EP0259584B1 - Verfahren zur Beschleunigung der Weissgradregeneration hitzebehandelter Papiere - Google Patents

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EP0259584B1
EP0259584B1 EP87110651A EP87110651A EP0259584B1 EP 0259584 B1 EP0259584 B1 EP 0259584B1 EP 87110651 A EP87110651 A EP 87110651A EP 87110651 A EP87110651 A EP 87110651A EP 0259584 B1 EP0259584 B1 EP 0259584B1
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EP
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heat
whiteness
paper web
regeneration
ultraviolet
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EP87110651A
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Bernd Dr.-Ing. Reinhardt
Ulrik Dipl.-Ing. Arneberg
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Kammerer GmbH
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Kammerer GmbH
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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
    • D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/04—Physical treatment, e.g. heating, irradiating

Definitions

  • the invention relates to a method for accelerating the whiteness regeneration or stability of paper webs of different material compositions which have been subjected to a heat treatment.
  • a partial or complete whiteness regeneration of the heat-induced paper should, however, take place as quickly as possible. This is especially true when coloristic aspects have to be considered. For example, in the production of structural foam wallpapers with different colors, a constant comparison of the finished product with a constant color template is carried out and, if necessary, the color of the PVC plastisols used is corrected. A continuous increase in the degree of whiteness (whiteness regeneration) of the finished foam wallpaper, especially when the foam is not applied to the entire surface of the backing paper, considerably complicates the work of the colorists when it comes to color formulation. Even a difference in whiteness of 1.5 to 2% absolutely affects the untrained eye. Coloristically trained people may find even smaller differences in whiteness disturbing.
  • the object of the present invention is therefore to propose a method for the accelerated whiteness regeneration of heat-treated papers, which eliminates the disadvantages and shortcomings mentioned above.
  • This object is achieved in that the paper web is exposed to high-energy ultraviolet radiation (UV light) with or without an increase in moisture immediately after the heat treatment and before rolling up.
  • UV light high-energy ultraviolet radiation
  • a process has become known from EP-A 0 120 095, which is used in the production of so-called "cast coated papers". 1-30 g / m 2 of water are applied to the back of the paper, specifically in a nip in which the coating is pressed onto the paper. Humidification is carried out using nozzles or engraved rollers, which take up water from a water supply. This is to prevent the curling of the coated paper that occurs during production.
  • Figure 1 demonstrates the partial whiteness regeneration of a conventional, known wallpaper base paper (duplex paper, top layer wood-free, underlay wood-containing), which is used as a substrate for foam wallpapers, after a practical heat treatment of 220 ° C for 42 s.
  • the heat-treated paper was stored under 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.
  • the whiteness regeneration is only minimal.
  • this whiteness recovery is problematic, especially within the first 25 minutes after the heat-induced yellowing.
  • a whiteness constancy is reached after only about 10 hours by UV radiation, after about 45 hours when stored under daylight and after about 90 hours when stored in the dark.
  • the final whiteness of UV-irradiated paper is also around 15% higher than that of heat-induced paper exposed to daylight.
  • the heat ind decorated paper After just 10 minutes of storage, the heat ind decorated paper, which was exposed to a relative humidity of 95%, achieved the desired whiteness constancy. Existing slight increases in whiteness up to a storage period under daylight of 90 min are max. 1% absolute and can no longer be determined with the human eye. Similar results were also obtained by dampening the heat-treated paper with water.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)
  • Ladders (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschleunigung der Weißgradregeneration bzw. -stabilität von Papierbahnen unterschiedlicher Stoffzusammensetzung, die einer Hitzebehandlung unterworden wurden.
  • 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 Reaktionensmechanismen. Erhärtet wird diese Feststellung zusätzlich durch nachfolgende Beispiele, bei denen im Grad der Weißgradregeneration von Papieren nach Hitzeeinwirkung beachtliche Unterschiede zwischen Dunkel- und Tageslichtlagerung festgestellt wurden.
  • Eine teilweise oder vollständige Weißgradregeneration des hitzeinduzierten Papiers sollte jedoch möglichst rasch erfolgen. Das gilt vor allem dann, wenn koloristische Gesichtspunkte 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.
  • Aus Gründen der Produktivität muß deshalb der Kolorist sofort regulierend auf den Produktionsprozeß eingreifen, wenn Farbtonveränderungen erkennbar werden. Das gilt ebenfalls für andere speziell beschichtete Papiere.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Verfahren zur beschleunigten Weißgradregeneration hitzebehandelter Papiere vorzuschlagen, welches die oben genannten Nachteile und Mängel beseitigt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Papierbahn sofort nach der Hitzebehandlung und vor dem Aufrollen einer energiereichen ultravioletten Strahlung (UV-Licht) mit oder ohne Feuchtigkeitserhöhung ausgesetzt wird.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Aus der EP-A 0 120 095 ist ein Verfahren bekannt geworden, welches bei der Herstellung von sogenannten "cast coated Papieren" angewandt wird. Dabei werden 1-30 g/m2 Wasser auf die Rückseite des Papiers aufgebracht und zwar in einem Walzenspalt in welchem die Beschichtung auf das Papier aufgepreßt wird. Die Befeuchtung erfolgt mit Düsen oder mit Gravuren versehenen Walzen, die Wasser aus einem Wasservorrat aufnehmen. Dadurch soll die bei der Produktion auftretende Verwerfung (curling) des beschichteten Papieres verhindert werden.
  • Abbildung 1 demonstriert die teilweise Weißgradregeneration eines üblichen bekannten Tapetenrohpapiers (Duplexpapier, Oberlage holzfrei, Unterlage holzhaltig), das als Trägermaterial für Schaumtapeten Anwendung findet, nach einer praxisnahen Hitzebehandlung von 220°C während 42 s. Die Lagerung des hitzebehandelten Papiers erfolgte unter Tageslicht. 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 Weißgraderholung, vor allem innerhalb der ersten 25 min nach der hitzeinduzierten Vergilbung, problematisch.
  • Es galt deshalb, die teilweise oder vollständige Weißgradregeneration bis zum Erreichen eines konstanten Endweißgrades des Papiers nach Hitzeeinwirkung entweder völlig zu unterdrücken oder zu beschleunigen, um aus koloristischen 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 Tapetenpapieren, aus optischen und psychologischen Gründen orientiert.
  • Erfindungsgemäß wurde durch eine Bestrahlung des bereits in Abbildung 1 herangezogenen hitzeinduzierten Tapetenrohpapiers mit energiereichem UV-Licht mittels einer Xenonlampe eine nicht erwartete starke Beschleunigung der Regenerationsdauer bei gleichzeitig bedeutend höherem Endweißgrad erreicht. Abbildung 2 belegt die Unterschiede bezüglich Weißgradregeneration, wenn das hitzeinduzierte Papier (220°C, 42 s) anschließend einer UV-Bestrahlung ausgesetzt wird.
  • Eine Weißgradkonstanz ist in diesem Fall durch UV-Bestrahlung bereits nach ca. 10 h, bei Lagerung unter Tageslicht erst nach ca. 45 h und bei Lagerung im Dunkeln erst nach ca. 90 h erreicht. Der Endweißgrad liegt außerdem beim UV-bestrahlten Papier um ca. 15 % absolut höher als der des dem Tageslicht ausgesetzten hitzeinduzierten Papiers.
  • Dennoch ist die Zeit der Weißgradregeneration bis zum Erreichen eines weitestgehend konstanten Endweißgrades auch mit UV-Bestrahlung für verschiedene praktische Anwendungsfälle noch zu hoch. Erfindungsgemäß wurde deshalb das in den Abbildungen 1 und 2 bereits herangezogene hitzeinduzierte Tapetenrohpapier unterschiedlich hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt. Das für uns überraschende Ergebnis ist in der Abbildung 3 dargestellt.
  • 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 Lagerdauer unter Tageslicht von 90 min liegen bei max. 1 % absolut und sind mit dem menschlichen Auge nicht mehr feststellbar. Ähnliche Ergebnisse wurden ebenfalls durch Feuchtung des hitzebehandelten Papiers mit Wasser erreicht.
  • Durch Kombination einer Behandlung des hitzeinduzierten Papiers mit energiereicher UV-Strahlung, Luft hohen Feuchtigkeitsgehaltes oder mit Wasser unter gleichzeitiger Variierung der Temperatur ist es nun erfindungsgemäß möglich, den bisher wenig beachteten Prozeß der hitzeinduzierten Papiervergilbung und vor allem den sich anschließenden Prozeß der Weißgradregeneration gezielt zu beeinflussen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Beschleunigung der Weißgradregeneration bzw. -stabilität von Papierbahnen unterschiedlicher Stoffzusammensetzung nach Hitzeeinwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn sofort nach der Hitzebehandlung und vor dem Aufrollen einer energiereichen ultravioletten Strahlung (UV-Licht) mit oder ohne Feuchtigkeitserhöhung ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb bekannter Beschichtungsanlagen unmittelbar nach den üblichen bekannten Einrichtungen zum Trocknen der speziellen Beschichtungen, die hitzebehandelte Papierbahn an UV-Lampen vorbeigeführt wird, bevor sie aufgerollt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als UV-Strahlungsquellen vorzugsweise UV-"Kaltstrahl"-Lampen mit einem vorwiegend im UV-Bereich liegenden Linienspektrum von 200 bis 400 nm vorzugsweise 250 bis 370 nm, oder Xenonlampen mit analogem Linienspektrum verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebehandelte Papierbahn durch eine übliche bekannte Konditionierstrecke geführt wird, in der eine hohe Luftfeuchtigkeit von 70 bis 100% relativer Luftfeuchtigkeit, vorzugsweise über 90% relative Luftfeuchtigkeit, bei Temperaturen unter 150°C, vorzugsweise unter 75°C, herrscht, bevor die Papierbahn aufgerollt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebehandelte Papierbahn in einem üblichen bekannten Feuchtwerk, wie Walzen- oder Düsenfeuchter oder mittels elektrostatischer Verfahren mit Wasser von einer Temperatur unter 75°C gefeuchtet wird, bevor sie aufgerollt wird.
6. Verwendung dieser nach Anspruch 1 bis 5 erfindungsgemäß behandelten Papierbahnen als vergilbungsresistentes Trägermaterial segenüber Hitzeeinwirkung, vorzugsweise bei nicht vollflächigem Auftrag, für mehrfach verwendbare Kunstleder-Trennpapiere oder für andere speziell beschichtete Papiere, bei denen Temperaturen über 150°C, vorzugsweise über 200°C, auf das Trägermaterial einwirken.
EP87110651A 1986-09-10 1987-07-23 Verfahren zur Beschleunigung der Weissgradregeneration hitzebehandelter Papiere Expired - Lifetime EP0259584B1 (de)

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