DE3630772A1

DE3630772A1 - METHOD FOR ACCELERATING THE WHITE GRADE REGENERATION OF HEAT-TREATED PAPERS

Info

Publication number: DE3630772A1
Application number: DE19863630772
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr Ing Reinhardt; Ulrik Dipl Ing Arneberg
Original assignee: Kammerer GmbH
Current assignee: Kammerer GmbH
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1988-03-24
Also published as: ATE59070T1; NO873765D0; ES2001747A4; FI873772A; ES2001747B3; EP0259584B1; EP0259584A1; NO873765L; DE3766675D1; FI873772A0; DD262049A5; DE3630772C2

Abstract

A process is described for the more rapid regeneration of degree of whiteness or for the stabilisation of degree of whiteness of paper webs of different compositions, which have been subjected to a heat treatment of above 150 DEG C, for example in the manufacture of foam wallpapers, in which the paper web is exposed to high-energy ultra- violet radiation and/or high humidity or water immediately after the action of heat and before being rolled up. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschleunigung der Weißgradregeneration bzw. -stabilität von Papier bahnen unterschiedlicher Stoffzusammensetzung, die einer Hitzebehandlung unterworfen wurden, durch Kontakt des Pa piers nach Hitzeeinwirkung mit energiereichen UV-Strahlen und hoher Luftfeuchtigkeit bzw. mit Wasser.The invention relates to a method for acceleration the whiteness regeneration or stability of paper webs of different material composition, one Were subjected to heat treatment by contact of the Pa piers after exposure to heat with high-energy UV rays and high humidity or with water.

In der Patentschrift "Verfahren zur Herstellung vergil bungsresistenter Papiere, insbesondere gegenüber Hitze einwirkung" wird erstmalig das Phänomen der teilweisen oder vollständigen Weißgradregeneration hitzebehandelter Papiere anhand von Meßdaten dargestellt und Möglichkeiten zur Verringerung der hitzeinduzierten Vergilbung bzw. zur stärkeren Weißgradregeneration vorgeschlagen.In the patent "Process for the Production of Virgil exercise-resistant papers, especially heat for the first time the phenomenon of partial or full whiteness regeneration heat-treated Papers presented on the basis of measurement data and possibilities to reduce heat-induced yellowing or to stronger whiteness regeneration proposed.

U.a. wird in dieser Patentschrift auch dargelegt, daß der Grad der hitzeinduzierten Vergilbung und der Weißgradre generation des Papiers nach Hitzeeinwirkung von der Höhe der einwirkenden Temperatur sowie der Lagerzeit danach ab hängen.Among other things is also stated in this patent specification that the Degree of heat-induced yellowing and whiteness generation of paper after exposure to heat from height the acting temperature and the storage time thereafter hang.

Weiterhin wird in der o.g. Patentschrift der Vorteil einer Lagerung des hitzebehandelten Papiers unter Tageslicht im Vergleich zur Dunkellagerung dargestellt, um eine stärkere Weißgradregeneration zu erzielen. Furthermore, in the above Patent the advantage of a Store the heat-treated paper in daylight in the Comparison to dark storage shown to be a stronger one Achieve whiteness regeneration.

Eine theoretische Deutung der dabei auftretenden komplexen physikochemischen Reaktionsmechanismen ist bisher nur teil weise für den lichtinduzierten Vergilbungsprozeß von Holz stoff und damit bedingt für Papier gelungen. Zu den erwähn ten Regenerationsvorgängen nach hitzeinduzierter Papierver gilbung fehlt bisher jegliche Bezugnahme in der Fachlitera tur.A theoretical interpretation of the complex that occurs So far, physicochemical reaction mechanisms are only partial wise for the light-induced yellowing process of wood fabric and therefore conditionally successful for paper. To the mentioned regeneration processes after heat-induced paper consumption Yellowing has so far been lacking any reference in the specialist literature door.

In "Farbe und Lack" (1976) 9, S. 805-810 sowie in "Das Papier" (1985) 10, S. 485-491 wird zwar auf das Problem der Vergrauung von anorganisch pigmentierten Dekorschichtpreßstoffen unter Einwirkung energiereicher UV-Strahlung und deren vollständigen Weißgradregeneration bei Lagerung während 160 Tagen, unabhängig ob die Lagerung unter Tageslicht oder im Dunkeln erfolgte, eingegangen. Licht- und hitzeinduzierte Vergilbung verlaufen jedoch nach völlig unterschiedlichen physikochemischen Reakti onsmechanismen, wie z.B. in der erwähnten Patentschrift dargelegt wird. Erhärtet wird diese Feststellung zusätz lich durch nachfolgende Beispiele, bei denen im Grad der Weißgradregeneration von Papieren nach Hitzeeinwirkung beachtliche Unterschiede zwischen Dunkel- und Tageslicht lagerung festgestellt wurden.In "Farbe und Lack" (1976) 9, pp. 805-810 and in "Das Papier" (1985) 10, pp. 485-491 is referred to Problem of graying of inorganic pigmented Decorative laminate under the influence of high energy UV radiation and its complete whiteness regeneration with storage for 160 days, regardless of whether the storage under daylight or in the dark. However, yellowing caused by light and heat is present after completely different physicochemical reactions mechanisms such as in the mentioned patent is set out. This finding is additionally corroborated Lich by the following examples, in which the degree of Whiteness regeneration of papers after exposure to heat considerable differences between dark and daylight storage were found.

Eine teilweise oder vollständige Weißgradregeneration des hitzeinduzierten Papiers sollte jedoch möglichst rasch er folgen. Das gilt vor allem dann, wenn koloristische Ge sichtspunkte beachtet werden müssen. Beispielsweise wird bei der Herstellung von Strukturschaumtapeten variierter Einfärbung ein ständiger Vergleich des Fertigproduktes mit einer konstanten Farbvorlage vorgenommen und gegebenenfalls der Farbton der verwendeten PVC-Plastisole korrigiert. Eine kontinuierliche Weißgradzunahme (Weißgradregeneration) der fertigen Schaumtapete, vor allem bei nicht vollflächigem Schaumauftrag auf das Trägerpapier, erschwert beträchtlich die Arbeit der Koloristen bei der Farbrezeptierung. Bereits eine Weißgraddifferenz von 1,5 bis 2% absolut erfaßt das ungeübte Auge. Koloristisch geschulte Menschen dürften noch geringere Weißgraddifferenzen störend empfinden.A partial or complete regeneration of the degree of whiteness heat-induced paper should, however, as soon as possible consequences. This is especially true when coloristic Ge viewpoints must be observed. For example varied in the production of structural foam wallpapers Coloring a constant comparison of the finished product with made a constant color template and if necessary corrected the color of the PVC plastisols used. A continuous increase in whiteness (whiteness regeneration) the finished foam wallpaper, especially if the surface is not full Foam application on the backing paper, makes it considerably more difficult the work of colorists in color formulation. Already a whiteness difference of 1.5 to 2% absolutely covers that inexperienced eye. Coloristically trained people are still allowed minor differences in whiteness are annoying.

Aus Gründen der Produktivität muß deshalb der Kolorist so fort regulierend auf den Produktionsprozeß eingreifen, wenn Farbtonveränderungen erkennbar werden. Das gilt ebenfalls für andere speziell beschichtete Papiere.For the sake of productivity, the colorist must do this intervene to regulate the production process if Color changes can be seen. That also applies for other specially coated papers.

Abbildung 1 demonstriert die teilweise Weißgradregeneration eines üblichen bekannten Tapetenrohpapiers (Duplexpapier, Oberlage holzfrei, Unterlage holzhaltig), das als Träger material für Schaumtapeten Anwendung findet, nach einer praxisnahen Hitzebehandlung von 220°C während 42 s. Die Lagerung des hitzebehandelten Papiers erfolgte unter Tages licht. Einem Abfall des Weißgrades (nach Hunter) von 26,1% absolut durch die bereits erwähnte Hitzeeinwirkung folgt die teilweise Weißgradregeneration. Diese beträgt nach 25 min 1,8% Weißgradzuwachs (absolut), nach 5,5 h 3,6% und nach 30 d 15,0%. Danach ist die Weißgradregeneration nur noch minimal. Für den speziellen Fall der Herstellung und Farbkorrektur von Schaumtapeten ist diese Weißgrader holung, vor allem innerhalb der ersten 25 min nach der hitzeinduzierten Vergilbung, problematisch.Figure 1 demonstrates the partial whiteness regeneration of a commonly known wallpaper base paper (duplex paper, top layer wood-free, base wood-containing), which is used as a carrier material for foam wallpapers, after a practical heat treatment of 220 ° C for 42 s. The heat-treated paper was stored in daylight. A drop in the degree of whiteness (according to Hunter) of 26.1% in absolute terms due to the already mentioned heat effect is followed by the partial whiteness regeneration. This is 1.8% whiteness increase (absolute) after 25 min, 3.6% after 5.5 h and 15.0% after 30 d. After that, the whiteness regeneration is only minimal. In the special case of the production and color correction of foam wallpapers, this whiteness recovery is problematic, especially within the first 25 minutes after the heat-induced yellowing.

Es galt deshalb, die teilweise oder vollständige Weißgrad regeneration bis zum Erreichen eines konstanten Endweiß grades des Papiers nach Hitzeeinwirkung entweder völlig zu unterdrücken oder zu beschleunigen, um aus koloristi schen Gründen mit dem Ziel der besseren Qualitätskontrolle und -optimierung einen möglichst konstanten Weißgrad zu gewährleisten. Beide Varianten sind theoretisch möglich, doch praktisch wird hauptsächlich auf einen möglichst hohen Weißgrad des Papiers, insbesondere bei Tapetenpapie ren, aus optischen und psychologischen Gründen orientiert.It was therefore considered the partial or full whiteness regeneration until a constant final white is reached grade of paper either completely after exposure to heat to suppress or accelerate to coloristi reasons with the aim of better quality control and optimization to keep the whiteness as constant as possible guarantee. Both variants are theoretically possible but practical is mainly on one if possible high degree of whiteness of the paper, especially with wallpaper paper oriented for optical and psychological reasons.

Erfindungsgemäß wurde durch eine Bestrahlung des bereits in Abbildung 1 herangezogenen hitzeinduzierten Tapetenroh papiers mit energiereichem UV-Licht mittels einer Xenonlampe eine nicht erwartete starke Beschleunigung der Regenerations dauer bei gleichzeitig bedeutend höherem Endweißgrad er reicht. Abbildung 2 belegt die Unterschiede bezüglich Weiß gradregeneration, wenn das hitzeinduzierte Papier (220°C, 42 s) anschließend einer UV-Bestrahlung ausgesetzt wird.According to the invention, by irradiating the heat-induced wallpaper base paper already used in FIG. 1 with high-energy UV light by means of a xenon lamp, an unexpectedly strong acceleration of the regeneration duration with a significantly higher final whiteness level was achieved. Figure 2 shows the differences in whiteness regeneration when the heat-induced paper (220 ° C, 42 s) is subsequently exposed to UV radiation.

Eine Weißgradkonstanz ist in diesem Fall durch UV-Be strahlung bereits nach ca. 10 h, bei Lagerung unter Ta geslicht erst nach ca. 45 h und bei Lagerung im Dunkeln erst nach ca. 90 h erreicht. Der Endweißgrad liegt außer dem beim UV-bestrahlten Papier um ca. 15% absolut höher als der des dem Tageslicht ausgesetzten hitzeinduzierten Papiers.Whiteness constancy in this case is due to UV-Be radiation already after approx. 10 h, when stored under Ta only visible after approx. 45 h and when stored in the dark reached after approx. 90 h. The final degree of whiteness is beyond that of UV-irradiated paper is absolutely 15% higher than that of the heat-induced exposed to daylight Paper.

Dennoch ist die Zeit der Weißgradregeneration bis zum Er reichen eines weitestgehend konstanten Endweißgrades auch mit UV-Bestrahlung für verschiedene praktische Anwendungs fälle noch zu hoch. Erfindungsgemäß wurde deshalb das in den Abbildungen 1 und 2 bereits herangezogene hitzeindu zierte Tapetenrohpapier unterschiedlich hoher Luftfeuch tigkeit ausgesetzt. Das für uns überraschende Ergebnis ist in der Abbildung 3 dargestellt.Nevertheless, the time for whiteness regeneration until reaching a largely constant final whiteness, even with UV radiation, is still too high for various practical applications. According to the invention, therefore, the heat-induced wallpaper base paper of different levels of humidity, which has already been used in Figures 1 and 2, has been exposed. The surprising result for us is shown in Figure 3 .

Bereits nach 10 min Lagerdauer hat das hitzeinduzierte Papier, welches einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95% ausgesetzt wurde, die angestrebte Weißgradkonstanz erreicht. Vorhandene leichte Weißgraderhöhungen bis zu einer Lager dauer unter Tageslicht von 90 min liegen bei max. 1% absolut und sind mit dem menschlichen Auge nicht mehr fest stellbar. Ähnliche Ergebnisse wurden ebenfalls durch Feuch tung des hitzebehandelten Papiers mit Wasser erreicht. After 10 minutes of storage, the heat-induced Paper with a relative humidity of 95% the desired degree of whiteness was achieved. Existing slight increases in whiteness up to one store duration under daylight of 90 min are max. 1% absolutely and are no longer fixed with the human eye adjustable. Similar results were also found by Feuch the heat-treated paper has been reached with water.

Durch Kombination einer Behandlung des hitzeinduzierten Papiers mit energiereicher UV-Strahlung, Luft hohen Feuch tigkeitsgehaltes oder mit Wasser unter gleichzeitiger Variierung der Temperatur ist es nun erfindungsgemäß möglich, den bisher wenig beachteten Prozeß der hitzein duzierten Papiervergilbung und vor allem den sich an schließenden Prozeß der Weißgradregeneration gezielt zu beeinflussen.By combining a treatment of the heat-induced Paper with high-energy UV radiation, air high humidity content or with water at the same time Varying the temperature is now according to the invention possible, the so far little noticed process of heat up reduced paper yellowing and especially that closing process of whiteness regeneration influence.

Claims

1. A method for accelerating the whiteness regeneration or stability of paper webs of different material composition, in particular after exposure to heat, for example in the case of necessary drying processes of coatings, characterized in that the paper web immediately after heat treatment and before rolling up the paper web, high-energy ultraviolet rays (UV Light) and / or high humidity or water is exposed.

2. The method according to claim 1, characterized in that within commonly known coating systems, such as e.g. for the coating of wallpaper base papers foamable PVC pastes using gravure or screen printing process or for other special coatings from Special papers with roller, squeegee or air knife opening support method immediately after the usual known Equipment for drying special coatings, such as. Infrared, convection, contact, ultra high frequency or microwave dryer, the heat-treated Paper web guided past the usual known UV lamps before it is rolled up.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that preferably be conventional UV radiation sources knew UV "cold beam" lamps with a predominantly in Line spectrum lying in the UV range from 200 to 400 nm, preferably 250 to 370 nm, or conventionally known ones Xenon lamps with an analog line spectrum are used the.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the heat-treated paper web by a usual known conditioning line, e.g. according to the principle the condensation works, is carried out in the one high humidity of 70 to 100% relative air humidity, preferably over 90% relative humidity speed, at temperatures below 150 ° C, preferably below 75 ° C, prevails before the paper web is rolled up.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the heat-treated paper web be in a usual knew dampening system, such as roller or nozzle dampers or by means of electrostatic processes with water from a Temperature is dampened below 75 ° C before being opened is rolling.

6. Use of this according to claim 1 to 5 according to the invention treated paper webs as yellowing resistant Trä germ material, especially against heat, e.g. for special wallpapers with PVC foam application, preferably in the case of a non-full-surface application, for reusable Artificial leather release papers or for other special be layered papers at temperatures above 150 ° C, preferably above 200 ° C, on the carrier material Act.