Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zum Befeuchten einer Papierbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei der Bearbeitung und Verarbeitung von Papierbahnen ist es häufig notwendig, die Papierbahn vor einem weiteren Bearbeitungsgang zu befeuchten. Insbesondere bei bedruckten und anschließend thermisch getrockneten Papierbahnen ist ein Rückbefeuchten notwendig.
Aus der DE 42 27 136 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anfeuchten eines bedruckten und anschließend thermisch getrockneten Bedruckstoffes bekannt, wobei nach dem Trocknen der Bedruckstoff mit Feuchtmittel benetzt wird, das gleichzeitig mit einer Feuchtmittelauftragswalze in den Bedruckstoff eingewalzt wird.
Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Feuchtmittelauftragswalze mit relativ hohem Druck in einem kleinem Bereich (annähernd Linienkraft) auf den Bedruckstoff einwirkt. Dies führt zu Verformungen des Bedruckstoffes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zum Befeuchten einer Papierbahn zu schaffen, welches bzw. welche die Papierbahn gleichmäßig und schonend ohne Einpreßwalzen und ohne Hochspannung durchfeuchtet bzw. durchfeuchten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren bzw. Vorrichtungen mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles der Ansprüche 1 und 7 gelöst.
In vorteilhafter Weise wird durch die Beaufschlagung des Feuchtmittels mit einer Gasdruckdifferenz, eine großflächig wirkende Krafteinwirkung erreicht. Die sich dadurch ergebende niedrige Flächenpressung vermeidet eine überbeanspruchung oder Verformung der Papierbahn. Besonders vorteilhaft ist, daß durch die großflächig wirkende Krafteinwirkung eine große Wirkdauer der einwirkenden Kraft erreicht wird. Dies hat eine Verstärkung des Diffusionsprozesses auch in tiefer liegende Faserschichten der Papierbahn zur Folge, da dieser Diffusionsprozeß unter anderem stark von der Wirkdauer abhängt.
Durch das mit geringen Flächenpressungen und langer Wirkdauer arbeitenden Verfahren wird eine sehr schonende Durchfeuchtung der Papierbahn erreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren und entsprechende Vorrichtungen sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden naher beschrieben.
Es zeigen
Eine bedruckte Papierbahn 1 durchläuft eine thermisch wirkende Trockenstation, wobei z. B. mit Heißluft die Oberfläche der Papierbahn 1 beblasen wird, so daß aus einer Druckfarbe Lösemittel verdunstet und mit der Heißluft abgeführt wird. Durch diese Heißluft wird auch die Papierbahn 1 aufgeheizt. Aufgrund eines niedrigen Wasserdampfpartialdruck in einer Atmosphäre der Trockenstation wird der Papierbahn 1 Feuchtigkeit entzogen, wodurch diese schrumpft. Der Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn 1 beträgt nach Durchlaufen der Trockenstation nur noch ca. 2 - 4 Gewichtsprozent. Infolge dieses geringen Restfeuchtigkeitsgehaltes der Papierbahn 1 ist die Papierbahn 1 relativ spröde und weist Maßabweichungen auf. Um die Papierbahn 1 für ihre Weiterverarbeitung (z. B. weiteres Bedrucken, Falzen, Schneiden oder Heften) aufzubereiten, wird dieser getrockneten Papierbahn 1 mittels eines Befeuchtungsverfahrens Feuchtmittel 2 zugeführt. Damit wird die Papierbahn 1 auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt gebracht.
Im vorliegenden Befeuchtungsverfahren wird einer ersten, z. B. oberen Seite 3 der Papierbahn 1 mittels eines Feuchtmittelauftragswerkes 4 Feuchtmittel 2 zugeführt. Als Feuchtmittel 2 kann Wasser oder mit Zusätzen, z. B. Tensiden, versetztes Wasser verwendet werden. Das Feuchtmittelauftragswerk 4 kann z. B. als an sich bekanntes Sprühauftragswerk, Bürstenauftragswerk oder Filmauftragswerk ausgeführt sein. Die mit Feuchtmittel 2 benetzte Papierbahn 1 wird einer Gasdruckdifferenz Delta P ausgesetzt, die eine flächige Krafteinwirkung auf das Feuchtmittel 2 in Richtung einer zweiten, z. B. unteren Seite 6 der Papierbahn 1 bewirkt.
Dies kann durch Beaufschlagen einer großen Fläche des Feuchtmittels 2 mit einem Überdruck P1, z. B. Blasluft, in Richtung der Papierbahn 1, durch Beaufschlagen der nicht mit Feuchtmittel 2 benetzten Seite 6 der Papierbahn 1 mit Unterdruck P2, z. B. Saugluft, oder aus einer Kombination von überdruck P1 und Unterdruck P2 erfolgen. Durch diese Gasdruckdifferenz Delta P zwischen Feuchtmittel 2 und Papierbahn 1 wird die Diffusion des Feuchtmittels 2 in die Papierbahn 1 unterstützt. Das Feuchtmittel 2 dringt in die Papierbahn 1 ein und erhöht den Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn 1.
Die Menge des in die Papierbahn 1 eindringenden Feuchtmittels 2 ist abhängig von der Durchlässigkeit der Papierbahn 1, der Größe der wirkenden Gasdruckdifferenz Delta P und der Zeitdauer der wirkenden Gasdruckdifferenz Delta P (d. h. Verhältnis von Länge der wirkenden Gasdruckdifferenz Delta P zu Bahngeschwindigkeit). Durch die Größe der wirkenden Gasdruckdifferenz Delta P, die wählbar sein kann, kann der Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn 1 festgelegt werden.
In einem ersten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 7 zur Durchführung dieses Verfahrens wird die Papierbahn 1 über eine Anzahl von Stützelementen, z. B. Leitwalzen 8, geführt. Unterhalb dieser Leitwalzen 8 ist ein zu der Papierbahn 1 zumindest teilweise offener, aber ansonsten geschlossener Saugkasten 9 angeordnet. Dieser Saugkasten 9 weist einen Anschluß 11 auf, der mit einer Unterdruckquelle verbunden ist. Mittels des Feuchtmittelauftragswerkes 4 wird der oberen Seite 3 der Papierbahn 1 filmartig Feuchtmittel 2 zugeführt. Das Filmauftragswerk 4 besteht aus einem Feuchtmittelbehälter 12, einem Feuchtmittelduktor 13 und einer Feuchtmittelauftragswalze 14. Der Feuchtmittelduktor 13 taucht in dem Feuchtmittelbehälter 12 und führt der Feuchtmittelauftragswalze 14 Feuchtmittel 2 zu, welche das Feuchtmittel 2 wiederum auf die obere Seite 3 der Papierbahn 1 aufträgt. Diese mit Feuchtmittel 2 benetzte Papierbahn 1 wird über die Leitwalzen 8 geführt, und der unter der Papierbahn 1 angeordnete Saugkasten 9 wird mit Unterdruck P2 beaufschlagt. Somit wirkt an der unteren Seite 6 der Papierbahn 1 eine flächige Unterdruckkraft 16. Diese Unterdruckkraft 16 wirkt durch die durchsaugende Papierbahn 1 auf das Feuchtmittel 2, wodurch dieses in die Papierbahn 1 eindringt.
Über diese Leitwalzen 8 können auch zum besseren Führen der Papierbahn 1 nicht dargestellte Bänder, die beispielsweise mit einer Vielzahl von Löchern versehen sind, geführt werden.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 17 zur Durchführung des beschriebenen Befeuchtungsverfahrens wird die Papierbahn 1 über eine Saugwalze 18 geführt. Diese Saugwalze 18 weist einen durchsaugenden, beispielsweise mit Bohrungen 19 versehenen, oder aus porösem Material (z. B. Keramik) bestehenden, drehbaren Mantel 21 auf. Dieser Mantel 21 wird z. B. in Umfangsrichtung über einen Winkel Alpha = ca. 160° und axial über eine der Papierbahnbreite angepaßten Breite b mit Unterdruck beaufschlagt. Dies erfolgt mittels einer innerhalb des Mantels 21 angeordneten, feststehenden Saugkammer 22, die mit einer Unterdruckquelle verbunden ist. Im Bereich der Saugkammer 22 umschlingt die Papierbahn 1 die Saugwalze 18 über einen Umschlingungswinkel Beta, der gleich oder größer als der Winkel Alpha der Saugkammer 22 ist und diesen überdeckt.