CN101146955A - 向宽阔高速纸幅上涂敷一种材料的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于在生产过程中向卷烟纸上涂敷材料的高速设备(2)，所述设备使用至少两个可独立操作的运动孔口装置(10、10′)，每个运动孔口装置装置被定位成在一长网线(6)的干燥端向一纸幅(22)上沉积水平的材料条带。所产生的纸幅可被切割成多条纸幅，每条纸幅具有对应于运动孔口装置有效宽度的宽度。所述设备可在香烟制造过程中，同时生产用于包装香烟的有条带纸和无条带纸。

Description

向宽阔高速纸幅上涂敷一种材料的方法及设备
背景技术
本发明涉及用于向基底纸幅上涂敷一种预定图案的附加材料的方法和设备，该附加材料优选地呈带状，且更特别地涉及一种高速方法和设备，用于生产具有附加材料带状区域的卷烟纸。
发明内容
公开一种用于高速生产纸幅的方法和设备，该纸幅具有附加材料的带状区域，更特别地，该纸幅为具有附加纤维质材料条带添加于其上的卷烟纸。该方法包括以下步骤：制备由纤维材料和液体组成的第一浆体，并将该浆体输送到造纸机的运动长网线上，并且从该第一浆体排出液体，以便形成以第一标称线速度前进的纤维纸幅。制备由附加材料组成的第二浆体，并输送到多个分配装置的至少其中之一上，每个分配装置具有移动带，该移动带上具有一个或更多孔口。移动带如此移动，以使其沿纸幅移动方向的速度分量与纸幅标称线速度基本上相同。第二浆体作为横向条带经由该孔口被沉积在该纸幅上，每个条带的长度对应于相关分配装置投影到纸幅横向尺寸上的宽度。干燥之后，纸幅可被分割或分裂成两个或更多更窄的纸幅，以备随后使用。可对干燥纸幅的横向条带进行光学检验，以评价其宽度和间隔特性，以致分配装置的操作可被动态调节，以便在纸幅上提供横向条带的均匀宽度和间隔。
所公开的设备包括至少两个敷料器，用于向纸幅上涂敷一种图案的附加材料，该纸幅由造纸机来生产。每个敷料器被定位成与纸幅运动方向呈一角度，以致每个敷料器覆盖着纸幅宽度的一个相应部分。每个敷料器还包括一个可移动的连续传送带，以便调节附加材料容器与纸幅顶部之间的传递。敷料器的连续传送带可使其平行于纸幅表面并沿纸幅运动方向的速度分量对应于纸幅运动的线速度，且每个孔口将一横向条带沉积到纸幅上。该设备还包括用于选择性地操作每个敷料器的装置，以致条带的图案可施加到整个纸幅宽度上或施加到其宽度的一部分上。
附图说明
图1是根据一优选实施例构造的造纸机的示意图；
图2是根据该优选实施例方法和设备构造的纸张的透视图；
图3是由图2纸张构造的香烟的透视图；
图4是根据该优选实施例构造的移动孔口敷料器的侧视图；
图5是图4敷料器的一个分解透视图；
图6是沿图5中双箭头B--B方向观察时，敷料器跟踪控制系统的俯视平面图；
图7是沿图4中线VII--VII剖切的腔体箱的横剖视图；
图8是图4所示敷料器的循环传送带的详细透视图；且
图9是图4敷料器腔体箱一个可选实施例的详细局部剖视图。
具体实施方式
现有的造纸机设施不具有同样的比例、尺寸、运行速度等等。要使用这样的机器来制造有条带的卷烟纸，涂敷条带的设备必须适合现有的物理装置，以避免重大的额外投资。此外，还存在需要卷烟纸机器来既生产有条带纸又生产无条带纸的情况。当运动的孔口装置将附加材料涂敷到纸幅上时，对于较宽的机器，敷料器偏斜角变小，这要求敷料器在可能几倍于造纸机标称线速度的速度下工作。当造纸机在7.5米/秒(1500英尺/分)和更高的速度下工作时，对于敷料器的速度要求可能导致条带宽度的不均匀性，以及条带间隔的不均匀性。此外，目前用于条带纸的纸检验技术通常发生在已完成造纸操作之后。
参见图1，一优选实施例包括一台可操作以制造有条带纸3(见图2)的制造卷烟纸的机器2，该有条带纸3具有彼此隔开的均匀宽度的条带5。这样的有条带纸3可用在香烟(见图3)的生产中，其中该条带5包括设计用于自动熄灭香烟的区域。该造纸机2(图1)优选地包括一个可操作地位于长网线(Fourdrinier wire)6一端的网前箱(headbox)4，制备一原料浆体，并输送到诸如收集器8的原料浆体源，该原料浆体源与网前箱4相联通。该机器2还包括至少两个诸如运动孔口敷料器10、10′的分配装置，该分配装置可操作地与诸如日槽(daytank)12的已制备的附加浆体源相联通。
网前箱4可为一种在造纸工业中典型地使用的网前箱，用于向长网线6上敷设纤维质纸浆。在通常情况下，网前箱4通过多个管道14与收集器8相联通。优选地，来自收集器8的原料构成一种精细纤维质纸浆，比如精细亚麻或木质纸浆，正如卷烟纸制造行业中的通常作法那样。该纸浆通常构成水、纤维以及添加剂的混合物，该添加剂包括诸如白垩的填充物。
该长网线6沿纵向行进，具有横穿该纵向的宽度，并在通常恒定的标称线速度下工作。来自收集器8的第一浆体经由网前箱4传递到运动的长网线6上。
长网线6沿着图1中箭头16的大致方向的路径携带着来自网前箱4的已敷设的浆状纸浆。当长网线6前进时，液态水在重力作用下经由长网线6从纸浆中排出，以形成纤维纸幅。真空箱18可设置在沿长网线6的某些位置上，以协助从浆体中除去水分，正如卷烟纸制造领域中的既定作法那样。在沿长网线6的某些点上，足够多的水分已从基体纸浆中排出和/或去除，以形成通常所谓的干燥线20。在干燥线20处，浆体的纹理从一种光滑、多水的外观转变成一种更接近成品基底纸幅的表面外观(但呈潮湿状态)。在干燥线20附近，纸浆材料的水分约为85-90％，该值可依工作条件等而变化。纸幅22的表面一般为平面形，并由长网线6支持。
在干燥线20的下游，基底纸幅22在伏辊24处与长网线6分离。从此，长网线6在其循环路径的返回环路上继续行进。在伏辊24之外，基底纸幅22继续行进，穿过包括干燥段27的造纸系统其余部分，该干燥段27进一步干燥和挤压基底纸幅22，并将其表面调节至所期望的最终水分含量和纹理。这样的干燥设备在造纸领域中是众所周知的，且可包括干燥毛布26等。
在造纸机的末端配置有合适的常规卷绕装置28、29，用于将纸收集到卷轴上，以备后续加工和/或使用。这样的卷绕装置28、29在造纸领域中是众所周知的。
在造纸过程中，有时期望在纸幅干燥之前向纸幅上施加一种图案，以使图案成为纸幅本身的一部分，而非一种诸如印刷的表面处理。一种优选的图案包括位于基底纸幅上的多个均匀间隔的横向条带。该条带可例如包括一附加材料，用于影响所得纸幅的可燃性。用于实现香烟自动熄灭的材料成为这种图案的备选材料。
目前用于制造卷烟纸的造纸设备在许多方面有所不同。仅举数例，造纸机可在长网线6的横向宽度、长网线6的标称速度、网前箱4与伏辊24的纵向间距、干燥线20与伏辊24的纵向间距等方面不同。例如，造纸设备可具有从小于3米到大于5米范围的线宽。类似地，机器可具有在小于120米/秒(400英尺/秒)至大于450米/秒(1500英尺/秒)的线速度下工作的长网线。对于本描述来说，大于3米的宽度被认为是宽的，且超过150米/秒(500英尺/分)的线速度被认为是高速度。
用于在造纸机的湿端向纸幅上涂敷附加材料图案的工艺和设备优选地适于同现有机器设施的特质相适应。为了向宽阔高速造纸机上涂敷附加材料，使用多个分配装置，该分配装置在横跨基底纸幅的区域涂敷一种条带图案。每个分配装置可包括用于涂敷附加材料的运动孔口敷料器的功能部件，该敷料器在1999年12月7日授权的共同转让给Gautam等人的US 5997 691中有描述，该专利文献被结合在此以供参考。
参见图1，在干燥线20与伏辊24之间配备有两个或更多敷料器，比如运动孔口敷料器10、10′，以便向纸幅22上涂敷独立的附加材料图案。每个敷料器可操作以向纸幅宽度的相应部分上施加该图案。敷料器10、10′可如图所示彼此平行且偏移。如果需要适应造纸机现场现有的障碍，敷料器10、10′也可沿长网线6的纵向彼此偏移。如果需要的话，敷料器10、10′可相对于机器的纵向位于相同或不同的角度。
由于这样的运动孔口敷料器10、10′的所需长度是以下的函数：(i)纸幅宽度、(ii)造纸机纵向速度以及(iii)敷料器与纸幅沿长网线行进的纵向之间夹角，因而多个敷料器的使用使得沿长网线的所需物理长度减小了所用敷料器数量的倒数倍。因而，可使用多个敷料器来消除在其它情况下可能由上述造纸机物理特性所施加的限制。
敷料器偏斜角可定义为长网线运动的纵向与运动孔口装置传送带运动的倾斜方向之间所成的锐角。可选地，敷料器偏斜角可定义为机器纵向与运动孔口传送带边缘所工作的平面之间所成锐角的余角。对于较低的敷料器偏斜角数值，运动孔口传送带的线速度成为长网线标称线速度的若干倍。例如，在30°的敷料器偏斜角情况下，传送带速度是标称线速度的两倍；对于大约19.5°的敷料器偏斜角，传送带速度是标称线速度的三倍；而对于大约14.5°的敷料器偏斜角，传送带速度是标称线速度的四倍。高速造纸机设备在420米/秒至450米/秒(1400英尺/秒至1500英尺/秒)的标称线速度下工作。在较低的敷料器偏斜角所需的带速情况下，附加材料的流体力学特性和敷料器工作的物理局限性可能相结合，在沉积图案中造成飞溅和/或不充分均匀性。可采用多个敷料器10、10′，以使每个敷料器的敷料器偏斜角得以增加，从而将带速降低至可接受的水平，从而避免飞溅，并使沉积图案均匀。
而且，在敷料器10、10′可选择性地工作的情况下，即，它们可同时使用、单独使用或关闭，该造纸操作可产生横跨纸幅的有条带图案、仅存在于纸幅一部分上的有条带图案、或横跨纸幅的无条带纸。例如，在同时需要有条带纸和无条带纸来生产香烟的情况下，可通过使敷料器10、10′其中之一工作而另一敷料器空闲来操作造纸机2。以此方式，所产生的香烟包装纸产品的一半有条带，而另一半无条带。
现将描述该运动孔口敷料器10的细节。本领域的普通技术人员将认识到，除了长度可能不同之外，每个附加的运动孔口敷料器10′大体上是相同的。现在同时参照图1和图4，来自日槽12的附加浆体被输送到运动孔口敷料器10。优选地，该运动孔口敷料器10包括一个细长的腔体箱30，用于形成一个附加浆体的容器，该容器与长网线6的路径16呈倾斜交叉的关系。该容器接收来自日槽12的附加浆体。该运动孔口敷料器10还包括一个循环的连续有孔钢带32，其路径被引导绕过位于敷料器下游端的主动轮34、位于运动孔口敷料器10最高点的导向轮36以及位于腔体箱30上游端(即位于主动轮34相反侧)的从动轮38。上游和下游是相对于长网线6和纸幅22的运动来观察的。
循环传送带32穿过腔体箱30的底部，并在其离开腔体箱30时，传送带32穿过清洁箱42。然后，传送带32朝向主动轮34移动，并在其曲折循环路径的剩余部分上继续行进。
传送带32(见图8)优选地具有多个沿其长度均匀间隔的孔口。当传送带32的每个穿孔或孔口44(图8)穿过腔体箱30的底部时，孔口44与形成在腔体箱30中的附加浆体容器相连通。此时，当孔口44横穿腔体箱30的长度时，附加浆体流40(图4)从孔口44排出。该排泄流40打击在基底纸幅22上，该基底纸幅22在运动孔口敷料器10之下穿行，从而在基底纸幅22上提供或产生一种附加(额外)材料横向条带。从一种布局到另一种布局，传送带32的工作速度各不相同，但举例来说，当长网线在大约500英尺/分钟的速度下运动，且腔体箱30相对于长网线方向以27°的偏斜角定向时，传送带32在大约1111英尺/分钟的速度下被驱动。孔口44沿传送带32的间隔与传送带32的工作速度被如此选择，以致在运动孔口的涂敷工作中，多个浆体流40、40′同时从腔体箱30的下面流出。由于运动孔口敷料器相对于基底纸幅22的路径16的倾斜定向，以及长网线6与循环传送带32的相对速度，附加材料的每个浆体流40将在基底纸幅22上产生一附加材料条带，其中该条带具有对应于运动孔口敷料器10工作长度的长度。该工作长度是沿长网线6横向的长度，该孔口44可通过该长度沉积附加材料。在上述速度和角度下，该运动孔口敷料器10将重复地产生或沉积附加材料的横向条带，该条带垂直于基底纸幅22的纵向边缘而定向，并沿该纸幅22彼此均匀地间隔开来。多个敷料器10、10′相结合，可操作以在长网线6的大致整个宽度上沉积彼此对齐的或彼此偏移的条带。如果需要的话，可改变该角度和/或相对速度，以产生与基底纸幅22边缘呈倾斜角度的条带。
当传送带32离开腔体箱30后，在清洁站42处，每个孔口44附近的传送带32区域所携带的附加浆体被清洗掉。然后传送带32以及每个相关的孔口沿着循环传送带32的环路继续前进，重新进入腔体箱30，以便重复向基底纸幅22上涂敷条带。
特别地参见图1，运动孔口敷料器10优选地在干燥线20下游一个位置处与长网线6倾斜地相交，在该位置处基底纸幅22的状况应当使它可接受附加材料，而不会使附加材料本身在局部基底纸幅浆体中散布得太薄。敷料器10在纸幅22之上均匀地间隔，以致从孔口44流出的附加材料流40、40′在敷料器10与纸幅22平坦的上表面之间落下相同的距离。在敷料器10的该位置处，基底纸幅22保持足够的水分含量(大约达85％-90％)，以允许附加浆体渗透(或形成氢键结合)到足以将附加材料粘结和结合到基底纸幅22上的程度。
优选地，一个位于运动孔口敷料器10腔体箱30之下的真空箱19与该敷料器共同延伸，为长网线6提供局部支撑，并有利于附加浆体与基底纸幅22的粘结/结合。真空箱19是根据造纸工业中通常采用的设计来构造的(例如那些真空箱18)。真空箱19工作在相对适度的真空水平，优选地工作在大约60英寸水柱或更低的水平。可选地，附加真空箱18′可位于运动孔口敷料器10的下游，以便去除可能由附加浆体带来的附加水量。已发现，从附加材料中去除大量水分发生在伏辊24处，在该处施加有大约560mm至640mm(22至25英寸)汞柱的真空度。
运动孔口敷料器10以恰当的常规方式在长网线6之上被支撑到位，以使运动孔口敷料器10可连贯地下降到长网线6之上所期望的位置，优选地使得腔体箱30的底部与长网线6上的纸幅22具有大约一至二英寸的间隙，优选地具有小于40mm(1.5英寸)的间隙。
优选地，腔体箱30具有选定的长度，以使腔体箱30覆盖着纸幅22宽度的一部分，该长度是沿造纸机横向来测得的。该多个敷料器10、10′被如此布置，以使它们各自腔体箱30的相邻端部位于纸幅22中一个共同的纵向线之上，以致相邻敷料器10、10′的横向条带不会重叠。敷料器10、10′还被如此布置，以使与相应纸幅边缘相邻的敷料器最外端延伸超出基底纸幅22的边缘。当有三个或更多敷料器时，最外面的敷料器的边缘与纸幅边缘具有重叠关系。内部敷料器的端部可沿横贯基底纸幅的横向重叠或不重叠。在纸幅边缘处腔体箱30的超延伸保证了当浆体流40横贯基底纸幅22沉积附加材料时，在腔体箱30端部存在或产生的任何流体不连续性不会影响排泄流40。通过这种布置，从腔体箱30端部流出的任何误喷溅发生在基底纸幅22边缘部分之上，该部分在伏辊24处或其周围被修剪掉。类似地，横穿基底纸幅的重叠或不重叠的条带可被修整，以提供均匀条带纸的连续卷筒。
运动孔口敷料器10、10′的垂直支撑框架可绕另一个转动，以便调节敷料器10、10′相对于长网线6的敷料器偏斜角。然而，优选的做法包括固定该垂直支撑框架，而仅调节循环传送带32的速度，以响应造纸机2工作条件的变化。
腔体箱30在沿腔体箱30彼此间隔的位置处接收来自日槽12的附加浆体。腔体箱30的容器也可包括多个呈直线布置的隔室，循环传送带32穿过这些隔室。优选地，通过流动分配系统60、压力监视系统62和可编程逻辑控制器64的相互作用来保持沿腔体箱30长度均匀的压力，以致传送带32的泵送作用以及沿腔体箱30长度的其它流动扰动得以局部地和连续地补偿，以便在腔体箱30的整个长度上实现所期望的压力均匀性。主循环泵15将附加浆体从日槽12输送到流动分配系统60。
关于控制器如何沿腔体箱30启动和保持均匀压力的细节是已知的，参见例如共同转让的美国专利US 5997 691。
一个速度可选的电机驱动着驱动轮34，并由一条合适的普通传动带有效地连接到该驱动轮34上。优选地，电机由运动孔口敷料器10的框架来支撑，且电机和传动带均被包围在一壳体之内，以便捕捉任何可能到来的异物(比如少量浆体)，否则这些异物会从驱动轮34的驱动系统抛掷下来。
驱动轮34有利地沿传送带32的路径位于腔体箱30的下游端，以使传送带32穿过该腔体箱30。通过传送带32与细长腔体箱30之间在箱体30全长上的紧密配合，实现了很高程度的方向稳定性。然而，对于传送带32绕其环路跟踪的精确控制是通过在导向轮36附近一个位置上放置红外接近度传感器54来实现的。该红外接近度传感器54包括一个发射器56和一个传感器58，发射器56和传感器58相对于传送带32的一条边互相对齐，以致如果传送带横向地偏离其目标路线，则来自传感器的信号受到边缘与发射器光束之间干涉的相对增减的影响。控制器59与传感器58相联接，解释来自传感器58的信号中的变化，并调整导向轮36绕一垂直轴线的偏移，从而将传送带32的边缘恢复到其相对于发射器56光束的正确的预定位置。
现在再参照图6，导向轮36绕一水平布置的轴36a转动，该轴36a本身借助于气动执行机构61的受控动作可围绕一个位于枢轴联结57处的垂直轴线转动。该执行机构61被有效地联接到轴36a的自由端36b，并对接收自控制器59的信号作出反应。优选地，在敷料器10的工作过程中，枢轴联结57与执行机构61均相对于敷料器10的总体框架是固定的；且一个联杆54a配置在传感器54与轴36a的自由端36b之间，从而当导向轮36的偏移被调整时，传感器54转动。联杆54a保证了当导向轮36进行调整时，传感器54保持成靠近传送带32的边缘。
优选地，执行机构61和枢轴联结57被固定到板39a上，该板39a可沿固定的垂直导向器39b和39c垂直地移动。优选地，向板39a上施加可释放的垂直偏压，从而促使导向轮36进入其工作位置，并在循环传送带32上施加张力。
沿着循环传送带32的回程，从主动轮34跨过导向轮36并回到从动轮38，传送带32由多个壳体包围，包括外壳体68、68′和中部壳体70，这些壳体还包围着跟踪系统55的红外接近度传感器54和控制器59。壳体68、68′和壳体70防止了当传送带32穿过其环路的返回部分时，浆体误喷溅到基底纸幅22上。
特别地参见图4，壳体70和敷料器的各种其它部件(比如轮34、36和38；腔体箱30；清洁箱42；以及电机52)由平面框架部件72直接和/或间接地支撑。该平面框架部件72本身在保持点73、73′处被安装到一横梁(工字梁、箱形梁等等)上，该横梁由垂直支持框架来支撑。在备选方案中，工字梁或箱形梁部件可用作框架部件72的替代物，而腔体箱30和其它装置由该横梁部件来支撑。
参见图5，在任一支撑布局中，腔体箱30优选地利用两个或更多彼此分开的可调式底座77a、77b从支撑部件上悬挂下来，该底座77a、77b允许腔体箱30各端的垂直和横向调整(分别沿图5中的箭头y和x)，从而可精确地使腔体箱30水平，以及精确地使腔体箱相对于长网线呈倾斜角度，从而腔体箱30可精确地与传送带32对准，以使摩擦最小化。
参见图7，腔体箱30在其底部76处包括开槽基板78以及第一和第二耐磨衬条79和80，该耐磨衬条79和80与基板78协作，以确定一对相互面对的细长槽81和82，该槽81和82滑动地接收循环传送带32的边缘部分。优选地，细长槽81和82沿基板78的中央底部形成，但可选地，可至少部分或完全地形成在耐磨衬条79和80中。
基板78上的中央槽84在邻近腔体箱30的端部50、50′处终止在腔体箱30的边界之内。优选地，中央槽84的每个终点具有圆齿，从而避免在那些位置处浆体固体的积累。中央槽84的宽度被如此选择，以使流体在腔体箱30内暴露于传送带32的泵送作用最小化。在优选的实施例中，该槽大约为10mm(3/8英寸)宽，而循环传送带32中孔口44的直径优选地大约为2.4mm(3/32英寸)。
每个耐磨衬条79、80沿着浆体箱30的底部76相应的对侧延伸，与基板78共同延伸。一个细长垫片86和多个彼此隔开的紧固件88(优选地为螺栓)将耐磨衬条79、80固定到基板78上邻近的重叠部分。然而，孔口44可具有任意所期望的构造，比如对称或非对称非圆形开口。
传送带32的各个边缘部分与槽81、82之间的容许间隙应当最小化，以便改善腔体箱30底部76的密封性。然而传送带32与槽81、82之间的配合不应过紧，以至造成循环传送带32粘结到槽81、82中。在优选的实施例中，当槽81、82被配置成沿横跨循环传送带32的宽度方向呈现1.6mm即1/16英寸的总允许间隙时，可满足这些平衡性考虑。在垂直于传送带平面的方向上，传送带优选地具有0.508mm(0.020英寸)的厚度，而槽81、82为0.58mm(0.023英寸)深。这些关系实现了恰当密封与传送带32顺畅穿过腔体箱30底部76的需要之间所期望的平衡。
优选地，该耐磨衬条79、80由超高分子量的聚乙烯或Dalron构成。
包括在腔体箱30界限之内的有斜角嵌件89、90，该嵌件89、90沿角落延伸并填充角落，该角落是在基板78与腔体箱30的每个垂直壁91、92之间确定的。该嵌件优选地从垂直壁91、92朝向基板78的中央槽84呈现45度的斜角。这种布置避免了流体在腔体箱30界限内的停滞，否则将倾向于积累浆体的固体成分，并可能阻塞腔体箱30和循环传送带32的孔口44。
在腔体箱30的底部76附近，多个彼此隔开的测压口94使压力监视系统62与浆体箱30内部相联通。
沿腔体箱30的上部，多个彼此隔开的进料口96沿着垂直壁91布置。进料口96使流动分配系统60与浆体箱30的内部相联通。优选地，进料口96位于靠近腔体箱30的盖板31处。流动分配系统60已参照图1提到过。
进料口96在循环传送带32横穿腔体箱30的底部76的位置之上垂直地相隔一个距离h。进料口96沿基本上水平的方向将浆体引入到腔体箱30中。进料口 96的垂直布置和水平定向在腔体箱30的底部76处减弱了循环传送带32区域或其附近流体中的垂直速度分量。该布置还将进料口96处的入口流与穿过孔口44的排泄流40分离。
优选实施例中的高度h为大约8英寸或更多；然而，进料口96与循环传送带32之间的垂直距离h可小至6英寸。距离h越大，则邻近循环传送带32的流体与进料口96处流体状况之间的干扰和相互作用越小。
在优选实施例中，使用12个进料口96，但敷料器可在少至6个进料口96的情况下工作。尽管不推荐，敷料器可望在少至4个进料口96的情况下工作。进料口96的数量依赖于特定敷料器必须覆盖的纸幅宽度的比例。进料口96之间的优选间隔为大约12英寸，且优选地不大于大约0.6m(24英寸)，尽管可能在甚至更高的间隔下工作。
现在参照图8，沿循环传送带32的每个孔口 44包括一个斜面部分45，该斜面部分45靠近循环传送带32面向腔体箱30的那一侧。在这样的布局下，在敷料器10的工作过程中，浆体的固体成分无法在孔口44处或其附近聚集。更特别地，浆体纤维无法在孔口附近聚集，并使排出的浆体射流偏转。相应地，该孔口44的斜面部分45改善了来自敷料器10的浆体的连贯输送，并减少了误操作和维护。
现在参照图9，在腔体箱30′的一个可选实施例中，垂直壁91′、92′连同基板78′以及斜角部件89′、90′与一个可伸缩衔铁(armature)100协作，该衔铁100在其工作端部支撑着一个细长耐磨衬条102。该细长耐磨衬条102在腔体箱30′的长度上延伸，并在沿腔体箱30′每一侧上彼此间隔的位置处分别由多个可伸缩的衔铁100和101支撑。在该实施例中，耐磨衬条79′和80′分别安装在衔铁100和101上，并可分别随同衔铁100和101伸缩。在图9中，沿腔体箱30′一侧的衔铁100被示出在缩回位置，而沿腔体箱30′相反一侧的衔铁101被示出在接合位置，其中各个耐磨衬条80＇被偏压在基板78′上。在实际工作中，衔铁100和101同时地在缩回和接合位置之间绕枢轴转动。
每个可伸缩的衔铁100和101可绕枢轴转动地安装在一个或一对垂直凸缘106上，该垂直凸缘106优选地为执行机构107提供支撑，以使该可伸缩衔铁100和101从工作的接合位置移动到缩回位置，其中在该接合位置处，耐磨衬条79′和80′压紧基板78′，而在该缩回位置处，耐磨衬条79′和80′与基板78′隔开，并且执行机构107优选地为一空气气缸108，该空气气缸108分别可操作地连接到衔铁100和101的枢轴臂109、110上。也可选择其它方便的机械装置来使该可伸缩的衔铁100和101绕枢轴转动，正如本领域普通技术人员在阅读本公开后所显而易见的那样。
在腔体箱壁91′、92′的下部与基板78′之间配置有弹性材料密封104，从而在基板78′的整个外围产生一个流体不能透过的密封。
在工作中，沿腔体箱30′两侧的所有衔铁100和101同时绕枢轴转动，从而耐磨衬条79′和80′作为单元在它们的工作位置与接合位置之间来回移动。可伸缩的衔铁100和101有利于循环传送带32′、耐磨衬条79′和80′和基板78′的快速维护、修理和/或更换。
如上所述，当纸幅22离开伏辊24(见图1)之后，纸幅向前穿过干燥段27，额外的水分在该段中被去除，且纤维质纸幅被干燥至所期望的水分含量水平。当纸幅22离开干燥段27时，它穿过一光学检验装置120，该检验装置120检验附加材料的横向条带，并评价条带宽度的均匀性以及相邻条带或线条之间间隔的均匀性。为实现该光学检验，该光学检验系统可包括多个合适的普通相机，这些相机在纸幅22之上布置成直线阵列，并在一壳体122之内向下朝向纸幅的顶面。相机可彼此均匀地间隔开来，以使相机位置指示出纸幅上的横向位置，即纸幅的一个纵向带区。此外，相邻相机的视野可轻微地重叠，以保证纸幅的整个宽度接受到光学检验。举例来说，可在阵列中布置16个相机。
光学检验系统120通过合适的常规电缆124将其检验信号传递到敷料器的可编程控制器64、64′。由光学检验系统120的相机监视到的纸幅纵向区域对应于由进料口96供料的敷料器10、10′区域。因而，如果在一线条中检测到线条宽度均匀性的缺乏，则可编程控制器利用来自检验系统120的反馈信号来恰当地调整供给到进料口96的附加材料，该进料口96对应于检测到条带宽度均匀性缺乏的纸幅纵向区域。这种在进料口96处的调节动态地发生，即在生产纸幅的同时发生，从而避免了大量必须抛弃或重加工的有缺陷纸的产生。此外，动态反馈调整和控制可避免纸幅在制造后检验的需要。
如果条带间隔均匀性的缺乏被光学检验系统120检测到，则利用反馈信号来恰当地调整合适的敷料器10、10′的运动孔口传送带32的线速度。以此方式，纸幅上横向条带的条带间隔可被动态地调整，从而保持在条带与条带间隔的设计公差之内。再次，由光学检验系统提供的条带间隔的动态反馈调整与控制可用于避免所生产的纸在制造后的检验。
在穿过光学检验系统120之后，纸幅进入分割器125，该分割器125用于将纸幅22分割成两个或更多纵向纸幅区域130、132。分割器125可例如包括恰当数量的横向地布置在纸幅22上的切割圆盘126，用于将纸幅切割成所期望的纵向区域130、132。该切割圆盘126可与一支承辊128相配合，从而当纸幅穿过圆盘126和支承辊128之间时，圆盘126和支承辊128相互协作，以便在圆盘126的位置处切开纸幅。
尽管描述了单个切割圆盘126，但该布局可适用于使用两个运动孔口敷料器10、10＇的设备。例如，在使用三个敷料器的情况下，可能希望将纸幅22分割成三个纵向区域。在此情况下，将结合同一支承辊128而使用两个切割圆盘126，两个圆盘彼此隔开，以提供具有所期望宽度的纸幅区域。
在分割器125的下游，单独的纸幅区域130、132被相应的卷筒装置28、29收集。这里再次，尽管仅示出了两个卷筒装置，但在原有纸幅22被分割成多于两个区域的应用情形下，将为每个纵向纸幅区域提供一个卷筒装置。
在需要同时生产有条带纸和无条带纸的情况下，可通过使敷料器10、10′其中之一不工作来操作造纸机。结果是，纸幅的一个纵向区域132可为有条带的并被收集，而纸幅的另一纵向区域130是无条带的且同时被收集。这种能力增强了造纸装置的制造灵活性。
已经结合本装置的以上描述，描述了根据本公开的制造有图案纸的一般方法。此外，制造卷烟纸的机器的操作以及优选实施例的方法典型地使用亚麻原料。然而，该装置和相关方法也可使用其它原料来工作，比如硬木和软木纸浆、桉树纸浆以及造纸工业中使用的其它类型的纸浆。备选的纸浆可能具有不同于亚麻的特性，比如在平均纤维长度方面的差异，这可能需要在利用某些纸浆制备基础层浆体的过程中调整精练的程度。不管使用何种类型的纸浆，都必须充分地处理附加浆体，以避免在传送带孔口44处或其周围纤维的积聚，这又避免了在孔口44处的射流偏转。
由于当孔口44穿过腔体箱30的底部时，从每个孔口44流出的浆体流40的流量与孔口44两端的压差成正比，因此希望流体压力是确定的，并且沿着腔体箱30底部76的每个孔口44的整个行程尽可能保持均匀。
在本说明书中已描述了一种用于向纸幅上高速涂敷材料的新的方法和设备。对于那些本领域的技术人员，显然对于所附权利要求中所描述的本发明的各种特征，存在大量修改、变型、替代品及等价物。相应地，所有这些落入所附权利要求中所描述的本发明精神和范围之内的修改、变型、替代品及等价物均意图被包括在所附权利要求之内。

Claims (17)

1.一种制造纸幅的方法，所述纸幅具有附加材料的涂敷图案，所述方法包括以下步骤：
制备由纤维材料和液体组成的第一浆体；
将所述第一浆体输送到一运动网线上，所述网线具有纵向、横贯所述纵向的线宽以及标称线速度；
通过所述运动网线从所述第一浆体排出液体，以形成一纤维纸幅；
制备由附加材料组成的第二浆体；
操作多个分配装置的至少其中之一，每个分配装置具有连续的传送带、容器和主长度，并且相对于所述纵向倾斜，以使每个分配装置覆盖所述线宽的一个相应部分，所述传送带具有多个贯穿其中的彼此隔开的孔口；
将所述附加浆体输送到所述至少一个分配装置的容器；
以标称条带速度移动所述连续传送带，所述标称条带速度沿所述纵向的速度分量基本上与所述标称线速度相同；并且
通过所述孔口将所述附加浆体横向条带沉积到纤维纸幅上，其中每个横向条带的长度不大于所述线宽上对应于所述分配装置的所述部分。
2.权利要求1中的制造方法，包括：
将所述附加浆体输送到每个分配装置的容器；并且
将附加浆体横向条带沉积到多个沿纵向延伸的区域中，所述区域彼此平行并共同地基本上横跨所述线宽而延伸。
3.权利要求1中的制造方法，还包括将纸幅分割成至少两条较窄纸幅的步骤，每条较窄纸幅具有对应于所述分配装置的一宽度，所述宽度上沉积所述横向条带。
4.权利要求3中的制造方法，还包括独立地卷绕每条所述较窄纸幅以备后用的步骤。
5.权利要求1中的制造方法，还包括以下步骤：
对所述纸幅上的所述横向条带进行光学检验，以确定其宽度和间隔特征；以及
响应于所述光学检验步骤，动态地调整所述分配装置的至少其中之一的操作，以便在所述纸幅上提供所述横向条带的均匀宽度和均匀间隔。
6.权利要求1中的制造方法，还包括以下步骤：
将所述附加浆体供应到所述容器中多个呈直线布置的隔室；并且
使所述至少一个孔口顺次地向前穿过所述多个呈直线布置的隔室。
7.权利要求6中的制造方法，还包括以下步骤：
对所述纸幅上的所述横向条带进行光学检验，以确定作为纸幅上横向位置的函数的宽度和间隔特征；
响应于所述光学检验步骤，动态地调整所述分配装置的每个隔室中的压力，以便在所述纸幅上提供所述横向条带的均匀宽度和均匀间隔。
8.权利要求1中的制造方法，其中所述第一浆体和所述附加材料是卷烟纸的成份。
9.权利要求1中的制造方法，其中所述网线具有大于3米的宽度，且所述线速度大于2.5米/秒(500英尺/分)。
10.一种用于制造纸幅的设备，所述纸幅具有附加材料的涂敷图案，所述设备包括：
长网线，所述长网线可操作以制备一纤维材料的连续纸幅，所述纸幅沿纵向以标称线速度移动，所述长网线具有横贯所述纵向的宽度以及一个总体上呈平面的表面；
至少两个分配装置，每个分配装置可操作以将附加材料流沉积到所述总体上呈平面形的纸幅表面上，每个分配装置具有一附加材料容器、一主长度以及一连续传送带，所述传送带可操作以便以传送带速度在所述容器与所述平面表面之间移动，所述传送带包括至少一个孔口，使得当所述孔口与所述容器对准时，一附加材料流被沉积到所述总体上呈平面的表面上，
每个分配装置相对于所述纵向倾斜，使得每个分配装置覆盖所述纸幅宽度的一个相应部分，
所述传送带速度具有大致平行于所述纵向的纵向分量以及大致垂直于所述纵向的横向分量，所述纵向分量基本上等于所述标称线速度；以及
控制系统，所述控制系统有选择性地操作每个所述分配装置。
11.权利要求10中的设备，其中：
每个分配装置覆盖所述纸幅宽度的一部分；且
每个分配装置将多个大致水平的附加材料条带沉积到所述纸幅表面上。
12.权利要求10中的设备，还包括一个切割装置，用于沿纵向将纸幅分割成平行的较窄纸幅，每条较窄纸幅具有对应于由相应分配装置形成的有条带区域的宽度。
13.权利要求10中的设备，还包括：
干燥系统，所述干燥系统可操作以干燥所述纸幅，并位于所述分配装置的下游；
光学检验系统，所述光学检验系统可操作以确定所述附加材料条带的宽度，所述光学检验系统位于干燥系统的下游，并可操作地与所述分配装置相连接；以及
控制系统，所述控制系统响应于所述光学检验系统而调整附加材料向所述分配装置的供给，以提供具有均匀宽度和/或厚度的条带。
14.权利要求10中的设备，还包括
干燥系统，所述干燥系统可操作以干燥所述纸幅，并位于所述分配装置的下游；
光学检验系统，所述光学检验系统可操作以确定所述附加材料条带之间的间隔，所述光学检验系统位于干燥系统的下游，并可操作地与所述分配装置相连接；以及
控制系统，所述控制系统响应于所述光学检验系统而调整分配装置传送带速度的操作，以便提供均匀间隔的条带。
15.权利要求10中的设备，还包括：
干燥系统，所述干燥系统可操作以干燥所述纸幅，并位于所述分配装置的下游；
光学检验系统，所述光学检验系统可操作以确定所述附加材料条带的均匀性和间隔，所述光学检验系统位于干燥系统的下游，并可操作地与所述分配装置相连接；以及
控制系统，所述控制系统响应于所述光学检验系统而调整分配装置的操作，以提供具有均匀宽度和间隔的条带。
16.权利要求10中的设备，其中所述分配装置彼此平行且沿横向偏移。
17.所述设备是一卷烟纸制造机器。
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