DE69701034T2

DE69701034T2 - Vorrichtung und verfahren zur steuerung des luftüberschusses während der trocknung einer beschichtung auf einem substrat

Info

Publication number: DE69701034T2
Application number: DE69701034T
Authority: DE
Inventors: Thomas Ludemann; Brian Strobush; Robert Yapel; Roger Yonkoski
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-05
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2017-03-06
Also published as: AU1984497A; EP0890069B1; WO1997037183A1; US5621983A; DE69701034D1; EP0890069A1; JP2001506178A; AR006379A1

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung des Luftüberschusses während der Trocknung einer Beschichtung auf einem Substrat

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Trocknen von Beschichtungen auf einem Substrat und insbesondere Verfahren zum Trocknen von Beschichtungen, die bei der Herstellung von Bildgegenständen, d. h. Gegenständen bzw. Erzeugnissen zur Abbildung, Bilderzeugung oder Bildverarbeitung, verwendet werden.

Hintergrund der Erfindung

Die Herstellung hochqualitativer Bildgegenstände, insbesondere fotografischer, fotothermografischer und thermografischer Gegenstände, besteht aus dem Aufbringen eines dünnen Films bzw. einer dünnen Schicht einer Beschichtungslösung auf ein sich kontinuierlich bewegendes Substrat. Dünne Schichten können unter Verwendung verschiedener Techniken aufgebracht werden, die einschließen: Eintauchbeschichten, Vorwärts- oder Rückwärtsrollbeschichten, Drahtwickelbeschichten, Klingenbeschichten, Schlitzbeschichten, Gleitbeschichten und Florstreichbeschichten (siehe beispielsweise L. E. Scriven; W. J. Suszynski; Chem. Eng. Prog. 1990, September, S. 24). Beschichtungen können als Einzelschichten oder als zwei oder mehr übereinanderliegende Schichten aufgebracht werden. Obwohl es normalerweise am zweckmäßigsten ist, daß das Substrat in der Form eines durchgehenden bzw. kontinuierlichen Substrats vorliegt, kann das Substrat ebenfalls in der Form von aufeinanderfolgenden einzelnen Bögen vorliegen.
Die ursprüngliche Beschichtung ist entweder eine Mischung aus einem Fließmittel und Festpartikeln oder einer Lösung und muß getrocknet werden, um den fertiggestellten getrockneten Gegenstand zu erhalten. Während die Kosten eines Beschichtungsprozesses von der Beschichtungstechnik bestimmt werden, sind die Kosten eines Trocknungsprozesses oftmals proportional zu der gewünschten Fertigungsgeschwindigkeit (siehe E. D. Cohen; E. J. Lightfoot; E. B. Gutoff; Chem. Eng. Prog. 1990, September, S. 30). Die Fertigungs- oder Bandgeschwindigkeit wird durch die Leistungsfähigkeit des Ofens begrenzt. Zur Reduzierung von Kosten ist es daher wünschenswert, daß die Entfernung von Lösungs- oder Fließmittel aus der Beschichtung so effizient wie möglich ist. Dies wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß Wärme so effizient wie möglich auf den beschichteten Gegenstand geleitet wird. Dies wird oftmals dadurch bewirkt, daß die Geschwindigkeit des Trocknungs- bzw. Trockengases an der Beschichtungsoberfläche erhöht wird, wodurch die Wärmeübertragung und Verdampfung des Lösungs- oder Fließmittels erhöht wird und somit die Beschichtung schneller trocknet. Die hieraus resultierende turbulente Luft erhöht jedoch die Tendenz zur Bildung von Defekten.
Der Prozeß des Aufbringens einer Beschichtung auf ein Substrat und des Trocknens dieser Beschichtung auf dem Substrat kann von Natur aus Fehler erzeugen, beispielsweise Benard-Zellen, Apfelsinenschaleneffekt und Farbschwankungen. Benard-Zellen sind Defekte, die von einer kreisförmigen Bewegung innerhalb der Beschichtung, nachdem diese aufgebracht wurde, herrühren (siehe C. M. Hanson; P. E. Pierce; Cellular Convection in Polymer Coatings - An Assessment, 12 Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Develop. 1973, S. 67)
Der Apfelsinenschaleneffekt hängt mit den Benard- Zellen zusammen. Der Apfelsinenschaleneffekt tritt meist in Fluidbeschichtungen auf, die eine hohe Viskosität zum Festpartikelverhältnis haben. Dies beruht auf der Tendenz derartiger Systeme, in der mit Benard-Zellen zusammenhängenden Topografie beim Verlust von relativ kleinen Mengen von Fließmittel "einzufrieren". Die Topografie kann als ein feines Muster feiner Stellen ähnlich der Oberfläche einer Apfelsinenschale angesehen werden. Die Größe des Musters liegt in der Größenordnung von Millimetern und kleiner.
Farbschwankungen sind ein Defekt aufgrund eines unregelmäßigen Musters oder einer nicht gleichförmigen Dichte, der bei der Betrachtung fleckig erscheint. Diese Fleckigkeit kann grob oder fein sein. Das Muster kann sogar eine Orientierung in einer Richtung aufweisen. Die Größenordnung kann relativ klein oder ziemlich groß sein und in der Größenordnung von Zentimetern liegen. Die Flecken können als unterschiedliche Farben oder als Schattierungen der Farbe erscheinen. Bei Schwarz-Weiß- Bildmaterialien sind die Flecken im allgemeinen Grauschattierungen und können in nichtverarbeiteten Gegenständen verborgen bleiben, jedoch beim Entwickeln sichtbar werden. Farbschwankungen werden normalerweise durch Luftbewegung über der Beschichtung bevor diese in den Trockner eintritt, während sie in den Trockner eintritt oder in dem Trockner, verursacht (siehe z. B. "Modern Coating and Drying Technology," Eds. E. D Cohen, E. B. Gutoff, VCH Publishers, NY, 1992; S. 288).
Farbschwankungen sind ein Problem, das unter sehr unterschiedlichen Bedingungen auftritt. Beispielsweise treten Farbschwankungen häufig auf, wenn Beschichtungen, die Lösungen von Polymerharz in einem organischen Lösungsmittel aufweisen, auf Bahnen oder Bögen von synthetischen organischen Polymeresubstraten aufgebracht werden. Farbschwankungen sind ein besonders ernstes Problem, wenn die Beschichtungslösung ein flüchtiges organisches Fließ- oder Lösungsmittel enthält, sie kann jedoch in einem beachtlichen Ausmaß selbst dann auftreten, wenn wäßrige Beschichtungszusammensetzungen oder Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden, die ein organisches Fließ- oder Lösungsmittel mit geringer Flüchtigkeit aufweisen. Farbschwankungen sind ein unerwünschter Defekt, da sie das Erscheinungsbild des Endprodukts verschlechtert. In einigen Fällen, beispielsweise bei Bildgegenständen, sind sie besonders unerwünscht, da sie in nachteiliger Weise die Funktion des beschichteten Gegenstands beeinflussen.
Substrate, die beschichtet wurden, werden oftmals unter Verwendung eines Trockenofens getrocknet, der ein Trockengas enthält. Das Trockengas, normalerweise Luft, wird auf eine geeignete höhere Temperatur erwärmt und in Berührung mit der Beschichtung gebracht, um die Verdampfung des Lösungsmittels bzw. Fließmittels zu bewirken. Das Trockengas kann auf verschiedene Art und Weise in den Trockenofen eingeführt werden. Typischerweise wird das Trockengas in einer Weise eingeführt, die es gleichmäßig über die Oberfläche der Beschichtung verteilt unter sorgfältig gesteuerten Bedingungen, die so ausgelegt sind, daß sie ein minimales Ausmaß an Störung der aufgebrachten Schicht ergeben. Das verbrauchte Trockengas, d. h. das Trockengas, welches mit von der Beschichtung verdampftem Lösungsmittel- bzw. Fließmitteldampf beladen ist, wird kontinuierlich aus dem Trockner abgezogen.
Viele industrielle Trockner verwenden eine Anzahl individueller einzelner Zonen, um Flexibilität bezüglich der Trocknungscharakteristiken längs des Trocknungsweges zu ermöglichen. Beispielsweise beschreibt das U.S.-Patent Nr. 5,060,396 einen in Zonen eingeteilten zylindrischen Trockner zum Entfernen von Lösungsmittel aus einem bewegten Substrat. Die Trockenzonen sind physikalisch getrennt und jede Trockenzone kann mit einer unterschiedlichen Temperatur und einem unterschiedlichen Druck betrieben werden. Mehrere Trockenzonen sind wünschenswert, da sie die Verwendung von sukzessiv niedrigerer Lösungsmitteldampfzusammensetzung erlauben. Das deutsche Patent Nr. DD 236,186 beschreibt die Steuerung der Feuchtigkeit und Temperatur jeder Trockenzone, um maximale Trocknung bei minimalen Kosten zu erreichen. Das Sowjet-Patent Nr. SU 620766 beschreibt einen mehrstufigen Holztrockner mit stufenweise erhöhter Temperatur, der die Spannung innerhalb des Holzes reduziert.
Wenn mehrere Zonen in einem Ofen vorhanden sind, sind diese üblicherweise voneinander getrennt bzw. isoliert. Das beschichtete Substrat wird zwischen den Zonen durch einen Schlitz übertragen. Um die Luftströmung und Wärmeübertragung zwischen den Zonen zu minimieren und um es zu ermöglichen, die Trocknungsbedingungen in jeder Zone effektiv zu steuern, weist dieser Schlitz typischerweise einen Querschnitt auf, der so klein wie möglich ist, um noch zu ermöglichen, daß das Substrat zwischen den Zonen hindurchtreten kann. Die nebeneinanderliegenden Zonen sind jedoch durch den Schlitz in Verbindung miteinander und es besteht somit typischerweise eine Druckdifferenz zwischen den Zonen. Luft strömt von einer Zone in die andere und da die Abmessungen des Schlitzes klein sind, ist die Gasgeschwindigkeit der Luft groß. Die Schlitze zwischen den Öfen neigen daher dazu, Quellen für Farbschwankungsdefekte zu sein.
Das U.S.-Patent Nr. 4,365,423 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen zur Reduzierung von Farbschwankungen. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform dieser Erfindung. Die Trockenvorrichtung 2A verwendet ein Foramin-Schild 4A, um die flüssige Beschichtung 6A vor Luftstörungen zu schützen. Das Foramin-Schild 4A ist als ein Schirm oder eine perforierte Platte geschrieben, die eine "Ruhezone" über dem Substrat bereitstellt, um gleichförmige Übertragungsbedingungen von Wärme und Masse zu fördern. Es wird ebenfalls angemerkt, daß das Schild 4A das Ausmaß begrenzt, in dem verbrauchtes Trockengas, das auf die flüssige Beschichtung 6A auftrifft, mit der Oberfläche der Beschichtung in Berührung gelangt. Von diesem Verfahren wird berichtet, daß es besonders vorteilhaft zum Trocknen von fotografischen Materialien sei, insbesondere von solchen, die eine oder mehrere Schichten aufweisen, die aus Beschichtungszusammensetzungen gebildet sind, welche flüchtige organische Lösungsmittel enthalten. Diese Vorrichtung und dieses Verfahren weisen den Nachteil auf, daß sie die Trockengeschwindigkeit verzögern.
Das U.S.-Patent Nr. 4,999,927 offenbart eine andere Vorrichtung und ein anderes Verfahren zum Trocknen einer flüssigen Schicht, die auf ein Trägermaterial aufgebracht wurde, welches durch eine Trocknungszone bewegt wird, und die sowohl verdampfungsfähige Lösungsbestandteile als auch nicht verdampfungsfähige Bestandteile enthält. Fig. 2 zeigt diese Vorrichtung 2B und das Verfahren. Trockengas fließt in die Richtung des Trägermaterials 8B und wird innerhalb der Trocknungszone in Richtung der Strömung beschleunigt. Auf diese Weise wird die laminare Strömung der Grenzschicht des Trockengases in der Nähe der flüssigen Schicht auf dem Trägermaterial beibehalten. Durch Vermeidung von turbulenter Luftströmung werden Farbschwankungen reduziert.
Beispiele von zwei anderen bekannten Trockenvorrichtungen und -verfahren sind in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Fig. 3 zeigt schematisch eine bekannte Trockenvorrichtung 2C, in der Luft (siehe Pfeile) von einem Ende einer Umhüllung zu einem anderen Ende strömt. Die Luftströmung ist in Fig. 3 parallel dargestellt und entgegen der Bewegungsrichtung des beschichteten Substrats (d. h., Gegenströmung). Luftströmung, die parallel gleichströmt, ist ebenfalls bekannt.
Fig. 4 zeigt schematisch eine bekannte Trockenvorrichtung 2D, die die Erzeugung einer aufprallenden Luftströmung (siehe Pfeile) verwendet, welche mehr senkrecht zur Ebene des Substrats 8D ist. Die aufprallende bzw. aufgeblasene Luft wirkt zudem als eine Einrichtung, die das Substrat durch den Ofen trägt bzw. in der Schwebe hält.
Das U.S.-Patent Nr. 4,051,278 beschreibt ein Verfahren zum Reduzieren von Farbschwankungen, die durch Verdampfung von Lösungsmittel in der Beschichtungszone verursacht werden. Die Beschichtung eines Substrats mit reduzierten Farbschwankungen, beispielsweise Beschichtung einer Zusammensetzung, die ein filmbildendes Material in einer verdampfungsfähigen flüssigen Trägermasse auf einer flexiblen Bahn oder synthetischem organischen Polymer umfaßt, wird dadurch erreicht, daß zumindest zwei der nachfolgenden Punkte bei einer Temperatur, die im wesentlichen gleich der Gleichgewichtsoberflächentemperatur der aufgebrachten Schicht in der Beschichtungszone ist, beibehalten werden: (1) die Temperatur der Atmosphäre an der Beschichtungsstelle; (2) die Temperatur der Beschichtungszusammensetzung an der Beschichtungsstelle; und (3) die Temperatur des Substrats an der Beschichtungszone. Die Gleichgewichtsoberflächentemperatur ist definiert als die Temperatur, die von der Oberfläche einer Schicht der Beschichtungszusammensetzung unter stationären Bedingungen der Wärmeübertragung, die der Verdampfungskühlung der Schicht an der Beschichtungszone folgt, annimmt. Nach dem Beschichten wird das Trocknen der aufgebrachten Schicht durch konventionelle Techniken durchgeführt. Diese Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Trocknen, wobei die Bildung von Farbschwankungen durch Steuern der Temperatur (d. h., durch Kühlen) an der Beschichtungszone verhindert wird und spricht nicht eine Temperatursteuerung oder die Bildung von Farbschwankungen innerhalb des Trockenofens an. Zudem würde dieses Verfahren lediglich für Beschichtungen nützlich sein, die infolge von Verdampfungskühlung deutlich abkühlen, was anschließend Farbschwankungen verursacht.
Das U.S.-Patent Nr. 4,872,270 beschreibt ein Verfahren zum Trocknen von Wasser und ein oder mehrere hochsiedende organische Lösungsmittel enthaltender Latexfarbe, die auf einen Trägerfilm aufgebracht ist. Das Verfahren ergibt eine getrocknete Farbschicht, die frei von Aufwölbungen und Blasen ist. Der beschichtete Film wird kontinuierlich durch eine Reihe von zumindest drei Trockenstufen geführt in Berührung mit warmer, gemäßigt feuchter Luft und mehr als der Hälfte der zum Verdampfen erforderlichen Wärme wird auf die Unterseite des Films aufgebracht. Die Trocknungsbedingungen in zumindest jeder der ersten drei Stufen werden so gesteuert, daß ein Filmtemperaturprofil beibehalten wird, welches bewirkt, daß Wasser mit einer gemäßigten Rate verdampft, jedoch schneller als die organischen Lösungsmittel, so daß Koaleszenz der Farbe erreicht und das Einschließen von Flüssigkeiten in einer an der Oberfläche gehärteten Farbschicht vermieden wird. Es wird berichtet, daß das Bilden von Blasen dadurch eliminiert wird, daß der Dampfdruck des flüchtigen Lösungsmittels innerhalb des Films kontrolliert wird. Die Bildung von Farbschwankungen tritt infolge anderer Mechanismen auf als Blasen und erfordert unterschiedliche Verfahren zum Steuern und Eliminieren.
Das U.S.-Patent Nr. 4,894,927 beschreibt einen Prozeß zum Trocknen einer bewegten Bahn, die mit einer ein entflammbares organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschichtungszusammensetzung beschichtet ist. Die Bahn wird durch einen Ofen eines geschlossenen Typs hindurchgeführt, der mit einem Inertgas gefüllt ist und ebene Heizelemente über und unter der Bahn aufweist. Es wird berichtet, daß die beschichtete Oberfläche durch die Bewegung des Inertgases infolge der geringen Menge des erforderlichen Gases kaum beeinflußt wird. Die kritischen Aspekte des Gasströmungssystems oder die Notwendigkeit, Farbschwankungen zu vermeiden, wird nicht diskutiert.
Das U.S.-Patent Nr. 5,077,912 beschreibt einen Prozeß zum Trocknen einer kontinuierlich laufenden Bahn, die mit einer ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Beschichtungszusammensetzung beschichtet ist. Die Beschichtung wird zunächst durch Verwendung heißer Luft getrocknet, bis die Beschichtung handtrocken ist. Es ist ausreichend, daß die Trocknungsbedingungen wie Temperatur und Geschwindigkeit der warmen Luft so eingestellt sind, daß die Handtrockenbedingung erreicht wird. Handtrocken entspricht einer Viskosität von 10&sup8; bis 10¹&sup0; Poise. Restlösungsmittel wird daraufhin unter Verwendung einer geheizten Walze entfernt. Es wird gesagt, daß dieses Verfahren Trocknungsdefekte reduziert, die Trocknungszeit verringert und die Ofengröße verkleinert. Der Aufbau des Ofens, das Trockenverfahren oder die kritischen Aspekte des Gasströmungssystems und -weges werden nicht diskutiert.
Das U.S.-Patent Nr. 5,147,690 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen eines flüssigen Films auf einem Substrat, das bzw. die ein unteres Gas- oder Luftzuführsystem und ein oberes Gas- oder Luftzuführsystem beinhaltet. Erwärmtes Gas auf der Unterseite des Substrats bildet ein Tragkissen für das Substrat und liefert gleichzeitig Trocknungsenergie an das Substrat. Die Abluft wird durch Rückkehrkanäle entsorgt. Die Schlitze für die Gaszufuhr und -abfuhr sind abwechselnd in dem unteren Gassystem angeordnet. Das obere Gas- oder Luftzuführsystem hat eine größere Breite als das untere Gas- oder Luftzuführsystem. In dem oberen Gas- oder Luftzuführsystem wird die zugeführte Luft oder das zugeführte Gas durch Leiteinrichtungen auf das Substrat verteilt und über der Substratbahn als Abluft oder Abgas entnommen. Das obere Gas- oder Luftzuführsystem ist unterteilt in Abschnitte für die zugeführte Luft und die Abluft, wobei jeder Abschnitt zwei Filterplatten aus porösem Material aufweist.
Das U.S.-Patent Nr. 5,433,973 offenbart ein Verfahren zum Beschichten magnetischer Aufzeichnungsmedien auf ein Substrat, wobei die Beschichtung im wesentlichen frei von Benard-Zellen ist. Das Verfahren umfaßt die Schritte des (a) Bereitstellen einer Dispersion, die ein polymeres Bindemittel, ein Pigment und ein Lösungsmittel aufweist; (b) Aufbringen der Dispersion auf die Oberfläche eines Substrats; (c) Trocknen der Dispersion; (d) Berechnen der Werte u, β und d, die die Viskosität, den Temperaturgradient und die Feuchtstärke bzw. den Feuchtwert der Dispersion darstellen; und (e) Beibehalten des Wertes
β d²/u
während des Durchführens der Schritte (a), (b) und (c) unterhalb eines Schwellenwertes, der ausreichend ist, im wesentlichen die Bildung von Benard-Zellen in der Beschichtung des magnetischen Aufzeichnungsmediums zu verhindern. Das Innere des Trockenofens und die Anordnung von Lufteinlässen und -auslässen wurden nicht diskutiert.
Eine Anzahl von Verfahren beinhaltet die Steuerung des Trockengases innerhalb des Ofens. Beispielsweise beschreibt das U.S.-Patent Nr. 5,001,845 ein Steuersystem für einen industriellen Trockner, das dazu verwendet wird, ein entflammbares Lösungsmittel oder Dämpfe von einem bewegten Bandmaterial zu entfernen. Sensoren innerhalb jeder Zone messen den Sauerstoffgehalt der unter Druck gesetzten Atmosphäre. Wenn der Sauerstoffgehalt eine gegebene Grenze übersteigt, wird ein Inertgas hinzugefügt. Gleichzeitig wird der Druck innerhalb des Ofengehäuses beibehalten durch Ablassen von überschüssigem Gas in die Atmosphäre.
Das U.S.-Patent Nr. 5,136,790 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen einer eine Flüssigkeit tragenden kontinuierlich bewegten Bahn, wobei die Bahn durch einen Trockner geführt wird, in dem die Bahn einer rezirkulierenden Strömung von erwärmtem Trockengas ausgesetzt ist. Das Abgas wird geteilt und von der rezirkulierenden Gasströmung mit einer Gasgeschwindigkeit abgezogen, die zwischen einem maximalen Niveau und einem minimalen Niveau variabel ist, und das Ausgleichsgas wird der rezirkulierenden Gasströmung mit einer Gasgeschwindigkeit hinzugefügt, die ebenfalls zwischen einem maximalen Niveau und einem minimalen Niveau variabel ist. Eine Prozeßvariable wird erfaßt und mit einem ausgewählten Einstellpunkt verglichen. Eine erste der vorstehend genannten Strömungsgeschwindigkeiten wird so eingestellt, daß die Prozeßvariable an dem ausgewählten Einstellpunkt beibehalten wird, und eine zweite der vorstehend genannten Strömungsgeschwindigkeiten wird als Reaktion auf die Einstellungen der ersten Trockengasgeschwindigkeit so eingestellt, daß sichergestellt ist, daß die erste Trockengasgeschwindigkeit zwischen ihrem maximalen und minimalen Niveau bleibt. Das Innere des Trockenofens und die Anordnung der Lufteinlässe und -auslässe werden nicht diskutiert.
Das Sowjet-Patent Nr. SU 1,276,889 beschreibt ein Verfahren zum Steuern von Trockengas durch Steuern der Luftgasgeschwindigkeit innerhalb des Ofens. Bei diesem Verfahren wird die Lüfterdrehzahl in einer Zone eingestellt, wodurch die Luftströmungsgeschwindigkeit gesteuert wird, um die Bandtemperatur am Auslaß bei einer bestimmten Temperatur zu halten. Dieser Ansatz ist dadurch begrenzt, daß ein Anheben der Luftgasgeschwindigkeit, um die Trockenanforderungen zu erfüllen, zu Farbschwankungen führen kann.
Der physikalische Zustand des trocknenden Bandes kann ebenfalls zum Steuern des Trockenofens verwendet werden. Beispielsweise wurde in dem vorstehend genannten Sowjet-Patent Nr. SU 1,276,889 die Temperatur des Bandes am Auslaß des Ofens dazu verwendet, die Luftströmungsgeschwindigkeit einzustellen.
Das U.S.-Patent Nr. 5,010,659 beschreibt ein Infrarottrockensystem zum Überwachen der Temperatur, des Feuchtigkeitsgehalts und anderer physikalischer Eigenschaften an speziellen Zonenstellen längs der Breite eines bewegten Bandes sowie die Verwendung eines Computersteuersystems zum Aktivieren und Steuern über begrenzte Zeitabschnitte von einer Vielzahl von Infrarotlampen zum Ausgleichen physikalischer Eigenschaften und Trocknen des Bandes. Das Infrarottrockensystem ist besonders nützlich in der Industrie für grafische Kunst, der Beschichtungsindustrie und der Papierindustrie sowie bei anderen Anwendungsbereichen, die es erfordern, daß physikalische Eigenschaften profiliert werden und die Breite eines bewegten Bandmaterials getrocknet wird. Das Innere des Trockenofens und die Anordnung von Lufteinlässen und -auslässen werden nicht diskutiert.
Das U.S.-Patent Nr. 4,634,840 beschreibt ein Verfahren zum Steuern der Trockentemperatur in einem Ofen, der für die Wärmebehandlung thermoplastischer Bögen und Filme verwendet wird. Ein breiter und durchgehender Bogen oder Film wird gleichförmig in hochpräziser Weise und mit einem speziellen Temperaturprofil erwärmt durch Verwendung einer Vielzahl von Strahlungswärmeöfen, wobei im Inneren eines jeden Strahlungswärmeofens mehrere Reihen von Heizelementen rechtwinklig zur Ausgaberichtung des zu erwärmenden Bogens oder Films angeordnet sind. Ein Thermometer zum Messen der Temperatur des Bogens oder Films ist in der Nähe eines Auslasses für den Bogen oder Film außerhalb jedes Wärmestrahlungsofens angeordnet. Die Ausgangsleistungen von Wärmeelementen, die in den Strahlungswärmeöfen angeordnet sind, welche sich direkt vor den entsprechenden Thermometern befinden, werden unter Verwendung eines Computers auf der Basis der von den entsprechenden Thermometern erfaßten Temperaturen gesteuert.
Zwei andere Patente befassen sich mit Trocknungsproblemen, jedoch nicht mit dem Problem der Farbschwankungen. Das U.S.-Patent Nr. 3,849,904 beschreibt die Verwendung einer mechanischen Luftströmungsbegrenzung am Rand eines Bandes. Es wird bemerkt, daß einstellbare Randbegrenzungen eine Dichtung mit der Unterseite eines Stoffes bilden, was erlaubt, daß an dem Rand unterschiedliche Wärmebedingungen auftreten. Dies ermöglicht es, daß der Rand des Stoffes gekühlt wird, während der Rest des Stoffes erwärmt wird. Dieser Ansatz ist jedoch nicht vorteilhaft, wenn ein Polymersubstrat verwendet wird. Das mögliche Zerkratzen des Polymersubstrats kann kleine Partikel erzeugen, die sich auf der Beschichtung absetzen können. Das U.S.- Patent Nr. 3,494,048 beschreibt die Verwendung einer mechanischen Einrichtung, um die Luftströmung am Rand der Bahn zu teilen. Es wird bemerkt, daß Leiteinrichtungen Luft ablenken und davon abhalten, hinter Papier in einen Farbtrockner einzudringen und das Papier von einer Trommel anzuheben. Das Halten des Papiers auf der Trommel verhindert, daß trocknende Farbe verschmiert wird.
Es besteht Bedarf an einer Trockenvorrichtung, und einem Verfahren, die bzw. das einen oder mehrere Defekte wie beispielsweise Farbschwankungen und Apfelsinenschaleneffekt reduziert oder gar eliminiert und dennoch einen hohen Durchsatz erlaubt. Zusätzlich zur Trocknung von Beschichtungen, die zur Herstellung von fotothermografischen, thermografischen und fotografischen Gegenständen verwendet werden, erstreckt sich der Bedarf an verbesserten Trockenvorrichtungen und -verfahren auf das Trocknen von Beschichtungen von Klebemitteln, Magnetaufzeichnungslösungen, Grundierungslösungen und dergleichen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden zum Trocknen beschichteter Substrate und insbesondere zum Trocknen von beschichteten Substraten, die in der Herstellung von fotothermografischen, thermografischen und fotografischen Gegenständen verwendet werden. Von größerer Wichtigkeit ist es, daß die vorliegende Erfindung dies erreichen kann ohne signifikante Farbschwankungen zu verursachen und bei höheren Bahngeschwindigkeiten als bekannte Trockenverfahren.
Eine Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Verdampfen eines Beschichtungsfließmittels bzw. -lösungsmittels aus einer Beschichtung auf einer ersten Substratoberfläche von einem ersten Substrat und Minimieren der Bildung von Farbschwankungen, wenn das Beschichtungsfließmittel bzw. -lösungsmittel verdampft. Das erste Substrat hat zudem eine zweite Substratoberfläche und eine erste Substratbreite. Die Beschichtung hat einen ersten Beschichtungsrand und einen gegenüberliegenden zweiten Beschichtungsrand auf dem ersten Substrat. Das Verfahren beinhaltet den Schritt des Bereitstellens eines Trocknungsweges für ein Substrat innerhalb eines Trockenofens. Der Trockenofen weist eine Vielzahl von aerodynamischen Körpern, im folgenden Profile genannt, auf, die in der Nähe der zweiten Substratoberfläche angeordnet sind. Jedes der Profile weist einen Profilschlitz auf, durch den ein Trockengasstrom dem Trockenofen zugeführt wird. Der Profilschlitz hat eine Schlitzlänge und ein erstes Schlitzende. Ein anderer Schritt beinhaltet das Einstellen der Profilschlitzlänge so, daß sie nicht signifikant größer ist als die erste Substratbreite, um die Luftströmung über den ersten und zweiten Beschichtungsrand zu minimieren, was die Bildung von Farbschwankungen minimiert. Ein anderer Schritt beinhaltet das Aufbringen der Farbe auf die erste Substratoberfläche des ersten Substrats, um ein erstes beschichtetes Substrat zu bilden. Das erste Substrat weist die erste Substratbreite auf und hat ein erstes Substratende. Ein anderer Schritt beinhaltet das Transportieren des ersten beschichteten Substrats durch den Trocknungsweg.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Verdampfen eines Beschichtungslösungsmittels bzw. -fließmittels von einer Beschichtung auf einer ersten Substratoberfläche auf einem Substrat und das Minimieren der Bildung von Farbschwankungen, wenn das Beschichtungslösungsmittel bzw. -fließmittel verdampft. Das erste Substrat weist ebenfalls eine zweite Substratoberfläche und eine erste Substratbreite auf. Die Beschichtung weist einen ersten Beschichtungsrand und einen gegenüberliegenden zweiten Beschichtungsrand auf dem ersten Substrat auf. Das Verfahren beinhaltet den Schritt des Bereitstellens eines Trocknungsweges für das Substrat innerhalb eines Trockenofens. Der Trockenofen weist eine Vielzahl von Quellen von Trockengas auf, das auf die zweite Substratoberfläche auftrifft bzw. aufgeblasen wird. Die Quellen sind in der Nähe der zweiten Substratoberfläche angeordnet. Jede der Trockengasquellen weist eine Quellenlänge auf. Ein anderer Schritt beinhaltet die Einstellung der Quellenlänge dahingehend, daß sie nicht signifikant größer ist als die Substratbreite, um die Gasströmung über den ersten und zweiten Beschichtungsrand zu minimieren, wodurch die Bildung von Farbschwankungen minimiert wird. Ein anderer Schritt beinhaltet das Aufbringen der Beschichtung auf die erste Substratoberfläche des Substrats, um ein beschichtetes Substrat zu bilden. Ein anderer Schritt beinhaltet das Transportieren des beschichteten Substrats durch den Trocknungsweg.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zum Durchführen der oben beschriebenen Verfahren.
Der hierin verwendete Begriff:
"Fotothermografischer Gegenstand" bedeutet einen Aufbau, der zumindest eine fotothermografische Emulsionsschicht und irgendwelche Substrate, Überzugsschichten, Bildaufnahmeschichten, Sperrschichten, Lichthofschutzschichten, Zwischen- oder Grundierungsschichten etc. aufweist.
"Thermografischer Gegenstand" bedeutet einen Aufbau, der zumindest eine thermografische Emulsionsschicht und irgendwelche Substrate, Überzugsschichten, Bildaufnahmeschichten, Sperrschichten, Lichthofschutzschichten, Zwischen- oder Grundierungsschichten etc. aufweist.
"Emulsionsschicht" bedeutet eine Schicht eines fotothermografischen Elements, das das lichtempfindliche Silberhalogenid und nicht lichtempfindliches reduzierbares Silberquellenmaterial enthält; oder eine Schicht des thermografischen Elements, das das nicht lichtempfindliche reduzierbare Silberquellenmaterial enthält.
Andere Aspekte, Vorteile und Nutzen der vorliegenden Erfindung werden anhand der detaillierten Beschreibung, Beispiele und Patentansprüche offenbart und hieraus ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die zuvor erläuterten Vorteile, der Aufbau und die Funktion der vorliegenden Erfindung werden weiter verdeutlicht anhand der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer bekannten Trockenvorrichtung;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer anderen bekannten Trockenvorrichtung;
Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht einer anderen bekannten Trockenvorrichtung;
Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht einer anderen bekannten Trockenvorrichtung;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer Trockenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Seitenteilansicht der in Fig. 5 gezeigten Trockenvorrichtung;
Fig. 7 ist eine Teilschnittansicht der in Fig. 6 gezeigten Trockenvorrichtung;
Fig. 8 ist eine Teilschnittansicht der in Fig. 6 gezeigten Trockenvorrichtung;
Fig. 9 ist eine Schnittansicht der in Fig. 6 gezeigten Trockenvorrichtung von vorne;
Fig. 10 ist eine schematische Seitenansicht eines Profils und eines Luftstegs, die in den Fig. 5 bis 9 gezeigt sind;
Fig. 11 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der in den Fig. 5 bis 10 gezeigten Trockenvorrichtung;
Fig. 12 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der in den Fig. 5 bis 11 gezeigten Trockenvorrichtung;
Fig. 13 ist ein Graph, der die konstante Temperatur des Trockengases innerhalb des Trockenofens und die resultierenden Beschichtungstemperaturen als Funktion des Weges, der in dem Ofen zurückgelegt wird, zeigt;
Fig. 14 ist ein Graph, der die maximal erlaubte Wärmeübertragungsgeschwindigkeit und die tatsächliche Wärmeübertragungsgeschwindigkeit der Beschichtung als Ergebnis der in Fig. 13 gezeigten konstanten Trockengastemperatur darstellt;
Fig. 15 ist ein Graph, der die resultierenden Beschichtungstemperaturen als eine Funktion des in dem Ofen zurückgelegten Weges darstellt, wenn die Beschichtung zwei unterschiedlichen Trockengastemperaturen ausgesetzt ist;
Fig. 16 ist ein Graph, der die maximal erlaubte Wärmeübertragungsgeschwindigkeit und die tatsächliche Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf die Beschichtung darstellt als Ergebnis davon, daß diese den zwei in Fig. 15 gezeigten Trockengastemperaturen ausgesetzt ist;
Fig. 17 ist ein Graph, der die resultierenden Beschichtungstemperaturen als eine Funktion der in dem Ofen zurückgelegten Temperatur zeigt, wenn die Beschichtung drei unterschiedlichen Trockengastemperaturen ausgesetzt ist;
Fig. 18 ist ein Graph, der die maximal erlaubte Wärmeübertragungsgeschwindigkeit und die tatsächliche Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf die Beschichtung darstellt als Ergebnis davon, daß diese den drei in Fig. 17 dargestellten Trockengastemperaturen ausgesetzt ist;
Fig. 19 ist ein Graph, der die resultierenden Beschichtungstemperaturen als Funktion des innerhalb des Ofens zurückgelegten Weges zeigt, wenn die Beschichtung 15 unterschiedlichen Trockengastemperaturen ausgesetzt ist;
Fig. 20 ist ein Graph, der die maximal erlaubte Wärmeübertragungsgeschwindigkeit und die tatsächliche Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf die Beschichtung darstellt als ein Ergebnis davon, daß diese den in Fig. 19 gezeigten 15 Trockengastemperaturen ausgesetzt ist;
Fig. 21 ist ein Graph, der die resultierenden Beschichtungstemperaturen als eine Funktion des in dem Ofen zurückgelegten Weges zeigt, wenn die Beschichtung 15 unterschiedlichen Trockengastemperaturen ausgesetzt wird, wobei die maximal erlaubbare Wärmeübertragungsgeschwindigkeit längs der Länge des Ofens zunimmt;
Fig. 22 ist ein Graph, der die maximal erlaubbare Wärmeübertragungsgeschwindigkeit und die tatsächliche Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf die Beschichtung darstellt als Ergebnis davon, daß diese den in Fig. 19 gezeigten 15 Trockengastemperaturen ausgesetzt wird; und
Fig. 23 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der allgemein in Fig. 5 gezeigten Trockenvorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine Trockenvorrichtung 10 ist allgemein in Fig. 5 dargestellt und genauer in den Fig. 6 bis 10. Die Trockenvorrichtung 10 ist verwendbar zum Trocknen einer Beschichtung 12, die aufgebracht wurde (d. h. beschichtet) auf ein Substrat 14, um ein beschichtetes Substrat 16 zu bilden. Wenn die Beschichtung 12 ein filmbildendes Material oder anderes in einer verdampfbaren Trägerflüssigkeit gelöstes, dispergiertes oder emulgiertes festes Material aufweist, verdampft eine Trockeneinrichtung die verdampfbare Trägerflüssigkeit (z. B. das Lösungsmittel bzw. Fließmittel), so daß eine getrocknete, filmförmige oder aus Festpartikeln bestehende Lage (z. B. eine Klebeschicht oder eine fotothermografische Schicht) auf dem Substrat 14 verbleibt. Im folgenden wird der allgemeinere Begriff "verdampfbare Trägerflüssigkeit" als ein "Lösungsmittel" bezeichnet.
Obwohl die Trockenvorrichtung 10 für viele verschiedene Beschichtungen geeignet ist, ist sie besonders geeignet zum Trocknen fotothermografischer und thermografischer Beschichtungen, um fotothermografische und thermografische Gegenstände herzustellen. Die Trockenvorrichtung 10 kann solche Beschichtungen in relativ kurzer Zeit trocknen, wobei sie die Bildung von durch Trocknung hervorgerufenen Defekten wie beispielsweise Farbschwankungen minimiert. Die nachfolgende Offenbarung beschreibt Ausführungsformen der Trockenvorrichtung 10, Ausführungsformen des Verfahrens zur Verwendung der Trockenvorrichtung 10 und Details, die Materialien betreffen, welche besonders geeignet sind zum Trocknen durch die Trockenvorrichtung 10.

Die Trockenvorrichtung 10

Die Fig. 5 bis 10 zeigen eine Ausführungsform der Trockenvorrichtung 10, die allgemein ein Trockengehäuse 17 mit einer ersten Zone 18 und einer zweiten Zone 20 aufweisen kann. Die erste und zweite Zone 18, 20 können durch eine Zonenwand 22 geteilt sein. Wie später im Rahmen dieser Offenbarung deutlicher werden wird, ist die erste Zone 18 von primärer Bedeutung. Die erste Zone 18 und die zweite Zone 20 können jeweils ein unterschiedliches Trockenmilieu bzw. Trockenumgebungsbedingungen bereitstellen. Zusätzlich kann die erste Zone eine Vielzahl von Trockenumgebungsbedingungen bereitstellen, wie im folgenden erläutert wird.
Das Substrat 14 kann von einer Substratabwickelvorrichtung 24 abgewickelt werden und die Beschichtung 12 ist so dargestellt, daß sie von einer Beschichtungsvorrichtung 26 auf das Substrat 14 aufgebracht wird. Das beschichtete Substrat 16 kann durch einen Eintritt 27 für das beschichtete Substrat in die Trockenvorrichtung 10 eintreten und, wenn es durch die erste und zweite Zone 18, 20 geführt wird, getrocknet werden. Das beschichtete Substrat kann durch einen Austritt 28 für das beschichtete Substrat aus der Trockenvorrichtung 10 austreten und dann auf eine Wickelvorrichtung 29 für das beschichtete Substrat aufgewickelt werden. Obwohl das beschichtete Substrat 16 so dargestellt ist, daß es einem gekrümmten Weg durch die erste Zone 18 folgt, kann der Weg flach sein oder eine andere Form aufweisen. Obwohl das beschichtete Substrat 16 so gezeigt ist, daß es innerhalb der Zone 20 umgeleitet wird, so daß die beschichtete Bahn dreimal durch die Zone 20 verläuft, kann die Trockenvorrichtung 10 so aufgebaut sein, daß weniger oder mehr Durchtritte stattfinden.
Die erste Zone 18 ist genauer in den Fig. 6 bis 10 gezeigt und beinhaltet eine Anzahl von Profilen 30, die unterhalb des beschichteten Substrats 16 längs der Länge der ersten Zone 18 angeordnet sind. Die Profile 30 führen Trockengas (z. B. erwärmte Luft, Inertgas) der unteren Oberfläche des beschichteten Substrats 16 so zu, daß das beschichtete Substrat auf einem Trockengaskissen getragen wird. Das Trockengas wird durch einen Profilsammler 31 einer Gruppe von Profilen 30 zugeführt.
Die Temperatur und die Gasgeschwindigkeit eines von einer Gruppe von Profilen 30 zugeführten Trockengases kann durch Steuern der Temperatur und des Druckes des Trockengases in dem entsprechenden Profilsammler 31 gesteuert werden. Die unabhängige Steuerung der Temperatur und des Druckes des Trockengases innerhalb jedes Profilsammlers 31 erlaubt somit eine unabhängige Steuerung der Temperatur und der Gasgeschwindigkeit des von jeder Gruppe von Profilen 30 zugeführten Trockengases.
Obwohl jeder Profilsammler 31 so dargestellt ist, daß er eine Gruppe von entweder zwölf oder fünfzehn Profilen 30 versorgt, könnten andere Leitungsanordnungen verwendet werden. Ein Extremfall wäre, wenn ein Profilsammler 31 Trockengas lediglich einem Profil 30 zuführen würde. Bei dieser Anordnung würde die unabhängige Steuerung der Temperatur und des Druckes für jeden Profilsammler 31 dazu führen, daß die Temperatur und die Gasgeschwindigkeit des Trockengases, das aus jedem Profil 30 austritt, unabhängig gesteuert werden könnte.
Jedes der Profile kann einen Profilschlitz (die Seitenansicht hiervon ist in Fig. 10 gezeigt) aufweisen, durch den ein Trockengasstrom in die Trockenvorrichtung 10 eintritt. Der Profilschlitz kann eine Schlitzbreite aufweisen, die nicht signifikant größer ist als die Substratbreite, so daß Farbschwankungen an dem ersten und zweiten Beschichtungsrand minimiert werden. Die Einstellung der Breite beeinflußt auf diese Weise die Strömung des Trockengases um die Ränder des Substrats.
Wenn die Profilschlitzbreite etwa gleich oder schmaler ist als die Breite des Substrats, werden Farbschwankungen an den Rändern der Flüssigkeit reduziert.
Fig. 10 zeigt die Strömung der Luft aus einem Profilschlitz eines Profils 30 und Fig. 7 zeigt die Länge des Profils 30. Da der Schlitz so bereitgestellt werden kann, daß er bis zu den Enden des Profils 30 reicht, kann die Schlitzlänge praktisch so lang wie die Länge des Profils 30 sein. Da die Trockenvorrichtung 10 zum Trocknen von beschichteten Substraten 16 verwendet werden kann, die eine Breite haben, die deutlich geringer ist als die Profilschlitzlänge (sowie beschichtete Substrate 16 mit Breiten, die etwa gleich breit oder sogar breiter sind als die Profilschlitzlänge), kann eines oder beides der Enden des Profilschlitzes angepaßt bzw. begrenzt werden, so daß die Profilschlitzlänge etwa gleich der Breite des schmaleren beschichteten Substrats ist. Die Länge der Schlitze kann randbegrenzt oder eingestellt werden durch Abdecken eines größeren oder kleineren Teils der Enden der Schlitze mit einem Material wie beispielsweise einem Klebeband. Alternativ kann eine Metallplatte an jedem Ende der Profilschlitze nach innen oder außen bewegbar sein, um einen größeren oder kleineren Teil des Profilschlitzes zu schließen. Die Schlitzenden können zudem mit einem Material wie etwa einem anpaßbaren Material (z. B. Gummi) verstopft werden.
Untere Auslaßöffnungen 32 sind unterhalb der Profile 30 angeordnet, um das Trockengas oder zumindest einen Teil des Trockengases, das durch die Profile 30 zugeführt wird, abzulassen bzw. zu entfernen. Das von einer Gruppe unterer Auslaßöffnungen 32 abgelassene Trockengas tritt in einen Auslaßsammler 33 aus. Fünf untere Auslaßsammler 33 sind gezeigt, von denen jeder mit zwei unteren Auslaßöffnungen 32 verbunden ist. Die unteren Auslaßöffnungen 32 sind über den unteren inneren Bereich der Trockenvorrichtung 10 verteilt, um Trockengas längs der Trockenvorrichtung 10 zu entfernen anstatt an konzentrierten Punkten. Andere ähnliche Leitungsvorrichtungen sind möglich.
Die Geschwindigkeit des Trockengases durch eine untere Auslaßöffnung 32 kann in großem Umfang gesteuert werden durch Steuern der statischen Druckdifferenz zwischen dem unteren inneren Abschnitt der Trockenvorrichtung 10 (des inneren Abschnitts unterhalb der Höhe des beschichteten Substrats) und einem geeigneten Referenzpunkt (z. B. der Beschichtungsraum, in dem die Beschichtungsvorrichtung 26 positioniert ist; oder jedem unteren Auslaßsammler 33). Hieraus ergibt sich, daß eine unabhängige Steuerung der statischen Druckdifferenz zwischen dem unteren inneren Bereich der Trockenvorrichtung 10 und jedem unteren Auslaßsammler 33 eine unabhängige Steuerung der Geschwindigkeit des Gases, das durch die Gruppe unterer Auslaßöffnungen 32 jedes unteren Auslaßsammlers 33 austritt, möglich ist.
Die Kombination der Möglichkeit unabhängiger Steuerung des von jedem Profilsammler 31 zugeführten Trockengases (Temperatur und Gasgeschwindigkeit) und der Möglichkeit der unabhängigen Steuerung des durch jeden Auslaßsammler 33 austretenden Trockengases erlaubt die Erzeugung unterer Unterzonen innerhalb der ersten Zone 18 der Trockenvorrichtung 10. Wie gezeigt, weist die erste Zone 18 fünf untere Unterzonen infolge der unabhängigen Steuerung von fünf Profilsammlern 31 und fünf unteren Auslaßsammlern 33 auf. Hieraus ergibt sich, daß die fünf unteren Unterzonen Trockengas mit einer ganz bestimmten Temperatur und einer ganz bestimmten Gasgeschwindigkeit (oder einem anderen Faktor für den Wärmeübertragungskoeffizient) enthalten können. In anderen Worten, das beschichtete Substrat 16 kann fünf unterschiedlichen Trockenmilieus bzw. Umgebungen (Unterzonen) ausgesetzt sein.
Die Strömungsrichtung des Trockengases von den Profilen 30 kann basierend auf der Konfiguration der Profile gesteuert werden. Wie in Fig. 10 gezeigt, können die Profile 30 so konfiguriert sein, daß sie zunächst Trockengas in einer Richtung mit der Bewegungsrichtung des beschichteten Substrats und gegen die untere Oberfläche des beschichteten Substrats 16 zuführen, um ein Luftkissen zu erzeugen, auf dem das beschichtete Substrat schwebt. Die Profile 30 können so ausgelegt sein, daß das Trockengas im wesentlichen parallel zu der beschichteten Oberfläche 16 strömt und so, daß die beschichtete Oberfläche 16 etwa 0,3 bis 0,7 cm oberhalb des oberen Bereichs der Profile 30 schwebt. Obwohl die Profile 30 so dargestellt sind, daß sie eine Gasströmung in Richtung der Bewegungsrichtung des Substrats verursachen, können diese so konfiguriert sein, daß sie bewirken, daß das Trockengas auf die zweite Oberfläche des Substrats aufgeblasen wird, daß es im großen und ganzen entgegen der Bewegungsrichtung des Substrats strömt, daß es im großen und ganzen orthogonal zu der Bewegungsrichtung des Substrats strömt oder daß es im großen und ganzen diagonal zu der Bewegungsrichtung des Substrats strömt.
Oberhalb des beschichteten Substrats 16 sind längs der Länge der ersten Zone 18 Luftstege 34 angeordnet. Die Luftstege 34 können dazu verwendet werden, Oberseitengas (z. B. Frischluft, Inertgas) zuzuführen, was nützlich sein kann, um zusätzlich zu trocknen, verdampftes Lösungsmittel abzutragen und/oder das Lösungsmittel zu verdünnen, wenn es notwendig ist, das Lösungsmittelniveau innerhalb des Trockengehäuses 17 zu steuern. Das Oberseitengas wird einer Gruppe von Luftstegen 34 durch einen Luftstegsammler 35 zugeführt. Obwohl jeder Luftstegsammler 35 so dargestellt ist, daß er eine spezielle Anzahl von Luftstegen versorgt, sind andere Leitungsanordnungen möglich. Falls dies gewünscht wird, kann die Trockenvorrichtung 10 so verwendet werden, daß von den Luftstegen 34 kein Gas zugeführt wird, wenn Oberseitengas nicht benötigt oder erwünscht ist (z. B., wenn die Trockenvorrichtung 10 mit Inertgas gefüllt ist).
Die Geschwindigkeit des von einer Gruppe Luftstege 34 zugeführten Oberseitengases kann gesteuert werden durch Steuerung der statischen Druckdifferenz zwischen dem oberen inneren Abschnitt der Trockenvorrichtung 10 (des Abschnitts oberhalb der Höhe des beschichteten Substrats) und dem entsprechenden Luftstegsammler 35. Die unabhängige Steuerung der statischen Druckdifferenz zwischen dem oberen inneren Abschnitt der Trockenvorrichtung 10 und einem Luftstegsammler 35 ermöglicht eine unabhängige Steuerung der Temperatur und Gasgeschwindigkeit des von der entsprechenden Gruppe von Luftstegen 34 zugeführten Oberseitengases.
Obere Austrittsöffnungen 36 sind oberhalb der Luftstege 34 positioniert, um zumindest einen Teil des von den Luftstegen 34 zugeführten Gases zu entfernen, und können zumindest einen Teil des Lösungsmittels entfernen, das von dem beschichteten Substrat 16 verdampft wird. Das durch eine Gruppe von oberen Auslaßöffnungen 36 austretende Gas wird in einen oberen Auslaßsammler 37 abgelassen. Fünf obere Auslaßsammler 37 sind gezeigt, von denen jeder mit zwei oberen Auslaßöffnungen 36 verbunden ist. Die oberen Auslaßöffnungen 36 sind über den oberen inneren Bereich der Trockenvorrichtung 10 verteilt, um Oberseitengas längs der Trockenvorrichtung 10 zu entfernen anstatt an konzentrierten Punkten. Andere ähnliche Leitungsanordnungen sind möglich.
Die Gasgeschwindigkeit des Oberseitengases durch eine Gruppe von oberen Auslaßöffnungen 36 kann in großem Maße gesteuert werden durch Steuern der statischen Druckdifferenz zwischen dem oberen inneren Bereich der Trockenvorrichtung 10 und eines geeigneten Referenzpunktes (z. B. der Beschichtungsraum, in dem die Beschichtungsvorrichtung 26 positioniert ist, oder jeder obere Auslaßsammler 37). Demzufolge erlaubt die unabhängige Steuerung der statischen Druckdifferenz zwischen dem oberen inneren Bereich der Trockenvorrichtung 10 und jedes oberen Auslaßsammlers 37 eine unabhängige Steuerung der Geschwindigkeit des Gases, das durch die Gruppe oberer Auslaßöffnungen 36 jedes oberen Auslaßsammlers 37 austritt.
Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht eines Luftstegs 34. Das Oberseitengas ist so dargestellt, daß es durch zwei Öffnungen austritt. Die Länge der Öffnungen für den Luftsteg 34 kann etwa gleich oder kleiner sein als die Länge des Luftstegs 34. Wenn jede Öffnung statt dessen eine Reihe einzelner Löcher wäre anstatt einer einzigen Öffnung, wäre der Luftsteg 34 als perforierte Platte oder sogar als Foraminplatte denkbar. Eine perforierte oder Foraminplatte könnte anstelle des Luftstegs 34 verwendet werden, ebenso wie andere Quellen von Oberseitengas (z. B. Luftumkehr, Profil).
Die Stellen, an denen sich Pyrometer 38, statische Druckmesser 39 und Anemometer 40 befinden, sind in Fig. 5 gezeigt. Diese bekannten Instrumente können dazu verwendet werden, die Temperatur, den statischen Druck und die Gasgeschwindigkeit des Trockengases an verschiedenen Stellen innerhalb der Trockenvorrichtung 10 zu messen. Die von diesen Instrumenten aufgenommenen Meßwerte können zu einer Zentraleinheit oder einem anderen Steuermechanismus (nicht gezeigt) geleitet werden, der zur Steuerung der Zustände innerhalb des Ofens 10 durch Ändern der Temperatur und des Druckes des Trockengases innerhalb der Sammler verwendet werden kann.
Um die notwendige Wärme dem beschichteten Substrat zum Verdampfen des Beschichtungslösungsmittels (d. h. dem Lösungsmittelteil der Beschichtung) zuzuführen, kann das Trockengas Luft oder ein Inertgas sein. Die Verwendung von Trockengas kann ersetzt oder ergänzt werden durch die Verwendung von Heizrollen 50, auf denen sich das beschichtete Substrat bewegt, wie in Fig. 11 gezeigt. In gleicher Weise kann Infrarotwärme anstelle des Trockengases verwendet werden, beispielsweise durch beabstandete Infrarotheizvorrichtungen, wie in Fig. 12 gezeigt, oder beheizte Platten, die oberhalb oder unterhalb des beschichteten Substrats 16 positioniert sind. Die Temperatur jeder Heizrolle 50 oder jedes Infrarotwärmeelements 50 (oder einer Gruppe von Rollen 50 oder Infrarotwärmeelementen 52) kann unabhängig gesteuert werden.

VERFAHREN ZUR TROCKNUNG UNTER VERWENDUNG DER TROCKENVORRICHTUNG 10

Es wurde herausgefunden, daß Beschichtungen durch Steuerung der Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf die Beschichtung 12 und durch Minimierung von Störungen des Gases in der Nähe der beschichteten Seite des beschichteten Substrats 16 (d. h. des Oberseitengases; siehe Abschnitt Beispiele) ohne Verursachung signifikanter Farbschwankungen getrocknet werden können. Wenn das Beschichtungslösungsmittel unter Verwendung von Trockengas verdampft wird, beispielsweise in einer Trockenvorrichtung 10, ist die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit (hΔT) auf das beschichtete Substrat das Produkt des Wärmeübertragungskoeffizienten des Trockengases (h) und der Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen der Temperatur des Trockengases in Berührung mit diesem (Tgas) und der Temperatur des beschichteten Substrats (TCS). (Die Temperatur der Beschichtung 12 wird als gleich mit der Temperatur des beschichteten Substrats angenommen. Die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf die Beschichtung 12 ist der Schlüssel zur Verhinderung oder Minimierung der Bildung von Farbschwankungen.) Um die Bildung von Farbschwankungen in der Beschichtung 12 während des Trocknens zu verhindern, muß diese Wärmeübertragungsgeschwindigkeit (hΔT) auf die Beschichtung 12 unterhalb eines Farbschwankungen verursachenden Grenzwertes gehalten werden. Wenn ein bestimmtes Substrat 14 verwendet wird, muß die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf das beschichtete Substrat 16 unter einem entsprechenden Farbschwankungen verursachenden Grenzwert gehalten werden.
Wenn eine bestimmte Beschichtung 12 getrocknet (oder in anderen Weise verfestigt) wird, erreicht sie schließlich einen Punkt, in der sie praktisch sicher gegen Farbschwankungen wird. An dieser Stelle kann die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit signifikant erhöht werden durch Erhöhen der Temperaturdifferenz ΔT und/oder Erhöhen des Wärmeübertragungskoeffizienten h (z. B. durch Erhöhen der Geschwindigkeit des Trockengases auf entweder der beschichteten Seite oder der nicht beschichteten Seite des beschichteten Substrats 16).
Für eine typische Trockenzone sind der Wärmeübertragungskoeffizient h und die Trockengastemperatur Tgas relativ konstant und die Temperatur des beschichteten Substrats 16 (und der Beschichtung 12) nimmt zu, wenn das beschichtete Substrat 16 erwärmt wird. Das Produkt (hΔT) hat somit seinen Maximalwert am Anfangspunkt der Zone. Oft ist es ausreichend, die anfängliche Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf die Beschichtung (hΔTi) unterhalb eines bestimmten erlaubten (Grenz-) Werts zu halten, um Farbschwankungen in einer bestimmten Trockenzone zu vermeiden.
Das effizienteste Verfahren zum Trocknen einer Beschichtung (d. h. Verdampfen eines Beschichtungslösungsmittels) ist dasjenige, das Wärme am schnellsten zuführt, ohne daß Farbschwankungen verursacht werden. Da die Temperatur TCS des beschichteten Substrats zunimmt, nimmt die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit (hΔT) längs der Trockenzone ab, wodurch die Trockenzone weniger effizient wird (infolge des kleineren ΔT). Die Gesamtmenge der auf das beschichtete Substrat übertragenen Wärme (q) kann berechnet werden durch Integrieren des Produkts (hΔT) über die Länge des Ofens und die Breite der Beschichtung. Wenn die Beschichtungsbreite relativ konstant ist, ist die Gesamtmenge der auf das beschichtete Substrat 16 übertragenen Wärme proportional zu der Fläche unter den Kurven der Wärmeübertragungsgeschwindigkeit, die im folgenden beschrieben und gezeigt sind. Das Maximieren der Fläche unter der Kurve maximiert die auf das beschichtete Substrat übertragene Wärme und maximiert die Effizienz des Trocknungsprozesses.
Die maximal erlaubte oder Grenzwert- Wärmeübertragungsgeschwindigkeit einer bestimmten Beschichtung variiert proportional zu der Viskosität der Beschichtung 12. Eine Beschichtung mit einer geringeren Dicke oder einer höheren Viskosität würde eine höhere maximal erlaubte oder Grenzwert- Wärmeübertragungsgeschwindigkeit haben. Dies bedeutet ebenfalls, daß, wenn die Beschichtung 12 weiter trocknet, die Viskosität zunimmt und die Beschichtungsdicke abnimmt, wodurch die Grenzwert- Wärmeübertragungsgeschwindigkeit zunimmt. Demzufolge kann die Beschichtung mit einer zunehmend höheren Wärmeübertragungsgeschwindigkeit erwärmt werden als die Grenzwerttemperaturkurve erlaubt. Wie zuvor bemerkt, trocknet die Beschichtung 12 schließlich bis zu einem Punkt, an dem sie farbschwankungssicher ist (d. h., nicht mehr dagegen empfindlich ist, infolge der Gastemperatur oder durch die Gasgeschwindigkeit oder einen anderen den Wärmeübertragungskoeffizienten h beeinflussenden Faktor Farbschwankung zu bilden).
In der nachfolgenden Diskussion wird der Wärmeübertragungskoeffizient h des Trockengases konstant gehalten und die Trockengastemperatur Tgas kann variieren. Wenn es eine maximale Wärmeübertragungsgeschwindigkeit (hΔT)max gibt, die auftreten kann, ohne daß Farbschwankungen bewirkt werden, dann gibt es eine gegebene maximal erlaubte Differenz zwischen der Temperatur des Trockengases und der Temperatur des beschichteten Substrats 16.
Anstatt die Gastemperatur zu variieren, kann diese konstant gehalten werden, während der Wärmeübertragungskoeffizient h verändert wird. Wenn die Geschwindigkeit des Trockengases benutzt wird, um den Wärmeübertragungskoeffizienten zu verändern, muß die Geschwindigkeit unterhalb einer maximal erlaubten oder Grenzwert-Geschwindigkeit gehalten werden, um Farbschwankungen zu vermeiden.
Der Vorteil der zusätzlichen Zonen ist in dem Abschnitt Beispiele beschrieben und in den Fig. 13 - 22 dargestellt. Die Tabelle 1 zeigt typische Temperaturen für ein Trockengas und ein beschichtetes Substrat für die im folgenden beschriebenen Trocknungsbedingungen und für ein bestimmtes beschichtetes Substrat 16. Die Abkühlung der Bahn infolge der Verdampfung des Lösungsmittels wird als für die nachfolgende Diskussion vernachlässigbar angenommen.

Tabelle 1 - Typische Trockenbedingungen, die den Fig. 13-22 entsprechen

Wärmeübertragungskoeffizient h 5 cal/sec-m²-ºC
Anfängliche Temperatur des beschichteten Substrats TCSi 20ºC
Maximale Wärmeübertragungsgeschwindigkeit ohne Bildung von Farbschwankung - hΔT 150 cal/sec-m²
Trockenlänge 30 m
Breite der Beschichtung auf dem Substrat 1 m
Fig. 13 zeigt eine typische Temperaturkurve für das beschichtete Substrat 16. Das beschichtete Substrat 16, anfänglich bei 20ºC, wird einer konstanten Trockengastemperatur von 50ºC ausgesetzt. Die Temperatur des beschichteten Substrats 16 steigt langsam über die Länge der Trockenzone (30 m) an, bis es die Temperatur des Trockengases erreicht. Fig. 14 zeigt das Produkt hΔT an einer gegebenen Stelle während des Trocknens. Zu jedem Zeitpunkt ist die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit bei oder unterhalb der maximal erlaubten Wärmeübertragungsgeschwindigkeit von 150 cal/sec-m² und Farbschwankungen werden nicht verursacht. Die auf das beschichtete Substrat 16 übertragene Wärmemenge pro Zeiteinheit nimmt ab, wenn die Temperatur des beschichteten Substrats TCS zunimmt. Am Ende der Trockenzone ist diese Menge deutlich geringer als die maximal erlaubte Wärmeübertragungsgeschwindigkeit. Der Prozeß ist somit wesentlich weniger effizient, als er sein könnte.
Die Fig. 15 und 16 zeigen den Vorteil, wenn der Trockenprozeß in zwei gleiche Zonen unterteilt ist. Der Vorteil der zweiten Zone ist, daß die Trockengastemperatur Tgas angehoben werden kann, wodurch es möglich ist, das Produkt hΔT anzuheben und das Trocknen in der zweiten Zone schneller stattfinden kann. Wiederum wird zu jedem Zeitpunkt das Produkt hΔT unterhalb 150 cal/sec-m² gehalten, der maximal erlaubten Wärmeübertragungsgeschwindigkeit ohne die Verursachung von Farbschwankungen. Es ist zu bemerken, daß die insgesamt auf das beschichtete Substrat übertragene Wärme, die durch die Fläche unterhalb der Kurve für die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit in Fig. 16 dargestellt ist, nunmehr beträchtlich größer ist als für den Fall, in dem lediglich eine Zone verwendet wird.
In gleicher Weise zeigen die Fig. 17 und 18, daß die gesamte zum Trocknen übertragene Wärmemenge nochmals größer und der Prozeß nochmals effizienter ist, wenn drei Wärmemilieus oder -zonen verwendet werden. Wenn fünfzehn Wärmemilieus oder -zonen verwendet werden, wie in den Fig. 19 und 20 gezeigt, ist der Prozeß nochmals effizienter. Bei einem extremen Grenzwert, bei dem die Trocknungsmilieus oder -zonen infinitesimal klein in ihrer Größe und unbegrenzt in ihrer Anzahl sind, kann die Trockengastemperatur kontinuierlich erhöht werden, um die erlaubte Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf das beschichtete Substrat zu maximieren, wobei immer noch Farbschwankungen vermieden werden.
Die Fig. 13-20 stellen einen vereinfachten Fall dar. Da in Wirklichkeit das Beschichtungslösemittel zu verdampfen beginnt (d. h., die Beschichtung beginnt zu trocknen), nimmt ihre Viskosität zu und ihre Dicke nimmt ab. Dies hat zur Folge, daß die maximal mögliche Wärmeübertragungsgeschwindigkeit (hΔT) auf die teilweise getrocknete Beschichtung ohne die Bildung von Farbschwankungen erhöht werden kann. Die Fig. 21-22 zeigen, daß dadurch, daß die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit so erhöht wird, daß sie der steigenden maximal möglichen Wärmeübertragungsgeschwindigkeit entspricht, die Trockengeschwindigkeit noch schneller gesteigert werden kann, als in dem vereinfachten Fall, der in den Fig. 19-20 dargestellt ist, in dem die maximal erlaubte Wärmeübertragungsgeschwindigkeit als konstant angenommen ist.
Die Tabelle 2 zeigt die Gesamtwärmemenge (q), die auf das beschichtete Substrat übertragen wird, für verschiedene Anzahlen von Trockenmilieus oder -zonen. Tabelle 2 - Trocknungsvariablen für Fig. 13-19 und 22
*Mit steigender maximal erlaubter Wärmeübertragungsgeschwindigkeit.
Weitere Vorteile und Effizienz können dadurch erreicht werden, daß Unterzonen unterschiedlicher Größe verwendet werden. Beispielsweise ist eine größere Anzahl von kleineren Unterzonen in Abschnitten vorteilhaft, in denen sich die maximal erlaubte Wärmeübertragungsgeschwindigkeit sehr schnell ändert. Wegen des Verdampfungskühlens ist es zudem möglich, die Temperatur des beschichteten Substrats TCS innerhalb einer Trockenunterzone abzusenken und das Produkt (hΔT) würde dann an einem Punkt in der Mitte innerhalb der Unterzone bei einem Maximum liegen.
Wie zuvor erwähnt, beinhaltet ein Aspekt des Trockenverfahrens das Steuern der Temperatur und des Wärmeübertragungskoeffizienten h innerhalb von Stellen oder Unterzonen des Trockenofens 10, insbesondere der ersten Zone 18. Dies kann in erster Linie dadurch erreicht werden, daß die Temperatur und Gasgeschwindigkeit des Trockengases, das von den Profilsammlern 31 geliefert und den unteren Auslaßsammlern 33 entfernt wird, gesteuert wird. Die Geschwindigkeit, mit der ein bestimmter Profilsammler 31 Trockengas zuführt und die Geschwindigkeit, mit der der korrespondierende untere Auslaßsammler 33 das Trockengas entfernt, ermöglicht einem Benutzer, die zwei im Ausgleich zu halten und im wesentlichen eine Unterzone mit einer bestimmten Gastemperatur und -geschwindigkeit zu schaffen. Eine entsprechende Steuerung der korrespondierenden Sammlerpaare 31, 33 ermöglicht die Steuerung der Temperatur und Gasgeschwindigkeit des Trockengases in verschiedene Unterzonen. Dies führt dazu, daß die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf die Beschichtung 12 gesteuert und innerhalb verschiedener Unterzonen maximiert werden kann. Innerhalb einer ersten Unterzone sollte die Geschwindigkeit des Gases auf die beschichtete Seite und relativ zu der beschichteten Seite nicht größer sein als ein Geschwindigkeitsgrenzwert für das Oberseitengas, beispielsweise 150 ft/min (46 m/min), um eine fotothermografische Beschichtung 12 (z. B. die im Beispiel 1 unten beschriebene fotothermografische Beschichtung), die Farbschwankungen unterliegen kann, zu schützen.
Weiterhin ist es wichtig zu bemerken, daß die erste Zone 18 als ein offenes Gehäuse gezeigt ist. In anderen Worten, die Zone 18 ist so gezeigt, daß sie keine geschlitzten vertikalen Wände (oder andere physikalische Strukturen mit Öffnungen) aufweist, um als Barrieren zwischen den zuvor beschriebenen Unterzonen zu wirken. Die Steuerung der Wärmeübertragungsgeschwindigkeit innerhalb individueller Unterzonen kann ohne die Notwendigkeit physikalischer Barrieren bewerkstelligt werden. Obwohl physikalische Barrieren verwendet werden können, sind sie weder erforderlich noch bevorzugt aufgrund der möglichen nachteiligen Luftströmungseffekte, die sich daraus ergeben können (d. h., Strömung von Trockengas mit hoher Geschwindigkeit durch die Schlitze in einer vertikalen Wand). Physikalische Barrieren mit Öffnungen zwischen den Unterzonen (um den Transport des bewegten beschichteten Substrats zu ermöglichen) können zusätzlich verwendet werden. Vorzugsweise würden die Öffnungen jedoch ausreichend groß sein, um die Druckdifferenz zwischen Unterzonen zu minimieren, so daß die Bildung von Farbschwankungen minimiert oder verhindert wird.
Es ist zudem wichtig zu bemerken, daß die Temperatur und Gasgeschwindigkeit des Trockengases innerhalb einer speziellen Unterzone und innerhalb der ersten Zone 18 als Ganzes mit der Verwendung der vorstehend erwähnten Pyrometer 38, statischen Druckmeßgeräten 39 und Anemometern 40 sowie dem zuvor erwähnten Steuermechanismus (nicht gezeigt) gesteuert werden können. Die Pyrometer 38 können die Temperatur des beschichteten Substrats TCS erfassen. Die statischen Druckmesser 39 können die statische Druckdifferenz zwischen einer Stelle in dem Innern der Trockenvorrichtung 10 und einem Referenzpunkt (z. B. außerhalb der Trockenvorrichtung 10 oder in einem nahegelegenen Sammler) erfassen. Die Anemometer 40 können die Geschwindigkeit des Trockengases erfassen.
Die Messungen von den Pyrometern 38, den statischen Druckmessern 39 und den Anemometern 40 können es dem Steuermechanismus und/oder einem Benutzer ermöglichen, die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit (Temperatur des Trockengases, Wärmeübertragungskoeffizient) einzustellen, um die Bildung von Farbschwankungen zu minimieren (bei oder unterhalb der maximal erlaubten oder Grenzwert- Wärmeübertragungsgeschwindigkeit). Beispielsweise können die Pyrometer 38 positioniert sein, um die tatsächliche Temperatur des beschichteten Substrats TCS zu erfassen, wenn das beschichtete Substrat aus einer Unterzone austritt und in eine nachfolgende Unterzone eintritt. Basierend auf dieser tatsächlichen Temperatur gegenüber der Zieltemperatur kann der zuvor erwähnte Steuermechanismus die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit in der nachfolgenden Unterzone so bestimmen und einstellen, daß sie bei oder unterhalb der maximal erlaubten oder Grenzwert-Wärmeübertragungsgeschwindigkeit liegt. Diese Steuerungsfähigkeit könnte als Feedforward- oder Optimalwertsteuerung für einen Temperatureinstellpunkt bezeichnet werden.
In gleicher Weise könnte der Steuermechanismus die tatsächliche Temperatur und die Zieltemperatur vergleichen und die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit in einer vorgeschalteten Unterzone so einstellen, daß sie bei oder unterhalb der maximal erlaubten oder Grenzwert-Wärmeübertragungsgeschwindigkeit liegt. Diese Steuerfähigkeit könnte als Rückkopplungsschleife oder Feedback-Strategie bezeichnet werden. Die zuvor erwähnte Zieltemperatur kann experimentell bestimmt werden, so daß die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf das beschichtete Substrat 16 überwacht und entsprechend eingestellt werden kann.
Mit sowohl den statischen Druckmessern 39 als auch den Anemometern 40 hat der Benutzer die Wahl, wie er die Gasgeschwindigkeit und -richtung kontrolliert bzw. steuert. Diese zwei Instrumente können individuell oder koordiniert verwendet werden, um die Gasgeschwindigkeit und -richtung zu steuern durch Steuerung des Gasvolumens, das aus der Trockenvorrichtung 10 austritt.
Die Steuerung der statischen Druckdifferenz in der ersten Zone 18 kann dazu verwendet werden, die Gasströmung durch die erste Zone 18 zu steuern. Während zuvor die Steuerung des Gases innerhalb jeder Unterzone so beschrieben wurde, daß die Gasströmung von einer Unterzone zu der anderen minimiert wird, kann die Steuerung der statischen Druckdifferenzen über die gesamte erste Zone 18 die Möglichkeit bereitstellen, ein kontrolliertes Maß an Gasströmung von einer Unterzone in die andere zu erzeugen. Beispielsweise könnte der Druck P&sub1; in einem vorgeschalteten oberen Auslaßsammler 37 geringfügig höher sein als der Druck P&sub2; in einem nachgeschalteten oberen Auslaßsammler, so daß das Oberseitengas mit geringer Geschwindigkeit in Stromabwärtsrichtung fließt (d. h., eine mitlaufende Strömung). Dies kann absichtlich erfolgen, um eine Gasgeschwindigkeit des Oberseitengases zu erzeugen, die in etwa der Geschwindigkeit des beschichteten Substrats 16 entspricht. Eine Anpassung der Geschwindigkeit auf diese Weise kann Störungen auf der beschichteten Seite des beschichteten Substrats 16 minimieren. Alternativ könnte eine gegenlaufende Strömung anstelle einer mitlaufenden Strömung indiziert werden oder es könnte eine Kombination von gegenlaufender und mitlaufender Strömung induziert werden.
Die statischen Druckdifferenzen können so gesteuert werden, daß eine Gasströmung zwischen den oberen und unteren inneren Abschnitten der Trockenvorrichtung 10 entsteht. Die Einstellung eines Druckes Ptop oberhalb des beschichteten Substrats 16 auf einen höheren Wert als der Druck Pbottom unterhalb des beschichteten Substrats 16 lenkt den Austritt des Gases zu dem unteren inneren Abschnitt hin. Dieser Ansatz kann gewünscht sein, um zu verhindern, daß heißeres Trockengas unterhalb des beschichteten Substrats nach oben strömt und die Beschichtung berührt. Alternativ könnten die Drücke in umgekehrter Richtung so eingestellt sein, so daß ein Teil des Trockengases unterhalb des beschichteten Substrats nach oben strömt und durch die oberen Auslaßöffnungen 36 austritt oder die Drücke könnten so eingestellt sein, daß die Strömung zwischen den oberen und unteren Abschnitten der Trockenvorrichtung 10 minimiert ist.
Es ist zudem wichtig zu bemerken, daß die Strömung des Trockengases reduziert werden kann, wenn die Temperatur der Beschichtung so erhöht wird, daß sie praktisch die gleiche ist wie die Temperatur des Trockengases. Wenn die Temperatur der Beschichtung 12 ähnlich auf einen gewünschten Wert erhöht wird (selbst, wenn dieser sich von der Temperatur des Trockengases unterscheidet), kann die Strömung des Trockengases ebenfalls reduziert werden. Dies ergibt einen effizienteren Verdampfungsprozeß. In anderen Worten, weniger Energie ist erforderlich und die Kosten sind geringer.
Es ist zudem wichtig zu bemerken, daß in erster Linie die Steuerung des Wärmeübertragungskoeffizienten h durch die Geschwindigkeit des Trockengases diskutiert wurde. Andere Faktoren, die den Wärmeübertragungskoeffizienten h beeinflussen, schließen den Abstand zwischen den Profilen 30 und dem beschichteten Substrat 16, die Dichte des Trockengases und den Winkel, unter dem das Trockengas auftrifft oder auf das beschichtete Substrat 16 aufgeblasen wird, ein. Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die andere Wärmeeinrichtungen als Profile und Luftstege aufweisen (z. B. perforierte Platten, Infrarotlampen, Heizrollen, beheizte Platten und/oder Luftumkehr), bestehen zusätzliche Faktoren, mit denen der Wärmeübertragungskoeffizient beeinflußt werden kann.

Materialien, die besonders dafür geeignet sind, mittels der Trockenvorrichtung 10 getrocknet zu werden

Jegliches Material, das Farbschwankungen unterliegen kann, beispielsweise Materialien für grafische Zwecke und magnetische Medien, kann unter Verwendung der zuvor beschriebenen Trockenvorrichtung 10 und des zuvor beschriebenen Verfahrens getrocknet werden. Für die Trocknung durch die Trockenvorrichtung 10 besonders geeignete Materialien sind Konstruktionen für fotothermografische Abbildung bzw. Bildverarbeitung (z. B. Silberhalogen enthaltende fotografische Gegenstände, die eher mit Wärme entwickelt werden als mit einer Verarbeitungsflüssigkeit). Fotothermografische Konstruktionen oder Gegenstände sind ebenfalls bekannt als "Trockensilber"-Zusammensetzung oder -emulsionen und umfassen im allgemeinen ein Substrat oder Trägermaterial (z. B. Papier, Kunststoff, Metall, Glas und dergleichen) auf das aufgebracht ist: (a) eine lichtempfindliche Verbindung, die Silberatome erzeugt, wenn sie bestrahlt wird; (b) eine relativ lichtunempfindliche, reduzierbare Silberquelle; (c) ein reduzierbares Mittel (d. h. einen Entwickler) für Silberion, beispielsweise für das Silberion in der lichtunempfindlichen, reduzierbaren Silberquelle, und (d) ein Bindemittel.
Thermografische Bildverarbeitungskonstruktionen (d. h. wärmeentwickelbare Gegenstände), die in der Trockenvorrichtung 10 getrocknet werden können, werden mit Wärme und ohne flüssige Entwicklung verarbeitet, sind auf dem Gebiet der Abbildung bzw. Bildverarbeitung weithin bekannt und beruhen auf der Verwendung von Wärme, um dazu beizutragen, ein Bild zu erzeugen. Diese Gegenstände umfassen im allgemeinen ein Substrat (beispielsweise Papier, Kunststoff, Metall, Glas und dergleichen), auf die aufgebracht ist: (a) eine wärmeempfindliche, reduzierbare Silberquelle; (b) ein Reduziermittel für die wärmeempfindliche, reduzierbare Silberquelle (d. h. ein Entwickler) und (c) ein Bindemittel.
Fotothermografische, thermografische und fotografische Emulsionen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können auf viele verschiedene Substrate beschichtet werden. Das Substrat (auch bekannt als Bahn oder Trägermaterial) 14 kann aus einem breiten Bereich von Materialien ausgewählt werden, abhängig von dem Bildbearbeitungserfordernis. Die Substrate können durchscheinend, durchsichtig oder undurchsichtig sein. Typische Substrate beinhalten Polyesterfilm (z. B. Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat), Zelluloseazetatfilm, Zelluloseesterfilm, Polyvinylazetalfilm, Polyolefinfilm (z. B. Polyethylen oder Polypropylen oder Mischung hiervon), Polykarbonatfilm oder verwandtes oder harziges Material sowie Aluminium, Glas, Papier oder dergleichen.

BEISPIELE

Die folgenden Beispiele stellen beispielhafte Vorgehensweisen zum Herstellen und Trocknen von Gegenständen gemäß der Erfindung bereit. Es werden fotothermografische Bilderzeugungselemente gezeigt. Alle in den folgenden Beispielen verwendeten Materialien sind leicht erhältlich von üblichen Handelsquellen, beispielsweise von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, soweit nicht anderweitig beschrieben. Alle Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, soweit nicht anders erwähnt. Es werden die folgenden zusätzlichen Begriffe und Materialien verwendet.
AcryloidTM A-21 ist ein Acryl-Kopolymer, das von Rohm und Haas, Philadelphia, PA, erhältlich ist.
ButvarTM B-79 ist ein Polyvinyl-Butyralharz, das von Monsanto Company, St. Louis, MO, erhältlich ist.
CAB 171-15S ist ein Zelluloseazetat-Butyratharz, das von Eastman Kodak Co. erhältlich ist.
CBBA ist eine 2-(4-Chlorobenzoyl)Benzoesäure.
1,1-Bis(2-Hydroxy-3,5-Dimethylphenyl)-3,5,5- Trimethylhexan[CAS RN = 7292-14-0] ist erhältlich von St- Jean Photo Chemicals, Inc., Quebec. Es ist ein Reduziermittel (d. h. ein behinderter Phenolentwickler) für die lichtunempfindliche reduzierbare Silberquelle. Es ist ebenfalls bekannt als NonoxTM und PermanaxTM WSO.
THDI ist ein zyklischer Trimer von Hexamethylendiisocyanat. Es ist erhältlich von Bayer Corporation Co., Pittsburgh, PA. Es ist ebenfalls als DesmodurTM N-3300 bekannt.
Sensibilisierendes Dye-1 ist beschrieben im U.S.- Patent Nr. 5,393,654. Es hat die nachfolgend gezeigte Struktur.
2-(Tribrommethylsulfonyl)Chinolin ist im U.S.-Patent Nr. 5,460,938 offenbart. Es hat die nachfolgend gezeigte Struktur.
Die Zubereitung von Fluorinated Terpolymer A (FT-A) ist im U.S.-Patent Nr. 5,380,644 beschrieben. Es hat die nachfolgende statistische Polymerstruktur, wobei m = 70, n = 20 und p = 10 (als Gewichtsprozent des Monomers).

Beispiel 1

Eine Dispersion von vorgeformter Silberbehenat- Kern/Schale-Seife wurde hergestellt, wie im U.S.-Patent Nr. 5,382,504 beschrieben. Silberbehenat, ButvarTM B-79 Polyvinylbutyral und 2-Butanon wurden in den nachfolgend in Tabelle 3 gezeigten Verhältnissen kombiniert.

Tabelle 3 - Silberbehenatdispersion

Komponente Gewichtsprozent

Silberbehenat 20,8%
ButvarTM B-79 2,2%
2-Butanon 77,0%
Daraufhin wurde eine fotothermografische Emulsion hergestellt durch Hinzufügen von 9,42 lb. (4,27 Kg) 2- Butanon und einer Vormischung von 31,30 g Pyridinumhydrobromidperbromid, aufgelöst in 177,38 g Methanol, zu 95,18 lb. (43,17 Kg) der vorgeformten Silberseifendispersion. Nach 60 Minuten Mischen wurden 318,49 g von einer 15 Gew.-% Vormischung von Kalziumbromid in Methanol hinzugefügt und 30 Minuten gemischt. Daraufhin wurde eine Vormischung von 29,66 g 2-Mercapto-5-Methylbenzimidazol, 329,31 g 2-(4-Chlorobenzoyl)Benzoesäure, 6,12 g sensibilisierendes Dye-1 und 4,76 lb. (2,16 Kg) Methanol hinzugefügt. Nach 60 Minuten Mischen wurden 22,63 lb. (10,26 Kg) ButvarTM B-79 Polyvinylbutyralharz hinzugefügt und 30 Minuten gemischt. Nachdem das Harz gelöst war, wurde eine Vormischung von 255,08 g 2-(Tribrommethylsulfonyl)Chinolin in 6,47 lb. (2,93 Kg) 2-Butanon hinzugefügt und 15 Minuten gemischt. Daraufhin wurden 5,41 lb. (2,45 Kg) 1,1-bis(2-Hydroxy-3,5- Dimethylphenyl)-3,5,5-Trimethylhexan hinzugefügt und weitere 15 Minuten gemischt. Daraufhin wurde eine Vormischung von 144,85 g THDI und 72,46 g 2-Butanon hinzugefügt und 15 Minuten gemischt. Als nächstes wurden 311,61 g einer 26%igen Lösung von Tetrachlorophthalsäure in 2-Butanon hinzugefügt und 15 Minuten gemischt. Schließlich wurde eine Lösung von 243,03 g Phthalazin und 861,64 g 2-Butanon hinzugefügt und 15 Minuten gemischt.
Eine Oberschichtlösung wurde hergestellt durch Hinzufügen von 564,59 g Phthalsäure zu 30,00 lb. (13,61 Kg) Methanol und Mischen, bis die Festpartikel gelöst sind. Nach Hinzufügen von 174,88 lb. (79,3 Kg) 2-Butanon wurden 149,69 g Tetrachlorophthalsäure hinzugefügt und 15 Minuten gemischt. Dann wurden 34,38 lb. (15,59 Kg) CAB 171-15S-Harz hinzugefügt und 1 Stunde gemischt. Nachdem das Harz aufgelöst war, wurden 2,50 lb. (1,13 Kg) einer 15 Gew.-%igen Lösung von FT-A in 2-Butanon hinzugefügt und 10 Minuten gemischt. Dann wurden eine Vormischung von 26,33 lb. (11,94 Kg) 2-Butanon und 630,72 g Acryloid A-21-Harz sowie eine Vormischung von 26, 33 lb. (11, 94 Kg) 2-Butanon, 796, 60 g CAB 171-15S-Harz und 398,44 g Kalziumkarbonat hinzugefügt und 10 Minuten gemischt.
Eine Trockenvorrichtung 10A wie die in Fig. 23 gezeigte wurde verwendet, um einen fotothermografischen Gegenstand herzustellen. (Die erste Zone 18A in der in Fig. 23 gezeigten Trockenvorrichtung 10A hat nicht die Fähigkeit, Unterzonen zu erzeugen.) Ein Polyestersubstrat mit einer Dicke von 6,8 mil (173 um) wurde gleichzeitig mit der fotothermografischen Emulsion und der Oberschichtlösung mit 75 ft/min (0,38 Meter pro Sekunde) beschichtet. Die fotothermografische Emulsionsschicht wurde mit einer Naßdicke von 3,2 mil (81,3 um) aufgebracht. Die Oberschichtlösung wurde mit einer Naßdicke von 0,75 mil (19,1 um) aufgebracht. Nach dem Passieren der Beschichtungsdüse bewegte sich das beschichtete Substrat 16A über eine Strecke von etwa 13 Fuß (4 Meter) und trat durch einen Eintrittsschlitz eines aus 3 Zonen zusammengesetzten Trockners. Die erste Zone 18A umfaßte Profile 30A unterhalb des beschichteten Substrats 16A, die ein Trockengas lieferten und zudem für das Schweben des beschichteten Substrats 16A sorgten. Es waren zudem perforierte plattenartige Luftstege 34A 20 Zentimeter oberhalb des beschichteten Substrats 16A angeordnet, die ein Oberseitengas zuführten, um sichere Betriebsbedingungen unterhalb der unteren Flammbarkeitsgrenze des Lösungsmittels aufrechtzuerhalten. Der Hauptteil der Trocknungshitze wird von den rückseitigen Profilen 30A geliefert (d. h., Wärme wird von unterhalb des Substrats 14A der Beschichtung 12A zugeführt). Die Lufttemperatur wurde in jeder Zone auf den gleichen Wert eingestellt, der Luftdruck und somit die Luftgeschwindigkeit für die Profile 30A und die Luftstege 34A wurde jedoch unabhängig gesteuert. Die Beschichtung 12A wurde so getrocknet, daß sie innerhalb der ersten Ofenzone sicher gegen Farbschwankungen war. Die zweiten und dritten Ofenzonen 20A, 21A verwendeten eine gegenläufige parallele Luftströmung und dienten dazu, das Restlösungsmittel zu entfernen. (In den Figuren ist die Strömungsrichtung durch die eingefügten Pfeile dargestellt.)
Die untersuchten Variablen waren die Temperatur des Trockengases Tgas und der Wärmeübertragungskoeffizient h. Der Wärmeübertragungskoeffizient h wurde durch Einstellen des Profildruckabfalls variiert und wurde unabhängig gemessen.
Das Vorhandensein und die Deutlichkeit der Farbschwankungen wurde durch Herstellung von "Greyouts" bestimmt. Greyouts sind Proben, die gleichförmig Licht ausgesetzt wurden und bei 255ºF (124ºC) unter Verwendung eines Heizrollenprozessors (nicht gezeigt) entwickelt wurden, so daß sie eine gleichförmige optische Dichte aufweisen, beispielsweise zwischen 1,0 und 2,0.
Das Ausmaß der Farbschwankung wurde subjektiv bestimmt durch Vergleichsbeispiele, die auf einen Leuchtkasten gelegt wurden. Die entwickelten Filme wurden visuell auf Farbschwankungen untersucht und relativ zueinander bewertet. Die Farbschwankungen wurden als hoch, mittel oder niedrig bewertet.
Die in der ersten Zone 18A verwendeten Bedingungen und erhaltenen Resultate sind nachfolgend in der Tabelle 4 zusammengefaßt. Wenn DPbot oder Tgas erhöht wurden, wurde das Ausmaß der Farbschwankung erhöht. Tabelle 4 - Bedingungen der ersten Zone
DPbot ist der Druckabfall über die Profile 31A.
DPtop ist der Druckabfall über die Luftstege 34A.
Tgas ist die Temperatur des erwärmten Trockengases.
DPstatic ist der Druckabfall zwischen der ersten Zone 18A und dem Beschichtungsraum (nicht gezeigt). Das negative Vorzeichen zeigt, daß in der Trockenvorrichtung 10A ein geringerer Druck vorherrscht als in dem Beschichtungsraum. Dieser Wert wurde beibehalten durch Modulation des Absauggebläses (nicht gezeigt).
Ein schärferes Trocknen erhöhte die Schwere der Farbschwankungen. Wenn die Erhöhung der Trockenbedingungen lediglich auf der Basis der verfügbaren Betriebsparameter erwägt werden müßte, könnte man keine geeigneten Schlüsse bezüglich der Auswirkungen auf die Farbschwankung erhalten. Ein Ändern des Druckverlustes von 0,125 auf 0,5 kPa stellt einen Steigerungsfaktor von 4 dar. Eine geeignete Temperaturmessung ist die Differenz zwischen dem Trockengas und dem Substrat, wenn es in die Zone eintritt. Diese Temperaturmessung steigt um einen Faktor von 2, 3 an, wenn die Gastemperatur von 37,8 auf 60ºC erhöht wird. Man würde annehmen, daß die Änderung des Profildruckverlusts eine größere Auswirkung auf die Farbschwankung haben würde, das Gegenteil trifft jedoch zu.
Um die Wirkung auf die Farbschwankungen zu bestimmen, muß eine geeignetere Messung in Betracht gezogen werden, beispielsweise das Produkt des Wärmeübertragungskoeffizienten und der Differenz zwischen der Temperatur des Trockengases Tgas und der Temperatur des beschichteten Substrates TCS, wenn es in die Zone eintritt. Dieses Produkt ist die Geschwindigkeit, mit der Wärme auf den Film übertragen wird, und ist ein direktes Maß der Erwärmung des Films. Wie unten in Tabelle 5 gezeigt, erhöht ein Anheben der ursprünglichen Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf den Film (hDTi) die Schwere der Farbschwankungen. Tabelle 5
Der Term ΔTi zeigt die Differenz zwischen Tgas und TCS(i) an.
Der Term TCS(i) ist die anfängliche Temperatur des beschichteten Substrats gerade bevor es in die Trockenvorrichtung 10A eintritt.

Beispiel 2

Unter Verwendung des bei Beispiel 1 beschriebenen Beschichtungsmaterials und Ofens wurden die fotothermografische Emulsion und die Oberschichtlösung gleichzeitig auf ein Polyestersubstrat von 6,8 mil (173 um) mit 3,6 mil (91,4 um) und 0,67 mil (17,0 um) aufgebracht. Es wurden Greyouts hergestellt und bewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben. Die verwendeten Trocknungsbedingungen und erhaltenen Resultate, wie sie unten in Tabelle 6 gezeigt sind, zeigen, daß die Schwere der Farbschwankungen zunahm, wenn die anfängliche Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auf den Film (hDTi) erhöht wurde. Genauer gesagt, wenn bei einem konstanten Wärmeübertragungskoeffizienten die anfängliche Temperaturdifferenz zwischen der Beschichtung 12A und dem Trockengas erhöht wurde, nahm die Schwere der Farbschwankungen zu. Tabelle 6

Beispiel 3

Die Lösungen wurden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt und gleichzeitig auf ein Polyestersubstrat bei 100 ft/min (0,508 Meter pro Sekunde) aufgebracht. Nach dem Passieren der Beschichtungsdüse legte das Substrat eine Entfernung von etwa 10 Fuß (3 Meter) zurück und trat dann durch einen Schlitz in einen Trockner mit 3 Zonen ähnlich Fig. 3 ein. Die Gasgeschwindigkeit der gegenströmenden parallelen Luftströmung würde konstantgehalten und die Temperatur variiert, wie unten in Tabelle 7 gezeigt. Wenn die anfängliche Wärmeübertragungsgeschwindigkeit (hDTi) auf das beschichtete Substrat 16 angehoben wurde, nahm die Schwere der Farbschwankungen zu. Ohne den Wert des Wärmeübertragungskoeffizienten h in Betracht zu ziehen, sind keine direkten Vergleiche zwischen den Öfen in den Beispielen 2 und 3 möglich. Tabelle 7

Beispiel 4

Die Lösungen wurden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt und gleichzeitig auf ein Polyestersubstrat mit 25 ft/min (0,127 Meter pro Sekunde) aufgebracht. Nach dem Passieren der Beschichtungsdüse bewegte sich das Substrat über eine Entfernung von 10 Fuß (3 Meter) und trat dann durch einen Schlitz in einen Trockner mit 3 Zonen ähnlich der ersten Zone 18A in Fig. 23 ein. Dies ist ein Ofen mit Profilen auf der Unterseite, Luftstegen auf der Oberseite und einer Gesamtluftströmung durch den Ofen. Die Atmosphäre besteht aus Inertgas und der Partialdruck des Lösungsmittels konnte unter Verwendung einer Kondensorschleife gesteuert werden. Die Versuchsbedingungen sind unten in den Tabellen 8 (Zone 1) und 9 (Zone 2) gezeigt. Wenn das Produkt (hDTi) in der Zone 1 erhöht wurde, erhöhte sich die Schwere der Farbschwankungen. Für ein gegebenes Produkt (hDTi) in Zone 1 beeinflußte auch das Produkt (hDTi) in Zone 2 die Farbschwankung. Wenn die Beschichtung noch nicht sicher gegen Farbschwankung war und in Zone 2 eintrat, bewirkte ein Verringern des Produktes (hDTi) in Zone 2 eine Verringerung der Schwere der Farbschwankung. Tabelle 8 - Zone 1 Tabelle 9 - Zone 2

Claims

1. Verfahren zum Verdampfen eines Beschichtungsfließ- oder -lösungsmittels von einer Beschichtung auf einer ersten Substratoberfläche eines Substrats und zum Minimieren der Bildung von Farbschwankungen, wenn das Fließ- oder Lösungsmittel verdampft, wobei das erste Substrat zudem eine zweite Substratoberfläche und eine erste Substratbreite aufweist, die Beschichtung einen ersten Beschichtungsrand und einen gegenüberliegenden zweiten Beschichtungsrand auf dem ersten Substrat aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellen eines Trocknungsweges für das Substrat in einem Trockenofen, wobei der Trockenofen mehrere Trockengasquellen aufweist, das auf die zweite Substratoberfläche aufgeblasen wird, die Trockengasquellen in der Nähe der zweiten Substratoberfläche angeordnet sind und jede der Trockengasquellen eine Quellenlänge aufweist;

Einstellen der Quellenlängen so, daß sie nicht deutlich größer sind als die Substratbreite, um die Gasströmung über den ersten und zweiten Beschichtungsrand zu minimieren, was die Bildung von Farbschwankungen minimiert;

Aufbringen der Beschichtung auf die erste Substratoberfläche des Substrats, um ein beschichtetes Substrat zu bilden; und

Transportieren des beschichteten Substrats durch den Trocknungsweg.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gasquellen mindestens ein Element aus der nachfolgenden Gruppe umfassen: mehrere Profile, mehrere Luftstege, mehrere perforierte Platten und mehrere Luftumkehrungen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Trockengasquellen mehrere Profile (30) aufweisen, die in der Nähe der zweiten Substratoberfläche angeordnet sind, wobei jedes der mehreren Profile (30) einen Profilschlitz aufweist, durch den ein Trockengasstrom dem Trockenofen (10) zugeführt wird, wobei der Profilschlitz eine Schlitzlänge und ein erstes Schlitzende aufweist, wobei der Schritt des Einstellens der Quellenlänge das Einstellen der Profilschlitzlänge dahingehend umfaßt, daß sie nicht signifikant größer ist als die erste Substratbreite, um die Luftströmung über den ersten und zweiten Beschichtungsrand zu minimieren.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Substrat (14) einen ersten Substratrand aufweist, wobei der Einstellungsschritt das Einstellen des Profilschlitzes dahingehend umfaßt, daß das erste Schlitzende nicht mehr als 6,5 cm jenseits des ersten Substratrandes ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Substrat (14) einen ersten Substratrand aufweist, wobei der Einstellungsschritt das Einstellen des Profilschlitzes dahingehend umfaßt, daß das erste Schlitzende nicht mehr als 4,0 cm jenseits des ersten Substratrandes ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Substrat (14) einen ersten Substratrand aufweist, wobei der Einstellungsschritt das Einstellen des Profilschlitzes dahingehend umfaßt, daß das erste Schlitzende nicht mehr als 2,5 cm jenseits des ersten Substratrandes ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Substrat (14) einen ersten Substratrand aufweist, wobei der Einstellungsschritt das Einstellen des Profilschlitzes dahingehend umfaßt, daß das erste Schlitzende nicht jenseits des ersten Substratrandes ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Substratbreite breiter ist als die Schlitzlänge.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, weiterhin umfassend die Schritte:

Wiedereinstellen der Profilschlitzlänge, so daß sie einem zweiten Substrat mit einer zweiten Substratbreite entspricht, wobei die zweite Substratbreite sich von der ersten Substratbreite unterscheidet;

Aufbringen der Beschichtung (12) auf das zweite Substrat, um ein zweites beschichtetes Substrat zu bilden, wobei das zweite Substrat die zweite Substratbreite aufweist; und

Transportieren des zweiten beschichteten Substrats durch den Trocknungsweg.

10. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung aufweist:

einen Trocknungsweg für das Substrat in einem Trockenofen, wobei der Trockenofen mehrere Quellen von Trockengas aufweist, das auf die zweite Substratoberfläche auftrifft, wobei die mehreren Trockengasquellen in der Nähe der zweiten Substratoberfläche angeordnet sind und jede Trockengasquelle eine Quellenlänge aufweist;

wobei die Quellenlänge so eingestellt ist, daß sie nicht signifikant größer ist als die Substratbreite, um die Gasströmung über den ersten und zweiten Beschichtungsrand zu minimieren, was die Bildung von Farbschwankungen minimiert;

eine Einrichtung zum Aufbringen der Beschichtung auf die erste Substratoberfläche des Substrats, um ein beschichtetes Substrat zu bilden, und

eine Einrichtung zum Transportieren des beschichteten Substrats durch den Trocknungsweg.