Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren und Trocknen einer durchlaufenden Papierbahn mit einem in Wasser gelösten Harnstoffharz, wobei auf die Papierbahn das Harnstoffharz in dosierter Menge aufgetragen wird, die Papierbahn in einem Trockner durch erwärmte Luft schwebend geführt und auf eine vorbestimmte Restfeuchte getrocknet wird, wobei mindestens ein Teil der Luft im Kreislauf gefahren wird, eine Temperatur der Papierbahn bestimmt wird und die Trocknung durch Verändern von Trocknungsparametern in einer Vielzahl unterschiedlicher Trocknungszonen geregelt wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Solche imprägnierten Papierbahnen sind an sich bekannt und werden z.B. als Möbelfolien oder für Fußbodenlaminat verwendet. Hierbei werden hohe Anforderungen an die Qualität gestellt. Daher werden bisher in der Praxis überwiegend teure Melaminharze zum Impräg- nieren verwendet.

Hierbei werden die Dekorpapiere mit dem Melaminharz getränkt und mit Warmluft getrocknet. Beim Verpressen unter Hitze und Druck mit dem Substrat, z.B. einer Spanplatte, bewirkt das Melaminharz, dass die Oberfläche kratzfest ist und dass ein sicheres Verkleben des Dekorpapiers mit dem Substrat gegeben ist. Um Kosten zu sparen, kann für ein erstes Imprägnieren das wesentlich preiswertere Harnstoffharz verwendet werden. Dann muss die imprägnierte Bahn beidseitig mit Melaminharz beschichtet werden, um die verlangten Oberflächeneigenschaften des Laminates zu erzielen und um die Verklebung mit der Patte zu gewährleisten .

Bei den üblichen Trocknungsverfahren ist ein Verkleben der mit reinem Harnstoffharz imprägnierten Bahn mit dem Substrat nicht möglich .

Aus der EP 966 641 A1 ist ein Verfahren zum Imprägnieren und Trocknen einer Papierbahn bekannt, bei dem ein Sollauftrag mit Melaminharz anhand von gemessenen Werten der Flächengewichte geregelt wird. Die Trocknung erfolgt mittels erwärmter Luft und wird anhand einer Endfeuchte der imprägnierten Papierbahn geregelt.

Es ist wünschenswert, beim Imprägnieren von Papierbahnen das Melaminharz weitgehend durch wesentlich preiswerteres Harnstoffharz zu ersetzen.

Die WO 2008/134823 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von imprägniertem Papier, bei dem zum Imprägnieren ein Harnstoffharz verwendet wird. Die Trocknung erfolgt mittels nahen Infrarot- Strahlen, wobei ein Vernetzen des Harzes weitgehend vermieden wird. Die geringe Vernetzung erlaubt beim Verpressen der mit dem Harnstoffharz imprägnierten Folie mit dem Substrat, dass ein sicheres Verkleben erfolgt. Ein Nachteil des Verfahrens ist, dass die geforderte Betriebssicherheit nicht gegeben ist. Weiter wird teure elektri- sehe Energie benötigt. Bei bunten Dekoren werden Stellen mit verschiedenen Farben wegen der unterschiedlichen Absorption und Reflexion unterschiedlich getrocknet, so dass die Bahn insgesamt ungleichmäßige Feuchte aufweist.

Es ist daher eine erste Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die geforderte Betriebssicherheit aufweist, wobei die Vernetzung des Harnstoffharzes weit- gehend verhindert wird, und das bei günstigen Energiekosten eine gleichmäßige Trocknung auch bei allen Varianten des Dekors gewährleistet.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die erste Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Temperatur der Papierbahn wird in jeder der Trocknungszonen separat bestimmt und geregelt, und für jede der Trocknungszonen werden eine Menge und/oder eine Temperatur der Umluft so geregelt, dass die Temperatur der Papierbahn maximal 99°C, bevorzugt maximal 80°C bis 85°C beträgt. Auf diese Weise wird sicher erreicht, dass in keiner der Trocknungszonen die für Harnstoffharz kritische Temperatur überschritten und trotzdem der geforderte Trocknungs- grad sehr gleichmäßig erzielt wird. Insbesondere wird eine Vernetzung des Harnstoffharzes weitgehend verhindert, so dass beim späteren Laminieren ein festes Verkleben mit z.B. einer Platte gewährleistet ist. Daher kann entgegen der bisherigen Praxis das wesentlich preiswertere Harnstoffharz eingesetzt werden. Maßgeblich ist hierfür das Verhindern der Vernetzung.

Abluft wird aus einer ersten der Trocknungszonen abgezogen und Frischluft einer letzten der Trocknungszonen zugeführt (Richtungsangaben, Positionen und Ähnliches beziehen sich in dieser Anmeldung immer auf eine Transportrichtung der Papierbahn). Dies bewirkt, dass jede der Trocknungszonen von einer möglichst großen Menge an Frischluft bei gleichzeitig möglichst geringer Abluftmenge durchströmt wird. Die Regelung der Menge und/oder der Temperatur der Umluft in Abhängigkeit von der Temperatur der Papierbahn ermöglicht eine hohe Temperatur in einer in Transportrichtung der Papierbahn ersten der Trocknungszonen bei gleichzeitig hoher Umwälzmenge. Hierbei kann keine oder nur wenig Luft in die nächste Trocknungszone gelangen, in der eine niedrigere Temperatur vorherrscht. Daher lässt sich die maximale Temperatur der Papierbahn sicher einhalten, wobei hohe Verdampfungs- leistungen besonders in der ersten Trocknungszone erzielt werden können. Insgesamt lassen sich in den Trocknungszonen von hoch nach tief gestufte Temperaturen ohne nennenswerte gegenseitige Beeinflussung einstellen, so dass eine insgesamt hohe Verdampfungsrate trotz der niedrigen Temperatur der Papierbahn erzielt werden kann. Insbesondere wird verhindert, dass Luft von einer Trocknungszone mit höherer Temperatur und hohem Wassergehalt in eine benachbarte nachfolgende Trocknungszone mit niedrigerer Temperatur strömt und so zu einer unzulässig hohen Temperatur der Papierbahn führt.

Das Harnstoffharz hat den zusätzlichen Vorteil, dass es dünnflüssig ist und daher besser und schneller in die Papierbahn imprägniert. Daher ist das Imprägnieren vereinfacht.

Weiterhin ist die mit Harnstoffharz imprägnierte und anschließend getrocknete Papierbahn bedruckbar, so dass kurzfristig ein Druckdekor geändert werden kann, ohne einen Wechsel einer Vorratsrolle der Papierbahn vornehmen zu müssen. Die Vorratshaltung für Papierbahnen wird dadurch stark vereinfacht.

Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.

In einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Frischluft mittels der Abluft in einem Wärmetauscher vorgewärmt. Hierdurch wird der Energieverbrauch der Trocknung gesenkt.

In einer weiteren Ausgestaltung wird ein unkontrolliertes Eindringen von Umgebungsluft in den Trockner so weit wie technisch sinnvoll verhindert; hierfür sind entsprechende Sperr- schleusen am Einlauf und am Auslauf der Papierbahn in den Trockner angeordnet, die z.B. mit Sperrluft beaufschlagt werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Frischluft weitgehend nur in die letzte der Trocknungszonen eintritt.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die Luft direkt mittels brennbarem Gas beheizt, wobei hierbei entstehende Verbrennungsgase mit aus einer zugehörigen der Trocknungsstufen abgezogenen Luft vermischt und dann dieser Trocknungsstufe als Heizgas zugeführt werden. Hierbei ist jeder Trocknungsstufe ein eigener Brenner zugeordnet. Die Vermischung und somit die Kühlung der Verbrennungsgase mit der Luft aus den Trocknungsstufen bewirkt eine starke Reduzierung der Abluft des Trockners; es muss weniger Frischluft aufgeheizt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Luft in dem Trockner eine relative Feuchte von maximal 10 %, vorzugsweise maximal 5 % auf. Hierdurch ergibt sich eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit der Luft und daher eine schonende und schnelle Trocknung. In einer weiteren Ausgestaltung beträgt die Temperatur der Luft in der ersten Trocknungsstufe 120°C bis 300°C, vorzugsweise 150°C bis 200°C, und in der letzten Trocknungsstufe 60°C bis 100°C, vorzugsweise 70°C bis 90°C. In den Trocknungsstufen zwischen der ersten und der letzten wird die Temperatur der Luft auf Werte zwischen der in der ersten und der in der letzten Trocknungsstufe eingestellt, wobei die Temperatur von einer der Trocknungsstufen zu der nächsten in Transportrichtung der Papierbahn stufenweise verringert ist. Auf diese Weise ergibt sich für jede Trocknungsstufe eine möglichst hohe Verdampfungsleistung, ohne dass die zulässige Temperatur der Papierbahn überschritten wird.

In einer weiteren Ausgestaltung wird nach dem Trocknen ein Melaminharz auf die Papier- bahn aufgetragen. Hierdurch wird eine qualitativ höherwertige Oberfläche der fertig beschichteten Papierbahn erzielt. Diese genügt weitgehend den Anforderungen einer mit ausschließlich Melaminharz imprägnierte und/oder beschichtete Papierbahn, wobei aber mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Herstellungskosten erheblich reduziert sind.

Die zweite Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Es gilt das für das Ver- fahren Gesagte entsprechend.

Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein Schema einer Vorrichtung zum Imprägnieren und Trocknen einer durchlaufenden

Papierbahn und

Figur 2 ein Schema einer gasbeheizten Trocknungszone.

We aus der Figur 1 ersichtlich umfasst eine Vorrichtung zum Imprägnieren und Trocknen einer durchlaufenden Papierbahn 1 eine erste Auftragsvorrichtung 2 zum dosierten Auftragen von Harnstoffharz und einen Trockner 3. Dem Trockner 3 ist vorzugsweise ein Wckler 4 zum Aufwickeln der imprägnierten Papierbahn 1 nachgeschaltet, deren Transport in Richtung entsprechend dem Pfeil 5 erfolgt.

Die erste Auftragsvorrichtung 2 umfasst eine Antragswalze 6, Umlenkwalzen 7 sowie nicht dargestellte Mittel zum Zuführen des Harnstoffharzes.

Der Trockner 3 ist baukastenartig aus hier vier im wesentlichen gleichartig aufgebauten Trocknungszonen 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 aufgebaut und von einem Gehäuse umschlossen. Zwischen benachbarten der Trocknungszonen 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 ist jeweils eine Trennwand angeordnet.

Jede der Trocknungszonen 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 umfasst, wie aus der Figur 2 besonders deutlich wird, einen Umluftventilator 8, Düsenkästen 9, die unterhalb und oberhalb der Papierbahn 1 zum Aufblasen von als Umluft geführter Luft auf die Papierbahn 1 angeordnet sind, Mittel zum Erwärmen der Umluft sowie Kanäle oder Leitungen zum Leiten der Umluft. In jeder Trocknungszone 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 ist eine Messvorrichtung 10 so angeordnet, dass eine Temperatur der Papierbahn 1 in einem hinteren Bereich der Trocknungszone 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 bestimmbar ist. Die Messvorrichtung 10 umfasst z.B. einen berührungslos arbeitenden Infrarot- Sensor. Der Umluftventilator 8 ist in einem Saugraum 11 innerhalb der Trocknungszone 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 angeordnet und druckseitig mittels Kanälen an die Düsenkästen 9 angeschlossen.

Die Mittel zum Erwärmen der Umluft umfassen einen Gasbrenner 12 mit einem Brennerrohr 13 und einem Brennerluftventilator 14, einen Mischluftventilator 15 und verbindende Luft- kanäle. Der Mischluftventilator 15 ist saugseitig an den Saugraum 1 1 und druckseitig an das Brennerrohr 13 angeschlossen. Ein Auslass des Brennerrohrs 13 ist so an den Saugraum11 angeschlossen, dass im Betrieb ein Vermischen der von dem Mischluftventilator 15 abgesaugten Umluft mit der aus dem Auslass des Brennerrohrs 13 in den Saugraum 11 eingeleiteten erwärmten Umluft ausgeschlossen ist.

Alternativ umfassen die Mittel zum Erwärmen der Umluft einen nicht dargestellten ersten Wärmetauscher, der der Saugseite des Umluftventilators 8 zugeordnet und mit Heizmedium wie Thermoöl oder Dampf beaufschlagbar ist.

Einem Einlauf der Papierbahn 1 in die erste Trocknungszone 3.1 und einem Auslauf aus der letzten Trocknungszone 3.4 ist jeweils eine Sperrschleuse 16 zugeordnet. Jede der Sperr- schleusen 16 ist separat mit Frischluft so beaufschlagbar, dass ein ungewolltes Eindringen von Umgebungsluft in und ein Austreten von Luft aus dem Trockner 3 weitestgehend vermieden wird.

An der ersten Trocknungszone 3.1. ist an dem Gehäuse eine Abluftleitung 17 angeschlossen, die hinter einem zweiten Wärmetauscher 18 in einen Kamin übergeht. An den zweiten Wärmetauscher 18 ist weiterhin eine Frischluftleitung 19 angeschlossen, die in die letzte Trocknungszone 3.4 führt. Zur Druckerhöhung ist in die Frischluftleitung 19 ein Frischluftventilator 20 integriert.

Im Betrieb wird die Papierbahn 1 von einer Vorratsrolle 21 abgezogen und durch die erste Auftragsvorrichtung 2 geleitet. Hier wird wie bekannt das Harnstoffharz in wässriger Lösung gleichmäßig auf die Papierbahn 1 verteilt und zu einem vorbestimmten Flächengewicht von z.B. 50 g Harnstoffharz- Trockenmasse pro m ² dosiert. Das Harnstoffharz imprägniert in die Papierbahn 1 , so dass diese gleichmäßig durchtränkt ist. Die imprägnierte Papierbahn 1 wird dann dem Trockner 3 zugeführt, in diesem schwebend in der Transportrichtung transportiert und auf eine vorbestimmte Restfeuchte von z.B. 7 % getrocknet. Hierfür wird die Papierbahn 1 in den Trocknungszonen 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 mit erwärmter Umluft beaufschlagt.

In jeder der Trocknungszonen 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 wird die Umluft mittels des zugeordneten Umluftventilators 8 im Kreislauf gefördert. Hierbei wird die Umluft aus dem Saugraum 1 1 abgezogen, mittels der Brennerabgase des Gasbrenners 12 erwärmt, durch den Umluftventilator 8 in die Düsenkästen 9 gefördert und aus diesen so auf die Papierbahn 1 geblasen, dass diese in Schwebe gehalten wird. Die Brennerabgase werden zu ihrer Abküh- lung mit Luft aus der Trocknungszone 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 vermischt, wobei die Luft mittels des Mischluftventilators 15 aus der zugehörigen Trocknungszone 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 abgezogen und in das Brennerrohr 13 eingeleitet wird. Die so erzeugte Gasmischung wird als erwärmte Luft zum Erwärmen der Umluft in die Saugzone 1 1 in den unmittelbaren Saugbereich des Umluftventilators 8 geleitet. Die erwärmte Luft wird also direkt der Saugseite des Umluft- Ventilators 8 so zugeführt, dass eine weitere Vermischung mit der von dem Mischluftventilator 15 abgezogenen Luft zu verhindert wird.

In den Trocknungszonen 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 ist die Umluft so eingestellt, dass sie eine niedrige relative Feuchte von weniger als 5 % aufweist. Da in allen Trocknungszonen 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 die Temperatur der Papierbahn 1 auf 80°C geregelt wird, ergibt sich bei hoher Wasser- Verdampfung eine möglichst hohe Temperatur der Umluft und somit für alle Trocknungszonen 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 eine niedrige relative Feuchte. Die Menge der Frischluft wird in dem zweiten Wärmetauscher 18 durch die Abluft aus der ersten Trocknungszone 3.1 vorgewärmt und mittels des Frischluftventilators 20 und der Frischluftleitung in die letzte Trocknungszone 3.4 geleitet.

Die Abluft wird mittels der Abluftleitung 17 aus der ersten Trocknungszone 3.1 abgeleitet, in dem Wärmetauscher 18 abgekühlt und - gegebenenfalls nach einer Behandlung - durch einen Kamin ins Freie geleitet. Eine Menge der Abluft und damit auch eine Menge der Frischluft wird wie bekannt entsprechend den Prozessbedingungen vorgegeben und geregelt.

Am Ende jeder Trocknungszone 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 wird mittels der Messvorrichtung die Temperatur der Papierbahn 1 bestimmt. Für jede Trocknungszone 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 wird die Temperatur und/oder die Menge der Luft (Umluft) so geregelt, dass die Temperatur der Papierbahn 1 80°C beträgt. Die Temperatur der Luft ist in der ersten Trocknungszone 3.1 mit z.B. 180°C am höchsten und fällt dann stufenweise ab z.B. auf 1 10°C in der zweiten 3.2, 90°C in der dritten 3.3 und 80° in der letzten Trocknungszone 3.4. Auf diese Weise wird sicher verhindert, dass das Harnstoffharz zu stark vernetzt.

Weitere Messsonden sowie Regelkreise können angeordnet sein, wobei die Temperatur der Papierbahn 1 als übergeordnete Leitgröße bestimmend ist.

Nach dem Trocknen wird die imprägnierte Papierbahn 1 in dem Wickler 4 zu einer Rolle gewickelt.

Alternativ wird die Papierbahn 1 mittels eines Querschneiders zu Bogen geschnitten.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Trockner 3 und dem Wckler 4 ein nicht dargestellter Drucker angeordnet, der im Betrieb eine Seite der imprägnierten Papierbahn 1 mit einem Dekor bedruckt.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Trockner 3 und dem Wckler 4 oder zwischen dem Drucker und dem Wckler 4 eine zweite Auftragsvorrichtung angeordnet, die im Betrieb auf die gegebenenfalls bedruckte Seite Melaminharz in bekannter Weise aufträgt und dosiert. Die Schicht aus Melaminharz wird anschließend in eine weiteren Trockenvorrichtung getrocknet, wobei eine Temperatur der Papierbahn von maximal 99° eingehalten wird.

Bezugszeichenliste

1 Papierbahn 12 Gasbrenner

2 Auftragsvorrichtung 13 Brennerrohr

3 Trockner 14 Brennerluftventilator

4 Wickler 15 Mischluftventilator

5 Pfeil (Transportrichtung) 16 Sperrschleuse

6 Antragswalze 17 Abluftleitung

7 Umlenkwalze 18 zweiter Wärmetauscher

8 Umluftventilator 19 Frischluftleitung

9 Düsenkasten 20 Frischluftventilator

10 Messvorrichtung 21 Vorratsrolle

11 Saugraum