本发明涉及一种用落帘涂布(Curtain Coating)法在物件或移动条带上进行涂敷的方法和装置,具体涉及一种制造诸如胶片和照相纸等多层摄影材料的改进的落帘涂布方法及装置。 过去,在水溶液系统中,已使用落帘涂布法,包括使用涂布咀的涂布装置,将含有作结合剂的明胶的溴化银乳剂同时涂敷,制成多层摄影胶片或相纸。一个移动条带上,用涂敷组分的自由下落的落帘进行涂布,其多层组分在涂布咀上形成,落在构件或移动条带上,在上面形成涂层。在移动条带上形成若干明显层次组合物的方法,在1970年4月28日颁发给休士(Hughes)的美国专利第3,508,947号中有叙述,特别有关诸如摄影胶片和相纸之类的多层摄影材料的制造。
美国专利第3,508,947号,叙述了一种常用于开始作连续落帘涂布的方法。安装有一个平形落帘导流板,可转入或滑入工作位置。在准备作涂布时,导流板将自由下落的帘状流体偏导,沿导流板表面流入一个接受盘。帘幕成形稳定后,涂敷过程开始,使条带达到正常的涂敷速度。然后通过旋转或滑动将导流板退出,离开下落的帘幕,而使帘幕而落到移动的条带上。可将帘幕导流板放在落帘的前侧或后侧。这样使用的导流板会在移动条带上积聚过多的涂敷液。
移动条带上积聚过多的涂敷液,常造成极贵重材料地大量浪费,例如每发生一次积聚,浪费的有涂层的摄影材料达到直线长度一千公尺以上并不罕见。
此外,带形支持体(Web Support)上有过量涂敷液积聚的部位,常将涂敷液从条带转移到传送移动条带的机器辊子上,和机器的卷绕端上。到必须停机清理涂敷机器时,便造成很高的运转费用。并且应理解,涂敷过程每重新开始一次,同样的问题便发生一次。
由于不能在要求的涂液流速和条带速度下开始有效的涂布,并且不致在带基上造成涂液堆积过多的区域,所以至今摄影材料制造中落帘涂布法使用的有效性都受到不良的影响。虽然可调节液帘的流速和条带的速度,以减少对条带输送辊和涂敷产品的污染,但涂液过多积累达到非常不理想程度的问题依然存在。
本发明人等发现,在落帘涂布开始时,条带上涂液过多积累,是因为下落的液帘对缓慢移动的液帘导流板的冲撞,并由于导流板设计及定向不正确。此外,我们还发现,在将导流板后退时,在落帘的上游,导流板上形成有涂液积累,也就是所谓的“淤堆”。当将落帘下面的导流板后退时,这种现象和积累的液体的冲力一起,造成多余涂液向条带上飞溅。所有设有诸如平面液帘导流板的起动器的已知落帘涂布机,都有严重的缺点,因此都不能形成令人满意的开始涂布。
本发明的目的是提出一种落帘涂布的方法和装置,用于对物件或移动条带连续涂布的起动,防止在移动条带上形成有过量涂液的区域。
根据本发明提出的一种移动基质落帘涂布方法,包括将条带在条带支承辊上输送,形成涂敷组分的自由落帘,该落帘宽度由与落帘边缘作润湿接触的导边器保持,落帘涂布起动时,将向下倾斜的接受盘装置接近涂布辊,在该接受盘沿着移动带移动方向后退时,迎截液帘。
本发明的范围还包括实现对移动带支持体涂布方法的装置,下面进行叙述。在一个最佳实施方案中,该装置包括将带送过涂布辊的输送装置,形成涂布组分的自由落帘的装置,保持同导边装置作润湿接触的落帘宽度的导边装置。其改进在于还包括向下倾斜的接受盘装置,该接受盘装置与涂布辊很接近,其配置可迎截落帘。该接受盘装置有两个在后缘上的有间距的唇部,主唇部的设计,使得在涂布开始时,保持在该装置上形成的落帘涂液淤堆。辅助唇及两唇之间的延长盘空间,其设计使得当将该装置后退时,主唇阻截落帘,将从自由降落位置伸长的液帘收集。在最佳实施方案中,本发明用一个接受盘装置实现,两唇的高度和两唇间的盘延伸部的长度,取决于以牛顿自由落体公式计算出的落帘从主唇顶落到斜盘表面所需要的时间和盘的后退速度。
附图用于说明本发明的方法和装置。
图1 为涂布咀型落帘涂布装置的侧视图,显示导边杆夹持的自由落帘,向放在涂布辊上方的下斜起动导流板的降范的情况。
图2 为本发明双唇接受盘装置剖视图。
图3 为开始时,在接受盘装置上形成的落帘淤堆的剖视图。
图4 为在本发明中,当双接受盘的主唇阻截落帘时,形成的落帘伸长部的剖视图。
图5 显示本发明接受盘主唇的若干实施方案。
图6为本发明接受盘后退时,自由落帘作降落时的俯视图。
现参照附图详述本发明。
图1显示已知涂布咀式落帘涂布器。横向向涂布咀10供给的涂液上升到出口槽孔11,以液层的形式涂布在各个倾斜表面13上。各液层在重力作用下沿表面13流动,互相覆盖,并流到涂布边缘15处,形成自由落降的复合帘幕12。这样形成的复合自由落帘12的下落高度为h,落在连续前进的带基18上,形成复合的层次。
在液帘12的降落点上,最好将带基18向涂布辊20上引导并在上面围绕。涂布辊的宽度可比其引导的带基18窄些或宽些。涂布辊20安装在未示的电机上,最好由电机驱动。
自由降落帘12由垂直布置的导边器14及14′作横向上的引导,在自由落帘落在带基18上之前将其保持,使之稳定。图1所示为先有技术领域的起动导流板16,向阻截自由落帘12的位置的旋转,从而自由落帘中的涂液沿导流板的斜表面流入容器24。自由落帘趋向稳定并且带支持体达到涂布速度后,液帘导流板22后退,直至液帘落在由涂布辊20支承的移动带支持体上。液帘导流器22的后退方向向上,与移动的带基18前进方向相反。起动导流器16,22的位置一般尽可能靠进涂布辊20,而同时适当考虑导流器盘向下的倾斜度,和容器24的定向。在实践上,将图1所示的导流器的倾角限定于10°至35°。角度在这范围内时,涂液倾向于在自由落帘在导流板表面降落的区域中积聚,形成一个淤堆。倾角小于10°时,液帘冲撞导流板表面时产生的淤堆和飞溅很严重,以至不能任液流在盘上降落一二秒钟,否则将产生溢流。并且,在起动中,当图1中的导流板后退时,导流板上的液体的惯力,使部分涂液流到移动带基上。
图1所示涂布器存在另一问题,当液帘导流器16,22在与带基前进相反的方向上后退时,在涂布区的前面,就有液帘堆到带基上。起动时这种在带支持体上预先涂布,增加了支持体上的过量涂液,对涂布区的涂布有不良影响。这种先涂布的出现,还使液帘不能将带基均匀润湿,并使涂层和予湿支持体之间有空气带入,成为通常称作“润湿不足”的涂布疵点。
因此,本发明的方法和装置,可在自由落帘方法中,在要求的涂液流速和带基速度下,取得改进的均匀起动,而在带基上没有过量涂液堆置区。
我们发现,在先有的导流板表面上,不能妥善保留的过量涂液,用图2所示的类型的接受盘装置30,便可较有效地保持。本发明的本实施方案,有一个主唇部32,一个辅助唇部44,它们在盘30的后端上固定。主唇部32要求的高度“b”,决定于接受盘30的后退速度,过量涂液积累量,盘的倾角“a”,落帘流速,和落帘在盘表面上冲撞时间的长度。主唇部32的要求高度,可通过增加图2所示的延长唇34而减小,延伸唇倾斜于唇32的角度为“c”。用不同构造的唇32及延长唇34保持接受盘表面上的淤堆也同样有效,在图5中显示延长唇34的补充实施方案。
主唇部32保持图示为淤堆涂液36的过量涂液的作用,是自由落帘12在接受盘30上降落的结果,在图3中简示。接受盘30放在涂布辊支承的移动带基的附近,后退方向与条基前进方向同,如图中箭头40所示。在接受盘30开始后退前,落帘在接受盘上的落点,与主唇32有予定距离。该距离决定于将接受盘加速到恒定后退速度所需时间。由于接受盘在起动时后退,主唇部32的位置在32′处,向淤堆区域36移动,防止在移动带基18上堆置淤堆36。接受盘30的继续后退,最终使主唇32阻止液帘12下落,结果使淤堆区36完全占据接受盘。有主唇32和侧壁31的接受盘的几何构造,必然可予期有淤堆区36。增加长度为“d”的延长唇34,可减低主唇部32的高度“b”。
带主唇32的接受盘30连续后退,造成第二过量涂液源,由接受盘容纳。如图4所示,当接受盘30的主唇32穿过自由落帘12时,盘的进一步后退,使落帘在主唇32上粘附,于是落帘被拉引,离开其垂直位置。当盘继续后退,液帘达到位置12时,依然粘附主唇32′。当液帘最终断开,延长的液帘落在接受盘30上,成为过量涂液38的不均匀浓液区。图4显示通过辅助唇部44在延长盘42中容纳延长的液帘38。辅助唇44的高度低于主唇32,因为仅需容纳延长的液帘38。最好使唇44的高度尽可能小,因为这唇还倾向于造成液帘的第二延长部。
参见图2,延长盘42的长度“e”和辅助唇44的高度“f”,决定于起动时接受盘30的后退速度。这些尺度还决定于延长液帘12′从主唇32释放所需的时间。
如图6所示,该图为涂敷位置的俯视图,落帘倾向于从主唇部32释放,从导边器14及14′开始,最后从主唇部32的中点释放。在图6中,简示在接受盘的六个不同位置上的后退接受盘30及落帘12的位置。在全部六个位置上,12′是落帘12处于其伸长状态,14及14′为导边器,30为接受盘的下斜表面,32为有延长部的主唇的压缩示意图,34,44为辅助唇。图6a显示接受盘30的位置,和在接受盘30开始后退前,自由落帘12降落造成的淤推涂液36。图6b为主唇32穿过落帘12前,接受盘30开始后退的位置,显示淤堆36位于主唇32的下游侧。它是图3所示接受盘30位置的俯视图。图6c为主唇32穿过落帘12′后的接受盘30的位置,显示落帘12′的延长部的起点。图6d为当延长的落帘12′连续从主唇32边缘释放时,主唇32从其中穿过后的接受盘30的位置。图6e为延长落帘12′即将从主唇32的边缘释放前的接受盘30的位置。图6f为落帘释放完毕,延长的落帘由接受盘延长件42及辅助唇44接受后的接受盘30的位置。如上面所讨论的那样,下斜的接受盘表面最好在落帘在支持体上的落点处与涂布辊相切。接受盘表面和在自由落帘的落点的移动带基之间的距离,最好等于或小于0.6cm。接受盘保持靠近移动带基,因而当接受盘完全后退时,避免落帘对移动带基的任何干扰作用。
上面的叙述说明,当本发明的接受盘通过落帘后退时,可以取得的改进的涂布起动。接受盘元件的几何定向,最好按照要求工作状态优选。下面,参照图2简述优选程序的原则。接受盘主唇32作为接受盘中积累的涂液的收集点。已发现这唇部的尺寸b的最佳范围为1.5至4.0cm。已测定这尺寸是在下面讨论的接受盘理想后退速度下,防止涂液在唇部上飞溅的最低要求范围。理想的唇部延长部34“d”的尺寸范围在0.5至1.0cm之间,和主唇32的夹角“c”的范围为25°至75°。上述尺度在接受盘30和水平面之间的倾角在5°-60°范围内时适用。唇延长部的若干实施方案,在图5中示为34a及34b。相同的尺寸范围“d”适用于这些实施方案,为将涂液保持在相邻主唇部32上游区域中,附着力适合形成环绕形状的需要。
首先穿过液帘的延长唇34,最好能迅速后退,以便在接受盘后退期间,当延长唇穿过并将落帘延长时防止涂液在延长唇表面上有相当多的积累。50至200cm每秒的后退速度范围有利,而理想范围为100-125cm每秒。
辅助唇44及接盘延长部42的设计,可容纳由于主唇部32及接受盘30后退所造成的落帘延长部12′。延长盘42的长度“e”与盘后退速度及主唇32的高度“b”相关。假如延长盘的长度“e”太短,便不能将延长落帘收集在延长盘42的范围内。否则,延长盘表面42倾向于继续收集的涂液的量不能为辅助唇44所容纳。为防止这情况,可以通过利用牛顿自由落体计算公式,求出落帘从主唇32顶部落到斜接受盘表面需要的时间,计算出延长盘42的最低要求长度。这时间取决于接受盘的方向,主唇32的几何形状,接受盘后退速度和在自由降落液帘上的阻截点。
延长盘42的长度“e”可用下式求出;
e=v×t
v=接受盘30的后退速度
t=从主唇32顶到斜接受盘表面的自由降落时间。
自由落帘的高度范围为5-50cm,接受盘后退速度范围为50-200cm每秒时,表明延长盘42的要求长度“e”应在1-2.5cm范围内。使用这方法时,应尽量减小辅助唇44的高度“f”,以避免有显著的第二延长落帘。有需要时,可在接受盘后端,增加一个图3所示的附加或不附加另一唇48的第二延长盘46,收集其余的延长落帘。需要时可增加补充延长盘,如46所示,其长度小于前一延长部。
对本发明的方法和装置已作叙述,未涉及落帘涂布方法和装置的任何其他变化形式。本发明适用于一切已知的在移动带基上作多层涂布,同时形成复合涂层的落帘涂布方法及装置的起动过程,适用于向落帘供给涂液的任何结构的涂布嘴装置,并适用于任何方法和装置,其导边装置用于确定落帘的宽度,无论它是宽于或窄于被涂布的带基的宽度。
实施例
下例表明使用上述接受盘生产摄影材料的本发明方法的优点。实例中采用的接受盘的尺度如下:
接受盘倾角a 5°
主唇部高度b 2.06cm
延长盘长度e 1.68cm
辅助唇高度f 0.3cm
主唇延长部 0.625cm
唇延长部角度c 40°
接受盘表面和移动带基表面距离 0.23cm
实施例1
图1所示类型的涂布器设图2所示形式的接受盘装置,用于作三层涂布。自由降落液帘高度“h”为25.4cm,涂布点在支承移动带基的涂布辊中点上。接受盘后退前,三个自由落帘在接受盘上的落点,在主唇前5cm。接受盘装置后退速度为125cm/每秒,后退方向同带基前进方向。将落帘延长部从其垂直方向上拉开的距离为1.2cm。
三层涂布组分包括明胶水溶液,其粘滞度,底层为30厘帕,中间层为50厘帕,上层为70厘帕。三层复合涂布流速为4cm/cm/秒。
起动涂布极佳,在接受盘完全后退前,全部过量涂液在接受盘中存放,正常涂布运转立即开始。在移动带基上堆置的过量涂液极少。落帘涂布法的起动可以可靠地进行,而不造成带基输送辊的污染或涂布成品的大量浪费。
对本发明已详细叙述,特别引证了理想实施方案,但应理解在发明的精神和范围内,可作各种变化,执行各种功能。发明的精神和范围如上所述,以及权利要求书所界定。