专利名称：用于向涂布设备供给处理剂的方法
技术领域：
本发明涉及向涂布设备供给处理剂的方法，该涂布设备用于向纸幅(paper web)或者纸板幅(board web)直接或者间接地涂覆涂层颜色或者表面浆料。在这种方法中，供给涂布设备的一部分处理剂经由旁路返回至处理剂供给系统，另一部分进入涂布设备中的涂布室，大体上所有供入该涂布室的处理剂被涂布到移动幅材或者转印表面上。
背景技术：
本发明涉及基本上没有返回循环的闭合室涂布设备(closed-chamber application apparatus)。返回循环意味着供给涂布室的过量处理剂经由封闭涂布室的密封元件返回至供给系统。在薄膜转印涂布机中，例如传统上返回循环总计大约占供给涂布室的处理剂体积的80％。返回循环导致了许多实际问题的产生。为了解决这些问题，已经研发了这样的涂布设备，在这些涂布设备中，涂布室大体上是闭合的，这样，处理剂仅仅能够以涂布到涂布辊上的薄膜的形式排出。闭合循环涂布设备(closed-circulation coating apparatus)包括例如OptiSizerTM薄膜转印涂布机和几种已知的帘式涂料机。在闭合循环涂布设备中，机器的循环即处理剂供给系统受到控制使得仅仅将要涂布的处理剂量供入涂布室，以及另外的对应于从涂布室泄漏出的量。另外，涂布设备通常包括旁路循环，该旁路循环用来确保在将处理剂供入涂布室的分配管中均匀的压力和充分的流量。借助于旁路循环，可以优化在幅材横向方向的供料分布曲线并且防止涂布室末端附近的流速过低。
当涂布系统对少量的循环体积进行操作时，处理剂的供给控制变得更为重要。供给太多的处理剂会增大泄漏。如果供给太少量的处理剂，就会存在涂布外形不均匀的风险。
编号为104577的芬兰专利公开了用于向大体上没有返回循环的涂布设备供给处理剂的装置。在该装置中，旁路流布置在与涂布室连通的供给室中，测量供给室的内部压力并且调节处理剂的供给压力由此获得供给室内部压力所期望的设定值。根据通向涂布室的喷嘴的压力损失，即，在实际中根据在喷嘴之前所测量的施加压力调节供给量使之与实际消耗量相对应。很难使用压力控制来调节涂布的数量。在不同的运行状况下特定的压力带来不同的涂布数量，因为压力和流量之间的关系并不呈严格的线性关系，而是会受许多其它因素的影响。供给的压力控制很容易受干扰的影响，这些干扰的影响不得不通过自动或者使用者来补偿。
在薄膜转印涂布机中有两种主要的方式来调节涂布的处理剂的数量。当期望改变这个数量时，可以调节涂布杆的载荷压力或者可以将涂布杆换成另一个具有不同直径和/或不同的沟纹。尤其是当使用沟纹杆时，通过调节杆载荷仅仅可以获得微量的调节。另一个缺点是载荷压力的增大使杆的沟纹和辊的涂层受到相当大的磨损。当在涂布中使用基于涂布杆的槽纹体积的体积计量时，无论何时如果期望改变涂布到辊上的处理剂的数量，杆就必须被替换。这一点很费力，尤其是在多级机器上时。
传统上涂布设备的旁路循环返回到机器箱。如果旁路循环不是恒定的，很难确定实际供给的处理剂。尤其当帘式涂料设备用于多层涂布时，很难控制单层的供给体积，这就更存在着问题。
发明内容
本发明的目的是针对有关处理剂的供给和供给体积的测量问题提供费用低廉并且简单的解决方案。
根据本发明的方法的特征为在权利要求1的特征部分中所出现的内容。
本发明基于对处理剂供给的控制，该控制根据从供给线路测量的处理剂流量和供给的期望设定值向涂布设备供给处理剂。选取期望的值从而向幅材或者转印表面提供期望的处理剂数量。这类流量控制使测量处理剂的体积和控制供给变得比较简单。借助于流量控制，可以例如在薄膜转印涂布机中，调节传送给最终产品的处理剂的数量，而不改变涂布杆的沟纹从而涂布杆的负载保持恒定，并且优选尽可能小。
为了执行控制，使用者选择他对最终产品所希望的处理剂的数量。基于此，当知道了处理剂的固体含量干燥、机器的宽度和运行速度时，可计算出需要的处理剂供给速率。通过将需要的处理剂的数量乘以适当的系数例如1.2而将旁路循环和泄漏考虑进来。
当增大供给的期望值时，就会向涂布室供给更多数量的处理剂，涂布室中的压力增大并且更多的处理剂经过涂布杆的沟纹挤给涂布辊子的表面。相应地，减小的供给期望值就会产生更薄的处理剂膜。
在本发明的优选实施例中，涂布设备的旁路流量不经过机器箱而是在位于供给流量的测量点和涂布设备之间直接流向供给线路。因此向涂布设备供给的处理剂不依赖旁路循环的体积。机器循环的供给泵仅仅将数量等于从涂布室转移给丝网或者辊子的处理剂泵送至涂布设备。借助于这种布置，就可以增大旁路循环部分，尤其当使用小的供给体积时，当想确保涂布室的整个宽度上的均匀压力并且从分配管通向涂布室的喷管不会闭塞时。可以通过调节旁路泵容量来控制供给曲线，而不会对总的供给体积产生影响。
现在将借助于参照附图所示的实例来描述本发明。
图1是与薄膜转印涂布机相连的处理剂涂布设备的剖视图。
图2示意地显示了薄膜转印涂布机的机器循环。
图3示意地显示了另一种旁路流动连接。
具体实施例方式
图1显示了与薄膜转印涂布机相连的处理剂涂布设备40的剖视图。它包括靠着涂布辊子20的曲线表面布置的涂布室19。处理剂经由分配管17供给涂布设备40，其中处理剂从分配管17经由喷管18流至涂布室19。传递到分配管的一部分供给流量通过分配管的另一端作为旁路流量排出。当沿辊子20的运动方向观察时，涂布室19通过密封杆21密封在进入侧上并且通过涂布杆22密封在输出侧，其中密封杆21和涂布杆22每个都布置成在它的托架中旋转，并且所述杆21、22经由托架靠着辊子20表面加载。密封杆21和涂布杆22的加载受到控制使得处理剂仅仅可以从涂布室19通过涂布杆22中的沟纹作为遵循涂布辊子20表面的膜23排出。密封杆21用来防止空气进入涂布室19以及防止处理剂从涂布室19中沿辊子20的上游方向排出。涂布室19的两侧端都密封了，这意味着可以在涂布室19中保持过压。
图2示意地显示了薄膜转印涂布机的机器循环。处理剂沿着管线11流至机器箱10中，从这里处理剂通过供给泵13沿着管线12泵送给清洗装置15，在清洗装置15中除去杂质和/或空气。在清洗装置15之后，处理剂流沿着供给线路16流入涂布设备40。流入涂布设备40的处理剂流的主要部分从分配管经过涂布室流向涂布辊子20并且仅仅小部分沿着旁路24返回到机器箱10。旁路24通常装备有使旁路流量的值维持期望值的可调整阀(未显示)。因为涂布室没有返回循环，所以仅仅需要将用于在涂布辊子20上形成所期望厚度的处理剂膜所需要的数量供给涂布室。
供给线路16中的处理剂流通过位于测量点14的流量传感器来监测。从流量测量点收到的信号Q传送给控制供给泵13的操作的控制电路30。控制电路30将实际供给流量Q与它的期望设定值Qo进行比较并且根据比较的结果产生用于控制供给泵13的速度的控制信号Z。或者，控制电路也可以用于使供给线路16中的控制阀(未显示)节流或者通过其它的方式来控制供给的流量。
涂布设备40可以通过本身已知的方式装备压力传感器来测量分配管或者涂布室中的压力P。在通常情况下，不使用压力测量来控制供给。
当基于流量测量值Q和为供给设定的期望值Qo控制处理剂的供给时，可以简单地通过改变供给的设定期望值Qo来改变处理剂的体积。因此有沟纹的涂布杆22使用范围就变得更广泛，因为可以利用它涂布不同数量的处理剂。而且涂布杆22的加载可以保持恒定并且因此涂布辊子20的磨损可以减小。这些变化增大了涂布杆22和涂布辊子20的使用寿命并且可以允许涂布设备40进行更长的连续不中断的操作。
图3显示了应用本发明的方法的另一种装置。应当指出，图2和图3的供给系统可以在膜转印涂布和帘式涂布中使用。在帘式涂布中，处理剂传送给位于幅材上方的帘式涂布轴(curtain coating beam)，其中处理剂从帘式涂布轴上可以作为均匀的帘子落到被处理的幅材上。基于流量测量值Q和为供给设定的期望值Qo控制供给，如图2的实例中一样。
图3的供给系统包括装备有旁路泵43的旁路42，并且通过调节泵的速度可以控制旁路循环的体积速率。旁路流量不传送给机器箱10而是在流量测量点14之后的点处流到通向涂布设备40的供给线路16。因此可以自由地控制旁路循环，因为旁路循环的流动回路42决不影响用于引导处理剂供给涂布设备40的控制电路30。利用这种布置，例如，当使用更少的处理剂供给量以便沿着涂布设备40的整个长度确保均匀的压力以及涂布设备40的均匀供给曲线时，可以使用更多的旁路循环。例如当使用多层涂布的帘式涂布轴时，即向单个处理剂层供给的处理剂的数量非常小的情况下，这种布置很有利。
根据本发明的供给控制系统在例如多级机器上很有利，其中处理剂的供给量可以结合级别的改变而简单地通过改变期望设定值Qo而改变。当计算期望值Qo时，考虑了会影响处理剂的涂布数量的各因素，这些因素包括涂布设备的速度、幅材宽度和处理剂性质(干燥固体含量、粘度等等)。
图3中所示的连接旁路循环的新方式不仅适合在根据本发明的供给系统中使用而且还可以使用在如这种的其它供给控制方法中。
权利要求
1.一种向涂布设备(40)供给处理剂的方法，该涂布设备用于向纸幅材或者硬纸幅材直接或者间接地涂覆涂层颜色或者表面浆料，在该方法中，供给涂布设备(40)的一部分处理剂经由旁路(24、42)返回至处理剂供给系统，一部分进入涂布设备(40)中的涂布室(19)，大体上所有供入该涂布室的处理剂涂布到移动的幅材或者转印表面，其特征在于，该方法包括测量向涂布设备(40)供给的处理剂(Q)的流量和基于该测量流量值(Q)和预定的设定值(Qo)来控制处理剂的供给的步骤，其中设定值根据涂布到移动幅材或者转印表面的处理剂的期望数量来选取。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括在位于供给流量测量点(14)前面的点处向处理剂供给系统返回旁路流量的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括在位于供给流量的测量点(14)和涂布设备(40)之间的点处向处理剂供给线路(16)返回旁路流量的步骤。
4.如上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，该方法包括通过改变供给泵(13)的速度来控制处理剂的供给的步骤。
5.如权利要求1-3所述的方法，其特征在于，该方法包括通过使供给线路(16)中的流量节流来控制处理剂的供给的步骤。
6.如上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，薄膜转印涂布机的涂布轴用作涂布设备，在该涂布轴中有沟纹的涂布杆(22)用作计量元件。
7.如权利要求1-5所述的方法，其特征在于，帘式涂料轴用作涂布设备。
全文摘要
一种向涂布设备(40)供给处理剂的方法，该涂布设备用于向纸幅材或者硬纸幅材直接或者间接地涂覆涂层颜色或者表面浆料，在该方法中，供给涂布设备(40)的一部分处理剂经由旁路(24、42)返回至处理剂供给系统，一部分进入涂布设备(40)中的涂布室(19)，大体上所有供入该涂布室的处理剂涂布到移动的幅材或者转印表面，其特征在于，该方法包括测量向涂布设备(40)供给的处理剂(Q)的流量和基于该测量流量值(Q)和预定的设定值(Qo)来控制处理剂的供给的步骤，其中设定值根据涂布到移动幅材或者转印表面的处理剂的期望数量来选取。
文档编号G05D11/00GK1756874SQ200480006031
公开日2006年4月5日 申请日期2004年3月4日 优先权日2003年3月6日
发明者H·瓦塔内恩, T·皮特坎尼米, P·派瓦, T·劳卡内恩, I·罗斯塔里内恩, T·努尔米埃内恩, M·韦塔内恩 申请人:美卓纸业公司