EP0350606A2 - Vorrichtung zum Befeuchten eines bewegten Substrates - Google Patents

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EP0350606A2 EP89109445A EP89109445A EP0350606A2 EP 0350606 A2 EP0350606 A2 EP 0350606A2 EP 89109445 A EP89109445 A EP 89109445A EP 89109445 A EP89109445 A EP 89109445A EP 0350606 A2 EP0350606 A2 EP 0350606A2
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atomizer
endless belt
voltage source
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Ernst-August Hahne
Hermann Künzig
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Eltex Elektrostatik GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • B05B5/14—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects specially adapted for coating continuously moving elongated bodies, e.g. wires, strips, pipes

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of the main claim.
  • Substrates such as foils, papers and boxes are wetted by spraying small water droplets (aerosols). After being applied to the surface, the water droplets then diffuse as moisture, more or less strongly into the substrate.
  • the spraying of aerosols creates clouds from this aerosol, which only partially reach the surface of the substrate, on the one hand due to the spraying behavior of the nozzles and on the other hand due to the air movement parallel to the moving substrate.
  • the water droplets undesirably vagabond in the device space and can even be deposited on the device part.
  • the electrical field acts on the conductive aerosol generator due to the build-up of a strong electrical field that originates from a conductive plate applied to a high voltage.
  • the aerosols are aligned in the electric field and move along the lines of force in the direction of the high-voltage plate.
  • the electrical field now acts through the substrate to be moistened.
  • all aerosols are aligned in the direction of the high-voltage plate and can no longer vagabond in the room. This behavior changes
  • substrates with a higher pre-moisture or other conductivity must be moistened, through which the conductivity of the substrate immediately increases, whereby the penetration of the electrical field through the substrate to the conductive aerosol generator is reduced or even completely prevented. As a result, the aerosols are no longer aligned with the electrically high-tension plate.
  • the invention has for its object to provide a generic device according to the preamble of the main claim with always good and independent of the pre-humidity efficiency.
  • the back of the substrate is either charged by a charge-emitting charging electrode — contactlessly — or the top of an endless belt is provided with a charge, so that the electrical field forces from the charged substrate act all the more on the atomizer. so that the vagabonding of the aerosols becomes impossible.
  • the electrical field strength is so high that the mirror image of the high voltage is generated on the grounded metallic surface of the aerosol dispenser by influence and the detached aerosols are charged with the opposite polarity of the charging electrode so that they are charged accelerated and aligned, making them unlike the known devices not only wet the surface of the substrate, but can penetrate into the pores of the substrate.
  • an endless belt runs as an electrode device on insulated deflection rollers and its movement is matched to the speed of the substrate, so it has no relative speed to the substrate with the strand which is in contact with the substrate.
  • the high voltage is sprayed on contact or contactlessly by corona charging, but can also be applied by sandwich deflection rollers for the endless belt in such a way that the coating of at least one deflection roller is conductive on the surface and the high voltage transmission takes place via contact roller.
  • the first embodiment according to FIG. 1 is denoted overall by 5 and serves to moisten a substrate 6 in the form of a circumferential path, preferably of paper, which is moistened by means of an atomizer 7 with a total of 8 small water droplets, namely aerosols.
  • a charging device is provided which has a continuous endless belt 9, which is electrically conductive on its upper side 17 and electrically insulated on its underside 18, which faces the rear 10 of the substrate and bears against it with one strand 11 and rotates at zero relative speed .
  • a charging part 12 is provided for the top 17 of the endless belt 9 in the form of a contact roller 12, which is connected to the anode of a voltage source, generally designated 13, the other side of which is grounded.
  • the endless belt 9 also has deflecting rollers 14 which are electrically insulated from the ground for insulation and the contact roller 12 is provided on a deflecting roller 14 in the wrapping region of the endless belt 9.
  • the resulting field course of the electric field between the atomizer 7 and the one strand 11 of the endless belt 9 is indicated approximately in the delimited area 15.
  • the second alternative embodiment according to FIG. 2 has four individual emission charging electrodes 20 on the back 10 of the substrate 6 instead of the endless circulating belt 9 with the associated charging device, all of which - in the exemplary embodiment shown - are connected to the high-voltage source 13, of which but each can also be connected individually to a high-voltage source in such a way that the potential can be regulated separately.
  • the charge is applied to the back 10 of the substrate by direct contact, in the present embodiment according to FIG. 2 it is applied contactlessly by the emission charging electrodes 20.
  • the deflection rollers are provided with an insulating surface to maintain the charge on the substrate.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung dient zum Befeuchten von einem bewegten Substrat (6) mit einer Flüssigkeit, wobei einem der Vorderseite des Substrates (6) zugewandter Zerstauber (7) für die Flüssigkeit vorhanden ist, sowie eine elektrische Hoch­spannungsquelle (13) sowie eine Aufladeeinrichtung (9-13,20) zum gerichteten Transport der zerstäubten Flüssigkeit auf das Substrat (6). Hierbei weist die Auflageeinrichtung (9-13,20) auf ein auf ihre Ober­seite elektrisch leitfähiges und auf ihre Unterseite elektrisch isoliertes, umlaufendes Endlosband (9) auf, welches der Rückseite des Substrates (6) zugewandt ist und an diesem mit dessen Trum (11) anliegt sowie mit der Relativge­schwindigkeit Null dazu umläuft. Ferner weist die Aufladeeinrichtung (9-13,20) noch ein Aufladeteil für die Oberseite des Endlosbandes (9) auf. Die Aufladeeinrichtung (9-13,20) kontaktlos durch Koronaaufladung erfolgen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Ober­begriff des Hauptanspruches.
  • Eine solche Vorrichtung ist an sich bekannt (DE-OS 28 12 881) und hat sich bewährt.
  • Substrate wie Folien, Papiere und Kartons werden durch das Aufsprühen kleiner Wassertröpfchen (Aerosole) ober­flächenbenetzt. Nach dem Aufbringen auf die Oberfläche diffundieren dann die Wassertröpfchen als Feuchte, mehr oder weniger stark in das Substrat ein. Durch das Aufsprühen von Aerosolen entstehen Wolken aus diesem Aerosol, die nur zum Teil auf die Oberfläche des Sub­strates gelangen, zum einen aufgrund des Sprühverhaltens der Düsen und zum anderen aufgrund der Luftbewegung parallel zum bewegten Substrat. In Form dieser Aerosol­wolke vagabundieren die Wassertröpfchen in unerwünschter Weise im Vorrichtungsraum umher und können sich sogar an dem Vorrichtungsteil niederschlagen.
  • Durch den Aufbau eines starken elektrischen Feldes, das von einer an eine Hochspannung angelegten leit­fähigen Platte ausgeht, wirkt das elektrische Feld auf den leitfähigen Aersolerzeuger. Die Aerosole werden im elektrischen Feld nämlich ausgerichtet und bewegen sich entlang den Kraftlinien in Richtung der an Hoch­spannung liegenden Platte. Nun wirkt das elektrische Feld durch das zu befeuchtende Substrat hindurch. Somit sind alle Aerosole in Richtung der an Hochspannung angelegten Platte ausgerichtet und können nicht mehr im Raum herumvagabundieren. Dieses Verhalten ändert sich jedoch dann, wenn Substrate mit einer höheren Vorfeuchte oder sonstigen Leitfähigkeit angefeuchtet werden müssen, durch die sofort die Leitfähigkeit des Substrates ansteigt, womit der Durchgriff des elektrischen Feldes durch das Substrat zum leitfähigen Aersolerzeuger verringert oder sogar gänzlich unterbunden wird. Hierdurch bedingt sind die Aerosole nicht mehr ausgerichtet zur elektrisch hochgespannten Platte.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­gemäße Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptan­spruches mit stets gutem und von der Vorfeuchte unab­hängigen Wirkungsgrad bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vor­richtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
  • Die Rückseite des Substrates wird erfindungsgemäß ent­weder durch eine Ladung emittierende Auflade-Elektrode - kontaktlos - aufgeladen oder es liegt an ihr die mit einer Ladung versehene Oberseite eines endlos um­laufenden Bandes an,so daß die elektrischen Feldkräfte vom geladenen Substrat aus umsomehr auf den Zerstäuber einwirken, so daß das Vagabundieren der Aerosole unmöglich wird. Durch die hohe Potentialdifferenz zwischen dem aufgeladenen Substrat und dem Zerstäuber herrscht infolgedessen eine so hohe elektrische Feldstärke, daß an der geerdeten metallischen Oberfläche des Aerosolspenders das Spiegelbild der Hochspannung erzeugt wird durch Influenz und die abgelösten Aerosole mit der Gegenpolarität der Aufladeelektrode so geladen sind, daß diese beschleunigt und ausgerichtet werden, wodurch sie im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen nicht nur die Oberfläche des Substrates benetzen, sondern in die Poren des Substrates eindringen können.
  • Bei der vorstehend erwähnten alternativen Ausführungs­form läuft ein Endlosband als Elektrodeneinrichtung auf isolierten Umlenkrollen und ist in seiner Bewegung auf die Geschwindigkeit des Substrates abgestimmt weist also zu dem Substrat keine Relativgeschwindigkeit auf mit dem Trum, welches an dem Substrat anliegt. Die Hochspannung wird kontaktiv oder kontaktlos durch Korona-Aufladung aufgesprüht, kann aber auch durch Sandwich-Umlenkrollen für das Endlosband derart aufgebracht werden, daß der Überzug mindestens einer Umlenkrolle an der Oberfläche leitfähig ist und die Hochspannungsübertragung per Kontaktrolle erfolgt.
  • Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:
    • Figur 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung und
    • Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, jeweils im schematischen Querschnitt.
  • Die erste Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist insgesamt mit 5 bezeichnet und dient zum Befeuchten eines Substrates 6 in Form einer umlaufenden Bahn, vorzugsweise aus Papier, die mittels eines Zerstäubers 7 mit insgesamt mit 8 bezeichneten kleinen Wassertröpfchen, nämlich Aerosolen, befeuchtet wird. Hierzu ist eine Aufladevorrichtung vorhanden, die ein auf seiner Oberseite 17 elektrisch leitfähiges und auf seiner Unterseite 18 elektrisch isoliertes, umlaufendes Endlosband 9 aufweist, welches der Rückseite 10 des Substrates zugewandt und an diesem mit dessen einem Trum 11 anliegt und mit der Relativgeschwindigkeit Null dazu umläuft.
  • Ferner ist ein Aufladeteil 12 für die Oberseite 17 des Endlosbandes 9 in Form einer Kontaktrolle 12 vorge­sehen, die an die Anode einer insgesamt mit 13 be­zeichneten Spannungsquelle angeschlossen ist, deren andere Seite geerdet ist. Das Endlosband 9 weist ferner zwecks Isolation gegen Erde elektrisch isolierte Umlenkrollen 14 auf und ist die Kontaktrolle 12 im Umschlingungsbereich des Endlosbandes 9 an einer Umlenkrolle 14 vorgesehen.
  • Der sich hierbei ergebende Feidverlauf des elektrischen Feldes zwischen dem Zerstäuber 7 und dem einen Trum 11 des Endlosbandes 9 ist etwa in dem umgrenzten Be­reich 15 angedeutet.
  • Die zweite alternative Ausführungsform gemäß Fig. 2 weist auf der Rückseite 10 des Substrates 6 anstelle des endlos umlaufenden Bandes 9 mit der zugehörigen Aufladeeinrichtung vier einzelne Emissions-Auflade­elektroden 20 auf, die - beim wiedergegebenen Aus­führungsbeispiel - sämtlich an die Hochspannungsquelle 13 angeschlossen sind, von denen jede aber auch einzeln an je eine Hochspannungsquelle so anschließbar ist, daß das Potential gesondert regelbar ist.
  • Wie mit dem Endlosband 9 nach der Ausführungsform gemäß Fig. 1 auf die Rückseite 10 des Substrates die Wie mit dem Endlosband 9 nach der Ausführungsform gemäß Fig. 1 auf die Rückseite 10 des Substrates die Ladung durch direkte Berührung aufgebracht wird, wird sie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kontaktlos durch die Emissions-Aufladeelektroden 20 aufgebracht. Die Umlenkrollen sind zur Ladungser­haltung des Substrates mit einer isolierenden Ober­fläche versehen.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum Befeuchten von einem bewegten Substrat (6), beispielsweise transportierte Bögen oder laufende Bahnen, insbesondere aus Papier oder Kunststoff, mit einer Flüssigkeit, vorzugs­weise Wasser, mit einem ab der Vorderseite des Substrates zugewandten Zerstäuber (7) für die Flüssigkeit (8), mit einer elektrischen Hoch­spannungsquelle (13) und mit einer Elektroden­einrichtung zum gerichteten Transport der zer­stäubten Flüssigkeit auf das Substrat, da­durch gekennzeichnet, daß die Elektrodeneinrichtung als emittierende Aufladeeinrichtung (9-13, 20) ausgebildet ist, die auf der Rückseite (6) des Substrates angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Aufladeeinrichtung
-- ein auf seiner Oberseite (17) elektrisch leitfähiges und auf seiner Unterseite (18) elektrisch isoliertes, umlaufendes Endlos­band (9), das der Rückseite (10) des Substrates zugewandt ist und an diesem mit dessen einem Trum (11) anliegt sowie mit der Relativgeschwindigkeit Null dazu umläuft,
-- und ein Aufladeteil für die Oberseite des Endlosbandes (9) aufweist. (Fig. 1)
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Aufladeteil an die Hochspannungsquelle (13) angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (7) an die Aufladeeinrichtung und das Aufladeteil an Erde angeschlossen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (9) zwecks Isolation gegen Erde elektrisch isolierte Umlenkrollen (14) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufladeteil als Kontaktrolle (12) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Kontaktrolle (12) auf dem anderen Trum des Endlosbandes (9), vorzugsweise im Umschlingungsbereich einer Umlenkrolle (14) anliegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Umlenkrollen (14) gegen Masse isoliert sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufladeteil eine Korona-Elektrode ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufladeteil (12) an die Anode der Hochspannungsquelle (13) angeschlossen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,daß die Hochspannungsquelle (13) mit dem anderen Anschluß geerdet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Aufladeeinrichtung zumindest eine Emissions-Aufladeelektrode (20) aufweist (Fig. 2).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­zeichnet, daß die einzelnen Emissions-Auflade­elektroden (10) an verchiedene Potentiale an­schaltbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeeinrichtung (20) etwa symmetrisch zu dem Zerstäuber (7) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeein­richtung (20) in Bewegungsrichtung des Substrates vor dem Zerstäuber (7) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Aufladeeinrichtung (20) gegenständig zu dem Zerstäuber (7) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die das Substrat (6) umlenkende Rollen (21) isoliert sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Rollen (21) eine elektrisch isolierte Oberfläche aufweisen.
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