DE2927442C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen eines dicken Aufdrucks auf der einen Seite einer Bahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen eines dicken Aufdrucks auf der einen Seite einer Bahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar beim Herstellen der Reibflächen von Streichholzschachteln. Dabei wird auf ein fortlaufendes Band aus Karton eine Speziaipaste in Form von Schichten eines dicken Aufdrucks aufgebracht. Diese Speziaipaste enthält stets ein Bindemittel, das getrocknet werden muß. wobei es lieh um eine wäßrige und/oder vorpolymerisierte Lösung oder auch um ein wärmehärtbares Harz handeln kann. Dann werden die Falze der Streichholzschachteln bei dem so hergestellten Band ausgebildet und zwar durch Einschneiden und Umknicken, oder umgekehrt. Der Aufdruck ist mit hoher Laufgeschwindigkeit aiifbringbar mittels Vorgehensweisen, die mit dem üblichen Aufdrucken vergleichbar sind. Bei derartigen dicken Aufdrucken stellt der notwendige Trocknungsvorgang ein erhebliches Problem dar.

Beim Trocknen von dicken Aufdrucken ist es bekannt, hochfrequente elektrische Felder anzulegen (vgl. z. B. DE-PS 6 91 038 und Z. Papier + Kunststoff-Verarbeiter (1976), H. 4, S. 52/54). Bei den bekannten Hochfrequenz-Trockenanlagen und damit auch bei dem verwendeten Trockenverfahren ist wesentlich, daß die Elektrodensysteme die zu trocknenden Gegenstände so

in umgeben, daß die Feldlinien den gesamten Geg instand durchdringen.

Zwar kann dadurch der dicke Aufdruck ausreichend getrocknet werden, jedoch wird auch die tragende Bahn, beispielsweise Karton bei Streichholzschachteln, erwärmt und getrocknet, weshalb, trotz der unterschiedlichen Verlustfaktoren auch die weniger feuchte Bahn früher als der dicke Aufdruck vollständig austrocknet, sobald die aufgebrachte Leistung ausreichend ist, um eine Hochgeschwindigkeits-Verarbeitung zuzulassen.

Durch diese übermäßige Trocknung der Bahn verliert die Bahn in wesentlichem Umfang ihre Stabilität, wodurch aus ihr hergestellte Behälter weniger stabil werden. Insbesondere wird ein Karton stark brüchig, wodurch dieser ungeeignet für anschließende mechanisehe Beanspruchungen wird

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß b» i sicherer Trocknung des dicken Aufdrucks eine übermäßige Trocknung der diesen

jo tragenden Bahn vermieden ist

Die Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art errindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst und durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.

Mittels der Erfindung durchdringen die Kraftlinien lediglich den dicken Aufdruck, jedoch nicht zugleich auch die diesen tragenden Bahn, wodurch diese nicht übermäßig getrocknet wird. Selbst wenn der Aufdruck in Laufrichtung des Bandes bei dessen Förderung durch den Trockner Unterbrechungen aufweist, konzentrieren sich die Kraftlinien zwischen den Aufdrucken nicht in der Bahn, sondern in dem zu trocknenden Material, nämlich dem jeweiligen dicken Aufdruck, wobei lediglich ein minimaler Spalt (trockener) Luft überwunden werden muß, bevor die Kraftlinien in das zu trocknende Material eindringen. Im Aufdruck kommt also erhebliche Leistung zur Wirkung, während Leistungsverluste weitgehend verhindert sind.

Wenn mehrere Aufdruck-Streifen auf dem Band vorgesehen sind, können mehrere Paare paralleler Elektroden vorgesehen sein und zwar entweder ein Elektrodenpaar für jeden Aufdruck-Streifen oder, falls die Aufdruck-Streifen eng beieinander liegen, eine gemeinsame Elektrode, die zwei der Streifen beeinflußt, die beiderseits vorbeilaufen. Beispielsweise können drei Elektrodenpaare für fünf Reibflächenbänder eingesetzt werden. Im einfachsten Fall, wenn das Band im Inneren des Trockners in einer Ebene transportiert wird, werden die Elektroden in zur Laufebene parallelen Ebenen gehalten und zwar mit sehr geringem Abstand zu dieser, beispielsweise mittels Isolatoren und/oder stromversorgenden Aufhängungen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine gute Haftung des Aufdrucks auf der Bahn sichergestellt und zwar dadurch, daß zunächst diejenige

Seite der Anordnung erwärmt wird, die keinen Aufdruck besitzt, bevor der Aufdruck selbst von der anderen Seite aus getrocknet wird. Dadurch wird ein Defekt vermieden, der auftreten kann, wenn zuerst der Rand des dicken Aufdruckes zu trocknen begonnen hat, da dann die den Aufdruck bildenden Tutu-bei ioni icrt und durch Wirkung des FeWes von den Elektroden angezogen werden könnon. Dadurch können die Elektroden verschmutzen, wodurch es leicht zur Bildung eines Lichtbogens kommen kann. Die Ursache hierfür i.« £fcr mitunter sehr erhebliche Feldstärkenabfall innerhalb des Aufdrucks. Zur Durchführung dieser Verfahrensweise sind die Elektrodenpaare an der Eintrittsseite des Trockners langer als die an der Austrittsseite und wirken daher früher auf das vorbeilaufende Band ein. Das Trocknen des feuchten Bandes an denjenigen Stellen, an denen der Aufdruck getragen wird, sichert dessen Haftung auf dem Band und vermeidet eine Extraktion von Teilchen.

Die vorteilhafte Verbindung der beiden Vorrichtungsteile mit einem einzigen Hochfrequenzgenerator ermöglicht es durch Vergrößerung der Kapazität zumindest teilweise den Selbstinduktionseffekt innerhalb der Schaltung zu kompensieren sowie deren Abstimmung auf die richtige Frequenz zu erleichtern. Die beiderseits des Bandes innerhalb des Trockners angeordneten Elektroden gleicher Polarität, die mit geringem Abstand einander gegenüberliegen, erreichen, daß keine Erregung erfolgt, wobei die vollständige Symmetrie eine einfache und robuste Konstruktion ermöglicht. Die Führung des Bandes während des Durchlaufs läßt sich in einfacher Weise erreichen, wenn die Elektroden in zwei parallelen Ebenen angeordnet sind. Der Abstand zwischen den beiden Ebenen kann um $o geringer sein, je genauer die Führung ist Bei horizontalen Ebenen wird zweckmäßigerweise der Aufdruck an der Oberseite sein, während die unteren Elektroden ohne Nachteil mit der keinen Aufdruck tragenden Seite des Bandes in Berührung kommen können.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Grundriß eines erfindungsgemäßen Trockners;

F i g. 2 ein« perspektivische Teilans.¹ "rht der stromaufliegenden Hälfte des Trockners, von wo aus der zu trocknende Karton eintritt;

F i g. 3 eine Detailansicht entsprechend den Schnitten IH-III in Fig. 1 und 4, w>bei die Anordnug von zwei Paaren von Elektrodenelementen dargestellt ist,

Fig. 4 ein Grundrißschema, das die Verteilung der Kraftlinien des elektrischen Feldes, ausgehend von den oberen Elektroden, innerhalb der Schicht des dicken Aufdrucks darstellt (Detail IV in Fig. 1).

Insbesondere aus F i g. 1 ergibt sich, daß der Trockner aus zwei ziemlich ähnlichen Abschnitlen 11 und 12 zusammengesetzt ist. Die Anordnung wird von einem Schut/tunnel umschlossen, von dem nan in der Schnittdarstellung lediglich zwei vertikale Wände 14 und 14' sieht. Die Kartonbahn C. die mit zu trocknenden Schichten eines dicken Aufdrucks G versehen ist, tritt von rechts gemäß Fig. 1 in den Abschnitt Il ein (in Fig. 2 von der rechten oberen Ecke her), wobei sie in Richtung des f'feils F wandert, läuft über einen Träger 16 und geht sodann dvrch den Abschnitl 12 hindurch. leder Abschnitl ruht auf einem starren Unterbau 18. 19 (18'. 19Ί aus StahlDrofilen. Muf dem Unterbau sind unter Verwendung von Isolierplatten 21, 2Γ oder Isolierstäben 23,23' äquipotentiale Rahmen 25,25', 25"... und 27, 27', 27"... (Fig.2) angeordnet Diese Rahmer, stützen oder tragen Elektroden, welche die Vorrichtungen zum Anlegen eines elektrischen Feldes bilden, und /Λ-3Γ uni'-r Zwischenschaltung von leitenden Stäben 29 bzw. leitenden Aufhängungen 30.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind zwei Elektroden 32 und 33 mit dem gleichen Rahmen verbunden, und zwar ίο über eine Aufhängung 30 bzw. einen Stab 29, die koaxial ausgerichtet sind, wobei zwischen den Elektroden 32,33 ein Abstand verbleibt, der den ungehinderten Durchtritt der Kartonbahn C zuläßt. Diese Elektroden 32, 33 sind immer von gleicher Polarität, während benachbarte Elektroden 32' und 33' (die beiderseits der anderen Elektroden 32,33 angeordnet sind) im Vergleich zu den Elektroden 32 und 33 entgegengesetzte Polarität besitzen.

Der Trockner ist in jedem seiner Abschnitte mit drei Elektrodenpaaren gleicher Polarität wie die Elektroden 32 und 33 sowie mit vier Elekirod^.ipaaren gleicher Polarität wie die Elektroden 32' und 33' ve, sehen.

Zwischen diesen Elektrodenpaaren laufen auf der

Kartonbahn C sechs Streifen von Schichten des d'cken Aufdrucks G hindurch. Die Schichten sind gemäß F i g. 1 und 4 in- Abstand zueinander angeordnet, da nämlich in der Kartonbahn C nach deren Unterteilung in sechs Bahnbreiten die Falze ausgebildet sind, und zwar durch Schneiden und Falten entlang von Linien, die senkrecht

jo zum Pfeil F verlaufen. Im Gegensat/ dazu besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß der Aufdruck G durchgehend ist (und die Elektroden 32 und 32' näher beieinanderliegen), wenn die Faltung der Falze oder Streichholzschachtel-Gehäuse entlang von Linien er-

y> folgt, die parallel zu diesem Pfeil verlaufen. Der Abstand zwischen zwei Elektroden 32 und 32' entgegengesetzter Polarität ist geringfügig größer als die Breite »I« des Aufdrucks G (Fig.4), und zwar derart, daß die Kartonbahn C quer zur Laufrichtung etwas wandern kann, ohne daß sich das feuchte Material zu sehr den oberen Elektroden 32 bzw. 32' annähert.

Es gibt also in den beiden Abschnitten 11 und 12 des Trockners zwei Betten aus übereinanderliegenden Elektroden 32 und 33. Aus F ι g. 1 geht jedoch hervor. daß das obere Bett der Elektroden 32 32' .. sich lediglich bis zur zweiten Hälfte (der stromab gelegenen Hälfte) des Eintntts-Abschnittes Il des Trockners erstreckt. Die Elektroden 33. J3' ... des unteren Bettes hingegen verlängern sich, wie es der Ausschnitt in der Kartonbahn ("erkennen läßt, bis ans Eintritisendc der Vorrichtung, und zv ar ein bißchen nach vorne mit Bezug auf den äquipotentialen Rahmen 27".

Die Stromversorgung d^r äquipotentialen Rahmen 25 Ulic⁴ 27 iTi-t der einen und der anderen Polarität erfolgt ausgehend von einem nicht dargestellten Hochfrequenzgenerator ubei Stäbe 36 und 38. Selbstinduktions-Spiilcn 40. deren Magnetkern 42 mittels einer Steuerstange 44 verschiebbar ist. verbinden bestimmte Paare von Rahmen mit entgegengesetzter Polarität. Die fco Verschiebung der Magnetkerne 42 bietet die Möglich kcit, die von den Llcktroden und dem dazwischenliegen den Dielektrikum (dessen Aufdruck G zu trocknen ist) gebildete Schaltung auf die richtige Frequenz des Generators abzustimmen. Die Sclbslinduktions-Spulcn h'i gestatten <·- srleichermafien. die abgestrahlte Lc^:sti::ip bes-.cr zu verteilen und eine fortschreitende Trocknung zu erzielen.

Die Vorrichtung arbeitet folecndermaßcn. Die

Kartonbahn C. die die sechs Streifen von Schichten des dicken Aufdrucks G trügt, wird in den Abschnitt Il des Trockners oberhalb des aus den Elektroden 33, 33'... bestehenden Bettes eingeführt. Sie wird von an sich bekannten Antriebs- und Führungsmittcln, zu denen der walzenförmige Träger 16 gehört, in Richtung des Pfeils Fdurch die Abschnitte 11 und 12 transportiert, um unter dem aus den oberen Elektroden 32. 32'... bestehenden Bett hindurchzugehen. Es kann sich ergeben, daß die Kartonbahn C in der Mitte der Hälften zwischen dem Träger 16 und einer Eintritts- oder Austriltswalze das Bett mis unteren Elektroden berührt, jedoch ist dies nicht nachteilig, da diese Fläche bereits ausreichend trocken ist, um einen guten Isolator zu bilden.

Vom Eintritt der Kartonbahn C in den Abschnitt 11 des Trockners an erzeugt das elektrische Wechselfeld zwischen den Elektroden 33 und 33' in den feuchten Bereichen des Kartons C. vor allen Dingen unterhalb der suf^sdruckisn Schichten G L2diin^iTsbs^v.v**^Tiin^t"^an die eine rasche Erwärmung dieser Regionen hervorrufen. Es kommt also anfänglich zu einer Trocknung (oder Vorpolymerisation) des Lösungsmittels in der Grenzzone zwischen dem Karton C und dem Aufdruck G, wodurch eine perfekte Haftung des Aufdrucks G auf dem Band oder der Bahn sichergestellt wird. Wenn letztere anschließend zwischen den Elektroden 32 und .32' des oberen Bettes hindurchgeht, konzentrieren sich die Kraftlinien des elektrischen Feldes auf die feuchtesten Abschnitte, wie dies in Figur 4 dargestellt . ist. Innerhalb des Aufdrucks G wird also eine beträchtliche elektrische Arbeit geleistet, und zwar um so mehr, je kleiner der Luftspalt ist, der die Elektroden von den seitlichen Rändern der Schichten trennt. Folglich sind die Spaltverluste sehr gering, und es ergibt

in sich ein vorzüglicher Wirkungsgrad.

Die Erwärmung der Schichten des dicken Aufdrucks geht also sehr schnell vor sich und dennoch progressiv, bis sie in denjenigen Bereichen stattfindet, deren Erwärmung insbesondere erforderlich ist. Eine Luftspü-

i, lung der oberen Elektroden beschleunigt die Trocknung und vermeidet das Auftreten von Kondensation und Staubablagerungen. Bei gut dosierter Leistung bleibt der Karton C so weich, daß er eine Faltung ohne Rpcrhä/Jiaiing n<i^pr 7prstöning zuläßt.

:<i Eine Anwendung der Erfindung auf andere /:u trocknende Substanzen als den Aufdruck für Streichholzschachteln ist ohne weiteres durchführbar und bietet bei sämtlichen gleichmäßig verteilten Aufdrucken keinerlei Schwierigkeiten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trocknen eines dicken Aufdrucks auf der einen Seite einer Bahn, beispielsweise eines Bandes aus Karton, aus welchem Falze oder Hüllen von Streichholzschachteln geschnitten werden und bei dem der Aufdruck aus einem die Reibfläche der Schachteln bildenden Material besteht, wobei die Erwärmung mittels eines Hochfrequenzfeldes durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die den Aufdruck tragende Bahn durch ein erstes Hochfrequenzfeld geführt wird, das mit seinen Kraftlinien auf die Bahn einwirkt und erwärmt und anschließend durch ein zweites Hochfrequer-zfeld geführt wird, das mit seinen Kraftlinien auf die Schicht des Aufdrucks auf der Bahn einwirkt und erwärmt.

2. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zuführung für bahnförmiges Material, insbesondere eine Kartonbah;, durch eine erste Hochfrequenzanordnung mit einem ersten Paar von Elektroden (33,33') einander entgegengesetzter Polarität, die der vom Aufdruck freien Seite der Bahn gegenüberliegen und jeweils entlang einem der Ränder der Bahn parallel zu deren Vorschubrichtung angeordnet sind, durch eine zweite Hochfrequenzanordnung mit einem zweiten Paar «on Elektroden (32, 32') einander entgegengesetzter Polarität, die der den Aufdruck tragenden Seite der Bahn gegenüberliegen und jeweils entlang einem der Ränder der Bahn parallel zu deren Vo-schubrichtung angeordnet sind, wobei die am gleichen Rand der Bahn angeordneten Elektroden jeweils gfeiche Polarität haben und wobei die Elektroden der ersten Hochfrequenzanordnung bezogen auf die Vc schubrichtung der Bahn vor der zweiten Hochfrequenzanordnung angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hochfrequenzanordnungen an den gleichen Hochfrequenzgenerator angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Abstand der Elektroden eines Paares geringfügig größer ist als die Breite des zu trocknenden Aufdrucks.