DE3144655C2

DE3144655C2 -

Info

Publication number: DE3144655C2
Application number: DE3144655A
Authority: DE
Inventors: Yasunori Tanaka; Shinji Noda; Hiroshi Odawara Kanagawa Jp Chikamasa
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1981-11-10
Publication date: 1988-05-11
Also published as: JPS5784771A; DE3144655A1; US4424762A; JPH0134663B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung mit einem Beschichtungskopf zum Auftragen einer Beschichtungs flüssigkeit unter Druck auf eine an dem Beschichtungs kopf vorbeigeführte, unter einer Zugspannung stehende flexible Materialbahn, wobei die Beschichtungs flüssigkeit aus einer der Materialbahn zugewandten Öff nung des Beschichtungskopfes austritt und der Beschichtungs kopf stromab der Öffnung einen Abstreifkörper und stromauf der Öffnung einen Zuführungskörper aufweist.

Die japanischen, offengelegten Patentanmeldungen Nr. 138036/1975 und 90350/1978 zeigen Extruder mit Abstreif körpern, die eine Beschichtungslösung mit extrem gerin ger und gleichmäßiger Dicke auf ein Trägermaterial auf bringen können. Dieses Trägermaterial durchläuft den Ex truder mit hoher Geschwindigkeit, nämlich mit einer Ge schwindigkeit 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 Führungseinrich tungen, wie beispielsweise Führungsrollen, biegen kann. Ein weiteres gemeinsames Merkmal liegt darin, daß die vorstehenden Oberflächen des Abstreifkörpers und eines Rückkörpers, die einen Teil des vorderen Endbereiches des Extruders bilden, wo ein schlitzförmiger Auslaß für die Extrusion der Beschichtungslösung vorgesehen ist, dem Trägermaterial in der Weise gegenüberliegen, daß sie an der Oberfläche des Trägermaterials anliegen. Außerdem ändert sich der Abstand zwischen dem Trägermaterial und dem Abstreifkörper, der auf der stromabwärtsliegenden Seite des Trägermaterials vorgesehen ist, in Abhängig keit von der Menge der zugeführten, extrudierten Be schichtungslösung, die während der Beschichtung durch den Schlitz extrudiert wird.

Bei der Beschichtungsvorrichtung nach der zuerst erwähnten, offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 13803/1975 hat die Abstreiffläche eine große Längsausdehnung. Die Abstreifoberfläche ist eine ge krümmte Oberfläche mit einer großen Krümmung, eine poly gonale Oberfläche, eine ungleichmäßige Oberfläche oder eine vollständig ebene Oberfläche. Der so gebildete Ab streifkörper ist mit seiner Abstreiffläche dem Träger material zugewandt. Wenn also der Querschnitt des Ab streifkörpers auch in Richtung der Breite des Trägerma terials nicht gleichmäßig und exakt durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt und auch, beispielsweise durch Polieren, endbearbeitet ist, dann wird zwangsläufig die Dicke des aufgebrachten Films in Richtung der Breite sehr ungleichmäßig. Dementsprechend ist bei der ma schinellen Bearbeitung des Abstreifkörpers, insbe sondere bei der spanabhebenden Bearbeitung, eine hohe Präzision erforderlich, außerdem sind nur einige wenige Materialien für die Herstellung des Abstreifkörpers ge eignet.

In letzter Zeit besteht ein starker Bedarf nach einem aufgebrachten Film mit extrem gleichmäßiger Dicke. Bei einem Abstreifkörper mit der obenbeschriebenen Abstreif oberfläche sind jedoch die Enden des Abstreifkörpers oder die Abschnitte in der Nähe seiner Enden, die die Oberflächenqualität, die Dicke usw. des beschichteten Films sehr stark beeinflussen, nicht genau geradlinig, weil die Enden der Abstreifkörper abgerundet oder abge schrägt 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 Größenordnung von Mikrometer (µm) geeignet.

Sogar dann, wenn es möglich wäre, die Enden des Ab streifkörpers in der Größenordnung vom Mikrometern durch spanabhebende oder eine andere Bearbeitung herzustellen und auch mit der gewünschten Exaktheit endzubearbeiten, insbesondere zu polieren, würden die Oberfläche und die Enden des Abstreifkörpers rasch abgenutzt, weil bei der Beschichtung der Abstreifkörper oft über längere Zeit im Kontakt mit der Beschichtungslösung gehalten wird, die im allgemeinen eine relativ große Menge an relativ har ten und winzigen Fremdteilchen enthält, wie beispiels weise ferromagnetischem Eisenoxidpulver, Silberhaloge nidteilchen und Schleifteilchen. Deshalh müssen die Be reiche des Abstreifkörpers korrigiert werden, die durch die dadurch hervorgerufene Schleifwirkung abgenutzt sind. In jedem Fall verringert sich jedoch die Genauig keit der aufgebrachten Schicht, wenn ein solcher Abrieb auftritt.

Bei der Beschichtungsvorrichtung nach der zuletzt er wähnten offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 90350/1978 hat der Abstreifkörper ebenfalls eine flache Oberfläche und abgerundete oder abgeschrägte Enden. Darüberhinaus berührt die vorstehende Oberfläche des Rückkörpers, der sich auf der stromaufwärtsliegenden Seite des Trägermaterials in bezug auf den schlitzförmigen Auslaß befindet, die Oberfläche des Trägermaterials. Deshalb ist es, ebenso wie bei dem oben erwähnten Extru der, schwierig, einen beschichteten Film mit gleichmäßiger Dicke und ausreichender Oberflächenqualität aufzu bringen.

Eine Beschichtungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 27 56 133 bekannt. Der Beschichtungs kopf besteht hierbei aus zwei miteinander verbundenen Führungsplatten, zwischen denen eine Durchlaßöffnung für die aufzutragende Flüssigkeit gebildet ist. Die Füh rungsplatten bilden glatte Führungsflächen für die zu beschichtende Materialbahn, wobei die Durchlaßöffnung durch eine innere Abschrägung der stromaufseitigen Füh rungsplatte unmittelbar in Kontakt mit der Materialbahn einen Vorratsraum für die Beschichtungsflüssigkeit bil det, während die gegenüberliegende Kante der Durchlaß öffnung vorzugsweise abgerundet ist, um die Absonderung von in der Beschichtungsflüssigkeit suspendierten Teil chen zu vermeiden. Die Führungsfläche stromab der Durch laßöffnung bildet mit einer Seitenfläche der Führungs platte einen spitzen Winkel, so daß eine Ablaufkante des Beschichtungskopfes entsteht.

Bei dieser Anordnung liegen die Führungsflächen der Füh rungsplatten an der Oberfläche des Trägermaterials an bzw. ändert sich der Abstand des Trägermaterials von der abstromseitigen Führungsfläche des Beschichtungskopfes in Abhängigkeit von der Menge der zugeführten Beschichtungs lösung, die mit Hilfe des Vorratsraumes während der Beschichtung durch die Durchlaßöffnung zugeführt wird. Bei einer derartigen Anordnung wird die Schichtdicke und Schichtqualität in nachteiliger Weise praktisch völlig von der Form der abstromseitigen Führungsfläche des Beschichtungskopfes bestimmt, die jedoch über lange Zeit räume den im allgemeinen abrasiven Wirkungen der Beschichtungsflüssigkeit ausgesetzt und daher einem Ver schleiß unterworfen ist, der zu Formungenauigkeiten und damit zu mangelden Beschichtungsergebnissen führt. Auch erweist sich eine entsprechend genaue Bearbeitung dieses Teiles des Beschichtungskopfes als schwierig und aufwen dig. Bedingt durch das Anlegen der zu beschichtenden Ma terialbahn an der Führungsfläche des Beschichtungskopfes stromauf der Durchlaßöffnung ergibt sich eine ungleich mäßige Belastung der Materialbahn entlang des Beschichtungs kopfes, wodurch die Neigung zu einer ungleichmäßigen Schichtausbildung verstärkt wird.

Weiterhin weisen die beiden herkömmlichen Extruder noch den folgenden, gemeinsamen Nachteil auf: Wenn die Menge der obenbeschriebenen, schleifenden und damit eine Ab riebwirkung erzeugenden Teilchen zunimmt, können weitere Mängel, wie beispielsweise Längsstreifen, entste hen, die die Qualität des hergestellten Produktes weiter verschlechtern.

Wenn der Abstreifkörper eine flache Oberfläche hat, läßt sich die Genauigkeit der beschichteten Oberfläche leicht verbessern. Da jedoch der Abstreifkörper eine stromauf wärtsliegende Kante und eine stromabwärtsliegende Kante aufweist, übt eine dieser beiden Kanten eine stärkere Druckkraft auf die Oberfläche des Trägermaterials aus als die andere, wodurch das Auftragen einer Beschichtungs lösung auf die flache Oberfläche nicht gleichmäßig erfolgen kann. Als Ergebnis hiervon ändert sich die Spannung des Trägermaterials aprupt (sie nimmt im allge meinen zu) an dem Ende, das eine größere Druckkraft aus übt. Es ist dementsprehend schwierig, einen beschich teten Film mit der gewünschten Dicke auszubilden, außer dem entstehen häufig die oben erwähnten Längsstreifen, die sich als stark sichtbare Mängel bemerkbar machen.

Aus der JP 54-127940 ist ein Beschichtungskopf zur gleichmäßigen Beschichtung eines Trägermaterials be kannt, der im Strömungsweg des Beschichtungsmaterials einen ersten, erweiterten Hohlraum, anschließend eine Verengung und stromab derselben, vor der Einmündung der Beschichtungsdüse, einen zweiten, erweiterten Hohlraum aufweist. Auf diese Weise wird eine gleichförmige Ver teilung des Beschichtungsmaterials quer zur Laufrichtung des Beschichtungsfortschritts innerhalb des Beschichtungs kopfes erreicht, um das Beschichtungsmaterial über die gesamte Beschichtungsbreite gleichmäßig aufzutragen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Beschichtungs vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebe nen Art zu schaffen, die eine hochgenaue und gleichmäßige Beschichtung einer Materialbahn mit einer Beschichtungs flüssigkeit ermöglicht, dabei die Fertigung von das Beschichtungsergebnis maßgeblich bestimmenden Elementen der Beschichtungsvorrichtung wesentlich vereinfacht und deren verlängerte Einsatzdauer ermöglicht.

Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch ge löst, daß der Abstreifkörper zwei ebene, der Material bahn zugewandte, stumpfwinklig aneinander angrenzende Führungsflächen aufweist und der Zuführungskörper eine der Materialbahn zugewandte Zuführungsfläche besitzt, die von einer gedachten Verlängerung der nächstliegenden Führungsfläche des Abstreifkörpers einen Abstand be sitzt.

Durch diese Beschichtungsvorrichtung nach der Erfindung wird somit die Menge der auf das Trägermaterial bzw. die Materialbahn aufgebrachten Beschichtungslösung durch einen Abstreifkörper, der sich in der Nähe der Schlitz öffnung befindet, auf die gewünschte Dicke dosiert. Der Abstreifkörper hat eine Abstreifoberfläche, die zu dem Trägermaterial hin vorspringend geneigt ist, so daß der Abstreifkörper mit stumpfwinklig aneinandergrenzenden Führungsflächen einen dreieckigen Dosierquerschnitt hat. Der Abstreifkörper befindet sich in der Weise an der Ma terialbahn, daß die Materialbahn stumpfwinklig gebogen wird. Dadurch wird die Menge der aufgebrachten Beschichtungs lösung dosiert.

Der Begriff Trägermaterial als Materialbahn, wie er hier verwendet wird, soll ein flexibles, bahnförmiges Material umfassen, das vorzugsweise eine Breite von 0,3 bis 3 m, eine Länge von 45 bis 10 000 m und eine Dicke von 5 bis 200 mm hat. Ein solches Trägermaterial kann z. B. aus folgenden Materialien bestehen: Kunststoffilm aus Polyethylenterephthalat, Polyethylen-2, 6-Naphthalat, Zellulosediazetat, Zellulosetriazetat, Zelluloseazetatpropyonat, Polyvinylchlorid, Polyvinyli den, Polykarbonat, Polyimid oder Polyamid, Papier; Pa pier, auf das ein a-Polyolefin mit zwei bis zehn Kohlen wasserstoffatomen, wie beispielsweise Polythethylen, Polypropylen oder Ethylenbutan-Copolymer, beschichtet oder laminiert worden ist, Metallfolie, wie beispiels weise eine Folie aus Aluminium, Kupfer oder Zinn. Zu den Trägermaterialien gehört weiterhin ein bahnförmiges Ma terial, das durch Ausbildung einer Vorbehandlungsschicht auf den oben erwähnten, bahnförmigen Materialien erhal ten wird.

Zu den Beispielen von Beschichtungslösungen gehören photographische, lichtempfindliche Lösungen, magnetische Lösungen, Oberflächenschutzlösungen, eine Aufladung verhindernde Beschichtungslösung oder eine Glättungslösung. Die spezielle Lösung, die auf die Oberfläche des Trägermaterials extrudiert wird, hängt von dem angestrebten Zweck ab. Nach dem Trocknen der Beschichtungslösung wird das beschichtete Trägermaterial in Stücke zerschnitten, die die gewünschte Breite und Länge haben. Typische, aus dem beschichteten Trägermaterial hergestellte Produkte sind photographische Filme, Druckpapier, lichtempfindliche Materialien für die Herstellung von photographischen Abzügen und Magnetbänder.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen, sche matischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 und 2 Schnitte durch den Extruder einer Beschichtungsvorrichtung auf der vorliegenden Erfindung,

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

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

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung nach der vorliegenden Er findung. Ein Extruder 1 enthält ein Zuführsystem 2 für eine Lösung, einen Vorratsraum 3, einen Schlitz 4, einen Abstreifkörper 5 und einen Rückkörper bzw. Zuführungs körper 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 kontinuier lich zuzuführen. Die Pumpe steht über Rohre mit dem Vor ratsraum 3 in Verbindung, der sich in dem Hauptteil des Extruders 1 in Richtung der Breite der Materialbahn W, nachfolgend als Trägermaterial bezeichnet, erstreckt, auf die bzw. das die Lösung aufgebracht werden soll.

Wie man aus den Fig. 1 bis 3 erkennen kann, hat der Vor ratsraum 3 einen im wesentlichen kreisförmigen Quer schnitt. Der Vorratsraum 3 erstreckt sich in Richtung der Breite des Trägermaterials W, wobei die Form, im Schnitt gesehen, im wesentlichen unverändert bleibt. Der Vor ratsraum 3 dient also als Reservoir für Lösungsvorrat. Die effektive Länge des Vorratsraumes 2 ist im allge meinen gleich derjenigen der oder etwas größer als die Beschichtungsbreite der Beschichtung, die auf das Trä germaterial W aufgebracht werden soll.

Der Innendurchmesser des Vorratsraums 3 liegt im allge meinen im Bereich von 10 mm bis 50 mm. Die beiden offe nen Enden des Vorratsraumes 3 werden durch Abschirmplatten 7 und 8 verschlossen, die an den beiden Stirnflächen des Extruders 1 angebracht sind.

Ein kurzes Rohr 9 erstreckt sich von der Schirmplatte 7 nach vorn (siehe Fig. 3). Das Zuführsystem 2 für die Lö sung ist mit dem kurzen Rohr 9 verbunden, so daß der Vorratsraum 3 durch die Pumpe mit der Beschichtungs lösung C gefüllt wird. Die Beschichtungslösung C wird von der Tasche 3 über den Schlitz 4 mit gleichmäßiger Ver teilung des Lösungsdrucks extrudiert.

Der Schlitz 4 erstreckt sich in dem Hauptteil des Extru ders 1 von dem Vorratsraum 3 zu dem Trägermaterial W. Der Schlitz 4 hat üblicherweise eine Breite e, die zwi schen 0,03 und 2 mm liegt. Der Schlitz 4 bildet eine re lativ schmale Strömungsbahn, die sich, ebenso wie der Vorratsraum 4, in Richtung der Breite des Träger materials 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 dem Vorratsraum 3 und dem Trägermaterial W erstreckt, wird unter Berücksichtigung verschiedener Bedingungen fest gelegt, wie beispielsweise der Zusammensetzung und den Eigenschaften der Beschichtungslösung C sowie der Strömungs geschwindigkeit und dem Druck bei der Zuführung der Be schichtungslösung C. Das heißt also, daß die Länge der Strömungsbahn zwischen dem Vorratsraum 3 und dem Trägermaterial W so bestimmt wird, daß die Beschichtungslösung C in Form einer Schicht aus dem Vorratsraum 3 herausfließt, wobei die Strömungs geschwindigkeit und die Verteilung des Lösungsdrucks in Richtung der Breite des Trägermaterials W gleichförmig sind.

Am Endbereich des Hauptteils des Extruders 1 wird dort, wo der Schlitz 4 offen ist, durch den Abstreifkörper 5 und den Zuführungskörper 6 eine Stufe d gebildet.

In bezug auf die Öffnung des Schlitzes 4 ist der Abstreifkörper 5 auf der stromabwärts gelegenen Seite des Träger materials W vorgesehen. Der Abstreifkörper 5 liegt näher, üblicherweise um 0,01 bis 1,0 mm, an dem Trägermaterial W als der Zuführungskörper 6, der auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Trägermaterials W vorgesehen ist, wodurch die oben erwähnte Stufe d gebildet wird.

Der Abstreifkörper 5 hat eine Oberfläche 61, 62, die dem Trägermaterial W gegenüberliegt. Die Oberfläche 61, 62 besteht aus zwei Führungsflächen, die einen vertikalen Winkel α bilden; bei dem Winkel α handelt es sich um einen stumpfen Winkel von 165° oder größer, nach einer bevorzugten Ausführungsform um einen Winkel zwischen 170° und 178°. Eine der beiden Führungsflächen, nämlich die Führungsfläche 61, die sich auf der stromabwärts gelegenen Seite des vertikalen Winkels α befindet, hat eine Länge l₁ von 1 bis 15 mm, nach einer bevorzugten Ausführungsform von 1 bis 5 mm.

Die Führungsfläche 62 auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Winkels a hat eine Länge l₂, die zwischen 0,1 und 2 mm liegt; nach der bevorzugten Ausführungsform liegt die Länge l₂ im Bereich zwischen 0,1 und 1 mm.

Die Führungsflächen 61 und 62 des Abstreifkörpers 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 Verschleißfestigkeit dieser Oberflächen 61, 62 wesentlich verbessert wird.

Der Zuführungskörper 6 hat eine Zuführungsfläche 63, die im wesentlichen parallel zu der Führungsfläche 62 des Abstreifkörpers 5 verläuft. Die Zuführungsfläche 63 des Zuführungskörpers 6 liegt dem Trägermaterial W mit der Stufe d gegenüber, wie oben beschrieben wurde. Die Zuführungsfläche 63 des Zuführungskörpers 6 hat eine Länge, die zwischen 1 und 5 mm, insbesondere zwischen 1 und 3 mm, liegt.

Der Abstreifkörper 5 weist eine Kante 51 auf der stromaufwärts gelegenen Seite des vertikalen Winkels α 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 weg erstrecken, wodurch mit den beiden vorerwähnten Seiten 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, wie beispielsweise Führungsrollen (nicht dargestellt) in der Weise gelegt, daß das Trägermaterial W einer im wesentlichen konstanten Spannung ausgesetzt wird und in Richtung seiner Dicke etwas gekrümmt bzw. gebogen ist. Wenn das so aufgelegte Trägermaterial W sich durch einen Tragmechanismus für den Extruder (nicht dargestellt) dem Abstreifkörper 5 nähert, so daß das Trägermaterial W gebogen wird und nahezu parallel zu der stromabwärts liegenden Führungsfläche 61 des Abstreifkörpers 5 verläuft, beginnt das System 2 die Zuführung der Beschichtungslösung C mit der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit. Die Beschichtungslösung C wird durch den Vorratsraum 3 und den Schlitz 4 mit gleichmäßiger Strömungsgeschwindigkeit und mit gleichmäßiger Druckverteilung extrudiert.

Die Beschichtungslösung C wird der Öffnung des Schlitzes 4 zugeführt und fließt teilweise auf die Zuführungsfläche 63 des Zuführungskörpers 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, so daß das Trägermaterial W von den Führungsflächen 61, 62 des Abstreifkörpers 5 weggedrückt wird.

Wenn die oben beschriebene Bewegung der Beschichtungslösung weiter fortgesetzt wird, wird das Trägermaterial W durch die Beschichtungslösung, die in Form einer Schicht über die Breite des Trägermaterials W fließt, in einem konstanten Abstand von den Führungsflächen 61, 62 des Abstreifkörpers 5 gehalten.

Der konstante Abstand zwischen dem Trägermaterial W und den Führungsflächen 61, 62 des Abstreifkörpers 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 Oberfläche 61, 62 des Abstreifkörpers 5, d. h., die Dicke des als Schicht aufgebrachten Films, leicht und genau festlegen.

Wie oben beschrieben wurde, besteht die Oberfläche 61, 62 des Abstreifkörpers 5 aus den stromauf bzw. stromab der Kante 52 liegenden Führungsflächen 62, 61, die einen stumpfen Winkel miteinander bilden. Die gesamte Oberfläche 62, 61 ist aus dem oben erwähnten Sinterkarbid-Material hergestellt. Deshalb sind die stromab und stromauf liegenden Führungsflächen 62, 61 sehr gradlinig, bzw. eben hergestellt und die Gesamtoberfläche ist äußerst formgenau eben und flach. Da die Länge l₁ der stromab liegenden Führungsfläche 61 größer als die Länge l₂ der stromauf liegenden Führungsfläche 62 ist, wird weiterhin das Trägermaterial W nur extrem wenig gebogen. Das zwischen den Führungsflächen 61, 62 des Abstreifkörpers 5 und dem Trägermaterial W erfolgende Abstreifen oder Auftragen wird glatt und stoßfrei durchgeführt und der aufgebrachte Film hat in Richtung seiner Breite eine gleichmäßige Dicke. Weiterhin wird nicht nur die extreme Durchbiegung des Trägermaterials W verhindert, sondern der erzeugte Keileffekt führt auch zu einer Erleichterung der Hochgeschwindigkeitsbeschichtung, die an der stromauf liegenden Führungsfläche 62 durchgeführt wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Modifikationen der oben beschriebenen Zuführung der Beschichtungslösung C zu dem Vorratsraum 3.

Bei der Modifikation nach Fig. 4 wird wie bei dem Verfahren nach Fig. 3 die Beschichtungslösung von einer Seite des Extruders zugeführt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß an der anderen Abschirmplatte 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 dem Vorratsraum 3 verbleibt. Dies ist insbesondere bei der Aufbringung einer magnetischen Beschichtungslösung wesentlich, die thixotrop und kondensierbar ist.

Der in Fig. 5 dargestellte Extruder kann erhalten werden, wenn ein drittes kurzes Rohr 11 zu dem Extruder nach Fig. 4 hinzugefügt wird. Das heißt also, daß der Extruder nach Fig. 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 des Vorratsraumes 3 in Verbindung. Dieser Extruder weist also ein zentrales Zurührsystem auf, bei dem die Beschichtungslösung C durch das zentrale, kurze Rohr 11 zugeführt wird.

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

Unter Bezugnahme auf die Fig. 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 ein zylindrischer Vorratsraum 3 beschrieben worden. Als Alternative hierzu kann jedoch ein rechteckiger, insbesondere quadratischer Vorratsraum verwendet werden, oder aber ein Vorratsraum in der Form eines Schiffsbodens. D. h. also, es kann jeder Vorratsraum verwendet werden, wenn seine Form sicherstellt, 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 Extruders mit Ausnahme des Abstreifkörpers 5 nicht aus einem Sinterkarbid-Material hergestellt ist, d. h. der Block, der den Zuführungskörper 6, den Schlitz 4 oder den Vorratsraum 3 bildet.

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

Wenigstens der Abstreifkörper 5 des Extruders 1 ist aus einem Sinterkarbid-Material hergestellt. Der Abstreifkörper 5 weist die Oberfläche 61, 62 auf, die aus zwei, einen stumpfen Winkel α bildenden Führungsflächen besteht. Die stromabwärts liegende Kante 51, die obere, Spitzenkante 52 und die stromaufwärtsliegende Kante 53 des Abstreifkörpers 5 haben keine Abschrägung, außerdem haben diese Kanten sowie die stromaufwärts und stromabwärts liegenden Führungsflächen 62, 61 des Abstreifkörpers 5 einen merklich verbesserten Verschleißwiderstand. Damit wird also ohne ständiges Nachschleifen des Abstreifkörpers eine sehr hohe Beschichtungsgenauigkeit aufrechterhalten.

Die stromaufwärts und stromabwärts liegenden Führungsflächen 61, 62, die die Beschichtungsoberfläçhe des Abstreifkörpers 5 bilden, sind in einem stumpfen Winkel a zueinander angeordnet.

Der Extruder 1 liegt der Oberfläche des Trägermaterials W gegenüber, so daß das Trägermaterial W im wesentlichen parallel zu der stromabwärts liegenden Führungsfläche 61 des Abstreifkörpers 5 gebogen ist. Dadurch werden die Probleme vermieden, die auf eine extreme Durchbiegung des Trägermaterials W zurückzuführen sind. Dementsprechend ändert sich die Dicke des aufgebrachten Films nicht. Außerdem werden Längsstreifen vermieden, die durch zu große Spannungsänderungen erzeugt werden.

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

Die Zuführungsfläche des hinteren Zuführungskörpers 6 ist um die Stufe d von der Verlängerung der stromaufwärts liegenden Führungsfläche 62 des Abstreifkörpers 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 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 dispergiert; 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 Beschichtungslösung erhalten wurde.
0,5 µm, 320 Oe)300 Gew.-Teile Vinylchlorid-Vinylazetat-
Kopolymer
(Kopolymerisations-
verhältnis (83 : 13,
Kopolymerisationsgrad 400) 30 Gew.-Teile Elektrisch leitender Ruß 20 Gew.-Teile Polymidharz (Amin-Wert 300) 15 Gew.-Teile Lezithin 6 Gew.-Teile Silikon-Öl
(Dimethylpolysiloxan) 3 Gew.-Teile Xylol300 Gew.-Teile Methylisobutylketon
N-Butanol300 Gew.-Teile

Die Gleichgewichtsviskosität der so hergestellten magnetischen Beschichtungslösung wurde mit einem "Shimazu Rheometer RM-1" untersucht. Die Viskosität betrug 8 P (Poise) mit einer Schergeschwindigkeit von 10 sec^-1 und 1 P (Poise) mit einer Schergeschwindigkeit von 500 sec^-1.

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

(1) Trägermaterial:
Material - Polyethylenterephthalat-Film
Dicke - 20 µm
Breite - 300 mm
Spannung - 2 kp/volle Breite und 4 kp/volle Breite
Bewegungsgeschwindigkeit - 50 m/min und 100 m/min
(2) Extruder:
Material der Abstreichkante - SUS-27 und Sinterkarbid
Härte der Abstreichkante - SUS-27: (60 oder weniger auf der Rockwell A Härteskala) und Sinterkarbid: (88 oder mehr auf der Rockwell A Härteskala)
Abstreifkörper
Stumpfer Winkel ( α ) - 160, 165, 170, 178 und 180 Grad
Länge (l₁) der stromabwärts liegenden Führungsfläche - 0,5, 1, 10, 15 und 16 mm
Länge (l₂) der stromaufwärts liegenden Führungsfläche - 0,05, 0,1, 1, 2 und 3 mm
Zuführungskörper
Länge (l₃) der Zuführungsfläche - 0,05, 1,5 und 6 mm
Stufe (d) - 0,01, 0,5, 1 und 1,5 mm
(3) Dicke des aufgebrachten Films (nach dem Trocknen) - 2 µm und 10 µm
(4) Beschichtungszeit (insgesamt) - 500 Stunden

Als Ergebnis konnte folgendes bestätigt werden:

(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 gewinkelten Oberfläche des Abstreifkörpers ungeglättete Bereiche wie beispielsweise Grate, gefunden. Das bei der Wiedergabe erhaltene Ausgangssignal 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, der aus Sinterkarbid hergestellt wurde. In Abhängigkeit von den Bedingungen, die für die Körper eingestellt wurden, hatten jedoch einige aufgebrachte Filme Mängel in bezug auf die Dicke und die Oberflächenqualität.

(a) Wenn der Winkel ( a ) 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 der Abstreifkörper flach gemacht wurde, nahm der Kontaktwinkel an der stromaufwärts liegenden Kante zu; als Ergebnis hiervon wurden häufig Mängel, wie beispielsweise Längsstreifen, gebildet, während die Dicke des aufgebrachten Films in Richtung der Breite ungleichmäßig war.

(b) Wenn die Länge (l₁) der stromabwärtsliegenden Führungsfläche des Abstreifkörpers auf 0,5 mm eingestellt wurde, war die Beschichtungswirkung nicht ausreichend. Als Ergebnis hiervon war die Dicke des aufgebrachten Films nicht gleichmäßig. Wenn die Länge auf 16 mm 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.

(c) Wenn die Länge (l₂) der stromaufwärts liegenden Führungsfläche des Abstreifkörpers auf 0,05 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 abfließen konnte. Es war also nicht zweckmäßig, eine Länge von 0,05 oder 3 mm zu verwenden.

(d) Die Länge (l₃) der Zuführungsfläche des Zuführungskörpers und die Stufe d hatten variable optimale Werte, und zwar in Abhängigkeit von den Kontaktwinkeln des Trägermaterials mit dem Abstreifkörper. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß befriedigende Ergebnisse erhalten werden können, indem die Länge (l₃) 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.

Claims

1. Beschichtungsvorrichtung mit einem Beschichtungskopf zum Auftragen einer Beschichtungsflüssigkeit unter Druck auf eine an dem Beschichtungskopf vorbeigeführte, unter einer Zugspannung stehende flexible Materialbahn, wobei die Beschichtungsflüssigkeit aus einer der Materialbahn zugewandten Öffnung des Beschichtungskopfes austritt und der Beschichtungskopf stromab der Öffnung einen Ab streifkörper und stromauf der Öffnung einen Zuführungs körper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab streifkörper (5) zwei ebene, der Materialbahn (W) zuge wandte, stumpfwinklig aneinander angrenzende Führungs flächen (61, 62) aufweist und der Zuführungskörper (6) eine der Materialbahn (W) zugewandte Zuführungsfläche (63) besitzt, die von einer gedachten Verlängerung der nächstliegenden Führungsfläche (62) des Abstreifkörpers (5) einen Abstand (d) besitzt.

2. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Führungsflächen (61, 62) eingeschlossene Winkel zwischen 160° und 180° liegt.

3. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Abstreifkörper (5) aus Sinterkarbid besteht.

4. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Öffnung (4) begrenzende erste Führungsfläche (62) des Abstreifkörpers (5) eine Länge von 0,1 mm bis 2 mm und die sich an diese stromab anschließende zweite Führungsfläche (61) eine Länge von 1 mm bis 15 mm aufweist.

5. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsfläche (63) des Zu führungskörpers (6) eine Länge zwischen 1,1 mm bis 4,9 mm aufweist.

6. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (d) der Zuführungsfläche (63) des Zuführungskörpers (6) von der gedachten Ver längerung der nächstliegenden Führungsfläche (62) des Abstreifkörpers (5) 0,01 mm bis 1 mm beträgt.

7. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (4) des Beschichtungs kopfes (1) mit einem Vorratsraum (3) für die Beschich tungsflüssigkeit verbunden ist, in den zumindest ein erstes Rohr (9) zur Zuführung der Beschichtungsflüssig keit zu dem Vorratsraum (3) mündet.

8. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung einen Schlitz (4) bildet, dessen Breite zumindest der Breite der Materialbahn (W) entspricht und die Länge des Vorratsraumes (3) zumindest der Breite des Schlitzes (4) gleichkommt.

9. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüberliegend zu dem ersten Rohr (9) ein zweites Rohr (10) zur Ableitung der Beschich tungsflüssigkeit mit dem Vorratsraum (3) verbunden ist.

10. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentrales Zuführungsrohr (11) für die Zuführung der Beschichtungsflüssigkeit zu dem Vorratsraum (3) sowie an den gegenüberliegenden Enden (7, 8) zwei Rohre (9, 10) zur Ableitung der Beschich tungsflüssigkeit aus dem Vorratsraum (3) angeordnet ist.

11. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum (3) einen Zylinder bildet.

12. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum (3) im Längsschnitt eine linsenförmige Gestalt mit konkav geformten Begren zungsflächen aufweist.