DD262049A5

DD262049A5 - Verfahren zur beschleunigung der weissgradregeneration hitzebehandelter papiere

Info

Publication number: DD262049A5
Application number: DD87306220A
Authority: DD
Inventors: Bernd Reinhardt; Ulrik Arneberg
Original assignee: ��@��k��
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1987-08-20
Publication date: 1988-11-16
Also published as: ATE59070T1; DE3630772A1; FI873772L; FI873772A0; NO873765D0; DE3630772C2; NO873765L; EP0259584A1; ES2001747B3; DE3766675D1; FI873772A7; EP0259584B1; ES2001747A4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschleunigung der Weissgradregeneration bzw. -stabilitaet von Papierbahnen unterschiedlicher Stoffzusammensetzung, die einer Hitzebehandlung unterworfen wurden. Erfindungsgemaess wird die Papierbahn einer Hitzebehandlung von ueber 150C unterzogen, beispielsweise bei der Herstellung von Schaumtapeten, indem die Papierbahn sofort nach der Hitzeeinwirkung und vor dem Aufrollen einer energiereichen ultravioletten Strahlung und/oder hoher Luftfeuchtigkeit beziehungsweise Wasser ausgesetzt wird. Abb. 3

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschleunigung der Weißgradregeneration bzw. -Stabilität von Papierbahnen unterschiedlicher Stoffzusammensetzung, die einer Hitzebehandlung unterworfen wurden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In der Patentschrift „Verfahren zur Herstellung vergilbungsresistenter Papiere, insbesondere gegenüber Hitzeeinwirkung" wird erstmalig das Phänomen der teilweisen oder vollständigen Weißgradregeneration hitzebehandelter Papiere anhand von Meßdaten dargestellt und Möglichkeiten zur Verringerung der hitzeinduzierten Vergilbung bzw. zur stärkeren Weißgradregeneration vorgeschlagen.

Unter anderem wird in dieser Patentschrift auch dargelegt, daß der Grad der hitzeinduzierten Vergilbung und der Weißgradregeneration des Papiers nach Hitzeeinwirkung von der Höhe der einwirkenden Temperatur sowie der Lagerzeit danach abhängen.

Weiterhin wird in der o. g. Patentschrift der Vorteil einer Lagerung des hitzebehandelten Papiers unter Tageslicht im Vergleich zur Dunkellagerung dargestellt, um eine stärkere Weißgradregeneration zu erzielen.

Eine theoretische Deutung der dabei auftretenden komplexen physikochemischen Reaktionsmechanismen ist bisher nur teilweise für den lichtinduzierten Vergilbungsprozeß von Holzstoff und damit bedingt für Papier gelungen. Zu den erwähnten Regenerationsvorgängen nach hitzeinduzierter Papiervergilbung fehlt bisher jegliche Bezugnahme in der Fachliteratur.

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 Reaktionsmechanismen, wie z. B. in der erwähnten Patentschrift dargelegt wird. Erhärtet wird diese Feststellung zusätzlich durch nachfolgende Beispiele, bei denen im Grad der Weißgradregeneration von Papieren nach Hitzeeinwirkung beachtliche Unterschiede zwischen Dunkel- und Tagesiichtlagerung 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.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Beschleunigung der Weißgradregeneration bzw. -Stabilität von Papierbahnen zur Verführung zu stellen, wonach wirtschaftlich und zuverlässig produziert werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beschleunigung der Weißgradregeneration bzw. -Stabilität von Papierbahnen unterschiedlicher Stoffzusammensetzung, insbesondere nach Hitzeeinwirkung zu schaffen, wobei die teilweise oder vollständige Weißgradregeneration des hitzeinduzierten Papiers möglichst rasch erfolgen soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Papierbahn sofort nach Hitzebehandlung und vor dem Aufrollen der Papierbahn energiereichen ultravioletten Strahlen (UV-Licht) und/oder hoher Luftfeuchtigkeit bzw. Wasser ausgesetzt

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß innerhalb üblicher bekannter Beschichtungsanlagen, wie z. B. für die Beschichtung von Tapetenrohpapieren mit aufschäumbaren PVC-Pasten mittels Tiefdruck- oder Siebdruckverfahrens oder für sonstige spezielle Beschichtungen von Spezialpapieren mit Walzen-, Rakel- oder Luftrjiesser-Auftragsverfahren unmittelbar nach den üblichen bekannten Einrichtungen zum Trocknen der speziellen Beschichtungen, wie z. B. Infrarot-, Konvektions-, Kontakt-, Ultrahochfrequenz- oder Mikrowellentrockner, die hitzebehandelte Papierbahn an üblichen bekannten UV-Lampen vorbeigeführt wird, bevor sie aufgerollt wird.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß als UV-Strahlungsquellen vorzugsweise übliche bekannte UV-„Kaltstrahl"-Lampen mit einem vorwiegend im UV-Bereich liegenden Linienspektrum von 200 bis 400 nm, vorzugsweise 250 bis 370 nm, oder übliche bekannte Xenon lampen mit analogem Linienspektrum verwendet werden.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß die hitzebehandelte Papierbahn durch eine übliche bekannte Konditionierstrecke, die z. B. nach dem Prinzip der Kondensation arbeitet, geführt wird, in der eine hohe Luftfeuchtigkeit von 70% bis 100% relativer Luftfeuchtigkeit, vorzugsweise über 90% relative Luftfeuchtigkeit, bei Temperaturen unter 150⁰C, vorzugsweise unter 75°C, herrscht, bevor die Papierbahn aufgerollt wird.

Auch ist es möglich, daß die hitzebehandelte Papierbahn in einem üblichen bekannten Feuchtwerk, wie Walzen- oder Düsenfeuchter oder mittels elektrostatischer Verfahren mit Wasser von einer Temperatur unter 75⁰C gefeuchtet wird, bevor sie aufgerollt wird.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung werden die behandelten Papierbahnen als vergilbungsresistentes Trägermaterial, insbesondere gegenüber Hitzeeinwirkung, z. B. für spezielle Tapeten mit PVC-Schaum-Auftrag, vorzugsweise bei nicht vollflächigem Auftrag, für mehrfach verwendbare Kunstleder-Trennpapiere oder für andere speziell beschichtete Papiere, bei denen Temperaturen über 15O⁰C, vorzugsweise über 200⁰C, auf das Trägermaterial einwirken, eingesetzt.

Wenn Farbtonveränderungen erkennbar werden, muß der Kolorist sofort regulierend auf den Produktionsprozeß eingreifen, aus Gründen der Produktivität. Das gilt ebenfalls für andere speziell beschichtete Papiere.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anschließend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Abb. 1: Diagramm derteilweisen Weißgradregeneration eines bekannten Tapetenrohpapiers; Abb. 2: Diagramm der Weißgradregeneration bei anschließender UV-Bestrahlung; Abb.3: Diagramm nach Abb.2, jedoch zusätzlich unter hoher Luftfeuchtigkeit.

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 220⁰C während 42s. Die Lagerung des hitzebehandelten Papiers erfolgte unterTageslicht. Einem Abfall des Weißgrades (nach Hunter) von 26,1 % absolut durch die bereits erwähnte Hitzeeinwirkung folgt die teilweise Weißgradregeneration. Diese beträgt nach 25min 1,8% Weißgradzuwachs (absolut), nach 5,5h 3,6% und nach 3Od 15,0%.

Danach ist die Weißgradregeneration nur noch minimal. Für den speziellen Fall der Herstellung und Farbkorrektur von Schaumtapeten ist die Weißgraderholung, vor allem innerhalb der ersten 25min nach der hitzeeinduzierten 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 Xenolampe eine nicht erwartete starke Beschleunigung der Regenerationsdauer bei gleichzeitig bedeutend höherem Endweißgrad erreicht. Abbildung 2 belegt die Unterschiede bezüglich Weißgradregeneration, wenn das hitzeinduzierte Papier (22O⁰C, 42s) anschließend einer UV-Bestrahlung ausgesetzt wird.

Eine Weißgradkonstanz istΐη diesem Fall durch UV-Bestrahlung bereits nach ca. 10 h, bei Lagerung unter Tageslicht erst nach ca.

45h und bei Lagerung im Dunkeln erst nach 90 h erreicht. Der Endweißgrad liegt außerdem bei UV-bestrahltem 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 hitzeinduzierteTapetenrohpapier unterschiedlich hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt.

Das für uns überraschende Ergebnis ist in der Abbildung 3 dargestellt.

Bereits nach 10min 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 90min 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

1. Verfahren zur Beschleunigung der Weißgradregeneration bzw. -Stabilität von Papierbahnen unterschiedlicher Stoffzusammensetzung, insbesondere nach Hitzeeinwirkung, z. B. bei erforderlichen Trocknungsprozessen von Beschichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn sofort nach Hitzebehandlung und vor dem Aufrollen der Papierbahn energiereichen ultravioletten Strahlen (UV-Licht) und/oder hoher Luftfeuchtigkeit bzw. Wasser ausgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb üblicher bekannter Beschichtungsanlagen, wie z. B. für die Beschichtung von Tapetenrohpapieren mit aufschäumbaren PVC-Pasten mittels Tiefdruck- oder Siebdruckverfahrens oder für sonstige spezielle Beschichtungen von Spezialpapieren mit Walzen-, Rakel- oder Luftmesser-Auftragsverfahren unmittelbar nach den üblichen bekannten Einrichtungen zum Trocknen der speziellen Beschichtungen, wie z. B. Infrarot-, Konvektions-, Kontakt-, Ultrahochfrequenz- oder Mikrowellentrockner, die hitzebehandelte Papierbahn an üblichen bekannten UV-Lampen vorbeigeführt wird, bevor sie aufgerollt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als UV-Strahlungsquellen vorzugsweise übliche bekannte UV-„Kaltstrahl"-Lampen mit einem vorwiegend im UV-Bereich liegenden Linienspektrum von 200 bis 400 nm, vorzugsweise 250 bis 370 nm, oder übliche bekannte Xenonlampen mit analogem Linienspektrum verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebehandelte Papierbahn durch eine übliche bekannte Konditionierstrecke, die z. B. nach dem Prinzip der Kondensation arbeitet, geführt wird, in dereine hohe Luftfeuchtigkeit von 70% bis 100% relativer Luftfeuchtigkeit, vorzugsweise über 90% relative Luftfeuchtigkeit, bei Temperaturen unter 15O⁰C, vorzugsweise unter 75⁰C, 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 75⁰C gefeuchtet wird, bevor sie aufgerollt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die behandelten Papierbahnen als vergilbungsresistentes Trägermaterial, insbesondere gegenüber Hitzeeinwirkung, z. B. für spezielle Tapeten mit PVC-Schaum-Auftrag, vorzugsweise bei nicht vollflächigem Auftrag, für mehrfach verwendbare Kunstleder-Trennpapiere oder für andere speziell beschichtete Papiere, bei denen Temperaturen über 150⁰C, vorzugsweise über 200⁰C, auf das Trägermaterial einwirken, eingesetzt werden.