DE1211488B - Vorrichtung zum gleichzeitigen Auftragen mehrerer Schichten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G03d

Deutsche Kl.: 57c-5

Nummer: 1211488

Aktenzeichen: E 11998IX a/57 c

Anmeldetag: 22. Februar 1956

Auslegetag: 24. Februar 1966

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Auftragen mehrerer Schichten flüssiger Schichtmaterialien auf ein kontinuierlich an der Auftragsstelle vorbeibewegtes Schichtträgerband zur Herstellung mehrschichtiger photographischer Aufzeichnungsmaterialien nach dem in dem Patent 1 151173 beschriebenen Verfahren.

Mehrschichtige Überzüge wurden bisher dadurch hergestellt, daß man zunächst eine Schicht auf den Träger aufgetragen, diese Schicht dann getrocknet hat, danach die zweite Schicht und erst nach deren Trocknen die dritte Schicht usw. aufgetragen hat. Demgegenüber ist in dem obenerwähnten Patent ein Verfahren zum Auftragen von mehreren untereinander getrennten photographischer Schichten auf die Oberfläche eines sich bewegenden Schichtträgers beschrieben, das erlaubt, alle Schichten gleichzeitig auf den Träger aufzutragen, wobei nach dem Auftragen eine scharfe Trennung zwischen den einzelnen Schichten aufrechterhalten bleibt. Im wesentlichen besieht das Verfahren darin, daß eine entsprechende Anzahl flüssiger bindemittelhaltiger Beschichtungsmaterialien durch eine entsprechende Anzahl von Schlitzen zu dünnen Flüssigkeitsfilmen geformt und, entweder einzeln oder zusammen, über eine Formungsstrecke und über einen sich zwischen einer Zuführungsfläche der Vorrichtung und dem Schichtträger bildenden Tropfen aus dem Beschichtungsmaterial in übereinanderliegender Anordnung zugeführt werden.

Bei der Beschichtung eines Schächtträgers, z. B. ununterbrochenen Bändern, der auf einer seiner Oberfläche zwei oder mehr Schichtmaterialien in getrennten, übereinander angeordnete Schichten avfweist, wurde bisher ein bekanntes Verfahren angewandt, das darin besteht, daß jede der Schichten nacheinander aufgetragen v/ird und man jede Schicht erstarren und oder trocknen läßt, bevor die nächste Schicht aufgetragen wird. Ein derartiges Verfahren schien notwendig zu sein, um voneinander sauber getrennte Schichten zu erhalten und das Mischen der Schichtmaterialien oder die Verunreinigung eines Materials durch das andere Material an den Grenzflächen der Schichten zu verhindern. Es ist offensichtlich, daß solch ein Verfahren zum Aufbringen eines Überzuges von mehreren Schichten auf die Oberfläche eines Trägers sehr viel Zeit benötigt und entsprechend der Anzahl der Schichten die Verwendung mehrerer Einrichtungen für jeden Überzug einschließt. Diese zwei Faktoren allein verursachen den größten Teil des bei der Beschickung eines Vorrichtung zum gleichzeitigen Auftragen
mehrerer Schichten

Zusatz zum Patent: 1151173

Anmelder:

Eastman Kodak Company, Rochester, N. Y.
(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. VV. Wolff, Patentanwalt,

Stuttgart N, Lange Str. 51

Als Erfinder benannt:

Theodore Alton Russell,

Richard MacCuaig Wilson,

Carleton Robinson Sanford, Rochester, N. Y.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Februar 1955
(489 861)

Schichtträgers mit mehreren übereinanderliegenden Schichten notwendigen Aufwandes. In dem obenerwähnten Patent ist ein Verfahren beschrieben, das das gleichzeitige Auftragen einer Mehrzahl von getrennten Schichtmaterialien auf eine Oberfläche eines Schichtträgers erlaubt, wodurch die bei dem Beschichtungsverfahren notwendige Zeit und die mehreren Einrichtungen in jedem Falle vermindert wird bzw. überflüssig werden.

Versuche haben gezeigt, daß auf die Oberfläche eines Schichtträgers nach diesem Verfahren aufgetragene mehrschichtige Überzüge genauso gute Ergebnisse, sowohl physikalisch als auch chemisch, hinsichtlich der sauberen Trennung der Schichten zeigen wie die mehrschichtigen Überzüge, die gemäß der bekannten Technik aufgetragen werden, wobei jede Schicht vollständig ausgehärtet oder getrocknet wird, bevor die nächste Schicht aufgetragen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine besondere Art einer zur Durchführung dieses neuen Verfahrens zum Auftragen mehrschichtiger Überzüge geeigneten Vorrichtung und ist gekennzeichnet durch mehrere

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mit je einem spaltförmigen Austrittskanal versehene Flüssigkeitskammern, wobei die Austrittskanäle teils unmittelbar vor der Führungsbahn des zu beschichtenden Trägerbandes in einem dessen Dicke etwas übersteigenden Abstand enden, teils in eine über der Auftragsstelle ansetzende schräge Gleitfläche münden, und durch Pumpvorrichtungen, die die Schichtmaterialien kontinuierlich in einer der gewünschten Schichtdicke entsprechenden Menge durch die Kammern und deren Austrittskanäle drücken, so daß das unter dem Einfluß der Schwerkraft über die schräge Fläche in Form eines dünnen Bandes abfließende Schichtmaterial sich über das unmittelbar vor der Führungsbahn austretende Schichtband legt und zusammen mit diesem von dem an der Auftragsstelle vorbeigeführten Trägerband aufgenommen wird.

Allgemein gesprochen enthält diese Vorrichtung einen vielfach zuführenden Trichter, der in diesem Falle eine Kombination eines oder mehrerer Preßtrichter mit einer oder mehreren Gleitflächen ist, die so angeordnet sind, daß die getrennten Schichtmaterialien zuerst in einzelne Schichten geformt werden und daß diese dann zu einer übereinander angeordneten Schichtanordnung vereinigt werden, bevor sie oder in dem Augenblick, in dem sie in einen Schichtmaterialtropfen übergehen. Das bewegte Schichtträgerband nimmt, während es quer und in Berührung über diesem Tropfen Schichtmaterial bewegt wird, die vereinigten Schichtmaterialschichten gleichzeitig auf seine Oberfläche auf, und die Schichten der einzelnen Schichtmaterialien bleiben auch nach dem Auftragen auf die Bandoberfläche und über die Zeit hinaus, in der sie vollständig getrocknet werden, sauber getrennt.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß mit dieser Vorrichtung aufgetragene Schichten auch an ihren Grenzschichten scharf voneinander getrennt sind und auch noch nachdem sie vollständig getrocknet sind keine Vermischung der einzelnen Schichtmaterialien an den Grenzschichten festgestellt werden kann, was bei einem mehrere photographische Schichten aufweisenden Film oder Papier besonders wichtig ist. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Herstellung von mehrschichtigen Überzügen auf einem Träger wesentlich verkürzt und verbilligt werden.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Teil des Schichtmaterials dadurch in Schichten geformt, daß es kontinuierlich an das obere Ende einer Gleitfläche gefördert wird, auf der es sich während des Herabgleitens in ein Schichtband gleichmäßiger Dicke formt, während ein anderes Schichtmaterial dadurch in eine Schicht gleichmäßiger Dicke geformt wird, daß es durch einen entsprechenden Kanal ausgepreßt wird. Kurz vor dem Auftreffen auf die Kante der Vorrichtung, die dem zu beschichtenden Träger am nächsten steht, werden die auf die erwähnten verschiedenen Arten geformten Schichten übereinandergelagert und auf die Oberfläche des Trägers aufgetragen.

Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung weist diese zwei Kammern auf, deren Austrittskanal der einen Kammer unmittelbar vor der Führungsbahn des zu beschichtenden Trägerbandes in einem dessen Dicke etwas übersteigenden Abstand endet und der Austrittskanal der anderen Kammer in die über der Auftragsstelle ansetzende Gleitfläche mündet.

Bei weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Auftragvorrichtungen können mehrere Schichten formende Gleitflächen und mehrere Schichten formende Kanäle vorgesehen sein, wobei die Schichten alle übereinander und gleichzeitig auf den Träger aufgetragen werden.

Die neuen Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen. Die Erfindung wird an Hand von drei Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Ansicht einer vielfach zuführenden Beschichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

F i g. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer zweifach zuführenden Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem zu beschichtenden Band;

F i g. 3 zeigt in einer ähnlichen Seitenansicht wie

so F i g. 2 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, mit der drei getrennte Schichtmaterialien an den Auftragspunkt geführt werden können, zwei durch Auspressen und eins unter Einwirkung der Schwerkraft;

F i g. 4 ist ein senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführungsform der vielfach zuführenden Vorrichtung, die geeignet ist, vier getrennte Schichtmaterialien an den Auftragspunkt zu führen, zwei durch Auspressen und zwei unter Einwirkung der Schwerkraft.

In den F i g. 1 und 2 ist eine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gebaute Vorrichtung dargestellt, die bei der Herstellung von photographischen Filmen mit Erfolg zum Auftragen von zwei

übereinanderliegenden getrennten Schichten auf einen Schichtträger verwendet wurde. Sie enthält einen unmittelbar vor dem Schichtträger endenden Austrittskanal des im ganzen mit 10 bezeichneten trichterartigen Bauteiles, der mit einer Gleitfläche des im ganzen mit 11 bezeichneten Teiles in solch einer Weise vereinigt ist, daß die durch jedes dieser Teile geformten Schichten L und L₁ der einzelnen Schichtmaterialien an ihrer Oberfläche vereinigt werden, bevor sie oder im Augenblick, in dem sie in einen Schichtmaterialtropfen 17 übergehen, der zwischen der Austrittslippe 61 des Teiles 10 und der Oberfläche des kontinuierlich in Berührung über den Tropfen durch eine Stützrolle 13 bewegten Schichtträgerbandes W aufrechterhalten wird, wobei die Rolle auch zum Strammhalten und Glatthalten des Bandes an diesem Punkt dient.

Das Bauteil 10 enthält eine Kammer 15, in die mittels einer Zumeßpumpe P durch einen Einlaßstutzen 14 ein flüssiges Schichtmaterial S kontinuierlich mit einer bekannten Geschwindigkeit zugeführt wird. Von der Kammer 15 wird das Schichtmaterial durch einen verlängerten engen Spalt 16 gedrückt, der das Schichtmaterial in eine Schicht L formt und die in den Schichtmaterialtropfen 17 übergeht, der zwischen der Mündungslippe 61 und dem Band aufrechterhalten wird, das von der Lippe einen Abstand hat, wobei das Band W quer über diesen Tropfen bewegt wird, um aus ihm eine Schicht Schichtmaterial aufzunehmen. Diese »Tropfen«-Auftragstechnik ist bekannt und ist durch eine Anreicherung von Beschichtungsmaterial zwischen den Lippen der Lippe 61 sowie dem Ende der Gleitfläche 21 und der zu beschichtenden Oberfläche charakterisiert, weil das

Material danach strebt, das Material auf der Seite der Lippe anzureichern oder anzuhäufen, die in der Bewegungsrichtung des Trägerbandes liegt. Dieses Anhäufen oder Anreichern erstreckt sich quer über die vollständige Breite des zu beschichtenden Trägerbandes und wird allgemein als ein »Schichtmaterialtropfen« oder ein Tropfen Schichtmaterial bezeichnet. In F i g. 2 ist die Form des Tropfens gezeichnet, von der angenommen wird, daß sie sich bei der vorliegenden Vorrichtung ausbildet; auch sind die Wege eingezeichnet, die die einzelnen Schichten durch den Schichtmaterialtropfen hindurch vermutlich nehmen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß dies nur eine Vermutung ist, da es nachgewiesenermaßen praktisch unmöglich ist, zu sehen, was innerhalb des Tropfens wirklich geschieht. Man sieht aber, daß bei dieser Tropfen-Auftragstechnik die Überzüge tatsächlich nicht unmittelbar von der Lippe 61 sowie dem Ende der Gleitfläche auf die Bandoberfläche aufgetragen werden, sondern daß diese nur den Schichtmaterialtropfen aufrechterhalten und das Trägerband von diesem Tropfen überzogen wird. Mit der Tropfen-Auftragstechnik wird die wirkliche Dicke der auf das bewegte Band aufgebrachten Schicht durch die Wirkung des Tropfens bestimmt und wird mit der Geschwindigkeit der Bandbewegung der pro Zeiteinheit zugeführten Menge Schichtmaterial usw. variieren, wird aber nicht notwendig gleich der Dicke der durch die Spalte der kombinierten Austrittskanäle gebildeten Schichten oder der Dicke der Schichten beim Übergang in den Schichtmaterialtropfen 17 sein.

Das die Gleitfläche bildende Bauteil enthält eine Kammer 18, in die ein flüssiges Schichtmaterial S' durch einen Einlaßstutzen 19 mittels einer Zumeßpumpe P mit einer bekannten Geschwindigkeit kontinuierlich zugeführt wird. Aus dieser Kammer wird das Schichtmaterial 5' durch einen verlängerten, im wesentlichen waagerechten Austrittsspalt 20 nach außen auf eine abwärts geneigte Gleitfläche 21 in Form eines Bandes geführt, wobei dieses Schichtmaterial unter Bildung der Schicht L₁ auf dieser Fläche 21 abwärts fließt. Diese Gleitfläche 21 bildet mit der oberen Wand des Austrittsspaltes 16 einen spitzen Winkel, so daß die Schicht L₁, wenn sie die Gleitfläche verläßt, sich an ihrer Oberfläche mit der aus dem Austrittsspalt 16 austretenden Schicht L zu dem Zeitpunkt oder gerade vor diesem Zeitpunkt vereinigt, zu dem die zwei Schichten in den Schichtmaterialtropfen 17 übergehen. Diese saubere Trennung zwischen den Schichten L und L₁ bleibt während der ganzen Zeit erhalten, während der sich die zwei Schichten durch den Tropfen hindurchbewegen und auch noch nachdem die zwei Schichten gleichzeitig von der Oberfläche des einen Trägerbandes aufgenommen wurden, das sich quer und in Kontakt über diesen Tropfen bewegt. Ein vergrößerter Querschnitt eines beschichteten Bandes zeigte nach dem Trocknen, daß die zwei Schichten scharf getrennt sind, die Grenzflächen zwischen den Schichten äußerst frei von Verunreinigung oder Mischung sind und daß die Schichten eine relative Dicke aufweisen, die in einem bestimmten Verhältnis zu der Menge steht, in der jedes Schichtmaterial in die Kammern gepumpt wurde. Die Dicke der auf das Band aufgetragenen Schichten kann und wird gewöhnlich wegen der Tropfenwirkung von der Dicke der gleichen Schichten beim Eintritt in den Tropfen verschieden sein; der besseren Darstellung halber wurden jedoch die auf das Band aufgetragenen Schichten mit den gleichen Bezugszeichen wie die durch Abwärtsfließen auf Gleitflächen oder Auspressen aus dem Schlitz 16 geformten Schichten mit der Ausnahme bezeichnet, daß Bezugszeichen durch einen Strich gekennzeichnet sind, um anzuzeigen, daß die Dicke der Schichten nach dem Auftragen eine andere sein kann als während der Bildung dieser Schichten.

ίο Die komplette Vorrichtung kann aus einem einzigen Block aus Metall oder anderem Material hergestellt sein. Es ist jedoch, um die Herstellung dieser Vorrichtung zu erleichtern und um zu ermöglichen, sie zu reinigen, wenn von einem Schichtmaterial auf ein anderes übergegangen wird, zweckmäßiger, die Vorrichtung aus einer Anzahl von einzelnen Teilen herzustellen, die zusammengesetzt und auseinandergenommen werden können. Deshalb ist sie aus drei getrennten Blöcken 23, 25 und 26 aufgebaut, die in zusammengesetztem Zustand durch irgendwelche geeignete, nicht gezeichnete Mittel zusammengehalten werden können. Wenn Schichtmaterialien verwendet werden, die erwärmt oder gekühlt werden müssen, um sie in einem geeigneten flüssigen Zustand zu halten, können die Blöcke mit untereinander verbundenen Röhren 31 und 32 versehen sein, durch die ein flüssiges heißes oder kaltes Medium umlaufen kann. Wenn die Röhren 31 an der Verbindungsfläche von zwei Blöcken gebildet werden, kann eine Dichtung 33 eingesetzt sein, damit die notwendige flüssigkeitsdichte Verbindung gewährleistet ist.

Unter Verwendung einer zweifach zuführenden Vorrichtung dieser Art wurden eine photographische Gelatine-Silberhalogenidemulsion und eine Schutzschicht aus durchsichtiger Gelatine sowie einige andere in der photographischen Technik gut bekannte Schichtmaterialien gleichzeitig auf verschiedene Arten von Trägern, einschließlich Zelluloseacetatträger, bei verschiedenen Auftragsgeschwindigkeiten aufgetragen. Alle hergestellten Überzüge waren, wie Versuche mit von dem Produkt nach dem vollständigen Trocknen genommenen Mikroquerschnitten ergaben, ausgezeichnet, und die mit den Überzügen in jedem Falle angestellten photographischen Prüfungen zeigten, daß jeder Überzug innerhalb des Toleranzbereiches war im Vergleich zu demselben Produkt, das in der bekannten Art durch Auftragen der einzelnen Schichten nacheinander hergestellt wurde und bei dem jede Schicht vollständig getrocknet wurde, bevor die nächste Schicht aufgetragen wurde.

Die Vorrichtung kann mit irgendeiner geeigneten Art eines einstellbaren Halters versehen sein, so daß die Lage des unteren Endes der Gleitfläche relativ zu dem zu beschichtenden Band eingestellt werden kann, um die besten Resultate zu erhalten. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung in einem Rahmen 32' getragen sein, der mit Lagern 33' versehen ist, die auf der Achse der Rolle 13 konzentrisch um diese Achse schwenkbar gelagert sind, so daß die Lage der Vorrichtung rund um die Rolle geändert werden kann (vgl. F i g. 1), wobei sie durch in eine gebogene Aussparung 35 des Trägers 36 eingreifende Klemmschrauben 34 in irgendeiner eingestellten Lage festgestellt werden kann. Die Vorrichtung kann für die Feineinstellung rund um den Umfang der Rolle auf dem Rahmen 32' schwenkbar gelagert sein und kann zur Einstellung auf die Rolle zu und von

ihr weg durch irgendwelche geeignete, nicht gezeichnete Mittel auf dem Rahmen verschiebbar befestigt sein.

Nachdem das Trägerband W mit Schichten versehen ist, kann es notwendig sein, die aufgetragenen Schichten erstarren zu lassen und/oder zu trocknen. Bei der Herstellung von photographischen Filmen oder Papieren können die aufgetragenen Schichten von der Art sein, die man vor dem Trocknen durch Kühlen erstarren läßt, um den Betrag des relativen Flusses zwischen den Schichten oder zwischen der dem Träger benachbarten Schicht und dem Träger zu begrenzen. In solch einem Fall kann das Band W nach dem Überziehen durch eine Kühlkammer 37 und dann durch eine Trockenkammer 38 hindurchgeführt werden. Wenn die aufgetragenen Schichten von der Art sind, die kein Kühlen vor dem Trocknen erfordern, kann die Kühlkammer 22 weggelassen oder umgangen werden. Aus der Trockenkammer 38 kann das Band durch eine Zuführungs- oder Führungsrolle 39 weggeführt werden.

In F i g. 3 ist eine dreifach zuführende Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, mit der drei getrennte Schichten gleichzeitig auf die Oberfläche eines Bandes aufgetragen werden können. Dem Aufbau nach ist diese praktisch gleich der zweifach zuführenden Vorrichtung nach F i g. 2, sie unterscheidet sich davon jedoch darin, daß zwei unmittelbar an der Auftragsstelle endende Austrittsspalte in Kombination mit einer einfachen Gleitflächenzuführung verwendet werden. Diese Vorrichtung enthält drei Kammern SO, 51 und 52, in die verschiedene Schichtmaterialien 53, 54 und 55 durch Einlaßstutzen 56, 57,58 mittels getrennter Zumeßpumpen P eingepumpt werden. Das Schichtmaterial 53 wird durch einen verlängerten engen Spalt 59 gedrückt, der es in eine Schicht 40 formt, während das Schichtmaterial 54 durch einen verlängerten engen Spalt 41 gedrückt wird, der es in eine Schicht 42 formt. Die Austrittsspalte 59 und 41 treffen sich in einem spitzen Winkel, so daß die durch sie gedrückten Schichten 40 und 42 in dem Moment in Oberflächenkontakt miteinander gebracht werden, in dem sie aus ihren Spalten heraustreten, und so zu übereinanderliegenden Schichten vereinigt werden, bevor sie in den Schichtmaterialtropfen 17' übergehen, der zwischen den Mündungslippen und der Oberfläche des zu überziehenden Bandes W aufrechterhalten wird.

Das Schichtmaterial 55 wird durch einen im wesentlichen waagerechten, verlängerten engen Spalt 44 in Form eines engen Bandes und außen auf eine abwärts geneigte Gleitfläche 45 gedrückt, auf der es unter Einfluß der Schwerkraft nach unten fließt und eine glatte, einförmig dicke Schicht 46 bildet. Die Gleitfläche 45 schneidet den Austrittsspalt 41 in einen spitzen Winkel etwa an dem Punkt, an dem die Schichten 40 und 42 zusammenkommen, so daß die Schicht 46, indem sie sich von der Gleitfläche wegbewegt, an ihrer Oberfläche mit den Schichten 40 und 42 vereinigt wird und die drei Schichten in dieser Kombination ohne Mischung in den Schichtmaterialtropfen übergehen. Sobald das Band quer und in Berührung über den Schichtmaterialtropf en 17' bewegt wird, nimmt es die drei Schichten 40, 42 und 46 der verschiedenen Schichtmaterialien auf, die so auf die Oberfläche des Bandes in getrennten Schichten 40', 42' und 46' aufgebracht werden. Weil die bereits aufgetragenen Schichten sich von den in den Tropfen eintretenden Schichten 40, 42 und 46 hinsichtlich ihrer Dicke infolge der Wirkung des Tropfens unterscheiden können, wie oben dargelegt wurde, sind sie in der Zeichnung durch Bezugszeichen mit (') bezeichnet. Wie beim vorherigen Beispiel kann die Temperatur der Schichtmaterialien während ihres Durchflusses durch die Vorrichtung bei Bedarf durch flüssige Heiz- oder Kühlmittel gesteuert werden, die in eingelagerten Röhren 31' fließen.

ίο Während visuelle Prüfungen von Mikroquerschnitten der beschichteten Bänder zeigten, daß die verschiedenen Schichtmaterialschichten beim Durchgang durch den Schichtmaterialtropfen sich nicht mischen, war es unmöglich, die genaue Form der Wege zu bestimmen, die jede Schicht durch den Schichtmaterialtropfen hindurch nimmt. Es wird jedoch angenommen, daß bei der Zweifachvorrichtung nach F i g. 2 die ausgedrückte Schicht L sich nach rückwärts anhäuft und den Raum 60 zwischen der Lippe 61 und dem Band W infolge der Kapillarwirkung ausfüllt, während die obere Schicht L, sich an der unteren Kante der Gleitfläche 21 wegen der kombinierten Wirkung der Kapillarwirkung und dem durch Reibung erzeugten Zug des Bandes nach oben erstreckt. Im Falle der dreifach zuführenden Vorrichtung nach F i g. 3 wird angenommen, daß die obere und untere Schicht 46 bzw. 40 sich in der gleichen Weise wie die zwei Schichten nach F i g. 2 verhalten. Es wird jedoch angenommen, daß die mittlere Schicht 42 praktisch ohne Deformation durch den Tropfen hindurchgeht, weil sie nicht unmittelbar mit der Gleitfläche 21 oder der Oberfläche des Bandes W in Berührung kommt und daher nicht unter Einfluß einer Kapillarwirkung steht.

In Fig. 4 ist eine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gebaute Vorrichtung gezeichnet, mit der vier Schichten verschiedener Schichtmaterialien gleichzeitig in getrennten Schichten auf die Oberfläche eines Bandes aufgetragen werden können.

Diese Vorrichtung enthält die Kombination von zwei Gleitflächenzuführungen mit zwei unmittelbar an der Auftragsstelle endenden Austrittsspalten. Sie enthält vier Kammern 65 bis 68, in die durch Einlaßstutzen 69 bis 72, z. B. durch getrennte Zumeßpumpen P, vier verschiedene flüssige Schichtmaterialien kontinuierlich mit einer bekannten Geschwindigkeit eingeführt werden können. Die zwei Kammern 67 und 68 sind durch eine einstellbare Trennwand 73 voneinander getrennt, die von der oberen Wand 74 einen Abstand hat, so daß ein Spalt gebildet ist, durch den das in die Kammer 67 eingeführte Schichtmaterial in eine Schicht 75 geformt werden kann. Das in die Kammer 68 eingeführte Schichtmaterial wird zusammen mit der Schicht 7S in den Austrittsspalt 76 geführt und wird dadurch zwischen der einen Oberfläche der Schicht 75 und der unteren Wand des Austrittsspaltes 76 in eine Schicht 77 geformt. Die zwei Schichten 75 und 77 treten an ihrer Oberfläche vereinigt durch den Spalt 76 hindurch und gehen so vereinigt in den Schichtmaterialtropf en 17" über, der zwischen der Oberfläche des Bandes W und der Mündungslippe der Vorrichtung aufrechterhalten wird. Wie bei den vorhergehenden Beispielen wird das Band durch eine Rolle 13 nach innen abgestützt und kontinuierlich quer in Kontakt über den Schichtmaterialtropfen bewegt.

Das in die Kammer 66 eingeführte flüssige Schichtmaterial wird durch einen engen Spalt in Form eines

Bandes nach außen auf eine abwärts geneigte Gleitfläche 79 gedruckt. Dieses Schichtmaterial fließt dann unter Einfluß der Schwerkraft die Gleitflächen abwärts und wird dadurch in eine glatte und gleichmäßig dicke Schicht 80 geformt. Diese Gleitfläche 79 vereinigt sich mit der oberen Wand des Austritisspaltes 76 in einem spitzen Winkel, so daß die das Ende der Gleitfläche 79 verlassende Schicht 80 an ihrer Oberfläche mit den den Austrittsspalt 76 verlassenden Schichten 75 und 77 gerade vor oder gerade in dem Zeitpunkt vereinigt werden, in dem diese Schichten in den Schichtmaterialtropfen 17" übergehen.

Das in die Kammer 65 eingeführte Schichtmaterial wird durch einen verlängerten engen Spalt 82 in Form eines Bandes nach außen auf eine abwärts geneigte Gleitfläche 83 gedrückt, die oberhalb der Gleitfläche 79 parallel zu ihr angeordnet ist. Dieses Schichtmaterial bildet bei seiner unter Einfluß der Schwerkraft erfolgenden Abwärtsbewegung auf der Gleitfläche 83 eine glatte, einförmig dicke Schicht 84 zu dem Zeitpunkt, an dem es die Gleitfläche 79 erreicht. Diese Schicht fließt dann oben auf die Schicht des auf die Gleitfläche 79 gedrückten Schichtmaterials, und die zwei Schichten bewegen sich auf der Gleitfläche 79 zusammen nach unten und in den Tropfen 17". Daraus ist zu ersehen, daß die vier Schichten 75, 77, 80 und 84 der einzelnen Schichtmaterialien gerade vor oder gerade in dem Zeitpunkt, an dem sie in den Schichtmaterialtropfen übergehen, entlang ihren Oberflächen vereinigt werden. Diese vier Schichten werden dann von der Oberfläche des Bandes in genau dieser Orientierung gleichzeitig aufgenommen, ohne daß sich Mischung oder Verunreinigung zwischen den Schichten zeigt. Diese Schichten können nach dem Auftragen auf das Band hinsichtlich der Dicke und der Geschwindigkeit möglicherweise von den in den Schichtmaterialtropfen 17" eintretenden Schichten wegen der oben angeführten Tropfenwirkung verschieden sein. Wegen dieser Möglichkeit der Verschiedenheit hinsichtlich der Dicke der Schichten nach dem Auftragen auf das Band wurden diese Schichten zwar mit demselben Bezugszeichen wie die in den Schichtmaterialtropfen eintretenden Schichten bezeichnet, jedoch wurden diese Bezugszeichen mit einem Strich (') versehen.

Um die verschiedenen, auf die Bandoberfläche aufgetragenen Schichten zu zeigen, war es wegen der durch die Strichdicke notwendigen Mindestgröße notwendig, die kombinierten Schichten in einem von der Wirklichkeit abweichenden Verhältnis zu der Dicke des Trägerbandes zu zeichnen, auf das sie aufgetragen sind. Die Dicke der vereinigten Schichten des Überzuges ist im Gegensatz zu der Darstellung in der Zeichnung eher gleich oder ein abschätzbarer Bruchteil der Dicke des Trägerbandes, auf das sie aufgetragen werden. Insbesondere ist bei den drei und mehr Schichten enthaltenden Ausführungsformen die wirkliche Dicke der vereinigten Schichten nur ein kleiner Bruchteil der Gesamtdicke des Trägerbandes. Als praktisches Beispiel eines überzogenen Bandes, zu dessen Behandlung diese Vorrichtung sehr gut geeignet ist, wird ein Farbfilm betrachtet. Das in diesem Falle möglicherweise aus einem Zelluloseacetatträger bestehende Band hat eine Dicke von 0,076 bis 0,2 mm. Die Dicke jeder der drei farbempfindlichen Emulsionsschichten kann in getrocknetem Zustand zwischen 0,0025 und 0,025 mm variieren, wobei die Schutzschicht oder Schutzschichten, die die verschiedenen Emulsionsschichten trennen, ungefähr 1 Mikron dick sein können. Die beschriebene Auftragsvorrichtung ist besonders zum Auftragen solch dünner Schichten geeignet, und es wurde beobachtet, daß sogar bei vier von den dicksten auf das Band aufgetragenen Schichten die Gesamtdicke der vier Schichten weniger als ein Zehntel der Dicke des Bandes an sich betrug.

ίο Es kann nicht erklärt werden, warum zwei oder mehr Schichten Schichtmaterial sich beim gleichzeitigen, in Übereinstimmung mit der Erfindung erfolgenden Auftragen auf ein Band nicht mischen, sondern als Schichten so deutlich getrennt und so frei von Vermischung und Verunreinigung an der Grenzfläche der Schichten erhalten bleiben, wie wenn die gleichen Materialien bei vollständiger Trocknung jeder Schicht vor dem Aufbringen der nächsten Schicht nacheinander aufgetragen wurden. Dies gründet sich nicht darauf, daß die verschiedenen Schichtmaterialien physikalisch oder chemisch nicht miteinander mischbar sind, weil, wie die Beispiele zeigen, die gleichen Resultate erhalten werden, wenn alle Schichtmaterialien miteinander sowohl physikalisch als auch chemisch identisch sind, mit der Ausnahme, daß in eines davon eine Farbstoff- oder Kohledispersion eingelagert wurde, um einen sichtbaren Beweis dieser Erscheinung zu erhalten.

Bei Versuchen, die Gründe zu erforschen, warum die verschiedenen Schichten der Schichtmaterialien sich nicht mischen, wenn sie gemäß der vorliegenden Erfindung aufgezogen werden, wurde die Frage untersucht, ob dieser Fall von der als »laminare Strömung« bekannten Form der Bewegung einer viskosen Flüssigkeit abhängt, die sich von der als »turbulente Strömung« bekannten Bewegungsform unterscheidet. Nach der Reynoldschen Theorie der Flüssigkeitsströmungen (R. C. Binder, »Fluid Mechanics«, Prentice Hall, 1943, S. 71) werden zwei getrennte, durch eine Röhre fließende Schichten Wasser unter Voraussetzung einer laminaren Strömung so lange getrennt bleiben, solange die kritische Geschwindigkeit noch nicht erreicht ist, und nachdem die kritische Geschwindigkeit erreicht ist, wird die Strömung turbulent werden, und die Ströme werden sich mischen. Reynold zeigte, daß die kritische Geschwindigkeit vom Durchmesser der Röhre, von der Geschwindigkeit der Flüssigkeiten durch diese Röhre, ihrer Dichte, ihrer Viskosität abhängt und daß, wenn diese vier Faktoren in einer und nur einer Weise kombiniert werden, die als Reynoldsche Zahl bekannte Funktion erhalten wird, die die kritische Geschwindigkeit für die Strömung einer Flüssigkeit durch die Röhre angibt. Während diese Theorie unter der Annahme, daß die Strömung laminar ist, weil nach der Reynoldschen Zahl die kritische Geschwindigkeit noch nicht erreicht ist, zur Erklärung dafür herangezogen werden kann, warum die getrennten Schichten sich beim Hindurchgehen in vereinigter Form durch den Austrittsspalt in einer der beschriebenen Vorrichtungstypen nicht mischen, erscheint diese Theorie nicht anwendbar für Schichten, die in Verbindung eines Austrittsspaltes mit einer Gleitfläche gebildet werden; und diese Theorie erklärt auch nicht, warum die Trennung der Schichten durch den Schichtmaterialtropfen hindurch nach dem Auftragen auf das Band aufrechterhalten bleibt, weil die Schichten hierbei sich nicht durch eine Röhre

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hindurchbewegen und auch nicht in irgendeiner Weise vollständig begrenzt sind. Die einzige Erklärung für diese Erscheinung, die vertretbar erscheint, ist die, daß es normalerweise eine abschätzbare Zeit in Anspruch nimmt, um zwei Lösungen zu mischen, sogar wenn sie in solch einer Weise zusammengebracht werden, daß Turbulenz entsteht. Bei dem vorliegenden Verfahren zum Herstellen der Überzüge sind die verschiedenen Schichten, bevor sie auf das Band aufgebracht werden, nicht so lange vereinigt, daß eine merkbare Mischung eintreten kann, auch nicht in dem Falle, wenn die Strömungsbedingungen so sind, daß sie eine solche Mischung fördern. Warum die Schichten des Überzuges ihre Trennung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem sie auf das Band aufgetragen werden, und dem Zeitpunkt, zu dem sie vollständig getrocknet sind, aufrechterhalten, ist unerklärlich, außer in dem Falle, daß Schichtmaterialien verwendet werden, die man durch Kühlen, Erhitzen oder durch chemische Einwirkung unmittelbar nach dem Auftragen auf die Bandoberfläche und vor dem Trocknen erstarren läßt. Hier kann wieder die Zeit der kritische Faktor sein, da die Zeitspanne, die zwischen dem Aufbringen der Schichten auf das Band und dem Zeitpunkt liegt, in dem der Überzug getrocknet ist, verhältnismäßig kurz ist und vielleicht geringer als die Zeitspanne ist, die erforderlich ist, damit die Schichten oder die in ihnen dispergierten Stoffe ineinander diffundieren.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum gleichzeitigen Auftragen mehrerer Schichten flüssiger Schichtmaterialien auf ein kontinuierlich an der Auftragsstelle vorbeigeführtes Schichtträgerband zur Herstellung mehrschichtiger photographischer Aufzeichnungsmaterialien nach dem in dem Patent 1151173 beschriebenen Verfahren, gekennzeichnet durch mehrere mit je einem spaltförmigen Austrittskanal versehene Flüssigkeitskammern, wobei die Austrittskanäle teils unmittelbar vor der Führungsbahn des zu beschichtenden Trägerbandes in einem dessen Dicke etwas übersteigenden Abstand enden, teils in eine über der Auftragsstelle ansetzende schräge Gleitfläche (21) münden, und gekennzeichnet durch Pumpvorrichtungen (P), die die Schichtmaterialien kontinuierlich in einer der gewünschten Schichtdicke entsprechenden Menge durch die Kammern und deren Austrittskanäle drücken, so daß das unter dem Einfluß der Schwerkraft über die schräge Fläche in Form eines dünnen Bandes abfließende Schichtmaterial sich über das unmittelbar vor der Führungsbahn austretende Schichtband legt und zusammen mit diesem von dem an der Auftragsstelle vorbeigeführten Trägerband aufgenommen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Kammern (15, 18), wobei der Austrittskanal (16) der einen Kammer unmittelbar vor der Führungsbahn des zu beschichtenden Trägerbandes in einem dessen Dicke etwas übersteigenden Abstand endet und der Austrittskanal (20) der anderen Kammer in die über der Auftragsstelle ansetzende Gleitfläche (21) mündet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei Kammern (SO, 51, 52), wobei die Austrittskanäle (42, 44) von zwei Kammern gemäß Anspruch 2 angeordnet sind, der Austrittskanal (59) der dritten Kammer (50) in spitzem Winkel in den unmittelbar vor dem zu beschichtenden Trägerband endenden Austrittskanal (42) mündet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch vier Kammern (65, 66, 67, 68), von denen zwei (67, 68) aus einer in einem Unterteil angebrachten, durch eine höhenverstellbare Trennwand (73) geteilten Vertiefung gebildet sind, wobei die Trennwand von einer die Vertiefung nach oben abdeckenden Fläche (74) einen Abstand hat, derart, daß ein Spalt gebildet ist, der von der einen Kammer (67) über die andere Kammer (68) und deren Austrittsspalt (75) in einen gemeinsamen Austrittskanal (77) mündet, der unmittelbar vor der Führungsbahn des zu beschichtenden Trägerbandes in einem dessen Dicke etwas übersteigenden Abstand endet, während die Austrittsspalte der zwei übrigen Kammern (65, 66) übereinander angeordnet in eine über der Auftragsstelle ansetzende schräge Gleitfläche münden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 891190;
USA.-Patentschrift Nr. 2 681 294.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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