CN1059176A - 用以在施胶榨辊、纸或板上进行涂覆的涂覆装置 - Google Patents

Abstract

用以在施胶压榨辊、纸或板或其他类似的运动基 面上进行涂覆的涂覆装置，该装置包括一旋转的涂覆 棒(11.21)，该棒贴靠在运动的基面(4，5)，并横越整个 机器的宽度，全长支承在一支架(12，22)上。涂覆棒 可将涂覆剂涂布到该运动基面上并平整之。涂覆剂 在涂覆棒前面沿该运动面运动方向被引进涂覆装置 (10，20)内。本发明的涂覆棒是大直径的光滑棒，它 贴靠在该运动基面，使得涂覆量分布能被调控。

Description

本发明涉及一种在施胶压榨辊、纸或板或其他类似的运动基面上进行涂覆的涂覆装置。它包括一个旋转的涂覆棒，该棒贴靠在运动的基面上，并横越整个机器的宽度，其大致全长支承在一个支架上。该涂覆棒将涂覆剂涂布到运动基面上并加以平整。涂覆剂是在涂覆棒的前面沿该运动基面的运动方向引进涂覆装置内的。

此外，本发明还涉一种用以在施胶压榨辊、纸或板或其他类似的运动基面上进行涂覆的涂覆装置。它包括一个涂覆剂室，该室由一个旋转的涂覆棒，室的前壁，该涂覆装置的横向密封和所说的运动基面构成。涂覆剂在压力之下压进这个涂覆剂室内。涂覆棒贴靠在运动基面上，并横越整个机器宽度，起涂覆件作用。

目前，通常利用两种之一的方法和装置来进行纸或板的涂覆，即用一个刮刀式涂覆器或一个刮棒式涂覆器。本发明显然涉及后者-刮棒式涂覆器，它已被证明在薄膜施胶压榨工艺中效果特别好。目前所用的涂覆棒的材料通常是钢，并且为提高涂覆棒的使用寿命，在其表面镀铬。在纸面上进行表面施胶时，不用完全光滑表面的涂覆棒，而用表面有槽的涂覆棒，或者用绕有钢丝的棒来达到类似于开槽棒的效果。利用开槽棒进行纸面的表面施胶是基于利用槽的深度可决定在要涂覆的基面上涂上的胶料膜的厚度。开槽棒很不适合制备薄的胶料膜，因为很难加工出足够小的槽。另一方面，这些槽很容易沾污。开槽棒的另一大缺点是磨损块。用开槽棒以带有高的绝干固体含量的颜料进行上色也是完全不可能的。因为棒的磨损太大。通常使用的涂覆棒的直径很小，直径大小的范围一般大约在10毫米左右。使用小直径的涂覆棒，其原因在于该涂覆棒须使自身能适应施胶压榨中辊面的形状，以使胶料膜的分布合适和正确。使用大直径的涂覆棒之所以不可能的原因是由于它们太粗，刚性就太大，因而不易提供正确的胶料膜的分布。关于已有技术，特别参考美国专利US-2970564，其中公知的一种方案是，在施胶压榨的辊上涂覆一层胶料膜或一层颜料膜，在该施胶压榨的辊隙中这层膜被转涂到纸上。在公开的这种方法中，使用光滑或开槽的涂覆棒来计量供给胶料膜。在该方法中，利用一根光滑的小直径涂覆棒（直径约为9毫米）来进行表面施胶是可能的。但这种方案的效果证明不甚好，因而从未实际使用。关于先有技术，还可以进一步参考芬兰专利FI-30147。

另一篇先有技术是申请人的较早申请日的芬兰专利申请：No：891737。其中描述了一种传统大小的小直径的涂覆棒，它是一根套上若干不旋转的套管的棒，套管构成了摩擦面。在该先有技术方案中，套管是由抗磨材料，例如陶瓷制成，它们没有类似先有技术中涂覆棒上的槽。

本发明的目的是，提供一种方案，它能克服先有技术的缺点，特别是显著地改进了在纸面上表面施胶工艺。从这个目的出发，本发明的主要特征在于，涂覆棒是一根大直径的光滑棒，它设置在贴靠运动基面，使涂覆量分布可以调控。

本发明超过先有技术的一个最重要的优点是，通过使用根据本发明的涂覆装置在使用大直径的涂覆棒的同时，还可以涂覆很薄的胶料膜，并可在高速条件下使用高的绝干固体含量的涂料糊。用本发明的涂覆装置，涂覆量及其分布很好。其他的优点和特点可以从下面对本发明的详细说明中看出。

下面，参照附图对本发明进行详细说明。

图1是使用根据本发明的涂覆装置的一种薄膜施胶压榨全侧视简图。

图2是根据本发明的涂覆装置中的一种涂覆棒实施例的放大的简图。

图2A是根据本发明的涂覆装置的涂覆棒结构的另一实施例剖视简图。

图3是本发明的一个实施例的全侧视简图，在涂覆分布的调整中用它获得了良好的最效果。

图4和图5是根据本发明的控制涂覆量分布的方案的实施例的示意图。

图6是本发明的一个实施例的示意性侧视图，其中本发明被用来直接在纸或板幅上进行涂覆。

图7是根据本发明的涂覆装置所得出的试验结果的图示，涂覆量表示为涂覆棒加载压力的函数。

图1是一个用数码1表示的施胶压榨装置示意图。该薄膜施胶压榨1包括施胶压榨辊2和3，在第一压榨辊2和第二压榨辊3之间形成一个压区N，纸或板幅W通过该压区。在这种薄膜施胶压榨1中，通过第一涂覆装置10在第一辊的表面4涂上第一胶料膜F1通过第二涂覆装置20，用同样的方法在第二辊表面5涂上第二胶料膜F2。在压区N处，胶料膜F1和F2被转涂在运行经过该压区的纸或板幅W上。图1中被涂覆过胶料的纸成板幅用W′符号表示。

在图1所示的薄膜施胶压榨中，涂覆装置10和20是刮棒式涂覆器。如图所示，它们二者是一样的。通过它们，在辊子2和3的表面4和5上涂覆上胶料膜F1和F2。涂覆装置10和20是通常所称的短时保压型涂覆装置。涂覆剂被引入一个加压的位于涂覆棒11和21前面的涂覆剂室16和26之中。这个室除了由该涂覆棒11、21外，还由辊表面4、5，涂覆剂室的前壁14、24以及若有的话可能设置的侧面密封装置（未画出）所围成。涂覆棒11、21在全长上架在一个由一种合适的材料（例如聚氨脂）制成的支架12、22之上。涂覆棒11、21装有一个驱动齿轮（未画出），利用它使得涂覆棒11、21沿与辊2、3的旋转方向相反的方向旋转。另外，在图1中涂覆棒支架的夹持器用数码13和23表示，前壁夹持器用数码15和25表示。而且，在涂覆棒11、21的支架12、22与夹持器13、23之间，装有一根普通的加载软管或其等同物（未画出）。通过它，涂覆棒11、21可对辊表面4.5加载，以产生所需的加载压力。

按照本发明，图1所示的涂覆装置10、20中采用了一根表面光滑的涂覆棒11、21。按照本发明的涂覆棒11、21除具有光滑表面之外，其直径显著地大于已有技术方案中的棒的直径。按照本发明的涂覆装置，涂覆棒11、21的直径至少为18mm，而在试验中所用涂覆棒直径为20mm的涂覆装置获得了很好的结果。然而，我们认为最合适的涂覆棒直径是比这更大的直径，最合适的棒径是25-80mm。

特别是在宽机器中，必须控制涂覆装置产生的涂覆量的分布。如果将本发明的大直径涂料棒应用到已有技术中小直径棒的公知结构，则这种控制基本上是不可能的。在已有技术的结构中，通过局部调节涂覆棒的负载来调节涂覆量的分布，在这种情况下，由于涂覆棒是被弯曲的，负载的分布转移到涂覆过程中。这就是为什么根据本发明的装置为控制涂覆量的分布已开发出多种方案的原因。

图2表示的是另一方案。它利用本发明的一个大直径涂覆棒能够实现对涂覆量分布的控制。图2中，施胶压榨辊用数码6表示。辊6用传统的方法包有一层外皮7，外皮7可以用例如橡胶或其等同物制成。按照本发明的目的，辊6表示的最佳硬度值约为35P&J±15P&J，从而用于该外皮的材料的选择应以此为基础，以得到合适的硬度。图2中，按照本发明的涂覆棒用数码31表示。图2所示的实施例中涂覆棒31包括一个小直径的棒体32，其直径例如为大约12mm或以下。棒体32包有一层合适的外皮33，由此可使棒31的直径做得足够大。外皮33，例如可以是围绕着棒体32上一层带或其等同物制成。

另一方面，外层33也可以由套在棒体32上的一些套管33a组成，这些套管以适当方式相互连接起来，使其不转动。这种方案表示在图2之中，其中棒体32具有一段螺纹，各套管33a已装在棒体32上，各套管上设有防止它们之间相互转动的适当装置，用拧紧棒体上螺母37的方法使各套管在轴向上互相靠紧。为了产生适当的紧度，棒体32可予拉伸。图2A所示的这种紧固方式特别适合于直径大于25mm的大直径涂覆棒。与这两个附图所示不同，一个大直径光滑的涂覆棒可以由一根管料制成，该管料例如是表面镀铬的钢管或铜管。

按照传统的方法，涂覆棒31装在一个支架34中旋转，支架34例如可由聚氨酯制成。它连到一个夹持器35之上。在夹持器35和支架34之间装有例如一个加载软管36或其它等同的加载元件，通过它，棒体31可以对辊6施加所需的压力。图2和图2A所示方案的构思是当采用一根小直径的棒体32时，利用加载管36可以用与已有技术中小直径涂覆棒相同的方法得到棒31的外形。

图3表示用本发明的涂覆棒，如何使施胶压榨辊上的涂覆量分布控制在正确的水平上。图3中施胶压榨辊用数码61和71表示。辊61和71之间形成一个压区N，纸或板幅W通过该压区N。在此压区中，胶料膜转涂到纸或板幅W表面，涂覆后的纸或板幅在图3中以W′表示。图3中，在用于辊61和71的涂覆装置之外，仅仅示出了涂覆棒41和51，而省略了在图3说明中的涂覆装置的所有其他零件。图3所示本发明的这个实施例中，涂覆棒41和51是大直径的棒，其直径至少有18mm，20mm更好。图3所示的这个实施例中，棒41和51具有同一且实心结构，因而刚性相当大。这就是为什么图3表示的这种施胶压榨辊61和71是可变中高辊的原因。因此，它们包括一根刚性的中心轴62、72，在中心轴外设有可旋转的外壳63、73。在中心轴62、72中装有液力加压装置64、74。它们在压区N的平面内支承在辊外壳63、74的内表面上。除了辊的中高可变外，辊61和71可以按段调控。虽然从本发明的操作性来看这不是重要的。困此，在图3所示的这个实施例中，是通过压区N本身之处的加压装置64、74进行辊的外形调节。这就是为什么在图3所示的这个实施例中，涂覆棒41、51本身不需要外形调节的原因，因为辊外壳63、73在涂覆棒41、51处是直的。所以用图3所示方案，就能用辊61、71表面产生均匀分布的涂覆膜。

除了用图3中所示的液力加压装置64、74外，施胶压榨辊61、71的中高变形也可以这样来实现：在辊外壳63、73中装以多个装置，该各装置可用来调节辊外壳各段上的温度。在这个实施例中，是通过在各段上加热或冷却辊子61、71来调节胶料膜的分布状况。

图4和图5表示另一实施例，用这种方法可对涂覆到辊表面的涂覆量进行所需的调节。图4和图5是沿机器宽度方向的示意图，表示出一部分辊和辊表面的涂覆层。图5中还示意性地画出了一根涂覆棒。在图4和图5中，施胶压榨辊用数码91表示，辊外表面用数码91a表示辊涂层用数码92表示，而涂层外表面用92a表示。如图4和图5所示，辊外表面91a在轴向方向上呈弯曲形状，即中间隆起。在这两图中，中间隆起部分被显著地夸大了。一般来说，在7米宽机器上中间隆起大约为0.3毫米。如图4所示，辊涂层92的外表面92a呈中间凹陷的形状，因而辊涂层92的两端明显厚于其中部。图5表示用本发明的一根大直径涂覆棒81装在贴靠辊的情况。涂覆棒81用坚实的材料制成，刚性很大。在这种情况下，当对涂覆棒加压使其靠向辊子时，在涂覆棒81之下的涂层92就被压缩，使得辊端部涂层92的压缩量显著大于其中部涂层的压缩量。由于辊中部的涂层92较辊端部的薄，所以中部涂层的压缩量较端部的小。因此，在图5所示情况中，涂覆棒81和涂层92之间的线性载荷在整个机器宽度上都是相同的。在这种方法中用这种方案就可得到均匀分布的涂层。涂覆棒81除了用坚实的材料制造之外，许多情况下，涂覆棒可以用管子制成例如用镀铬铜管或钢管，以获得足够的刚度。

当然，把图3、图4、图5所示方案结合起来，获得好效果也是显而易见的。这样的结合，该施胶压榨包括一个解决方案，其中一个压榨辊将是一个可变中高辊或一个各段温度可调的压榨辊，而另一个辊是一个中高辊，而其涂层呈凹陷形状。

图6所示方案表示直接在纸或板幅上进行涂覆。图6中以数码110表示该压榨辊。纸或板幅W在辊表面111上通过，用涂覆装置100直接在纸或板幅W上进行涂覆。涂覆装置100是一种所谓短时保压型涂覆装置，它包括一个按照本发明的一个可回转地安装在支架103中的大直径涂覆棒101。支架103以通常的方式装在夹持器104之中。涂覆棒101与涂覆装置100的前壁102共同围成了加压涂覆剂室106，涂覆剂被引入此室之中。前壁102以通常的方式装在一个夹持器105之中。

在用本发明的涂覆已进行的试验中，获得了很好的结果。在试验中，用的方案是一根直径为20毫米的光滑涂覆棒，该棒可回转地装在一个传统结构的涂覆棒支架中。以这种方式构成的涂覆装置装在施胶压榨上，利用这种装置进行了颜料涂覆试验。在一些试验中，涂料糊中的绝干固体含量为51%，粘度为700厘泊。在试验中，涂覆量每边3～10克/平方米范围内变化，运转速度在800-1200米/分范围内变化。所得到的涂覆量分布非常好。空化作用很小，几乎没有可见的空化作用。其原因是涂覆棒直径显著地比辊式涂覆器本身的直径小。在该辊式涂覆器中，由于在压区之后涂覆膜破裂，大直径的辊引起发生空化作用。试验结果明显比在此之前研究的任何方法都好。此外，图7是用另外品质的涂料糊所得试验结果的曲线图。图7中将所得涂料糊量表示为在不同运行速度下涂覆棒加载压力的函数。图7所示试验也是用装在一个传统支架中的直径为20毫米的光滑棒进行的。所用的涂料糊是SPS高岭土糊，其绝干固体含量为50%，粘度为550mPas。该压榨中辊包了一层聚氨脂外皮。在这些试验中，所用运行速度是300-1200米/秒。图表中所称的加载压力是指涂覆棒对压榨辊的加载压力。从图7可清楚地看出，利用本发明的这种结构，获得了用高的绝干固体含量的涂料糊很薄的涂覆层。因此，利用本发明显著改进了已有技术。在新闻纸的上色的表面施胶中及在超压施胶并压光的纸的表面施胶中，对本发明的方法有很高的需求。

以上是结合附图并以举例的方式对本发明进行的说明。但是，本发明并不限定于各附图中所示的这些实施例，在所附专利要求所限定的发明构思的范围之内，还可以得出各种变型。

Claims (15)

1、一种用以在施胶压榨辊、纸或板或其他类似的运动基面上进行涂覆的涂覆装置，包括一个旋转的涂覆棒(11，21，31，41，51，81，101)，该棒贴靠在运动的基面(4，5，7，92a，W)，并横越整个机器宽度，全长支承在一个支架(12，22，34，103)上，该涂覆棒可将涂覆剂涂布到该运动基面(4，5，7，92a，W)上并加以平整，所述的涂覆剂是在该涂覆棒(11，21，31，41，51，81，101)的前面沿该运动基面(4，5，7，92a，W)的运动方向被引进到该涂覆装置(10，20，100)内，其特征在于：该涂覆棒(11，21，31，41，51，81，101)是一根大直径的光滑棒。它设置在贴靠运动基面(4，5，7，92a，W)，使得涂覆量分布能够被调控。

2、一种用以在施胶压榨辊、纸板或其它类似运动基面上进行涂覆的涂覆装置，该装置（10，20，100）包括一个涂覆剂室（16，26，106），该室由一根旋转的涂覆棒（11，21，101）、室的前壁（14，24，102）、该涂覆装置的横向密封以及运动基面（4，5，W）构成，涂覆剂被压入这个涂覆剂室（16，26，106）中，涂覆棒支承在贴靠所述的运动基面（4，5，W，并横越整个机器的宽度，起涂覆元件的作用，其特征在于，涂覆棒（11，21，101）是一大直径光滑的棒，其设置在贴靠运动基面（4，5，W），使涂覆量的分布能够被调控。

3、按照权利要求1或2所述的涂覆装置，其特征在于，涂覆棒（11，21，31，41，51，81，101）的直径至少是18毫米。

4、按照权利要求1、2或3所述的涂覆装置，其特征在于，涂覆棒（11，21，31，41，51，81，101）的直径是25～80毫米。

5、按照权利要求1至4中任意一项所述的涂覆装置，其特征在于，涂覆棒（31）包括一个小直径的棒体（32），棒体上装有一层外皮（33），涂覆棒（31）可以允许在机器的横向上进行外形调节。

6、按照权利要求5所述的涂覆装置，其特征在于，所述的外皮（33）由绕在棒体（32）上的带状材料构成。

7、按照权利要求5所述的涂覆装置，其特征在于，涂覆棒（31）的外皮（33）由一些装在棒体（32）上外表光滑的套管（33a）构成，这些套管是相互连接并且不能旋转。

8、按照权利要求7所述的涂覆装置，其特征在于，套管（33a）是通过轴向压紧相互连接。

9、按照权利要求1至4中任意一项所述的涂覆装置，其特征在于，涂覆棒（11，21，41，51，81，101）由同一且实心材料制成。

10、按照权利要求1至4中任意一项所述的涂覆装置，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、按照权利要求10所述的涂覆装置，其特征在于，所述的管状涂覆棒（11，21，41，51，81，101）的材料是镀铬的铜、钢或其他类似材料。

12、按照权利要求1或2所述的用以在施胶压榨的辊上进行涂覆的涂覆装置，该施胶压榨包括一对形成一压区（N）的辊（61，71），纸或板幅（W）通过该压区（N），这对辊（61，71）装有一层橡胶或类似材料的外皮，其特征在于，形成压区（N）的辊（61，71）中至少一个是可变中高辊，或是一个通过在其内部的各段上加热而可调的辊，从而通过调节该可变中高辊的弯曲度，或通过调节该辊各段上的温度将涂覆棒（41，51）与该辊（61，71）之间的线性接触面调直。

13、按照权利要求12所述的涂覆装置，其特征在于，这一对辊中的两个辊（61，71）都是可变中高辊，或都是各段温度可调的辊。

14、按照权利要求12所述的涂覆装置，其特征在于，与可变中高辊（61，71）形成一压区（N）的辊（91）是一个中高的实心辊，其涂层（92）的外表面（92a）呈凹陷形状。

15、按照前述权利要求中任意一项所述的涂覆装置，它与一个施胶压榨辊（2，3，6，61，71，91）配合，其辊具有一外皮（7，91a），其特征在于，该外皮（7，91a）的硬度为35P&J±15P&J。

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