纖維幅面的處理方法和裝置的製作方法

2023-05-06 20:35:56 2

專利名稱：纖維幅面的處理方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及按照權利要求1的前序部分所述的方法，其用於藉助噴嘴將
表面膠、色料(Pigmentstrich)或相應處理劑塗覆到運動的紙幅面、紙板幅 面或其它相應纖維幅面上。
本發明還涉及按照權利要求19的前序部分所述的用於實現所述方法的裝置。
背景技術：
在噴塗過程中，處理劑通過噴嘴被噴射到運動的紙幅面、紙板幅面或其 它相應纖維幅面上。在藉助噴嘴的塗布過程中，必須進行收集的處理劑呈霧 狀地拋散到環境中。事實上，通過噴嘴處的殼體結構來防止霧狀處理劑擴散 到環境中，從而在封閉的向幅面開口的塗覆腔中進行塗布。同樣，要防止在 塗覆腔中形成的霧狀處理劑洩露到環境中，就象防止其較大液滴的積聚以及 防止處理劑被壓進噴嘴中或噴射流中一樣。處理劑擴散到環境中會汙染設 備，並且落在待處理幅面上的處理劑液滴可能會導致有缺陷的最終產品。
在塗覆腔中進行噴塗的某些問題在於，空氣同紙幅面一起通過塗覆腔的 入口間隙流進塗覆腔中。這導致塗覆腔中的壓力開始升高。塗覆腔壓力升高， 直到其超過運行進入塗覆腔中的幅面的受表面限制的空氣層的動態壓力。因 此，空氣和霧狀處理劑可從幅面的入口間隙以及進一步從易洩露的位置流 出。另外，紙幅面還需要傾斜，這樣會使霧狀處理劑和空氣通過塗覆腔的輸 出間隙一起排出。為了阻止這種情況發生，通常在幅面的輸入側和輸出側設 置密封裝置，來阻止霧狀處理劑和空氣從塗覆腔中流出。也可在輸出邊緣處 設置氣體刮刀，其中，同樣從噴嘴開口噴出的氣體通常是空氣能阻止霧狀處 理劑從塗覆腔中洩露出去。此外，塗覆腔可以設計成，使得其和壓制元件例 如輥縫保持直接接觸，其中，輥縫處的輥構成塗覆腔壁的一部分，並且幅面 通過輥縫從塗覆腔中輸送出來。按照這種方案，霧狀處理劑和空氣通過塗覆腔的輸出間隙進入環境中的量是微不足道的。然而事實上，這是很困難的， 塗覆腔被密封成並非僅通過輸入間隙來"吸入"紙幅。隨著塗覆腔中壓力的 升高，霧狀處理劑和空氣會在易洩露的位置洩露到環境中。
空氣流進塗覆腔中也會在處理區域引發問題，因為處理劑必須藉助其自
身的動能穿過空氣層。由於色料(Strichmasse)的液滴尺寸微小，在較高噴 射速度下具有相對較小的動能，這使得穿過空氣層變得困難。另外，運動的 幅面、處理劑的噴射以及與塗覆腔相連接並轉動的輥會產生不利的渦流以及 在塗覆腔中產生倒流。不利的回流會使霧狀處理劑輸送回噴嘴，並且在塗覆 腔的內部分散。
在專利文獻WO 2006/058961A1和WO 02/07295A1中公開了幾種在噴塗 裝置中收集霧狀處理劑以及封閉塗覆腔的方法。按照專利文件 WO2006/058961A1所述，過剩的霧狀處理劑通過設置在塗覆腔與幅面輸出 間隙相連接的一側的排出通道排出。為了排出霧狀處理劑，可以根據需要使 用抽吸作用，或藉助由幅面攜帶的空氣在殼體內部形成較小的過壓。在幅面 輸出間隙中可以例如藉助類似空氣刮刀的裝置對空氣進行吹送，以阻止霧狀 處理劑逸出。按照專利文件WO 02/07295A1所述，在一個特殊的噴嘴板的 開口中設置噴嘴，並且在噴嘴板之後設置腔室，該腔室具有比環境壓力更低 的壓力。在塗覆裝置中形成的霧狀處理劑與處於液態的處理劑一起從塗覆腔 以同樣的途徑排出，其中，空氣和霧狀處理劑從噴嘴板的開口流出並流進噴 嘴板後的塗覆腔。
按照目前的現有技術，上述膠料塗覆裝置和色料塗覆裝置的結構十分復 雜並需要特別仔細的規劃，以能夠實現設定的功能。如果霧狀處理劑是藉助 負壓通過噴嘴開口排出的話，吸氣通道可能會被堵塞。另外，對於大的處理 劑量，特別對於色料塗覆，在長時間連續應用的過程中會在噴嘴端部或噴嘴 板的開口邊緣形成沉積，其中，較大液滴可能從噴嘴端部或從噴嘴板的開口 邊緣拋擲到待處理的幅面上。同時，緊隨塗色站(Strdchstation)設置的輥 同樣也會因所述的液滴雨而受到汙染。

發明內容
本發明的目的在於，提供這樣一種方法和裝置，藉助所述方法和裝置可以控制空氣、處理劑和霧狀處理劑之類的流體。另一個目的在於，提供這樣 一種方法和裝置，藉助所述方法和裝置使處理過程可不受幹擾地進行，並能
夠可控地防止霧狀塗料(Strichnebel)洩露到環境中。
另外，本發明的再一目的在於提供一種塗覆裝置，其比現有的塗覆裝置 更為簡單，並且運行更為安全。本發明基於這一新的構思，在噴塗裝置的塗 覆腔中設置一個或多個輸出通道(所謂的呼吸通道)，藉助該輸出通道可以 對塗覆腔中的壓力大小和空氣流進行控制。通過所述通道，由幅面攜帶的空 氣和/或霧狀處理劑能從塗覆腔的內部受控地排出，所述通道應設置相應數 量，使得霧狀處理劑不會通過幅面輸入間隙或通過其它易洩露的位置從塗覆 腔中洩露出來，並且由排出空氣攜帶的霧狀處理劑可以受控地進行收集。一 個或多個排出通道的尺寸設計為，使得其內的流體阻力小於其它的易洩漏位 置處的流體阻力。
在本發明所述的方法中，待處理的幅面通過至少一個輸入間隙輸送到至 少一個具有噴嘴的塗覆腔中。通過噴嘴可在幅面的至少一側上塗覆處理劑。 另外，待處理的幅面通過在兩運動表面之間的壓縫輸送，此時，處理劑被壓 制到幅面上。空氣和/或霧狀處理劑從塗覆腔的內部通過至少一個設置在至少 一個塗覆腔上的排出通道排出。
因此，按照本發明的裝置包括與上述方法相應的裝置，以處理紙幅面或 紙板幅面或相應纖維幅面。
準確地說，按照本發明的方法通過在獨立權利要求l的特徵部分中的特 徵給出。
而按照本發明的裝置則通過在獨立權利要求19的特徵部分中的特徵給出。
在其它從屬權利要求中給出了本發明的一些有益的實施形式。 通過本發明可以獲得效果明顯的優點。
藉助本發明，處理劑、霧狀處理劑和塗覆腔中的空氣流及壓力的特性可 以這樣進行控制，即，使得處理劑不會出現不利的倒流和渦流。通過被控制 的流體，可以避免處理劑在噴嘴或噴射流中的倒流，這樣，噴嘴可以受到更 輕微的汙染或堵塞。同樣也沒有霧狀處理劑不受控制地從塗覆腔中洩露到環 境中，以使塗覆裝置保持在較清潔的狀態。藉助塗覆裝置同樣可以在噴塗過程中獲得較好的塗布效果。藉助按照本 發明的塗覆腔結構，可以大量減少幹擾塗布過程的空氣量，同時可以阻止過 大液滴通過塗覆腔中的洩露位置滴落到幅面上，或明顯減少液滴量。
另一個優點是，塗覆裝置可以設計得更簡單、功能更安全，這樣，塗覆 裝置可以保持較長的連續使用時間。


隨後，藉助附圖對本發明進行詳細的說明，其中
圖l:示出了按照本發明一實施形式的塗覆腔的側視示意圖，以及 圖2:示出了按照本發明第二實施形式的塗覆腔的側視示意圖。
具體實施例方式
隨後，通過表面膠的實例對本發明進行說明，此實例能說明本發明最具 優點的應用目的。但是，本發明同樣也可以用於之前所述的其它應用目的，
如連續的纖維幅面的塗色(Pigmentierung)和塗布等。這些實例僅用於說明 本發明的應用是多種多樣的。
通常，表面膠可以理解為是澱粉(Starke)的水溶液，其可以塗布在紙 板、紙或相應纖維幅面上，並且例如在輥縫中壓制到纖維幅面的內部。表面 膠用於提高幅面的強度。表面膠還可以改善紙的表面特性和印刷適性。除了 澱粉，表面膠也可包含多種添加劑，在一些情況下膠乳也可作為粘結劑應用 在表面膠中。本發明原則上可以應用到各種膠混合物和不同的纖維幅面上。
圖l示出了本發明的實施形式，其中，膠站l設置在生產線上。沿幅面 的運行方向，在第一位置設置有噴塗裝置2，緊跟著設置的是例如膜壓 (Filmpresse)輥之類的壓輥3，處理劑可以通過壓輥3的輥縫壓制到幅面4 上。幅面從壓輥3輸送到下一個處理工序，通常是紅外線或空氣乾燥工序(圖 中未示出)。
噴塗裝置2包括向運動幅面4開口的塗覆腔5和設置在塗覆腔5中的噴 嘴/成列的噴嘴6。塗覆腔5的一側通過所述幅面4並且另一側通過塗覆腔5 的壁5a或通過輥3進行限定。在塗覆腔5中設置沿著幅面4的方向看位於 相對兩側的噴嘴6，處理劑可以藉助噴嘴6噴射到幅面4上。通常，壓力噴霧嘴可作為噴嘴6使用。通過所述壓力噴霧嘴可以獲得具 有理想厚度的均勻的處理劑塗層，並能消除擴散氣體的乾燥影響。在高壓噴 射中，在高壓下只是處理劑混合物而非氣態介質通過具有小開口的噴嘴噴射 出，使得混合物可以分解成小液滴。噴塗實際上可藉助壓力噴嘴在例如約 80-180bar的高壓下通過往一個噴嘴或通常多個噴嘴中輸送處理劑來進行，其 中，從具有約0.25-0.4mm直徑的小噴嘴中噴出的處理劑可獲得100m/s的速 度而被霧化，並以特定的取決於噴嘴形狀的角度呈扇形地進行塗覆。薄霧狀 處理劑會沉積在經過的幅面上。通常在幅面的橫向方向上設置多個噴嘴，其 中，噴嘴的目標區域可以彼此分離或部分重疊。噴嘴可以沿幅面的橫向例如 各自以約50-70mm的間距設置成一列或多列。噴嘴與幅面的間距通常設置成 10-100mm。噴嘴可以設置成使得其端部位於塗覆腔的內部或外部。
幅面4通過狹窄的輸入間隙7輸送進塗覆腔5中。在塗覆腔5的壁5a 中設置排出通道8，由幅面4攜帶的空氣從塗覆腔5的內部通過排出通道排 出。由排出的空氣攜帶的霧狀處理劑可被收集，由此不會排出到環境中。收 集到的剩餘處理劑例如可以輸送回送料箱中(圖中未示出)。
排出通道8例如可以由縫狀或彼此緊隨/相鄰的開口或由多個排出通道 構成的列組成。排出通道8的尺寸大小實際上可以設置成，使得由幅面4攜 帶的空氣儘量多地從塗覆腔5的內部排出，而沒有空氣或霧狀處理劑通過幅 面4的輸入間隙7或其它易洩露的位置排出。其依據在於，排出通道8中的 流體阻力要比其它易洩露的位置的流體阻力小。
按照優選的實施形式，在排出通道8中設置用於將霧狀處理劑和/或空氣 從塗覆腔中吹出的鼓風機(圖中未示出)。藉助所述鼓風機，可以調節待從 塗覆腔5中排出的空氣和/或待從塗覆腔5中排出的霧狀處理劑的量，由此， 在塗覆腔5中形成的壓力可以希望的方式和方法進行控制。
在沿幅面4的運行方向上的輸出側設置有輸出間隙9，其以輥3的表面 為界。輥3攜帶些許空氣進入到位於塗覆腔5的壁5a和輥3之間的狹窄的 輸出間隙9中，其中，藉助這些空氣阻止了霧狀處理劑在此位置從塗覆腔5 中洩露出去。由此，在輸出間隙9中不必再設置特別的密封裝置或空氣刮刀。
在圖2中示出了本發明的第二個實施形式，其中，塗覆腔5中的置換空 氣通道10設置在噴嘴6的底部。通過置換空氣通道，空氣/壓縮空氣例如可藉助鼓風機或泵(圖中未示出)吹送到塗覆腔5中。然而，機械吹送並不是
必須的。在此方案中，空氣流與前述實施形式(圖1)相比能得到更好地控
制。另外，噴塗裝置2例如可與前述的噴塗裝置相符。
本發明可以根據優選的實施形式實現為，使得置換空氣可從其上設置噴 嘴6的通道吹送到塗覆腔5中。實際上，整個吹送過程都是在噴嘴6的底部 進行的，其中，不必設置用於置換空氣的通道。
藉助空氣流/吹送過程，由處理劑流構成的霧狀處理劑保持在噴嘴6的下 方，使得霧狀處理劑不會從幅面4和塗覆腔5之間的輸入間隙7洩露出，並 且在噴嘴6的上側結構處不會聚集處理劑。另外，空氣流能阻止由於幅面運 動產生的不利渦流。
如果塗覆腔5通過抽吸作用由排出通道8形成一定負壓，那麼就沒有必 要將空氣機械式輸送進置換空氣通道10。在此情況下，空氣可以通過負壓產 生的抽吸作用通過置換空氣通道10進入塗覆腔5中。塗覆腔5中的負壓例 如可通過連接用於從塗覆腔5中抽吸空氣的鼓風機(圖中未示出)和排出通 道8來形成。
按照本發明的其它方案，噴嘴6也可以設置成，其端部位於塗覆腔5的 外部。在此情況下的噴嘴6、特別是其端部，與它們在塗覆腔5中同霧狀處 理劑相隔離的情況相比能保持基本上更加清潔的狀態。
另外，在圖2中用箭頭示出了塗覆腔5中優選的流動方向。通過由排出 通道8排出的空氣和/或霧狀處理劑來保持對塗覆腔5中的壓力的控制。藉助 置換空氣使得塗覆腔5中的流體得到進一步地控制。通過置換空氣通道輸送 的空氣阻止了在塗覆腔5中形成不利的倒流，由此，霧狀處理劑不會再回流 到噴嘴6處。置換空氣的作用就在於能夠阻止在塗覆腔5中形成由於幅面4 的運動所引起的渦流。
藉助噴塗裝置2，可在幅面4的至少一個表面上塗布處理劑。優選地， 可同時在幅面4的兩側塗覆處理劑，其中，僅需使用一個膠站l。另外，在 幅面4的不同側可以毫無問題地塗覆不同量的膠，或者也可以在不同側使用 不同的處理劑混合物進行塗覆。 _
除了膜壓輥外，也可使用形成壓光間隙的輥，例如其中一個輥是軟面的 而另一個是可加熱的。兩個輥也可以都是軟面或硬面的，並且一個或多個輥是可加熱的。除了輥縫外，也可以使用帶式壓光機或靴式壓光機。假如在壓 光機中可使用金屬輸送帶，那麼所述金屬輸送帶可以毫不費力地進行加熱或 冷卻，以改變幅面的表面特性。考慮到表面膠的特性，對於熱表面的材料選
擇要特別注意，以避免出現粘結現象(Adhesion)。
本發明能特別良好地實現所謂的重塑概念(Rebuilt-Konzept)，其中， 通過在輥縫前設置噴塗裝置，可根據本發明使用現存的膠壓裝置 (Ldmpresse)或膜壓裝置(Filmpresse)。這種創新在一定程度上十分有利， 並由此使得運行速度和要使用的處理劑的量大幅度提高。考慮到處理劑的較 大使用量，藉助該裝置可加工比先前更寬的產品範圍。
本發明應不僅僅局限於上述示例示出的實施形式，而本發明旨在使其可 在大範圍內使用所附權利要求書所限定的本發明的技術構思。
權利要求
1、紙幅面或紙板幅面(4)或相應纖維幅面的處理方法，其中，該方法包括在該幅面(4)的表面上塗布處理劑，並且在該方法中待處理的幅面(4)通過至少一個輸入間隙(7)輸送進至少一個具有噴嘴(6)的塗覆腔(5)；通過該噴嘴(6)在該幅面(4)的至少一側上塗布處理劑；通過兩個運動表面(3)之間的壓縫輸送所述待處理的幅面(4)；以及在該壓縫中將處理劑壓制到該幅面(4)上，其特徵在於，空氣和/或霧狀處理劑從所述塗覆腔(5)的內部通過至少一個設置在至少一個塗覆腔(5)上的排出通道(8)排出；並且所述運動表面(3)中的至少一個構成所述塗覆腔(5)的壁的一部分，並且該幅面(4)通過該壓縫從所述塗覆腔(5)輸送出去。
2、 按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，形成流體，並且空氣和/ 或霧狀處理劑藉助與所述塗覆腔(5)相連接的裝置排出，使得所述塗覆腔(5)中的壓力低於環境壓力。
3、 按照權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，在至少一個排出通 道(8)中設置用於形成抽吸作用的裝置。
4、 按照權利要求1至3之一所述的方法，其特徵在於，空氣通過至少 一個置換空氣通道(10)輸送到所述塗覆腔(5)中。
5、 按照權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述至少一個置換空氣 通道(10)設置在所述噴嘴(6)的底部。
6、 按照權利要求4或5所述的方法，其特徵在於，所述至少一個置換 空氣通道設置成，使得置換空氣從設置所述噴嘴(6)的同一個通道輸送到 所述塗覆腔(5)中。
7、 按照權利要求4至6之一所述的方法，其特徵在於，在所述至少一 個置換空氣通道(10)上設置用於形成吹送作用/空氣流的裝置。
8、 按照權利要求1至7之一所述的方法，其特徵在於，所述塗覆腔(5) 設置在該幅面(4)的兩側，以同時在兩側形成塗層。
9、 按照權利要求1至8之一所述的方法，其特徵在於，所述噴嘴(6) 的端部設置在所述塗覆腔(5)的內部。
10、 按照權利要求1至9之一所述的方法，其特徵在於，所述噴嘴(6) 的端部設置在所述塗覆腔(5)的外部。
11、按照權利要求1至10之一所述的方法，其特徵在於，該幅面(4) 通過兩個運動表面(3)之間的壓縫，優選輥之間的壓縫，特別優選為膜壓 輥之間的壓縫輸送。
12、 按照權利要求l至ll之一所述的方法，其特徵在於，該幅面(4) 通過兩個運動表面(3)之間的壓縫，優選輥和輸送帶之間的壓縫輸送。
13、 按照權利要求1至12之一所述的方法 或一個輸送帶具有軟表面。
14、 按照權利要求1至13之一所述的方法 或一個輸送帶具有硬表面。
15、 按照權利要求1至14之一所述的方法 或一個輸送帶能進行加熱。
16、 按照權利要求1至15之一所述的方法 或一個輸送帶能進行冷卻。
17、 按照權利要求1至16之一所述的方法，其特徵在於，該幅面(4) 在塗覆後通過封閉所述塗覆腔(5)的壓縫進行壓光。
18、 按照權利要求1至17之一所述的方法，其特徵在於，將縱向間隙 用作為壓縫。
19、 紙幅面或紙板幅面(4)或相應纖維幅面的處理裝置，其中，藉助 該裝置能將處理劑塗布到幅面(4)的表面上，並且該裝置包括至少一個塗覆腔(5)，其向待處理的幅面(4)開口，且包括 輸入間隙(7)，用於將該幅面(4)輸送進所述塗覆腔中，和 多個噴嘴(6)，用於將處理劑塗布到該幅面(4)的表面上；以及用於形成壓縫的裝置(3)，其特徵在於，在至少一個塗覆腔(5)上設置至少一個排出通道(8)，以將空氣和/ 或霧狀處理劑從所述塗覆腔(5)的內部排出，並且，其特徵在於，至少一個輥 ，其特徵在於，至少一個輥 ，其特徵在於，至少一個輥 ，其特徵在於，至少一個輥該用於形成壓縫的裝置(3)構成所述塗覆腔(5)的壁的一部分，並且 該幅面(4)能通過該壓縫從所述塗覆腔(5)排出。
20、 按照權利要求19所述的裝置，其特徵在於，在所述塗覆腔(5)中 設置用於形成流體並用於排出空氣和/或霧狀處理劑的裝置，以使所述塗覆腔(5)中的壓力低於環境壓力。
21、 按照權利要求19或20所述的裝置，其特徵在於，在至少一個排出 通道(8)中設置用於形成抽吸作用的裝置。
22、 按照權利要求19至21之一所述的裝置，其特徵在於，所述塗覆腔 (5)具有至少一個置換空氣通道(10)，以將空氣輸送到所述塗覆腔(5)中o
23、 按照權利要求22所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個置換空 氣通道(10)設置在所述噴嘴(6)的底部。
24、 按照權利要求22或23所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個置 換空氣通道設置成，使得置換空氣從設置所述噴嘴(6)的同一個通道輸送 到所述塗覆腔(5)中。
25、 按照權利要求22至24之一所述的裝置，其特徵在於，在所述至少 一個置換空氣通道(10)上設置用於形成吹送作用/空氣流的裝置。
26、 按照權利要求19至25之一所述的裝置，其特徵在於，所述塗覆腔 (5)設置在該幅面(4)的兩側，以同時在兩側形成塗層。
27、 按照權利要求19至26之一所述的裝置，其特徵在於，該噴嘴(6) 的端部設置在所述塗覆腔(5)的內部。
28、 按照權利要求19至27之一所述的裝置，其特徵在於，該噴嘴(6) 的端部設置在所述塗覆腔(5)的外部。
29、 按照權利要求19至28之一所述的裝置，其特徵在於，該用於形成 壓縫的裝置(3)具有兩個輥，並且該幅面通過這兩個輥之間的壓縫，優選 為膜壓輥之間的壓縫輸送。
30、 按照權利要求19至29之一所述的裝置，其特徵在於，至少一個用 於形成壓縫的裝置是輸送帶，並且該幅面通過至少一個輥和一個輸送帶之間 的壓縫輸送。
31、 按照權利要求19至30之一所述的裝置，其特徵在於，至少一個輥或一個輸送帶具有軟表面。
32、 按照權利要求19至31之一所述的裝置，其特徵在於，至少一個輥 或一個輸送帶能進行加熱。
33、 按照權利要求19至32之一所述的裝置，其特徵在於，至少一個輥或一個輸送帶能進行冷卻。
34、 按照權利要求19至33之一所述的裝置，其特徵在於，該壓縫是通 過封閉所述塗覆腔(5)的壓光間隙。
35、 按照權利要求19至34之一所述的裝置，其特徵在於，該壓縫是縱 向間隙。
全文摘要
本發明涉及纖維幅面的處理方法和裝置。用於處理紙或紙板幅面(4)或相應纖維幅面的方法包括在幅面(4)的表面上塗布處理劑。在所述方法中，待處理的幅面(4)通過至少一個輸入間隙(7)輸送到至少一個設置有噴嘴(6)的塗覆腔(5)中。通過噴嘴(6)可在幅面(4)的至少一側塗布處理劑，該待處理的幅面(4)可通過在兩個運動表面之間的壓縫輸送，在壓縫中處理劑被壓制到幅面(4)上。空氣和/或霧狀處理劑可通過設置在至少一個塗覆腔(5)上的排出通道(8)從塗覆腔(5)的內部排出，並且至少運動表面(3)中的一個構成塗覆腔(5)的壁的一部分，並且幅面(4)通過壓縫從塗覆腔(5)中輸出。
文檔編號B05C13/02GK101306415SQ20081009710
公開日2008年11月19日 申請日期2008年5月14日 優先權日2007年5月14日
發明者P·派瓦, T·皮特坎尼米 申請人:美卓造紙機械公司