CN102046879A

CN102046879A - 用于生产纤维料幅的设备

Info

Publication number: CN102046879A
Application number: CN2009801198252A
Authority: CN
Inventors: 冈特·穆泽
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2029-05-25
Also published as: EP2288749A1; US20110005699A1; CN102046879B; WO2009144195A1; EP2288749B1; DE102008002087A1; ATE535643T1; US8152968B2

Abstract

本发明涉及一种用来制造纤维材料网幅(2)、特别是用来制造长纤维纸幅或湿纤维料幅的装置(1)，该装置包括纤维材料悬浮装置(3)，还包括纸幅成形器(4)，该纸幅成形器具有斜筛(5)，该斜筛至少在某些部分上对水平线(H)成某个角度运行，并且至少一种至少单层材料的、优选多层材料的卷绕工具(4)，还包括粘合剂网部(7)，该粘合剂网部具有粘合剂网(8)，该粘合剂网至少在某些部分上沿水平方向或大致沿水平方向运行，并具有至少一个粘合剂材料卷绕工具(9)，还包括干燥装置(10)，该干燥装置具有干燥网(11)，并另外包括卷紧机构(12)。本发明装置(1)的特征在于，在粘合剂网部(7)和干燥装置(10)之间设置至少一个优选可前移的喷放装置(23)，用来借助空气(24)或某些其他自由流动介质(25)对纤维材料网幅(2)进行无接触浮动引导，所述喷放装置在横对纤维材料网幅(2)运行方向(L)上具有多个喷放区(26.1～26.5)，这些喷放区可各自分别控制/调节。

Description

用于生产纤维料幅的设备

技术领域

本发明涉及纤维纸幅、尤其长纤维纸幅或者湿法敷涂(wet-laid)非织造纸幅的生产设备，该设备包括纤维浆料悬浮单元，该纤维浆料单元用来制造所有组分的水悬浮体；纸幅成形器，该成形器用来除去水悬浮体中的水分并用来形成纤维纸幅，该成形器包括至少一个至少在一些部分上与水平线成夹角延伸的斜网，并包括至少一个单层流浆箱，优选多层流浆箱；一个粘合剂网部，该粘合剂网部用来将含水粘合剂涂布到纤维纸幅上，该纤维纸幅至少在一些部分上包括粘合剂网，该粘合剂网沿水平方向或大致沿水平方向延伸，而且该粘合剂网包括至少一个粘合剂流浆箱；一个干燥装置，该干燥装置包括一个干燥网，该干燥网用来干燥并强化纤维纸幅；以及一个卷纸机，该卷纸机用来将纤维纸幅连续地卷绕到卷芯上将之卷成卷筒。

背景技术

制造纤维纸幅、尤其长纤维纸幅或湿法敷涂非织造纸幅的该类型设备，以及制造所述纸幅的可用方法，即所谓的湿法在现有技术中已知数十年。

在这种湿法生产中，举例来说，玻璃纤维浆料是通过以下方式来制造并分配到白水流中来制造的：向通常的纸浆白水中添加纤维长度在6～40mm，优选8～30mm，尤其10～25mm范围内的玻璃纤维，使产生的玻璃纤维浆料具有大致0.2～1.0％(重量)的纤维浓度，以使玻璃纤维分散在白水中。然后，在包括至少一个单层流浆箱，优选多层流浆箱的纸幅成形单元中，将此玻璃纤维浆料引到至少在一些部分上与水平线成夹角延伸的斜网上，并予脱水。玻璃纤维浆料经脱水后，就形成玻璃纤维湿法敷涂非织造材料。然后，将所形成的玻璃纤维湿法敷涂非织造材料传送到粘合剂网上，该粘合剂网在粘合剂网部至少在某些部分上沿水平方向或者大致沿水平方向运行。在该粘合剂网部中，借助至少一个粘合剂流浆箱将至少一种含水粘合剂如脲甲醛(UF)树脂型粘合剂引到湿的玻璃纤维湿法敷涂非织造材料上。随后吸除过剩的粘合剂。含水粘合剂溶液用幕式淋涂机或者浸涂挤压机涂在湿的玻璃纤维湿法敷涂非织造材料上。但是，其他涂布方法如喷涂法也同样适用。然后，将尚未黏合的、湿的玻璃纤维湿法敷涂非织造材料传输到干燥装置中，该干燥装置包括干燥网，用来干燥并硬化(聚合)粘合剂，该粘合剂将玻璃纤维湿法敷涂非织造材料中的玻璃纤维互相粘在一块。该干燥装置例如可为气流加热器(flow heater)或烘缸或者干燥运输机，藉此干燥装置一般使玻璃纤维无纺材料受到100～250℃的温度，但不长于1至2分钟。最后，在卷纸机上将定量范围为40～200g/m²、粘合剂组分为10至30％的玻璃纤维无纺材料卷绕到卷芯上，形成卷筒，以便之后传送到后续的加工站或处理站。

湿而尚未黏合的玻璃纤维非织造物，借助于纵向瓦楞形、镀铬并配备专用驱动装置的辊筒从粘合剂网部输送到干燥部。这时，当辊筒与非常湿的玻璃纤维湿法敷涂非织造材料接触时，由于粘合剂涂覆而很粘，所以总存在着辊筒很快被玻璃纤维污染的危险。这种污染引起很高的生产损失和固有的不良运行情况，因为设备必须完全的停工，而且被玻璃纤维污染的辊筒必须加以清理。有时，也利用包含“联机”辊筒清理的构造，但就可完成的清理质量以及所需要的清理时间而论，能实现的清理效果很令人不满意。同样，与这种构造有关的费用相当可观，相当重要的原因是必需配备备用辊筒。

尽管目前生产速度至多为350m/min，但辊筒也不与生产指数挂钩，因为这不为这种生产速度所必需。然而，人们公认的是，由玻璃纤维湿法敷涂非织造材料组成的纤维网在此传递区域内经历了“扰乱的”运行，从而对未来的生产速度提升产生潜在的障碍。

发明内容

本发明的目的是，提出一种本文起首所涉及类型的、基本上避免或者优选完全避免所列举现有技术缺点的改进真空装置。尤其是，从粘合剂网部将尚未黏合的湿纤维网输送到干燥装置，必须工艺可靠地加以配置，以使这种配置不对设备的运转性能产生不利影响，而且不对未来的生产速度提升产生障碍。

在本文起首所涉及类型的设备中，这个目的由本发明予以解决，其中在粘合剂网部和干燥装置之间配设至少一个优选可调节的喷放装置，以用空气或别的自由流动介质来无接触漂浮引导该纤维网，为此在所述喷放装置上沿纤维网移动方向的横向安置多个可各自独立控制调整的喷放区。

如此完全符合发明目的。

配设纤维网无接触气流引导的这种喷放装置可容许工艺上可靠地生产纤维网，尤其是长纤维纸幅或湿法敷涂非织造纸幅。

由于喷放装置提供了浮力缓冲，所以在很大程度上甚至完全避免了元件或组件的潜在污染。由于省却了需要清理设备的紧张清理活动的潜在费用和时间，所以该设备可达到高得多的运转性能并实现低得多的运行成本。

喷放装置所产生的浮力缓冲还保证了纤维料幅在此传递区域内显著的稳定，这最终对提高生产速度起着有利的作用。

上述在纤维料幅移动方向的横向上可独立控制/调整的喷放区允许喷放装置在整个纤维料幅的宽度上优化的有效运作。

在本发明的第一设计型式中，该喷放装置包括外壳和多个卸料口，所述外壳至少在整个纤维料幅的宽度上延伸，所述纤维料幅与至少一个优选可控制/可调节的鼓风机连通，以产生浮力缓冲，而且该纤维料幅包括边界壁，其外壁表面作为纤维料幅的导向面成曲线延伸，所述多个卸料口供排出空气或其他自由流动介质之用。这确保了使纤维料幅沿着外壳的外周浮动并稳定输送。由于例如根据通行的鼓风机输出及/或作为纤维料幅导向表面所选定的外壁表面曲率而定向形成空气缓冲，所以可对纤维料幅的输送进行定向影响。

空气或其他自由流动介质的卸料口优选横对纤维料幅移动方向至少排成一排定位，以使空气缓冲均匀形成，并用空气或其他自由流动介质同时或者大致同时处理纤维料幅。这时如果空气或其他自由流动介质的排出口横对纤维料幅移动方向排成两排，则是特别有利的，藉此第一排排出口设置在位于外壳进给侧上某个区域内的空气通道中，而第二排排出口设置在位于外壳出口区域上某个区域内的空气通道中，并且藉此使设置在空气通道中的排出口朝外壳中心面定向。藉此使纤维料幅在更大区域上经受空气处理。

另外，还可在外壳进给区域及/或外壳出口区域中设置盖板，该盖板从外壳开始朝纤维料幅方向延伸，并在离纤维料幅5～30mm，优选10～25mm的距离上终止，并基本上跨越纤维料幅的整个宽度。这有助于确保纤维料幅顺畅运行，换句话说不飘扬到喷放装置的导向面上，并以同样的方式离开喷放装置导向面。之所以这样的一个理由是，盖板导致空气流动稳定化，从而阻止了纤维料幅的飘扬。盖板可固定在外壳上并/或可在纤维料幅的方向上加以调节。这两种选择考虑到对操作条件变化的适应。

就喷放装置的最佳位置而言，在工作位置上时，最佳位置可有离水平位置+50～-80mm的调整范围，优选+30～-50mm，尤其是+20～-30mm。因此，它可或多或少地校准到待传输纤维料幅的运动中，藉此无论如何都能实现工艺过程可靠的纤维料幅输送。

为了产生足够大的浮力缓冲，包括多个独立可控/可调喷放区的喷放装置的空气体积流速优选在20～300m³/min·m范围内，优选在30～250m³/min·m范围内，特别优选在50～200m³/min·m范围内，并/或空气压力在0.02～3.0bar的范围内，优选在0.05～2bar的范围内。

另外，该喷放装置还可借助于至少一个定位装置，特别借助于至少一个枢轴机构有利地置于工作位置和休止位置之间。这样就允许很好地够及喷放装置及其各部件。

同样，该设备和配设于粘合剂网部和干燥装置之间的喷放装置优选设计成用于宽度在2,000～6,000mm范围内，优选在3,000～6,000mm范围内，特别优选在4,500～6,000mm范围内的纤维料幅，以及用于最高生产速度至多为600m/min。特别在此宽度范围内实现了纤维料幅的工艺过程可靠的稳定化。

附图说明

参照附图，本发明的其他特征和优点可由下面对优选设计示例的记述看出：

图1根据现有技术中所述纤维纸幅生产设备的示意图；

图2本发明喷放装置位于粘合剂网部和干燥装置之间处于工作位置时的示意侧视图；

图3本发明喷放装置位于粘合剂网部和干燥装置之间处于非工作位置时的示意侧视图；

图4图2中所示喷放装置处于与细部X相应的工作位置；

图5图2中所示喷放装置处于与细部Y相应的工作位置。

具体实施方式

图1示出生产纤维料幅2、尤其生产长纤维纸幅或湿法敷涂非织造纸幅所用设备1的示意图。

这种生产纤维料幅2用的设备1包括：

--纤维浆料悬浮单元3；

--纸幅成形装置4，该纸幅成形装置包括至少一个至少在一些部分上与水平线H成交角α延伸的斜网5和至少一个单层，优选多层的流浆箱6；

--一个粘合剂网部7，该粘合剂网部至少在一些部分上包括粘合剂网8，该粘合剂网在水平方向上或大致在水平方向上延伸，而且该粘合剂网包括至少一个粘合剂流浆箱9；

--一个干燥装置10，该干燥装置包括一个干燥网11；

--一个卷纸机12，该卷纸机用来将纤维料幅2连续卷绕到卷芯13上，卷成卷筒14。

在纤维浆料悬浮单元3中，制造水悬浮体必需的所有组分，例如水、切短纤维、粘合剂等都放进装有搅拌器16的第一容器(碎浆机)15中，随后放进同样也装有搅拌器18的第二容器(纸浆)17中；水悬浮体的运送由泵19、20来承担。该水悬浮体例如可为含有玻璃纤维及所谓白水的玻璃纤维浆料，所述玻璃纤维的长度在6～40mm，优选8～30mm，特别是10～25mm范围内，而且该水悬浮体的纤维浓度大致为0.2～1.0％(重量)。

纤维浆料悬浮单元3之后接续下一工序：借助位于纤维幅成形装置4中的斜网5除去水悬浮体的水分并形成纤维料幅2。为此，借助于一个至少单层、优选多层的流浆箱6把水悬浮体引到斜网5上。斜网5下从水悬浮体中滤出的水按箭头21所指方向循环返回，并例如添加到从纤维浆料悬浮单元3的第二容器(碎浆机)17出来的纤维浆料悬浮体中。

在接下来的工序中，将至少一种含水粘合剂如含水的尿素-甲醛(UF)树脂型粘合剂借助粘合剂流浆箱9涂覆到粘合剂网部7的粘合剂网8上所置的仍然湿的纤维料幅2上。然后，在该粘合剂网部7中，以已知方式吸除剩余的粘合剂。

含水粘合剂还可借助帘式淋涂机或者浸涂机或挤压敷涂机来涂覆到仍然湿的纤维料幅上。其他涂覆方法如喷涂法也同样适用。

下一个工序是，使玻璃纤维无纺材料中的纤维互相粘在一块的粘合剂进行硬化(聚合)来干燥和强化仍然湿的纤维料幅2。为此，使之行经干燥装置10，该干燥装置包括干燥网11并包括两个图示已加热的气流加热器22或者烘缸或带式干燥机(未予图示)。在这里，纤维料幅2通常经受100～250℃的温度，但不长于1～2分钟。

在最后一步工序中，在卷纸机12上将定量在40～200g/m²范围且粘合剂组分占10～30％的纤维料幅卷绕到卷芯14上，形成卷筒13、以备随后传送到后续加工或处理的工位。

在粘合剂网部7和干燥装置10之间，设置了示意性展示的可调节喷放装置23，以供借助空气或其他自由流动介质25对纤维料幅2进行无接触浮动导引之用，该喷放装置在横对纤维料幅2的移动方向L(箭头)的方向上包括若干可单独控制/可单独调节的喷放区26.1至26.5(对照图5)。

图2示出粘合剂网部7和干燥装置10之间处于工作位置A的喷放装置23的示意侧视图。与之相反，图3示出喷放装置23处于休止的位置R。喷放装置23在工作位置A和休止位置R之间的位置借助于至少一个定位装置27来实现。在枢轴机构28的实施例中，定位装置27与干燥装置10以及包括外壳30的喷放装置23相铰接。这种类型的枢轴机构28内行人皆知，举例来说包括液压式或气压式枢轴机筒(pivoting cylinder)29。纤维料幅2的移动方向为L(箭头)，粘合剂网部7包括粘合剂网8，而干燥装置10包括干燥网11。

图4按细部X示出喷放装置23，图2中举例说明处于工作位置A。

喷放装置23包括外壳30，该外壳至少在纤维料幅2的整个宽度B(箭头)上延伸，并且与至少一个优选可控制的/可调节的鼓风机31(箭头例示)连接，以产生浮力缓冲32。外壳还包括边界壁33，该边界壁的外壁表面34弯曲延伸成纤维料幅2的导向面35，并且包括多个供空气24或其他自由流动介质25用的排出口36。排出口36可采取简单钻孔的形状，但也可配设以喷管衬套。

空气24或其他自由流动介质25的排出口36横对纤维料幅2的移动方向L排成两排R1、R2，据此排出口36的第一排R1设置在位于外壳30入口侧区域37内的空气通道38中，而排出口36的第二排R2则设置在位于外壳30出口侧区域39内的空气通道40中，并且据此使设置在空气通道38中的排出口36朝外壳30中心面M定向。

另外，还在外壳30的入口侧区域37内以及外壳30的流出区域39内分别安置盖板31，该盖板31自外壳40起朝纤维料幅2方向延伸，并在离开纤维料幅2的5～30mm，优选10～25mm的距离处终止，并基本上够及纤维料幅2的整个宽度B。单独的盖板41固定于外壳30上，并可在朝纤维料幅2的方向移动。各自的移动由双箭头指明。

喷放装置23在其示例工作位置A上离水平线h的调整范围S为+50～-80mm，优选为+30～-50mm、尤其为+20～-30mm。因此，它可或多或少地调整到待传输纤维料幅的运动中，藉此无论如何都能实现工艺过程可靠的纤维料幅输送。

同样，喷放装置23(对照图5)包括多个单独可控/可调喷放区26.1至26.5，其空气体积流量V(箭头)也优选在20～300m³/min·m范围内，更优选在30～250m³/min·m范围内，特别优选在50～200m³/min·m范围内，并/或空气压力p在0.02～3.0bar的范围内，优选在0.05～2bar的范围内。

图5示出图2中所示喷放装置23处于与细部Y相应的工作位置A。

喷放装置23包括五个单独可控/可调的喷放区26.1至26.5，该喷放装置优选设计成适用于宽度B在2,000～6,000mm范围内、优选3,000～6,000mm、尤其优选4,500～6,000mm并适用于最高生产速度至多为600m/min的纤维料幅2。

在单个独立的喷放区26.1至26.5中，空气流速V(箭头)以及空气压力p借助适当的装置42而可控/可调，该装置仅予简述而且该装置也为内行人所知。

图1直至图5中举例说明的设备1特别适宜于生产长纤维纸幅或湿法敷涂非织造纸幅。相应网幅的定量范围可为40～200g/m²，相应的纤维长度在6～40mm，优选在8～30mm，特别优选在10～25mm的范围内，而粘合剂组分为10～30％。

总之，可以确定，本发明提供了一种本文起首所涉及类型的改进真空装置，该装置优选完全消除现有技术的缺点。尤其是，从粘合剂网部进入干燥装置、尚未粘在一起的湿的纤维料幅的输送，须设置得工艺上可靠，以使它不对设备的运转性能产生不利影响，而且对将来的生产速度提升不产生妨碍。

元件辨别一览表

1 设备

2 纤维料幅

3 纤维浆料悬浮单元

4 纸幅成形装置

5 斜网

6 流浆箱

7 粘合剂网部

8 粘合剂网

9 粘合剂流浆箱

10 干燥装置

11 干燥网

12 卷纸机

13 卷芯

14 卷筒

15 容器(碎浆机)

16 搅拌器

17 容器(碎浆机)

18 搅拌器

19 泵

20 泵

21 箭头

22 气流加热器

23 喷放装置

24 空气

25 介质

26.1至26.5 喷放区

27 定位装置

28 枢轴机构

29 枢轴机筒

30 外壳

31 喷放装置(箭头例示)

32 浮力缓冲

33 边界壁

34 外壁表面

35 导向面

36 排出口

37 入口侧区域

38 空气管道

39 出口侧区域

40 空气管道

41 盖板

42 装置

A 工作位置

a 距离

B 宽度(箭头)

H 水平线

h 水平线

L 移动方向(箭头)

M 中心面

p 空气压力

R 休止位置

R1 排

R2 排

S 调节范围

V 气流速率(箭头)

v 生产速率(箭头)

X 细部

Y 视图

α 角度

Claims

1.一种用于生产纤维料幅(2)、尤其是长纤维纸幅或湿法无纺布幅的设备(1)，该设备包括用来制造所有组分的水悬浮体的纤维浆料悬浮单元(3)；料幅成形器(4)，该料幅成形器(4)用来除去水悬浮体中的水分，并用来形成所述纤维料幅(2)，该料幅成形器(4)包括至少一个至少逐段地与水平线(H)成某个夹角延伸的斜网(5)和至少一个至少单层、优选多层的流浆箱(6)；一用于将含水粘合剂涂布到所述纤维料幅(2)上的粘合剂网部(7)，该粘合剂网部(7)具有一至少逐段水平或近似水平延伸的粘合剂网(8)和至少一个粘合剂流浆箱(9)；一包括一个用来干燥并强化所述纤维料幅(2)的干燥网(11)的干燥装置(10)；以及一个卷纸机(12)，该卷纸机用于将所述纤维料幅(2)连续卷绕到卷芯(13)上，卷成卷筒(14)，

其特征在于，

在所述粘合剂网部(7)和所述干燥装置(10)之间，设置至少一个优选可调节的喷放装置(23)，以供借助空气(24)或其他自由流动介质(25)对所述纤维料幅(2)进行无接触浮动导引之用，所述喷放装置(23)在横对所述纤维料幅(2)的移动方向(L)上具有多个彼此间单独可控制/调节的喷放区(26.1至26.5)。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，

所述喷放装置(23)包括外壳(30)，该外壳(30)至少横越纤维料幅(2)的宽度(B)延伸，所述外壳(30)与至少一个优选可控制/可调节的鼓风机(31)连通，以产生浮力缓冲(32)，而且该外壳(30)包括边界壁(33)，其外壁表面(34)作为所述纤维料幅(2)的导向面(25)优选拱曲地延伸，并包括多个排出口(36)，供排出所述空气(24)或所述其他自由流动介质(25)之用。

3.根据权利要求2所述的设备(1)，其特征在于，

用于所述空气(24)或所述其他自由流动介质(25)的排出口(36)横对所述纤维料幅(2)的移动方向(L)设置成至少一排(R1、R2)。

4.根据权利要求2或3所述的设备(1)，其特征在于，

用于所述空气(24)或所述其他自由流动介质(25)的排出口(36)横对所述纤维料幅(2)的移动方向(L)排成两排(R1、R2)，其中，所述排出口(36)的第一排(R1)设置在位于所述外壳(30)入口侧区域(37)内的空气通道(38)中，而排出口(36)的第二排(R2)则设置在位于所述外壳(30)出口侧区域(39)内的空气通道(40)中，并且其中，所述设置在所述两个空气通道(38、40)中的排出口(36)指向所述外壳(30)中心面(M)。

5.根据权利要求2、3或4所述的设备(1)，其特征在于，

在所述外壳(30)的入口侧区域(37)和/或所述外壳(30)的出口侧区域(39)内设置盖板(41)，该盖板(41)从所述外壳(30)朝所述纤维料幅(2)方向延伸，并在离所述纤维料幅(2)5～30mm、优选10～25mm的距离(a)处终止，并且基本上横越所述纤维料幅(2)的整个宽度(B)。

6.根据权利要求5所述的设备(1)，其特征在于，

所述盖板(41)固定在所述外壳(30)上。

7.根据权利要求5或6所述的设备(1)，其特征在于，

所述盖板(41)在朝向所述纤维料幅(2)的朝向上可调节。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，

所述喷放装置(23)在其工作位置(A)上离所述水平线(h)距离的调整范围(S)为+50～-80mm，优选为+30～-50mm、尤其为+20～-30mm。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，

所述包括多个单独可控制/可调节的喷放区(26.1至26.5)的喷放装置(23)的空气体积流量(V)在20～300m³/min·m范围内，优选在30～250m³/min·m范围内，尤其在50～200m³/min·m范围内。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，

所述包括多个单独可控制/可调节的喷放区(26.1至26.5)的喷放装置(23)的气压(p)在0.02～3.0bar范围内，优选在0.05～2bar范围内。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，

所述喷放装置(23)可借助于至少一个定位装置(27)在工作位置(A)和休止位置(R)之间定位，尤其是借助于至少一个枢轴机构(28)旋转支承在工作位置(A)和休止位置(R)之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，

该设备设计用于宽度(B)在2,000～6,000mm范围内、优选3,000～6,000mm范围内、尤其在4,500～6,000mm范围内的纤维料幅(2)并且用于最高生产速度(v)至多为600m/min。