DEP0012456MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 3. August 1954 Bekanntgeimadht am 18. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein. Gerät zur Bildung von fotografischen Schichten aus viskosen Lösungen und zum Trocknen derartiger Schichten. Im besonderen befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren und mit einem Gerät zur Bildung von Schichten und zum Trocknen viskoser wasserhaltiger Silberhalogendispersionen in Gelatine bei stark erniedrigten Drücken.

Fotografische Filme und Papiere werden üblicherweise in großem Maßstab derart hergestellt, daß man kontinuierliche Rollen einer biegsamen Film- oder Papierbasis großer Breite, z. B. mit einer Breite von 82 bis 109 cm, mit einer wasserhaltigen Dispersion von Silberhalogenen in einem wasserdurchlässigen Kolloid beschichtet, die aufgetragene Schicht abkühlt, und erstarren, läßt und schließlich die Emulsionsschicht in einem Konvektionstrockner trocknet, in dem die Temperatur der Luft, gemessen mit einem Thermometer mit feuchter Kugel, niedriger ist als der Schmelzpunkt der erstarrten Kolloidschicht.

Zwei bekannte Verfahren zur Herstellung fotografischer Schichten sind erstens das Ausspülverfahren, bei dem die Trägerbahn um eine Beschichtungswalze herumgeführt wird, die so· in einem Beschichtungstank angeordnet ist, daß die

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Trägerbahn die flüssige Emulsion berührt und eine dünne Schicht aufnimmt; zweitens die Luftstrombeschichtung, bei der die Emulsion ähnlich wie bei dem ersten Verfahren aufgebracht wird, wobei man einen dünnen Luftstrahl gegen die Schicht richtet, um auf diese Weise die Menge (Dicke) der auf der Trägerbahn haftenden Emulsion, zu regeln. Die fotografische Schicht kann auch durch Tauchbeschichtung, durch Auftragwalzen oder von, einem

ίο geeigneten Spritzbehälter aufgebracht werden. Das Luftstrahlverfahren hat den Vorteil, daß Emulsionen mit einem höheren Gehalt, an Feststoffen verwendet werden können.

Bei den oben beschriebenen Verfahren wird die wasserhaltige Emulsionsschicht dadurch zum Erstarren gebracht, daß man die beschichtete Trägerbahn durch eine Zone führt, in der die mit feuchter Thermometerkugel gemessene Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der Emulsion liegt, wodurch die Emulsion zu einem halbfesten Zustand geliert.

Die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren beschichteten Trägerbahnen werden üblicherweise getrocknet, indem man die Trägerbahn über

bewegbare Stangen eines Spanntrockners legt. Die - Luftgeschwindigkeiten und die Trocknungsbedingungen in einem solchen Trockner sind im allgemeinen mäßig, und es sind Trocknungszeiten von 30 bis 90 Minuten je nach Schichtdicke erforderlieh. Spiralförmige Kammertrockner und Streckrahmentrockner sind auch schon, verwendet worden und arbeiten auch ganz zufriedenstellend, aber sie erfordern verhältnismäßig kostspielige und umfangreiche Ausrüstungen. -

Bei den gerade erörterten Verfahren und Geräten sind die wasserhaltigen Silberhalogen-Kolloid-Dispersionen verhältnismäßig verdünnt und haben einen Gehalt an Feststoffen von, etwa io°/o bis etwa 20 °/». Die großen Wassermengen in diesen Dispersionen zwingen, zu langen, Troeknungszeiten und machen großräumige Geräte erforderlich. Die Trocknungsgeschwindigkeiten werden durch die Kapazität der Klimaanlage begrenzt, die erforderlich ist, um die mit feuchter Tliermometerkugel gemessene Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der Emulsion zu halten. Unter den günstigsten Bedingungen benötigen diese vorbekannten. Verfahren 5 bis 10 Minuten, um das Trocknen eines Abschnittes des fotografischen Films zu vollenden.

Ähnliche Probleme bestehen, bei dem Beschichten, fotografischer Papiere.

Die vorliegende Erfindung beschreibt nun, ein Verfahren zum Beschichten und Trocknen fotografischer Trägerbahnen, z. B. von Filmen und Pa,-pieren, das sehr viel schneller ist, leicht gesteuert werden, kann, und sich auf kontinuierlicher Basis ausführen läßt, um verhältnismäßig dünne, glatte

- und gleichförmige Schichtein zu erzielen. Darüber hinaus zeigt die Erfindung ein. Verfahren, zum Beschichten, von Filmen und Papieren, mit fotografischen Emulsionen, die einen hohen Gehalt an Feststoffen, haben. Zu, der Erfindung gehört fernerhin ein Gerät zur Bildung von Schichten und zum Trocknen konzentrierter wasserhaltiger Silberhalogen-Kolloid-Dispersionen, das einfach zu bauen und bei kontinuierlicherArbeitsweise leicht instand zu halten ist sowie ein Mindestmaß an Raum und beweglichen Teilen erfordert.

Gemäß der vorliegenden. Erfindung besteht das Verfahren darin, daß man die viskose wasserhaltige Masse durch einen Schlitzgießer auf eine bewegte biegsame Trägerbahn, aufträgt, die mit einer linearen Geschwindigkeit von wenigstens 45 m je Minute und 1- bis 2oomal schneller als die lineare Geschwindigkeit des Ausflusses der Masse transportiert wird, und zwar bei weitgehender Abwesenheit nicht kondensierbarer Gase, aber in Anwesenheit von zugesetzten, leicht kondensierbaren Dämpfen inerter; wasserlöslicher Flüssigkeiten mit einem Siedepunkt von nicht mehr als iio° C bei Atmosphärendruck, daß man die beschichtete Trägerbahn mit der gleichen Geschwindigkeit durch eine erhitzte Trockenzone für~2 bis 15 Sekunden führt, wobei diese auf einem Druck von 5 bis 192 mm Hg gehalten wird und die Schicht eine Temperatur von, ο bis 60⁰C während ihres Durchgangs durch die Trockenzone annimmt.

Im besonderen ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß man. eine viskose wasserhaltige Dispersion von Silberhalogenen in einem wasserdurchlässigen Kolloid mit einer Viskosität von 2000 bis 100 000 cP und einem Gehalt an Feststoffen von 20 bis 65 % durch einen engen rechteckigen Schlitzgießer auf eine bewegte Filmoder Papierträgerbahn aufträgt, wobei diese sich mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 45 m je Minute und mit einer linearen .Geschwindigkeit bewegt, die gleich oder vorzugsweise schneller ist als diejenige, mit der die Dispersion aufgetragen wird, so daß die entstehende Schicht um einen 1- bis 2oofachen Betrag ihrer Dicke auseinandergezogen wird. Das Auftragen der Schicht erfolgt bei erniedrigtem Druck und in weitgehender Abwesenheit von. nicht kondensierbaren Dämpfen, aber in Abwesenheit von zugesetztem Wasserdampf mit einem Druck von 20 bis 190 mm Hg. Darauf gelangt der beschichtete Film in eine abgedichtete Trocknungskammer, in der ein Gesamtdruck von 5 bis 35 mm und vorzugsweise von 15 bis 25 mm Hg aufrechterhalten, und wo der Film erwärmt wird, so daß das Wasser während dieser Zeit annähernd bei seinem Siedepunkt, der den betreffenden Unterdruck entspricht, verdampft. Die Filmtemperatur in der Trocknungskammer wird so< zwischen 2 und 35° C sein, und die Emulsion ist nach etwa 2 bis 15 Sekunden trocken. Der trockene Film verläßt die Kammer durch eine geeignete Dichtungsvorrichtung und läuft dann über eine geeignete Aufrollvorrichtung zur Aufbewahrung oder zu einem Längs- und Querschneider, wo er in Rollen kleinerer Breite und Länge oder in. Planfilme zugeschnitten wird.

Die Lippen des rechteckigen, Schlitzmundstückes haben einen gegenseitigen Abstand von ungefähr 0,05 bis 0,75 mm und befinden sich etwa 1,6 bis 4,8 mm über der Oberfläche der zu beschichtenden

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Trägerbahn. Der Winkel zwischen, der Trägerbahn und der Mittellinie der Schlitzlippen sollte zwischen ο und 6o° liegen. Da der Beschichtungspunkt im allgemeinen über der Trägerwalze kleineren Durchmessers oder einer gekrümmten Stange kleineren Radius liegt, wird dieser Winkel von. der Tangente senkrecht zu der Achse dieser Walze oder Stange an dem Punkt gemessen, wo die aufgetragene Schicht der wasserhaltigen. Masse auf trifft.

ίο Zur Ausführung des Verfahrens ist die Beschichtungskammer am Eintrittspunkt und am Austrittspunkt der Trägerbahn mit geeigneten Dichtungsvörrichtungen versehen. Auch bei der Bewegung von der Beschichtungskammer zu der Trocknungskammer wird die Trägerbahn durch eine enge Öffnung geführt, so daß ein Druckunterschied zwischen der Beschichtungszone einerseits und der Trocknungszone andererseits aufrechterhalten werden kann. Der Gesamtdruck in. der Beschichtungszone

ao sollte groß genug sein, um das Wasser und alle wasserlöslichen Lösungsmittel in der wäßrigen Dispersion bei der Beschichtungsteimperatur, die bei fotoigrafischen Gelatineemulsionen üblicherweise bei etwa 32 bis 43⁰ C liegt, am Sieden, zu hindern.

Bevor das Auftragen beginnt, wird die Luft aus der Beschichtungszone dadurch herausgespült, daß man einen Strom von Wasserdampf, beispielsweise von gesättigtem Wasserdampf, einbringt, während man beide Zonen mittels einer Vakuumpumpe oder eines Sauggebläses evakuiert. Wasserdampf wird kontinuierlich während des Beschichtens in die Beschichtungszoiie eingeführt, und der zugegebene Wasserdampf und etwaige Luft, die in das System eindringt, und Wasser oder flüchtige Lösungsmittel, die aus der Emulsion verdampfen, werden mittels einer Vakuumpumpe oder eines Sauggebläses abgeführt.

Wenn die wäßrige Schichtlösung ein mit wassermischbares Lösungsmittel mit relativ hohem Dampfdruck enthält, wie z. B. Methylalkohol, Äthylalkohol oder Aceton, können. Dämpfe dieser Lösungsmittel und/oder von Wasser in die Beschichtungszone eingeführt werden.

Ausführungen von Geräten, die zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens geeignet sind, sind in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen ist

Fig. ι ein schematischer Querschnitt einer Ausführungsform eines Vakuumbeschichters und -trockners gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein schematischer Querschnitt einer anderen Ausführungsform eines Vakuumbeschichters und' -trockners gemäß der Erfindung und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht mit einigen Teilen im Schnitt der Beschichtungs- und Trägerwalze und des Dampfeinführungsrohres.

Das Beschichtungs-' und Trocknungsgerät, das in Fig. ι gezeigt ist, besteht aus einer abgeschlossenen Kammer i, die mit einem Absaugrohr 2 versehen ist. Die Kammer 1 ist in zwei Zonen eingeteilt, nämlich in eine Beschichtungszone und in eine Trocknungszone. Eine kontinuierliche Bahn eines fotografischen Films oder Papiers läuft von einer nicht dargestellten Vorratsrolle durch, eine Wand der Kammer in die Beschichtungszone. In dieser Wand sind zwei Walzens ^mit harter .Oberfläche (z. B. aus Metall) vorgesehen, die an ihren Enden nachgiebige Dichtungsmittel besitzen. Eine,waagerechte elastische Walze 4 drückt gegen, die Oberfläche der waagerechten Walze 3, und wenn die Trägerbahn W zwischen eine der Walzen. 3 und der elastischen Walze 4 eingeführt ist, so wird der Zutritt nennenswerter Luftmengen in der Beschichtungskammer verhindert. Die Trägerbahn läuft in einer horizontalen Ebene über die waagerecht angeordnete Walze 5, dann abwärts unter einer horizontalen Walze 6 hindurch, von dort aufwärts über eine horizontale Beschichtungs- und Trägerwalze 7, läuft dann nach unten und um die verhältnismäßig große Trommel unten herum, die mit Mitteln zur Regelung ihrer Temperatur versehen sein kann. Dann läuft der Film aufwärts in die Trocknungskammer. Die Beschichtungskammer ist von der Trocknungskammer, durch ein L-förmiges Blech getrennt, das an seinen Enden mit geeigneten elastischen Dichtungsmitteln 10 versehen ist, von denen das eine die obere harte Oberfläche der Dichtungswalze 3 und. das andere eine horizontal angeordnete Dichtungswalze 11 berührt. Zwischen der Oberfläche der Walze 11 und der Trommel 8 ist eine weitere horizontal angeordnete nachgiebige Dichtungswalze 12 vorgesehen. .

Die Außenwand der Kammer 1 ist gekrümmt und hat einen geringen Abstand von der Oberfläche der Trommel, so· daß sie wie eine Blende wirkt und als Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer Druckdifferenz zwischen der Beschichtungszone und der Trocknungszone dient. Über der Trägerwalze 7 ist ein Behälter 13 angeordnet, der mit einem engen Schlitzmundstück zum Auftragen der viskosen wäßrigen, Silberhalogendispersion auf die Oberfläche der Trägerbahn versehen ist.

Der Behälter ist ähnlich dem, der weiter unten ausführlich an Hand des Gerätes nach Fig. 2 erläutert und im einzelnen in Fig. 3 dargestellt ist. Die Emulsion wird dem Behälter mit konstanter Geschwindigkeit mittels einer Meßpumpe;zugeführt. Sie gelangt vorzugsweise zunächst durch einen Wärmeaustauscher, der die Temperatur auf gleichmäßiger Höhe hält. Der Behälter kann ebenfalls mit einer Temperaturregelvorrichtung versehen sein.

Ein waagerecht angeordnetes Dampfrohr 14 liegt in der Nähe der Beschichtungsträgerwalze 7, so daß ein Lösungsmitteldampf oder ein anderer kondensierbarer Dampf in die Beschichtungszone nahe dem Beschichtungspunkt eingebracht werden kann. Der absolute Druck in der Beschichtungszone wird durch die Menge des eingeführten kondensierbaren Dampfes geregelt. .

Nachdem die Bahn, W die Beschichtungskammer verlassen hat, läuft sie aufwärts, dann über eine waagerecht angeordnete Führungswalze 15, die in Lagern an einem Rahmen befestigt ist, der in der Trocknungskammer nach oben oder nach unten bewegt werden kann, um die Länge des Films

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zwischen den weiter unten beschriebenen Heizelementen zu verändern. Die Trägerbahn läuft dann abwärts unter einer waagerechten Führungswalze 16 hindurch, von dort seitwärts zwischen einer Dichtungswalze 17 mit harter Oberfläche und einer elastischen Dichtungs walze 18 hindurch, die ihrerseits wieder gegen eine weitere waagerechte Dichtungswalze 17 mit harter Oberfläche drückt, die ähnlich der Walze 3 gebaut ist. Das obere Ende der Trockenkammer ist mit Heizplatten 19 ausgerüstet, wobei geeignete Mittel zur Heizung der Platten auf eine erhöhte Temperatur, beispielsweise auf 150 bis 540⁰ C, vorgesehen sind. Diese Platten, können elektrische Widerstandselemente enthalten (beispielsweise Infrarotheizplatten.) oder können mit Röhren für den Umlauf einer Wärmeaustauschflüssigkeit versehen sein. Zwischen, den Heizplatten und den Wänden der Kammer ist ein geeignetes wärmeisolierendes Material 20 angebracht. Dieses ' kann aus einem beliebigen Stoff, z. B. aus isolierenden hitzebeständigen Steinen oder aus Aluminiumfolie, bestehen. Ein Schaufenster 21 ist in der Wand der Kammer gegenüber dem Beschickungspunkt angebracht.

In einer praktischen Ausführung des in, Fig. 1 nur schematisch dargestellten Gerätes kann die Trommel etwa einen Durchmesser von 61 bis 122 cm haben,, während die Trocknungszone 244 bis 610 cm hoch ist. Die übrigen Walzen können Durchmesser haben, die im Verhältnis zu dem Durchmesser stehen, wie es in der Zeichnung angedeutet ist.

Das Beschichtungs- und Troeknungsgerät nach Fig. 2 besteht aus einer ,U-förmigen Kammer 31, aus deren oberem Teil der Dampf seitlich abgeführt wird. In der oberen Wand der Kammer sind waagerechte Dichtungswalzen 33 mit harter Oberfläche und eine elastische Dichtungswalze 34 angeordnet. Die Trägerbahn W läuft zwischen, den, Umfangsflächen der elastischen, und der harten Dichtungswalze hindurch,, von, dort abwärts unterhalb der Führungsrolle 35 vorbei, dann über eine Beschichtungs- und Trägerwalze 36, darauf um eine Trommel 37 herum, die sie zu einem größeren, Teil ihres Umfangs umschließt, läuft dann unter eine Führungswalze 38 und von dort nach oben zwischen der harten, Dichtungswalze 39 und der nachgiebigen Dichtungswalze 40 hindurch, die ihrerseits gegen eine harte Dichtungs walze 39 gedrückt wird. Di_e Dichtungswalzen 33, 34, 39 und 40 befinden sich in geeigneten Lagern, die in dem Rahmen der Kammeri 31 angebracht sind. Ein, Ende und eine Fläche sind mit elastischen Dichtungsmitteln, versehen,, um den freien Durchgang von Luft zwischen Außenatmosphäre und Kammer zu verhindern. Dichtungsmittel 33' und 39' sind in den Wänden der Kammer so angebracht, daß sie gegen die Umfangsflächen der AValzen 33 und 39 drücken.

Eine waagerechte elastische. Dichtungswalze 41 ist zwischen, der Oberfläche der Trommel 37 und einer der Dichtungswalzen. 39 oder 33 (wie dargestellt) angeordnet, um die Trocknungszone von der Beschichtungszone der Kammer zu trennen.

Die untere gekrümmte Wand der Kammer 31 hat U-Form und folgt im allgemeinen dem Umriß der Trommel. Sie verläuft nahe der Trommel und hat ' beispielsweise einen Abstand von 3,2 mm von der Trommel, und zwar über eine erhebliche Länge von dem Punkt aus, wo die Trägerbahn auf die Trommel aufläuft, so· daß sie einen abgeschlossenen Kanal für die Trägerbahn bildet. Dieser enge Kanal dient zusammen mit der Dichtungswalze 41 zur Trennung der Beschichtungskammer von der Trocknungskammer, so da.ß jede der Zonen getrennt geheizt oder auf verschiedene Temperaturen und Drücke gebracht werden kann.

In dem unteren Teil der Kammer hat die untere U-förmige Wand, der Kammer 31 von der Oberfläche der Trommel einen etwas größeren Abstand, damit eine U-förmige Trocknungszone 42 entsteht. In dieser Kammer sind gekrümmte Heizelemente 42' angebracht, die an, den Wänden mit geeigneten Mitteln befestigt sein können. Diese Heizelemente können elektrisch geheizte Platten sein oder Platten, die mittels Röhren erwärmt werden, durch die eine wärmeregulierende Flüssigkeit strömt. Der obere Teil der Kammer 31 der Beschichtungszone hat eine Abzugsöffnung 32, vorzugsweise in Gestalt einer rechteckigen oder runden Röhre, die mit einer Absaugexpansionskammer 43 in Verbindung steht. Dampf hohen Druckes wird durch ein Absaugrohr 44 geleitet, der in die Absaugexpansionskammer gelangt und Dampf aus der Beschichtungs- und der Heizzone mitreißt. Die Absaugexpansionskammer steht mit einer Kühlkammer 45 in Verbindung, die mit geeigneten, horizontal gestaffelten Blenden 46 ausgestattet ist. Durch ein Rohr 27 gelangt Wasser in die Kühlkammer, wo es über die Blenden nach unten fließt und die in die Kammer eindringenden Dämpfe absorbiert. Alle noch verbleibenden Dämpfe werden nach oben durch ein Rohr 48 abgeleitet, das mit einem Sauggebläse 49,, in Verbindung steht. In dieses Gebläse wird Dampf hohen Druckes durch ein geeignetes Rohr 50 eingeführt. Am unteren Ende der Kühlkammer ist ein Auslaßrohr 51 angebracht, das mit einer Pumpe 52 in,Verbindung steht.

Über der Beschichtungsträgerwalze 36 ist ein Spritzbehälter 54 angeordnet, dessen. Einzelheiten an Hand der Fig. 3 weiter unten beschrieben werden,

In der Nähe des Spritzbehälters ist ein'Dampfrohr 59 zum Einbringen von Wasserdampf oder anderen, kondensierbaren Dämpfen nahe dem Beschichtungspunkt angeordnet. An der dem Spritzbehälter gegenüberliegenden Wand ist ein. Fenster 53 vorgesehen, so daß die Beschichtungsstelle beobachtet werden kann. Die Emulsion wird mit konstanter Geschwindigkeit mittels einer Meßpumpe in den Spritzbehälter gebracht. Sie läuft zweckmäßigerweise zunächst durch einen. Wärmeaustauscher, der die Temperatur auf gleichmäßiger Höhe hält.

Der Spritzbehälter ist ebenfalls mit einer Temperaturregelvorrichtung versehen. Die Trommel 37 des in Fig. 2 dargestellten Gerätes kann, einen

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■Durchmesser von 244 bis 610 cm haben, während die anderen Walzen im Verhältnis zu der Trommel Durchmesser haben, wie es aus der Fig. 2 hervorgeht. .■■...

Das in Fig. 2 dargestellte Gerät ist nicht auf die Ausführung als Sauggebläse zum Abführen der Dämpfe aus der Trocknungszone beschränkt. Eine . Vakuumpumpe oder eine andere geeignete Vorrichtung zur Herstellung eines Vakuums kann mit der Absaugöffnung 32 verbunden werden. Auch können andere Mittel zum Kondensieren der Dämpfe benutzt werden,-wie z. B. rohrförmige Wärmeaustauscher.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, hat der Behälter 54 einen, waagerechten Hohlraum 55 der mit einer Quelle einer viskosen wäßrigen Lösung,-beispielsweise einer wasserhaltigen Silberhalogendispersion, in Verbindung steht. Der Hohlraum 55 steht mit den Lippen 56 in Verbindung, die einen geringen

ao Abstand voneinander haben, beispielsweise einen Abstand von 0,05 bis 0,75 mm. Eine Lippe oder beide Lippen können verstellbar sein, so daß sich die Weite der Öffnung zwischen den Lippen, fein regulieren läßt, Die verstellbare Lippe kann mittels Schrauben 57 an dem Behälter befestigt sein. Der Behälter ist außerdem mit Leitungen. 58 versehen, durch die Wärmeaustauschflüssigkeit zur Temperaturregelung des Behälters fließen kann. Die Lippen desselben müssen genau bearbeitet und gut poliert sein, Sie sollten, möglichst genau parallel verlaufen, damit die Emulsion mit einer gleichförmigen. Dicke ausfließen kann. Die obere Fläche der unteren Lippe des Spritzbehälters soll einen Abstand von etwa 1,5 bis 4,5 mm von der Oberfläche derTrägerbahn haben.

Ein Dampfrohr 59 ist in der Nähe des Spritzbehälters so angeordnet, daß Wasserdampf oder ein, anderer kondensierbarer Dampf unter den Behälter zwischen die Trägerbahn und die aufgespritzte Schicht der Silberhalogendispersion gedrückt werden kann.

Geeignete Dichtungsmittel für die Enden der Walzen 3, 4, 12, 17, 18, 33, 34, 39 und 41 sowie für die Dichtungen. 10, 33' und 39' der oben beschriebenen zwei Geräte sind in der USA.-Patentschrift ι 633 121 beschrieben. Diese Patentschrift offenbart auch geeignete gedichtete Lager, die für die Anbringung der Dichtungswalzen in den erfindungsgemäßen, Geräten vorteilhaft sind,

Verschiedenartige Getriebe, Riemen oder Ketten und Bedienungsvorrichtungen, die mit einer oder mit mehreren Energiequellen verbunden sind, können zum Antrieb der Trommel und der Beschichtungswalze benutzt werden. Sie können miteinander und auch ' mit einer geeigneten Aufroll-. Vorrichtung für die Trägerbahn, und mit den Bewegungsvorrichtungen synchronisiert sein, Schnellwechselvoirrichtungen, die den Einsatz einer neuen Vorratsrolle der Trägerbahn, und deren Befestigung an dem Ende der alten Rolle ermöglichen, können ebenfalls vorgesehen sein, um den Arbeitsgang.über längere Zeiträume kontinuierlich zu gestalten.

Die Heizelemente oder Heizplatten, die in den erfindungsgemäßen Geräten verwendet werden, sollen so eingerichtet sein, daß sie keine nennenswerten Beträge an aktinischem Licht aussenden, das die Schicht belichten und damit unbrauchbar machen würde. Diese Platten können elektrisch beheizt sein, und sollen eine gleichmäßige Konzentration der Strahlungsenergie über die gesamte Oberfläche aussenden. ■■■■'.

Ein wesentliches Merkmal der beiden erfindungsgemäßen Geräte besteht in der Anwendung einer Beschichtungsträgerwalze verhältnismäßig kleinen Durchmessers, beispielsweise von 6 bis 18 mm. Die Anwendung von Trägerwalzen mit einem derartig kleinen Durchmesser ist einzigartig und liefert überraschende und unvorhergesehene Ergebnisse. Es konnte festgestellt werden, daß mit Walzen der erwähnten kleinen Durchmesser eine vielfache Steigerung der Beschichtungsgeschwindigkeit gegenüber Beschichtungsträgerwalzen mit einem doppelt so großen oder größeren Durchmesser erzielt werden kann, Beispielsweise wurden bei Probemessungen mit einer bestimmten Viskosität der Silberhalogenemulsionschichten Geschwindigkeiten von 28,8 bis 38,7 m je Minute mit einer Walze mit einem Durchmesser von 6 mm erzielt, während mit einer Walze mit einem Durchmesser von 3,6 cm nur Beschichtungsgeschwindigkeiten von 6,5 bis 9 m je Minute erreicht werden konnten. Der kleinere Durchmesser der Beschichtungswalze gestattet einen kleineren Neigungswinkel zwischen den Wegen des aufgetragenen Films und der Tangente an die Walzenoberfläche. Eine gekrümmte stationäre Beschichtungsstange von- gleich geringem Radius kann, falls gewünscht, an Stelle der Walze beinutzt werden. Es hat sich herausgestellt, daß ein größerer Neigungswinkel auch größere Besehichtungsgeschwindigkeiten erlaubt und fast vollständig den Einschluß von Dampf zwischen Emulsion und Basis verhindert. Die Arbeitsweise der oben bezeichneten kombinierten Beschichtungstrocknungsgeräte und des oben erläuterten Verfahrens sei an Hand der nachfolgenden Beispiele näher erklärt.

Beispiel I

Eine wasserhaltige Gelatine-Silber-Jodidbromid-Emulsion, die für Röntgenaufnahmen geeignet ist und einen Gehalt an, Feststoffen von etwa 50% hat, wird durch einen Emulsionsbehälter auf eine dünne Gelatineunterschicht, die sich auf einem Zellulose-Acetat-Film befindet und eine Dicke von etwa 8 mil (1 mil = Viooo'Zoll, entsprechend etwa 0,025 mm) und eine Breite von, ungefähr im hat, mit einem Schichtgewicht von etwa 103 mg Silberhalogen, je Ouadratdezimeter, in einem Gerät, der in Fig. 1 gezeigten Art aufgespritzt. Die Luft wird aus dem Gerät in der Weise entfernt, daß man einen Dampfstrahl einleitet, während man die Trocknungskammer auf einen Druck von 18 bis 40 mm Hg evakuiert. Die Beschichtungszone wird auf einer Temperatur von 35 bis 43⁰C gehalten, und gesättigter Dampf wird in dieselbe eingeleitet, um einen Partialdruck des Wassers von 42 bis

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66 mm Hg aufrechtzuerhalten. Die Lippen des Beschichtungsbehälters haben einen Abstand von 0,13 bis 0,26 mm voneinander und liegen etwa 3 mm von dem Berührungspunkt der Trägerbahn auf der Beschichtungsträgerwalze, die einen Durchmesser von 18 mm hat. Die Emulsion wird mit einer Geschwindigkeit von 12 bis 24 m je Minute aufgetragen, während der Film an der Beschichtungsstelle mit einer Geschwindigkeit von 120Ή1 je Minute vorbeiläuft. Die Infrarotheizplatten in der Trocknungszone werden auf einer Temperatur von etwa 538⁰ C gehalten. Die Länge der Heizplatten beträgt etwa 3 m, und jeder Punkt des Films verbleibt etwa 3 Sekunden lang in der Trocknungszone. Wenn der beschichtete Film aus dem Beschichtungs- und Trocknungsgerät austritt, kann man feststellen, daß er glatt, fest und von gleichförmiger fotografischer Qualität ist. sowie Eigenschaften hat, die einem Film, der in Luft in der üblichen Weise getrocknet ist, ähnlich sind.

Beispiel II

. Eine Gelatine-Siilber-Jodidbromid-Emulsion der im Beispiel I beschriebenen Art wird vorbereitet und zur Schichtbildung auf einem dem Beispiel I entsprechenden Film benutzt, Das Beschichten erfolgt jedoch in dem Gerät der in Fig. 2 dargestellten Art. Die Luft wird zunächst mittels eines.Sauggeblä.ses aus dem Gerät entfernt, wobei das erstere· einen Druck von 6 bis 10 mm Hg in der Trocknungskammer aufrechterhält. Nun wird Dampf in einer solchen Menge in die Beschichtungskainmer eingelassen, daß in dieser gleichbleibend ein Druck von 60 bis 70 mm aufrechterhalten wird. Die Trommel hat einen Durchmesser von annähernd 3 m und. ist auf eine Temperatur von 35 bis 43° C aufgeheizt, während die Heizplatten eine Temperatur von 485 bis 538⁰ C haben. Der . beschichtete Film bleibt in der Trocknungskammer etwa 3 bis 4 Sekunden lang. Wenn er diese verläßt, so kann festgestellt werden, daß er glatt, fest und von gleichmäßiger fotografischer Qualität ist. Der Film hat Eigenschaften, die dem in der üblichen Weise in der Luft getrockneten Film ähnlich sind.

Das oben beschriebene Gerät ist nicht auf die Anwendung elektrischer Mittel zum Heizen der Platten oder auf die Anwendung einer Wärmeaustauschflüssigkeit, die durch Leitungen oder Rohre fließt, beschränkt, da z. B. auch Induktionsheizung verwendet werden kann. Die Trommel kann durch Induktionsspulen oder dadurch geheizt werden, daß man eine Wärmeaustauschflüssigkeit durch Kanäle oder Leitungen nahe der Trommeloberfläche leitet, oder durch geeignete andere Mittel.

An Stelle des Behälters kann man auch ein Paar dicht nebeneinanderliegende Walzen benutzen.

Die viskose Flüssigkeit wird in den Raum zwischen den Walzen gegeben und zwischen diesen riindurchgepreßt, um einen Film zu.bilden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das Beschichten von Filmen oder Papieren mit Gelatine-Silberhalogen-Emulsionen beschränkt, sondern ist auch für das Beschichten mit wasserhaltigen Silberhalogendispersionen in anderen als den obenerwähnten wasserdurchlässigen Kolloiden vorteilhaft. So· kann man das Verfahren beispielsweise zum Beschichten mit wäßrigen Äthanollösungen von Polyvinyl-Acetal-Farbbildnern der in den USA.-Patentschriften 2397864 und 2 551 09J beschriebenen Art benutzen.

Die Erfindung ist auch sehr zweckmäßig für die Herstellung von fotografischen Mehrschichtenfilmen einschließlich der Mehrfarbenfilme, sowohl positiv als auch negativ, von Kopierverfahren, von doppelt beschichteten Röntgenfilmen, von kinematografischen Filmen, von Porträtfilmen und Papieren. Das Verfahren ist nicht nur anwendbar für die Bildung von lichtempfindlichen Silberhalogen-Kolloid.-Schichten, sondern kann auch angewendet werden für die Bereitung von Lichtfilterschichten und von Lichthof-Schutzschichten, die Farbstoffe und Pigmente enthalten, welche die gewünschten Lichtwellenlängen absorbieren, ebenso von Schutzschichten oder Unterlageschichten aus wäßriger Lösung, einschließlich wäßriger Äthanollösungen. In diesen Schichten können Gelatine oder die anderen erwähnten Kolloide das filmbildende Bindemittel sein. Die Beschichtungslösungen können, einen Gehalt an Feststoffen von 25 bis 60% haben.

Ein Vorteil der Erfindung ist in der Tatsache zu erblicken, daß fotografische Filme und Papiere in einer im Vergleich zu den bisher bekannten Verfahren äußerst kurzen Zeit beschichtet und getrocknet werden können. So· kann der Film innerhalb von 3 bis S Sekunden bei verhältnismäßig niedriger Temperatur getrocknet werden. Die Höhe der Trocknungsgeschwindigkeit ermöglicht eine erhebliche Einsparung an Arbeit und Betriebsanlagen für die Fabrikation. Das Gerät hat den Vorzug, daß es sehr kompakt ist und nur einen Bruchteil des Gebäuderaumes einnimmt, der normalerweise für die Konvektionstrockner benötigt wird.

Die Ausschaltung der Konvektionstrockenkammer und der dazugehörenden Anlagen hat eine beträchtliche Energieeinsparung zur Folge gegenüber der Energie, die zur Kühlung großer Luftmengen, zum Betrieb umfangreicher Gebläse zur Wiederaufheizung der gekühlten Luft und schließlich zur Wiedergewinnung der Lösungsmittel erforderlich ist.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung benötigt nur verhältnismäßig geringe Mengen an zugegebenem Dampf. Relativ kleine Mengen an elektrischer Energie und an Dampf werden für den Betrieb des Vakuumbeschichtungs- und -trocknungsgerätes gemäß der Erfindung im Vergleich zu dem Konvektionsbeschichter und -trockner entsprechender Kapazität benötigt.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß Staubteilchen kaum mit dem feuchten Beschichtungsmaterial in Berührung kommen können. Außerdem macht der äußerst kurze Weg der nassen Emulsion innerhalb der abgedichteten Kammer die Aufnahme von Staub äußerst unwahrscheinlich.

Das Problem der statischen Elektrizitätsbildung im Trockner ist dadurch beseitigt, daß Gase bei

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niedrigen Drücken, leicht ionisiert werden. Es konnte festgestellt werden, daß statische Ladungen, die die Emulsion schädigen könnten, nicht in dem evakuierten Trockner auftraten. ·

Die im Vakuum bei Temperaturen unterhalb von C getrockneten Filme haben einen niedrigen elektrischen Oberflächenwiderstand (5 · io¹²), so daß sie auch in einem späteren Stadium der Fabrikation oder beim Gebrauch keinen abnormen statischen Störungen unterworfen: sind. Ein in so kurzer Zeit nach irgendeinem anderen Verfahren getrockneter Film würde einen großen Widerstand haben und daher bei den dem Trocknungsvorgang folgenden Handhabungen sehr viel leichter statische Ladungen aufnehmen.

Claims (25)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Beschichten einer bewegten Trägerbahn mit einer viskosen wasser-

ao haltigen Masse und zum Trocknen der erhaltenen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß man die Masse durch einen Schlitzgießer auf eine bewegte biegsame Trägerbahn aufträgt, die mit einer linearen Geschwindigkeit von wenigstens 45 m je Minute und 1- bis 2oomal schneller als die lineare Geschwindigkeit des Ausflusses der Masse transportiert wird, und zwar bei weitgehender Abwesenheit nicht kondensierbarer Gase, aber in Anwesenheit von zugesetzten, leicht kondensierbaren Dämpfen inerter, wasserlöslicher Flüssigkeiten mit einem Siedepunkt von nicht mehr als 110⁰C bei Atmosphärendruck, daß man die beschichtete Trägerbahn mit der gleichen Geschwindigkeit durch eine erhitzte Trockenzone für 2 bis 15 Sekunden führt, wobei die Trockenzone auf einem Druck von 5 bis 192 mm Hg gehalten wird und die Schicht eine Temperatur von ο bis 6o° C während ihres Durchgangs durch die Trockenzone annimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wasserhaltige Masse verwendet wird, die ein filmbildendes Kolloid enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kolloid Gelatine verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine wasserhaltige Dispersion lichtempfindlicher Silberhalogene aufgetragen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trockenzone ein Unterdruck von 5 bis 20 mm Hg erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht während ihres Durchgangs durch die Trockenzone auf einer Temperatur von 1 bis 27⁰ C gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine viskose wasserhaltige Dispersion von Silberhalogenen in einem wasserdurchlässigen Kolloid in Gestalt einer

Schicht von 0,05 bis 0,75 mm Dicke aufgetragen und die Beschichtungszone einem Druck von 20 bis 190 mm Hg und einer Temperatur von 24 bis 66° C ausgesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dispersion aufgetragen wird, die eine Viskosität von 2000 bis 100 000 cP und einen Gehalt an Feststoffen von 20 bis 65 °/o hat.

9. Verfahren nach Anspruch 1 zum Beschichten einer Film- oder Papierbasis mit einer fotografischen Emulsion und zum Trocknen der erhaltenen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß man eine viskose wasserhaltige Dispersion von Silberhalogenen, in einem wasserdurchlässigen Kolloid mit einer Viskosität von 2000 bis 100 000 cP und einem Gehalt an Feststoffen von 20 bis 65% in Gestalt einer Schicht von 0,05 bis 0,75 mm Dicke in einer Zone mit einem Druck von 20 bis 190 mm Hg und einer Temperatur von 24 bis 66° C auf eine bewegte biegsame Film- oder Papierbahn aufspritzt, die mit einer linearen Geschwindigkeit von wenigstens 45 m je Minute und 1- bis 2oomal schneller als die lineare Ausnußgeschwindigkeit der Dispersion transportiert wird, und zwar bei weitgehender Abwesenheit nicht kondensierbarer Gase, aber in Anwesenheit von zugesetztem Wasserdampf, und daß man die beschichtete Bahn mit gleicher Geschwindigkeit für 2 bis 15 Sekunden, durch eine Trockenzone führt, in der ein Druck von 5 bis 20 mm Hg aufrechterhalten wird, während die Emulsion während des Trockenvorgangs eine Temperatur von ι bis 24⁰ C hat.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kolloid Gelatine verwendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wasserdampf in einer Menge zusetzt, die ausreicht, um das Wasser in der wäßrigen Dispersion bei der Beschichtungstemperatur am Sieden zu. hindern.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kolloid ein hydroxylgruppenhaltiges Polymer mit einer großen Anzahl sich wiederholender intralinearer — C H₂ CHO Η-Gruppen verwendet wird.

13. Verfahren zum Beschichten eines fotografischen Films mit einer fotografischen Gelatine-Silberhalogen-Emulsion und zum Trocknen der erhaltenen Schicht nach Anspruch ι oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wasserhaltige Dispersion lichtempfindlicher Silberhalogene in Gelatine mit einer Viskosität von 3000 bis 60 000 cP und einem Gehalt an Feststoffen von 25 bis 65 Gewichtsprozent in Gestalt einer 0,05 bis 0,75 mm dicken Schicht in einer Zone mit einem Druck von 30 bis 130 mm Hg und einer Temperatur von 30 bis 57⁰ C auf einen dünnen biegsamen Film aufträgt, der mit einer linearen Geschwindig-

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keit von 93 bis 150m je Minute und ι- bis 2oomal schneller als die lineare Ausfluß geschwindigkeit transportiert wird, und zwar bei weitgehender Abwesenheit nicht konden,-. sierbarer Gase, aber in Anwesenheit von zugesetztem Wasserdampf, und, daß' man den beschichteten Film mit der gleichen Geschwindigkeit für 2 bis 15 Sekunden durch eine erhitzte Trockenzone führt, in der der Druck 5 bis 35 mm Hg beträgt und die Emulsion, eine Temperatur von ι bis 32⁰ C hat.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine abgeschlossene Kammer mit einer Durchführung zum Entfernen der Dämpfe und mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines starken Unterdruckes in der Kammer, ferner gekennzeichnet durch Dichtungswalzen in einer Wand der Kammer zum Ein- und Ausführen einer dünnen biegsamen Trägerbahn, die den Ein-' oder Austritt von Dämpfen verhindern, wobei die Kammer in eine Beschichtungszone und eine Trocknungszone aufgeteilt ist, und zwar zum Teil durch eine Trommel, die die beschichtete Trägerbahn in die Trocknungszone leitet und die eine enge, begrenzte Durchführung zwischen den beiden Zonen umgibt, und schließlich gekennzeichnet durch eine Auftragsvorrichtung, die über einem gekrümmten, Beschichtungsträgerglied in der Beschichtungszone angebracht ist und zum Auftragen einer Schicht einer viskosen wasserhaltigen Masse auf die Bahn bei ihrem Vorbeigang an dem Trägerglied dient, wobei das Trägerglied einen kleinen Radius hat und eine Heiz-

, vorrichtung in der Trocknungszone nahe dem Weg der beschichteten Fläche der Bahn angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Behälter mit einer engen Schlitzmündung und einem Be:- schichtungsträgerglied in Form einer Walze besteht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, . dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsträgerglied eine Walze mit einem Durchmesser von 6 bis 18 mm ist, die in der Nähe und unterhalb der Auftragsvorrichtung angeordnet ist, wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die die Trägerbahn über die Walze an der Schlitzmündung vorbeiführt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, gekennzeichnet durch ein Rohr zum Eindrücken eines kondensierbaren Dampfes in der Nähe der Spritzvorrichtung.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, gekennzeichnet durch eine langgezogene vertikale Kammer mit einem gekrümmten Bodenwandteil, der eine große drehbare Trommel aufnehmen kann, gekennzeichnet durch eine Trennwand im unteren Teil der Kammer, die im Zusammenwirken mit der Trommel die Kammer in eine Beschichtungszone und eine Trocknungszone "aufteilt, durch die Trägerbahn führende Rollen oberhalb der Trommel, die die Trägerbahn an einer Be-Schichtungsvorrichtung vorbei auf die Trommel leiten, ferner gekennzeichnet durch ein mit kleinem Radius gekrümmtes Beschichtungs- ' trägerglied kurz unterhalb der Beschichtungsvorrichtung, wobei der gekrümmte Bodenwandteil über etwa einen halben Umfang einen geringen Abstand von der Trommel hat, so daß ein enger Durchlaß entsteht,. weiter gekennzeichnet durch eine vertikale Trocknungszone über der Trommel, durch Mittel, die dieTrägerbahn in der Trocknungszone aufwärts und abwärts führen, durch Heizelemente in der Trocknungszone nahe dem Weg der Trägerbahn, und schließlich gekennzeichnet durch Führungsmittel, die die Trägerbahn in die und aus der Beschichtungszone sowie Trocknungszone bringen und zu denen Dichtungswalzen gehören, die einen nennenswerten Ein- oder Austritt von Dämpfen verhindern, wobei in der Kammer eine öffnung vorgesehen ist, durch die Dampf zur Verminderung des Druckes * in der Beschichtungs- und Trocknungszone abgezogen werden kann.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen zur Führung der Trägerbahn die Trägerbahn an einem Beschichtungsbehälter vorbei a.uf die Trommel leiten, wobei eine dieser Walzen, eine Beschichtungsträgerwalze kleinen Durchmessers dicht unterhalb des Behälters ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente elektrisch geheizte Platten sind, die nur unbedeutende aktinische Strahlung aussenden.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel einen Durchmesser von 60 bis 120 cm hat, die Trockenkammer 2,40 bis 6 m lang ist und die Beschichtungsträgerwalze einen Durchmesser von 6 bis 18 mm hat.

22. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine U-förmige Kammer, durch eine Trommel großen Durchmessers in dem unteren gekrümmten Teil der Kammer, durch eine Beschichtungszone oberhalb der Trommel,

. durch die Bahn führende Walzen oberhalb der Trommel, die die Bahn an einem Beschichtungsbehälter vorbei und auf die Trommel leiten und zu denen eine Beschichtungsträgerwalze kleinen Durchmessers kurz unterhalb des Behälters gehört, wobei die der Beschichtungszone benachbarten Wände der Kammer über eine wesentliche Länge einen geringen Abstand von der Trommel haben und so· einen engen abgeschlosseneh Durchgang für die Bahn bilden, während der übrige gekrümmte Teil der Wände einen erheblichen Abstand von der Trommeloberfläche hat und die Trocknungszone bildet, ferner gekennzeichnet durch Heizelemente in der Trocknungszone längs des Weges des Bahnvorschubes, ·

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durch Dichtungsmittel, die das andere Ende der Trocknungszone von der Beschichtungszone trennen, durch eine Durchführung mindestens in der Trocknungszone, durch die Dampf zwecks Druckerniedrigung in dieser Zone abgesaugt werden kann, und schließlich gekennzeichnet durch Mittel, die die Bahn in die und aus der Beschichtungs- sowie Trocknungszone leiten und zu denen Dichtungswalzen gehören, die ein wesentliches Eindringen oder Entweichen von Dämpfen verhindern sollen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente elektrisch beheizte Platten sind, die nur unbedeutende aktinische Strahlung aussenden.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, gekennzeichnet; durch einen Hochdruckentlüfter, der an die seitlich im oberen Teil der Kammer angeordnete Absaugdurchführung' angeschlossen ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel einen Durchmesser von 60 bis 120 cm hat, während die Trocknungskammer 2,40 bis 6 m lang ist und die Beschichtungsträgerwalze einen Durchmesser von 6 bis 18 mm hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen