DE1577628A1

DE1577628A1 - Vorrichtung fuer die elektrostatische Zerstaeubung von Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1577628A1
Application number: DE19661577628
Authority: DE
Inventors: Simm Dipl-Phys Walter
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1966-03-18
Filing date: 1966-03-18
Publication date: 1970-03-05
Also published as: NL6703766A; US3406660A; CH464020A; GB1140336A; FR1514807A; BE695633A

Description

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Neuschrift

Vorrichtung für die elektrostatische Zerstäubung

von Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrostatiochon Peinstcsrstäubung von FlUsaigkeiten, insbesondere für die Entwicklung elektrophotographiacher Ladungsbilder.

Hach bekannten elektrostatischen Zeratäubungsverfahren können Flüssigkeiten dadurch elektrostatisch zerstäubt werden, daß sie an die Oberfläche von Elektroden gebracht werden, die beim Anlegen eines genügend hohen Potentials ein starkes, inhomogenes elektrisches Feld in ihrer Umgebung erzeugen. Bekannte ElektrodenauafUhrungen·sind z.3. Metallzylinder mit trichterartiger Erweiterung an der Sprühseite, glockenförmige Elektroden, Spaltdüsen, Sprühkanten, rotierende Scheiben, Borsten und Fäden oder Drähte mit benetzbarer Oberfläche. Die Elektrodenformen sind dem jeweiligen Verwendungszweck und den Betriebsbedingungen angepaßt. So werden z.B. in der Lackepritztechnik häufig glockenförmige Elektroden, Sprühkanten »der rotierende Scheiben verwendet, deren Oberfläche bzw.

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deren Sprührand laufend mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit beschickt wird. Man erhält damit einen elektrisch aufgeladenen Lacknebel, der sich auf dem lierkstück, das die Gegenelektrode darstellt, abscheidet.

Für die Feinstzerstäubung kleinerer Mengen relativ leitfähiger Flüssigkeiten, die z.B. als Entwicklerflüssigkeiten in der Elektrophotographie Verwendung finden, eignen sich Elektrodenausführungen, die schon bei niedrigen Spannungen sehr hohe Feldstärken in ihrer Umgebung entwickeln. Dazu gehören dünne Röhrchen mit scharfem Sprührand, Borsten, Drähte und Fäden. Ferner ist erforderlich, daß die Zulieferung der Flüssigkeit an die Stellen der Elektrode, von denen abgesprüht wird, genau dosiert wird, damit die Bildung größerer Tropfen unterbunden wird.

Eine praktische Ausführung der Röhrchenform mit kontinuierlicher Benetzung des Sprührandes ist in der Patentschrift 1 202 639 beschrieben. Danach wird die Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter durch eine Förderschnecke im Innern eines rotierenden Zylinders bis an den Sprührand gepumpt und von dort durch ein überlaufrohr wieder in den BehäLter zurückgeführt. Dabei wird der Sprührand benetzt und es kann von hier aus die Zerstäubung stattfinden, wenn ein entsprechend hohes Potential an die Elektrode gelegt wird. Diese Vorrichtung hat den Nachteil,.daß die Abscheidung der abgesprühten Flüssigkeit auf einer ebenen Gegenelektrode ringförmig erfolgt, wobei in der Mitte der besprühten Fläche eine nicht besprühte Zone entsteht. Da aber in den meisten Fällen eine homogene Abscheidung des Aerosols notwendig ist, erfordert diese

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Sprühvorrichtung noch zusätzliche Bewegungen parallel zur besprühten Fläche. Die mechanischen Vorrichtungen hierzu sind verhältnismäßig aufwendig. Ferner erfordert die· richtige Benetzung des Sprührandes eine genaue Einstellung der Höhe des Rücklaufrohres, die für verschiedenartige Flüssigkeiten unterschiedlich ausfällt. Bestimmte Flüssigkeiten benetzen den Metallrand nur schlecht und beeinträchtigen so die Betriebssicherheit der Zerstäubungselektrode. Auch bei der Anwendung von Boraten und Fadenelektroden treten im kontinuierlichen Betrieb Schwierigkeiten auf, da die erforderlichen Benetzungs- und 3evvegungsvorrichtun^en fehlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die genannten Mängel zu beseitigen und eine Möglichkeit zu schaffen, mit einfachen Mitteln Flüssigkeiten elektrostatisch mit höchster Feinheit zu zerstäuben, wobei die Abscheidung des elektrisch geladenen Aerosols auf einer ebenen Gegenelektrode gleichnäßig erfolgen soll.

Es wurde nun gefunden, daß die Feinzerstäubung von Flüssigkeiten mit einer ringförmigen Zerstäubungselektrode überraschende Vorteile bringt. Erfindungsgemäß besteht diese Vorrichtung aus einer ringförmigen Elektrode 1, die durch Führungsrollen 2,3 und 4 an mindestens 3 Stellen gelagert ist und durch einen Antriebsmotor 5 über die isolierende Welle und die Führungsrollen in rotierende Bewegung um die zur Ringebene senkrechte Ach3e versetzt wird. Als Elektrodenmaterial kann Metall, für leitfähigere Flüssigkeiten auch ein Nichtleiter verwendet werden. Die Dicke des Ringes liegt Vorzugs-

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weise im Bereich zwischen 0,2 und 3 nm, der Ringdurchcesser kann je nach Stabilität de3 Elektrodenmaterials beliebig gewählt werden. Die Drehzahl kann z.B. in Bereich von 10 U/min bi3 60 U/min liegen. Die Führungsrollen 2, 3 und 4 und ein Teil des Ringes 1 sind in einem Metallgehäuse 7 untergebracht, das als Vorratsbehälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit 8 dient und diese gleichzeitig am Verdampfen hindert. Der Hing 1 taucht in die Flüssigkeit ein, nimmt sie dabei an der Oberfläche auf und gibt einen Teil der Flüssigkeit während der fleiterbewegung an der Rolle 4 ab. Beim Austritt aus dem Behälter hält der Ring 1 einen Flüsaigkeitsfilm zurück. Der Behälter 7-ist an eine Hoohspannungsquelle -9 angeschlossen und erhält das für die Zerstäubung notwendige negative oder positive Potential, das sich auf.den Ring überträgt und dort zur Zerstäubung der Flüssigkeit führt. Über dem Ring befindet sich die plattenförnige, geerdete Gegenelektrode 10. Während . der Zerstäubung bilden 3ich an dem freiliegenden Teil des . Ringes 1 in kleinen Abständen zahlreiche Sprühwarzen .16 aus, von denen die Flüssigkeit in feinstes Aerosol übergeht. Benutzt man als Flüssigkeit eine geeignete Farbstofflösung, z.B. Ceresschwarz BN(CLNr. 26150) in Benzylalkohol, die den spez. Widerstand 1.10 0hm cm besitzt, eo erhält man auf der Gegenelektrode 10 eine gleichmäßig eingefärbte Fläche, deren Größe vom Elektrodenabstand und der Höhe der angelegten Spannung abhängt.

Eine andere Lagerung des Ringes zeigt Fig. 3. In diesem Falle wird die Flüssigkeit durch die Rolle 11 an den Ring 1 ange-A-G 120 - 4 -

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tragen, der durch die Antriebsrollen 12 und 13 gehalten wird und selbst nicht in das Bad eintaucht.

Durch die Verwendung einer Ringelektrode erhält man im Gegensatz zu der bekannten Scheibenelektrode eine wesentlich günstigere Zerstäubungswirkung und eine breitere Streuung des erzeugten Aerosols, da sich das elektrische Feld in der Umgebung de3 freiliegenden Ringteils vollständiger ausbilden kann als am Rande einer Scheibe. Auf der ebenen Gegenelektrode wird bei Verwendung einer rotierenden Scheibe als Zerstäubungselektrode nur eine schmale Zone besprüht, während bei Verwendung des Ringes die Aerosolabscheidung auf einer ausgedehnten Fläche stattfindet, leiter hat die Ringform den Vorteil, da3 die an der relativ kleinen Oberfläche des Ringes, z.B. eines Drahtringes mit 1 mm Drahtdurchmesser haftende Flüssigkeitsinenge nur aus der nächsten Umgebung einer Sprühwarze zur Zerstäubung gelangen kann und daä durch diese feine Dosierung die bildung größerer Tropfen vermieden wird.

Die feinste Zerstäubung erhält man bekanntlich mit Flüssigkeiten relativ hoher Leitfähigkeit, ζ.3. im Bereich zwischen -10 — 1 —1 —^ —1 —1

Ohm cm bis 10 Ohm cm . Aus der deutschen Patentschrift DBP 1 277 080 ist bekannt, daß eolche Flüssigkeiten mit negativem Potential nur dann wirksam zerstäubt werden könne, wenn die Elektrode von einem Gas umgeben ist» dessen elektrische Durchschlagsfestigkeit wesentlich höher als die der Luft ist. Ein solches Gas ist z.B. die Verbindung

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» Für die Zerstäubung unter diesen Bedingungen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Behälter untergebracht werden, der mit dem genannten Gas gefüllt ist. Eine andere, einfachere Methode der Gaszuführung besteht darin, daß nach Fig. 4 die Führungselemente 14 für den Gasstrom 15 so angeordnet werden, daä ein achsial zuströmendes Gas in der üingebene radial ausströmt und dabei den freien Teil des Ringes umspült. Iilit dieser Vorrichtung können gemärt der Erfindung feinste Aerosole mit negativer und positiver Aufladung erzeugt werden.

Mit der Vorrichtung nach der Erfindung können die verschiedensten elektrophotographischen Materialien behandelt werden, beispielsweise die in den deutschen Patentschriften 1 090 093, 1 046 493, 1031 127 und 1 052 811 beechriebenen. Bevorzugt geeignet sind die üblichen elektrophotographischen Materialien, die al3 photoleitfähige Substanz Zinkoxid enthalten, das in einem isolierenden Bindemittel diapergiert ist. Als Entwickler sind die in der deutechen Patentschrift 1 164 829 beschriebenen Lösungen geeignet.

Die oben beschriebene Behandlung des elektrophonographischen Materials mit der erfindungegemäßen Vorrichtung umfaßt außer der elektrophotographischen Entwicklung auch andere Maßnahmen.

Beispielsweise das Aufsprühen von Farbe t of flbsuiigen mm Zwecke ο

ο der Sensibilisierung der Photoleiterechichten oder die Nachto

* behandlung der entwickelten Schichten mit Lösungsmitteln für

s, die Bildfarbstoffe, Verfahren, die in der deutschen Patentschrift

>> 1 275 863, in der U.S. Patentschrift 3 298 830 und in der

> britischen Patentschrift 1 098 437 beschrieben aInd. A-Q 120 - 6 - *

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Claims

Patentansprüche»

1. Vorrichtung zur elektrostatischen Zerstäubung von Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch eine ringförmige Zerstäubungselektrode.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die ringförmige Zerstäubungselektrode durch Pührungarollen so gelagert ist, daß sie durch äußere Antriebelemente bekannter Art zur Rotation umd die zur Ringebene senkrechte Achse gebracht werden kann.

3« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungarollen und ein Teil der ringförmigen Zerstäubungselektrocle in einem Gehäuse untergebracht sind. '

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 3_f dadurch gekennzeichnet, daß der Ring einseitig in die zu zerstäubende Flüssigkeit eintaucht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 3> dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Führungsrolle in die zu zerstäubende Flüssigkeit eintaucht.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-5, gekennzeichnet durch Führungselemente für einen Gasstrom, die so angeordnet sind, daß ein achsial zum Ring zuströmendes Gas in der Ringebene radial ausströmt und dabei den freien Teil des Ringes umspült.

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7. Verfahren zur Entwicklung elektroatatiacher Ladungsbilder durch elektrostatiache Zerstäubung von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß für daa Aufbringen der Entwicklerflüasigkeiten auf die das Ladungsbild tragende Oberfläche eine ringförmige Zeratäubungaelektrode nach den Ansprüchen 1-6 verwendet wird.

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