CN204455711U - 用于将涂布颜料涂覆在纤维幅材上的涂布装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于将涂布颜料涂覆在纤维幅材上的涂布装置，该装置包括具有至少一个喷嘴部(10)的喷嘴单元，该喷嘴部包括供给室(11)、至少一个均衡室(13；13’)、喷嘴槽(14’)、以及位于供给室(11)和第一均衡室(13)之间的供给孔(12)，涂布颜料自该喷嘴槽通过喷嘴槽(14’)的出口(15)排出。在供给孔(12)至均衡室(13)的出口区域处设有冲击表面(20)，该冲击表面起使着从供给孔(12)进入均衡室(13)的不均一涂布颜料流均匀分布的工具的作用。

Description

用于将涂布颜料涂覆在纤维幅材上的涂布装置

技术领域

本实用新型涉及将涂布颜料涂覆在纤维幅材上的涂布装置，并尤其涉及纤维幅材的帘式涂布和喷涂的涂布装置。

背景技术

由现有技术可知，纤维幅材的生产工艺典型地包括由生产线上连续设置的多个设备构成的组件。典型的生产处理线包括流浆箱、网部和压榨部，以及随后的干燥部和卷纸机。该生产处理线还可以包括用于整饰纤维幅材的其它装置和部分，例如施胶机、压光机、涂布部。该生产处理线典型地还包括卷纸机和至少一个用于卷成客户卷的复卷机，以及至少一个卷包装设备。在本说明书和随附的权利要求书中，纤维幅材是指例如纸幅材和纸板幅材。

在纤维幅材(例如纸幅材或纸板幅材)的生产中，施胶被用来通过添加例如胶化学品的施胶剂(施胶介质)来改变纤维幅材的属性。施胶可以被分成内部施胶和表面施胶。在内部施胶中，施胶剂在(纤维幅材)形成前添加至在纤维幅材机的湿端的纸浆中。在表面施胶中，施胶剂被添加至在纤维幅材机的干端的纤维幅材的表面上。

在纤维幅材(例如纸幅材或纸板幅材)的生产中，在涂布中，尤其是使得纤维幅材的表面在干燥之前的涂布站处形成一层涂布颜料(涂布介质)。直接涂覆而形成涂层可被分为将涂布颜料供应到幅材表面上(这被称为涂覆涂布颜料)，以及调整涂布颜料的最终量。在间接涂覆中，当供应颜料时，颜料量的调整已经被控制。

纤维幅材的涂布典型地使用涂布装置——涂布机，其与例如在涂布机之后的干燥装置一起构成纤维幅材生产线的涂布部。在现有技术的布置中，与涂布机关联地使用多种不同的用于将涂布介质涂覆在纤维幅材上的涂覆技术，例如帘式技术，或刮刀涂覆技术，或刮杆涂覆技术，或气刷涂覆技术， 或喷涂技术。本实用新型涉及最重要的涂布技术之一的帘式涂覆技术。帘式涂布适用于涂布各种不同的涂布纸和纸板等级。通过帘式涂布，可以实现涂布颜料在待涂布的纤维幅材表面上的良好覆盖。本实用新型还涉及喷涂。

基于借助指向幅材表面的未引导的射流而将涂料涂覆在移动幅材的表面上的涂布设备在技术中通常已知为喷嘴涂覆机。在这些喷嘴涂覆机中，涂布颜料借助单独的射流形成喷嘴而被涂覆于幅材表面，由此设备构造可广泛变化。在一种设备构造中，涂布颜料随着经由喷嘴槽的狭窄线性射流而指向幅材表面，该喷嘴槽在待涂布的幅材的横向机器宽度的一部分上延伸。这种涂布机也被称为喷泉式涂布机。在喷射式喷嘴涂布机，或喷泉式涂布机中，需要的涂料总量被传送至幅材表面。由背辊支撑着行进的幅材表面执行涂料的涂覆，且借助适用于相同背辊的周边的刮刀片，使得涂覆之后，涂层立即变得平滑。

在EP专利公布0838551中，公开了一种用于涂布移动的纸幅材或纸板幅材的组件，所述组件包括用于将涂布颜料以经由窄隙狭缝孔口射出的线性射流的形式涂覆至幅材的涂覆机，该窄隙狭缝孔口适于至少在待涂布的幅材的横向机器宽度(cross-machine width)的一部分上延伸。该组件包括用于计量至少在横向机器方向上涂覆于幅材的涂料重量的工具，以及用于改变射流中的涂布颜料的量的多个控制元件，该射流是从沿着幅材的机器横向宽度的多个点处的喷嘴槽喷出。

在帘式涂布中，使用两种主要的帘式涂布装置，即具有槽式供给的帘式涂布装置和具有滑动供给的帘式涂布装置。在滑动供给帘式涂布装置中，涂布颜料借助喷嘴组件被供给至倾斜平面上，涂布颜料朝向构成供给唇的平面的边缘向下流动，随着涂布颜料从供给唇落下而形成帘。在槽式供给帘式涂布装置中，涂布颜料通过供给室被抽送至狭窄的竖直槽中，帘在竖直槽的唇部形成并落在幅材上。涂料可以在一个或多个帘层中提供。帘借助边缘引导件而保持全宽，边缘引导件沿着供给槽/供给唇的边缘定位。

在WO专利申请公布2005/024132中公开了一种纸/纸板幅材涂布装置，其被设置为在待涂布的幅材的横向方向上沿其纵向方向延伸，并包括：喷嘴单元，具有至少一个在涂布装置的纵向方向上延伸的供给室，涂布颜料通过供给工具而被运送至该供给室中；以及喷嘴槽，与所述供给室流体连通，所 述喷嘴槽也在涂布装置的纵向方向上延伸，且涂布颜料从供给室被供应至喷嘴槽中在喷嘴槽的整个纵向距离上供应，并进一步被运送离开喷嘴槽的出口，所述至少一个供给室和与其连接的喷嘴槽之间的流体连通由供给室的一个壁上制造的多个供给孔形成，涂布颜料可以通过供给孔被运送至喷嘴槽中，喷嘴单元具有工具，通过该工具可以调整供给孔的有效面积，以便实现涂布颜料的量的横向分布。在根据现有技术的该装置中，在所述至少一个供给室和与其连接的喷嘴槽之间具有至少一个均衡室，该均衡室也在涂布装置的纵向方向上延伸，供给孔开口到该均衡室中，并且作为供给孔的面积的调整工具，均衡室中设有分布构件，分布构件位于均衡室包括供给孔的表面上、在由多个连续的供给孔所确定的长度上延伸并可调整以改变单个供给孔或成组的若干供给孔的有效面积，用于在其纵向方向的不同点上将期望量的涂布颜料供给至均衡室中。作为供给孔面积的调整工具，在该现有技术的装置中还建议为分别连接至每个供给孔的调整销，该销可在其纵向方向上移动，用于根据期望改变每个供给孔的有效面积。

在FI专利公布118926中公开了一种纸幅材/纸板幅材涂布装置，其被设置为在待涂布的幅材的横向方向上沿其纵向方向延伸，并包括：喷嘴单元，具有至少一个沿涂布装置的纵向方向延伸的供给室，涂布颜料通过供给工具而被运送至该供给室中；以及喷嘴槽，与所述供给室流体连通，所述喷嘴槽也沿涂布装置的纵向方向延伸，涂布颜料从供给室在喷嘴槽的整个纵向距离上被供应至喷嘴槽，并进一步被运送离开喷嘴槽的出口，且所述至少一个供给室和与其连接的喷嘴槽之间的流体连通由供给室的一个壁上制造的多个供给孔形成，涂布颜料可以通过供给孔被运送至喷嘴槽。在根据现有技术的该装置中，在所述至少一个供给室和与其连接的喷嘴槽之间具有至少一个均衡室，该均衡室也在涂布装置的纵向方向上延伸，且多个供给孔开口到该均衡室中。位于供给室和均衡室之间的供给孔在具有期望的流动开口的可替换的、单独的部件中形成。

在用于帘式涂布或喷涂涂布颜料的现有技术的装置中，涂覆梁包括供给室，涂布颜料典型地通过位于涂覆梁的横向中间的开口或通过位于涂覆梁的一端的开口供应至该供给室中。为了产生涂布颜料的期望的供给分布，在通过喷嘴槽供给涂布颜料之前，涂布颜料通过相对小的供给孔从供给室被供给 至均衡室中。供给室中的涂布颜料流是层流-湍流，在供给孔和均衡室中为湍流，在喷嘴槽中为层流。

这些种类的现有技术布置中的一个缺陷在于，在小的供给孔中，涂布颜料的剪切速率改变，由此导致涂料分布的变化。在经过供给孔期间，涂布颜料受到不同的剪切速率的影响，这取决于在供给孔的横截面处涂布颜料的路径的位置。涂布颜料的粘度不会立刻恢复以跟随原本的粘度曲线，而是恢复曲线取决于影响供给孔中的涂布颜料的最大剪切。特别地，与至少在剪切速率的某一速率值区域处是剪切增稠的涂布颜料相关联，当剪切速率降低至低值时，在供给孔之后的涂布颜料的粘度性能将会是问题。由此在实践中，涂布颜料在进入均衡室时不再具有均一粘度，因此由于不同的流阻使涂布颜料不均匀地分布，这导致了喷嘴槽中供给分布流的变化。这导致纤维幅材上的涂布颜料的条纹，甚至是非常明显的涂布颜料量的条。

实用新型内容

本实用新型的目的是消除或至少减少以上问题和缺陷。

本实用新型的另一目的是提出一种用于涂布纤维幅材的涂布装置和方式，其中涂布颜料的不均一粘度不会影响纤维幅材的涂布质量。

为了实现上述目的和随后将变得明显的目的，根据本实用新型的涂布装置如在本申请文件中所述。

本实用新型提供一种用于将涂布颜料涂覆在纤维幅材上的涂布装置，该涂布装置包括具有至少一个喷嘴部的喷嘴单元，所述喷嘴部包括供给室、至少一个均衡室、喷嘴槽、以及位于所述供给室和所述均衡室之间的供给孔，涂布颜料自所述喷嘴槽通过所述喷嘴槽的出口排出，在所述供给孔至所述均衡室的出口区域处设有冲击表面，所述冲击表面是用于使从所述供给孔进入所述均衡室的不均一涂布颜料流均匀分布的工具。

优选地，所述冲击表面具有杯状形式。

优选地，所述冲击表面具有弯曲的底部部件以及向上延伸的壁结构。

优选地，所述冲击表面以一开口角朝向所述均衡室倾斜，所述开口角小于150°，有利地小于90°。

优选地，杯状形式的所述冲击表面至所述均衡室)的开口区域为圆形、 椭圆形或卵形。

优选地，所述供给孔的直径是1-5mm。

优选地，所述供给孔的长度至少是所述供给孔的直径的2-3倍。

优选地，所述弯曲的底部部件的半径大于所述供给孔的直径的二分之一，有利地，所述半径大于0.5mm。

优选地，所述供给孔的出口紧邻所述冲击表面的底部部件，有利地，从所述底部部件的底部至所述供给孔的出口的最低点的距离为0-5mm，有利地为0-3mm。

优选地，所述供给孔的出口相切地指向所述冲击表面的弯曲的底部部件，有利地，所述供给孔的方向与所述冲击表面的杯状形式的中线的方向之间的夹角小于150°，有利地小于90°。

根据本实用新型，由于涂布颜料的不均一粘度而产生的问题和缺陷，通过设置用于均匀分布从涂布装置的喷嘴部的供给孔进入均衡室中的不均一的涂布颜料流的工具来避免。根据本实用新型，不论涂布颜料的粘度的不均一如何，由于冲击表面的影响，进入均衡室的供给孔的开口区域使涂布颜料流均匀地分布到均衡室中。

在进入均衡室时涂布颜料流的压力损失可以被分成两个分量。极大地简化来说，一个分量是由于摩擦损失，一个分量是由于动能的改变。涂布颜料的粘度影响摩擦损失，而涂布颜料的密度则影响动能的改变。随着涂布颜料流经供给孔，受到不同的剪切影响，这导致粘度不均一。如果供给孔的出口区域处的涂布颜料的分布以摩擦损失为主，则分布不均匀。在流经供给孔期间，涂布颜料的密度与剪切无关，因此，通过本实用新型，涂布颜料在均衡室中的分布受到影响而以动能的改变为主。

根据本实用新型，涂布颜料流的方向在从供给孔至均衡室的出口处被冲击表面立即改变，即该涂布颜料流仍然高速并具有高动能，但在该位置(point)其流动方向改变。在该位置，与由于动能的改变而产生的损失相比，摩擦阻力和粘度无用，因此涂布颜料的不均一性没有有害影响。

根据本实用新型的有利特征，冲击表面设置于涂布颜料从供给孔至均衡室的出口处，因为主导影响是动能而非摩擦损失，所以不论粘度如何，使涂布颜料在均衡室中被均匀地分布。

根据本实用新型的有利特征，冲击表面具有杯状形式。有利地，冲击表面的杯状形式的通至均衡室的开口是圆形、椭圆形或卵形。

根据本实用新型的有利特征，冲击表面具有弯曲的底部部件，以及直立或弯曲向上延伸的壁。

根据本实用新型的有利特征，冲击表面以开口角朝向均衡室倾斜，该开口角小于150°，有利地小于90°。

根据本实用新型的有利特征，供给孔的直径由供给孔中的涂布颜料流的最大剪切速率限定，使得涂布颜料流不在剪切增稠区域内。有利地，供给孔的直径是1-5mm，涂布颜料的流速是2-7m/s。

根据本实用新型的有利特征，供给孔的长度至少是供给孔的直径的2-3倍。

根据本实用新型的有利特征，供给孔的出口紧邻冲击表面的底部部件。有利地，从底部部件的底部至出口的最低点的距离为0-5mm，有利地为0-3mm。

根据本实用新型的有利特征，供给孔的出口相切地指向冲击表面的弯曲的底部部件。

根据本实用新型的有利特征，供给孔和冲击表面被设置于FI专利公布118926中所描述类型的可替换的单独部件。可选地，供给孔和冲击表面被直接制造于涂布装置的喷嘴单元。

附图说明

接下来，根据示例并参照附图在下面更详细地解释本实用新型及其优点，其中：

在图1中示意性地示出了根据现有技术的多层帘式涂布装置的喷嘴单元的示例，

在图2中示意性地示出了本实用新型的有利实施例的示例，以及

在图3A至3C中示意性地示出了本实用新型的有利特性的一些具体示例。

具体实施方式

除非另外提到，图中布置的相对应的元件、零件和零部件在图中使用相同的附图标记表示。为了清晰起见，关于一种零件/部件/零部件，在图中典型地用多个附图标记来标记。

图1示意性地示出了根据现有技术的已知的多层帘式涂布机的喷嘴单元的通用结构。该喷嘴单元包括多个喷嘴部10，每个喷嘴部具有供给室11和均衡室13、喷嘴槽14’和在供给室和均衡室之间的供给槽14，它们由厚钢板机加工而成。最外部的喷嘴部10的边缘17形成供给唇，在该供给唇之上，从喷嘴槽14’的出口15排出并沿着喷嘴单元10的上表面流动的涂布颜料被输送以形成涂布颜料帘，并将其引导至在涂布机下方行进的待涂布的纤维幅材的表面上。形成的涂布颜料帘横向于待涂布的纤维幅材延伸。

在图2的示例中，涂布装置的喷嘴部10包括供给室11，将涂布颜料供给至均衡室13，在纤维幅材的横向(即喷嘴部10的纵向)上间隔开定位的多个供给孔12将涂布颜料从供给室11供给到均衡室13，涂布颜料从均衡室13通过沿喷嘴部10纵向延伸的供给槽14被供给至另一可选均衡室13’，并被供给至沿纤维幅材的横向(即喷嘴部10的纵向)延伸的喷嘴槽14’，从而自出口15排出。根据本实用新型，在供给孔12至均衡室13的出口区域设有冲击表面20，其起着使从供给孔12进入均衡室13的不均一涂布颜料流均匀分布的工具的作用。不论涂布颜料的粘度如何不均一，用于形成供给孔12的进入均衡室13的开口区域的冲击表面20使涂布颜料流在均衡室13中均匀地分布，且涂布颜料流的方向在从供给孔12至均衡室13的出口处立即改变，即该涂布颜料流仍然高速并具有高动能，但在该位置其流动方向改变。

在图3A至图3C中示意性地示出了本实用新型的有利特征的一些具体示例，并如图3A所示，冲击表面20具有杯状形式，且杯状形式的冲击表面20至均衡室13的开口在纵向方向上是圆形、椭圆形或卵形。如能从图3A至图3C看到的，冲击表面20具有弯曲的底部部件21以及直立或弯曲向上延伸的壁结构22、23，该壁结构包括多个侧壁23和多个端壁22。弯曲底部部件21的半径R大于供给孔12的直径DR的二分之一。有利地，半径R大于0.5mm。冲击表面20以端壁22之间的开口角B朝向均衡室13倾斜，开口角B小于150°，有利地小于90°，更有利地小于60°。在这些 情况下，H(冲击表面的高度)＞1.5×DR(供给孔的直径)，有利地H＞3×DR，且距离W(在供给孔12的开口位置处的端壁22之间的最小距离)至少为0.5×DR。

供给孔12的直径DR由供给孔12中的涂布颜料流的最大剪切速率限定，使得涂布颜料流不在剪切增稠区域。有利地，供给孔12的直径DR是1-5mm，涂布颜料的流速是2-7m/s。供给孔的长度为供给孔12的直径DR的至少2-3倍。

供给孔12的出口紧邻冲击表面20的底部部件21。有利地，从底部部件21的底部至供给孔12的出口的最低点的距离D为0-5mm，有利地为0-3mm，且供给孔12的出口相切地指向冲击表面20的弯曲的底部部件21，有利地，在供给孔12的方向与冲击表面20的杯状形式的中线的方向之间的夹角A小于150°，有利地小于90°。

Claims (15)

1.一种用于将涂布颜料涂覆在纤维幅材上的涂布装置，该涂布装置包括具有至少一个喷嘴部(10)的喷嘴单元，所述喷嘴部(10)包括供给室(11)、至少一个均衡室(13；13’)、喷嘴槽(14’)、以及位于所述供给室(11)和所述均衡室(13)之间的供给孔(12)，涂布颜料自所述喷嘴槽通过所述喷嘴槽(14’)的出口(15)排出，其特征在于，在所述供给孔(12)至所述均衡室(13)的出口区域处设有冲击表面(20)，所述冲击表面是用于使从所述供给孔(12)进入所述均衡室(13)的不均一涂布颜料流均匀分布的工具。

2.根据权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，所述冲击表面(20)具有杯状形式。

3.根据权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，所述冲击表面(20)具有弯曲的底部部件(21)以及向上延伸的壁结构(22、23)。

4.根据权利要求2所述的涂布装置，其特征在于，所述冲击表面(20)具有弯曲的底部部件(21)以及向上延伸的壁结构(22、23)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的涂布装置，其特征在于，所述冲击表面(20)以一开口角(B)朝向所述均衡室(13)倾斜，所述开口角小于150°。

6.根据权利要求5所述的涂布装置，其特征在于，所述开口角(B)小于90°。

7.根据权利要求2或4所述的涂布装置，其特征在于，杯状形式的所述冲击表面(20)至所述均衡室(13)的开口区域为圆形、椭圆形或卵形。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的涂布装置，其特征在于，所述供给孔(12)的直径(DR)是1-5mm。

9.根据权利要求8所述的涂布装置，其特征在于，所述供给孔(12)的长度至少是所述供给孔(12)的直径(DR)的2-3倍。

10.根据权利要求3或4所述的涂布装置，其特征在于，所述弯曲的底部部件(21)的半径(R)大于所述供给孔(12)的直径(DR)的二分之一。

11.根据权利要求10所述的涂布装置，其特征在于，所述半径(R)大 于0.5mm。

12.根据权利要求3或4所述的涂布装置，其特征在于，所述供给孔(12)的出口紧邻所述冲击表面(20)的底部部件(21)，从所述底部部件(21)的底部至所述供给孔(12)的出口的最低点的距离(D)为0-5mm。

13.根据权利要求12所述的涂布装置，所述距离(D)为0-3mm。

14.根据权利要求3或4所述的涂布装置，其特征在于，所述供给孔(12)的出口相切地指向所述冲击表面(20)的弯曲的底部部件(21)，所述供给孔(12)的方向与所述冲击表面(20)的杯状形式的中线的方向之间的夹角(A)小于150°。

15.根据权利要求14所述的涂布装置，其特征在于，所述夹角(A)小于90°。