用于处理纸幅面料或纸板幅面料的方法和装置 本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于涂布纸幅面料和纸板幅面料，或者用于对纸幅面料和纸板幅面料进行表面上胶的方法，以便改进其适印性，强度或其他特性。
本发明还涉及一种适合于实现所述方法的装置。
为了改进纸张或纸板的质量，应该对纸张或纸板的基底幅面料以不同方式进行处理。每种处理的目的在于改进该生产等级的强度或适印性特性。强度地改进主要可以通过表面上胶来实现，其中，将幅面料表面涂上一层使强度提高的胶粘剂，例如淀粉溶液。除了其他原因之外，涂层的涂布用于例如改进产品的亮度，表面光泽或平滑度等目的，而压光则用来改进表面平滑度和光泽。
按常规，幅面料处理是在基底幅面料形成以后进行，以便干燥的幅面料在单独的脱机设备中处理，或者，用另一种办法，在直接连接在造纸或制纸板机后面的联机设备上处理。此处，幅面料应该被干燥到至少大体上接近于其最后含水量的程度，因此，特别是在表面上胶和涂布时，必须对幅面料进行润湿和重新干燥，这样就增加了机器的长度和能量消耗。由于现代的造纸/制纸板机都已经装备有高效的脱水和干燥部分，因而有利的是使幅面料润湿操作，例如表面上胶和涂布的位置尽可能接近料箱，以便在丝网部分或加压部分内进行该操作，因此，有表面处理剂涂布于其上的基底幅面料的脱水和干燥就可以至少部分地同时完成。在加压部分或丝网部分完成表面上胶和涂布还可以提供显著的质量效益，因为表面胶粘剂可以以一种与在把引起幅面料润湿的处理剂涂布在已经干燥的基底幅面料上时完全不同的方式渗入幅面料内。如果该工序在一个具有较高含水量的幅面料上进行，压光的质量就可以改进，因而，对于大部分普通纸张和纸板等级来说，压光的效果还由于在造纸/制纸板机的加压部分内进行而受益。
使基底幅面料形成和精加工阶段在两个独立的工序中相连接的历史可以归因于两个主要因素。第一，基底幅面料的形成以及其随后的精加工传统上认为是互相独立完成的特别独立的生产阶段。第二，特别是纸幅面料和纸板幅面料在它们干燥到接近其最后固体含量之前都是十分容易损坏的，因此，不可能进行这些能引起幅面料潮湿而又不会危及幅面料运行能力的处理。
在一个从现有技术了解到的实施例中，表面上胶是使用一个膜转移涂布器来进行的。在膜转移涂布设备中，一个在旋转的膜转移辊上进行了十分精确的计量的涂膜被从该辊传送到运行中的幅面料的表面上。虽然膜转移涂布器可以提供良好的移动性，并且可使作用在幅面料上的应力为最小，然而渗入幅面料中的水无论如何总是会使幅面料的强度削弱的。由于幅面料不是直接从膜转移辊传到支承件，例如一个丝网上的，因而在膜转移辊与随后的支承件之间将留下一个无支承的间隙。因此，幅面料在横截机器的方向，特别是沿着机器的方向将一直受到应力的作用。例如，含水量分布的变化可能会引起幅面料上的应力峰值，这种应力峰值将很容易使水分消失并且使幅面料破裂。
除了膜转移涂布工艺以外，在现有技术中已经有人提出使用喷射涂布，其中，表面上胶或涂布剂混合物通过一排在横截机器的方向和/或机器方向交错排列的喷嘴涂布在幅面料上。
在美国专利3,146,159中描述了一个实施例，其中，对湿幅面料的涂布是通过在对该幅面料的一个侧面上进行涂布的同时，用一个织物在该幅面料的另一个侧面上进行支承而完成的。在校准压机上进行涂布也作了介绍。
美国专利4,793,899中介绍了喷射涂布和间歇涂布工艺，其中，幅面料支承装置的位置比上面所引述的专利中所述的位置要提前很多，但是，即使在该实施例中也没有无支承的幅面料移动通道，以及涂布装置中仍然具有幅面料支承织物。
再来参看美国专利5,152,872，其中描述有一个没有无支承的幅面料移动通道的实施例。在该装置中，涂布剂混合物首先在辊的外表面上进行计量，然后直接传送到幅面料上，但是，还有一个毛毡在缝隙中运行。
本发明的一个目的是提供一种适合用于处理具有一种润温物质的纸幅面料或纸板幅面料的方法，或者，换句话说，用于在造纸机或制纸板机的干燥筒部分之前压光幅面料的方法，同时幅面料的固体含量仍然十分低，一般为10-60％。
本发明的另一个目的是提供一种方法，其中，幅面料可以完全由造纸机或制纸板机的丝网部分支撑着通过，当需要时，可以一直到卷取机上，因此，利用了由一个可控的幅面料水分含量和润湿安排所提供的质量改进效益。
本发明的目的可以通过在将幅面料引到造纸机或制纸板机的第一干燥筒组合之前，先将由一个传送带所支承的幅面料经过至少一个表面处理部分，例如一个涂布工作台或压光机而实现。
根据本发明的一个最佳实施例，至少一个由幅面料传送带所支承的缝隙可用于脱水，同时把幅面料处理剂涂布在幅面料上。该脱水缝隙可以在传送带与丝网部分的丝网或者机器的加压部分的毛毡之间形成。为了方便起见，在传送带与丝网之间的缝隙中的脱水被限定为包括加压部分的一部分，因此，在下文中提到加压部分的一个缝隙还可以理解为包括一个在丝网与幅面料传送带之间的缝隙。
更准确地说，本发明的方法的特征在于权利要求1中的特征部分所说明的内容。
此外，本发明的装置的特征在于权利要求26中的特征部分所说明的内容。
本发明提供了重大的效益。
本发明的最重要的效益之一是，本发明可使一个涂布的或表面上胶的纸板或纸在一个比现有技术中的已知机器的结构更简化或紧凑的机器中生产出来，因为幅面料的表面处理和干燥工序都可以利用现有技术中用来在加压部分和干燥器中脱水的同样的设备，在一个单间隔的或近于单间隔中进行。因此，该机器主要由现有部分组成。如果该机器安装有一个压光部分，可将该部分沿着与幅面料水分含量和被制造的纸等级的可处理度有关的作业线设置在最有利的位置。由于干燥只能进行一次而无需重新润湿一个已经干燥的幅面料，从而提高了幅面料干燥过程的效率。从一个很湿的幅面料中进行脱水也比从一个干燥的幅面料中脱水其成本效益比更佳。如果表面上胶或涂层涂布工序是在例如加压部分的缝隙中进行的，以便幅面料由传送带支承其待处理的一个侧面，而由毛毡或丝网支承其另一个侧面，水从幅面料朝向毛毡或丝网的方向排出，从而可使处理物质渗入幅面料中。在最佳情况下，与处理物质的体积相当的全部水体积将从潮湿的幅面料下沉到毛毡中，因此，幅面料脱水所需要的干燥能力不会增加。这样，本发明可以提供如此优良的幅面料表面平滑度，从而可使纸或纸板的软压光质量制成令人满意的质量。水的传送和排出以及压光效应可以通过加热幅面料传送带或其支承辊而增加。借助于一条加热的带就可以控制幅面料的温度分布，由此，例如，就可以改变幅面料的含水量或平滑度分布。此外，调整胶料的配量也可以用来控制含水量分布。
支承带有助于在该带与幅面料之间形成一个锥形的缝隙，从而允许涂布大量的表面上胶，这在箱纸板制造时是特别有利的。特别是，靴形压机能够在幅面料中提供极好的渗入度。通常，靴形压机还适合用于制造各种级别的具有高松厚度和/或改进强度的纸幅面料或纸板幅面料。通过在湿纸或湿纸板上涂布表面上胶，将使主要决定幅面料强度的氢键的数量增加。此外，在润湿一个干燥幅面料时发生的纤维的膨胀也将消除，由此，改进了幅面料的表面质量。本发明方法适合于用来制造大量的具有竞争优势的纸或纸板牌号，或者，适合用来制造可用来转换成高质量的涂布等级纸的优质的基底纸。
下面，将参照附图对本发明进行详细的分析，附图中：
图1示意地示出了本发明的第一实施例；
图2示意地示出了本发明的第二实施例；
图3示意地示出了本发明的第三实施例；
图4示意地示出了本发明的第四实施例；
图5示意地示出了本发明的第五实施例；
图6示意地示出了本发明的第六实施例；
图7示意地示出了本发明的第七实施例。
在下面的说明中，通过一个实例对一种适合用来结合造纸机的加压部分以不同方式操作的表面上胶方法进行详细说明。显然，与此相同的或基本上相类似的实施例也可以用于造纸机以及其他机器，用来把涂层或其他处理物质涂布到幅面料的表面上。
在图1和2中示出的实施例特别适合于当对造纸机或制纸板机进行改造时改造成被该机器的干燥部分的一部分。在图示的实施例中，一个涂布器或表面上胶工作台就位于干燥筒组1的前面，由此构成了造纸机中的加压部分的一个组成部分。由于所述的实施例主要用来在改造造纸机时被改造成加压部分，因而该装置将形成该机中的加压部分的一部分。在图1中所示的实施例中，待加工的幅面料在一个毛毡或丝网2上被传递到表面上胶/加压工作台。其上传送着该幅面料的支承件可以是该造纸机的幅面料成形丝网，或者如果幅面料在前面的工序中已经在加压缝隙中被脱水的话，其可以是加压毛毡。通过一个抽吸辊3可以保证将幅面料吸附在支承件表面上。幅面料从该抽吸辊被传递到下一个为一个毛毡4的支承件上。幅面料借助于抽吸辊5从传送支承件2传送到第一毛毡4上。抽吸辊5将第一毛毡4压靠在支承件2上，而由辊5所产生的真空将幅面料吸附在该毛毡上。第一毛毡4把幅面料传送到在第一毛毡4、第二毛毡6、第二抽吸辊7与支承辊8之间形成的第一脱水缝隙中。第二抽吸辊7把幅面料吸附在第一毛毡4上，并由此使该幅面料从由毛毡4支承的抽吸辊7上经过。在该工作台内还装有一个喷射涂布器S1A，该涂布器适合用来在幅面料的朝外的表面上喷射表面上胶。然后，幅面料进入一个在传送带9与第一毛毡4之间形成的缝隙中，该缝隙位于与第一毛毡从第二抽吸辊7的圆周离开的位置基本上相一致的位置。传送带9是一种由金属制成的，最好由钢制成的表面光滑的带，或者由一种有加强/无加强的橡胶或聚合物材料制成。金属带可以在表面上涂有一种适当的材料，例如陶瓷涂层。同样地，聚合物带也可以覆盖上陶瓷涂层，并且该带还可以具有一个纤维加强的背衬。传送带9由多个导辊支撑着，沿着该带的运行方向，在安装于第一毛毡4与传送带9之间的缝隙前面的支承辊10上移动。在支承辊10处，安装有一个涂布装置S1B，以便在带9上涂布表面上胶。最好是，该涂布装置与用作膜转移涂布器的涂布装置的类型相同，由此表面上胶就可以被计量，并且，借助于一个杆或刮板，就可以使在带表面上的胶料变得平滑。
如图1中所示，当需要把大量的表面上胶涂布在幅面料的同一表面上时，涂布装置S1A和S1B可以互相交替地以至同时地应用。然后，具有幅面料在其上运行的传送带9进入一个在挠曲支承棍11与加压辊12之间的缝隙中，其中，水从幅面料向着第一毛毡4的方向排出。具有幅面料在其上移动的传送带9在挠曲支承棍11上通过。在图示的实施例中，靴形压机13适合用来靠着挠曲支承棍11运转，带或毛毡14适合在其上通过。为了向幅面料的未处理的侧面涂布表面上胶，该实施例具有一个喷射涂布器S2，该涂布器设置在一个沿着在压辊12与其支承辊11之间的缝隙与在靴形压机13与其支承辊之间的缝隙之间的幅面料通道的某个位置上。在该装置中，幅面料的第一涂布侧面将面向在靴形压机13上绕过的带14。如果靴形压机的缝隙适合用于使一条传送带位于其两侧，在该缝隙中就不会有脱水的情况发生，相反，该压机起着一个使幅面料表面光滑的压光机的作用。在某些情况下，假如毛毡的清洗已经严格准备好的话，使用该毛毡结合表面上胶也是可能的。毛毡堵塞的危险由于使用涂层颜料而增加。
离开靴形压机13，幅面料在从该靴形压机缝隙中出来的传送带9上运行。然后幅面料被从传送带9上拣出，通过第三抽吸辊16放在干燥筒组的干燥金属丝网15上。借助于抽吸箱17将幅面料可靠地吸附在毛毡上，并且通过一个干燥筒组1对幅面料进行最后干燥，随后，幅面料被卷绕在机器辊子上，或者，另一个办法是，幅面料被引到与造纸机或制纸板机相连接的精整设备上进行进一步的加工。在幅面料离开传送带9以后，如果需要，可以借助于多个喷水器18和一个刮板19对该带进行清洗。
在该图示出的实施例中，加压缝隙适合于与丝网部分一起工作，毛毡4可由一个传送带代替，而辊5可以没有吸力装置，但却能有利地适合于与支承辊一起工作。涂布的计量可以借助于设置在辊5与其支承辊之间形成的缝隙的进料一侧的前面的喷射涂布器进行。在低速机器中，可以使幅面料直接在辊7和8之间的加压缝隙的后面传递到干燥筒部分。在这种情况下，辊7有利地是一个靴形辊，而辊8可以是一个抽吸辊。
图2所示的实施例除了将第一脱水缝隙和毛毡除去，同时增加一个校准压机以外，其他方面与图1的实施例相类似。在该实施例中，喷射涂布器S1A和S1B可以交替地或者互相补充地使用，并且可以借助于一个适合于与传送带9一起工作的涂布装置来对幅面料的第一侧面进行表面上胶。结果，靴形压机13可以与毛毡一起工作，由此可有效的使水朝向幅面料的未涂布的侧面排出，从而实现了上述从幅面料充分的脱水并使胶料渗入其中的优点。校准压机SN位于靴形压机的下游，且它包括两个在其间形成一个缝隙的辊20，21，幅面料及其传送带9适合于从该缝隙中通过。第一辊20位于环形传送带的内侧，而第二辊21则位于该环形带的外侧。涂布装置S2B适合用来与位于环形传送带的外侧的辊21相配合，从而使辊21作为一个膜转移涂布器完成与涂布装置S2B的合作。除了进行表面上胶以外，校准压机还有助于以常规方式改进幅面料的平滑度。本发明在本文中所说明的该实施例和其他实施例中使用的校准压机可以由一个压光机本身所代替，因而，例如，若压光辊包括一个加热的硬辊和一个软面辊时，通常需要两对辊。
图3中示出了一种包括两个靴形压机的设备的平面布置。该实施例也可以使用辊式压机代替靴形压机来实现。如上所述，将又从前处理部分接到的幅面料放在丝网2上，然后使该幅面料通过第一抽吸辊5到达第一毛毡4上。第一毛毡4通过第一靴形压机22运行。靴形压机22位于环形的第一毛毡4的内侧，并且压靠在支承辊26上，另一个毛毡27围绕着该支承辊通过。由于该靴形压机只是用来使幅面料脱水，因而使用一个适合用于幅面料的两个侧面的毛毡是有利的。离开第一靴形压机22的缝隙，幅面料就被传送到第二毛毡27上，在靴形压机22的后面，沿着幅面料运行的下游方向，设置有一个喷射涂布单元S1，该涂布单元用来在与面向第二毛毡27的幅面料的侧面相反的那个幅面料侧面上进行表面上胶。离开第二毛毡27后，借助于抽吸辊28，幅面料被传送到第三毛毡31上，然后，沿着幅面料运行的下游方向，设置有一个喷射涂布单元S2A，该涂布单元用来向幅面料表面进行涂布。沿着幅面料运行的下游方向，紧挨着设置有一个使第三毛毡31和传送带32适合于从其缝隙中通过的第二靴形压机29。该传送带从靴形压机29的支承辊30上经过，并且还从涂布单元支承辊33上经过。在涂布单元支承辊33处，一个涂布装置S2B安装在环形传送带的外侧。同样，在此处，涂布装置S2A和S2B可以互相交替的或互相补充的方式工作。
图4中所示的实施例除了在该系统中增加校准压机SN，用来代替第一压机缝隙进行表面上胶以外，其他方面与图3的实施例相类似。此外，图示的平面布置具有一个适合用于与设置在校准压机SN的外侧的辊21相配合的涂布装置S2，另外，该图还示出了安装在该外辊即，涂布辊周围的清洗装置34。此外，带32也可以具有一个此处未示出的清洗装置。在图4中还示出了几个抽吸箱36，在其所在位置，借助于这些抽吸箱，幅面料被传送到下一个毛毡上。抽吸箱用来保证把幅面料吸附在该毛毡上。在幅面料运行的下游方向，在第二靴形压机之前，安装有一个鼓风箱、一个干燥器或一个测量装置，在该图中一起用单元37来表示。第一涂布装置适合用来与传送带32相配合，而幅面料的另一个侧面在校准压机SN的第二辊21上进行处理，以及涂布装置S2适合用来与该辊相配合。
在图5中所示的实施例中，校准压机SN借助于带36补充了处理物质的涂布功能。涂布带36在其围绕校准压机SN的辊和涂布装置S2安排成一环行时进行运动用来对该带进行表面上胶。表面上胶在适合于涂布带和传送带32从其中通过的校准压机的缝隙中被传送到幅面料表面上。由于通过该缝隙的幅面料在其一个侧面上有涂布带，在其另一个侧面上有传送带，因而校准压机的功能就可以通过正确选择带的材料，特别是它们的硬度而进行控制。在图6所示的实施例中，压光作用通过使用一个靴形压机作为校准压机SN而得到进一步的加强。靴形压机的使用还对沿着机器方向的线性缝隙的压力分布的调整提供了极好的工具，由此使得被制造的产品的厚度可以在给定的幅面料的表面平滑度的范围内进行调整。
在图7中示出了一个实施例，其中，表面上胶在幅面料成形的丝网部分完成，并在该处完成了第一脱水工序。在这里，幅面料的固体含量还是很低的。幅面料进入由造纸机或制纸板机的干燥丝网2所传送的处理装置。在干燥丝网2上，幅面料被脱水并且其固体含量增加。仍然由该干燥丝网传送，幅面料进入由靴形辊40和支承辊41形成的靴形压机中。干燥丝网2从支承辊41上经过，而传送带39从靴形辊40上经过。因此，幅面料在干燥丝网2与传送带39之间的缝隙中通过靴形压机40，41，从而，沿着丝网2的方向，水就从幅面料中排出。在干燥丝网2与传送带39之间形成的缝隙的前面，装有一个适合用来向幅面料表面涂布一种幅面料处理物质的喷射涂布装置。在幅面料进入靴形压机之前，其强度由于其高含水量而变得较低，因而在该实施例中，喷射涂布是一种特别有利的涂布方法。
接着，将幅面料引到第二压机处，该压机有利地是一个如同在该图示的实施例中那样靴形压机。第一靴形压机40，41的传送带39在第二靴形压机的靴形辊42上通过，由此使幅面料进入压机的缝隙。支承辊43适合于压靠在靴形辊42上，以及毛毡44在支承辊43上经过。此外，在该缝隙中，水从幅面料中排出并且这种水的排出沿着毛毡44的方向发生。接着，将由传送带39所支承的幅面料传递到丝网或毛毡46上。借助于一个安装在传送带39与毛毡46的切向会合点处的抽吸辊45将幅面料吸附于毛毡46上。幅面料随后被传送到干燥筒组上，这是一个上面说明过的那种组件，用来处理幅面料的另一个侧面，或者被传送到某些其他类型的幅面料处理设备上，这取决于被加工的纸张或纸板的等级。
除了上面所说明的那些实施例以外，本发明还可以有许多其他的实施例。
显然，上述实施例可以以多种方式进行更改。具体地说，喷射涂布器的数量和位置可以根据本文中说明过的那些需要进行变化。喷射涂布装置也可以用一种称作射流涂布装置的来代替，该装置中有一个其宽度与待涂布的幅面料的整个宽度相同的喷嘴组件，该喷嘴组件用来喷出一股处理物质的自由的排出射流。由于射流涂布装置以一种没有水珠形成的均匀喷射的形式排出涂层，因而避免了有害的涂层雾的形成。射流可以射向带、辊、幅面料的表面或者直接射入缝隙中。但是，本着本发明的精神，必需把一种在至少一个传送带支承的缝隙中的处理物质涂布到幅面料的面向不透水带的侧面上。最好是，缝隙在幅面料的涂布侧面上应当具有一个不透水的带，而在幅面料的另一个侧面上则具有一个可以透水的带。在缝隙中的压紧力可以由辊施加，最好是使用一个靴形压机施加。这种缝隙可以有效地使水从幅面料中排出，并且同时使幅面料表面受到涂布或压光。
幅面料处理物质，例如涂布剂混合物或表面胶料也可以例如使用那些与在膜转移涂布技术中使用的相类似的涂布装置涂布到传送带的表面上。例如，那些在示例性的实施例中所说明的组件也可以被改变为具有多个表面处理和脱水工作台，这些工作台被布置成在线上进行操作，以便传送带可以交替地面向幅面料的相反的侧面。本发明还可以适用于多层涂布，其中，至少一个涂层或幅面料处理层是使用本发明的方法进行涂布的。
虽然本发明的方法在机器中没有任何无支承通道的情况下最有利地实现了，从而使幅面料的传送无论在什么时候都由至少一个环形的支承件，辊或筒支承，但是，在某些特定的装置中，将幅面料在一个无支承通道或者由空气射流所支承的通道上传送到下一个支承件也是可能的。在幅面料被处理后非常希望对它进行干燥时，可以在幅面料进入下一个缝隙之前，以及在幅面料的已经处理过的侧面变成幅面料的支承侧面之前，或者在幅面料进入干燥部分之前，使用一个气动力干燥器、远红外干燥器或其他同类装置进行，此时幅面料仍然支承在一个带或毛毡上移动。虽然幅面料处理物质的成分和状态不会直接影响本发明方法的功能，但是，它们可能需要使用某种类型的涂布设备或者改变机器的实际布局。幅面料处理物质可以是一种液体、溶液、悬浮液、乳化液或泡沫状物，或者任何其他种类的能够十分方便地进行计量和涂布的物质。
本发明方法可以使用涂层重量测量法实现，该测量在幅面料仍支撑在带或丝网上时进行。显然，从幅面料的两个侧面进行工作的测量装置是不适合的。一种用来测量基底幅面料的固体含量和涂层重量的适当方法是，例如当使用CaCO3颜料时的X射线荧光方法。随后，可以将任何基重和含水量测量的常规方法与X射线荧光方法相结合，由此，就可以根据所获得的测量数据计算出若干质量参数。