DE3040681A1

DE3040681A1 - DEVICE FOR IMPREGNATING RAIL-SHAPED MATERIAL

Info

Publication number: DE3040681A1
Application number: DE19803040681
Authority: DE
Inventors: Andreas 4300 Essen Brusdeylins; Helmut Bühler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1982-06-03
Also published as: EP0050879A1

Description

Th. Goldschmidt AG, EssenTh. Goldschmidt AG, Essen

Vorrichtung zum Imprägnieren von bahnförmigem MaterialDevice for impregnating sheet material

Patentansprüche: Seite 2 bis 3 Beschreibung: Seite 4 bis 20 Zeichnungen: Seite 21 bis 23Claims: Pages 2 to 3 Description: Pages 4 to 20 Drawings: Pages 21 to 23

Die Erfindung betrifft eine 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.The invention relates to a device for impregnating web-shaped material, in particular paper, with liquid Preparations by means of a roller that transfers the liquid preparations and a counter-pressure roller, between which the web-shaped material is guided.

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 web-shaped material with liquid preparations is usually carried out in such a way that the web-shaped Material, e.g. paper, is drawn through a tub in which the liquid preparation is stored, and if necessary scrapes off the excess by means of a doctor blade or other suitable device. A modification of this The method consists in that the web-like material first floats on the surface of the liquid preparation leaves in order to give the air in the web the possibility of escaping upwards. After such Swimming distance, the lane is then pulled into and through the "liquid preparation. Such a technology is used for example in the production of resin, in particular curable resin, impregnated paper webs for the Surface treatment of wood-based panels. The watery one The preparation consists of a solution or dispersion of the optionally curable resins. The one with the resin preparation After impregnation, the impregnated paper web is dried in suitable drying systems 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 Auftragwalze 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 is already has a coating / which hinders the passage of air or the liquid preparation. One Such a barrier layer can consist, for example, of an already applied synthetic resin or lacquer film. She can too caused by heavy printing on the paper. The impregnation is then carried out in such a way that that of the barrier layer runs the opposite side of the web over an applicator roller rotating in the liquid preparation, the web is coated with it on one side and then the amount of resin applied by scrapers, squeegees or rollers dosed. For the impregnation of webs with a high basis weight, it is customary, if necessary, in two stages one behind the other with an 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 it takes for the web to be impregnated with a sufficient Amount of substrate is required, and the resulting maximum possible working speed in a given impregnation device depend on the one hand on the properties of the web-shaped material, on the other hand from those of the aqueous preparation.

Das bahnförmige Material hat je nach seiner Herstellung und Zusammensetzung unterschiedliche Saugfähigkeit, unterschied liches Porenvolumen und unterschiedliches Flächengewicht.The web-like material has different absorbency depending on its production and composition Lich pore volume and different weight per unit area.

Diese und weitere Faktoren bestimmen von der Trägerbahn 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.These and other factors determine the impregnation process for the carrier web. The impregnation process is also in the course of time of properties of the liquid preparation, such as viscosity, concentration, temperature and interfacial tension of the preparation. 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 sheet material and a given liquid preparation is limited by the length of the swimming section, the immersion section, the coating section 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 Ver-It is understood by those skilled in the art that the physical properties mentioned to increase the speed the carrier webs and the liquid preparations can only be changed to a limited extent, and also a

längerung! 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 ₄zu durchtränken. Erfolgt aber eine ungenügende und ungleichmäßige Imprägnierung einer solchen Trägerbahn, treten Materialfehler auf, wie z.B. Aufspaltung der Trägerbahn inlengthening! the tub and thus the immersion distances in the device are limited. So it is possible in many cases sometimes can only be sold for a very long impregnation times and low operating speeds uneconomical to impregnate the carrier sheet sufficiently and uniformly. ₄ However, if there is insufficient and uneven impregnation of such a carrier web, material defects occur, such as splitting of the carrier web into

ORIGINAL INSPECTED COPYORIGINAL INSPECTED COPY

der Bahnebene, Ausbildung von Trübungen und Farbveränderungen an der Grenzfläche zum Druck, Anreicherung des Harzes an der Oberfläche und Verarmung im Inneren der Trägerbahn. the orbit level, formation of opacities and color changes at the interface with the pressure, accumulation 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 mitIn DE-PS 27 27 312 there is a method of production Gap-resistant, decorative resin-containing hardened coating sheets based on thin paper, which are glued onto the surfaces of wood-based panels, with the one intended for decor printing Side of the thin paper first applied the solution or dispersion of a curable impregnation resin in such quantities is that the resin does not penetrate to the back of the paper, then after the impregnated has dried Thin paper this decoratively printed and, optionally after applying an intermediate layer, with the solution or Coated dispersion of a curable resin, then dried and cured is described. This method is characterized in that on a thin paper with

einem Flächengewicht ^ 60 g/m 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 sicha surface weight of ^ 60 g / m, the impregnating resin in one Amount of at least 8% (based on paper weight), but not so much that the resin strikes through, by means of the Printing unit of a printing machine is applied. Both direct and indirect printing are suitable in the known one Gravure printing process. The anilox roller is doctored off and transfers the precisely dosed amount of synthetic resin directly or indirectly to the paper web. You can

copycopy

auch des Flexodruckverfahrens bedienen. Hierbei wird die Papierbahn zwischen einer Metallwalze und einer Gummiwalze geführt, wobei die Gummiwalze durch das Auftragswerk die dosierte Kunstharzmenge auf die Papierbahn überträgt.also use the flexographic printing process. Here the Paper web passed between a metal roller and a rubber roller, the rubber roller through the applicator transfers the dosed amount of synthetic resin to the paper web.

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 Druckvorgang 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 by the pressure roller on the surface of the paper and penetrates it there slowly into the paper web. However, with this process technology it is only possible to use so-called thin papers to be treated with a low basis weight, since the resin application is limited in its quantity by a printing process. In addition, this method does not overcome the difficulties encountered when the resin is to be resinated Paper offers resistance to impregnation through 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.A common feature of all prior art methods is that the liquid preparation is applied to the surface of the carrier web is applied, which then according to the special properties of the preparation and the carrier web in the carrier web penetrates. This penetration process thus runs passively without any external influence.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, welche die Durchführung einer Zwangsimprägnierung ermöglicht. Dabei soll es insbesondere möglichThe invention is now based on the object of developing a device which enables forced impregnation to be carried out enables. In particular, it should be possible

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.be so-called blocked carrier webs, such as one-sided coated or heavily printed papers, and also papers high grammage both quickly and as evenly as possible. Is of particular interest thereby obtaining a sufficiently and uniformly impregnated, gap-resistant carrier web.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, 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.This object is achieved according to the invention by a device which is characterized in that the Liquid preparations transferring roller has an elastically deformable jacket in which a plurality of cells is formed in the manner of a grid, which have a depth of at least 50% of the grid division and through elastically deformable webs are separated from one another, and wherein the counter-pressure roller against the transfer roller with such a line pressure can be pressed that the webs compressible and the cells with reduction in the pressure zone their volume are deformable.

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 MitteThe 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 cells are molded into the elastically deformable jacket and have a depth of at least 50% of the grid division. The linear distance is used under grid division the center of a ridge delimiting the cell to the center

, 40- , 40-

des gegenüberliegenden Steges verstanden. Beträgt der Abstand z.B. 1,0 mm, bedeutet 50 % der Rasterteilung, daß das Näpfchen eine Tiefe von.0,5 nun 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 .of the opposite web understood. For example, if the distance is 1.0 mm, 50% of the grid division means that the Wells now have a depth of 0.5. These cells are separated from one another by elastically deformable webs are separated, deformable by the counter-pressure roller in the pressure zone while reducing their volume. they form behind the pressure zone, their volume returns. In the usual gravure printing device, the screen depth is metallic anilox rollers 25 to 40% of the grid division. The webs delimiting the cells are rigid, and Under the linear pressure of the counter-pressure roller, neither the webs are compressed nor the cells are deformed, reducing their 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.It is known, for reasons of rationalization and environmental protection, for the production of gravure engraving forme cylinders with coatings made of elastic materials while maintaining the known grid and cell geometry to use.

(r}(r}

Bei der Verwendung von Foto-Nylon ^v—^/ 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,When using photo nylon ^v - ^/ as a coating material, the depth or surface variable gravure elements are produced by a washout process using water after a 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,

feinste, eng nebeneinander liegende, tiefenvariable Spiralrillen durch einen modulierbaren Laser eingraviert.finest, closely spaced, depth-variable spiral grooves 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 the gravure printing process are like in the copper gravure printing process with metallic forme cylinders, namely the application of thinner and thinnest Layers of gravure ink or other liquid preparation on a support, e.g. paper. That's why im In contrast to the features of the device according to the invention, the elastic layers are thin and the flat engravings only about 0.03 mm deep. The hardness of the coating is in the range of 100 Shore A, thus the ridges of the cells 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 übertragungswalze gepreßt wird. In der Druckzone zwischen beide] Walzen werden nun die Stege und die mit der flüssigen Zubereitung gefüllten Näpfchen bis zur Druckzonenmitte zu-When using the device according to the invention, the following process takes place: The roller provided with a grid is the liquid preparation is supplied, which fills the cells, which are molded into the elastically deformable jacket are. An excess of the liquid preparation is wiped off, for example, by means of a doctor blade. Between the transferring Roller and the counter-pressure roller, the paper web is guided, which from the counter-pressure roller against the screened transfer roller is pressed. The webs and the one with the liquid preparation are now in the pressure zone between the two] rollers filled cells up to the middle of the pressure zone.

^benehmend stärker gegen das bahnförmige Material gepreßt. Entsprechend dem Druckanstieg erfolgt die Stauchung der Stege und die Deformierung der Näpfchen unter Verringerung ihres Volumens.^ behaved stronger pressed against the sheet material. Corresponding the rise in pressure results in the compression of the webs and the deformation of the cells, reducing theirs 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 cell volume is ended when there is a state of equilibrium between the contact pressure of the Counter pressure roller and the sum of the partial pressures from the upsetting pressure for the webs and the fluid pressure of the incompressible liquid preparation has stopped in the pans. Due to the high pressure of the liquid in the cells the liquid preparation in the wells is pressed into the web-like material until it is saturated. Of the Excess remains in the cells. At the same time, during the filling of the web-shaped material, the in it contained air is compressed or pushed out of this. After passing through the middle of the pressure zone, it increases in size according to the pressure relief, the volume of the cells again, creating a certain suction effect. Since the Structure of the web-like material with low pressure differences against fast liquid movements a throttling Has an effect, only a small part of the liquid preparation pressed into the web can be sucked back, preferably from their surface, whereby a more uniform distribution of the liquid preparation within of the cross section of the sheet 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 Ma-In contrast to the impregnation techniques of the prior art, the impregnation process takes place over time not in accordance with the penetration capacity of the liquid Preparation and the absorbency of the carrier web, but is determined by the liquid pressure in the cells and forced the liquid preparation to be pressed into the carrier web in a very short time. This is how it becomes possible, even sheet-like materials that are difficult to impregnate and that are already coated on one side so as to be impermeable are, or oppose the impregnation high penetration resistance, to be impregnated. The device according to the invention allows the forced impregnation of a carrier web at a significantly higher operating speed than this is possible in the devices for methods of the prior art. When using dispersions, the inventive Device has the particular advantage that the so-called sieve effect is avoided. Under a sieve effect In the case of normal impregnation, the process is to be understood that initially preferred from the web-like material the outer liquid phase is absorbed and that there is a separation of the disperse phase according to their Particle size comes because the smaller particles preferentially into the pores of the sheet material to be impregnated be sucked. In the method which can be carried out with the device according to the invention, the Dispersion evenly into the pores of the web-shaped material

«Ml IJ-«Ml IJ-

terials hineingepreßt und dem Siebeffekt entgegengewirkt.terials pressed in and counteracted the sieve 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 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,The elastically deformable grid of the transfer rollers of the device according to the invention preferably have dome grids compared to the rigid grids, e.g. pointed pyramid grids etc., the known metallic anilox rollers in coating devices deviating therefrom geometrical To shape. The cell depth, which is the case with metallic anilox rollers 25 to 45% of the grid division is used in the case of elastically deformable anilox rollers of the device according to the invention at at least 50%, preferably 60 to 85% of the grid division. The web walls form expediently with the Cup bottom an angle of 90 to 120 °. The web surfaces should be in the middle to the cup surfaces on the jacket behave like 1: '1. Since a minimum web width is required for manufacturing reasons, the ideal ratio can be cannot always be achieved with fine rasters. If the grid is too coarse, there is a risk that the cells cannot be sufficiently filled with the liquid preparation and wiped off smoothly. It follows from this connection preferably a raster resolution, determined by the number of cells linear per cm, from 10 to 20 grids / cm with a preferred ratio of web areas: Cell areas from 6: 4 to 3: 7. To ensure that the cells are squeegeeed cleanly, the center lines should the webs are not parallel to the roller axis, but at an angle to it, e.g. as a diagonal grid, diamond grid,

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.Honeycomb grid. The maximum amount of liquid preparation that can be pressed into the sheet material can, is determined by the screen fineness, the land area ratio and the cell depth. Should be a large amount the liquid preparation are pressed into the web-shaped material, it can be advantageous to have a plurality of Devices according to the invention, optionally with interposed dryers, to be arranged 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 übertragungswalze 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 in different Combinations are operated, for example so that several devices one behind the other the web-shaped material with different impregnate liquid preparations from the same side of the web, or so that several devices one behind the other, if necessary with interposed dryers, the web-shaped material initially from the front and then impregnate from the back. Another variation of the device according to the invention is designed so that against the elastically deformable, coarsely screened transfer roller as a counter-pressure roller a finely screened metallic anilox roller is arranged with a filling squeegee as a coating roller. In this Variation, the web-shaped material is simultaneously impregnated from one side by the transfer roller, and thinly coated on the other side with another liquid preparation. It is possible, depending on the person skilled in the art Task to choose further variations and combinations.

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 übertragungswalze gerastert.In general, the transfer roller is all over Bale width evenly rasterized. Should the sheet material only be used for technical or decorative reasons are partially impregnated or colored in certain areas, e.g. in strips, only these areas will be used rasterized on the surface of the mantle of the transfer roller.

Der Rohkörper der übertragungswalze besteht zweckmäßig aus einem starren zylindrischen Kern, welcher massiv oder hohl 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 fixed, screwed-on sides or screwed in shaft stubs. A jacket made of elastically deformable material is placed on the cylindrical core by pouring, gluing or another suitable application method. The wall thickness of the finished jacket is about 6 to 20 mm. Particularly wear-resistant rubber or polyurethane have proven to be the sheath material a hardness in the range of 40 to 70 Shore A.

Die Rasterung der Übertragungswalzen wird bevorzugt auf Laser-Automaten vorgenommen, deren CO-- 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 CO or YAG laser very produce exactly the relatively deep cells and the slender webs delimiting the cells.

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. DasPapers, in particular papers with single-sided coatings. However, you can also use other non-woven products, e.g. glass fiber non-woven fabrics, impregnate with liquid preparations. That

COPYCOPY

Verfahren ist auch zum Behandeln von gewebten oder gewirkten Textilbahnen geeignet.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 dgl. 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, as well as Emulsions or dispersions can be used. Examples of such liquid preparations are solutions or dispersions optionally curable synthetic resins, solutions or dispersions of water repellants such as paraffin oils or silicone oils. You can also use preparations such as those used for the treatment of textiles to influence the Handle, absorbency, crease resistance and the like. Be used. One can use solutions of printing inks. Solutions of compacting inorganic substances, such as water glass, are also suitable.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 - eine einstufige Imprägnieranlage für die Imprägnierung einseitig beschichteter PapierbahnenFig. 1 - a single-stage impregnation system for the impregnation of paper webs coated on one side

Fig. 2 - eine Imprägniervorrichtung der Imprägnieranlage der Fig. 1FIG. 2 - an impregnation device of the impregnation system of FIG. 1

Fig. 3 - im Schnitt III - III aus der Fig. 2 die vergrößerte Darstellung eines Näpfchens am Anfang der Druckzone 3 - in section III - III from FIG. 2, the enlarged representation of a cell at the beginning of the pressure zone

Fig. 4 - im Schnitt IV - IV aus der Fig. 2 die vergrößerte Darstellung eines Näpfchens in der Mitte der Druckzone 4 - in section IV - IV from FIG. 2, the enlarged representation of a cell in the middle of the pressure zone

Fig. 5 - im Schnitt V-V aus der Fig. 2 die vergrößerte Darstellung eines Näpfchens am Ende der DruckzoneFig. 5 - in section V-V from Fig. 2, the enlarged representation of a cell at the end of the pressure zone

Fig. 6 - das Schema des Verlaufs des Flüssigkeitsdruckes in einem Näpfchen beim Durchlaufen der DruckzoneFig. 6 - the diagram of the course of the liquid pressure in a cell when passing 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 wird von einer Stützwalze 10 gegen die übertragungswalze gepreßt. Zwischen der Gegendruckwalze 9 und der übertragungswalze 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.In Fig. 1 a device according to the invention is within an impregnation system shown. The web-like material 1 to be impregnated, here coated in the example Paper is drawn off from a supply roll 2 and over take-off rollers 3 and guide rollers 4 of the impregnation device fed. The driven transfer roller 5 receives the liquid preparation 6 from a tub 7. The excess is wiped off by the squeegee 8. The counter-pressure roller is pressed against the transfer roller by a support roller 10 pressed. The paper to be impregnated is passed between the counter-pressure roller 9 and the transfer roller 5 and a spreader roller 11 to prevent wrinkling A sheet dryer 13 is fed via 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 sheet-like Material is then fed via deflection roller 16 to a web tension control device 17 (e.g. dancer roller), a pair of draw rollers 18 and further deflection rollers 19 of the reeling device 20.

Es ist möglich, eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Imprägniervorrichtungen hintereinander zu schalten, um entwederIt is possible to use a plurality of impregnation devices according to the invention to switch in series to either

copycopy

die Menge an Imprägnierungsmittel zu erhöhen oder in einem Arbeitsgang verschiedene Imprägnierungsmittel aufzubringen. Gegebenenfalls können zwischen den erfindungsgemäßen Imprägniervorrichtungen Zwischentrockner angebracht werden.to increase the amount of impregnation agent or to apply different impregnation agents in one operation. If necessary, between the impregnation devices according to the invention Intermediate dryers are attached.

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.In Fig. 2 is an embodiment of the device according to the invention shown according to area II of FIG. The tubular, inelastic core 21 is driven by shaft stubs 30 Transfer roller 5 has a rasterized on_ its surface Sheath 22 made of an elastically deformable material with a hardness in the range from 40 to 70 Shore A. The The driven transfer roller 5 receives the liquid preparation 6 from the tub 7. The over the surface of the Strips 28 of the jacket 22 sliding doctor blade 8 wipes off the excess liquid preparation. Under the pressure of the harder counter-pressure roller 9, the jacket 22 is deformed in the Area from position 23 via position 24 to position 25, the so-called pressure zone.

In Fig. 3 (Schnitt III - III) ist vergrößert ein Näpfchen 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 cell is shown enlarged when entering the pressure zone at point 23 of FIG. The well 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 one-sided coating 26, just in contact with it the jacket 22 of the transfer roller 5.

COPYCOPY

In Pig. 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 6¹)·In Pig. 4 (section IV - IV) the position of the cell 27 in the middle of the pressure zone at point 24 is shown. 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 ¹ ).

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 6'¹)/ bevorzugt aus der Oberfläche des bahnförmigen Materials 1.In Fig. 5 (section VV) the relieved cup 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, through the effect of which a small amount of the liquid preparation 6 flows back (arrows 6 ′ ¹ ) / preferably out of the surface of the web-like 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. Es 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 erreicht.In FIG. 6, the pressure profile within a cell in the area of the pressure zone from point 23 to point 25 is schematic shown. The pressure of the liquid preparation increases from the beginning of the pressure zone, position 23, to the middle, Place 24, and it reaches its maximum there. From point 24 to point 25, the internal pressure drops again, whereby shortly before position 25 a slight negative pressure can be set. Without wishing to restrict the invention to this, within the cells in the area of the zone of highest pressure corresponding to the applied line pressure maximum pressure of up to 30 bar.

Claims

Λ device for impregnating sheet material, in particular paper, with liquid preparations by means of a roller which transfers the liquid preparations and a counter-pressure roller between which the web-shaped material is guided, characterized in that the the roller which transfers the liquid preparations has an elastically deformable jacket in which a plurality is formed by cells in the manner of a grid, which has a depth of at least 50% of the grid division have and are separated from one another by elastically deformable webs, and wherein the counter-pressure roller against the transfer roller can be pressed with such a line pressure that the webs can be compressed in the pressure zone and the cells are deformable while reducing their volume.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the ratio in the rasterized lateral surface of the roller from web surface to cell surface is 7: 3 to 3: 7.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cup depth is 60 to 85% of the grid division amounts to.

4. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the web walls form an angle of 90 to 120 ° with the cup base.

5. 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, of 10 to 20 grids / cm .

6. 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 in connection with a filling doctor blade .