DE2736441A1

DE2736441A1 - Verfahren zur beschichtung von endlosen traegerbahnen

Info

Publication number: DE2736441A1
Application number: DE19772736441
Authority: DE
Inventors: Minoru Minoda; Akihiko Nagumo; Hiroki Saito; Toshio Shibata; Toshiro Tahara; Kimio Yukawa
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1976-08-12
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1978-02-16
Also published as: JPS584589B2; GB1582485A; US4263870A; JPS5322543A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

on. ing

- W. STOCKMAlR

OR -ING. AeE (CALTtCH)

K. SCHUMANN

Ο« HER NAT OM--PHYS

P. H. JAKOB

DlPU ING

G. BEZOLD

PRFtRMH

8 MÜNCHEN 22

MAXIMJUANSTRASSE 43

T2. August 1977 P 11 845 - 60/co

FUJI PHOTO PIIM CO., LTD.

No. 210, Nakanuma, Minami Ashigara-Shi, Kanagawa, Japan

Verfahren zur Beschichtung von endlosen Trägerbahnen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten endloser, bahnähnlicher Träger (nachfolgend als "Bahnen" bezeichnet) mit Beschichtungsflüssigkeiten, insbesondere ein verbessertes Rakelbeschichtungsverfahren.

Es sind verschiedene Verfahren für das Aufbringen von Beschichtungsf lüssigkeiten auf Endlosbahnen bekannt. Im allgemeinen unterscheidet man bei der Beschichtung zwischen dem Vorgang für das Herantragen der Beschichtungsflüssigkeit an die Bahn (nachfolgend als "Auftragssystem" bezeichnet) und einem Vorgang zur Steuerung der Auftragsmenge von der an die Bahn herangetragenen Menge der Beschichtungsflüssigkeit (nachfolgend als "Dosiersystem" bezeichnet). Der Beschichtungsvorgang ist somit nach Maßgabe des Auftragssystems und des Dosiersystems bestimmt. Bekannte, nach dem Auftragssystem bezeichnete Verfahren sind die Walzenbeschichtung,

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die Tauchbeschichtung und die Sprühbeschichtung, während nach dem Dosiersystem benannte Verfahren die Schlitzdüsenbeschichtung, die Streichbeschichtung und die Stabrakel-Walzenbeschichtung sind (im folgenden als "Stabrakelbeschich-

tung" bezeichnet). Weitere, sowohl nach dem Auftragssystem als auch dem Dosiersystem bezeichnete bekannte Verfahren sind die Extrusionsbeschichtung, die Tropfenbeschichtung und die Vorhangbeschichtung.

Von diesen Beschichtungsverfahren besitzt das Stabrakelverfahren, bei dem die Beschichtungsflüssigkeit im Überschuß auf die Bahn aufgetragen und hierauf überschüssige Beschichtungsflüssigkeit durch einen Stab, der fixiert ist oder sich in entgegengesetzter Richtung wie die Laufrichtung der Bahn mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit als die Bahn bewegt, abgekratzt wird, um die gewünscnte Beschichtungsstärke zu erhalten, die Eigenschaft, daß eine dünne Beschichtung mit hoher Geschwindigkeit mittels einfacher Vorrichtungen und Vorgänge erreicht werden kann; infolgedessen hat dieses Verfahren weit verbreitete Anwendung gefunden. Während beim Stabrakelverfahren an sich eine beliebige Auftragsmethode Anwendung finden kann, hat sich der Walzenauftrag, insbesondere der Walzenauftrag mit Tauchwalze, als gebräuchlichste Methode zur Erzielung guter Erfolge mit dieser einfachen Methode erwiesen. Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Stabrakelbeschichtungsvorrichtung, bei der der Tauchwalzenauftrag als Auftragssystem verwendet wird. In Fig. 1 nimmt die Walze 1 bei der Drehung eine in einer Flüssigkeitswanne 2 befindliche Beschichtungsf lüssigkeit 3 auf und überträgt die Beschichtungsflüssigkeit 3 auf eine laufende Endlosbahn 4 unter Bildung eines Films 5. Anschließend wird ein Stab 6, der axial senkrecht zur Laufrichtung der Bahn steht, in Berührung mit dem Film 5 gebracht, bevor der Film 5 trocknet und sich verfestigt. Durch den Stab 6 wird überschüssige Beschichtungsflüssigkeit 3 weggenommen, wodurch die Dosierung der gewünschten Beschichtungsmenge erfolgt. Im vorliegenden Fall erfolgt die Herstellung des Stabes 6 so, daß man einen«. Draht mit einem gegebenen Durchmesser um die Oberfläche eines Stabes (nachfolgend als "Drahtstab" bezeichnet) wickelt, oder die Oberfläche des Stabes mit Nuten gegebener Breite und Tie-

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fe sowie gegebenem Abstand, nachfolgend Steigung (nachfolgend als "Nutenstab" bezeichnet) versieht. Normalerweise ist der Stab fixiert, oder rotiert intermittierend, oder rotiert in entgegengesetzter Richtung zu der Laufrichtung der Bahn 4 mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit als die Bahn. Die Beschichtungsmenge kann leicht und genau durch geeignete Auswahl des Drahtdurchmessers des Drahtstabes, sowie der Breite, Tiefe und Steigung der Nuten des Nutenstabes kontrolliert werden.

Wenn es jedoch bei dem bekannten Stabrakelverfahren zu einem Defekt in der Filmoberfläche zum Zeitpunkt der Auftragung kommt, bleibt dieser Defekt selbst nach der Dosierung durch den Stab 6 erhalten. Im Fall der Tauchbeschichtung, bei dem es sich um das gebräuchlichste Auftragssystem handelt, kommt es oft zum Auftreten von Beschichtungsstreifen, die von einer Ungleichmäßigkeit in der Dicke des Films auf der Oberfläche der Walze 1 herrühren, wobei man annimmt, daß dies durch die Fließbedingungen der Beschichtungsflüssigkeiten in der Flüssigkeitswanne 2 herrührt; solche Defekte können selbst durch Dosierung mittels des Stabes 6 nicht in ausreichendem Umfang eliminiert werden. Um das Auftreten solcher Oberflächendefekte zu verhindern, hat man vorgeschlagen, neben der Walze 1 zusätzlich eine Dosier- und Glättwalze aus Metall vorzusehen, oder eine präzisere Auftragsmethode anzuwenden. Durch diese Lösungsvorschläge wird jedoch der wichtigste Vorteil des Stabrakel-Beschichtungsverfahrens, nämlich dessen Einfachheit, beeinträchtigt, was höchst unerwünscht ist.

Darüber hinaus ist bei dem bekannten Stabrakel-Beschichtungsverfahren das Auftragssystem völlig unabhängig von dem Dosiersystem, und deshalb ist es bei dem Beschichtungsverfahren erforderlich, die Bedingungen einzeln festzulegen, was zu Nachteilen führt, die nicht nur mühsam sind, sondern auch einen größeren Raumbedarf mit sich bringen, wodurch die Raumausnutzung unwirtschaftlich wird.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorgenannten, mit dem bekannten Stabrakel-Beschichtungsverfahren verbundenen Nachteile durch Schaffung eines verbesserten Stabrakel-Beschichtungsverf ahrens zu überwinden, das zur Herstellung von Beschichtungen

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mit ausgezeichneten Oberflächeneigenschaften verwendet werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Stabrakel-Beschichtungsverfahrens, das in der Anwendung einfach ist und keinen großen Raumbedarf hat.

Die vorgenannten Aufgaben werden gelöst durch ein Beschichtungsverfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Beschichtungsflüssigkeit so aufbringt, daß ein Flüssigkeitsreservoir unmittelbar vor der Berührungsstelle zwischen einem Stab und einer laufenden Bahn entsteht; wobei der Stab mit seiner Achse senkrecht zur Laufrichtung der Bahn ausgerichtet ist, von einer Stützeinrichtung getragen wird und sich in gleicher Richtung wie die Laufrichtung der Bahn dreht, während er in Berührung mit der Bahn kommt; und die Beschichtungsflüssigkeit unter Verwendung des Stabes auf die Bahn aufbringt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen in schematischen Darstellungen:

Fig. 1 eine bekannte Stabrakel-Beschichtungsvorrichtung,

Fig. 2 und 3 eine bevorzugte Ausführungsform einer Stabrakel-Beschichtungsvorrichtung der Erfindung,

Fig. 4 eine das Flüssigkeitsniveau regelnde Einrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 5a und 5b Schnitte durch einen Drahtstab bzw. einen Nutenstab.

In Fig. 2, die in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Stabrakel-Beschichtungsvorrichtung zeigt, dreht sich ein Drahtstab oder ein Nutenstab 6 (im folgenden als "Stabrakel" bezeichnet) , der mit seiner Achse senkrecht zur Laufrichtung der Bahn ausgerichtet ist und sich in gleicher Richtung wie die laufende Endlosbahn 4 dreht. Ein Lagerblock 7 erstreckt sich über die gesamte Länge der Stabrakel 6, verhindert ein Ausweichen der Stabrakel 6 und dient als Flüssigkeitszuführungseinrichtung zur Versorgung der Stabrakel 6 mit Beschichtungsflüssigkeit 3. Das

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heißt, die Beschichtungsflüssigkeit 3 wird von einer im Lagerblock 7 vorgesehenen Flüssigkeitszufuhröffnung 8 in einen Kanal zur Führung der Flüssigkeit zwischen dem Lagerblock und einem Wehr bzw. überlaufbauteil 9 geleitet, von der rotierenden Stabrakel aufgenommen und auf die Bahn 4 aufgebracht. In diesem Fall erfolgt die Dosierung der Flüssigkeit 3 in einem Kontaktabschnitt zwischen der Bahn 4 und der Stabrakel 6, und nur die gewünschte Menge Beschichtungsflüssigkeit wird auf die Bahn 4 aufgebracht, während die restliche Flüssigkeit nach unten fließt und zusammen mit neu zugeführter Beschichtungsflüssigkeit 3 einen Flüssigkeitsvorrat 11 bildet. Im Gleichgewichtszustand erfolgt deshalb der Auftrag der Beschichtungsflüssigkeit 3 auf die Bahn 4 durch den Flüssigkeitsvorrat 11. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß beim Aufbringen der Beschichtungsflüssigkeit 3 auf die Bahn 4 durch den Flüssigkeitsvorrat 11 die Oberflächeneigenschaften des Films, im Vergleich zu denjenigen des Standes der Technik, verbessert werden. Darüber hinaus dient die Stabrakel 6 sowohl dem Heranführen und Auftragen der Beschichtungsflüssigkeit an bzw. auf die Bahn als auch zur Dosierung der gewünschten Flüssigkeitsmenge, so daß die gesamte Vorrichtung nicht nur sehr kompakt ist und auf diese Weise eine effektive Raumausnutzung gestattet, sondern auch die verschiedensten Arbeitsbedingungen in einfacher Weise eingestellt und der Beschichtungsvorgang leicht durchgeführt werden können.

Zur Ausbildung des Flüssigkeitsvorrates 11 und um diesen im Gleichgewichtszustand zu halten muß die von der Stabrakel 6 aufgenommene Flüssigkeitsmenge Q₁ gleich oder größer sein als die auf die Bahn aufzubringende Beschichtungsflüssigkeitsmenge Q₃. Ganz allgemein gilt für Q-.>Q₂r daß der Zufluß der Beschichtungsflüssigkeit 3 zum Flüssigkeitsvorrat 11 größer als der Abfluß ist, und aus diesem Grund fließt bei konstant gehaltenem Volumen des Flüssigkeitsvorrats 11 die darüber hinausgehende Beschichtungsflüssigkeit von dem Flüssigkeitsvorrat 11 ab. Dies bedeutet, daß die überschüssige Beschichtungsflüssigkeit 3, die von der Stabrakel 6 weggenommen wird, teilweise das Wehr 9 überflutet und an der äußeren Fläche des Wehrs 9 nach unten fließt. Auf diese Weise wird die Beschichtungsflüssigkeit 3, die überfließt und nach

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unten fließt, der Wiederverwendung als Beschichtungsflüssigkeit zugeführt.

Um eine Beschichtung mit ausgezeichneten Oberflächeneigenschaften durch Ausbildung eines solchen Flüssigkeitsvorrats 11 zu erhalten, muß das Volumen des Flüssigkeitsvorrats 11 in vorbestimmten Grenzen gehalten werden. Da jedoch das Volumen des Flüssigkeitsvorrats 11 nach Maßgabe bestimmter Bedingungen variiert, sollte es experimentell ermittelt werden.

Für den Fachmann ist selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist; vielmehr sind zahlreiche Varianten möglich.

So erfolgt z.B. die Zufuhr der Beschichtungsflüssigkeit 3 in der oben beschriebenen Ausführungsform seitlich von der Stabrakel 6. Dies ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit; vielmehr kann man eine Zufuhröffnung direkt unter der Stabrakel 6 vorsehen.

Wenn sich die Stabrakel 6 mit übermäßig hoher Geschwindigkeit dreht, kommt es nach Maßgabe der Beschaffenheit der Beschichtungsf lüssigkeit 3 zur Blasenbildung zwischen der Stabrakel 6 und dem Lagerblock 7. Die Blasen haften an der Oberfläche der Stabrakel 6 und werden auf die Filmoberfläche übertragen, oder die Blasen verbleiben in Nachbarschaft eines Kontaktbereiches zwischen der Stabrakel 6 und der nachfolgenden Bahn 4 und führen zu Streifenbildung. Die Blasenbildung geht vermutlich auf den Einfluß von Luft zwischen der Stabrakel 6 und dem Lagerblock 7 durch Drehung der Stabrakel 6 zurück. Um dies zu vermeiden, kann man die Ausführungsform von Fig. 3 anwenden, bei der der Stabrakel 6 auch auf der der Auftragsseite entgegengesetzten Seite Beschichtungsflüssigkeit 3 zugeführt wird, so daß die Beschichtungsflüssigkeit, über das Wehr bzw. Oberlaufbauteil 12 hinwegfließt und auf diese Weise einen Flüssigkeitsvorrat 13 zur Verhinderung der Blasenbildung infolge Lufteinschluß auf der anderen Seite ausbildet.

Auch die Beschichtung ohne Zirkulation der Beschichtungsflüssig-

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keit 3, das heißt der Beschichtungsvorgang für die Bedingung Q₁ = Q₂, läßt sich in einfacher Weise erreichen, indem man das Flüssigkeitsniveau der Beschichtungsflüssigkeit 3 unter Anwendung bekannter Methoden konstant hält. Fig. 4 zeigt ein solches Verfahren, bei dem eine Schwimmerkammer 16 in einer Leitung 15 von einem Vorratsbehälter 14 für die Beschichtungsflüssigkeit zur Flüssigkeitszufuhröffnung 8 vorgesehen ist. Die Schwimmerkammer 16 besitzt einen Schwimmer 17, der beim Erreichen eines bestimmten Wertes für das Flüssigkeitsniveau die Zufuhr der Beschichtungsf lüssigkeit 3 aus dem Vorratsbehälter 14 unterbricht und beim Absinken des Flüssigkeitsniveaus unter den gegebenen Wert die Zufuhr der Beschichtungsflüssigkeit 3 zur Schwimmerkammer 16 wieder öffnet.

Die erfindungsgemäß verwendeten Beschichtungsflüssigkeiten unterliegen an sich keiner besonderen Beschränkung. Beispiele für geeignete Beschichtungsflüssigkeiten sind Lösungen bzw. Dispersionen von Filmbildnern in Wasser oder organischen Lösungsmitteln, die selbstverständlich Pigmente und andere übliche Zusatzstoffe und Hilfsmittel enthalten können. Spezielle Beispiele für bevorzugte Beschichtungsflüssigkeiten sind wäßrige Lösungen oder Dispersionen von Gelatine, Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Maleinsäureanhydrid-Vinylacetat-Copolymerisateri, Maleinsäureanhydridcopolymerisaten oder Acrylsäurecopolymerisaten, sowie Lösungen oder Dispersionen von Celluloseestern, Polyvinylacetat Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Phenolharzen oder Acrylharzen in organischen Lösungsmitteln.

Spezielle Beispiele für bevorzugte wäßrige Dispersionen sind Polyvinylidenchlorid- , Styrol-Butadien-Copolymerisat-, Methylacrylatcopolymerisat- oder Äthylacrylatcopolymerisatdispersionen.

Beispiele für geeignete Lösungsmittel für die Beschichtungsflüssigkeiten sind Methanol, Äthanol, Propanol, Butanol, Aceton, Methyläthylketon, Äthylenchlorid, Methylenchlorid, Tetrachloräthan, Äthylacetat, Butylacetat, Äthylenglykolmonomethyläther, Äthylenglykolmonoäthylather, Dioxan, Phenol und Kresol.

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Beispiele für geeignete Pigmente, die in dispergiertem Zustand angewendet werden können, sind Kaolin, Pyrophyllitton, Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid und Titandioxid.

Wie vorstehend dargelegt, unterliegen die physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäß geeigneten Beschichtungsflüssigkeiten an sich keinen besonderen Beschränkungen. Im allgemeinen werden Beschichtungsflüssigkeiten mit niedriger Viskosität, z.B. etwa 100 cP oder darunter, vorzugsweise 50 cP oder darunter und insbesondere 10 cP oder darunter, bevorzugt. Ein besonderes Viskositätsminimum besteht nicht, im allgemeinen werden jedoch Viskositäten von etwa 0,1 cP oder darüber angewendet. Auch die Oberflächenspannung der Beschichtungsflüssigkeit unterliegt an sich keiner besonderen Beschränkung. Geeignete Kontaktwinkel für die Beschichtungsflüssigkeit sind etwa 90° oder darunter (z.B. etwa 0 bis etwa 90°), vorzugsweise 70° oder darunter, insbesondere 50° oder darunter. Selbstverständlich treten keinerlei Probleme bezüglich des Kontaktwinkels der Beschichtungsflüssigkeit auf, wenn man absorptionsfähiges Material, wie Papier, mit der Beschichtungsflüssigkeit beschichtet.

Beispiele für erfindungsgemäß geeignete Bahnen für die Beschichtung sind Bahnen aus Papier, Kunststoffen, kunststoffbeschichtetem Papier, Kunststoffpapier, Aluminium und dergleichen. Beispiele für geeignete Kunststoffe sind Polyolefine, wie Polyäthylen oder Polypropylen, Viny!polymerisate, wie Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid oder Polystyrol, Polyamide, wie Nylon-6,6 oder Nylon-6, Polyester wie Polyäthylenterephthalat oder Polyäthylen-2,6-naphthalat , Celluloseester, wie Celluloseacetet, Cellulosetriacetat oder Cellulosediacetat, und Polycarbonate. Typische Kunststoffe, die sich für kunststoffbeschichtete Papiere eignen, sind Polyolefine, wie Polyäthylen; jedoch können auch andere Kunststoffe Verwendung finden.

Die Dicke der Bahn unterliegt an sich keiner besonderen Beschränkung. Aus Gründen der Handhabung und des allgemeinen Verwendungszwecks werden Dicken von etwa 0,01 bis etwa 1 mm bevorzugt.

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Bei der erfindungsgemäß verwendeten Stabfakel kann es sich um einen Drahtstab oder einen Nutenstab handeln.

Im Fall eines Drahtstabes sind Stabdurchmesser von z.B. etwa 6 bis etwa 25 mm, vorzugsweise 6 bis 15 mm, geeignet. Die Verwendung von Stäben mit einem größeren Durchmesser ist weniger bevorzugt, da es hier leicht zur Bildung von Längsstreifen in dem erzeugten Beschichtungsfilm kommt. Stäbe mit einem geringeren Durchmesser als angegeben sind schwierig herzustellen. Geeignete Drahtdurchmesser sind etwa 0,07 bis etwa 1 mm, vorzugsweise 0,07 bis 0,4 mm. Größere Drahtdurchmesser sind weniger geeignet, da dann die Beschichtungsmenge übermäßig zunimmt und sich keine dünnen Schichten, die gerade einen besonderen Vorteil der Stabrakel-Beschichtung darstellen, herstellen lassen. Andererseits führt die Verwendung kleinerer Drahtdurchmesser als angegeben zu Schwierigkeiten bei der Wicklung des Drahtes und zu Festigkeitsproblemen. Beispiele für geeignete Drahtwerkstoffe sind Metalle, wobei nichtrostender Stahl unter den Gesichtspunkten der Korrosionsbeständigkeit, Abriebbeständigkeit und Festigkeit bevorzugt wird. Zur Erhöhung der Abriebbeständigkeit des Drahtes kann man die Drahtoberfläche plattieren. Hierzu findet vorzugsweise eine Hartchromplattierung Verwendung.

Bei Verwendung eines Nutenstabes kann die Steigung der Nuten etwa 0,1 bis etwa 0,5 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 mm, betragen. Bevorzugt werden sinusförmige Querschnittsprofile. Das Querschnittsprofil ist jedoch nicht auf die Sinusform beschränkt; es können auch andere Formen bzw. Konfigurationen Anwendung finden. Im allgemeinen erreicht man mit einer Nutenrakel und einer Drahtrakel die gleiche Beschichtungsmenge unter den gleichen Beschichtungsbedingungen, das heißt wenn sie bezüglich der schraffierten Bereiche (vgl. Fig. 5a und 5b) pro Längeneinheit gleich sind. Demgemäß kann man eine geeignete Nutenrakel anhand einer Drahtrakel auf der Grundlage des beschriebenen Zusammenhangs auswählen.

Geeignete Werkstoffe für den Rakelstab sind Metalle, wobei unter den Gesichtspunkten der Korrosionsbeständigkeit und der Festigkeit nichtrostender Stahl bevorzugt wird.

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Für die Nutenrakel sind als Werkstoffe ebenfalls Metalle geeignet, wobei auch hier nichtrostender Stahl aus Gründen der Korrosionsbeständigkeit, der Festigkeit und der Abriebbeständigkeit bevorzugt wird.

Für den Lagerblock muß ein Material ausgewählt werden, das für einen niedrigen Reibungswiderstand zwischen dem Lagerblock und dem Rakelstab (dem Draht im Fall der Drahtrakel) sorgt, da sich der Rakelstab mit hoher Geschwindigkeit dreht. Bevorzugte Werkstoffe für den Lagerblock sind Kunststoffe, wie Fluorkohlenstoffpolymerisate, Polyacetale, Polyäthylen und Polystyrol. Hiervon werden Polytetrafluoräthylen und Polyacetale, z.B. Polyformal (Delrin) unter dem Gesichtspunkt des Reibungskoeffizienten und der Festigkeit besonders bevorzugt. Beispiele für weitere geeignete Kunststoffe sind Polyäthylen, insbesondere das Handelsprodukt New Lite (Hersteller Sakushin Kogyo K.K., Japan),mit einem Molekulargewicht von etwa 1,5 bis 4 χ 10 , einem Kristallschmelzpunkt von 135 bis 138 ⁰C, einem Vicat-Erweichungspunkt VSP/B (DIN 53460) von 74 ⁰C, einer Dichte von 0,94 und einem Reibungskoeffizient von 0,11 bis 0,07, sowie das Handelsprodukt CADOO 1900 (Hersteller Cadillac Plastic & Chemical Company) mit einem Molekulargewicht von etwa 2 bis 5x10 und einer Dichte von etwa 0,940 bis 0,942. Darüber hinaus kann man den vorgenannten Kunststoffen auch Füllstoffe wie Glasfasern, Graphit, Molybdändisulfid und dergleichen einverleiben. Man kann jedoch auch die Oberfläche von,Lagerblökken aus Metall mit einer Kunststoffbeschichtung versehen, um den Reibungskoeffizient zwischen dem Lagerblock und der Stabrakel herabzusetzen. Schließlich kann man auch mit Kunststoffen imprägnierte Metalle, z.B. mit Polytetrafluoräthylen imprägniertes Aluminium, zur Herstellung des Lagerblocks verwenden.

Erfindungsgemäß variiert das Volumen oder die Menge des Flüssigkeitsreservoirs nach Maßgabe verschiedener Bedingungen, z.3. der Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit, der Konstruktion der Stabrakel und ihrer Umdrehungsgeschwindigkeit, sowie der Laufgeschwindigkeit der Bahn. Deshalb läßt sich das Volumen des" Flüssigkeitsvorrats nicht von vornherein festsetzen, sondern muß experimentell ermittelt werden.

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Letztlich sollten diese Bedingungen experimentell bestimmt werden, weil eine Vielzahl von Parametern in komplizierter Weise miteinander zusammenhängen. Im allgemeinen wurde jedoch gefunden, daß ein Grenzwert des Verhältnisses von Rotationsumfangsgeschwindigkeit V, der Stabrakel zu Laufgeschwindigkeit V der Bahn besteht,

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und der Mindestwert von V_fa/V, mit dem ein günstiges Ergebnis erreicht werden kann, klein wird, wenn die Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit zunimmt, der Durchmesser des Drahtes (im Falle einer Nutenrakel, die Steigung, Tiefe oder Breite der entsprechenden Nuten) abnimmt, und die Beschichtungsgeschwindigkeit, das heißt die Laufgeschwindigkeit V der Bahn zunimmt. Im einzelnen beträgt bei einem Drahtdurchmesser von etwa 0,1 bis 0,4 mm und bei einer Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit von etwa 1 bis 25 cP der geeignete Mindestwert von V. /V etwa 2,0 bis 41 % bei einer Laufgeschwindigkeit der Bahn V von etwa 20 bis 80 m/min. Wenn V./V größer als der so bestimmte Mindestwert ist, unterliegt dieser Wert an sich keiner besonderen Beschränkung. Wenn jedoch V. übermäßig groß ist, nimmt der Stababrieb zu und es kommt leicht zu Lufteinschlüssen. Es ist somit erwünscht, V. so klein wie möglich zu halten. Im Fall besonderer Beschichtungsmassen, z.B. bei fotografischem lichtempfindlichem Material, wo sich Kratzer besonders nachteilig auswirken, legt man die Bedingungen möglichst so fest, daß keine Relativgeschwindigkeit zwischen der Stabrakel und. der Bahn auftritt, das heißt V, /V im wesentlichen 1 ist.

Das Verfahren der Erfindung ermöglicht die Herstellung von Filmen mit ausgezeichneten Oberflächenexgenschaften bei herabgesetztem Raumbedarf für die Beschichtungsvorrichtung. Das Verfahren ist leicht durchzuführen, da Auftrag und Dosierung in einem Vorgang erfolgen.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

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BEISPIEL 1

Beschichtungsflüssigkeiten der in Tabelle I angegebenen Zusammensetzung und Eigenschaften werden auf die Oberfläche eines PoIyäthylenterephthalatfilms mit einer Dicke von 180 μ und einer Breite von 380 mm unter Anwendung der Beschichtungsvorrichtung von Fig. 2, bei variierender Beschichtungsgeschwindigkeit, nämlich 20, 40, 60, 80 und 100 m/min, mit einer Beschichtungsmenge von 8 ml/m² aufgebracht.

TABELLE I

Gelatine 10 Gewichtsteile

Wasser 1000 Gewichtsteile

Saponin 1 Gewichtsteil

Viskosität 2 cP

Oberflächenspannung 38 dyn/cm

Verwendet wird eine Drahtrakel, wobei Stab und Draht aus nichtrostendem Stahl bestehen und Durchmesser von 12,7 bzw. 0,1 mm besitzen. Der Rakelstab wird so angetrieben, daß seine Bahngeschwindigkeit mit der Laufgeschwindigkeit der Trägerbahn übereinstimmt. Der Lagerblock ist aus Polytetrafluorethylen.

Die überprüfung der erhaltenen Filmoberfläche ergibt in allen Fällen eine gute Oberflächenqualität.

BEISPIEL 2

Beschichtungsflüssigkeiten der in Tabelle II angegebenen Zusammensetzung und Eigenschaften werden auf die Oberfläche eines PoIyäthylenterephthalatfilms mit einer Dicke von 100 μ und einer Breite von 1000 mm unter Anwendung der Drahtrakel-Beschichtungsvorrichtung von Fig. 3, bei variierender Beschichtungsgeschwindigkeit, nämlich 20, 40, 60, 80 und 100 m/min, mit einer Beschichtungsmenge von 12 ml/m² aufgebracht.

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TABELLE II

Terpolymerisat aus Dimethylterephthalat, Äthylenglykol
und Triäthylenglykol (Molverhältnis 2:3:2) 0,7 Gewichtsteile

Nitrocellulose 1 Gewichtsteil

Äthylenchlorid 150 Gewichtsteile

Viskosität 1,2 cP

Oberflächenspannung 35 dyn/cm

Rakelstab und Draht sind aus nichtrostendem Stahl und besitzen
Durchmesser von 6 und 0,15 mm. Der Rakelstab wird so angetrieben, daß seine Bahngeschwindigkeit 20, 50 bzw. 100 % der Laufgeschwindigkeit der Trägerbahn erreicht. Der Lagerblock ist aus Polytetrafluoräthylen.

Die Überprüfung der so erhaltenen Filmoberfläche ergibt eine gute Oberflächenqualität.

BEISPIEL 3

Beschichtungsflüssigkeiten der in Tabelle III angegebenen Zusammensetzung und Eigenschaften werden auf die Oberfläche eines mit
Polyäthylen beschichteten Papiers einer Dicke von 240 μ und einer Breite von 300 mm unter Verwendung der Drahtrakel-Beschichtungsvorrichtung von Fig. 3, bei variierender Beschichtungsgeschwindigkeit, nämlich 10, 20, 30, 40 und 50 m/min, mit einer Beschichtungsmenge von 32 ml/m² aufgebracht.

TABELLE . III

Gelatine 50 Gewichtsteile

Hasser 1000 Gewichtsteile

Saponin 1 Gewichtsteil

Viskosität 30 cP

Oberflächenspannung 38 dyn/cm

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Es wird eine Drahtrakel verwendet,, wobei Stab und Draht aus nichtrostendem Stahl bestehen und Durchmesser von 12,7 bzw. 0,4 mm besitzen. Der Rakelstab wird so angetrieben, daß seine Bahngeschwindigkeit mit der Laufgeschwindigkeit der Trägerbahn übereinstimmt. Der Lagerblock ist aus Polytetrafluoräthylen.

Die Überprüfung der erhaltenen Filmobe^flache ergibt bei einer Beschichtungsgeschwindigkeit von 10 bis 30 m/min gute Oberflächenqualität, während bei Geschwindigkeiten von über 40 m/min in Längsrichtung verlaufende streifenähnliche Unregelmäßigkeiten auftreten, die auch nach dem Trocknen noch vorhanden sind.

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Leerseite

Claims

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W. STOCKMAIR

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K. SCHUMANN

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P. H. JAKOB

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G. BEZOLD

CR REH ΝΛΤ GIVlUfM

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

12. August 1977

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Patentansprüche

Verfahren zur Beschichtung von endlosen Trägerbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungsflüssigkeit so zuführt, daß ein Flüssigkeitsvorrat unmittelbar vor der Kontaktstelle zwischen einer Stabrakel und der Trägerbahn entsteht, wobei die Stabrakel mit ihrer Achse senkrecht zur Laufrichtung der Trägerbahn verläuft, von einem Lager getragen wird und sich in gleicher Richtung wie die Laufrichtung der Trägerbahn dreht, während sie in Kontakt mit der Trägerbahn kommt, und die Beschichtungsflüssigkeit unter Verwendung der Stabrakel auf die Trägerbahn aufbringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die von der Stabrakel aufgenommene Beschichtungsflüssigkeit gleich groß oder größer macht wie die auf die Trägerbahn aufgebrachte Beschichtungsflüssigkeitsmenge.

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TeLEFON (Οββ) 999883 TELCX OB-9O3SO TELEaRAMME MONAPAT TELEKOPIERER
3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zufuhr der Beschichtungsflüssigkeit so durchführt, daß sich der Flüssigkeitsvorrat an einer Stelle hinter der Stabrakel, bezogen auf die Laufrichtung der Trägerbahn, befindet.
4. Verfahren nach mindestens einem der,Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungsflüssigkeit mit einer Viskosität von unter etwa 100 cP und einer Oberflächenspannung von unter etwa 50 dyn/cm verwendet.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Trägerbahn aus Papier, einem Kunststoffilm, einem kunststoffbeschichteten Papier, einem synthetischen Papier oder Aluminium verwendet.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stabrakel eine Drahtrakel oder eine Nutenrakel verwendet.
7. Vorrichtung zur Beschichtung von endlosen Trägerbahnen mit Beschichtungsflüssigkeiten,mit Einrichtungen für die Zufuhr einer Beschichtungsflüssigkeit zu der Trägerbahn und einer drehbaren Beschichtungsrakel für die Beschichtungsflüssigkeit, deren Achse senkrecht zur Laufrichtung der Trägerbahn verläuft, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Bildung eines Reservoirs aus der Beschichtungsflüssigkeit unmittelbar vor der Kontaktstelle zwischen der Stabrakel und der laufenden Trägerbahn.

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