DE1621917A1 - Verfahren zum Aufbringen eines Mehrschichtenueberzugs - Google Patents

Verfahren zum Aufbringen eines Mehrschichtenueberzugs

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DE1621917A1 DE19671621917 DE1621917A DE1621917A1 DE 1621917 A1 DE1621917 A1 DE 1621917A1 DE 19671621917 DE19671621917 DE 19671621917 DE 1621917 A DE1621917 A DE 1621917A DE 1621917 A1 DE1621917 A1 DE 1621917A1
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Mamoru Ishiwata
Yoshiaki Nagai
Yosuke Uchida
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Description

FATENTANWXtTE I ΒθΙε^θΧΘΓΤΙ plaF]
I Darf nicht geändert weiden !
DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN "~"~ J DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT
München Hamburg * ~ ~ ^. - .·; ~.
I D Z i '., I /
telefon: 555476 8000 MONCHEN 15,7.Dezember 1967
TELEGRAMME: KARPATENT · NUSSBAUMSTRASSE 10
W. 13 444/67
Fuji Shashin Film Kabushiki Kaisha Kanagawa (Japan)
Verfahren zum Aufbringen eines Mehrschichtenüberzugs
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen eines Mehrschichtenüberzugs, wobei nacheinander zv/ei oder mehrere flüssige Überzugsmassen in Schichten auf einen sich kontinuierlich bewegenden bahnartigen Träger aufgebracht wez'den, ohne daß eine Behandlung zur Verfestigung oder Trocknung der Überzugsschichten zwischen den Auftraguijpn der Überzugsmassen ausgeführt wird.
009836/03 2-j bad
Insbesondere bezieht.slb die Erfindung auf ein verbessertes sogenanntes Mehrfachrakelauftragsverfahren (multiple doctor coating method). Das Verfahren zum Überziehen einer Mehrzahl von Schichten auf eine Bahn umfaßt dabei die Schaffung einer Überzugseinrichtung innerhalb eines kurzen Abstandes oder Spielraums von der Oberfläche der sich kontinuierlich bewegenden Bahn, die überzogen werden soll, wobei die Uberzugseinrichtung eine Mehrzahl von einzeln geschlossenen Kammern innerhalb der Überzugseinrich'cung, eine für jede flüssige Überzugsmasse, und eine Mehrzahl von Abgabe öffnungen, die voneinander durch Trennwände gebrennt sind und wovon jede mit einer Kammer ao verbunden ist, daß die Öffnungen etwas im Absfeind von der Oberfläche der Bahn angeordnet sind, umfaßt, das nachfolgende Aufbringen dex* Überzugsmassen aus den Öffnungen cfei" ü'oerzugseinrichtung oline die Bildung von Zwischenräumen zwischen der aus den Öffnungen abgegebenen Überzugsmasse unter Füllen des Zwischenraums zwischen der Oberfläche der Bahn und der Überzugseinrichtung mit den kontinuierlich abgegebenen Überzugsmassen, um überlagerte Mehrfachschichten der flüssigen. Überzugsmassen zwischen ihnen zu bilden, das Abziehen der flüssigen Überzugsmassen von der Übeougseinrichtung durch den sich bewegenden Träger, wobei die überlagerten und deutlichen Schichten beibehalten
009836/032+^
BAD ORlGiMAL
werden, und dann die Bildung der MehrfadBchichten aus den Überzugsmassen auf dem Träger.
Insbesondere ist das Verfahren gemäß der Erfindung geeignet, um zwei oder mehrere flüssige Überzugsmassen , beispielsweise photographische lichtempfindliche Gelatine-Habgensilber-Emulsionen, auf einen sich bewegenden Träger, beispielsweise eine Filmunterlage oder ein Barytpapier, in Form von dünnen Schichten in einer Stufe und bei hoher Geschwindigkeit aufzubringen.'
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird die Dicke von jeder als Überzug aufzubringenden Schicht, d.h. das Volumen der Überzugsmasse, das durch den Zwischenraum
(der nachstehend als Abstreifmesser oder Hak !kanal (doctor channel) bezeichnet wird) zwischen jeder der Abstreifmesserkanten und dem Träger hindurchgeht, wird durch dfen Zwischenraum zwischen der Abstreifmesserkante und dem Träger, diy Druckdifferenz zwischen den beiden Enden des Ab3treifme33ers oder der Rakel o* dgl. bestimmt und kann durch die folgende Gleichung wiedergegeben werdeni
rti α bi (1 + kiZ^Pi), in welcher die Syrcbole die folgende
Bedeutung besitzen:
i
-^ ti : Summe der überzugsdicke von der ersten Schicht bis zur letzten Schicht (from the first layer to its layer)
0 09836/0321 BAD
bi : Zwischenraum zwischen der Kante des Abstreifmessers oder der lakel und dem Träger entsprechend dem Schlitz für die Überzugsmasse von der en
Schicht
^Ji Pi: Druckunterschied zwischen den beiden Enden des Rakelkanals entsprechend dem Schlitz für die Überzugsmasse von deren Schicht
ki : Proportionalitätskonstante
Bei den bfe her bekannten Verfahren wurde als eine der vorgeschlagenen Arbeitsweisen eine Methode ausgeführt, bei welcher ein Spielraum oder Zwischenraum zwischen den Abstreifniesserkanten und einem Träger kleiner gemacht wurde, um die Überzugsdicke von Jeder Schicht, insbesondere der untersten Schicht, dünner zuAachen. Als weitere Methode wurde ein Verfahren mit abnehmendem Überzugsmassendruck ausgeführt, bei welchem der Überzugsmasse in dem Abstreifmesserkanal ein Druckgradient mit einer Zunahme in Richtung der Bewegung des Trägers erteilt wird.
Derartige bekannte Arbeitsweisen besitzen jedoch die folgenden Schwierigkeiten. Bei dem Verfahren, den Zwischenraum zwischen der Rakelkante und dem Träger geringer zu machen, trat die Neigung zur Erzeugung von kometenartigen Flecken aufgrund von anderen Materialien, die auf der gegenüber liegenden Oberfläche des Trägers oder auf der Ober-
0 098 36/03JH : ,:·- BAD ORIGINAL
fläche der Überzugswalze aufgebracht waren. Außerdem wurde die Überzugsdicke nicht gleichförmig über die Oesamtbreite des Trägers, da das Verhältnis der Fehler in der bei der Herstellung der Abstreifmesser oder Rakel und der Auftragswalze erhaltenen Genauigkeit au dem Zwischenraum zwischen den-Abstreifmesserkanten und dem Träger erhöht wurde. Überdies war es beim Durchgehen eines verbundenen Teiles des Trägergliedes notwendig, den Überzugskopf und die Auftragswalze zu bewegen. Bei dem Verfahren mit abnehmendem Überzugsmssssndruck war, da dieses der Luft in dem Rakelkanal aus der Umgebung unterworfen war, es notwendig, irgendeine Art von Spezialdnrichtung bezüglich dem Aufbau oder der Ausbildung an der Rückseite und auf der Seite des Rakelkanals zu schaffen.
Gemäß der Erfindung wurde ein Überzugsverfahren gefunden, bei welchem diese den bekannten Arbeitsweisen anhaftenden Schwierigkeiten überwunden wurden.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Überzugsverfahrens zur aufeinanderfolgenden Bildung von Mehrfachschichten.
Das Verfahren gemäß der Erfindung für die Herstellung von Überzügen aus Mehrfachschichten ist dadurch gekenn-
BAD ORIGINAL 009836/0321 .
zeichnet, daß man der zweiten Schicht eine größere Viskosität als diejenige der ersten Schicht erteilt, wenn zwei oder mehrere Überzugsmassen durch einen Ab— Streifmesserkanal hindurchgehen, wobei die Überzugsmassen in einer Anordnung von überlagerten Schichten gehalten werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Fig 1 und 2 zeigen senkrechte Schnittansichten von AusfLihrungsformen gemäß der Erfindung.
Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung ein senkrechtes Schnittbild, worin der obere Teil der in Fig. 1 dargestellten Qberzugsvorrichtung gezeigt ist.
Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung die Verteilung der Fließgeschwindigkeit von Überzugsmassen in einem Abstreifmesserkanal ( doctor channel)·.
Fig. 5 zeigt die Drücke von Überzugsmassen am Auslaß eines Schlitzes und an der Vorder- und Rückseite einer Auftragseinrichtung.
Fig. 6 erläutert die Beziehung zwischen Überzugsdicke und dem Ausmaß der Viskosität der Überzugsmasse. Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen mit Bezug auf die in den Figuren 1 und 3 gezeigte Vorrichtung näher erläutert, wobei ein Überzug aus
009836/03Ϊ1 BAD ordinal
zwei Schichten aufgebracht wird und ein Berechnungsbeispiel zur Anwendung gelangt.
In den Figuren 1 und 3 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen sich kontinuierlich bewegenden bahnartigen Träger, der zu überziehen ist. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Walze, die sich mit dem Träger 1 durch Aufnehmen und Tragen desselben,um diesen in einem konstanten Bewegungszustand zu halten, dreht. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Uberzugs- oder Auftragskopf, d?r auf der Spite des Trägers 1 angeordnet ist, wobei die Überzugseinrichtung einen kleinen Zwischenraum mit diesem beibehält. Der Überzugs- oder Auftra-gskopf 3 umfaßt Flüssigkeitskammern 4- und 5» die die Überzugsmasse für die erste Schicht (die untere Schicht) bzw. für die zweite Schicht (die obere Schicht) zuführen, Schlitze 8 und 9 für Jede der Überzugs::assen, die jeweils 'mit. der Flüssigkeitskammer 4- bzw. 5 verbunden sind und gegen das Trägerglied 1 über dessen Gesamtbreite äffen sind, und Abstreifmesser - oder Rakelkanten 12 und 13, die durch einen Abstand getrennte Wände bilden, um die Schlitze ■--... voneinander zu isolieren, und glatte Oberflächen., die mit hoher Genauigkeit verfeint oder nachbearbeitet sind, gegenüber-dem Träger aufweisen und Bäkeikanäle 16 und
009836/03*1^ - ί >
BAO
Oberfläche
Zwischen den glatfcenyund dem Träger bilden. Die Flüssigkeit skammorn 4 und 5 sind jeweils mit Flüssigkeitszuführungseinrichtungen verbunden, die die Überzugsmassen lediglich zur Ergänzung der· durch, den Träger abgeführten Menge zuführen. Die erste und die zweite Überzugsmasse gehen durch den Rakelkanal 17 * wobei die Überzugsmassen in überlagerter Form übereinander vorliegen. Die Verteilung der Fließgeechwindigkeit ist in Fig. 4 gezeigt. Fig. 4 A zeigt den Fall, bei welchem die Viskosität der ersten überzugsmasse größer als die^jenigeder zweiten Überzugsmasse ist. Fig. 4 B zeigt den Fall , bei welchem die Viskosität der beiden Überzugsmasoen gleich ist und Fi ι?.. 4 C zeigt den Fall, bei '..elchem die Viskosität der zweiten überzufpnasse größer ist. Die Menge der durch den Rakelkanal hindurchgehenden überzugsmasse kann als integraler Wert der Fließgeschwindigkeit erhalten werden. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist.die durch den Rakelkanal im Falle C durchgeführte Menge der Überzugsmasse ., geringer als die Menge der überzugsmasse in den -Fällen A oder B. Überdies wird, wenn die Viskosität .der zweitep. Überzugsmasse für die zweite Schicht größer ist als .,--. diejenige der,ersten Schicht, der beim Durchgehen der Überzugsmasse durch den .i^kelkanal ausgeübte .r
0 09836/0321
.H , . . BAD ORIGINAL
Widerstand großer, sodaß der statische Druck der Überzugsmasse äer zweiten Schicht am Auslaß des Schlitzes höher wird und einen Druckgradienten der Überzugsmasse in dem Rakelkanal 16 erteilen kann, wobei der Brückgradient in Bewegungsrichtung des Trägers zunimmt; andrerseits kann der statische Druck der Überzugsmasse der zweiten Schicht den Druckgradiehten vergrößern, wodurch die Menge der Überzugsmasse für die erste Schicht geringe^wird.
Wie vorstehend ausgeführt, wird durch die Maß nähme, daß man die Viskosität der Überzugmasse für die obere Schicht größer als diejenige der unteren Schicht macht, die Menge der Überzugsmasse^ die durch die Rakelkanäle 16 und 17 hindurchgeht, geringer, sodäß das Aufbringen von Überzügen in Form von dünneren Schichten ermöglicht wird. Zur naüren Erläuterung wird nachstehend ein Berechnüngsbeispiel für den Fäll, daß das Überziehen unter den nachstehenden Bedingungen ausgeführt wird, gebracht.
Bedingungen:
Länge der Rakelkante 12 entlang der Bewegungsrichtung des Trägers: a^ * 3 mm
Länge der Rakelkante 13 entlang der Senfegungsrichtung des Trägers: a^ s 4- mm
009836/0321 BAD
- Io -
Zwischenraum zwischen Träger und Räkelkänten
b » O13 mm Vorderer.und rückwärtiger Druck der Überzugseinrichtung ρ_ » p_ « op "ber-
' druck
Geschwindigkeit des Trägers ν « 2o m/min. Menge der Überzugsmasse für die untere Schicht t,. » Menge der Überzugsmasse für die obere Schicht t2 Viskosität der 'Jberzugsnasse für die untere Schicht
yüyj» 2 ο c ρ
Viskosität der Überzugsmasse für die obere Schicht
7ü2 (cp)
Statischer Druck der überzugsmasse für die untere Schicht am Auslaß des Äüssträmungsschlitzeis
pyj (mmHoO r~berdruck)
lgs^rgebnis; ---·
yü tcpj /Öp/yü. S ti i t
A 1b ö,5 ο
B 2o 1;ö ο
C löö 5,ο ö,12ö
lüs dem Vorstehenden Ergebnis ist ersichtlich, daß im Fall von A2//3^K " 5»ö die Schicht um etwa 37 %
009836/0321
dünner gemacht werden konnte gegenüber dem Fall, bei welchem ,U2//^ « 1,o. In diesem Fall sind die Drücke auf der Vorderseite und der Rückseite (at the front and back) der Auftragseinrichtung und am Auslaß der Schlitze in Fig. 5 gezeigt. Die Beziehung von /Up/ ,U4 und £ ti ist in Fig. 6 dargestellt.
Wie aus den vorstehenden Ausführungen und dem Berechnunßsbeispiel klar ersichtlich ist, wird bei der Ausführung des Uberziehenc gentB der Erf iirung es ermöglicht, die Dicke einer als Überzug auf dem Träger aufgebrachten überzugsmasse ohne Verengung
des Spielraumes zwischen den Rakelkanten und dem Träger dünner zu machen, daher werden die Schwierigkeiten, wie z.B. die Erzeugung von kometenartigen Flecken, in der genauen Gleichförmigkeit der überzugsdicke, Schwierigkeiten beim Durchleiten von verbundenen Teilen o.dgl. die aufgrund,des schmalen Zwischenraumes ewischen .den Rakeikanten und dem Träger erhalten werden, beseitigt. Außerdem ist es-nicht notwendig, bei dem Verfahren mit abnehmender überzugsmasse irgendeine Art von SpezialVorrichtung zu schaffen, um gegenüber Luftzug zu. schützen.
009836/032^
Wenn drei oder mehr Überzugsmassen gemäß der Erfindung als Überzug aufgebracht werden. z.B. vier Schichten gleichzeitig als überzug, auf gebr-acht werden, wird dies unter Anwendung einer Vorrichtung, wie in Fig. 2 gezeigt unter der Bedingung erreicht, daß die Viskosität der überzugsmasse für die zweite Schicht größer ist als diejenige der ersten Cchicht ( wobei Flüssigkeitsbehälter 6 und 7» Schlitze 1o und 11, Rakelkanten 14 und 15 und dergl. die gleichen,wie in Fig. 1 und Fig. 3 dargestellt, sind^· In diesem Fall ist es erwünscht, daß die Viskosität der Überzugsmassen für die drittelnd vierte Schicht größer ist al-s diejenige der erst.η und zweiten Schicht, wobei jedoch selbst, wpnn die erstere geringer als die letztere ist, eine V.irksamkeit in gewissen Ausmaß vorhanden ist. Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Bpispiels näher erläutert.
Beispiel
Unter Anwendung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung werden eine τ-ihotographiscne Emulsion und eine Gelatine-haltige wäßrige Masse als überzug auf einen Stütz- oder Unterlegecellulosetriacetatfilm unter den folgenden Bedingungen aufgebracht.
009836/0321
BAD ORlGlNLAL
Bedingungen;
Länge der Rakelkante 12 entlang der Bewegungsrichtung des Trägers a, * 3 m
Länge der Rakelkante 13 entlang der Bewegungsrichtung des Trägers ^ » 4- mm
Zwischenraum zwischen den Kanten und dem T^ger
b »o,3 mm
Drücke vor und hinter der Überzugseinrichtung
P0 ♦ P-* = atmosphärischer Druck
Gewchwindigkeit des Trägers ν »-2o m/min.
Viskosität der Überzugsmasse (photographische Emulsion) für die untere Schicht ,U-1 « 2o cp
Viskosität der Überzugsmasse (Gelatine-haltige wäßrige Lösung) für die obere Schicht . /u » loo
Menge der Überzugsmasse für die untere Schicht » Menge der Überzugsmasse für die obere Schicht.
Wenn die Viskosität der Überzugsmasse für die obere und die untere Schicht gleich ist^ beispielsweise 2o cp, ergab sich eine tberzugsdicke von o,165 mm. Jm VergMch damit wurde unter den vorstehenden Bedingungen
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eine Uberzugsdicke von o, 115 nun erhalten, d.h. eine um etwa 3o# kleinere Dicke. Bei der Prüfung von photographisclien Filmen, die durch Verfestigung und Trocknung nach dem Überziehen erhalten würden, wurde gefunden, daß keine kometenartigen Flecken und kein Mischen zwischen den Schichten vorhanden war und eine gleichförmige Dicketerhalten worden war. Daher war die Qualität ausgezeichnet.
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Claims (2)

Belegexemplar I Darf nicht geändert werden J , 16 MS17 - 15 - Patentansprüche
1.) Verfahren zum Aufbrinren eines Mehrschichteniiberzuges unter Aufbringen von flüssigen Überzugsmassen in Kehrfachschichten auf eine sich bewegende Bahn, wobei innerhalb eines Zwischenraumes von der Oberfläche der zu überziehenden, sich kontinuierlich bewegenden Eahn eine t-berzugs einrichtung mit einer !,'ehrzahl von einzeln verschlosrenen Kammern innerhalb der rberzugseinriehtüng, wobei jeweils eine für C-ede flüssige Überzugsmasse vorhanden ist, und einer Mehrzahl von Abgabeöffnungen, die voneinander durch Trennwände getrennt sind und woven jede mil jeweils einer der Kammern in der 7/eise verbunden ist, daß die tffnun^en in geringes: Abstand von der Oberfläche der Bahn angeordnet sind, angeordnet wird, aufeinanderfolgend die Überzugsmassen aus den Cffnungen der i'berzugseinrichtung ohne SüdenΛτοη Zwischenräumen zwischen den aus der "ffnunren abgereber.en Überzugsmassen aufgebracht werden v;ährend der Zwirchenraur. zwischen der Obe- fläche der '.Vand und der ?bersustseinrictitung mit den kontinuierlich abgegebenen l!aseei: gefüllt wird, um vberlaererte und deut-:che rehrfaclischichten aus
0 0 9836/0321 gAD oWGlNAt
den flüssigen Überzugsmassen dazwischen zu bilden, die flüssigen Überzugsmassen aus der Überzugseinrichtung durch die sich bewegende Bahn unter Bibehaltung von deren ausgeprägten überlagerten Schichten abgezogen werden und dann auf den Träger die Mehrfachscliichten der Überzugsmassen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Viskosität der Überzugsmasse für die zweite Schicht größer als diejenige der überzugsmasse für die erste Schicht macht.
2.) Verfahren nach An5pruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Überzugsmas, en solche für photographische lichtempfindliche Elemente verwendet«
0 09836/03 21
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