DE1511254A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten von faserfliessartigem Material - Google Patents

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 0}r,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! ^e_oeb3n 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-

909850/0220 bad original

- 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-

909850/0220

BAD ORIGINAL

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

-8-909850/0220 _BAD

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-

909850/0220

-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 auf_k 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

-13-

909850/0220

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)

1. - 16 Patentansprüche

   1. 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 mehrere_fquer zur Materialbann angeordnete Elektroden (31) umfaßt.

   -18-

   909 8 5 0/0220

   _BAD

   '■'·■■■ 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 909850/0220

   Le»rt*ite