專利名稱：用以在施膠榨輥、紙或板上進行涂覆的涂覆裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在施膠壓榨輥、紙或板或其他類似的運動基面上進行涂覆的涂覆裝置。它包括一個旋轉的涂覆棒，該棒貼靠在運動的基面上，并橫越整個機器的寬度，其大致全長支承在一個支架上。該涂覆棒將涂覆劑涂布到運動基面上并加以平整。涂覆劑是在涂覆棒的前面沿該運動基面的運動方向引進涂覆裝置內的。
此外，本發明還涉一種用以在施膠壓榨輥、紙或板或其他類似的運動基面上進行涂覆的涂覆裝置。它包括一個涂覆劑室，該室由一個旋轉的涂覆棒，室的前壁，該涂覆裝置的橫向密封和所說的運動基面構成。涂覆劑在壓力之下壓進這個涂覆劑室內。涂覆棒貼靠在運動基面上，并橫越整個機器寬度，起涂覆件作用。
目前，通常利用兩種之一的方法和裝置來進行紙或板的涂覆，即用一個刮刀式涂覆器或一個刮棒式涂覆器。本發明顯然涉及后者-刮棒式涂覆器，它已被證明在薄膜施膠壓榨工藝中效果特別好。目前所用的涂覆棒的材料通常是鋼，并且為提高涂覆棒的使用壽命，在其表面鍍鉻。在紙面上進行表面施膠時，不用完全光滑表面的涂覆棒，而用表面有槽的涂覆棒，或者用繞有鋼絲的棒來達到類似于開槽棒的效果。利用開槽棒進行紙面的表面施膠是基于利用槽的深度可決定在要涂覆的基面上涂上的膠料膜的厚度。開槽棒很不適合制備薄的膠料膜，因為很難加工出足夠小的槽。另一方面，這些槽很容易沾污。開槽棒的另一大缺點是磨損塊。用開槽棒以帶有高的絕干固體含量的顏料進行上色也是完全不可能的。因為棒的磨損太大。通常使用的涂覆棒的直徑很小，直徑大小的范圍一般大約在10毫米左右。使用小直徑的涂覆棒，其原因在于該涂覆棒須使自身能適應施膠壓榨中輥面的形狀，以使膠料膜的分布合適和正確。使用大直徑的涂覆棒之所以不可能的原因是由于它們太粗，剛性就太大，因而不易提供正確的膠料膜的分布。關于已有技術，特別參考美國專利US-2970564，其中公知的一種方案是，在施膠壓榨的輥上涂覆一層膠料膜或一層顏料膜，在該施膠壓榨的輥隙中這層膜被轉涂到紙上。在公開的這種方法中，使用光滑或開槽的涂覆棒來計量供給膠料膜。在該方法中，利用一根光滑的小直徑涂覆棒(直徑約為9毫米)來進行表面施膠是可能的。但這種方案的效果證明不甚好，因而從未實際使用。關于先有技術，還可以進一步參考芬蘭專利FI-30147。
另一篇先有技術是申請人的較早申請日的芬蘭專利申請No891737。其中描述了一種傳統大小的小直徑的涂覆棒，它是一根套上若干不旋轉的套管的棒，套管構成了摩擦面。在該先有技術方案中，套管是由抗磨材料，例如陶瓷制成，它們沒有類似先有技術中涂覆棒上的槽。
本發明的目的是，提供一種方案，它能克服先有技術的缺點，特別是顯著地改進了在紙面上表面施膠工藝。從這個目的出發，本發明的主要特征在于，涂覆棒是一根大直徑的光滑棒，它設置在貼靠運動基面，使涂覆量分布可以調控。
本發明超過先有技術的一個最重要的優點是，通過使用根據本發明的涂覆裝置在使用大直徑的涂覆棒的同時，還可以涂覆很薄的膠料膜，并可在高速條件下使用高的絕干固體含量的涂料糊。用本發明的涂覆裝置，涂覆量及其分布很好。其他的優點和特點可以從下面對本發明的詳細說明中看出。
下面，參照附圖對本發明進行詳細說明。
圖1是使用根據本發明的涂覆裝置的一種薄膜施膠壓榨全側視簡圖。
圖2是根據本發明的涂覆裝置中的一種涂覆棒實施例的放大的簡圖。
圖2A是根據本發明的涂覆裝置的涂覆棒結構的另一實施例剖視簡圖。
圖3是本發明的一個實施例的全側視簡圖，在涂覆分布的調整中用它獲得了良好的最效果。
圖4和圖5是根據本發明的控制涂覆量分布的方案的實施例的示意圖。
圖6是本發明的一個實施例的示意性側視圖，其中本發明被用來直接在紙或板幅上進行涂覆。
圖7是根據本發明的涂覆裝置所得出的試驗結果的圖示，涂覆量表示為涂覆棒加載壓力的函數。
圖1是一個用數碼1表示的施膠壓榨裝置示意圖。該薄膜施膠壓榨1包括施膠壓榨輥2和3，在第一壓榨輥2和第二壓榨輥3之間形成一個壓區N，紙或板幅W通過該壓區。在這種薄膜施膠壓榨1中，通過第一涂覆裝置10在第一輥的表面4涂上第一膠料膜F1通過第二涂覆裝置20，用同樣的方法在第二輥表面5涂上第二膠料膜F2。在壓區N處，膠料膜F1和F2被轉涂在運行經過該壓區的紙或板幅W上。圖1中被涂覆過膠料的紙成板幅用W′符號表示。
在圖1所示的薄膜施膠壓榨中，涂覆裝置10和20是刮棒式涂覆器。如圖所示，它們二者是一樣的。通過它們，在輥子2和3的表面4和5上涂覆上膠料膜F1和F2。涂覆裝置10和20是通常所稱的短時保壓型涂覆裝置。涂覆劑被引入一個加壓的位于涂覆棒11和21前面的涂覆劑室16和26之中。這個室除了由該涂覆棒11、21外，還由輥表面4、5，涂覆劑室的前壁14、24以及若有的話可能設置的側面密封裝置(未畫出)所圍成。涂覆棒11、21在全長上架在一個由一種合適的材料(例如聚氨脂)制成的支架12、22之上。涂覆棒11、21裝有一個驅動齒輪(未畫出)，利用它使得涂覆棒11、21沿與輥2、3的旋轉方向相反的方向旋轉。另外，在圖1中涂覆棒支架的夾持器用數碼13和23表示，前壁夾持器用數碼15和25表示。而且，在涂覆棒11、21的支架12、22與夾持器13、23之間，裝有一根普通的加載軟管或其等同物(未畫出)。通過它，涂覆棒11、21可對輥表面4.5加載，以產生所需的加載壓力。
按照本發明，圖1所示的涂覆裝置10、20中采用了一根表面光滑的涂覆棒11、21。按照本發明的涂覆棒11、21除具有光滑表面之外，其直徑顯著地大于已有技術方案中的棒的直徑。按照本發明的涂覆裝置，涂覆棒11、21的直徑至少為18mm，而在試驗中所用涂覆棒直徑為20mm的涂覆裝置獲得了很好的結果。然而，我們認為最合適的涂覆棒直徑是比這更大的直徑，最合適的棒徑是25-80mm。
特別是在寬機器中，必須控制涂覆裝置產生的涂覆量的分布。如果將本發明的大直徑涂料棒應用到已有技術中小直徑棒的公知結構，則這種控制基本上是不可能的。在已有技術的結構中，通過局部調節涂覆棒的負載來調節涂覆量的分布，在這種情況下，由于涂覆棒是被彎曲的，負載的分布轉移到涂覆過程中。這就是為什么根據本發明的裝置為控制涂覆量的分布已開發出多種方案的原因。
圖2表示的是另一方案。它利用本發明的一個大直徑涂覆棒能夠實現對涂覆量分布的控制。圖2中，施膠壓榨輥用數碼6表示。輥6用傳統的方法包有一層外皮7，外皮7可以用例如橡膠或其等同物制成。按照本發明的目的，輥6表示的最佳硬度值約為35P&J±15P&J，從而用于該外皮的材料的選擇應以此為基礎，以得到合適的硬度。圖2中，按照本發明的涂覆棒用數碼31表示。圖2所示的實施例中涂覆棒31包括一個小直徑的棒體32，其直徑例如為大約12mm或以下。棒體32包有一層合適的外皮33，由此可使棒31的直徑做得足夠大。外皮33，例如可以是圍繞著棒體32上一層帶或其等同物制成。
另一方面，外層33也可以由套在棒體32上的一些套管33a組成，這些套管以適當方式相互連接起來，使其不轉動。這種方案表示在圖2之中，其中棒體32具有一段螺紋，各套管33a已裝在棒體32上，各套管上設有防止它們之間相互轉動的適當裝置，用擰緊棒體上螺母37的方法使各套管在軸向上互相靠緊。為了產生適當的緊度，棒體32可予拉伸。圖2A所示的這種緊固方式特別適合于直徑大于25mm的大直徑涂覆棒。與這兩個附圖所示不同，一個大直徑光滑的涂覆棒可以由一根管料制成，該管料例如是表面鍍鉻的鋼管或銅管。
按照傳統的方法，涂覆棒31裝在一個支架34中旋轉，支架34例如可由聚氨酯制成。它連到一個夾持器35之上。在夾持器35和支架34之間裝有例如一個加載軟管36或其它等同的加載元件，通過它，棒體31可以對輥6施加所需的壓力。圖2和圖2A所示方案的構思是當采用一根小直徑的棒體32時，利用加載管36可以用與已有技術中小直徑涂覆棒相同的方法得到棒31的外形。
圖3表示用本發明的涂覆棒，如何使施膠壓榨輥上的涂覆量分布控制在正確的水平上。圖3中施膠壓榨輥用數碼61和71表示。輥61和71之間形成一個壓區N，紙或板幅W通過該壓區N。在此壓區中，膠料膜轉涂到紙或板幅W表面，涂覆后的紙或板幅在圖3中以W′表示。圖3中，在用于輥61和71的涂覆裝置之外，僅僅示出了涂覆棒41和51，而省略了在圖3說明中的涂覆裝置的所有其他零件。圖3所示本發明的這個實施例中，涂覆棒41和51是大直徑的棒，其直徑至少有18mm，20mm更好。圖3所示的這個實施例中，棒41和51具有同一且實心結構，因而剛性相當大。這就是為什么圖3表示的這種施膠壓榨輥61和71是可變中高輥的原因。因此，它們包括一根剛性的中心軸62、72，在中心軸外設有可旋轉的外殼63、73。在中心軸62、72中裝有液力加壓裝置64、74。它們在壓區N的平面內支承在輥外殼63、74的內表面上。除了輥的中高可變外，輥61和71可以按段調控。雖然從本發明的操作性來看這不是重要的。困此，在圖3所示的這個實施例中，是通過壓區N本身之處的加壓裝置64、74進行輥的外形調節。這就是為什么在圖3所示的這個實施例中，涂覆棒41、51本身不需要外形調節的原因，因為輥外殼63、73在涂覆棒41、51處是直的。所以用圖3所示方案，就能用輥61、71表面產生均勻分布的涂覆膜。
除了用圖3中所示的液力加壓裝置64、74外，施膠壓榨輥61、71的中高變形也可以這樣來實現在輥外殼63、73中裝以多個裝置，該各裝置可用來調節輥外殼各段上的溫度。在這個實施例中，是通過在各段上加熱或冷卻輥子61、71來調節膠料膜的分布狀況。
圖4和圖5表示另一實施例，用這種方法可對涂覆到輥表面的涂覆量進行所需的調節。圖4和圖5是沿機器寬度方向的示意圖，表示出一部分輥和輥表面的涂覆層。圖5中還示意性地畫出了一根涂覆棒。在圖4和圖5中，施膠壓榨輥用數碼91表示，輥外表面用數碼91a表示輥涂層用數碼92表示，而涂層外表面用92a表示。如圖4和圖5所示，輥外表面91a在軸向方向上呈彎曲形狀，即中間隆起。在這兩圖中，中間隆起部分被顯著地夸大了。一般來說，在7米寬機器上中間隆起大約為0.3毫米。如圖4所示，輥涂層92的外表面92a呈中間凹陷的形狀，因而輥涂層92的兩端明顯厚于其中部。圖5表示用本發明的一根大直徑涂覆棒81裝在貼靠輥的情況。涂覆棒81用堅實的材料制成，剛性很大。在這種情況下，當對涂覆棒加壓使其靠向輥子時，在涂覆棒81之下的涂層92就被壓縮，使得輥端部涂層92的壓縮量顯著大于其中部涂層的壓縮量。由于輥中部的涂層92較輥端部的薄，所以中部涂層的壓縮量較端部的小。因此，在圖5所示情況中，涂覆棒81和涂層92之間的線性載荷在整個機器寬度上都是相同的。在這種方法中用這種方案就可得到均勻分布的涂層。涂覆棒81除了用堅實的材料制造之外，許多情況下，涂覆棒可以用管子制成例如用鍍鉻銅管或鋼管，以獲得足夠的剛度。
當然，把圖3、圖4、圖5所示方案結合起來，獲得好效果也是顯而易見的。這樣的結合，該施膠壓榨包括一個解決方案，其中一個壓榨輥將是一個可變中高輥或一個各段溫度可調的壓榨輥，而另一個輥是一個中高輥，而其涂層呈凹陷形狀。
圖6所示方案表示直接在紙或板幅上進行涂覆。圖6中以數碼110表示該壓榨輥。紙或板幅W在輥表面111上通過，用涂覆裝置100直接在紙或板幅W上進行涂覆。涂覆裝置100是一種所謂短時保壓型涂覆裝置，它包括一個按照本發明的一個可回轉地安裝在支架103中的大直徑涂覆棒101。支架103以通常的方式裝在夾持器104之中。涂覆棒101與涂覆裝置100的前壁102共同圍成了加壓涂覆劑室106，涂覆劑被引入此室之中。前壁102以通常的方式裝在一個夾持器105之中。
在用本發明的涂覆已進行的試驗中，獲得了很好的結果。在試驗中，用的方案是一根直徑為20毫米的光滑涂覆棒，該棒可回轉地裝在一個傳統結構的涂覆棒支架中。以這種方式構成的涂覆裝置裝在施膠壓榨上，利用這種裝置進行了顏料涂覆試驗。在一些試驗中，涂料糊中的絕干固體含量為51%，粘度為700厘泊。在試驗中，涂覆量每邊3～10克/平方米范圍內變化，運轉速度在800-1200米/分范圍內變化。所得到的涂覆量分布非常好。空化作用很小，幾乎沒有可見的空化作用。其原因是涂覆棒直徑顯著地比輥式涂覆器本身的直徑小。在該輥式涂覆器中，由于在壓區之后涂覆膜破裂，大直徑的輥引起發生空化作用。試驗結果明顯比在此之前研究的任何方法都好。此外，圖7是用另外品質的涂料糊所得試驗結果的曲線圖。圖7中將所得涂料糊量表示為在不同運行速度下涂覆棒加載壓力的函數。圖7所示試驗也是用裝在一個傳統支架中的直徑為20毫米的光滑棒進行的。所用的涂料糊是SPS高嶺土糊，其絕干固體含量為50%，粘度為550mPas。該壓榨中輥包了一層聚氨脂外皮。在這些試驗中，所用運行速度是300-1200米/秒。圖表中所稱的加載壓力是指涂覆棒對壓榨輥的加載壓力。從圖7可清楚地看出，利用本發明的這種結構，獲得了用高的絕干固體含量的涂料糊很薄的涂覆層。因此，利用本發明顯著改進了已有技術。在新聞紙的上色的表面施膠中及在超壓施膠并壓光的紙的表面施膠中，對本發明的方法有很高的需求。
以上是結合附圖并以舉例的方式對本發明進行的說明。但是，本發明并不限定于各附圖中所示的這些實施例，在所附專利要求所限定的發明構思的范圍之內，還可以得出各種變型。
權利要求
1.一種用以在施膠壓榨輥、紙或板或其他類似的運動基面上進行涂覆的涂覆裝置，包括一個旋轉的涂覆棒(11，21，31，41，51，81，101)，該棒貼靠在運動的基面(4，5，7，92a，W)，并橫越整個機器寬度，全長支承在一個支架(12，22，34，103)上，該涂覆棒可將涂覆劑涂布到該運動基面(4，5，7，92a，W)上并加以平整，所述的涂覆劑是在該涂覆棒(11，21，31，41，51，81，101)的前面沿該運動基面(4，5，7，92a，W)的運動方向被引進到該涂覆裝置(10，20，100)內，其特征在于該涂覆棒(11，21，31，41，51，81，101)是一根大直徑的光滑棒。它設置在貼靠運動基面(4，5，7，92a，W)，使得涂覆量分布能夠被調控。
2.一種用以在施膠壓榨輥、紙板或其它類似運動基面上進行涂覆的涂覆裝置，該裝置(10，20，100)包括一個涂覆劑室(16，26，106)，該室由一根旋轉的涂覆棒(11，21，101)、室的前壁(14，24，102)、該涂覆裝置的橫向密封以及運動基面(4，5，W)構成，涂覆劑被壓入這個涂覆劑室(16，26，106)中，涂覆棒支承在貼靠所述的運動基面(4，5，W，并橫越整個機器的寬度，起涂覆元件的作用，其特征在于，涂覆棒(11，21，101)是一大直徑光滑的棒，其設置在貼靠運動基面(4，5，W)，使涂覆量的分布能夠被調控。
3.按照權利要求1或2所述的涂覆裝置，其特征在于，涂覆棒(11，21，31，41，51，81，101)的直徑至少是18毫米。
4.按照權利要求1、2或3所述的涂覆裝置，其特征在于，涂覆棒(11，21，31，41，51，81，101)的直徑是25～80毫米。
5.按照權利要求1至4中任意一項所述的涂覆裝置，其特征在于，涂覆棒(31)包括一個小直徑的棒體(32)，棒體上裝有一層外皮(33)，涂覆棒(31)可以允許在機器的橫向上進行外形調節。
6.按照權利要求5所述的涂覆裝置，其特征在于，所述的外皮(33)由繞在棒體(32)上的帶狀材料構成。
7.按照權利要求5所述的涂覆裝置，其特征在于，涂覆棒(31)的外皮(33)由一些裝在棒體(32)上外表光滑的套管(33a)構成，這些套管是相互連接并且不能旋轉。
8.按照權利要求7所述的涂覆裝置，其特征在于，套管(33a)是通過軸向壓緊相互連接。
9.按照權利要求1至4中任意一項所述的涂覆裝置，其特征在于，涂覆棒(11，21，41，51，81，101)由同一且實心材料制成。
10.按照權利要求1至4中任意一項所述的涂覆裝置，其特征在于，外表光滑的涂覆棒(11，21，41，51，81，101)由一根管子制成。
11.按照權利要求10所述的涂覆裝置，其特征在于，所述的管狀涂覆棒(11，21，41，51，81，101)的材料是鍍鉻的銅、鋼或其他類似材料。
12.按照權利要求1或2所述的用以在施膠壓榨的輥上進行涂覆的涂覆裝置，該施膠壓榨包括一對形成一壓區(N)的輥(61，71)，紙或板幅(W)通過該壓區(N)，這對輥(61，71)裝有一層橡膠或類似材料的外皮，其特征在于，形成壓區(N)的輥(61，71)中至少一個是可變中高輥，或是一個通過在其內部的各段上加熱而可調的輥，從而通過調節該可變中高輥的彎曲度，或通過調節該輥各段上的溫度將涂覆棒(41，51)與該輥(61，71)之間的線性接觸面調直。
13.按照權利要求12所述的涂覆裝置，其特征在于，這一對輥中的兩個輥(61，71)都是可變中高輥，或都是各段溫度可調的輥。
14.按照權利要求12所述的涂覆裝置，其特征在于，與可變中高輥(61，71)形成一壓區(N)的輥(91)是一個中高的實心輥，其涂層(92)的外表面(92a)呈凹陷形狀。
15.按照前述權利要求中任意一項所述的涂覆裝置，它與一個施膠壓榨輥(2，3，6，61，71，91)配合，其輥具有一外皮(7，91a)，其特征在于，該外皮(7，91a)的硬度為35P&J±15P&J。
全文摘要
用以在施膠壓榨輥、紙或板或其他類似的運動基面上進行涂覆的涂覆裝置，該裝置包括一旋轉的涂覆棒(11.21)，該棒貼靠在運動的基面(4，5)，并橫越整個機器的寬度，全長支承在一支架(12，22)上。涂覆棒可將涂覆劑涂布到該運動基面上并平整之。涂覆劑在涂覆棒前面沿該運動面運動方向被引進涂覆裝置(10，20)內。本發明的涂覆棒是大直徑的光滑棒，它貼靠在該運動基面，使得涂覆量分布能被調控。
文檔編號D21H23/58GK1059176SQ911030
公開日1992年3月4日 申請日期1991年4月19日 優先權日1990年4月19日
發明者勞諾·蘭塔寧 申請人:維美德造紙機械有限公司