在連續造紙過程消除紙張缺陷的方法
2023-05-02 06:46:51 3
專利名稱：在連續造紙過程消除紙張缺陷的方法
技術領域：
本發明涉及一種在連續造紙過程中消除紙張缺陷的方法。連續工作的造紙機由紙漿輸入、過濾段、壓榨段、乾燥段、乾式壓光機和卷取等裝置組成。在紙漿輸入裝置中，含水的紙漿懸浮液沿紙幅寬度均布分布，以便首先保證有最佳的紙張結構。在緊接著的過濾段中，經過一濾清過程形成真正的紙張。各紙張纖維在一溫毛布上已固定為它們最終的位置。此後，在壓榨段中將多餘的水用壓力從此紙張纖維毛布中排出。為此，紙幅通過多個連續排列的壓榨機。經過緊接於此的乾燥後進行紙幅的壓光，為此通常採用由兩個軋輥組成的壓光機，除了壓光外它還促使紙張壓縮並與此同時影響紙張厚度。最後將紙幅卷取在一捲筒上。
在上述製造過程中可能在紙幅中產生缺陷。這些缺陷可能是孔洞或沿紙幅縱邊緣的裂縫，此外還可能是在紙幅上的深色或淺色斑點。在生產時還可能出現不希望有的紙漿堆，或在運行的紙幅中產生褶皺。這些缺陷一般並不幹擾紙幅在造紙機內部的繼續輸送。但在下遊的加工裝置中例如在一緊接著的塗刷機或還在一印刷機中則相反，在有缺陷的部位可能導致破裂或紙幅的徹底斷裂。因此要求在紙幅到達下遊的加工步驟前消除此類紙張缺陷。
迄今消除紙張缺陷手工進行，這是通過在藉助於檢測器監測缺陷的紙幅上在被確定有缺陷的位置處作上記號，並當如此作有標記的紙幅段接近下遊的一裝置時將此紙幅制動，從而在以特慢速度行進時可由一操作人員在缺陷部位塗上膠粘劑。按照缺陷的類型也可被操作人員除去整個有缺陷的紙幅段，並沿全部紙幅寬度設置粘結部位。這種消除缺陷的方式耗費的時間長，因為紙卷的速度並因而此整個紙幅的速度必須降低到特慢速或甚至為零，以便手工消除此缺陷部位。但是即使是這種費時並因而昂貴地消除缺陷，仍不足以在後續的加工步驟中可靠地排除紙張缺陷成為斷裂起因的可能性。
本發明的目的是製造一種方法，藉助於這種方法可以減少在造紙時因消除紙幅內的缺陷引起的時間損失。
為了達到此目的，建議在連續造紙的過程中消除紙張缺陷的方法有下列步驟a)藉助於一個對準移動中的紙幅的檢測器識別並定位紙張缺陷；b)檢測或計算在檢測器與在空間上連接在檢測器下遊的缺陷消除裝置之間的紙幅速度；c)藉助於紙幅速度計算有紙張缺陷的紙幅段到達缺陷消除裝置的時刻；d)還在有紙張缺陷的紙幅段到達缺陷消除裝置之前便將此紙幅段的速度降低到比正常速度低的值或降為零；e)在缺陷消除裝置中自動消除紙張缺陷；以及f)將紙幅段的速度提高到正常速度。
因此，按照本發明，僅藉助於傳統的裝置亦即適用的檢測器，實行紙張缺陷的識別和定位，檢測器的檢測機構對準移動中的紙幅。與迄今採用的方法不同，按本發明檢測或計算在檢測器與在空間上連接在檢測器下遊的缺陷消除裝置之間的紙幅速度。根據此速度計算有紙張缺陷的紙幅段到達缺陷消除裝置的時刻，在這種情況下尚在有紙張缺陷的紙幅段到達前便將此紙幅段的速度減小到一個與正常的速度相比為降低了的值或甚至完全減小至零。然後在此裝置中在根據紙幅速度算得的該時刻，藉助於適用的設備自動消除紙張缺陷。緊接著將紙幅段的速度重新提高到正常值。
與已知的手工消除缺陷過程不同，此方法不需要將紙幅小心地用手降低到為消除缺陷所需的減小了的速度。確切地說，根據通過分析檢測信號獲得的結果可在系統內斷定，在下遊的用於消除缺陷的裝置中紙幅段必須有什麼樣的速度，以便可靠地消除紙張缺陷。為此目的，檢測器應設置為不僅能識別紙張缺陷和能定位，而且還能確定其特徵，例如紙張缺陷的類型和輪廓形狀以及確定其相對於紙幅寬度的位置。所有這些信息可以在系統內使用和加以分析，以便將紙幅段在缺陷消除裝置內部的速度調整為所需要的值。以此方式將造紙過程中由於消除紙幅內的缺陷引起的時間損失減少到絕對需要的最低程度。
在方法的一項設計中建議，在紙幅到達檢測器之前經過另一個檢測器，以及，此另一個檢測器對紙張缺陷進行預檢測或粗檢測，而此檢測器則設置用於附加地檢測紙張缺陷的特徵，例如其類型及輪廓形狀。以此方式可以使紙幅並因而造紙機以很高的速度正常運行，因為另一個檢測器只須設計成用於缺陷的基本識別和初步定位。因此，此另一個檢測器的測量特徵針對快速檢測，主要不是針對細節的檢測。更確切地說，細節通過設在用於消除缺陷的裝置上遊的那個檢測器來進行檢測。這些細節指的是紙張缺陷的類型、它的輪廓形狀以及紙張缺陷相對於紙幅寬度的位置。
含有預檢測出的紙張缺陷的紙幅段到達此檢測器的時刻，最好藉助於紙幅前往檢測器途中的速度算得。
在方法的另一項設計中建議，含有紙張缺陷的紙幅段的速度尚在此紙幅段到達此檢測器之前便降低到一個比正常速度低的值。此外，已經減小了的速度在此紙幅段即將到達缺陷消除裝置之前，可降低到一個與之相比為再次減小了的值或降為零。
此外本發明還建議，消除紙張缺陷藉助於一種快速硬化的流體通過平面地覆蓋缺陷部位進行。按第一種方案流體的塗覆可通過一側或兩側地將其噴塗在缺陷部位上來實施。按照第二種方案，流體可通過輥塗裝置塗敷在缺陷部位上。
尤其是一種快速硬化的UV漆適用於作為此流體。
此方法既適合於在造紙的範圍內在線使用，也適合於在造紙的範圍內脫線使用。在第一種情況下，消除缺陷的裝置、檢測器和另一個檢測器沿連續的紙幅排列，所以紙張缺陷的自動消除是當紙幅在造紙機內全速運行時進行的，而在第二種情況下，此另一個檢測器設在一造紙機上，而消除缺陷的裝置和檢測器沿一個設在此造紙機下遊的翻轉裝置或預滾壓裝置排列。翻轉裝置或預滾壓裝置指的是在造紙機與塗刷機之間的連接環節。
下面藉助於一實施例說明其他細節和優點。附圖
涉及此實施例，圖中表示了預滾壓裝置的側視圖，它在生產過程內設置在造紙機與塗刷機之間。
附圖的右邊表示了捲筒1，在造紙機終端卷取的紙幅在此捲筒上。紙幅在不同的地方可能有紙張缺陷。紙張缺陷的檢測已在上遊的造紙機內完成，在這種情況下紙張缺陷相對於卷繞在捲筒上的紙幅長度的位置存儲在一控制器內部。當捲筒1在預滾壓裝置上展開後，系統便「已知」缺陷位於所卷取的紙幅長度內部的何處。按另一種可供選擇的方案，也可以是捲筒1設有包含有紙張缺陷相應的位置數據的內置存儲器，它例如是一個裝在捲筒上的電子晶片。
在預滾壓裝置中紙幅從捲筒1放出，接著經第一導向輥2和第二導向輥3導引。紙幅本身在此圖中用數字符號4表示。
檢測器5位於捲筒1與導向輥2之間，它在其檢測特性方面設計得與裝在上遊的造紙機中的另一個檢測器不同。另一個檢測器僅僅規定用於紙幅還在高的速度運行時檢測紙張缺陷並相對於紙幅長度至少粗定位，而固定在預滾壓裝置上的檢測器5則設計用於識別已預先檢測到的紙張缺陷的準確特徵以及確定紙張缺陷的大小和長度位置。此外還可設置一個有關此紙張缺陷其他特徵的敏感裝置，例如識別深/淺色斑或翹曲及褶皺。然後根據檢測器5的測量值在系統內判定，應在什麼樣的範圍內和按何種方式來進行缺陷的消除。
因為紙張缺陷的粗定位根據另一個檢測器的測量結果是已知的，所以含有紙張缺陷的紙幅段的速度還在此紙幅段到達檢測器5之前便可降低到一個比正常速度減小了的值。這樣做的優點是使檢測器5對缺陷信號的到達和大致的定位有所準備，並能沒有任何時間延遲地投入對此缺陷的細節檢測。
只要紙幅直接和無間斷地從造紙機來到預滾壓裝置中，則含有預檢測到的紙張缺陷的紙幅段到達檢測器5的時刻，便可藉助於紙幅從另一個檢測器前往此檢測器5途中的速度算出。
在一個裝置6中實施紙張缺陷的消除，在本實施例中此裝置位於導向輥2與導向輥3之間。在那裡設有對準紙幅4的噴霧頭7，通過它將一種快速硬化的UV漆噴塗在缺陷部位上。按另一種方案也可以用輥來塗敷此流體。如附圖所示，塗敷可以在一側，但也可以在兩側。也可以替代這種快速硬化的UV漆而採用一種適當的塑料膠粘劑。具有決定性意義的是，此流體本身有平整和薄膜狀地覆蓋住缺陷部位的特性，並因此在例如塗刷機或印刷機中進一步加工時能在紙張缺陷區內保護紙張。所使用的這種介質應在紙張的溶解過程中，例如在廢品處理或舊紙利用時能輕易地重新與紙張分開。
在裝置6內塗覆流體自動進行，也就是說沒有人為的影響。因此必須準確地知道含有紙張缺陷的紙幅段到達噴霧頭7作業區的時刻。為此決定性的是紙幅並因而也是含缺陷的紙幅段以什麼樣的速度從檢測器向噴霧頭7運動。因此檢測或計算在檢測器5與在空間上設在檢測器5下遊的裝置6之間的紙幅速度，並根據所獲得的速度計算出含有紙張缺陷的紙幅段到達裝置6的精確時刻。此外，在噴霧頭7的控制器內分析由檢測器5測得的結果，亦即噴霧頭7並非在任何情況下都沿紙幅的全寬工作，而僅僅是在檢測到有缺陷的區域所涉及的紙幅縱向和紙幅寬度範圍內進行處理。因此有利的方式是噴霧頭7由若干個噴霧嘴組成，它們沿紙幅寬度排列並可逐個控制。
還在含有紙張缺陷的紙幅段到達裝置6以前，就將紙幅的速度降低到一個與正常速度相比為減小了的值或降為零。在此裝置6進入運作及乾燥過程有效地結束後，將紙幅的速度重新提高到正常值。
附圖表示的是此方法的脫線應用，也就是說另一個檢測器已位於造紙機中，而裝置6及檢測器5則設在預滾壓裝置中。不過同樣也可以在線使用此方法，在這種情況下裝置、檢測器和另一個檢測器例如在一種組合式的造紙和塗刷機中沿連續的紙幅排列。
檢測器光學地沿紙幅全寬工作。可以使用紅外光電檢測器或CCD行攝像機。
權利要求
1．在連續造紙過程中消除紙張缺陷的方法有下列步驟a)藉助於一個對準移動中的紙幅(4)的檢測器(5)識別並定位紙張缺陷；b)檢測或計算在檢測器(5)與在空間上連接在檢測器(5)下遊的缺陷消除裝置(6)之間的紙幅(4)速度；c)藉助於紙幅(4)速度計算有紙張缺陷的紙幅段到達缺陷消除裝置(6)的時刻；d)還在有紙張缺陷的紙幅段到達缺陷消除裝置(6)之前將此紙幅段的速度降低到比正常速度低的值或降為零；e)在缺陷消除裝置(6)中自動消除紙張缺陷；以及f)將紙幅段的速度提高到正常速度。
2．按照權利要求1所述的方法，其特徵為紙幅在到達檢測器(5)以前經過另一個檢測器；以及，此另一個檢測器對紙張缺陷進行預檢測或粗檢測，而檢測器(5)則設計用於附加地檢測紙張缺陷的特徵，例如其類型及輪廓形狀。
3．按照權利要求2所述的方法，其特徵為有預檢測到的紙張缺陷的紙幅段到達檢測器(5)的時刻，藉助於紙幅(4)前往檢測器(5)途中的速度算得。
4．按照權利要求3所述的方法，其特徵為含有紙張缺陷的紙幅段的速度尚在此紙幅段到達檢測器(5)之前便降低到一個比正常速度小的值。
5．按照權利要求4所述的方法，其特徵為已經減小了的速度在此紙幅段即將到達缺陷消除裝置(6)之前降低到一個與之相比為再次減小了的值或降為零。
6．按照前列諸權利要求之一所述的方法，其特徵為消除紙張缺陷通過用一種快速硬化的流體平面地覆蓋缺陷部位進行。
7．按照權利要求6所述的方法，其特徵為將此流體一側或兩側地噴塗在缺陷部位上。
8．按照權利要求6所述的方法，其特徵為此流體通過輥塗裝置塗敷在缺陷部位上。
9．按照權利要求6、7或8所述的方法，其特徵在於一種作為此流體的快速硬化的UV漆。
10．按照前列諸權利要求之一所述的方法，其特徵為缺陷消除裝置、檢測器和另一個檢測器沿一連續的紙幅排列(在線法)，因此自動消除紙張缺陷是當紙幅在造紙機中全速運行時進行的。
11．按照前列諸權利要求之一所述的方法，其特徵為此另一個檢測器設在一造紙機上，而裝置(6)及檢測器(5)沿一個設在此造紙機下遊的翻轉裝置或預滾壓裝置排列(脫線法)。
全文摘要
在連續造紙過程中消除紙張缺陷的方法，藉助於此方法可以減少由於消除缺陷引起的時間損失，此方法有下列步驟a)藉助於一個對準移動中的紙幅(4)的檢測器(5)識別並定位紙張缺陷；b)檢測或計算在檢測器(5)與在空間上連接在檢測器(5)下遊的缺陷消除裝置(6)之間的紙幅(4)速度；c)根據紙幅(4)速度計算有紙張缺陷的紙幅段到達缺陷消除裝置(6)的時刻；d)還在有紙張缺陷的紙幅段到達缺陷消除裝置(6)之前便將此紙幅段的速度降低到比正常速度低的值或降為零；e)在缺陷消除裝置(6)中自動消除紙張缺陷；以及f)將紙幅段的速度提高到正常速度。
文檔編號D21G9/00GK1228132SQ97197256
公開日1999年9月8日 申請日期1997年7月18日 優先權日1996年8月15日
發明者胡貝圖斯·布克哈特 申請人:斯託拉書刊紙股份公司