Способ сушки ленточных кинофотоматериалов

(51)5 6 03 С 11/16 ОПИС Е ИЗОБР Т И Большинство дмышленности сушении конвектиричем теплоносиоздух. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Аюпов Р.ШВишин Ю.ГЛемещенко В.Г. Усадка кинофотопленок при сушке политых эмульсионных слоев. Сб, научн. тр. Всесоюз,научно-исследовательского и проектного института химико-фотографической промышленности, 1973, М 12, с.106-108.сапего, РЬото 9 г, Еп 9 пд, 1953, 4, М 4, 226 с. Дерягин В.В., Гоуфман И.Н., АмелинА.Г.,Леви С.М, Докл. АН СССР, 1953, 92, М4, 759 с.Болотников Ф.С., Иванов Ю.И., Кислицын В.К. Влияние режимных параметровсушки на качественные показатели фотожелатиновых слоев. - Журнал прикладной химии, 1982, В 10. Депонировано в ВИНИТИАН СССР, М 2217-82 от 5 мая 1982 (прототип),Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия,1968, 472 с.Воронов В.Г Михайлецкий З,Н. Автоматическое управление процессами сушки,Киев; Техника, 1982, 109 с,Изобретение относится к области сушки ленточных кинофотоматериалов и предназначено для повышения качества материала и сокращения расхода энер гии.(54) СПОСОБ СУШКИ ЛЕНТОЧНЫХ КИНО- ФОТОМАТЕРИАЛОВ(57) Область применения - химико-фотографическая промышленность, Сущность изобретения - способ сушки ленточных кинофотоматериалов в конвективной сушилке осуществляют изменением расхода теплоносителя в устройствах подогрева и увлажнения воздуха. Расход теплоносителя по импульсам температур сухого и мокрого термометров задают в диапазоне изменения их температур ступенчато по длине сушильного тракта конвективной сушилки, при этом средняя разность их температур на 1/3 длины сушильного тракта, включающего периоды прогрева и постоянной скорости сушки, имеет значение в пределах 5 - 7 С, а на 2/3 длины сушильного тракта, включающего период падающей скорости сушки, имеет значение в пределах 8 - 10 С, Обобщенный параметр сушки К рассчитываУУ 0 - И/2 б Ю ют по выражению КхЮ 0 - И 1 О г и выбирают в пределах 2,5 - 3,3, где В/0 - начальная влажность материала; Я, О/2 - влажность материала при начальном, конечном значениях периода постоянной скорости сушки; бЧЧ/б т - скорость сушки материала; х - относительный коэффициент сушки, Улучшаются физико-механические свойства эмульсионного слоя, появляется возможность их прогнозирования. 2 табл. ействующих в кинопролок основано на приме- ного способа сушки, елем является нагретыйедакт рект аз 247 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго л.Гагарина, 101 1Составитель Ю. ОсипенТехред М.Моргентал10 шильного тракта, включающего периодыпрогрева и постоянной скорости сушки, имеет значение в пределах 5 - 7 С, а на 2/3 длины сушильного тракта, включающего период падающей скорости сушки, имеет зна чение в пределах 8 - 10 С, а обобщенныйпараметр сушки К рассчитывают по вы ражениюК -Юо - И 2 б ИхВ/о - И 1 б Т Большая часть материалов, подвергающихся сушке в условиях кино- и фотопроизводства, представляет собой тонкиежелатиновые слои, наносимые на те ипииные виды подложек. Исследование процесса сушки этих тел в основном производится путем изучения внешних параметровна протекание процесса.Известен способ сушки осушенным воздухом при комнатной температуре, при котором на поверхности материала образуетсяповерхностная корочка.Недостатком данного способа являетсямалая производительность по сравнению собычно применяемой тепловой сушкой, особенно в случае толстослойных пленок, например ядерных фотопластинок.Известен способ сушки, при котором отсутствует вынужденное движение воздуха ипроцесс сушки происходит за счет температурного градиента между высушиваемой поверхностью пленки и охлаждаемой стенкой,на которой влага конденсируется, затем отводится из системы.Недостатки этого способа - малая производительность процесса и высокий расход энергии, необходимый для созданиятемпературного градиента,Общим недостатком описанных способов сушки является отсутствие однозначных зависимостей влияния параметроврежима сушки на физико-механическиесвойства высушиваемого материала.Известен способ сушки ленточных кинофотоматериалов, принятый за прототип.Процесс сушки фотожелатиновых слоевпроизводится в сушильных устройствах ссопловым дутьем сушащего воздуха. Получение различных физико-механическихсвойств эмульсионных слоев кинопленоктипа МЗпроизводится за счет подбораопытным путем температурно-влажностныхпараметров воздуха по зонам сушильногоустройства.Недостатком данного способа сушкиленточных кинофотоматериапов является невозможность прогнозирования физико-механических свойств эмупьсионного слоя длякиноппенок различных типов и целесообразного регулирования процессом режимасушки в сушильных устройствах, обеспечивающего получение ленточных кинофотоматериалов с заданными свойствами,Цель изобретения - улучшение и прогнозирование физико-механических свойствэмульсионного слоя.Цель достигается тем, что в известномспособе сушки кинофотоматериалов в конвективной сушилке путем изменения расхода теплоносителя в устройствах подогрева 20 25 30 35 40 45 50 55 и увлажнения воздуха, включающем периоды прогрева, постоянной скорости сущки и период падающей скорости, изменяют расход теплоносителя по импульсам температур сухого и мокрого термометров, котОрые задают в диапазоне изменения их температур ступенчато по длине сушильного тракта конвективной сушилки, при этом средняя разность их температур на 1/3 длины суи выбирают в пределах 2,5 - 3,3,где Яо - начальная влажность материала;Я 1, ЧЧ 2 - влажность материала при начальном, конечном значениях периода постоянной скорости сушки;бЯ/б г- скорость сушки материала; х - относитальный коэффициент сушки.Сущность иредлагаемого способа сушки ленточных кинофотоматериалов в том, что для получения высоких механических свойств многослойных систем на подложке применяется сочетание определенной скорости сушки слоя с определенными значениями влагосодержаний в различных периодах сушки, выполненное таким образом, что рассчитанное предварительно по кривой сушки выражение обобщенного параметра сушки К имеет величину значдния в пределах 2,5 - 3,3.Соответствующее кривой сушки изменение влагосодержания материала по зонам сушилки обеспечивается заданием сушильного потенциала воздуха по каждой зоне таким образом, что на 1/3 длиНы сушильного тракта, соответствующей Зонам1 прогрева и постоянной скорости сушки, среднее значение Ьтр имеет величину 5-7 С, а на 2/3 длины сушильного тракта, соответствующей зоне падающей скорости сушки, имеет величину 8-10 С.Особенность предлагаемого способа сушки ленточных кинофотоматериалов состоит в том, что на экспериментальном материале процесса сушки разлИчных пленок показано отсутствие непосредственной зависимости полученных физико- механических свойств материаЛа от температурно-влажностных режимо сушки, т,енапример, прочности набухшего40 45 50 55 эмульсионного слоя от среднего значения СУШИЛЬНОГО ПотЕНЦИаЛа П = т Ь(асср),В случае прототипа для нахождения указанной связи набирается статистический материал на поливных машинах (для одного типа пленки) и из массива информации выбирается температурно-влажностный режим сушки, соответствующий наилучшему значению прочности набухшего эмульсионного слоя.Отличие предлагаемого способа сушки от прототипа в наличии обобщенного параметра сушки К, связанного нелинейной зависимостью с Асср, т,е. Ьср = 1 (К), а все параметры, определяющие полученные физико-механические свойства ленточных кинофотоматериалов (прочность набухшего эмульсионного слоя, ударная прочность пленки, температура деформации, скручиваемость, усадка), однозначно зависят от обобщенного параметра сушки кривыми, форма которых имеет максимум или минимум. Полученные данные относятся к целому классу ленточных кинофотоматериалов (черно-белые, цветные), а не только к определенному типу пленки (ФТФ, ЦПР и т.д,).Предлагаемый способ сушки ленточных кинофотоматериалов иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1, Сушку галогенсеребряного желатинового эмульсионного слоя фототехнической пленки ФТФодновременно с защитным слоем проводили в фестонной сушилке с обтеканием воздуха вдоль высушиваемого материала. Средняя скорость воздуха у поверхности составляла 1,2 м/с.Температуру воздуха, подаваемого в каждую зону сушилки, регулировали при помощи изменения расхода пара, подаваемого в калориферы, Влажность воздуха регулировали при помощи изменения расхода пара,впрыскиваемого непосредственно в камеруувлажнения,По отдельным зонам сушильного тракта производственной поливной машины отбирали образцы кинопленки. Режим сушки контролировали по температурам сухого и мокрого термометров, установленных в каждой зоне конвективной сушилки. Режим сушки рассчитан таким образом, что при начальном значении влажности материала И/о =90% влажности при начальном и конечном значениях периода постоянной скорости сушки имеют следующее значение: И/1= =60%; Я 2 = 30%, а скорость сушкибЮ бт =1%/мин. 5 10 15 20 25 30 35 Относительный коэффициент сушки к принят равным 0,5 (5. Обобщенный параметр сушкиК=0,5 х х 1,0=1,0(%/мин) (1) 90 - 30Экспериментальная прочность набухшего эмульсионного слоя определяли прибором Дерстуганова ПЭИСпо ОСТ6-17-425-76, Экспериментальная прочностьПэксп = 108 г.На чертеже кривая 1 представляет корреляционную зависимость прочностиэмульсионного слоя от обобщенного параметра сушки К, рассчитанного по формуле 1,где значение К = 1,0 соответствует прогнозируемое значение прочности Ппроч = 115 г.П р и м е р 2, По примеру 1, отличаетсятем, что ЧЧТ= 60%; И/2 = 20%,90 - 20При этом К = 0,5 х х 1,3 =%/мин,Пэксп = 150 г, Прасч = 160 г,Результаты прогнозируемых значенийпрочности Прасч и экспериментально полученных Пэксп при различных значенияхобобщенного параметра сушки и среднеготемпературного потенциала Асср приведены втаб. 1,Анализ данных табл, 1 показывает, чтос уменьшением обобщенного параметрасушки К от 4,4 до 2,8, т.е, в 1,6 раза, прочность набухшего эмульсионного слоя П увеличивается от 130 до 260 г, т.е. в 2 разатолькоза счет изменения температурно-влажностного режима сушки,Для оценки изменения среднего температурного потенциала по длине сушильноготракта в конвективной сушилке проведеныэкспериментальные поливы пленки ФТФ с сушкой при различных температурновлажностных режимах по зонам сушилки.Для опытов применяли главным образомобразцы, поливаемые на машине в производственных условиях. Анализ высушенныхобразцов проводили по стандартной методике,Экспериментальные данные прочностиэмульсионного слоя пленки П (г), полученные при различных режимах сушки, приведены в табл. 2.По экспериментальным данным табл. 2для всех 13 режимов рассчитаны значениесредней разности температур по сухому имокрому термометрам для 1/3 длины сушильного тракта (первые 2 значения режима температур), равное Ьср = 6,1 С, а для2/3 длины сушильного тракта (от 11 до Чрежимов включительно), равное Л 1 ср 2=9,0 С,Эти значения средних температурЛср и Л 1 ср 2 соответствуют Ч режимусушки, приведенному в табл. 2. Сравнительный анализ данных прочности набухшегоэмульсионного слоя для 1 - Х 111 режимов показывает, что наибольшее значение прочности эмульсионного слоя П = 260 гсоответствует У режиму сушки, в которомЛ асср = 6,0 С и Л ср 2 = 9,3 С.Изменение значения Лтср в диапазонеот 7 до 9 С приводит к уменьшению значения прочности эмульсионного слоя от 260 гдо 150-180 г (см., например, режимы Х 111,И 1, И, 11, 11 и И табл. 2), т.е. в 1,4-1,8 раза,Для политых и высушенных пленок наполивной машине с определенным температурно-влажностными режимами получают данные по физико-механическим 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 свойствам (прочности набухшего эмульсионного слоя, скручиваемости, температуре деформации и т.д.).Строится график зависимости Л(ср = =тс - Ь от обобщенного параметра сушки К Ьср = т(К) аналогично кривой 2 на чертеже.В дальнейшем строят экстраполяцибнную кривую 2 на чертеже находят обобщенный параметр сушки К, не рассчитывая кривых сушки. Имея данные по температурно-влажностным режимам, находят обобщенный параметр сушки К и строят зависимости фиЗико-механических свойСтв пленки, например, прочность набухшего эмульсионного слоя П = 1(К).Конкретные величины полученных значений прочности определяют характер дальнейших изменений температурновлажностных режимов для получения пленок более высокого качества,На основе предварительно проведенНого расчета сушки пленки и температурновлажностного режима сушащего воздуха на реальных сушильных устройствах с помощью регулирования подачи теплоносителя и кондиционирования воздуха по зонам сушилки устанавливают температурновлажностные режимы сушки, обеспечивающие получение эмульсионного слоя пленки с прогнозируемой величиной прочности, что значительно улучшает возможность п ро ведения оптимального регулирования процесса сушки.Таким образом, на основе изложенного по предварительному расчету сушки пленки регулированием расхода пара в устройствах подогрева и увлажнения сушащего воздуха по законам сушилки устанавливают велИчины температур и влажности таким образом, что средняя разность их температур на 1/3 длине сушильного тракта имеет значенИе в пределах 5 - 7 С, на 2/3 длины сушильного тракта в пределах 8 - 10 С, а значение обобщенного параметра сушки К имеет величину в диапазоне 2,5-3,3 /мин, При этом доСтигается прогноэируемое максимальное значение прочности эмульсионного слоя, температуры деформации и плавления.Изобретение в отличие от прототипа обеспечивает, во-первых, возможность Прогнозирования физико-механических свойств различных типов кинофотоматериалов, во-вторых, получать на основе прогноза оптимальные физико-механические свойства. Кроме того, на параметры температурновлажностного режима в зонах сушки накладываются точно выбранные ограничения.Так как стоимость технологического процесса сушки материалов ориентировочно составляет одну десятую часть стоимости самих материалов, то оптимальное управление режимов сушки в соответствии с изобретением дает экономический эффект от снижения энергетических затрат на сумму примерно в размере 0,5 - 1,0 оот стоимости материалов.По известным данным 6 потери в народном хозяйстве, связанные с применением некачественно высушенных материалов, таких как древесина, бумага, картон, ткани и другие, могут быть исчислены миллиардами рублей ежегодно. Формула изобретения Способ сушки ленточных кинофотоматериалов в конвективной сушилке путем изменения расхода теплоносителя в устройствах подогрева и увлажнения воздуха, включающей периоды прогрева, постоянной скорости сушки и период падающей скорости, о тли ч а ю щи й с я тем, что, с целью улучшения и прогнозирования физико-механических свойств эмульсионногослоя, изменяют расход теплоносителя поимпульсам температур сухого и мокроготермометров, которые задают в диапазоне5 изменения их температур ступенчато подлине сушильного тракта конвективной сушилки, при этом средняя разность их температур на 1/3 длины сушильного тракта,включающего периоды прогрева и постоян 10 ной скорости сушки, имеет значение в пределах 5 - 7 С, а на 2/3 длины сушильноготракта, включающего период падающейскорости сушки, имеет значение в пределах8 - 10 С, а обобщенный параметр сушки К15 рассчитывают по выражениюЮо Ю 2, о ф,ХОо - ф 1 би выбирают в пределах 2,5 - З,З,где Юо - начальная влажность материала;20 М/1, Ю 2 - влажность материала при начальном, конечном значениях периода постоянной скорости сушки;бО//б т - скорость сушки материала;х - относительный коэффициент сушки,25Таблица 11786463 л О О сч О Р 4 о а о Ч Сф) О О М ООО - ООчЩаМ р ьУБ оа 2 Х о ЩЕ Х Б с Я2 ЕаФ ЯБЯо аЖц (Ос 3 о ф х о оХ с сс о а)РЕьо о с о с а ф а Е о Х ОО ООО аО ООа ОО ООО юю фщ лщ жфол ы шл-ф . йсо сафо - -Г послс ц ч сч " с- - сч сч с- со со сч сч сч % Ф ф- е а) - ч- С 4 . О С - СЧО - О Я " О СЧ О О) Сф) 07 О о сч сфф сч сч сст сч сч О ф сГСЧ СЧ С) ф СЧ с сч (Ч СЧйОо Оа аОо ов ф 1 л ф сО сО ф 0 О О О О О 1 й О) ф сО О Л й ф о О сс) св с м О о сч л л сч сч аО о О . фСЧ О . -фСч В - СЧСЧЛ О . ОМ М) М 7 о м сч сч м о м сч сч мсч сч о мт сч м сч м сч сч