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Dokumentenidentifikation DE69718851T2 22.01.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000816786
Titel Verfahren zum Trocknen eines sich bewegenden, beschichteten bahnförmigen Materials unter Vermeidung von Fleckenbildung bei der Beschichtung mit Lösungsmitteln
Anmelder Eastman Kodak Co., Rochester, N.Y., US
Erfinder Bell, Brent C., Rochester, New York 14650-2201, US;
Cline, Jr., George M., Rochester, New York 14650-2201, US;
Klasner, Christopher J., Rochester, New York 14650-2201, US
Vertreter WAGNER & GEYER Partnerschaft Patent- und Rechtsanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69718851
Vertragsstaaten BE, DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.06.1997
EP-Aktenzeichen 972017925
EP-Offenlegungsdatum 07.01.1998
EP date of grant 05.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.01.2004
IPC-Hauptklasse F26B 13/10
IPC-Nebenklasse F26B 21/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen beschichteter, bahnförmiger Materialien und insbesondere zum- Trocknen fleckempfindlicher Beschichtungen auf einem Filmträger, wie zum Beispiel Fotofilm und -papier.

Zu den bei Beschichtungen mit organischen Lösungsmitteln am häufigsten auftretenden Fehlern gehört Fleckenbildung. Eine direkte Beaufschlagung mit Luft kann durch Störung der Beschichtung Fleckenbildung verursachen. Kritisch ist auch die Gleichmäßigkeit des Wärmeübergangs. Örtliche Schwankungen des Wärmeübergangs machen sich als Fleckenbildung bemerkbar. Selbst wenn Beschichtungen ohne direkte Beaufschlagung mit Luft trocknen, können die durch eine Bewegung des bahnförmigen Materials durch stillstehende Luft erzeugten Scherkräfte Fleckenbildung verursachen. Dies begrenzt die Geschwindigkeit, mit der ein Produkt hergestellt werden kann. Das Auftreten von Fleckenbildung wird häufig als der Einzelfaktor genannt, der Produktivitätsverbesserungen beim Trocknen beschichteter bahnförmiger Materialien am meisten behindert. Um annehmbare Beschichtungen zu erhalten, werden die Geschwindigkeiten bahnförmiger Materialien im Vergleich zum Beschichtungs- und Trocknungsvermögen der Maschine häufig deutlich reduziert.

Fleckenmuster können je nach Beschichtung und Prozessbedingungen von regellos und klecksig bis zu „zeilig-streifig" reichen. Für Fotofilm und -papier typisch ist, dass Ausprägung und Ausrichtung der Fleckenbildung in Transportrichtung des bahnförmigen Materials mit steigender Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials zunehmen. Für empfindliche Produkte können die Transportgeschwindigkeiten bahnförmiger Materialien auf etwa 45,75 m/min (150 fpm) begrenzt sein. Die Beständigkeit der Beschichtungen gegen Fleckenbildung kann durch Erhöhung der Viskosität der Lösungen und Verringerung der Nassdicke der Beschichtung (Eindicken der Lösung) verbessert werden, wie in Miller, C. A. und Neogi, P.; "Interfacial Phenomena"; Marcel Decken; 1995, beschrieben. Aus Gründen der Beschichtbarkeit oder der Lösungsmittelstabilität ist dies jedoch nicht immer möglich.

Wenn die Beschichtungslösungen nicht gegen Fleckenbildung beständig gemacht werden können, lassen sich akzeptable Beschichtungen nur durch Minimierung der in der Beschichtungs- und Trocknungsmaschine erzeugten Störungen der Beschichtung herstellen. Einer der wichtigsten Störfaktoren ist Luft. Luft kann eine Nassbeschichtung unmittelbar stören, wenn der Druck oder die Scherkräfte groß genug sind (Gutoff, E. B. und Cohen, D. C.; "Modern Coating and Drying Technology'; J. Wiley and Sons; S. 289; 1995). Diesen Zustand nennt man „Verblasen". Selbst wenn der Druck und die Scherkräfte nicht groß genug sind, um die Beschichtung zu verblasen, können Ungleichförmigkeiten in der Luftgeschwindigkeit, mit der die Beschichtung beaufschlagt wird, ein durch Oberflächenspannung bedingtes Verlaufen verursachen. Ein durch Oberflächenspannung bedingtes Verlaufen ist das Ergebnis von Schwankungen der Konzentration und Temperatur entlang der Oberfläche der Beschichtung. Eine ungleichförmige Luftströmung kann örtliche Schwankungen der Wärme- und Stoffübergangszahlen verursachen, die ihrerseits Konzentrations- und Temperaturschwankungen verursachen.

In den letzten Jahren sind nur wenige Berichte über die Verringerung von Fleckenbildung durch Steuerung der Luftströmung in einer Lösungsmittelbeschichtungsmaschine veröffentlicht worden. US-A-4 365 423 beschrieb die Verwendung zweilagiger Blenden in unmittelbarer Nähe der Beschichtung, um diese gegen Störungen durch Luft zu schützen und die örtliche Lösungsmittelkonzentrationen im Gas anzuheben. US-A-4 999 927 schlug eine Trocknerausführung vor, die durch Absaugen der Luft in der Nähe des bahnförmigen Materials nach unten in die Maschine eine parallele Luftströmung in der Nähe des bahnförmigen Materials begünstigt. Diese Ausführung arbeitet nicht mit Luftablenkplatten und hat den Nachteil, dass das Gebläse in einem festen Abstand zur Beschichtungsvorrichtung aufgestellt werden muss, was an sich schon eine Geschwindigkeitsbegrenzung bedeuten kann, weil die Beschichtung beim Passieren des Gebläses „trocken" sein muss, da andernfalls die dort vorhandene ungleichförmige Luftströmung Fleckenbildung verursachen kann.

Eine flexiblere Lösung wäre die Verwendung von Luftablenkplatten. In diesem Falle wäre der Bereich der laminaren Luftströmung in der Maschine nicht festgelegt und die Geschwindigkeit infolgedessen durch die Position des Trockenpunkts nicht eingeschränkt. US-A-S 105 562 beschrieb eine ventilierende und beaufschlagende Luftbürste, die primär den Transport verbessern sollte, jedoch den Nachteil hat, dass sie die Vorderseite direkt mit Luft beaufschlagt, was im Allgemeinen für eine Minimierung der Fleckenbildung nicht wünschenswert ist.

Beschichtete, bahnförmige Materialien werden generell durch direkte Beaufschlagung mit Luft aus einer Düse getrocknet, wobei die Luft rechtwinklig zu dem beschichteten bahnförmigen Material abgegeben wird. Bei Anwendung dieser Technik tritt in der Beschichtung Fleckenbildung auf.

US-A-1 776 609 offenbart eine Trocknungsvorrichtung für bahnförmige Materialien mit Düsen, aus denen erwärmte Luft auf ein Ablenkelement geblasen wird. Die Luft tritt in der Richtung des bahnförmigen Materials und mit hoher Geschwindigkeit aus. Dadurch soll ein hoher Wärmeübergang erzielt werden. Von Maßnahmen zur Verringerung der Fleckenbildung oder zum Anpassen der Luftgeschwindigkeit an die Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials ist nicht die Rede.

DE 14 60 544 A offenbart ein Verfahren zum Trocknen eines sich bewegenden, beschichteten, bahnförmigen Materials, bei dem mit einer Düse, die von einer sich rechtwinklig zur Ebene des bahnförmigen Materials erstreckenden Position in eine parallel zur Ebene des bahnförmigen Materials verlaufende Position gekrümmt ist, Luft über die beschichtete Oberfläche des bahnförmigen Materials geleitet wird. Dabei tritt die Luft aus einem Auslassschlitz am Düsenende aus. Die Schlitzdüsen erstrecken sich über die volle Breite des bahnförmigen Materials und sind parallel zur Oberfläche des bahnförmigen Materials und entgegengesetzt zu dessen Transportrichtung ausgerichtet. Von einem Versuch, die Luftgeschwindigkeit der Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials anzupassen, um einer Fleckenbildung in der Beschichtung entgegenzuwirken, ist nicht die Rede.

US-A-5 105 562 offenbart eine Trocknungsvorrichtung für bahnförmige Materialien mit einer Luftbürste, welche die beschichtete Oberfläche direkt beaufschlagt, und je einer Luftbürste zum Erweichen auf beiden Seiten der Beaufschlagungsbürste. Bei dieser Ausbildung strömt die Luft sowohl parallel (zur Transportrichtung des bahnförmigen Materials) als auch entgegengesetzt (zur Transportrichtung des bahnförmigen Materials). Die Luftbürsten für die direkte Beaufschlagung und das Erweichen werden unabhängig voneinander mit Luft versorgt. Von einem Versuch, die Strömungsgeschwindigkeit der Luft der Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials anzupassen, um einer Fleckenbildung in der Beschichtung entgegenzuwirken, ist nicht die Rede.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen beschichteter, bahnförmiger Materialien ohne Fleckenbildung zu schaffen.

Die Erfindung hat ferner die Aufgabe, durch Beseitigung der Scherwirkungen, die beim Durchgang des beschichteten, bahnförmigen Materials durch die Luft in einem Trockner auftreten, fleckempfindliche Lösungsmittelbeschichtungen, wie zum Beispiel fotografische Beschichtungen, mit höheren Geschwindigkeiten zu trocknen als dies mit den mit Düsen arbeitenden herkömmlichen Trocknungsvorrichtungen möglich ist.

Gelöst werden diese und weitere Aufgaben durch Schaffung eines Verfahrens zum Trocknen eines beschichteten, bahnförmigen Materials, bei dem mit einer Düse, die von einer sich rechtwinklig zur Ebene des bahnförmigen Materials erstreckenden Position in eine parallel zur Ebene des bahnförmigen Materials verlaufende Position gekrümmt ist, Luft über die beschichtete Oberfläche des bahnförmigen Materials geleitet wird, wobei ein Auslassschlitz am Düsenende so angeordnet ist, dass die aus dem Auslassschlitz ausströmende Luft mit der Ebene des bahnförmigen Materials einen Winkel zwischen 1 und 45° bildet. Das Verfahren beinhaltet eine Minimierung der Differenz zwischen der Strömungsgeschwindigkeit der Luft und der Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials. Dadurch werden zwischen dem sich bewegenden bahnförmigen Material und der die beschichtete Oberfläche berührenden Luft auftretende Scherkräfte minimiert. Dies wiederum minimiert die Fleckenbildung in der Beschichtung, insbesondere bei fleckempfindlichen Beschichtungen. Erreicht wird dies dadurch, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Luft der Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials möglichst genau angepasst wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine vergrößerte Einzelansicht einer Düse in einem senkrechten Querschnitt.

2 eine schematische senkrechte Querschnittsansicht des Trocknergehäuses, in dem die Düsen über der beschichteten Oberseite des bahnförmigen Materials angeordnet sind.

3 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

4 eine schematische Darstellung unterschiedlich ausgebildeter Luftdüsen.

5 eine Seitenansicht eines typischen Trocknerabschnitts der Maschine.

6 ein Schema der erfindungsgemäß erzeugten Luftströmungsgeschwindigkeiten.

Nicht alle der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen sind Teil der Erfindung. Sie tragen jedoch zum Verständnis der Erfindung bei.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird das bahnförmige Material vorzugsweise nur auf der Oberseite beschichtet. Das bahnförmige Material könnte aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Acetat oder Papier bestehen. Als Beschichtung wird generell eine Lösungsmittelbeschichtung und bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine fotografische Beschichtung verwendet, die sich aus Polymeren, wie zum Beispiel Polyvinylbutyralharz (Butvar®) und Celluloseacetat, und Lösungsmitteln, wie zum Beispiel Methylenchlorid, Methylethylketon zusammensetzt, und beispielsweise für Unterlagen lichtempfindlicher Emulsionen und dergleichen verwendet wird. Wie in 1 dargestellt, wird beim Beschichten eines Produkts, bei dem Fleckenbildung unerwünscht ist, die Luft aus der gekrümmten Düse nur dann mit annähernd der Transportgeschwindigkeit des bahnförmigen Materials eingeführt, wenn die Düse eine Position relativ parallel zur Ebene des bahnförmigen Materials einnimmt. Dabei ist der Winkel 2 mit dem die Luft aus dem Auslassschlitz 1 der Düse 4 ausströmt, sehr wichtig. Generell krümmt sich die Düse aus einer sich rechtwinklig zur Ebene des bahnförmigen Materials 12 erstreckenden Position in eine im Wesentlichen parallel zur Ebene des bahnförmigen Materials verlaufende Position, wobei die aus dem Auslassschlitz 1 ausströmende Luft mit der Ebene des bahnförmigen Materials einen Winkel zwischen 1° und 45° bildet. Wenn die vertikale Komponente zu groß ist, kann die Beschichtung gestört werden. Wenn die Beschichtung ein gewisses Maß an direkter Beaufschlagung verträgt, kann zum Einführen der Luft die an der gekrümmten Düse befestigte Düse 3 für eine direkte Beaufschlagung verwendet werden. Die Düsen sind in der Regel je nach Prozessbedingungen 15 bis 61 cm (6 bis 24 Zoll) voneinander beabstandet (wie in 2 gezeigt).

Die an der (unbeschichteten) Unterseite des bahnförmigen Materials eingesetzte Transporteinrichtung ist nicht dargestellt. Vorzugsweise wird das beschichtete bahnförmige Material jedoch mit einer Bandgeschwindigkeit von mehr als 152 m/min (500 fpm) transportiert. Wie in 2 gezeigt, durchläuft das beschichtete bahnförmige Material 12 das rocknergehäuse unter den Schlitzen der Düse 4, die mit Luft aus dem Zuluftkanal 9 versorgt wird, und den Schlitzen der Düse 5 für eine direkte Beaufschlagung, die mit Luft aus dem Zuluftkanal 8 versorgt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Düse, die dem bahnförmigen Material in einer sich rechtwinklig zur Ebene des bahnförmigen Materials erstreckenden Position Luft zuführt, gemeinsam mit der gekrümmten Düse verwendet. Beide Düsen werden unabhängig voneinander durch unterschiedliche Zuluftverteiler 6, 7 mit Luft versorgt. Ein gelochtes Verteilerblech 13 gewährleistet eine gleichförmige Luftströmung aus den nachgeschalteten Düsen. Der Luftdruck kann durch Schwenken der Luftklappen 10, 11 in den Zuluftkanälen 8, 9 unabhängig reguliert werden. Auf diese Weise kann dieselbe Maschine unbeeinflusst von der Lage des Trockenpunkts zum Beschichten einer Vielzahl von Produkten eingesetzt werden.

3 veranschaulicht den bevorzugten Prozessablauf. Die von dem Zuluftgebläse 17 geförderte Luft wird diesem von einem Abluftgebläse 18 über eine Umluftklappe 19 mit Unterstützung durch eine Frischluftklappe 20 zugeführt, von den Kühl- oder Heiz-Schlangen 14, 15 konditioniert und dann von den Filtern 16 gereinigt. Für die Zuluft werden häufig Temperaturen zwischen 2°C und 150°C bevorzugt. Der Luftdruck wird von den Zuluftklappen 10, 11 reguliert und richtet sich nach der gewünschten Wärmeübergangszahl und der Beschichtungsfleckempfindlichkeit des Produkts. Die Zuluftkanäle 8 und 9 führen die Luft den unabhängigen Zuluftverteilern 6 und 7 für direkte Beaufschlagung bzw. Erweichen zu. Die Luft strömt dann, wie in 2 gezeigt, durch die gelochte Verteilerplatte 13, um eine gleichförmige Düsenausströmgeschwindigkeit zu gewährleisten.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Vielzahl von gekrümmten Düsen verwendet. Die in 2 angegebene bevorzugte Beabstandung d der gekrümmten Düsen beträgt 15 bis 61 cm (6 bis 24 Zoll), besser noch 15 bis 46 cm (6 bis 18 Zoll). Die senkrechten Düsen nach dem Stand der Technik können zusätzlich im Wesentlichen unmittelbar neben den gekrümmten Düsen eingesetzt werden.

Das nachstehend beschriebene Beispiel veranschaulicht die Vorteile der Verwendung gekrümmter Düsen zum Trocknen eines beschichteten bahnförmigen Materials.

Bei dieser Untersuchung wurden 5 verschiedene Luftablenkplatten experimentell bewertet, um ihre Wirkung auf die Fleckenbildung zu bestimmen. Diese Ausführungen unterscheiden sich erheblich hinsichtlich der Art der Luftströmung, die sie in der Nähe des bahnförmigen Materials erzeugen. Der folgende Abschnitt beschreibt diese Luftablenkplatten und den Versuchsablauf. Es folgen die Versuchsergebnisse.

Zur Untersuchung der Auswirkung der Luftablenkplattengeometrie auf das Ausmaß und die Art der Fleckenbildung in Lösungsmittelbeschichtungen wurden fünf verschiedene Luftablenkplatten hergestellt und geprüft. Diese sind in 4 dargestellt. Die Ausführung d ist eine handelsübliche Düse.

Die Ausführungen mit Schlitz und verlängertem Schlitz führen dem bahnförmigen Material senkrecht Luft zu, während der V-Kanal bewusst so ausgelegt ist, dass die Luft in die Kammer strömt und die Beschichtung nur sehr wenig unmittelbar beaufschlagt. Die handelsübliche Düse und die gekrümmten Ausführungen können sowohl eine senkrechte als auch eine parallel gerichtete Luftströmung erzeugen. Der Hauptunterschied zwischen der handelsüblichen Ausführung und gekrümmten Schlitzen besteht darin, dass die gekrümmten Schlitze eine nicht ganz parallele Luftströmung nur in einer Richtung erzeugen und abnehmbare Blenden aufweisen.

Alle Beschichtungen wurden bei dieser Untersuchung mit einer Versuchsmaschine durchgeführt. 5 zeigt eine Seitenansicht der Maschine vom Trichter bis zum Ende des 9 m (30 Fuß) langen Trocknerabschnitts mit V-Kanälen. Die Verteiler waren 2,2 m (4 Fuß) lang und an Stangen aufgehängt, sodass der Abstand zwischen Verteiler und bahnförmigem Material von 15 bis 61 cm (6 bis 24 Zoll) verändert werden konnte.

In 5 durchläuft das bahnförmige Material 12 vorzugsweise einen Trockner 24 mit Verteilern 21 und Ablenkplatten 26. Das bahnförmige Material wird mit Rollen 23 transportiert und im Trockner getrocknet.

Die Beschichtungslösung bestand aus Polyvinylbutyralharz (Butvar® 76) in einer Mischung aus Toluol und MEK im Verhältnis 50 : 50. Eine geringe Menge Magentafarbstoff wurde zugegeben, um Fleckenmuster sichtbar zu machen. Durch Pumpen aus zwei verschiedenen Behältern und Mischen der Lösungen unmittelbar vor dem Trichter wurde der Gewichtsanteil der Butvar®-Lösung auf Werte zwischen 1 und 7% eingestellt. Die Temperatur der Beschichtungslösungen, des Trichters, des Trägers und des Trocknerabschnitts betrug 24°C (75°F) für alle Beschichtungen. Die Differenz zwischen dem Außendruck der Maschine und dem Druck im Trocknerabschnitt wurde auf –6,2·10–4 kPa (–0.0025 Zoll H2O) gehalten (aus Sicherheitsgründen geringfügig unter Atmosphärendruck). Mit einer 11,5 cm (1/2 Zoll) breiten Schlitzbeschichtungsvorrichtung wurde die Beschichtung auf einen 12,5 cm (5 Zoll) breiten, 0,1 mm (4 mil) dicken PET-Film ohne Unterlage aufgetragen.

Zur Bewertung der Auswirkung auf die Fleckenbildung wurde für jede Ablenkplattenausführung eine Beschichtungsreihe durchgeführt. Zuerst wurde für jede Ausführung mit einer Geschwindigkeitsreihe die Änderung der Fleckenbildung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit untersucht. Für eine gegebene Ablenkplattenausführung, einen gegebenen Abstand zwischen Ablenkplatte und bahnförmigem Material und einen gegebenen Druckabfall am Ablenkblech wurde die Geschwindigkeit in Schritten von 30,5 m/min (100 fpm) von 30,5 auf 152 m/min (100 bis 500 fpm) erhöht. Als Beschichtung wurde dabei eine 3-prozentige Butvar®-Lösung mit einer Nassdeckung von 4,9 cm3/m2 (4.5 cc/ft2) aufgebracht. Die Viskosität einer 3-prozentigen Lösung beträgt 5 cP.

Der Grund für die Wahl einer Beschichtung mit einer Viskosität von 5 cP und einer Nassdeckung von 4,9 cm3/m2 (4.5 cc/ft2) war, dass diese gegen luftströmungsinduzierte Fleckenbildung extrem empfindlich ist. Diese Beschichtung eignete sich daher für die Visualisierung und Registrierung der Auswirkung der Luftströmung aus den verschiedenen Ablenkplattenausführungen auf die Änderung der Größe und Ausrichtung des Fleckenmusters. Zur Untersuchung der Auswirkung einer Änderung der Beschichtungsparameter auf die von den verschiedenen Ablenkplattenausführungen erzeugten Fleckenmuster wurden zusätzlich zu der Geschwindigkeitsreihe Beschichtungen mit Butvar®-Lösungen von 1 bis 7% und Nassdeckungen von 2,7 und 7,0 cm3/m2 (2.5 und 6.5 cc/ft2) durchgeführt.

Für alle eingebauten Ablenkplattenausführungen und eingestellten Druckunterschiede an den Ablenkplatten und zwischen dem Außen- und Innendruck des Trocknerabschnitts wurden die Luftströmungsgeschwindigkeiten in der Nähe des bahnförmigen Materials mit einem Hand-Hitzdrahtanemometer gemessen. 6 zeigt die Luftströmungsgeschwindigkeiten für die Ausführung mit gekrümmtem Schlitz ohne Blenden, wenn die Luft zu 100% aus der gekrümmten Seite ausströmt.

Der Flächenwinkel betrug 30°. In diesem Fall ist die Luftströmungsgeschwindigkeit senkrecht zu dem bahnförmigen Material gering, die Geschwindigkeit der parallel gerichteten Strömung in der Transportrichtung des bahnförmigen Materials jedoch hoch.

Tabelle 1 zeigt die durchschnittlichen senkrechten und parallelen Luftströmungsgeschwindigkeiten für die verschiedenen Ablenkplattenausführungen mit den daraus resultierenden Wärmeübergangszahlen. Der für jeden Eintrag angegebene Bereich ergibt sich durch Veränderung des Druckabfalls an den Ablenkplatten von 1,7 bis 8,4 mm (0.07 bis 0.33 Zoll) Wassersäule. Die Wärmeübergangszahlen wurden aus den Trockenpunktmessungen berechnet. Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die Ausführungen Schlitze, V-Kanal, handelsübliche Ausführung (100% T) und gekrümmte Schlitze mit Blenden alle annähernd die gleiche Luftströmungsgeschwindigkeit erzeugten. Dagegen erzeugten die verlängerten Schlitze eine wesentlich höhere direkte Beaufschlagung als jede andere Ausführung, während der gekrümmte Schlitz ohne Blenden als einzige Ausführung eine hohe parallele Luftströmungsgeschwindigkeit erzeugte.

Tabelle 1

Zwischen den von den verschiedenen Ablenkplatten erzeugten Fleckenmustern gab es deutliche Unterschiede, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials. Das Fleckenmuster für den V-Kanal ist bei 30,5 m/min (100 fpm) regellos, erfährt jedoch bei 152 m/min (500 fpm) eine Ausrichtung in der Transportrichtung des bahnförmigen Materials. Die Ergebnisse für die Schlitzausführung waren im Wesentlichen dieselben. Die von den gekrümmten Schlitzen mit Blenden und von der handelsüblichen Ausführung, bei der die gesamte Luft aus dem „T" ausströmt, erzeugten Muster erfahren bei höheren Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials eine stärkere Ausrichtung. Im Aussehen ähneln diese 152 m/min (500 fpm) Muster den Mustern für bestimmte Produkte bei Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials von etwa 152 m/min (500 fpm). Dieses Muster wir häufig als „zeitig-streifige" Fleckenbildung bezeichnet.

Der Trend zu einer stärkeren Ausrichtung bei hohen Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials erfährt für den gekrümmten Schlitz ohne Blenden eine Umkehr. Die mit dieser Ausführung erzeugten 30,5 und 152 m/min (100 und 500 fpm)-Muster zeigen bei 30,5 m/min (100 fpm) eine starke Ausrichtung des Musters in der Transportrichtung des bahnförmigen Materials (leicht nach außen). Dagegen ist bei 152 m/min (500 fpm) das schwache Fleckenmuster völlig regellos und die Zeitig-Streifigkeit bei hoher Geschwindigkeit nicht mehr vorhanden.

Bei den gekrümmten Schlitzen nimmt die relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem bahnförmigen Material und der Luft mit zunehmender Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials ab. Bei 152 m/min (500 fpm) haben sich die Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials und der Luft bis auf 15 m/min (50 fpm) einander angenähert. Dadurch wird die Ungleichförmigkeit der Luftströmungsgeschwindigkeit über der nassen Oberfläche erheblich verringert, während das schwache Fleckenmuster keine Ausrichtung aufweist. Diese Ergebnisse scheinen zu bestätigen, dass eine gleichförmige Luftbewegung in Längsrichtung des bahnförmigen Materials Luftstörungen deutlich verringert, was insbesondere im Einlaufteil der Maschine im hohen Maße wünschenswert ist. Zum weiteren Nachweis der Auswirkung von Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen dem bahnförmigen Material und der Luft wurde eine Geschwindigkeitsreihe durchgeführt, bei der die gekrümmten Schlitze ohne Blenden gegen die Transportrichtung des bahnförmigen Materials gedreht wurden. Die sich dadurch ergebenden Fleckenmuster wiesen bei allen Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials eine starke Ausrichtung auf.

Zum Vergleich wurde eine starke direkte Beaufschlagung mit der Ausführung mit verlängertem Schlitz untersucht. Dabei ergab sich bei Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials zwischen 30,5 und 152 m/min (100 und 500 fpm) ein zeitig-streifiges Fleckenmuster.

Erwartungsgemäß verringerte eine Erhöhung der Viskosität der Beschichtungslösungen die Luftströmungsempfindlichkeit der Beschichtung. Die Ausrichtung bei hohen Geschwindigkeiten des bahnförmigen Materials war jedoch auch bei 30 cP (7% B-76) bei allen verwendeten Ausführungen mit Ausnahme der gekrümmten Schlitze ohne Blenden nach wie vor vorhanden. Ebenfalls erwartungsgemäß, verschlimmerte eine Erhöhung der beschichteten Nassdicke das Fleckenmuster in allen Fällen.

Am Ende des Trocknerabschnitts aufgenommene Bilder der Beschichtung zeigten, dass das Fleckenmuster an dieser Stelle voll ausgebildet war (zumindest im Bereich der bei dieser Untersuchung angewandten Materialgeschwindigkeiten, Nassdeckungen, Viskositäten und Lösungsmittel). Dies wurde durch einen Vergleich dieser Bilder mit den entsprechenden Bildern der trockenen Muster bestätigt.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Trocknen eines sich bewegenden, beschichteten, bahnförmigen Materials (12) mit dem Schritt:

    Fördern von Luft durch eine Düse (4), die von einer sich im wesentlichen rechtwinklig zur Ebene des bahnförmigen Materials (12) erstreckenden Position in eine Position gekrümmt ist, in der die Luft aus einem Auslassschlitz am Ende der Düse in einem Winkel von zwischen 1° und 45° bezüglich der Ebene des bahnförmigen Materials abgegeben wird, wobei die Düse (4) sich in der Förderrichtung des bahnförmigen Materials (12) derart krümmt, dass Luft aus dem Auslassschlitz zum bahnförmigen Material (12) hin abgegeben wird, und dass dies in Förderrichtung des bahnförmigen Materials mit einer Geschwindigkeit geschieht, die der Geschwindigkeit des sich bewegenden bahnförmigen Materials (12) nahe kommt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine gekrümmte Düse verwendet wird, wobei die gekrümmten Düsen (4) 15 cm bis 61 cm voneinander beabstandet sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bahnförmige Material auch von einer Düse oder mehreren Düsen (5) beaufschlagt wird, die Luft rechtwinklig zur Ebene des bahnförmigen Materials abgeben.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der aus dem Schlitz der gekrümmten Düse (4) ausgestoßenen Luft im wesentlichen der Geschwindigkeit entspricht, mit der sich das bahnförmige Material bewegt.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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