NL1031255C1 - Spuitkop en inrichting voor het bedrukken of bespuiten van textiele materialen. - Google Patents

Description

Spuitkop en inrichting voor het bedrukken of bespuiten van textiele materialen

De uitvinding heeft betrekking op een spuitkop voor het 5 bedrukken of bespuiten van textiele materialen, omvattende een vloeistofreservoir met spuitopeningen, kleppen voor het openen en sluiten van de spuitopeningen en bedieningsorganen voor het bedienen van de kleppen.

10 Een spuitkop van dit type is bekend. De bekende spuitkop is op de eerste plaats ontworpen voor het markeren van industriële produkten, bijvoorbeeld met een barcode of met een houdbaarheidsdatum. Hij maakt gebruik van in het vloeistofreservoir ondergebrachte kleine weekijzeren 15 kernen, die in eveneens in het vloeistofreservoir ondergebrachte elektromagneten worden getrokken en daarbij de kleppen openen, waardoor de spuitkop vloeistofdruppels afgeeft. Wordt de elektromagneet niet langer bekrachtigd, dan drukt een veertje de klep weer dicht. Het probleem bij 20 de bekende spuitkop is dat deze bij een toepassing in de textieldruk de stuursignalen met een hoge aanstuur-frequentie vrijwel volledig omzet in warmte, waardoor de temperatuur van de te spuiten vloeistof nabij de klep kan oplopen, wat weer kleurafwijkingen of streepvorming kan 25 veroorzaken, waardoor het bedrukte product onverkoopbaar, althans waardeloos wordt.

De spuitkop volgens de uitvinding komt aan deze bezwaren tegemoet en heeft als kenmerk, dat de bedieningsorganen 30 buiten het vloeistofreservoir zijn geplaatst, dat de bedieningsorganen de kleppen bedienen via staafvormige elementen en dat het vloeistofreservoir is voorzien van doorvoeropeningen voor het laten passeren van de staafvormige elementen. Op deze wijze wordt het mogelijk de 35 eventueel door de bedieningsorganen opgewekte warmte 1 0 3 1 2 5 5 separaat af te voeren, zodanig dat de temperatuur van de te spuiten vloeistof in het bijzonder nabij de kleppen niet oploopt.

2 5 Een gunstige uitvoeringsvorm, waarbij een spuitkop met een minimum aan onderdelen kan worden gerealiseerd heeft als kenmerk, dat de kleppen worden gevormd door spuitopeningen en uiteinden van staafvormige elementen. Bij voorkeur zijn daarbij de uiteinden van staafvormige elementen voorzien 10 van een klepzitting, geoptimaliseerd voor een goede afsluiting, zodat het vloeistofreservoir desgewenst onder verhoogde druk kan worden bedreven. Verder is bij voorkeur elk bedieningsorgaan nabij de doorvoeropening voorzien van tenminste één afdichtingsring, zodat geen vloeistof kan 15 doordringen in het bedieningsorgaan.

Een gunstige uitvoeringsvorm heeft volgens een verder aspect van de uitvinding als kenmerk, dat de bedienings-organen afneembaar op het vloeistofreservoir zijn 20 bevestigd, zodat bij het onverhoopt defect raken van een bedieningsorgaan dit bedieningsorgaan kan worden vervangen, zonder dat dit de uitlijning van de spuitkop beïnvloedt.

Ook kan men als bijvoorbeeld grotere vloeistofdruppeltjes zijn gewenst de bedieningsorganen vervangen door 25 bedieningsorganen waarvan de staafvormige elementen een grotere slag maken, waardoor grotere vloeistofdruppeltjes worden afgegeven.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm heeft als kenmerk, dat 30 de bedieningsorganen piëzo elementen omvatten. Piëzo elementen maken het mogelijk de kleppen op nauwkeurig bepaalde tijdstippen te openen en weer te sluiten, terwijl de warmteontwikkeling beperkt is. Een belangrijk bijkomend voordeel is dat piëzo elementen robuust zijn en eenvoudig 35 binnen vooraf bepaalde toleranties in massafabricage kunnen 3 worden vervaardigd. Bovendien kunnen piëzo elementen met behulp van een bipolaire spanning wordt aangestuurd. Met deze bipolaire spanning kan het openen van een klep eenvoudig worden gerealiseerd, maar kan tevens het weer 5 sluiten van de klep worden ondersteund.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm heeft als kenmerk, dat de piëzo elementen zijn voorzien van een centrale opening, waardoor ze eenvoudig kunnen worden gekoppeld aan de 10 bijbehorende staafvormige elementen.

Een gunstige alternatieve uitvoeringsvorm heeft als kenmerk, dat de bedieningsorganen elektromagneten omvatten. Het voordeel van elektromagneten is dat ze goedkoper 15 geproduceerd kunnen worden dan piëzo elementen en dat ze slanker uitgevoerd kunnen worden. De elektromagneten kunnen traditioneel zijn uitgevoerd, met een veertje dat in een rusttoestand de klep afsluit, maar bij voorkeur zijn de elektromagneten elk voorzien van een spoel en een 20 permanente magneet, zodat ze met behulp van een bipolaire spanning kunnen worden aangestuurd. Met deze bipolaire spanning kan het openen van een klep eenvoudig worden gerealiseerd, maar kan tevens het weer sluiten van de klep worden ondersteund.

25

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm heeft als kenmerk, dat een bedieningsorgaan is ingericht voor het in een gebruikstoestand naar een instelbaar aanslagpunt bewegen van een staafvormig element voor het openen van een klep.

30 Op die wijze kan de druppelgrootte van de spuitkop eenvoudig per spuitopening worden ingesteld. Voor het sluiten van de klep kan men uitsluitend op de zwaartekracht vertrouwen, maar men kan het bedieningsorgaan ook zodanig sturen dat de klep actief wordt gesloten.

35 4

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het bedrukken of bespuiten van textiele materialen, omvattende een stelsel van boven de stof geplaatste spuitkoppen, stuurmiddelen voor de spuitkoppen alsmede 5 transportmiddelen voor het transporteren van de textiele materialen, met het kenmerk, dat de spuitkoppen van het type zijn zoals die in de voorgaande paragrafen zijn omschreven. Op die wijze kunnen betaalbare, snelle en zeer betrouwbare spuitkoppen worden gerealiseerd, die bovendien 10 uit betrekkelijk weinig onderdelen bestaan.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm heeft als kenmerk, dat de inrichting tevens een met een computer verbonden stuurspanningsgenerator omvat, voor het opwekken van 15 stuursignalen voor aansturen van de bedieningsorganen. De computer kan dan voor elk bedieningsorgaan de timing verzorgen voor het openen en sluiten van de bijbehorende klep en kan voor elk bedieningsorgaan een eventuele calibratiespanning bepalen.

20

De uitvinding zal nu nader uiteen worden gezet aan de hand van de volgende figuren, waarbij:

Fig. 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding 25 in bovenaanzicht weergeeft;

Fig. 2 schematisch een mogelijke uitvoeringsvorm van een spuitkop volgens de uitvinding in vooraanzicht weergeeft;

Fig. 3A schematisch deze spuitkop in zijaanzicht 30 weergeeft;

Fig. 3B schematisch deze spuitkop in bovenaanzicht weergeeft;

Fig. 4 schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm van een spuitkop volgens de uitvinding in 35 vooraanzicht weergeeft 5

Fig. 5 schematisch deze spuitkop in zijaanzicht weergeeft.

Fig. 1 geeft schematisch een inrichting volgens de uit-5 vinding in bovenaanzicht weer. Over een tafel 1 wordt een baan textiel 2 gevoerd in een door een pijl 3 aangegeven richting. Boven textiel 2 beweegt een juk 4 heen en weer in een door een pijl 5 aangegeven richting. Op juk 4 zijn bijvoorbeeld vier groepen spuitkoppen 6,7,8,9 geplaatst als 10 van het CMYK systeem wordt uitgegaan, die druppeltjes vloeistof op textiel 2 spuiten. Spuitkop 6 spuit bijvoorbeeld zwarte inkt, terwijl spuitkoppen 7,8,9 bijvoorbeeld cyaan, geel en magenta spuiten. Ook andere systemen kunnen worden gerealiseerd, die bijvoorbeeld 15 6,8,12 of meer kleuren spuiten of chemicaliën die tot doel hebben het textiel op enigerlei wijze te veredelen. De snelheid van textiel 2 en van juk 4 is in kombinatie met de geometrie en de plaatsing van spuitkoppen 6,7,8,9 op een verder voor de hand liggende wijze zodanig gekozen dat elk 20 denkbaar patroon op textiel 2 kan worden gespoten. Het is ook mogelijk de inrichting te voorzien van bijvoorbeeld vier spuitkoppen die elk de hele breedte van baan textiel 2 bestrijken, waardoor juk 4 kan ontbreken. De grootte van een gespoten druppeltje hangt af van het type stof; vooral 25 voor hoogpolige stoffen kan een druppeltje betrekkelijk groot zijn. Globaal geldt dat een druppeltje een inhoud heeft van 1-200 nanoliter. Nadat de vloeistof is gedroogd wordt baan textiel 2 door een verwarmingseenheid 10 gevoerd, waar de vloeistof deels verdampt, reageert of 30 sublimeert en voor een belangrijk deel in de vezels van textiel 2 trekt, waardoor een goede slijtvastheid van het patroon wordt verkregen. Verder bevat de inrichting een vloeistofmagazijn 11 waar de te spuiten vloeistof wordt gefilterd, op een vooraf bepaalde temperatuur wordt 35 gebracht en door de koppen wordt gevoerd. Filteren is 6 essentieel, omdat anders de spuitmonden van de spuitkoppen 6,7,8,9 kunnen verstoppen, waardoor er lijnen met een afwijkende kleur of een afwijkend patroon op textiel 2 kunnen ontstaan. De temperatuur moet constant zijn, omdat 5 temteratuurverandereringen de viscositeit van de te spuiten vloeistof en daarmee de grootte van een vloeistofdruppeltje kunnen beïnvloeden, wat een verandering van de kleur van het patroon of meer in het algemeen een verandering van de laagdikte kan veroorzaken. Tenslotte bevat de inrichting 10 een bedieningsorgaan 12, doorgaans een computer plus een interface, waarmee koppen 6,7,8,9 en de diverse niet getoonde aandrijvingen voor het bewegen van baan textiel 2 en eventueel juk 4 worden aangestuurd.

15 Fig. 2 geeft schematisch een mogelijke uitvoeringsvorm van een spuitkop 6 volgens de uitvinding in vooraanzicht weer. Spuitkop 6 bestaat uit een metalen of kunststof behuizing 13 met een deksel 14 en is voorzien van een vloeistofkanaal 15 en een stuurkanaal 16, gescheiden door een 20 scheidingswand 17. Door vloeistofkanaal 15 wordt te spuiten vloeistof gevoerd die via een spuitmond 18 kan ontsnappen in de vorm van een druppeltje. Stuurkanaal 16 bevat een piëzo element 19 dat aan beide zijden is voorzien van een gemetalliseerde laag, waarop een stuurspanning kan worden 25 aangesloten en waarvan één zijde op scheidingswand 17 geleidend is bevestigd, bijvoorbeeld met behulp van zilverepoxy. De tegenoverliggende zijde is voorzien van een aansluiting 20, die via een glaspareltje 21 behuizing 13 verlaat. Wordt via aansluiting 20 bijvoorbeeld een 30 positieve spanning op piëzo element 19 aangesloten, dan zal het centrum van piëzo element 19 naar boven bewegen. Wordt een negatieve spanning aangesloten, dan zal het centrum naar beneden bewegen. Op het centrum van piëzo element 19 rust een kunststof schijf 22, die één geheel vormt met een 35 staafvormig element 23, waarop een uit rubber vervaardigde 7 klepzitting 24 is bevestigd die in rust spuitmond 18 afsluit doordat een veer 25 schijf 22 in de richting van spuitmond 18 drukt. Staafvormig element 23 doorboort scheidingswand 17. Om te voorkomen dat te spuiten vloeistof 5 uit vloeistofkanaal 15 kan doordringen in stuurkanaal 16, is scheidingswand 17 ter plaatse van staafvormig element 23 voorzien van een afdichting 26, hier uitgevoerd als O-ring. Wordt gedurende een vooraf bepaalde tijd een positieve spanning aangevoerd via aansluiting 20, dan zal via 10 spuitmond 18 een druppel van een vooraf bepaalde grootte spuitmond 18 verlaten. Wordt de positieve spanning verwijderd, dan zal schijf 22 weer naar beneden bewegen en wordt spuitmond 18 afgesloten door klepzitting 24. Het kan voordelig zijn het sluiten van spuitmond 18 te doen 15 plaatsvinden door gedurende korte tijd een negatieve spanning aan te voeren via aansluiting 20. Het sluiten van spuitmond 18 gebeurt dan sneller, doordat de massa van piëzo element 19 dan geen rol meer speelt en alleen het massa-veersysteem gevormd door veer 25, schijf 22 en 20 staafvormig element 23 de snelheid bepaalt en doordat klepzitting 24 nu relatief hard landt op spuitmond 18. Overigens kan klepzitting 24 worden weggelaten als staafvormig element 23 uit een relatief zachte kunststof wordt vervaardigd. De beweging die staafvormig element 23 25 voor een goede werking van spuitkop 6 moet maken bedraagt ongeveer 60 micron. Een dergelijke verplaatsing kan door 0-ring 26 worden opgevangen zonder dat staafvormig element 23 in O-ring 26 schuift, zodat een perfecte afdichting gewaarborgd is. Bij voorkeur wordt voor het vergroten van 30 de levensduur van piëzo elementen 19, het stuurkanaal 16 geventileerd met droge lucht.

Het is natuurlijk de bedoeling dat nadat spuitkop 6 is gemonteerd, klepzitting 24 spuitmond 18 nog net afsluit, 35 zodat een druppeltje vloeistof kan worden geproduceerd met 8 een spanningspuls met een minimale amplitude op aansluiting 20. Is dit tengevolge van toleranties voor de verschillende componenten van spuitkop 6 niet het geval, dan kan deze situatie alsnog worden bereikt door via aansluiting 20 een 5 kleine gelijkspanning op piëzo element 19 te zetten, waarop vervolgens een spanningspuls kan worden gesuperponeerd om de klep te openen. Deze gelijkspannig geeft geen additionele warmteontwikkeling en beperkt de werking van spuitkop 6 niet.

10

Fig. 3A geeft schematisch spuitkop 6 in zijaanzicht weer, met behuizing 13, deksel 14 met aansluitingen 20a,20b,.., vloeistofkanaal 15 met aansluitingen 28,29 en stuurkanaal 16 waarin een aantal piëzo elementen 19a,19b,.. zijn 15 ondergebracht waarmee spuitmonden 18a,18b,.. kunnen worden geopend en weer gesloten. Spuitkop 6 bevat bijvoorbeeld 16 spuitopeningen, waardoor hij enerzijds relatief eenvoudig kan worden geproduceerd en anderzijds het aantal aansluitingen in de vorm van slangen en kabels beperkt is. 20 Verder zijn nog zichtbaar schijven 22a,22b,.. staafvormige elementen 23a,23b,.. en veren 25a,25b,.., alsmede O-ringen 26a,26b,..

Fig. 3B geeft schematisch spuitkop 6 in bovenaanzicht weer, 25 waarbij deksel 14 is verwijderd. Zichtbaar zijn piëzo elementen 19a,19b,.., veren 25a,25b,.. alsmede aansluitingen 28,29.

Fig. 4 geeft schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm 30 van een spuitkop 30 volgens de uitvinding in vooraanzicht weer. Spuitkop 30 bestaat uit een metalen of kunststof behuizing 13 waarin zich een vloeistofkanaal 15 bevindt. Door vloeistofkanaal 15 wordt te spuiten vloeistof gevoerd die via een spuitmond 18 kan ontsnappen in de vorm van een 35 druppeltje. Op behuizing 13 zijn een aantal 9 bedieningsorganen 31 geplaatst, waarmee uit metaal of kunststof vervaardigde staafvormige elementen 23 naar boven kunnen worden bewogen, waardoor te spuiten vloeistof, aanwezig in vloeistofkanaal 15, via spuitmonden 18 kan 5 ontsnappen in de vorm van druppeltjes. Een bedieningsorgaan 31 bestaat hier uit een behuizing 32 vervaardigd uit een ferromagnetisch materiaal zoals weekijzer, waarin een spoel 33 is geplaatst, gewikkeld op een holle kern 34 vervaardigd uit een ferromagnetisch materiaal, zoals ferriet.

10 Staafvormig element 23 loopt dóór holle kern 34 en is aan de bovenzijde voorzien van een permanente magneet in de vorm van een schijfje 35, waarbij de magnetisatierichting loodrecht op het vlak van schijfje 35 is gekozen. Als geen stroom door spoel 33 wordt gevoerd zal schijfje 35 naar 15 holle kern 34 worden getrokken, waardoor spuitraond 18 wordt afgesloten. Als door spoel 33 een stroom wordt gevoerd, zal schijfje 35 naar boven of naar beneden willen bewegen, afhankelijk van de richting van de stroom. Op die wijze kan spuitmond 18 worden geopend, waarbij de slag van 20 staafvormig element 23 en daarmee de stromingsweerstand van spuitmond 18 kan worden gekozen door een stelschroef 36 in te stellen. Het sluiten van spuitmond 18 kan desgewenst worden versneld door kortstondig een stroom in de omgekeerde richting door spoel 33 te voeren. Om te 25 voorkomen dat te spuiten vloeistof uit vloeistofkanaal 15 kan doordringen in bedieningsorgaan 31 of naar buiten kan stromen, is bedieningsorgaan 31 voorzien van afdichtingen 26a,26b, hier uitgevoerd als O-ringen.

30 Verder is in de figuur nog zichtbaar een klepzitting 24 die op staafvormig element 23 is bevestigd en die de feitelijke afdichting van spuitmond 18 verzorgt, alsmede een kunststof schijfje 37 dat locaal de mechanische geleiding van staafvormig element 23 verzorgt en een connector 38 voor de 35 stroomtoevoer naar spoel 33.

10

Omdat de mechanische eigenschappen van bedieningsorganen 31 onderling kunnen verschillen, kan het voordelig zijn elk bedieningsorgaan 31 te voorzien van een calibratiechip 39, bijvoorbeeld ondergebracht in ruimte 40, waarin deze 5 verschillen worden gecompenseerd zodat de bedieningsorganen onderling uitwisselbaar zijn. Om de logistiek van de benodigde bedrading te vereenvoudigen, kan het voordelig zijn elk bedieningsorgaan 31 te voorzien van additionele elektronica, die de aansturing herleidt tot eenvoudige 10 ja/nee signalen.

Fig. 5 geeft schematisch spuitkop 30 in zijaanzicht weer, met behuizing 13, vloeistofkanaal 15 met aansluitingen 28,29 en een aantal bedieningsorganen 31a,31b,.. waarmee 15 spuitmonden 18a,18b,.. kunnen worden geopend en weer gesloten. Spuitkop 30 bevat bijvoorbeeld 16 spuitopeningen, waardoor hij enerzijds relatief eenvoudig kan worden geproduceerd en anderzijds het aantal aansluitingen in de vorm van slangen en kabels beperkt is. Duidelijk is dat 20 bedieningsorganen 31a,31b,.. desgewenst veel dichter bij elkaar geplaatst kunnen worden dan in de figuur is aangegeven.

1031255

Claims (12)

1. Spuitkop voor het bedrukken of bespuiten van textiele 5 materialen, omvattende een vloeistofreservoir met spuitopeningen, kleppen voor het openen en sluiten van de spuitopeningen en bedieningsorganen voor het bedienen van de kleppen, met het kenmerk, dat de bedieningsorganen buiten het vloeistofreservoir zijn geplaatst, dat de 10 bedieningsorganen de kleppen bedienen via staafvormige elementen en dat het vloeistofreservoir is voorzien van doorvoeropeningen voor het laten passeren van de staafvormige elementen.

2. Spuitkop volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kleppen worden gevormd door spuitopeningen en uiteinden van staafvormige elementen.

3. Spuitkop volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat 20 uiteinden van staafvormige elementen zijn voorzien van een klepzitting.

4. Spuitkop volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een bedieningsorgaan nabij de 25 doorvoeropening is voorzien van tenminste één afdichtingsring.

5. Spuitkop volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bedieningsorganen afneembaar op het 30 vloeistofreservoir is bevestigd.

6. Spuitkop volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bedieningsorganen piëzo elementen omvatten. 35 1031255

7. Spuitkop volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de piëzo elementen zijn voorzien van een centrale opening.

8. Spuitkop volgens een der conclusies 1 t/m 5, met het 5 kenmerk, dat de bedieningsorganen elektromagneten omvatten.

9. Spuitkop volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de elektromagneten elk zijn voorzien van een spoel en een permanente magneet. 10

10. Spuitkop volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat een bedieningsorgaan is ingericht voor het in een gebruikstoestand naar een instelbaar aanslagpunt bewegen van een staafvormig element voor het openen van een klep. 15

11. Inrichting voor het bedrukken of bespuiten van textiele materialen, omvattende een stelsel van boven de stof geplaatste spuitkoppen, stuurmiddelen voor de spuitkoppen alsmede transportmiddelen voor het 20 transporteren van de textiele materialen, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van spuitkoppen volgens een der conclusies 1 t/m 10.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat 25 de inrichting tevens een met een computer verbonden stuurspanningsgenerator omvat, voor het opwekken van stuursignalen voor aansturen van de bedieningsorganen. 1031255