CN1708619A - 造纸机联机整饰中的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种造纸机联机整饰中的方法，包括至少预压光(12)和涂布(13)的连续整饰阶段。在该方法中，尾部由纸幅形成，并且使该尾部穿过所述整饰阶段(12，13)。之后，该纸幅伸展为全幅。在开始下一个整饰阶段(12，13)的尾部穿引过程之前，当该纸幅在其全幅上伸展的同时，这个整饰阶段(12，13)被设定为产品设置。本发明还涉及一种造纸机联机整饰中的设备。

Description

造纸机联机整饰中的方法和设备

本发明涉及一种造纸机联机整饰(on-line finishing)中的方法，其包括：在卷绕之前，对在造纸机中生产的纸幅进行至少预压光和涂布的连续整饰阶段(stage)；在该方法中，尾部(tail)由纸幅形成，并且以下述方式穿过整饰阶段，即在整饰阶段的尾部穿引过程之后，在形成下一个尾部并将其送至下一个整饰阶段之前，伸展该尾部以形成全幅的纸幅。本发明还涉及一种造纸机联机整饰中的设备。

如今，在造纸机中，其趋势是在生产线后紧接着设置整饰线，以提高效率。这意味着要将纸幅从生产线的最后部分立即引导到整饰过程，而不是间接进行卷绕并单独设置整饰线。换句话说，纸幅在整饰过程中是以生产速度运行的，由此还要使用定期的联机整饰。通常的整饰包括纸张的涂布。为了生产最优质量的纸张，纸幅首先在整饰过程中进行预压光，以确保成功的涂布。最后，涂布纸通常还要被压光，例如为涂布纸提供平滑光泽的优良表面。

纸幅借助在纸幅外部形成的尾部穿过不同的整饰阶段。该尾部也以生产速度前进。因此，特别地，在不同的尾部穿引装置之间的速度差异通常会造成尾部穿引的失败。另外，在开始下一个尾部穿引过程之前，在不同整饰阶段之间将纸幅伸展到全幅。在目前的应用中，例如，在能够针对预压光对纸幅进行测量之前，尾部必须要穿过涂布过程，并伸展为全幅。因此，由于不同整饰阶段效果的可靠性是不确定的，所以不同整饰阶段的控制是不确定的，且难以实施。此外，在如上所述的情况下，在预压光的调整期间，需要将涂布纸引导到损纸处理(broke treatment)。这增加了涂料消耗，并使损纸处理复杂化。

因为需要将尾部引导一段距离，所以在尾部穿引中还会产生调整的问题。这使得尾部有时候会被张紧，甚至断裂。此外，在不同的尾部穿引装置和整饰装置之间的速度差异会造成尾部断裂，在这种情况下，通常必须要重新开始尾部穿引过程。特别地，在目前的造纸机中，尾部穿引装置设置有速度传感器。但是实际上，尾部穿引装置的速度以及足够精确的速度测量是很难控制的，并且有时候甚至是不可能实现的。在进一步加速时，这些问题甚至会变得更加严重。通常，尾部通过绳子传送穿过整饰阶段。该整饰阶段经常在包括有干燥滚筒和干燥网的干燥单元处结束。当尾部借助引纸绳系统(carrier rop system)到达干燥单元时，如果存在的速度差异甚小，则尾部就容易移动到干燥网上。在这种情况下，尾部通常会断裂，并且尾部穿引失败。同时，尾部的多个部分会保留在干燥单元中，其可能会干扰下一个尾部穿引的进行。

通常使用与干燥单元连接设置的水切割机在纸幅外部形成尾部。当必须抵靠着干燥网切割纸幅时，切屑会逐渐地阻滞干燥网。切屑还会传送至干燥单元中，在最糟的情形中，切割还会传送至随后的整个整饰过程中。这就增加了纸幅断裂的可能性，并损害了最终产品的质量。另外，其还需要使用各种清洁装置。

US专利No.4728396提出了一种涂布机和使用该涂布机的方法。在该方法中，在使纸辊退卷之后，将幅面以全幅引导到损纸槽(broke pit)。将尾部与幅面分离，并且将该尾部引导到涂布装置。在该尾部伸展之后，开始涂布。在幅面断裂处，将幅面以处理速度引导到损纸槽，并且重复尾部伸展的过程。所讨论的设备即为所谓的机外涂布机(off-machine coater)。此外，这对于使尾部成功穿引的作用是较低的。

本发明的目的在于提供一种用于在造纸机中联机整饰的新方法，其比以前的方法更为可靠，并且使产品断裂得最少。本发明的另一个目的在于提供一种用于在造纸机中联机整饰的新设备，其避免了尾部断裂以及无益的对整饰过程的污染。根据本发明方法的特征由所附权利要求1而变得明显。相应地，根据本发明设备的特征由所附权利要求7而变得明显。在根据本发明的方法中，独立使用每个整饰阶段。这能够在使产品断裂最少的同时最佳地控制每个整饰阶段。相应地，每个整饰阶段的最终产品(final result)能够在移动到下一个整饰阶段之前被确定。这样便于控制造纸机，并减少了断裂数量。另外，借助根据本发明的该设备，能够在优于以前的控制方法下保持该尾部。同时，与以前相比提高了使尾部成功穿引的可能性。此外，根据本发明的该设备能比以前更好地被分组，并且具有尽可能少的中断点。该设备还可以对整饰过程无污染地切割纸张。同时，可以在整饰阶段的末端很容易地布置损纸处理。

下面通过参考示出本发明一些实施例的附图对本发明进行详细描述，其中：

图1示出了根据本发明的设备的结构图；

图2a示出了图1所示设备的一个整饰阶段的变形；

图2b示出了图1所示设备的一个整饰阶段的另一个变形；

图3是根据本发明整个设备的一部分的放大图；

图4a是包括一个整饰阶段的流程图，其表示了根据本发明的设备的操作；

图4b是表示根据本发明的设备的一个整饰阶段中纸幅行程的结构图。

图1是根据本发明的设备的结构图，其特别适用于造纸机中的联机整饰。在图1中，造纸机的实际生产阶段在干燥部10处结束，由造纸机生产的纸幅由此处向下运行以进行损纸处理。纸幅向下运行的类似位置(similarpoints)在图中以向下指示的箭头表示。在图中未示出损纸处理装置。在整饰过程的末端，纸幅借助辊11进行卷绕。在卷绕之前，该整饰过程包括至少预压光12和涂布13的连续整饰阶段。在此，压光14附加地跟在涂布13之后。整饰阶段12-14还包括使尾部穿过整饰阶段12-14的尾部穿引装置15。为了在全幅的纸幅之外形成尾部，尾部穿引装置15还包括切割装置16。在此，尾部穿引装置15主要包括用于向前运送尾部的引纸绳(carrier rope)系统17。在使用这种引纸绳系统的情形中，该尾部穿引装置15主要在不同整饰阶段之间还包括真空带式输送机18，其用于传送形成于纸张之外、将向下运行到下一个整饰阶段的尾部穿引装置的尾部。为了清楚起见，在图中既未示出纸幅也未示出尾部。在每一个整饰阶段中，引纸绳系统基本穿过与生产中的纸幅相同的路线。

在该应用中显示的预压光12由两个连续的所谓软压光机19组成。它们的压光区(calendering nips)由一个硬辊20和一个较软的反作用辊(counterroll)21组成。在连续的软压光机19中，较软的反作用辊21交替地位于纸幅的不同侧，由此轮流预压光纸幅的两个侧面。在软压光机19前面的两侧，附加地设有加湿装置22，如若需要，可以使用该加湿装置22调整纸幅的湿度廓线(moisture profile)。涂布也在压区(nips)中进行，干燥装置30跟随在其后。最后是所谓的硬压光机23，该压光机23由多个辊组成，所述多个辊之间形成有多个不同压区，且一个辊置于另一个辊的顶部。被涂布和压光的纸幅从该硬压光机23引导到辊11，辊11与硬压光机23一起共有一个引纸绳系统。在不同应用之间，可以变换用在不同整饰阶段中的装置。在此，对于功能相似的部件使用相同的附图标记。

根据本发明，在每个整饰阶段的末端都有牵拉点(draw point)，其在相关的整饰阶段中形成用于张紧和保持纸幅的一个接触。该牵拉点主要用数字24来标识。由于该牵拉点，对于整饰阶段的整个过程都能使纸幅处于控制之下。牵拉点的单独接触对于尾部是特别重要的。实际上，牵拉点会停止整饰阶段，并且，作为尾部穿引装置的引纸绳系统被引导穿过该牵拉点。由于该单独的接触，在尾部穿引装置和牵拉点之间的速度变化以及可能由此产生的尾部断裂并不重要，其原因是在该牵拉点之后，尾部立即向下运行到损纸处理。换句话说，尾部从尾部穿引装置被传送至牵拉点恰好是所期望的，由此尾部会立即处于控制之下。因此，纸幅也可以比以前缩短生产中断的情况更早地进行伸展。

该设备优选还包括测量元件25，其设置在牵拉点24之前的整饰阶段12-14中，用于确定所需要的纸幅特性。设置测量元件的目的将结合根据本发明的方法的描述进行详细地讨论。

图1示出了根据本发明的设备，其中放置在预压光12之后的牵拉点24和涂布13之后的牵拉点24是相似的。图2a和图2b示出了预压光之后的牵拉点的变形。所讨论的牵拉点在图1中用点划线围了起来。通常设置形成单独接触的牵拉点作为辊压区(roll nip)或织物传送装置(fabric transfer)。在图2a中，在辊压区中的一个辊是一个适用于预压光12的反作用辊21，而另一个辊是一个单独的辅助辊26。这确保了整饰阶段的总长度尽可能地短。另一方面，附加的辅助辊使预压光机的设计复杂化，并妨碍了特别是在尾部穿引中的引导。图2b表示牵拉点24的第三个应用，其中辊压区的两个辊均是辅助辊27。辅助辊27独立于包括在整饰阶段中的装置附加地设置。在这种情形下，预压光保持不变，但是附加的一对辊会增加整饰阶段的长度。在两种应用中提到的上述问题还在于切割装置和下一个整饰阶段(例如涂布)之间的距离。此外，不可能干燥纸幅。另一方面，在图2b的应用中，切割装置16还可以设置在纸幅的开式牵引中。

这两个问题通过图1和图3中表示的牵拉点24来避免，其中，织物传送装置形成在一个干燥滚筒28和一个被设置成与其接触的干燥网29之间。这样，在牵拉点处对纸幅进行干燥，并且纸幅能够同时比以前更为有效地进行牵拉。尾部也会被可靠地传送到干燥网的影响区域，从而在尾部向下运行到损纸处理之前，能够迅速地受到控制。在这个应用中，同样，干燥网和引纸绳系统之间的速度差异并不显著，但是，实际上要使这种差异尽可能地小。该方案还提供了一种有利的尾部成形。其唯一的缺点主要在于增加了整饰阶段的长度。另一方面，单滚筒的牵拉点比公知的三滚筒干燥装置要短很多。另外，在所述实施例中，纸幅也能够在预压光之后进行干燥。

图3是单滚筒应用的更详细的图示。干燥网29的小包角甚至也提供了可靠的尾部捕获(tail seizure)和有效的纸幅牵拉。根据本发明，切割装置16适合于在纸幅开式牵引中从纸幅上切割尾部。这尤其在图3中变得更加明显。在此，该切割装置16包括水切割机，其设置在实际牵拉点的前面。这防止了切屑(cuttings)进入生产过程或干燥网上，并且易于将剪下来的部分以可控制的方式从切割点引导出去。另外，切割装置优选设置在向下运行的位置附近，其使得在剪下来的部分的尾部穿引和伸展中，最小化对于该处理的干扰。

一般地，在形成尾部并将下一个尾部送至下一个整饰阶段之前，在尾部进行穿引之后，纸幅伸展到全幅。根据本发明，在开始下一个整饰阶段的尾部穿引过程和形成尾部之前，当纸幅伸展到全幅时，所讨论的整饰阶段被意外地设定为产品设置。这使整饰阶段的整个控制简单化了。借助上述在整饰阶段中用于张紧和保持纸幅的牵拉点，提供了可靠的损纸处理。这也确保了在使用单滚筒牵拉点时，纸幅的张紧总是特别适当的。

设于整饰阶段末端的牵拉点还能够在开始下一个尾部穿引之前的每个整饰阶段中确定纸幅特性。这些特性在牵拉点处和/或在牵拉点之前被确定。为此，该设备包括公知的测量元件25，其被用于确定例如纸幅的水分含量以及孔隙率、光泽度和其它表面特性。之后，基于特定的纸张特性，每个整饰阶段都易于对产品设置进行调整。这样，总体考虑，整饰阶段的控制具有比以前更小的损纸量和涂料耗费，从而不再那么复杂。

整饰阶段的调整尤其会影响纸幅的特性和由其制成的最终产品。另外，根据本发明，在尾部形成中改变尾部特性。这确保了成功的尾部穿引。实际上，通过使用例如专用的加湿喷嘴，改变尾部的水分含量。

图4a示出了一个流程图，其说明了对于一个整饰阶段的根据本发明的设备的操作(其被简化为一个整饰阶段)。该阶段是以接受在前一阶段中形成的尾部而开始的。重复尾部穿引过程直至成功为止，之后纸幅被伸展至全幅。在该阶段的末端，被传送通过该阶段的尾部向下运行至损纸处理。根据本发明，该阶段被设置成在穿引之后进行产品设置并且测量经处理的纸幅。基于这些测量来确定纸幅的质量。在质量存有偏差的情况下，调整该阶段。一旦获得理想的纸幅质量，就形成尾部并将其引导到下一个阶段。

图4b示出了在一阶段(在此为涂布13)中纸幅的行程。根据本发明可以在保持纸幅总是在控制下的牵拉点24处使用测量元件25。这里，纸幅已经穿过该阶段并已经伸展至全幅。实际上，这种伸展发生在前一个阶段。在图4b中示出的情形下，切割装置16被用于从其质量已经被证明是优良的纸幅上形成尾部。然后，纸幅的其余部分在牵拉点24之后向下运行到损纸处理。在各阶段之间，使用例如真空带式输送机18来传送尾部。

在根据本发明的设备中，各种尾部穿引过程相应于不同的整饰阶段是独立的、不同的部分(entities)。每个尾部穿引过程几乎不包括干扰点，并且尾部总是保持在控制之下。由于根据本发明的牵拉点，使得各种尾部穿引装置和牵引点之间的速度差异是不重要的。由于牵引点，可以在下一个整饰阶段之前的每个整饰阶段中确定纸幅特性。这样，使用根据本发明的方法，生产过程可以以简单且精确的方式适当地进行调整。这节省了时间和精力(energy)。同时，保持了整饰阶段的清洁，这减少了对清洁装置的需要。通过根据本发明的方法和设备，可以使每个整饰过程最优化，并由此在开始下一个尾部穿引之前使纸张特性最优化。实际上，在开始实际压光之前，可以最优化预压光和涂布，这还使得整个整饰过程明显比以前更稳定。

Claims (12)

1.一种造纸机联机整饰中的方法，包括：在卷绕之前，对造纸机中生产的纸幅进行至少预压光(12)和涂布(13)的连续整饰阶段，；在该方法中，由该纸幅形成尾部，并且该尾部以下述方式穿过所述整饰阶段(12，13)：在所述整饰阶段(12，13)的尾部穿引过程之后，在形成下一个尾部并将该下一个尾部传送到下一个整饰阶段(12，13)之前，该尾部伸展为全幅的纸幅，其特征在于，在开始下一个整饰阶段(12，13)的尾部穿引过程以及形成该尾部之前，当该纸幅在其全幅上伸展的同时，这个整饰阶段(12，13)被设定为产品设置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在至少一个整饰阶段(12，13)的末端设置形成单独接触的牵拉点(24)，用于在相关的整饰阶段(12，13)中张紧和保持该纸幅。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在至少一个整饰阶段(12，13)的牵拉点(24)处和/或在该牵拉点之前确定期望的纸幅特性。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于确定的纸幅特性来调整所述整饰阶段(12，13)，以将所述整饰阶段(12，13)设定为产品设置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，在该联机整饰中使用第三个整饰阶段，其为适于在涂布(13)之后进行压光(14)。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，在尾部形成过程中改变该尾部的特性，以确保成功的尾部穿引。

7.一种造纸机联机整饰中的设备，包括：在卷绕之前，对造纸机中生产的纸幅进行至少预压光(12)和涂布(13)的连续整饰阶段；在所述整饰阶段(12，13)中，每个整饰阶段都具有：切割装置(16)，用于从全幅的纸幅上形成尾部；以及尾部穿引装置(15)，用于使形成的尾部穿过所述整饰阶段(12，13)；该切割装置(16)适于在该纸幅的开式牵引中从该纸幅上切割该尾部；其特征在于，每个整饰阶段(12，13)的末端都设有形成单独接触的牵引点(24)，用于在这个整饰阶段(12，13)中张紧和保持该纸幅；并且在该牵引点(24)之前，至少在一个整饰阶段(12，13)中设置测量元件(25)，用于确定所期望的纸幅特性，由此当该纸幅在全幅上伸展时，将这个整饰阶段(12，13)设定为产品设置。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，该切割装置(16)设置在该牵拉点(24)之前，并由水切割机组成。

9.如权利要求7或8所述的设备，其特征在于，形成单独接触的该牵拉点(24)被设置成在两个辊之间的辊压区或织物传送装置。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，设置一反作用辊(21)，作为该辊压区中的一个辊，该反作用辊适用于预压光(12)，而另一个辊是独立的辅助辊(26)。

11.如权利要求9所述的设备，其特征在于，该辊压区的辊都是辅助辊(27)，其被设置成独立于该整饰阶段(12，13)中包括的装置。

12.如权利要求9所述的设备，其特征在于，该织物传送装置形成在一个干燥滚筒(28)和一被设置为与其相接触的干燥网(29)之间。

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