Verfahren zum Auftragen von Antistatiklösungen und Bahn mit einem Antistatikauftrag

Abstract

 Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Antragen von Antistatiklösungen an laufende Bahnen und eine Bahn mit einem Antistatikauftrag auf der Oberfläche, wobei die Antistatiklösung (2) linien- oder netzgitterförmig (9) auf einen Teil der Fläche der Bahn (6) angetragen wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Antragen von Antistatiklösungen an laufende Bahnen und eine Bahn mit einem Antistatikauftrag auf der Oberfläche.

[0002] Zur Vermeidung von Verblitzungen durch elektrostatische Aufladungen ist es bekannt und üblich, mindestens eine Oberfläche von Bahnen, insbesondere von Bahnen, die mit lichtempfindlichen photographischen Emulsionen beschichtet sind oder werden, mit antistatischen Lösungen zu beschichten. Die Antistatiklösungen werden hierbei in Tauchverfahren oder anderen Gießverfahren in flüssiger Form in gleichbleibender Schichtdicke gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche der Bahn aufgetragen. Durch den Auftrag der Antistatika auf die Bahnoberfläche wird der Oberflächenwiderstand vermindert und die Leitfähigkeit über die gesamte Bahnbreite erhöht, so daß Aufladungen über die Antistatik-Schichten abgeleitet werden. Je nach der Aufladbarkeit des verarbeiteten Bahnmaterials sind größere oder kleinere Antistatik-Schichtdicken erforderlich, um einen Oberflächenwiderstand von etwa 10 bis 10¹⁰ Ohm zu erreichen, der eine Leitfähigkeit der Bahnoberfläche garantiert, bei welcher keine elektrostatischen Entladungen durch Blitze auftreten.

[0003] Dieses ist die wirksamste und universelle Maßnahme, wobei der Oberflächenwiderstand nach DIN 54 582 leicht zu messen ist.

[0004] Die leitfähigen Rückschichten enthalten meist polymere filmbildende Elektrolyte, vor allem Alkalisalze polymerer Carbon- oder Sulfonsäuren, z.B. Acryl- oder MaleinsäureCopolymere, Polystyrolsulfonsäure, aber auch Quaternär- polymere,(z.B. Poly-2-vinyl-N-methyl-pyridiniumsulfat). Derartige Antistatik-SChichten können durch Mitverwenden entsprechender Quellmittel oder anquellender Lösungsmittel auf der Filmrückseite verankert werden.

[0005] Besonders günstige Eigenschaften haben rußgefüllte Rückschichten. Im Gegensatz zu den polymeren Elektrolyten ist ihr Oberflächenwiderstand von der relativen Luftfeuchtigkeit unabhängig. Außerdem bieten sie Lichthofschutz. Sie erfordern allerdings zum Ablösen zur Zeit noch ein Vorbad bei der Verarbeitung. Als Bindemittel werden hochmolekulare, alkalilösliche Produkte, z.B. Celluloseacetathexahydrophthalat, verwendet.

[0006] Während Bahnflächen ohne aufgetragene Antistatik-Schichten mit allen Druckfarben bedruckbar sind, zeigen Bahnoberflächen, die mit Antistatika.beschichtet sind, den erheblichen Nachteil, daß sie aufgrund der chemischen Zusammensetzung der Antistatika nur eine sehr beschränkte Bedruckbarkeit aufweisen. Oft ist aber eine Bedruckbarkeit erwünscht, zum Beispiel sollen bei der Verarbeitung von photographischen Schwarz-Weiß- oder Farbbildern auf der Rückseite der Name des Herstellers oder die Verarbeitungsdaten oder -nummern aufgedruckt werden, um ein einzelnes Bild auch später identifizieren zu können. Dies ist bisher nur mit erheblichem chemischen und technischen Aufwand möglich oder es müssen auf die Oberfläche bedruckte Etiketten aufgeklebt werden, die die gewünschten Daten enthalten.

[0007] Zur Beschichtung der gesamten Bahnoberfläche sind, um eine ausreichende Leitfähigkeit zu erzielen, erhebliche Mengen von antistatischen Lösungen erforderlich, wobei die Lösungsmittel nach der Beschichtung in einem Trockenprozeß wieder verdampft werden müssen, wozu Energie benötigt wird.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Antragen von antistatischen Lösungen zu finden, mit dem es möglich ist, mit geringen Mengen Antistatika sowohl eine gute Leitfähigkeit als auch eine gute Bedruckbarkeit der Bahnoberfläche zu erzielen.

[0009] Ausgehend. von einem Verfahren der einleitend genannten Art, ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antistatiklösung linienförmig oder netzgitterförmig auf die Fläche der Bahn aufgetragen wird.

[0010] Es wurde überraschenderweise gefunden, daß mit einem linienförmigen oder netzgitterförmigen Auftrag der Antistatiklösung auf eine Bahnoberfläche im Mittel die gleichen Oberflächenwiederstände erreicht werden, wie bei einem bisher üblichen ganzflächigen Auftrag und daß der linien- oder netzgitterförmige Auftrag der Antistatika eine gute elektrostatische Leitfähigkeit der Oberfläche erzielt, so daß keine elektrischen Entladungen stattfinden. Die Bedruckbarkeit ist sehr gut, da die verschiedensten Druckfarben auf den nicht mit Antistatika versehenen Flächen sehr gut haften.

[0011] Die vorteilhafte Verwendung eines Profilwalzenauftragsverfahrens zur Erzeugung des linien- oder netzgitterförmigen Profiles der Antistatika auf der Oberfläche der bewegten Bahn erlaubt, je nach der Profilgröße der Profilwalze, eine erhebliche Einspa rung an Antistatiklösung von 30 bis 60 %, wobei die gemessenen Oberflächenwiderstände zwischen 5·10⁷ bis 3,5*10 8 Ohm liegen. Der Auftrag der Antistatiklösung mit dem Profilwalzenauftragsverfahren hat gegenüber den herkömmlichen Antragsverfahren durch Beschichten oder Begießen noch den weiteren Vorteil, daß keine Leerstellen auf der Bahnoberfläche entstehen, die durch Benetzungsfehler oder dem Abriß des Auftragsfilmes entstehen können. Das beschriebene Verfahren erlaubt so eine Reduzierung von Verlusten bei einer Kosteneinsparung durch einen geringeren Verbrauch von Antistatiklösungen und der damit verbundenen geringeren Trockenkapazität und eine gute Bedruckbarkeit der elektrostatisch gut leitenden Bahnfläche.

[0012] Das Profilwalzenauftragsverfahren bietet auch den weiteren Vorteil, Aufdrucke auf der Bahnfläche bei der Antistatikbeschichtung mit aufbringen zu können, indem gefärbte Antistatiklösungen verwendet werden. Die Aufdrucke können den Namen des Herstellers, irgendwelche speziellen Anmerkungen für den Verbraucher, spezielle Unterscheidungsmerkmale oder dgl. enthalten.

[0013] Die nach dem Verfahren hergestellte Bahn zeichnet sich dadurch aus, daß auf deren Oberfläche die Antistatiklösung linienförmig oder netzgitterförmig aufgetragen ist und zwischen den Linien oder dem Netzgitter Flächen ohne Antistatiklösung verbleiben. Das Netzgitter oder die Profile aus Antistatik leiten die elektrostatischen Aufladungen von der Bahn ab oder gleichen diese aus, während sich die Flächen zwischen den Linien oder dem Netzgitter gut bedrucken lassen. Die Breite der aufgebrachten Antistatiklinien beträgt 0,5 bis 2,5 mm, so daß bei einer Wahl der aufgedruckten Buchstabengröße von 5 bis 10 mm stets eine gute Lesbarkeit des Aufdruckes möglich ist.

[0014] Der linienförmige Auftrag der Antistatiklösung auf die Bahnoberfläche kann die verschiedensten Formen haben. Besonders einfach und zweckmäßig ist eine Anordnung aus sich rechtwinklig kreuzenden Auftragsprofilen, die sich in Bahnlaufrichtung und quer'zur Bahnlaufrichtung erstrecken. Der Abstand von Profillinie zu Profillinie kann hierbei 2 bis 15 mm betragen, wobei noch ein sehr guter Ladungsaustausch oder eine gute Ableitung erreicht wird.

[0015] Ebenso vorteilhaft ist eine Anordnung der Profillinien schräg zur Bahnlaufrichtung, die, sich kreuzend, rhombenartige Flächen einschließen.

[0016] Für dünne Profillinien eignet sich eine dichter beieinanderliegende Anordung der beschriebenen sich kreuzenden Linien oder aber eine vorteilhafte Anordung, bei der sowohl sich rechtwinklig kreuzende als auch schräg zur Bahnlaufrichtung verlaufende Auftragsprofile vorgesehen sind.

[0017] Es ist auch ein Auftrag der Profillinien vorteilhaft, bei welchem sich die Linien nicht kreuzen, zum Beispiel Linien aus Antistatik-Lösungen, die nebeneinander parallel in oder quer zur Bahnlaufrichtung verlaufen oder die zick-zack-förmig oder mäanderförmig zur Bahnkante oder zur Bahnlaufrichtung angeordnet sind. Ebenso können die Linien Kurven oder Bogen beschreiben, zum Beispiel sinusförmig über- oder nebeneinander angeordnet sein.

[0018] Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Profilwalzenauftragseinrichtung zur Aufbringung eines gitternetzförmigen Antistatikprofiles mit sich rechtwinklig kreuzenden Profillinien;

Fig. 2 sich schräg kreuzenden Profillinien;

Fig. 3 sich schräg und rechtwinklig kreuzenden Profillinien;

_Fig. 4 eine zeichnerische Abbildung von Originalmustern etwa im Maßstab 1:1.

[0019] In der, in Fig.. 1 dargestellten Profilwalzenauftragseinrichtung wird einer Tauchschale 1 kontinuierlich eine Antistatiklösung 2 zugeführt. Eine in die Tauchschale 1 eintauchende Tauchwalze 3 entnimmt die Antistatiklösung 2 und überträgt die Lösung 2 auf eine Dosierwalze 4, von der die dosierte Menge auf eine Profilwalze 5 übertragen übertragen wird. Die Profilwalze 5 überträgt die Antistatiklösung gemäß ihres Profiles auf die laufende Bahn 6, die über eine Rückenwalze .7 an der Profilwalze 5 vorbeigeführt wird. Durch die Wahl des Anpreßdruckes, mit dem die Rückenwalze 7 die Bahn 6 an die Profilwalze 5 andrückt, läßt sich die Auftragsdicke der Antistatiklösung 2 auf der Bahn 6 einstellen. Die Profilwalze 5 hat in dem gezeigten Beispiel rechteckige Profillinien 8, die auf der Bahn 6 ein rechteckiges Netzgitter 9 aus Antistatiklösung 2 erzeugen.

[0020] Fig. 2 zeigt eine Bahn 6 mit einem Netzgitter 10, welches schräg zur Bahnlaufrichtung verlaufende Profillinien besitzt.

[0021] In Fig. 3 ist ein feineres Netzgitter 11 auf einer Bahn 6 dargestellt, bei welchem die Profillinien sowohl quer zur und in Laufrichtung der Bahn verlaufen und von schräg oder diagonal verlaufenden Profillinien überlagert sind. Hierbei können die Profillinien sehr schmal, beispielsweise 0,5 bis 1 mm breit, gewählt werden, so daß ein Aufdruck mit Druckfarbe die schmalen Profillinien des feinen Netzgitters vollkommen überbrückt und eine sehr gute Lesbarkeit des Aufdruckes erzielt wird.

[0022] Fig. 4 zeigt eine Auswahl von sieben verschieden auf polyesterbeschichtete Photopapiere aufgebrachte Antistatik-Profillinienarten A bis G und ein gleichmäßig beschichtetes Photopapier H als Typ. Für alle Muster wurde das gleiche Photopapier, die gleiche Antistatiklösung in der etwa gleichen Auftragsdicke (12 µm naß) verwendet. Die Breite b der Antistatik-Profillinien ist in Fig. 4 in der zweiten Spalte angegeben, ebenso der Abstand a der Profillinien voneinander. In der dritten Spalte sind die nach DIN 54 482 bei konstanter Temperatur und Feuchte an mehreren Proben gemessen und gemittelten Oberflächenwiderstände angegeben, die für die verschiedenen Muster A bis G Werte von 5,0·10⁷ Ohm bis 3,5·10⁸ Ohm annehmen. Die Typ-Muster H hatten einen Oberflächenwiderstand von im Mittel 5,4·10⁷ Ohm. Schließlich ist in der letzten Spalte der Verbrauch an Antistatiklösung in % angegeben, der sich auf den Verbrauch bei einer Typbeschichtung (H) mit 100 % Antistatiklösung bezieht.

[0023] Die Muster der F-ig. 4 zeigen den überraschenden Effekt, daß zum Beispiel bei Muster B bei einem Verbrauch von nur 44 % der bisher benötigten Antistatiklösung ein ebenso niedriger Oberflächenwiderstand von ca. 5·10⁷ Ohm erreicht werden kann, wie bei dem Typ H der 100 % Antistatiklösung benötigt. Bei dem Muster B sind also nur etwa 56 % der Oberfläche mit Antistatika versehen, wodurch eine gute Bedruckbarkeit möglich ist, wenn die _Profillinienbreite b von 2 mm nicht stört, was dann der Fall ist, wenn zum Bedrucken große Lettern verwendet werden. Während die Muster C und G eine geringere Antistatiklösungsersparnis ergeben, sind die Muster D, E und F sehr vorteilhaft, wenn ein höherer Oberflächenwiderstand zwischen 1 bis 3,5.108 Ohm zugelassen wird. Das Muster D zeichnet sich durch ein sehr feines Profil aus, dessen Profillinien nur eine Breite von 0,5 mm besitzen und auch Bedrucken mit kleinen Lettern zulassen. Das Muster E zeigt überraschenderweise einen sehr geringen Verbrauch an Antistatiklösung von nur 39 % bei einem durchaus brauchbaren Oberflächenwiderstand von 2,7_.10⁸ Ohm. Die dargestellten Muster wurden zeichnerisch so dargestellt, daß sich die Antistatikprofile dunkel von den freien weißen Flächen abheben. Dies trifft bei rußhaltigen antistatischen Lösungen zu. Meist werden jedoch die einleitend genannten Antistatika verwendet, die auf der weißen Papierrückseite weiß erscheinen und nur durch einen anderen Glanz erkannt werden können, so daß sich die Profillinien auf der Papieroberfläche kaum abheben. Durch Einfärben der Antistatiklösung kann jedoch gleichzeitig ein bestimmtes Kennmerkmal, zum Beispiel der Name des Herstellers des Produktes mit aufgebracht werden, wenn dies erwünscht ist.

[0024] Die dargestellten Muster sind keineswegs eine Begrenzung der Erfindung, sondern können auch alle nur denkbaren anderen Formen besitzen, zum Beispiel auch sinusförmige Kurven. Die Muster können sowohl parallel als auch quer zur Laufrichtung der Bahn aufgebracht werden (siehe Pfeile, Fig. 4), ohne daß sich die Oberflächenwiderstände wesentlich ändern, wie Messungen gezeigt haben. Die Verteilung und/oder Ableitung elektrostatischer Aufladung erfolgt gleichermaßen gut ohne daß Verblitzungen erfolgen. Bei Bandgeschwindigkeiten von 100 m/min konnten bei dem Muster F mit dem höchsten Oberflächenwiderstand von 3,5·10⁸ Ohm keine Verblitzungen erzeugt werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Antragen von Antistatiklösungen an laufende Bahnen, dadurch gekennzeichnet, daß die _Antistatiklösung (2)' linien- oder netzgitteförmig auf einen Teil der Fläche der Bahn (6) angetragen wird.

₂. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der linien- oder netzgitterförmige Antrag der Antistatiklösung (2) mit einem Profilwalzenauftragsverfahren auf die bewegte Bahn (6) aufgebracht wird.

3. Bahn mit einem Antistatikauftrag auf der Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antistatiklösung (2) linien- oder netzgitterförmig (9, 10, 11) auf die Bahnoberfläche aufgetragen ist und zwischen den Linien oder dem Netzgitter (9, 10, 11) Flächen ohne Antistatiklösung vorhanden sind.

4. Bahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der netzgitterförmige Auftrag der Antistatiklösung (2) aus sich rechtwinklig kreuzenden Auftragsprofilen. (9) besteht, die sich in Bahnlaufrichtung und quer zur Bahnlaufrichtung erstrecken.

5. Bahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der netzgitterförmige Auftrag der Antistatiklösung (2) aus sich kreuzenden schräg zur Bahnlaufrichtung verlaufenden Auftragsprofilen (10) besteht, die rhombenartige Flächen einschließen.

6. Bahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der netzgitterförmige Auftrag der Antistatiklösung (2) sowohl aus sich rechtwinklig kreuzenden, als auch aus schräg zur Bahnlaufrichtung verlaufenden Auftragsprofilen (11) besteht.

7. Bahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftrag der Antistatiklösung (2) linienförmig erfolgt und die Profillinien parallel längs oder quer zur Bahnlaufrichtung oder zick-zack-förmig zur Bahnlaufrichtung angeordnet sind.

Zeichnung