DE2936754A1

DE2936754A1 - Vorrichtung zum elektrostatischen auftragen von in einem gasstrom mitgefuehrten materialteilchen auf eine vorlaufende, flaechige unterlage

Info

Publication number: DE2936754A1
Application number: DE19792936754
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Dr. Edwin 7410 Reutlingen Muz
Original assignee: Weitmann and Konrad GmbH and Co KG
Current assignee: Weitmann and Konrad GmbH and Co KG
Priority date: 1979-09-12
Filing date: 1979-09-12
Publication date: 1981-04-02
Also published as: JPS5640454A; JPS5923866B2; US4324198A

Description

DR.-ING. OIPL-ING. M. SC. OIHL-PHV5. Ok. DIPL-PMVS. DIPl.-PKyg HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER

A 43 628 m Anmelder: Weitmann + Konrad GmbH +Co. KG

m - 18o Postfach 228ο

3. Aug. 1979 7o22 Leinfelden-Echterdingen 2

Beschreibung

Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen von in einem Gasstrom mitgeführten Materialteilchen auf eine vorlaufende, flächige Unterlage

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen von in einem Gasstrom mitgeführten Materialteilchen auf eine vorlaufende, flächige Unterlage in Form von Bahnen oder Bogen, insbesondere aus Papier, in Druckmaschinen oder dergleichen.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 26 46 798) erfolgt die Aufladung von Puderteilchen in einem Luftdüsenkopf, so daß also bereits elektrisch geladene Puderteilchen aus diesem Kopf austreten und auf die zu beschickende Unterlage hingelenkt werden. Bei der zu beschickenden Unterlage handelt es sich in der Regel um ein elektrisch nicht leitendes Material, beispielsweise aus Papier oder Textil. In diesem Fall ist unterhalb der mit Puder zu beschickenden Unterlage eine Gegenelektrode angeordnet.

Abgesehen von einer manchmal ungenügenden elektrischen Aufladung der Puderteilchen im Düsenkopf weist die bekannte Vorrichtung den Nachteil auf, daß die bereits im Düsenkopf aufgeladenen Teilchen nicht nur zu der Unterlage sondern auch zum Maschinengestell hingelenkt werden, wo sich das Puder absetzt und störende Ablagerungen bildet. Insbesondere können diese Ablagerungen keim. Bestäuben von Papierbogen oder dergleichen auch an dem die Bogen transportierenden, aus Klammern oder dergleichen bestehenden Schleppsystem auftreten, wodurch das Schleppsystem seine Funktionstüchtigkeit verliert. Häufige Stillstandszeiten der Maschine zum Zwecke der Reinigung sind erforderlich. Außerdem ist das Pudermaterial, welches sich an dem gewöhnlich auf Erdpotential liegenden Schlepp-

1300U/0163

A 43 628 m

3. Aug. 1979

system oder am Maschinengestell abgesetzt hat, nicht wieder verwendbar und geht seiner eigentlichen Zweckbestimmung verloren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichung vorzuschlagen, die zu einer geringeren Verschmutzung und einer Einsparung an aufzubringendem Pudermaterial führt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

a) Der Gasstrom führt elektrisch ungeladene Materialteilchen mit sich;

b) unterhalb der vorlaufenden Unterlage ist im Bereich der Auftreffstelle des Gasstromes auf die Unterlage wenigstens eine Aufladeelektrode zur Erzeugung einer Koronaentladung angeordnet;

c) in Vorlaufrichtung der Unterlage ist im Abstand von der Aufladeelektrode wenigstens eine Gegenelektrode angeordnet.

Der Kern der Erfindung besteht also darin, daß die auzubringenden Teilchen erst in unmittelbarer Nähe der Unterlage ihre elektrische Aufladung erhalten und sich dann praktisch ausschließlich nur noch auf der Unterlage abesetzen können, nicht aber am Maschinengestell, Schleppsystem oder dergleichen. Auf diese Weise ist einer Verschmutzung einer Druckereimaschine oder dergleichen vorgebeugt und es kann, da sich das aufzubringende Material nicht an anderer Stelle ablagert, eine Materialeinsparung bis zu 5o % erreicht werden.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung.

1300U/0163

A 43 628 m ο ο ο c "7 c /

3. Aug. 1979

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zum Bestäuben

flächiger Unterlagen mit elektrisch aufgeladenen Puderteilchen in Seitenansicht und

Fig. 2 schematisch eine Vorderansicht der Vorrichtung aus Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A .

Bei der dargestellten Vorrichtung sind an einem stabförmigen Träger 1 mit nicht dargestellter Druckluft- und Puderzuführung in an sich bekannter Weise mehrere Luftdüsenköpfe 2 angeordnet, aus denen in Form von Fächern 3 Gasströme schräg nach unten auf eine zu bestäubende, flächige Unterlage 4 gerichtet austreten. Die Unterlage 4 kann in Form von Bahnen oder Bogen, insbesondere aus Papier, vorliegen. Sie wird in Richtung des Pfeiles B mit bestimmter Vorlaufgeschwindigkeit, beispielsweise bis zu 6oo m/min in Richtung des Pfeiles B fortbewegt. Handelt es sich um einzelne Papierbogen, die in einer Druckmaschine bedruckt werden sollen, so werden diese Bogen von einem Schleppsystem geführt, welches beispielsweise endlose Förderketten und daran befestigte Klammern zur Halterung und Mitnahme der Bogen umfaßt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der Gasstrom im Bereich seines Auftreffens auf die Unterlage 4 in Richtung der Vorschubbewegung (Pfeil B) umgelenkt. Die Ausströmgeschwindigkeit der Luft aus dem Düsenkopf 2 und die Vorschubgeschwindigkeit der Bahn 4 werden so aufeinander abgestimmt, daß beide Geschwindigkeiten hinter der Auftreffstelle der Puderteilchen auf die Unterlage gleich sind, so daß also keine Relativbewegung zwischen Puder und Unterlage stattfindet.

Aus dem Luftdüsenkopf 2 treten elektrisch ungeladene, also neutrale Materialteilchen 5 aus. Unterhalb der Unterlage 4 ist

1300U/0163

A 43 628 m

m-18o -6-

3. Aug. 1979

eine an sich bekannte, stabförmige Aufladeelektrode 6 quer zur Vorschubrichtung angeordnet. Die Aufladeelektrode 6 kann bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Reihe von nebeneinanderliegenden Spitzen oder Schneiden 7 aufweisen, die nach oben gegen die Unterlage 4 hin gerichtet sind. Die Spitzen oder Schneiden 7 sind - vgl. Fig. 2 - in bekannter Weise mit einer elektrischen Hochspannungsquelle 8 verbunden, die beispielsweise zu einer Nenn-Ausgangsspannung an den Spitzen oder Schneiden 7 von etwa 2o - 1oo kV führt. Die Hochspannungsquelle 8 liefert eine elektrische Gleichspannung. In Vorschubrichtung hinter der Aufladeelektrode 6 ist im Abstand eine geerdete Gegenelektrode 9 unter der Unterlage 4 angeordnet.

An den Spitzen oder Schneiden 7 der Aufladeelektrode 6 bildet sich in bekannter Weise eine durch die (elektrisch isolierende) Unterlage 4 durchgreifende Koronaentladung aus, deren zur Gegenelektrode 9 hin verlaufende Feldlinien in Fig. 1 mit 11 bezeichnet sind. In diesem Feld, in welches die Teilchen 5 kurz vor ihrem Auftreffen auf die Unterlage 4 eintreten, werden die Teilchen durch Koronaaufladung und Kontaktaufladung elektrisch aufgeladen und verhaften sich anschließend fest mit der Unterlage, so daß hinter der Gegenelektrode 9 eine gleichmäßig mit Puder oder dergleichen beschichtete Unterlage 4 vorliegt.

Es wurde gefunden, daß aufgrund des Umstandes, daß die aus dem Luftdüsenkopf 5 austretenden, elektrisch neutralen Materialteilchen ihre elektrische Aufladung erst kurz unmittelbar über der Unterlage 4 erfahren, praktisch keine unerwünschte Materialabscheidung außerhalb der Unterlage, also insbesondere am Maschinengestell, Schleppsystem oder dergleichen, stattfindet.

In Fig. 1 ist die Gegenelektrode 9 als passives, geerdetes Teil ausgebildet. Sie kann bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung auch mehrere, geerdete Metallstäbe umfassen, die mit der vor-

1300U/0163

m - 18ο - 7 -

3. Aug. 1979

laufenden Unterlage 4 in Berührung sind. Die Gegenelektrode 9 kann auch als mit separater Spannung gespeister Ionisierungsstab ausgebildet sein, der dann mit der vorlaufenden Unterlage 4 nicht in Berührung ist. In letzterem Fall kann die Gegenelektrode auch eine sogenannte passive Koronaentladung erzeugen.

_A'\n Fig. 1 strichpunktiert angedeutet, kann unterhalb der Aufladeelektrode 6 und der Gegenelektrode 9 eine Wanne 12 angeordnet werden, die dem Auffangen überschüssigen Pu-'ders oder dergleichen dient. Die Wanne 12 besteht aus Metall und ist geerdet. In erster Linie sammelt sich in ihr dasjenige Pulver an, welches aus den Luftdüsenköpfen 2 austritt und an einer schmäler als der Träger 1 und Aufladeelektrode 6 ausgebildeten Unterlage 4 seitlich vorbeiströmt. Besteht die Unterlage 4 aus in gegenseitigen Abständen transportierten, einzelnen Bogen, so nimmt die Wanne 12 auch das durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Bögen hindurchtretende Pudermaterial auf.

Wichtig bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß der mit Puder oder Pulver beladene Luftstrom aus den Düsenköpfen 2 im Wirkungsbereich der Aufladeelektrode 6 auf die vorlaufende Unterlage auftrifft und daß Richtung des Luftstromes und Vorschubrichtung der Unterlage sowie die beiderseitigen Geschwindigkeiten so aufeinander abgestimmt sind, daß keine Relativbewegung zwischen den Materialteilchen 5 und Unterlage 4 im Bereich der Auftreffstelle stattfindet.

Das elektrostatisch aufgeladene Material wird auf_AUnterlage 4 festgehalten. Eine überschüssige Restladung kann durch einen hinter der Gegenelektrode 9 angeordneten, an sich bekannten Endelektrisator vollkommen beseitigt werden.

1300U/0163

A 43 628 m

m - 18o - 8 -

3. Aug. 1979

Im nachstehenden sind die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile noch einmal zusammengefaßt:

Das aufzubringende Material wird praktisch nur auf der Unterlage 4 abgesetzt, nicht aber an Teilen einer Druckmaschine oder dergleichen. Hierdurch ergibt sich eine Pudereinsparung bis zu 5o %. Da wegen der gezielten Materialaufbringung nur eine geringe Verschmutzung der Maschine stattfindet, braucht die Maschine nur in verhältnismäßig großen Zeitabständen gewartet und gereinigt werden. Man hat also weniger Maschinenstillstand. Da die Maschine bei Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weniger verschmutzt, erhält man insgesamt eine umweltfreundliche Anlage.

1300U/0163

Claims

OR.-ING. DlPL.-ING. M. SC. DIPL.-i-hYj. Di. DIPL-PHYS.

HOGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 43 628 m Anmelder: Weitmann + Konrad GmbH + Co. KG

m - 18o Postfach 228ο

3. Aug. 1979 7o22 Leinfelden-Echterdingen 2

Patentansprüche

( 1.J Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen von in einem Gas- ^— strom mitgeführten Materialteilchen auf eine vorlaufende, flächige Unterlage in Form von Bahnen oder Bogen, insbesondere aus Papier, in Druckmaschinen oder dergleichen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Der Gasstrom (3) führt elektrisch ungeladene Materialteilchen (5) mit sich;

b) unterhalb der vorlaufenden Unterlage (4) ist im Bereich der Auftreffstelle des Gasstromes auf die Unterlage wenigstens eine Aufladeelektrode (6) zur Erzeugung einer Koronaentladung angeordnet;

c) in Vorlaufrichtung (B) der Unterlage ist im Abstand von der Aufladeelektrode (6) wenigstens eine Gegenelektrode (9) angeordnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung und Geschwindigkeit des Gasstromes (3) im Bereich der Unterlage (4) etwa gleich deren Richtung und Vorlaufgeschwindigkeit (B) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (9) geerdete Metallstäbe umfaßt, die mit der vorlaufenden Unterlage (4) in Berührung sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (9) als mit separater Spannung gespeister Ionisierungsstab ausgebildet ist, der mit der vorlaufenden Unterlage (4) nicht in Berührung ist.

1300U/0163 " ² "

A 43 628 m

m-i8o - 2 -

3. Aug. 1979

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gegenelektrode (9) mit der vorlaufenden Unterlage (4) nicht in Kontakt gelangt und eine passive Koronaentladung erzeugt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Elektroden (6, 9) eine (geerdete) Puderauffangwanne (12) angeordnet ist.

1300U/0163