Всесоюзная

 

О П И С А Н И Е 372778

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскик

Социалистическик

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Заявлено ОЗ.VI.1969 (№ 1334825/1362734/18-10)

Приоритет 03.VI.1968, № 733944, США

М. Кл. В 05с 1j14

G 03с 1/74

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 01.lll.1973. Бюллетень № 13

УДК 77.021.531(088.8) Дата опубликования описан ия 25.IV.1973

Автор изобретения

Иностранец

Джек Фрэнсис Грэйлер (Великобритания) Иностранная фирма

«Истман Кодак Компани» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ПОДЛОЖКУ

Изобретение относится к области фотохимической промышленности.

Известны устройства для нанесения покрытий на движущуюся подложку, содержащие бункер с регулируемой щелью, из которой вытекает плоская струя в виде завесы, ограниченной по краям стойками, при этом бункер снабжен трубопроводами.

Предложенное устройство аналогичного назначения обеспечивает более равномерное нанесение покрытия, регулировку толщины наносимого слоя. Достигается это тем, что раздаточная шель расположена в верхней части бункера, рабочая поверхность которого выполнена наклонной и оканчивается носиком, обеспечивающим стекание поступающей из щели эмульсии в форме устойчивой или свободно падающей завесы. Направляющие стойки, регулируемые по высоте относительно движущейся подложки, связаны с приводом. Под бункером укреплен экран и слив с дефлектором, изменяющим направление падающей завесы. Направляющие стойки прикреплены одним концом к носику бункера и проходят вниз за траекторию движения подложки. Верхние концы направляющих стоек расположены непосредственно у носика бункера, а нижние концы заканчиваются над траекторией движения пленки, причем нижний конец каждой стойки имеет упругий выступ, охватывающий поверхность подложки.

На фиг. 1 показан бункер для нанесения фо5 тографических покрытий на подложку, вертикальное сечение; на фиг, 2 — верхняя часть модифицированного бункера, вертикальное сечение; на фиг. 3 — бункер в аксонометрической проекции, вариант; на фиг. 4, 5 и 6—

10 устройство для нанесения покрытия на подложку, варианты; на фиг. 7 и 8 — аксонометрические проекции боковых направляющих для свободно падающей вертикальной завесы; на фиг. 9 — боковая направляющая с воздуш15 ным экраном, связанным с вакуумным вытяжным вентилятором; на фиг. 10 — схема расположения свободно падающей завесы относительно ролика, несущего подложку; на фиг. 11 — боковая направляющая, вариант;

20 на фиг. 12 — технологическая линия с устройством для нанесения покрытий.

Предложенное устройство обеспечивает нанесение жидких фотографических покрытий на движущуюся подложку путем создания

25 свободно падающей на эту подложку завесы из эмульсии. Изменением сил, действующих на завесу, можно изменить ее толщину; например, под действием силы тяжести скорость

372778

30

40

50

60 падаюгцей жидкости увеличивается, а толщина завесы пропорционально уменьшается.

Если свободно падающая завеса вначале генерируется так, что в ней отсутствует турбулентность, т. е. скорость потока равна во всех точках по линии завесы, то эти характеристики сохраняются и при падении даже в точках, где завеса становится крайне тонкой. Слой эмульсионного покрытия, нанесенный па движущуюся подложку при помощи свободно падающей завесы, везде равен по толщине. Чтобы получить равную скорость потока по всей ширине завесы, средства, применяемые для создания завесы, должны обеспечить низкую кинетическую энергию жидкости в начале ее свооодного падения, т. е. возможно меньшую скорость при образовании свободно падающей завесы (менее 20 — 10 сл/сею).

Скорость падающей жидкости у нижнего конца свободно падающей завесы, т. е. скорость соударения, равняется сумме начальной скорости истечения, приданной жидкости, и скерости, приобретенной при свободном падении пег действием силы тяжести. Скорость соударения может быть весьма высокой в реУ Ъ зультате увеличения высоты свободного падения, и все же в завесе скорость потока равна по всей ее ширине. Завеса защищена от разрушающих воздействий, подобных воздушному потоку, при свободном падении.

Поскольку свободно падающая завеса может быть шире подложки, подлежащей покрытию, равная скорость потока необходима только в мес ах взаимодействия подложки и завесы. Кроме того, поскольку часть покрытой подложки, расположенная вдоль продольной кромки, может быть зачищена или отбракована (из-за неравномерности покрытия по краям), то завеса должна иметь одинаковую скорость потока в основном в той части, где она взаимодействует с подложкой.

Стабильность свободно падающей вертикальной завесы, т. е. непрерывного потока в какой-либо ее части, достигается при скорости потока жидкой фотографической эмульсии, равной по крайней мере 05 см в секунду на сантиметр ширины завесы. Для достижения очень малой толщины и очень высокой равномерности эмульсионного слоя фотографического покрытия необходимо, чтобы отношение скорости потока, измеренной в кубических сантиметрах в секунду на сантиметр ширины завесы, к скорости движения подложки, подлежащей покрытию, измеренной в сантиметрах в секунду, было меньшим чем 0,015.

Устройство для нанесения жидких фотографических эмульсий на поверхность подложки (см. фнг. 1) включает бункер 1 с загруженным в него через отверстие 2 жидким фотографическим покрытием. В нижней части бункера выполнена удлиненная раздаточная щель 8, ширина которой регулируется эксцентриком 4.

Бункер и раздаточная щель 8 расположены поперек движения подложки (см, стрелку А), г. е. ленты или листов, подлежащих покрытию

Стойки б предусмотрены для регулируемой установки бункера, кроме того, они являются направляющими для свободно падающей завесы б покрывающей жидкости, Под бункером ниже подложки помещен сборник 7 для захвата переливающейся жидкости, которая может быть возвращена в бункер. В сборнике

7 закреплена полоса 8, способствующая начальной установке свободно падающей вертикальной завесы и уменьшающая образование воздушных пузырьков в покрывающей, эмульсии, так как эта полоса предотвращает завихрение покрывающей эмульсии при ее входе в сборник.

При работе устройства жидкое фотографическое покрытие, например желатиновая эмульсия галоидного серебра, подается в бункер со скоростью порядка 0,5 см в секунду на сантиметр ширины завесы. Для создания свободно падающей завесы б покрывающая жидкость не выдавливается под давлением (верх бункера открыт), а под действием силы тяжести вытекает через раздаточную щель 8, В некоторых случаях раздаточную щель выполняют конусообразной в направлении к входному отверстию 2, чтобы обеспечить равномерную скорость потока, поскольку бункер заполняется только с одной стороны. Использованием бункера гравитационного типа (подача под действием силы тяжести) добиваются того, чтобы слой жидкости, вытекающий через раздаточную щель, входил в завесу с низкой скоростью, например меньшей 10 см/сек. В результате образуется очень устойчивая завеса раствора, имеющего низкую вязкость и низкую скорость потока, что и требуется для изготовления фотографических покрытий.

Для регулирования высоты свободно падающей вертикальной завесы бункер установлен па боковых стойках 5. Механизм регулировки составлен из рейки 9, укрепленной с одного конца бункера, и находящейся с ней в зацеплении и шестерни 10.

Бункер, показанный на фиг. 2, формирует свободно падающую завесу более простым способом.

Жидкая фотографическая эмульсия при помощи насоса подается с постоянной скоростью, соразмерной с заданной толщиной покрытия, которое требуется нанести на подложку, движущуюся с заданной скоростью, через зону нанесения покрытия в полость 11 и далее через вертикальную узкую удлиненную прорезь

12 на наклоненную киргизу скользкую поверхность 18. Слой жидкости, вытекающей из раздаточной щели, равномерен по толщине и стекает вниз по скользкой поверхности 18 под действием силы тяжести. Достигая нижней кромки, или носика 14, скользкой поверхности, он образует свободно падающую завесу б, равномерную по толщине. В бункере этого типа скорость слоя перед входом в завесу в вертикальном направлении близка к нулю и, следовательно, количество жидкости в месте истечения завесы является минимальным. В

372?7oо результате получают свободно падающую завесу фотографической жидкой эмульсии оптимальной толщины, причем слой является весьма равномерным, и, кроме того, сохраняется устойчивость завесы, несмотря на низкую вязкость покрывающей эмульсии и низкую скорость потока. Это особенно важно в том случае, когда в фотографическую эмульсию добавляется говерхностно активное вещество, так как за время прохождения текущего слоя по скользкой поверхности возможна диффузия поверхностно активного вещества в поверхность раздела текущих слоев жидкости перед образованием ими завесы. Благодаря этому сии>кается поверхностное натяжение свободно падающей вертикальной завесы, что еще больше увеличивает ее стабильность.

На фиг. 3 показано устройство для нанесения покрытия в аксонометрической проекции.

Продольные края свободно падающей завесы охвачены вертикальными боковыми стойками

5, которые ограничивают также подложку (ленту) 15, подлежащую покрытию, Стойки облегчают формирование вертикальной завесы, предотвращают «заворачивание» ее краев и обеспечивают таким образом равномерность завесы по всей ее ширине. Завеса стремится расшириться в местах, близких к краевым направляющим, поэтому если направляющие помещены в пределах подло>кки, то покрытие, нанесенное у краев подложки, оказывается более толстым, чем покрытие, нанесенное на основную часть подложки, и при сушке возникают затруднения. Во изоежание этого или обрезают края покрытой подложки, или завесу выполняют более широкой, нежели подложка.

Получают равномерное по толщине покрытие подложки, а перелившееся через края подложки жидкое покрытие собирают в сборник (не показан) и возвращают в бункер для повторного использования.

Устройство для нанесения покрытий, показанное на фиг. 4 и 5, содержит бункер скользящего типа, как на фиг. 2. Жидкая фотографическая эмульсия подается насосом с постоянной скоростью в полость 11 и затем через вертикальную удлиненную раздаточную щель 12 на наклоненную книзу скользкую поверхность 18. Слой жидкости, вытекающий из

;цели 12, равномерен по толщине и более широкий..ем подложка, подлежащая покрытию.

Скользкая поверхность 18 расположена под углом, приблизительно равным 15, к горизонтали и заканчивается носиком 14, имеющим радиус около 3,5 см. Нижняя поверхность носика скошена под углом 30 к горизонтальной поверхности. Вертикальная свободно падающая завеса 6 взаимодействует с непрерывной лентой 15. огибающей опорный валик 16, который обеспечивает подачу ленты с постоянной скоростью в зону нанесения покрытия.

Свободно падающая завеса 6 несколько шире ленты 15, а лента шире валика для предотвращения попадания жидкости на валик.

Высота свободно падающей завесы 6 может

65 регулироваться с помощью опорных стоек, аналогичных стойкам 5. Две штокообразные направляющие 17 небольшого диаметра, установленные вертикально у краев носика 14, ограничивают свободно падающую завесу 6, Нижние концы направляющих, расположенные ниже края ленты 15, проходят в сборники

7, которые направляют стекающую с краев, енты эмульсию в сборник 18, размещенный перед валиком 16. Из сборника 18 жидкость может быть возвращена в бункер для повторного использования.

Направляюшие 17 могут быть расположены в пределах ширины слоя, текущего Но скользкой поверхности, или на равном расстоянии от его продольных краев.

Под бункером (см. фиг. 4) укреплен изогнутый воздушных экран 19, который подходит близко к плоскости ленты 15, подлежащей покрытию. Высота бункера 1, как и длина или положение воздушных экранов 19 относительvо поверхности ленты может регулироваться.

Воз",ушные экраны 19 защищают свободно падающую завесу от воздушных потоков и способсчвуют удалению воздушной пыли с поверхности ленты 15 перед зоной нанесения покрытия. Экраны уменьшают толщину или устойчивость воздушного барьера на поверхности подложки, через который должна проникнуть свободно падающая завеса.

Дейлектор завесы (отклоняющее устройство) 20 (см. фиг. 4) установлен между боковыми направляющими 17 у их нижнего конца.

Он может поворачиваться и, перехватывая свободно падающую завесу 6, направлять ее в с орник 18.

Устройство работает следующим образом.

Покрывающая жидкость нагнетается шестерепчатым насосом в полость 11 со скорс стью, соответств ющей толщине слоя жидкости, которым покрывают поверхность ленты

15. Жидкость про одит через удлиненную узкую раздатошую щель 12 и попадает на скользкую поверхность 18. По действием силы тяжести жидкость стекает равномерным слоем, огибает с небольшой скоростью носик

14 и образует свободно падающую завесу 6, равномерную по толщине с низкой и равномерной скоростью во всех точках поперечного сечения. Свободно падающая завеса 6 стекает в сборник 18 при помощи дефлектора 20 до тех пор, пока не будет установлена устойчивая завеса и лента 15, подлежащая покрытию, не будет перемещаться с требуемой скоростью.

Затем дефлектор 20, поворачиваясь, выходит из траектории падающей завесы, которая попадает на ленту 15 и образует на ней тонкий равномерный слой жидкости.

Если жидкость, стекающую с краев подложки, »е используют вторично, применяют боковые направляющие, показанные на фиг, 7 и 8.

Нижнии:конец ножки 21 каждой боковой направляющей 17 прикреплен к щетке 22, причем ножка 21 располагается приблизительно на расстоянии 0,3 — 0,6 ся над поверхностью

372778 ленты 15, подлежащей покрытию, а ворс щетки на 1,25 см ниже ножки, так что ворсинки могут скользить по поверхности ленты. Благодаря этому завеса б может иметь ту же ширину, что и подложка, подлежащая покрытию, покрывающая жидкость не переливается за края подложки, а валик lб можно выполнить равным или более длинным, чем подложка, и использовать один длинный валик для покрытия нескольких лент.

Лента может иметь непокрытые поперечные полосы при использовании добавочных боковых направляющих для завес, каждая из которых уже ленты.

Боковая направляющая 17 в виде стержня небольшого диаметра, например, из нержавеющей стали может иметь осевой паз 28 в ножке 21, в котором установлена полоска 24 из гибкого упругого материала, например из фотографической пленки или нержавеющей стали, упругой и гибкой. Полоски 24 скользят по поверхности, подлежащей покрытию, и наклонены к краям ленты 15, благодаря чему скопления покрывающей жидкости у краев завесы б отбрасываются, Боковые направляющие 17 могут быть расположены так, чтобы покрытие наносилось по краям ленты или в любых местах в пределах ленты. Направляющие способствуют более равномерному распределению покрытия и таким образом облегчают сушку ленты.

Для регулирования направляющих 17 по высоте бункер снабжен крышкой 25, в которой имеется зажимной штифт 2б. Штифт фиксирует боковые направляющие 17 в заданном положении относительно валика lб. С помощью головки 27 можно поворачивать направляющую с целью изменения угла скольжения полоски 24 относительно ленты 15.

Воздушный экран 19 (см. фиг. 9) может быть прямолинейным, снабженным вытяжным коллектором 28, расположенным рядом с лентой, подлежашей покрытию, и соединенным с вакуумным насосом (не показан) . Благодаря этому свободно падающая завеса защищена от воздушных потоков, нарушающих ее устойчивость, и, кроме того, какое-то количество воздушной пыли, захваченное лентой 15, втягивается с ее поверхности до того, как она достигнет свободно падающей завесы б. Боковые направляющие 17 снабжены скользящей полоской 24.

В некоторых случаях (см. фиг. 11) применяют пустотелые направляющие 17, снабженные осевым пазом вдоль стороны, ближней к завесе. Внутри пустотелой боковой направляющей по оси ее проходит пористая трубка

29, в которую сверху нагнетается нейтральная жидкость, например чистый раствор желатина, вытесняемая из осевых пазов в боковые направляющие 17.

Хотя предпочтительно ленту покрывать в положении, когда она опирается, например, на валик lб, но нанесение покрытий можно производить при помощи устройства, показанного

Предмет изобретения

1. Устройство для нанесения покрытий на

40 подложку, содержащее бункер с раздаточной щелью для стекания эмульсии свободной завесой, которая ограничена по ширине боковыми рейками, на движущуюся по транспортирующему узлу подложку, отличающееся тем, что, 45 с целью более равномерного покрытия и возможности регулировки толщины наносимого слоя, раздаточная щель выведена в верхнюю часть бункера, рабочая поверхность которого выполнена наклонной и оканчивается носиком, 50 обеспечивающим стекание поступающей со щели эмульсии в форме устойчивой падающей завесы, при этом направляющие стойки, регулируемые по высоте относительно движушейся подложки, связаны с приводом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие стойки прикреплены одним концом к носику бункера и проходят вниз за траекторию движения подложки.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхние концы направляющих стоек расположены непосредственно у носика бункера, а нижние концы заканчиваются над траекторией движения пленки, причем нижний конец каждой стойки имеет упругий выступ, охва65 тывающий поверхность подложки, 5

35 на фиг. 12, Это устройство имеет скользящий бункер I, образующий между боковыми направляющими 17 свободно падающую завесу б более широкую, чем лента 15, подлежащая покрытию, и сборник 18 стекающей с ленты покрывающей жидкости. Часть ленты 15, проходящая через свободно падающую завесу б, подается с натяжением (с целью предотвращения вибрации) в зону нанесения покрытия.

Боковые направ.пяющие, как и воздушный экран используют любые. Приспособления для подачи ленты предпочтительно выбирать регулируемыми с тем, чтобы скорость движения ленты при прохождении через свободно падающую завесу могла меняться в соответствии с требованиями, предъявляемыми к покрытию.

Для удовлетворительного нанесения покрытия на ленту (см. фиг. 10) свободно падающая завеса может быть направлена к оси валика или сдвинута от оси вправо или влево.

Чтобы увеличить скорость движения подложки и при этом получить хорошие результаты при нанесении покрытия, целесообразно применять средства, уменьшающие толщину пограничного слоя воздуха у поверхности подложки непосредственно перед прохождением подложки через свободно падающую вертикальную завесу. Воздушный барьер меняется в зависимости от поверхностных характеристик подложки, но он имеет ббльшую величину при грубых поверхностях, чем при гладких, например, на фотографической пленочной основе воздушный барьер меньше чем на фотографической бумаге. Воздушный барьер увеличивается при высоких скоростях движения подложки.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что под бункером укреплен, по крайней мере, 372778

10 один регулируемый по высоте экран и слив с дефлектором, изменяющим направление падающей завесы.

372778

Составитель Л. Массов

Техред Т. Ускова

Корректор О. Усова

Редактор Т. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1131/13 Изд. № 332 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5