DE3144655A1

DE3144655A1 - Beschichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3144655A1
Application number: DE19813144655
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Chikamasa; Shinji Noda; Yasunori Tanaka
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1981-11-10
Publication date: 1982-07-22
Also published as: US4424762A; DE3144655C2; JPH0134663B2; JPS5784771A

Description

BeSchichtungsvorrichtung Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung, und insbesondere einen verbesserten Extruder für die Extrusion einer Beschichtung auf ein Trägermaterial.

Der Begriff "Trägermaterial", wie er hier verwendet wird, soll ein flexibles, bahnförmiges Material umfassen, das eine Breite von 0,3 bis 3 m, eine Länge von 4 5 bis 10000 m und eine Dicke von 5 bis 200 mm hat; ein solches Trägermaterial kann aus folgenden Materialien bestehen:

Einem Kunststoff-Film aus Polyethylenterephthalat, PoIyethylen-2, 6-Napthalat, Zellulosediazetat, Zellulosetriazetat, Zell';loseazetatpropyonat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidene ?clykarbonat, Polyimid oder Polyamid, Papier; Papier, auf das ein a-Polyolefin mit zwei bis zehn Kohlenwasserstoffatomen, wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Sthylenbutan-Kopolymer, beschichtet oder laminiert worden ist; oder eine Metallfolie, wie beispielsweise eine Folie aus Aluminium, Kupfer oder Zinn. Zu den Trägermaterialien gehört weiterhin ein bahnförmiges Material, das durch Ausbildung einer vorläufigen Behandlungsschicht auf dem oben erwähnten, bahnförmigen Material erhalten wird.

Zu den Beispielen von Beschichtungslösungen gehören eine photographische, lichtempfindliche Lösung, eine magnetische Lösung, eine Oberflächenschutzlösung, eine Ladungsverhinderungslösung oder eine Glättungslösung. Die spezielle Lösung, die auf die Oberfläche des Trägermagerials extrudiert wird, hängt von dem angestrebten Zweck ab. Nach dem Trocknen der Beschichtungslösung wird das beschichtete Trägermaterial in Stücke zerschnitten, die

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gewünschte Breite und Länge haben. Typische, aus dem beschichteten Trägermaterial hergestellte Produkte sind photographische Filme, Druckpapier, lichtempfindliche Materialien für die Herstellung von photographisehen Abzügen und Magnetbänder.

Die japanischen, offengelegten Patentanmeldungen Nr. 138036/1975 und 90350/1978 zeigen Extruder mit Abstreichkanten, die eine Beschichtungslösung mit extrem geringer und gleichmäßiger Dicke auf ein Trägermaterial aufbringen können; dieses Trägermaterial durchläuft den Extruder mit hoher Geschwindigkeit, nämlich mit einer Geschwindigkeit zwischen 50 und 100 m/min.

Ein gemeinsames Merkmal dieser Extruder liegt darin, daß das Trägermaterial in der Weise aufgelegt wird, daß es sich in Richtung seiner Dicke zwischen Führungseinrichtungen, wie beispielsweise Führungsrollen, biegen kann. Ein weiteres gemeinsames Merkmal liegt im folgenden: Die verstehenden Oberflächen der Abstreichkante und einer Rückkante, die einen Teil des vorderen Endbereiches des Extruders bilden, wo ein schlitzförmiger Auslaß für die Extrusion der Beschichtungslösung vorgesehen ist, liegen dem Trägermaterial in der Weise gegenüber, daß sie an der Oberfläche des Trägermaterials anliegen. Darüberhinaus ändert sich der Abstand zwischen dem Trägermaterial und der Abstreichkante, die auf der stromabwärts liegenden Seite des Trägermaterials vorgesehen ist, in Abhängigkeit von der Menge der zugeführten', extrudierten Beschichtungslösung, die während der Beschichtung durch den Schlitz extrudiert wird.

Bei der BeSchichtungsvorrichtung nach der zuerst erwähnten, offengelegten Japanischen Patentanmeldung No.13803/1975

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hat die Abstreichkante eine lange Kantenlänge; die Kantenoberfläche ist eine gekrümmte Oberfläche mit einer großen Krümmung, eine polygonale Oberfläche, eine ungleichmäßige Oberfläche oder eine vollständig ebene . Oberfläche. Die so gebildete Abstreichkante liegt der' Oberfläche des Trägermaterials gegebenüber. Wenn also der Querschnitt der Abstreichkante auch in Richtung der Breite des Trägermaterials nicht gleichmäßig und exakt durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt und auch, beispielsweise durch Polieren, fertiggestellt ist, dann wird zwangsläufig die Dicke des aufgebrachten Films in Richtung der Breite sehr ungleichmäßig. Dementsprechend ist bei der maschinellen Bearbeitung der Abstreichkante, insbesondere bei der spanabhebenden Bearbeitung, eine hohe Präzision erforderlich; außerdem sind nur einige wenige Materialien für die Herstellung- der Abstreichkante geeignet.

In letzter Zein besteht ein starker .Bedarf für einen aufgebrachten FiIn nit extrem gleichmäßiger Dicke. Bei einer Abstreichkante mit der oben beschriebenen Kantenober.fläche sind jedoch die Enden der Abstreichkante oder die Teile in der Nähe ihrer Enden, die die Oberflächenqualität, die Dicke usw. des beschichteten Films sehr stark beeinflussen, nicht genau geradlinig, weil die Enden der Abstreichkante abgerundet oder abgeschrägt sind, um etwaige Grate zu entfernen. Deshalb ist ein solcher Extruder nur in begrenztem Umfang für die Einstellung der Dicke des beschichteten Films in der Grö~ 0 ßenordnung von Mikrometer (μπι) geeignet.

Sogar, wenn es möglich wäre, die Enden der Abstreichkante in der Größenordnung von Mikrometern durch spanabhe bende oder eine andere Bearbeitung herzustellen und auch

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mit der gewünschten Exaktheit fertig zu bearbeiten, insbesondere zu polieren, würden die Oberfläche und die Enden der Abstreichkante rasch abgenutzt, weil bei der Beschichtung die Abstreichkante oft über längere Zeit im Kontakt mit der Beschichtungslösung gehalten wird, die im allgemeinen' eine relativ große Menge an relativ harten und winzigen Fremdteilchen enthält, wie beispielsweise ferromagnetischen Eisenoxyd- Pulvern, Silberhalogenid-Teilchen und Schleifteilchen. Deshalb müssen die Bereiche der Abstreichkante korrigiert werden, die durch die dadurch hervorgerufene Schleifwirkung abgenutzt sind. In jec^m Fall verringert sich jedoch die Genauigkeit der aufgebrr -nten Schicht, wenn ein solcher Abrieb auftritt.

Bei der Beschichtungsvorrichtung nach der zuletzt erwähnten offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 90 350/1978 hat die Abstreichkante ebenfalls jine flache Oberfläche und abgerundete od-ar abgeschrägte Enden. Darüberhinaus berührt die vorstehende Oberfläche der Rückkante, die sich auf der srrorr.aufwärts liegenden Seite des Trägermaterials in Bezug auf.den schlitzförmigen Auslaß befindet, die Oberfläche des Trägermaterials. Deshalb ist es, ebenso wie bei dem oben erwähnten Extruder _r schwierig, einen beschichteten Film mit gleichmäßiger Dicke und ausreichender Oberflächenqualität aufzubringen.

5 Weiterhin weisen die beiden herkömmlichen Extruder noch den folgenden, gemeinsamen Nachteil auf: Wenn die Menge der oben beschriebenen, schleifenden und damit eine Abrieb-Wirkung erzeugenden Teilchen zunimmt, können weitere Mängel, wie beispielsweise Längsstreifen, entstehen, die die Qualität des hergestellten Produktes weiter verschlechtern.

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Wenn die Abstreichkante eine flache Oberfläche hat, läßt sich die Genauigkeit der beschichteten Oberfläche leicht verbessern. Da jedoch die Abstreichkante eine stromaufwärts liegende Kanhe und eine stromabwärts liegende Kante aufweist, übt οine dieser beiden Kanten eine stärkere Druckkraft auf die Oberfläche des Trägermaterials aus als die andere ,wodurch das Auf streichen einer Beschichtungslösung auf die flache Oberfläche nicht gleichmäßig werden kann. Als Ergebnis hiervon ändert sich die Spannung des Trägermaterials aprupt ( sie nimmt im allgemeinen zu) an dem Ende, das eine größere Druckkraft ausübt', es ist dementsprechend schwierig, einen beschichteten Film mit der gewünschten Dicke auszubilden; außerdem' entstehen häufig die oben^ erwähnten Längsstreifen, die sich als stark sichtbare Mangel bemerkbar machen. .

Es ist deshalb eir. Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Beschichtungsvorrichtung vorzuschlagen, bei der alle oben beschriebenen Schwierigkeiten, die bei den herkömmlichen ßeschichtungsvorrichtungen auftreten, vermieden werden', weiterhin sollen die Herstellung der Abstreichkanten durch spanabhebende Bearbeitung und ihre Wartung keine Probleme bereiten.

Diese und andere Ziele der Erfindung werden, durch eine mit Extrusion arbeitende Beschichtungsvorrichtung erreicht, bei der eine Beschichtungslösung kontinuierlich durch das offene Ende eines Schlitzes extrudiert wird, der sich nachher bei der Oberfläche eines bahnförmigen, flexiblen Trägermaterials befindet; dieses Trägermaterial läuft kontinuierlich längs einer vorgegebenen Bahn. Die Beschichtungslösung wird auf die Oberfläche des flexiblen Trägermaterials aufgebracht, wobei die Menge der auf das Trägermaterial aufgebrachten Beschichtungslösung durch eine Abstreichkante, die sich in der Nähe des Schlitzes befindet, auf die gewünschte Dicke dosiert wird. Die Abstreichkante hat eine Abstreichoberfläche, die zu dem Trägermaterial hin gebogen ist, so daß die Ab-

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streichkante einen dreieckigen Querschnitt hat; die Abstreichkante befindet sich in der Weise nachher bei dem Trägermaterial, daß das Trägermaterial im wesentlichen dreieckig gebogen wird; dadurch wird die Menge der aufgebrachten Beschichtungslösung dosiert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: 10

Fig. 1 u. 2 Schnitte durch den Extruder einer Beschich-

tungsvorrichtung auf der vorliegenden Erf·^dung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Extruders nach den Figuren 1 und 2, wobei einige Teile wegge

schnitten sind,

Fig. 4 u. 5 perspektivische Ansichten von Modifikationen der Zuführung der Beschichtungslösung zu dem Extruder bei der Beschichtungsvorrichtung nach

der vorliegenden Erfindung.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Ein Extruder 1 enthält ein Zuführsystem 2 für eine Lösung, eine Tasche 3, einen Schlitz 4, eine Aufstreichkante 5 und eine Rückkante 6.

Das Zuführsystem 2 für die Lösung weist eine Pumpe (nicht dargestellt) auf, die außerhalb des Gehäuses des Extruders . 1 vorgesehen ist, um eine Beschichtungslösung C mit vorgegebener Strömungsgeschwindigkeit kontinuierlich zuzuführen. Die Pumpe steht über Rohre mit der Tasche 3 in Verbindung, die sich in dem Hauptteil des Extruders 1 in Richtung der

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. Breiten eines bahnförmigen Trägermaterials W erstreckt _r auf den die Lösung aufgebracht werden soll.

Wie man in den Figuren 1 bis 3 erkennen kann, hat die Tasche 3 einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt. Die Tasche 3 erstreckt sich in Richtung der Breite des Trägermaterials W wobei die Form, im Schnitt gesehen, im wesentlichen unverändert bleibt. Die Tasche 3 dient also als eine Art von Lösungsvorrat. Die effektive Länge der Tasche 3 ist im allgemeinen gleich der oder etwas größer als die Beschichtungsbreite, die auf das Trägermaterial VJ aufgebracht werden soll.

Der Innendurchmesser der Tasche 3 liegt im allgemeinen

im Bereich von 10 mm bis 50 mm. Die beiden offenen Enden der Tasche 3 werden durch Abschirmplatten 7 und 8 verschlossen, die an den beiden Stirnflächen des Extruders angebracht sind.

£in kurzes Rohr 9 erstreckt sich von der Schirmplatte 7 nach vorne (siehe Figur 3). Das Zuführsystem 2 für die Lösung ist mit dem kurzen Rohr 9 verbunden, so daß die Tasche 3 durch die Pumpe mit der Beschichtungslösung C gefüllt wird. Die Beschichtungslösung C wird von der Tasche 3 über den Schlitz 4 mit gleichmäßiger Verteilung des Lösungsdrucks extrudiert.

Der Schlitz 4 erstreckt sich in dem Hauptteil des Extruders 1 von der Tasche 3 zu dem Trägermaterial W. Der Schlitz hat üblicherweise eine Breite e, die zwischen 0,03 und 2 mm liegt. Der Schlitz 4 bildet eine relativ schmale Strömungsbahn, die sich ebenso wie die Tasche 3 in Richtung der Breite des Trägermaterials W erstreckt. Die Länge der Öffnung des Schlitzes 4 in Richtung der Breite ist im wesentlichen gleich der Beschichtungsbreite des Trägermaterials W.

Die Länge der Strömungsbahn in dem Schlitz 4, der sich zwischen der Tasche 3 und dem Trägermaterial W erstreckt, wird unter Berücksichtigung verschiedener Bedingungen festgelegt, wie beispielsweise der Zusammensetzung und der Eigenschaften der Beschichtungslösung C sowie der Strömungsgeschwindigkeit und des Drucks bei der Zuführung der Beschichtungslösung C. Das heißt also, daß die Länge der Strömungsbahn zwischen der Tasche 3 und dem Trägermaterial W so bestimmt wird, daß die Beschichtungslösung C in Form .einer Schicht aus der Tasche 3 herausfließt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit und die Verteilung des Lösungsdrucks in Richtung der Breite des Trägermaterials W gleichförmig - _nd.

An Endbereich des Hauptteils des Extruders 1 wi"a dort, wo der Schlitz 4 offen ist, durch die Abstreichkante 5 und die Rückkante 6 eine Stufe d gebildet.

Ir. 3ezug auf die öffnung des Schlitzes 4 ist die Abstreichkante 5 auf der stromabwärts gelegenen Seite des Trägermaterials W vorgesehen. Die Abstreichkante liegt näher, üblicherweise Ur₁ 0,01 bis 1,0 mm, bei dem Trägermaterial W als die Rückkante 6, die auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Trägermaterials W vorgesehen ist, wodurch die oben erwähnte Stufe d gebildet wird.

Die Abstreichkante 5 hat eine Kantenoberfläche 61, 62, die dem Trägermaterial W gegenüberliegt. Die Kantenoberfläche 61, 62 besteht aus zwei Oberflächen, die einen vertikalen Winkel <5C bilden; bei dem WinkelCf handelt es sich um einen stumpfen Winkel von 165^Θ oder größer, nach einer bevorzugten Ausführungsform um einen Winkel zwisehen 170° und 178°. Eine der beiden Oberflächen, nämlich die Oberfläche 61, die ■ sich auf der stromabwärts gelegenen Seite des vertikalen ' Winke1sd befindet, hat eine ■£. von 1 bis 15 mm, nach einer 5 bevorzugten Ausführungsform von 1 bis 5 mm.

Die Oberfläche 62 auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Winkelst hat eine Länge Cy > die zwischen 0,1 und 2 nun liegt; nach der bevorzugten Ausführungsform liegt die Länge ^2 i^m Bereich zwischen 0,1 und 1 mm.

Die Kantenoberfläche 61 und 62 der Abstreichkante 5 sind aus einem Karbidhartmetall bzw. Sinterkarbid mit einer Härte von ungefähr 70 oder mehr (auf der Rockwell A Härteskala) hergestellt, so daß die oben erwähnten Abrundungen

'" oder Abschrägungen nicht auftreten und dadurch die Verschleiß- · festigkeit dieser Oberflächen 61, 62 wesentlich verbessert wird.

Die Rückkante 6 hat eine Kantenoberfläche 63, die im wesentliehen parallel zu der Kantenoberfläche 62 der Abstreichkante 5 verläuft. Die Kan.tenoberfläche 63 der Rückkante 6 liegt dexr. Trägermaterial W mit der Stufe d gegenüber, wie oben beschrieben wurde. Die Kantenoberfläche 63 der Rückkante 6 hat eine Länge, die zwischen 1 und 5 mm, insbesondere zwischen 1 und 3 mm, liegt.

Die Abstreichkante 5 weist eine Kante 51 auf der stromaufwärts gelegenen Seite des vertikalen Winkelsa und eine Kante 53 auf der stromabwärts gelegenen Seite des vertikalen Winkels α auf. Eine obere Kante 52 ist zwischen den Kanten 51 und 53 angeordnet. Die Kanten 51, 52 und 53 sind nicht abgerundet oder abgeschrägt, d. h., sie sind nicht maschinell, insbesondere spanabhebend, bearbeitet worden. Die Kanten 51 und 53 laufen mit Seiten zusammen, die sich von dem Trägermaterial W wegerstrecken, wodurch mit den beiden oben erwähnten Oberflächen jeweils ein Winkel β von ungefähr 70 bis 90° gebildet wird.

Bei der Beschichtungsvorrichtung mit dem beschriebenen Aufbau wird das Trägermaterial W über Lauf- und Führungseinrichtungen, 3-" wie beispielsweise FührungsroIlen (nicht dargestellt) in der Weise gelegt, daß das Trägermaterial W einer im wesentlichen konstanten Spannung ^ausgesetzt wird und in Richtung seiner

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Dicke etwas gekrümmt bzw. gebogen ist- Wenn das so aufgelegte Trägermaterial W sich durch einen Tragmechanismus für den Extruder (nicht dargestellt) der Abstreichkante 5 nähert, so daß das Trägermaterial W gebogen wird und nahezu parallel zu der stromabwärts liegenden Oberfläche 61 der Abstreifkante 5 verläuft/ beginnt das System 2 die Zuführung der Beschichtungslösung C mit der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit. Die Beschichtungslösung C wird durch die Tasche 3 und den Schlitz 4 mit gleichmäßiger Strömungsgeschwindigkeit und mit gleichmäßiger Druckverteilung extrudiert.

Die Beschichtungslösung C wird der öffnung des Schlitzes zugeführt und fließt teilweise auf die Kantenoberfläche 63 der Rückkante 6, die dem Trägermaterial W mit einem kleinen Spalt gegenüberliegt, der der oben erwähnten Stufe d entspricht, wodurch in dem Spalt eine Art Perle bzw. Tropfen gebildet wird. Die Beschichtungslösung fließt längs der Oberfläche des Trägermaterials W, das sich kontinuierlich in Richtung des Pfeils A in der Weise bewegt, daß das Trägermaterial W von der Kantenoberfläche 61 , 62 der Abstreichkante 5 weggedrückt wird.

Kenn die oben beschriebene Bewegung der Besch ichtungslösung weiter fortgesetzt wird, wird das Trägermaterial W durch die 5 Beschichtungslösung, die in Form einer Schicht über die Breite des Trägermaterials W fließt, in' einem konstanten Abstand von der Kantenoberfläche 61, 62 der Abstreichkante 5 gehalten.

. Der konstante Abstand zwischen dem Trägermaterial W und der Kantenoberfläche 61, 62 der Abstreichkante 5 hängt von verschiedenen Bedingungen ab, wie beispielsweise der Spannung des Trägermaterials W, dem Abstand zwischen dem Trägermaterial W und dem Extruder 1 sowie der Strömungsgeschwindigkeit der Beschichtungslösung C. Wenn von diesen Bedingungen die Strömungsgeschwindigkeit der Beschichtungslösung C gesteuert wird, läßt sich der Trennabstand zwischen dem Trägermaterial W und der Kantenoberfläche 61, 62 der Abstreichkante 5, d. h.,.die Dicke des als Schicht aufgebrachten Films, leicht und genau

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festlegen.

Wie oben beschrieben wurde, besteht die Kantenober-• fläche 61, 62 der Abstreichkante 5 aus den stromauf bzw. stromab liegenden Oberflächen 62, 61, die einen stumpfen Winkel miteinander bilden; die gesamte Kantenoberfläche 62, 61 ist aus dem oben erwähnten Sinterkarbid- Material hergestellt. Deshalb sind die stromab und stromauf liegenden Oberflächen 62, 61 sehr gradlinig, bzw. eben hergestellt und die damit zusammenlaufenden Oberflächen sind sehr flach. Da die Länge ■<?. der stromab liegenden Oberfläche

61 größer als die Länge -£„ der stromauf liegenden Oberfläche

62 ist, wird weiterhin das Trägermaterial W nur extrem wenig gebogen. Das zwischen den Kantenoberflächen 61, 62 der Abstreichkante 5 und dem Trägermaterial W erfolgende Abstreichen wird glatt und stoßfrei durchgeführt; der auf- . gebrachte Film hat: in Richtung seiner Breite eine gleichmäßigere Dicke. Weiterhin wird nicht nur die extreme Durchbiegung des Trägermaterials W verhindert, sondern der er-

zeugte Keileffekt führt auch zu einer Erleichterung der Hochgeschwindigkeitsbeschichtung, die an der stromauf liegenden Oberfläche 62 durchgeführt wird.

Die Figuren 4 und 5 zeigen Modifikationen des oben beschriebenen Verfahrens zur Zuführung der Beschichtungslösung C zu der Tasche 3.

Bei der Modifikation nach Figur 4 wird wie bei dem Verfahren nach Figur 3 die Beschichtungslösung von einer Seite des Ex-

truders zugeführt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß an der anderen Äbschirmplatte 8 ein weiteres, kurzes Rohr C angebracht ist, so daß ein Teil der Beschichtungslösung C, der durch das kurze Rohr 9 an der Abschirmplatte 7 in das Rohr 3 injiziert wird, durch das kurze Rohr 10 ausgegeben wird, um dadurch zu verhindern, daß die Beschichtungslösung C zu lange in der Tasche 3 verbleibt. Dies ist insbesondere bei der Auf-

/6 ^:

bringung einer magnetischen Beschichtungslösung wesentlich, die thixotrop und kondensierbar ist.

Der in Figur 5 dargestellte Extruder kann erhalten werden, ein drittes kurzes Rohr 11 zu dem Extruder nach Figur 4 hinzugefügt wird'. Das heißt also, daß der Extruder nach Figur 5 zusätzlich zu den kurzen Rohren 9 und 10, die an den beiden Platten 7, 8 vorgesehen sind, ein kurzes Rohr 11 aufweist. Das kurze Rohr 11 steht mit dem im wesentlichen zentralen Bereich der Tasche 3 in Verbindung. Dieser Extrvder weist also ein zentrales Zuführsystem auf, bei dem die _>eschichtungslösung C durch das zentrale, kurze Rohr 11 zugeführt wird.

Ein Teil der Beschichtungslösung C, die in die Tasche injiziert wird, wird durch die kurzen'Rohre 9 und 10 nach aaien ausgegeben; die übrigbleibende Beschichtungslösung C wird durch der. Schlitz 4 mit gleichmäßigerer Druckverteilung extrudiert, ohne daß sie in der Tasche 3 zurückgehalten wird.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 5 sind jeweils verschiedene Ausführungsformen von Verfahren zur Zuführung der Beschichtungslösung für die Beschichtungsvorrichtung nach der Erfindung beschrieben worden; diese Verfahren können jedoch auch in Kombination eingesetzt werden. Weiterhin ist bisher eine zylindrische Tasche 3 beschrieben worden; als Alternative hierzu kann jedoch eine rechteckige, insbesondere quadratische Tasche verwendet werden, oder aber eine Tasche, die die Form eines Schiffsbodens hat. D.h. also, es kann jede beliebige Tasche verwendet werden, wenn sie eine solche Form hat, daß sich eine gleichmäßige Druckverteilung der Lösung in Richtung der Breite des Trägermaterials W ergibt.

Weiterhin können die Beschichtungseigenschaften sogar dann ausreichend aufrechterhalten werden, wenn der Hauptteil des Extrudes mit Ausnahme der Abstreichkante 5 nicht aus einem Sinterkarbid-Material hergestellt ist, d.h. also, der Block, der die Rückkante 6, den Schlitz 4 oder die Tasche 3 bildet.

Die oben beschriebene BeSchichtungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung bietet die folgenden neuen Effekte und Vorteile:

Wenigstens die Abstreichkante 5 des Extruders 1 ist aus einem Sinterkardib-Material hergestellt. Die Abstreichkante 5 weist die Kantenoberfläche 61, 62 auf, die ays zwei einen spitzen Winkel α bildenden Oberflächen bestehen. Die stromabwärts liegende Kante 51, die obere, spitze Kante 52 und die stromaufwärtsliegende Kante 53 der Abstreichkante 5 haben keine Abschrägung; außerdem haben diese Kante sowie die stromaufwärts und stromabwärts liegenden Oberfläche 62, 61 der Abstreichkante 5 einen merklich verbesserten Verschleißwiderstand. Damit wird also ohne ständiges Nachschleifen der Abstreichkante eine sehr hohe Beschichtungsgenauigkeit aufrechterhalten.

Die stromaufwärts und stromabwärts liegenden Oberflächen 61, 62, die die Kantenoberfläche der Abstreichkante 5 bilden, sind in dem stumpfen Winkel α zueinander angeordnet.

Der Extruder 1 liegt der Oberfläche des Trägermaterials W gegenüber, so daß das Trägermaterial W im wesentlichen parallel' zu der stromabwärts liegenden Oberfläche 61 der Abstreichkante 5 gebogen ist. Dadurch werden die Probleme vermieden, die auf eine extreme Durchbiegung des Trä-

germaterials W zurückzuführen sind. Dementsprechend ändert sich die Dicke des aufgebrachten Films nicht. Außerdem werden Längsstreifen vermieden, die durch zu große Spannungsänderungen erzeugt werden. 5

Wie oben beschrieben wurde, hat die Abstreichkante 5 einen dreieckigen Querschnitt. Dadurch ergibt sich ein Keileffekt, so daß die Beschichtüngslösung C glatter und gleichmäßiger in der Nähe der stromaufwärts liegenden Kante der stromaufwärtsliegenden Oberfläche 62 auf das Trägermaterial W aufgebracht wird. Dementsprechend kann mit der BeSchichtungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Beschichtung mit hoher Geschwindigkeit erfolgen.

Die Kantenoberfläche der hinteren Kante 6 ist um die Stufe d von der Verlängerung der stromaufwärts liegenden Oberflache 62 der Abstreichkante 5 zurückgezogen. Deshalb wird ein Kontakt zwischen dem Extruder und dem Trägermaterial W vermieden oder zumindest extrem klein gehalten. Dadurch läßt sich eine Verschlechterung der Qualität der Oberfläche des aufgebrachten Films aufgrund unbefriedigender Oberflächenqualität des Trägermaterials W, nämlich bei zerkratzter Oberfläche des Trägermaterials 5 W, vermeiden.

Die Beschichtungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist auf folgende Weise getestet worden:

Die in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Materialien wurden ausreichend gemischt und in einer Kugelmühle dispergiertf dieser Mischung wurden 30 Gew.-Teile eines Epoxid-Harzes (Epoxid-Äquivalent 500) zugesetzt. Die sich ergebende Lösung wurde gleichmäßig gemischt und dispergiert, wodurch eine magnetische Beschichtüngslösung erhalten wurde.

Tabelle

Y-Fe₃O₃ Pulver (nadeiförmige Teilchen mit einem durchschnittlichen, größeren Durchmesser von 0,5μΐη, 320 Oe)

Gew.-Teile

Vinylchlorid -Vinylazetat-Kopolymer (Kopolymerisationsverhältnis (83:13, Kopolymerisationsgrad 400)

Elektrisch leitender Ruß

30 Gew.-Teile

20 Gew.-Teile

Polymidharz (Amin-Wert 300) Lezithin

Silikon-Öl (Dimethylpolysilcxan)

Xvlol

Methylisobutylketon N-Butanol

15 Gew.-Teile 6 Gew.-Teile 3 Gew.-Teile

Gew.-Teile Gew.-Teile

Die Gleichgewichtsviskosität der so hergestellten magnetischen Beschichtungslösung wurde mit einem "Shimazu Rheometer RM-1", das von der Shimazu Seisakusho hergestellt wird. Die Viskosität betrug 8 P (Poise) mit einer Schergeschwindigkeit von 10 see und 1 P (Poise)

-1
mit einer Schergeschwindigkeit von 500 see.

Diese Beschichtung wurde mit der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Beschichtungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen aufgebracht (es wurde keine Abschrägung durchgeführt)

?0

(1) Trägermaterial:

Material -— Polyethylenterephthalat-Film

Dicke 20 μπι

Breite 300 mm

Spannung 2 kg/volle Breite und 4kg/

volle Breite

Bewegungsgeschwindigkeit 50 m/min und 100 m/min.

(2) Extruder:

Material der Abstreichkante SUS-27

■ ·

und Sinterkarb\d

Härte der Abstreichkante SUS 27:(60

oder weniger auf der Rockwell A Härteskala)

und Sinterkarbid: 15

(88 oder mehr auf der

Rockwell A Härteskala) Abstreichkante

Stumpfer Winkel (μ) -_Γ- 160, 165, 170, 178 und 180 Grad

Längs { £_Λ) der stromabwärts liegenden Oberfläche 0,5, 1, 10, 15 und 16 mm

Länge (/₂) der stromaufwärts liegenden Oberfläche 0.05, 0,1, 1, 2 und 3 mm

⁵ Rückkante

Länge (^₃) der Kantenoberfläche

0,05, 1,5 und 6 mm

Stufe (d) 0,01, 0,5, 1 und 1,5 mm

■³⁰ (3) Dicke des aufgebrachten Films

(nach dem Trocknen 2μπι und 10 μπι

(4)' Beschichtungszeit (insgesamt) 500 Stunden

Als Ergebnis konnte folgendes bestätigt werden:

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(1) Der aus SUS-27 hergestellte Extruder war nach ungefähr 50 Stunden soweit abgenutzt, daß sich die Dicke des aufgebrachten Films stark änderte. Andererseits war der aus Sinterkarbid hergestellte Extruder nach 500 Stunden praktisch kaum abgenutzt.

(2) Bei jedem der aus SUS-27 hergestellten Extruder wurden an beiden Kanten sowie an der oberen Kante der gebogenen Kantenoberfläche der Abstreichkante ungeglättete Bereiche wie beispielsweise Grate, gefunden. Das bei der Wislergabe erhaltene Ausgangssigr.al von dem aufgebrachten Film, der mit dem Extruder aus SUS-27 hergestellt wurde, war starken Schwankungen unterworfen.

Keine Mängel wie beispielsweise Grate, wurden bei einem der Extruder gefunden, die aus Sinterkarbid hergestellt wurden. In Abhängigkeit von den Bedingungen, die für die Kanten eingestellt: wurden, hatten jedoch einige aufgebrachte Filme Mängel in Bezug auf die Dicke und die Oberflächenqualität.

(a) Wenn der Winkel (α) auf 160 ° eingestellt wurde, nahm der Kontaktwinkel des Extruders mit dem Trägermaterial in der Nähe der oberen Kante zu; als Ergebnis hiervon entstanden manchmal Mängel, wie beispielsweise Längsstreifen. Es ist deshalb nicht günstig, einen Winkel von 160° zu verwenden.

Wenn der Winkel auf 180° eingestellt wurde, d.h., wenn die Abstreichkante flach gemacht wurde, nahm der Kontaktwinkel an der stromaufwärts liegenden Kante zu; als Ergebnis hiervon wurden häufig Mangel, wie beispielsweise Längsstreifen, gebildet, während die Dicke des aufgebrachten Films in Richtung der Breite ungleichmäßig war.

(b) Wenn die Länge (-£..) der stromabwärtsliegenden Oberfläche der Abstreichkante auf 0,5 mm eingestellt wurde, war die Abstreichwirkung nicht ausreichend; als Ergebnis hiervon war die Dicke des aufgebrachten Films nicht gleichmäßig. Wenn die Länge auf 16 nun eingestellt wurde, nahm der Spannungsverlust des Trägermaterials zu. Als Folge hiervon ergab sich ein unstabiler Lauf des Trägermaterials. Es ist also nicht günstig, die Länge auf 0,5 mm oder 16 mm einzustellen.
10

(c) .Wenn die Länge ( .£ ~) der stromaufwärts liegenden Oberfläche der Abstreichkante auf 0,0 5 mm eingestellt wurde, wurde zuviel Beschichtungslösung auf das trägermaterial aufgebracht. Wurde die Länge auf 3 mm eingestellt, bestand die Gefahr, daß die Beschichtungslösung in Richtung der Breite von der stromaufwärts liegenden Oberfläche abfließer, konnte. Es war also nicht zweckmäßig, eine Länge vor. 0,05 oder 3 mm zu verwenden.

(d) Die Länge ( -^-J der Kantenoberfläche der Rückkante und die Stufe d hatten variable optimale Werte, und zwar in Abhängigkeit von den Kontaktwinkeln des Trägermaterials mit der Abstreichkante; es hat sich jedoch herausgestellt, daß befriedigende Ergebnisse erhalten werden können, in— dem die Länge (-^3) der Kantenoberfläche im Bereich von 1 mm bis 5 mm und die Stufe d im Bereich von 0,01 mm bis 1 mm eingestellt werden.

Leerseite

Claims

GRÜNECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR &

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

A GRÜNECKER, ooi-ing

DR H. KINKELDEY. offing

DR W STOCKMAIR. ο«, img.aee

OR K SCHUMANN. .c»n- pmvi

P. H. JAKOB, nn. .nt.

DR G BEZOLD. opv- cmem

W MFISTER. OFi ing

H HILGtRS. OPi ing

OR H. MEYER-PLATH. 0.1=1 ing

FUJI PHOTO FILM CO., IffiD.

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

8000 MÜNCHEN 22 MAXIMILIANSTEJASSE Λ3

P 16 698-dg

10. November 1981

Beschichtungsvorrichtung

Patentansprüche

1J Mit Extrusion arbeitende Beschichtungsvorrichtung für die kontinuierliche .Extrusion einer Beschichtungslösung' aus einem offenen Ende eines Schlitzes, der sich nahe bei der Oberfläche eines bahnförmigen, flexiblen Trägermaterials befindet, das kontinuierlich längs einer vorgegebenen Bahn läuft, um die Beschichtungslösung auf die Oberfläche des Trägermaterials aufzubringen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Schlitzes (4) eine Abstreichkante (5) angeord-

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net ist, um eine gewünschte Dicke der Beschichtungslösung (C), die auf das Trägermaterial (W) aufgebracht wird, zu dosieren, und daß die Abstreichkante (5) eine Abstreichoberfläche hat, die zu dem Trägermaterial (W) hin gebogen ist, so daß die Abstreichkante einen drei-· eckigen Querschnitt hat/und daß die Abstreichoberfläche (61, 62) in der Weise nahe bei dem Trägermaterial (W) angeordnet ist, daß das Trägermaterial (W) im wesentlichen mit einem dreieckigen Querschnitt gebogen wird.

2. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die Abstreichkante (5) aus e"uiem Sinterkarbid besteht.

3. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreichoberfläche zwei Oberflächen (61, 62) aufweist, die einen Winkel von wenigstens 165° miteinander bilden, daß die Oberfläche, die sich auf der stromabwärts liegenden Seite des Trägermai: er ials (W) befindet, eine Länge von 1mm bis 15 mm hat, und daß die andere Oberfläche, die sich auf der stromaufwärts liegenden Seite des Trägermaterials (W) befindet, eine Länge von 0,1 nun bis 2 mm hat.

4. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des offenen Endes des Schlitzes (4) eine Rückkante (6) vorgesehen ist, die dem Trägermaterial (W) so gegenüberliegt, daß die Rückkante (6) von einem Bodenbereich der gebogenen Abstreichoberfläche auf der stromaufwärts liegenden Seite des Trägermaterials (W) zurückgezogen ist, wodurch auf der stromaufwärts'liegenden Seite des Trägermaterials (W)

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eine Stufe (d) mit der gebogenen Abstreichoberfläche gebildet wird.

5. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkante (6) eine Länge von 1 ,1 mm bis 4,9 mm hat, und daß die Stufe (d) eine Länge von 0,02 ■ mm bis 0,09 mm hat.

6. Beschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Tasche (3) für die Zuführung der Beschichtungslösung (C) zu dem Schlitz (4), wobei die Tasche (3) eine Länge hat, die der Breite des zu beschichtenden Trägermaterials (W) entspricht, und durch ein Rohr (9) an einem Ende der Tasche (4) für die Zuführung der Beschichtungslösung (C) zu der Tasche (3).

7. Beschichtuncsvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein zweites Rohr (10), das sich an dem anderen Ende der Tasche (Ξ) befindet, um die Beschichtungslösung 0 (C) nach außen abzugeben.

8. Beschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Tasche (3) für die Zuführung der Beschichtungslösung (C) zu dem Schlitz (4), wobei die Tasche (3) eine Länge hat, die der Breite des zu beschichtenden Trägermaterials (W) entspricht, und durch ein erstes, zweites und drittes Rohr (9, 10, 11), von denen sich das erste und zweite Rohr (9, 10) an den gegenüberliegenden Enden der Tasche (3) und das dritte Rohr (11) an einem zentralen Bereich der Tasche (3) befinden, wobei das dritte Rohr (11) der Tasche (3) die Beschichtungslösung (C) zuführt und das erste und zweite Rohr (9, 10) die Beschichtungslösung (C) aus der Tasche (3) nach außen abgeben.

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9. Beschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der
Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche einen kreisförmigen Querschnitt hat.

10. Beschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche (3) die Form eines Schiffsbodens hat.