DE19920091A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Konditionierung einer Papierbahn - Google Patents

Abstract

Es wird vorgeschlagen, der zur Rückbefeuchtung einer frisch bedruckten, getrockneten Papierbahn (1) Verwendung findenden Rückbefeuchtungsflüssigkeit 0,1%-2% Silikon beizumischen. Hierdurch lassen sich die Rückbefeuchtung und die Silikonbehandlung der Papierbahn in einem Schritt vollziehen. Zur Durchführung einer derartigen Konditionierung der Papierbahn (1) findet eine Konditionierungseinrichtung (8) Verwendung, die mit Sprüheinrichtungen (9) versehen ist, wobei zumindest die jeder bedruckten Seite der Papierbahn (1) jeweils zugeordnete Sprüheinrichtung (9) mit einer Mischung aus Rückbefeuchtungsflüssigkeit und Silikon beaufschlagbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Erfindungsgedanken ein Verfahren zur Konditionierung einer frisch bedruckten, getrockneten Papierbahn, die nach der Trocknung gekühlt und spätestens bei, vorzugsweise vor der letzten Kühlung auf beiden Seiten mit einem eine Rückbefeuchtung bewirkenden Konditionierungsmittel beaufschlagt wird, und geht gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit oberhalb und unterhalb der Transportebene der Papierbahn vorgesehenen, in einem von einer einem Trockner nachgeordneten Kühleinrichtung begrenzten Bereich angeordneten, vorzugsweise der Kühleinrichtung vorgeordneten Sprüheinrichtungen, die mit einem eine Rückbefeuchtung bewirkenden Konditionierungsmittel beaufschlagbar sind.

Es ist bekannt, einer in einem Trockner getrockneten Papierbahn die bei der Trocknung verloren gegangene Feuchtigkeit durch eine sogenannte Rückbefeuchtung wieder zuzuführen. Hierzu wird auf die getrocknete Papierbahn vor oder beim Durchlauf durch einen Kühlwalzenständer Wasser aufgebracht. Es ist auch bekannt, eine bedruckte Papierbahn zur Versiegelung der bedruckten Oberfläche mit Silikon zu behandeln. Hierzu finden bisher sogenannte Silikonwerke Verwendung, die dem Kühlwalzenständer nachgeordnet sind. Bisher sind dementsprechend zur Beaufschlagung der Bahn mit Rückbefeuchtungsflüssigkeit und Silikon zwei getrennte Arbeitsschritte und dementsprechend auch zwei getrennte Beaufschlagungseinrichtungen erforderlich, die durch den Kühlwalzenständer voneinander distanziert sind. Dies ist umständlich und daher unerwünscht.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass die genannten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird im Zusammenhang mit dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass zumindest das einer bedruckten Seite der Papierbahn zuführbare Konditionierungsmittel aus einer Mischung von Rückbefeuchtungsflüssigkeit und Silikon besteht.

Die vorrichtungsmäßige Lösung besteht darin, dass bei der gattungsgemäßen Vorrichtung zumindest die jeder bedruckten Seite der Papierbahn jeweils zugeordnete Sprüheinrichtung mit einer Mischung aus Rückbefeuchtungsflüssigkeit und Silikon beaufschlagbar ist.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen stellen sicher, dass der Auftrag von Silikon zusammen mit der Rückbefeuchtung erfolgt. Ein eigenes Silikonwerk ist daher nicht erforderlich, wodurch der hiermit verbundene bauliche Aufwand und Platzbedarf entfallen. Dies wirkt sich auch vorteilhaft auf die Zugänglichkeit der Bahn im Bereich zwischen dem Kühlwalzenständer und dem nachgeordneten Falzapparat aus, wo bisher Silikonwerke plaziert waren. Ein weiterer, ganz besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, dass das Silikon zusammen mit der Rückbefeuchtungsflüssigkeit tief in die Papierbahn eindringen und diese praktisch durchsetzen kann. Diese wird daher im Gegensatz zur bisherigen Silikonbehandlung nicht nur an der Oberfläche mit Silikon beaufschlagt, sondern auch in tiefer liegenden Querschnittsbereichen. Die vorteilhafte Folge davon ist, dass nicht nur die Oberflächenrauhigkeit herabgesetzt wird, sondern dass die Papierbahn insgesamt äußerst geschmeidig und gut verformbar gemacht wird. Beim Längs- und Querfalzen sind daher in vorteilhafter Weise vergleichsweise scharfe Falzlinien erreichbar. Auf eine vorherige Behandlung mit einer Falzhilfeflüssigkeit kann daher vielfach verzichtet werden. Die in die Rückbefeuchtungsbehandlung integrierte, und dementsprechend weiter stromaufwärts als bisher erfolgende Silikonbehandlung führt in vorteilhafter Weise auch dazu, dass die Kühlwalzen des Kühlwalzenständers einen leichten Silikonaufzug erhalten, was dem Ablegen von Farbe auf den Kühlwalzen entgegenwirkt und die Wärmeleitung und damit die Kühlwirkung verbessert. Zudem wird durch die erfindungsgemäße tief eindringende Silikonbehandlung der Papierbahn ihre statische Aufladung verringert, was die Weiterbehandlung, beispielsweise im Falzapparat, erleichtern kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.

So kann zweckmäßig jede Seite der Papierbahn mit einer Mischung aus Rückbefeuchtungsflüssigkeit und Silikon beaufschlagt werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Papierbahn unabhängig davon, ob nur eine oder beide Seiten bedruckt sind, in der optimalen Weise geschmeidig gemacht wird. Außerdem entfällt hierdurch auch jede Einstellarbeit bei der Umstellung von einseitig bedruckter Bahn auf zweiseitig bedruckte Bahn.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, dass die das Konditionierungsmittel bildende Mischung 0,1%-2% Silikon und Rest Wasser enthält. Hierdurch lässt sich der Silikonverbrauch in Grenzen halten. Dennoch sind ausgezeichnete Ergebnisse im obigen Sinne zu erwarten.

In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann den Sprüheinrichtungen eine Mengenreguliereinrichtung zugeordnet sein, die mittels einer saugseitig mit einem mit einem Niveauschalter versehenen Behälter zusammenwirkenden Pumpe beaufschlagbar ist, wobei der Behälter an eine Wasserzufuhrleitung, die ein mittels des Niveauschalters betätigbares Absperrventil und eine Mengenmesseinrichtung enthält, angeschlossen und mittels einer Beimischeinrichtung mit Silikon beaufschlagbar ist, die eine in Abhängigkeit vom Ausgang der Mengenmesseinrichtung betätigbare Dosierpumpe aufweist, die saugseitig mit einem Silikonbehälter zusammenwirkt. Diese Maßnahmen ergeben mit einfachen Mitteln eine exakte Dosierbarkeit des Silikonanteils.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung an Hand der Zeichnung näher entnehmbar.

Die nachstehend beschriebene Zeichnung zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung sind in der Regel Rollenrotationsdruckmaschinen, denen ein Trockner und ein auf diese folgender Kühlwalzenständer nachgeordnet sind. Anordnungen dieser Art sind an sich bekannt und bedürfen daher keiner näheren Erläuterung mehr.

Die in der Zeichnung angedeutete Papierbahn 1, die in einer nicht dargestellten Rollenrotationsdruckmaschine beidseitig bedruckt worden sein soll, durchläuft im Anschluss an das letzte Druckwerk der nicht dargestellten Rollenrotationsdruckmaschine einen Trockner 2 und im Anschluss daran einen Kühlwalzenständer 3. Der Trockner 2 besitzt drei in Laufrichtung der Papierbahn 1 hintereinander angeordnete Zonen, nämlich eine Aufheizzone 4, eine Temperaturhaltezone 5 und eine Temperaturabsenkzone 6. Jeder Zone ist ein Abteil des Trockners 2 zugeordnet. Zwischen den aufeinander folgenden Abteilen sind Trennwände vorgesehen, die jeweils einen Durchgangsschlitz für die Papierbahn 1 aufweisen.

In der Aufheizzone 4 und in der Temperaturhaltezone 5 wird die Papierbahn 1 mit Heißluft beaufschlagt, wie durch Düsen 7 angedeutet ist. Das der Temperaturabsenkzone 6 zugeordnete Abteil enthält eine als Ganzes mit 8 bezeichnete Konditioniereinrichtung, die zur Beaufschlagung der frisch bedruckten und getrockneten Papierbahn 1, die bei der Trocknung in der Aufheizzone 4 und Temperaturhaltezone 5 viel Feuchtigkeit verloren hat, mit einer Rückbefeuchtungsflüssigkeit und gleichzeitig mit Silikon dient. Zur Rückbefeuchtung findet Wasser Verwendung, durch welches das Wasser ersetzt wird, das die Papierbahn 1 während der Trocknung verloren hat. Durch die Behandlung der frisch bedruckten und getrockneten Papierbahn 1 mit Silikon werden die Oberfläche versiegelt, die Oberflächenrauhigkeit herabgesetzt und die Geschmeidigkeit und Falzbarkeit verbessert.

Bei lediglich einseitig bedruckten Bahnen kann sich die Silikonbehandlung auf die bedruckte Seite der jeweiligen Bahn beschränken. Es ist jedoch erwünscht, dass das Silikon nicht nur an der Oberfläche bleibt, sondern mit der Rückbefeuchtungsflüssigkeit in tiefere Schichten eindringt, wodurch das Papier besonders geschmeidig wird. Aus diesem Grund wird zweckmäßig auch die unbedruckte Seite einer lediglich einseitig bedruckten Papierbahn nicht nur mit Rückbefeuchtungsflüssigkeit, sondern auch mit Silikon beaufschlagt. Im dargestellten Beispiel soll die Papierbahn 1 beidseitig bedruckt sein, so dass ohnehin eine beidseitige Silikonbehandlung vorgesehen ist.

Das Silikon wird dem als Rückbefeuchtungsflüssigkeit dienenden Wasser beigemischt. Die Silikon-Konzentration liegt dabei im Bereich zwischen 0,1%-2%, je nach Papiersorte, Bahngeschwindigkeit etc. Der Rest ist Wasser. Durch die Behandlung der Papierbahn 1 mit dem durch die genannte Mischung gebildeten Konditionierungsmittel erfolgt dementsprechend gleichzeitig eine Rückbefeuchtung und Silikonbehandlung der Papierbahn 1.

Das dabei auf die Papierbahn 1 aufgebrachte Konditionierungsmittel wird teilweise verdampft. Die Verdampfungswärme wird der Papierbahn 1 entzogen wodurch diese in der erwünschten Weise abgekühlt wird. Dieser verdampfende Anteil des Konditionierungsmittels wird bei der Bemessung der zugeführten Menge selbstverständlich berücksichtigt.

Das durch die genannte Mischung gebildete Konditionierungsmittel wird zweckmäßig berührungslos auf die Papierbahn 1 aufgesprüht. Dies erfolgt im dargestellten Beispiel noch innerhalb des Trockners 2 in der den Auslass des Trockners 2 enthaltenden Temperaturabsenkzone 6. Es wäre aber auch denkbar, die Konditionierungseinrichtung 8 außerhalb des Trockners 2, etwa im Bereich zwischen Trockner 2 und Kühlwalzenständer 3 oder im Kühlwalzenständer 3 vorzusehen. Da durch die Konditioniereinrichtung 8 u. a. eine Rückbefeuchtung durchgeführt wird, scheidet eine dem Kühlwalzenständer nachgeordnete Anordnung der Konditioniereinrichtung aus.

Die oben erwähnte Konditionierungseinrichtung 8 enthält oberhalb und unterhalb der Transportebene der Papierbahn 1 angeordnete, über die ganze Breite durchgehende Düsenbalken 9. Im dargestellten Beispiel ist jeweils ein Düsenbalken vorgesehen. Selbstverständlich könnte auch eine aus mehreren Düsenbalken gebildete Sprüheinrichtung vorgesehen sein. Das den Düsenbalken 9 zugeführte Konditionierungsmittel wird durch Druckluft ausgeblasen, so dass sich scharfe Sprühstrahlen 10 ergeben, welche auch in der Lage sind, die an der Papierbahn 1 anhaftende, laminare Luftschicht, die mit ausdampfendem Lösungsmittel etc. beladen ist, aufzubrechen. Die Düsenbalken 9 werden dementsprechend mit Konditionierungsflüssigkeit und mit Druckluft beaufschlagt, wie durch die Versorgungsleitungen 11, 12 angedeutet ist. Die Versorgungsleitung 11 ist der Konditionierungsflüssigkeit, die Versorgungsleitung 12 der Druckluft zugeordnet.

Zur Gewährleistung einer zuverlässigen Kanalisierung der Sprühstrahlen 10 ist den Düsenbalken 9 jeweils eine im Querschnitt dachförmige bzw. v-förmige Sprühkammer 13 zugeordnet. An den unteren Enden der dachförmig gegeneinander geneigten Wände der oberen. Sprühkammer 13 können Tropfenfangeinrichtungen angebracht sein. Die Sprühkammern 13 sind jeweils in einer zugeordneten Absaugkammer 14 angeordnet, die mittels eines Gebläses 15 abgesaugt wird. Hierdurch wird verhindert, dass mit Flüssigkeit beladene Luft aus der Konditioniereinrichtung 8 herausdringen und etwa zu einer Kondensatbildung außerhalb des Trockners 2 führen kann. Die Gebläse 15 können in den Trockner 2 ausblasen, wodurch die von außen angesaugte Frischluft mit bereits vorgewärmter Luft vermischt wird, was den Energiebedarf reduziert. Jedem Gebläse 15 ist ein Kühlaggregat 16 vorgeordnet. Dieses wirkt als Kondensator zum Abscheiden der in der Luft enthaltenen Flüssigkeit, die in erster Linie Wasser enthält, aber auch Silikon und Lösungsmittel enthalten kann.

Den Versorgungsleitungen 11 bzw. 12 ist jeweils eine Mengenreguliereinrichtung in Form eines Ventils 17, 18 zugeordnet. Die Ventile 17, 18 werden mittels einer Steuer- bzw. Regelungseinrichtung 19 angesteuert, wie durch nicht näher bezeichnete Signalleitungen angedeutet ist. Die Steuereinrichtung 19 ermittelt aus diversen Ist-Werten, beispielsweise der Temperatur und/oder Feuchtigkeit der Papierbahn 1 vor und nach der Konditionierungseinrichtung 8 geeignete Steuerimpulse für die Ventile 17, 18. Die Ist-Werte werden durch nicht näher dargestellte Sensoren gemessen und über Signalleitungen der Steuereinrichtung 19 zugeführt, die mit geeigneten Ist-Wert- Eingängen 20 versehen ist.

Die Versorgungsleitungen 11, 12 sind hier nach dem jeweils zugeordneten Ventil 17, 18 in zwei parallele, zu jeweils einem zugeordneten Düsenbalken 9 führende Äste aufgegabelt. Es wäre aber auch denkbar, jedem Düsenbalken eine entsprechende Versorgungseinrichtung zuzuordnen.

Die der Druckluft zugeordnete Versorgungsleitung 12 ist stromaufwärts vom Ventil 18 an eine Druckluftquelle 21, beispielsweise ein vorhandenes Druckluftnetz, angeschlossen. Die dem Konditionierungsmittel zugeordnete Versorgungsleitung 11 ist stromaufwärts vom zugeordneten Ventil 17 an eine mit einem Wassereingang und einer Silikon-Beimischeinrichtung versehene Versorgungseinrichtung 22 angeschlossen. Diese enthält im dargestellten Beispiel eine Pumpe 23, die saugseitig an einem Behälter 24 liegt, der die benötigte Konditionierungsflüssigkeit in Form der erwähnten Mischung aus Wasser und Silikon mit einer Silikonkonzentration von 0,1%-2% enthält. Die Pumpe 23 ist mittels der Steuereinrichtung 19 parallel zum nachgeordneten Ventil 17 ansteuerbar, wie durch parallele Signalleitungen angedeutet ist.

Der Behälter 24 ist über eine Wasserleitung 25 an eine Wasserquelle, beispielsweise ein vorhandenes Wasserleitungsnetz, angeschlossen. In der Wasserleitung 25 befindet sich eine Wasseruhr 26, welche die Durchflussmenge misst. Der Wasseruhr 26 ist ein Absperrventil 27 nachgeordnet. Der Behälter 24 ist mit einem Niveauschalter 28 versehen, durch den das Absperrventil 27 ansteuerbar ist, wie durch eine Signalleitung angedeutet ist. Die zur Beimischung von Silikon vorgesehene Beimischeinrichtung enthält eine Dosierpumpe 29, die saugseitig an einem Silikongebinde 30 liegt und deren Ausgang in den Behälter 24 mündet. Die Dosierpumpe 29 ist, wie durch eine Signalleitung angedeutet ist, mittels der Wasseruhr 26 so ansteuerbar, dass das gewünschte Mischungsverhältnis von Wasser und Silikon erreicht wird. Um eine Entmischung im Behälter 24 zu vermeiden, kann diesem eine Umwälz- oder Rühreinrichtung zugeordnet sein.

Vorstehend ist zwar ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, ohne dass jedoch hiermit eine Beschränkung verbunden sein soll. Vielmehr stehen dem Fachmann eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung, um den allgemeinen Gedanken der Erfindung an die Verhältnisse des Einzelfalls anzupassen. So wäre es beispielsweise auch denkbar, wie schon erwähnt, die Konditioniereinrichtung 8 im Bereich zwischen dem Ausgang des Trockners 2 und der ersten Kühlwalze des Kühlwalzenständers 3 anzuordnen oder in den Kühlwalzenständer 3 zu integrieren. Wichtig ist nur, dass in jedem Fall die Rückbefeuchtung und die Silikonbehandlung gemeinsam durch Verwendung einer Mischung aus Silikon und Wasser erfolgen, bevor die Papierbahn 1 den Kühlwalzenständer verlässt.

Claims (12)

1. Verfahren zur Konditionierung einer frisch bedruckten, getrockneten Papierbahn, die nach der Trocknung gekühlt und spätestens bei, vorzugsweise vor der letzten Kühlung auf beiden Seiten mit einem eine Rückbefeuchtung bewirkenden Konditionierungsmittel beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das einer bedruckten Seite der Papierbahn zuführbare Konditionierungsmittel aus einer Mischung von Rückbefeuchtungsflüssigkeit und Silikon besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seite der Papierbahn mit einer Mischung aus Rückbefeuchtungsflüssigkeit und Silikon beaufschlagt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Konditionierungsmittel bildende Mischung 0,1%-2% Silikon und Rest Wasser enthält.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Konditionierungsmittel bildende Mischung berührungslos auf die Papierbahn aufgesprüht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierbahn vor dem Verlassen eines Trockners mit der das Konditionierungsmittel bildenden Mischung aus Silikon und Wasser beaufschlagt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit oberhalb und unterhalb der Transportebene der Papierbahn (1) vorgesehenen, in einem von einer einem Trockner (2) nachgeordneten Kühleinrichtung (3) begrenzten Bereich angeordneten, vorzugsweise der Kühleinrichtung (3) vorgeordneten Sprüheinrichtungen (9), die mit einem eine Rückbefeuchtung bewirkenden Konditionierungsmittel beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die jeder bedruckten Seite der Papierbahn (1) jeweils zugeordnete Sprüheinrichtung (9) mit einer Mischung aus Rückbefeuchtungsflüssigkeit und Silikon beaufschlagbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Seiten der Papierbahn (1) zugeordneten Sprüheinrichtungen (9) mit einer Mischung aus Rückbefeuchtungsflüssigkeit und Silikon beaufschlagbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Trockner (2) eine Aufheizzone (4), Temperaturhaltezone (5) und Temperaturabsenkzone (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierbahn (1) im Bereich der Temperaturabsenkzone (6) mit der das Konditionierungsmittel bildenden Mischung aus Silikon und Wasser beaufschlagbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüheinrichtungen (9) mit dem Konditionierungsmittel und mit Druckluft zum Ausblasen des Konditionierungsmittels beaufschlagbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüheinrichtungen (9) jeweils in einer Sprühkammer (13) angeordnet sind, die ihrerseits in einer Absaugkammer (14) aufgenommen ist, die mittels einer zugeordneten, vorzugsweise in den Trockner (2) ausblasenden Absaugeinrichtung (15) absaugbar ist, der vorzugsweise eine Kühleinrichtung (16) vorgeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Sprüheinrichtungen (9) zumindest konditioniermittelseitig eine Mengen­ reguliereinrichtung (17) zugeordnet ist, die mittels einer saugseitig mit einem mit einem Niveauschalter (28) versehenen Behälter (24) zusammenwirkenden Pumpe (29) beaufschlagbar ist und dass der Behälter (24) an eine Wasserleitung (25) angeschlossen und mittels einer Beimischeinrichtung mit Silikon beaufschlagbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wasserleitung (25) ein mittels des Niveauschalters (28) betätigbares Absperrventil (27) und eine Mengenmesseinrichtung (26) vorgesehen sind und dass die Silikon-Beimischeinrichtung eine in Abhängigkeit vom Ausgang der Mengenmesseinrichtung (26) betätigbare Dosierpumpe (29) aufweist, die saugseitig mit einem Silikonbehälter (30) zusammenwirkt und deren Ausgang in den Behälter (24) mündet.