EP1895051B1 - Vorhangbeschichtungsverfahren sowie eine dafür verwendete Vorrichtung - Google Patents

Vorhangbeschichtungsverfahren sowie eine dafür verwendete Vorrichtung Download PDF

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EP1895051B1
EP1895051B1 EP06018364A EP06018364A EP1895051B1 EP 1895051 B1 EP1895051 B1 EP 1895051B1 EP 06018364 A EP06018364 A EP 06018364A EP 06018364 A EP06018364 A EP 06018364A EP 1895051 B1 EP1895051 B1 EP 1895051B1
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EP
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carrier web
curtain
movement
coating
heat
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Christian Elsner
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Mitsubishi HiTec Paper Bielefeld GmbH
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Mitsubishi HiTec Paper Bielefeld GmbH
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Priority to US12/083,656 priority patent/US7939140B2/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/46—Pouring or allowing the fluid to flow in a continuous stream on to the surface, the entire stream being carried away by the paper
    • D21H23/48—Curtain coaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/005—Curtain coaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/30—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using chemical colour formers
    • B41M5/333—Colour developing components therefor, e.g. acidic compounds
    • B41M5/3333—Non-macromolecular compounds
    • B41M5/3335—Compounds containing phenolic or carboxylic acid groups or metal salts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/30—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using chemical colour formers
    • B41M5/333—Colour developing components therefor, e.g. acidic compounds
    • B41M5/3333—Non-macromolecular compounds
    • B41M5/3335—Compounds containing phenolic or carboxylic acid groups or metal salts thereof
    • B41M5/3336—Sulfur compounds, e.g. sulfones, sulfides, sulfonamides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S118/00—Coating apparatus
    • Y10S118/04—Curtain coater

Definitions

  • the present invention relates to a method and to a device used therefor for single or multiple coating of a continuously moving carrier web with a liquid coating material according to the curtain coating method, wherein a free-falling, vertical curtain is formed from the coating material, which meets the carrier web along a wetting line ,
  • the present invention relates to a method for producing a heat-sensitive recording material.
  • Vofiang coating processes are almost indispensable in modern day paper production facilities.
  • the curtain coating processes for the production of photographic papers and magnetic recording papers are used, but are also increasingly other applications for the curtain coating process, for example, for the production of heat and pressure sensitive recording materials, ink jet receiving media and pigment coated recording materials as a recognized state of the art.
  • the so-called slot casters in which the liquid coating material exits through an outlet gap arranged transversely over the web-shaped carrier material to be coated, where it directly forms the free-falling liquid curtain
  • the so-called Gleit vomg teller the so-called Gleit vomgilloner.
  • the liquid coating material is first applied to a downwardly inclined sliding surface, where the liquid flows in a thin film under the influence of gravity down the sliding surface and forms at the end of the free-falling liquid curtain.
  • wetting line is to be understood as the cross-over the path of the carrier material, ideally static and rectilinear cutting axis of the liquid curtain with the continuously moving carrier web. Coating defects such as an uneven thickness of the applied coating material and production disruptions due to completely or even partially tearing liquid curtains are typical consequences of severe wetting line distortions.
  • a web to be coated by a curtain coating method is directed slightly downwardly between two guide rolls located in front of and behind the wetting line by a knife positioned some distance in front of the wetting line.
  • the knife forms an airtight shield for the air entrained by the material web to the liquid curtain and is thus intended to prevent the disturbing influences of the oriented in the direction of the liquid curtain air movements sustainable.
  • Another embodiment provides a hollow, open at the bottom knife, with the additional air can be sucked.
  • a very thin coating film is applied to a very fast and continuous moving carrier web.
  • the liquid coating material is released from the outlet slot of the slot caster or, without being limited in any way, from the sliding surface of the slide surface caster, the actual curtain is formed from the coating material and moves perpendicularly under the influence of gravity falls down.
  • the vertical movement of this coating material is deflected in a movement corresponding to the direction of movement of the carrier web behind the wetting line and preferably slightly increasing in the sense of the invention.
  • the carrier web in the wetting line it comes at very high speeds of the carrier web that located under the impinging curtain carrier web surface sometimes moves faster in a vertical direction downwards than the coating material can fall in the curtain.
  • the coating material is a functional coating slip, as known, for example, as a heat-sensitive coating slip, and which are considered preferred in the context of the present application, the function of the coating film at the defects is considerably impaired: the recording material thus produced is unusable.
  • This air cushion prevents effective fixing of the carrier web on the guide rollers and can even cause a stimulation of the carrier web to micro vibrations by a non-uniform air flow, for example, as a result of slight surface irregularities of the guide rollers and / or the underside of the carrier web.
  • too little force is built up on the outlet side in order to press the carrier web onto the guide rolls.
  • round element (6) in the context of the present invention can serve a round bent, statistically positioned workpiece, for example made of sheet metal. It is considered to be particularly advantageous to form the round element (6) and the air guide (7) in one piece and / or form-fitting.
  • the round element (6) is preferably a metering rod, wherein it is then considered to be particularly advantageous to design the air guiding means (7) as a round element holder or as a doctor bar holder.
  • the metering rod does not rotate during operation or it rotates in relation to the direction of movement of the carrier web (1), which means that the surface movement of the metering rod in the contact area with the carrier web (1 ) is aligned with the direction of movement of the carrier web (1), or it rotates in relation to the direction of movement of the carrier web (1) in opposite directions.
  • the diameter of the metering rod is preferably in a range of 9 mm to 16 mm, very particularly preferably in a range of 13 to 14 mm
  • the rotation direction of the metering rod can have an influence on the micro-vibrations of the carrier web.
  • a counter-rotating doctor bar particularly effectively prevents the buildup of an air cushion between the doctor bar and carrier web, at the same time has a positively rotating metering rod reduced to almost zero friction between doctor bar and carrier web positively to the running behavior of the carrier web.
  • the metering rod is not wound, that is, it is smooth.
  • the round element (6) has a slight pre-bend in the direction of the underside of the carrier web (1). If the round element (6) is present as a doctor bar, this slight pre-bend can also be replaced by a camber of the doctor bar. Thus, very successfully experiments according to the invention could be carried out, for example, with a co-rotating metering rod having a diameter of 9.5 mm at its outer ends and a diameter of 11.8 mm in the center.
  • the contact line of the round element (6) with the carrier web (1) has a distance to the wetting line (3), preferably in a range of 2 cm to 10 cm, very particularly preferably in a range of 4 cm to 6.5 cm. It turned out to be expedient if the round element (6) together with the air guiding means (7) along the direction of movement of the carrier web (1) back and forth mounted, so that the removal of the contact line of the round element (6) with the carrier web (1) to the wetting line (3) in particular within the preferred range limits of 2 cm to 10 cm set for the purpose of optimizing the machine run and can also be readjusted at any time.
  • the at least one guide element (4) is a blade oriented transversely to the direction of movement of the carrier web (1), which touches the upper side of the carrier web (1) and thus slightly presses the carrier web (1) downwards. It is possible that this blade is as a blade part of a paint application device, in which initially to form a pigment-containing precoating a color excess is applied to the top of the carrier web (1), and the excess color with Help the blade is stripped off. On then still undried paint application is then applied by curtain coating a - in this case further - coating material.
  • the blade is part of an air-shielding device (8).
  • it can be such an air-shielding device (8) with an air flow oriented against the direction of movement of the carrier web (1), in which the air stream is applied just before the wetting line, starting immediately above the carrier web (1) to be coated, and thus from the Carrier web (1) separating entrained air and can dissipate.
  • Such basically known Lucasabtubvoriquesen as they are considered in the context of the present invention are preferred, include an air supply in close proximity to the liquid curtain and an air extraction at a greater distance from the liquid curtain.
  • the distance of the guide member (4) placed on the carrier sheet (1) formed as a blade to the wetting line (3) is in a range of 4 mm to 22 mm, more preferably in a range of 6 mm to 12 mm ,
  • the blade is usually rectilinear ground; is conceivable and successfully tested in numerous, the present invention equally underlying attempts to provide the blade with a concave or convex bevel, which is why such a bevel is also considered a preferred embodiment.
  • the blade material is stainless steel, provided with a coating of flame-blasted tungsten carbide, as particularly preferred.
  • the width B (2) of the free-falling vertical curtain (2) is greater than the width B (1) of the carrier web (1).
  • a width difference of 10% to 18%, most preferably from 13% to 15%, based on the width of the carrier web (1) has been found to be particularly suitable.
  • the preferred after his training not guided on its sides curtain (2) so undivided falls on the carrier web (1) and covers it over its entire width. In each case a small outer part of the curtain falls past the carrier web (1).
  • the associated liquid coating material is collected, for example, with color pans and used again.
  • the width B (4) of the blade as the at least one guide element (4) and / or the width B (6) of the round element (6) as the at least one support means (5) and / or the width B ( 7) of the air guiding means (7) are each larger than the width B (1) of the carrier web (1).
  • the carrier web (1) during the actual coating process that is in the range of the wetting line (3), slightly increasing in a range of greater than 0 ° to 10 °, based on the horizontal, out . Accordingly, an angle of incidence ( ⁇ ) between freely falling, vertical curtain (2) and carrier web (1), measured in the direction of movement of the carrier web (1) behind the wetting line (3), in a range of 80 ° to less than 90 °, which is why such an area for the angle of incidence ( ⁇ ) is also considered to be preferred.
  • the heat-sensitive coating material comprises at least one dye precursor and at least one preferred organic color acceptor, wherein the dye precursor and color acceptor are heat-affected color forming react with each other.
  • dye precursors those have proven to be selected from the group of phthalide, xanthene and fluoran compounds, with xanthene compounds being preferred and 3-dibutylamino-6-methyl-7-anilino-fluoran and 3- (N-ethyl, N- isopentyl) amino-6-methyl-7-anilinofluorane are particularly preferred.
  • the recording layer may contain one or more of the basically known colorless or lightly colored dye precursors such as xanthene, fluoran, triarylmethane, diphenylmethane, fluorene, oxazine, thiazine or spiropyran compounds or mixtures thereof.
  • the basically known colorless or lightly colored dye precursors such as xanthene, fluoran, triarylmethane, diphenylmethane, fluorene, oxazine, thiazine or spiropyran compounds or mixtures thereof.
  • Typical compounds of this type are, for example:
  • Xanthene compounds rhodamine-B-anilinolactam, rhodamine-Bp-chloroanilinolactam, 3-diethylamino-7-dibenzylaminofluoran, 3-diethylamino-7-octylaminofluoran, 3-diethylamino-7-phenylfluoran, 3-diethylamino-7-chlorofluoran, 3- Diethylamino-6-chloro-7-methylfluoran, 3-diethylamino-7- (3,4-dichloroanilino) fluoran, 3-diethylamino-7- (2-chloroanilino) fluoran, 3-diethylamino-6-methyl-7- anilinofluoran, 3- (N-ethyl, N-tolyl) amino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-piperidino-6-methyl-7-anilino-fluoran, 3- (
  • Triarylmethane compounds 3,3-bis (p-dimethylaminophenyl) -6-dimethylaminophthalide (Crystal Violet Lactone), 3,3-bis (p-dimethylaminophenyl) phthalide, 3- (p-dimethylaminophenyl) -3- (1,2 -dimethylindol-3-yl) phthalide, 3- (p-dimethylaminophenyl) -3- (2-methylindol-3-yl) phthalide, 3- (p-dimethylaminophenyl) -3- (2-phenylindol-3-yl) phthalide , 3,3-bis (1,2-dimethylindol-3-yl) -5-dimethylaminophthalide, 3,3-bis (1,2-dimethylindol-3-yl) -6-dimathylamino-phthalide, 3,3-bis (9-ethylcarbazoi-3-yl)
  • Diphenylmethane compounds 4,4'-bis-dimethylaminophanylbenzhydrylbenzyl ether, N-halophenyl-leucoauramine, N-2,4,5-trichlorophenylleucoauramine, and the like.
  • Thiazine compounds benzoylleucomethylene blue, p-nitrobenzoylleucomethylene blue, etc.
  • Spiropyran compounds 3-methylspiro-dinaphthopyran, 3-ethylspirodinaphthopyran, 3,3-dichloro-spiro-dinaphthopyran, 3-benzylspiro-dinaphthopyran, 3-methyl-naphtho (3-methoxy-benzo) spiropyran, 3-propyl-spiro benzopyran, etc.
  • the heat-sensitive coating material may, for example, also contain one or more of the following near-infrared absorbing compounds: 3,6-bis (dimethylamino) fluorene-9-spiro-3 '- (6'-dimethylaminophthalide), 3-diethylamino 6-dimethylaminofluorene-9-spiro-3 '- (6'-dimethylaminophthalide), 3,6-bis (diethylamino) -fluorene-9-spiro-3' - (6'-dimethylaminophthalide), 3-dibutylamino-6-dimethylaminofluorene -9-spiro-3 '- (6'-dimethylaminophthalide), 3-dibutylamino-6-diethylaminofluorene-9-spiro-3' - (6'-dimethylaminophthalide), 3,6-bis (dimethylamino) fluorene-9-spiro-3 '- (6'
  • thermosensitive recording material comprises Carrier web (1) at least one pigment-containing coating (9), then the thermosensitive coating material is applied by means of curtain coating process for forming a heat-sensitive recording layer (10).
  • a coating (9) comprising primarily inorganic pigments and compatible binders can very positively affect the response of the recording layer (10) in response to heat input by a thermal printhead.
  • such a pigment-containing coating (9) acts as a heat reflector, that of the thermal head emitted heat, which penetrates the recording layer (10) focused on the heat-sensitive recording layer (10).
  • a pigment-containing coating (9) acts as a heat reflector, that of the thermal head emitted heat, which penetrates the recording layer (10) focused on the heat-sensitive recording layer (10).
  • the organic pigments of the pigment-containing coating (9) preferably have a wall of thermoplastic resin which preferably comprises (meth) acrylonitrile copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, styrene acrylate, polyacrylonitrile or polyacrylic acid ester. Pigment mixtures of different organic pigments are conceivable.
  • Preferred inorganic pigments in the pigment-containing coating (9) have been those selected from the group comprising natural and calcined kaolin, silica, bentonite, calcium carbonate and aluminum oxide, in particular boehmite here. Also mixtures of several different types of inorganic pigments are conceivable.
  • the amount ratio between organic and inorganic, oil-absorbing pigment is a compromise of the effects caused by the two types of pigment, which is particularly advantageously solved when the pigment mixture to 15 to 50 wt .-%, more preferably 25 to 40 wt .-%, from and organic to 85 to 50 wt .-% and more preferably to 75 to 60 wt .-% of inorganic pigment.
  • the pigment-containing coating (9) comprises binders selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, styrene-butadiene latex, starch, carboxymethyl cellulose, cellulose derivatives, styrene-butadiene latex being particularly preferred.
  • binders selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, styrene-butadiene latex, starch, carboxymethyl cellulose, cellulose derivatives, styrene-butadiene latex being particularly preferred.
  • the binder content in the pigment-containing coating (9) preferably to 69 to 76 wt .-% of styrene-butadiene latex.
  • Such a preferred pigment-containing coating (9) can further positively contribute to the leveling of the surface of the carrier sheet (1), thus reducing the amount of coating material for the heat-sensitive recording layer (10) to be necessarily applied.
  • the coating of the pigment-containing coating (9) is provided with leveling coating devices, such as, for example, roller coater, doctor blade or doctor blade coater. If oil-absorbing pigments are incorporated into the pigment-containing coating (9) as inorganic pigments, they can absorb the wax constituents of the heat-sensitive recording layer (10) liquefied by the action of heat of the thermal head during typeface formation and thus promote improved and accelerated operation of the heat-induced recording.
  • the basis weight of the pigment-containing coating (9) is preferably between 5 and 20 g / m 2 and more preferably between 6 and 10 g / m 2 .
  • the basis weight is preferably from 2 to 8 g / m 2, and more preferably from 2.5 to 6 g / m 2 .
  • the carrier web (1) is formed, in addition to the preferably provided at least one pigment-containing coating (9), from a substrate (11).
  • a substrate (11) paper and especially a non-surface treated base paper is the substrate (11), which has prevailed on the market with regard to good environmental compatibility because of good recyclability and that in the context of the invention is preferred.
  • a non-surface treated base paper is to be understood as meaning a base paper which has not been treated in a size press or in a coating device.
  • films of, for example, polyolefin and polyolefin-coated papers as substrate (11) are possible to the same extent, without such an embodiment having an exclusive character.
  • the so-called slot casters in which the liquid coating material by a downwardly directed, arranged across the carrier web to be coated (1) arranged outlet gap and there immediately forms the free-falling liquid curtain, and the so-called Gleit vomg teller.
  • the liquid coating material is first applied to a downwardly inclined sliding surface, where the liquid in a thin film under the influence of gravity flows down the sliding surface and forms at the end of the free-falling liquid curtain,
  • Previously discussed preferred embodiments of the claimed method for single or multiple coating of a continuously moving carrier web with a liquid coating material by the curtain coating method should also be correspondingly preferred embodiments of the device to be used therefor.
  • the preferred round element (6) is a metering rod, wherein it is then considered to be particularly advantageous to form the air guide (7) as Rundelement- or as Rakelstabhalterung.
  • the metering rod is designed to be fixed or rotatable, wherein its rotational direction with respect to the direction of movement of the carrier web (1) can be mitläuf, which means that the surface movement of the metering rod in the contact region with the carrier web (1) with the same orientation with the direction of movement of the carrier web (1 ), or alternatively may be in opposite directions.
  • the diameter of the metering rod a range of 9 mm to 16 mm, especially a range of 13 to 14 mm, is preferred.
  • the doctor bar has a slight pre-bend in the direction of the underside of the carrier web (1).
  • a metering rod is preferred without pre-bending, it can also be replaced by a camber.
  • very successfully experiments according to the invention could be carried out, for example, with a co-rotating metering rod having a diameter of 9.5 mm at its outer ends and a diameter of 11.8 mm in the center.
  • the contact line of the metering rod with the carrier web (1) has a distance to the wetting line (3) in a preferred range of 2 cm to 10 cm, in particular in a range of 4 cm to 6.5 cm.
  • the metering rod together with the air guiding means (7) preferably designed as a doctor rod holder, is reciprocally mounted along the direction of movement of the carrier web (1), so that the removal of the contact line of the metering rod with the carrier web (1 ) to the wetting line (3) in particular within the preferred range limits of 2 cm to 10 cm set for the purpose of optimizing the machine run and can also be readjusted at any time.
  • the claimed device for single or multiple coating of a continuously moving carrier web (1) with a liquid coating material according to the curtain coating method preferably comprises an air shielding device (8), as part of which the guide element (4) in the form of a transversely to the direction of movement of the carrier web (1) aligned Blade is formed.
  • the distance of the blade laying on the carrier web (1) to the wetting line (3) is in a range from 4 mm to 22 mm, particularly preferably in a range from 6 mm to 12 mm.
  • the blade is usually rectilinearly sanded; conceivable and successfully tested in numerous, the present invention equally underlying experiments, the blade is to be provided with a concave or convex bevel, which is why such a bevel is also considered a preferred embodiment.
  • a blade material is stainless steel, provided with a coating of flame-blasted tungsten carbide, as particularly preferred.
  • the preferred air-shielding device (8) may be one with an air flow oriented against the direction of movement of the carrier web (1), in which the air flow is applied just before the wetting line, starting immediately above the carrier web (1) to be coated, and so on separating and discharging the air entrained by the carrier web (1).
  • the Heilabcanvoriques (8) preferably comprises an air supply in close proximity to the liquid curtain and an air extraction at a greater distance from the liquid curtain.
  • Devices according to the invention as described here in numerous embodiments, and the methods proposed in numerous embodiments and variants for single or multiple coating of a continuously moving carrier web with a liquid coating material according to the curtain coating method, wherein the optionally heat-sensitive coating material is a free-falling , vertical curtain, allow speeds during the coating in a range above 1200 m / min or even above 1500 m / min, without causing line errors, for example in the form of line dropouts.
  • the methods and devices proposed in this way are thus able to convincingly solve the problem underlying the invention in all its embodiments and variants.
  • the surface mass,% by weight (% by weight) and parts by weight (parts by weight) given in the specification and claims refer to the "atro" weight, respectively. absolutely dry parts by weight.
  • the relevant figures are calculated from the "lutro" weight, i. air-dry parts by weight, minus the proportion by weight of water around and inside the pigments in their form of delivery.
  • FIG. 1 An embodiment of the method according to the invention is described with the aid of FIG. 1 represented, in the first a carrier web (1) is shown, which is guided by means of the two symbolized as driven rollers guide rollers R 1 and R 2 below components (12) for forming a curtain (2) of liquid coating material.
  • a carrier web (1) is shown, which is guided by means of the two symbolized as driven rollers guide rollers R 1 and R 2 below components (12) for forming a curtain (2) of liquid coating material.
  • a substrate of paper with a basis weight of 58 g / m 2 and applied with a pigment-containing coating of 8 g / m 2 is to be assumed as the carrier web (1)
  • a so-called slot caster as represented part of the components ( 12) for the formation of the curtain (2) used.
  • a free falling curtain (2) of liquid heat-sensitive coating material is formed, which is shown below the components (12) of the slot caster.
  • the curtain (2) hits along the wetting line (3) at an angle ( ⁇ ) from here 85 ° on the carrier web (1), where from the heat-sensitive coating material of the curtain (2), a heat-sensitive recording layer with a basis weight of 4 g / m 2 is formed.
  • an air-shielding device (8) Spaced apart on the guide roller R 1 are parts of an air-shielding device (8) to be seen, which is formed as so-called AirCut and not shown components for effecting against the direction of movement of the carrier web (1) oriented air flow, of the carrier web (1) remove entrained air and remove it.
  • the guide rail (4) To the curtain (2) below the forming these components (12) towards the Heilabcanvoriques (8) is limited by a straight ground blade, the guide rail (4) the carrier web (1) over its entire width and in the direction of movement of the carrier web (1) - Pressed down from the guide roller R 1 to the guide roller R 2 - immediately, more precisely at a distance of 8 mm in front of the wetting line (3).
  • the carrier web (1) is raised by a support means (5) formed as a round element (6) in the form of a 13.2 mm diameter, non-rotating, smooth doctor bar.
  • the doctor bar is held by a in the direction of the carrier web (1) located behind the metering rod holder which is formed as an air guide (7).
  • an angle ( ⁇ ) shown enlarged for reasons of better graphic identification, should be set at 4.5 ° in the present case.
  • FIG. 2 A heat-sensitive recording material, as with the in FIG. 1 can be produced, is shown in FIG. 2 shown.
  • the recording material here comprises the substrate (11) here made of paper with a basis weight of 58 g / m 2 , the pigment-containing coating (9) here with a basis weight of 8 g / m 2 , wherein substrate (11) and pigment-containing Coating (9) together make up the carrier web (1) to be coated by curtain coating methods, and finally the heat-sensitive recording layer (10) here having a basis weight of 4 g / m 2 .

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Heat Sensitive Colour Forming Recording (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine dafür verwendete Vorrichtung zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren, bei dem aus dem Beschichtungsmaterial ein frei fallender, senkrechter Vorhang gebildet wird, der entlang einer Benetzungslinie auf die Trägerbahn trifft. In einem besonderen Maße betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials.
  • Aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile, zu denen neben der Möglichkeit, gleichzeitig mehrere Lagen unterschiedlicher Beschichtungsflüssigkeiten aufzutragen, auch exquisite Oberflächeneigenschaften der aufgetragenen Beschichtungen zählen, sind Vofiangbeschichtungsverfahren kaum noch aus dem Produktionsalltag moderner Papierpmduktionseinrichtungen wegzudenken. Häufig werden die Vorhangbeschichtungsverfahren zur Herstellung von Photopapieren und magnetischen Aufzeichnungspapieren eingesetzt, wobei jedoch auch zunehmend weitere Einsatzgebiete für das Vorhangbeschichtungsverfahren beispielsweise zur Herstellung von wärme- und druckempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien, Tintenstrahlempfangsmedien sowie pigmentbeschichteten Aufzeichnungsmaterialien als gesicherter Stand der Technik gelten.
  • Unter den bekannten Vorhangbeschichtungsverfahren sind in erster Linie zwei Arten als von besonderer Bedeutung hervorzuheben, die so genannten Schlitzgießer, bei denen das flüssige Beschichtungsmaterial durch einen nach unten gerichteten, quer über das zu beschichtende bahnförmige Trägermaterial angeordneten Auslassspalt austritt und dort unmittelbar den frei fallenden Flüssigkeitsvorhang ausbildet, und die so genannten Gleitflächengießer. Hier wird das flüssige Beschichtungsmaterial zunächst auf eine abwärts geneigte Gleitfläche aufgegeben, wo die Flüssigkeit in einem dünnen Film unter dem Einfluss der Schwerkraft die Gleitfläche hinab fließt und an deren Ende den frei fallenden Flüssigkeitsvorhang ausbildet.
  • Unabhängig von der Ausführungsart zur Ausbildung eines Flüssigkeitsvorhangs sind nach der Ausbildung des Flüssigkeitsvorhangs zahlreiche Probleme zu bewältigen, die sich unter anderem darauf fokussieren, den Flüssigkeitsvorhang zu stabilisieren und möglichst gleichmäßig auf die kontinuierlich bewegte Trägerbahn.aufzubringen.
  • Eines dieser Probleme resultiert insbesondere bei anzustrebenden höheren Produktionsgeschwindigkeiten aus von der Trägerbahn mitgerissener Luft, die während des Beschichtungsprozesses eine permanente dynamische Verzerrung der Benetzungslinie bewirkt. Dabei ist im Sinne dieser Erfindung als Benetzungslinie die quer über die Bahn des Trägermaterials verlaufende, im Idealfall statische und geradlinige Schnittachse des Flüssigkeitsvorhangs mit der kontinuierlich bewegten Trägerbahn zu verstehen. Beschichtungsfehler wie beispielsweise eine ungleichmäßige Dicke des aufgetragenen Beschichtungsmaterials und Produktionsstörungen wegen vollständig oder auch teilweise nur abreißender Flilssigkeitsvorhänge sind typische Folgen starker Verzerrungen der Benetzungslinie.
  • Zahlreiche Vorschläge zur Lösung dieses seit langer Zeit bekannten, besonders unangenehmen Problems wurden in der Vergangenheit gemacht. Sie zielen insbesondere auf eine Stabilisierung des Flüssigkeitsvorhangs durch Luftabsaugvorrichtungen, wie eine solche beispielsweise in der EP-B-0 489 978 - entsprechend der US 5,224,996 - vorgestellt wird. Dabei soll die Luftabsaugvorrichtung hier die Form eines konkav um eine Umlenkwalze für die zu beschichtende Materialbahn ausgebildeten, verschiedene Luftkammern aufweisenden Luftschildes aufweisen. Das Luftschild wird begrenzt durch zwei Endregionen, an denen ein erhöhter Luftwiderstand durch unterschiedliche Komponenten, beispielsweise in Form von Bürsten, bewirkt wird. Bei den Komponenten wird ein unmittelbarer Kontakt zur Materialbahn verhindert wegen seinerzeit nicht zu bewältigender Produktionsbeeinträchtigungen.
  • Zur Bewirkung eines gegen die Bewegungsrichtung der zu beschichtenden Materialbahn orientierten Luftstroms, der knapp vor der Benetzungslinie beginnend unmittelbar oberhalb der zu beschichtenden Materialbahn aufgebracht wird und so die von der Materialbahn mitgerissene Luft abtrennen und abführen soll, wurden in der Vergangenheit bereits verschiedene Luftleitsysteme vorgeschlagen, die allesamt eine Luftzuführung in unmittelbarer Nähe zum Flüssigkeitsvorhang und eine Luftabsaugung in größerer Entfernung vom Flüssigkeitsvorhang vorsehen. Während die EP-A-0 906 789 und ähnlich die EP-A-0 704 752 die Umsetzung eines solchen Luftleitsystems mit konkav um eine jeweils kreisförmig geführte Materialbahn ausgebildeten Luftschilden vorsehen, zielt die DE-A-198 08 159 auf eine Umsetzung mit einem Luftschild, das auf eine geradlinig geführte Materialbahn aufgesetzt ist.
  • Entsprechend eines gattungsgemäßen Vorschlags der US 3,369,522 wird eine mittels Vorhangbeschichtungsverfahren zu beschichtende Materialbahn zwischen zwei vor und hinter der Benetzungslinie befindliche Leitwalzen durch ein in einiger Entfernung vor der Benetzungslinie angeordnetes Messer leicht abwärts gelenkt. Das Messer bildet eine luftdichte Abschirmung für die von der Materialbahn zum Flüssigkeitsvorhang hin mitgerissene Luft und soll so nachhaltig die störenden Einflüsse der in Richtung des Flüssigkeitsvorhangs orientierten Luftbewegungen verhindern. Eine weitere Ausführungsform sieht ein hohles, unten offenes Messer vor, mit dem zusätzlich Luft abgesaugt werden kann.
  • In zahlreichen Versuchen zeigten sich Nachteile des derart bekannten Standes der Technik insbesondere im oberen Geschwindigkeitsbereich oberhalb von 1.200 m/min und besonders deutlich oberhalb von 1.500 m/min in Form von Strichfehlem und Strichaussetzem. So ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine dafür verwendete Vorrichtung zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren zur Verfügung zu stellen, das auch bei sehr hohen Produktionsgeschwindigkeiten noch problemlos funktioniert.
  • Um die eingangs beschriebenen Nachteile aus dem gattungsgemäßen Stand der Technik einerseits erklären und andererseits überwinden zu können, war es im Rahmen der dieser Patentschrift vorhergehenden Arbeiten notwendig, den Prozess des Curtain Coatings genauestens zu analysieren:
  • Bei dem Verfahren zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren wird ein sehr dünner Beschichtungsfilm auf eine sehr schnell und kontinuierlich bewegte Trägerbahn aufgebracht. Wenn sich zu diesem Zweck das flüssige Beschichtungsmaterial aus dem Auslassspalt des Schlitzgießers bzw., ohne in irgendeiner Art und Weise hier beschränkt zu sein, von der Gleitfläche des Gleitflächengießers löst, wird aus dem Beschichtungsmaterial der eigentliche Vorhang gebildet, der unter Einfluss der Schwerkraft senkrecht nach unten fällt. Im Moment des Auftreffens des flüssigen Beschichtungsmaterials auf die Trägerbahn entlang der Benetzungslinie wird die vertikale Bewegung dieses Beschichtungsmaterials in eine der Bewegungsrichtung der Trägerbahn hinter der Benetzungslinie entsprechende und im Sinne der Erfindung bevorzugt leicht ansteigende Bewegung umgelenkt. Durch kleine, für den menschlichen Beobachter sowohl visuell wie taktil kaum merkliche Vibrationen, im Rahmen der vorliegenden Schrift als Mikroschwingungen bezeichnet, der Trägerbahn im Bereich der Benetzungslinie kommt es bei sehr hohen Geschwindigkeiten der Trägerbahn dazu, dass die sich unter dem auftreffenden Vorhang befindliche Trägerbahnoberfläche mitunter schneller in vertikaler Richtung abwärts bewegt, als das Beschichtungsmaterial im Vorhang fallen kann. In Folge dieser Mikroschwingungen entstehen - mikrogetaktete - Strichaussetzer, was bedeutet, dass der fertig gestellte Beschichtungsfilm Fehlstellen aufweist. Handelt es sich bei dem Beschichtungsmaterial um funktionelle Streichmassen, wie sie beispielsweise als wärmeempfindliche Streichmassen bekannt sind und die als bevorzugt gelten im Sinne der hier vorliegenden Schrift, ist die Funktion des Beschichtungsfilms an den Fehlstellen erheblich gestört: das derart hergestellte Aufzeichnungsmaterial ist unbrauchbar.
  • Die obig eingeführten Mikroschwingungen werden seitens der Erfinder erklärt durch ein hochfrequentes Abheben und Wiederaufsetzen der Trägerbahn von den aus dem Stand der Technik bekannten Leitwalzen als Unterstützungsmittel der Trägerbahn hinter der Benetzungslinie. Ein solches Abheben und Wiederaufsetzen wird It. den Erkenntnissen der Erfinder einerseits begünstigt durch die schnelle Rotation der Leitwalzen hinter der Benetzungslinie, welche, konstruiert mit üblichen Durchmessern im Bereich von 20 bis 40 cm, einlaufseitig sehr viel Luft zwischen jeweiliger Oberfläche der Leitwalzen und Unterseite der Trägerbahn einziehen. Es entsteht ein Art Luftkissen, auf der die Trägerbahn aufschwimmt. Dieses Luftkissen verhindert ein wirkungsvolles Fixieren der Trägerbahn auf den Leitwalzen und kann sogar durch einen nicht gleichförmigen Luftstrom beispielsweise in Folge leichter Oberflächenunebenheiten der Leitwalzen und/oder der Unterseite der Trägerbahn eine Anregung der Trägerbahn zu Mikroschwingungen bewirken. Anderseits wird ablaufseitig zu wenig Kraft aufgebaut, um die Trägerbahn auf die Leitwalzen zu pressen. Nach diesen intensiven Beobachtungen und deren Deutung gelang den Erfindern schließlich die Lösung der zugrunde liegenden Aufgabe.
  • Die Erfindung ist in den unabhängigen Verfahrensansprüchen 1 und 2 sowie im unabhängigen Vorrichtungsanspruch 19 definiert; bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn (1) mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren, bei dem aus dem Beschichtungsmaterial ein frei fallender, senkrechter Vorhang (2) gebildet wird, der entlang einer Benetzungslinie (3) auf die Trägerbahn (1) trifft, welche über ihre gesamte Breite
    • vor Passieren der Benetzungslinie (3) durch mindestens ein Führungselement (4) niedergedrückt und
    • nach Passieren der Benetzungslinie (3) durch mindestens ein Unterstützungsmittel (5) angehoben wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • □ das mindestens eine Unterstützungsmittel (5) ein quer zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) verlaufendes Rundelement (6) und, in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hinter dem Rundelement (6) gelegene Luftleitmittel (7) umfasst,
    • □ wobei zwischen der Trägerbahn (1) und der Oberseite der Luftleitmittel (7) ein Winkel (α) im Bereich von 2° bis 15° eingestellt wird.
  • Erfindungswesentlich ist, dass die Oberseite der Luftleitmittel (7) die Trägerbahn (1) in Folge von Unterdruck - der sich aufgrund des Winkels (α) in einem erfindungsgemäßen Bereich von 2° bis 15°, bevorzugt in einem Bereich von 2,5° bis 10,5° und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 2,8° bis 5,5° zwischen der Trägerbahn (1) und der Oberseite der Luftleitmittel (7) bei hohen Geschwindigkeiten der Trägerbahn (1) ergibt - fixiert und somit als Schwingungsdämpfer für die Mikroschwingungen der Trägerbahn (1) fungiert. Dabei zeigte sich in Versuchen Polyurethan als Material für die Luftleitmittel (7) in einem besonderen Maße als geeignet. Durch die Beschränkung des Radius des der Trägerbahn (1) zugewandten Seite des Rundelements (6) an seiner der Benetzungslinie zugewandten Vorderseite auf Werte unterhalb von 12mm, besser auf Werte unterhalb von 8 mm mit einer Präferenz für Werte in einem Bereich von 4,5 mm bis 8 mm und besonders für Werte in einem Bereich von 6,5 mm bis 7 mm, reduziert sich die Menge an Luft, die einlaufseitig zwischen Trägerbahn (1) und Vorderkante des Rundelements (6) geführt wird und verhindert so wirkungsvoll ein Aufschwimmen der Trägerbahn auf der Oberseite der Luftleitmittel (7).
  • Als Rundelement (6) im Sinne der vorliegenden Erfindung kann ein rund abgebogenes, statistisch positioniertes Werkstück beispielsweise aus Blech dienen. Dabei wird es als besonders vorteilhaft angesehen, das Rundelement (6) und die Luftleitmittel (7) einstückig und/oder formschlüssig auszubilden.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem Rundelement (6) um einen Rakelstab, wobei es dann als besonders vorteilhaft angesehen wird, die Luftleitmittel (7) als Rundelementhalterung bzw. als Rakelstabhalterung auszubilden. Je nach Ausführungsform, welche allesamt als bevorzugt im Sinne der vorliegenden Patentschrift gelten, rotiert der Rakelstab im Betrieb nicht oder er rotiert in Bezug zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) mitläufig, was bedeutet, das die Oberflächenbewegung des Rakelstabes im Kontaktbereich mit der Trägerbahn (1) orientierungsgleich mit der Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) ist, oder er rotiert in Bezug zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) gegenläufig. Auch wenn der Durchmesser des Rakelstabes bevorzugt in einem Bereich von 9 mm bis 16 mm, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 13 bis 14 mm liegt, kann die, sofern gegeben, Drehrichtung des Rakelstabes Einfluss auf die Mikroschwingungen der Trägerbahn haben. So verhindert beispielsweise ein gegenläufig rotierender Rakelstab besonders wirkungsvoll den Aufbau eines Luftkissens zwischen Rakelstab und Trägerbahn, gleichzeitig wirkt sich bei einem mitläufig rotierendem Rakelstab die auf nahezu Null verminderte Reibung zwischen Rakelstab und Trägerbahn positiv auf das Laufverhalten der Trägerbahn aus. In zahlreichen Versuchen zeigte es sich auch als vorteilhaft, den bevorzugt hartverchromten Rakelstab derart auszubilden, dass er von einer Flüssigkeit, gewöhnlich Wasser oder ÖI, zwecks Kühlung durchflutet werden kann. Ferner gilt es als bevorzugt, den Rakelstab nicht gewickelt, das bedeutet glatt auszuführen.
  • In zahlreichen Versuchen zeigte es sich als zweckdienlich, wenn das Rundelement (6) eine leichte Vorbiegung in Richtung der Unterseite der Trägerbahn (1) aufweist. Liegt das Rundelement (6) als Rakelstab vor, kann diese leichte Vorbiegung auch ersetzt werden durch eine Bombage des Rakelstabs. So konnten sehr erfolgreich erfindungsgemäße Versuche beispielsweise mit einem mitläufig rotierendem Rakelstab durchgeführt werden, der an seinen äußeren Enden einen Durchmesser von 9,5 mm und mittig einen Durchmesser von 11,8 mm aufweist.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung weist die Kontaktlinie des Rundelements (6) mit der Trägerbahn (1) eine Entfernung zur Benetzungslinie (3) auf, die bevorzugt in einem Bereich von 2 cm bis 10 cm, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 4 cm bis 6,5 cm liegt. Es stellte sich als zweckdienlich heraus, wenn das Rundelement (6) zusammen mit den Luftleitmitteln (7) entlang der Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hin- und herbeweglich montiert ausgeführt ist, so dass die Entfernung der Kontaktlinie des Rundelements (6) mit der Trägerbahn (1) zur Benetzungslinie (3) insbesondere innerhalb der bevorzugten Bereichsgrenzen von 2 cm bis 10 cm zwecks Optimierung des Maschinenlaufs eingestellt und auch jederzeit nachjustiert werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Führungselement (4) eine quer zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) ausgerichtete Klinge, die auf die Oberseite der Trägerbahn (1) aufsetzt und so die Trägerbahn (1) leicht nach unten drückt. Es ist möglich, dass diese Klinge als Blade Teil einer Farbauftragsvorrichtung ist, bei der zunächst zur Ausbildung eines pigmenthaltigen Vorstrichs ein Farbüberschuss auf die Oberseite der Trägerbahn (1) aufgebracht wird, und der Farbüberschuss anschließend mit Hilfe der Klinge abgestreift wird. Auf den dann noch ungetrockneten Farbauftrag wird anschließend mittels Vorhangbeschichtungsverfahren ein - in diesem Fall weiteres - Beschichtungsmaterial aufgebracht.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung als besonders bevorzugt ist die Klinge jedoch Teil einer Luftabschirmvorrichtung (8). Insbesondere kann es sich um eine solche Luftabschirmvorrichtung (8) mit einem gegen die Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) orientiertem Luftstrom handeln, bei der der Luftstrom knapp vor der Benetzungslinie beginnend unmittelbar oberhalb der zu beschichtenden Trägerbahn (1) aufgebracht wird und so die von der Trägerbahn (1) mitgerissene Luft abtrennen und abführen kann. Derart grundsätzlich bekannte Luftabschirmvorrichtungen, wie sie im Sinne der vorliegenden Erfindung als bevorzugt gelten, umfassen eine Luftzuführung in unmittelbarer Nähe zum Flüssigkeitsvorhang und eine Luftabsaugung in größerer Entfernung vom Flüssigkeitsvorhang. In einem solchen Fall liegt die Entfernung des auf die Trägerbahn (1) aufsetzenden Führungselements (4), ausgebildet als Klinge, zur Benetzungslinie (3) in einem Bereich von 4 mm bis 22 mm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 6 mm bis 12 mm.
  • Die Klinge ist in der Regel geradlinig angeschliffen; denkbar und in zahlreichen, der vorliegenden Erfindung genauso zugrunde liegenden Versuchen erfolgreich getestet ist, die Klinge mit einem konkaven oder konvexen Anschliff zu versehen, weshalb ein solcher Anschliff auch als eine bevorzugte Ausführungsform gilt. Als Klingenmaterial gilt rostfreier Stahl, versehen mit einer Beschichtung aus flammgestrahltem Wolfram-Carbn, als besonders bevorzugt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Breite B(2) des frei fallenden, senkrechten Vorhangs (2) größer als die Breite B(1) der Trägerbahn (1). Dabei hat sich eine Breitendifferenz von 10% bis 18%, ganz besonders bevorzugt von 13% bis 15%, bezogen auf die Breite der Trägerbahn (1) als besonders geeignet herausgestellt. Der nach seiner Ausbildung bevorzugt nicht an seinen Seiten geführte Vorhang (2) fällt so ungeteilt auf die Trägerbahn (1) und bedeckt sie über ihre gesamte Breite. Jeweils ein kleiner äußerer Teil des Vorhangs fällt an der Trägerbahn (1) vorbei. Das dazugehörige flüssige Beschichtungsmaterial wird beispielsweise mit Farbwannen aufgefangen und wieder verwendet. Ein dermaßen beschriebenes Auftragsverfahren, bei dem die äußeren Teile des Vorhangs vorbei an der zu beschichtenden Trägerbahn geführt werden, weist große Vorteile hinsichtlich der Gleichmäßigkeit im Profil des auszubildenden Beschichtungsfilms vor. Die aufgrund von Oberflächenspannungen sich grundsätzlich ergebende Einschnürung des Farbvorhangs, der oft durch seitliche Vorhangführungen begegnet wird und die unterschiedliche Schichtdicken des ausgebildeten Beschichtungsfilms bewirken kann, bleibt so ohne jeglichen Einfluss. Voraussetzung für diese Art der Beschichtung ist jedoch, dass direkt unterhalb der Benetzungslinie (3) keine Stützelemente für die Trägerbahn (1) positioniert sind, was als bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung gilt.
  • In weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind die Breite B(4) der Klinge als das mindestens eine Führungselement (4) und/oder die Breite B(6) des Rundelements (6) als das mindestens eine Unterstützungsmittel (5) und/oder die Breite B(7) der Luftleitmittel (7) jeweils größer als.die Breite B(1) der Trägerbahn (1). Nicht nur aus Gründen der einfacheren Prozesskontrolle und flexibleren Prozessmöglichkeiten hat es sich dabei bewährt, wenn hinsichtlich der Klinge als Führungselement (4) eine Breitendifferenz von 0,5%, bezogen auf die Breite B(1) der Trägerbahn (1), nicht unterschritten wird; hinsichtlich des Rundelements (6) und der Luftleitmittel (7) haben sich Breitendifferenzen von nicht weniger als 0,5% beim Rundelement (6) und von 10% bis 18%, ganz besonders bevorzugt von 13% bis 15%, bei der Luftleitmittel (7), jeweils bezogen auf die Breite B(1) der Trägerbahn (1), als besonders geeignet herausgestellt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gilt es als bevorzugt, wenn die Trägerbahn (1) während des eigentlichen Beschichtungsvorgangs, das bedeutet im Bereich der Benetzungslinie (3), leicht ansteigend in einem Bereich von größer 0° bis 10°, bezogen auf die Waagerechte, geführt wird. Entsprechend ergibt sich ein Auftreffwinkel (β) zwischen frei fallendem, senkrechtem Vorhang (2) und Trägerbahn (1), gemessen in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hinter der Benetzungslinie (3), in einem Bereich von 80° bis kleiner 90°, weshalb ein solcher Bereich für den Auftreffwinkel (β) auch als bevorzugt gilt.
  • Ausgehend von einer Nulllinie der Trägerbahn (1), die sich ergibt durch die maschinelle Führung der Trägerbahn (1) im Bereich unterhalb der Komponenten (12) zur Ausbildung eines frei fallenden, senkrechten Vorhangs (2) aus flüssigem Beschichtungsmaterial ohne den Einfluss von Führungselement (4) und Unterstützungsmittel (5)
    • bewirkt das mindestens eine Führungselement (4) alleine ein Niederdrücken der Trägerbahn (1) in einem bevorzugten Bereich von 0,5 mm bis 3 mm bzw. ganz besonders bevorzugt von 1 mm bis 2 mm.
    • bewirkt das mindestens eine Unterstützungsmittel (5) alleine ein Anheben der Trägerbahn (1) in einem bevorzugten Bereich von 1 mm bis 5 mm bzw. ganz besonders bevorzugt von 1,5 mm bis 2,5 mm.
  • Viele der dieser Erfindung zugrunde liegenden Versuchsreihen wurden mit einem wärmeempfindlichen Beschichtungsmaterial durchgeführt. Infolgedessen gilt als ganz besonders bevorzugt ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, wobei das Verfahren die Beschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn (1) mit einem flüssigen wärmeempfindlichen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren umfasst, bei dem aus dem wärmeempfindlichen Beschichtungsmaterial ein frei fallender, senkrechter Vorhang (2) gebildet wird, der entlang einer Benetzungslinie (3) auf die Trägerbahn (1) trifft, welche über ihre gesamte Breite
    • ■ vor Passieren der Benetzungslinie (3) durch mindestens ein Führungselement (4) niedergedrückt und
    • ■ nach Passieren der Benetzungslinie (3) durch mindestens ein Unterstützungsmittel (5) angehoben wird,
    • ■ und wobei das mindestens eine Unterstützungsmittel (5) ein quer zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) verlaufendes Rundelement (6) und, in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hinter dem Rundelement (6) gelegene Luftleitmittel (7) umfasst,
    • ■ und wobei zwischen der Trägerbahn (1) und der Oberseite der Luftleitmittel (7) ein Winkel (α) im Bereich von 2° bis 15°, mehr bevorzugt in einem Bereich von 2,5° bis 10,5° und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 2,8° bis 5,5° eingestellt wird.
  • Alle Ausführungsformen, die bis hierher in der vorliegenden Schrift mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn (1) mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren, jedoch ohne Bezug auf ein wärmeempfindliches Beschichtungsmaterial, offenbart wurden, gelten genauso und ohne jegliche Einschränkung auch für das bevorzugte Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials.
  • Bei dem derart bevorzugten Verfahren zur Ausbildung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials umfasst das wärmeempfindliche Beschichtungsmaterial mindestens einen Farbstoffvorläufer und mindestens einen, bevorzugten organischen Farbakzeptor, wobei Farbstoffvorläufer und Farbakzeptor unter Einwirkung von Wärme farbbildend miteinander reagieren. Als Farbstoffvorläufer haben sich solche bewährt ausgewählt aus der Gruppe der Phthalid-, Xanthen- und Fluoran-Verbindungen, wobei Xanthen-Verbindungen bevorzugt und 3-Dibutylamino-6-methyl-7-anilino-fluoran und 3-(N-ethyl, N-isopentyl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran besonders bevorzugt sind. Zusätzlich zu diesen kann die Aufzeichnungsschicht noch einen oder mehrere der grundsätzlich bekannten farblosen oder schwach gefärbten Farbstoffvorläufer wie beispielsweise Xanthen-, Fluoran-, Triarylmethan-, Diphenylmethan-, Fluoren-, Oxazin-, Thiazin- oder Spiropyran-Verbindungen oder deren Mischungen enthalten.
  • Typische Verbindungen dieser Art sind beispielsweise:
  • Xanthen-Verbindungen: Rhodamine-B-anilinolactam, Rhodamine-B-p-chloroanilinolactam, 3-Diethylamino-7-dibenzylaminofluoran, 3-Diethylamino-7-octylaminofluoran, 3-Diethylamino-7-phenylfluoran, 3-Diethylamino-7-chlorofluoran, 3-Diethylamino-6-chloro-7-methylfluoran, 3-Diethylamino-7-(3,4-dichloroanilino)fluoran, 3-Diethyl-amino-7-(2-chloroanilino)fluoran, 3-Diethylamino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-(N-Ethyl, N-tolyl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-Piperidino-6-methyl-7-anilino-fluoran, 3-(N-Ethyl, N-tolyl)amino-6-methyl-7-phenylethylfluoran, 3-Diethylamino-7-(4-nitroanilino)fluoran, 3-(N-Methyl, N-propyl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-(N-Methyl, N-cyclohexyl)amino-6-methyl-7-anilino-fluoran, 3-(N-Ethyl, N-tetrahydrofuryl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran, etc.
  • Triarylmethan-Verbindungen: 3,3-Bis(p-dimethylaminophenyl)-6-dimethylaminophthalid (Kristall Violett Lacton), 3,3-Bis(p-dimethylaminophenyl)phthalid, 3-(p-Dimethylaminophenyl)-3-(1,2-dimethylindol-3-yl)phthalid, 3-(p-Dimethylaminophenyl)-3-(2-methylindol-3-yl)phthalid, 3-(p-Dimethylaminophenyl)-3-(2-phenylindol-3-yl)phthalid, 3,3-Bis(1,2-dimethylindol-3-yl)-5-dimethylaminophthalid, 3,3-Bis(1,2-dimethylindol-3-yl)-6-dimathylamino-phthalid, 3,3-Bis(9-ethylcarbazoi-3-yl)-5-dimathylaminophthalid, 3,3-Bis(2-phenyl-indol-3-yl)-5-dimethylaminophthalid, 3-p-Dimethylaminophenyl-3(1-methylpyrrol-2-yl)-6-dimethylaminophthalid, etc.
  • Diphenylmethan-Verbindungen: 4,4'-Bis-dimethylaminophanylbenzhydrylbenzylether, N-Halophenyl-leucoauramine, N-2,4,5-Trichlorophenylleucoauramin, und dergleichen.
  • Thiazine-Verbindungen: Benzoylleucomethylenblau, p-Nitrobenzoylleucomethylenblau, etc.
  • Spiropyran-Verbindungen: 3-methylspiro-dinaphthopyran, 3-ethylspirodinaphthopyran, 3,3-dichloro-spiro-dinaphthopyran, 3-benzylspiro-dinaphthopyran, 3-methyl-naphtho-(3-methoxy-benzo)spiropyran, 3-propyl-spiro-benzopyran, etc.
  • Weiterhin kann das wärmeempfindliche Beschichtungsmaterial beispielsweise auch eine oder mehrere der folgenden, im nahen Infrarot-Bereich absorbierenden Verbindungen enthalten: 3,6-Bis(dimethylamino)fluoren-9-spiro-3'-(6'-dimethylaminophthalid), 3-Diethylamino-6-dimethylaminofluoren-9-spiro-3'-(6'-dimethylaminophthalid), 3,6-Bis(diethylamino)-fluoren-9-spiro-3'-(6'-dimethylaminophthalid),3-Dibutylamino-6-dimethylaminofluoren-9-spiro-3'-(6'-dimethylaminophthalid), 3-Dibutylamino-6-diethylaminofluoren-9-spiro-3'-(6'-dimethylaminophthalid), 3,6-Bis(dimethylamino)fluoren-9-spiro-3'-(6'-diethylamino-phthalid), 3-Diethylamino-6-dimethylaminofluoren-9-spiro-3'-(6'-diethylaminophthalid), 3-Dibutylamino-6-dimethylaminofluoren-9-spiro-3'-(6'-diethylaminophthalid), 3,6-Bis-(di-ethylamino)fluoren-9-spiro-3'-(6'-diethylaminophthalid), 3,6-Bis-(dimethylamino)-fluoren-9-spiro-3'-(6'-dibutylaminophthalid), 3-Dibutylamino-6-di-ethylaminofluoren-9-spiro-3'-(6'-diethylaminophthalid), 3-Diethylamino-6-dimethylaminofluoren-9-spiro-3'-(6'-dibutylaminophthalid), 3,3-Bis[2-(4-dimethylaminophenyl)-2-(4-methoxyphenyl)-ethenyl]-4,5,6,7-tetrachlorophthalid, etc.
  • Als Farbakzeptoren gelten organische als bevorzugt, insbesondere solche ausgewählt aus der Gruppe umfassend
    • 2,2 bis (4-hydroxyphenyl)-propane,
    • 4-[(4-(1-mothylethoxy)phenyl)sulfonyl]phenole,
    • 4,4'-Dihydroxy-Diphenylsulfone,
    • N-(p-toluensulphonyl)-N'-(3-ph-toluensulphonyl-Oxy-phenyl)-harnstoffe,
    • 2,4'-Dihydroxy-Diphenylsulfone,
    • N-(2-hydroxyphenyl)-2-[(4-hydroxyphenyl)thio]Acetamide,
    freilich ohne auf die genannten Farbakzeptoren beschränkt zu sein. Für die Farbakzeptoren empfiehlt sich eine mittlere Teilchengröße in einem Bereich von größer 0,3 µm bis maximal 1 µm, insbesondere von 0,45 µm bis 0,9 µm. Die Grenzen werden nach oben durch eine zu geringe Empfindlichkeit und nach unten durch eine sonst zu starke Neigung des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials zur Vergrauung vorgegeben.
  • In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens zur Ausbildung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials umfasst die Trägerbahn (1) mindestens eine pigmenthaltige Beschichtung (9), auf die dann zur Formung einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht (10) das wärmeempfindliche Beschichtungsmaterial mittels Vorhangbeschichtungsverfahren aufgetragen wird. Eine solche, in erster Linie anorganische Pigmente und dazu passende Bindemittel umfassende Beschichtung (9) kann das Ansprechverhalten der Aufzeichnungsschicht (10) in Reaktion auf zugeführte Wärme durch einen Thermodruckkopf sehr positiv beeinflussen. Werden in die pigmenthaltige Beschichtung (9) neben den anorganischen Pigmenten auch organische, so genannte Hohlkörperpigmente, die in ihrem Inneren Luft aufweisen und folglich einen guten Wärmeisolator darstellen, eingebunden, wirkt eine solche pigmenthaltige Beschichtung (9) wie eine Wärmereflektor, der die vom Thermokopf emittierte Hitze, welche die Aufzeichnungsschicht (10) durchdringt, auf die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht (10) fokussiert. Neben einer Erhöhung des Ansprechverhaltens lässt sich so auch das Auflösungsvermögen der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht (10) erhöhen.
  • Die organischen Pigmente der pigmenthaltige Beschichtung (9) weisen bevorzugt eine Wandung aus thermoplastischem Harz auf, der bevorzugt (Meth)Acrylnitril-Copolymer, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Styrolacrylat, Polyacrylnitril oder Polyacrylsäureester umfasst. Pigmentmischungen aus unterschiedlichen organischen Pigmenten sind vorstellbar.
  • Als anorganische Pigmente in der pigmenthaltigen Beschichtung (9) haben sich bevorzugt solche bewährt die ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend natürliches wie kalziniertes Kaolin, Siliziumoxid, Bentonit, Kalziumkarbonat sowie Aluminiumoxid und hier besonders Böhmit. Auch Mischungen aus mehreren verschiedenartigen anorganischen Pigmenten sind vorstellbar.
  • Das Mengenverhältnis zwischen organischem und anorganischem, ölabsorbierendem Pigment ist ein Kompromiss der von den beiden Pigmentarten bewirkten Effekte, der besonders vorteilhaft gelöst wird, wenn die Pigmentmischung zu 15 bis 50 Gew.-%, noch besser zu 25 bis 40 Gew.-%, aus organischem und zu 85 bis 50 Gew.-% und noch besser zu 75 bis 60 Gew.-% aus anorganischem Pigment besteht.
  • Neben den organischen und/oder anorganischen Pigmenten umfasst die pigmenthaltige Beschichtung (9) Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Polyvinylalkohol, Styrol-Butadien-Latex, Stärke, Carboxy-Methyl-Cellulose, Cellulosederivate, wobei besonders Styrol-Butadien-Latex bevorzugt ist. Bei Bindemittelmischungen besteht der Bindemittelanteil in der pigmenthaltigen Beschichtung (9) bevorzugt zu 69 bis 76 Gew.-% aus Styrol-Butadien-Latex.
  • Eine dermaßen bevorzugte pigmenthaltige Beschichtung (9) kann ferner einen positiven Beitrag zur Egalisierung der Oberfläche der Trägerbahn (1) leisten, womit sich die Menge an notwendigerweise aufzubringendem Beschichtungsmaterial für die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht (10) reduziert. Aus diesem Grund bieten sich zum Auftrag der pigmenthaltigen Beschichtung (9) egalisierende Beschichtungsvorrichtungen an, wie beispielsweise Walzenstreichwerke, Streichmesser- oder (Roll-) Rakelstreichwerke. Werden als anorganische Pigmente ölabsorbierende Pigmente in der pigmenthaltige Beschichtung (9) eingebunden, können diese die durch Hitzeeinwirkung des Thermokopfes verflüssigten Wachsbestandteile der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht (10) bei der Schriftbildausbildung aufnehmen und begünstigen damit eine verbesserte und beschleunigte Funktionsweise der wärmeinduzierten Aufzeichnung.
  • Die flächenbezogene Masse der pigmenthaltigen Beschichtung (9) liegt bevorzugt zwischen 5 und 20 g/m2 und noch besser zwischen 6 und 10 g/m2. Bei der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht (10) liegt die flächenbezogene Masse bevorzugt zwischen 2 und 8 g/m2 und noch besser zwischen 2,5 und 6 g/m2.
  • Die Trägerbahn (1) wird neben der bevorzugt vorgesehenen mindestens einen pigmenthaltigen Beschichtung (9) gebildet aus einem Substrat (11). Auch wenn nicht auf Papier als Substrat (11) beschränkt, ist Papier und hier speziell ein nicht oberflächenbehandeltes Streichrohpapier das Substrat (11), das sich am Markt auch mit Blick auf die gute Umweltverträglichkeit wegen der guten Recyclingfähigkeit durchgesetzt hat und das im Sinne der Erfindung bevorzugt ist. Unter einem nicht oberflächenbehandelten Streichrohpapier ist ein nicht in einer Leimpresse oder in einer Beschichtungsvorrichtung behandeltes Streichrohpapier zu verstehen. Für die Erfindung sind im gleichen Maße Folien beispielsweise aus Polyolefin und mit Polyolefin beschichtete Papiere als Substrat (11) möglich, ohne dass eine solche Ausführung ausschließenden Charakter aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung ist gleichsam gerichtet auf eine Vorrichtung zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn (1) mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren, umfassend
    • Komponenten (12) zur Ausbildung eines frei fallenden, senkrechten Vorhangs (2) aus dem flüssigen Beschichtungsmaterial, das entlang einer Benetzungslinie (3) auf die Trägerbahn (1) trifft,
    • mindestens ein Führungselement (4) zum Niederdrücken der Trägerbahn (1) über ihre gesamte Breite- in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) - vor der Benetzungslinie (3),
    • mindestens ein Unterstützungsmittel (5) zum Anheben der Trägerbahn (1) über ihre gesamte Breite- in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1)- nach der Benetzungslinie (3),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • □ das mindestens eine Unterstützungsmittel (5) ein quer zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) verlaufendes Rundelement (6) und, in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hinter dem Rundelement (6) gelegene Luftleitmittel (7) umfasst,
    • □ wobei zwischen der Trägerbahn (1) und der Oberseite der Luftleitmittel (7) ein Winkel (α) im Bereich von 2° bis 15°, mehr bevorzugt in einem Bereich von 2,5° bis 10,5° und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 2,8° bis 5,5° ist.
  • Ohne auf eine der spezielle Komponenten (12) zur Ausbildung eines frei fallenden, senkrechten Vorhangs (2) aus dem flüssigen Beschichtungsmaterial beschränkt zu sein, gelten in erster Linie zwei Arten als besonders bevorzugt, die so genannten Schlitzgießer, bei denen das flüssige Beschichtungsmaterial durch einen nach unten gerichteten, quer über die zu beschichtende Trägerbahn (1) angeordneten Auslassspalt austritt und dort unmittelbar den frei fallenden Flüssigkeitsvorhang ausbildet, und die so genannten Gleitflächengießer. Hier wird das flüssige Beschichtungsmaterial zunächst auf eine abwärts geneigte Gleitfläche aufgegeben, wo die Flüssigkeit in einem dünnen Film unter dem Einfluss der Schwerkraft die Gleitfläche hinab fließt und an deren Ende den frei fallenden Flüssigkeitsvorhang ausbildet,
  • Bereits zuvor diskutierte bevorzugte Ausführungsformen des beanspruchten Verfahrens zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren sollen auch entsprechend bevorzugte Ausführungsformen der hierfür zu nutzenden Vorrichtung sein. So gilt als bevorzugtes Rundelement (6) ein Rakelstab, wobei es dann als besonders vorteilhaft angesehen wird, die Luftleitmittel (7) als Rundelement- bzw. als Rakelstabhalterung auszubilden. Bevorzugte Ausführungsform im Sinne der hier vorgeschlagenen Vorrichtung ist ein glatter Rakelstab, wobei jedoch auch ein profilierter, beispielsweise ein gewickelter Rakelstab möglich ist und gute Ergebnisse versprechen kann, Je nach Ausführungsform, welche allesamt als bevorzugt im Sinne der vorliegenden Patentschrift gelten, ist der Rakelstab fest oder rotationsfähig ausgeführt, wobei seine Rotationsrichtung in Bezug zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) mitläufig sein kann, was bedeutet, das die Oberflächenbewegung des Rakelstabes im Kontaktbereich mit der Trägerbahn (1) orientierungsgleich mit der Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) ist, oder alternativ auch gegenläufig sein kann. In zahlreichen Versuchen zeigte es sich auch als vorteilhaft, den bevorzugt hartverchromten Rakelstab derart auszubilden, dass er von einer Flüssigkeit, gewöhnlich Wasser oder Öl, zwecks Kühlung durchströmbar ausgeführt ist.
  • Hinsichtlich des Durchmessers des Rakelstabes gilt ein Bereich von 9 mm bis 16 mm, ganz besonders ein Bereich von 13 bis 14 mm als bevorzugt. In zahlreichen Versuchen zeigte es sich als zweckdienlich, wenn der Rakelstab eine leichte Vorbiegung in Richtung der Unterseite der Trägerbahn (1) aufweist. Wird ein Rakelstab ohne Vorbiegung bevorzugt, kann diese auch ersetzt werden durch eine Bombage. So konnten sehr erfolgreich erfindungsgemäße Versuche beispielsweise mit einem mitläufig rotierendem Rakelstab durchgeführt werden, der an seinen äußeren Enden einen Durchmesser von 9,5 mm und mittig einen Durchmesser von 11,8 mm aufweist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kontaktlinie des Rakelstabes mit der Trägerbahn (1) eine Entfernung zur Benetzungslinie (3) in einem bevorzugten Bereich von 2 cm bis 10 cm, insbesondere in einem Bereich von 4 cm bis 6,5 cm auf. Idealerweise sind der Rakelstab entsprechend einer seiner bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den Luftleitmitteln (7), bevorzugt ausgebildet als Rakelstabhalterung, entlang der Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hin- und herbeweglich montiert ausgeführt, so dass die Entfernung der Kontaktlinie des Rakelstabes mit der Trägerbahn (1) zur Benetzungslinie (3) insbesondere innerhalb der bevorzugten Bereichsgrenzen von 2 cm bis 10 cm zwecks Optimierung des Maschinenlaufs eingestellt und auch jederzeit nachjustiert werden kann.
  • Die beanspruchte Vorrichtung zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn (1) mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren umfasst bevorzugt eine Luftabschirmvorrichtung (8), als deren Teil das Führungselement (4) in Form einer quer zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) ausgerichteten Klinge ausgebildet ist. Dabei liegt die Entfernung der auf die Trägerbahn (1) aufsetzenden Klinge zur Benetzungslinie (3) in einem Bereich von 4 mm bis 22 mm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 6 mm bis 12 mm. Die Klinge ist in der Regel geradlinig angeschliffen; denkbar und in zahlreichen, der vorliegenden Erfindung genauso zugrunde liegenden Versuchen erfolgreich getestet, ist die Klinge mit einem konkaven oder konvexen Anschliff zu versehen, weshalb ein solcher Anschliff auch als eine bevorzugte Ausführungsform gilt. Als Klingenmaterial gilt rostfreier Stahl, versehen mit einer Beschichtung aus flammgestrahltem Wolfram-Carbit, als besonders bevorzugt.
  • Insbesondere kann es sich bei der bevorzugten Luftabschirmvorrichtung (8) um eine solche mit einem gegen die Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) orientiertem Luftstrom handeln, bei der der Luftstrom knapp vor der Benetzungslinie beginnend unmittelbar oberhalb der zu beschichtenden Trägerbahn (1) aufgebracht wird und so die von der Trägerbahn (1) mitgerissene Luft abtrennen und abführen kann. Die Luftabschirmvorrichtung (8) umfasst bevorzugt eine Luftzuführung in unmittelbarer Nähe zum Flüssigkeitsvorhang und eine Luftabsaugung in größerer Entfernung vom Flüssigkeitsvorhang.
  • Erfindungsgemäße Vorrichtungen, wie sie hier in zahlreichen Ausführungsformen beschrieben sind, und die gleichsam in zahlreichen Ausführungsformen und - varianten vorgeschlagenen Verfahren zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren, bei dem aus dem gegebenenfalls wärmeempfindlichen Beschichtungsmaterial ein frei fallender, senkrechter Vorhang gebildet wird, ermöglichen Geschwindigkeiten während der Beschichtung in einem Bereich oberhalb von 1.200 m/min bzw. sogar oberhalb von 1.500 m/min, ohne dass es zu Strichfehlern beispielsweise in Form von Strichaussetzern kommt. Die derart vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen sind somit in der Lage, die der Erfindung in all ihren Ausführungsformen und - varianten zugrunde liegende Aufgabe überzeugend zu lösen.
  • Die in Beschreibung und Patentansprüchen gemachten Angaben zur flächenbezogenen Masse, zu Gew.-% (Gewichts-%) und zu Gew.-Teilen (Gewichts-Teilen) beziehen sich jeweils auf das "atro"-Gewicht, d.h. absolut trockene Gewichtsteile. In den Ausführungen zu den organischen Pigmenten der pigmenthaltigen Beschichtung sind die diesbezüglichen Zahlenangaben berechnet aus dem "lutro"-Gewicht, d.h. lufttrockene Gewichtsteile, abzüglich des Gewichtsanteils von Wasser um und im Inneren der Pigmente in ihrer Lieferform.
  • Die nachfolgenden Figuren werden die Erfindung weitergehend verdeutlichen:
  • Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit Hilfe von Figur 1 dargestellt, in der zunächst eine Trägerbahn (1) dargestellt ist, die mit Hilfe der beiden als angetriebene Walzen symbolisierten Führungsrollen R1 und R2 unterhalb von Komponenten (12) zur Ausbildung eines Vorhangs (2) aus flüssigem Beschichtungsmaterial hindurchgeführt wird. Während als Trägerbahn (1) im vorliegenden Fall ein Substrat aus Papier mit einer flächenbezogenen Masse von 58 g/m2 und beaufschlagt mit einer pigmenthaltigen Beschichtung von 8 g/m2 angenommen werden soll, kommt ein so genannten Schlitzgießer als dargestellter Teil der Komponenten (12) zur Ausbildung des Vorhangs (2) zum Einsatz. Mit Hilfe des Schlitzgießers wird ein frei fallender Vorhang (2) aus flüssigem wärmeempfindlichem 8eschichtungsmaterial ausgebildet, der unterhalb der Komponenten (12) des Schlitzgießers dargestellt ist. Der Vorhang (2) trifft entlang der Benetzungslinie (3) in einem Winkel (β) von hier 85° auf die Trägerbahn (1), wo aus dem wärmeempfindlichem Beschichtungsmaterial des Vorhangs (2) eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht mit einer flächenbezogenen Masse von 4 g/m2 ausgebildet wird.
  • Beabstandet aufgesetzt auf die Führungsrolle R1 sind Teile einer Luftabschirmvorrichtung (8) zu sehen, die als so genannter AirCut ausgebildet ist und nicht dargestellte Komponenten zur Bewirkung eines gegen die Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) orientierten Luftstroms aufweist, der von der Trägerbahn (1) mitgerissene Luft abtrennen und abführen soll. Zum Vorhang (2) unterhalb der diesen ausbildenden Komponenten (12) hin wird die Luftabschirmvorrichtung (8) begrenzt durch eine geradlinig angeschliffene Klinge, die als Führungselement (4) die Trägerbahn (1) über ihre gesamte Breite und in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) - von der Führungsrolle R1 zur Führungsrolle R2 hin - unmittelbar, genauer in einer Entfernung von 8 mm vor der Benetzungslinie (3) niederdrückt.
  • 5 cm hinter der Benetzungslinie (3) wird die Trägerbahn (1) durch ein Unterstützungsmittel (5), ausgebildet als Rundelement (6) in der Form eines nicht rotierenden, glatten Rakelstabes mit einem einheitlichen Durchmesser von 13,2 mm angehoben. Der Rakelstab wird gehalten durch eine in Laufrichtung der Trägerbahn (1) hinter dem Rakelstab gelegene Halterung, die als Luftleitmittel (7) ausgeformt ist. Zwischen der Oberseite der Luftleitmittel (7) und der Trägerbahn (1) soll im vorliegenden Fall ein aus Gründen der besseren zeichnerischen Kenntlichmachung vergrößert dargestellter Winkel (α) von 4,5° eingestellt sein.
  • Betrachtet man in der vorliegenden Zeichnung die Lage der Trägerbahn (1) zwischen den jeweiligen Kontaktpunkten der Trägerbahn (1) mit den beiden Führungsrollen R1 und R2 und wird der Verlauf der Trägerbahn (1) um die Ablenkungen durch das Führungselement (4) einerseits und das Unterstützungsmittel (5) andererseits derart korrigiert, das keinerlei Ablenkungen im Verlauf der Trägerbahn (1) zwischen den beiden Führungsrollen R1 und R2 mehr vorhanden sind, erhält man den Verlauf der (gedachten) Nulllinie. Ausgehend von dieser Nulllinie bewirkt die Klinge als Führungselement (4) alleine und ohne Einflussnahme des Rakelstabs als Unterstützungsmittel (5) ein Niederdrücken der Trägerbahn (1) im vorliegenden Fall von 1,5 mm. Genauso bewirkt der Rakelstab als Unterstützungsmittel (5) alleine und ohne Einflussnahme der Klinge als Führungselement (4) ein Anheben der Trägerbahn (1) im vorliegenden Fall von 2,0 mm.
  • Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wie es mit dem in Figur 1 dargestellten Verfahren hergestellt werden kann, wird in Figur 2 dargestellt. Das Aufzeichnungsmaterial umfasst in dieser Reihenfolge das Substrat (11) hier aus Papier mit einer flächenbezogenen Masse von 58 g/m2, die pigmenthaltigen Beschichtung (9) hier mit einer flächenbezogenen Masse von 8 g/m2, wobei Substrat (11) und pigmenthaltige Beschichtung (9) zusammen die mittels Vorhangbeschichtungsverfahren zu beschichtende Trägerbahn (1) ausmachen, und schließlich die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht (10) hier mit einer flächenbezogenen Masse von 4 g/m2.
    • Begriffsliste:
    • (1)
    Trägerbahn
    (2)
    (Beschichtungsmaterial-) Vorhang
    (3)
    Benetzungslinie
    (4)
    Führungselement
    (5)
    Unterstützungsmittel
    (6)
    Rundelement
    (7)
    Luftleitmittel
    (8)
    Luftabschirmvorrichtung
    (9)
    pigmenthaltige Beschichtung
    (10)
    wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht
    (11)
    Substrat
    (12)
    Komponenten, zur Ausbildung von Vorhang (2)
    B(1)
    Breite von Trägerbahn (1)
    B(2)
    Breite von Vorhang (2)
    B(4)
    Breite von Führungselement (4)
    B(6)
    Breite von Rundelement (6)
    B(7)
    Breite von Luftleitmittel (7)
    (α)
    Winkel zwischen Trägerbahn (1) und Oberseite der Luftleitmittel (7)
    (β)
    Winkel zwischen Vorhang (2) und Trägerbahn (1), gemessen in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hinter der Benetzungslinie (3)

Claims (22)

  1. Verfahren zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn (1) mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren, bei dem aus dem Beschichtungsmaterial ein frei fallender, senkrechter Vorhang (2) gebildet wird, der entlang einer Benetzungslinie (3) auf die Trägerbahn (1) trifft, welche über ihre gesamte Breite
    • vor Passieren der Benetzungslinie (3) durch mindestens ein Führungselement (4) niedergedrückt und
    • nach Passieren der Benetzungslinie (3) durch mindestens ein Unterstützungmittel (5) angehoben wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    □ das mindestens eine Unterstützungsmittel (5) ein quer zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) verlaufendes Rundelement (6) und, in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hinter dem Rundelement (6) gelegene Luftleitmittel (7) umfasst,
    □ wobei zwischen der Trägerbahn (1) und der Oberseite der Luftleitmittel (7) ein Winkel (α) im Bereich von 2° bis 15° eingestellt wird.
  2. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren, bei dem auf eine kontinuierlich bewegte Trägerbahn (1) ein wärmeempfindliches Beschichtungsmaterial aufgebracht wird, indem aus dem wärmeempfindlichen Beschichtungsmaterial ein frei fallender, senkrechter Vorhang (2) gebildet wird, der entlang einer Benetzungslinie (3) auf die Trägerbahn (1) trifft, welche über ihre gesamte Breite
    • vor Passieren der Benetzungslinie (3) durch mindestens ein Führungselement (4) niedergedrückt und
    • nach Passieren der Benetzungslinie (3) durch mindestens ein Unterstützungsmittel (5) angehoben wird,
    und wobei
    □ das mindestens eine Unterstützungsmittel (5) ein quer zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) verlaufendes Rundelement (6) und, in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hinter dem Rundelement (6) gelegene Luftleitmittel (7) umfasst, und
    zwischen der Trägerbahn (1) und der Oberseite der Luftleitmittel (7) ein Winkel (α) im Bereich von 2° bis 15° eingestellt wird.
  3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundelement (6) ein Rakelstab ist.
  4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitmittel (7) als Rakelstabhalterung ausgebildet sind.
  5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rakelstab mit Bezug zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) mit- oder gegenläufig rotiert.
  6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rakelstab an seinen äußeren Enden einen geringeren Durchmesser aufweist als in seiner Mitte.
  7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rakelstab zu seiner Kühlung von einer Flüssigkeit durchströmt wird.
  8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundelement (6) zusammen mit den Luftleitmitteln (7) entlang der Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hin- und herbewegt werden kann.
  9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite B(2) des frei fallenden, senkrechten Vorhangs (2) größer ist als die Breite B(1) der Trägerbahn (1).
  10. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Führungselement (4) eine quer zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) ausgerichtete Klinge ist.
  11. Verfahren nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinge als das mindestens eine Führungselement (4) Teil einer Luftabschirmvorrichtung (8) ist.
  12. Verfahren nach einem der Patentansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinge einen konvexen oder konkaven Anschliff aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite B(4) der Klinge als das mindestens eine Führungselement (4) und/oder die Breite B(8) des Rundelements (6) als das mindestens eine Unterstützungsmittel (5) und/oder die Breite B(7) der Luftleitmittel (7) jeweils größer ist als die Breite B(1) der Trägerbahn (1).
  14. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auftreffwinkel (β) zwischen frei fallendem, senkrechtem Vorhang (2) und Trägerbahn (1), gemessen in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hinter der Benetzungslinie (3), in einem Bereich von 80° bis kleiner 90° eingestellt wird.
  15. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 2 bis 14, dadurch gekenntzeichnet, dass das wärmeempfindliche Beschichtungsmaterial mindestens einen Farbstoffvorläufer, ausgewählt aus der Gruppe der Phthalid-, Xanthen- und Fluoran-Verbindungen, und mindestens einen organischen Farbakzeptor, ausgewählt aus der Gruppe umfassend
    • 2,2 bis (4-hydroxyphenyl)-propane,
    • 4-[(4-(1-methylethoxy)phenyl)sulfonyl]phenole,
    • 4,4'-Dihydroxy-Diphenylsulfone,
    • N-(p-toluensulphonyl)-N'-(3-p-toluensulphonyl-Oxy-phenyl)-harnstoffe,
    • 2,4'-Dihydroxy-Diphenylsulfone,
    • N-(2-hydroxyphenyl)-2-[(4-hydroxyphenyl)thio]Acetamide
    aufweist, wobei Farbstoffvorläufer und Farbakzeptor unter Einwirkung von Wärme farbbildend miteinander reagieren.
  16. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial eine Trägerbahn (1) mit einem Substrat (11) aus Papier und einer pigmenthaltigen Beschichtung (9) und eine aus dem wärmeempfindlichen Beschichtungsmaterial gebildete wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht (10) umfasst.
  17. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die pigmenthaltige Beschichtung (9) eine Mischung aus organischen Pigmenten und anorganischen Pigmenten enthält.
  18. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die pigmenthaltige Beschichtung (9) anorganische Pigmente enthält, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend natürliches wie kalziniertes Kaolin, Siliziumoxid, Bentonit, Kalziumkarbonat sowie Aluminiumoxid.
  19. Vorrichtung zur Einfach- oder Mehrfachbeschichtung einer kontinuierlich bewegten Trägerbahn (1) mit einem flüssigen Beschichtungsmaterial nach dem Vorhangbeschichtungsverfahren, umfassend
    • Komponenten (12) zur Ausbildung eines frei fallenden, senkrechten Vorhangs (2) aus dem flüssigen Beschichtungsmaterial, das entlang einer Benetzungslinie (3) auf die Trägerbahn (1) trifft,
    • mindestens ein Führungselement (4) zum Niederdrücken der Trägerbahn (1) über ihre gesamte Breite- in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) - vor der Benetzungslinie (3),
    • mindestens ein Unterstützungsmiftel (5) zum Anheben der Trägerbahn (1) über ihre gesamte Breite- in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) - nach der Benetzungslinie (3),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    □ das mindestens eine Unterstützungsmittel (5) ein quer zur Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) verlaufendes Rundelement (6) und, in Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hinter dem Rundelement (6) gelegene Luftleitmittel (7) umfasst,
    □ wobei zwischen der Trägerbahn (1) und der Oberseite der Luftleitmittel (7) ein Winkel (α) im Bereich von 2° bis 15° ist.
  20. Vorrichtung nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundelement (6) ein Rakelstab ist und die Luftleitmittel (7) als Rakelstabhalterung ausgebildet sind.
  21. Vorrichtung nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rakelstab an seinen äußeren Enden einen geringeren Durchmesser aufweist als in seiner Mitte.
  22. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundelement (6) zusammen mit den Luftleitmitteln (7) entlang der Bewegungsrichtung der Trägerbahn (1) hin- und herbeweglich montiert ist.
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