專利名稱：一種用于在造紙機(jī)/紙板機(jī)的干燥部以及位于干燥部后的整飾設(shè)備中處理纖維紙幅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在紙或紙板生產(chǎn)線的在線干燥部、隨后的紙幅傳遞部(transfer section)以及在該干燥部之后的諸如壓光機(jī)或涂布機(jī)(coatingdevice)之類的在線整飾設(shè)備中處理纖維紙幅的方法。該壓光機(jī)可以例如為金屬帶壓光機(jī)(metal belt calender)、長壓區(qū)壓光機(jī)(long-nip calender)、多壓區(qū)壓光機(jī)(multi-nip calender)、軟壓光機(jī)(soft calender)或機(jī)械壓光機(jī)(machine calender)等。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代造紙機(jī)概念中，干燥部和諸如壓光之類的整飾處理是相分開的子工序，在這兩個(gè)子工序之間，紙幅通常以敞式牽引(open draw)的方式傳遞，其中紙幅表面暴露于環(huán)境之下。由于敞式牽引的結(jié)果，特別是在干燥后將紙幅傳送至壓光機(jī)或其它整飾設(shè)備時(shí)，大量的水分將從紙幅中蒸發(fā)并使紙幅冷卻。在作為整體考慮所述工序時(shí)，發(fā)生在干燥機(jī)和壓光機(jī)之間的蒸發(fā)則是不希望的，這是因?yàn)槔w維紙幅在壓光時(shí)要濕潤并加熱。由于蒸發(fā)的結(jié)果，紙幅急劇冷卻，由此例如在線壓光機(jī)不得不調(diào)整尺寸以使它們的容量足以處理這種局部冷卻的紙幅。蒸發(fā)還造成制造車間的空氣調(diào)節(jié)器的負(fù)擔(dān)并且不經(jīng)濟(jì)。
由于蒸發(fā)以及需要再濕潤所謂的過干的紙幅，在紙張或紙板生產(chǎn)線上經(jīng)常采用灑水裝置，且所述灑水裝置一般設(shè)置于干燥部和壓光機(jī)之間。灑水的方式通常為細(xì)微的水霧或水蒸氣。通過過干及再濕潤紙幅的目的在于更好地控制紙幅的濕度分布(moisture profile)以及獲得更穩(wěn)定的紙張結(jié)構(gòu)。
在目前的工序中，將紙張過干并隨后再濕潤，從而單位能耗以及由此每噸紙張的成本大于在不進(jìn)行過干的工序中的能耗以及成本。事實(shí)上，造紙中能耗最顯著的對象之一便是通過蒸發(fā)而進(jìn)行的干燥。對于首先在干燥部將紙幅干燥至濕度約為2-4％、接著將紙幅濕潤至濕度約為8-10％、最后在壓光機(jī)上將紙幅干燥至約為5％的最終濕度的方法，顯然從能耗的角度來看是非常不利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種尤其能夠降低生產(chǎn)線上的能耗的方法，而且該方法還能夠縮短干燥機(jī)組且由此產(chǎn)生的空間節(jié)約使成本降低。
為達(dá)到本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于在本發(fā)明中，待處理的纖維紙幅設(shè)置成在該干燥部和該整飾設(shè)備之間、在溫度和濕度受控的環(huán)境下行進(jìn)，通過所述環(huán)境來調(diào)節(jié)從該纖維紙幅中所散失的水分和熱量，該纖維紙幅在該干燥部中以下述方式進(jìn)行干燥所述纖維紙幅在干燥部之后保留著高于常規(guī)的含水率且最終干燥通過該整飾設(shè)備來進(jìn)行。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，通過使從處于干燥部和壓光機(jī)之間的區(qū)域內(nèi)的紙幅中傳遞的熱量和水分達(dá)到防止或最小化，來利用纖維紙幅中的水分和熱能。該待處理的纖維紙幅設(shè)置成在該干燥部和該壓光機(jī)之間、與車間空氣相隔離的且溫度及濕度受控的環(huán)境下行進(jìn)，通過這種方式來控制從該纖維紙幅中所散失的水分和熱量。根據(jù)本發(fā)明，該纖維紙幅在該干燥部中干燥以保持高于常規(guī)的含水率，而且最終干燥通過壓光機(jī)來進(jìn)行。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，就溫度及水分控制而言，干燥和壓光結(jié)合在一起并通過以下方式相配合即該干燥部僅干燥所要求的量、在將紙幅從該干燥部傳遞至該壓光機(jī)時(shí)調(diào)節(jié)水分和熱量的散失以使紙幅在到達(dá)該壓光機(jī)時(shí)具有足夠的水分和溫度、以及在該壓光機(jī)進(jìn)行最終的部分干燥。


下面通過參考附圖的實(shí)例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明，在附圖中圖1示意地示出了用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)置；以及圖2示意地示出了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的另一種形式。
具體實(shí)施例方式
圖1示意地示出了在生產(chǎn)線上的一個(gè)部分，其中附圖標(biāo)記1表示以金屬帶壓光機(jī)的形式來實(shí)施的整飾設(shè)備，而附圖標(biāo)記3表示干燥部的末端部分。附圖標(biāo)記2表示封閉空間，經(jīng)由該空間，紙幅可以在干燥部和壓光機(jī)1之間的區(qū)域中在溫度及水分受控的環(huán)境下被引導(dǎo)。該封閉空間可以延伸在處于該干燥部的末端部分和該壓光機(jī)之間的整個(gè)區(qū)域上，或僅延伸在所述區(qū)域的一部分上。
該整飾設(shè)備還可以以例如長壓區(qū)壓光機(jī)、多壓區(qū)壓光機(jī)、軟壓光機(jī)或機(jī)械壓光機(jī)的形式來實(shí)現(xiàn)。該整飾設(shè)備還可是諸如干式涂布機(jī)之類的涂布機(jī)。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，通過限制在干燥部3之后的紙張中的水分和熱量的散失，纖維紙幅中所含有的水分及熱能可被利用，這樣根據(jù)壓光機(jī)1的要求對纖維紙幅進(jìn)行加熱及濕潤的需求減少。由于在任何情況下紙幅在壓光時(shí)或壓光后都將進(jìn)行干燥和冷卻，因此更利于利用這種干燥工序。因此，在涉及本發(fā)明的方法中，干燥部3、紙幅傳送機(jī)構(gòu)2以及壓光機(jī)1的運(yùn)行協(xié)調(diào)為干燥部的部分干燥功能分配給壓光機(jī)，而且該方法整體上盡可能經(jīng)濟(jì)地利用熱量和水。
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明上述對紙幅的熱量及水分的控制可通過調(diào)節(jié)處于壓光機(jī)1和末端的干燥筒3之間的周圍環(huán)境與纖維紙幅之間的水分和熱能的傳遞來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，這些傳遞現(xiàn)象能夠通過將紙幅設(shè)置成在干燥部和壓光機(jī)之間在溫度和濕度受控的環(huán)境下行進(jìn)而得到調(diào)節(jié)。如果希望避免蒸發(fā)或冷卻，則在紙幅外表面處的或在紙幅附近處的環(huán)境濕度(空氣相對濕度或蒸氣壓力)和溫度調(diào)整到大致與纖維紙幅的濕度和溫度相吻合的平衡狀態(tài)。這意味著在紙幅和其周圍環(huán)境之間不存在顯著的溫度差或濕度差，并且由此不會形成水分或溫度的傳遞流。
如果需要且方便時(shí)，還可以通過調(diào)節(jié)緊鄰紙幅處的環(huán)境的方式來獲得紙幅與其緊鄰的周圍環(huán)境之間的所需量的熱量流或水分流。例如，沿紙幅方向的熱量流(附加加熱)可通過使環(huán)境溫度升高至高于紙幅溫度的水平來產(chǎn)生。沿紙幅方向的水分流(附加濕潤)也可以通過使環(huán)境濕度增加至高于紙幅的平衡水分含量的水平來產(chǎn)生。顯然，通過使紙幅和周圍環(huán)境之間相應(yīng)的濕度差及溫度差反向可產(chǎn)生相應(yīng)的但相反的傳遞現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明的上述控制紙幅溫度和水分的方案例如可以通過將纖維紙幅設(shè)置成穿過固定的管道結(jié)構(gòu)或罩結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。所述管道結(jié)構(gòu)或罩結(jié)構(gòu)的壁的內(nèi)部限定了具有濕度和溫度環(huán)境的空間，所述濕度和溫度可調(diào)節(jié)以利于作業(yè)。所述壁結(jié)構(gòu)能夠避免溫度和水分的損失，且所述空間充分密封并與制造車間中的空氣相隔離。
本發(fā)明另一種實(shí)施方式是將紙幅的行進(jìn)設(shè)置在移動的支撐結(jié)構(gòu)之間，其中所述支撐結(jié)構(gòu)以所需方式調(diào)節(jié)水分和熱量向緊鄰的周圍環(huán)境傳遞。最可行的方案是通過能夠一側(cè)旋轉(zhuǎn)或者能夠兩側(cè)旋轉(zhuǎn)的線圈或帶圈來支撐紙幅的傳送。所述線或帶子可不具有滲透性或者具有一定的滲透性(水分傳遞控制)，并且必要時(shí)對所述線或帶子進(jìn)行與整體相適合的加熱或冷卻(溫度控制)。
原則上第三種用于控制纖維紙幅溫度和濕度的方案是控制流動及傳熱邊界層。通過用受控的且濕度和/或溫度受調(diào)節(jié)的空氣將通常通過渦流與車間空氣相混合的邊界層的空氣進(jìn)行置換，則紙幅的濕度和溫度通過發(fā)生在紙幅和其周圍環(huán)境之間的傳遞現(xiàn)象而產(chǎn)生變化。例如，為控制紙幅的濕度，潮濕的空氣或處于水蒸氣飽和狀態(tài)的空氣可吹向移動的纖維紙幅的邊界層。通過對在先的邊界層的刮除(doctoring off)，可以確保所述空氣進(jìn)入到邊界層中。圖2示意地示出了該類型的方案，其中利用刮刀刀片4將在先的邊界層6去除，并且通過送風(fēng)裝置5將形成新邊界層7的空氣吹向紙幅W的表面。
在上述的實(shí)施例中，紙幅和其周圍環(huán)境之間的水分及熱量的傳遞既可以沿縱向進(jìn)行調(diào)整，也可在需要時(shí)尤其沿橫向進(jìn)行調(diào)整。此外，除了在干燥部和整飾設(shè)備之間的牽引之外，還可在整飾設(shè)備的不同部分之間(諸如在軟壓光機(jī)的不同壓區(qū)之間、多壓區(qū)壓光機(jī)中的不同軋輥組(roll stack)之間、或合適的位置等)對水分和熱量的傳遞進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，紙張并未在干燥部中干燥至低于最終使用的含水率的水平(約5％)，因此最終干燥至所述含水率將在壓光機(jī)中進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的方法適用于紙張和紙板的生產(chǎn)線，在該生產(chǎn)線中需要熱量和水分由諸如壓光之類的進(jìn)一步處理，以在線方式設(shè)置于生產(chǎn)線上。該方法尤其適用于金屬帶壓光機(jī)和長壓區(qū)壓光機(jī)，這兩種壓光機(jī)與傳統(tǒng)的壓光機(jī)相比，壓光的效果更顯著地建立在對纖維紙幅的溫度軟化作用(softening effect)上。
本發(fā)明還適于由替代壓光機(jī)的其它設(shè)備來處理紙幅的過程，其中控制紙幅的溫度和水分是必須的。這種設(shè)備可以是涂布機(jī)，尤其是干式涂布機(jī)和用于容置干式涂布劑的固定壓機(jī)(fixing press)，即施膠壓機(jī)(sizer press)。
根據(jù)本發(fā)明的方法相對于現(xiàn)有制造工序的優(yōu)點(diǎn)首先在于所述的可觀的能源節(jié)約。由于本方法保留了紙幅所含的水分，從而無需單獨(dú)的水或軟化劑灑注或再濕潤。這意味著由于省略了二次蒸發(fā)步驟導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)線需要的設(shè)備更少且作業(yè)效率得以提高。由于從紙幅中蒸發(fā)的水顯著減少，因此紙幅保持更高的溫度，并由此在壓光機(jī)上無需向紙幅提供太多的熱能。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于更好地將水或軟化劑分布于紙張結(jié)構(gòu)中并且在對整個(gè)傳遞進(jìn)行蒸發(fā)控制時(shí)更易于設(shè)置對濕度水平的控制。例如，通過控制烘缸的運(yùn)行或通過調(diào)節(jié)紙幅在傳遞過程中所產(chǎn)生的蒸發(fā)可以影響到水分在厚度方向上的分布。
權(quán)利要求
1.一種用于在造紙機(jī)或紙板機(jī)的干燥部、在該干燥部(3)之后的紙幅傳遞部以及該干燥部后面的在線整飾部將纖維紙幅處理以干燥至特定含水率的方法，其特征在于在本方法中，待處理的纖維紙幅設(shè)置成在該干燥部和該整飾設(shè)備之間、在溫度和濕度受控的環(huán)境(2)下行進(jìn)，通過所述環(huán)境來調(diào)節(jié)從該纖維紙幅中所散失的水分和熱量，而且該纖維紙幅在該干燥部中以下述方式進(jìn)行干燥該纖維紙幅在該干燥部(3)之后保留著高于常規(guī)的含水率且最終干燥通過該整飾設(shè)備(1)來進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該紙幅設(shè)置成在該干燥部(3)和該整飾設(shè)備(1)之間和/或在該整飾設(shè)備的不同部分之間，且至少部分處于由支撐結(jié)構(gòu)所形成的封閉空間內(nèi)的方式行進(jìn)，所述支撐結(jié)構(gòu)以減緩或避免水分從纖維紙幅散失的控制方式來設(shè)置。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述支撐結(jié)構(gòu)為帶子，在所述帶子之間該紙幅以被支撐的方式傳送。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述支撐結(jié)構(gòu)為板狀構(gòu)件，在所述板狀構(gòu)件之間該紙幅以被支撐的方式傳送。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該紙幅設(shè)置成在該干燥部(3)和該整飾設(shè)備(1)之間和/或在該整飾設(shè)備的不同部分之間，且至少部分處于由管道結(jié)構(gòu)或罩結(jié)構(gòu)所形成的封閉空間(2)內(nèi)的方式行進(jìn)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述紙幅以下述方式設(shè)置成在該整飾設(shè)備(1)的任意部分和該干燥部(3)之間行進(jìn)即該紙幅的邊界層的濕度或溫度通過將調(diào)節(jié)溫度或濕度的空氣經(jīng)由機(jī)械引導(dǎo)裝置或噴管結(jié)構(gòu)(5)供給至所述邊界層來進(jìn)行控制。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該方法采用金屬帶壓光機(jī)作為整飾設(shè)備。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該方法采用長壓區(qū)壓光機(jī)作為整飾設(shè)備。
9.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該方法采用多壓區(qū)壓光機(jī)作為整飾設(shè)備。
10.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該方法采用軟壓光機(jī)或機(jī)械壓光機(jī)作為壓光機(jī)。
11.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該方法采用涂布機(jī)作為整飾設(shè)備。
12.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該方法采用干式涂布機(jī)作為整飾設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在造紙機(jī)/紙板機(jī)的干燥部和位于該干燥部(3)后的整飾設(shè)備(1)中將纖維紙幅處理以干燥至特定含水率的方法。在該方法中，纖維紙幅所含的水分以這樣的方式被利用即待處理的纖維紙幅設(shè)置成在該干燥部和該整飾設(shè)備之間、在溫度和濕度受控的環(huán)境(2)下行進(jìn)；通過所述環(huán)境來調(diào)節(jié)從該纖維紙幅中所散失的水分。該纖維紙幅在該干燥部中以下述方式進(jìn)行干燥所述纖維紙幅在干燥部(3)之后保留著高于常規(guī)的含水率且最終干燥通過該整飾設(shè)備(1)來進(jìn)行。
文檔編號D21G1/00GK1856619SQ200480027537
公開日2006年11月1日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月20日
發(fā)明者卡里·海塞寧, 米卡·維爾揚(yáng)馬, 蒂莫·托爾維, 塔皮奧·梅恩佩, 雷約·皮耶蒂凱寧, 馬蒂·泰爾沃寧, 亨利·瓦伊蒂寧 申請人:美卓造紙機(jī)械公司