EP0050879A1 - Process and apparatus for impregnating web material - Google Patents

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EP0050879A1
EP0050879A1 EP81109310A EP81109310A EP0050879A1 EP 0050879 A1 EP0050879 A1 EP 0050879A1 EP 81109310 A EP81109310 A EP 81109310A EP 81109310 A EP81109310 A EP 81109310A EP 0050879 A1 EP0050879 A1 EP 0050879A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
grid
web
pressure
counter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP81109310A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Helmut Bühler
Andreas Dr. Brusdeylins
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0050879A1 publication Critical patent/EP0050879A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/52—Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
    • D21H23/56—Rolls
    • D21H23/58—Details thereof, e.g. surface characteristics, peripheral speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B05C1/0808—Details thereof, e.g. surface characteristics
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H5/00—Special paper or cardboard not otherwise provided for
    • D21H5/0005—Processes or apparatus specially adapted for applying liquids or other fluent materials to finished paper or board, e.g. impregnating, coating
    • D21H5/0025—Processes or apparatus specially adapted for applying liquids or other fluent materials to finished paper or board, e.g. impregnating, coating by contact with a device carrying the treating material
    • D21H5/003—Processes or apparatus specially adapted for applying liquids or other fluent materials to finished paper or board, e.g. impregnating, coating by contact with a device carrying the treating material with a roller
    • D21H5/0032—Details thereof, e.g. surface characteristics, peripheral speed

Definitions

  • the invention relates to a method for impregnating sheet material, in particular paper, with liquid preparations by means of a roller which transfers the liquid preparations and a counterpressure roller, the sheet material being carried out between these rollers, and an apparatus for performing this method.
  • the impregnation of sheet material with liquid preparations is usually carried out in such a way that the sheet material, e.g. Pulls paper through a tub in which the liquid preparation is stored and, if necessary, wipes off the excess by means of a doctor blade or other suitable devices.
  • a modification of this method is that the web-like material is first allowed to float on the surface of the liquid preparation in order to allow the air in the web to escape upwards. After such a swim, the lane is then pulled into and through the liquid preparation.
  • Such a technology is used, for example, in the production of paper webs impregnated with resin, in particular curable resin, for the surface treatment of wood-based panels.
  • the aqueous preparation consists of a solution or dispersion of the optionally curable resins. After impregnation, the paper web impregnated with the resin preparation is dried in suitable drying plants and then rolled up or cut to size.
  • the impregnation is made more difficult if the carrier web already has a coating which hinders the passage of air or the liquid preparation.
  • a barrier layer can consist, for example, of an already applied synthetic resin or lacquer film. It can also be caused by heavy printing on the paper.
  • the impregnation is then carried out in such a way that the side of the web opposite the barrier layer is run over an application roller rotating in the liquid preparation, the web is coated on one side with it, and then the amount of resin applied is metered by wipers, roller doctor blades or rollers.
  • To impregnate webs with a high basis weight it is customary to use two stages in succession, optionally with intermediate drying between the first and the second stage to work.
  • the time required for the impregnation of the web with a sufficient amount of substrate and the resulting maximum possible working speed in a given impregnation device depend on the one hand on the properties of the sheet material and on the other hand on those of the aqueous preparation.
  • the web-like material has different absorbency, different pore volume and different basis weight. These and other factors determine the carrier. the impregnation process. The impregnation process is also carried out over time over the properties of the liquid preparation, e.g. Viscosity, concentration, temperature and interfacial tension of the preparation are influenced. If the aqueous preparations are dispersions, the particle size and the particle size distribution of the dispersed phase play a significant role.
  • the maximum possible working speed for a given web-like material and a given liquid preparation is limited by the length of the swimming route, the diving route, the coating route and the dimensions of the tub in the impregnation device.
  • the physical properties of the carrier webs and the liquid preparations mentioned can only be changed to a limited extent in order to increase the speed, and there are also limits to an extension of the tub and thus the immersion distances in the device.
  • material defects occur, such as splitting the carrier web in the Web level, formation of cloudiness and color changes at the interface for printing, enrichment of the resin on the surface and depletion in the interior of the carrier web.
  • DE-PS 27 27 312 is a process for the production of gap-resistant, decor-side hardened synthetic resin-containing coating sheets based on thin papers, which are glued to the surfaces of wood-based panels, the solution or first on the side of the thin paper intended for decor printing Dispersion of a curable impregnating resin is applied in such amounts that the resin does not penetrate to the back of the paper, then decoratively printed after drying of the impregnated thin paper and, optionally after application of an intermediate layer, coated with the solution or dispersion of a curable resin, then dried and is cured.
  • This method is characterized in that the impregnating resin is applied to a thin paper with a basis weight of i60 g / m 2 in an amount of at least 8% (based on paper weight), but not so much that the resin breaks through, by means of the printing unit of a printing press .
  • Direct or indirect printing is suitable in the known copper gravure printing process.
  • the anilox roller is scraped off and transfers the precisely metered amount of synthetic resin directly or indirectly onto the paper web. You can also use the flexographic printing process.
  • the paper web is guided between a metal roller and a rubber roller, the rubber roller transferring the metered amount of synthetic resin to the paper web through the application unit.
  • the invention is based on the object of providing a method and a device which make it possible to carry out forced impregnation.
  • blocked carrier webs such as papers coated on one side or heavily printed, and also papers with a high basis weight both quickly and as uniformly as possible.
  • Of particular interest is the maintenance of a sufficiently and evenly impregnated, gap-resistant carrier web.
  • the device according to the invention thus differs from a coating device with metallic anilox rollers of the prior art, e.g. a gravure printing device for painting, in particular in that the cups are molded into the elastically deformable jacket and have a depth of at least 50% of the grid pitch.
  • Grid division is understood to mean the linear distance from the center of a web delimiting the well to the center of the opposite web. If the distance is e.g. 1.0 mm, 50% of the grid pitch means that the well has a depth of 0.5 mm.
  • These cells since they are separated from one another by elastically deformable webs, can be deformed by the counterpressure roller in the printing zone while reducing their volume. They form their volume behind the pressure zone.
  • the screen depth of the metallic screen rollers is 25 to 40% of the screen pitch.
  • the webs delimiting the cells are rigid, and under the line pressure of the counterpressure roller, the webs are neither compressed nor the cells deformed to reduce the volume.
  • the depth or area variable gravure elements are generated by a washout process using water after the previous coating.
  • a 0.4 mm thick plastic layer which is applied to a metal cylinder by powder coating in connection with a hardening process, is very fine, close together the lying, variable-depth spiral grooves are engraved by a modulatable laser.
  • the same effect is to be achieved when printing in gravure printing as in copper gravure printing with metallic forme cylinders, namely the application of thin and thinnest layers of gravure ink or another liquid preparation to a carrier, e.g. Paper. Therefore, in contrast to the features of the device according to the invention, the elastic layers are thin and the flat engravings are only about 0.03 mm deep.
  • the hardness of the coating is in the range of 100 Shore A, so that the webs of the cups and spirals remain stable in the pressure zone and are practically not deformed.
  • the liquid preparation which fills the wells which are molded into the elastically deformable jacket, is fed to the roller provided with a grid.
  • An excess of the liquid preparation is e.g. stripped by a squeegee.
  • the paper web is guided between the transfer roller and the counter-pressure roller and is pressed by the counter-pressure roller against the rasterized transfer roller.
  • the webs and the cups filled with the liquid preparation are pressed increasingly against the web-like material up to the middle of the pressure zone. In accordance with the increase in pressure, the webs are compressed and the wells deformed while reducing their volume.
  • the reduction in the volume of the cells is complete when an equilibrium has been established between the contact pressure of the counterpressure roller and the sum of the partial pressures from the upset pressure for the webs and the liquid pressure of the incompressible liquid preparation in the cells. Due to the high liquid pressure in the wells, the liquid preparation in the wells is pressed into the web-like material until it is saturated. The Excess remains in the well. At the same time, the air contained therein is compressed or pushed out of it during the filling of the web-like material. After passing through the center of the pressure zone, the volume of the cells increases again in accordance with the pressure relief, which creates a certain suction effect.
  • the structure of the web-like material has a throttling effect against rapid liquid movements at low pressure differences, only a small part of the liquid preparation pressed into the web can be sucked back, preferably from its surface, which results in a more uniform distribution of the liquid preparation within the cross-section of the web-like material is achieved.
  • the impregnation process over time does not correspond to the penetration capacity of the liquid preparation and the absorbency of the carrier web, but is forced in a very short time by the liquid pressure in the wells and the squeezing of the liquid preparation into the carrier web .
  • This makes it possible to impregnate even sheet-like materials that are difficult to impregnate, which are already coated on one side impermeably, or to counter impregnation with high penetration resistance.
  • the device according to the invention permits the impregnation of a carrier web at a much higher working speed than is possible with the devices for methods of the prior art.
  • the device according to the invention has the particular advantage that the so-called sieve effect is avoided.
  • a sieve effect in normal impregnation is understood to mean that the outer liquid phase is preferably first sucked up by the sheet-like material and that the disperse phase is separated according to its particle size, since the smaller particles preferentially enter the pores of the impregnating sheet material can be sucked.
  • the dispersion is pressed evenly into the pores of the sheet material and counteracts the sieving effect.
  • the elastically deformable grids of the transfer rollers of the device according to the invention preferably have geometrical shapes that differ from the rigid grids, for example pointed pyramid grids, dome grids, etc., of the known metallic anilox rolls in coating devices.
  • the cup depth which is 25 to 45% of the screen pitch in the case of metallic anilox rollers, is at least 50%, preferably 60 to 85% of the screen pitch in the case of elastically deformable screen rollers of the device according to the invention.
  • the web walls expediently form an angle of 90 to 120 ° with the well base.
  • the web surfaces should be on average 1: 1 to the cell surfaces on the jacket. Since a minimum web width is required for manufacturing reasons, the ideal ratio cannot always be achieved with fine grids.
  • the center lines of the webs should not be parallel to the roller axis, but at an angle to it, for example as a diagonal grid, diamond grid, honeycomb grid.
  • the maximum amount of liquid preparation that can be pressed into the sheet-like material is determined by the grid fineness, the web area ratio and the well depth. If a large amount of the liquid preparation is to be pressed into the web-like material, it can be advantageous to arrange a plurality of devices according to the invention, optionally with interposed dryers, one behind the other.
  • the devices according to the invention can be operated in various combinations, e.g. so that several devices one after the other impregnate the web material with different liquid preparations from the same side of the web, or so that several devices one after the other, optionally with interposed dryers, impregnate the web material first from the front and then from the back.
  • Another variation of the device according to the invention is designed such that a finely screened metallic anilox roller with a filling doctor blade is arranged as a coating roller against the elastically deformable, coarsely screened transfer roller as the counterpressure roller.
  • the web-like material is simultaneously impregnated from one side by the transfer roller and thinly coated with another liquid preparation from the other side.
  • the specialist is able to choose further variations and combinations depending on the task.
  • the transfer roller will be evenly rastered over its entire bale width. If the web-shaped material is only partially in certain areas, e.g. technical or decorative reasons, e.g. in strips, impregnated or dyed, only these areas are scanned on the surface of the jacket of the transfer roller.
  • the raw body of the transfer roller expediently consists of a rigid cylindrical core, which can be made solid or hollow, with lateral fixed, screwed or screwed shaft ends.
  • a jacket of elastically deformable material is applied to the cylindrical core by casting, gluing or another suitable application method.
  • the wall thickness of the finished man means is about 6 to 20 mm.
  • Particularly wear-resistant rubber or polyurethane with a hardness in the range from 40 to 70 Shore A have proven themselves as the jacket material.
  • the rasterization of the transfer rollers is preferably carried out on laser machines, the C0 2 - or YAG lasers of which produce the relatively deep wells and the slim webs that delimit the wells.
  • Papers in particular papers with one-sided coatings, can be used as sheet-like materials.
  • other nonwoven products e.g. Glass fiber fleece, impregnated with liquid preparations.
  • the method is also suitable for treating woven or knitted textile webs.
  • Liquid materials their solutions in water or organic solvents, and emulsions or dispersions can be used as liquid preparations.
  • liquid preparations are solutions or dispersions of optionally curable synthetic resins, solutions or dispersions of water repellents, such as e.g. Paraffin oils or silicone oils. Preparations can also be used, such as those used to treat textiles to influence the handle, absorbency, freedom from creasing and the like.
  • Printing ink solutions can be used. Solutions of compacting inorganic substances, such as e.g. Water glass.
  • the method according to the invention can be carried out, for example, with the device according to the following FIGS. 1 to 6.
  • the web-like material 1 to be impregnated here paper coated in the example, is drawn off from a supply roll 2 and fed to the impregnation device via take-off rolls 3 and deflection rolls 4.
  • the driven transfer roller 5 receives the liquid preparation 6 from a tub 7. The excess is stripped off by the doctor blade 8.
  • the counter-pressure roller 9 is pressed against the transfer roller 5 by a support roller 10.
  • the paper to be impregnated is passed between the counter-pressure roller 9 and the transfer roller 5 and fed to a sheet dryer 13 via a spreader roller 11 to prevent creasing by means of further deflection rollers 12.
  • This sheet dryer has three drying devices, e.g. Hot air nozzle dryer 14 and a cooling zone 15.
  • the impregnated and dried web-like material is then fed via a deflection roller 16 to a web tension control device 17 (e.g. dancer roller), a pair of tension rollers 18 and further deflection rollers 19 to the reeling device 20.
  • a web tension control device 17
  • FIG. 2 shows an embodiment of the device according to the invention in accordance with area II of FIG. 1.
  • the tubular inelastic core 21 of the transfer roller 5, which is driven via shaft stub 30, has a jacket 22, which is rasterized on its surface and made of an elastically deformable material with a hardness in the range from 40 to 70 Shore A.
  • the driven transfer roller 5 takes the liquid preparation 6 out of the tub 7 on.
  • the doctor blade 8 sliding over the surface of the webs 28 of the jacket 22 wipes off the excess liquid preparation. Under the contact pressure of the harder counter-pressure roller 9, the jacket 22 deforms in the area from point 23 to point 24 to point 25, the so-called pressure zone.
  • Fig. 3 section III-III
  • a well 27 is shown enlarged at the entry into the pressure zone at point 23 of FIG. 2.
  • the cup 27 is filled with the liquid preparation 6 almost up to the upper edge of the web 28.
  • the counter-pressure roller 9 brings the carrier web 1, which is provided with a coating 26 on one side, into contact with the jacket 22 of the transfer roller 5.
  • section IV-IV shows the position of the cup 27 in the middle of the pressure zone at point 24.
  • the elastic jacket 22 is compressed, the webs 28 are compressed and the cup 27 is deformed while reducing its volume.
  • the liquid preparation 6 has been pressed under high pressure into the carrier web up to the coating 26 (arrows 6 ').
  • Fig. 5 section VV
  • the unloaded well 27 is shown at the end of the pressure zone at point 25.
  • the original cup shape has already receded.
  • a certain negative pressure prevails in the well, due to the effect of which a small amount of the liquid preparation 6 returns flows (arrows 6 "), preferably from the surface of the sheet material 1.
  • FIG. 6 shows the pressure curve within a well in the area of the pressure zone from position 23 to position 25 is shown schematically.
  • the pressure of the liquid preparation increases from the beginning of the pressure zone, position 23, to the middle, position 24, and reaches its maximum there.
  • the internal pressure drops again from position 24 to position 25, a slight negative pressure being able to occur shortly before position 25. Without wishing to limit the invention thereto, they will reach maximum pressures of up to 30 bar within the well in the region of the highest pressure zone in accordance with the line pressure applied

Abstract

A process and apparatus for impregnating web material with a liquid impregnating preparation is described in which the web material is led between a transfer roll (5) and a counterpressure roll (9); this transfer roll (5) comprises a rigid cylindrical core and has a jacket 6 to 20 mm thick made of an elastically deformable material of a defined Shore hardness, in which grid-like cups having defined grid separation and depth have been produced in the jacket and in which the counterpressure roll (9) is counterpositioned with respect to the transfer roll (5) in order to imprint the impregnating preparation in the web material until its saturation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren von bahnförmigem Material, insbesondere Papier, mit flüssigen Zubereitungen mittels einer die flüssigen Zubereitungen übertragenden Walze und einer Gegendruckwalze, wobei zwischen diesen Walzen das bahnförmige Material durchgeführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for impregnating sheet material, in particular paper, with liquid preparations by means of a roller which transfers the liquid preparations and a counterpressure roller, the sheet material being carried out between these rollers, and an apparatus for performing this method.

Die Imprägnierung von bahnförmigem Material mit flüssigen Zubereitungen erfolgt meistens in der Art, daß man das bahnförmige Material, z.B. Papier, durch eine Wanne, in der die flüssige Zubereitung bevorratet ist, zieht und gegebenenfalls den Überschuß mittels einer Rakel oder anderer geeigneter Vorrichtungen abstreift. Eine Modifikation dieses Verfahrens besteht darin, daß man das bahnförmige Material zunächst auf der Oberfläche der flüssigen Zubereitung schwimmen läßt, um der in der Bahn befindlichen Luft die Möglichkeit des Entweichens nach oben zu geben. Nach einer solchen Schwimmstrecke wird dann die Bahn in und durch die flüssige Zubereitung gezogen. Einer solchen Technologie bedient man sich beispielsweise bei der Herstellung von mit Harz, insbesondere härtbarem Harz, imprägnierten Papierbahnen für die Oberflächenvergütung von Holzwerkstoffplatten. Die wässrige Zubereitung besteht dabei aus einer Lösung oder Dispersion der gegebenenfalls härtbaren Harze. Die mit der Harzzubereitung imprägnierte Papierbahn wird nach der Imprägnierung in geeigneten Trockenanlagen getrocknet und dann aufgerollt oder auf Format geschnitten.The impregnation of sheet material with liquid preparations is usually carried out in such a way that the sheet material, e.g. Pulls paper through a tub in which the liquid preparation is stored and, if necessary, wipes off the excess by means of a doctor blade or other suitable devices. A modification of this method is that the web-like material is first allowed to float on the surface of the liquid preparation in order to allow the air in the web to escape upwards. After such a swim, the lane is then pulled into and through the liquid preparation. Such a technology is used, for example, in the production of paper webs impregnated with resin, in particular curable resin, for the surface treatment of wood-based panels. The aqueous preparation consists of a solution or dispersion of the optionally curable resins. After impregnation, the paper web impregnated with the resin preparation is dried in suitable drying plants and then rolled up or cut to size.

Die Imprägnierung wird erschwert, wenn die Trägerbahn bereits eine Beschichtung aufweist, welche den Durchtritt der Luft oder der flüssigen Zubereitung behindert. Eine solche sperrende Schicht kann z.B. aus einem bereits aufgebrachten Kunstharz- oder Lackfilm bestehen. Sie kann auch durch eine starke Bedruckung des Papieres entstanden sein. Die Imprägnierung erfolgt dann so, daß man die der Sperrschicht gegenüberliegende Seite der Bahn über eine in der flüssigen Zubereitung rotierende Antragwalze laufen läßt, die Bahn einseitig damit beschichtet und dann die aufgebrachte Harzmenge durch Abstreifer, Rollrakel oder Walzen dosiert. Zur Imprägnierung von Bahnen mit hohem Flächengewicht ist es üblich, in zwei Stufen hintereinander, gegebenenfalls mit einer Zwischentrocknung zwischen der ersten und der zweiten Stufe, zu arbeiten.The impregnation is made more difficult if the carrier web already has a coating which hinders the passage of air or the liquid preparation. Such a barrier layer can consist, for example, of an already applied synthetic resin or lacquer film. It can also be caused by heavy printing on the paper. The impregnation is then carried out in such a way that the side of the web opposite the barrier layer is run over an application roller rotating in the liquid preparation, the web is coated on one side with it, and then the amount of resin applied is metered by wipers, roller doctor blades or rollers. To impregnate webs with a high basis weight, it is customary to use two stages in succession, optionally with intermediate drying between the first and the second stage to work.

Die Zeit, die für-die Imprägnierung der Bahn mit einer ausreichenden Menge Substrat erforderlich ist, und die daraus resultierende maximal mögliche Arbeitsgeschwindigkeit in einer vorgegebenen Imprägniervorrichtung hängen einerseits von den Eigenschaften des bahnförmigen Materials, andererseits von denen der wässrigen Zubereitung ab.The time required for the impregnation of the web with a sufficient amount of substrate and the resulting maximum possible working speed in a given impregnation device depend on the one hand on the properties of the sheet material and on the other hand on those of the aqueous preparation.

Das bahnförmige Material hat je nach seiner Herstellung und Zusammensetzung unterschiedliche Saugfähigkeit, unterschiedliches Porenvolumen und unterschiedliches Flächengewicht. Diese und weitere Faktoren bestimmen von der Träger-. bahn her den Imprägniervorgang. Der Imprägniervorgang wird ferner im zeitlichen Ablauf von Eigenschaften der flüssigen Zubereitung, wie z.B. Viskosität, Konzentration, Temperatur und Grenzflächenspannung der Zubereitung, beeinflußt. Handelt es sich bei den wässrigen Zubereitungen um Dispersionen, spielen die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung der dispergierten Phase eine erhebliche Rolle.Depending on its production and composition, the web-like material has different absorbency, different pore volume and different basis weight. These and other factors determine the carrier. the impregnation process. The impregnation process is also carried out over time over the properties of the liquid preparation, e.g. Viscosity, concentration, temperature and interfacial tension of the preparation are influenced. If the aqueous preparations are dispersions, the particle size and the particle size distribution of the dispersed phase play a significant role.

Die maximal mögliche Arbeitsgeschwindigkeit bei vorgegebenem bahnförmigen Material und vorgegebener flüssiger Zubereitung wird begrenzt durch die Länge der Schwimmstrecke, der Tauchstrecke, der Beschichtungsstrecke und den Ausmaßen der Wanne in der Imprägniervorrichtung.The maximum possible working speed for a given web-like material and a given liquid preparation is limited by the length of the swimming route, the diving route, the coating route and the dimensions of the tub in the impregnation device.

Es ist dem Fachmann verständlich, daß zur Steigerung der Geschwindigkeit die genannten physikalischen Eigenschaften der Trägerbahnen und der flüssigen Zubereitungen nur in begrenztem Maße verändert werden können, und auch einer Verlängerung der Wanne und damit der Tauchstrecken in der Vorrichtung Grenzen gesetzt sind. So ist es in vielen Fällen mitunter nur unter Inkaufnahme sehr langer Imprägnierzeiten und geringer unwirtschaftlicher Arbeitsgeschwindigkeiten möglich, die Trägerbahn ausreichend und gleichmäßig zu durchtränken. Erfolgt aber eine ungenügende und ungleichmäßige Imprägnierung einer solchen Trägerbahn, treten Materialfehler auf, wie z.B. Aufspaltung der Trägerbahn in der Bahnebene, Ausbildung von Trübungen und Farbveränderungen an der Grenzfläche zum Druck, Anreicherung des Harzes an der Oberfläche und Verarmung im Inneren der Trägerbahn.It is understandable to the person skilled in the art that the physical properties of the carrier webs and the liquid preparations mentioned can only be changed to a limited extent in order to increase the speed, and there are also limits to an extension of the tub and thus the immersion distances in the device. In many cases, it is sometimes only possible to soak the carrier web sufficiently and evenly by accepting very long impregnation times and low uneconomical working speeds. However, if such a carrier web is insufficiently and unevenly impregnated, material defects occur, such as splitting the carrier web in the Web level, formation of cloudiness and color changes at the interface for printing, enrichment of the resin on the surface and depletion in the interior of the carrier web.

In der DE-PS 27 27 312 ist ein Verfahren zur Herstellung von spaltfesten, dekorseitig ausgehärtetes Kunstharz aufweisenden Vergütungsbahnen auf der Basis von Dünnpapieren, welche auf die Oberflächen von Holzwerkstoffplatten aufgeleimt werden, wobei auf die für den Dekordruck bestimmte Seite des Dünnpapieres zuerst die Lösung oder Dispersion eines härtbaren Imprägnierharzes in solchen Mengen aufgebracht wird, daß das Harz nicht bis zur Rückseite des Papieres durchdringt, sodann nach Trocknung des imprägnierten Dünnpapieres dieses dekorativ bedruckt und, gegebenenfalls nach Aufbringen einer Zwischenschicht, mit der Lösung oder Dispersion eines härtbaren Harzes beschichtet, sodann getrocknet und ausgehärtet wird, beschrieben. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Dünnpapier mit einem Flächengewicht i60 g/m2 das Imprägnierharz in einer Menge von mindestens 8% (bezogen auf Papiergewicht), jedoch nicht so viel, daß das Harz durchschlägt, mittels des Druckwerkes einer Druckmaschine aufgebracht wird. Geeignet ist sowohl der direkte oder indirekte Druck bei dem bekannten Kupfertiefdruckverfahren. Dabei wird die Rasterwalze abgerakelt und überträgt die genau dosierte Menge des Kunstharzes direkt oder indirekt auf die Papierbahn. Man kann sich auch des Flexodruckverfahrens bedienen. Hierbei wird die Papierbahn zwischen einer Metällwalze und einer Gummiwalze geführt, wobei die Gummiwalze durch das Auftragswerk die dosierte Kunstharzmenge auf die Papierbahn überträgt.In DE-PS 27 27 312 is a process for the production of gap-resistant, decor-side hardened synthetic resin-containing coating sheets based on thin papers, which are glued to the surfaces of wood-based panels, the solution or first on the side of the thin paper intended for decor printing Dispersion of a curable impregnating resin is applied in such amounts that the resin does not penetrate to the back of the paper, then decoratively printed after drying of the impregnated thin paper and, optionally after application of an intermediate layer, coated with the solution or dispersion of a curable resin, then dried and is cured. This method is characterized in that the impregnating resin is applied to a thin paper with a basis weight of i60 g / m 2 in an amount of at least 8% (based on paper weight), but not so much that the resin breaks through, by means of the printing unit of a printing press . Direct or indirect printing is suitable in the known copper gravure printing process. The anilox roller is scraped off and transfers the precisely metered amount of synthetic resin directly or indirectly onto the paper web. You can also use the flexographic printing process. Here, the paper web is guided between a metal roller and a rubber roller, the rubber roller transferring the metered amount of synthetic resin to the paper web through the application unit.

Bei diesem Druckverfahren wird das Harz von der Druckwalze auf der Oberfläche des Papieres abgelegt und dringt von dort langsam in die Papierbahn ein. Es ist jedoch mit dieser Verfahrenstechnik nur möglich, sogenannte Dünnpapiere mit niedrigem Flächengewicht zu behandeln, da der Harzauftrag durch einen Durckvorgang in seiner Menge begrenzt ist. Bei diesem Verfahren werden außerdem nicht die Schwierigkeiten überwunden, die auftreten, wenn das zu beharzende Papier der Imprägnierung durch das Vorhandensein einer Sperrschicht Widerstand entgegensetzt.In this printing process, the resin is deposited on the surface of the paper by the pressure roller and slowly penetrates from there into the paper web. However, with this process technology it is only possible to treat so-called thin papers with a low basis weight, since the amount of resin applied is limited by a printing process. This method also does not overcome the difficulties that arise when the paper to be resinized resists impregnation by the presence of a barrier layer.

Allen Verfahren des Standes der Technik ist somit gemeinsam, daß auf die Oberfläche der Trägerbahn die flüssige Zubereitung aufgebracht wird, die dann entsprechend den speziellen Eigenschaften der Zubereitung und der Trägerbahn in die Trägerbahn eindringt. Dieser Penetrationsvorgang läuft somit passiv ohne äußere Beeinflussung ab.All processes of the prior art therefore have in common that the liquid preparation is applied to the surface of the carrier web, which then penetrates into the carrier web in accordance with the special properties of the preparation and the carrier web. This penetration process therefore takes place passively without external interference.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die Durchführung einer Zwangsimprägnierung ermöglichen. Dabei soll es insbesondere möglich sein, sogenannte abgesperrte Trägerbahnen, wie einseitig beschichtete oder stark bedruckte Papiere, und auch Papiere hohen Flächengewichtes sowohl schnell als auch möglichst gleichmäßig zu imprägnieren. Von besonderem Interesse ist dabei der Erhalt einer ausreichend und gleichmäßig imprägnierten, spaltfesten Trägerbahn.The invention is based on the object of providing a method and a device which make it possible to carry out forced impregnation. In particular, it should be possible to impregnate so-called blocked carrier webs, such as papers coated on one side or heavily printed, and also papers with a high basis weight both quickly and as uniformly as possible. Of particular interest is the maintenance of a sufficiently and evenly impregnated, gap-resistant carrier web.

Diese Aufgaben werden durch das Verfahren bzw. die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zwangsimprägnieren von bahnförmigem Material gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 gelöst.These objects are achieved by the method and the use of the device according to the invention for the forced impregnation of sheet material according to claims 1 to 11.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind vor allem darin zu sehen, daß nunmehr die Durchführung einer Zwangsimprägnierung ermöglicht wird. Dies gilt insbesondere für sogenannte abgesperrte Trägerbahnen, wie einseitig beschichtete oder stark bedruckte Papiere, und auch Papiere hohen Flächengewichtes, die auf diese Weise sowohl sehr schnell als auch sehr gleichmäßig imprägniert werden können. Insbesondere werden hierdurch ausreichend imprägnierte spaltfeste Trägerbahnen herstellbar, die sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung gleichmäßig und zusammenhängend imprägniert sind.The advantages of the method and the device according to the invention can be seen above all in the fact that it is now possible to carry out forced impregnation. This applies in particular to so-called blocked carrier webs, such as papers coated or heavily printed on one side, and also papers with a high basis weight, which can be impregnated both very quickly and very uniformly in this way. In particular, this enables sufficiently impregnated, gap-resistant carrier webs to be produced which are uniformly and coherently impregnated both in the vertical and in the horizontal direction.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden im wesentlichen anhand der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann.The process according to the invention is described in the following considerably described with reference to the device according to the invention, which can be used for the method according to the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich somit von einer Beschichtungsvorrichtung mit metallischen Rasterwalzen des Standes der Technik, z.B. einer Tiefdruckvorrichtung für Lackierungen, insbesondere dadurch, daß die Näpfchen in den elastisch verformbaren Mantel eingeformt sind und eine Tiefe von mindestens 50% der Rasterteilung aufweisen. Unter Rasterteilung wird dabei der lineare Abstand der Mitte eines das Näpfchen begrenzenden Steges zur Mitte des gegenüberliegenden Steges verstanden. Beträgt der Abstand z.B. 1,0 mm, bedeutet 50% der Rasterteilung, daß das Näpfchen eine Tiefe von 0,5 mm aufweist. Diese Näpfchen sind, da sie durch elastisch verformbare Stege voneinander getrennt sind, durch die Gegendruckwalze in der Druckzone unter Verringerung ihres Volumens deformierbar. Sie bilden hinter der,Druckzone ihr Volumen wieder zurück. Bei der üblichen Tiefdruckvorrichtung beträgt die Rastertiefe der metallischen Rasterwalzen 25 bis 40% der Rasterteilung. Dabei sind die die Näpfchen begrenzenden Stege starr, und unter dem Liniendruck der Gegendruckwalze werden weder die Stege gestaucht noch die Näpfchen volumenvermindernd deformiert.The device according to the invention thus differs from a coating device with metallic anilox rollers of the prior art, e.g. a gravure printing device for painting, in particular in that the cups are molded into the elastically deformable jacket and have a depth of at least 50% of the grid pitch. Grid division is understood to mean the linear distance from the center of a web delimiting the well to the center of the opposite web. If the distance is e.g. 1.0 mm, 50% of the grid pitch means that the well has a depth of 0.5 mm. These cells, since they are separated from one another by elastically deformable webs, can be deformed by the counterpressure roller in the printing zone while reducing their volume. They form their volume behind the pressure zone. In the conventional gravure printing device, the screen depth of the metallic screen rollers is 25 to 40% of the screen pitch. The webs delimiting the cells are rigid, and under the line pressure of the counterpressure roller, the webs are neither compressed nor the cells deformed to reduce the volume.

Es ist bekannt, aus Gründen der Rationalisierung und des Umweltschutzes zur Herstellung von Tiefdruckgravuren Formzylinder mit Beschichtungen aus elastischen Materialien unter Beibehaltung der bekannten.Raster- und Näpfchengeometrie zu verwenden.For reasons of rationalization and environmental protection, it is known to use forme cylinders with coatings of elastic materials for the production of gravure engravings while maintaining the known grid and cell geometry.

Bei der Verwendung von Foto-Nylon R als Beschichtungsmaterial werden die tiefen- oder flächenvariablen Tiefdruckelemente durch einen Auswaschprozeß mittels Wasser nach vorausgegangener Beschichtung erzeugt. Bei einem anderen Verfahren werden in eine 0,4 mm dicke Plastikschicht, die durch Pulverbeschichtung in Verbindung mit einem Aushärtungsprozeß auf einen Metallzylinder aufgebracht wird, feinste, eng nebeneinander liegende, tiefenvariable Spiralrillen durch einen modulierbaren Laser eingraviert.When using photo-nylon R as a coating material, the depth or area variable gravure elements are generated by a washout process using water after the previous coating. In another method, a 0.4 mm thick plastic layer, which is applied to a metal cylinder by powder coating in connection with a hardening process, is very fine, close together the lying, variable-depth spiral grooves are engraved by a modulatable laser.

Mit diesen elastisch beschichteten Formzylindern soll beim Drucken im Tiefdruckverfahren der gleiche Effekt erreicht werden wie im Kupfertiefdruckverfahren mit metallischen Formzylindern, nämlich das Auftragen dünner und dünnster Schichten Tiefdruckfarbe oder einer anderen flüssigen Zubereitung auf einen Träger, z.B. Papier. Darum sind im Gegensatz zu den Merkmalen der erfindungsgemäßen Vorrichtung die elastischen Schichten dünn und die flachen Gravuren nur etwa 0,03 mm tief. Die Härte der Beschichtung liegt im Bereich von 100 Shore A, damit die Stege der Näpfchen und Spiralen in der Druckzone stabil bleiben und praktisch nicht verformt werden.With these elastically coated forme cylinders, the same effect is to be achieved when printing in gravure printing as in copper gravure printing with metallic forme cylinders, namely the application of thin and thinnest layers of gravure ink or another liquid preparation to a carrier, e.g. Paper. Therefore, in contrast to the features of the device according to the invention, the elastic layers are thin and the flat engravings are only about 0.03 mm deep. The hardness of the coating is in the range of 100 Shore A, so that the webs of the cups and spirals remain stable in the pressure zone and are practically not deformed.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung läuft folgender Vorgang ab: Der mit Raster versehenen Walze wird die flüssige Zubereitung zugeführt, welche die Näpfchen ausfüllt, die in den elastisch verformbaren Mantel eingeformt sind. Ein Überschuß der flüssigen Zubereitung wird z.B. durch eine Rakel abgestreift. Zwischen der übertragenden Walze und der Gegendruckwalze wird die Papierbahn geführt, welche von der Gegendruckwalze gegen die gerasterte Ubertragungswalze gepreßt wird. In der Druckzone zwischen beiden Walzen werden nun die Stege und die mit der flüssigen Zubereitung gefüllten Näpfchen bis zur Druckzonenmitte zunehmend stärker gegen das bahnförmige Material gepreßt. Entsprechend dem Druckanstieg erfolgt die Stauchung der Stege und die Deformierung der Näpfchen unter Verringerung ihres Volumens.When the device according to the invention is used, the following process takes place: The liquid preparation, which fills the wells which are molded into the elastically deformable jacket, is fed to the roller provided with a grid. An excess of the liquid preparation is e.g. stripped by a squeegee. The paper web is guided between the transfer roller and the counter-pressure roller and is pressed by the counter-pressure roller against the rasterized transfer roller. In the pressure zone between the two rollers, the webs and the cups filled with the liquid preparation are pressed increasingly against the web-like material up to the middle of the pressure zone. In accordance with the increase in pressure, the webs are compressed and the wells deformed while reducing their volume.

Die Verringerung des Näpfchenvolumens ist beendet, wenn sich ein Gleichgewichtszustand zwischen dem Anpreßdruck der Gegendruckwalze und der Summe der Teildrucke aus dem Stauchdruck für die Stege und dem Flüssigkeitsdruck der inkompressiblen flüssigen Zubereitung in den Näpfchen eingestellt hat. Durch den hohen Flüssigkeitsdruck in den Näpfchen wird die in den Näpfchen befindliche flüssige Zubereitung in das bahnförmige Material bis zur Sättigung hineingepreßt. Der Überschuß bleibt in den Näpfchen zurück. Gleichzeitig wird während der Füllung des bahnförmigen Materials die darin enthaltene Luft komprimiert bzw. aus dieser herausgedrückt. Nach dem Durchlaufen der Druckzonenmitte vergrößert sich entsprechend der Druckentlastung das Volumen der Näpfchen wieder, wodurch eine gewisse Saugwirkung entsteht. Da die Struktur des bahnförmigen Materials bei geringen Druckunterschieden gegen schnelle Flüssigkeitsbewegungen eine drosselnde Wirkung ausübt, kann nur ein kleiner Teil der in die Bahn eingepreßten flüssigen Zubereitung zurückgesaugt werden, bevorzugt aus deren Oberfläche, wodurch eine gleichmäßigere Verteilung der flüssigen Zubereitung innerhalb des Querschnittes des bahnförmigen Materials erreicht wird.The reduction in the volume of the cells is complete when an equilibrium has been established between the contact pressure of the counterpressure roller and the sum of the partial pressures from the upset pressure for the webs and the liquid pressure of the incompressible liquid preparation in the cells. Due to the high liquid pressure in the wells, the liquid preparation in the wells is pressed into the web-like material until it is saturated. The Excess remains in the well. At the same time, the air contained therein is compressed or pushed out of it during the filling of the web-like material. After passing through the center of the pressure zone, the volume of the cells increases again in accordance with the pressure relief, which creates a certain suction effect. Since the structure of the web-like material has a throttling effect against rapid liquid movements at low pressure differences, only a small part of the liquid preparation pressed into the web can be sucked back, preferably from its surface, which results in a more uniform distribution of the liquid preparation within the cross-section of the web-like material is achieved.

Im Gegensatz zu den Imprägniertechniken des Standes der Technik verläuft der Imprägniervorgang im zeitlichen Ablauf nicht entsprechend dem Penetrationsvermögen der flüssigen Zubereitung und der Saugfähigkeit der Trägerbahn, sondern wird durch den Flüssigkeitsdruck in den Näpfchen und das Auspressen der flüssigen Zubereitung in die Trägerbahn hinein in kürzester Zeit erzwungen. Hierdurch wird es möglich, auch schwierig zu imprägnierende bahnförmige Materialien, die bereits einseitig undurchlässig beschichtet sind, oder der Imprägnierung hohen Penetrationswiderstand entgegensetzen, zu imprägnieren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet die Zwangsimprägnierung einer Trägerbahn mit wesentlich höherer Arbeitsgeschwindigkeit als dieses bei den Vorrichtungen für Verfahren des Standes der Technik möglich ist. Bei Verwendung von Dispersionen hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den besonderen Vorteil, daß der sogenannte Siebeffekt vermieden wird. Unter einem Siebeffekt ist bei der normalen Imprägnierung der Vorgang zu verstehen, daß von dem bahnförmigen Material zunächst bevorzugt die äußere flüssige Phase aufgesaugt wird und daß es zu einer Trennung der dispersen Phase entsprechend ihrer Teilchengröße kommt, da die kleineren Teilchen bevorzugt in die Poren des zu imprägnierenden bahnförmigen Materials gesaugt werden. Bei dem Verfahren, welches mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden kann, wird die Dispersion gleichmäßig in die Poren des bahnförmigen Materials hineingepreßt und dem Siebeeffekt entgegengewirkt.In contrast to the impregnation techniques of the prior art, the impregnation process over time does not correspond to the penetration capacity of the liquid preparation and the absorbency of the carrier web, but is forced in a very short time by the liquid pressure in the wells and the squeezing of the liquid preparation into the carrier web . This makes it possible to impregnate even sheet-like materials that are difficult to impregnate, which are already coated on one side impermeably, or to counter impregnation with high penetration resistance. The device according to the invention permits the impregnation of a carrier web at a much higher working speed than is possible with the devices for methods of the prior art. When using dispersions, the device according to the invention has the particular advantage that the so-called sieve effect is avoided. A sieve effect in normal impregnation is understood to mean that the outer liquid phase is preferably first sucked up by the sheet-like material and that the disperse phase is separated according to its particle size, since the smaller particles preferentially enter the pores of the impregnating sheet material can be sucked. In the method that can be carried out with the device according to the invention, the dispersion is pressed evenly into the pores of the sheet material and counteracts the sieving effect.

Die elastisch verformbaren Raster der übertragungswalzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung haben vorzugsweise gegenüber den starren Rastern, z.B. Spitzpyramidenrastern, Kalottenrastern, usw., der bekannten metallischen Rasterwalzen in Beschichtungsvorrichtungen davon abweichende geometrische Formen. Die Näpfchentiefe, die bei metallischen Rasterwalzen 25 bis 45% der Rasterteilung beträgt, liegt bei elastisch verformbaren Rasterwalzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei-mindestens 50%, vorzugsweise 60 bis 85% der Rasterteilung. Die Stegwände bilden zweckmäßig mit dem Näpfchenboden einen Winkel von 90 bis 120°. Die Stegflächen sollen sich zu den Näpfchenflächen auf dem Mantel im Mittel'wie 1:1 verhalten. Da aus Fertigungsgründen eine Mindeststegbreite erforderlich ist, kann das ideale Verhältnis bei feinen Aufrasterungen nicht immer erreicht werden. Bei zu grober Aufrasterung besteht die Gefahr, daß die Näpfchen mit der flüssigen Zubereitung nicht genügend gefüllt und nicht glatt abgerakelt werden können. Aus diesem Zusammenhang ergibt sich vorzugsweise eine Rasterfeinheit, bestimmt durch die Anzahl der Näpfchen linear je cm, von 10 bis 20 Rastern/cm mit einem bevorzugten Verhältnis Stegflächen : Näpfchenflächen von 6:4 bis 3:7. Um ein sauberes Abrakeln der Näpfchen zu gewährleisten, sollen die Mittellinien der Stege nicht parallel zur Walzenachse liegen, sondern schräg dazu, z.B. als Diagonalraster, Rautenraster, Bienenwabenraster. Die Menge der flüssigen Zubereitung, welche maximal in das bahnförmige Material eingepreßt werden kann, wird durch die Rasterfeinheit, das Stegflächenverhältnis und die Näpfchentiefe bestimmt. Soll eine große Menge der flüssigen Zubereitung in das bahnförmige Material eingepreßt werden, kann es vorteilhaft sein, eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen, gegebenenfalls mit zwischengeschalteten Trocknern, hintereinander anzuordnen.The elastically deformable grids of the transfer rollers of the device according to the invention preferably have geometrical shapes that differ from the rigid grids, for example pointed pyramid grids, dome grids, etc., of the known metallic anilox rolls in coating devices. The cup depth, which is 25 to 45% of the screen pitch in the case of metallic anilox rollers, is at least 50%, preferably 60 to 85% of the screen pitch in the case of elastically deformable screen rollers of the device according to the invention. The web walls expediently form an angle of 90 to 120 ° with the well base. The web surfaces should be on average 1: 1 to the cell surfaces on the jacket. Since a minimum web width is required for manufacturing reasons, the ideal ratio cannot always be achieved with fine grids. If the grid is too rough, there is a risk that the cells will not be filled sufficiently with the liquid preparation and cannot be scraped off smoothly. From this connection, there is preferably a grid fineness, determined by the number of cups linear per cm, from 10 to 20 grid / cm with a preferred ratio of web areas: cup areas of 6: 4 to 3: 7. In order to ensure a clean scraping of the cells, the center lines of the webs should not be parallel to the roller axis, but at an angle to it, for example as a diagonal grid, diamond grid, honeycomb grid. The maximum amount of liquid preparation that can be pressed into the sheet-like material is determined by the grid fineness, the web area ratio and the well depth. If a large amount of the liquid preparation is to be pressed into the web-like material, it can be advantageous to arrange a plurality of devices according to the invention, optionally with interposed dryers, one behind the other.

Die Erfindungsgemäßen Vorrichtungen können in verschiedenen Kombinationen betrieben werden, z.B. so, daß mehrere Vorrichtungen hintereinander das bahnförmige Material mit verschiedenartigen flüssigen Zubereitungen von der gleichen Bahnseite imprägnieren, oder so, daß mehrere Vorrichtungen hintereinander, gegebenenfalls mit zwischengeschalteten Trocknern, das bahnförmige Material zunächst von der Vorderseite her und anschließend von der Rückseite her imprägnieren. Eine weitere Variation der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist so ausgebildet, daß gegen die elastisch verformbare, grob gerasterte übertragungswalze als Gegendruckwalze eine fein gerasterte metallische Rasterwalze mit einer Füllrakel als Beschichtungswalze angeordnet wird. In dieser Variation wird das bahnförmige Material gleichzeitig von einer Seite durch die Ubertraungswalze imprägniert, und von der anderen Seite mit einer anderen flüssigen Zubereitung dünn beschichtet. Dem Fachmann ist es möglich, je nach Aufgabenstellung weitere Variationen und Kombinationen zu wählen.The devices according to the invention can be operated in various combinations, e.g. so that several devices one after the other impregnate the web material with different liquid preparations from the same side of the web, or so that several devices one after the other, optionally with interposed dryers, impregnate the web material first from the front and then from the back. Another variation of the device according to the invention is designed such that a finely screened metallic anilox roller with a filling doctor blade is arranged as a coating roller against the elastically deformable, coarsely screened transfer roller as the counterpressure roller. In this variation, the web-like material is simultaneously impregnated from one side by the transfer roller and thinly coated with another liquid preparation from the other side. The specialist is able to choose further variations and combinations depending on the task.

Im allgemeinen wird die Übertragungswalze über ihre ganze Ballenbreite gleichmäßig gerastert sein. Soll das bahnförmige Material aus technischen oder dekorativen Gründen nur teilweise in bestimmten Bereichen, z.B. in Streifen, imprägniert oder gefärbt werden, so werden auch nur diese Bereiche auf der Oberfläche des Mantels der Ubertragungswalze gerastert.In general, the transfer roller will be evenly rastered over its entire bale width. If the web-shaped material is only partially in certain areas, e.g. technical or decorative reasons, e.g. in strips, impregnated or dyed, only these areas are scanned on the surface of the jacket of the transfer roller.

Der Rohkörper der Übertragungswalze besteht zweckmäßig aus einem starren zylindrischen Kern, welcher massiv oder höhl hergestellt sein kann, mit seitlichen festen, angeschraubten oder eingeschraubten Wellenstummeln. Auf den zylindrischen Kern wird ein Mantel aus elastisch verformbarem Material durch Gießen, Kleben oder eine andere geeignete Aufbringmethode, aufgebracht. Die Wandstärke des fertigen Mantels beträgt etwa 6 bis 20 mm. Als Mantelmaterial haben sich besonders verschleißfester Kautschuk oder Polyurethan mit einer Härte im Bereich von 40 bis 70 Shore A bewährt.The raw body of the transfer roller expediently consists of a rigid cylindrical core, which can be made solid or hollow, with lateral fixed, screwed or screwed shaft ends. A jacket of elastically deformable material is applied to the cylindrical core by casting, gluing or another suitable application method. The wall thickness of the finished man means is about 6 to 20 mm. Particularly wear-resistant rubber or polyurethane with a hardness in the range from 40 to 70 Shore A have proven themselves as the jacket material.

Die Rasterung der Ubertragungswalzen wird bevorzugt auf Laser-Automaten vorgenommen, deren C02- oder YAG-Laser sehr genau die, verhältnismäßig tiefen Näpfchen und die schlanken, die Näpfchen begrenzenden Stege erzeugen.The rasterization of the transfer rollers is preferably carried out on laser machines, the C0 2 - or YAG lasers of which produce the relatively deep wells and the slim webs that delimit the wells.

Als bahnförmige Materialien können Papiere, insbesondere Papiere mit einseitigen Beschichtungen, verwendet werden. Man kann jedoch auch andere vliesartige Produkte, z.B. Glasfaservliese, mit flüssigen Zubereitungen imprägnieren. Das Verfahren ist auch zum Behandeln von gewebten oder gewirkten Textilbahnen geeignet.Papers, in particular papers with one-sided coatings, can be used as sheet-like materials. However, other nonwoven products, e.g. Glass fiber fleece, impregnated with liquid preparations. The method is also suitable for treating woven or knitted textile webs.

Als flüssige Zubereitungen können flüssige Materialien, deren Lösungen in Wasser oder organischen Lösungsmitteln, sowie Emulsionen oder Dispersionen verwendet werden. Beispiele solcher flüssiger Zubereitungen sind Lösungen oder Dispersionen gegebenenfalls härtbarer Kunstharze, Lösungen oder Dispersionen von Hydrophobiermitteln, wie z.B. Paraffinölen oder Siliconölen. Man kann ferner Zubereitungen verwenden, wie sie zur Behandlung von Textilien zur Beeinflussung des Griffes, der Saugfähigkeit, der Knitterfreiheit und dergleichen angewendet werden. Man kann Lösungen von Druckfarben verwenden. Geeignet sind ferner Lösungen von verdichtenden anorganischen Substanzen, wie z.B. Wasserglas.Liquid materials, their solutions in water or organic solvents, and emulsions or dispersions can be used as liquid preparations. Examples of such liquid preparations are solutions or dispersions of optionally curable synthetic resins, solutions or dispersions of water repellents, such as e.g. Paraffin oils or silicone oils. Preparations can also be used, such as those used to treat textiles to influence the handle, absorbency, freedom from creasing and the like. Printing ink solutions can be used. Solutions of compacting inorganic substances, such as e.g. Water glass.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise mit der Vorrichtung gemäß den folgenden Figuren 1 bis 6 durchgeführt werden.The method according to the invention can be carried out, for example, with the device according to the following FIGS. 1 to 6.

Es zeigt

  • Fig. 1 eine einstufige Imprägnieranlage für die Imprägnierung einseitig beschichteter Papierbahnen
  • Fig. 2 eine Imprägniervorrichtung der Imprägnieranlage der Fig. 1
  • Fig. 3 im Schnitt III-III aus der Fig. 2 die vergrößerte Darstellung eines Näpfchens am Anfang der Druckzone
  • Fig. 4 im Schnitt IV-IV aus der Fig. 2 die vergrößerte Darstellung eines Näpfchens in der Mitte der Druckzone.
  • Fig. 5 im Schnitt V-V aus der Fig. 2 die vergrößerte Darstellung eines Näpfchens am Ende der Druckzone
  • Fig. 6 das Schema des Verlaufs des Flüssigkeitsdruckes in einem Näpfchen beim Durchlaufen der Druckzone..
It shows
  • Fig. 1 shows a one-stage impregnation system for the impregnation of paper webs coated on one side
  • 2 shows an impregnation device of the impregnation system of FIG. 1
  • Fig. 3 in section III-III from Fig. 2, the enlarged view of a well at the beginning of the pressure zone
  • Fig. 4 in section IV-IV from Fig. 2, the enlarged view of a well in the middle of the pressure zone.
  • Fig. 5 in section VV from Fig. 2, the enlarged view of a well at the end of the pressure zone
  • 6 shows the diagram of the course of the liquid pressure in a well as it passes through the pressure zone.

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung innerhalb einer Imprägnieranlage dargestellt. Das zu imprägnierende bahnförmige Material 1, hier im Beispiel beschichtetes Papier, wird von einer Vorratsrolle 2 abgezogen und über Abzugswalzen 3 und Umlenkwalzen 4 der Imprägniervorrichtung zugeführt. Die angetriebene Übertragungswalze 5 nimmt die flüssige Zubereitung 6 aus einer Wanne 7 auf. Der Überschuß wird von der Rakel 8 abgestreift. Die Gegendruckwalze 9 wird von einer Stützwalze 10 gegen die übertragungswalze 5 gepreßt. Zwischen der Gegendruckwalze 9 und der Ubertragungswalze 5 wird das zu imprägnierende Papier hindurchgeführt und über eine Breitstreckwalze 11 zur Verhinderung von Faltenbildung über weitere Umlenkwalzen 12 einem Bogentrockner 13 zugeführt. Dieser Bogentrockner weist drei Trockenvorrichtungen, z.B. Heißluftdüsentrockner 14 und eine Kühlzone 15 auf. Das imprägnierte und getrocknete bahnförmige Material wird dann über Umlenkwalze 16 einer Bahnspannungsregeleinrichtung 17 (z.B. Tänzerwalze), einem Zugwalzenpaar 18 und weiteren Umlenkwalzen 19 der Aufrollvorrichtung 20 zugeführt.1 shows a device according to the invention within an impregnation system. The web-like material 1 to be impregnated, here paper coated in the example, is drawn off from a supply roll 2 and fed to the impregnation device via take-off rolls 3 and deflection rolls 4. The driven transfer roller 5 receives the liquid preparation 6 from a tub 7. The excess is stripped off by the doctor blade 8. The counter-pressure roller 9 is pressed against the transfer roller 5 by a support roller 10. The paper to be impregnated is passed between the counter-pressure roller 9 and the transfer roller 5 and fed to a sheet dryer 13 via a spreader roller 11 to prevent creasing by means of further deflection rollers 12. This sheet dryer has three drying devices, e.g. Hot air nozzle dryer 14 and a cooling zone 15. The impregnated and dried web-like material is then fed via a deflection roller 16 to a web tension control device 17 (e.g. dancer roller), a pair of tension rollers 18 and further deflection rollers 19 to the reeling device 20.

Es ist möglich, eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Imprägniervorrichtungen hintereinander zu schalten, um entweder die Menge an Imprägnierungsmittel zu erhöhen oder in einem Arbeitsgang verschiedene Imprägnierungsmittel aufzubringen. Gegebenenfalls können zwischen den erfindungsgemäßen Imprägniervorrichtungen Zwischentrockner angebracht werden.It is possible to connect a plurality of impregnation devices according to the invention in series in order to either increase the amount of impregnation agent or in one Apply various impregnation agents. If necessary, intermediate dryers can be installed between the impregnation devices according to the invention.

In Fig. 2 ist eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Bereich II der Fig. 1 dargestellt. Der rohrförmige unelastische Kern 21 der über Wellenstummel 30 angetriebenen übertragungswalze 5 weist einen an seiner Oberfläche gerasterten Mantel 22 aus einem elastisch verformbaren Material auf mit einer Härte im Bereich von 40 bis 70 Shore A. Die angetriebene Übertragungswalze 5 nimmt die flüssige Zubereitung 6 aus der Wanne 7 auf. Die über die Oberfläche der Stege 28 des Mantels 22 gleitende Rakel 8 streift den flüssigen Zubereitungsüberschuß ab. Unter dem Anpreßdruck der härteren Gegendruckwalze 9 verformt sich der Mantel 22 im Bereich von Stelle 23 über Stelle 24 bis Stelle 25, der sogenannten Druckzone.FIG. 2 shows an embodiment of the device according to the invention in accordance with area II of FIG. 1. The tubular inelastic core 21 of the transfer roller 5, which is driven via shaft stub 30, has a jacket 22, which is rasterized on its surface and made of an elastically deformable material with a hardness in the range from 40 to 70 Shore A. The driven transfer roller 5 takes the liquid preparation 6 out of the tub 7 on. The doctor blade 8 sliding over the surface of the webs 28 of the jacket 22 wipes off the excess liquid preparation. Under the contact pressure of the harder counter-pressure roller 9, the jacket 22 deforms in the area from point 23 to point 24 to point 25, the so-called pressure zone.

In Fig. 3 (Schnitt III-III) ist vergrößert ein Näpfchen 27 beim Einlauf in die Druckzone bei Stelle 23 der Fig. 2 dargestellt. Das Näpfchen 27 ist fast bis zur Oberkante des Steges 28 mit der flüssigen Zubereitung 6 gefüllt. Die Gegendruckwalze 9 bringt die Trägerbahn 1, die mit einer einseitigen Beschichtung 26 versehen ist, gerade in Kontakt mit dem Mantel 22 der übertragungswalze 5.In Fig. 3 (section III-III) a well 27 is shown enlarged at the entry into the pressure zone at point 23 of FIG. 2. The cup 27 is filled with the liquid preparation 6 almost up to the upper edge of the web 28. The counter-pressure roller 9 brings the carrier web 1, which is provided with a coating 26 on one side, into contact with the jacket 22 of the transfer roller 5.

In Fig. 4 (Schnitt IV-IV) ist die Lage des Näpfchens 27 in der Mitte der Druckzone bei Stelle 24 gezeigt. Der elastische Mantel 22 ist zusammengedrückt, die Stege 28 sind gestaucht und das Näpfchen 27.ist unter Verminderung seines Volumens verformt. Die flüssige Zubereitung 6 ist unter hohem Druck in die Trägerbahn bis zur Beschichtung 26 eingepreßt worden (Pfeile 6').4 (section IV-IV) shows the position of the cup 27 in the middle of the pressure zone at point 24. The elastic jacket 22 is compressed, the webs 28 are compressed and the cup 27 is deformed while reducing its volume. The liquid preparation 6 has been pressed under high pressure into the carrier web up to the coating 26 (arrows 6 ').

In Fig. 5 (Schnitt V-V) wird das entlastete Näpfchen 27 am Ende der Druckzone bei Stelle 25 dargestellt. Die ursprüngliche Näpfchenform hat sich bereits zurückgebildet. Im Näpfchen herrscht ein gewisser Unterdruck, durch dessen Wirkung eine kleine Menge der flüssigen Zubereitung 6 zurückfließt (Pfeile 6"), bevorzugt aus der Oberfläche des bahnförmigen Materials 1.In Fig. 5 (section VV) the unloaded well 27 is shown at the end of the pressure zone at point 25. The original cup shape has already receded. A certain negative pressure prevails in the well, due to the effect of which a small amount of the liquid preparation 6 returns flows (arrows 6 "), preferably from the surface of the sheet material 1.

In Fig. 6 ist der Druckverlauf innerhalb eines Näpfchens im Bereich der Druckzone von Stelle 23 bis Stelle 25 schematisch dargestellt. Der Druck der flüssigen Zubereitung steigt vom Anfang der Druckzone, Stelle 23, bis zur Mitte, Stelle 24, an und erreicht dort sein Maximum. Von Stelle 24 bis Stelle 25 fällt der Innendruck wieder ab, wobei sich kurz vor Stelle 25 ein geringer Unterdruck einstellen kann. Er werden, ohne die Erfindung hierauf beschränken zu wollen, innerhalb der Näpfchen im Bereich der Zone höchsten Druckes entsprechend dem aufgebrachten Liniendruck Maximaldrucke von bis zu 30 bar erreichte6 shows the pressure curve within a well in the area of the pressure zone from position 23 to position 25 is shown schematically. The pressure of the liquid preparation increases from the beginning of the pressure zone, position 23, to the middle, position 24, and reaches its maximum there. The internal pressure drops again from position 24 to position 25, a slight negative pressure being able to occur shortly before position 25. Without wishing to limit the invention thereto, they will reach maximum pressures of up to 30 bar within the well in the region of the highest pressure zone in accordance with the line pressure applied

Claims (11)

1. Verfahren zum Imprägnieren von bahnförmigem Material mit einer flüssigen Imprägnierzubereitung, bei dem das bahnförmige Material zwischen zwei Walzen geführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Ubertragungswalze (5) und eine Gegendruckwalze (9) verwendet, wobei die Ubertragungswalze (5) aus einem starren zylindrischen Kern besteht, auf den ein etwa 6 bis 20 mm starker Mantel aus elastisch verformbarem Material einer Shore-Härte von 40 bis 70 Shore A aufgebracht ist, und wobei in den Mantel zwischen elastisch verformbaren Stegen eine Vielzahl Näpfchen rasterförmig eingeformt sind, deren Tiefe mindestens 50% der Rasterteilung beträgt;
und daß man die Gegendruckwalze (9) unter Ausübung eines Liniendrucks gegen die übertragungswalze (5) derart preßt, daß unter Stauchung der elastischen Stege und volumenvermindernder Verformung der Näpfchen die in dieser eingebrachte flüssige Imprägnierzubereitung in das bahnförmige Material bis zu dessen Sättigung eingepreßt wird.1. A method for impregnating sheet material with a liquid impregnation preparation, in which the sheet material is guided between two rollers, characterized in that a transfer roller (5) and a counter-pressure roller (9) are used, the transfer roller (5) from one rigid cylindrical core, on which an approximately 6 to 20 mm thick jacket made of elastically deformable material with a Shore hardness of 40 to 70 Shore A is applied, and wherein a plurality of cups are formed in a grid pattern between the elastically deformable webs, the depth of which is at least 50% of the grid division;
and that one presses the counter-pressure roller (9) with line pressure against the transfer roller (5) in such a way that, with compression of the elastic webs and volume-reducing deformation of the cups, the liquid impregnation preparation introduced therein is pressed into the web-like material until it is saturated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Übertragungswalze (5) verwendet, deren Mantel aus verschleißfestem Kautschuk oder Polyurethan einer Härte im Bereich von 40 bis 70 Shore A verwendet.2. The method according to claim 1, characterized in that one uses a transfer roller (5), the shell of wear-resistant rubber or polyurethane used a hardness in the range of 40 to 70 Shore A. 3. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine übertragungswalze (5) verwendet, bei der die Näpfchentiefe 60 bis 85% der Rasterteilung beträgt.3. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that one uses a transfer roller (5), in which the cell depth is 60 to 85% of the grid pitch. 4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Ubertragungswalze (5) verwendet, bei der das Verhältnis Steg- zu Näpfchenfläche etwa im Bereich von 7:3 bis 3:7, vorzugsweise etwa 1:1 liegt, und wobei das in den Mantel geformte Raster, bezogen auf die Walzenachse, als Diagonal-, Rauten-oder Bienenwabenraster ausgebildet ist.4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that one uses a transfer roller (5) in which the ratio of web to cell area is approximately in the range from 7: 3 to 3: 7, preferably approximately 1: 1, and wherein the grid formed in the jacket, in relation to the roll axis, is designed as a diagonal, diamond or honeycomb grid. 5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man mit der Gegendruckwalze (9) einen Liniendruck derart auf die Übertragungswalze (5) ausübt, daß der Maximaldruck innerhalb der Näpfchen innerhalb des Anpreßbereichs der Gegendruckwalze (9) 20 bis 30 bar beträgt.5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that with the counter-pressure roller (9) exerts a line pressure on the transfer roller (5) in such a way that the maximum pressure within the wells within the contact area of the counter-pressure roller (9) 20 to 30 bar is. 6. Vorrichtung zum Imprägnieren von bahnförmigem Material, insbesondere Papier, mit flüssigen Zubereitungen mittels einer die flüssigen Zubereitungen übertragenden Walze und einer Gegendruckwalze, zwischen denen das bahnförmige Material geführt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die die flüssigen Zubereitungen übertragende Walze einen elastisch verformbaren Mantel aufweist, in den eine Vielzahl von Näpfchen in Art eines Rasters eingeformt ist, welche eine Tiefe von mindestens 50% der Rasterteilung aufweisen und durch elastisch verformbare Stege voneinander getrennt sind, und wobei die Gegendruckwalze gegen die Übertragungswalze mit einem solchen Liniendruck anpreßbar ist, daß in der Druckzone die Stege stauchbar und die Näpfchen unter Verringerung ihres Volumens verformbar sind.6. Apparatus for impregnating sheet material, in particular paper, with liquid preparations by means of a roller transferring the liquid preparations and a counter-pressure roller, between which the web-shaped material is guided, characterized in that the roller transferring the liquid preparations has an elastically deformable jacket, in which a plurality of cups is formed in the manner of a grid, which have a depth of at least 50% of the grid pitch and are separated from one another by elastically deformable webs, and wherein the counter-pressure roller can be pressed against the transfer roller with a line pressure such that in the printing zone the webs are compressible and the cells are deformable while reducing their volume. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß in der gerasterten Mantelfläche der Walze das Verhältnis von Stegfläche zu Näpfchenfläche 7:3 bis 3:7 beträgt.7. The device according to claim 1, characterized in that in the rasterized lateral surface of the roller, the ratio of web area to well area is 7: 3 to 3: 7. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Näpfchentiefe 60 bis 85% Rasterteilung beträgt.8. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the well depth is 60 to 85% grid pitch. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Stegwände mit dem Näpfchenboden einen Winkel von 90 bis 120° bilden.9. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the web walls form an angle with the cup base of 90 to 120 °. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Raster in der Mantelfläche eine Rasterfeinheit, bestimmt durch die Anzahl der Näpfchen linear je cm, von 10 bis 20 Rastern/cm aufweist.10. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the grid in the lateral surface has a grid fineness, determined by the number of cells linearly per cm, from 10 to 20 grids / cm. 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Gegendruckwalze als Beschichtungswalze in Form einer Rasterwalze, die mit einer Füllrakel in Verbindung steht, ausgebildet ist.11. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the counter-pressure roller is designed as a coating roller in the form of an anilox roller which is connected to a filling doctor.
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