CN102965996A

CN102965996A - 用于生产纸张和纸板的装置和方法

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Publication number: CN102965996A
Application number: CN2012103134704A
Authority: CN
Inventors: 珀特里·里斯托拉; 斯蒂格·伦瓦尔; 托皮·廷屈宁
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2032-08-29
Also published as: FI20115849A0; AT511861B1; AT511861A3; FI125147B; AT511861A2; CN102965996B; DE102012213677A1; FI20115849A

Abstract

本发明涉及一种用于生产纸或纸板的装置，该装置具有喷涂装置（10），该喷涂装置具有用于至少在幅材（6）的一个表面上喷涂胶混合物的喷嘴（4，5）和用于在喷涂胶混合物之后挤压幅材的挤压压区（3），该挤压压区由两个可相对加载、转动的挤压构件（1，2）构成，该装置还具有在喷涂装置（10）之前用于在喷涂过程之前干燥幅材的第一干燥装置（20）。该装置还具有位于喷涂装置（10）之前的加湿装置（11，12），用于在喷涂过程之前利用湿气使幅材（6）成型，并且当幅材在喷涂装置之前的进入湿度低于15%时，该加湿装置在喷涂过程之前将幅材加湿至进入湿度为15-50%。本发明还涉及一种用于生产纸或纸板的方法。

Description

用于生产纸张和纸板的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种生产纸张和纸板的装置和一种生产纸张和纸板的方法。本发明特别但不唯一地涉及在喷涂-表面施胶时对纸张和纸板的强度特性的控制。

背景技术

人们期望在制造过程中的一定位置上利用可以提高纸幅材强度的液态胶来对纸或纸板进行处理，例如细纹纸或外包装纸板，如瓦楞板纸或瓦楞纸（凹槽纹饰）的表面纸板（线性）。利用胶水对幅材的处理主要影响最终产品的强度特性。大多数不同种类的淀粉

都可以作为胶料使用，对它们可以混合许多不同类型的添加剂。本发明不限于特定的胶混合物，在此可以将胶料理解为所有至少部分被吸入到待处理幅材中并提高纸幅材强度的混合物。

纸生产商的目标是使纸张质量、物料施胶和表面施胶量的关系达到最优化，以实现所需要的最终产品的强度特性和机器运行特性。这是一种非常难以控制的过程，并且借助于表面施胶要达到的强度值在很大程度上取决于胶料的量、涂覆类型、表面胶的固体物质和压区负荷。

进入施胶机以进行施胶的纸幅材的湿度的提高可以通过输出的纸幅材的湿度来加以限制，湿度主要影响幅材的撕裂敏感性

被输入以进行施胶的纸幅材的湿度的提高通常由湿度廓线来限制，湿度廓线在幅材的水分含量增加时大幅减弱。出于这个原因，在通过湿压机（Sumpfpresse）或薄膜传输压机（Filmübertragungspresse）对纸幅材进行施胶之前，通常将纸幅材干燥至水分含量约为4-10%。

一种用于在表面施胶之前降低幅材的撕裂敏感性的公知方法是使幅材过度干燥。为了降低湿度廓线峰值，可以在设置于表面施胶装置之前的干燥机中将幅材过度干燥。在卷绕之前必须根据需要对经过度干燥的纸幅材加湿。公知地，可以通过使幅材更多地过度干燥来替代使幅材潮湿或过湿，来避免在操控性上的问题。如果湿度廓线差，则会使幅材不均匀地伸展，在此，操控变得困难并且使幅材撕裂的趋势加大。如果湿度廓线在薄膜施胶时改变，则幅材会吸收不同量的胶料，其结果是使幅材不均匀。

已知用于在表面施胶时保持幅材湿度廓线的一种方法是与喷涂过程相关联地使幅材成型。在此，在需要补充水分的位置上配给更多的表面胶料的剂量，由此将进行湿度成型（Feuchtigkeitsprofilierung）所需数量的水分传送到幅材上。但是胶料成型的变形可能会造成问题。

通常需要对幅材边缘进行湿度成型，因为幅材边缘要比幅材的中间区域更加干燥。在某些情况下，喷涂装置会在幅材上引起成型误差。综上可以确定，在幅材的进入喷涂装置的区域和从那里输出的区域都存在与表面施胶相关的成型要求。

在公开的专利文献WO 03004770 A1中描述了一种制造经施胶处理的纸张或纸板的方法。在公开的专利文献WO 2006058961 A1中描述了一种在纸板或纸张上喷胶的方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提出一种用于生产纸或纸板的装置，该系统包括喷涂装置，该喷涂装置包括用于至少在幅材的一个表面上喷涂胶混合物的喷嘴和用于在喷涂胶混合物之后挤压幅材的挤压压区，该挤压压区由两个可相对加载、转动的挤压构件构成，该系统还包括第一干燥装置，其位于喷涂装置之前，用以在喷涂过程之前干燥幅材。该装置包括位于喷涂装置之前的加湿装置，其被设置用于在喷涂过程之前利用湿气使幅材成型，并且当幅材在喷涂装置之前的进入湿度低于15%时，该加湿装置在喷涂过程之前将幅材加湿至进入湿度为15-50%。

优选该系统设置为，将幅材加湿至进入湿度为15-30%。

优选喷涂装置以高于常规的固体物含量配给将要喷涂在幅材上的胶料的剂量，优选为15-30%。

还可以首先对幅材进行干燥，使幅材的湿度廓线基本上均匀，而后可以在喷涂过程之前利用加湿装置对幅材加湿。

优选将喷涂装置设置为，与对进入的幅材进行加湿分离地配给将要喷涂在幅材上的胶料的剂量。

优选将加湿装置设置为，与对进入的幅材进行加湿相关联地对幅材进行成型。优选将根据本发明的装置设置为，在第一干燥装置上利用湿气使幅材成型，该干燥装置被设置为成型的干燥装置。

成型加湿装置可以具有至少一个下述装置：加湿装置、喷涂装置。成型干燥装置可以具有至少一个下述装置：红外线烘干机、悬浮干燥机、蒸箱。

优选将加湿装置设置在第一干燥装置中。加湿装置可以设置在干燥装置的烘缸附近（例如在烘缸的下面）或设置在在两个烘缸之间的幅材的区域内。

优选根据本发明的装置包括用于幅材的第一测量装置，该测量装置设置在加湿装置之后。优选将第一测量装置设置在位于第一干燥装置和喷涂装置之间的幅材区域中。还可以将第一测量装置设置在第一干燥装置的加湿装置之后。

优选根据本发明的装置包括第二干燥装置，其位于喷涂装置之后，用以在卷绕之前干燥幅材。优选根据本发明的装置包括卷绕机，其设置在第二干燥装置之后，用以卷绕幅材。

优选根据本发明的装置替代用于幅材的第一测量装置或者在该第一测量装置之外还附加地包括设置在喷涂装置后面的第二测量装置。优选将该第二测量装置设置在位于第二干燥装置和卷绕机之间的幅材的区域中。

第一和/或第二测量装置用于测量幅材的湿度廓线。优选第一和第二测量装置包括测量框架（Messrahmen）。

优选将第一和/或第二测量装置与成型进入加湿装置反馈连接（zurückgeschaltet），并根据测量调整该加湿装置。

加湿横梁可以在幅材的横向上仅在幅材的一部分上延伸。幅材可以在加湿横梁的区域内被加湿。可以在幅材的一个边缘或两个边缘上设置加湿横梁。加湿横梁上加湿喷嘴的分布/数量可以根据幅材宽度而变化（特别是在边缘区域内）。

根据本发明的另一方面提出一种用于生产纸或纸板的方法，在该方法中，胶混合物被喷涂在位于喷涂装置中的幅材的至少一个表面上，在此，喷涂装置具有喷嘴；在喷涂胶混合物之后，在挤压压区中对幅材进行挤压，挤压压区由两个可相对加载、转动的挤压构件构成；在喷涂过程之前对幅材进行干燥。在该方法中，在喷涂过程之前利用湿气使幅材成型，如果幅材在喷涂过程之前的进入湿度低于15%，则在喷涂过程之前将幅材加湿至进入湿度为15-50%。

优选将幅材加湿至15-30%的进入湿度。

优选以高于常规的固体物含量配给将要喷涂在幅材上的胶料的剂量，优选为15-30%。

还可以首先在喷涂过程之前的加湿之前对幅材进行干燥，使幅材的湿度廓线基本上均匀，而后在喷涂过程之前对幅材进行加湿。

优选与进入加湿分离地配给将要喷涂在幅材上的胶料的剂量。

优选与进入加湿相关联地利用湿气使幅材成型。优选通过已成型的干燥装置利用湿气使幅材成型。

优选借助成型的加湿装置来实现进入加湿，该加湿装置可以具有至少一个下述装置：加湿装置、喷涂装置。成型的干燥装置可以具有至少一个下述装置：红外线烘干机、悬浮干燥机、蒸箱。

优选将加湿装置设置在第一干燥装置中。加湿装置可以设置在干燥装置的烘缸的位置上（例如烘缸的下面），或设置在位于两个烘缸之间的幅材的区域内。

优选在喷涂过程之前、进入加湿之后对幅材进行测量。优选利用用于幅材的第一测量装置进行测量，该第一测量装置设置在加湿装置之后。也可以在进入加湿之后（借助于第一测量装置）与干燥相关联地对幅材进行测量。

优选在卷绕之前利用第二干燥装置在喷涂过程之后对幅材进行干燥。优选利用卷绕机来卷绕幅材，卷绕机设置在第二干燥装置之后。

对于幅材，可以替代用于幅材的第一测量装置采用第二测量装置，或者对于该第一测量装置附加地采用第二测量装置在喷涂过程之后对幅材进行测量。优选在喷涂过程之后的干燥和卷绕之间对幅材进行测量。

在第一和/或第二测量中测量幅材的湿度廓线。

优选将对幅材的测量与成型进入加湿反馈连接，并根据该对幅材的测量来调节进入加湿。

由此，借助于设置在喷涂装置之前的加湿装置可控地提高进入喷涂装置的幅材的进入湿度，使其高于常规的进入湿度，从而可以与表面施胶相关联地改善由喷涂过程在进入喷涂装置的幅材和从喷涂装置输出的幅材的区域内所造成的误差。附加地，可以改善幅材的强度。幅材的强度可以进一步通过使用含有比平常所用胶料更高的固体物含量的胶料来提高。如果能够在喷涂过程之后实现部分干燥来替代已知的过度干燥，则干燥量可以保持恒定。在此，可以将胶料的成型作为与湿度成型不同的措施，而不用与喷涂装置中的胶料成型相混合。

借助胶料的高固体物含量，可以减少在施胶时出现的湿度提高。由此利用相同的胶量可以更大提高强度，而这又降低了对干燥的需求并更多地节省了原材料。通过添加对表面施胶的喷涂过程和在喷涂过程之前添加成型的加湿装置可以提高机器的速度。

可以关于表面施胶建立参数模型，借助于该参数模型可以对至少一个下列因子进行自动调整：幅材的进入湿度、湿度廓线、施胶量、胶料的固体物含量、胶料温度、压区负载。由此可以获得所期望的强度特性，而不会损害纤维幅材机的操控性。通过这种自动装置可以快速优化强度值，并排除调节表面施胶系统的人为偏差。

可以测量要进行施胶的幅材的特性或其质量，并借助该测量自动建立所需要的施胶类型或施胶组合。

根据实施例，对幅材的一面以较低的固体物含量进行表面施胶，为了达到足够的施胶量，系统选择并自动调整幅材的不同侧面所需要的施胶量、固体物和压区负载。

在调节系统中，可以通过对幅材的湿度试样的测量来建立反馈连接。这种设置还可以通过信息提供来实现，其中，由操作人员给出例如已达到强度值这样的指令。

粘贴的品种可以是纸板、瓦楞板纸的表层、瓦楞纸、细纹纸和新闻纸。要喷涂的液体混合物可以是淀粉、PVA、硅胶、涂料、乳液、颜料-表面施胶混合物等典型地在纤维幅材上喷涂的处理剂。

以上对本发明的不同实施方式仅结合本发明的一个方面或若干方面进行了描述。本领域的技术人员应当理解，本发明一个方面的任一种实施方式都可以根据本发明的同一方面或另一方面单独或与其他实施方式组合地应用。

附图说明

下面参照附图对本发明的实施例举例进行说明。

图1示出了喷涂装置，其中，由两个挤压构件构成挤压压区；

图2示出了纤维幅材机，其中，在可能用于在喷涂过程之前对幅材进行加湿以及对幅材进行测量的位置上使用根据本发明的装置；

图3示意性示出了具有不同的施胶量和湿度含量的表面施胶的纸板的SCT强度；

图4示意性示出了具有不同的施胶量和湿度含量的表面施胶的纸板的RCT强度；

图5示意性示出了具有不同的施胶量和湿度含量的表面施胶的纸板的CMT30强度；

图6示意性示出了具有不同的施胶量和湿度含量的表面施胶的纸板的Huygen强度。

具体实施方式

值得注意的是，所示出的附图并不是完全按比例的，它们仅用于说明本发明的不同的实施方式。

在图1中示出了喷涂装置10，其具有两个相对加载的挤压构件第一辊1和第二辊2。挤压构件1、2在它们之间形成挤压压区3。当要将具有较高固体物含量的胶混合物喷涂在幅材上时，将纸或纸板幅材6导入该挤压压区。喷涂装置10在挤压压区之前具有第一喷嘴4和/或第二喷嘴5。利用胶混合物，借助于第一喷嘴4和/或第二喷嘴5利用胶料对幅材进行单面或双面处理。

优选利用具有喷嘴的喷涂装置在挤压压区之前将胶料喷涂在幅材上。

还可以使用一个或多个带作为挤压构件。优选引导带通过辊压区。还可以将挤压辊设计为挠度补偿辊，从而能够在挤压压区中实现较高的线性负载。借助于挠度补偿辊可以在挤压压区中产生更高且更均匀的接触压力，并能够使胶混合物更好地渗入幅材中。与管辊相比，使用挠度补偿辊还可以明显减小辊直径。

在图2中示出了一种装置，其具有第一干燥组20、喷涂装置10、第二干燥组21和卷绕机30。

喷涂装置10具有喷嘴，用以在至少一个幅材表面上喷涂胶混合物；和挤压压区，用以在喷涂胶混合物之后挤压幅材，该挤压压区由两个可相对加载、转动的挤压构件1、2构成。

所述装置在喷涂装置10之前具有第一干燥组20（第一干燥装置），用以在喷涂过程之前干燥幅材。该装置具有位于喷涂装置之前的加湿装置，用以在喷涂过程之前通过提高幅材的进入湿度来实现（profilieren）幅材的进入湿度，以及喷涂装置设置为，与加湿成型分开地实现对幅材的施胶量。

在第一干燥组中设有加湿装置11、12。加湿装置的第一个可能的位置是在干燥组中在烘缸22的附近（例如在烘缸的下面）。加湿装置12的第二个可能的位置是在两个烘缸之间的幅材区域中。

该系统包括用于幅材的第一测量装置13，该第一测量装置设置在加湿装置11、12之后。优选第一测量装置13设置在第一干燥组20和喷涂装置10之间的幅材区域中。第一测量装置还可以设置在位于加湿装置之后的第一干燥装置中。

所述装置包括第二干燥组21（第二干燥装置），其位于喷涂装置10之后，用于在卷绕之前对幅材进行干燥。该装置还包括卷绕机30，其设置在第二干燥组之后，用于卷绕幅材。

替代幅材的第一测量装置13或除了该幅材的第一测量装置13之外附加地，所述装置包括设置在喷涂装置10之后的第二测量装置14。优选第二测量装置14设置在位于第二干燥组21和卷绕机30之间的幅材区域中。

借助图3-图6可以看到在提高幅材6的强度时的有关区别，在此，幅材6被以高于常规的进入湿度加湿，然后被以胶料进行处理。如果已在幅材上喷涂了具有不同固体物含量和不同进入湿度的胶混合物，并且然后在挤压压区中对幅材进行了挤压，则在不同的施胶处理之间会产生明显的差异。特别值得注意的是，当幅材已被加湿到15%的湿度时，与进入湿度没有提高的对比幅材相比，可以测量到提高的强度值。表示15％湿度的曲线由测量点及连接测量点的线组成。

在如图3-图6所示的示意图中，水平轴表示以g/m²为单位的测得的淀粉量。在图的左边，纵轴以百分比示出不同强度类型的增长。在图的右边，纵轴示出相同的胶料在不同的测量段中的固体物含量（第一个百分数，在两种情况下另一个百分数描述更高的15%的进入湿度），其中，“C*film”为在欧洲用于商用淀粉的等级名称。

图3示出了沿幅材横向的表面施胶142g/m²的原料纸板的SCTcd强度，其中，纵轴表示SCTcd强度按百分比的增长，水平轴表示在幅材中测得的淀粉量，其单位为克每平方米。

图4示出了沿幅材横向的表面施胶142g/m²的原料纸板的RCT cd强度，其中，纵轴表示RCTcd强度按百分比的增长，水平轴表示在幅材中测得的淀粉量，其单位为克每平方米。

图5示出了沿幅材横向的表面施胶142g/m²的原料纸板的CMT30强度，其中，纵轴表示CMT30强度按百分比的增长，水平轴表示在幅材中测得的淀粉量，单位为克每平方米。

图6示出了沿幅材横向的表面施胶142g/m²的原料纸板的Huygen强度，其中，纵轴表示Huygen强度按百分比的增长，水平轴表示在幅材中测得的淀粉量，单位为克每平方米。

根据如图3-图6所示的图表可以确定：对于用胶料处理过的幅材，如果在喷涂过程之前对幅材进行加湿，则可以以更少的胶量同样实现对强度的改进。如果提高固体物含量（在实施例中，胶混合物中的固体物含量为15%和20%），则可以成本低廉地明显改善强度，并可以根据需要提高生产能力。

以上描述提供了对于本发明的几种实施方式的非限制性的实施例。但是对于本领域技术人员来说明确的是，本发明并不仅限于所描述的细节，而是也可以其他同等的方式实现本发明。所述实施方式的一些特征也可以在不使用其他特征的情况下加以使用。

以上描述应该仅视为对本发明原理的描述，而不应该视为对本发明的限制。

Claims

1.一种用于生产纸或纸板的装置，该装置具有喷涂装置（10），该喷涂装置具有用于至少在幅材（6）的一个表面上喷涂胶混合物的喷嘴（4，5），和用于在喷涂胶混合物之后挤压幅材的挤压压区（3），该挤压压区由两个可相对加载、转动的挤压构件（1，2）构成，以及所述用于生产纸或纸板的装置具有第一干燥装置（20），其位于所述喷涂装置（10）之前，用于在喷涂过程之前对幅材进行干燥，其特征在于，所述用于生产纸或纸板的装置具有位于所述喷涂装置（10）之前的加湿装置（11，12），用于在喷涂过程之前利用湿气使所述幅材（6）成型，并且当幅材在喷涂装置之前的进入湿度低于15%时，该加湿装置在喷涂过程之前将幅材加湿至进入湿度为15-50%。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置设置为，将所述幅材（6）加湿至进入湿度为15-30%。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述喷涂装置（10）设置为，以15-30%的高固体物含量配给将要喷涂在幅材上的胶料的剂量。

4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述喷涂装置（10）设置为，与进入加湿分离地配给将要喷涂在幅材上的胶料的剂量。

5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述加湿装置（11，12）设置在所述第一干燥装置（20）中。

6.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，该装置具有用于幅材的第一测量装置（13），该测量装置设置在所述加湿装置（11，12）之后，并且替代该用于幅材的第一测量装置或对于该用于幅材的第一测量装置附加地，该装置具有第二测量装置（14），该第二测量装置设置在所述喷涂装置（10）之后。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一测量装置（13）和/或所述第二测量装置（14）用于测量所述幅材（6）的湿度廓线。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第一测量装置（13）和/或所述第二测量装置（14）与成型进入加湿装置反馈连接，并且所述加湿装置（11，12）可以根据测量来调整。

9.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，该装置具有第二干燥装置（21），该第二干燥装置设置在所述喷涂装置（10）之后，用于在卷绕之前干燥幅材。

10.一种用于生产纸或纸板的方法，在该方法中，将胶混合物喷涂在位于喷涂装置（10）中的幅材（6）的至少一个表面上，该喷涂装置（10）具有喷嘴（4，5），在喷涂胶混合物之后，在挤压压区（3）中对所述幅材进行挤压，该挤压压区由两个可相对加载和转动的挤压构件（1，2）构成，在喷涂过程之前对所述幅材进行干燥，其特征在于，在该方法中，在喷涂过程之前利用湿气使所述幅材（6）成型，并且当幅材在喷涂装置（10）之前的进入湿度低于15%时，将该幅材加湿（11，12）至进入湿度为15-50%。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述幅材（6）加湿至进入湿度为15-30%。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，以15-30%的高于常规的固体物含量配给将要喷涂在幅材上的胶料的剂量。

13.如权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，在设置在喷涂装置（10）之前的加湿装置（11，12）之前对所述幅材（6）进行干燥，使所述幅材的湿度廓线基本上均匀，而后在喷涂过程之前对所述幅材加湿。

14.如权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，与进入加湿分离地配给将要喷涂在幅材上的胶料的剂量。

15.如权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，与进入加湿装置（11，12）相关联地利用湿气使所述幅材成型。

16.如权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，借助已成型的干燥装置（20）利用湿气使所述幅材成型。

17.如权利要求10至16中任一项所述的方法，其特征在于，在所述喷涂过程（10）之前在进入加湿之后对所述幅材进行第一测量（13）和/或在喷涂过程之后对所述幅材进行第二测量（14）。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，测量所述幅材的湿度廓线。

19.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，在所述幅材上进行的测量与成型进入加湿反馈连接，并根据对所述幅材的测量对该进入加湿进行调节。