DE2759666C3

DE2759666C3 - Verfahren zur Konditionierung von Papier oder Pappe insbesondere in Form von Bahnen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2759666C3
Application number: DE19772759666
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 4834 Harsewinkel Dudziak
Original assignee: Reinhard Mohn 4830 Guetersloh De GmbH
Current assignee: Reinhard Mohn 4830 Guetersloh De GmbH
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1986-06-19
Also published as: DE2759666B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konditionierung von Papier oder Pappe, insbesondere in Form von Bahnen, die vornehmlich als Druckträger dienen sollen.

Beim Trocknen von Druckfarben auf Papierbahnen wird mit Luftumwälzung und Zuführung von Heißluft gearbeitet. Dabei wird Heißluft mit der Oberfläche der bedruckten Bahn in Kontakt gebracht, so daß das Lösungsmittel verdunstet und mit der Heißluft abgeführt wird. Durch die Heißluft wird jedoch nicht nur die Farbe des Druckerzeugnisses, sondern auch der Druckträger, das Papier, aufgeheizt und aufgrund des niedrigen Wasserdampfpartialdruckes in der Atmosphäre des Trockners dem Papier Feuchtigkeit entzogen. Das Papier, das am Einlauf des Trockners noch einen normalen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5 bis 6 Gew.-% aufweist, schrumpft und gibt beim Trocknen so viel Feuchtigkeit ab, daß der Gehalt am Auslauf des Trockners nur noch 0,5 bis 1,5 Gew.-% beträgt. Während der Lagerung bei einer Raumtemperatur von 20 bis 3O⁰C und normaler relativer Luftfeuchtigkeit von 50 bis 65% adsorbiert das Papier aus der Atmosphäre Feuchtigkeit, bis die Ausgleichsfeuchte von 5 bis 6 Gew.-% nahezu wieder erreicht ist Dabei quillt das Papier, es wächst aus, wie der Fachmann sagt Die Wasserabgabe und -aufnahme ist bei unbedruckten

ίο Papieren ein reversibler Vorgang. Bei bedruckten Papieren erfolgt der Wasserentzug beim Trocknen mit Heißluft jedoch zonal unterschiedlich und ist abhängig von der Stärke des Farbauftrages. Farbfreie Zonen trocknen stärker aus als farbbedeckte Zonen und bei letzteren wiederum trocknen die Zonen mit dünnem Farbauftrag stärker aus als Zonen mit dickem Farbauftrag. Die Wasseraufnahme des Druckerzeugnisses aus der Atmosphäre nach dem Trocknen erzeugt daher Wellenbildung und mindert die Qualität des

Druckerzeugnisses erheblich. Die Übertrocknung kann ebenso bei anderen Druckträgern wie beim Papier auftreten und zu den gleichen oder ähnlichen Nachteilen führen.

Aus der CH-PS 2 87 535 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei denen unter anderem überhitzter Dampf auf die Bahnoberfläche gestrahlt wird. Mit dem überhitzten Dampf, dem noch zusätzlich Wärme zugeführt werden kann, soll die Feuchtigkeit der Bahn verdampft werden.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konditionierung von Papier oder Pappe, insbesondere in Form von Bahnen oder Bögen vornehmlich bei der Verwendung als Druckträger zu schaffen, mit denen eine Übertrocknung kompensiert wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß als Konditioniermedium Heißdampf mit einer Temperatur von etwa 100 bis 180⁰C mit einem Druck von etwa einem bar verwendet wird, wobei das Konditionieren in einem Konditioniertunnel bei einem Unterdruck von 0,0001 bis 0,0005 bar durchgeführt wird. Vorteilhaft ist reiner Heißdampf mit 150 bis 170°C bei einem bar zu verwenden, wobei der Heißdampf 0,5 bis 3 Sekunden, vorzugsweise 1 Sekunde, zur Einwirkung gebracht wird. Es ist besonders zweckmäßig, wenn sich auf dem zu konditionierenden Produkt aufgrund des Temperaturgefälles zum Konditioniermedium nach dem ersten Kontakt mit dem Konditioniermedium ein

so Wasserkondensatfilm in dünner Schicht niederschlägt.

Das Kondensat verhindert eine Übertrocknung des Papiers und sorgt gleichzeitig für einen besonders guten Wärmeübergang.

Das Kondensat verdampft wieder mit zunehmendem Wärmeübergang und zunehmender Temperaturerhöhung und ist am Ausgang der Konditioniervorrichtung bzw. nach Beendigung der Konditionierung vollkommen verdampft. Selbst wenn auf dem zu konditionierenden Produkt Farbe, Lack oder Kleber aufgetragen ist, erfolgt die Konditionierung, wobei gleichzeitig eine Trocknung der aufgetragenen Schichten bewirkt wird. Die Papierbahn oder Pappebahn weist in allen Bereichen die gewünschte Ausgleichsfeuchte von 5 bis 6 Gew.-% bei Verwendung normaler Papiersorten auf,

b5 weil der Kondensatfilm im Zusammenwirken mit dem Heißdampf eine Austrocknung verhindert, wobei sich kurzfristig ein Ungleichgewicht einstellt. Die Verwendung von Heißdampf zur Konditionierung lag keines-

wcgs nahe. Vielmehr ist es widersinnig, durch^Erhöhung des Wassergehalts im Konditioniermedium und damit Verminderung der Wasseraufnahmekapazität des Konditioniermediums, die gewünschte AusgleHisfeuchte einzustellen.

Bei der Konditionierung von bedruckten Papierbahnen ist es besonders vorteilhaft, wenn Heißdampf mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 25 bis 30 m/s zur Einwirkung auf die Papierbahnen gebracht wird und dabei ein Unterdruck von 0,0001 bis 0,0005, vorzugsweise 0,0002 bis 0,0003 bar, aufrechterhalten sowie eine Temperatur des Konditioniermediums gewählt wird, die unterhalb, vorzugsweise 50 bis 100⁰C, unter der Siedetemperatur des auszutreibenden Lösungsmittels liegt Dis Papierbahn läuft mit einer Temperatur von etwa 20 bis 3O⁰C in die Konditioniervorrichtung ein und verweilt so lange im Einflußbereich des Konditioniermediums, bis sich die gewünschte Ausgleichsfeuchte eingestellt hat und gegebenenfalls die Färb-, I ack- oder Klebstoffschicht getrocknet ist Dabei können die günstigen Konditionierbedingungen in bezug auf Temperatur und den Wassergehalt der Papierbahn beim Einlaufen in die Vorrichtung, die Temperatur und den Heißdampfgehalt des Konditioniermediums, den Unterdruck und die Strömungsgeschwindigkeit sowie Verweilzeit und Auslauftemperatur der Papierbahn empirisch auf einfache Weise ermittelt werden. Insofern eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Konditionierung von Papierbahnen bei Übertrocknung, wobei die trockenen Papierbahnen bedruckt oder unbedruckt kurzzeitig einer Heißdampfströmung ausgesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Konditioniervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Konditioniertunnel und einem Gebläse für das Konditioniermedium und einem Kanalsystem mit Kanälen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kanäle 4 bzw. 5 Austrittsschlitze 6 für den als Konditioniermedium verwendeten Heißdampf aufweisen, und Rohrleitungen 7 zur Zu- und Abführung des Heißdampfes sowie ein Wärmetauscher 8, ein Kondensator 11 mit einer Rohrleitung 12 und ein by-pass-System 14 vorgesehen sind.

Anhand der Zeichnung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft näher erläutert.

Die Konditioniereinrichtung besteht aus dem Konditioniertunnel 1, dem Gebläse 2, dem Kanalsystem 3 mit den Kanälen 4 bzw. 5. mit Schlitzen 6 sowie Rohrleitungen 7 zur Zu- und Abführung des Konditioniermediums sowie einem Wärmetauscher 8.

Die Papierbahn wird mit üblichen Transportmitteln (nicht dargestellt) durch die Konditioniereinrichtung geführt Dabei wird über die Kanäle 4 oder 5 durch jeden Schlitz 6 ein gebündelter Konditioniermediumstrahl auf die Papierbahn 9 gelenkt

Das Konditioniermedium wird im Kreislauf geführt, wobei mit dem Ventilator 2 aus der Konditioniervorrichtung das Konditioniermedium abgesaugt und einem Kondensator It zugeführt wird. Im Kondensator 11 werden Fremdbestandteile niedergeschlagen und über die Leitung 12 abgeführt, während der Wasserdampf im Konditioniermedium verbleibt Anstelle des Kondensators ü kann ein by-pass-System verwendet werden, mit dem ein Teil des Konditioniermediums aus dem Kreislauf geführt wird, um die Konzentration des Fremdstoffgehaltes im Konditioniermedium zu reduzieren. Das Konditioniermedium gelangt dann in den Wärmetauscher 8, wird dort auf die gewünschte Temperatur gebracht und gegebenenfalls über die Leitung 13 mit Wasserdampf angereichert. Danach wird es dem Kanalsystem 3 zugeführt und über die Kanäle 4 oder 5 auf die Papierbahn geleitet Für doppelseitig zu beaufschlagende Papierbahnen befindet sich unterhalb der Papierbann 9 ein spiegelbildlich angeordnetes Kanalsystem (nicht dargestellt) mit entsprechenden Rohrleitungen. Zur Bündelung des Konditioniermediums zu einem Strahl hat sich die Kanalform 5 als besonders geeignet herausgestellt

Der Kondensatfilm auf der Papierbahn bewirkt sehr wahrscheinlich, daß die Papierbahn kurzzeitig Feuchtigkeit aufnimmt, die nach der Verdunstung des Kondensatfilms wieder entzogen wird, so daß die Papierbahn am Auslauf der Konditioniervorrichtung die übliche Feuchtigkeit enthält Dies erreicht man insbesondere durch ein schnelles Aufheizen der Papierbahn auf etwa 100⁰C, wozu der Kondensatfilm dient, ein kurzzeitiges Überhitzen bis auf etwa 13O⁰C und ein anschließendes relativ langsames Abkühlen der Papierbahn. Entsprechend der Temperaturführung in der Papierbahn ist die Temperaturführung im Konditioniermedium einzustellen, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, Temperaturunterschiede von 20 bis 6O⁰C bei Laufgeschwindigkeit der Papierbahn von 30 bis 150 m/min zu wählen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Konditionieren von Papier oder Pappe, insbesondere in Form von Bahnen, vornehmlich vor und/oder nach der Verwendung als Druckträger dadurch gekennzeichnet, daß als Konditioniermedium Heißdampf mit einer Temperatur von etwa 100 bis 180⁰C mit einem Druck von etwa einem bar verwendet wird, wobei das Konditionieren in einem Konditioniertunnel bei einem Unterdruck von 0,0001 bis 0,0005 bar durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Heißdampf mit einer Temperatur von 150 bis 170⁰C verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißdampf 0,5 bis 3 Sekunden zur Einwirkung auf die Papierbahn gebracht wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn einer Konditioniermediumströmung mit einer Geschwindigkeit von 25 bis 30 m/s ausgesetzt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionieren bei einem Unterdruck von 0,0003 bis 0,0005 bar durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatur des Konditioniermediums, die etwa 50 bis 100⁰C unter der Siedetemperatur des Lösungsmittels des auf der Papierbahn befindlichen Lacks oder Klebers oder der Farbe liegt, gewählt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Konditionieren von Papier oder Pappe, insbesondere in Form von Bahnen nach den Ansprüchen 1 bis 6 mit einem Konditioniertunnel und einem Gebläse für das Konditioniermedium und einem Kanalsystem mit Kanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle Austrittsschlitze (6) für den als Konditioniermedium verwendeten Heißdampf aufweisen und Rohrleitungen (7) zur Zu- und Abführung des Heißdampfes sowie ein Wärmetauscher (8), ein Kondensator (11) mit einer Rohrleitung (12) und ein by-pass-System (14) vorgesehene sind.