DE19734941A1 - Process for making paper - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Pa pier, Papiervlies, Laminat od. dgl. Werkstoffbahn mit einer Bindemittelzuführeinrichtung sowie unter nachfolgendem Här ten - insbesondere einer mittels eines Lackiervorganges weiterbehandelten spaltfesten Werkstoffbahn -, der an der Bindemittelzuführeinrichtung ein wasserverdünnbares Acrylat in Form eines Bindemittels zugeführt wird, wobei die so be handelte Werkstoffbahn nach dem Abdunsten des Wasseranteils mit Elektronenstrahl gehärtet wird.The invention relates to a method for producing Pa pier, paper fleece, laminate or the like. Material web with a Binder feed device and under the following hardness ten - especially one by means of a painting process further treated gap-proof material web - which at the Binder feeder a water-dilutable acrylate is supplied in the form of a binder, the so be acted material web after the water content evaporated is hardened with electron beam.
Ein solches Verfahren beschreibt die DE 44 13 619 C2, der zu entnehmen ist, daß es bekannt sei, insbesondere als Deckfolien zur abrieb-, kratz- und chemikalienbeständigen Beschichtung für die Holzwerkstoffindustrie zum Einsatz kommende Finishfolien durch das Lackieren von Substraten herzustellen. Sie werden als spaltfestes Papier bezeichnet und innerhalb der Papierherstellung in der Papiermaschine durch den Einsatz von härtbaren Mischungen aus Kondensati onsharzen auf Basis von Melamin und Harnstoff sowie Acry latdispersionen an einer als Bindemittelzuführeinrichtung dienenden Leimpresse erzeugt. Die Aushärtung solcher Harz mischungen erfolgt thermisch. Um weniger Wasseranteile be handeln zu müssen und die Trocknungskapazitäten vermindern zu können, wird mit der DE 44 13 619 C2 vorgeschlagen, an der Leimpresse der Papiermaschine ein System aus einem was serverdünnbaren, elektronenstrahlhärtbaren Acrylat in Form einer Dispersion, Emulsion oder Lösung einzusetzen. Die Härtung erfolgt nach dem Abdunsten des Wasseranteils durch den Einsatz der Elektronenstrahltechnologie entweder direkt in der Papiermaschine oder außerhalb.Such a method is described in DE 44 13 619 C2, the it can be seen that it is known, in particular as Cover films for abrasion, scratch and chemical resistant Coating for the wood-based panel industry used upcoming finish foils by painting substrates to manufacture. They are called fissure-proof paper and within papermaking in the paper machine through the use of hardenable mixtures of condensates on resins based on melamine and urea as well as acrylic lat dispersions on a as a binder feeder serving size press. The curing of such resin mixtures are thermal. To be less water to act and reduce drying capacity to be able, is proposed in DE 44 13 619 C2 the size press of the paper machine is a system of something Server-thinnable, electron beam curable acrylic in the form a dispersion, emulsion or solution. The Hardening takes place after the water content has evaporated the use of electron beam technology either directly in the paper machine or outside.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, das eingangs beschriebene Verfahren weitergehend zu verbessern, insbe sondere die Bedruckbarkeit sowie die Verformbarkeit zu er höhen, und schlägt als Lösung die Lehre des unabhängigen Patentanspruchs vor; die Unteransprüche geben günstige Wei terbildungen an.The inventor has set himself the task at the beginning to improve the described method further, esp in particular the printability and the deformability heights, and proposes as a solution the teaching of the independent Claim before; the subclaims give favorable Wei training.
Erfindungsgemäß wird die Werkstoffbahn nach dem Zuführen des Bindemittels - vor allem nach der Acrylat- Imprägnie rung - getrocknet und dabei das Wasser aus dem Bindemittel verdunstet. Das Produkt aus diesem Verfahrensschritt ent hält nicht-vernetztes Acrylat und wird - gegebenenfalls nach einseitigem Kalandrieren, d. h. Glätten über einer Walze - nachfolgend bedruckt; nach dem Druckvorgang wird vorteilhafterweise ein mit Elektronenstrahl härtbarer Lack (ESH-Lack) als Deckschicht aufgebracht und dann die Vernet zung bzw. Polymerisation ausgelöst.According to the invention, the material web is after feeding of the binder - especially after the acrylate impregnation tion - dried while removing the water from the binder evaporates. The product from this process step ent holds non-cross-linked acrylate and becomes - if necessary after one-sided calendering, d. H. Smooth over one Roller - subsequently printed; after printing advantageously a lacquer curable with an electron beam (ESH lacquer) applied as a top layer and then the Vernet tion or polymerization triggered.
Der - bevorzugt mittels Druckimprägnierung vorgesehene - Imprägniervorgang soll mit Polyester, Epoxy-, Urethan- oder Vollacrylat bei Raumtemperatur insbesondere mit 200 bis 400 m/min Fördergeschwindigkeit durchgeführt sowie die Werkstoffbahn auf einer - vorteilhafterweise eine ver chromte Oberfläche anbietenden - beheizten Walze kontakt getrocknet werden, dies von etwa 20 bis 25% Wasseranteil auf 2 bis 4% Wasseranteil.The - preferably provided by pressure impregnation - Impregnation process should with polyester, epoxy, urethane or Full acrylate at room temperature, especially 200 to 400 m / min conveyor speed carried out as well Material web on a - advantageously a ver Chromed surface offering - heated roller contact be dried, this from about 20 to 25% water to 2 to 4% water.
Die nicht vernetzte Werkstoffbahn wird mit dem Vorzug guter Benetzbarkeit und einer glatten Oberfläche dank des Ka landrierens beispielsweise im Tiefdruckverfahren bedruckt; die Polymere erhöhen die Flexibilität und die Verformbar keit/Walkbarkeit der Werkstoffbahn und fördern eine saubere Druckausbildung. Die bei einem auf bisher üblichem Wege hergestellten Papier entstehenden Fehlstellen beim Tief druck samt einer Minderung der Prägnanz bzw. der Treue der Wiedergabe - etwa bei Bedrucken mit einem Holzmuster - treten hier nicht mehr auf.The non-crosslinked material web will be good with preference Wettability and a smooth surface thanks to the Ka landrierens printed for example in the gravure printing process; the polymers increase flexibility and deformability ability / walkability of the material web and promote a clean Pressure training. The one in the usual way produced defects at the low pressure including a reduction in the conciseness or loyalty of the Playback - for example when printing with a wood pattern - no longer occur here.
Es wird deutlich, daß ganz allgemein flexiblere Herstel lungs- und Gebrauchseigenschaften erreicht werden können. It is clear that generally more flexible manufacturers tion and usage properties can be achieved.
Von besonderer Bedeutung ist die Verwertung der Emulsion; die in unvernetzten Papierresten vorhandenen Polymere bzw. die Emulsion, Dispersion oder Lösung können ebenso zur Bindemittelzuführeinrichtung, insbesondere zur Leimpresse, rückgeführt werden, wie die aus dem Imprägniervorgang stammende überschüssige polymerhaltige Emulsion.The recycling of the emulsion is of particular importance; the polymers present in uncrosslinked paper residues or the emulsion, dispersion or solution can also be used Binder feed device, in particular for the size press, be recycled, like those from the impregnation process excess polymer-containing emulsion.
Die unvernetzten Papierreste werden im Zellstoff und Pig mente einerseits sowie die Emulsion aus Polymer und Wasser anderseits aufgeschlossen, wonach die Emulsion zum Imprä gniervorgang rückgeführt wird. The uncrosslinked paper residues are in the pulp and pig elements on the one hand and the emulsion of polymer and water on the other hand open minded, after which the emulsion for Imprä gnier operation is returned.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt jeweils in schematischer Wiedergabe inFurther advantages, features and details of the invention result from the following description more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing; this each shows a schematic representation in
Fig. 1: eine Skizze einer Papiermaschine zum Herstellen von Papier mit integrierter Leimpresse; FIG. 1 shows a sketch of a paper machine for making paper with integrated size press;
Fig. 2: einen detaillierten Ausschnitt im Bereich der Leimpresse. Fig. 2: a detailed section in the area of the size press.
Eine Papiermaschine 10 zum Herstellen von Papier oder Pa piervlies - beispielsweise eines Gewichtes von 45 g/cm2 - enthält eine Leimpresse 12 mit hier zwei Walzen 14 zum Im prägnieren der durchlaufenden Papierbahn 16 mit Acrylat. In der Leimpresse 12 wird die Papierbahn 16 zwischen den Wal zen 14 druckimprägniert; das Acrylat dringt als Präpolymer in die Papierporen bzw. zwischen die Fasern ein.A paper machine 10 for producing paper or paper nonwoven - for example a weight of 45 g / cm 2 - contains a size press 12 with here two rollers 14 for impregnating the continuous paper web 16 with acrylate. In the size press 12 , the paper web 16 between the rollers 14 is pressure-impregnated; the acrylate penetrates the paper pores or between the fibers as a prepolymer.
Die Imprägnierung kann beispielsweise je m2 mit 15 g Acry lat - etwa Polyester, Epoxy-, Urethan- oder Vollacrylat - sowie etwa 15 g Wasseranteil pro m2 bei einer Durchlaufge schwindigkeit der Papierbahn 16 von etwa 200 bis 400 m/min bei Raumtemperatur erfolgen. Der Gesamtwasseranteil des so erzeugten imprägnierten Papieres beträgt etwa 20 bis 25%.The impregnation can take place, for example, per m 2 with 15 g of acrylic lat - about polyester, epoxy, urethane or full acrylate - and about 15 g of water per m 2 at a speed of the paper web 16 of about 200 to 400 m / min at room temperature . The total water content of the impregnated paper produced in this way is approximately 20 to 25%.
Bei einem anschließenden Trocknungsvorgang verdunstet das Wasser aus der Emulsion; das Acrylat ist noch nicht ver netzt. Dieses Trocknen erfolgt durch Kontakttrocknung auf einer dampfbeheizten und verchromten Walze, wobei der Was seranteil auf 2 bis 4% sinkt. Die Präpolymere werden da durch nicht beeinflußt.This evaporates during a subsequent drying process Water from the emulsion; the acrylate is not yet ver nets. This drying is done by contact drying a steam-heated and chrome-plated roller, the What water content drops to 2 to 4%. The prepolymers are there not affected by.
Anschließend erfolgt ein Glättvorgang über einer weiteren Walze (einseitiges Kalandrieren). Then a smoothing process takes place over another Roller (one-sided calendering).
Das nicht vernetzte Endprodukt kann dann - beispielsweise im Tiefdruckverfahren - bedruckt werden; da die Papierbahn 16 eine glatte, dichte Oberfläche mit guter Benetzbarkeit, vor allem bei wässerigen Systemen anbietet, entsteht als Ergebnis eine saubere Druckausbildung.The non-crosslinked end product can then be printed on, for example by gravure printing; since the paper web 16 offers a smooth, dense surface with good wettability, especially in aqueous systems, the result is a clean pressure formation.
Insbesondere bei einfarbigem Druck wird die Druckwalze als Teil der Beschichtungsanlage, z. B. für die Holzreproduk tion, in Linie konzipiert.In particular in the case of single-color printing, the printing roller is used as Part of the coating system, e.g. B. for wood reproduction tion, designed in line.
Nach dem Drucken wird durch Auftragswalzen auf die Papier bahn 16 ein mit Elektronenstrahl härtbarer Decklack, ein sog. ESH-Lack, aufgetragen. Danach erst erfolgt die Vernet zung bzw. die Polymerisation, bevorzugt mit etwa 170 kV bei einer Eindringtiefe von etwa 150 Mikrometern.After printing, an electron-curable topcoat, a so-called ESH lacquer, is applied to the paper web 16 by application rollers. Only then does the crosslinking or polymerization take place, preferably at about 170 kV with a penetration depth of about 150 micrometers.
Das in beschriebener Weise produzierte, vernetzte Bahnpro dukt sieht dann beispielsweise folgendermaßen aus: Auf ei ner unterliegenden, imprägnierten Papierschicht von etwa 60 g/m2 ist eine - gegebenenfalls mehrlagige - Farbschicht einer Dicke bis zu 2 Mikrometern von etwa 1 bis 2 g/m2 an geordnet, darauf jene Deckschicht aus ESH-Lack mit 10 bis 12 Mikrometern sowie 10 bis 12 g/m2. Dieses Endprodukt kann dann z. B. mit Holzwerkstoffplatten, etwa Spanplatten, Sperrholz, mitteldichte (MDF) oder hochdichte (HDF) Faser- Platten unter Zuhilfenahme von Klebstoff verpreßt werden.The cross-linked web product produced in the manner described then looks, for example, as follows: on an underlying, impregnated paper layer of approximately 60 g / m 2 is an - optionally multi-layer - color layer with a thickness of up to 2 micrometers of approximately 1 to 2 g / m 2 , the top layer of ESH lacquer with 10 to 12 micrometers and 10 to 12 g / m 2 . This end product can then e.g. B. with wood-based panels, such as chipboard, plywood, medium density (MDF) or high density (HDF) fiber boards with the help of adhesive.
Von Bedeutung ist vor allem, daß dank des beschriebenen Verfahrens mit einer kondensationsharzfreien und formalde hydfreien Dispersion, Suspension oder Lösung sehr gute Pro dukteigenschaften erzielt werden.It is particularly important that thanks to the described Process with a condensation resin-free and formalde hydrated dispersion, suspension or solution very good pro product properties can be achieved.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch das Rezyklieren von Polymeren bzw. polymerhaltigen Dispersionen, Emulsionen oder Lösungen in Papierresten; bei der Papierproduktion entstehen Papierreste im Umfang von bis etwa 10% des Ge samtaustrages, vor allem unvernetzte Papierreste am Ende des Glättvorganges bzw. des Druckens. The method according to the invention also allows recycling of polymers or polymer-containing dispersions, emulsions or solutions in paper scraps; in paper production paper residues amount to up to about 10% of Ge velvet discharges, especially uncrosslinked scraps of paper at the end the smoothing process or printing.
An der Leimpresse (Size-Presse) 12 wird gemäß Fig. 2 ein Überlauf 18 für nicht benötigtes Bindemittel, beispiels weise eine Emulsion (Acrylat/Wasser), in einen Bindemittel vorratsbehälter 20 rückgeführt; es entsteht also ein reiner Bindemittelzyklus in geschlossenem Kreislauf.On the size press (size press) 12 , an overflow 18 for unnecessary binder, for example an emulsion (acrylate / water), is returned to a binder reservoir 20 as shown in FIG. 2; this results in a pure cycle of binders in a closed circuit.
Der ein Dosierventil 22 enthaltende Zulauf 24 des Vorrats behälters 20 ist mit einem Mischbehälter 26 für Rohstoffe verbunden, der Unterlauf 28 mit einem Filter 30, den eine Rückführleitung 32 mit der Leimpresse 12 verbindet.The inlet 24 of the storage container 20 containing a metering valve 22 is connected to a mixing container 26 for raw materials, the underflow 28 with a filter 30 , which connects a return line 32 to the size press 12 .
Die unvernetzten Papierreste werden aufgeschlossen und ge
trennt in
The uncrosslinked paper residues are opened up and separated into
- - Zellstoffe und Pigmente sowie- pulps and pigments as well
-
- Bindemittel (z. B. Emulsion; Wasser
und Polymer),
wobei das Bindemittel - wie beschrieben - rückgeführt wird.- binders (e.g. emulsion; water and polymer),
wherein the binder - as described - is recycled.
Während im Rahmen der Erfindung das nicht benötigte Mate rial in den Bindemittelzyklus zurückgelangt, mußte bislang der - kondensationsharzhaltige - Papierrest zu hohen Ko sten als Sondermüll entsorgt werden.While within the scope of the invention, the mate not required rial back into the binder cycle has so far had to the - condensation resin - paper residue too high Ko should be disposed of as special waste.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |