穿引纤维幅材的方法和执行该方法的卷纸机与流程

本发明涉及一种穿引纤维幅材的方法。本发明还涉及一种用于执行本发明方法的卷纸机。

背景技术：

在造纸机中，卷纸机用于将已经制造的纸幅材卷绕成母卷，该母卷随后可被递送至进一步的工艺处理。美国专利号5,901,918公开了一种卷纸机，其包括卷纸轴和环形柔性构件，该环形柔性构件可以是透气的环形柔性带。环形柔性构件被安装成沿着预定的行进路径旋转并被定位成邻近卷纸轴。偏离传感器测量柔性构件相对于卷绕在卷纸轴上的纸材料量从预定行进路径偏离的量。致动器布置成用于使卷纸轴和柔性构件相对于彼此定位，以改变柔性构件的偏离。控制器连接到偏离传感器和致动器以随着卷直径的增大而控制柔性构件的偏离量。类似类型的卷纸机也已在例如美国专利号6,698,681中公开。这种卷纸机已产生很好的结果，并且特别适用于生活用纸(tissuepaper，薄页纸)，即，诸如浴巾纸、纸巾、面巾纸等生活用纸产品，其中，基重可以在12g/m²-35g/m²的范围内，尽管其它数值也是可以想到的。在许多实际情况下，基重可以是例如16g/m²-26g/m²。来自这种卷纸机的实际经验已经证明可以获得很好的结果。已经获得的一个优点是，从母卷展开的纸幅材在片材特性上具有改善的均匀性。为了详细讨论这种卷纸机的优点，对美国专利号5,901,918和美国专利号6,698,681进行参考。

本发明的目的是，改进这种卷纸机的操作。一个期望的改进是增大穿引且特别是在已发生幅材断裂时重新穿引的功能的可靠性。本发明的该目的通过将在下面阐释的本发明实现。

技术实现要素：

本发明涉及一种用于将纤维幅材穿引到用于造纸机的卷纸机中的圆柱形物体上的方法，使得纤维幅材可被卷绕到圆柱形物体上。该卷纸机包括被安装成沿预定行进路径旋转的环形柔性带。在卷绕期间纤维幅材位于外部表面上(即，在外部表面上行进)，并且在卷绕期间被定位成邻近圆柱形物体以接合圆柱形物体，从而通过纤维幅材使环形柔性带相对于卷绕在圆柱形物体上的纤维幅材量从预定行进路径偏离一定的量。当纤维幅材将要被穿引到圆柱形物体上时，圆柱形物体被放置在距环形柔性带一定距离处，以使得环形柔性带不再偏离其预定行进路径。从待穿引的纤维幅材切割出狭窄尾部，并且该狭窄尾部在环形柔性带的外部表面上前进。将粘合物质涂覆到狭窄尾部或圆柱形物体上。圆柱形物体朝向环形柔性带移动，以使得圆柱形物体与狭窄尾部相接触，并且狭窄尾部开始卷绕在圆柱形物体上，之后该狭窄尾部加宽。

在本发明的有利实施例中，在粘合剂可能已被涂覆到其上的狭窄尾部在环形柔性带的外部表面上前进之前，可使得圆柱形物体被放置在距环形柔性带20mm-500mm范围内的距离处。优选地，其被放置在距环形柔性带30mm-400mm范围内的距离处，并且甚至更加优选地，其被放置在距环形柔性带40mm-60mm范围内的距离处。

在本发明的实施例中，圆柱形物体可以是卷绕在卷纸轴上的纸卷。那么，穿引是在已发生幅材断裂时使正在卷绕到卷纸轴上的卷上的纤维幅材重新穿引的动作。这样，纸卷将首先与环形柔性带接触，随后移开到距环形柔性带一定距离的位置，之后切割出狭窄尾部并将粘合剂涂覆到狭窄尾部。

在另一实施例中，圆柱形物体是卷纸轴，并且穿引是将幅材直接穿引到卷纸轴上的动作。

本发明还涉及一种用于执行本发明的方法的卷纸机。该卷纸机包括被安装成沿预定行进路径旋转的环形柔性带和支撑该环形柔性带的多个导辊。本发明的卷纸机还包括用于支撑卷纸轴的至少一个滑架(carriage)和能够使所述至少一个滑架移动的至少一个致动器，并且所述卷纸机还包括被布置为将粘合剂涂覆到纤维幅材的狭窄尾部上或涂覆到圆柱形物体上的至少一个涂胶器，并且还包括能够从纤维幅材切割出狭窄尾部的至少一个切割装置。此外，本发明的卷纸机包括能够控制所述至少一个致动器、所述至少一个涂胶器和所述至少一个切割装置的操作的逻辑控制单元。逻辑控制单元包括软件，该软件具有用于执行本发明的方法的指令。

附图说明

图1是造纸机的示意性侧视图，该造纸机包括本发明的方法所需的卷纸机。

图2是与图1类似的视图，但其更详细地示出了卷纸机的多个部分。

图3示出了与图2类似的视图，并且在其中还包括一些其它细节。

图4是示出如何能从纤维幅材切割出狭窄尾部的俯视图。

图5是与图2基本上类似的视图，但在其中技术问题被强调显示。

图6是示出已发生幅材断裂之后的初始情况的侧视图。

图7是示出用于在纸卷上执行重新穿引的过程的一部分的侧视图。

图8是与图7类似的视图，但其示出了重新穿引过程的另一部分。

图9是与图7和图8类似的侧视图，但其示出了重新穿引过程的又一部分。

图10是与图7至图9类似的侧视图，但其示出了重新穿引过程的又一部分。

图11是与图7类似的视图，其中一方面已被更清楚地示出。

图12是与图7类似的视图，但其示出了在空卷纸轴上穿引的过程的一部分。

图13是与图8类似的视图，但其示出了在空卷纸轴上穿引的过程的一部分。

图14是与图9类似的视图，但其示出了在空卷纸轴上穿引的过程的一部分。

图15是与图10类似的视图，但其示出了在空卷纸轴上穿引的过程的一部分。

具体实施方式

参照图1，本发明的方法可在卷纸机2中使用，所述卷纸机是造纸机1的一部分。造纸机1通常包括成形区26，纤维幅材w在该成形区中成形。成形区26通常包括流浆箱22、第一成形织物20和第二成形织物21。每个成形织物20、21可布置为在由导辊24和成形辊23支撑的环中行进。图1中的箭头a指示成形织物20、21的移动方向。流浆箱22被布置为将浆料注射到成形织物20、21之间的入口间隙中。例如，流浆箱可以是如美国专利号6,030,500所公开的这种流浆箱，但也可使用其它流浆箱。成形织物20、21可以是成形网，但成形织物21可以可选地是吸水毯。新成形的纤维幅材w可从成形区26被传输到干燥区，该干燥区包括一个或多个烘缸。在图1的实施例中，干燥区包括一个单个烘缸，其可以是被布置为能够沿着箭头b的方向旋转的杨克烘缸4。可以设想，纤维幅材w可被传输到杨克烘缸，位于形成在杨克烘缸4与第二成形织物的环内部的压榨辊27之间的传输压区或压榨压区中。可以设想，杨克烘缸4是例如美国专利号8,438,752或美国专利号4,320,582所公开的这种杨克烘缸，但其可以许多其它方式设计。杨克烘缸4通常由热蒸汽从内部加热，但可以设想使用其它加热烘缸的方法。纤维幅材w在杨克烘缸4上被干燥，这意味着纤维幅材w中的水被热量蒸发。刮刀5可被布置为使干燥的纤维幅材w从杨克烘缸4的表面起皱。可以设想，可根据例如美国专利号5,507,917设计刮刀5，但可以使用许多其它类型的刮刀。

在已从杨克烘缸4取下纤维幅材w之后，它将被传送以进行进一步处理，所述进一步处理包括卷绕(reeling)，即，将纤维幅材卷绕到卷纸机中的卷纸轴上的处理。

应该理解的是，图1中示出的造纸机1的总体设计仅是示意性的。成形区和干燥区的总体设计不构成本发明的部分，并且仅作为示例示出。因此，本发明可用在成形区26和干燥区以许多其它不同方式设计的造纸机中。

如图1所示，纤维幅材w从杨克烘缸4被传送到卷纸机2。特别地，卷纸机2可以是基本上如美国专利号5,901,918中所公开的那样设计的卷纸机。对于这种卷纸机如何工作的详细理解，参考美国专利号5,901,918。在美国专利号6,698,681中也公开了基本上类似的卷纸机。现将参照图2给出这种卷纸机2可以如何工作的简要解释。纤维幅材w被承载在环形柔性带6的外部表面8上，该环形柔性带被安装成沿着由支撑辊9支撑的预定行进路径旋转，并且纤维幅材w在卷纸轴3上卷绕成纸卷19。支撑辊9通常放置在环形柔性带6的环内部并接触环形柔性带6的内部表面7，但一个或多个支撑辊9还可被放置成接触环形柔性带6的外部表面8。卷纸轴3被支撑在滑架18中，该滑架可由致动器11移动。应该理解的是，可以存在多于一个滑架18，并且对于卷纸轴3的每个轴向端部可以存在一个滑架。纸卷19接合环形柔性带6，从而通过纸卷19使环形柔性带从其预定行进路径28偏离。在图2中，环形柔性带6的偏离被指示为“d”。在图2中，在压合点c处达到最大偏离d。一个或多个测量装置10(例如，一个或多个激光传感器)被布置成用于测量环形柔性带6的偏离d。可在压合点c处测量偏离d，但也可在点m处测量，在点m处偏离d略小。可基于偏离d的测量值调节卷纸轴3的位置。为了将纸卷19与环形柔性带6之间的压合力保持在预定水平内，应将偏离d保持在特定限度内。如果偏离d的测量值过高，则发送信号以引起致动器11使滑架18远离环形柔性带6移动，从而使得偏离d变得更小。以同样的方式，可引起致动器11朝向环形柔性带6移动滑架18，使得偏离d增大。对于更详细的说明，参考美国专利号5,901,918。

测量装置10适当地连接到逻辑控制单元32，使得测量装置能与逻辑控制单元32通信并且向逻辑控制单元32发出指示环形柔性带6的偏离d的值的信号。逻辑控制单元32还适当地与一个或多个致动器11连接，并且适当地包括软件以控制所述一个或多个致动器11移动滑架18，从而将偏离d保持在预定限度内。逻辑控制单元还可被布置为控制其它部件。逻辑控制单元32可以是计算机。

现在将对图3进行参考。为了从纤维幅材w切割出狭窄尾部以便执行穿引操作，一个或多个切割装置14被放置在作用于纤维幅材w上的位置中。切割装置可由支撑梁25承载。涂胶器15被布置为能够将粘合物质16(例如，通过喷涂)涂覆到纤维幅材w上或涂覆到从纤维幅材w切割出的狭窄尾部上。切割装置14和涂胶器15的位置不必如图3所示，而可以设想多个不同的位置，图3的表示仅为示意性或示例性的。

代替使用被布置为将粘合剂涂覆到狭窄尾部17上的涂胶器15，可以使用如图3中的虚线所指示的涂胶器31。涂胶器31可操作以将粘合剂直接涂覆到纸卷19或空卷纸轴上，使得可以实现狭窄尾部与纸卷19或空卷纸轴3之间的粘合。涂胶器31可被适当地布置为如箭头q所指示地朝向或远离纸卷19(或空卷纸轴3)移动，使得涂胶器31能放置在距待涂覆(例如，通过喷涂)粘合剂的表面合适距离处。

进一步参照图4，所述切割可由两个切割装置14执行，这两个切割装置可以是被布置为借助水射流(即，加压的水射流)切割纤维幅材w的喷水嘴。在例如美国专利号9,511,968中公开了用于切割出狭窄尾部17的这种装置的示例，但用于切割出狭窄尾部17的装置可采用技术人员已知的许多其它形式。在图4中，纤维幅材w正沿着箭头a的方向移动。切割装置14通常是水射流喷嘴，但可以设想使用其它切割装置(诸如刀或激光束切割器)。切割装置14被可移动地布置在支撑梁25上，使其可以沿着箭头p的方向在垂直于纤维幅材w的移动方向a的方向上移动。当将要切割出狭窄尾部以进行穿引时，切割装置14可被致动，使得纤维幅材w被切割成狭窄尾部17和两个侧部29、30。随后，可以通过使切割装置14沿着箭头p的方向移动来加宽狭窄尾部17，使得狭窄尾部17的宽度增大，直到其已经达到纤维幅材的全宽为止。在图4中，虚线33指示了随着纤维幅材w沿着箭头a的方向前进并且切割装置14沿着箭头p的方向朝向纤维幅材w的边缘移动，狭窄尾部17的宽度如何增大。当狭窄尾部17已被切割出时，可由涂胶器15将粘合剂16涂覆到狭窄尾部17，使得在纸卷19已经完成并且纤维幅材w将要穿引到新的空卷纸轴3上时狭窄尾部17能粘合到空卷纸轴3。该处理本身是技术人员已知的。

应该理解的是，狭窄尾部17不一定必须如图4所指示的那样从纤维幅材w的中间开始。在备选实施例中，狭窄尾部17可以在纤维幅材w的一个边缘处开始。

还应该理解的是，粘合剂被涂覆在纤维幅材w的沿横向机器方向(cd)的位置处，该位置与狭窄尾部沿横向机器方向的位置匹配，使得粘合剂被涂覆到尾部或涂覆到纸卷19(或空卷纸轴3)的将与狭窄尾部17相遇的那部分。

现在将参照图5阐释技术问题。当卷纸机2运行时，在纸卷19已达到其全直径之前可能发生纤维幅材w断裂。在这种情况下，期望幅材能够被重新穿引，使得卷绕可以继续，直到纸卷19达到其全尺寸/直径为止。

因此，通常会尝试将纤维幅材直接重新穿引到纸卷19上，而不是将纤维幅材穿引到全新的卷纸轴3上。然而，发明人已经注意到，随着纸卷19的尺寸增加，重新穿引变得越来越困难。在不希望受理论所束缚的情况下，发明人认为其原因可能如下。沿箭头r方向旋转的纸卷19的外部表面将使边界层空气ba连同其一起被拖动并进入到纸卷19与环形柔性带6之间的间隙中。边界层空气ba也将被环形柔性带6或被环形柔性带6的表面上的纤维幅材w拖动。该边界层空气也将被引导到环形柔性带6与纸卷19之间的间隙中。因此，边界层空气ba将导致直接进入环形柔性带6与纸卷19之间的间隙中的空气流。随着空气流变得更大，它们也将趋于变得更加湍急，并且如果狭窄尾部17朝向纸卷19被递送以便重新穿引，则湍急的空气流将导致狭窄尾部17震颤，这使重新穿引更加困难。该问题随着纸卷19的直径增加而变得更加严重的原因可能是，具有大直径的纸卷将比具有较小直径的纸卷19拖动更多的空气。发明人已经注意到，甚至当仅在空卷纸轴3上执行穿引时，在一些情况中也存在发生这样的问题的倾向，但是该问题通常小得多并且通常可被忽略。然而，随着机器速度增大，可能有理由担心甚至在与穿引到空卷纸轴3上有关时空气流都将导致困难。

本发明可概况地描述为一种穿引的方法，其中纤维幅材w被穿引到圆柱形物体上，该圆柱形物体可以是卷绕在卷纸轴3上的纸卷19，但也可仅是空卷纸轴3。在本专利申请和基于本专利申请发布的任何专利的背景下，术语“穿引”应被理解为在空纸轴3上穿引以及在幅材断裂后在纸卷上重新穿引两者。

现将参照图6-图11阐释本发明，图6-图11示出了涉及在纸卷19上重新穿引的第一实施例。在图6中，示出了纸卷19已经开始形成但还没有达到其全直径并且发生了幅材断裂使得纤维幅材w不再被卷绕到纸卷19上的情况。纸卷19与环形柔性带6直接接触或者可能通过不再被卷绕在纸卷19上的该纤维幅材w接触。本发明方法的下一步骤在图7中示出。在图7中，可以看到卷纸轴3(以及因此还有纸卷19)如何从环形柔性带6上移开，使得在纸卷19的外部表面与环形柔性带6之间存在间隙。参照图11，可以更清楚地看到，在纸卷19的外部表面与环形柔性带6之间如何存在最短距离t，现在纸卷19没有使该环形柔性带从其预定行进路径偏离。即使是小的距离t也将有助于重新穿引，这是由于边界层空气现在能在纸卷19与环形柔性带6之间通过，并且将不会被过多地被迫到达侧部。然而，发明人已发现如果距离t具有特定的最小值则是有利的。优选地，距离t应至少为20mm。如果距离t非常大，这当然会进一步降低风险，但是由于不必要的大移动会浪费时间，因此期望纸卷19的移动保持得较小。出于该原因，该距离优选应不大于500mm。因此，距离t可以在20mm-500mm的范围内，但是也可以设想小于20mm以及大于500mm的其它距离。在许多情况下，期望使用至少30mm的距离，而大于400mm的距离t将被视为不实用。因此，距离t可以在30mm-400mm的范围内。发明人已发现，对于许多实际应用来说，距离t可以在40mm-80mm或40mm-60mm的范围内，这被认为是最优选的范围。

应该理解的是，借助图2中示出的一个或多个致动器11，卷纸轴3和纸卷19可适当地从环形柔性带上移开，但也可设想卷纸轴3还可以通过单独的提升装置(未示出)提升。

在卷纸轴3和纸卷19处于在图7和图11中示出的位置中的情况下，空气流将不再对为了穿引而前进的狭窄尾部17造成任何显著的震颤，并且现在可以不困难地执行重新穿引。

参照图8，现在可以致动切割装置14，使得狭窄尾部17被切割出并被向前递送。图8示出了狭窄尾部17如何在环形柔性带6上行进并且通过纸卷19。由于在纸卷19与狭窄尾部17在其上行进的环形柔性带6之间存在距离t，因此狭窄尾部17不接触纸卷19。

在图9中可以看到接下来的步骤。如图9所示，纸卷19现在已经移回，以与在环形柔性带6上行进的狭窄尾部17接触。优选地，它已经移回到与发生幅材断裂时相同或基本相同的位置，并且环形柔性带6的偏离d将与发生幅材断裂时相同。然而，它也可处于稍微不同的位置，使得偏离d比发生幅材断裂时的偏离略大或略小。图9示出了其中粘合剂尚未涂覆到狭窄尾部17上且狭窄尾部17未被卷绕到纸卷19上的情况。

现在对图10进行参考。在图10中，可以看到涂胶器15如何被致动以将粘合剂16喷射到狭窄尾部17上。当狭窄尾部17的已涂覆有粘合剂的一部分到达纸卷19时，狭窄尾部17将开始卷绕到纸卷19上，如在图10中可见。随后，狭窄尾部可加宽到包括纤维幅材w的全宽。随后，可继续卷绕/卷起操作，直到纸卷19达到其最终直径为止。在这个阶段，新(空)卷纸轴3将被向前携带，并且可在新的卷纸轴上开始卷绕。

此处，应当理解，代替使用涂胶器15并将粘合剂涂覆到狭窄尾部17，可使用涂胶器31将粘合剂直接涂覆到纸卷19上。当狭窄尾部17到达纸卷19时，它将粘附到纸卷19并开始卷绕在纸卷19上。

应该理解的是，图6-图11旨在用于说明的目的以便于理解所述处理，并且实际过程可能略有不同。例如，可以在狭窄尾部17被切割出的同时涂覆粘合剂，以使得狭窄尾部17一到达纸卷就开始卷绕在纸卷上。还应当理解，可以设想纸卷19朝向环形柔性带6的移回与尾部切割和粘合剂涂覆同步。狭窄尾部17的切割也可以与纸卷19远离环形柔性带的移动同步。除非在权利要求中明确说明，否则不应认为本发明方法的各个步骤必须以任何特定顺序发生，即使一个方法步骤提及于另一方法步骤之后。然而，其中方法步骤以图6-图11中示出的顺序发生的本发明实施例是可行的。因此，以下实施例是可能的，其中纸卷19首先从环形柔性带移开，之后狭窄尾部被切割出。在狭窄尾部17的切割之后，可以使狭窄尾部17在不与纸卷19接触的情况下通过纸卷。随后，纸卷19移动以接触狭窄尾部17，并且仅在纸卷19已经接触狭窄尾部之后才涂覆粘合剂。然而，接下来可进行其它程序。例如，可以顺序地执行使纸卷19从环形柔性带移开并切割出狭窄尾部17的步骤，同时在纸卷19开始朝向环形柔性带移回的同时涂覆粘合剂。在将粘合剂涂覆到狭窄尾部17或涂覆到纸卷19之前，纸卷19可移动到与狭窄尾部17接触。备选地，甚至在纸卷19移动到与狭窄尾部17接触之前，也可将粘合剂涂覆到狭窄尾部17或纸卷。

应该理解的是，虽然在图6-图11中未示出切割装置14，它们仍然在那里。这同样适用于涂胶器15或31。

现将对图12-图15进行参考。这些附图示出了本发明的方法如何用于在空卷纸轴3上穿引。参照图12，空卷纸轴3可以可选地在开始穿引操作时已经被放置在远离环形柔性带6的位置，即，距环形柔性带6一定距离处。图13示出了如何切割出狭窄尾部17，并且该狭窄尾部是如何在环形柔性带6上前进超过预期发生与卷纸轴3接合的点。在图14中，可以看到空卷纸轴3是如何与狭窄尾部17接触的，但是由于尚没有粘合剂涂覆到空卷纸轴3上，因此狭窄尾部17没有粘合到空卷纸轴3。参照图15，现在粘合剂已被涂覆到狭窄尾部17上，并且狭窄尾部17已经开始卷绕在卷纸轴3上，从而开始形成纸卷19。随后，狭窄尾部可以加宽到包括纤维幅材w的全宽。

应该理解的是，虽然在图12-图15中未示出切割装置14，它们仍然在那里。这同样适用于涂胶器15或31。

当在空卷纸轴3上执行穿引时，距离t(见图11)可以略小于当在纸卷19上执行重新穿引时的距离。例如，其可以在7mm-80mm的范围内或在10mm-30mm的范围内。

本发明的方法可合适地结合生活用纸幅材的卷绕来执行，即，用于浴巾纸、纸巾、面巾纸等的生活用纸幅材，其中基重可在12g/m²-35g/m²的范围内，但也可设想其它数值。在许多实际情况下，基重可以例如在16g/m²-26g/m²的范围内。然而，本发明也可以用于具有较高和较低基重的等级。

因此，本发明的方法通常可理解为一种在圆柱形物体上执行穿引的方法，该圆柱形物体可以是空卷纸轴3或具有相当大直径的纸卷19。

本发明还可理解为一种卷纸机，其包括：环形柔性带6；导辊9；致动器11；滑架18；至少一个涂胶器15、31；至少一个切割装置14，并且该卷纸机还包括逻辑控制单元32，该逻辑控制单元能够控制致动器11、所述至少一个涂胶器15、31和所述至少一个切割装置14的操作。逻辑控制单元32包括具有执行本发明的方法的指令的软件。合适地，相同的逻辑控制单元可以用于控制环形柔性带6的偏离d。

应该理解的是，本发明的卷纸机还可包括测量装置10，虽然卷纸机可在没有这种测量装置10的情况下出售和交付。

得益于本发明，获得的优点是，与不使用该方法相比，可以以较小的难度将狭窄尾部穿引到纸卷19或卷纸轴3上。可能由于纸卷将从空气流产生更多干扰，因此该方法对于执行重新穿引到纸卷19上特别有用。

虽然上面已经在方法和卷纸机方面描述了本发明，但应该理解的是，这些类别仅反映出同一发明的不同方面。