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Die vorliegende Erfindung betrlfft ein Vorhangbeschichtungsverfahren mit einem
Gleitabgeber (slide hopper) und im speziellen ein Beschichtungsverfahren, das
Ungleichmäßigkeit in der Beschichtungsdicke verhindert, die an beiden Randbereichen
eines Beschichtungsfilmes erzeugt werden können, der dadurch gebildet wird, daß ein
Beschichtungsfilm auf ein sich fortlaufend bewegendes Gewebe frei fallengelassen wird.
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Als konventionelle Beschichtungsverfahren zur Verhinderung von Ungleichmäßigkeit
der Beschichtungsdicke, die in beiden Randbereichen des Beschichtungsfilmes erzeugt
werden, der durch Auftreffenlassen eines freifallenden Beschichtungsfilmes auf ein sich
fortlaufend bewegendes Gewebe erzeugt wird, wird ein Verfahren zur Verhinderung von
Ungleichmäßigkeit angegeben, bei dem eine Hilfsfiüssigkeit zwischen den
Beschichtungsfilm und Führungsplatten, um beide Ränder des Beschichtungsfilmes auf einer
Abgleitoberfläche gleichmäßig zu machen, oder zwischen einen Beschichtungsfilm und
Randführungen, die zum Stützen der beiden Randbereiche eines freifallenden
Beschichtungsfilmes dienen, zugeführt wird. Zum Beispiel gibt es (1) eine
Vielfachschichtbeschichtungsmethode für freifallende Filme, bei welcher die Filmbreite von mindestens
einer Schicht größer ist als die der anderen Schichten (japanische geprüfte
Patentveröffentlichung Nr. Sho-6247075); (2) ein Beschichtungsverfahren, bei dem eine
Hilfsflüssigkeit, die eine geringere Oberflächenspannung als ein Beschichtungsfilm hat, an beide
Seitenbereiche der Abgleitoberfläche gegossen wird (japanische ungeprüfte
Patentveröffenuichung Nr. Sho-64-144378); etc.
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Wenn ein freifallender Flüssigkeitsfilm mit Hilfe eines Gleitabgebers nach dem Verfahren
(1) gebildet wird, ist es jedoch aufgrund der Oberflächenspannungsdifferenz zwischen
der Vorder- und der Rückseite des freifallenden Beschichtungsfilmes, der mit der
Führungskante in Berührung ist, schwierig, einen gleichmäßigen Film zu bilden.
Der Grund dafür ist, daß aufgrund einer zeiuichen Differenz der Oberfläche unter dem
Einfluß eines kapillaraktiven Mittels in der Beschichtungsflüssigkeit die
Oberflächenspannung
&sub2; der Rückseite eine dynamische Oberflächenspannung mit hohem Wert ist
und die Oberflächenspannung &sub1; der Vorderseite eine im wesenuichen statische
Oberflächenspannung ist, obgleich es scheint, daß ein Ungleichgewicht aufgrund der
Oberflächenspannungsdifferenz zwischen der Vorder- und der Rückseite auftritt.
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Im Falle, daß der freifallende Flüssigkeitsfilm nach der Methode (2) gebildet wird, wird
die Flüssigkeit an den beiden Randbereichen nahe der Randführungen aufgrund der
Oberflächenspannungsdifferenz zwischen der Beschichtungsflüssigkeit und der
Hilfsflüssigkeit zur Mitte des Beschichtungsfilmes hingezogen, da eine Hilfsflüssigkeit
zugefügt wird, die eine niedrigere Oberflächenspannung als die Beschichtungsflüssigkeit hat,
so daß die Bildung eines gleichmäßigen Filmes nicht möglich ist. Die obigen Probleme
und ähnliche sind aufgetreten.
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US-A4830887 beschreibt ein Beschichtungsverfahren zum Aufbringen von
Flüssigkeiten auf ein sich bewegendes Gewebe, bei welchem zumindest eine Schicht einer
Beschichtungsflüssigkeit als Beschichtungsfilm auf eine Abgleitoberfläche entlang
Führungsplatten, die beide Randbereiche des Beschichtungsfilmes stützen, gegossen wird.
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Der Beschichtungsfilm wird zusammen mit einer mit ihr verbundenen Hilfsflüssigkeit
entlang Führungskanten, die den Führungsplatten nachfolgen und beide Ränder des
freifallenden Beschichtungsfilmes, der mit der Hilfsflüssigkeit verbunden ist, stützen,
fallengelassen. Schließlich trifft der freifallende Beschichtungsfilm auf das sich bewegende
Gewebe, so daß dieses beschichtet wird.
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Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die obigen Probleme zu lösen und ein
Beschichtungsverfahren anzugeben, mit dem ein stabiler Filmbildungsprozeß
durchgeführt wird und beide Randbereiche des Beschichtungsfilmes relativ gleichförmig und
stabil gebildet werden.
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Das obige Ziel der vorliegenden Erfindung wird mit einem Beschichtungsverfahren
erreicht, bei welchem Beschichtungsflüssigkeiten, die von einem Abgabekopf abgegeben
werden, als Beschichtungsfilm auf ein fortlaufend sich bewegendes Gewebe
aufgebracht werden, wobei das Beschichtungsverfahren die folgenden Schritte umfaßt;
Gießen von zumindest einer Schicht der Beschichtungsflüssigkeit als Beschichtungsfilm auf
eine Abgleitoberfläche des Abgabekopfes entlang Führungsplatten zum Stützen beider
Randbereiche des Beschichtungsfilmes; Zuführen einer Hilfsflüssigkeit, die eine höhere
Oberflächenspannung und eine niedrigere Viskosität als die Beschichtungsflüssigkeit
hat, auf die obere Oberfläche der Führungsplatten, Verbinden der Hilfsflüssigkeit mit
den beiden Rändern des Beschichtungsfilmes, der auf der Abgleitoberfläche fließt;
freies Fallenlassen des Beschichtungsfilmes, der mit der Hilfsflüssigkeit verbunden ist,
entlang Randführungen, welche den Führungsplatten folgen und die beiden Rändern des
freifallenden Beschichtungsfilmes, der mit der Hilfsflüssigkeit verbunden ist, stützen; und
Zusammentreffenlassen des freifallenden Beschichtungsfilmes mit dem sich fortlaufend
bewegenden Gewebe, so daß das Gewebe mit dem Beschichtungsfilm beschichtet wird;
wobei die Hilfsflüssigkeit in dem Zuführungsschritt von einer Position in einem Abstand
in Richtung der Führungsplatten von nicht mehr als 10 mm von der Grenzlinie zwischen
den Führungsplatten und den Randführungen zugeführt wird.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die Oberflächenspannung der
Hilfsflüssigkeit größer als die des Beschichtungsfilmes, so daß der Fall nicht auftritt, daß die
Hilfsflüssigkeit zur Mitte des Beschichtungsfilmes gezogen wird und so den
Beschichtungsfilm instabil macht. Weiterhin gilt für die Beziehung zwischen der Oberflächenspannung
&sub3; der Hilfsflüssigkeit, der statischen Oberflächenspannung &sub1; des Beschichtungsfilmes
und der dynamischen Oberflächenspannung &sub2; des Beschichtungsfilmes &sub3; > &sub2; > &sub1; > , so
daß ein stabiler Film gebildet werden kann. Die Hilfsflüssigkeit wird mit der
Beschichtungsflüssigkeit vereinigt, bevor sie die Abgleitoberfläche verläßt. Das macht einen
Ausgleich der Geschwindigkeiten möglich, bevor die Flüssigkeiten die Abgleitoberfläche
verlassen, was zu einem viel stabileren freifallenden Beschichtungsfilm ohne Störung
führt. Außerdem wird bei der vorliegenden Erfindung die Hilfsflüssigkeit auf die obere
Oberfläche der Führungsplatte 3 von einer Position aus zugeführt, die von einer
Grenzlinie 7 zwischen der Führungsplatte 3 und einer Randführung 6 durch eine Distanz von
nicht mehr als 10 mm in Richtung der Führungsplatte getrennt ist, wie es in Fig. 2(A)
gezeigt ist, um zu verhindern, daß die ungleichmäßigen Bereiche des Filmes sich
verbreitern.
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Weiter ist es bei dem obigen Beschichtungsverfahren vorteilhaft, wenn die Flußrate der
Beschichtungsflüssigkeit, die auf jede der Führungsplatten aufgebracht wird, nicht
größer als 10 cm³/min ist.
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Bei einer Führungsplatte, die gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird hat die
obere Oberfläche 4 der Führungsplatte 3 einen Neigungswinkel von θ=10º bis 80º in
bezug zu der Gleitfläche 5, wie es in Fig. 2(B) gezeigt ist, um eine Hilfsflüssigkeit 2 zu
den Rändern des Beschichtungsfilmes 1 auf der Abgleitoberfläche zu bringen.
Zusätzlich ist der Kantenbereich der Führungsplatte 3 auf der Abgleitoberflächenseite mit einer
Wand der Höhe h von 0,5 bis 5 mm senkrecht zu der Abgleitoberfläche vorgesehen. Die
Höhe h und der Neigungswinkel θ können innerhalb dieser Bereiche frei gewählt
werden.
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Weiterhin haben Bereiche, wo die Führungsplatten 3 und die Randführungen 6 in
Berührung mit dem Beschichtungsfilm sind, vorzugsweise die gleiche Form, um eine
Störung, die im Fluß des Beschichtungsfilmes in dem Grenzbereich auftreten könnte, zu
verhindern.
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Beispiele für das Material der Führungsplatten und der Randführungen, die bei der
vorliegenden Erfindung benutzt werden, umfassen rostfreien Stahl, Vinylchlorid, Acrylharz,
Teflon oder ähnliches.
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Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung die zugeführte Menge an
Hilfsflüssigkeit nicht größer als 10 cm³/min gewählt, um zu verhindern, daß der ungleichmäßige
Beschichtungsbereich sich verbreitert und um eine gleichmäßige Beschichtung
durchzuführen.
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Die Hilfsflüssigkeit wird kontinuierlich von einer Pumpe zur oberen Oberfläche der
Führungsplatten 3 durch eine kleine Röhre geliefert, welche in der Oberfläche der
Führungsplatte 3 endet.
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Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Vorhangbeschichtungsvorrichtung vom
Gleitabgebertyp entsprechend einer Ausführungsform zur Durchführung der
vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2(a) bzw. Fig. 2(B) sind Drauf- bzw. Schnittansichten des Randbereiches im Bereich
der Grenze zwischen einer Führungsplatte und einer Randführung der
Ausführungsform zur Durchführung der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 3 ist eine vordere Schnittansicht zur Erklärung des Verfahrens zur Bestimmung
der Breite wi eines ungleichmäßigen Bereiches im Randbereich eines
zusammengesetzten Beschichtungsfilmes, entsprechend der vorliegenden
Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung wird im Zusammenhang mit den folgenden Beispielen
beschrieben.
(Beispiel 1)
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Eine Alkali-behandelte Gelatinelösung (10 Gew.-%), die Natriumdodecylbenzol-sulfonat
(0,15 Gew.-%) enthält, wurde mit Natriumpolystyrol-sulfonat verdickt, um eine Viskosität
von 55 cp und eine Oberflächenspannung von 32 dyn/cm zu erhalten. Die so
hergestellte Lösung wurde als Beschichtungsflüssigkeit benutzt.
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Als Beschichtungsverfahren wurde ein Verfahren zum gleichzeitigen Aufbringen von
drei Schichten eingesetzt, bei welchen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, die
Beschichtungsflüssigkeit mit einer Rate von 0,6 cm³/cm s aus jedem der Schlitze 9a, 9b und 9c
eines Gleitabgebers 8 ausgebracht wurde.
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Als Hilfsflüssigkeit 2 wurde eine Flüssigkeit mit einer Viskosität von 2 cp, einer
Oberflächenspannung von 37 dyn/cm und einer zugeführten Menge von 4 cm³/min eingesetzt.
Als Führungsplatte bzw. Randführung wurde eine Platte, die eine Kantenbereichshöhe h
von 0,5 mm auf der Abgleitoberflächenseite hat, bzw. eine Führung, die einen Winkel θ
von 45º zwischen der oberen Oberfläche der Führungsplatte und der Abgleitoberfläche
hat, eingesetzt.
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Als Ort, an dem die Hilfsflüssigkeit bei einem Vergleichsbeispiel auf die obere
Oberfläche der Führungsplatte aufgebracht wurde, wurde die Position B in der Fig. 1 gewählt,
die oberhalb des Schlitzes für die oberste Schicht der drei Schichten, die gleichzeitig
aufgebracht werden sollen, liegt. Als Ort, der als Hilfsflüssigkeitinjektionspunkt der
vorliegenden Erfindung dient, von welchem die Hilfsflüssigkeit auf die obere Oberfläche der
Führungsplatte aufgebracht wird, wurde die Position A gewählt, die einen Abstand von
nicht mehr als 10 mm in Richtung der Führungsplatte von der Grenzlinie 7 hat, die
zwischen der Führungsplatte und der Randführung liegt. Die Bereiche der
ungleichmäßigen Beschichtung in den obigen zwei Fällen der Vergleichsausführungsform und der
vorliegenden Erfindung wurden miteinander für jede der drei Schichten verglichen. Die
Ergebnisse sind in Fig. 3 und Tabelle 1 gezeigt. Die Breite wi eines ungleichmäßigen
Bereiches ist die Breite von einem Beschichtungsrandbereich zu einer Position, die zu
einem Dickenunterschied Δdi 1> 0,03 di (i = 1,2,3,...) der vermessenen Schicht gehört.
Hier stellt di die Schichtdicke eines gleichmäßigen Bereiches der vermessenen Schicht
dar.
Tabelle 1
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Wie in Fig. 3 und der Tabelle 1 gezeigt konnte bei dem Fall, bei dem die Hilfsflüssigkeit
entsprechend der vorliegenden Erfindung an der Position A zugeführt wurde, der
ungleichmäßige Beschichtungsbereich der drei Schichten auf einen Bereich von nicht
mehr als 10 mm von dem Beschichtungsrandbereich begrenzt werden. In dem Fall
jedoch, in dem die Hilfsflüssigkeit an einer Position B zugeführt wurde, ist der
ungleichmäßige Bereich der drei Schichten auf einen Bereich von 27 mm von dem
Beschichtungsrandbereich verbreitert.
(Beispiel 2)
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Eine Alkali-behandelte Gelatinelösung (10 Gew.-%), die Natriumdodecylbenzol-sulfonat
(0,15 Gew.-%) enthält, wurde mit Natriumpolystyrol-sulfonat verdickt, um eine Flüssigkeit
mit einer Viskosität von 60 cp und einer Oberflächenspannung von 32 dyn/cm zu
erhalten. Die so verdickte Flüssigkeit wurde als Beschichtungsflüssigkeit eingesetzt.
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Als Beschichtungsmethode wurde ein Verfahren zum gleichzeitigen Aufbringen von drei
Schichten unter Einsatz eines Gleitabgebers eingesetzt, bei welchem die
Beschichtungsflüssigkeit aus jedem der drei Schlitze mit einer Rate von 1,3 cm³/cm 5
ausgegeben wurde.
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Als Hilfsflüssigkeit wurde eine Flüssigkeit mit einer Viskosität von 1 bis 2 cp eingesetzt,
die von dem obenerwähnten Ort A eingebracht wurde, wobei ihre Oberflächenspannung
in drei verschiedenen Fällen geändert wurde.
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In dem Fall, in dem die Oberflächenspannung der Hilfsflüssigkeit 30 dyn/cm ist, was
kleiner als die Oberflächenspannung des Beschichtungsfilmes von 32 dyn/cm ist, ist der
freifallende Beschichtungsfllm instabil. In dem Fall jedoch, bei dem die
Oberflächenspannung der Hilfsflüssigkeit auf 37 und 70 dyn/cm geändert wurde, konnte der
freifallende Beschichtungsfllm stabil aufgebracht werden. Dementsprechend kann ein stabiler
freifallender Film durch Festlegen der Oberflächenspannung der Hilfsflüssigkeit auf
einen höheren Wert als die Oberflächenspannung des Beschichtungsfilmes gebildet
werden.
(Beispiel 3)
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Die gleichen Bedingungen für die Beschichtungsflüssigkeit und das
Beschichtungsverfahren wie in dem Beispiel 2 wurden eingesetzt. Als Hilfsflüssigkeit wird eine Flüssigkeit
mit einer Viskosität von 2 cp und einer Oberflächenspannung von 37 dynlcm, d.h. höher
als die Oberflächenspannung der Beschichtungsflüssigkeit, von dem obenerwähnten
Ort A als Hilfsflüssigkeitseinbringpunkt zugeführt, wobei die Flußrate der Hilfsflüssigkeit
aufeinanderfolgend auf 5 cm³/min und 20 cm³/min geändert wurde. Im Falle von
5 cm³/min war die Breite w&sub3; des ungleichmäßigen Bereiches 5 mm, jedoch in dem Fall
von 20 cm³/min war die Breite w&sub3; auf 10 mm verbreitert. Die obigen Ergebnisse zeigen,
daß vorzugsweise eine Flußrate der Hilfsflüssigkeit kleiner als 10 cm³/min gesetzt wird.
Wie es aus den obigen Beispielen deuuich wird, kann der ungleichmäßige
Beschichtungsbereich im Randbereich des Beschichtungsfilmes mit Hilfe des
Hilfsflüssigkeitseinbringpunktes, der Oberflächenspannung und der Zuführmenge der Hilfsflüssigkeit
entsprechend der vorliegenden Erfindung verringert werden. Es ist möglich, einen stabilen
freifallenden Film aufzubauen und aufzubringen.