DE19950009B4

DE19950009B4 - Vorrichtung zum Befeuchten einer Materialbahn

Info

Publication number: DE19950009B4
Application number: DE19950009A
Authority: DE
Inventors: Franz Knopf
Original assignee: Eltex Elektrostatik GmbH
Current assignee: Eltex Elektrostatik GmbH
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2019-10-19
Also published as: US6827781B1; DE19950009A1; EP1233834B1; DE50003482D1; EP1233834A1; ES2206241T3; WO2001028693A1; JP2003512156A; ATE248027T1

Abstract

Vorrichtung zum Befeuchten einer in Transportrichtung (V) bewegten Materialbahn (4), vorzugsweise zum Wiederbefeuchten einer nach dem Bedrucken getrockneten Papier- oder Textilbahn, mittels einer Sprüheinrichtung (6) zum Aufsprühen eines Wasseraerosols auf die Materialbahn (4) unter Einwirkung eines elektrostatischen Feldes, das von einer Einrichtung zum elektrostatischen Aufladen (1) erzeugt wird, wobei in Transportrichtung (V) vor der Sprüheinrichtung (6) eine geerdete Umlenkwalze (3) zum Umlenken der Materialbahn vorgesehen ist, wobei der Umlenkwalze (3) eine als Koronaaufladeelektrode (1) ausgebildete Einrichtung zum elektrostatischen Aufladen der Materialbahn (4) zugeordnet ist, wobei die Umlenkwalze (3) derart ausgebildet ist, dass die Materialbahn (4) die Umlenkwalze (3) unter Bildung eines Umschlingungswinkels von wenigstens 90° umschlingt, wobei die Sprüheinrichtung (6) zwei geerdete Wassersprühköpfe (6) aufweist, die auf beiden Seiten der Materialbahn (4) einander gegenüber liegend und einander zugewandt angeordnet und auf die Oberfläche der Materialbahn (4) gerichtet sind, wobei zwischen den beiden geerdeten Wassersprühköpfen (6) und...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befeuchten einer in Transportrichtung bewegten Materialbahn, vorzugsweise zum Wiederbefeuchten einer nach dem Bedrucken getrockneten Papier- oder Textilbahn mittels einer Sprüheinrichtung zum Aufsprühen eines Wasseraerosols auf die Materialbahn unter Einwirkung eines elektrostatischen Feldes, das von einer Einrichtung zum elektrostatischen Aufladen erzeugt wird.
Vorrichtungen zum Wiederbefeuchten dieser Art sind an sich bekannt ( EP 0 350 606 A2 ). Sie haben sich in der Praxis bewähret. Von Nachteil ist jedoch, dass diese bekannten Anlagen sich meistens nur schwer bei vorhandenen Anlagen nachrüsten lassen. Schließlich kann mit diesen bekannten Vorrichtungen nur ein mäßiger Wiederbefeuchtungsgrad erzielt werden.
Die Druckschrift „Trocknung und Wiederbefeuchtung sind im Zusammenhang zu sehen” (Druckwelt Nr. 1/92, Seiten 54, 55) und die Druckschrift „In der Praxis: Elektrostatische Wiederbefeuchtung im Heatset-Rollenoffestdruck” (deutscher Drucker Nr. 41/92, Seiten w30 bis w34) betreffen jeweils eine unter der Typen- bezeichnung „Eltex SG 50” bekannte Befeuchtungsvorrichtung, welche an zwei Orten entlang einer zu befeuchtenden Materialbahn Rotationszerstäuber aufweist, um einen Aerosolnebel zu erzeugen. Damit der Aerosolnebel wirksam in die Materialbahn eindringen kann, ist bei der herkömmlichen Befeuchtungsvorrichtung vom Typ „Eltex SG 50” einen Korona-Behandlung vorgesehen, bei welcher eine mikrostrukturelle Perforation der Materialbahnoberfläche erfolgt.
Die Druckschrift DE 43 24 337 C2 betrifft eine Wiederbefeuchtungsvorrichtung für eine bedruckte Papierbahn, bei welcher eine Korona-Behandlungseinrichtung zur mikrostrukturellen Perforation der Papierbahnoberfläche zum Einsatz kommt.
Die Druckschrift DE 31 15 958 C2 betrifft die Behandlung eines beschichteten Trägermaterials vor der Zufuhr von Feuchtigkeit mit einer Korona-Behandlung. Durch eine derartige Korona-Behandlung soll gemäß den Lehren dieser Druckschrift eine Vielzahl von adhäsiven Haftzentren geschaffen werden, um ein Anhaften von Feuchtigkeitspartikeln zu ermöglichen.
Die Druckschrift EP 0 350 606 A2 betrifft eine Befeuchtungsvorrichtung, welche ein auf isolierten Umlenkrollen synchron mit einer vorbei transportierten Materialbahn umlaufendes Endlosband aufweist, welches mithilfe einer Korona-Aufladeeinrichtung mit Ladungsträgern versehen wird.
Die Druckschrift DE 7 333 426 U betrifft eine Einrichtung zum Besprühen einer vorbeitransportierten Materialbahn. Hierzu sind Sprühdüsen vorgesehen, welche genau wie die Papierbahn geerdet sind. Mittels einer Hochspannungselektrode werden die aufzutragenden Flüssigkeitspartikel direkt aufgeladen (ionisiert), so dass sie sich in einer gleichmäßigen Schicht auf der Materialbahn ablagern.
Die Druckschrift US 3,625,743 A betrifft eine Vorrichtung zum Wiederbefeuchten einer Materialbahn, welche eine Sprüheinrichtung mit zwei Wassersprühköpfen aufweist. Ein elektrisches Feld wirkt auf das versprühte Aerosol ein, wobei dieses elektrische Feld von Elektroden ausgeht, an welchen die Papierbahn unter Bildung eines Umschlingungswinkels vorbeibewegt wird.
Die Druckschrift DE 196 47 254 A1 betrifft eine Aufladung einer transportierten Materialbahn mittels einer Elektrode. Zur Befeuchtung der Materialbahn kommt eine Sattdampfkammer zum Einsatz.
Die Druckschrift DE 195 20 260 A1 betrifft eine Elektrodenvorrichtung, wobei einer als Spitze ausgebildeten Koronaelektrode mehrere Hilfselektroden zugeordnet sind. In einigem Abstand zu dieser Elektrodenvorrichtung ist eine als Gegenelektrode bezeichnete Metallplatte angeordnet, über welche eine Materialbahn hinweggleitet.
Die Druckschrift EP 0 295 431 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Veränderung des statischen Potentials auf einer Materialbahnoberfläche. Hierzu kommt eine mit Wechsel- oder Gleichstrom betriebene Koronaelektrode zum Einsatz, welche eine Vielzahl dicht an dicht angeordneter und parallel zueinander ausgerichteter Fasern, im Bündel zu mehreren hundert bis vielen tausend Fasern angeordnet, aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei geringsten Einbaumaßen ein Höchstmaß an Befeuchtung erzielbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des erteilten Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Prinzip ist hierbei, dass die Materialbahn – in Transportrichtung – vor der Sprüheinrichtung elektrostatisch aufgeladen (erstaunlicherweise im Bereich außerhalb der Umlenkwalze höher als im Bereich der Koronaelektrode) wird und dann die so aufgeladenen Materialbahn den aufgesprühten Wassernebel infolge des elektrischen Feldes aufgrund der Aufladung influenziert, wodurch die Wasserteilchen des Sprühnebels überraschenderweise förmlich von der Materialbahn aufgesaugt werden, d. h. es dringen die relativ zum Papier entgegengesetzt aufgeladenen Wasseraerosole in das Material ein, wobei erstaunlicherweise auch die applizierte Wassermenge von etwa 2,5 g/m² zu keinerlei Bildung von Oberflächenwasser auf der Materialbahn geführt hat. Auch hat sich das Befeuchtungsprofil der Wassersprühköpfe nicht auf die Materialbahn abgebildet, was wiederum auf die Dominanz der hohen und gleichmäßigen Verteilung der Feldstärke in Form eines homogenen Feldes zurückzuführen sein dürfte. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung hat man einen Wirkungsgrad von größer 95%, zum Teil auch 98% erreicht. Gegenüber den bekannten Vorrichtungen besteht überdies der Vorteil, dass deutlich weniger Komponenten benötigt werden, was in direktem Zusammenhang mit dem damit verbundenen Platzbedarf einer solchen Vorrichtung zum Wiederbefeuchten steht. Letzteres hat insbesondere den Vorteil, bestehende Druckanlagen in einfacher Weise nachrüsten zu können.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die ein schematisches Funktionsbild durch die erfindungsgemäße Vorrichtung darstellt.
Die insgesamt mit 4 bezeichnete Materialbahn wird in Transportrichtung v um eine insgesamt mit 3 bezeichnete Umlenkwalze (beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel) um einen Umschlingungswinkel von 90° herumgeführt.
In Verlängerung des (im schematischen Querschnitt) durch den Tangentenpunkt hindurchgehenden Durchmessers ist die insgesamt mit 1 bezeichnete Einrichtung zum elektrostatischen Aufladen in Form einer Korona-Aufladeelektrode 1 gezeigt, wobei der Ladegleichstrom mit 2 bezeichnet ist, der auf die Oberfläche der Materialbahn 4 abfließt. Er beträgt ca. 2 mA/m. Als Tangentenlinie wird der Bereich der Materialbahn angesehen, der in Transportrichtung den Mantel der Umlenkwalze 3 berührt.
Die Umlenkwalze 3 ist eine geerdete Trommel, die eine glatte, elektrisch leitende Oberfläche, die vorzugsweise hochglanzverchromt ist, aufweist. Es hat sich gezeigt, dass bei dieser Ausbildung der Aufladeelektrode die Materialbahn auf ihre physikalisch maximale Feldstärke aufgeladen wird, so dass sich das mit 5 bezeichnete elektrische Feld E ergibt.
Die Materialbahn 4 wird dann in dem Bereich zweier einander auf verschiedenen Seiten der Materialbahn 4 einander gegenüberliegend angeordnete, geerdete Wassersprühköpfe 6 hindurchgeführt, die einen insgesamt schematisch mit 7 bezeichneten Sprühkegel bilden. Infolge der Influenz wirkt auf die Wasseraerosole eine insgesamt mit 8 bezeichnete Feldkraft F ein, die sie förmlich in das Innere der Materialbahn 4 hineindrückt.
Es ist zwar auch möglich, anstelle der Erdung die umgekehrte Polarität bei der Umlenkwalze 3 und den Wassersprühköpfen 6 einzusetzen. Auch ist es möglich, dass man auf der Oberseite der Umlenkwalze 3 eine Beschichtung aus Polytetrafluorethylen oder Rilsan vornimmt, um zu verhindern, dass sich auf der Oberfläche der Walze Rückstände der Druckfarbe von der Materialbahn 4 absetzen.
Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung hat man einen Wirkungsgrad von größer 95%, zum Teil auch 98% erreicht. Gegenüber den bekannten Vorrichtungen besteht überdies der Vorteil, dass deutlich weniger Komponenten benötigt werden, was in direktem Zusammenhang mit dem damit verbundenen Platzbedarf einer solchen Vorrichtung zum Wiederbefeuchten steht. Letzteres hat insbesondere den Vorteil, bestehende Druckanlagen in einfacher Weise nachrüsten zu können.

Claims

Vorrichtung zum Befeuchten einer in Transportrichtung (V) bewegten Materialbahn (4), vorzugsweise zum Wiederbefeuchten einer nach dem Bedrucken getrockneten Papier- oder Textilbahn, mittels einer Sprüheinrichtung (6) zum Aufsprühen eines Wasseraerosols auf die Materialbahn (4) unter Einwirkung eines elektrostatischen Feldes, das von einer Einrichtung zum elektrostatischen Aufladen (1) erzeugt wird, wobei in Transportrichtung (V) vor der Sprüheinrichtung (6) eine geerdete Umlenkwalze (3) zum Umlenken der Materialbahn vorgesehen ist, wobei der Umlenkwalze (3) eine als Koronaaufladeelektrode (1) ausgebildete Einrichtung zum elektrostatischen Aufladen der Materialbahn (4) zugeordnet ist, wobei die Umlenkwalze (3) derart ausgebildet ist, dass die Materialbahn (4) die Umlenkwalze (3) unter Bildung eines Umschlingungswinkels von wenigstens 90° umschlingt, wobei die Sprüheinrichtung (6) zwei geerdete Wassersprühköpfe (6) aufweist, die auf beiden Seiten der Materialbahn (4) einander gegenüber liegend und einander zugewandt angeordnet und auf die Oberfläche der Materialbahn (4) gerichtet sind, wobei zwischen den beiden geerdeten Wassersprühköpfen (6) und der geerdeten Umlenkwalze (3) kein ein von der Materialbahn (4) ausgehendes elektrisches Feld (5) beeinflussendes Bauteil vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Umlenkwalze (3) eine glatte elektrisch gut leitende Oberfläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Umlenkwalze (3) hochglanzverchromt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Mantel der Umlenkwalze (3) über der glatten Oberfläche eine dünne Beschichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die dünne Beschichtung Polytetrafluorethylen oder Rilsan aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Koronaaufladeelektrode (1) in der von der Achse der Umlenkwalze (3) und der Tangentenlinie in dem Bereich, in dem die Materialbahn (4) auf den Mantel der Umlenkwalze (3) aufläuft, aufgespannten Ebene angeordnet ist, wobei in Verlängerung des durch den Tangentenpunkt hindurchgehenden Durchmessers die Koronaaufladeelektrode (1) angeordnet ist.