DK141435B - Dispenser for tørre pulverpartikler. - Google Patents

Description

i 141435

Opfindelsen angår en dispenser for tørre pulverpartikler, omfattende en pulverbeholder, der har et åbent område, og som indeholder de tørre pulverpartikler, en drejelig dispenseringsvalse anbragt i beholderens åbne område 5 og dimensioneret til opsamling af en vis mængde pulver, når den roterer i beholderen, og et afmålingsorgan, der samvirker med valsen til dispensering af pulver fra det åbne område i et ønsket omfang.

For f.eks. at forhindre afsmitning af sværte fra 10 et frlsktrykt ark på bagsiden af det efterfølgende ark, og for at forhindre sammenklæbning ved behandling af lag af syntetisk film eller gummi, har man anvendt påføring af et pulverlag, der kan bestå af mange forskellige materialer. Således har i handelen værende pulverformede materialer, såsom hydroge-15 neret ricinusolie og stivelse været anvendt, ofte som blanding med en mindre mængde af letløbende stof. Forskellige slags voks har også været anvendt enten alene eller blandet med stivelse eller andet pulver, når man f.eks. har ønsket at tilvejebringe en glat overflade på underlaget, der overtrækkes.

20 Pulveret påføres sædvanligvis på underlaget, der overtrækkes, ved hjælp af en elektrostatisk eller en pneumatisk dispenser. Typisk omfatter en elektrostatisk dispenser en pulverbeholder med en dispenseringsvalse og tilhørende viskerblade, idet de sidste tjener som afmålingsorgan. Når 25 valsen roterer i pulverbeholderen, klæber pulverpartikler til valsens overflade, og pulveret kommer derpå ud af beholderen med passende ensartet hastighed ved at blive målt ud af dispenseren ved hjælp af viskerbladene. Et elektrostatisk udladningsrør anbragt under hvert af viskerbladene vil ved hjælp af 30 coronavirkningen ionisere luftmolekylerne i nærheden af disse rør, og pulverpartiklerne, der trækkes af valsen af det elektrostatiske felt, ioniseres da af luftmolekylerne. De ioniserede partikler, der har samme polaritet som den, dér optræder ved udladningsrørets overflade, frastødes af røret 35 og falder ned på underlaget, der skal overtrækkes.

Når pulveret er vokspulver, vil viskerbladene, som er i fysisk berøring med dispenseringsvalsen, let kunne deformere vokspartiklerne på dispenseringsvalsen og presse dem ind i dennes overflade. Det er følgelig nødvendigt, når 2 141438 man dispenserer vokspulver med en elektrostatisk dispenser, at indstille viskerbladene nøjagtigt i forhold til valsen, så at der kun efterlades mellemrum nok til, at det pulveriserede voks kan passere mellem bladet og valsen. Denne nøj-5 agtige indstilling kræver betydelig tålmodighed og håndelag fra operatørens side, og mangel på præcision i indstillingen vil ofte resultere i utilfredsstillende kvalitet.

Atter andre af de kommercielt anvendte vokspulvere har tendens til at sætte sig på og derefter smelte på udlad-10 ningsrørene, der anvendes i dispenseren, så at der kræves jævnlig rensning.

På grund af disse særlige forhold ved dispensering af vokspulver er de i handelen tilgængelige elektrostatiske dispensere typisk beregnet til enten dispensering af voks-15 pulver eller stivelse og lignende pulverformet materiale, men ikke til begge dele.

Det er opfindelsens formål at indrette en dispenser af den indledningsvis angivne art på en sådan måde, at den kan dispensere voks, stivelse eller andre pulver-20 partikler med i hovedsagen samme effektivitet, og til dette formål er dispenseren ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at afmålingsorganet består af i det mindste én børste, der har bøjelige børstehår, og at børsten eller hver børste er monteret således i forhold til valsen,, at i det mindste 25 nogle af børstehårene er i eftergivende berøring med valsens overflade til dannelse af en pulverudgang. Herved opnås en nøjagtig afmåling af pulveret, der dispenseres, uden at det kræver omhyggelig opmærksomhed med hensyn til indstilling af afmålingsorganet, idet nogle af børstehårene 30 opretholder afstanden til valsen og berører dennes overflade så let, at pulveret ikke presses fast på valsen.

Dispenseren kan ifølge opfindelsen være udført på den måde, at i det mindste ét viskerblad berører dispen-seringsvalsen på siden modsat børsten eller hver børste 35 til lukning af pulverbeholderen. Dette viskerblad vil da rense valseoverfladen for eventuelt af den respektive børste efterladt pulver.

141435 3 I en særlig udførelsesform for dispenseren ifølge opfindelsen kan den være således udført, at børsten eller hver børste er tilspidset og har lange børstehår, der berører dispenseringsvalsen, og kortere børstehår, der under-5 støtter de lange børstehår på en sådan måde, at de modvirker bøjning af disse. Herved sikres den tilstræbte opretholdelse af afstanden til valsen, samtidig med at børsten er tæt nok til at sikre ensartethed i dispenseringen.

Dersom dispenseren for pulverpartikler har et ud-10 ladningsorgan til elektrisk opladning af de afgivne partikler, kan den ifølge opfindelsen være således indrettet, at udladningsorganet omfatter i det mindste en tynd, bøjelig tråd forbundet med en højspændt jævnstrømskilde og placeret parallelt med valsen og nær denne, og midler til at holde 15 tråden eller trådene stramme og med ensartet afstand fra valsen. En sådan tråd kan anbringes så nær børsten og valsen, at det elektrostatiske felt bliver meget effektivt.

Ved en videre udvikling af denne udførelsesform kan dispenseren ifølge opfindelsen være således udført, 20 at et par over for hinanden liggende børster berører med afstand langs periferien liggende dele af dispenseringsval-sens overflade, og at udladningsorganet omfatter tråde anbragt stødende op til hver børste og dispenseringsvalsen nær pulverbeholderens åbne område. I denne udførelsesform 25 kan dispenseringsvalsen drejes i begge retninger efter ønske, og i begge tilfælde vil den anden børste tjene til at fjerne eventuelt resterende pulver, der ikke måtte være fjernet fra valsen af den første børste.

Opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende 30 under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 i perspektiv viser anbringelsen af en dispenser ifølge opfindelsen som helhed i forhold til underlaget, der overtrækkes, fig. 2 dispenseren set forfra og delvis i snit for 35 at vise monteringen af en bøjelig tråd til tilvejebringelse af en elektrostatisk ladning, 141435 4 fig. 3 dispenseren set fra enden efter linien 3-3 i fig. 2 og visende midler til indstilling af dispen-seringsvalsen og de bøjelige tråde i forhold til afmålingsorganerne i den viste udførelsesform for dispen-5 seren med kun en enkelt børste, fig. 4 et snit efter linien 4-4 i fig. 2 og visende enkeltheder af de i fig. 3 viste indstillingsmidler, fig. 5 et snit efter linien 5-5 i fig. 2 og visende anbringelsen af en børste i forhold til dispenserings-10 valsen og anbringelsen af en bøjelig tråd i forhold til børsten, og fig. 6 et snit svarende til det i fig. 5 viste, men visende en udførelsesform med anvendelse af to børster.

I de på tegningen viste udførelsesformer er dis-15 penseren ifølge opfindelsen en elektrostatisk dispenser, hvori der som udladningsorgan er anvendt tynde, bøjelige isolerede tråde, som foretrækkes frem for udladningsrør til fremkaldelse af et elektrostatisk felt til at hindre pulverophobning af betydning, men det vil forstås, at dispenseren 20 ifølge opfindelsen kan udføres uden anvendelse af udladningsrør eller andre midler til skabelse af et elektrostatisk felt.

1 fig. 1 er en elektrostatisk dispenser ifølge opfindelsen som helhed betegnet med 10, og den omfatter en 25 pulverbeholder 12, der indeholder et tørt pulver 14, fig. 5, såsom voks eller stivelse, der typisk har en gennemsnitlig partikelstørrelse på mindre end 100 micron, og som skal dispenseres og lægges på et underlag, f.eks. et frisk-trykt ark, der bevæger sig under dispenseren. Beholderen 12 30 er monteret på en ikke vist understøtning. Pulveret udtages fra beholderen ved hjælp af en dispenseringsvalse 18, der roterer i beholderen og opsamler og medtager pulveret på sin overflade. Dispenseringsvalsen 18 er lejret i beholderen 12 stødende op til beholderen 12's åbne bund som 35 vist ved pilen 20. Dispenseringsvalsen drives af en passende mekanisme, f.eks. en drivmotor 21 som vist i fig. 1. Driv- 5 141435 motoren kan typisk være gearet således, at valsens rotation kan ændres inden for valgte vide grænser. Det skal bemærkes, at rotationshastigheden kan koordineres med mængden af pulver, der bæres af dispenseringsvalsens overflade, for 5 at opnå den ønskede pulverafgivelseshastighed.

Som det er bekendt inden for dispenseringsteknikken, kan dispenseringsvalsen have en glat overflade. Alternativt anvender nogle i handelen værende elektrostatiske dispensere en dispenseringsvalse med ru eller ujævn overflade, hvor 10 pulverpartiklerne optages i lommer og huller, der dannes af den ujævne overflade. Valser af denne art fremstilles ved velkendte fremgangsmåder, f.eks. sandblæsning, kemisk ætsning· og maskinprægning. Både valser med glat og ru overflade kan anvendes i dispenseren ifølge opfindelsen. Det 15 er almindeligvis foretrukket at anvende en dispenseringsvalse, der er maskinpræget. Dette har vist sig at bidrage til opnåelse af en yderst ensartet pulverfordeling på underlaget, der overtrækkes. Selv om en præget overflade, der fås ved maskinprægning, er foretrukket til dispense-20 ringsvalsen, må det forstås, at betegnelsen "præget overflade" er tænkt at omfatte en ru overflade, der har lommer eller huller til bæring af pulverpartikler, uanset hvorledes den ru overflade er opnået.

Som det bedst ses i fig. 5, opsamler dispense-25 ringsvalsens overflade under valsens drejning i pulverbeholderen pulver, der af valsen medtages til beholderens åbne ende 20. Et par rustfrie stålblade 22, 22' kan fortrinsvis anvendes til dannelse af en tilspidset indre form i beholderen for at lede pulveret imod dispenseringsvalsen.

30 I dispenseren ifølge opfindelsen findes der et afmålingsorgan for pulveret til opnåelse af den ønskede dispenseringshastighed, uden at der enten bevirkes ophobning på selve pulvervalsen eller kræves præcisindstilling.

Hertil er der som vist i fig. 5 anbragt en børste 24, der be-35 rører overfladen på dispenseringsvalsen 18 for at styre mængden af pulver, der forlader beholderen, og for sammen med bladet 22 at danne en pakning til at hindre pulveret i beholderen i at drysse ud på underlaget, der overtrækkes.

141438 6

Bladet 22 er anbragt i nogen afstand fra dispenseringsval-sen 18's overflade. Der kræves ikke nogen præcision med hensyn til den specielle afstand, men det skal bemærkes, at der vil være en optimal indstilling.

5 Med hensyn til de nødvendige kriterier for de iføl ge opfindelsen anvendte børster, skal børstens antal af og tæthed af børstehår være således, at enhver drysning af betydning af pulver gennem børsten, hvad der vil påvirke pulverlagets ensartethed og størrelse, forhindres. De enkel-10 te børstehår skal også kombinere styrke, bøjelighed og elasticitet således, at de kan glide i berøring med dispense-ringsvalsen uden nogen tendens til overdreven bøjning og uden væsentlig tendens til at vende tilbage til en forholdsvis lige, ubøjet tilstand. Sagt på en anden måde skal børste-15 hårene have tilstrækkelig styrke og bøjelighed til at udføre den rette afmåling af den mængde pulver, der kan udgå fra pulverbeholderen med dispenseringsvalsen. Det er også ønskeligt at vælge et børstehår med gode slidegenskaber. Desuden skal børsten anbringes således i forhold til dispenserings-20 valsen, at der skabes den til udføring af afmålingsfunktionen nødvendige kontakt. Dette vil kunne variere bredt, men det har vist sig tilfredsstillende, at ca. 6 mm af børstehårene er i berøring med dispenseringsvalsens overflade.

Ifølge opfindelsen er det foretrukket at anvende 25 en tilspidset børste, der har lange børstehår til berøring med dispenseringsvalsens overflade og kortere børstehår, som tjener til at understøtte de lange og modvirke bøjning af disse. Således er børsten 24, som vist i fig. 5, tilspidset med de lange børstehår 26, i berøring med valsen, medens 30 tilspidsningen er tilstrækkelig til, at de korte børstehår 28 ikke berører dispenseringsvalsens overflade, men blot tjener til at understøtte de lange børstehår. Anvendelsen af en tilspidset børste, der er anbragt som vist i fig. 5, giver også andre betydelige fordele, når dispenseren omfat-35 ter organer til elektrostatisk ladning af pulverpartiklerne. Disse skal senere beskrives nærmere.

7 UU36

Som repræsentativt eksempel på en passende børste, har den i amerikansk patentskrift nr. 3.395,042 beskrevne børste vist sig tilfredsstillende. De enkelte børstehår kan være fremstillet af nylonmultifibre med en diameter 5 på ca. 0,12 mm. „

For at tillade let erstatning eller udskiftning af børsterne ved for stort slid er børsten 24's børstehår fast indsat i en holder 30, der er fastholdt i en indsats 32, der som vist ved 34 i fig. 5 er skruet fast i beholderen 12*S væg.

10 Børsten 24 kan følgelig udskiftes ved blot at skrue indsatsen 32 løs, trække den slidte børste ud, lukke den nye.børsteholder inde i indsatsen 32 og skrue denne fast på pulverbeholderens væg igen.

Til frembringelse af et elektrostatisk felt kan der 15 i dispenseren ifølge opfindelsen anvendes et udladningeorgan, som omfatter i det mindste én tynd, bøjelig tråd forbundet med en højspændingskilde og strækkende sig parallelt med valsen og nær denne. Den bøjelige tråd tjener til at trække vokset eller pulveret af den prægede overflade på dispense-20 ringsvalsen, når denne drejer ind i beholderens åbne ende, uden dog at tillade nogen ophobning af betydning af voks eller pulver på tråden, i hvert fald kun efter omfattende brug. Der opnås også ensartethed, eftersom den elektrostatiske ladning har tendens til at bryde sammenklumpede eller løst 25 sammenknyttede partikler på dispenseringsvalsens overflade fra hinanden. I en foretrukken udførelsesform anvendes et par sådanne bøjelige højspændingstråde. Således er der som vist i fig. 1, 2 og 5 under dispenseringsvalsen 18 anbragt et par bøjélige højspændingstråde 36, 36'. Tråden 36, der er an-30 bragt nærmest ved børsten 24, ioniserer de omliggende luftmolekyler, der får samme polaritet som tråden og strømmer bort fra denne, og den derved opståede elektroniske vind tjener til at blæse pulveret, der bæres af valsen 18, bort fra overfladen og ned på underlaget, der overtrækkes.

35 Tråden 36, som er anbragt nær børsten og valsen, tje ner også til at forhindre enhver ophobning af pulver på selve børsten, idet en stor del af pulverpartiklerne på børsten også ioniseres med samme polaritet og derved frastødes.

δ

14 USB

Med andre ord giver tråden børsten selvrensende egenskaber, idet der ikke mellem børstehårene kan samle sig noget pulver af betydning, der ellers kunne drysse ned på underlaget, der overtrækkes. Hvis anbringelsen af tråden er ukorrekt, kan 5 det dispenserede pulver ophobes i børsten og derpå drysse ned på underlaget og bevirke uensartetheder i pulverlaget og f.eks. give dette et stribet udseende.

I denne forbindelse indebærer anvendelsen af en tilspidset børste, som det allerede er antydet, betydelige 10 fordele for dispenserens funktion. Således afhænger det spændingsniveau, der kræves for at fremkalde det nødvendige elektrostatiske felt, af afstanden mellem udladningstråden og dis-penseringsvalseoverfladen. En tilspidset udformning af børten tillader følgelig, at udladningstrådene anbringes nærmere ved 15 dispenseringsvalsens overflade, end det ville være tilfældet med børster, der havde en ensartet tykkelse. Når udladnings-tråden anbringes som vist i fig. 5 i forhold til børsten, frembyder den tilspidsede børstekonstruktion en tykkelse, der tillader at tråden holder børstehårene fri for pulver-20 partikler.

Ved visse pulvermaterialer, hvor ikke alle partiklerne trækkes af og blæses bort fra valseoverfladen af tråden 36, tjener tråden 36', der er anbragt parallelt med valsen med ganske ringe afstand under viskerbladet 22' og 25 stødende op til dette, til at trække i det mindste en væsentlig del af en eventuel resterende portion pulver af valsen, således at der i tilfælde af vokspulver ikke sker nogen særlig permanent fastpresning af pulver på valsen, når dennes overflade berører viskerbladet.

30 Tråden kan være isoleret og koblet til en kilde, der påfører tråden en spænding på ca. 8.000 til 10.000 volt.

Selv om der måske kunne anvendes en spænding uden for dette område, har dette område vist sig særlig fordelagtigt. Passende kraftkilder er almindelig kendt. Ligeledes kan et af 35 de mange kendte isolationsmaterialer, såsom f.eks. polytetra-fluorethylenharpiks, anvendes til dannelse af det isolerende overtræk på tråden.

Den bøjelige tråd skal fortrinsvis være spændt 141435 9 således, at tråden forbliver stram og i hovedsagen parallel med dispenseringsvalsen, at der opnås et i hovedsagen ensartet elektrostatisk felt. Hertil er den ene ende af tråden som vist i fig. 2, hvor Imidlertid kun tråden 36' ses, faet-5 gjort i et isoleret hus 38. Den anden ende er forsynet med et isolerende hus .40, der har gevind ,på sin ydre overflade 42. Huset 40 holdes i en isolerende endehætte 44, der også er forsynet med gevind 46. Udspænding og stramning af den bøjelige tråd kan opnås ved at skrue huset 40 ind i ende-10 hætten 44. Som det også er vist, er tråden 36 elektrisk forbundet med en højspændingsforsyningsledning 48 som vist ved 50.

Der findes justeringsmidler til bevægelse af tråden i forhold til børsten. Som vist i fig. 3 og 4 holdes trådene 15 36, 36' i spalter 52, 52' i blokke 50, 54' anbragt i ender-t ne af pulverbeholderen 12's hus. Der findes en skrueindstillingsmekanisme 56, hvormed trådens stilling i forhold til børsten 24 kan ændres for at kompensere for slid, mens afstandsindstillingen mellem tråden og dispenseringsvalsen 20 holdes ensartet. Den sidstnævnte konstante afstand er nødvendig for at tilvejebringe det ønskede elektrostatiske felt til bortblæsning af pulveret fra valsens overflade.

Det skal bemærkes, at justeringsmidlerne, der er vist i fig. 3 og 4, kun er valgfrie træk. Der behøver ikke 25 at være tilvejebragt justeringsmidler, eller alternativt kan en vilkårlig af et antal forskellige måder anvendes.

F.eks. kan der om ønsket anvendes midler, der tillader individuel indstilling af udladningstrådene i forhold til dispenseringsvalsen eller til børsten. Yderligere kan børste-30 indsatsen 32 til kompensering for slid være fremstillet indstillelig ved tilvejebringelse af slidsede huller for bolten 34, således at børsteindsatsen, når der er sket betydeligt slid, kan monteres i en stilling nærmere ved dispenseringsvalsen for at genvinde den nødvendige kontakt mellem 35 børstehårene og dispenseringsvalsens overflade.

For yderligere at holde pulverfordelingen inden for det ønskede område kan der valgfrit og efter ønske forefindes et pneumatisk tæppe. Således forsynes en luftmanifold 58, 141435 ίο der er udformet i beholderen 12, fra en ikke vist kilde.

En række udgangshuller 60 med en diameter på f.eks. 0,15 mm er anbragt tværs over manifolden i en afstand på ca. 12 mm fra hinanden. På denne måde danner luft, der strømmer ud 5 fra manifolden gennem udgangshullerne, et lufttæppe, der nedsætter omgivelsernes indvirkning på det faldende pulver.

Den mængde pulver, der i praksis kan adskilles fra dipsenseringsvalsen ved de i fig. 1 til 5 viste udformninger, varierer inden for vide grænser. Det skal imidlertid 10 bemærkes, at der kan findes et mætningspunkt, der naturligvis er forskelligt for forskellige slags pulver. Når man nærmer sig dette punkt, er anlægget ude af stand til at adskille alt pulveret fra dispenseringsvalsens overflade, og en del føres tilbage til beholderen 12, når overfladen passerer visker-15 bladet 22'.

Når materialer, såsom vokspulver, dispenseres, bevirker dette, at materiale ved viskerbladets funktion presses ind i valsens prægede overflade, hvilket resulterer i en uønsket ophobning på valsen. Dette påvirker klart nok mængden 20 af pulver, der opsamles ved valsens næste passage. Dette forhold kan gøre det nødvendigt at afbryde apparatet og rense valsen.

Fig. 6 viser en dispenser, der har et første og et andet sæt børster. De elementer, denne udførelsesform har fæl-25 les med udførelsesformerne ifølge fig. 1 til 5, har for enkel-heds skyld samme henvisningstal. Som vist i fig. 6 omfatter de første børster en tilspidset børste 24, der er anbragt på den ene side af dispenseringsvalsen 18, medens de andre børster 70 er anbragt på den anden side af beholderen 12's åbning 50 20. I denne udførelsesform udfører de første børster 24 samme funktion som de i fig. 1 til 5 viste udførelsesformer, hvor det af pulveret trækkes af overfladen ved hjælp af tråden 36. Tråden 36' tjener atter til at fjerne endnu en yderligere del af pulveret, men som det er påpeget, vil trådenes samlede ak-35 tivitet, når mætningspunktet nås, ikke tjene til at fjerne al pulveret fra dispenseringsvalsen. Den anden børste 70 virker følgelig ikke blot til lukning af beholderen 12, men fjerner også resterende dele af pulver fra den prægede overflade 141435 11 på valsen 18, hvilke pulverpartikler derpå lades for således at blive blæst imod underlaget, der overtrækkes.

Anbringelsen af den anden børste 70 i forhold til dipsenseringsvalsen 18, og anbringelsen af tråden 36 i for-5 hold til den anden børste er identisk med den i den først heri beskrevne udførelsesform viste. Det er således børstens lange børstehår, der berører valsens overflade, medens de kortere børstehår understøtter de lange. Tråden er også anbragt således i forhold til børsterne, at børstehårene holdes rene 10 for således at undgå enhver ophobning af pulver.

Foruden muligheden for med fordel at anvende udførelsesformen ifølge fig. 6, når mængden af pulver, der dispenseres, er forholdsvis høj, er denne udførelsesform særlig alsidig, eftersom apparatet er symmetrisk. Dette tillader, 15 at dispenseringsvalsen drejes i begge retninger efter ønske. Følgelig må beholderens gods, når det som helhed med 72 betegnede lufttæppe anbringes på den op til tråden 36' stødende side, bearbejdes for at tilvejebringe en montering på den anden side, når valsen skal drejes i modsat retning af den 20 i fig. 6 viste. Det skal yderligere bemærkes, at den i fig. 6 viste udførelsesform tilvejebringer en dispenser, der er tilstrækkelig alsidig til at tilpasses så forskellige partikler som stivelse og voks og frembringe i hovedsagen ens og tilfredsstillende resultater. Nærmere betegnet er det, når man 25 anvender en dispenseringsvalse, der har en præget overflade, nødvendigt at anvende en grovere overflade til pålægning af voks i ensartet fordeling end til stivelsespartikler.

Den i fig. 6 viste dispenser, der omfatter et dobbelt børsteafmålingsorgan, er i stand til at pålægge et vokspulverlag på 30 ensartet måde og uden striber med en dispenseringsvalse, der har en forholdsvis fint præget overflade, nemlig 80 linier pr. cm. Den samme valse kan også med lethed dispensere stivelsespartikler på ensartet måde.

35