用於影響纖維幅材的特性的方法和結構的製作方法
2023-05-19 03:31:01
專利名稱：用於影響纖維幅材的特性的方法和結構的製作方法
技術領域：
本發明的主題在於一種將纖維幅材的特性調整為符合將要對纖維幅材
進行的操作的最佳輸出狀態(Ausgangszustand)的方法。本發明還涉及一種 用於將纖維幅材的特性調整為符合將要對纖維幅材進行的操作的最佳輸出 狀態的結構。
背景技術：
在如造紙機、壓光機、塗布機等的纖維幅材機中，纖維幅材行進的控制 比纖維幅材機的運轉性能更重要。纖維幅材機的目的在於生產符合目標值的 纖維幅材，當無法滿足運轉狀態(LaufVerhalten)時，將無法進行生產或與 預期相比大量減產。裝置的效率(如時間效率和物質效率)與生產速度一起 決定著產出的噸位數或面積。由此，製造商特別關注能夠以任何方式改進纖 維幅材機的運轉狀態的所有因素。
與纖維幅材機的運轉狀態相關的因素有很多，其中對整體而言較重要的 因素是纖維幅材的溫度和溼度控制、以及沿纖維幅材的行進方向和與該行
進方向垂直的方向(即相對於纖維幅材行進方向的橫向)的張力控制。在纖 維幅材的全部行進距離上，對纖維幅材特性的控制是很重要的，但是其重要 性增加了在附近將要進行的操作。這些操作例如可以是通過壓力或溫度實 現的幅材處理(例如壓光)、在纖維幅材上塗布物質(Stoffieile)、以及將 纖維幅材巻取成巻等。典型地，現在和過去在多個變化位置(Anderungsstdle) 應用了不同的纖維幅材引導輥，所述引導輥能以最簡單的方式改變纖維幅材 的行進方向，但是所述引導輥還可能隨之在橫向方向對纖維幅材施加牽拉作 用(所謂的牽拉輥(Streckwalze))，或作為其上纖維幅材的張力可能不同 的所謂的保持輥(haltendeWalze)。例如這可通過合適的輥塗層或通過選擇 足夠大的轉送角度或包角來實現。 一種影響運行特性的可能的裝置就是無接 觸工作的空氣轉向裝置。在本發明中，使用下列標識來表示不同的方向。纖維幅材的行進方向或
加工方向(MD)用X向表示。纖維幅材平面的與纖維幅材行進方向垂直的 方向或橫向(CD)以Y向表示。纖維幅材的厚度方向以Z向表示。
在專利文獻WO 99/02773中描述了一種用於乾燥已塗布的幅材的方法 和裝置。在該文獻中，在轉向輥與配合件之間導引幅材，其中，可以無接觸 地改變幅材的行進方向，在改變幅材行進方向引起送風(BIasung)的同時可 以乾燥剛剛塗布的幅材。在彎曲部的路段上設置有彼此相對的噴嘴，由此對 準幅材相對著進行送風。
在專利文獻US5230165中，在乾燥裝置上設置有無接觸的轉向裝置。此 外，正好在塗布裝置後的幅材的行進方向由轉向裝置改變，以將幅材導向風 幹機(Blastrockner)。
在專利文獻WO 01/75224中，在多壓區壓光機(mehrspaltkalander)中 描述了一種蒸發和溼度控制的方法和結構。其中，從壓區輸出的纖維幅材至 少通過空氣轉向裝置，在所述文獻中提及了用空氣轉向裝置替代所有的塗布 輥，作為其優選實施形式。
發明內容
本發明的目的在於提供一種方法和結構，通過該方法和結構能以優化的 方式控制纖維幅材的運行性質，與此同時使纖維幅材的特性對於將要進行的
操作是最佳的。較值得關注的因素是在將要進行操作的位置處改善纖維幅 材橫向張力的控制。本發明的目的同樣在於提供一種以操作的特性為基礎的 纖維幅材的預處理，以確保該操作的質量和效率。
按照本發明所述的方法的特徵在於，沿纖維幅材的行進方向，在將要對 纖維幅材進行操作的處理裝置前，設置懸浮轉向裝置
(Umlenkschwebevorrichtung)，其中，為了獲得所述處理裝置的輸出目標值 (Zielausgangswert)，藉助懸浮轉向裝置吹送的空氣來調節通過懸浮轉向裝 置的纖維幅材的溫度和溼度。
相應的，按照本發明所述的結構的特徵在於，沿纖維幅材的行進方向， 在將要對纖維幅材進行操作的處理裝置前，設置懸浮轉向裝置，以調節纖維 幅材的溫度和溼度，從而藉助懸浮轉向裝置吹送的空氣來獲得所述處理裝置的輸出目標值。所述處理裝置的輸出目標值可以理解為纖維幅材的一種狀 態，其被確定為十分適合所述處理過程，並在考慮不同條件因素的情況下能 提供運行和質量都非常優良的效果。該輸出目標值可以通過經驗或統計來確 定，並且該輸出目標值的瞬時偏差可以通過例如在線測量
(On-line-Messungen )獲得。
根據一優選實施例，選擇懸浮轉向裝置吹送的空氣的溼度，使得纖維幅 材的溼度沿著期望的方向變化。根據第二優選實施例，選擇懸浮轉向裝置吹 送的空氣的溫度，使得纖維幅材的溫度沿著期望的方向變化。由此，懸浮轉 向裝置還與一個用於調節吹送的空氣的溫度和溼度的裝置連接。
一方面，處理裝置可以理解為進行部分處理的裝置，其能引起精確值
(Veredkmgswert)或精確度的變化。此外，所述類型的處理裝置例如可以是 在不同的塗布裝置、壓光機或類似的用於對纖維幅材進行平整和拋光的裝置 下的、影響纖維幅材的料巻形狀(Rollenform)的中間輥、巻取輥和縱向分 切機，以及其它相應的裝置。
按照本發明，在本文中和在權利要求書中的表述"在......前(vor)"特別
重要，因為溫度、溼度和沿Y向可能的張力分布的調節僅在特定的停留時間
(Verweilzeit)內對懸空的纖維幅材的行進部分起作用，而在所述停留時間 後該情形又被調節到平衡狀態。由此，雖然優選實施例描述的是"直接在......
前"或"恰好在......前"，但是根據本發明請求保護的範圍的限定，其具有一些
必要的靈活性。這種靈活性例如可以通過在懸浮轉向裝置與處理裝置之間設 置引導輥等來實現，據此根據本發明的技術效果卻幾乎沒有變化，但是這種 改變對本發明請求保護的範圍的解釋卻很重要。另一方面，表述"在......前
(vor)"也不能擴展地解釋成，例如在傳統的塗布機布局中，懸浮轉向裝置 就是設置在塗布裝置之後並且傳統的巻取裝置就是設置在乾燥裝置之後，這 些並不屬於本發明請求保護的範圍。本發明的技術效果與該表述"在......前
(vor)"有關，並且可以以如下方式保持這些技術效果根據情況選擇更加 合適的可選方案，如測量停留時間最長約為0.5秒或測量距離最大為10米時， 在處理裝置根據環境條件開始起作用前，所述懸浮轉向裝置可以運行
(betragen)。
特別有效地，藉助本發明所述的方法，可以實現在絕對值上相對較小但是對運行性質能有效地起作用的變化，該變化在將要進行的處理前對纖維幅 材的狀態具有特別的影響。除了運行性質被改善了之外，當破裂敏感度
(Rissempfindlichkeit)由於運行性質的改善而降低時，所述處理裝置的效率 也可以被改善。從此角度看，用於提高纖維幅材彈性的可變性是一個因素。
以下將參照附圖詳細描述本發明，其中
圖1示出了壓光機設計的示意圖2示出了另外的纖維幅材處理功能；
圖3示出了巻取功能；
圖4示出了纖維幅材塗布功能；
圖5示出了懸浮轉向裝置的構造；以及
圖6示出了懸浮轉向裝置的細節。
其中，附圖標記說明如下
1處理裝置
11輥
12輥
20金屬帶式壓光機
3懸浮轉向裝置
30巻取裝置
301鼓形輥
302機器巻
31噴嘴
33改變噴嘴的吹風方向、樞轉點的裝置
35噴嘴的方向軸線
40塗布裝置
41塗布材料幕簾
60纖維幅材的中心線
W纖維幅材
N壓區a 行進方向的變化
具體實施例方式
圖l示出了本發明的優選實施例，其中，為了進行下一個處理階段，要 對纖維幅材W的特性進行預處理。在根據圖1所示的情況下，所述的處理 階段由在傳統軟壓光機1中輥11與輥12之間的壓區N中所執行的壓光處理 構成，以使纖維幅材W被預處理為其可能的最佳狀態。纖維幅材W在上一 個處理階段中由於某種原因變得有些"乾燥"，這對壓光處理來說不是最佳的 輸出狀態。按照本發明所述，纖維幅材W要通過加溼並且在此情況下對纖 維幅材W的表面塗層進行稍微冷卻而重新回到對於壓光等處理而言最容易 接受的狀態。在本發明應用的懸浮轉向裝置3中，供給具有一定溫度和溼度 的空氣作為轉向空氣，使得在懸浮轉向裝置3的部分上的纖維幅材W的表 面塗層能在一定程度上被冷卻和潤溼。由此，纖維幅材W的表面塗層在壓 光開始時具有一定溼度，在正常狀態下，該溼度可改善壓光效果而不會在纖 維幅材中央沿Z向產生體積損失。應這樣選擇懸浮轉向裝置3吹送的空氣的 溼度，即使得纖維幅材W的溼度沿著期望的方向變化。在一些情況下優 選的是，應這樣選擇懸浮轉向裝置3吹送的空氣的溼度，g卩使得纖維幅材 W的溼度沿著纖維幅材W的溼度平衡的方向變化。
另外，根據優選的實施例，纖維幅材W的張力分布可藉助懸浮轉向裝 置3吹送的空氣沿Y向進行調節，以實現所述處理裝置1的輸出目標值。對 此，懸浮轉向裝置3還具有改變吹風方向的裝置33，使得沿橫向對纖維幅材 W的張力分布起作用的吹風方向是可選的。
圖2示出了本發明的第二個優選實施例。其中，纖維幅材W藉助本發 明所述的方法進行預處理，以用於ValZone⑧-金屬帶式壓光機。對此假設的 應用實例中，可以離線監測相關的處理裝置1、 20，其中，纖維幅材W事先 巻繞成機器巻，隨後為了特定處理而開巻。機器巻例如會因為機械維修而存 儲一定時間，因此纖維幅材W的溫度和溼度不再具有相對於該處理的最佳 狀態。溼度分布例如可能已經變化成，機器巻的端面較乾燥而其中間部分仍 然保持得較溼潤。在此情況下，藉助本發明所述的方法和懸浮轉向裝置3， 可在一定程度上預熱纖維幅材W並校正其溼度分布。以此方式，即使在停工期間也能使纖維幅材w的特性形成為與剛剛生產的纖維幅材w相同，並
且這種"停工"的物品不用作為次品出售或作為廢品幅材放入碎漿機處理。
這裡需要注意的是，纖維幅材w的特性影響所述方法的可應用性。質 密和光滑的纖維幅材w接受本方法的可能性不如多孔的和在一定程度上粗
糙的纖維幅材好。對此結果可以用至少兩個原因來解釋。第一個原因在於邊
界層空氣(GrenzschicMuft)，其阻礙藉助懸浮轉向裝置3對準到纖維幅材 W上吹送的空氣進入到纖維幅材中。第二個原因是，質密和光滑的纖維幅材 W的表面不具有合適的微粗表面，而所述微粗表面不僅可以較好地影響張力 分布，還能用作傳遞溫度和溼度的吸收表面。在優選的實施例中，可以調節 在懸浮轉向裝置和處理裝置之間的停留時間，其中，懸浮轉向裝置和處理裝 置之間的距離是可變的。
在按照圖2所示的情況中，具有輸出目標值25t:的熱纖維幅材W由懸 浮轉向裝置3以吹送的200'C熱空氣預熱到對於該處理而言最佳的輸出值65 °C，並且纖維幅材W沿Y向的溼度分布調整為，使得在邊緣區域中幹質量 (Trockenmasse)為94%的乾燥區域與幹質量為92%的中心區域能達到同樣 的水平。精確的運行參數必然與各種情況中的一些特殊特性十分相關，特別 與纖維幅材的特性十分相關。因此，沒有必要對實施例的主要參數(例如， 確切地說懸浮轉向裝置3吹送的空氣的溫度、溼度；懸浮轉向裝置3的吹送 速度和方向；以及進一步地其沿Y向的上述分布)進行更精確的歸納。
根據圖3的應用實例涉及的是巻取處理，其中，纖維幅材W藉助巻取 裝置30圍繞鼓形輥(Tambourwalze) 301巻成機器巻302。經實驗發現，最 好在纖維幅材的溫度為5(TC並且乾物質含量(Trockengehalt)為94%的情況 下進行纖維幅材W的巻取。當進入巻取裝置30的區域時，纖維幅材W具有 55。C的溫度和94。/。的較佳乾物質含量。由此，按照本發明藉助懸浮轉向裝置 3對纖維幅材W進行一定程度的冷卻，但是對於溼度則希望其保持不變。選 擇吹送的空氣溫度為2(TC，溼度為60%，吹送的空氣速度為50m7s，由此將 待生產的纖維幅材直接冷卻到期望的溫度50°C，與此同時使溼度保持不變。
根據圖3的應用中的第二個方面是，纖維幅材W沿Y向的張力分布。 通常情況下，恰好在巻取裝置30前設置牽拉輥，通過所述牽拉輥確保在巻 取前纖維幅材具有合適的張力分布並且不產生褶皺。藉助按照本發明所述的方法，所述第二個方面可按期望的方式進行調節和變化。與採用傳統的牽拉
輥相比，本發明通過調節懸浮轉向裝置3的空氣量和吹風方向，可以提供一 種用於在巻取前實現纖維幅材所需的精確幅寬(Breitstreckung)和張力分布 的特別有益的方式方法。通過將第二個方面所述的特徵與影響待巻取纖維幅 材W的內部巻繞和巻取性質的可能性結合在一起，提供了一種用於精確調 整巻取過程的多用(rechtvielseitiges)工具，以實現最佳的效率。
在圖4所示的實施例中，按照本發明所述的方法恰好用在幕簾塗布模式 的塗布裝置40前。經實驗發現，當纖維幅材W的溫度為65X:時，對於塗布 材料幕簾41的固化有利，並且通常情況下，已塗布的纖維幅材W在整個過 程中越乾燥對塗布之後纖維幅材的乾燥越好。在所述實例的情況中，正常情 況下纖維幅材W在抵達塗布裝置40前的溫度是47'C為佳，由此相比於該處 理裝置的最佳溫度而言，18'C的纖維幅材W的溫度太低了。由此，纖維幅 材W將按照本發明所述的方法藉助於懸浮轉向裝置3而被預處理為合適的 溫度，前述18"C的纖維幅材W藉助於28(TC的送風溫度和60 m/s的吹送速 度，可以被加熱到理想的輸出值，同時乾燥度將提高大約1%，就此而論， 不會帶來負面的影響。
圖5和圖6示出了優選適合於本發明應用的懸浮轉向裝置3的局部細節。 涉及的懸浮轉向裝置3具有改變吹風方向的裝置33，使得可以將吹風方向調 整成與沿纖維幅材平面方向的切面的法線一致或與所述法線成一定夾角，優 選地，相對於所述法線向X向的偏轉最大為15°。所述改變吹風方向的裝置 33例如由可偏轉的導向裝置(Fiihrung)、閥門、可偏轉的噴嘴、可改變幾 何形狀的噴嘴、或相應的適改變氣流方向的裝置構成。具體地，纖維幅材形 成輕微彎曲的表面，該表面上可設定有切面和該切面的法線，噴嘴31的方 向軸線或吹風方向35相對於所述切面或法線優選地在一定的"運動軌跡範圍 (Bewegungsbahnkeil)"內可以調整。所述運動軌跡範圍例如可以是球形， 其沿乂向的偏轉角在-15°-+15°內可以調節，其沿Y向的偏轉角在0-60。內可 以調節。特別的，在纖維幅材的邊緣區域，沿Y向的可調節性位於所述上限 附近，即優選地相對於法線沿Y向的偏轉最大為60°，例如45°，以使牽拉 作用足夠有效。為了舉例說明，圖5和圖6示出了一個方案，其中示出了通 過樞轉點(鉸接點)改變吹風方向的裝置33，即噴嘴31可以藉助球鉸接型的方案來對準。
另外，圖5沿橫向或Y向示出了懸浮轉向裝置3的實施例。藉助懸浮轉 向裝置3，改變纖維幅材的行進方向，使得行進方向變化a最小為15°，最 大為180°，優選介於45。-90。之間。
在圖6示出的懸浮轉向裝置3中設置有改變吹風方向的裝置33，使得可 以將吹風方向35調整成與沿纖維幅材平面方向延伸的切面的法線一致或與 所述法線成一定夾角，優選地能夠改變向Y向的偏轉，使得在纖維幅材W 中線上的偏轉最小並且這種偏轉向著纖維幅材的邊緣逐漸增加。圖6僅簡單 示出了幾個噴嘴31，在現實的製造設備中，按照要生產的纖維幅材的寬度通 常沿橫向設置大約十二個(Dutzende)噴嘴。優選地，選擇懸浮轉向裝置3 的吹風方向35，使得纖維幅材W的張力分布恰好在處理裝置1、 20、 30、 40前是平坦的，由此沿橫向的張力變化值小於7%，優選小於4%。例如選 擇懸浮轉向裝置3的吹風方向35，使得纖維幅材W沿橫向的張力分布基本 上是線性的，或者邊緣處比中心處60繃得更緊(stmffer)，或者中心處60 比邊緣處繃得更緊。
權利要求
1. 一種用於將纖維幅材(W)的特性調整為最佳輸出狀態的方法，所述最佳輸出狀態符合將要對所述纖維幅材(W)進行的操作，其特徵在於，沿所述纖維幅材(W)的行進方向在將要對所述纖維幅材(W)進行操作的處理裝置(1、20、30、40)前設置懸浮轉向裝置(3)，其中，為了獲得所述處理裝置(1、20、30、40)的輸出目標值，藉助所述懸浮轉向裝置(3)吹送的空氣來調節通過所述懸浮轉向裝置(3)的所述纖維幅材(W)的溫度和溼度。
2. 按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，選擇所述懸浮轉向裝置 (3)吹送空氣的溼度，使得所述纖維幅材(W)的溼度沿著期望的方向變化。
3. 按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，選擇所述懸浮轉向裝置 (3)吹送的空氣的溫度，使得所述纖維幅材(W)的溫度沿著期望的方向變化。
4. 按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，為了獲得所述處理裝置 (1、 20、 30、 40)的輸出目標值，藉助所述懸浮轉向裝置(3)吹送的空氣調節所述纖維幅材(W)沿Y向的張力分布懸浮轉向裝置。
5. 按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，選擇所述懸浮轉向裝置 (3)的空氣吹風方向(35)，使得所述纖維幅材(W)沿橫向的張力分布恰好在所述處理裝置(1、 20、 30、 40)前是平坦的，其中，沿橫向的張力 變化值低於7%,優選低於4%。
6. 按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，選擇所述懸浮轉向裝置 (3)的空氣吹風方向(35)，使得所述纖維幅材(W)沿橫向的張力分布基本上是線性的，或者所述纖維幅材(W)的邊緣處的張力比中心處(60) 的張力大，或者所述中心處的張力比所述邊緣處的張力大。
7. 按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，改變所述纖維幅材的行 進方向藉助所述懸浮轉向裝置(3)，使得行進方向的變化(a)最小為15°， 最大為180°，優選介於45。-90。之間。
8. 按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，藉助所述吹送的空氣的 溼度和在所述處理裝置(1、 20、 30、 40)前有效的停留時間，在所述懸浮轉向裝置(3)處改變所述纖維幅材(W)沿Z向的溼度分布。
9. 一種用於將纖維幅材(W)的特性調整為最佳輸出狀態的結構，所 述最佳輸出狀態符合將要對所述纖維幅材(W)進行的操作，其特徵在於， 沿所述纖維幅材(W)的行進方向在將要對所述纖維幅材(W)進行操作的 處理裝置(1、 20、 30、 40)前設置懸浮轉向裝置(3)，以調節所述纖維幅 材(W)的溫度和溼度，從而藉助所述懸浮轉向裝置(3)吹送的空氣來獲 得所述處理裝置(1、 20、 30、 40)的輸出目標值。
10. 按照權利要求9所述的結構，其特徵在於，所述懸浮轉向裝置(3) 與一個用於調節吹送的空氣溫度和溼度的裝置連接。
11. 按照權利要求9所述的結構，其特徵在於，所述懸浮轉向裝置(3) 具有改變吹風方向的裝置(33)，以便能夠選擇用於影響所述纖維幅材(W) 沿橫向的張力分布的吹風方向。
12. 按照權利要求9所述的結構，其特徵在於，所述懸浮轉向裝置(3) 具有改變吹風方向的裝置(33)，以便能夠將吹風方向(35)調整成與沿所 述纖維幅材(W)的平面方向延伸的切面的法線一致或與所述法線成一定的 夾角，優選地，所述吹風方向相對於所述法線向X向的偏轉最大為15°。
13. 按照權利要求9所述的結構，其特徵在於，所述懸浮轉向裝置(3) 具有改變吹風方向的裝置(33)，以便能夠將吹風方向(35)調整成與沿所 述纖維幅材(W)的平面方向延伸的切面的法線一致或與所述法線成一定的 夾角，優選地，所述吹風方向相對於所述法線向Y向的偏轉最大為60。。
14. 按照權利要求9和13所述的結構，其特徵在於，所述懸浮轉向裝 置(3)具有改變吹風方向的裝置(33),以便能夠將所述吹風方向(35) 調整成與沿所述纖維幅材(W)的平面方向延伸的切面的法線一致或與所述 法線成一定的夾角，優選地，能夠改變向Y向的偏轉，使得在所述纖維幅材(W)的中心處的偏轉最小，並且使得這種偏轉向著所述纖維幅材的邊緣逐 漸變大。
15. 按照權利要求9所述的結構，其特徵在於，在所述懸浮轉向裝置(3) 和所述處理裝置(1、 20、 30、 40)之間的停留時間是可調節的。
全文摘要
用於將纖維幅材(W)的特性調整為最佳輸出狀態的方法和結構，所述最佳輸出狀態符合將要對纖維幅材進行的操作，其中，沿著纖維幅材(W)的行進方向，在實現纖維幅材(W)處理要求的處理裝置(1、20、30、40)前設置懸浮轉向裝置(3)，其中，為了獲得所述處理裝置(1、20、30、40)的輸出目標值，藉助懸浮轉向裝置(3)吹送的空氣，調節通過懸浮轉向裝置(3)的纖維幅材(W)的溫度和溼度。
文檔編號D21F1/34GK101418530SQ2008101691
公開日2009年4月29日 申請日期2008年10月27日 優先權日2007年10月25日
發明者阿里·林蘇裡, 雷約·皮耶蒂凱寧 申請人:美卓造紙機械公司