[发明专利]用于处理纤维幅材的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理纤维幅材的方法和设备，该设备包括将胶(sizing)混合物、涂布材料或类似处理混合物分配到特定的纸板幅上的装置。本发明还可用于纸幅及其他相应的纤维幅材。

本申请涉及通过压光进行施胶(表面胶合)、着色(pigmenting)、涂布以及处理幅材。下文中，将以施胶作为实例来描述本发明，施胶是本发明最优选的实施例。然而，本发明也可应用在其他的上述应用中。

背景技术

通常，施胶是指将淀粉的水性混合物涂覆于纸板或纸的表面，然后压入例如位于多个辊之间的压区中的幅材中。施胶还用于增加幅材的强度。施胶还可以改进纸的表面特性及可印刷性。除了淀粉之外，施胶混合物可以包括许多添加剂，而且在某些情况下，乳胶也可用作胶水的结合剂。本发明大体上可应用于所有的胶水混合物及不同的纤维幅材。对于一些纸板等级而言，例如用于瓦楞纸板及瓦楞纸的底纸，强度是最重要的特性之一。由于施胶可用于显著改善纸板的其他特性中的弯曲强度和表面强度，因此希望对这些纸板等级大量地施胶。目前，可以通过凹坑涂覆设备来获得最大的涂覆量，但是对于现代的需求而言，凹坑涂覆设备的最高可能运行速度过低。因此，现代的纸板机使用薄膜传递涂覆来分配胶料。在薄膜传递涂覆中，首先将胶料涂覆在薄膜传递辊的表面上，胶料从薄膜传递辊的表面传递至幅材。纸板机通常使用同步的双面涂覆，因此幅材穿过由两个薄膜传递辊形成的压区。所述两个辊均设置有专用的涂覆杆。这些设备能够在幅材的一个表面上获得相对较大的涂覆量，即，湿膜30至35g/m²。使用涂布混合物与表面涂布的区别在于，其优选地使涂布混合物的固体颗粒保持在幅材的表面上。

然而，薄膜传递涂布设备的局限性在于有效性降低且不太经济。在薄膜传递辊的压区中可以实现将胶水较好地渗透到幅材的纤维结构中，但是压区的长度相对较短，因此进入幅材中的实际吸收仅发生在压区之后。实际上，由于胶水的干燥必须在压区之后立刻开始，以使幅材干燥而可触摸并为了引导幅材，所以总的吸收时间较短。尽管可以使用薄膜传递压榨或涂布设备来分配大量的处理材料，但是大量的处理材料会在幅材的表面与薄膜传递辊的表面之间形成凹坑。较高的幅材速度会增加形成凹坑的风险，但是即使是在较低的速度下也会形成凹坑。由于凹坑导致飞溅和幅材的振动，因此所谓的微小凹坑的形成限制了最大的涂覆量，而且，由于凹坑的强湍流，凹坑的形成甚至限制了空气通过压区。在薄膜传递压区中，当使用大量的胶水时，幅材被弄得非常湿，这会导致操纵性能方面的问题。由于幅材是湿的，因此幅材变得不牢固从而容易被撕破。润湿与干燥也会改变幅材的尺寸，而且必须通过调节幅材张力并可能利用舒展辊来考虑尺寸的改变。非常细致地设计薄膜传递涂布设备的涂覆腔以确保胶水的均匀分配。然而，要经常从纤维幅材的表面移除材料，且所述材料能够直接在薄膜传递辊的表面或者同机器循环一起被传递至涂覆腔，特别是当材料在刮刀条下停止时，这样会导致干扰，而且甚至可能导致涂覆腔中的阻塞。此外，刮刀条及其保持架磨损得较快，导致维修间隔较短。这样会导致较高的维修成本以及由于维修中断而引起的产量减少。由于再生纤维中总是包含具有研磨作用的杂质，因此在使用再生纤维的机械中，这些问题尤为明显，作为其中可以被提及的、最重要的具有研磨作用的杂质是包含有纤维的颜料涂布颗粒。由于再生纤维在纸板的生产中是非常重要的原料，因此在用于生产包装纸板的机器中尤其要强调这些问题。在涂覆过程中，空气和杂质容易进入到机器循环中，必须随后通过有效的除气器(deaerator)和筛选设备将其去除。这些设备的价格昂贵，并且所需的机器循环较长，所述机器的体积也较大。

薄膜传递涂覆中发生的问题和局限性在不同产品的生产中被不同地强调。显然，具有强纸板等级的幅材的损坏危险没有具有较薄纸等级的、可能由再生纤维制成的幅材的损坏危险严重。另一方面，在打印纸或打印纸板的生产中，设备的磨损或污染减少。

在纸或纸板的涂布或施胶中，在刮削之后，通过将涂覆辊暴露给红外辐射可以测量通过薄膜传递涂布设备的辊传递到幅材上的处理材料的量，通过这种方法，基于辐射的衰减来确定留在胶水中或辊上的涂布材料层中的水量。基于确定的水量、处理材料的固态含量以及幅材与涂覆辊之间的传递系数，可以计算出传递到幅材上的处理材料的量。通过该方法，难以确定微小凹坑的形成和尺寸。基于从辊上刮削下来并返回到机器槽的胶水的量也可以估计出被幅材留住的涂布材料的量。尽管上述方法也能以一定的精度来确定凹坑，但由于供给到压区中的胶水的量和返回到机器槽中的胶水的量的差异，即使通过该方法也难以控制压区之前的凹坑。

发明内容