DE1511254A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten von faserfliessartigem Material - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten von faserfliessartigem MaterialInfo
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Description
P 15 Π 254.6-27
AKTIE3CLÄGET SVENSKA FLÄKTFABRIKEN in Nacka (Schweden)
Verfahren und Vorrichtung zurr, Befeuchten von faserfließ-
artigem Material
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befeuchten vo i bahn- oder1 blattförniigei.i Material bei dem die Materialb'uin
mGehen anodischen und kathodisehen Elementen hindurchbewegt
wird, avrisehen Ionen ein elektrostatisches Feld erzeugt v/ird, v:obei gleichzeitig zumindest der in
dem elektrostatischen Feld befindliche Teil der Materialbahn mit feinverteilten Teilchen eines Befeuchtungsmittels
besprüht wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Vor fahrens.
In den meisten Fällen ist für die Herstellung und Verarbeitung
von aus tierischen oder pflanzlichen Fasern, wie Gewebe oder Papier, bestehenden Materialbahnen eine Konditionierung
erforderlich. Durch die Konditionierung ist in
809060/0223 bad original
-P-
erster Linie beabsichtigt, dein faserfließartigen oder
flächigen Material Eigenschaften zu verleihen, welche es für die weitere Bearbeitung oder Lagerung geeignet
machen. So wird beispielsweise Lei der Papierherstellung für gewöhnlich der Materialbahn Feuchtigkeit zugeführt,
um den Wassergehalt sowohl zu erhöhen als auch über die gesamte Länge und Breite der Materialbahn gleichmäßig zu
verteilen. Auf diese Weise wird die Flächenstabilität des Papiers erhöht, so daß bei nachfolgender Lagerung Rollen
und Stapel vor. Papier keine Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufnehmen. Es ist zu erwähnen, daß eine solche Feucht
tigkeitnabsorpticn normalerweise in den Randbereichen der
Rolle oder des Stapels erfolgen würde, wodurch sich ein uneinheitlicher Feuchtigkeitsgehalt und folglich ein ungleichmäßiges
Papierprodukt ergeben würde.
C-bwohl'bereits eine Reihe von Vorrichtungen für die
■ Konditionierung von Faserfließbahnen oder flächigem Material
bekannt sind, können diese Vorrichtungen in zwei Gruppen aufgeteilt vier den, welche zv/ei ganz bestimmte Verfahren
durchführen. Beim ersten Verfahren wird eine Vorrichtung 2:um Besprühen der Materialbahn mit fein verteilten Uasserteilchen
verwendet, um so die Materialbahn zu befeuchten, während das zweite Verfahren große geschlossene Kammern miG
ψ einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit verwendet, welche
von der Materialbahn nach Einbringung derselben in dieKammer
absorbiert wird. Beim oprühverfahren besteht die ochv.ierig-
; Ice it darin, eine gleichmäßige Verteilung über die gesamte
'· Oberfläche der MateriaLbahn zu erzielen, während die Konditionierung
der Materialbahn in feuchter Luft, wie dies durch das zweite Verfahren erfolgt, eine teure und voluminöse Anlage
erfordert.
, Bei einem neueren Verfahren zur Konditionierung von Materialbahnen
wird ein elektrostatisches Feld verwendet. Bei diesem Verfahren wird die Matorialbahn über und in Kontakt
-J-
803850/022» BAD 0r,g.nal
mit einem stationären oder beweglichen, unter elektrischer Spannung stehenden Element bewegt. Dan Feld wird bei dieser
Art von Vorrichtung zwischen der PotentialflMohe und mehreren
Emissions- bzw. kathodisch geschalteten Elektroden gebildet, welche an eine Gleichspannungsquelle r/.i t hohen.
Potential angeschlossen sind. Bei der Vorrichtung dieser Art wird Wasser in fein verteilter Form zugeführt und durch
das elektrostatische Feld von der Materialbahn angezogen. Man hat festgestellt, daß die Anwesenheit des elektrostatischen
Feldes die Feuchtigkeitsmenge pro Zeiteinheit, welche - verglichen mit den beiden eben genannten Verfahren - zugeführt
werden kann, erhöht. Es wurde die Theorie aufgestellt, daß der hauptsächliche Grund für die Überlegenheit
des elektrostatischen Verfahrens darin liegt, laß die Wasserteilchen,
bedingt durch die "Emission von den kathodisch geschalteten bzw. Emissionselektrode!!, gel ade.·] eier irniriert
vierden und durch das elektrostatische Kraftfeld vcn der
anodisch geschalteten bzw. Sattlereiekt rede freeze gen werden.
Die Wirkung der Emission oder des elektrostatisch«:! Felder
kann in Bearbeitungsanlagen beobachtet werden, in denen das Potential zwischen den Kathoden- und Anedenaricrenmgen eiri-
und ausgeschaltet wird. Legt man beispielsweise ein hoher
Potential zwischen Anode und Kathode, cc kann ;. ar. einen \Tehel
hoher Dichte beo; i.--u".ten, Oer im wesentlichen auf du:; zvimhen
der Anode und der Kathode liegender: Bereich ' e^rc:n.:t irt.
Andererseits seheiriu eich der l'ebel naoh Aor 'halten dci
3pawrang la eine ^i.Ciuse UclJce chnc ;"e^t€ Grenzen .:i; vei^rani.teln,
v;c;:e-i di'-c-e Welke grolcc Bereiche uor *T:.;,^e-h-::Jt; aucrhüllt.
einet elo^t-rosv-stisalier: Felües auf 'hie c'.-cn ■ e-schrieber.e
$e ein devuliuhsr hachtei! ^eoeb3n in·;. Dieser "achtel!
rr.it der !.'iieinheitlieV.keit 5«r Verteilu.i^ des "efe-K;:itung;--r.ittels
üher Qi: Ooerfläch-s der Kfiterialbc;;:., rsfii^ien, v/^r
auf den Kontakt; 2v:i^ei;en der riateiialhan.i u;:d -.,er Anode ζν.:
909850/0220 BAD ORIGINAL
rückzuführen ist. Wenn sich also durch den Kontakt mehr Befeuchtungsmittel
auf einem Teil der Materialbahn als auf einem anderen Teil niederschlägt, ist an diesen Punkten
eine größere elektrische Leitfähigkeit als an den anderen in Kontakt mit der Anode befindlichen Punkten gegeben. Auf
diese Weise v/erden die Kraftlinien in dem elektrostatischen Feld um diesen Punkt deformiert und versuchen durch den
höheren oder stärker leitenden Bf]1CInIi zu verlaufen, wodurch
den Punkt mit bereits hoher Feuchtigkeit ncch mehr \7asser
zugeführt wird.
fc Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, das bzvi. die eine vollkommen
gleichmäßige Befeuchtung der Materialbahn oder des Materialstapels sicherstellt.
Dies wird'erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die
Materialbahn tischen den anodischen und kathodischen
Elementen durch Aufblasen eines gasförmigen Mediums auf eine Seite so abgestützt wird, daß sie diese Elemente beim
Dazwischendurehlaufen nicht berührt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet
r-ich besonders eine Vorrichtung, bestehend aus einer Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes, die
mindestens eine im Abstand von der Materialbahn befindliche und entlang einer Seite dieser Materialbahn angeordnete
"Kathodenanordnung und mindestens eine im Abstand von der Materialbahn befindliche und entlang der gegenüberliegenden
Seite derselben, in einen; solchen Abstand zur Kathodenanordnung ■ angeordnete Anodenancrdnung aufweist, daß nach Anlegen eines
Potentials zwischen Anoden- und Kathodenanordnung ein elektrostatisches Feld zwischen diesen erzeugt wird, sowie ferner
eine Einrichtung, um fein verteilte Teilchen eines Befeuehtungsmlttels
in das elektrostatische Feld einzubringen.
-5-
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- Ferner ist es vorteilhaft, daß die unmittelbar neben
der Mater!albahn liegende Anordnung eine gegen die Materialbahn
gerichtete, mit mehreren Öffnungen versehene Oberfläche aufweist, und daß die Anordnung mit einer Zuführeinrichtung
für das gasförmige Medium so verbunden ist, daß ein Strom von gasförmigem Medium durch die Öffnung gegen
die Materialbahn strömen kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Fig. 1 · eine schematische teilweise Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, .welche
das erfindungsgemäße Verfahren veranschaulicht;
Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise Schnittansicht nach der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. J5 eine vergrößerte, teilweise Schnittansieht
nach der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 eine vergrößerte, teilweise Schnittansicht
nach der Linie IV-IV in Fig. 2; {
Fig. 5 eine schematische teilweise Draufsicht ähnlich
der Ansicht in Fig. 2, wobei ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Teiles der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht
ist;
Fig. 6 eine teilweise schematische Draufsicht auf
ein weiteres Ausführungsbeispiel der er- > findungsgemäßen Vorrichtung;
• -6-
»011*0/022· BAD
I . IiS
Pig. 7 eine schematische vergrößerte teilweise
Schnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels und
Fig. 8 eine vergrößerte Schnittansicht nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
In der Zeichnung ist insbesondere in Fig. 1 eine Vorrichtung 10 zum Befeuchten eines faserfließartigen bzw.
flächigen Materials 11 mit geringer Leitfähigkeit dargestellt. Die Materialbahn 11 wird der Vorrichtung 10 mittels einer Zuk
fülleinrichtung, im vorliegenden Falle einer Vorratswalze 12,
zugeführt und an der Auslaßseite der Vorrichtung von einer Aufnahmeeinrichtung bzw. Aufwickelwalze 13 aufgenommen. Wie
schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, dienen die Rollen 14 bis zum Führen und Spannen der Materialbahn, während diese die
Vorrichtung 1C durchläuft. Im vorliegenden Fall wird die Ma- '' terialbahn mittels einer an eine Antriebseinrichtung mit einem
: Elektromotor 21 angeschlossene Antriebsrolle 20 durch die Vorrichtung gezogen. Zwischen der Materialbahnzufuhr- und. aufnahmerolle
ist eine allgemein mit 3>C bezeichnete Einrichtung
: zur Schaffung eines elektrostatischen Feldes vorgesehen, welches die Materialbahn 11 auf ihrem Weg von der Zufuhreinrichtung
zur Aufnahmeeinrichtung durchläuft. Ferner ist eine Befeuchtungseinrichtung 50 für die Zufuhr eines Befeuchtungsrnittels,
beispielsweise Wasser, in das elektrostatische Feld vorgesehen, während die Mateialbahn 11 dieses durchläuft. Es
ist zu erwähnen, daß zwei gleiche Einrichtungen JtC für die
Schaffung eines elektrostatischen Feldes und zwei gleiche Einrichtungen 50 für die Zufuhr eines Befeuchtungsmittels vorgesehen
sind, wie man aus Fig. 1 erkennt, um eine völlige und gleichmäßige Befeuchtung der Materialbahn zu erreichen. Hierbei
bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile. In manchen Fällen reicht jedoch eine einzige Einrichtung J5C für die Schaffung
eines elektrostatischen Feldes und eine einzige Einrich-
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tung 5C für die Zufuhr eines Befeuchtungsmittels aus, um eine
geeignete Befeuchtung der Mater!albahn zu erreichen.
Zur Erzielung eines elektrostatischen Feldes sind kathcdiseh
geschaltete bzw. Eniissicnselemente und ancdiüc.h geschaltete
bzw. Sammler elemente auf gegenüberliegenden Geit'jn
der Materialbahn angeordnet und es wird, ein Gltichstror.potential
zwischen den Elementen angelegt. Zu dieser.': Zweck, sind,
wie· an besten au? den Fig. 1 und ;3 erkennt, mehrere Kniir-sir :i,·^-
elektroden 51 im wesentlichen quer zvi Laufrichtung dei1 Kater
ialbahn 11 angeordnet und von n;it einer: Teil, de:.; Rah:..-:*;.?. C
der Vorrichtung 1C verbundenen Icclatore:} ZZ gfhalte.i. j ve;-liegenden
Fall weist jede der E:. ipricnr-elt-ktro'it'i eine l/ir.u Zh
(siehe Fig. 4) mit koaxiale:. Kanälen Z5 ^- X; auf, Vielehe
mi der Upitce 57 der Düse aus den i :; folgenden bej-chri el:f-:ie:i
Gi^ünden ineinander -übergehen, V/ie v?-^ f;us Fig. 4 erkennt, steht
der äußere Kanal Z>Z wit ein^r; MV.er ri-;e £;ceig;irr-i Rrhrlei.tu:;^
Joa tin eine Luftzufuhreinrichtung Zi' anger-hlcrccncn EinlM? J8
in Verbindung, i:ährend ein i:v;clier, ι ..it, öti;; iniicrts: Kanal Z^ ,
in Veii'indung stehender Einlaß '*(. \Vrer eine got.-ignet«.· Rohrleitung
4Ca an eine Befeuchtungcrnittcl-ijp^isefcinrlciitung S1
angesciilcssen ist. Wie im folgenden dargelegt irt, Übt die
durch den Kanal Z5 strömende Luft ar. der Diiscnspi t::c Zl auf ;
das in der Speiseeinrichtung 3- enthaltene Beieuchtungmittel
eine Ejektorwirkung aus uac dar 3efeuchtungsr;ittel tritt aus . f
der Düne in Forr. eines Nebels aus. Ein kcaxial im lanenkrnal
56 befestigter Sti-ft 41 dient eur Regulierung der aus der Düse ]
auszustcssenden Wassermenge; die Regulierung erfolgt mittels
eines Handrades 4ia. j
Auf der anderen Seite der Materialbahn 11 befindet sich
die Anodenanordnung, im vorliegenden Fall 'und an; besten aus
den Fig. * und 2 zu ersehen, mit mehreren GebläsekSsten 42.,
die als gemeinsamer Sammler dienen. Cbwchl die Beneicraiung
-in. gewissem oinne unrichtig ist, d.h. da dieser nicht
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tatsächlich ansammelt, wird dieser Ausdruck im folgenden verwendet, um die Elektrode bzw. Elektroden zu bezeichnen,
Vielehe eine entgegengesetzte Polarität wie die Emissionselektroden haben. Wie man aus Fig. 2 erkennt, erstrecken
sich die Gebläsekästen quer zur Materialbahn 11 und liegen in Längsrichtung, d.h. in Laufrichtung der Materialbahn,
im Abstand voneinander, so daß zwischen diesen Auslaßkanäle bzw. Öffnungen 45 begrenzt sind. Außerdem weist jeder der
Gebläsekästen 42 mehrere Öffnungen 44 auf, deren Zweck im folgenden beschrieben wird. Wie in Fig.1 schematisch dargestellt
ist, ist eine Seite einer Gleichspannungs- oder Energiequelle 45 über einen Schalter 46 an die Emissionselektroden
51 angeschlossen, während die andere Gelte der Enagiequelle
geerdet und an die Gebläsekästen 42 bzw. gemeinsamen Sammlerelektroden angeschlossen ist. Da das an die Elektroden
angelegte Gleichstrompotential außerordentlich hoch ist, z.B. etwa 1CO C-OC Volt Gleichstrom, gibt man den Emissionselektroden vorzugsweise eine negative Polarität und erdet die
Sammlerelektrocen, um das Risiko des Überschlagens oder dergleichen
von den Elektroden auf Erde für den Arbeiter, der die Anlage bedient, zu verringern.
Zu beachten ist, daß der Abstand zwischen den Elektroden und der Materialbahn groß genug sein soll, urn eine Lichtbogenbildung
oder ein Überschlagen zu verhindern, wenn Wasser oder dergleichen auf die Materialbahn gesprüht wird. Beispielsweise
soll bei einem Gleichspannungspotential von etwa 1C0 COO Volt der Abstand zwischen der Materialbahn und der Spitze 57 der
Düsen 34 oder den Elektroden 51 etwa 17,5 cm betragen (senkrecht
zur Materialbahn, siehe Pig.1), während der Abstand zwischen der Materialbahn und den Sammlerelektroden etwa C,25 cm betragen
soll.
Um eine Berührung der Materialbahn mit den Sammlerelektroden zu verhindern, ist ferner gemäß einem Merkmal der Erfindung vorzugsweise
die Zufiihr eines behaadelten gasförmigen Mediums, bel-
-9-909850/0220 BAD 0R,g.nau
spie"lsweise Luft, in die Gebläsekästen vorgesehen, wobei das
durch die Öffnungen 44 austretende gasförmige MedLum die Materialbahn
11 in einem geringen Abstand von den Sariimlerelektroden
hält. Zu diesem Zweck^ind die Gebläsekästen 42 über eine
Leitung JL mit einer im vorliegenden Falle ein Gebläse 7 I
aufweisenden Zuführeinrichtung für das gasförmige Medium verbunden.
Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, sind Behandlungseinrichtungen
im vorliegenden Fall auf der Einlaßseite des Gebläses vorgesehen, um das gasförmige Medium zu präparieren
und ein unbeabsichtigtes Austrocknen der Materialbahn beim Passieren der Gebläsekästen 42 zu verhindern. Wie man aus
Fig. 1 erkennt, kann die Behandlungsanlage hintereinander ä
angeordnete Bauteile, wie einen Filter 72, einen Erhitzer 73»
einen Befeuchter 74 (zur Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes
des gasförmigen Mediums) sowie eine "Entwässerungseinrichtung." 75 (zur Entfernung großer Uasserteilcheri aus dem gasförmigen
Medium vor dessen Eintritt in die Ansaugseite des O-'bläser:
umfassen. Es können verschiedene gebläseartige Einrichtungen,
wie oben beschrieben, verwendet v/erden, die eine Berührung eier Materialbahn 11 mit den Sammlerelektroden verhindern; beispielsweise
die iti der US-Patentschrift ITr. 3 2j51 1t">5 beschi'iebene
Vorrichtung sowie die in der am λ6.'^. \^)Gk eingereichtem
U8-Anmeldung Mr. 352 721 (Patent 3 272 413) beschriebene
Vorrichtung. Zu erwähnen 1st, daß die Stabilität der i-iaterialbahn verbessert wird., wean die öffnungen -V4 so f
eingebildet sind, daß das durch diese austretende gasförmige
Medium eine zur Ebene der Materiulbahn im wesentlichen parallele
Kcmponente ei hält, !And 2war entweder in Laufrichtung
oder entgegen der Laufrichtung der Materialbahn.
ü'j (XfS' BefeuchtungsmitteL für' gewöhnlich Wasser- ist '<rid in
dei.; la iVig. 1 darge.'i teil tea Auo ^ührungsbelspiel di^ .<.la L·. :liz ■·
■vlc.: 13elektroden J>\ arbeitenden Düsen ~ßh an die Energiequelle
' :i r Γ.'ίχίβιπ iOtential an.:.;es(.:hleiten sind, erfordert Mo Zui'Mhr-,----IiU-IuI:bung
für das B.. feu^iitun^öMittel oder Wasser eine- b:'>~
-1 f. -909350/0220 BAD
- IC -
sondere Konstruktion, un ein "Helßwerden" der Jasserzufulirleitung
gegen Erde zu verhindern, '.vie man ari besten aus Fig.
erkennt, umfaßt die Speiseeinrichtung 51 für das Befeucl.tungsiiiittel
einen Speisetank 5- für die -Düsen, der über Isolatoren
l'O auf einem Teil des Rahmens 22 gelagert ist und vorzugsweise
üiefer liegt als die horizontale Austrittsöffnung der Düsen,
um die Bildung eines Druckkopfes in den Düsen zu verhindern.
Eine absperrbare Speichereinrichtung 5^ '"-'1I^ einem ebenfalls
mittels Isolatoren 56 am Rahmen 22 befestigten Speici.ertarik
ist über dem Tank 5- angebracht und umfaßt eine Ventilanordnung,
so daß bei Zufuhr von V/asser aus einer Wasserleitung 57 in
L· den Speichertank 55 kein Wasser in den Speisetank 5- fließt.
Andererseits muß eine EinrLöhtung vorgesehen sein, eile ein
Zufließen von V/asser aus dar Wasserleitung 57 in den Speichertank
55 verhindert, wenn dieser dea Speisetank 52 für die Düsen füllt. Zu diesem Zweck v/eist der Speichertank 55 ein
solerioldbetätigtes SehnellablaJj ventil 5ß auf, welche:; ν cn
einem im Speisetank 5^ befindlichen Schwimmer 5? mit SchaltjTunkticn
gesteuert wird. Auf die gleiche 'Jeise stellt oi;i in
der 'Jusserleituiig 57 angeordnetes .-:weites sclenoid-betKtigtes
Ventil 6C mit einem im Sp^ichertank 55 berindlionen Soh;;i;::r;!er
6Ί mit Schaltfunktion in Verbindung, w'ie bei dieser Art von
Anordnungen üblich, v/ird bei?.. Schließen dor Kontal'te, beispielsweise
ir;: 3o:/;in:iaer 59» das zu:». "ro:itil 53 ^er.örige :jcle:.cid be-
w tätigt, so daß V/asser aus de.;;. S^^i-ji.ertaak Ir: "en Speisetank
!ließen kann. Das Ventil 6( wird ;;uf gleir-.e Vfeise vo-, Zc-.hwifrmer
6i mit Sclmltfunktion betätigt. Um eine De;/^tigung ues
Ventils oC bei offen-';r:i Ventil 5"■>
ζυ verhindern oder umgekehrt,
sind beide von dea Schwimmern abgehende Schi! t leitungen ...it
einem solenoid-betriebenen, nori::alerv/ei£c geschlossenen schalter
62 versahen, der bei lietätigurig eines ier Ventile den
rinderen Kreis :H"fnet, v/cclureh r.u:- jeweils ein Ventil neti'tigt
werden kann \v.v\ so ausgesciiLcs;;-?-! Ist, αεί) ^ie Leitung fir die
wä^ser/arsor^unä Se1-On lirde jein-.: Ln "heiß" v/irri. Die Ve-; til-
■ · <Λθν<\:ι \. u" kanu uittelc jincr eir.f Serien iriec.j.iii^chen uerver-
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-11-SAD ORIGINAL
bindung der Ventile als Ganzes mechanisch ausgelegt rjein,
so daß jeweils nur das eine oder dis andere der Ventile zu
einer bestimmten Zeit geöffnet ist.
Da sich die Düsen J>h von Zeit zu Zeit durch Schmutzansammlung
oder dergleichen verstopfen können, empfiehlt es sich, eine Tropfwanne 64 unterhalb der Düse vorzusehen, für
den Fall, daß geladene Ifasserteilchen heruntertropfen.
Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel ist die zu konditicnierende Papier- oder Materialbahn 11, wie gezeigt, auf der Vorratsrolle 12 ge- ^
lagert. Anschließend wird die Material bahn mechanise!: oder '
manuell in und durch die Vorrichtung 1C und auf die /mfnahmeeinrichtung
oder Aufwickelrolle 15 eingeführt. Anschließend wird Luft von der Luftzufuhreinrichtung 39 zu den Düsen ~$h
geleitet und der zur Gleicl.npannungnquelle J!5 hoher Spannung
gehörige Schalter 46 geschlossen. Auf diese Weise wird ;r.;iscLen
den Emissionselektroden ^I und den die Gebläsekästcn hl
anfassende;! Sanmilerelektrcden ein elektrostatisches Feld
gebildet. Wie aus Fig. 4 zu ergehen ist, weisen die Enden JT
der Düsen Verjüngungen auf, durch welche infolge der Ejektorwirkung
der Luft Wasser ausgcstcssen wird. Un, die Spitze wird.
die Feldstärke sehr groß und es ergibt sich ein Koronaeffekt, der eine Ionisierung des unigebenden Gases bewirkt, wobei die |
positiven Ionen oder Teilchen von den Düsen 34 angezogen werden,
während die negativen Ionen oder- Teilchen in Richtung auf die
Saaimlerelektroden oder Gebläsekästen 42 wandern. Infolge eier ;
Dichte des Luft-'.vasser-Nebels c;"er -gemisches um die Düse
kollidieren die versprühten '»"ans er teilchen mit negativen Ionen
oder Teilehen und erhalten dadurch eine negative Ladung, wobei die auf diese Weise geladenen Wasserteilchen von den Sammler- ;
elektroden angezogen werden, aber auf ihrem Weg su diesen sich j auf der dazwischenliegenden Katerialbahn niederschlagen. \
-12-
909850/0220,
Τ5Ί1254
_ 1 ο
An den Stellen, an denen das Papier nicht mit V/asser
gesättigt ist, weist es einen liehen spezifischen elektrischen
Widerstand auf. Ein unbeschichtetes und trockenes Papier mit einen. Gewicht von etwa 85 gr/qrr; hat beispielsweise
einen Uiderstandswert von 10 ^" (.lim pro Meter Breite/Meter
Q Länge bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 % und 10" Ohm pro
Meter Breite/Meter Länge bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 1C fo. Dieser hohe spezifische Widerstand bewirkt, daß die
von einem Wasserteilchen aufk und in das Papier gebrachte
Ladung sich durch die Leitfähigkeit in der Cberfläche des Papier.?
nicht sehr schnell verbreitet. Auf diese Weise kenn die Cberfläche des Papiers, wenn diese nicht in Berührung mit
irgendeinem elektrisch leitenden Gegenstand kommt, beispielsweise den Sammlerelektroden, Ladungen in den Wasserteilchen
an dem Punkt ansammeln, an dem diese aiaf der Cberfläche auftreffen.
Da diese Teilchen eine gleiche Ladung wie die nachfolgenden, auf die Cberfläche des Materials gesprühten Teilchen
aufweisen, stossen sie die nachfolgenden Teilchen ab, cie ihrerseits Stellen zu finden trachten, auf denen sich noch
keine vorher versprühten Wasserteilchen abgelagert haben. Auf diese V/eise und in Übereinstimmung r.dt der Erfindung ist eine
einheitlichere Feuchtigkeitsverteilung erzielbar.
Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist es sowohl für eine anschließende oder weitere Behandlung als auch für das Aufspulen
auf der Aufnahmewalze wünschenswert, eine Einrichtung zum Ableiten der Ladung von der Materialbahn vorzusehen, nachdem diese
das elektrostatische Feld durchlaufen hat. Zu diesem Zweck können die Rollen 1? und I9 geerdet werden, wodurch die Ladung
abgeleitet wird.
In bestimmten Fällen wird die zu behandelnde Materialbahn
vor ihrer Behandlung in ihrem Profil oder der Querrichtung der Katerialbahn einen uneinheitlichen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen.
In diesem Fall empfiehlt es sich, eine in Verbindung mit der Einrichtung J>C für die Erzielung des elektrostatischen
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ßAD ORIGINAL
1 "
FeLdes arbeitende Einrichtung vorzusehen, um die quer auf
die Materialbahn aufzubringende Feuchtlgkaitsmenge zu regulieren.
Zu diesem Zweck können die Sanu.-iLerelektroden auf die
in Fig. 5 gezeigte Weiije angeordnet werden, wobei in Längsrichtung
verlaufende und in Querrichtung Iu-. Abstand voneinander
liegende, von Zwischenräumen 44a getrennte Oberflächen 42a
einsein über Schalter 45 an Erde gelegt sind, Auf diene WeI se
ist es möglich, das elektrostatische Feld Ln bestimmten Bereichen
der Ouerrichtung der Mater-falb ahn selektiv zu verstärken
oder abzuschwächen und die Menge der von bestimmten
Abschnitten der Materialbahn anzuziehenden l/asserteilchen
zu beeinflussen.
Die Regulierung des elektro-taticohen Feldes kann durch
Aufteilung sowohl der Emissions- als auch der 3^rütn-lerelektroden
oder beider Elektrodenarten Ln mehrere, ein-',eLne, isoLiert
voneinander aufgebaute Elemente verbessert werden. Beispielsweise können sowohl die in Fig. 2 als auch die in Fig. 5 gezeigten
Sammlerelektroden zusammen mit den Ln Fig. 6 gezeigten
Emissions elektroden \p'\ verv/eridet werden. '.Me aus Fig.δ zu
ersehen ist,können Emissionselektroden IpI paarweise durch
Schalter 132 an- und abgeschaltet werden, wodurch je nach
Wunsch und Bedarf der Stromkreis zwischen einer Stromquelle 145,
wis der bereits beschriebenen Stromquelle 4.5, und einzelnen
Elektrodenpaaren geschlossen oder geöffnet werden kann. Auf diese Weise ist nahezu jede gewünschte Veränderung der Feldstärke
über die gesamte Breite der MaberiaLbahn erzielbar.
Die durch die genannten Ausführungsbeispiele erreichbare
Gleichmäßigkeit der Verteilung hängt Ils zu einem gewissen Grad
von der Gröi3e der v/asserteilchan und der erzielbaren Gleichiääöigkeit
der Größe solcher Teilchen ab. In diesem Zusammenhang
v/iirus festgestellt, daO das elektrostatische FeLd sich ausge-.:r,r-CKjhen
vorteilhaft y.a-u-rir-ct und sich dadurch !rLainere Wasseri^lLoi^a
erzielen lan π ^n, ■■ ί 1 a· von dir ^lar; er Laibahn Leichter
90 38 5U/U J 20
absorbiert werden als die durch Sprühen chne-elektrostatlsehes
Feld erzielbaren Uasserteilehen. Der Grund hierfür ist nicht
völlig klar, es wird jedoch angenommen, daß die Verringerung der Teilchengröße auf die gleiche Ladung der v/asserteilchen
zurückzuführen ist, wodurch eine Zusatisnienbaliung derselben
zwischen den Düsen und der Materialbahn verhindert wird. In
bestimmten Fällen kann die V/irkung durch Verringerung der Oberflächenspannung der Teilchen, beispielweise durch Erhitzen
des -v'assers oiler durch Vermischen desselben mit einen die
Oberflächenspannung verringernden Mittel, gesteigert vier den.
Bei bestimmten Papierarten kann es unvorteilhaft oder nicht
wünschenswert sein, besonders kleine l/assertröpfchen zu verwenden.
In einern solchen Fall kann die Vorrichtung durch Einsetzen
eines Drahtgitters oder -netzes, wie dar* in Fig. 7 gezeigte
Gitter 15C, zwischen die ilaterialbaha und die LU'en .abgeändert
vier den. Das Gitter soll vorzugsw? ioe parallel zur-Oberfläche
der Samiiilerelektroden 15"! und Ir- einen, so ausreichend
großen Abstand von der Materialbahn liegen, da;" eine
Lichtbogenbildung oder ein tiberschlag ausgeschlossen ist. Hie
aus Flg. 7 zu ersehen ist, liegen die Sarnnlerelektroden I5I»
ähnlich wie die beschriebenen Gebläsekästen >\2, und d-:: "itter
150 an verschiedenen Polen der den 3tron.que.llen 145 bzw. jo
ähnlichen Stromquelle 145· 3s könne". 1 jscloch, wie bereite vorher,
mehrere quer aur i-laterialba'an angeordnete Düsen 1fJ-2 ?ür die
Zufuhr von V/aas er in die LIateri albahn durch das Draiitgitterverwendet
werden. Einer der: Tortoile dieser Anordnung liegt
darin, daß die Düsen gegen Erde rächt elektrisch isoliert
v/erden müssen, wodurch die Schwierigkeiten, wie sie bei der
im Zusammenhang rr.lt Fig. 1 beschriebenen, ?b sperrbar er. speichereinrichtung
gegeben sind, vermieden werden.
Zu erwähnen ist, daß es bei Behandlung von sehr dicken
Mat arialbahnen, beispielsweise Kar toribahn en, nach de-; 3& sprühen
und der BehaniUrag in der Vorrichtung 10 v/ünser:answert ..-ein
kann, das Wag;er waiter in die Materialbahn el adringen und es
BAD ORIGINAL 3 0 9 8 5 0/022»
sich in dieser verteilen zu lassen, inden; man die Materialbahn
mehrmals über mehrere Führungsrollen in einer geschlossenen Kammer mit relativ hoher Luftfeuchtigkeit laufen läiBt. Dabei
hat das Befeuchtungsmittel oder das Wasser genügend Zeit, die verhältnismäßig dicke Materialbahn zu durchdringen.
Somit wird durch die Erfindung ein neues Verfahren und
eine Vorrichtung unter Anwendung der Prinzipien einer Befeuchtung unter derr Einfluß eines elektrostatischen Feldes
geschaffen, während die Verteilung des Befeuchtungsmittels über oder quer zur Haterialbahn verbessert wird.
Die Erfindung wurde anhand einiger bevorzugter AusfUhrungsbeispiele
beschrieben; es verstellt sich jedoch, daß Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne daß dadurch der Rahmen
der Erfindung verlassen wird.
-I6-909850/0220 BAD ORIGINAL
Claims (1)
- - 16 Patentansprüche1. Verfahren zum Befeuchten von bahn- oder blattförmigem Material bei dem die Materialbahn zwischen anodischen und kathodischen Elementen hindurchbewegt wird, zwischen denen ein elektrostatisches Feld erzeugt wird, wobei gleichzeitig zumindest der in dem elektrostatischen Feld befindliche Teil der Materialbahn mit feinverteilten Teilchen eines Befeuchtungsmittels besprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (11) zwischen den anodischen und kathodischen Elementen durch Aufblasen eines gasförmigen Mediums auf eine Seite so abgestützt wird, daß sie diese Elemente beim Dazwischendurchlaufen nicn 1/berührt.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß das gasförmige Medium in hohem Maße mit Feuchtigkeit angereichert wird.5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus einer Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes, die mindestens eine im Abstand von der Materialbahn befindliche und entlang einer Seite dieser Materialbahn angeordnete Kathodenanordnung und mindestens eine im Abstand von der Materialbahn befindliche und entlang der gegenüberliegenden Seite derselben, in einem solchen Abstand zur Kathodenanordnung angeordnete Anodenanordung aufweist, daß nach Anlegen eines Potentials zwischen Anoden- und Kathodenanordnung ein elektrostatisches Feld zwischen diesen erzeugt wird, sowie ferner einer Einrichtung, um fein verteilte Teilchen eines Befeuchtungsmittels in das elektrostatische Feld einzubringen, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Aufblasen eines gasförmigen Mediums auf eine Seite der Materialbahn zur Verhinderung einer Berührung vorgesehen sind.-17-909850/0 2 20 bad original.-l !■■'■4. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbar neben der Materialbahn (11) liegende•Anordnung (42,151) eine gegen die Materialbahn (11) gerichtete, mit mehreren Öffnungen (44) versehene Oberfläche aufweist, und daß die Anordnung (42,151) mit einer Zuführeinrichtung (70,71) für das gasförmige Medium so verbunden ist, daß ein Strom von gasförmigem Medium durch die Öffnung (44) gegen die Materialbahn (11) strömen kann.5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Zuführeinrichtung (70,71) für das gasförmige Medium verbundene Behandlungseinrichtung (72,73*74,75) zur Befeuchtung des gasförmigen Mediums vorgesehen ist.6. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenanordnung mehrere Gebläsekästen (42) mit im wesentlichen ebener Oberfläche und praktisch gleicher Breite wie die Materialbahn (11) aufweist, daß die Oberfläche mit mehreren Öffnungen (44) versehen ist, daß die Gebläsekästen (42) im Abstand voneinander liegen, wodurch Auslaßkanäle (43) zwischen diesen begrenzt sind, sowie ferner eine mit den Gebläsekästen (42) in Verbindung stehende Zuführeinrichtungen (70,71) für die Zufuhr von gasförmigem Medium durch die Öffnungen (44) auf die Materialbahn (11).7. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenanordnung mehrere voneinander isolierte aufgebaute, ebene Oberflächen (42a) umfaßt, welche unmittelbar neben der Materialbahn (11) liegen, sowie zumindest zwischen einige der Oberflächen und das Potential gelegte Schalter (4i5)» die eine selektive Verbindung bzw. Trennung der Oberflächen mit dem elektrostatischen Feld ermöglichen.8. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenanordnung mehrerefquer zur Materialbann angeordnete Elektroden (31) umfaßt.-18-909 8 5 0/0220BAD'■'·■■■ t ..·9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, *daß die Elektroden (31) mehrere Düsen (34) sowie eine Einrichtung (50) für die Zufuhr eines Befeuchtungßmittels zu den Düsen (3*0 umfassen. ·10. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (31O isoliert voneinander aufgebaut sind und Schalter zwischen mindestens einigen der Düsen (34) und der Spannungsquelle zur Anlegung des Potentials an diese Düsen vorgesehen sind, um eine selektive Verbindung fcsw. Trennung mit dem elektrostatischen Feld zu ermöglichen.11. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenanordnung ein im Abstand von der Materialbahn liegendes und zwischen der Speiseeinrichtung (5I) für das Befeuchtungsmittel und der Materialbahn (11) angeordnetes Drahtgitter (150) umfaßt.BAD ORIGINAL 909850/0220Le»rt*ite
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