DE2759666B2

DE2759666B2 - Process for conditioning paper or cardboard, in particular in the form of webs and a device for carrying out the process

Info

Publication number: DE2759666B2
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: 1981-05-07
Also published as: DE2759666C3

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.The invention relates to a method and a device for conditioning paper or Cardboard, especially in the form of webs, which are primarily intended to serve as a print carrier.

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 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 ist bei unbedrucktenWhen drying printing inks on paper webs, air is circulated and hot air is supplied. Here, hot air is brought into contact with the surface of the printed web, so that the solvent evaporates and is carried away with the hot air. However, the hot air not only heats up the color of the print product, but also the print carrier, the paper, and, due to the low water vapor partial pressure in the atmosphere of the dryer, removes moisture from the paper. The paper, which still has a normal moisture content of about 5 to 6% by weight at the inlet of the dryer, shrinks and releases so much moisture during drying that the content at the outlet of the dryer is only 0.5 to 1.5% by weight .-% amounts to. During storage at room temperature of 20 to 30 ⁰ C and normal relative humidity of 50 to 65%, the paper adsorbs moisture from the atmosphere until the equilibrium moisture content of 5 to 6 wt .-% is almost reached again. The paper swells, it grows out, as the expert says. The water release and absorption is with unprinted

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 beiίο paper is a reversible process. With printed Paper is dehydrated when drying with hot air, however, in different zones and depending on the area on the strength of the paint application. Color-free zones dry out more than color-covered zones and at

is letzteren wiederum trocknen die Zonen mit dünnem Farbauftrag stärker aus als Zonen mit dickem Farbauftrag. Die Wassei aufnahme 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.is the latter, in turn, dry the zones with thin Paint application looks stronger than zones with thick paint application. The water absorption of the printed matter from the atmosphere after drying therefore generates waves and reduces the quality of the Print product considerably. Overdrying can also occur with other print media such as paper occur and lead to the same or similar disadvantages.

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.From CH-PS 2 87 535 a method and a device are known in which, among other things, overheated Steam is blasted onto the web surface. With the superheated steam as well Heat can be supplied, the moisture of the web should be evaporated.

ίο 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.ίο The object of the invention is a method and a Device for conditioning paper or cardboard, in particular in the form of webs or sheets primarily when used as a print carrier to compensate for overdrying will.

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 180°C 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 Wasserkondensatfilm in dünner Schicht niederschlägt.This object is achieved by a method of the type described at the outset, which is characterized in that that as the conditioning medium superheated steam at a temperature of about 100 to 180 ° C with a pressure of about one bar is used, with conditioning in a conditioning tunnel at one Negative pressure of 0.0001 to 0.0005 bar is carried out. Pure superheated steam at 150 to 170 ° C is advantageous to use a bar, the superheated steam for 0.5 to 3 seconds, preferably 1 second, to act is brought. It is particularly useful when on the product to be conditioned due to the Temperature gradient to the conditioning medium after the first contact with the conditioning medium Water condensate film precipitates in a thin layer.

Das Kondensat verhindert eine Übertrocknung des Papiers und sorgt gleichzeitig für einen besonders guten Wärmeübergang.The condensate prevents overdrying of the paper and at the same time ensures a particularly good quality Heat transfer.

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, 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-The condensate evaporates again with increasing heat transfer and increasing temperature and is complete at the exit of the conditioning device or after conditioning has ended evaporates. Even if paint, varnish or glue is applied to the product to be conditioned, the conditioning takes place, whereby the applied layers are dried at the same time. The paper web or cardboard web has the desired equilibrium moisture content of 5 to 6 in all areas % By weight when using normal types of paper, because the condensate film interacts with the Superheated steam prevents dehydration, whereby an imbalance is established for a short time. The usage of superheated steam for conditioning was no-

wegs nahe. Vielmehr ist es widersinnig, durch Erhöhung des Wassergehalts im K.onditioniermedium und damit Verminderung der Wasseraufnahmekapazität des Konditioniermediums, die gewünschte Ausg'eichsfeuchte einzustellen.away near. Rather, it is absurd to increase the water content in the conditioning medium and thus Reduction of the water absorption capacity of the conditioning medium, the desired equilibrium moisture content to adjust.

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 100° C, unter der Siedetemperatur des auszutreibenden Lösungsmittels liegt. Die Papierbahn läuft mit einer Temperatur von r> etwa 20 bis 30° C in die Konditioniervorrichtung ein und verweilt so lange im Einflußbereich des Konditioniermradiums, bis sich die gewünschte Ausgleichsfeuchte eingestellt hat und gegebenenfalls die Färb-, Lack- oder KJebstoffschicht 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, 'nsofern eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Konditionierung von Papierbahnen bei Übertrocknung, wobei die trockenen Papierbahnen bedruckt oder in unbedruckt kurzzeitig einer Heißdampfströmung ausgesetzt werden.When conditioning printed paper webs, it is particularly advantageous if superheated steam is used a flow velocity of 25 to 30 m / s is brought to act on the paper webs and while maintaining a negative pressure of 0.0001 to 0.0005, preferably 0.0002 to 0.0003 bar, as well as a Temperature of the conditioning medium is chosen, which is below, preferably 50 to 100 ° C, below the The boiling point of the solvent to be expelled is. The paper web runs at a temperature of r> about 20 to 30 ° C in the conditioning device and remains in the area of influence of the conditioning radium for as long as until the desired equilibrium moisture content has been set and, if necessary, the dye, varnish or The adhesive layer has dried. The favorable conditioning conditions with respect to Temperature and the water content of the paper web when it enters the device, the temperature and the Superheated steam content of the conditioning medium, the negative pressure and the flow rate as well as the dwell time and the outlet temperature of the paper web can be determined empirically in a simple manner, if so the method according to the invention is suitable for conditioning paper webs in the event of overdrying, the dry paper webs printed or briefly exposed to a flow of superheated steam in unprinted form will.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Konditioniervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Konditioniertunnel und )3 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 <to Heißdampfes sowie ein Wärmetauscher 8, ein Kondensator 11 mit einer Rohrleitung 12 und ein by-pass-System 14 vorgesehen sind.The invention also relates to a conditioning device for carrying out the process according to the invention Method with a conditioning tunnel and) 3 a blower for the conditioning medium and a Channel system with channels, which is characterized in that the channels 4 and 5 outlet slots 6 for the as Conditioning medium used have superheated steam, and pipes 7 for supply and discharge of the <to Superheated steam and a heat exchanger 8, a condenser 11 with a pipe 12 and a by-pass system 14 are provided.

Anhand der Zeichnung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft näher erläutert. ^ The device according to the invention is explained in more detail by way of example with the aid of the drawing. ^

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.The conditioning device consists of the conditioning tunnel 1, the fan 2, and the duct system 3 the channels 4 and 5, with slots 6 and pipes 7 for supplying and removing the conditioning medium and a heat exchanger 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.The paper web is passed through the conditioning device using conventional means of transport (not shown) guided. In this case, a bundled conditioning medium jet is sent through each slot 6 via the channels 4 or 5 directed onto the paper web 9.

Das Konditioniermedium wird im Kreislauf geführt, wobei mit dem Ventilator 2 aus der Konditioniervorrichtung das Konditioniermedium abgesaugt und einem Kondensator 11 zugeführt wird. Im Kondensator 11 werden Fremdbestandteile niedergeschlagen und über die Leitung 12 abgeführt, während der Wasserdampf im Konditioniermedium verbleibt. Anstelle des Kondensators 11 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 Papierbahn 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.The conditioning medium is circulated, with the fan 2 from the conditioning device the conditioning medium is sucked off and fed to a condenser 11. In the capacitor 11 foreign components are precipitated and discharged via line 12, while the water vapor in the Conditioning medium remains. Instead of the capacitor 11, a by-pass system can be used with which part of the conditioning medium is passed out of the circuit in order to increase the concentration of the To reduce foreign matter content in the conditioning medium. The conditioning medium then reaches the Heat exchanger 8 is brought to the desired temperature there and, if necessary, via the Line 13 enriched with water vapor. It is then fed to the duct system 3 and via the ducts 4 or 5 passed onto the paper web. For paper webs to be acted upon from both sides is located below the paper web 9 has a mirror-inverted channel system (not shown) with corresponding Pipelines. In order to focus the conditioning medium to form a beam, the channel shape 5 has proven to be particularly suitable.

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 100°C, wozu der Kondensatfilm dient, ein kurzzeitiges Überhitzen bis auf etwa 130° C und ein anschließendes relativ langsames Abkühlen der Papierbahn. Entsprechend der Temperaturführung in der Papierbahn ist die Temperaturfühnmg 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.The condensate film on the paper web very likely causes the paper web to briefly absorb moisture, which is removed again after the evaporation of the condensate film, so that the paper web contains the usual moisture at the outlet of the conditioning device. This is achieved in particular by rapidly heating the paper web to around 100 ° C., for which the condensate film is used, briefly overheating it to around 130 ° C. and then cooling the paper web relatively slowly. Accordingly, the temperature control in the paper web, the Temperaturfühnmg is set in the conditioning medium, whereby it has proved advantageous to choose the temperature differences from 20 to 6O ⁰ C in running speed of the paper web of 30 to 150 m / min.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for conditioning paper or cardboard, especially in the form of webs, primarily before and / or after use as a print carrier, characterized in that superheated steam at a temperature of about 100 to 180 ⁰ C with a pressure of about one bar as the conditioning medium is used, the conditioning being carried out in a conditioning tunnel at a negative pressure of 0.0001 to 0.0005 bar.

2. The method according to claim 1, characterized in that superheated steam with a temperature of 150 to 170 ° C is used.

3. The method according to claim 1 and / or 2, characterized in that the superheated steam 0.5 to 3 Seconds is brought to act on the paper web.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the Paper web exposed to a conditioning medium flow at a speed of 25 to 30 m / s will.

5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the Conditioning is carried out at a negative pressure of 0.0003 to 0.0005 bar.

6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that a Temperature of the conditioning medium, which is about 50 to 100 ° C below the boiling point of the solvent of the lacquer or adhesive or the color located on the paper web is selected.

7. Device for carrying out the process for conditioning paper or cardboard, in particular in the form of webs according to claims 1 to 6 with a conditioning tunnel and a blower for the conditioning medium and a channel system with channels, characterized in that, that the channels outlet slots (6) for the superheated steam used as the conditioning medium have and pipes (7) for supplying and removing the superheated steam and a heat exchanger (8), a condenser (11) with a pipe (12) and a by-pass system (14) are provided.