DE4329218A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Imprägnieren - Google Patents
Verfahren zum kontinuierlichen ImprägnierenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen
Imprägnieren von saugfähigen, trockenen Bahnen, insbeson
dere solchen aus Papier.
Es gibt bereits verschiedenartige solche Verfahren, die
teilweise auch in der Praxis angewandt werden, etwa als
Tauchimprägnierung oder Druckimprägnierung.
So beschreibt DE-A1-3.024.394 die Herstellung einer Kunst
stoff-Ausrüstung in einer Papiermaschine nach der Art ei
ner Leimpressen-Imprägnierung mit einseitigem Anwischen in
der Papiermaschine.
Auch die DE-A1-3.040.681 beschreibt eine Zwangsimprägnie
rung mittels einer Rasterwalze aus elastischem Material,
das insbesondere für Papierbahnen entwickelt wurde und bei
dem das Imprägniermittel in das bahnförmige Material bis
zur Sättigung hineingepreßt wird (S. 12, Mitte), also nach
Art einer Druckimprägnierung.
Die US-A1-4.000.343 beschreibt ein Verfahren vom Typ der
Tauchimprägnierung, bei dem insbesondere Papier mit einem
nicht-wäßrigen Imprägniermittel behandelt wird.
Die EP-B1-223.922 beschreibt ein Verfahren zum Imprägnie
ren von Papierbahnen mit Kunstharzen, wobei dem Mahlgrad
des Gemisches aus Zellstoff-Fasern, dem pH-Wert des
Imprägniermittels etc. besondere Bedeutung beigemessen
wird, das aber im übrigen ebenfalls in der Leimpresse den
Auftrag des Imprägniermittels vorsieht.
Es ist aber auch bereits vorgeschlagen worden, das Impräg
niermittel mittels Saugen in eine Rohpapierbahn zu beför
dern, vgl. DE-B1-2.550.980. Danach wird zunächst eine aus
reichende Menge Imprägniermittel auf die Oberfläche der
Papierbahn aufgetragen und dann diese Bahn über eine Saug
zone geführt, in die das Imprägniermittel bis zur anderen
Oberfläche durchgesaugt wird. Gesaugt wird dabei mittels
Saugplatten, über denen ggf. ein Siebband mitläuft, insbe
sondere bei weniger naßfesten Papieren.
Diese bekannten Verfahren haben jedoch beträchtliche Nach
teile, die ein wirtschaftliches und qualitativ gleichmäßi
ges Imprägnieren nicht gewährleisten. Denn es stellen sich
beim Imprägnieren von saugfähigen trockenen Bahnen, insbe
sondere Papierbahnen, vielschichtige Probleme, die ein
gleichmäßiges Imprägnieren erschweren, sowohl eine gleich
mäßige Penetration als auch eine gleichmäßige Verteilung
des Imprägniermittels im Substrat. Zudem muß bei den hohen
geforderten Bahngeschwindigkeiten eine schnelle Penetra
tion gewährleistet sein, bei gleichzeitiger Reproduzier
barkeit der Ergebnisse. Auch ein störungsfreies und ver
schleißarmes Verfahren ist zu fordern, das zudem einfach
und bedienungsfreundlich sein soll.
Die Tauchimprägnierung kann diesen Anforderungen nur zum
Teil genügen, ist aber hinsichtlich gleichmäßiger Penetra
tion und Verteilung und auch Penetrations-Geschwindigkeit
unzureichend. Die Druckimprägnierung erzielt zwar höhere
Penetrations-Geschwindigkeiten ist aber ebenso unzurei
chend hinsichtlich gleichmäßiger Penetration und Vertei
lung und wird zudem schwierig bei empfindlicheren und we
niger naßfesten Papieren. Aber auch die Saugimprägnierung,
wie sie oben beschrieben wurde, hat Nachteile, die diesen
Vorschlag im Bereich des theoretischen stecken ließen.
Denn zwar soll ausreichend Imprägniermittel aufgetragen
werden, das dann durchzusaugen ist. Aber die Praxis zeigt,
daß insbesondere in den Seitenbereichen die Gefahr
besteht, Luft mit anzusaugen, wie überhaupt ein ungleich
mäßig imprägniertes Papier resultiert, bei einer pflegebe
dürftigen und im Schnellauf bedienungsaufwendigen Verfah
rensführung.
Aufgabe der Erfindung war es, hier Abhilfe zu schaffen und
die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden oder
zumindest zu vermindern.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren, wie dies in
den Patentansprüchen näher gekennzeichnet ist. Damit wird
eine Saugimprägnierung technisch realisierbar, die eine
gleichmäßige Imprägnierung ergibt und damit eine bedeut
same Qualitätsverbesserung bei gleichzeitiger Einsparung
an Imprägniermittel. Auch "schwierige" Rohpapiere lassen
sich danach imprägnieren, mit reproduzierbaren Ergebnis
sen. Zudem ist das Verfahren schnell und einfach auch im
Dauerbetrieb einsetzbar, dabei außerordentlich bedienungs
freundlich und nicht störanfällig. Es ergibt eine optimale
Penetrierfähigkeit der Imprägnierflüssigkeiten, die bisher
nicht erreichbar schien.
Tritt die mit Wasserdampf beaufschlagte Bahn in das Bad
mit Imprägnierflüssigkeit, so kondensiert der Dampf, und
saugt sozusagen die Imprägnierflüssigkeit nach und in die
Bahn hinein, womit sich der interne Arbeitstitel einer
"Heißdampfpumpe" erklärt. Damit erfolgt die Imprägnierung,
ohne aber deren Nachteile zu zeigen und ohne daß deren
hervorragende Arbeitsergebnisse hätten erwartet werden
können.
Die Imprägnieranlage besteht aus einer Abrollung, der
Bahnbedampfungsstation, der Imprägnierwanne, Abquetsch
station, Trockenkanal und Aufrollung. Ab- und Aufrollung,
Abquetschstation sowie der als Schwebedüsenkanal ausgeleg
te Trockenkanal entsprechen dem Stand der Technik. Herz
stück der Imprägnieranlage ist die Bahnbedampfungsstation
mit nachgeschalteter Imprägnierwanne.
Als Bedampfungsstation dient ein der handelsüblichen
Dämpfungsstrecke, Typ Fluidex® der Firma Pagendarm, ähnli
ches Gerät. In dieser mit Ausnahme des Ein- und Ausgangs
schlitzes geschlossenen Anlage trifft die Trägerbahn auf
überhitzten Wasserdampf; es findet ein Austausch der im
Träger eingeschlossenen Luft gegen Wasserdampf statt.
Anfängliches Kondensieren des Wasserdampfes im Träger im
Einlaufbereich stört nicht, sondern hat umgekehrt Vortei
le: wenn während der Aufheizphase dieses Kondenswasser im
Träger erneut verdampft, wird durch die Volumenvergößerung
der Austausch Luft gegen Wasserdampf verstärkt. Vorteil
haft in diesem Sinne ist ebenfalls die Möglichkeit, die
Bahn vor Eintritt in die Bedampfungsstation schon vorzu
feuchten und über eine vorgelagerte Heizwalze vorzuwärmen.
Ziel ist es, beim Durchlauf durch die Bedampfungsstation
einen möglichst umfassenden Austausch der im Träger einge
schlossenen Luft gegen Wasserdampf vorzunehmen, der auf
einem Temperaturniveau oberhalb der Kondensationstempera
tur vorliegt.
In dem unmittelbar der Bedampfungsstation nachgeschalteten
Imprägnierbad taucht die heiße, mit Wasserdampf gesättigte
Trägerbahn ein; durch den Abkühlungsprozeß kondensiert der
Wasserdampf unter erheblicher Volumenkontraktion - da das
Trägermaterial in dem Imprägnierbad nur von Imprägniermit
tel umgeben ist, wirkt diese Volumenkontraktion wie eine
"Heißdampfpumpe": es entsteht Unterdruck im Trägermaterial
und daraus resultierend ein Volumenstrom des
Imprägniermittels in das Trägermaterial. Die sonst bei der
Tauchimprägnierung störende Luft ist hier in dem
vorgelagerten Schritt mehr oder weniger vollständig
ausgetauscht worden. Als Ergebnis wird ein imprägniertes
Trägermaterial erhalten, welches gleichmäßiger über den
Querschnitt imprägniert ist - da speziell für Anwendungen
wie z. B. Malerabdeckbänder die schwächste Stelle des
Trägers die Gesamtqualität bestimmt, ist eine deutliche
Qualitätsverbesserung festzustellen, wenn anstelle der
Standard-Tauchimprägnierung auf das Verfahren der
"Heißdampfpumpe" zurückgegriffen wird.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen näher erläutert werden, ohne diese damit aber
unnötig beschränken zu wollen.
Als Trägermaterial wurde ein flachgekrepptes Natron-Kraft
papier der Firma Holtzmann mit einem Flächengewicht von
ca. 55 g/m² und 160 µ Dicke eingesetzt, als Imprägniermit
tel diente eine modifizierte Acrylatdispersion (Acronal
500 D der BASF) mit einem Feststoffgehalt von 38% bei
einem mittleren Teilchendurchmesser von ca. 140 µm. Bei
einer Geschwindigkeit von 10 m/min und Vorgehen wie in der
"detaillierten Beschreibung" angegeben, wurde auf der
Pilotanlage Material erhalten, welches deutliche Quali
tätsverbesserungen aufwies. Die Festigkeitswerte sowie
insbesondere die Ergebnisse aus anwendungstechnischen
Prüfungen als Malerabdeckband zeigten eine signifikante
Verbesserung.
Als Träger wurde ein spezielles Clupak-Papier der Firma
Thilmany eingesetzt (55 g/m², Dicke 90-100 µm), als
Imprägniermittel ein SBR-Latex (Feststoff 38%, mittlere
Teilchengröße ca. 140 µ) der Firma Dow Chemicals.
Bei einer Geschwindigkeit von 10 m/min wurde analog
Beispiel 1 auf der Pilotanlage Material erhalten, welches
im Vergleich zu getauchtem Material eine erhebliche
Qualitätsverbesserung erkennen ließ: bei Verwendung als
Malerabdeckband spaltet getauchtes Material nach dem
Überstreichen mit Dispersionsfarbe nach 5-10 min nahezu
vollständig; das mit dem Verfahren der "Heißdampfpumpe"
hergestellte Trägermaterial dagegen zeigt deutliche
Qualitätsverbesserungen. Visuell ist die Reduzierung der
eingeschlossenen, als Schwachstelle störenden Luft zu
erkennen: normal getauchtes Material sieht weiß und
undurchsichtig aus, das nach dem beschriebenen Verfahren
qualitätsverbesserte dagegen opak bis transparent, ähnlich
wie Pergamin.
Claims (7)
1. Verfahren zum kontinuierlichen Imprägnieren von
saugfähigen Bahnen, insbesondere von trockenen Bahnen, wie
solchen aus Papier, bei dem Imprägnierflüssigkeit in die
Bahn gesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst
die Luft aus der Bahn mittels Wasserdampf verdrängt wird,
wobei die Temperatur über der Kondensationstemperatur des
Wassers in der Bahn liegt, worauf die Bahn durch ein Bad
mit Imprägnierflüssigkeit geleitet wird, das eine
Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur des
Wassers in der Bahn hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bad mit Imprägnierflüssigkeit Raumtemperatur hat.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdrängung der Luft durch Wasserdampf bei einer
Temperatur von 80° bis 200°, insbesondere von 120° bis
150°, erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bahn über eine Vorheizwalze gelenkt und auf dieser
vorgeheizt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bahn vorgefeuchtet wird, insbesondere im Bereich
vor der Vorheizwalze.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß anschließend ein Überschuß an Imprägnierflüssigkeit in
einer Quetsch-Station beseitigt wird und ggf. in das Bad
mit Imprägnierflüssigkeit zurückgeführt wird.
7. Imprägnierte Bahn, insbesondere imprägnierte
Papierbahn, hergestellt nach Anspruch 1.
Priority Applications (4)
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