Nutzanwendungen elektrostatischer Aufladungen

Nutzanwendung
elektrostatischer Ladung
Grundlagen,
Anlagenaufbau
Praxisbeispiele
Rü diger Schnick
Industrieberatung
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42579 Heiligenhaus
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© 2009 by Rü diger Schnick Industrieberatung, 42579 Heiligenhaus
Dieser kleine Aufsatz will Ihnen behilflich sein, Fehler
Anderer zu vermeiden und aus den Erfahrungen Anderer zu lernen und Nutzen zu ziehen.
Speziell in diesem Teil wird beschrieben, wie Sie Elektrostatik benutzen und beseitigen können, um Arbeitsvorgänge zu optimieren.
Weitere Teile dieser Reihe sind:
⇒
Elektrostatik kurz und bü ndig
Eine Kurzeinweisung in die Beseitigung der Elektrostatik
⇒
Erkennung und Beseitigung statischer Elektrizität
(Grundlagen zur Messung, Entstehung und Beseitigung durch Ionisation)
⇒
Nutzung statischer Elektrizität
(Grundlagen zur Nutzung der Elektrostatik, Aufbau von Aufladestrecken)
⇒
Benutzung und Beseitigung statischer Elektrizität in der Spanplattenindustrie
⇒
Benutzung und Beseitigung statischer Elektrizität an Rollenschneider und Wickler
⇒
Elektrostatik im Spritzguss
⇒
Elektrostatik im Siebdruck
⇒
Elektrostatik in der Textilindustrie
⇒
Elektrostatik im Druck und Weiterverarbeitung
⇒
Elektrostatik im (Ex)-Bereich im Griff
Grundlagen ü ber Ursachen, Entstehung, Messung und Schutz vor
Elektrostatik speziell in (Ex)-Anlagen
Bitte fordern Sie weitere Informationsschriften mit dem
Info-Scheck am Ende dieses Beitrages an.
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Inhaltsverzeichnis
ELEKTROSTATISCHE LADUNG................................................................................... 4
GRUNDLAGEN............................................................................................................... 4
AUFBAU DER AUFLADESTRECKE.............................................................................. 5
SICHERHEITS-ASPEKTE.............................................................................................. 5
ANLAGEN-AUFBAU....................................................................................................... 6
ANLAGEN-BEISPIELE................................................................................................... 6
DRUCKINDUSTRIE........................................................................................................ 6
STRANGHAFTUNG IM FALZAPPARAT........................................................................ 6
ZUSAMMENTRAGMASCHINEN.....................................................................................7
WIEDERBEFEUCHTUNG IM ROLLENOFFSET.............................................................7
KÜ HLWALZENHAFTUNG IM ROLLENOFFSET........................................................... 7
PAKETFIXIERUNG HINTER KREUZLEGERN.............................................................. 7
VERPACKUNGSINDUSTRIE......................................................................................... 7
KUNSTSTOFF-INDUSTRIE............................................................................................ 8
FLACHFOLIENEXTRUSION.......................................................................................... 8
TIEFZIEHFOLIEN-EXTRUSION..................................................................................... 8
HERSTELLUNG DÜ NNER PLATTEN............................................................................ 8
RECKANLAGEN UND KALANDER............................................................................... 8
WICKELMASCHINEN UND UMROLLER....................................................................... 8
INMOULD-LABELING.................................................................................................... 9
BEUTELSCHWEIß MASCHINEN.................................................................................. 9
BEUTELROLLMASCHINEN........................................................................................... 9
HOLZINDUSTRIE........................................................................................................... 9
PAPIERVERARBEITUNG:............................................................................................. 9
STAHLINDUSTRIE..........................................................................................................9
QUERTEILANLAGEN......................................................................................................9
LÄ NGSTEILANLAGEN..................................................................................................10
TROCKNER-OPTIMIERUNG.........................................................................................10
FAZIT.............................................................................................................................10
GERÄ TE ZUR BENUTZUNG STATISCHER ELEKTRIZITÄ T:......................................11
INFO-SCHECK...............................................................................................................12
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In vielen Industriezweigen, die mit Papier, Kunststofen oder Textilien arbeiten, ist die elektrostatische Aufladung bekannt und oft auch gefü rchtet.
Der Grund liegt darin, dass die Elektrostatik fast ausschließ lich als negativer Effekt bekannt ist: Maschinen
können nicht mit voller Geschwindigkeit laufen,
Materialien kleben an Metallen, Menschen werden
belästigt.
Und doch hat auch diese Medaille ihre gute Seite. Richtig angewendet kann man mit gezielter Aufladung sogar
genau diese vorgenannten Effekte zum Positiven wenden.
keit des Nichtleiters" kann die Haftungsdauer
von Sekundenbruchteilen bis zu mehreren
Stunden reichen.
Elektrostatische Ladung
Elektrostatische Ladung wird auf vielfältige Art
genutzt; zwei der bekanntesten Anwendungsfälle sind wohl der Fotokopierer und das Elektrofilter. Ein weiteres, breites Feld nimmt die
elektrostatische Lackierung oder Pulverbeschichtung ein. So werden z.B. Autokarosserien, Blechgehäuse und auch Stü hle industriell
elektrostatisch lackiert.
Außerdem muss ein Gegenpotential zur Aufladeelektrode vorhanden sein, das einen gezielten Stromfluss von der Elektrode ermö glicht.
In der Praxis besteht das Gegenpotential in
den meisten Fällen aus geerdeten Walzen,
auf die (direkt oder indirekt) gehaftet wird. Der
Erdung der Walze muss nur in Sonderfällen
besonderes Augenmerk geschenkt werden,
weil ü blicherweise auch durch gefettete Lager
eine hinreichende Verbindung zur Maschinenerde besteht.
Seit vielen Jahren setzen wir statische Elektrizität zum Beispiel nutzbringend beim Haften
von verschiedensten Materialien ein.
Typische Anwendungen fü r die Haftung als
Nutzanwendung statischer Elektrizität sind:
Da das elektrische Feld auch durch isolierende Walzenbeschichtungen greift, dü rfen die
Walzen, die als Gegenpotential vorgesehen
sind, auch Gummierungen oder andersartige
Beschichtungen aufweisen. Bei isolierenden
Belägen muss besonders beachtet werden,
dass die Aufladung der Walze nicht fü r die
Funktion stö rend oder fü r das Personal
gefährlich werden kann. Es kann deshalb notwendig sein, mit Entladeelektroden diese Aufladung wieder zu beseitigen.
• Haftung von Kunststoffbahnen oder -schmelze
auf Antriebswalzen, Heiz- oder Kü hlwalzen.
• Haftung von Karton auf Folien
• Verblocken von Papiersträngen oder -stapeln
• Elektrostatische Befeuchtung (DBP)
• Haftung von Schutzpapieren auf Blechen
Grundlagen
Alle Beispiele basieren auf der gleichen
Grundü berlegung, das elektrische Feld einzusetzen, um gezielt und zeitlich begrenzt Klebeeffekte zu erzeugen.
Dann, wenn keine Masse (Maschinenerde)
zur Verfü gung steht, oder wenn mehrere Bahnen zusammen gehaftet werden sollen, wendet man die Aufladung im Gegenfeld an. Hier
wird das notwendige Gegenpotential durch eine positive und eine negative Aufladung erzielt.
Voraussetzung fü r das Haften mit statischer
Elektrizität ist, dass einer der beiden Kontaktpartner nicht oder nicht gut elektrostatisch leitend ist. In Abhängigkeit von dieser "Leitfähig4
bei der Nutzanwendung, die erreichte Wirkung
leicht und einfach optisch zu kontrollieren.
Aufbau der Aufladestrecke
Sehen wir uns nun eine solche Aufladestrecke
einmal genau an und erinnern wir uns an den
Physikunterricht: Auch bei der elektrostatischen Aufladung muss der Stromkreis geschlossen sein. Gegenü ber der Elektrode ist
also unser Gegenpotential angeordnet, um einen gezielten Feldlinienverlauf und einen gezielten Stromfluss der Ladungsträger zu erreichen. Zwischen der Aufladeelektrode und dem
Gegenpotential befindet sich das Produkt,
dass (je nach Aufbau einlagig oder mehrlagig)
gegen das Gegenpotential gedrü ckt oder zusätzlich "zusammengeklebt" wird.
Sicherheits-Aspekte
Bei der Nutzung statischer Elektrizität wird
Hochspannung verwendet, die in den meisten
Fällen zwischen 15kV und 25kV liegen. Die
sich einstellenden Stromstärken sind abhängig von der Elektrodenlänge und vom Abstand
zum Gegenpotential. Dem Verfasser sind in
der Praxis nur wenige Anwendungen bekannt,
in denen Strö me von ü ber 5mA erforderlich
sind.
Die Hö he der im einzelnen notwendigen
Spannung wird vom Abstand der Elektrode
zum Gegenpotential (Walze, Maschinenerde,
Gegenelektrode) bestimmt. Bei Spannungen
solcher Hö he muss der Betriebssicherheit
auch seitens des Hochspannungsgenerators
Rechnung getragen werden.
Moderne Hochspannungsgeneratoren und
Aufladeelektroden erfü llen deshalb spezielle
Kriterien, um die Sicherheit des Personals und
der Anlage zu gewährleisten:
• der Generator besitzt eine fernsteuerbare
Stand-By-Schaltung,
• die Hochspannung wird ü ber einen Maschinenkontakt erst dann freigeschaltet, wenn die
Anlage läuft oder wenn eine Mindestgeschwindigkeit (z.B. beim Einziehen) ü berschritten wird.
• Durch eine hochfrequente Spannung, die in
einer Hochspannungskaskade gleichgerichtet
wird, sind nur kleinste Kapazitäten zur Glättung der Gleichspannung notwendig. Dadurch
baut sich die Hochspannung am Ausgang
beim Abschalten des Generators in Sekundenbruchteilen ab.
• Die Aufladespitzen der Aufladeelektroden sind
hochohmig schutzbeschaltet. Damit wird eine
kapazitätsarme Auskopplung und ein verblitzungsfreier Betrieb sichergestellt.
• Fernsteuerung ü ber die 0-20mA-Eingang ist
heute selbstverständlich.
• Andere Arten der Fernbedienung wie CANBus steht ebenfalls zur Verfü gung.
Bild 1 Aufbau einer Aufladestrecke
1 = Zwei Elektroden im Gegenfeld
2 = Eine Elektrode an Hochspannung,
eine als Masse
3 = Elektrode gegenü ber einem Masseblech
4 = Elektrode gegenü ber einer geerdeten
Walze
Das Gegenpotential kann aus einer metallischen, geerdeten Walze oder Platte, einer
Gegenelektrode an Erde oder einer gegenpolig an Hochspannung liegenden Elektrode bestehen.
Die anzulegende Aufladespannung ist vom
Abstand zwischen der Aufladeelektrode und
der Gegenelektrode abhängig.
In der Praxis reichen hier meistens Spannungen im Bereich bis 30kV, wobei in Abhängigkeit der genannten Parameter Strö me im Bereich weniger mA werden kö nnen.
Das so aufgeladene Produkt neigt dazu, sich
an alle erreichbaren Teile anzulegen, die geerdet sind. Eine ausreichende Bahnspannung
ist also dringend notwendig. Besonderen Umfeldbedingungen wie Ex-Bereichen u.ä. ist besonders Rechnung zu tragen. Nachdem der
gewü nschte Effekt erzielt wurde, kann es erforderlich sein, diese Aufladung an anderen
Stellen innerhalb der Maschine wieder durch
Entladeelektroden zu beseitigen.
Vorteilhaft gegenü ber der oftmals scheinbar
ominö sen Beseitigung statischer Elektrizität ist
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Anlagen-Beispiele
Die beschriebenen Anlagenbeispiele stehen
nur fü r einige, teilweise besonders interessante Anwendungsfälle. Der Phantasie des einzelnen Anwenders sind hier fast keine Grenzen gesetzt.
Bild 2 Teile einer Auflade-Einrichtung
Links : Generator KNH35
Mitte : HSP-Verteiler
Rechts: Aufladeelektroden R130
Aus Grü nden der Sicherheit fü r das Personal
darf die Elektrode nicht frei in den Raum
strahlen. Isolierte elektrische Leiter (isolierte
Maschinenteile, Personal auf isolierendem
Schuhwerk) kö nnen sonst aufgeladen werden.
Bild 3 Durckunterstü tzung im Tiefdruckwerk
rot = Presseur-Elektrode
gelb = Entlade-Elektroden
Bedenkt man, dass der Abstand zwischen
Aufladeelektrode und aufzuladendem Objekt
im Mittel 30-40mm beträgt, so ist diese Forderung leicht einzuhalten. Falls notwendig, kann
ein Handschutz fü r zusätzliche Sicherheit sorgen.
Druckindustrie
Illustrierte werden heute bei entsprechenden
Auflagen im Tiefdruckverfahren hergestellt.
Bei den heute ü blichen Maschinengeschwindigkeiten und Arbeitsbreiten stellt die elektrostatische Druckunterstü tzung sicher, dass alle
Näpfchen des Tiefdruckzylinders einwandfrei
ausdrucken. So wird ein "Missing-Dot"-freier
Ausdruck und mehr Tiefe in Farbbildern erreicht.
Anlagen-Aufbau
Eine Aufladeeinrichtung besteht aus:
• dem Hochspannungs-Generator zur Erzeugung der Hochspannung und Versorgung der
Elektrode. Bei heutigen Technologien stehen
Geräte mit Fernbedienungsmodulen oder
Fernsteueranschlü ssen direkt aus Prozessleitsystemen zur Verfü gung.
• der Aufladeelektrode,
• je nach Anwendungsfall stehen verschiedene
Versionen zur Verfü gung:
• Punkt-Aufladeelektroden mit 1 bis 3 Spitzen
zur punktuellen Aufladung, zum Beispiel bei
der Fixierung der Randstreifen bei der
Flachfolienextrusion,
• Aufladeelektrode in "Balkenbauform" fü r das
Aufladen ü ber die gesamte Bahnbreite fü r Arbeitsbreiten bis zu 4.000mm,
• dem Hochspannungskabel mit SpezialHochspannungssteckern zum Anschluss an
den Hochspannungsgenerator.
Die Elektrostatik wird dem Druckspalt kontaktlos ü ber einen Gegendruckzylinder (den
"Presseur") zugefü hrt. Das Schema zeigt die
prinzipielle Anordnung.
Auch Ihre Illustrierte wäre ohne dieses Verfahren heute nicht in der Auflagengrö ße, der
Druckqualität und der Zeit herstellbar, wenn
ohne elektrostatische Hilfe produziert wü rde!
Stranghaftung im Falzapparat
Die in der Tiefdruckrotation bedruckten Papierbahnen werden vor dem Falzen zu Bahnen längsgeschnitten und ü ber Wendestangen passgenau einem Falzapparat zum Querschnitt und Falzen zugefü hrt.
Bei heute ü blichen
Papierbahngeschwindigkeiten von mehr als
13 m/s der
Ecken
schlagen
Produkte
die auf dem Falzzylinder um
und bilden keine sauberen Exemplare. Um
dies es zu vermeiden, verblockt man die
Stränge vor dem Falzapparat mit positiver und
negativer Aufladung zu einem brettähnlichen
Strang.
Das Hochspanngskabel kann, da Gleichspannung transportiert wird, weitgehend beliebig
lang sein. Es empfiehlt sich aber, kurze Kabelwege zu bevorzugen.
Hilfreich ist hier ein Generator mit externem
Fernbedienteil oder die Fernsteuerung ü ber 020mA oder CAN-Bus durch Prozessleitsysteme..
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durch die Trocknerlänge bedingt ist, bewirkt
leicht einen instabilen Bahnverlauf in der
Druckmaschine. Hier hilft das Chill-Tack System, das die Papierbahn elektrostatisch
auf der Kü hlwalze fixiert und so die Bahn stabilisiert.
Anfangs war dieses System fast ausschließlich verwendet worden, um Belagbildung auf
den Kü hlwalzen zu vermindern. In der Praxis
zeigten sich jedoch interessante "Sekundäreffekte", wie die bereits erwähnte Verbesserung
der Bahnstabiliät und durch das Andrü cken
auf die Kü hlwalzen eine Verbesserung des
Wärmeü berganges zwischen Kü hlwalze und
Papierbahn.
Aus diesem Grunde wird dass Chill-Tack System heute viel häufiger eingesetzt, um
Wärmeü bergänge und Bahnstabilität zu optimieren, als ausschließlich zur Vermeidung
von Belagbildung auf den Kü hlwalzen!
Da die Aufladung des Produktes nach dem
Falzen innen und außen gleich ist, lassen sich
die Produkte trotz der Haftung zum Einlegen
von Werbebeilagen leicht ö ffnen.
Bild 3 Stranghaftung im Falzapparat
Bild 4 zeigt die grundsätzliche Anordnung von
zwei Aufladeelektroden zwischen den Sandwichwalzen und den Antriebswalzen. Rechts
daneben sind der Sammelzylinder und der
Falzzylinder dargestellt.
Paketfixierung hinter Kreuzlegern
Bei aufgeblähten Druckexemplaren, die durch
große Beilagenmengen wie "Fußbälle" aussehen, oder dann, wenn sehr dü nne Produkte
durch Drahtheftung oder Falzung extrem
schräge Stapel bilden, neigen diese Stapel
zum "zerfließen" beim Ausstoßen aus dem
Kreuzleger.
Zusammentragmaschinen
In Zusammentragmaschinen kann der Ansatzpunkt der elektrostatischen Aufladung an
verschiedenen Stellen erfolgen. Der Grund ist
im Prinzip immer der gleiche: Teile des Exemplars (Bestellkarten, Antwortkarten, leichtere Teilexemplare oder eventuell das ganze
Paket) sollen stabilisiert, zeitlich begrenzt verklebt werden, um dem Klebebinder einwandfrei zugefü hrt werden zu kö nnen.
Die elektrostatische Verblockung hat sich hier
als probates Mittel gezeigt. Sie sorgt, je nach
Ausfü hrung der Mechanik (im Kreuzleger oder
einer nachgeschalteten Verblockungsstation)
nicht alleine nur fü r das elektrostatische Fixieren, sondern verpresst noch zusätzlich den
Stapel. Dadurch wird es mö glich, auch extreme Produkteigenschaften in den Griff zu bekommen und sicher auszulegen!
Auch hier sorgt die Elektrostatik fü r bessere
Qualität oder hö here Maschinengeschwindigkeiten und verbessert so die Produktion.
Wiederbefeuchtung im Rollenoffset
Der Rollenoffset mit seinen hohen Temperaturen im Trockner sorgt fü r eine starke Ü bertrocknung des Papiers. Die Folgen sind: Bruch
am Falztrichter durch mangelnde Schmiegsamkeit des Papiers, das Auswachsen des
Papiers durch spätere Feuchtigkeitsaufnahme
(wodurch Mischen von Bogen- und Rollenoffsetware unmö glich war) sowie Wellen im Falz
bei klebegebundenen Produkten.
Verpackungsindustrie
Bei der Herstellung von Säcken wird in besonderen Fällen mit mehreren Lagen gearbeitet, um die zu verpackenden Produkte besonders gegen äußere Einflü sse, speziell Feuchtigkeit, zu schü tzen. Der Sack hat dann eine
innere Papierlage, eine Zwischenlage aus Folie und eine Aussenlage aus Papier.
Die elektrostatische Wiederbefeuchtung sorgt
fü r gleichmäßige Zugabe der notwendigen
Wassermenge, papierspezifisch und gezielt.
Es zeigte sich immer wieder, dass bei der
Schlauchbildung Schwierigkeiten auf den
Formschultern auftraten: Die Folie legte sich
nicht richtig mit um und sorgte dadurch fü r
Undichtigkeiten des Endproduktes Sack.
Man muss nun wissen, dass die drei Lagen
um jeweils etwa 50mm versetzt gefü hrt werden, um eine gute Verklebung der einzelnen
Schichten in der "Längsnaht" zu erreichen. Fixiert man nun die auf die Papieraußenlage ragende Kunststoffzwischenlage an der Papierlage, so folgt die Folie auf der Formschulter
der gewü nschten Formgebung. Sie schlägt
nicht mehr um, und die erforderliche Qualität
ist somit hergestellt.
Der Vorteil der elektrostatischen Wiederbefeuchtung:
- Einsatz bei hoher Bahngeschwindigkeit
- Gezielte Befeuchtung im elektrischen Feld
- Gleichmäßiger Feuchteeintrag ü ber die gesamte Bahnbreite
Kü hlwalzenhaftung im Rollenoffset
Die große Entfernung zwischen dem letzten
Druckwerk und der ersten Kü hlwalze, die
7
Herstellung dü nner Platten
Kunststoff-Industrie
Wenn mit Kalandretten oder Glättwerken Folien mit Dicken unter 1mm hergestellt werden
mü ssen, kö nnen die oberen Walzen des
Glättwerkes nicht zusammengefahren werden.
Das elektrostatische Aufpressen der Schmelze hat sich hier gut bewährt. Die Funktion ist
der der Herstellung bei Tiefziehfolien vergleichbar.
Flachfolienextrusion
Bei der Herstellung von dü nnen Flachfolien
wird die Kunststoffschmelze aus einer Breitschlitzdü se auf eine Kü hlwalze "aufgespritzt".
Die Schmelzefahne schnü rt sich durch Abkü hlung ein, was zu undefiniertem Verhalten und
zu zusätzlichem Randbeschnitt fü hrt. Fixiert
man die Schmelze auf der Kü hlwalze durch
Randzonenaufladung, so tritt dieser Effekt auf
der Kü hlwalze nicht mehr auf.
Reckanlagen und Kalander
An Walzen von Reckanlagen und auf Temperierwalzen z.B. in Kalandern ist ein guter Kontakt zwischen der Folienbahn und den Walzen
nö tig, um gute Kraft- oder Temperaturü bertragungen zu erreichen oder Kratzer auf der
Bahn durch Schlupf zu vermeiden.
Gegenü ber Andruckrollen bietet die
elektrostatische Haftung hier den Vorteil, auf
der gesamten kontaktierten Oberfläche fü r
einen innigen Kontakt zwischen Bahn und
Walze zu sorgen. Da die elektrostatische
Ladung kontaktlos und ohne Berü hrung zur
Bahn aufgebracht wird, wird das Produkt
selber weder beschädigt noch anderweitig
negativ beeinflusst.
Wickelmaschinen und Umroller
Bei der Nutzung der Elektrostatik an Wickler,
Umrollern und Rollenschneidern haben sich
zwei Anwendungen herauskristallisiert: Das
elektrostatisch unterstü tzte Anwickeln dü nner
Folien speziell an Wickelmaschinen von
Extrusionsanlagen und das elektrostatische
Aufladen zum kantengenauen Wickeln.
Bild 4 Randzonenfixierung bei der Flachfolienextrusion
Das Bild zeigt eine solche Situation an der
Breitschlitzdü se. Dabei muss die Elektrode
den Dämpfen an der Breitschlitzdü se und den
Temperaturen von maximal ca. 300 Gr. C gewachsen sein.
Diese Technik wurde erstmals von uns etwa
Anfang 1989 in einer Extrusionsanlage und
bei einem anderen Anwender an einem Rollenschneider eingesetzt. Mittlerweile wurde
diese Technik in vielen Anwendungen verfeinert.
Extruder fü r dü nne Flachfolien erreichen heute
Arbeitsgeschwindigkeiten von ü ber 200m/min
und sind ohne elektrostatische Randzonenfixierung nicht funktionsfähig.
Tiefziehfolien-Extrusion
Die aus der Breitschlitzdü se austretende
Schmelze wird mittels einem parallel zur
Kü hlwalze angeordneten, elektrisch isolierten
Draht ü ber die gesamte Bahnbreite an die
Kü hlwalze gepresst.
Während anfangs nur einfach mit viel Ladung
ü ber der gesamten Bahnbreite aufgeladen
wurde, zeigte sich im Laufe der Jahre, dass
das gezielte Aufladen mit mö glichst wenig
Aufladung gü nstiger ist. Denn nachteilhaft
wurde von den Betreibern angemerkt, dass
die Aufladung zu Personalbelästigung
und/oder Staubanziehung des Wickels fü hrt.
Außsserdem bewirkte die Aufladung bei mehreren Nutzen im Bereiche des Längsschnittes
ein Aufwö lben der Längskante.
Im Gegensatz zum Luftrakel, das nur an der
Stelle des Luftstromes wirksam ist, wirkt die
elektrostatische Anziehungskraft zwischen der
Folienoberfläche und der Kü hlwalze auf der
gesamten, von der Folie berü hrten Umfang
der Kü hlwalze. Sie sorgt deshalb fü r besonders guten Wärmeü bergang zwischen der
Kü hlwalze und der Folie.
Daraus resultierte eine notwendige Entladestrecke vor der Aufladung, damit die Bahn ein
definiertes und mö glichst geringes Potential
aufweist (Beseitigung positiver und negativer
Ladungsinseln im Bahnverlauf, damit durch
z.B. negative Aufladung bei positiven Ladungsinseln keine Ü berlagerung der Effekte
entstehen konnte).
Beim Herstellen von Tiefziehfolien aus Polyester hat sich heute die Drahtelektrode als Alternative zum Luftrakel durchgesetzt. Die Vorteile
sind geringer Energiebedarf und einfache Einstellung.
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Anfangs lö ste man das Problem durch Abdecken der Aufladeelektrode im Bereiche des
Längsschnittes. Später ging man dann auch
bei wesentlich breiteren Nutzen dazu ü ber, nur
noch schmale, etwa 100mm breite Streifen
aufzuladen. Dazu werden schmale Aufladeelektroden verwendet, die wie Perlen an einer
Reihe durchgeschleift" werden. Diese Kette
kann, je nach notwendiger Anzahl der Nutzen,
verlängert oder verkü rzt werden.
Holzindustrie
Das Beschichten von Spanplatten mit Dekorfolien, den sogenannten Filmen, ist heute ohne elektrostatische Aufladung praktisch kaum
vorstellbar.
Inzwischen hat sich zusätzlich gezeigt, dass
auch das Anwickeln mit der streifenweisen
Aufladung, die beim kantengenauen Wickeln
eingesetzt wird, ausreichend gut realisiert
werden kann.
Bild 5 Filmfixierung vor einer SpanplattenPresse
Auf einer Zusammenlegestation wird das
Sandwich bestehend aus unterer Folie,
Spannplatte und oberer Folie zusammengelegt und dann ü ber Gurtfö rderer der Plattenpresse zugefü hrt.
Die Elektrostatik ü bernimmt hierbei die Aufgabe, den unteren und den oberen Film so gegen die Platte aufzuladen, dass der Film zwar
an der Spannplatte hält, nicht aber an Rollen
oder Transportbändern haftet. Dass auf diese
Weise fixierte Paket wird der Presse zugefü hrt
und dort zur uns bekannten Spannplatte fü r
die Mö belindustrie verpresst.
Inmould-Labeling
Bei aufwendigen Verpackungen werden gespritzte Becher nicht nachträglich bedruckt
oder etikettiert, sondern das "Etikett" wird in
die Spritzgussform gegeben und dann hinterspritzt. Diese "Inmould-Labeling" genannte
Verfahren verwendet ü blicherweise Vakuum,
um dass Etikett in der Spritzgussform zu fixieren, was jedoch z.B. wegen der aufwendigen
Arbeiten an der Form Nachteile hat.
Einfacher ist es, das Etikett mit einem Handlingsystem einzufü hren, in das Aufladeelektroden integriert sind. Die Elektrostatik fixiert das
Etikett in der Form und sorgt fü r flächendeckenden Anpressdruck des Etikettes.
Papierverarbeitung:
Auch der Aktenordner ist heute ohne Elektrostatik nicht in vollem Umfang herstellbar. So
wird die kartonierte Einlage in den Deckeln der
Kunststoffordner elektrostatisch auf der Folienbahn fixiert.
Beutelschweißsmaschinen
Beim Herstellen von Beuteln hat sich die
Elektrostatik dort nutzbringend bewährt, wo
gebogene Griffbereiche gewü nscht sind. Die
verwendete Flachfolie wird elektrostatisch fixiert, anschließend durch ein Messer in
Folienlängsrichtung zerschnitten und mit dem
Schweissbalken zu einzelnen Beuteln "zerteilt".
Dieser Verbund aus Karton und Folie bildet nun
eine fixierte Einheit, die der Schweißmaschine
passgerecht zugefü hrt werden kann, ohne das
der einzuschweißende Karton auf der Folie verrutscht.
Stahlindustrie
Elektrostatik sorgt hier dafü r, dass die Folienbahnen zeitlich begrenzt "verklebt" sind und
nach dem Längsschnitt kein Verrutschen der
Bahnen mö glich ist.
Querteilanlagen
Querteilanlagen fü r Offsetplatten und hochglänzende Stahl- und Aluminiumbleche dienen
dazu, dass Coil aus dem Walzwerk zu Blechen und Tafeln "abzutafeln".
Beutelrollmaschinen
Haushaltsbeutel wie Frischhaltebeutel oder
Beutel fü r Tiefkü hlwaren, kauft die Hausfrau
als Rolle verpackt. Bei der Herstellung solcher
Beutel ist es wichtig, dass das Ende der Beutelrolle sich nicht vor dem Einfü hren in die
Schutzhü lle lö st.
Lädt man die zu Beuteln geschweißte Folienbahn vor der Aufrollung im elektrischen Feld
auf, kann man das Rollenende zeitlich begrenzt an die Rolle kleben. Automatisches
Abpacken in Tü ten ist so ohne Banderolierung
oder ohne den Einsatz zusätzlicher Klebstoffe
mö glich.
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Heute wird dass "Ausgleichspapier" deshalb
aus Sicherheitsgrü nden elektrostatisch am
Haspel auf das Band fixiert und läuft mit dem
Band in den Wickel ein. Moderne Anlagen der
Firma May + Schnettler, Iserlohn, werden dem
Teilprogramm der Längsteilanlage automatisch angepasst und schießen das Ausgleichspapier elektrostatisch ein:
Trockner-Optimierung
Vor kurzer Zeit hat Eltex die Entdeckung gemacht,
mittels statischer Elektrizität laminare Luftschichten aufzubrechen.
Unter dem Stichwort EFD (E-Field-Drying) wurde
das Verfahren auf der DRUPA 2000 der Druckindustrie vorgestellt.
Dieses patentierte Verfahren ist der neue, grosse
Renner unter den Nutzanwendungen der Elektrostatik. Es wird bestimmt den Trocknerbau und die
zugehö rigen Bereiche des Maschinenbaus revolutionieren.
Bild 6 Schutzpapierhaftung in Querteillinien
1 = Aufladeelektrode
2 = Schutzpapier-Rolle
3 = Querteilschere
4 = Verbund Papier - Blech
Denn hiermit bieten sich sehr interessante Mö glichkeiten zur Kosteneinsparung bei energieaufwendigen Prozessen wie:
- Trocknung im Druck
- Trocknung in Papiermaschinen
- Trocknung in Druckmaschinen
Beim Herstellen hochglänzender oder beschichteter Bleche mü ssen deren Oberflächen
beim Abstapeln vor dem Verkratzen geschü tzt
werden. Das hierzu ü bliche Schutzpapier wird
vor der Schere zugefü hrt und elektrostatisch
auf dass Band fixiert.
Um ein Beispiel zu nennen:
Bei der Trocknung wasserlö slicher Farben im
Tiefdruck konnten etwa 60..70% Wärme-Energie
eingespart werden!
Dass so "beschichtete" Band durchläuft die Querteilschere, wird auf einem Transportband einem
Vakuumband zugefü hrt und dann in Stapelboxen
auf Paletten abgeworfen.
Diese Technik wird in der Zukunft einen wichtigen Beitrag zu Einsparung von Energie und von
Kosten leisten!
Anlagen dieser Art finden sich in vielen Betrieben
und haben sich bestens bewährt.
Längsteilanlagen
Fazit
Beim Längsteilen von gewalztem Blech tritt ein
Effekt auf, der durch die unterschiedliche
Durchbiegung der Walzen im Walzwerk hervorgerufen wird: Die Oberflächen des zu teilenden Bandes sind nicht planparallel sondern
ballig.
Statische Elektrizität wird heute vielfältig genutzt,
um Kosten einzusparen.
Profitieren Sie von unseren umfangreichen Erfahrungen.
Wir helfen Ihnen gerne bei der Lö sung Ihrer Aufgaben zur Nutzung der Elektrostatik.
Wird dieses Band nun in mehrere Stränge
zerteilt und am Aufhaspel aufgewickelt, so
bewirkt die unterschiedliche Dicke der Teilstränge unterschiedliche Bandzü ge in der gesamten Längsteillinie. Am Haspel wird dagegen "Ausgleichspapier" eingelegt. Dieser Vorgang, der frü her häufig von Hand erfolgte, hatte durch kleinste Unachtsamkeiten des Maschinenpersonales leicht schwere Unfälle, sogar mit Todesfällen, zur Folge.
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Geräte zur Benutzung statischer Elektrizität:
Eine Anlage zur Nutzung statischer Elektrizität
besteht aus:
- dem Generator KNH35
- einem Hochspannungsverteiler,
falls mehrere Elektroden angeschlossen werden
sollen
der Aufladeelektrode
fü r Bahnaufladung: Type R130
fü r punktuelle Aufladung: Type R23ATR
jeder Generator kann einzeln
angesprochen werden,
Der Hochspannungsgenerator KNH35:
im Wandaufbaugehäuse bietet viele Vorteile:
er ist mehrsprachig :
- englisch
- deutsch
- französisch
fernsteuerbar:
- 0-20mA
- 0-10V
- CAN-Bus
-Fernbedienteil (siehe unten)
gegen Fremdbedienung geschü tzt (Passwort)
die gleichzeitige Bedienung mehrerer Generatoren als Gruppe ist ebenso möglich!
Die Aufladeelektroden
Elektrode R130 fü r Aufladung ü ber die Bahn
Elektrode R23ATR fü r punktuelle
Aufladung
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Bitte als Brief zurü cksenden oder per FAX an 02056 932010
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Abteilung
Strasse
PLZ, Ort
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:
:
:
Bitte rufen Sie mich zur Terminabsprache an.
Bitte senden Sie mir weitere Unterlagen und Anwendungsbeispiele ü ber:
Beseitigung elektrostatischer Aufladung.
Nutzung statischer Elektrizität.
Messung elektrostatischer Aufladung.
Schutz vor Elektrostatik im (Ex)-Bereich.
ð Ich habe folgendes Problem:
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