DE2417441A1

DE2417441A1 - Einrichtung zum trocknen von auf elektrisch schlecht leitende substrate schichtfoermig aufgetragenen feuchten materialien

Info

Publication number: DE2417441A1
Application number: DE2417441A
Authority: DE
Inventors: Walter Spengler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-04-18
Filing date: 1974-04-10
Publication date: 1974-11-07
Also published as: JPS508152A; DK146349B; GB1443265A; DK146349C; SE389059B; US3859494A; CH568798A5; DE2417441C2; JPS5423456B2; IT1009470B; FR2226630B1; CA976618A; FR2226630A1

Description

— Fall 3

G 49 381

Walter Spengler, Biel-Benken

Einrichtung zum Trocknen von auf elektrisch schlecht leitende Substrate schichtförmig aufgetragenen feuchten Materialien

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Trocknen von auf elektrisch schlecht leitende Substrate schichtförmig aufgetragenen feuchten Materialien.

In vielen Fällen, wo Schichten aus feuchten Materialien oder in Lösungen vorliegendes Material auf irgendweiche Substrate aufzutragen sind, besteht das Problem des raschen Trocknens dieser Materialien auf dem Substrat, um entweder die V/eiter be hand lung oder die * Transporbfähigkeit nicht zu verzögern. Ein besonderes Problem dieser Art besteht beim Mehrfarbendruck, wo auf-

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einander folgend Rasterdrueke verschiedener Farben auf ein Substrat anzubringen sind, wobei die vorangehenden Farbauftragungen jeweils trocken sein müssen, bevor ein nachfolgender Farbauftrag stattfinden kann, um das IneinanderfHessen der einzelnen Farben auch in den Randbereichen der Rasterinkremente zu verhüten. Die bisherige Praxis besteht darin, dass entweder in den bezüglichen Druckmaschinen relativ lange Durchlaufvvege vorzusehen sind, um den Trockenvorgang abzuschliessen, oder dass die Druckbogen nach jedem Farbauftrag aus der Maschine herausgenommen und zum Trocknen gelagert werden müssen. Beide Verfahrensvarianten besitzen den Nachteil relativ geringer Produktion pro Zeiteinheit und damit eine relativ hohe Kostenbasis.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung vorzuschlagen, durch welche die Trocknungszeit von auf elektrisch schlecht leitende Substrate schichtförmig aufgetragenen feuchten Materialien so abgekürzt werden kann, dass die genannte Zeit in der Grössenordnung der für den Materialauftrag erforderlichen Zeit liegt. Der Zweck der Massnahme "ist, Produkte mit mindestens einer auf ein Substrat dieser Art aufgetragenen Materialschicht zu erzielen, die die Auftragungsvorrichtung bzw. die Druckmaschine bereits in versandbereitem Zustand verlässt.

Die erfindungsgemässe Einrichtung zum Trocknen vun

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auf elektrisch schlecht leitende Substrate schachtförmig aufgetragenen feuchten Materialien mit einer Anzahl erster und zweiter, je auf unterschiedliche elektrische Potentiale einstellbaren und in bestimmter gegenseitiger Lage angeordneter Elektroden ist dadurch gekennzeichnet,

- dass die ersten Elektroden unter sich parallele, im Abstand voneinander angeordnete längliche und von einer Isölierummantelung aus hochtemperaturbeständigem Material umgebene stabförmige elektrische Leiter sind,

- dass die zweiten Elektroden aus einer Anzahl mit einer Spitzeversehenen., praktisch senkrecht zur Richtung der ersten Elektroden stehenden und unter sich parallel geschalteten Bolzen bestehen, die in Reihen längs einer jeweils zwischen zwei benachbarten ersten Elektroden verlaufenden Achse derart angeordnet sind, dass die Enden der Spitzen praktisch gleiche Abstände zwischen den benachbarten ersten Elektroden aufweisen und praktisch in der gleichen Ebene wie diese liegen, und

- dass sowohl die ersten als auch die zweiten Elektroden von einer Haltevorrichtung gestützt sind, die einesteils die wirksame Länge der ersten Elektroden begrenzt

und andernteils eine den ersten Elektroden gegenüberliegende isolierende Oberfläche bildet, aus der die zweiten Elektroden herausragen.

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Zweckmässig sind die ersten Elektroden je von einem Quarzrohr umgeben, das die betreffende Elektrode mindestens auf ihrer wirksamen Länge umgibt.

Vorteilhaft werden die ersten Elektroden unter sich parallel oder in Serie geschaltet. Die Haltevorrichtung kann eine für die ersten und die zweiten Elektroden gemeinsame Grundplatte aus elektrischem Isoliermaterial sein, welche in eine mit der erfindungsgemässen Trockeneinrichtung zu versehenden Materialauftragseinrichtung einbaubar ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnung besehrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 ein in schematischer Darstellungsweise und zu Erläuterungszwecken "gestreckt" gezeichnetes Druckwerk, in welchem eine Anzahl der erfindungsgemässen Einrichtungen eingebaut sind,

Fig. 2 eine Grundrissdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung,

Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2, und

Fig. 4 und 5 schematische Darstellungen zur

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Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemässen Einrichtung.

In Fig. 1 sind mit 1, 2, 3 und 4 vier in Durchlaufrichtung eines Druckbogens 5 aufeinanderfolgende Druckwerke bezeichnet, die der Einfachheit halber nur je mit einen Farbvorratsbehälter 11, 21, 3I und 41, einem Farbauftragszylinder 12, 22, 32 und 42, einem Druckzylinder I3, 23, 33 und 43 sowie einem · Stützzylinder l4, 24, 34 und 44 dargestellt sind. Der Druckbogen läuft auf einem wenigstens zwischen den Druckwerken 1 - 4 im Bereich der Trockeneinrichtungen 7, 8, und 10 vorgesehenen Aufl'agetisch 15, in welchem etwa der jeweiligen Arbeitsfläche einer Trockeneinrichtung entsprechende Ausschnitte l6 - 19 angebracht sind.

Die Trockeneinrichtungen 7 - 10 sind in Fig. 2 im Grundriss und in Fig. 3 im Querschnitt näher dargestellt. Jede Trockeneinrichtung 7 - 10 besitzt eine Anzahl paralleler Quarzröhrchen 25 - 28, im vorliegenden Fall vier, in deren Bohrung ein Draht oder Leiterstab 29 angeordnet ist, welcher eine Elektrode bildet. Dieser Draht- oder Leiterstab wird je nach Einbringbarkeit in die Röhrchenbohrungen entweder einstückig durch alle Röhrchen hindurchgeschlauft, oder über die Röhrchenenden herausragenden Draht- oder Stabenden werden in den Endbereichen der Röhrchen miteinander in Serie oder

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parallel geschaltet'. In Pig. 2 ist ein einstückiger Draht 29 gezeigt ₃ der durch die Bohrungen der Röhrchen 26 - 28 hindurch gezogen ist. Das freie Drahtende 30 am linksseitigen Ende des oberen Röhrchens 25 dient als Verbindungsstück mit einer nicht dargestellten Hohlspannungszuleitung. Die Quarzröhrchen sind an ihren Enden in elektrisch isolierenden Halterungen 35, 3^ eingebettet oder eingoklemmt. In Fig. 2 sind die" Röhrchen freitragend zwischen den als Isoliermaterialblöcke gestalteten Halterungen 35f 36 fixiert, wobei die nackten Draht- oder Stababschnitte an den Rohrenden von einer derart dicken Isoliermaterialhülle umgeben sind, dass Lichtbogenüberschläge gegen benachbarte geerdete oder auf einem andern Potential liegende Metallteile ausgeschlossen sind. Es ist selbstverständlich auch möglich, ein der Gesamtlänge aller Quarzröhrchen entsprechendes Röhrchen mit einer DrahteIektrοde zu versehen und an den, den Enden der Einzelröhrchen entsprechenden Stellen um l80° zu biegen. Dies dürfte vor allem isolationstechnische Vorteile bringen.

Die Röhrchenhalterungen 35* 36 sind im Fall der Fig. 2 einstückig mit einer Grundplatte 37 verbunden, in welcher Metallschienen 38, 39 und 40 eingebettet sind. Diese Metallschienen sind mit Sprühspritzen 45 in der Form von schlank zugespitzten Bolzen versehen, die in

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gleichraassigen Abständen längs der Schienenlängsachse eingesetzt sind, und liegen in nicht bezeichneten Nuten. Durch deren oberen, mit einer elektrisch isolierenden Vergussmasse 46 oberflächenbündig ausgefüllten Abschnitt ragen die Sprühspitzen M5 aus der Grundplatte 37 heraus.

Auf der den Sprühspitzen 45 gegenüberliegenden Seite der Metallschienen 38 - 40 ist pro Schiene mindestens ein Anschlussbolsen 47 angeordnet. Um alle Schienen auf dem gleichen elektrischen Potential halten zu können, sind diese durch eine Lasehe 48 miteinander verbunden, welche durch nicht bezeichnete, auf mindestens einem der Anschlussbolzen 47 aufgesetzte Muttern gegen die Unterseite der Grundplatte 37 festgezogen wird. Die Anschlussbolzen 47 können gleichzeitig zur Montage der Trokkeneinriehtung auf einer - leitenden oder isolierenden Unterlage benützt werden.

Je nach der pro Trockeneinrichtung geforderten Leistung sind eine mehr oder weniger grosse Anzahl quer zur Durchlaufrichtung des Druckbogens 5' sich erstreckende, mit einer Draht- oder Stabelektrode versehene Quarzröhrchen 25 - 28 erforderlich. Diese Röhrchen können entweder auf einer einzigen oder auf mehrere separate Grundplatten verteilt angeordnet werden. Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Trockeneinrichtungen mit vier Röhrchen sind somit nicht typisch. Die Anzahl der

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Röhrchen bzw. Elektroden 29 richtet sich nach der an einer Trockenstelle maximal zu erbringenden Leistung und ihre Aufteilung auf separate Grundplatten 37 erfolgt zweckmässig aufgrund betrieblicher Anforderungen wie leichte Reinigungs- und Ausbaumöglichkeit sowie Leistungsregulierbarkeit durch Zu- und Abschaltung einzelner Röhrchen. Der Arbeitsweise der beschriebenen Trockeneinrichtung liegen unter Hinweis auf Fig. 4 folgende Vorgänge zu Grunde: legt man an ein Paar längliche, praktisch parallele Elektroden 5I₃ 52, die je von einem Isoliermaterial 53 umgeben sind, den einen Pol einer Hochspannungsquelle und an eine in der Mitte zwischen diesen Elektroden 51* 52 angeordnete zweite Elektrode in der Form eines länglichen Metallbolzens mit am einen Ende ange-formter Spitze 5^, die sich etwa auf der gleichen Höhe wie die genannten Elektroden befindet, den andern Pol dieser Hochspannungsquelle an, so treten zwischen den Elektroden 51* 52 und der Spitze 5^ Sprühentladungen auf, die etwa der in Fig. 4 gezeigten Bahn folgen. Es ist charakteristisch für Anordnungen der gezeigten Art, dass durch schlanke Sprühspritzen Entladungsbahnen 55, 56 erzielbar sind, die in Abhängigkeit von der Betriebsspannung zuerst über eine bestimmte Strecke praktisch der Sprühspitzenachse folgen und sich nachher unter Beschreibung einer Krümmung den Gegenelek-

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troden zuwenden. Diese Erscheinung tritt sowohl bei Gleichspannung als auch bei Wechselspannung auf.

Führt man nun gemäss Fig. 5 ein elektrisch isolierendes Substrat 57* auf dem sich ein passendes Lösungsmittel enehaltendes, mehr- oder weniger elektrisch leitfähiges ScVuchtelement 58 befinden, knapp über die Oberfläche des genannten Isoliermaterials 53, so entwickelt sich an den Durchtrittsstellen der Entladungsbahn durch das Schichtelement eine von ihrer Leitfähigkeit abhängige Wärmeertwicklung. Diese Wärmeentwicklung ist besonders gross, Wfnn die Anordnung, mit einer hochfrequenten Hochspannung betrieben wird.Praktisch zur Anwendung gelangende Potentialdifferenzen liegen um 10 KV, wobei sich Frequenzen zwischen 10 - 50 KHz besonders gut eignen.

Mit einer Einrichtung der beschriebenen Art, d,n. mit vier Quarzröhrchen von ca. 5 mm Aussendurchmesser und ca. 1,5 mm Wandstärke, deren äusserster Abstand b gemäss Fig. 2 etwa 50 mm beträgt, können Farbdruekschichten auf

Kunstdruckpapier von ca. 80 g/m bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von ca. 10 cm/Sek. wischfest getrocknet werden. Die Arbeitsgeschwindigkeit ist abhängig von der Dicke der aufgetragenen Schicht und der Substratdicke, und kann durch Erhöhen"der Frequenz und der ange- legten Spannung gesteigert werden. Beim Trockenprozess leuchtet der feuchte Farbauftrag in der Art des Elmsfeuers auf,

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Da mit steigender Wandstärke des Quarzröhrchens der Leistungsbedarf infolge höherer erforderlicher Betriebsspannung steigt, wird auf möglichst geringe Wandstärke tendiert. Die optimale Wandstärke ergibt sich aus Festigkeitsüberlegungen. Das Quarzröhrchen braucht sich zwar nicht freitragend von der einen zur andern Seite des Trockenelementes zu erstrecken, darf aber zur Erzielung einer hohen Leistungsfähigkeit nicht auf seiner ganzen Länge eingebettet bzw. gestützt sein. Zweckmässig sind jedoch in passenden Abständen angeordnete schmale Stützstege, um einer hohen Bruchgefahr entgegenzuwirken.

Die beschriebene Einrichtung eignet sich zum Trocknen irgendwelcher feuctten Auftragsschichten wie z.B.

Farbe, Leim etc. auf elektrisch schlecht leitenden Substraten wie Papier oder Textilien.

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Claims

Patentansprüche:

Einrichtung zum Trocknen von auf elektrisch schlecht leitende Substrate schichtförmig aufgetragenen feuchten Materialien mit einer Anzahl erster und zweiter, je auf unterschiedliche elektrische Potentiale einstellbarer und in bestimmter gegenseitiger Lage angeordneter Elektrodei dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Elektroden unter sich parallele, im Abstand voneinander angeordnete längliche und von einer Isolierummantelung (25 .bis 28) aus hochtemperaturböständigem Material umgebene stabförmige elektrische Leiter (29) sind, daß die zweiten Elektroden aus einer Anzahl mit einer Spitze versehener, praktisch senkrecht zur Richtung der ersten Elektroden stehender und unter sich parallel geschalteter Bolzen (45) bestehen, die in Reihen längs einer jeweils zwischen zwei benachbarten ersten Elektroden verlaufenden Achse derart angeordnet sind, daß die Enden der Spitzen praktisch gleiche Abstände zwischen den benachbarten ersten Elektroden aufweisen und praktisch i. der gleichen Ebene wie diese liegen, und daß sowohl die ersten als auch die zweiten Elektroden von einer Haltevorrichtung (36,37) gestützt sind, die einesteils die wirksame Länge der ersten Elektroden begrenzt und andernteils eine den ersten Elektroden gegenüberliegende isolierende Oberflächen bildet, aus der die zweiten Elektroden (45) herausragen.

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2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Elektroden (29) 3^e von einem Quarzrohr (25 bis 28) umgeben sind, das die betreffende Elektrode mindestens auf ihrer wirksamen Länge umgibt.
3.) Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Elektroden (29) unter sich parallel oder in Serie (Fig.2) geschaltet sind.
4.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der erstai Elektroden (29) zu einem einstückigen elektrischen Leiter zusammengefaßt ist (Fig.2).
5.) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einstückige elektrische Leiter auf seiner ganzen Länge von einem Quarzrohr ummantelt ist.
6.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Elektroden (45) in praktisch gleichen gegenseitigen Abständen längs der jeweiligen genannten Achse verteilt angeordnet sind, wobei Jede Elektrodenreihe von einem elektrisch leitenden Tragelement (38,39,40) gehalten ist.
7.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung eine für die ersten und die zweiten Elektroden (29,45) gemeinsame Grundplatte (37) aus elektrisch isolierendem Material aufweist.

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