Экструзионное поливное устройство Советский патент 1992 года по МПК B05C5/02 

Изобретение относится к производствам, связанным с нанесением покрытий из растворов на гибкую подложку, а более конкретно к технике производства светочувствительных кинофотоматериалов.

Известно экструзионное поливное устройство со свободным стеканием слоев, состоящее из нескольких плоскопараллельных пластин, стянутых мзжду собой винтами с образованием капиллярных щелей и распределительных каналов. Подлежащие нанесению фотоэмульсии и растворы истекают под давлением подачи из капиплярных щелей на наклонные плоскости, образуя одно- или многослойный поток, свободно стекающий в висящий мениск. Последний формируется между движущейся подложкой и поливной кромкой устройства. Размеры и геометрия висящего мениска определяют минимально возможную толщину наносимого при прочных равных условиях жидкого покрытия. Известно соотношение

. hi

О)

где hi -толщина слоя жидкости на поливной кромке;

па - толщина наносимого слоя.

Величина коэффициента вытяжки J зависит от вязкости раствора, скорости движения подложки, разрежения в вакуум-камере экструзионного устройства, величины поливного зазора и ряда других факторов. При заданных значениях названных факторов величина J постоянная и, как следует из зависимости (1). снижение толщины покрытия ha может быть обеспечено только при уменьшении толщины жидкого слоя на участке поливной кромки-на входе в висящий мениск.

VI

СО

о о ю о

Недостатком известного устройства является невозможность получения тонких покрытий. Это объясняется сравнительно большой величиной hi, с одной стороны, и невозможностью ее снижения в известном устройстве, с другой.

Известны экструзионные поливные устройства с принудительной подачей растворов в висящий мениск, состоящие из нескольких пластин, собранных между собой с образованием капиллярных щелей и распределительных каналов. Верхняя и нижняя пластины имеют верхнюю и нижнюю поливные кромки, обращенные в висящий мениск.

В этих устройствах несколько капиллярных щелей обращены своими выходными срезами в висящий мениск и толщина жидкостного потока hi определяется примерно суммой значений ширины капиллярных щелей. Поэтому в силу высокого значения hi при использовании этих устройств не удается получить тонкие покрытия.

Наиболее близкими к предлагаемому является экструзионные устройства, в которых несколько индивидуальных капиллярных щелей сходятся в одну, на выходном срезе которой формируется висящий мениск с меньшим значением.

При использовании этих устройств для полива низковязких растворов (с динамической вязкостью ниже 50 сП) на процесс формирования висящего мениска и нанесения покрытия в целом, помимо сил вязкости, достаточно сильное влияние оказывают силы поверхностного натяжения и смачивания. В силу смачивания жидкостью висящего мениска наружной грани верхней пластины поливного устройства граница смачивания формируется на некотором расстоянии от поливной кромки. При этом величина краевого угла смачивания составляет 38-40°. В этих условиях толщина жидкостного потока в основании висящего мениска hi. определяемая как наикратчайшее расстояние от криволинейной верхней свободной границы мениска до границы смачивания на нижней поливной кромке, имеет большую величину, значительно превышающую ширину капиллярной щели h0. Поэтому при использовании известного устройства не удается обеспечить снижение толщины покрытия П2, наносимого на движущуюся подложку,

С помощью известного устройства не удается обеспечить требуемое качество полива, что особенно остро выявляется при поливе тонких слоев из низковязких эмульсий и растворов. Это обуславливается неравномерным высыханием раствора в отдельных точках границы смачивания на наружной грани верхней пластины устройства, где жидкость

практически неподвижна, и формируется застойная зона. Такое локальное насыхание приводит к искажению прямолинейности границы смачивания и, как следствие, к продольным полосам, снижающим качество полива. Поэтому при поливе с использованием известного устройства помимо необходимости постоянного контроля за качеством полива приходится периодически прерывать

0 процесс нанесения для устранения насыха- ния раствора (чистка и мойка), что снижает производительность процесса.

Цель изобретения - повышение качества покрытия, наносимого изнизковязких

5 эмульсий и растворов, при одновременном снижении толщины покрытия и повышении производительности процесса.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство, состоящее из несколь0 ких пластин, собранных между собой с образованием капиллярных щелей и распределительных каналов, в котором верхняя и нижняя пластины на выходном срезе капиллярной щели имеют верхнюю и ниж5 нюю поливные кромки, снабжено накладкой с острой кромкой из несмачиваемого материала, закрепленной на наружной грани верхней пластины, при этом острая кромка накладки расположена в любом из положе0 ний: от положения вровень с поливной кромкой до положения, при котором расстояние между кромками не превышает 0,5 мм.

Наличие накладки из гидрофобного материала, острая кромка которой расположе5 на вровень с верхней поливной кромкой или на небольшом (не более 0,5 мм) расстоянии от нее, приводит к сужению толщины жидкостного потока hi и согласно отношению(1) к уменьшению толщины покрытия ha. Суже0 ние жидкостного потока на входе в мениск приводит к высоким значениям градиента скорости деформации сдвига в точке отрыва потока, т.е. исключению квазизастойной зоны. В силу этого и формирования четкой

5 границы отрыва потока с дискретным переходом от несмачивания к смачиванию устраняется насыхание раствора на линии отрыва и возникновение полос полива, В результате помимо обеспечения самой возможности

0 полива тонких слоев достигается повышение его качества. При этом устранение необходимости периодического прерывания полива для чистки и мойки границы отрыва приводит к повышению производительно5 сти процесса.

На фиг. 1 изображено устройство; на фиг. 2 - вариант выполнения накладки в виде отдельной пластины; на фиг. 3 - вариант выполнения накладки, собранной в единое целое с пластиной.

Устройство содержит верхнюю и нижнюю пластины 1 и 2, стянутые винтами между собой с образованием распределительного канала и капиллярной щели. На торцовых щеках 3 установлена крепежная пленка 4 с на- жимными винтами 5, упертыми в пластину 6, фиксирующую накладку из несмачиваемого материала 7 на наружной грани пластины 1.

Накладка может быть выполнена в виде отдельной пластины или пленки из несма- чиваемого материала с острой кромкой 8 (фиг. 2), или собранной в единое целое с пластиной 6 (фиг 3) В последнем случае может быть предусмотрен механизм воз вратно-поступательного смещения вдоль грани пластины 1 и фиксации накладки в любом положении относительно верхней поливной кромки 9 В качестве материала накладки может быть использован фторопласт или другой материал с низкой поверх- ностной энергией

Устройство работает следующим образом.

При подаче жидкости из капиллярной щели в поливной зазор между поливными кромками и движущейся подложкой формируется висящий мениск Острая кромка накладки из несмачиваемого материала производит сужение жидкостного потока hi в основании мениска и тем самым обеспе- чивает возможность снижения толщины наносимого покрытия.

Использование нового элемента - накладки с острой кромкой из несмачиваемого

материала позволяет наносить тонкие слои фотоэмульсий и растворов с высоким качеством полива. Последнее достигается устранением условий образования продольных полос на жидком покрытии.

Наиболее эффективно использование предлагаемого устройства в условиях полива на лабораторных или полупроизводственных машинах, когда производится одновременное нанесение одного-двух слоев с использованием экструзионногоустройства с принудительной подачей растворов в висящий мениск.

Формула изобретения

Экструзионное поливное устройство, состоящее из нескольких пластин, собранных между собой с образованием капиллярных щелей и распределительных каналов, в котором верхняя и нижняя пластины на выходном срезе капиллярной щели имеют верхнюю и нижнюю поливные кромки, отличающее- с я тем, что, с целью повышения качества покрытия, наносимого из низковязких эмульсий и растворов, при одновременном снижении толщины покрытия и повышении производительности процесса, оно снабжено накладкой с острой кромкой из несмачиваемого материала, закрепленной на наружной грани верхней пластины, при этом расстояние между острой кромкой накладки и поливной кромкой находится в интервале от 0 до 0,5 мм.

Использование: изобретение относится к производствам, связанным с нанесением покрытий из растворов на гибкую подложку, и может быть использовано для повышения качества покрытия, наносимого из низковязких эмульсий и растворов, при одновременном снижении толщины покрытия и повышении производительности процесса. Сущность изобретения: экструзионное устройство снабжено накладкой с острой кромкой из несмачиваемого материала, закрепленной на наружной грани верхней пластины, при этом расстояние между острой кромкой накладки и поливной кромкой находится в интервале от 0 до 0,5 мм. 3 ил.

Фиг.1

Фив. 2

«Д-0