DE2726222B2

DE2726222B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Farben, Lacken oder Klebern auf Druckträgern, insbesondere auf Druckträgern aus Papier oder Pappe

Info

Publication number: DE2726222B2
Application number: DE19772726222
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 4834 Harsewinkel Dudziak
Original assignee: Reinhard Mohn 4830 Guetersloh GmbH
Current assignee: Reinhard Mohn 4830 Guetersloh GmbH
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1980-02-07
Also published as: FR2394046B1; FR2394046A1; NL7805658A; LU79785A1; CH638408A5; DE2726222A1; GB1602979A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfuhren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Lösungsmittel enthallenden Farben. Lacken, Klebern auf Druckträgern, insbesondere auf Papier oder Pappe in Form von Bahnen oder Bögen mit einem strömenden Trockenmedium.

Bekannte Vorrichtungen zum Trocknen von Druckfarben auf Papierbahnen arbeiten mit Luftumwälzung und Zuführung von Heißluft. Dabei wird die 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 5 Gew.-% aufweist, schrumpft beim Trocknen und gibt soviel 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 30⁰C 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

ίο ist bei unbedruckten 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 DE-Anmeldung 6 20 343 ist ein Verfahren zum Nachbehandeln von mit erhitzten gehärteten Kunstharzen ausgekleideten Metallblechbehältern bekannt. Mit dem bekannten Verfahren soll der unangenehme, gegebenenfalls widerliche Geschmack und/oder Geruch beseitigt werden, den mit Kunstharzen, wie zum

JO Beispiel Phenolformaldehydlackfilmen, beschichtete Metallbehälter entwickelt, wenn sie mit zum Beispiel Flüssigkeiten wie Trinkwasser längere Zeit in Berührrung stehen. Diese Aufgabe soll dadurch gelöst werden, daß der mit dem gehärteten Kunstharz ausgekleidete

}·> Innenraum des Metallbehälters mit Waserdampf, vorzugsweise strömendem Wasserdampf, behandelt wird.

In der US-PS 38 53 604 wird ein Verfahren zum Verbessern des »finish« einer textlien Ware beschrieben, wobei die Ware aui Zeliuiosefasern oder dergleichen bestehen soll. Aufgabe ist, bestimmte Eigenschaften einer textlien Ware zu verbessern. Im wesentlichen soll verhindert werden, daß bestimmte Substanzen auf die Oberfläche der textlien Ware wandern. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, bestimmte enumerativ aufgezählte Verfahrensschritte durchzuführen, wobei unter anderem auch Dampf verwendet werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Farben, Lacken oder Klebern auf Druckträgern zu schaffen, mit denen eine Übertrocknung des Druckträgers vermieden wird und dct Trockenvorgang beschleunigt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs

- j beschriebenen Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß als Trockenmcdium HeißdampF mit einer Temperatur von 100 bis 180⁰C mit einem Druck von 1 bar verwendet wird. Vorteilhaft ist, reinen Heißdampf mit 150 bis 170^c'C bei I bar zu verwenden, wobei der Heißdampf 0,5 bis 3 Sekunden, vorzugsweise 1 Sekunde, zur Einwirkung auf die Druckträger gebracht wird. Es ist besonders zweckmäßig, wenn sich auf dem Druckerzeugnis aufgrund des Temperaturgefälles zum Trockenmedium nach dem ersten Kontakt mit dem Trockenmedium ein Wasserkondensatfilm in dünner Schicht niederschlägt. Das Kondensat verhindert eine Übertrocknung des Papiers und sorgt gleichzeitig für einen besonders guten Wärmeübergang vom Trocken-

medium zum Farbauftrag des Druckerzeugnisses. Ferner hat sicli in überraschender Weise gezeigt, daU die Lösungsmittelverdampfung — offenbar katalytisch vom Wasserdampfkondensatfilm beeinflußt — sehr viel schneller vor sich geht und dadurch die Trocknung ungewöhnlich schnell erfolgt. Es ist möglich, daß es sich dabei um einen Destillationseffekt handelt, mit dem der Stoffübergang Lösungsmittel — Kondensat — Atmosphäre beschleunigt wird.

Das Kondensat verdampft wieder mit zunehmendem Wärmeübergang und zunehmender Temperaturerhöhung in der Färb-, Lack- oder Klebstoffschicht und ist am Ausgang des Trockners bzw. nach Beendigung des Trocknens vollkommen verdampft. Die Farbe, der Lack oder der Kleber ist getrocknet und der Druckträger weist in allen Bereichen die gewünschte Ausgleichsfeuchte von 5 bis 6 Gew-% bei Verwendung normaler Papiersor'en als Druckträger auf, weil der Kondensatfilm im Zusammenwirken mit dem Heißdampf eine Übertrocknung verhindert, wobei sich kurzfristig ein Ungleichgewicht einstellt. Die Verwendung von Heißdampf zum Trocknen lag keineswegs nahe. Vielmehr ist es widersinnig, durch Erhöhung des Wassergenaltes im Trockenmedium und damit Verminderung der Wasseraufnahmekapazität des Trockenmediums Lösungsmittel, die u. a. Wasser enthalten können, aus der Farbe, dem Lack oder dem Kleber schneller austreiben zu wollen.

Beim Trocknen von bedruckten Papierbahnen im Rollenoffsetverfahren ist besonders vorteilhaft, wenn jo Heißdampf mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 25 bis 30 m/S zur Einwirkung auf die Druckträger gebracht wird und im Trockner ein Unterdruck von 0.0001 bis 0,0005, vorzugsweise 0,0002 bis 0,0003 bar aufrechterhalten sowie eine Temperatur des Trockenmediums gewählt wird, die unterhalb, vorzugsweise 50 bis 100° C unter der Siedetemperatur des auszutreibenden Lösungsmittels liegt. Die Papierbahn läuft mit einer Temperatur von etwa 20 bis 30° C in den Trockner ein und verweilt solange im Einflußbereich des Trockenmediums, bis die Färb-, Lack- oder Klebstoffschicht die gewünschte Temperatur erreicht hat und das Lösungsmittel vollständig ausgetrieben worden ibt. Dabei können die günstigen Trockenbedingungen in bezug auf Temperatur und den Wassergehalt der Papierbahn beim Einlaufen in den Trockner, die Temperatur und den Heißdampfgehalt des Trockenmediums, den Unterdruck und die Strömungsgeschwindigkeit sowie Verweilzeit und Auslauftemperatur der Papierbahn empirisch auf einfache Weise ermittelt werden. In jedem Fall soll die Trocknung der Farbe, des Lackes oder des Klebers beendet sein, bevor die Austrocknung des Papiers beginnt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Trockenvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Trocknertunnel und einem Gebläse für das Trockenmedium, gekennzeichnet durch ein Kanalsystem 3 mit Kanälen 4 bzw. 5, die Ausirittsschlitze 6 für den als Trockenmediiim verwendeten Heißdampf aufweisen, durch Rohrleitungen 7 zur Zu- und Abführung des Heißdampfes sowie durch einen Wärmetauscher 8, durch einen Kondensator U mit einer Rohrleitung 12 und durch ein by-paß-System 14.

Anhand der Zeichnung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft näher erläutert.

Der Trockner besteht aus dem Trocknertunnel 1, dem Gebläse 2. dem Kanalsystem 3 mit den Kanälen 4 oder 5 mit Schlitzen 6 sowie Rohrleitungen 7 zur Zu- und Abführung des Trockenmediums sowie einem Wärmetauscher 8.

Die Papierbahn 9 wird mit üblichen Transportmitteln (nicht dargestellt) durch den Trockner geführt. Dabei wird über die Kanäle 4 oder 5 durch jeden Schlitz 6 ein gebündelter Trockenmediumstrahl 10 auf die Papierbahn 9 gelenkt.

Das Trockenmedium wird im Kreislauf geführt, wobei mit dem Ventilator 2 aus dem Trockner das mit Lösungsmitteldämpfen beaufschlagte frockenmedium abgesaugt und einem Kondensator 11 zugeführt wird. Im Kondensator 11 werden die Lösungsmittel niedergeschlagen und über die Leitung 12 abgeführt, wäh^rf;nd der Wasserdampf im Trockenmedium verbleibt. Anstelle des Kondensators 11 kann ein by-paß-System 14 verwendet werden, mit dem ein Teil des Trockenmediums aus dem Kreislauf geführt wird, um die Konzentration des Lösungsmittelgehaltes im Trockenmedium zu reduzieren. Das Trockenmedium gelangt dann in den Wärmetauscher 8, wird dort auf die gewünschte Temperatur gebracht und ggf. 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 bedruckte Papierbahnen befindet sich unterhalt) der Papierbahn 9 ein spiegelbildlich angeordnetes Kanalsystem (nicht dargestellt) mit entsprechenden Rohrleitungen. Zur Bündelung des Trockenmediums zu einem Strahl hat sich die Kanalform 5 als besonders geeignet herausgestellt.

Der Konder.satfilm auf der Paierbahn bewirkt sehr wahrscheinlich, daß die Papierbahn kurzzeitig Feuchtigkeit aufnimmt, die nach der Verdunstung des Lösungsmittels und des Kondensatfilms wieder envogcn wird, so daß die Papierbahn am Trocknerauslauf die übliche Feuchtigkeit enthält. Dies erreicht man insbesondere durch ein schnelles Aufheizen der Papierbahn auf etwa 100° C, wozu der Kondensatfilm dient, ein kurzzeitiges Überhitzen bis auf etwa 130°C und ein anschließendes relativ langsames Abkühlen der Paierbahn. Entsprechend der Temperaturführung in der Papierbahn ist die Temperaturführung im Trockenmedium einzustellen, wobei .j sich als vorteilhaft erwiesen hat. Temperaturunterschiede von 20 bis 6O⁰C bei Laufgeschwindigkf:iten der Papierbahn von 30 bis 150 m/min zu wählen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trocknen von Farben, Lacken oder Klebern auf Druckträgern, insbesondere auf Druckträgern aus Papier oder Pappe, dadurch gekennzeichnet, daß als Trockenmedium Heißdampf mit einer Temperatur von 100 bis 180⁰C mit einem Druck von 1 bar verwendet 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 Druckträger gebracht wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Heißdampf mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 25 bis 30 Meter pro Sekunde zur Einwirkung auf die Druckträger gebracht wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen mit einem Unterdruck von 0,0001 bis 0,0005 bar erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen mit einem Unterdruck von 0,0003 bis 0,0005 bar erfolg?

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatur des Trockenmediums gewählt wird, die 50 bis 100⁰C unter der Siedetemperatur des auszutreibend, η Lösungsmittels liegt.

8. Vorrichtung zur Durchfü^Ting des Verfahrens zum Trocknen von Farben, Lacken oder Klebern auf Druckträgern, insbesondere auf Druckträgern aus Papier oder Pappe, nach den Ansprüchen 1 bis 7, mit einem Trocknertunnel und einem Gebläse für das Trockenmedium, gekennzeichnet durch ein Kanalsystem (3) mit Kanälen (4 bzw. 5), die Austrittsschlitze (6) für den als Trockenmedium verwendeten Heißdampf aufweisen, durch Rohrleitungen (7) zur Zu- und Abführung des Heißdampfes, sowie durch einen Wärmeaustauscher (8), durch einen Kondensator (11), mit einer Rohrleitung (12) und durch ein by-paß-System(14).