Устройство для изготовления триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов

 

Использование: изготовление триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов и получение пленок из растворов полимеров. Сущность изобретения: по ходу технологического процесса между ленточной отливочной машиной и узлом комбинированной досушки установлен узел релаксации. Он содержит первую камеру релаксации набуханием и вторую камеру релаксации нагреванием, которые разделены сплошной перегородкой с щелью для прохода пленки. Первая камера снабжена патрубками для подачи и отвода насыщенного парами органических растворителей теплоносителя из отливочной машины, а вторая - патрубками для подачи и отвода теплоносителя, не насыщенного парами растворителей из узла досушки. В узле релаксации пленка транспортируется по опорным валикам при помощи движителя с электроприводом, который синхронизирован с приводами отливочной машины, узла досушки и узла смотки пленки. В щели сплошной перегородки размещен герметизирующий затвор. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к химико-фотографической промышленности, а именно к оборудованию для изготовления триацетатцеллюлозной (ТАЦ) основы кинофотоматериалов (КФМ), может быть использовано в других отраслях промышленности для получения пленок из растворов полимеров (поляроидных, поликарбонатных и других). Цель изобретения повышение качества получаемой ТАЦ основы КФМ за счет выравнивания структуры полимера по толщине пленки и снижение ее скручивания. Кроме того, целью является снижение потерь органических растворителей. Размещение узла релаксации между отливочной машиной и комбинированной досушкой обеспечивает обработку максимально влажной пленки, что является важным условием обеспечения подвижности макромолекул полимера, облегчает их сворачивание и снятие напряженности структуры особенно в поверхности зеркальной стороны основы. Известно, что макромолекулы пленки, снятой с твердой поверхности, обладают значительными внутренними напряжениями. Стеклообразное состояние пленки ограничивает возможность протекания в ней релаксационных процессов. Уменьшение внутренних напряжений в таких пленках будет проходить чрезвычайно медленно, если этому не будут способствовать такие факторы, как повышение температуры (нагревание) и (или) набухание. Использование согласно изобретению релаксатора обеспечивает проведение процесса релаксации поочередно по обоим указанным механизмам. Релаксация набуханием обеспечивается тем, что ТАЦ основа, снятая с твердой поверхности, имеющая неравномерную по толщине влажность и неравномерные по толщине структуру и напряженность молекул, попадает в атмосферу, насыщенную парами оpганических растворителей. В результате резко снижается скорость сушки, а при высокой концентрации (> 350 г/м³) возможно даже растворение поверхностной корочки. Это облегчает диффузию растворителей из средних слоев пленки к поверхности, происходит выравнивание концентрации по слоям пленки, т.е. формируется единообразная структура по ее толщине. Последующий переход основы в зону повышенных температур усиливает подвижность молекул полимера, облегчает и ускоряет их сворачивание. Во второй камере начинается высушивание пленки ТАЦ основы, но уже двухстороннее при равномерной влажности по толщине. В обоих камерах релаксатора не нужны активные гидродинамические режимы теплоносителя, поэтому его расход через патрубки подачи ПАС и ПВС должен быть минимальным, обеспечивающим лишь доставку в камеры растворителей и тепла. Промышленная практика показывает, что отходящая из сушильных каналов отливочной машины ПАС имеет температуру 30 -50^oC при концентрации паров растворителей (в зависимости от зоны сушильных каналов) 300 600 г/см³. ПВС из комбинированной досушки отводится с концентрацией 20 30 г/м³ при температуре 50 60^oC, т. е. перед подачей в камеру релаксации она должна быть подогрета до 80 120^oС. Другим отличием предлагаемого устройства является то, что оно снабжено установленным в щели в сплошной перегородке между камерами релаксации набуханием и нагреванием герметизирующим затвором. В предпочтительном варианте камера релаксации набуханием должна быть снабжена вторым герметизирующим затвором на входе пленки. Он может быть расположен либо на корпусе релаксатора, либо в переходном канале, либо на выходе пленки из отливочной машины, т. е. на входе в переходной канал. В последнем случае это штатный герметизирующий затвор отливочной машины. Использование герметизирующего затвора на щели сплошной перегородки релаксатора предотвращает перетекание высококонцентрированных паров растворителей из камеры релаксации набуханием в камеру релаксации нагреванием, которая сообщена с открытым контуром циркуляции ПВС комбиниpованной досушки, т. е. снижает потери ценных органических растворителей из технологического процесса, уменьшает загазованность рабочего помещения. Использование двух герметизирующих затворов (на входе пленки в зону релаксации набуханием и на выходе из нее) дает возможность создать различные концентрации растворителей в ПАС и таким образом регулировать степень релаксации. Eще одним отличием предлагаемого устройства является то, что узел релаксации снабжен барабанным движителем с электроприводом, причем электропривод синхронизирован с приводом отличной машины, комбинированной досушки и смотки. Cнабжение релаксатора движителем с электроприводом, синхронизированным с электроприводами отливочной машины, комбинированной досушки и смотки, позволяет поддерживать стабильным натяжение транспортируемой по роликовому тракту пленки, что особенно важно для узла релаксации, в котором пленка находится в аморфном состоянии, малопрочна и легко подвержена деформации и обрыву. На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 продольный разрез узла релаксации. Устройство для изготовления ТАЦ основы КФМ содержит отливочную машину, включающую герметичный корпус 1 с образованием верхнего 2 и нижнего 3 сушильных каналов, отливочный узел, выполненный в виде смонтированной на ведущем 4 и ведомом 5 барабанах бесконечной металлической ленты 6 с верхней и нижней ветвями, расположенными соответственно в верхнем 2 и нижнем 3 сушильных каналах, установленную над ведущим барабаном 4 фильеру 7 для подачи раствора ТАЦ на зеркальную поверхность металлической ленты. Средство для подготовки и подачи ТАЦ раствора условно не показано. Наиболее целесообразно его выполнить в виде ведущего барабана 4 с теплообменной полостью, а перед фильерой 7 расположен смеситель-теплообменник, теплообменная полость которого последовательно сообщена с теплообменной полостью, выполненной в фильере 7, и с теплообменной полостью ведущего барабана 4. У ведущего барабана 4 расположен отрывной валик 8 для снятия с металлической ленты 6 сформированной на ней пленки ТАЦ основы. На выходе пленки из отливочной машины может быть установлен герметизирующий затвор (не показан). Корпус 1 снабжен патрубками 9 подачи ПАС на внутреннюю и наружную стороны металлической ленты 6 и патрубками 10 для отвода ПАС от внутренней и наружной сторон ленты 6. Сушильные каналы 2 и 3 могут быть снабжены также газораспределительными решетками струйного обдува внутренней стороны металлической ленты 6 (не показано). Отливочная машина снабжена также средством подготовки и подачи ПАС в патрубки 9 и отвода ПАС из патрубков 10, выполненным в виде контура циркуляции ПАС, содержащего напорную и отсасывающую линии вентилятора 11, соединенного с калорифером 12, конденсатором 13, рекуперационным теплообменником 14. Для упрощения на чертежах не показаны запорно-регулирующая арматура, а также фильтры. Средство подготовки и подачи ПАС наиболее целесообразно выполнять по двухконтурной схеме, согласно которой отсасывающие линии вентиляторов первого и второго контуров циркуляции теплоносителя соединены с верхним сушильным каналом 2 ленточной отливочной машины, напорная линия первого контура соединена с нижним сушильным каналом 3, а напорная линия второго контура соединена с верхним сушильным каналом 2. При одноконтурной и при двухконтурной схемах циркуляции ПАС конденсатор органических растворителей из ПАС содержит горизонтальный корпус с патрубками подачи и отвода ПАС и хладагента, патрубками отвода конденсата с гидрозатвором. В корпусе по ходу ПАС размещены камеры предварительного охлаждения, промежуточная неохлаждаемая камера и камеры конденсации. В камерах предварительного охлаждения и конденсации установлены трубчатые блоки охлаждения. Корпус снабжен перфорированной горизонтальной перегородкой, при этом камера предварительного охлаждения размещена над перегородкой, а камера конденсации под нею. Кроме перечисленного, самостоятельно или дополнительно к средству подготовки и подачи ПАС отливочная машина может быть снабжена (не показано) установленной на корпусе 1 холодильной камерой с элементом конденсации причем воздушная полость холодильной камеры непроточна для ПАС и сообщена непосредственно по меньшей мере с одним сушильным каналом 2 и 3, а элемент конденсации расположен ниже соответствующей ветви бесконечной металлической ленты. По ходу технологического процесса после отливочной машины устройство для изготовления ТАЦ основы КФМ снабжено узлом релаксации, включающим корпус 15, в котором по ходу движения пленки содержится камера релаксации набуханием 16, затем камера релаксации нагреванием 17, разделенные сплошной перегородкой 18 со щелью 19, в которой размещен гидрозатвор 20. Камера релаксации набуханием 16 снабжена патрубком 21 подачи ПАС и патрубком 22 отвода ПАС. Газоход, соединяющий вентилятор 11 с патрубком 21, может быть снабжен калорифером (не показано). Камера релаксации нагреванием 17 снабжена патрубком 23 подачи ПВС к патрубкам 24 отвода ПВС. Узел релаксации снабжен опорными валиками 25 и 26, по которым транспортируется пленка ТАЦ основы в виде петель или змейкой. С отливочной машиной узел релаксации соединен переходным каналом 27, а с комбинированной досушкой переходным каналом 28. Узел релаксации снабжен также барабанным движителем 29. Электропривод барабанного движителя условно не показан. В узле релаксации может быть расположен компенсатор 30. После релаксации по ходу технологического процесса расположена комбинированная досушка, содержащая зоны сушки 31, которых может быть более одной и которые могут располагаться в ряд или поэтажно, зоны 32 и 33 нанесения промежуточных слоев (противоореольный, антистатический и другие), арочные сушилки 34 и 35 для высушивания этих слоев. В предпочтительном варианте арочные сушилки могут быть выполнены по схеме, согласно которой сушилка дополнительно снабжена диффузором подачи сушильного агента, расположенным в днище сушильного короба под диффузором (патрубком) отсоса. Кроме того, зона сушки 31, а если зон более одной, то обязательно по крайней мере первая по ходу пленки зона, может иметь шкаф (корпус) с петлевым роликовым трактом пленки и перфорированными стенками (не показаны), установленными в петлях обрабатываемой ТАЦ пленки вдоль и параллельно воздушной стороне ветвей петли. Комбинированная досушка снабжена также средством подготовки и подачи ПВС, состоящим из вентилятора 36, который может быть предусмотрен для каждой зоны, с заборником 37 атмосферного (или из кондиционера) воздуха, калорифером 38, 39, 40 и 41. Зоны сушки 31, 34 и 35, а также камера релаксации нагреванием соединены с отсасывающим ПВС вентилятором 42, которые могут быть предусмотрены для каждой зоны раздельно. Для зоны сушки 31 может быть предусмотрена линия рециркуляции ПВС (показано штриховой линией). Комбинированная досушка должна быть снабжена по крайней мере одним барабанным движителем (не показано). Так как промежуточных слоев на ТАЦ основу КФМ может наноситься больше двух, то комбинированная досушка может быть сдвоена. После комбинированной досушки по ходу технологического процесса расположен узел смотки 43. Обрезка кромок пленки и их насечка условно не показаны. Устройство для изготовления ТАЦ основы КФМ работает следующим образом. Пленкообразующий раствор ТАЦ в органических растворителях (метиленхлорид, метанол, бутанол) при помощи фильеры 7 или экструдера наносится тонким слоем на зеркальную поверхность бесконечной металлической ленты 6, последовательно проходит верхний сушильный канал 2, огибает ведомый барабан 5, поступает в нижний сушильный канал 3 и снимается с ленты 6 на боковой стороне приводного барабана 4 при помощи отрывного валика 8 в виде высушенной до влажности 15 - 20% аморфной пленки 44. Далее через герметизирующий затвор и переходной канал 27 пленка поступает в узел релаксации сначала в камеру релаксации набуханием 16, через щель 19 с гидрозатвором 20 переходит в камеру релаксации нагреванием и через переходной канал 28 направляется в комбинированную досушку. Здесь в зоне сушки 31 пленка ТАЦ основы высушивается до 5% влажности, затем ее охлаждают (не показано) и в зоне 32 при помощи набрасывающего валика на пленку наносится первый промежуточный слой, с которым пленка поступает в арочную сушилку 34, где этот слой высушивается. После второго охлаждения (не показано) пленка поступает в следующую зону нанесения промежуточного слоя 33 на противоположную сторону пленки. Нанесенный слой затем высушивается в арочной сушилке 35 и поступает на смотку 43, перед которой у готовой основы 44 обрезается утолщенная кромка и производится насечка краев (не показано), чтобы витки пленки в рулоне не скользили относительно друг друга. Рулон затем направляется на поливные машины для нанесения светочувствительных слоев КФМ. Теплоноситель ПАС циркулирует по замкнутому контуру. Вентилятором 11 ПАС подается в калорифер 12, где нагревается до заданной температуры, и поступает в верхний 2 и нижний 3 сушильные каналы через патрубки 9, обдувает металлическую ленту 6 и нанесенный на нее пленкообразующий раствор, высушивая его и насыщаясь при этом растворителями до концентрации 600 800 г/м³, и отводится через патрубки 10 с температурой 40-60^oC на теплорекуперационный теплообменник 14, где отдает тепло холодной ПАС, поступающей из конденсатора 13. Охлажденная ПАС затем поступает в конденсатор 13, где происходит конденсация растворителей до концентрации, разновесной с температурой хладагента. Обычно эта концентрация равна 250 350 г/м³. Очищенная в конденсаторе ПАС вновь поступает в теплорекуперационный теплообменник 14, где отдает холод потоку ПАС, поступающему из сушильных каналов 2 и 3. Очищенная в конденсаторе 13 и частично подогретая в теплообменнике 14 ПАС возвращается на всасывание вентилятора 11, и контур циркуляции ПАС замыкается. Часть потока ПАС тем же вентилятором 11 (вентилятор может быть и отдельным) направляется через патрубок 21 в камеру релаксации набуханием 16. Если вентилятор для подачи ПАС в узел релаксации индивидуальный, то ПАС целесообразно брать непосредственно из сушильных каналов от патрубка 10. В камеру релаксации набуханием 16 в атмосферу ПАС, насыщенную парами органических растворителей, поступает пленка с неравномерной по толщине влажностью и имеющая неравномерную по толщине структуру полимера, а также напряженную структуру, особенно в зеркальной поверхности. Пары растворителей резко снижают или даже подавляют процесс испарения растворителей из пленки, облегчают диффузию растворителей из более влажных в менее влажные соли пленки, т.е. происходит выравнивание концентрации по толщине и создаются равные условия релаксации (сворачивания) молекул полимера по слоям, формируется единообразная структура полимера по толщине. Теплоноситель ПВС для комбинированной досушки циркулирует по открытому контуру. Атмосферный воздух через заборник 37 (или из кондиционера) вентилятором 36 подается в калориферы 38, 39, 40 и 41, где подогревается до заданной температуры и затем поступает в зону сушки 31, в арочные сушки 34 и 35, а также в узел релаксации в камеру 17 релаксации нагреванием. Отработанная ПВС с малыми концентрациями растворителей вентилятором 42 отводится из зон сушки и из релаксатора на рекуперацию углем (РУ). Пленка ТАЦ основы после камеры релаксации набуханием 16, где произошло полное или частичное выравнивание концентрации растворителей и полимера по толщине, поступает в камеру релаксации нагреванием 17. Здесь при температуре 80 -120^oC и в малонасыщенной растворителями атмосфере ПВС осуществляется тепловая обработка пленки и начинается ее двухстороннее высушивание при слабых гидродинамических режимах ПВС, чтобы не форсировать высушивания, а за счет тепла увеличить подвижность молекул полимера и облегчить их сворачивание. После узла релаксации пленка 44 поступает в комбинированную досушку со значительно более равномерный структурой полимера по толщине. После снятия с бесконечной металлической ленты 6 пленка ТАЦ основы транспортируется по опорным валикам 25 в узле релаксации и в зонах сушки комбинированной досушки. Транспортирование пленки осуществляется при помощи барабанных движителей 29 (предпочтительно вакуумных), которые синхронизированы между собой, а также с приводом отливочной машины и смотки. Синхронизация всех приводов совместно с компенсаторами 30 позволяет поддерживать стабильным натяжение транспортируемой по роликовому тракту пленки, что особенно важно для узла релаксации, в котором влажная пленка находится в аморфном состоянии, малопрочна, легко подвержена деформации и обрыву. Таким образом, изобретение обеспечивает повышение качества изготавливаемой ТАЦ основы КФМ за счет выравнивания структуры полимера по толщине пленки, а также за счет снятия напряженности структуры полимера и снижения скручивания пленки. На опытно-промышленном агрегате планируется достигнуть скорости отлива 6 8 м/мин при длине бесконечной металлической ленты в развертке 30 м и при одинарной комбинированной досушке. По сравнению с эксплуатируемыми в настоящее время отливочными агрегатами со скоростью 2 3 м/мин ожидается повышение производительности в 2 3 раза при повышении качества ТАЦ основы КФМ. Планируется использование 8 машин с длиной металлической ленты в развертке 50 м и со сдвоенной комбинированной досушкой. Скорость отлива должна достигнуть 12 15 м/мин при повышении качества основы.

Формула изобретения

1. Устройство для изготовления триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов, содержащее установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой транспортными средствами отливочную машину со средством подготовки и подачи раствора триацетата целлюлозы на твердую поверхность формой, формования и со средством подготовки и подачи пароазотной смеси в сушильные каналы машины, комбинированную досушку с зонами сушки, средствами нанесения промежуточных слоев и высушивания их, и со средством подготовки и подачи паровоздушной смеси в зоны сушки, узел смотки, отличающееся тем, что, с целью повышения качества основы за счет выравнивания структуры полимера по толщине пленки и снижения ее скручивания, устройство снабжено узлом релаксации, расположенным по ходу технологического процесса между отливочной машиной и комбинированной досушкой и содержащим камеру релаксации набуханием и камеру релаксации нагреванием, которые разделены сплошной перегородкой со щелью для прохода обрабатываемой основы, причем первая камера снабжена патрубками для подачи и отвода пароазотной смеси, а вторая камера снабжена патрубками для подачи и отвода паровоздушной смеси и обе камеры снабжены опорными валиками для транспортировки основы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью снижения потерь органических растворителей, узел релаксации снабжен герметизирующим затвором, расположенным в щели сплошной перегородки. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел релаксации снабжен движителем с электроприводом, причем электропривод синхронизирован с приводом отливочной машины, комбинированной досушки и узла смотки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2