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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Trocknen beschichteter, bahnförmiger Materialien
und insbesondere zum- Trocknen fleckempfindlicher Beschichtungen
auf einem Filmträger,
wie zum Beispiel Fotofilm und -papier.
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Zu den bei Beschichtungen mit organischen
Lösungsmitteln
am häufigsten
auftretenden Fehlern gehört
Fleckenbildung. Eine direkte Beaufschlagung mit Luft kann durch
Störung
der Beschichtung Fleckenbildung verursachen. Kritisch ist auch die
Gleichmäßigkeit
des Wärmeübergangs. Örtliche
Schwankungen des Wärmeübergangs
machen sich als Fleckenbildung bemerkbar. Selbst wenn Beschichtungen
ohne direkte Beaufschlagung mit Luft trocknen, können die durch eine Bewegung
des bahnförmigen
Materials durch stillstehende Luft erzeugten Scherkräfte Fleckenbildung
verursachen. Dies begrenzt die Geschwindigkeit, mit der ein Produkt
hergestellt werden kann. Das Auftreten von Fleckenbildung wird häufig als
der Einzelfaktor genannt, der Produktivitätsverbesserungen beim Trocknen
beschichteter bahnförmiger
Materialien am meisten behindert. Um annehmbare Beschichtungen zu
erhalten, werden die Geschwindigkeiten bahnförmiger Materialien im Vergleich
zum Beschichtungs- und Trocknungsvermögen der Maschine häufig deutlich
reduziert.
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Fleckenmuster können je nach Beschichtung und
Prozessbedingungen von regellos und klecksig bis zu „zeilig-streifig" reichen. Für Fotofilm
und -papier typisch ist, dass Ausprägung und Ausrichtung der Fleckenbildung
in Transportrichtung des bahnförmigen
Materials mit steigender Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials
zunehmen. Für
empfindliche Produkte können
die Transportgeschwindigkeiten bahnförmiger Materialien auf etwa
45,75 m/min (150 fpm) begrenzt sein. Die Beständigkeit der Beschichtungen
gegen Fleckenbildung kann durch Erhöhung der Viskosität der Lösungen und
Verringerung der Nassdicke der Beschichtung (Eindicken der Lösung) verbessert
werden, wie in Miller, C. A. und Neogi, P.; "Interfacial Phenomena"; Marcel Decken;
1995, beschrieben. Aus Gründen
der Beschichtbarkeit oder der Lösungsmittelstabilität ist dies
jedoch nicht immer möglich.
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Wenn die Beschichtungslösungen nicht
gegen Fleckenbildung beständig
gemacht werden können, lassen
sich akzeptable Beschichtungen nur durch Minimierung der in der
Beschichtungs- und Trocknungsmaschine erzeugten Störungen der
Beschichtung herstellen. Einer der wichtigsten Störfaktoren
ist Luft. Luft kann eine Nassbeschichtung unmittelbar stören, wenn
der Druck oder die Scherkräfte
groß genug
sind (Gutoff, E. B. und Cohen, D. C.; "Modern Coating and Drying Technology'; J. Wiley and Sons;
S. 289; 1995). Diesen Zustand nennt man „Verblasen". Selbst wenn der Druck und die Scherkräfte nicht
groß genug
sind, um die Beschichtung zu verblasen, können Ungleichförmigkeiten
in der Luftgeschwindigkeit, mit der die Beschichtung beaufschlagt
wird, ein durch Oberflächenspannung
bedingtes Verlaufen verursachen. Ein durch Oberflächenspannung
bedingtes Verlaufen ist das Ergebnis von Schwankungen der Konzentration
und Temperatur entlang der Oberfläche der Beschichtung. Eine
ungleichförmige
Luftströmung
kann örtliche
Schwankungen der Wärme-
und Stoffübergangszahlen
verursachen, die ihrerseits Konzentrations- und Temperaturschwankungen verursachen.
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In den letzten Jahren sind nur wenige
Berichte über
die Verringerung von Fleckenbildung durch Steuerung der Luftströmung in
einer Lösungsmittelbeschichtungsmaschine
veröffentlicht
worden. US-A-4 365 423 beschrieb die Verwendung zweilagiger Blenden
in unmittelbarer Nähe
der Beschichtung, um diese gegen Störungen durch Luft zu schützen und
die örtliche
Lösungsmittelkonzentrationen
im Gas anzuheben. US-A-4 999 927 schlug eine Trocknerausführung vor,
die durch Absaugen der Luft in der Nähe des bahnförmigen Materials nach
unten in die Maschine eine parallele Luftströmung in der Nähe des bahnförmigen Materials
begünstigt. Diese
Ausführung
arbeitet nicht mit Luftablenkplatten und hat den Nachteil, dass
das Gebläse
in einem festen Abstand zur Beschichtungsvorrichtung aufgestellt
werden muss, was an sich schon eine Geschwindigkeitsbegrenzung bedeuten
kann, weil die Beschichtung beim Passieren des Gebläses „trocken" sein muss, da andernfalls
die dort vorhandene ungleichförmige
Luftströmung
Fleckenbildung verursachen kann.
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Eine flexiblere Lösung wäre die Verwendung von Luftablenkplatten.
In diesem Falle wäre
der Bereich der laminaren Luftströmung in der Maschine nicht
festgelegt und die Geschwindigkeit infolgedessen durch die Position
des Trockenpunkts nicht eingeschränkt. US-A-S 105 562 beschrieb
eine ventilierende und beaufschlagende Luftbürste, die primär den Transport
verbessern sollte, jedoch den Nachteil hat, dass sie die Vorderseite
direkt mit Luft beaufschlagt, was im Allgemeinen für eine Minimierung
der Fleckenbildung nicht wünschenswert
ist.
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Beschichtete, bahnförmige Materialien
werden generell durch direkte Beaufschlagung mit Luft aus einer
Düse getrocknet,
wobei die Luft rechtwinklig zu dem beschichteten bahnförmigen Material
abgegeben wird. Bei Anwendung dieser Technik tritt in der Beschichtung
Fleckenbildung auf.
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US-A-1 776 609 offenbart eine Trocknungsvorrichtung
für bahnförmige Materialien
mit Düsen,
aus denen erwärmte
Luft auf ein Ablenkelement geblasen wird. Die Luft tritt in der
Richtung des bahnförmigen
Materials und mit hoher Geschwindigkeit aus. Dadurch soll ein hoher
Wärmeübergang
erzielt werden. Von Maßnahmen
zur Verringerung der Fleckenbildung oder zum Anpassen der Luftgeschwindigkeit
an die Geschwindigkeit des bahnförmigen
Materials ist nicht die Rede.
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DE 14 60 544 A offenbart ein Verfahren zum
Trocknen eines sich bewegenden, beschichteten, bahnförmigen Materials,
bei dem mit einer Düse,
die von einer sich rechtwinklig zur Ebene des bahnförmigen Materials
erstreckenden Position in eine parallel zur Ebene des bahnförmigen Materials
verlaufende Position gekrümmt
ist, Luft über
die beschichtete Oberfläche
des bahnförmigen
Materials geleitet wird. Dabei tritt die Luft aus einem Auslassschlitz
am Düsenende
aus. Die Schlitzdüsen
erstrecken sich über
die volle Breite des bahnförmigen
Materials und sind parallel zur Oberfläche des bahnförmigen Materials
und entgegengesetzt zu dessen Transportrichtung ausgerichtet. Von
einem Versuch, die Luftgeschwindigkeit der Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials
anzupassen, um einer Fleckenbildung in der Beschichtung entgegenzuwirken,
ist nicht die Rede.
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US-A-5 105 562 offenbart eine Trocknungsvorrichtung
für bahnförmige Materialien
mit einer Luftbürste,
welche die beschichtete Oberfläche
direkt beaufschlagt, und je einer Luftbürste zum Erweichen auf beiden Seiten
der Beaufschlagungsbürste.
Bei dieser Ausbildung strömt
die Luft sowohl parallel (zur Transportrichtung des bahnförmigen Materials)
als auch entgegengesetzt (zur Transportrichtung des bahnförmigen Materials).
Die Luftbürsten
für die
direkte Beaufschlagung und das Erweichen werden unabhängig voneinander
mit Luft versorgt. Von einem Versuch, die Strömungsgeschwindigkeit der Luft
der Geschwindigkeit des bahnförmigen
Materials anzupassen, um einer Fleckenbildung in der Beschichtung
entgegenzuwirken, ist nicht die Rede.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen beschichteter, bahnförmiger Materialien
ohne Fleckenbildung zu schaffen.
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Die Erfindung hat ferner die Aufgabe,
durch Beseitigung der Scherwirkungen, die beim Durchgang des beschichteten,
bahnförmigen
Materials durch die Luft in einem Trockner auftreten, fleckempfindliche
Lösungsmittelbeschichtungen,
wie zum Beispiel fotografische Beschichtungen, mit höheren Geschwindigkeiten
zu trocknen als dies mit den mit Düsen arbeitenden herkömmlichen
Trocknungsvorrichtungen möglich
ist.
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Gelöst werden diese und weitere
Aufgaben durch Schaffung eines Verfahrens zum Trocknen eines beschichteten,
bahnförmigen
Materials, bei dem mit einer Düse,
die von einer sich rechtwinklig zur Ebene des bahnförmigen Materials
erstreckenden Position in eine parallel zur Ebene des bahnförmigen Materials
verlaufende Position gekrümmt
ist, Luft über
die beschichtete Oberfläche
des bahnförmigen
Materials geleitet wird, wobei ein Auslassschlitz am Düsenende
so angeordnet ist, dass die aus dem Auslassschlitz ausströmende Luft
mit der Ebene des bahnförmigen
Materials einen Winkel zwischen 1 und 45° bildet. Das Verfahren beinhaltet
eine Minimierung der Differenz zwischen der Strömungsgeschwindigkeit der Luft
und der Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials. Dadurch werden
zwischen dem sich bewegenden bahnförmigen Material und der die
beschichtete Oberfläche
berührenden
Luft auftretende Scherkräfte
minimiert. Dies wiederum minimiert die Fleckenbil dung in der Beschichtung,
insbesondere bei fleckempfindlichen Beschichtungen. Erreicht wird dies
dadurch, dass die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft der Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials möglichst
genau angepasst wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand
eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine
vergrößerte Einzelansicht
einer Düse
in einem senkrechten Querschnitt.
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2 eine
schematische senkrechte Querschnittsansicht des Trocknergehäuses, in
dem die Düsen über der
beschichteten Oberseite des bahnförmigen Materials angeordnet
sind.
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3 ein
Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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4 eine
schematische Darstellung unterschiedlich ausgebildeter Luftdüsen.
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5 eine
Seitenansicht eines typischen Trocknerabschnitts der Maschine.
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6 ein
Schema der erfindungsgemäß erzeugten
Luftströmungsgeschwindigkeiten.
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Nicht alle der nachstehend beschriebenen
Ausführungsformen
sind Teil der Erfindung. Sie tragen jedoch zum Verständnis der
Erfindung bei.
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Bei der hier beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung wird das bahnförmige
Material vorzugsweise nur auf der Oberseite beschichtet. Das bahnförmige Material
könnte
aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN),
Acetat oder Papier bestehen. Als Beschichtung wird generell eine
Lösungsmittelbeschichtung
und bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine fotografische Beschichtung
verwendet, die sich aus Polymeren, wie zum Beispiel Polyvinylbutyralharz
(Butvar®)
und Celluloseacetat, und Lösungsmitteln,
wie zum Beispiel Methylenchlorid, Methylethylketon zusammensetzt,
und beispielsweise für
Unterlagen lichtempfindlicher Emulsionen und dergleichen verwendet
wird. Wie in 1 dargestellt,
wird beim Beschichten eines Produkts, bei dem Fleckenbildung unerwünscht ist,
die Luft aus der gekrümmten
Düse nur dann
mit annähernd
der Transportgeschwindigkeit des bahnförmigen Materials eingeführt, wenn
die Düse
eine Position relativ parallel zur Ebene des bahnförmigen Materials
einnimmt. Dabei ist der Winkel 2 mit dem die Luft aus dem
Auslassschlitz 1 der Düse 4 ausströmt, sehr
wichtig. Generell krümmt
sich die Düse
aus einer sich rechtwinklig zur Ebene des bahnförmigen Materials 12 erstreckenden
Position in eine im Wesentlichen parallel zur Ebene des bahnförmigen Materials
verlaufende Position, wobei die aus dem Auslassschlitz 1 ausströmende Luft
mit der Ebene des bahnförmigen
Materials einen Winkel zwischen 1° und
45° bildet.
Wenn die vertikale Komponente zu groß ist, kann die Beschichtung
gestört
werden. Wenn die Beschichtung ein gewisses Maß an direkter Beaufschlagung
verträgt,
kann zum Einführen
der Luft die an der gekrümmten
Düse befestigte Düse 3 für eine direkte
Beaufschlagung verwendet werden. Die Düsen sind in der Regel je nach
Prozessbedingungen 15 bis 61 cm (6 bis 24 Zoll) voneinander beabstandet
(wie in 2 gezeigt).
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Die an der (unbeschichteten) Unterseite
des bahnförmigen
Materials eingesetzte Transporteinrichtung ist nicht dargestellt.
Vorzugsweise wird das beschichtete bahnförmige Material jedoch mit einer
Bandgeschwindigkeit von mehr als 152 m/min (500 fpm) transportiert.
Wie in 2 gezeigt, durchläuft das
beschichtete bahnförmige
Material 12 das rocknergehäuse unter den Schlitzen der
Düse 4,
die mit Luft aus dem Zuluftkanal 9 versorgt wird, und den
Schlitzen der Düse 5 für eine direkte
Beaufschlagung, die mit Luft aus dem Zuluftkanal 8 versorgt
wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die Düse,
die dem bahnförmigen Material
in einer sich rechtwinklig zur Ebene des bahnförmigen Materials erstreckenden
Position Luft zuführt, gemeinsam
mit der gekrümmten
Düse verwendet.
Beide Düsen
werden unabhängig
voneinander durch unterschiedliche Zuluftverteiler 6, 7 mit
Luft versorgt. Ein gelochtes Verteilerblech 13 gewährleistet
eine gleichförmige
Luftströmung
aus den nachgeschalteten Düsen.
Der Luftdruck kann durch Schwenken der Luftklappen 10, 11 in
den Zuluftkanälen 8, 9 unabhängig reguliert
werden. Auf diese Weise kann dieselbe Maschine unbeeinflusst von
der Lage des Trockenpunkts zum Beschichten einer Vielzahl von Produkten
eingesetzt werden.
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3 veranschaulicht
den bevorzugten Prozessablauf. Die von dem Zuluftgebläse 17 geförderte Luft wird
diesem von einem Abluftgebläse 18 über eine
Umluftklappe 19 mit Unterstützung durch eine Frischluftklappe 20 zugeführt, von
den Kühl-
oder Heiz-Schlangen 14, 15 konditioniert und dann
von den Filtern 16 gereinigt. Für die Zuluft werden häufig Temperaturen
zwischen 2°C
und 150°C
bevorzugt. Der Luftdruck wird von den Zuluftklappen 10, 11 reguliert
und richtet sich nach der gewünschten
Wärmeübergangszahl
und der Beschichtungsfleckempfindlichkeit des Produkts. Die Zuluftkanäle 8 und 9 führen die
Luft den unabhängigen
Zuluftverteilern 6 und 7 für direkte Beaufschlagung bzw.
Erweichen zu. Die Luft strömt
dann, wie in 2 gezeigt, durch
die gelochte Verteilerplatte 13, um eine gleichförmige Düsenausströmgeschwindigkeit
zu gewährleisten.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird eine Vielzahl von gekrümmten Düsen verwendet. Die in 2 angegebene bevorzugte
Beabstandung d der gekrümmten
Düsen beträgt 15 bis
61 cm (6 bis 24 Zoll), besser noch 15 bis 46 cm (6 bis 18 Zoll).
Die senkrechten Düsen
nach dem Stand der Technik können
zusätzlich
im Wesentlichen unmittelbar neben den gekrümmten Düsen eingesetzt werden.
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Das nachstehend beschriebene Beispiel
veranschaulicht die Vorteile der Verwendung gekrümmter Düsen zum Trocknen eines beschichteten
bahnförmigen
Materials.
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Bei dieser Untersuchung wurden 5
verschiedene Luftablenkplatten experimentell bewertet, um ihre Wirkung
auf die Fleckenbildung zu bestimmen. Diese Ausführungen unterscheiden sich
erheblich hinsichtlich der Art der Luftströmung, die sie in der Nähe des bahnförmigen Materials
erzeugen. Der folgende Abschnitt beschreibt diese Luftablenkplatten
und den Versuchsablauf. Es folgen die Versuchsergebnisse.
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Zur Untersuchung der Auswirkung der
Luftablenkplattengeometrie auf das Ausmaß und die Art der Fleckenbildung
in Lösungsmittelbeschichtungen
wurden fünf
verschiedene Luftablenkplatten hergestellt und geprüft. Diese
sind in 4 dargestellt.
Die Ausführung d ist
eine handelsübliche
Düse.
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Die Ausführungen mit Schlitz und verlängertem
Schlitz führen
dem bahnförmigen
Material senkrecht Luft zu, während
der V-Kanal bewusst so ausgelegt ist, dass die Luft in die Kammer
strömt
und die Beschichtung nur sehr wenig unmittelbar beaufschlagt. Die
handelsübliche
Düse und
die gekrümmten
Ausführungen können sowohl
eine senkrechte als auch eine parallel gerichtete Luftströmung erzeugen.
Der Hauptunterschied zwischen der handelsüblichen Ausführung und
gekrümmten
Schlitzen besteht darin, dass die gekrümmten Schlitze eine nicht ganz
parallele Luftströmung
nur in einer Richtung erzeugen und abnehmbare Blenden aufweisen.
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Alle Beschichtungen wurden bei dieser
Untersuchung mit einer Versuchsmaschine durchgeführt. 5 zeigt eine Seitenansicht der Maschine
vom Trichter bis zum Ende des 9 m (30 Fuß) langen Trocknerabschnitts
mit V-Kanälen.
Die Verteiler waren 2,2 m (4 Fuß)
lang und an Stangen aufgehängt,
sodass der Abstand zwischen Verteiler und bahnförmigem Material von 15 bis
61 cm (6 bis 24 Zoll) verändert
werden konnte.
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In 5 durchläuft das
bahnförmige
Material 12 vorzugsweise einen Trockner 24 mit
Verteilern 21 und Ablenkplatten 26. Das bahnförmige Material
wird mit Rollen 23 transportiert und im Trockner getrocknet.
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Die Beschichtungslösung bestand
aus Polyvinylbutyralharz (Butvar® 76)
in einer Mischung aus Toluol und MEK im Verhältnis 50 : 50. Eine geringe
Menge Magentafarbstoff wurde zugegeben, um Fleckenmuster sichtbar
zu machen. Durch Pumpen aus zwei verschiedenen Behältern und
Mischen der Lösungen
unmittelbar vor dem Trichter wurde der Gewichtsanteil der Butvar®-Lösung auf
Werte zwischen 1 und 7% eingestellt. Die Temperatur der Beschichtungslösungen,
des Trichters, des Trägers
und des Trocknerabschnitts betrug 24°C (75°F) für alle Beschichtungen. Die
Differenz zwischen dem Außendruck
der Maschine und dem Druck im Trocknerabschnitt wurde auf –6,2·10–4 kPa
(–0.0025
Zoll H2O) gehalten (aus Sicherheitsgründen geringfügig unter
Atmosphärendruck).
Mit einer 11,5 cm (1/2 Zoll) breiten Schlitzbeschichtungsvorrichtung
wurde die Beschichtung auf einen 12,5 cm (5 Zoll) breiten, 0,1 mm
(4 mil) dicken PET-Film ohne Unterlage aufgetragen.
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Zur Bewertung der Auswirkung auf
die Fleckenbildung wurde für
jede Ablenkplattenausführung
eine Beschichtungsreihe durchgeführt.
Zuerst wurde für
jede Ausführung
mit einer Geschwindigkeitsreihe die Änderung der Fleckenbildung
in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit untersucht. Für eine gegebene Ablenkplattenausführung, einen
gegebenen Abstand zwischen Ablenkplatte und bahnförmigem Material
und einen gegebenen Druckabfall am Ablenkblech wurde die Geschwindigkeit
in Schritten von 30,5 m/min (100 fpm) von 30,5 auf 152 m/min (100
bis 500 fpm) erhöht.
Als Beschichtung wurde dabei eine 3-prozentige Butvar®-Lösung mit
einer Nassdeckung von 4,9 cm3/m2 (4.5
cc/ft2) aufgebracht. Die Viskosität einer
3-prozentigen Lösung
beträgt
5 cP.
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Der Grund für die Wahl einer Beschichtung
mit einer Viskosität
von 5 cP und einer Nassdeckung von 4,9 cm3/m2 (4.5 cc/ft2) war,
dass diese gegen luftströmungsinduzierte
Fleckenbildung extrem empfindlich ist. Diese Beschichtung eignete
sich daher für
die Visualisierung und Registrierung der Auswirkung der Luftströmung aus
den verschiedenen Ablenkplattenausführungen auf die Änderung
der Größe und Ausrichtung
des Fleckenmusters. Zur Untersuchung der Auswirkung einer Änderung
der Beschichtungsparameter auf die von den verschiedenen Ablenkplattenausführungen
erzeugten Fleckenmuster wurden zusätzlich zu der Geschwindigkeitsreihe
Beschichtungen mit Butvar®-Lösungen von
1 bis 7% und Nassdeckungen von 2,7 und 7,0 cm3/m2 (2.5 und 6.5 cc/ft2)
durchgeführt.
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Für
alle eingebauten Ablenkplattenausführungen und eingestellten Druckunterschiede
an den Ablenkplatten und zwischen dem Außen- und Innendruck des Trocknerabschnitts
wurden die Luftströmungsgeschwindigkeiten
in der Nähe
des bahnförmigen
Materials mit einem Hand-Hitzdrahtanemometer gemessen. 6 zeigt die Luftströmungsgeschwindigkeiten
für die
Ausführung
mit gekrümmtem
Schlitz ohne Blenden, wenn die Luft zu 100% aus der gekrümmten Seite
ausströmt.
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Der Flächenwinkel betrug 30°. In diesem
Fall ist die Luftströmungsgeschwindigkeit
senkrecht zu dem bahnförmigen
Material gering, die Geschwindigkeit der parallel gerichteten Strömung in
der Transportrichtung des bahnförmigen
Materials jedoch hoch.
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Tabelle 1 zeigt die durchschnittlichen
senkrechten und parallelen Luftströmungsgeschwindigkeiten für die verschiedenen
Ablenkplattenausführungen
mit den daraus resultierenden Wärmeübergangszahlen.
Der für
jeden Eintrag angegebene Bereich ergibt sich durch Veränderung
des Druckabfalls an den Ablenkplatten von 1,7 bis 8,4 mm (0.07 bis
0.33 Zoll) Wassersäule.
Die Wärmeübergangszahlen
wurden aus den Trockenpunktmessungen berechnet. Aus Tabelle 1 ist
ersichtlich, dass die Ausführungen
Schlitze, V-Kanal, handelsübliche
Ausführung
(100% T) und gekrümmte
Schlitze mit Blenden alle annähernd
die gleiche Luftströmungsgeschwindigkeit
erzeugten. Dagegen erzeugten die verlängerten Schlitze eine wesentlich
höhere
direkte Beaufschlagung als jede andere Ausführung, während der gekrümmte Schlitz
ohne Blenden als einzige Ausführung
eine hohe parallele Luftströmungsgeschwindigkeit
erzeugte.
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Zwischen den von den verschiedenen
Ablenkplatten erzeugten Fleckenmustern gab es deutliche Unterschiede,
insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials.
Das Fleckenmuster für den
V-Kanal ist bei 30,5 m/min (100 fpm) regellos, erfährt jedoch
bei 152 m/min (500 fpm) eine Ausrichtung in der Transportrichtung
des bahnförmigen
Materials. Die Ergebnisse für
die Schlitzausführung
waren im Wesentlichen dieselben. Die von den gekrümmten Schlitzen
mit Blenden und von der handelsüblichen
Ausführung,
bei der die gesamte Luft aus dem „T" ausströmt, erzeugten Muster erfahren
bei höheren
Geschwindigkeiten des bahnförmigen
Materials eine stärkere
Ausrichtung. Im Aussehen ähneln
diese 152 m/min (500 fpm) Muster den Mustern für bestimmte Produkte bei Geschwindigkeiten
des bahnförmigen
Materials von etwa 152 m/min (500 fpm). Dieses Muster wir häufig als „zeitig-streifige" Fleckenbildung bezeichnet.
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Der Trend zu einer stärkeren Ausrichtung
bei hohen Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials erfährt für den gekrümmten Schlitz
ohne Blenden eine Umkehr. Die mit dieser Ausführung erzeugten 30,5 und 152
m/min (100 und 500 fpm)-Muster zeigen bei 30,5 m/min (100 fpm) eine
starke Ausrichtung des Musters in der Transportrichtung des bahnförmigen Materials
(leicht nach außen).
Dagegen ist bei 152 m/min (500 fpm) das schwache Fleckenmuster völlig regellos
und die Zeitig-Streifigkeit bei hoher Geschwindigkeit nicht mehr vorhanden.
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Bei den gekrümmten Schlitzen nimmt die relative
Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem bahnförmigen Material und der Luft
mit zunehmender Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials ab. Bei 152
m/min (500 fpm) haben sich die Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials
und der Luft bis auf 15 m/min (50 fpm) einander angenähert. Dadurch
wird die Ungleichförmigkeit
der Luftströmungsgeschwindigkeit über der nassen
Oberfläche
erheblich verringert, während
das schwache Fleckenmuster keine Ausrichtung aufweist. Diese Ergebnisse
scheinen zu bestätigen,
dass eine gleichförmige
Luftbewegung in Längsrichtung
des bahnförmigen
Materials Luftstörungen
deutlich verringert, was insbesondere im Einlaufteil der Maschine
im hohen Maße
wünschenswert
ist. Zum weiteren Nachweis der Auswirkung von Geschwindigkeitsdifferenzen
zwischen dem bahnförmigen
Material und der Luft wurde eine Geschwindigkeitsreihe durchgeführt, bei
der die gekrümmten
Schlitze ohne Blenden gegen die Transportrichtung des bahnförmigen Materials
gedreht wurden. Die sich dadurch ergebenden Fleckenmuster wiesen
bei allen Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials eine starke
Ausrichtung auf.
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Zum Vergleich wurde eine starke direkte
Beaufschlagung mit der Ausführung
mit verlängertem
Schlitz untersucht. Dabei ergab sich bei Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials
zwischen 30,5 und 152 m/min (100 und 500 fpm) ein zeitig-streifiges
Fleckenmuster.
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Erwartungsgemäß verringerte eine Erhöhung der
Viskosität
der Beschichtungslösungen
die Luftströmungsempfindlichkeit
der Beschichtung. Die Ausrichtung bei hohen Geschwindigkeiten des
bahnförmigen
Materials war jedoch auch bei 30 cP (7% B-76) bei allen verwendeten
Ausführungen
mit Ausnahme der gekrümmten Schlitze
ohne Blenden nach wie vor vorhanden. Ebenfalls erwartungsgemäß, verschlimmerte
eine Erhöhung
der beschichteten Nassdicke das Fleckenmuster in allen Fällen.
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Am Ende des Trocknerabschnitts aufgenommene
Bilder der Beschichtung zeigten, dass das Fleckenmuster an dieser
Stelle voll ausgebildet war (zumindest im Bereich der bei dieser
Untersuchung angewandten Materialgeschwindigkeiten, Nassdeckungen,
Viskositäten
und Lösungsmittel).
Dies wurde durch einen Vergleich dieser Bilder mit den entsprechenden
Bildern der trockenen Muster bestätigt.
