1.2. Элементы входящие в теорию полива.

По конструктивному оформлению можно выделить два типа поливных устройств: кюветные и экструзионные.

По принципу формирования жидкого покрытия способы полива делятся на метод с "висящим мениском", "падаю­щей завесы", с ограничивающей стенкой и другие.

Рисунок 1. Кюветное поливное устройство.

Кюветные поливные устройства предусматривают протяги­вание с постоянной скоростью гибкой подложки (основы кино­пленки или бумажной фотоподложки) через кювету, в которой находится расплавленная фотографическая эмульсия. При условии смачивания эмульсией подложки она выно­сит на себе строго определенное количество эмульсии в виде тонкого слоя.

Теория полива включает в себя:

1) уравнение полива, при помощи которого рассчитыва­ют толщину наноса расплавленной эмульсии в зависимости от ее физико-механических свойств;

2) уравнение теплообмена, предусматривающее расчет теплового режима, которым определяется величина температуры эмульсии, а, следовательно, и ее вязкость в момент формирования слоя;

3) теорию кинетического смачивания.

Эти три элемента теории полива позволяют правильно opганизовать технологический процесс для получения равномерного наноса слоя эмульсии, осуществить рациональный подбор смачивателей для равномерного наноса эмульсии на подложку с максимальной скоростью полива, рассматривать пути создания новых поливных устройств для осуществления оптимального процесса многослойного полива.

2.2.1. Уравнение полива.

При погружении подложки | эмульсию в месте соприкосновения ее поверхности с подложкой наблюдается некоторый подъем эмульсии, образующий капиллярный мениск (рисунок 14).

Образование мениска обусловлено тем, что эмульсия как и всякая смачивающая жидкость, т. е. жидкость, обладающая адгезией к поверхности подложки, стремится смочить подложку. При этом жидкость, образовавшая мениск, оказывается поднятой над ее горизонтальным уровнем в кювете. Величина подъема тем боль­ше, чем ближе эмульсия к подложке. Высота капиллярною подъема зависит от взаимодействия капиллярных сил, а стремящихся поднять эмульсию возможно выше по подложке за счет их адгезии и силы тяжести (P₁), веса поднятой жидкости, которая противодействует этому подъему. В состоянии покоя наблюдается такая форма мениски, при которой в каждой точке поверхности жидкости капил­лярное давление уравновешивается высотой столба жидкости над ее горизонтом в кювете (рисунок 14, а).

Рисунок 2. Образование капил­лярного мениска при стати­ческом (а) и динамическом (б) смачивании подложки эмуль­сией.

Во время движения подложки со скоростью И в результате того, что она увлекает своей поверхностью эмульсии, происходит нарушение первоначальной формы мениска (рисунок 14, б). При этом над мениском образуется равномерный по толщине слой жидкости, кривизна которого R равна нулю. Отсюда ясно, что капиллярное давление минимально где то в средней части мениска (точка В) и, следовательно за счет капиллярного всасывания эмульсия стремится из области наноса стечь вниз, в сторону возрастающей кривизны мениска (в направлении вектора ε).

Поэтому толщина наноса растет с увеличением вязкости скорости движения подложки и падает с увеличением поверхностного натяжения эмульсии.

В результате математической обработки физических процессов, протекающих при вытягивании подложки из вязкой жидкости, было получено уравнение полива, которое имеет вид:

где h - толщина слоя жидкости на подложке или нанос эмульсии;

R - радиус кривизны мениска;

η - вязкость;

U - скорость движения подложки;

σ - поверхностное натяжение.

Уравнение кюветного полива может быть использовано я определения наноса при известном режиме полива либо, то практически более вероятно, для определения режима олива при заданном наносе.