JPS63501601A - 多段接触プロセス及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 プロセス　び装置 凡乳０分」 本発明は、一般に、多段接触、例えば、液体−液体、液体一固体、または、気体 一固体接触を、効果的に行うプロセス及び装置に関し、特に、高い総括操作効率 を与える多段接触プロセス及び装置に関する。

ｌ肌＠１１ 第１物質を、第２物質中に含有される成分に曝す目的のための接触プロセスは、 広く使用されている。この様なプロセスの幾つかの例には、写真材料を写真現像 液で処理すること；金属部品を酸浴中でエツチングすること；皮をなめすこと； 織物を洗浄し、漂白し、及び染色すること；並びに、金属メッキすること等が含 まれる。これらのプロセスは、単段のバッチ接触プロセスでも良いが、大規模で 行うときには、−ａに単段又は多段の連続接触プロセスである０本明細書で定義 される１段」は、実際に分離された接触域であるか、または、数学的に実際の分 離段に相当する、連続接触系における数学的に計算された理論段である。

接触されるべき物質の性質が、第１物質が第２物質のあるものをプロセスの外に 運び出すようなものであるとき、第２物質のある成分は失われる。この損失を、 以下「キャリーアウド（ｃａｒｒｙｏｕｔ）　Ｊという。かくして、第１物質が 固体であり第２物質が液体であるとき、ここで言うキャリーアウトは、液体及び それに伴われる成分が固体と共にプロセスの外に運び出される損失を意味する。

物質の性質が、第２物質の成分が少なくとも第１物質のある部分との反応に使用 されるようなものであるとき、化学的効率の概念は接触プロセスの性能を評価す る上で有用である。

連続で定常状態にある従来の二つの接触プロセスの間の化学的効率における差異 の効果は、公知の単段接触プロセスを、公知の並流多段接触プロセスと比較する ことによって観察できる。任意のタイプの物質がこれらのプロセスで接触される とき、便宜上、これらのプロセスを、固体の第１物質を液体の第２物質中に含有 される成分に曝すことに使用することに対して比較する。

単段プロセスでは、固体および液体は段全体にわたって均一な濃度の液体成分を 有する単一の十分混合された段に、一定の速度で供給される。その段は定常状態 であるので、段から出る固体及び液体の速度に、化学反応、蒸発、等々・・・に よる物質またはその成分の消費量を加えたものは、その段に入る物質の速度に等 しくなくてはならない。

並流多段プロセス（ｅｏｃｕｒｒｅｎｔ　ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ　ｐｒｏｃｅｓ ｓ）に於て、シリーズになっている上記単段のような段が使用される。固体及び 液体は、一連の段のうちの第１の十分仁混合された段に一定の速度で供給される 。第１段から出る液体及び固体は、第２段に供給される。第２段から出る液体及 び固体は、第３段に供給され、液体及び固体がプロセスの最後の段を出るまで同 様に行われる。

単段と並流多段プロセスの化学的効率を比較する目的で、液体中の成分の一つが 固体又は固体の成分の一つとの反応によって消費され、反応速度が反応物質の濃 度に比例することを仮定する。更に、反応が並流プロセスの各段に於て起きるこ とを仮定する。換言すれば、反応は、それが完結すれば、プロセスの最後の段ま では行われない。もしこの最後の仮定が成されなかったならば、反応が並流プロ セスに於て完結した段以降の各段は、（段から段への変化が生じないので）余分 の物となり、解析する必要はない。

本明細書に於て、「反応生成物」なる語は、一つの物質の濃度が接触によって増 大する傾向にある成分全てを含む。本明細書に於てこの用語は、化学反応生成物 のみならず、他の物質から成る物質へ所望のように移動するような一つの物質に 於て濃度が増大する成分も含むことを意図している。例えば、固体に関して「反 応生成物」は、液体中の濃度が、その成分が固体によって吸収されて減少する成 分である。かくして、液体に関して、同じ成分は「反応剤」と考えられ、この用 語は、一つの物質の濃度が接触プロセスのために所望のように減少する全ての成 分を含むことを意図している。「反応剤」には、一つの物質における濃度が、所 望の化学反応、所望の他の物質への移動、又はその両者によって減少する成分が 含まれる。

上記プロセスと仮定を前提とするとき、並流多段プロセスは単段プロセスより化 学的に効率がよい。「化学的効率が良い」ということは、三つの変数：１）接触 時間（即ち、固体がプロセス中で液体との接触で費やさねばならない時間の量） 、２）生成物の所望のアウトプットを達成するための、物質又はその成分の必要 インプット速度（即ち、固体装入又は液体補充）、及び３）達成された反応のパ ーセント完結度の解析について次ぎに議論する。この解析は、二つの変数を一定 に保持し、一つの系と他の系との間で第三の変数がどの様に変化するかを観察す ることによって行われる。この様な変数における有利な変化は、より高い化学的 効率のプロセスに変化しなとき生ずる。

もし反応のパーセント完結度とインプット速度とを一定に保持するならば、必要 な接触時間は、単段プロセスにおけるよりも並流プロセスにおける方が短くなる 。このことは、全物質必要量は、並流プロセスに於ては単段プロセスに比較して どんな場合でも実際に少ないことを意味する。このことは、より少ない装置或は より小さい及び／又はより少ない完結された装置並びにより簡単なプロセスのス タートアップという付随する利益を許容する。簡単な物質収支で、これらの条件 下では、キャリーアウト及びプロセスから出る物質中の成分の量は、両方のプロ セスについて同じであることが示される。

又、物質又はその成分のインプラ１へ速度及び所望生成物のアウトプット速度の 両方を増大させることによって、より短い接触時間が実現する。

もし接触時間とインプット速度とを一定に保つなら、並流プロセスは、単段プロ セスよりも高い反応のパーセント完結度を達成する。これは、単段プロセスにお けるよりも、反応剤の低いキャリーアウト、反応生成物の高い生成及びキャリー アウト、並びにプロセスから出る物質中の低い反応剤の濃度を生ずると言う追加 の効果を有する。

もし反応のパーセン上完結度と接触時間とを一定に保つなら、同じ反応生成物速 度を達成するために必要なインプット速度は、単段プロセスについてよりも並流 プロセスについて低くなる。並流プロセスの低いインプット速度は、物質の流速 を低下させるか、又は物質中の反応剤の濃度を低下させることによって達成され る。各場合に於て、反応剤キャリーアウト及びプロセスから出る物質中の反応剤 の量は、並流プロセスに於て低下する。他の公知の連続多段接触プロセスは、自 流プロ七′スである。このプロセスに於て、固体はシリーズの段の最初の段に導 入され、そこで液体と接触する。第１段から出る固体は第２段に入り、そのよう にして一連の段の最終段まで行き、そこからプロセスを出る。液体補充は、一連 の段の最終段に導入され、ついで最終段の次の段に流入しその様にして一連の段 の最初の段に入り、そこからプロセスを出る。

向流プロセスは、並流又は単段プロセスの何れ尖りも高い液体反応剤のキャリー アウト損失を有する。向流プロセスは単段プロセスよりも化学的効率が高く、そ のために、並流対単段解析に於て並流プロセスについて上記したのと同じ種類の 利益を与える。化学的効率において単段プロセスを越える向流プロセスのこの有 利性は、上記したように、ある操作条件下に於て高いキャリーアウト損失を幾ら か減少させる傾向にある。自流プロセスは、並流プロセスと比較したとき化学的 効率に於て明らかな有利性または不利性を有しない。この様な比較の結果は、生 ずる反応、含有される物質の性質及び選択される操作パラメーターの特定の形式 によって変わる。

全ての多段接触系に於て、化学的効率は段の数が増加することによって、総接触 時間は同じに留鳥っているにも係わらず、増加する傾向にある。このことは、単 段プロセスに対して並流及び自流プロセスの化学的効率が、比較的高いことの第 一の理由である。効率におけるこの利得は、無限大数の段が、段の間の成分濃度 における無限小の変化を伴って使用されるとき、理論的限界にまで得られる。

上記プロセスにおける化学的キャリーアウト損失を減少させる試みが、なされて きた。固体上でのプロセスの液体キャリーアウトの量を減少させるための種々の 公知の方法は、写真現像分野に於て使用されてきた。これらの方法には、写真フ ィルム上にキャリーアウトされる現像液の量を減少させるために、現像タンク内 にランオフと組み合わせたスキージ（ｓｑｕｅｅＦｉｅｅ）を使用すること、及 びフィルムに付着する液体の量を減少するためにエヤーナイフを使用することが 含まれる。

これらの技術は、固体によって吸収される液体のための化学的成分損失を防止し ないし、もし固体がそれ自身物理的がき取りまたは清浄に適していない形状であ るなら、比較的非効率的である。

固体をすすいだ成分の回収と組み合わされた、接触後に固体をすすぐことを含む 技術も、化学的成分損失を減少させるために使用されている。米国特許第３，３ ２９，５４２号には、先行技術として、酸浴中での金属のエツチングに於て、金 属が酸浴中でエツチングされた後ではあるが、最終すすぎを受ける前に前すすぎ タンクを使用することが開示されている。前すすぎタンクの内容物は、ついでエ ツチング浴の補充のために使用される。上記特許の発明として開示されたプロセ スには、金属ワイヤーまたはリボンをエツチング浴がら取り出したとき、水でス プレーすることが含まれている。ワイヤーまたはリボンには螺旋状回転が与えら れているのですすぎスプレーはワイヤーまたはリボンがらエツチング浴に入る。

金属上にスプレーされた水の量は、エツチングタンクがちの水損失に相当する。

しかしながら、すすぎ技術は固体中に液体が吸収されるためにキャリーアウト損 失に対して非効率的である。

更に、上記技術は全てプロセスへ余分の装置の追加が必要であり、運転及び制御 がしばしば困難である。

明らかに、高い化学的効率と、固体と共にプロセスに賦される液体中の価値ある 成分の低いキャリーアウトを提供する接触プロセスの必要性がある。この様な系 は、それ自身でまたは上記技術と組み合わせてキャリーアウト損失を減少させる ために使用できる。本発明が指向しているのは、この目的の方向である。

几朋ヱＪ１ケ 本発明は、当該技術に於てこれまで利用されながった高い化学的効率と低いキャ リーアウト損失との組合せを得ることの出来る多段接触プロセス及び装置を提供 する０本発明のプロセスは、以下、並流プロセスと自流プロセスとの両者がら区 別するために、コントラコ（ｃｏｎｔｒａｃｏ）プロセスという、このプロセス は、一連の段に於て、第１物質を成分を含有する第２物質と接触させて、成分の 濃度をその様な接触によって減少させることから成る。補充物質は、この様な濃 度低下を補償するために、少なくとも１個の段に導入される。第２物質中の成分 の深度は一つの段に於て最高であり、第１物質は第２物質の一部を各段の外に運 び出す、第１物質は、シリーズの各段で少なくとも一度第２物質と接触する。接 触は、第１物質に関して、接触が最高の成分濃度を有する段以外の少なくとも１ 個の段で起こり、次いで最高成分濃度を有する段で、そして次いで最高の成分濃 度を有する段以外の少なくとも１個の段で接触が起こるような継続方法でなされ る。補充物質は、最高成分濃度を有する段に導入される。第２物質は、最高成分 濃度を有する段がら少なくとも１個の他の段に移転される。

本発明の一つの使用に於て、第１物質は固体であり、成分含有第２物質は液体で ある。

他の使用に於て、第１物質は写真要素であり、第２物質は写真現像溶液である。

”１ｌｕ）ａＪ！１７’、ｒｆｉ！Ｊ１図面の第１〜１１図及び第１３〜１５図 は、本発明または先行技術により種々の物質を接触させるプロセスの物質流路及 び接触段を示すフローダイアダラムである。

第１．２及び３図は、夫々単段、自流フロー及び並流フローの、先行技術接触プ ロセス配置を示す。

第４〜６及び８図は、本発明の３段コントラコ接触プロセスの、いくつかの別の 実施態様を示す。

第７図は、本発明による２段コントラコ接触プロセス配置を示す。

第９図は、本発明による６段コントラコ接触プロセス配置を示す。

第１０図は、本発明の５段写真カラー現像液コントラコプロセス配置を示す。

第１１図は、本発明の３段写真漂白定着コントラコブロセス配置を示す。

第１２図は、ウェブ固体物質を液体物質と接触させるための本発明による装置を 示す。

第１３図は、実施例１〜２に於て使用し先行技術と比較した本発明の２段コント ラコブロセス配置を示す。

第１４図は、実施例１〜２に於て比較のために使用した２段向流先行技術プロセ ス配置を示す。

第１５図は、実施例１〜２に於て比較のために使用した２段並流先行技術プロセ ス配置を示す。

子ましい：、　態様の＝Ｈ 本発明は、高い化学的効率と物質の一つに含有される成分の低いキャリーアウト 損失とを提供することが望まれている全ての接触プロセスと組み合わせて使用で きる。

本発明は、気体と液体、気体と固体、二つの不溶性液体、または二つの固体のよ うな多くの形のプロセスで利用できるけれども、説明の便宜上、固体写真要素（ 第１物質）を現像液（第２物質）と接触させる方法について主として説明する。

この使用に関する議論は全ての他の用途に適用できる。

本発明は、図面を参照して更に理解されるであろう。第２〜６及び８図は、夫々 ３段接触プロセスを示す。示される段の数は、単に説明の便利のためであって、 発明の範囲を限定する意図ではない。１個よりどんな大きい数の段も発明の実施 に使用できる。例えば、２段が第７図に示されるように使用でき、また、第９図 の６段プロセスのようにより大きい数の段も使用できる。また、図面は液体一固 体接触を示しているけれども、これは単に説明の便宜のためにしたものであって 、どんなタイプの物質も接触できる。更に、図面に示される段は、分離され、区 画され良く混合された接触域であるけれども、本明細書で使用される用語「段」 には、理論的数学的に定義された段も含まれる。この様な理論的段は、接触され るべき物質が、Ｆｏｕｌｅｒ、　Ｔｈｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉ ｃａｌ　Ｋｉｎｅｔｉｃｓａｎｄ　Ｒｅａｃｔｏｒ　Ｃａ１ｃｕｌａｔｉｏｎ、 　Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ、　Ｅｎｇｌｅｕ＋ｏｏｄ　Ｃ１１ｆｆｓ。

ＮＪ、１９７４年に記載されているような、管形又はプラグフロー形反応器にお ける様に、定常接触にあるプロセスのモデルで使用される。

第１図は、先行技術の連続単段接触プロセスである。

液体Ａ及び固体Ｂの両者は、唯一の段、段１１に入り、接触し、出る。

第２図は、先行技術の連続３段向流接触プロセスを示す。

固体りは、段２１に入り、そこから段２２に進み、次いで段２３に進みそこから プロセスを出る。液体Ｃは、段２３に入り、そこから段２２に進み、次いで段２ １に進みそこからプロセスを出る。液体は段２３で反応剤の最高濃度を有し、段 ２１で最低であり、一方、段２１で反応生成物の最高濃度を有し、段２３で最低 である。固体は、最初低濃度の反応剤を有する液体と接触し、次第に高い濃度の 反応剤を有する液体と接触するように進む。

第３図は、先行技術の連続３段並流接触プロセスを示す。

固体Ｆ及び液体Ｅは共に、段３１に入り、そこから段３２に進み、次いで段３３ に進みそこからプロセスを出る。液体は段３１で反応剤の最高濃度を有し、段３ ３で最低であり、一方、段３３で反応生成物の最高濃度を有し、段３１で最低で ある。固体は、最初高濃度の反応剤を有する液体と接触し、次第に低い濃度の反 応剤を有する液体と接触するように進む。

第４及び５図は、本発明による３段連続コントラコ接触プロセスを示す。両図に 於て、液体Ｇ又はＪは夫々段４３又は５３でプロセスに入り、そこから段４２又 は５２に流れ、次いで段４１又は５１に流れ、そこからプロセスを出る。液体は 、段４３又は５３で最高濃度の反応剤を有し、段４１又は５１で最低であり、一 方、段４１又は５１で最高濃度の反応生成物を有し、段４３又は５３で最低であ る。第４図に於て、固体Ｈは、段４１でプロセスに入り、そこから段４２へ、段 ４３へ移動し、段４２へ戻り、そして再び段４１へ移動し、そこからプロセスを 出る。第５図に於て、固体には、段５１でプロセスに入り、そこから段５２へ、 段５３へ移動し、そして再び段５１へ移動し、そこからプロセスを出る。両第４ 及び５図に於て、固体は、最高反応剤濃度を有する段以外の少なくとも一つの段 （段４１スは５１、及び４２又は５２）で最初に液体と接触し、次いで最高反応 剤濃度を有する段（段４３又は５３）で、更に次いで、最高反応剤濃度を有する 段以外の少なくとも一つの段（第４図に於て段４２及び４１、そして第５図に於 て段５１）で接触する。

第６図もまた、本発明による３段連続コントラコ接触プロセスを示す、液体りは 段６２でプロセスに入り、そこから段６１に流れ、次いで段６３に流れ、そこか らプロセスを出る。

液体の反応剤濃度は、段６２で最高であり、段６３で最低であり、一方、その反 応生成物濃度は段６３で最高であり、段６２で最低である。固体Ｍは、段６１で プロセスに入り、そこから段６２へ、次いで段６３へ移動し、そこからプロセス を出る。固体は、最高反応剤濃度を有する段以外の少なくとも一つの段（段６１ ）で液体と接触し、次いで最高反応剤濃度を有する段（段６２）で、更に次いで 、最高反応剤濃度を有する段以外の少なくとも一つの段（段６３）で接触する。

第７図及び第８図は、夫々本発明による２段及び３段連続コントラコ接触プロセ スを示す。両図に於て、液体Ｎ又はＱは夫々段７２又は８２でプロセスに入り、 次いで段７１又は８１に流れ、そこからプロセスを出る。第８図に於て、段８１ と８３はその間を液体Ｑが再循環する二つの容器からなり、液体中の成分濃度は 段８１及び８３の両方で実質的に同じである０両図に於て、液体中の反応剤の濃 度は、段７２畏又は８２で最高であり、７１又は８１および８３で最低である。

第７図に於て、固体Ｐは、段７１でプロセスに入り、そこから段７２へ移動し、 次いで段７１へ戻り、そこからプロセスを出る。第８図に於て、固体Ｒは、段８ １でプロセスに入り、そこから段８２へ、次いで段８３／＼移動し、そこからプ ロセスを出る。両プロセスに於て、固体は、最高反応剤濃度を有する段以外の段 （段７１又は８１）で、最初に液体と接触し、次いで最高反応剤濃度を有する段 （段７２又は８２）で、更に次いで、最高反応剤濃度を有する段以外の段（段７ １または８３）で接触する。

第９図は、本発明による６段連続コントラコ接触プロセスを示す。液体Ｓは段９ ６でプロセスに入り、そこから続いて段９５へ、段９４へ、段９３へ、段９２／ ＼、そして段９１に流れ、そこからプロセスを出る。液体は、段９６で最高反応 剤濃度を有し、段９１で最低であり、段９１で最高反応生成物濃度を有し、段９ ６で最低である。固体Ｔは、段９１でプロセスに入り、そこから続いて段９２、 段９３、段９４、段９５、段９６へ、次いで再び段９１へ移動し、そこからプロ セスを出る。固体は、最高反応剤濃度を有する段以外の少なくとも一つの段（段 ９１−９５）で最初に液体と接触し、次いで最高反応剤濃度を有する段（段９６ ）で、更に次いで、最高反応剤濃度を有する段以外の少なくとも一つの段（段９ １）で接触する。

第１０図は、写真要素に可視像を現像するための、本発明による５段連続コント ラコ接触プロセスを示す。現像剤を含有する現像液Ｕは、段１０３に入り、そこ から段１０２／＼流れ、次いで段１０１へ流れ、そこからプロセスを出る。現像 液Ｕは、段１０１と段１０５との間、段１０２と段１０４との間を再循環してお り、そのために、現像液中の成分濃度は、段１０１と段１０５とで実質的に同じ であり、段１０２と段１０４とで実質的に同じである。写真要素Ｖは、段１０１ でプロセスに入り、そこから続いて段１０２、段１０３、段１０４、次いで段１ ０５に入り、そこからプロセスを出る。写真要素Ｖは、最高現像剤濃度を有する 段以外の少なくとも一つの段（段１０１及び１０２）で最初に現像液と接触し、 次いで最高現像剤濃度を有する段（段１０３）で、次いで最高現像剤濃度を有す る段以外の少なくとも一つの段（段１０４及び１０５）で接触する。現像液中の 現像剤（反応剤）の濃度は、写真要素が現像液と接触することによって減少し、 段１０３で最高であり、段１０１及び１０５で最低である。

第１１図は、写真要素から銀を漂白定着液に移動させるための写真要素の漂白定 着処理のための、本発明による３段連続コントラコ接触プロセスの好適実施想様 を示す。漂白定着液Ｗは、段１１３に入り、そこから段１１２へ流れ、次いで段 １１１へ流れ、そこからプロセスを出る。漂白定着液中の漂白定着剤（反応剤） の濃度は、写真要素と接触することによって減少し、段１１３で最高であり、段 １１１で最低である。該液中の銀、反応生成物、の濃度は、段１１１で最高であ り、段１１３で最低である。写真要素Ｘは、段１１１でプロセスに入り、そこか ら続いて段１１２、段１１３、次いで再び段１１２に移動し、そこからプロセス を出る。写真要素Ｘは、最高漂白定着剤濃度を有する段以外の少なくとも一つの 段（段１１１及び１１２）で最初に漂白定着液と接触し、次いで最高漂白定着剤 濃度を有する段（段１１３）で、次いで最高漂白定着剤濃度を有する段以外の少 なくとも一つの段（段１１２）で接触する。銀キャリーアウト損失を最小にする ために先行技術で通常使用されている向流配置と比較して、このコントラコブロ セス配置は、漂白定着剤（反応剤）の低いキャリーアウト損失を提供し、更に、 余分の数の段を必要としないで銀（反応生成物）の受容できるキャリーアウト損 失を提供する。

本発明によるコントラコブロセスは、高い化学的効率及び／又は低い液体成分の キャリーアウト損失を与えると言う先行技術接触プロセスを上まわる有利性を提 供する。単段プロセスに比較して、コントラコブロセスは高い化学的効率を有し ている。この点で、単段プロセスを上まわるコントラコブロセスによって提供さ れた有利性は、三つの変数、接触時間、必要インプット速度、反応のパーセント 完結底の解析を使用して上に説明したように、並流プロセスの場合と同様である 。

向流プロセスに比較して、コントラコブロセスは液体反応剤の低いキャリーアウ ト損失を有する。また、多くの状況下で、コントラコプロセスは向流プロセスよ りも高い化学的効率を有しており、並流対単段解析で並流プロセスについて述べ たとすべて同じ有利性を与える。コントラコブロセスは、一般に、固体との最初 の接触が液体中での成分濃度の減少を起こすようなプロセスでは、自流プロセス よりも高い化学的効率を有する。この濃度減少は、固体と共にプロセス中で運ば れる他の液体による成分含有液体の希釈を通して生ずる。

また、濃度減少は、液体の反応剤と、固体の反応剤又は固体によってプロセス中 で運ばれる他の物質の成分との反応を通して生ずる。

並流プロセスと比較して、本発明のコントラコブロセスは、固体に関して最初の 接触が起きる段で、固体が液体の反応剤濃度を減少させる状況下では、並流プロ セスよりも高い化学的効率を有する。液体中の反応剤濃度のこの減少が大きくな るほど、並流プロセスに対してコントラコプロセスの化学的効率が一般に一層高 くなる。コントラコブロセスに並流プロセスよりも高い化学的効率を与えるなめ に必要な第１接触段における液体中の反応剤濃度減少の程度は、物質及びその可 能で望ましい相互作用の特徴に依存して変わる。しかしながら、等しい接触時間 、等しい段の数及び同じ物質の等しいインプット速度を有する特定のコントラコ 及び並流プロセスにおける物質収支を取ることによって、与えられた状況下で二 つのプロセスのどちらがより効率的であるかを決定することは容易である。より 大きい反応剤の生成物への転化を与えるプロセスが、二つのうちより大きい化学 的効率性のプロセスである。

先行技術の単段、向流、及び並流接触プロセスに比較して、より高い化学的効率 及び／または低いキャリーアウト損失というコントラコ接触プロセスの有利性は 、前記の単段対向流解析で説明したと同じ方法で、交互的に、単独または組合せ でプロセス変数を変化させることによって別の利益の形で利用できる。もし、反 応のパーセント完結底と液体インプット速度とを一定に保つならば、より少ない 又は小さい装置及びプロセスのより容易なスタートアップまたはより高い固体イ ンプット速度及びアウトプット速度が達成される。これらの利益は、その高い効 率のなめにコントラコブロセスでより短い接触時間が必要とされる結果である。

もし、接触時間とインプット速度とを一定に保つならば、より高い化学的効率と より低いキャリーアウトのために、反応のより高いパーセント完結底と成分節約 とが実現する。最後に、もし、反応完結のパーセントと接触時間とを一定に保つ ならば、より低い液体成分インプット速度とより低いキャリーアウト損失のため に物質が直接節約される。

低い液体成分インプット速度は、液体流速を低下させ、液体中の反応剤の濃度を 低下させ、または両者をすることによってもたらされる。液体流速を低下させる ことは、コントラコブロセスの利点を利用する更に化学的に効率的な方法である が、もし、有害な反応副生成物の濃度を低く維持しなければならないならば、液 体インプット速度中の成分濃度を低下させながら高い流速を維持することが必要 である。上記の有利性の組合せは、全ての三つの変数を変化させることによって 得られる。全ての多段接触プロセスでのように、コントラコプロセスの化学的効 率は、段の数を接触時間を一定に維持しながら増加させるとき増大する。かくし て、コントラコブロセス、向流プロセス及び並流プロセスの間でここでなされる 比較は、全てのプロセスが等しい数の段を有するとの仮定に基づくものである。

本発明の実施に利用される装置は、一連の段に於て、第１物質を、その中の濃度 が接触によって減少する少なくとも１種の成分を含有する第２物質と接触させる ために、採用される。この装置は、第１及び第２物質を接触の間含有させるため の複数の容器、及び、補充物質を容器の一つに、成分濃度の減少を補償するため に導入する手段を含む。補充物質の導入は、第２物質中の反応剤の濃度をその容 器内で最高にする。

この装置は更に、第２物質を最高成分濃度を有する段から少なくとも一つの他の 段に移送するための手段からなる。この装置はまた、第１物質を各容器内で少な くとも一度第２物質と接触させ、第１物質に対して接触が最高成分濃度を有する もの以外の少なくとも一つの容器内で起きるようにするための手段からなる。適 当な容器には、密閉タンク、解放タンク、ホッパー、パイプライン、及び多数の 他の形の容器が含まれる。容器の運択は、プロセス及び接触すべき物質の性質に 依存する。

補充物質をプロセスに導入する手段としては、多数の公知の物質移送形式の何れ を用いてもよい。例えば、補充物質を導入するための手段は、補充物質が気体で あればパイプ；補充物質が液体であればパイプ、樋、もしくは渭；補充物質が粒 状固体であればパイプ、樋、シュート、もしくはコンベヤーベルト；または補充 物質が固体ウェブであれば駆動機構、一連のローラー及びガイドなどである。

前記のような順で物質を接触させる手段は、一般に、上記補充物質導入手段と同 じ形の移送手段である。これらの手段にはまた、液体物質についてオーバーフロ ー堰が含まれる。

パイプ、樋、溝、コンベヤー、ベルト、ローラー及びガイド等々・・・は、前記 の順で接触が起きるような方法で物質が移動するように配置される。

好ましい実施態様に於て、本発明による装置は、固体を、濃度が接触によって減 少する少なくとも１種の成分を含有する液体と接触させるために有用である。こ の様な装置に於て、望ましい接触順は、液体を順に一つの容器または段から次の 容器へ、オーバーフロー堰を使用するようにして流し、固体を必要な容器を通し 、例えば、固体ウェブのための一連のローラー及びガイドを使用して、移動させ ることによって達成される。これは、第４．５．７及び９図のプロセス配置に見 られる。また、固体を一連の段を通して順に移動させ、一方液体流れを、パイプ を使用するようにして、望ましい接触順が達成されるような経路に流すことも出 来る。これは、第６及び８図に示されるプロセス配置に見られる。多くの他のプ ロセス配置が、本発明の装置に使用できる。これらの図面は固体移送を段を通し て直線で示しているけれども、これらは、固体が段の間を移動する順序を示すこ とのみを意味している。

固体は、適当な順序で適当な段に入るような長さで、股肉又は股間の通路を流れ る。

本発明に係る装置は、第１２図に示される。この装置は、写真要素のようなウェ ブ固体を、写真現像液のような、その濃度が接触によって減少する１種又は２種 以上の成分を有する液体プロセス溶液と接触させるために有用である。この装置 は、３個の容器：　１２１．　１２２及び１２３からなる。補充液体は管１２４ から、他の容器よりも高い成分濃度を有する容器１２２に導入される。液体はオ ーバーフロー堰１２５を経由して、容器１２２から容器１２１へ移される。液体 は容器１２１から、ポンプ１２８により管１２７及び１２９を経由して容器１２ ３ヘポンプ移送される。液体は管１３０を経由して容器１２３を出て容器１２１ へ流れる。管１２７．　１２９及び１３０を通る液体流れは、容器１２１と１２ ３との間で再循環を作り、そうして、液体成分濃度は、両方の容器１２１と１２ ３とで実質的に同じである。液体はオーバーフロー堰１２６を経由して装置から 出る。ウェブ固体は、多数の駆動機構１３８によって駆動される一連のローラー 　１３１−１３７を通ることによって、容器１２１−１２３の各々の中で液体と 接触する。固体は容器１２１に入り、そこでローラー１３１及び１３２上を通る ことによって液体と接触する。固体は容器１２１を出て容器１２２に移動し、そ こでローラー１３３及び１３４上を通ることによって液体と接触する。次いで固 体は容器１２２を出て容器１２３に移動し、そこでローラー１３５及び１３６上 を通ることによって液体と接触する。最後に、固体はローラー１３７上を通って 装置から出る。

幾つかの要因の存在は、本発明の実施が有利である状況を示す。先ず、接触によ って引き起こされる液体成分の濃度の減少がある。これは化学反応のための消費 及び／または固体が他の成分非含有液体（前のプロセスからのすすぎ液のような もの）をプロセス内に運ぶことによる希釈によって引き起こされる。

接触に基づく液体成分濃度の減少は、プロセスへの補充物質を必要する。この物 質は成分含有液体であるが、または純粋な２もしくは濃縮された形の成分である 。補充物質の導入及びプロセスの間生ずる成分濃度減少は、補充物質が導入され る段に於て液体成分濃度が最大であるようにする。補充物質は、プロセスに供給 される液体の全部を作ることができ、または再循環゛される液体と組み合わせて プロセスに供給される液体を作ることが出来る。

もし、プロセスに於て生成する価値ある反応生成物を節約することが望まれるな らば、本発明は反応生成物と節約されるべき液体成分との相対量を最適に調節す るようにする。もし液体中の反応生成物の値が、液体反応剤の値よりも大きいな らば、本発明は自流プロセス（その量を最小にする）に対して固体上で運ばれる 液体中の反応生成物の量を増加させる傾向にあるので、本発明の使用は不適当で ある。このような場合に、本発明を使用するか否かを決定する際には、本発明の 実施のために失われる反応生成物の値を、節約される液体成分と比較すべきであ る。

本発明による液体一固体コントラコ接触プロセスの運転に於て、幾つかの追加の 要因が考慮されるべきである。これらの要因には、液体インプットの流速と成分 濃度との組合せ、固体に伴ってプロセス段から出る液体の量、再循環される液体 の相対量、再循環流に添加される全ての補充液体の旦、このような補充液体の成 分濃度、固体に伴ってプロセス中に運ばれる液体の量、及びプロセスに運ばれる 全てのこのような液体の成分濃度が含まれる。

液体インプットの流速及び成分濃度は、プロセスの操作の影響するように変えら れる。このような変化は、プロセスに供給される固体物質の速度、液体成分への 所定量の固体の露出を達成するために必要な段の数、プロセスを通しての液体成 分の濃度、及びプロセスを通しての反応生成物の濃度に影響する。液体インプッ ト速度を増加させると、液体インプット中のより低い成分濃度を使用して同量の 固体を処理することが出来る。これは、液体中の反応生成物濃度を低下させる効 果を有する。逆に、液体インプット中の成分濃度を増加させて液体インプット速 度を低下させることは、液体中の反応生成物濃度を増加させる効果を有する。こ れも、液体インプット速度がより低くなるので、プロセスを調節すること艇もっ と困難になる。

本発明を実施するために必要なことではないが、多くの場合にプロセスから出る 液体流の全部または一部を、液体補充として再循環及び再使用することが出来る 。一般に、また再循環以外の補充が、キャリーアウト、消費、及び蒸発のための 損失を補償するために、又はプロセスを出る液体の一部のみが再循環されるなら ば必要である。このような補充の全ては、純粋な成分又はこの成分の溶液である 。

循環量が増加するとき、反応生成物の濃度も増加する。反応生成物の濃度を受容 できるレベルに維持するなめに、幾らかの液体を系外に排出しなくてはならず、 又は反応生成物を除去するために処理しなくてはならない。この処理ζ１士、再 循環流について、又はプロセスのどこかで行うことが出来る。

この処理は、接触プロセスに必要な液体成分に影響を与えないで所望の反応生成 物を除去するように選択すべきである。

処理として適当な多くの分離技術は、当該技術に於て良く知られており、吸着、 浦過、蒸留、結晶化、沈降及び遠心分離が含まれる。

液体再循環速度及び成分濃度が容易に変化しないとき、固体がプロセスの外に物 理的に運び出す液体の量も、本発明によるプロセスの操作に影響を与える。固体 がプロセスの外に運び出す液体が多くなるほど、液体成分のキャリーアウト損失 は大きくなる。同様に、固体がプロセス内に持ち込む成分非含有液体の量が大き くなるほど、希釈効果は大きくなる（即ち、液体がプロセスにはいる点と、液体 がプロセスから出る点との間の液体中の反応剤１２度の減少は大きくなる）。

コントラコブロセスは、液体のキャリーアウト損失を減少させるための、スキー ジ又はエヤーナイフの様な全ての先行技術と組み合わせて使用できる。

コントラコプロセスは、写真プロセスに適用したとき特に有用である。露光から の潜像を含む写真要素は、一般的に、当該技術で公知の方法に従って水性プロセ ス溶液中で処理される。カラー写真要素は、次のプロセスサイクルの一つによっ てカラー処理される。

（１）カラー現像、停止定着、洗浄、漂白、洗浄、硬膜定着（ｈａｒｄｎｅｒ− ｆ　ｉｘ）、洗浄及び乾燥；（２）カラー現像、洗浄、漂白定着、洗浄及び乾燥 ；（３）現像、停止、洗浄、カラー現像、漂白定着、洗浄及び乾燥；並びに、 （４）予備硬膜、中和、洗浄、現像、停止、洗浄、カラー現像、漂白定着、洗浄 及び乾燥。黒白要素は、次のプロセスサイクルの一つによって処理される。

（１）現像、停止、定着、洗浄、及び乾燥：並びに、（２）現像、洗浄、漂白、 現像、定着、洗浄、及び乾燥。

コントラコブロセスが有利に利用できる一つのプロセス工程は、カラー現像であ る。コントラコブロセスを有効に利用できるカラー現像プロセスには、潜像を含 むカラー要素を、一般に現像剤、現像抑止剤及び緩衝剤からなる現像液で処理す ることが含まれる。写真要素は、一般に単一支持体の片側に被覆された三つの選 択的怒光性ハロゲン化銀層を有する。

これらのエマルジョン層に使用されるビヒクルは、普通ゼラチンのような親水性 コロイドである。一つのエマルジョン層は青感光性であり、もう一つは緑感光性 であり、そしてもう一つは赤感光性である。カラー現像プロセスで使用できる５ 段系の例を、第１０図に示す。

上記カラープロセスサイクルの漂白定着工程も、コントラコプロセスを使用して もつと効率的にすることが出来る。漂白定着プロセスには、一般に写真要素を、 定着剤、漂白剤及び保恒剤からなる溶液で処理することが含まれる。この処理の 目的は、該要素に含有される金属銀を銀イオンに還元し、そして溶液中の銀イオ ンを鉛体化し、そうして銀を溶液から後に回収できるようにすることである。写 真漂白定着プロセスに使用できる３段コン１〜ラコプロセスの例を５第１１図に 示す。

本発明は、プロセス溶液中の成分濃度の減少があるような写真プロセス系に使用 できる。このような減少は、一般に希釈または成分消費の何れかのためである。

しかしながら、本発明の実施は写真プロセスまたは同様な液体一固体接触に限定 されない。本発明は、更に次の実施例と先行技術に対する比較によって説明され る。

Ｋ−影一汎 以下の実施例では、比較を容易にするために、２段プロセッサーを使用したが、 必ずしも本発明の最も好ましい態様を示すものではない。

塩ｐ−先行技術プロセス配置と比較した、コントラコプロセスを使用するカラー 紙写真現像プロセス 本プロセスに於て、紙はプロセスに入るとき乾燥しており、希釈は含まれない（ 即ち、成分濃度の減少は現像反応によって起きる）。第１３図に示すように稼働 する２段写真現像プロセッサーは、本発明によりコダックエクタプリント２＃（ Ｋｏｄａｋ　Ｅｋｔａｐｒｉｎｔ　２”）プロセス化学を使用して、コダックエ クタカラー”　（Ｋｏｄａｋ　Ｅｋｔａｃｏｌｏｒ″）ペーパーを現像するため に使用する。紙ＡＡは、段１４１に入れ、溶液ＢＢ中で９５秒間処理し、そのと きに紙は段１４２へ移し、１０５秒間処理される。

最後に、紙ＡＡは段１４１に入り、プロセッサーを出る前に１０秒間処理される （各段での処理は、合計１０５秒間になる）。

定常状態で、必要な現像液補充速度は、２１．７ｍｌ／　ｆ　ｔ２フィルムであ る。比較のなめに、第１４図に示すような溶液ＣＣ及び紙ＤＤで、各段で１０５ 秒間の処理で、２段向流プロセッサーでは、２４．２ｍｌ／　ｆ　ｔ２の補充速 度が必要であった。第１５図に示すような溶液ＥＥ及び紙ＦＦで、各段で１０５ 秒間の処理で、２段並流プロセッサーでは、２７ｍ１／ｆｔ２の補充速度が必要 であった。２１０秒間の処理での単段プロセッサーでは、３３ｍｆ／ｆｔ２の補 充速度が必要であった。現像剤、臭化カリウム（反応副生物）、及びベンジルア ルコールの定常状態濃度を、ｐＨ及び補充速度と共に、第１表に示す。

第二」ニー人− 像プロセスの　壱　％ＪｊＡ濃度 段　１４１　１４２　１５１　１５２　１６１　１６２現像剤（ε／ｌ）３．３ ３　５．５５　３．５８　５．３６　４．９２　３．９６　４．４４臭化６１Ｊ つＡ（ｇ／ｊ２）１．０１　０．３２　０．９５　０．３７　０．５１　０．８ １　０．６６へ゛ンシ゛ルアルコール　１２．９　１６．３　１２．０　１６． ２　１４．３　１４．３　１４．３（社／１） ｐＨ１０，０１１０，２３１０，０３１０，０３１０，１７１０，０７１０，１ ２第１表に示される結果は、本発明のコントラコプロセスを使用することによっ て可能になった、より大きい化学的効率（より低い補充速度によって示される） 、及び現像剤のより低いキャリーアウト損失（段１４１でのより低い現像剤濃度 によって示される）を表している。

比較実施例２−先行技術プロセス配置と比較した、コントラコプロセスを使用す るカラー紙漂白定着プロセス このプロセスでは、使用済み鉄ＥＤＴ＾漂白剤が、空気との接触によって元の場 所で再生される。がくして、漂白剤のためには、写真紙上に付いてプロセス内に 持ち込まれた液体によって引き起こされる希釈は、プロセス溶液中の成分濃度の 減少の原因になる。ハイポの濃度は、希釈及び化学反応の両方によって減少する 。第１３　、１４、及び１５図に示される２段の、コントラコ、向流、並流プロ セッサー及び単段プロセッサーが、コダックエクタプリント２′″プロセス化学 を使用して、コダックエクタカラー５ペーパーを漂白定着するために使用される 。２段のプロセッサーでは、紙は各段で４５秒間処理する。コントラコブロセス に於て、紙ＡＡは１回目に段１４１に入るとき３０秒間、２回目に段１４１に入 るとき１５秒間処理される。単段プロセッサーでは、紙は９０秒間処理する。

漂白、ハイポ、及び銀の定常タンク濃度を、必要漂白定着溶液補充速度と共に、 第２表に示す。

１−λ−夫 ゝ　プロセスの　８　、ζ　゛庁 段　１４１　１３２　１５１　１５２　１６１　１６２漂白（社／ｊ’）　８３ 　１４７　６１　１６９　１１５　１１５　１１５ｍ（ｇ／ｌ）　９．４　７． ２　１０．２　６．５　８．２　８．３　８．３第２表に示した結果は、より低 い補充速度によって示されるようｌ；、コントラコプロセスのより大きい化学的 効率を示す。

本発明は好ましい実施態様を特に参照して詳細に説明しているが、その変形及び 修正が本発明の精神及び範囲に入ることが理解されるべきである。

Ｌ　Ｌ　Ｌ　Ｌ ＦＩＧ。９ ＦＩＧ、　１０ ＦＩＧ、　ＩＩ 国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＦ、Ｘ　ＩＮＴＥＲＮＡＴ工０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥ ＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．第１物質を、一連の段において、その濃度が接触によって減少する少なくと も１種の成分を含有する第２物質と接触させ、補充物質が前記濃度減少を補償す るために少なくとも一つの段に導入され、第２物質中の成分の濃度は段の一つで 最高であり、そして、第１物質が第２物質の一部を各段から運び出す多段接触プ ロセスであつて、第１物質を、一連の各段に於て、少なくとも一度第２物質と、 第１物質に関して、接触が最高成分濃度を有する段以外の少なくとも一つの段で 起こり、次いで最高成分濃度を有する段で、そして次に最高成分濃度を有する段 以外の少なくとも一つの段で接触が起こるようなシーケンスで接触させること、 前記補充物質を、最高成分濃度を有する段に導入すること、および、 前記第２物質を、最高成分濃度を有する段から少なくとも一つの他の段に移送す ることを含んで成る多段接触プロ々ス。
2. ２．前記一連の段が、２段及び５段の間からなる請求の範囲第１項のプロセス。
3. ３．前記第１物質が固体であり、第２物質が液体である請求の範囲第１項のプロ セス。
4. ４．前記第１物質が写真要素であり、第２物質が写真処理溶液である請求の範囲 第１項のプロセス。
5. ５．前記写真処理溶液が現像液である請求の範囲第４項のプロセス。
6. ６．前記写真処理溶液が漂白定着液である請求の範囲第４項のプロセス。
7. ７．前記写真処理溶液が漂白液である請求の範囲第４項のプロセス。
8. ８．固体を、一連の段において、その濃度が接触の結果の希釈によって減少する 少なくとも１種の成分を含有する液体と接触させ、この濃度減少を補償するため に補充物質を少なくとも一つの段に導入し、液体中の成分の濃度は段の一つで最 高であり、そして、固体が液体の一部を各段から運び出す多段接触プロセスであ って、 前記固体を一連の各段に於て少なくとも一度液体と、前記固体に関して、接触が 最高成分濃度を有する段以外の少なくとも一つの段で起こり、次いで最高成分濃 度を有する段で、そして次に最高成分濃度を有する段以外の少なくとも一つの段 で接触が起こるようなシーケンスで接触させること、前記補充物質を、最高成分 濃度を有する段に導入すること、および、 前記液体を、最高成分濃度を有する段から少なくとも一つの他の段に移送するこ とを含んで成る多段接触プロセス。
9. ９．固体を、一連の段で、その濃度が接触の結果の消費によって減少する少なく とも１種の成分を含有する液体と接触させ、この濃度減少を補償するために補充 物質を少なくとも１個の段に導入し、液体中の成分の濃度は段の一つで最高であ り、そして、固体が液体の一部を各段から運び出す多段接触プロセスであって、 前記固体を一連の各段に於て少なくとも一度液体と、前記固体に関して、接触が 最高成分濃度を有する段以外の少なくとも１つの段で起こり、次いで最高成分濃 度を有する段で、そして次に最高成分濃度を有する段以外の少なくとも１つの段 で接触が起こるようなシーケンスで接触させること、前記補充物質を、最高成分 濃度を有する段に導入すること、および、 前記液体を、最高成分濃度を有する段から少なくとも一つの他の段に移送するこ とから成る多段接触プロセス。
10. １０．写真要素を、一連の５段で、カラー現像液と接触させるプロセスであって 、 前記要素に関して、接触が一連の第１段で、次いで第２段で、次に第３段で、次 に第４段で、そして次に第５段で起こるような方法で、前記要素を前記溶液と接 触させること、前記補充現像液を一連の第３段に、第３段からの現像液の流れが 生ずるのに十分な量で導入すること、前記第３段からの現像液の流れを一連の第 ２段に向け、それによって第２段からの現像液の流れを生じさせること、前記第 ２段からの現像液の流れを一連の第１段に向けること、 一連の第２段と第４段との間に現像液を再循環させること、および、 一連の第１段と第５段との間に現像液を再循環させること、を含んで成るプロセ ス。
11. １１．写真要素を、一連の３段で、漂白定着液と接触させるプロセスであって、 前記要素に関して、接触が一連の第１段で、次に第２段で、次に第３段で、そし て次に第２段で起こるような方法で、前記要素を溶液と接触させること、 補充漂白定若液を一連の第３段に、第３段からの漂白定着液の流れが生ずるのに 十分な量で導入すること、第３段からの漂白定着液の流れを一連の第２段に向け 、それによって第２段からの溶液の流れを生じさせること、そして、 第２段からの液の流れを一連の第１段に向けること、から成るプロセス。
12. １２．一連の段で、第１物質を、その濃度が接触によって減少する少なくとも１ 種の成分を含有する第２物質と接触させるための装置であって、 第１及び第２物質を、接触の間、保持する一連の複数の容器、 前記濃度減少を補償するために前記容器の一つに補充物質を導入し、それによっ てその容器内で他の容器内よりも高い成分濃度を創り出し、且つ、その容器から 第２物質の流れを創り出す装置、 第２物質を他の容器よりも高い成分濃度を有する容器から、少なくとも一つの他 の容器へ移送する装置、および、第１物質と第２物質とを、各容器に於て少なく とも一度、前記第１物質に関して、接触が最高成分濃度を有する容器以外の少な くとも１個の容器で起こり、次いで最高成分濃度を有する容器で、そして次いで 最高成分濃度を有する容器以外の少なくとも１個の容器で接触が起こるようなシ ーケンスで接触させる様にする装置、かち成る接触装置。
13. １３．前記第１物質がウェブ固体であり、第２物質が液体であり、容器が解放タ ンクであり、 導入装置がバイブであり、 移送装置がオーバーフロー堰または再循環ラインであり、そして、 接触装置が駆動機構及び一連のガイド及びローラーである請求の範囲第１２項の 装置。