CN107287965B - 生产纤维幅材的生产线以及冷却器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产纤维幅材的生产线，其包括：至少一个流浆箱；成形部，包括成形装置，用于纤维幅材的每个层或层组合；压榨部；至少一个干燥部；至少一个压光机；卷纸机。该生产线包括用于冷却纤维幅材的至少一个冷却器，用以在至少位于压榨部之后的位置处朝向纤维幅材提供气体吹送，所述至少一个冷却器位于至少一个压光机与处于压光机之前并与之相邻的干燥部的最后一个烘缸之间，并且在压光机与位于其之前的最后一个烘缸之间的纤维幅材运行路径的长度是7‑20m，有利地为10‑15m，该长度是从纤维幅材在最后一个烘缸上的最后接触点至纤维幅材在压光机的压光压区的第一压光辊上形成的第一接触点来测量的。本发明还涉及一种提供气体吹送的冷却器。

Description

生产纤维幅材的生产线以及冷却器
技术领域
概括而言，本发明涉及在纤维幅材生产线中生产纤维幅材，特别是生产纸板幅材。尤其是，本发明涉及一种用于生产纤维幅材的生产线，以及一种提供气体吹送的冷却器。
背景技术
如从现有技术中所知，在纤维幅材的生产工艺中通常包括由许多沿生产线连续设置的装置形成的组件。典型的生产处理线包括流浆箱、网部、压榨部以及随后的干燥部和卷纸机(reel-up)。生产处理线还可包括用于整饰纤维幅材的其它设备和/或部段，例如预压光机、施胶机、最终压光机、涂布部。生产处理线通常还包括至少一个用于形成用户辊的分切复卷机以及卷封包装置或平板切纸机。在本说明书及随附的权利要求书中，纤维幅材例如是指纸幅和纸板幅。
与纤维幅材的生产相关的一个问题是获得所需的表面特性，并且同时获得所需的松厚度，即幅材的厚度与其克重(基重)的关系。当纤维幅材具有高的松厚度时，基重能够减小，这样会大量节省原材料。当纤维幅材的温度为约80-90℃时，通常纤维幅材被从干燥部引导到预压光机。在幅材的厚度方向上，幅材的中间层是热的且接近塑性状态，由此在对纤维幅材进行压光的期间，中间层同样会变得紧密，这导致了松厚度损失。从现有技术中已知的是，可通过在压光前冷却纤维幅材而保持松厚度。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有高生产能力的用于生产纸板幅材和纸幅材的生产线，该生产线简单、成本效益好并且节省原材料。
本发明进一步的目的是从一个新的角度来处理上述问题，并提出与常规思维方式相反的新颖方案。
为实现上述及随后所述的目的，本发明提出了一种用于生产纤维幅材的生产线，该生产线包括：至少一个流浆箱，所述流浆箱能够是两层或三层流浆箱；成形部，包括用于所述纤维幅材的每个层或层组合的成形装置；压榨部，具有至少一个压榨压区；至少一个干燥部；至少一个压光机；卷纸机，其特征在于，所述生产线包括至少一个冷却器，其在至少位于所述压榨部之后的位置处朝向所述纤维幅材提供气体吹送，用以冷却所述纤维幅材，所述冷却器位于至少一个压光机与处于所述压光机之前并与所述压光机相邻的所述干燥部的最后一个烘缸之间，并且在所述压光机与位于所述压光机之前的所述最后一个烘缸之间的纤维幅材运行路径的长度是7-20m，有利地为10-15m，所述长度是从所述纤维幅材在所述最后一个烘缸上的最后接触点至所述纤维幅材在所述压光机的压光压区的第一压光辊上形成的第一接触点来测量的。
本发明还提出了一种提供气体吹送的冷却器，所述冷却器包括至少一个冷却器模块，所述冷却器的至少一个冷却器模块被弯曲，且至少一个冷却器模块被设置为气体转向模块，用以使所述纤维幅材的运行路径从其主运行方向转向80°-190°。
根据本发明的生产线有利地包括：至少一个流浆箱；用于每层或者用于多个层组合(layer combination)的成形装置；压榨部；干燥部；至少一个冷却器，其在压榨部之后提供气体(例如空气或空气混合物或气体混合物)的吹送；至少一个增湿(moisturizing，补水)装置；位于提供气体吹送的至少一个冷却器之前；至少一个压光机；卷纸机；分切复卷机和/或平板切纸机。
根据本发明的有利的特征，生产线还包括位于提供气体吹送的冷却器之前的增湿装置。
根据本发明的有利的实施例，生产线还包括：扬克式烘缸(Yankee cylinder)和/或输送带装置；施胶压榨机；以及后干燥部，位于扬克式烘缸和/或带装置和/或施胶压榨机和/或压光机之后。
根据本发明的有利的实施例，生产线还包括：涂布部，为纤维幅材涂布1-4层的涂层；以及干燥装置，用于使此涂层干燥。
生产线的生产速度有利地为100-2000m/min。
由生产线生产的纤维幅材的基重为50-1000g/m2。
生产线的最终产品是具有1-10个纤维层的纤维幅材。
生产线的最终产品是具有1-6个涂层的纤维幅材。
根据本发明，在生产线的至少一个压光机与位于其之前的最后一个烘缸之间，设有用于冷却纤维幅材的非接触式装置，并且在至少一个压光机与位于压光机之前的生产设备之间的纤维幅材运行路径的长度是7-20m，有利地为10-15m。该长度是从位于压光机之前并与该压光机相邻的最后一个烘缸上的纤维幅材的最后接触点至形成压光机的压光压区的第一压光辊上的纤维幅材的第一接触点测量的。上述位于压光机之前的生产设备有利地是干燥部的最后一个烘缸。
根据本发明的有利特征，冷却器的冷气体的温度小于进入提供气体吹送的冷却器的纤维幅材的温度。
根据本发明的有利特征，冷却器包括下述装置：该装置朝向纤维幅材的至少一个表面吹送干燥的冷气体而使得(纤维幅材中的)蒸汽的分压显著大于由提供气体吹送的冷却器吹送的气体中的蒸汽的分压，从而当纤维幅材中的蒸汽的分压为100％时，由冷却器吹送的气体中的蒸汽的分压小于70％。
根据本发明，提供气体吹送的冷却器包括至少一个冷却器模块，有利地为冲击干燥模块。
根据有利的特征，至少一个冷却器模块被弯曲。
根据有利的特征，提供气体吹送的冷却器可包括用于润湿纤维幅材的至少一个表面的装置。
根据有利的特征，在提供气体吹送的冷却器中，至少一个冲击干燥模块被设置为气体转向模块，用于使纤维幅材的运行从其主运行方向转向80°-190°。
根据有利的特征，至少一个冷却器模块包括至少一个吹气区，在该吹气区内，干燥的冷气体被朝向纤维幅材的至少一个表面吹送。
根据有利的特征，至少一个冷却器模块包括至少一个抽吸区，在该抽吸区内，从纤维幅材中蒸发的水分被从纤维幅材的至少一个表面附近抽离。
根据有利的特征，该冷却器包括位于纤维幅材的两个侧面上的冷却器模块，有利地为冲击干燥模块。
根据有利的特征，冷却器包括位于弯曲的纤维幅材运行路径内的气体转向模块，气体转向模块包括在运行期间朝向弯曲的纤维幅材提供气体吹送的装置。由此，冷却器可以被紧凑地构造。
根据有利的特征，冲击干燥模块内部的压力高于环境压力，使得气体在外部流动，防止了水分从纤维幅材进入模块内部。
根据有利的特征，冷却器模块包括设置在模块中并且/或者与连接到冷却器模块的通道形成一体的鼓风机。
根据本发明，提供气体吹送的冷却器的冷气体的温度是可调节的。
根据本发明的有利特征，流浆箱是两层或三层流浆箱。
根据本发明的有利特征，压榨部包括至少一个辊式压榨压区和/或至少一个靴式压榨压区。
根据本发明的有利特征，干燥部包括至少一个单网牵引的烘缸组和/或至少一个双网牵引的烘缸组。
根据本发明的有利特征，压光机是预压光机、中间压光机或最终压光机。
根据本发明的有利特征，施胶机是粘合施胶机、喷射施胶机或薄膜施胶机。
根据本发明的有利特征，在涂布部之后包括以下装置中的至少一种：粘合涂布机、气刷涂布机、施胶机、刮刀涂布机、棒式涂布机、帘式涂布机、喷射涂布机、热辊层压涂布机(cast coater，流延涂布机)。
根据本发明的有利特征，生产线的增湿装置包括抽吸区，该抽吸区延伸到大体纤维幅材的宽度，该抽吸区有利地位于增湿装置的增湿喷嘴与增湿装置的出口端之间。
根据有利的特征，增湿装置的出口端包括用于密封吹气(sealing blow)的喷嘴。
根据本发明的有利特征，易受水分附着影响的增湿装置的内表面被向下导向至少15°。
根据本发明的有利特征，增湿装置的亲水的内表面的至少一部分通过喷沙而变粗糙。
根据本发明的有利特征，排放连接部设置在增湿装置的最低点处，或者增湿装置设置有液滴状突起。
纸和纸板具有许多种类型，并且能够根据基重分成两个品级(等级)：纸，其为单层且基重为25–300g/m2；以及纸板，其以多层技术制造且基重为150–600g/m2。应注意的是，纸与纸板之间的界线是灵活可变的，因为基重最轻品级的纸板比最重品级的纸要轻。一般而言，纸用于印刷，而纸板用于包装。本发明尤其涉及生产用于内包装或外包装品级的纸板。主要的盒用纸板品级为折叠盒纸板(FBB)、漂白浆挂面粗纸板(WLC)、实心漂白纸板(SBS)、以及液体包装纸板(LPB)。一般而言，这些品级(的纸板)通常用于不同种类的消费者商品的包装。盒用纸板的品级从一层直至五层的纸板不等(150–400g/m2)。顶侧通常涂布一至三层(20–40g/m2)，背侧较少涂布或完全不涂布。相同的纸板品级具有较大范围的不同的质量数据。FBB由于基板的中间层使用机械浆或化学机械浆而具有最高的松厚度。WLC的中间层主要包括再生纤维，而SBS完全由化学浆制成。FBB的松厚度通常在1.1-1.9cm3/g之间，而WLC的范围是1.1-1.6cm3/g，SBS的范围是0.95-1.3cm3/g。PPS-s光滑度分别为：对于FBB，在0.8-2.1μm之间；对于WLC，在1.3-4.5μm之间；而对于SBS，在0.7-2.1μm之间。容器纸板也被称为CCM或瓦楞纸箱材料，是一种为生产瓦楞纸板专门制造的纸板。该术语包括挂面纸板和瓦楞芯纸(或波纹纸)，这两种类型的纸构成瓦楞纸板。挂面纸(liner)根据其配料基底(furnishbase)而分为牛皮挂面纸、再生挂面纸和白顶挂面纸。挂面纸为典型的1至3层纸板，其克重在100-300g/m2范围内变化。挂面纸板一般是未涂布的，但涂布的白顶挂面纸的生产正在增多，以满足较高的对适印性能的要求。
附图说明
下文将参照附图进一步详细说明本发明，在附图中：
在图1-图4中非常示意性地示出了根据本发明的用于生产纤维幅材的生产线的有利的示例，
在图5中示意性地示出了提供气体吹送的冷却器的有利的示例，以及
在图6A-图6B中示意性地示出了增湿装置的有利的实施例。
具体实施方式
在下文的公开内容以及附图中，若非另有说明，对应的零件、部件、部段等均由相同的附图标记标识。此外，应注意的是，为了清楚起见，附图中省略了对于零件、部件、部段的细部的一些附图标记，因为这些细部是本领域技术人员所公知的。
在图1-图4中所示的用于生产涂布的纤维幅材、特别是涂布的纸板幅材的生产线的示意性示例中，用于生产纤维幅材的生产线包括三个流浆箱7、8、9，每个流浆箱用于为纤维幅材W的一个纤维层提供配料，且每个流浆箱之后分别跟随着该生产线的成形部10中的成形单元101、102、103，在该成形部中形成纤维幅材W并且从纤维幅材中去除水分。在压榨部11中，纤维幅材W在压榨压区111、112中被压榨。该生产线的干燥部12包括一个或多个单网牵引的烘缸组121中和/或一个或多个双网牵引的烘缸组122、12N中的传统干燥。干燥部12之后跟随着施胶部13的施胶压榨机(size press)131，该施胶压榨机包括用于施胶的干燥部14，该干燥部包括转向装置141、非接触式干燥装置142和双网牵引的烘缸组143。在用于施胶的干燥部14之后设有冷却器144。在冷却器144之后，纤维幅材在压光机15中的两个压光辊之间形成的压光压区中被压光，随后由非接触式干燥装置152进行干燥。之后，纤维幅材W在涂布部16、17中被涂布，这些涂布部通过涂布机161、171为两个涂层提供涂布。每个涂布机161、171之后分别跟随着包括非接触式干燥装置162、172和/或烘缸组163、173的干燥部。在涂布部之后设置有端部压光机18，其中纤维幅材W在形成于压光辊之间的两个压光压区181、182中被压光。在生产线的末端，纤维幅材W在卷纸机19中被卷纸缸191卷绕成具有全宽纤维幅材的母卷192上。母卷192被传送到分切复卷机的退绕机201。退绕后的全宽纤维幅材W沿纤维幅材W的纵向方向被切割，即在分切机202中被分切刀切割成部分纤维幅材WN，且部分纤维幅材WN在复卷机203中被卷绕成部分纤维幅材卷，即用户卷(消费卷)。
这些装置和部段能够以本领域技术人员已知的各种不同的设计和结构来构造。有利地，流浆箱是两层或三层流浆箱7、8、9，压榨部包括至少一个辊式压榨压区111和/或至少一个靴式压榨压区112，干燥部包括至少一个单网牵引的烘缸组121和/或至少一个双网牵引的烘缸组122、12N，且施胶压榨机131是粘合施胶机、喷射施胶机或薄膜施胶机。
该生产线包括：至少一个冷却器144，其在压榨部之后提供气体吹送；至少一个增湿装置，其位于至少一个冷却器144、至少一个压光机15、卷纸机19、分切复卷机20和/或平板切纸机之前。冷却器144包括朝向纤维幅材W的至少一个表面吹送干燥的冷气体的装置。许多不同类型的压光机能够被用作预压光机和/或用作中间和/或最终压光机，例如硬压区压光机、软压区压光机、超级压光机、金属带压光机、靴式压光机、长压区压光机、多压区压光机。
该生产线还可包括：扬克式烘缸和/或带装置；施胶压榨机131；以及后干燥部14、152，位于扬克式烘缸和/或带装置和/或施胶压榨机和/或压光机15之后；涂布部16、17，用于为纤维幅材涂布1至4层的涂层；以及干燥装置，用于使涂层干燥。涂布部16、17包括至少一个涂布机161、171，其中涂布机可以为如下类型：粘合涂布机、气刷涂布机、施胶机、刮刀涂布机、棒式涂布机、帘式涂布机、喷射涂布机、热辊层压涂布机。
在生产线的压光机15与位于其之前的最后一个烘缸之间，设有用于冷却纤维幅材的非接触式装置，即提供冷气体的冷却器144，并且纤维幅材在压光机15之前的最后一个烘缸上的最后接触点与纤维幅材在形成压光机15的压光压区的第一压光辊上的第一接触点之间的纤维幅材运行路径(run)的长度是7-20m，有利地为10-15m。
如图5的示例所示，提供气体吹送的冷却器144包括冷却器模块41、42、43、44，有利地为冲击干燥模块41、42、43、44，并且至少一个冲击干燥模块43被弯曲以提供气体转向模块43，用以使纤维幅材W从其主运行方向(有利地为大体水平方向)转向运行80°-190°。如图5所示，冷却模块包括：由喷嘴45、46形成的吹气区，这些喷嘴可以具有至少一排喷嘴开口和/或狭缝，其中干燥的冷气体被朝向纤维幅材W的至少一个表面吹送；以及位于喷嘴45、46之间的抽吸区，在这些抽吸区中，从纤维幅材W蒸发的水分被从纤维幅材W的表面附近抽离。如图中的示例所示，提供气体吹送的冷却器144可包括在纤维幅材W的两个侧面上的冷却器模块41、42、44以及位于弯曲的纤维幅材运行路径内的气体转向模块43，该气体转向模块43包括在运行期间朝向弯曲的纤维幅材提供气体吹送的装置。提供气体吹送的冷却器144可包括用于对纤维幅材W的至少一个表面进行增湿的装置47、48。有利地，在位于纤维幅材的相对两个侧面上的冷却器模块41、42；41；44中的两个之中，喷嘴45、56被设置为使得在位于相对于喷嘴的相对侧上构成一抽吸区。
在图6A-图6B中示出了用于生产线的增湿装置47、48的示例，其包括延伸到大体纤维幅材W的宽度的抽吸区51，该抽吸区51有利地位于增湿装置47、48的增湿喷嘴52与增湿装置47、48的出口端之间。增湿装置47、48的出口端包括用于密封吹气的喷嘴53。从图6A-图6B中可看到，易受水分附着影响的增湿装置47、48的内表面被向下导向至少15°。排放连接部54设置在增湿装置的最低点处。
上文仅是描述了本发明的一些有利示例，而本发明并不狭隘地局限于这些示例，而是在本发明范围内可做出多种修改和变更。

Claims (12)

1.用于生产纤维幅材的生产线，包括：至少一个流浆箱，所述流浆箱能够是两层或三层流浆箱(7，8，9)；成形部(10)，包括用于所述纤维幅材(W)的每个层或层组合的成形装置(101，102，103)；压榨部(11)，具有至少一个压榨压区(111；112)；至少一个干燥部(12；142，143；152；162，163；172；173)；至少一个压光机；卷纸机(19)，其特征在于，所述生产线包括至少一个冷却器(144)，其在至少位于所述压榨部之后的位置处朝向所述纤维幅材(W)提供气体吹送，用以冷却所述纤维幅材(W)，所述冷却器(144)位于至少一个压光机与处于所述压光机之前并与所述压光机相邻的所述干燥部(143)的最后一个烘缸之间，并且在所述压光机与位于所述压光机之前的所述最后一个烘缸之间的纤维幅材运行路径的长度是7-20m，所述长度是从所述纤维幅材(W)在所述最后一个烘缸上的最后接触点至所述纤维幅材(W)在所述压光机的压光压区的第一压光辊上形成的第一接触点来测量的，
提供气体吹送的所述冷却器(144)包括用以朝向所述纤维幅材(W)的至少一个表面吹送干燥的冷气体的装置(45，46)，使得所述纤维幅材中的蒸汽的分压显著大于由所述冷却器(144)吹送的气体中的蒸汽的分压，从而当所述纤维幅材(W)中的蒸汽的分压为100％时，由所述冷却器(144)吹送的气体中的蒸汽的分压小于70％。
2.根据权利要求1所述的生产线，其特征在于，在所述压光机与位于所述压光机之前的所述最后一个烘缸之间的纤维幅材运行路径的长度是10-15m。
3.根据权利要求1所述的生产线，其特征在于，所述生产线还包括：扬克式烘缸和/或带装置；施胶压榨机(131)；以及后干燥部(141，142；152)，位于所述扬克式烘缸和/或所述带装置和/或所述施胶压榨机(131)和/或所述压光机之后。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的生产线，其特征在于，所述生产线还包括：涂布部(16，17)，用于为所述纤维幅材(W)涂布1-6层的涂层；以及干燥装置(161，162；171，172)，用于使所述涂层干燥。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的生产线，其特征在于，所述生产线的生产速度为100-2000m/min，并且/或者由所述生产线生产的所述纤维幅材(W)的基重为50-1000g/m2，并且/或者所述生产线的最终产品是具有1-10个纤维层的纤维幅材(W)，以及/或者所述生产线的最终产品是具有1-10个涂层的纤维幅材。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的生产线，其特征在于，所述生产线还包括位于所述冷却器(144)之前的增湿装置(47，48)。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的生产线，其特征在于，所述冷却器(144)的冷气体的温度小于进入所述冷却器(144)的所述纤维幅材(W)的温度。
8.提供气体吹送的冷却器，其特征在于，所述冷却器(144)包括至少一个冷却器模块，所述冷却器(144)的至少一个冷却器模块被弯曲，且所述至少一个冷却器模块被设置为气体转向模块，用以使纤维幅材(W)的运行路径从其主运行方向转向80°-190°，
提供气体吹送的所述冷却器(144)包括用以朝向所述纤维幅材(W)的至少一个表面吹送干燥的冷气体的装置(45，46)，使得所述干燥的冷气体中的蒸汽的分压显著大于由所述冷却器(144)吹送的气体中的蒸汽的分压，从而当所述纤维幅材(W)中的蒸汽的分压为100％时，由所述冷却器(144)吹送的气体中的蒸汽的分压小于70％。
9.根据权利要求8所述的冷却器，其特征在于，所述冷却器(144)包括用于润湿所述纤维幅材(W)的至少一个表面的装置(47，48)。
10.根据权利要求8或9所述的冷却器，其特征在于，所述冷却器(144)的至少一个冷却器模块包括至少一个吹气区，在所述吹气区中干燥的冷气体被朝向所述纤维幅材(W)的至少一个表面吹送，且所述冷却器(144)的至少一个冷却器模块包括至少一个抽吸区，在所述抽吸区内从所述纤维幅材中蒸发的水分从所述纤维幅材(W)的至少一个表面附近被抽离。
11.根据权利要求8或9所述的冷却器，其特征在于，所述冷却器(144)包括位于所述纤维幅材的两个侧面上的冷却器模块。
12.根据权利要求8或9所述的冷却器，其特征在于，所述冷却器(144)包括位于弯曲的纤维幅材运行路径内的气体转向模块(43)，所述气体转向模块(43)包括在运行期间朝向所述弯曲的纤维幅材(W)提供气体吹送的装置。
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