, Funktions-, Lichthofschutz- und/oder andere Eigenschaften des Trägers verbessern. Der Träger kann in Form einzelner Platten oder Blätter oder vorzugsweise in Form eines fortlaufenden Bandes beschichtet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Randmitteln ausgeführt werden, die nur die breiten Randwandungen 17 und 17' und die langgestreckten Randführungen 19 und 19' aufweisen. Vorzugsweise erstrecken sich jedoch am Rand des Vorratsbehälters vorgesehene Kissen 15 und 15' entlang einander gegenüberliegender Enden der geneigten Fläche des Vorratsbehälters 1. Die am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen 15 und 15' sind dazu bestimmt, die Schichten der Beschichtungsflüssigkeit auf der geneigten Fläche des Vorratsbehälters 1 abwärts zu leiten, und erstrecken sich daher entlang der gegenüberliegenden Enden der geneigten Fläche des Vorratsbehälters 1 bis zum Gießrand 7. Die am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen 15 und 15' sollten mindestens so hoch sein wie die zusammengesetzten Schichten der sich entlang der geneigten Fläche des Vorratsbehälters 1 abwärts bewegenden Beschichtungsflüssigkeit. Vorzugsweise entspricht die Dicke der am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen 15 und 15' etwa der Dicke der sich entlang der geneigten Fläche des Vorratsbehälters 1 abwärts bewegenden Beschichtungsflüssigkeiten.
An den sich gegenüberliegenden Enden des Gießrandes 7 befinden sich Randwandungen 17 und 17', die sich unmittelbar unterhalb der am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen 15 und 15' nach unten und nach hinten erstrecken. Die Randwandungen 17 und 17' besitzen flache, plane Flächen, die parallel zu den Rändern des frei fallenden Vorhangs 9 verlaufen. Die flachen, planen Flächen der Randwandungen 17 und 17' müssen so breit sein, daß die Ränder des Vorhangs 9 beim Verlassen des Gießrandes 7 einer natürlichen Bewegungsbahn folgen können. Unter "natürlicher Bewegungsbahn" ist dabei zu verstehen, daß der Vorhang in seiner Fließrichtung nicht behindert ist und sich entlang der Randwandung zurückbiegen kann. Die Randwandungen 17 und 17' müssen also eine ausreichend breite Fläche aufweisen, damit der aus der Beschichtungsflüssigkeit bestehende Vorhang sich beim Verlassen des Gießrandes 17, d.h. bei Ausbildung des frei fallenden Vorhangs 9, ohne wesentlichen Behinderung zurückbiegen kann.
Die Fläche der Randwandungen 17 und 17' kann je nach Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit, der Fließgeschwindigkeit der Beschichtungsflüssigkeit und ihrer Oberflächenspannung etwas variieren. Zum Beispiel kann der zwischen der Beschichtungsflüssigkeit und dem Gießrand gebildete Abgangswinkel bei typischen fotografischen Materialien bis zu 50º gegenüber der Vertikalen betragen. Deswegen müssen die Randwandungen 17 und 17' sich am oberen Ende der Wandung für einen Abgangswinkel von 50º gegenüber der Vertikalen weit genug rückwärts erstrecken.
Nach der anfänglichen maximalen Ablenkung des Vorhangs 9 nimmt der Vorhang 9 wieder eine im wesentlichen lineare Bewegungsbahn an. Daher reichen die Randwandungen 17 und 17' weit genug abwärts, damit der frei fallende Vorhang 9 wieder in eine im wesentlichen lineare Bewegungsbahn zurückkehren kann. Wenn es sich z.B. bei der Beschichtungsflüssigkeit um ein fotografisches Material handelt, sollten die Randwandungen 17 und 17' sich in einer Länge von etwa 0,5 bis etwa 1,0 cm, vorzugsweise etwa 0,6 cm abwärts erstrecken.
Die Randwandungen 17 und 17' können sich von oben bis unten gleich weit nach hinten erstrecken. Alternativ können sich die Randwandungen 17 und 17' am oberen Ende (d.h. in dem dem Gießrand 7 nächstgelegenen Bereich) am weitesten nach hinten erstrecken und sich dann auf eine rückwärtige Erstreckung verjüngen, die am Übergang zwischen den Randwandungen 17 und 17' und den Randführungen 19 und 19' etwa der Breite der Randführungen 19 und 19' entspricht. Allerdings sollte die rückwärtige Erstreckung der Randwandungen 17 und 17' ausreichend groß sein, damit die Vorhangränder vom Gießrand 7 bis zu dem Punkt, an dem die Bewegungsbahn des Vorhangs 9 wieder einer im wesentlichen vertikalen Linie folgt, ihrer natürlichen Bewegungsbahn folgen können.
Die Randführungen 19 und 19' sind ebenfalls an sich gegenüberliegenden Rändern des frei fallenden Vorhangs 9 angeordnet und erstrecken sich von den Randwandungen 17 und 17' abwärts hin zum Träger 11. Während die Randwandungen 17 und 17' eine plane Fläche aufweisen, die wesentlich breiter ist als die Breite der Vorhangränder 9, sind die Randführungen 19 und 19' relativ schmal ausgebildet. Ihre Breite ist wesentlich geringer als die Breite der planen Fläche der Randwandungen 17 und 17'. Die Randführungen 19 und 19' führen den frei fallenden Vorhang 9 genau auf den Träger 11. Wegen der schmalen Ausbildung der Randführungen ist der Anlagemeniskus oder die Anlagebreite der jeweiligen Vorhangränder sehr viel kleiner als der Anlagemeniskus bzw. die Anlagebreite entlang der relativ breiten Bereiche entlang der Randwandungen 17 und 17', in denen sich der Vorhang zurückbiegt. Dadurch werden die bei breiten Randfiihrungen auftretenden Probleme und ebenso die Probleme der Behinderung des Zurückbiegens wirksam ausgeschaltet. Bei den Randführungen 19 und 19' handelt es sich vorzugsweise um geschlitzte Stangen der in US-A-4,830,887 beschriebenen Art; sie können jedoch auch in jeder anderen Form ausgebildet sein, die geeignet ist, den frei fallenden Vorhang 9 auf den Träger 11 zu führen.
Die am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen 15 und 15', die Randwandungen 17 und 17', die Randführungen 19 und 19' können aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Vorzugsweise bestehen die komponenten der Randmittel aus leicht benetzbarem Material, wie Polycarbonat, Metall oder geschliffenem Glas.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch Einstellen der Randwandungen 17 und 17', der Randführungen 19 und 19' und der am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen 15 und 15' (sofern sie vorhanden sind) am Vorratsbehälter 1 auf die gewünschte Breite für das Aufbringen der Beschichtung in unterschiedlichen Breiten eingestellt werden.
Fig. 3, 4 und 5 zeigen Querschnitte durch verschiedene Ausbildungsformen der erfindungsgemäßen Randmittel für das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren und die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Randmittel, bei der die Randwandung 27 mit dem am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissen 25 einstückig ausgebildet ist. Die Randführung 29 ist an einem Schwenkpunkt 33 schwenkbar mit dem unteren Ende der Randwandung 27 verbunden. Diese Ausbildung ermöglicht es, die Randführung 29 präzise auf die Position des frei fallenden Vorhangs der Beschichtungsflüssigkeit an dem Punkt einzustellen, an dem der frei fallende Vorhang auf den Träger auftrifft.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Randmittel, bei der das am Rand des Vorratsbehälters vorgesehene Kissen 35 als getrennte Komponente, die Randwandung 37 mit der Randführung 39 aber einstückig ausgebildet ist. Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Randmittel, bei der das am Ende des Vorratsbehälters vorgesehene Kissen 43, die Randwandung 45 und die Randführung 47 alle einstückig ausgebildet sind. Fig. 5 zeigt ferner die Bewegungsbahn des frei fallenden Vorhangs 9 über die Randwandung 45 und die Randführung 47. Die in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen haben keinen nachteiligen Einfluß auf die Leistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und bieten verschiedene Vorteile bezüglich der Herstellung und der Arbeitsweise.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind auch in Verbindung mit dem Vorhangbeschichtungsverfahren und der Vorhangbeschichtungsvorrichtung gemäß US-A4,830,887 einseztbar, deren Offenbarung durch Verweis hierin aufgenommen wird.
Die folgenden Beispiele illustrieren die Vorteile der erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung fotografischen Materials. Alle Beispiele verwenden eine Gleitbeschichtungsvorrichtung mit erfindungsgemäßen Randmitteln für die dreilagige Beschichtung, wie sie in Fig. 3, 4 oder 5 dargestellt sind.
Die Höhe des frei fallenden Vorhangs "h" betrug 25 cm, der Auftreffpunkt des Vorhangs auf dem Träger (der "Beschichtungspunkt") lag 45º ("plus 45º") vor dem Mittelpunkt (oberen Totpunkt) der den Träger transportierenden Beschichtungswalze. Die Beschichtungsgeschwindigkeit betrug 400 cm/sek.
Es wurde eine dreischichtige fotografische Beschichtungsmasse mit einer Beschichtung aus wässeriger Gelatine, bestehend aus einer unteren Schicht mit einer Viskosität von 15 cP, einer Mittelschicht mit einer Viskosität von 50 cP und einer oberen Schicht mit einer Viskosität von 70 cP verwendet.

BEISPIEL 1

Verwendet wird eine Randwandung mit einer rückwärtigen Erstreckung von 0,475 cm an ihrem oberen Ende (unmittelbar unterhalb des am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissens). Die Vorderfläche der Randwandung ist um 15º gegenüber der Vertikalen nach hinten versetzt. Die rückwärtige Erstreckung der Randwandung verjüngt sich bis auf 0,150 cm am Übergang zwischen Randwandung und Randführung. Die Randwandung erstreckt sich von der Spitze des Gießrandes des Vorratsbehälters aus um 0,635 cm abwärts.
Eine geschlitzte Randführung ist derart angeordnet, daß die Beschichtungsbreite kleiner ist als die Breite des Gesamtträgers. Als Träger dient ein fortlaufendes Band eines Zellulosetriacetat-Films mit einer Dicke von 0,013 cm. Dem oberen Ende der geschlitzten Randführung, an dem die Randführung mit dem Flüssigkeitsvorhang in Berührung kommt, wird eine Wasserlösung zugeführt. Zum Entfernen der Spülflüssigkeit ist eine Unterdruckquelle mit einer Saugöffnung am Ende der Randführung verbunden. Die Fließgeschwindigkeit der dreischichtigen fotografischen Beschichtungsmasse beträgt 3 cm³/sek./cm der Beschichtungsbreite.
Man berechnet die Dicke der Lösung auf der geneigten Fläche des Vorratsbehälters und stimmt die Höhe des am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissens auf diese Dicke ab, um einen Fixpunkt für die Lösungen zu schaffen und eine Meniskusausbildung zu vermeiden. Infolge einer Ablenkung des Vorhangs verlassen die Lösungen den Gießrand des Vorratsbehälters in einem Winkel von etwa 30º. Da die Seitenwandung ausreichend breit ist, stauen sich die Lösungen nicht an den Ecken der Wandung, und infolgedessen folgen die Ränder des Vorhangs derselben Bewegungsbahn wie die Vorhangmitte. Die Randwandung hat keinen merklichen Einfluß weder auf die gleichmäßige Breite in der Nähe des Randes, noch auf die Stabilität des Vorhangs. Nach etwa 0,6 cm freien Falls beginnt sich die Bewegungsbahn des Vorhangs wieder einer Geraden mit konstantem Winkel zur Vertikalen anzunähern. An diesem Punkt geht der Vorhang von der Randwandung auf eine relativ schmale, gerade Randführung über, die am Ende der Randwandung schwenkbar gelagert ist und die Bewegungsbahn des Vorhangs am unteren Ende der Randführung schneidet. Am unteren Ende der Randführung wird die Spülflüssigkeit durch ein Unterdrucksystem abgeführt, und der Vorhang löst sich in geringer Entfernung vom Träger von der Randführung und trifft an einem Beschichtungspunkt von plus 45º auf dem Träger auf. Die unteren Enden der Randführungen sind in Anbetracht der durch die Vorhangablenkung bedingten Bewegung des Vorhangs aus der Vertikalen 2,0 cm hinter der vertikalen Ebene des Gießrandes des Vorratsbehälters angeordnet. Die Benetzungsline erstreckt sich linear über die gesamte Breite des Vorhangs, und in der getrockneten Beschichtung sind keine Streifen vorhanden.

BEISPIEL 2

Verwendet wird eine Randwandung mit einer rückwärtigen Erstreckung von 0,475 cm an ihrem oberen Ende (unmittelbar unterhalb des am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissens). Die Vorderfläche der Randwandung ist um 250 gegenüber der Vertikalen nach hinten versetzt. Die rückwärtige Erstreckung der Randwandung verjüngt sich bis auf 0,150 cm am Übergang zwischen Randwandung und Randführung. Die Randwandung erstreckt sich von der Spitze des Gießrandes des Vorratsbehälters aus um 0,635 cm abwärts.
Eine geschlitzte Randführung mit einer oben in die Randführung integrierten Randwandung ist derart angeordnet, daß die Beschichtungsbreite kleiner ist als die Breite des zu beschichtenden Trägers. Als Träger dient ein polyäthylenbeschichtetes Papierband mit einer Dicke von 0,023 cm. Die Oberfläche der Randführung wird in der in US- A-4,830,887, Beispiel 2, beschriebenen Weise mit einer Wasserlösung überspült.
Die Gesamtfließgeschwindigkeit der dreischichtigen Beschichtungsmasse beträgt 5 cm³/sek./cm der Beschichtungsbreite. Die unteren Enden der Randführungen sind 3,0 cm hinter der vertikalen Ebene des Gießrandes der Beschichtungsvorrichtung angeordnet, um dem durch die Vorhangablenkung bedingten Versatz des Vorhangs Rechnung zu tragen.
Man berechnet die Dicke der Lösung auf der geneigten Fläche des Vorratsbehälters und stimmt die Höhe des am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissens auf diese Dicke ab, um einen Fixpunkt für die Lösungen zu schaffen und eine Meniskusausbildung zu vermeiden. Infolge der Ablenkung des Vorhangs verlassen die Lösungen den Gießrand des Vorratsbehälters in einem Winkel von etwa 45º. Da die Seitenwandung ausreichend breit ist, stauen sich die Lösungen nicht an den Ecken der Wandung, und infolgedessen folgen die Ränder des Vorhangs derselben Bewegungsbahn wie die Vorhangmitte. Die Randwandung hat keinen merklichen Einfluß weder auf die gleichmäßige Breite in der Nähe des Randes, noch auf die Stabilität des Vorhangs. Nach etwa 0,6 cm freien Falls beginnt sich die Bewegungsbahn des Vorhangs wieder einer Geraden mit konstantem Winkel zur Vertikalen anzunähern. An diesem Punkt geht der Vorhang von der Randwandung auf eine relativ schmale, gerade Randführung über, die am Ende der Randwandung schwenkbar gelagert ist und die Bewegungsbahn des Vorhangs am unteren Ende der Randführung schneidet. Am unteren Ende der Randführung wird die Spülflüssigkeit durch Unterdruck abgeführt, und der Vorhang löst sich in geringer Entfernung vom Träger von der Randführung und trifft an einem Beschichtungspunkt von plus 55º auf dem Träger auf. Die Benetzungsline erstreckt sich linear über die gesamte Breite des Vorhangs, und in der getrockneten Beschichtung sind keine Streifen vorhanden.

BEISPIEL 3

Verwendet wird eine Randwandung mit einer rückwärtigen Erstreckung von 0,475 cm an ihrem oberen Ende (unmittelbar unterhalb des am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissens). Die Vorderfläche der Randwandung ist um 0º gegenüber der Vertikalen nach hinten versetzt. Die rückwärtige Erstreckung der Randwandung verjüngt sich bis auf 0,150 cm am Übergang zwischen Randwandung und Randführung. Die Randwandung erstreckt sich von der Spitze des Gießrandes des Vorratsbehälters aus um 0,635 cm abwärts.
Eine massive Randführung ist derart angeordnet, daß die Beschichtungsbreite kleiner ist als die Breite des zu beschichtenden Trägers. Als Träger dient ein Polyäthylen- Terephthalat-Film mit einer Dicke von 0,018 cm. Am oberen Ende der Randführung wird eine Wasserlösung zugeführt, und am Ende der unteren Randführung wird die Randführungs-Spülflüssigkeit durch Anlegen eines Vakuums abgeführt. Die Gesamtfließgeschwindigkeit der dreischichtigen Beschichtungsmasse beträgt 1 cm³/sek/cm der Beschichtungsbreite. Die unteren Enden der Randführungen sind unmittelbar unterhalb des Gießrandes der Beschichtungsvorrichtung angeordnet, um der Tatsache Rechnung zu tragen, daß sich der Vorhang nur relativ geringfügig zurückbiegt.
Man berechnet die Dicke der Lösung auf der geneigten Fläche des Vorratsbehälters und stimmt die Höhe des am Rand des Vorratsbehälters vorgesehenen Kissens auf diese Dicke ab, um einen Fixpunkt für die Lösungen zu schaffen und eine Meniskusausbildung zu vermeiden. Der Vorhang verläßt den Gießrand des Vorratsbehälters im wesentlichen vertikal, da er sich praktisch nicht zurückbiegt. Da die Seitenwandung ausreichend breit ist, stauen sich die Lösungen nicht an den Ecken der Wandung, und infolgedessen folgen die Ränder des Vorhangs derselben Bewegungsbahn wie die Vorhangmitte. Die Randwandung hat keinen merklichen Einfluß weder auf die gleichmäßige Breite in der Nähe des Randes, noch auf die Stabilität des Vorhangs. An diesem Punkt geht der Vorhang von der Randwandung auf eine relativ schmale, gerade Randführung über, die am Ende der Randwandung schwenkbar gelagert ist und die Bewegungsbahn des Vorhangs am unteren Ende der Randführung schneidet. Am unteren Ende der Randführung wird die Spülflüssigkeit durch ein Unterdrucksystem abgeführt, und der Vorhang löst sich in geringer Entfernung vom Träger von der Randführung und trifft an einem Beschichtungspunkt von plus 20º auf dem Träger auf. Die Benetzungsline erstreckt sich linear quer über die gesamte Breite des Vorhangs, und in der getrockneten Beschichtung sind keine Streifen vorhanden.
Die Erfindung wurde vorstehend zur Verdeutlichung im Detail beschrieben; es versteht sich jedoch, daß die beschriebenen Details für den beschriebenen speziellen Zwecke bestimmt sind und daß der Fachmann Änderungen vornehmen kann, ohne von dem in den anliegenden Ansprüchen definierten Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Vorrichtung zum Vorhangbeschichten eines sich bewegenden Trägers (11) mit mindestens einer Schicht einer Beschichtungsflüssigkeit, gekennzeichnet durch

a) einen Vorratsbehälter (1) mit einer in einen Gießrand (7) mündenden geneigten Fläche zum Bilden eines frei fallenden Vorhangs (9) aus Beschichtungsflüssigkeit,

b) einem Transportmittel zum Bewegen des Trägers entlang einer Bahn unterhalb des Vorratsbehälters, und

c) einem Randmittel, das

1) zwei Randwandungen (17) mit flachen, planen Flächen umfaßt, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Gießrands angeordnet sind und sich unmittelbar unterhalb des Gießrands nach unten und nach hinten erstrecken, wobei die Flächen senkrecht zur geneigten Fläche des Vorratsbehälters stehen und ihre Breite im wesentlichen größer ist als die Dicke der Ränder des frei fallenden Vorhangs, so daß die Ränder des Vorhangs eine natürliche Bahn über die Fläche der Randwandung bilden können, und

2) zwei Randführungen (19) aufweist, die sich von den Randwandungen aus zum sich bewegenden Träger nach unten erstrecken und deren Breite im wesentlichen geringer ist als die Breite der Randwandungen, um den frei fallenden Vorhang von den Randwandungen genau auf den sich bewegenden Träger zu leiten und zu bewirken, daß er schräg auf den Träger auftrifft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rand mittel zwei am Rand des Vorratsbehälters vorgesehene Kissen (15) aufweisen, die sich entlang einander gegenüberliegender Enden der geneigten Fläche erstrecken, um die Ränder der Beschichtungsflüssigkeit zu begrenzen und die Flüssigkeit entlang der geneigten Fläche nach unten zum Gießrand zu leiten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Randführungen (19) schwenkbar mit einer der Randwandungen (17) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsflüssigkeit ein fotografisches Material ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Randwandung (17) sich etwa 0,6 cm nach unten erstreckt.

6. Verfahren zum Vorhangbeschichten eines Trägers (11) mit mindestens einer Schicht einer Beschichtungsflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Flüssigkeit kontinuierlich auf die nach unten geneigte plane Fläche geleitet wird, die in einem Gießrand (7) mündet,

b) der Träger entlang einer Bahn durch einen Beschichtungsbereich unterhalb des Gießrands bewegt wird,

c) ein frei fallender Vorhang (9) aus einer Beschichtungsflüssigkeit gebildet wird, der vom Gießrand nach unten fällt, sich seitlich über die Bahn erstreckt und auf den sich bewegenden Träger im Beschichtungsbereich auftrifft, und

d) die Ränder des Vorhangs unmittelbar nach dessen Abgleiten vom Gießrand durch Berührung mit einer planen, breiten Fläche (17) geführt werden, wodurch der Vorhang sich ohne Behinderung zurückbiegen kann, und daß die Ränder des Vorhangs unmittelbar danach entlang des Hauptabschnitts, über den der Vorhang fällt, durch Berührung mit einer langgestreckten, im wesentlichen geraden Führung (19) geführt werden, wobei die Breite der Führung im wesentlichen geringer ist als die Breite der planen, breiten Fläche, wodurch der frei fallende Vorhang vom Gießrand zu dem sich bewegenden Träger geführt wird und bewirkt wird, daß der frei fallende Vorhang quer zum Träger auftrifft.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Randmittel die einander gegenüberliegenden Ränder der Beschichtungsflüssigkeit auf der geneigten Fläche begrenzen und dadurch die Beschichtungsflüssigkeit entlang der zum Gießrand führenden geneigten Fläche nach unten leiten.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) in durchgehendes Band ist, das sich unterhalb des Vorratsbehälters (1) auf einer Beschichtungswalze (13) bewegt, und daß der frei fallende Vorhang (9) auf das sich bewegende Band an einem Punkt vor dem oberen Totpunkt der Beschichtungswalze (13) auftrifft.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Randmittel derart angeordnet sind, daß weniger als die volle Breite des Trägers beschichtet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsflüssigkeit ein fotografisches Material ist.