DE29903225U1 - Vorrichtung zum Behandeln einer Materialbahn mittels Strahlungsenergie - Google Patents
Vorrichtung zum Behandeln einer Materialbahn mittels StrahlungsenergieInfo
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Description
Vorrichtung zum Behandeln einer Materialbahn mittels Strahlungsenergie
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Materialbahnen mittels Strahlungsenergie, durch welche
die Materialbahn in eine Förderrichtung bewegt wird und in der wenigstens eine sich senkrecht zur Förderrichtung
erstreckende Strahlungsenergiequelle angeordnet ist, um die Materialbahn wenigstens einmal über zumindest einen
Teilabschnitt ihrer Breite zumindest einseitig mit Strahlungsenergie zu beaufschlagen. Insbesondere betrifft
die Erfindung eine Vorrichtung zum Bestrahlen der Materialbahn mittels UV-Licht zum Vernetzen von
Beschichtungen. Es wird daher im folgenden überwiegend 0 von UV-Strahlung und einer UV-Strahlungsquelle
gesprochen, ohne daß damit eine Beschränkung verbunden ist.
Solche sogenannten UV-Anlagen sind bekannt, um hochwertige Oberflächen zu erzeugen. Dies Oberflächen
können glänzend und glatt aber auch strukturiert sein. Es kann sich dabei um Oberflächen von Papierbahnen oder
Kunststoffolien oder aber um Furniere für Möbel handeln.
0 Die zu behandelnde Schicht, beispielsweise mit Silikon, ist mit Fotoinitiatoren versehen, um durch die UV-Lichteinwirkung
die gewünschte Vernetzung zu bewirken. Es hat sich gezeigt, daß durch die Beaufschlagung auch mit
dem ansonsten "kalten" UV-Licht dennoch eine starke 5 Erwärmung der zu behandelnden Materialbahn erfolgt. Es
ist bekannt, die der UV-Strahlungsquelle abgewandte Seite mittels einer Kühlplatte zu kühlen. Jedoch reicht diese
Kühlung bei größeren Materialbahnen und größeren Kunststoffschichten sowie mehreren UV-Lichtquellen
hintereinander nicht mehr aus, die Materialbahn auf der gewünschten Temperatur zu halten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so
auszubilden, daß eine weitere Behandlung, insbesondere eine ausreichende Kühlung der Materialbahn möglich ist,
um diese auf einer gewünschten Temperatur zu halten.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in Förderrichtung vor und/oder hinter und/oder im Bereich
der Strahlungsenergiequelle wenigstens ein sich senkrecht zur Förderrichtung erstreckendes Zuführmittel für ein
gasförmiges Medium vorgesehen ist, um die Materialbahn wenigstens einmal über zumindest einen Teilabschnitt
0 ihrer Breite zumindest einseitig zum Kühlen oder Erhitzen und/oder Befeuchten oder Trocken mit dem gasförmigen
Medium zu beaufschlagen. Die Materialbahn kann durch das gasförmige Medium gekühlt oder erhitzt und/oder
getrocknet oder befeuchtet werden. Es ist offensichtlich, daß durch diese Maßnahmen eine weitere Behandlung der
Bahn möglich ist. Das gasförmige Medium kann entsprechend den erforderlichen Gegebenheiten temperiert oder feucht
sein, so daß eine optimale und auch vielseitige Behandlung möglich ist. Vor allem ist es nunmehr möglich,
0 die Materialbahn zu kühlen und auch bei hoher eingebrachter Strahlungsleistung auf der gewünschten
Temperatur zu halten.
Grundsätzlich ist es zweckmäßig, wenn die Beaufschlagung
5 durch die Strahlungsenergie und das gasförmige Medium auf
derselben Seite der Materialbahn erfolgt. Es kann aber auch vorgesehen werden, daß die Beaufschlagung mit
Strahlungsenergie beidseitig und/oder die Beaufschlagung mit dem gasförmigen Medium beidseitig erfolgt. Es kann
auch vorgesehen werden, daß die Beaufschlagung durch das
gasförmige Medium und durch die Strahlungsenergie auf gegenüberliegenden Seiten der Materialbahn erfolgt.
Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn in Förderrichtung die Beaufschlagung durch Strahlungsenergie und durch das
gasförmige Medium abwechselnd erfolgt. Insbesondere durch
eine hierdurch mögliche Zwischenkühlung kann die Materialbahn auch bei mehreren Strahlungsenergiequellen
auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn in Förderrichtung eine Baufschlagung mit unterschiedlicher Strahlungsenergie
und/oder eine Beaufschlagung durch unterschiedliche, 0 insbesondere unterschiedlich temperierte und/oder
feuchte, gasförmige Medien erfolgt. Dadurch kann ein gewünschter Temperatur/Feuchte-Verlauf in Förderrichtung
der Materialbahn während der Behandlung erzielt werden.
Gemäß einer weitergehenden Ausführungsform ist
vorgesehen, daß die Beaufschlagung durch Strahlungsenergie und durch das gasförmige Medium in
einem gegenüber der Außenatmosphäre im wesentlichen abgeschlossenen Raum erfolgt. Dabei ist es zweckmäßig,
0 wenn die Beaufschlagung durch Strahlungsenergie und durch
das gasförmige Medium in einer inerten, insbesondere sauerstoffarmen, Atmosphäre erfolgt. In Abwesenheit von
Sauerstoff ist zum Beispiel die Vernetzung des Silikons durch das UV-Licht effektiver. Es kann hierbei vorgesehen
werden, daß das gasförmige Medium Stickstoff oder mit Stickstoff angereicherte Luft ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das gasförmige Medium zumindest teilweise im Kreislauf
geführt. Dies hat den Vorteil, daß insbesondere bei dem Einsatz von Inertgas das Verfahren wirtschaftlich
arbeitet. Es ist hierbei zweckmäßig oder gegebenenfalls
auch erforderlich, das gasförmige Medium vor dem Beaufschlagen der Materialbahn zu kühlen oder aufzuheizen
und/oder zu ent- oder befeuchten.
Durch die Beaufschlagung der Materialbahn mit einem
Gasstrom besteht häufig die Gefahr, daß sich Teilchen von dieser lösen oder Feststoffe ausfällen. Es ist daher
insbesondere bei einer Kreislaufführung des gasförmigen Mediums vorgesehen, daß das gasförmige Medium vor dem
Beaufschlagen der Materialbahn gefiltert wird. Dadurch
kann eine Aufkonzentrierung solcher Schwebeteilchen im Gasstrom vermieden werden.
Weiterhin kann die Bahn zusätzlich oder aber auch alternativ zu der gasförmigen Beaufschlagung durch das
gasförmige Medium mittels wenigstens einer temperierten 5 Kontaktwalze gekühlt oder erhitzt werden. Dies hat den
Vorteil, daß neben der thermischen Behandlung der Bahn auch eine Abstützung derselben erfolgen kann. Die
Kontaktwalze kann beispielsweise im Bereich der Beaufschlagung durch das gasförmige Medium auf der
0 gegenüberliegenden Seite der Materialbahn angeordnet sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur den
prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist einen 5 Oberkasten 11 und einen Unterkasten 12 auf, zwischen
denen eine Materialbahn 13 in Förderrichtung 14 geführt ist. Die Materialbahn 13 kann beispielsweise durch die
Vorrichtung gezogen werden. Die Vorrichtung ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel horizontal dargestellt
und die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine solche Ausrichtung. Grundsätzlich kann die Vorrichtung
aber auch vertikal oder in einer anderen Ausrichtung angeordnet sein. Die beschriebenen relativen Anordnungen
sind dann entsprechend zu verstehen. Der Oberkasten 11 kann durch nicht gezeigte Hubmittel vom Unterkasten 12 zu
Wartungszwecken oder zum Einführen der Materialbahn 13 angehoben oder verschwenkt werden.
Es sind eine Vielzahl von Strahlungsenergiequellen 15 0 vorgesehen, die sich oberhalb der Materialbahn 13 im
Oberkasten 11 befinden. Die Strahlungsquellen erstrecken sich quer zur Förderrichtung 14 und somit senkrecht zur
Zeichenebene zumindest über die gesamte Breite der Materialbahn. Die Strahlungsquellen 15 können als UV-Lichtquellen
ausgebildet sein, um eine Vernetzung einer Kunststoffschicht auf der Materialbahn zu bewirken.
Unterhalb der Materialbahn im Bereich der UV-Lichtquellen sind im Unterkasten Kühlplatten 16 vorgesehen, um ■
Strahlungswärme abzuführen. Die grundsätzliche Anordnung 0 einer einzelnen UV-Lichtquelle über einer Kühlplatte ist
grundsätzlich bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung
In Förderrichtung jeweils zwischen den UV-Lichtquellen 5 sind Gaszuführmittel 17 angeordnet, deren Düsen 18 in
Richtung auf die Materialbahn 13 weisen. Ferner können auch endständige Gaszuführmittel 19 vorgesehen werden.
Die Düsen 18 sind als Schlitzdüsen ausgebildet und erstrecken sich zumindest über die gesamte Breite der
Materialbahn 13 quer zur Förderrichtung 14 senkrecht zur Zeichenebene. Über diese Gaszuführmittel 17 kann ein
gasförmiges Medium auf die Materialbahn 13 aufgebracht werden. In der Regel wird das gasförmige Medium zum
Kühlen der Materialbahn dienen, es sind jedoch auch andere Anwendungen, insbesondere ein definiertes
Befeuchten, Trocknen oder sogar Erwärmen möglich.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
befinden sich die Zuführmittel für das gasförmige Medium und die Strahlungsenergiequelle auf derselben Seite der
Materialbahn 13. Die Materialbahn wird demnach einseitig mit dem gasförmigen Medium beaufschlagt. Es ist aber auch
möglich, oberhalb und unterhalb oder auch nur unterhalb der Materialbahn 13 solche Gaszufürmittel 17 oder
0 Strahlungsenergiequellen 15 vorzusehen.
Wie in der Zeichnung gezeigt, sind die Strahlungsenergiequellen 15 und die Zuführmittel 17 für
das gasförmiges Medium in Förderrichtung abwechselnd angeordnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind
jeweils gleiche UV-Lichtquellen zwischen gleichen Gaszuführmittel 17, 19 angeordnet. Grundsätzlich ist aber
die Ausbildung, insbesondere die Größe und Leistung einzelner Strahlungsenergiequellen und Gaszuführmittel in
0 einer Vorrichtung beliebig wählbar und an die jeweiligen Anforderungen anpaßbar.
Während des Betriebes wird die Materialbahn 13 in Förderrichtung 14 durch die Vorrichtung bewegt. Dabei
5 wird sie abwechselnd mit Strahlungsenergie und mit einem
gasförmigen Medium, insbesondere einem kühlenden Gas, beaufschlagt. Dadurch kann eine Überhitzung der
Materialbahn auch bei großen Bahnbreiten oder großen Strahlungsleistungen vermieden werden.
5
5
Durch die Bestrahlung mit beispielsweise UV-Licht wird ein chemischer Vernetzungsprozeß einer auf der
Materialbahn befindlichen Kunststoffschicht in Gang gesetzt. Es hat sich gezeigt, daß dieser Prozeß
effektiver in einer inerten, sauerstoffarmen Umgebung abläuft. Insbesondere kann die Menge der Fotoinitiatoren
reduziert werden. Die in der Zeichnung gezeigte Vorrichtung ist daher gegenüber der Außenatmosphäre im
wesentlichen abgeschlossen ausgebildet. Am Bahneinlauf 20 und am Bahnaustritt 21 befinden sich entsprechende Sperroder
Schleusenmittel, die ein Eintreten der Umgebungsluft weitestgehend verhindern. Bei dem Ausführungsbeispiel ist
das Sperrmittel am Bahneinlauf 2 0 als Sperrdüse 22 und am Bahnaustritt als Bürste 23 ausgebildet.
In dem Unterkasten 12 sind weiterhin Kontakt- oder Leitwalzen 24 vorgesehen. Diese erstrecken sich quer zur
Förderrichtung 14 über die gesamte Breite der Materialbahn 13. Die Materialbahn 13 kann sich auf diesen
Kontaktwalzen abstützen. Es kann vorgesehen werden, daß diese Walzen 24 temperiert, insbesondere gekühlt werden,
um eine weitere Kühlung der Materialbahn zu erzielen. Die Kontaktwalzen 24 sind bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel im Bereich der Gasaustrittsöffnung 18 0 auf der gegenüberliegenden Seite der Materialbahn 13
angeordnet.
Grundsätzlich kann aber auch vorgesehen werden, daß anstelle oder zusätzlich zu diesen Kontaktwalzen 24
Schwebedüsen 25 vorgesehen sind, über die die
Materialbahn schwebend durch die Vorrichtung gezogen wird. Diese Möglichkeit ist in der Zeichnung rechts
dargestellt.
Es kann vorgesehen werden, daß als gasförmiges Medium Frischluft verwendet wird. Bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel wird das gasförmige Medium im Kreislauf geführt. Dafür ist wenigstens ein
entsprechender Absaugkanal 26, ein Kompressor oder Lüfter 2 7 und entsprechende Zuführungkanäle 28 vorgesehen. Dies
hat den Vorteil, daß als gasförmiges Medium auch Inertgase wirtschaftlich eingesetzt werden können. Als
gasförmiges Medium kommt insbesondere Stickstoff oder mit Stickstoff angereicherte Luft in Betracht.
In dem Gaskreislauf ist ein Wärmeaustauscher 2 9 vorgesehen, um das gasförmige Medium auf die gewünschte
Temperatur zu bringen, also insbesondere zu kühlen. Es kann zudem ein nicht dargestellter Befeuchter oder
0 Trockner im Kreislauf angeordnet sein, um die Feuchte des Gases zu beeinflussen. Bei der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsform wird ein Gasstrom gleichförmig erhitzt und aufgeteilt. Es ist
selbstverständlich möglich, für jedes Gaszuführmittel 17, 19 separate Wärmeaustauscher, Befeuchter, Trockner,
Lüfter und/oder Drosseln 30 vorzusehen, um den jeweils zugeführten Gasstrom optimal einzustellen. Ein
zusätzlicher Wärmaustauscher 31 ist als Beispiel in der Zeichnung rechts gestrichelt dargestellt.
Durch die Beaufschlagung der Materialbahn 13 mit einem
gasförmigen Medium wird es in der Regel nicht zu vermeiden sein, daß Schwebstoffe ausgetragen werden.
Insbesondere neigen Fotoinitiatoren zu Ausfällungen. Um 5 eine Aufkonzentrierung dieser Stoffe im Gaskreislauf zu
vermeiden, ist wenigstens ein Filter 32 für das gasförmige Medium vorgesehen. Die Schadstoffe können
durch einen Abzweig 3 3 abgeführt werden. Weiterhin ist eine Inertgas- oder Stickstoffquelle 34 vorgesehen, um
den Kreislauf mit Stickstoff anzureichern.
Es ist offensichtlich, daß mit einer solchen Vorrichtung
eine vielseitige Behandlung einer Materialbahn möglich ist. Insbesondere wird vermieden, daß sich die Bahn auch
bei großen Strahlungsleistungen überhitzt. Die Materialbahn kann somit stets auf einer optimalen
Temperatur gehalten werden.
10 Bezuaszeichenliste
| 11 | Oberkasten |
| 12 | Unterkasten |
| 13 | Materialbahn |
| 14 | Förderrichtung |
| 15 | Strahlungsenergiequelle |
| 16 | Kühlplatte |
| 17 | Gaszuführmittel |
| 18 | Düse |
| 19 | Gaszuführmittel |
| 20 | Bahneinlauf |
| 21 | Bahnaustritt |
| 22 | Sperrduse |
| 23 | Bürste |
| 24 | Walze |
| 25 | Schwebedüse |
| 26 | Absaugkanal |
| 27 | Lüfter |
| 28 | Zuführkanäle |
| 29 | Wärmeaustauscher |
| 30 | Drossel |
| 31 | Wärmeaustauscher |
| 32 | Filter |
| 33 | Abzweig |
| 34 | Stickstoffquelle |
Claims (9)
1. Vorrichtung zum Behandeln einer Materialbahn (13) mittels Strahlungsenergie, insbesondere mittels UV-Licht
zum Vernetzen von Beschichtungen, durch welche die Materialbahn in eine Förderrichtung (14) bewegt wird und
in der wenigstens eine sich senkrecht zur Förderrichtung erstreckende Strahlungsenergiequelle (15) angeordnet ist,
um die Materialbahn wenigstens einmal über zumindest einen Teilabschnitt ihrer Breite zumindest einseitig mit
Strahlungsenergie zu beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung vor und/oder hinter
und/oder im Bereich der Strahlungsenergiequelle wenigstens ein sich senkrecht zur Förderrichtung
erstreckendes Zuführmittel (17, 18) für ein gasförmiges Medium vorgesehen ist, um die Materialbahn wenigstens
einmal über zumindest einen Teilabschnitt ihrer Breite zumindest einseitig zum Kühlen oder Erhitzen und/oder
Befeuchten oder Trocken mit dem gasförmigen Medium zu beaufschlagen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführmittel (17, 18) für das gasförmige Medium
und die Strahlungsenergiequelle (15) auf derselben Seite 0 der Materialbahn (13) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergiequellen (15) und die Zuführmittel (17, 18) für das gasförmiges Medium in
5 Förderrichtung abwechselnd angeordnet sind.
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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gegenüber der Außenatmosphäre im wesentlichen abgeschlossen ausgebildet
ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung wenigstens eine
Kontaktwalze (24) zum Kühlen oder Erhitzen der Materialbahn (13) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwalze (24) im Bereich der
Gasaustrittsöffnung (18) auf der gegenüberliegenden Seite der Materialbahn angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Wärmeaustauscher (29,
31) vorgesehen ist, um das gasförmige Medium zu erhitzen 0 oder zu kühlen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Trockner oder
Befeuchtet für das gasförmige Medium vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Filter (32) für das
gasförmige Medium vorgesehen ist.
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| DE29903225U DE29903225U1 (de) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | Vorrichtung zum Behandeln einer Materialbahn mittels Strahlungsenergie |
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1999
- 1999-02-23 DE DE29903225U patent/DE29903225U1/de not_active Expired - Lifetime
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