DE2726222A1

DE2726222A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen von farben, lacken, klebern o.dgl. auf drucktraegern, insbesondere auf drucktraegern aus papier oder pappe

Info

Publication number: DE2726222A1
Application number: DE19772726222
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Dudziak
Original assignee: REINHARD MOHN oHG
Current assignee: REINHARD MOHN oHG
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1978-12-14
Also published as: LU79785A1; FR2394046A1; NL7805658A; DE2726222B2; CH638408A5; FR2394046B1; GB1602979A

Description

_ DR. SOLF & ZAPF PATENTANWÄLTE

DR.-ING. DIPL.-ING. A. SOLF DIPL.-INQ. CHR. ZAPF

Wall 27/29

5OOO Wuppertal 1

Postfach 13O219

l/p/684

Reinhard Mohn OHG, Carl-Bertelsmann-Str. 161, 48 30 Gütersloh 1

Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Farben, Lacken, Klebern oder dergleichen auf Druckträgern, insbesondere auf Druckträgern aus Papier oder Pappe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Lösungsmittel enthaltenden Farben, Lacken, Klebern oder dergl. auf Druckträgern, insbesondere auf Papier oder Pappe in Form von Bahnen oder Bögen mit einem strömenden Trockenmedium.

Bekannte Vorrichtungen z\m Trocknen von Druckfarben auf Papierbahnen arbeiten mit Luftumwälzung und Zuführung von Heißluft. Dabei wird die Heißluft mit der Oberfläche der bedruaktwt SeIm In Kontakt gebracht, so daß das Lösungsmittel verdunstet und mit der Heißluft abgeführt wird. Durch die Heißluft wird jedoch nicht nur die Farbe des Druckerzeugnisses, sondern auch der Druck-

ItIt tfl/f Ul BAD ORIGINAL

Reinhard Mohn OHG p/684

träger, das Papier, aufgeheizt und aufgrund des niedrigen Wasserdampfpartialdruckes in der Atmosphäre des Trockners dem Papier Feuchtigkeit entzogen. Das Papier, das am Einlauf des Trockners noch einen normalen Feuchtigkeitsgehalt

und gibt soviel von etwa 5 bis 6 Gew.-% aufweist, schrumpft beim Trocknen/ Feuchtigkeit ab, daß der Gehalt am Auslauf des Trockners nur noch 0,5 bis 1,5 Gew.-% beträgt. Während der Lagerung bei einer Raumtemperatur von 20 bis 30⁰C und normaler relativer Luftfeuchtigkeit von 50 bis 65 % adsorbiert das Papier aus der Atmosphäre Feuchtigkeit, bis die Ausgleichsfeuchte von 5 bis 6 Gew.-% nahezu wieder erreicht ist. Dabei quillt das Papier, es wächst aus, wie der Fachmann sagt. Die Wasserabgabe und - aufnahme ist bei unbedruckten Papieren ein reversibler Vorgang. Bei bedruckten Papieren erfolgt der Wasserentzug beim Trocknen mit Heißluft jedoch zonal unterschiedlich und ist abhängig von der Stärke des Farbauftrages. Farbfreie Zonen trocknen stärker aus als farbbedeckte Zonen und bei letzteren wiederum trocknen die Zonen mit dünnem Farbauftrag stärker aus als Zonen mit dickem Farbauftrag· Die Hasseraufnahme des Druckerzeugnisses aus der Atmosphäre nach dem Trocknen erzeugt daher Wellenbildung und mindert die Qualität des Druckerzeugnisses erheblich. Die Übertrocknung kann ebenso bei anderen Druckträgern wie beim Papier auftreten und zu den gleichen oder ähnlichen Nachteilen führen.

801880/044)

Reinhard Mohn OHG ρ/ob4

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Farben, Lacken, Klebern und dergl. auf Druckträgern zu schaffen, mit denen eine Übertrocknung des Druckträgers vermieden wird und der Trockenvorgang beschleunigt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß als Trockenmedium Heißdampf verwendet wird. Vorteilhaft ist reiner Heißdampf mit 100 bis 180° C, vorzugsweise mit 150 bis 170° C, bei einer Atmosphäre zu verwenden, wobei die Verweilzeit des Druckerzeugnisses im Einflußbereich des Trockenmediums 0,5 bis 3 Sekunden, vorzugsweise 1 Sekunde, beträgt. Es ist besonders vorteilhaft, wenn sich auf dem Druckerzeugnis aufgrund des Temperaturgefälles zum Trockenmedium nach dem ersten Kontakt mit dem Trockenmedium ein Wasserkondensatfilm in dünner Schicht niederschlägt.Das Kondensat verhindert eine Übertrocknung des Papiers und sorgt gleichzeitig für einen besonders guten Wärmeübergang vom Trockenmedium zum Farbauftrag des Druckerzeugnisses. Ferner hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß die Lösungsmittelverdampfung offenbar katalytisch vom Wasserdampfkondensatfilm beeinflußt sehr viel schneller vor sich geht und dadurch die Trocknung ungewöhn lich schnell erfolgt. Es ist möglich, daß es sich dabei um einen Destillationseffekt handelt, mit dem der Stoffüber-

•09180/0443

Reinhard Mohn OHG

gang Lösungsmittel - Kondensat - Atmosphäre beschleunigt wird.

Das Kondensat verdampft wieder mit zunehmendem Wärmeübergang und zunehmender Temperaturerhöhung in der Färb-, Lack- oder Klebstoffschicht und ist am Ausgang des Trockners bzw. nach Beendigung des Trocknens vollkommen verdampft. Die Farbe, der Lack oder der Kleber ist getrocknet und der Druckträger weist in allen Bereichen die gewünschte Ausgleichsfeuchte von 5 bis 6 Gew.-% bei Verwendung normaler Papiersorten als Druckträger auf, weil der Kondensatfilm im Zusammenwirken mit dem Heißdampf eine Übertrocknung verhindert, wobei sich kurzfristig ein Ungleichgewicht einstellt. Die Verwendung von Heißdampf zum Trocknen lag keineswegs nahe. Vielmehr ist es widersinnig, durch Erhöhung des Wassergehaltes im Trockenmedium und damit Verminderung der Wasseraufnahmekapazität des Trockenmediums Lösungsmittel, die u.a. Wasser enthalten können, aus der Farbe, dem Lack oder dem Kleber schneller austreiben zu wollen.

Beim Trocknen von bedruckten Papierbahnen im Rollenoffsetverfahren ist besonders vorteilhaft, wenn die Papierbahn einer Trockenmediumströmung mit einer Geschwindigkeit von 2 5 bis 30 m/s ausgesetzt und im Trockner ein Unterdruck

809850/0443

Reinhard Mohn OHG μ/υο<*

von 1 bis 5» vorzugsweise 2 bis 3 mm Wassersäule aufrechterhalten sowie eine Temperatur des Trockenmediums gewählt

Siedetemperatur des wird, die unterhalb, vorzugsweise 50 bis 100 C unter der/ auszutreibenden Lösungsmittels liegt. Die Papierbahn läuft mit einer Temperatur von etwa 20 bis 30 C ir den Trockner ein und verweilt solange im Einflußbereich des Trockenmediums, bis die Färb-, Lack- oder Klebstoffschicht die gewünschte Temperatur erreicht hat und das Lösungsmittel vollständig ausgetrieben worden ist. Dabei können die günstigen Trockenbedingungen in bezug auf Temperatur und den Wassergehalt der Papierbahn beim Einlaufen in den Trockner^die Temperatur und den Heißdampfgehalt des Trockenmediums, den Unterdruck und die Strömungsgeschwindigkeit sowie Verweilzeit und Auslauftemperatur der Papierbahn empirisch auf einfache Weise ermittelt werden. In jedem Fall soll die Trocknung der Farbe,des Lackes oder des Klebers beendet sein, bevor die Austrocknung des Papiers beginnt.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nach einer weite ren AusfUhrungsfom» der Erfindung auch zur Konditionierung von Papierbahnen bei .Übertrocknung, wobei die trockenen Papierbahnen bedruckt oder unbedruckt kurzzeitig einer Heißdampfströmung ausgesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Trockenvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, im wesent-

809850/0443

Reinhard Mohn OHG p/684

lichen bestehend aus einem Trocknertunnel und einem Gebläse für das Trockenmedium, gekennzeichnet durch ein Kanalsystem 3 mit Kanälen 4, die Austrittsschlitze 6 für das Trockenrredium aufweisen. Weitere erfindungswesentliche Merkmale enthalten die Unteransprüche

Anhand der Zeichnung wird die erfindungsgem&Qe Vorrichtung beispielhaft näher erläutert.

Der Trockner besteht aus dem Trocknertunnel 1, dem Gebläse 2, dem Kanalsystem 3 mit den Kanälen 4 oder 5 mit Schlitzen 6 sowie Rohrleitungen 7 zur Zu- und Abführung des Trockenmediums sowie einem Wärmetauscher 8.

Die Papierbahn 9 wird mit üblichen Transportmitteln (nicht dargestellt) durch den- Trockner geführt. Dabei wird über die Kanäle 4 oder 5 durch jeden Schlitz 6 ein gebündelter Trockenmediumstrahl 10 auf die Papierbahn 9 gelenkt.

Das Trockenmedium wird im Kreislauf geführt, wobei mit dem Ventilator 2 aus dem Trockner da» mit Lösungsmitteldämpfen beaufschlagte Trockenmedium abgesaugt und einem Kondensator 11 zugeführt wird. Im Kondensator 11 werden die Lösungsmittel niedergeschlagen und über die Leitung 12 abgeführt, während der Wasserdampf im Trockenmedium verbleibt. Anstelle des Kondensators 11 kann ein Beipaßsyatem 14 verwendet werden,

- 7 809850/0443

Reinhard Mohn OHG

ft

mit dem ein Teil des Tro kenmediums aus dem Kreislauf geführt wird, um die Konzentration des Lösungsmittelgehaltes im Trockenmedium zu reduzieren. Das Trockenmedium gelangt dann in den Wärmetauscher 8, wird dort auf die gewünschte Temperatur gebracht und ggf. über die Leitung 13 mit Wasserdampf angereichert. Danach wird es dem Kanalsystem 3 zugeführt und über die Kanäle 4 oder 5 auf die Papierbahn geleitet. Für doppelseitig bedruckte Papierbahnen befindet sich unterhalb der Papierbahn 9 ein spiegelbildlich angeordnetes Kanalsystem (nicht dargestellt) mit entsprechenden Rohrleitungen. Zur Bündelung des Trockenmediums zu einem Strahl hat sich die Kanalform 5 als besonders geeignet herausgestelIt.

Der Kondensatfilm auf der Papierbahn bewirkt sehr wahrscheinlich, daß die Papierbahn kurzzeitig Feuchtigkeit aufnimmt, die nach der Verdunstung des Lösungsmittels und des Kondensatfilms wieder entzogen wird, so daß die Papierbahn am Trocknerauslauf die übliche Feuchtigkeit enthält. Dies erreicht man insbesondere durch ein schnelles Aufheizen der Papierbahn auf etwa 100° C, wozu der Kondensatfilm dient, ein kurzzeitiges Überhitzen bis auf etwa 13o° C und ein anschließendes relativ langsame« Abkühlen der Papierbahn. Entsprechend der Temperaturführung in der Papierbahn ist die Temperaturführung im Trockenmedium einzustellen, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, Temperaturunterschiede von 20 bis 60⁰C bei Laufgeschwindigkeit^ der Papierbahn von 30 bis 150 m/min zu wählen.

809850/0443

Claims

Reinhard Monn

ANSPRÜCHE

1J Verfahren zum Trocknen von Farben, Lacken, Klebern oder dergleichen auf Druckträgern, insbesondere auf Druckträgern aus Papier oder Pappe, dadurch gekennzeichnet, daß als Trockenmedium Heißdampf verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß Heißdampf mit 100

bis 180° C, vorzugsweise mit 150 bis 170° C, bei einer Atmosphäre verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Druckerzeugnisses im Einflußbereich des Trockenmediums 0,5 bis 3 Sekunden, vorzugsweise 1 Sekunde, beträgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Druckerzeugnis nach dem ersten Kontakt mit dem Trockenmedium ein Wasserkondensatfilm in dünner Schicht niederschlägt, der mit zunehmendem Wärmeübergang und zunehmender Temperaturerhöhung in der Färb-, Lack- oder Klebstoffschicht wieder verdampft.

I0MS0/0U3

ORIGINAL INSPECTED

Keinnaru worin unia
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckerzeugnis einer Trockenmediumströmung mit einer
Geschwindigkeit von 25 bis 30 m/s ausgesetzt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen mit einem Unterdruck von 1 bis 5, vorzugsweise 3 bis 5 nun Wassersäule erfolgt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatur des Trockenmediums gewählt wird, die etwa

50 bis 100 C unter der Siedetemperatur des auszutreibenden Lösungsmittels liegt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckerzeugnis zu Beginn der Trocknung eine Temperatur von 20 bis 30 C aufweist.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß es
zur Konditionierung von bedruckten oder unbedruckten
Papierbahnen verwendet wird.

- 10 -

809850/0443

Reinhard Mohn OHG p/684

■τ
10. Trockenvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9, im wesentlichen bestehend aus einem Trocknertunnel und einem Gebläse für das Trockenmedium, gekennzeichnet durch ein Kanalsystem (3) mit Kanälen (4) bzw. (5), die Austrittsschlitze (6) für das Trockenmedium aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es Rohrleitungen (7) zur Zu- und Abführung des Trockenmediums sowie einen Wärmetauscher (8) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 und/oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmedium im Kreislauf geführt wird.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch einen Kondensator (11) mit einer Rohrleitung (12).
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch ein Beipaßsystem (14).
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine Rohrleitung (13) für die Zuführung von Wasserdampf ·

809850/0AA3