DE969858C - Verfahren zum Trocknen von Gelatineschichten - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 24. JULI 1958

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Beim Trocknen von Gelatineschichten, beispielsweise bei der Anfertigung von photographischera Material, bereitet der Umstand große Schwierigkeiten, daß Gelatine nur sehr langsam getrocknet werden kann. Die Anlagen zur Anfertigung von photographischem Material, das eine lichtempfindliche Gelatineemulsion auf einer Unterlage enthält, bekommen daher sehr große Abmessungen und werden folglich sehr kostspielig. Die Vermeidung von Staubbildung bei so großen Räumen mit Längen von einigen zehn Metern, die zur Anfertigung von gutem photographischem Material durchaus erforderlich sind, verursacht noch eine wesentliche Kostenerhöhung. Ferner ist der Wirkungsgrad der üblichen Heizung mittels geheizter trockener Luft schlecht. Die gleichen Schwierigkeiten treten bei der Anfertigung von Gelatineschichten auf, die nicht mit lichtempfindlichen Verbindungen versehen sind, wie beispielsweise Gelatineschichten zur Aufnahme einer Schallaufzeichnung auf mechanischem Wege, ζ. Β. zur Anfertigung eines Schallfilms oder einer Schallplatte.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen von Gelatineschichten, durch das es möglich wird, unter Anwendung einer Apparatur sehr geringer Abmessungen die Trocknung außerordentlich viel schneller durchzuführen.

Nach der Erfindung erfolgt die Trocknung einer Gelatineschicht durch Erwärmung in einem elektrischen Hochfrequenzfeld.

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Während beim Trocknen einer erstarrten Gelatineemulsion mittels geheizter trockner Luft, wie es bisher üblich war, die Trocknung nur sehr langsam vor sich geht, da sonst die Gelatine schmilzt und ungleichmäßige Schichten auftreten, ist es bei der Anwendung eine Hochfrequenztrocknung überraschenderweise möglich, daß die Temperatur der Gelatineschicht einen Wert von beinahe ioo° C, der also beträchtlich höher liegt als der Schmelzpunkt dieser Schicht, erreicht, ohne daß damit nach-„ teilige Folgen für die Homogenität der Gelatineschicht verknüpft sind. ■ ·

Dieser Umstand bietet die Möglichkeit einer großen Beschleunigung des Trocknungsverfahrens; nach der Erfindung wird eine Gelatineschicht mit hohem Wassergehalt, die nach dem Trocknen eine Dicke von höchstens 100 Mikron aufweist, unter Entlangführung eines Gasstromes für die Ableitung des entwickelten Wasserdampfs, in einem elektrisehen Feld von solcher Frequenz und Stärke behandelt, daß das zu entfernende Wasser innerhalb 5 Minuten ausgetrieben wird, d. h. also mit einer Geschwindigkeit, die etwa ioomal größer ist als die durch Trocknung mittels warmer Luft erreichbare.

Wenn man nämlich keine Hochfrequenzerwärmung anwendet, sondern die Trocknung mittels Luft von etwa 90 bis 95° C durchführt, so bildet sich sehr schnell eine zu dicke Oberflächenschicht, die die weitere Trocknung erheblich behindert. Dieser Nachteil ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die Erhitzung von innen heraus stattfindet, vermieden. Eine Behandlung von höchstens 5 Minuten bedeutet, daß jeder Punkt der Schicht sich höchstens 5 Minuten lang im Feld befindet.

Zur Erläuterung der Erfindung wird erwähnt, daß das Schmelzen der Gelatineschicht wahrscheinlich aus dem Grunde nicht notwendigerweise zu Ungleichmäßigkeiten Anlaß gibt, weil das zunächst verdampfte Wasser so schnell ausgetrieben wird, daß nahezu unmittelbar eine teilweise getrocknete Gelatine mit einem geringen Wassergehalt entsteht, die beim Schmelzen eine so starke viskose Masse ergibt, daß in ihr keine Strömungen u. dgl. m. auftreten, die störende Ungleichmäßigkeiten herbeiführen können. Da die Gelatine bei der Behandlung gemäß der Erfindung wenigstens anfänglich im geschmolzenen Zustand getrocknet wird, ist es nicht erforderlich, die auf einer Unterlage in Form einer Schicht ausgegossene Gelatineemulsion vor der Trocknung erstarren zu lassen. Bei den bisher üblichen Trocknungsverfahren aber war dies der Fall. Es wird bemerkt, daß eine Gelatineemulsion, wie sie zum Gießen einer Schicht mit einer gleichmäßigen Stärke verwendet wird, üblicherweise 80 bis 90 Gewichtsprozent Wasser enthält. Wird eine solche Emulsion durch Kühlung zum Erstarren gebracht und erwärmt, so schmilzt sie bei einer Temperatur unter 30⁰ C zu einer dünnflüssigen Masse. Der Wassergehalt steigt, je höher der Schmelzpunkt ist. Eine Emulsion jedoch, die bis zu einem Wassergehalt von etwa 50 °/o getrocknet ist, ergibt eine Schmelze, die bei 50⁰ C eine solche Viskosität aufweist, daß störende Strömungen in ihr nicht auftreten. Die Gelatineschichten von photographischen Filmen werden gewöhnlich bis zu einem Wassergehalt von etwa 15 °/o getrocknet. Bei einem solchen Wassergehalt sind sie etwa iomal dünner als in frisch erstarrtem, noch ungetrocknetem Zustand.

Es ist einleuchtend, daß die Trocknungsgeschwindigkeit von der Stärke der Gelatineschicht abhängig ist. Schichten mit einer Stärke von etwa 50 Mikron, wie sie für Schnittbänder zur Anfertigung mechanischer Schallaufzeichnungen, z. B. Schallfilmaufzeichnungen in der sogenannten Amplitudenschrift verwendet werden, erfordern eine längere Trocknungszeit als Schichten von 15 bis 20 Mikron, wie sie für das normale photographische Bromsilber-Gelatinematerial verwendet werden. Die letztgenannten Schichten können nach der Erfindung innerhalb einer halben Minute getrocknet werden.

Die Erwärmung der Gelatineschicht erfolgt vorzugsweise mittels eines elektrischen Feldes, das zwischen draht- oder stabförmigen Elektroden erzeugt wird, die parallel zur Schichtfläche angeordnet werden und längs denen die Gelatineschicht derart geführt wird, daß die Kraftlinien des Feldes zur Hauptsache in dieser Bewegungsrichtung durch das Material laufen. Gewünschtenfalls können die Elektroden beweglich und die Gelatineschicht stationär sein. Bei einer solchen Elektrodenanordnung laufen go die Kraftlinien über einen verhältnismäßig großen Abstand durch die Schicht selbst und über nur einen kleinen Abstand durch das Mittel, z. B. Luft, zwischen den Elektroden und dem zu trocknenden Material. Auf diese Weise wird die Nutzwirkung des Feldes erhöht, und es kann mit einer kleinen Apparatur und einem Hochfrequenzgenerator geringer Energie eine große Wärme in der Gelatineschicht erzeugt werden.

Obzwar bei der erwähnten Elektrodenanordnung die Feldstärke in der Bewegungsrichtung des Materials nicht konstant ist, ist das Ergebnis der Behandlung in dieser Richtung allerdings homogen, wenn nur die Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt. Die Gleichmäßigkeit in der Breitenrichtung, senkrecht zur Bewegungsrichtung, hat man durch Anwendung von Elektroden in der Hand, die langer als die Breite des Materials sind.

Die Anordnung der Elektroden ist vorzugsweise derart, daß die Gelatineschicht beim Passieren der Elektroden einem Feld von allmählich abnehmender Stärke ausgesetzt wird. Je nachdem die Trocknung fortschreitet und der Wassergehalt der Gelatine abnimmt, wird nämlich das Wasser langsamer aus der Gelatine ausgetrieben, was wahrscheinlich auf den Umstand zurückzuführen ist, daß sich auf der Oberfläche der Gelatineschicht eine Haut geringerer Durchlässigkeit bildet. Infolgedessen nimmt die Möglichkeit einer zu starken Erwärmung der Gelatine zu. Obzwar die Gelatine in diesem Trocknungsstadium eine solche Viskosität aufweist, daß Strömungen in der Schicht nicht ohne weiteres zu befürchten sind, besteht in diesem Falle die Möglichkeit einer Dampf- und folglich auch einer Blasenbildung in der Gelatineschicht. Eine allmählich abnehmende Feldstärke ist durch eine allmähliche Vergrößerung

der Abstände zwischen den Elektroden, zwischen denen ein Feld erzeugt wird, durch eine Abnahme der Spannung usw. erzielbar.

Eine geringere Heizung im letzten Stadium des Trocknungsvörgangs ist auch dadurch erzielbar, daß die Gelatineschicht in diesem Zustande einer Behandlung mit kalter Luft unterworfen wird.

Eine örtliche Überhitzung infolge einer stellenweise größeren Feldstärke wird dadurch vermieden,

ίο daß die Geschwindigkeit, mit der die Gelatineschicht durch das Feld geführt wird, genügend groß gewählt wird, so daß sich die Schicht nur kurzzeitig im Bereich höherer Feldstärke befindet. Vorzugsweise wird eine Geschwindigkeit von wenigstens 0,5 m je Minute angewendet.

Die Gelatineschicht kann sowohl in der waagerechten als auch in der geneigten, z. B. senkrechten Lage zwischen den Elektroden durchgeführt werden. Etwaige Führungsrollen oder Führungsbahnen, die sich im elektrischen Feld befinden, müssen aus einem Werkstoff mit geringen dielektrischen Verlusten angefertigt werden, so daß sie nicht störend warm werden. Eine Entflammung der Unterlage der Gelatine infolge elektrostatischer Ladungen, die durch Reibung an den Rollen erzeugt werden, z. B. bei einer Unterlage aus Nitrozellulose, ist nicht zu befürchten, da die Atmosphäre im Trocknungsraum bei Anwendung der Erfindung nicht so trocken zu sein braucht wie bei den üblichen Verfahren, bei denen die Heizung und Trocknung mittels geheizter trockner Luft erfolgt.

Die Menge des Gases, z. B. der Luft, die zwecks Ableitung des entwickelten Wasserdampfs an der Gelatineschicht entlang geleitet wird, ist vorzugsweise derart, daß sie zur Aufnahme des ausgetriebenen Wasserdampfs gerade ausreicht, ohne übersättigt zu werden. Dies bietet den Vorteil, daß die vorbeigeführte Luftmenge möglichst gering sein kann und die Möglichkeit der Verunreinigung der GeIatineschicht mit Staubteilchen geringer wird. Die Luftmenge überschreitet vorzugsweise die zur Absorption des entwickelten Wasserdampfs erforderliche Menge um höchstens 100%.

Beim üblichen Verfahren zum Trocknen von Gelatinewird sehr viel Luft längs geführt, um die Verdampfung des Wassers, die von dieser etwas erwärmten, sehr trocknen Luft herbeigeführt wird, möglichst zu beschleunigen. Bei diesen längs der Gelatine strömenden großen Luftmengen besteht eine große Gefahr der Verunreinigung durch Staubteilchen.

Die Luft wird nach der Erfindung vorzugsweise in der gleichen Richtung wie die Bewegungsrichtung des Materials geführt, also im Mitstrom. Die Luft kommt daher zunächst mit der feuchtesten Gelatine in Berührung, aus der schnell eine große Wassermenge absorbiert wird und wobei die Temperatur am niedrigsten sein muß. Beim Strömen durch den Heizapparat steigt ihre Temperatur, was unbedenk-Hch ist, da der Schmelzpunkt der Gelatine, mit der die Luft in Berührung ist, auch mit dem Austreiben des Wassers steigt und die Viskosität der geschmolzenen, teilweise getrockneten Gelatine so groß ist, daß keine Ungleichmäßigkeiten durch Strömungen in der Gelatine auftreten. Die Erwärmung der Luft ist im Gegenteil vorteilhaft, da das Vermögen der Luft zur Aufnahme von Wasserdampf bei Zunahme der Temperatur steigt; die Luft bleibt daher imstande, Wasserdampf aus der Gelatine zu absorbieren. Dies ist günstig, da der entwickelte Wasserdampf dann von einer kleinen Luftmenge absorbiert werden kann.

Es wird bemerkt, daß beim Trocknen einer Gelatineschicht in einem elektrischen Feld die Wärme größtenteils in der Gelatine erzeugt und die Unterlage kaum geheizt wird, da die dielektrischen Verluste einer trockenen Unterlage beträchtlich geringer sind als die einer nassen Gelatineschicht.

Die Erfindung ist nicht nur zum Trocknen von frisch gegossenen Gelatineschichten, sondern auch vorteilhaft zum Trocknen von Gelatineschichten verwendbar, die nach der Trocknung wieder befeuchtet werden, z. B. durch Entwickeln, Fixieren und Auswaschen usw.

Ausführungsbeispiel

Auf einem Nitrozelluloseband mit einer Breite von 16 mm und einer Stärke von 135 Mikron wurde eine Gelatineschicht durch Behandlung mit einer 20°/oigen Lösung von Gelatine bei etwa 35 ° C und Erstarrenlassen der Lösung aufgetragen. Die Schicht wurde darauf mit einer Geschwindigkeit von 0,7 m je Minute in senkrechter Richtung von unten nach oben durch ein elektrisches Feld mit einer Frequenz von 15 MHz und einer Leistung von 80 Watt geführt und war innerhalb 15 Sekunden trocken. Längs der Schicht wurden je Minute etwa 35 1 Luft von Zimmertemperatur geführt. Die erhaltene Schicht hatte in getrocknetem Zustand eine Stärke von etwa 25 Mikron. Die zueinander versetzt angeordneten Elektroden sind stabförmig und haben einen Durchmesser von 3,5 mm und eine Länge von 20 mm. Sämtliche Elektroden an derselben Bandseite sind leitend miteinander verbunden. Die unteren Elektroden befinden sich in einem Abstand von 2 mm von dem Band und in einem gegenseitigen Abstand von 10 mm. Die übrigen Elektroden liegen 4 mm von dem Band entfernt und in gegenseitigen Abständen von 30 mm. Das Elektrodensystem war in einem Rohr aus einem Werkstoff mit geringen dielektrischen Verlusten untergebracht, durch welches von unten nach oben Luft zur Ableitung des entwickelten Wasserdampfs hindurchströmte.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Trocknen einer Gelatineschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht, die nach dem Trocknen eine Stärke-von höchstens 100 Mikron aufweist, unter Längsführung eines Gasstromes zur Ableitung des entwickelten Wasserdampfes in einem elektrischen Feld auf eine solche oberhalb des Schmelzpunktes der Gelatine liegende Temperatur erhitzt wird, daß das zu entfernende Wasser innerhalb 5 Minuten ausgetrieben wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas im Mitstrom längs des Materials geführt wird und daß die Gasmenge höchstens ioo% mehr beträgt, als zur Auf-

   '5 nähme des entwickelten Wasserdampfes erforderlich ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelatineschicht durch ein Feld von allmählich abnehmender Stärke hindurchgeführt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelatineschicht mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 0,5 m je Minute durch' das elektrische Feld geführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 397 805,691 038;
   französische Patentschrift Nr. 861 102;
   »Elektrotechnische Berichte«, 21 (1942), S. 406

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