卷纸装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种把纸片材（１５）卷绕成一个母卷（２５）的装置和方法，与从整个卷的代表位置处对应的纸的特性相比，它使得纸的定量、机器方向延伸及比重更加均匀。该装置和方法包括使纸片材（１５）通过一个诸如传送带的柔性元件（１８）抵压在芯轴（２６）上，该传送带横跨两个支撑辊（２１、２２）之间的未被支撑段。当母卷被迫使在未被支撑段内的一点上抵压着纸／传送带时，片材就从传送带（１８）传送到母卷（２５）上。对传送带（１８）所形成的偏离量进行监测，然后根据这种监测，对芯轴的位置进行相应地改变，以便把这个偏离量控制在一个期望的数值。相应地，在随着纸片材（１５）被卷绕到卷上，就能在卷上施加一个预定的小的咬合力，于是就能制造出高比容的纸，使被开卷下来的纸具有所期望的特性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及造纸，尤其涉及用于把在造纸机上制造出的纸进行卷绕的装置及方法。在制造各种类型的纸产品过程中，如制造面纸、浴纸、纸巾和类似物的过程中，从造纸机器上取下来的干燥的纸片材或薄纸起初被绕卷成一个母卷，并被临时储存起来，以待进一步处理。此后，有时要对母卷进行开卷，把开卷下来的纸转变成最终产品形式。在把纸片材卷绕成大的母卷的过程中，使卷以一定的方式绕成卷是非常重要的，这种方式应该能防止在卷内产生大的缺陷，并且它能有效地把卷变成最终的产品，如一盒盒的面纸、成卷的浴纸、成卷的皱纹纸巾和类似物。理想的情况是，母卷大致呈一个圆柱形，圆柱主表面光滑，两个平行的端面平滑、平整。圆柱形主表面和端面应该无波起、无块状、无波形、不偏心、无皱纹等等，也就是说，卷子应该“尺寸正确”。同样，卷子的形式应该稳定，以使得在存储或日常处理期间，卷不会从圆柱形进行变形，换句话说，就是使卷的“尺寸稳定”。如果卷子不适合高速转换，那么在高速转换时，其中的缺陷能使全部卷子被弄碎。不恰当的卷绕会形成许多缺陷，尤其是当卷绕大容积、易压缩的柔软纸片材时。大量的这种缺陷被讨论及显示于W.J.Gilmore的文章中的照片，“卷子的缺陷术语的报告-TAPPI CA1228”会刊，1973年Fininshing大会，台皮，亚特兰大，GA，1973年，第5页至第19页。卷芯附近的纸压力不够，会使卷子的外区域向内压缩卷子，导致出现星状皱纹图案，通常被称作“星纹”，这些在James K.Good的文章“绕卷科学”、造纸产品，牛津第十届基础研究论坛论文集，1993年9月，Ed.C.F.Baker，第2卷，PiraInternatiornal，Leatherhead，英国，1993年，第855页至881页中被描述了。此外，星纹使得芯轴周围的纸的张力释放，这通常会在芯轴与邻近的纸层之间产生足够的摩擦。这种摩擦损失能导致芯轴的“打滑”或“伸缩”，此时，大部分的卷纸(除了芯轴周围的少数几层和最外区域的少数几层)都相对于卷轴一起向一侧移动，使得卷子不能使用。目前商业上已有的具有中间辅助驱动的坚硬咬鼓芯轴已被成功地用于卷绕可压缩的纸片材的卷筒，如T.Svanquist的文章“柔软纸的芯轴设计”，1991年造纸论坛，Karlstad，瑞典。这种纸片材的比容可达约8至10立方厘米每克，同时，通过减小咬合力，和主要依靠通过对芯轴的中间辅助驱动的调节对内部的纸张压力控制来避免上面所述的卷绕问题。然而，当用这种方法来卷绕比容为9立方厘米每克或更大的且柔软性更大的薄纸时，这些问题就会发生。其中的那种纸的特征在于，例如，MD的最大倾斜度大约10千克或小于每3英寸的样本宽度。当试图卷绕直径约为70英寸至150英寸或更大的卷时，尤其是在高速运作时，这些卷绕问题就尤其突出。不想受理论的束缚，人们认为当片材进入母卷与一个压辊之间形成的咬点时，除了内部的纸压力外，两个主要因素影响着卷子内部的最终压力。首先，母卷在咬点处的部分的半径会变成小于未变形的母卷半径。母卷从其变形的半径膨胀到它未变形时的半径，使片材延伸，从而导致基本内部的压力从进入咬点时的片材的设定压力开始增大。另一个因素有时被称作“二次卷绕”效应。当片材第一次通过母卷与压辊之间的咬点(nip)后，一部分片材被卷绕到一卷上。然后在母卷的每次转动下，片材都在咬点下重复地经过，同时，更多层片材就被卷绕到外径上。随着卷表面附近的每个点再次进入咬点，片材就在咬合力作用下被压缩，使片材空隙中的空气从层间排出。这能足够地降低层之间的磨擦，以允许这些层能更紧密地绕着内层进行滑动，这在Erickkson等人的文章《纸卷的变形》中的第55页至第61页，以及Lemke等人在1987年第一届关于卷绕技术的国际会议上所发表的文章《在两鼓卷机上卷绕大直径新闻纸卷所涉及的因素》的第79页至87页中有所描述。当每层片材被加到母卷上时，每层中的张力就造成外层对内层的一个压缩力，因此，外层压缩作用力的累加一般使芯轴周围的片材具有最大的内层压力。二次卷绕使这个压力进一步增大。大家都知道，柔软的薄纸在受到压缩时会屈服，因此，吸收一部分增加的压力，使软纸丧失变形的能力。于是，积累的压力能以一个很快的速率增大来超过一个这样的值，即这个压力值能使从母卷上开卷下来的薄纸的特性发生很大的变化。不幸的是，沿着传统绕成的一母卷的半径存在内部压力和片材压力的梯度，当成功地防止尺寸稳定问题时，这个梯度导致片材特性产生所不希望的变化。一些区域的高张力使一些机器方向延伸在卷绕期间被推出，而且很高的内部压力导致体积减小。在开卷时，在咬点处和咬点后有很高的张力而延伸更多的区域具有更低的基本重量，这是由于片材在纵向上进行了延伸。这些重要的片材特性的变化导致产品质量的变化，和转换操作中的困难。根据上面提到的由T.Svanqvist描述的方法，只能在一定程度上对内部压力的增大作一些补偿。随着片材密度和强度被减小到比所引用的值小很多时，卷绕装置内的磨擦力的大小的不确定性以及其它的在绕卷期间发生变化的因素使得精确的咬接负荷控制非常困难。或者是，对卷绕过程失去控制会导致相反的张力梯度，这会导致上面所述的星纹和芯轴打滑的问题。纯粹的中心卷绕而无咬点已被人们所知用于一些精美材料，但是，对于上述所讨论的纸片材来说，需要很高的片材张力来在卷内施加足够的压力，并减小机器方向延伸。采用纯粹的中心卷绕，芯轴附近的张力需要更高，以防止卷的伸缩和其它缺陷。纯粹的中心卷绕还会受速度限制的影响。在更高的速度，片材的张力会太高，并且纸的摆动会导致断裂，使卷绕效果差。商业运作中的大部分薄纸在干燥器与芯轴之间有被称之为的“开拉”，意思是干燥纸在干燥机与芯轴之间的距离上不被支撑。近来，为了通过在制造中减小纸的断裂来提高生产率，有人设计出一种薄纸机，包括有一个支撑纤维带，用于从干燥器到芯轴之间进行承载干燥纸，而无需开拉。这种机器在Rugowski等人的美国专利US5591309，名称为“用于制造无皱纹干燥薄纸的造纸机”中被公开了，它在芯轴或母卷与卷鼓之间有一个硬咬点，以使薄纸能有效地从纤维带传送到芯轴或母卷。对许多薄纸来说，在这个地方存在这个硬咬点不是一个问题，这是因为薄纸相对较密，它能经得起它的压缩量，而不会对最终产品的质量造成损害。然而，而于一些最近才开发出来的薄纸，尤其是柔软的、高比容的无皱纹干燥薄纸，如Farrington，Jr.等人的美国专利US5607551所公开的那种纸，已经发现传统的卷绕方法不能可靠地生产具有适当片材压力及径向压力的母卷，不能生产出大致均匀的开卷的薄纸。因此，需要一种用于卷绕柔软的高比容的薄纸的方法，其中的薄纸的比容、尺寸、机器方向延伸和/或纸张定量的变化都被减小了，但仍保持了那些有利于制造和转换操作的母卷的特性。根据本专利技术所提供的装置和方法就能满足这些需要以及其它的需要。本专利技术中包括一环形的柔性元件，用于使薄纸片材抵压着一芯轴。该环形的柔性元件因而与芯轴形成一个“软咬点”。一个偏离量传感器被安装在该柔性元件附近的咬点处，用于测量柔性元件的偏离量。偏离量与咬点处的压力有关，随着纸卷直径的增大，使芯轴与柔性元件相互移离，就能把压力控制在一个期望的值。因此，大大改善了薄纸的卷绕参数，并减小了展开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于把纸材料的片材（１５）绕成卷的装置，所述的装置包括： 一可转动安装的芯轴（２６）； 一驱动马达（２７），用于转动所述的芯轴（２６），并使纸材料的片材（１５）在芯轴上卷绕成卷子，卷子在卷绕时直径逐渐增大； 一个环形柔性元件（１８），用于沿着预定的传送路径转动，所述的柔性元件（１８）被设置在所述的芯轴（２６）附近，使得在卷绕期间，片材（１５）抵压着所述的芯轴（２６）上，从而使所述的柔性元件（１８）相对于卷绕在所述的芯轴（２６）上的纸材料的片材的大小而偏离预定的传送路径一个偏离量； 一个偏离量传感器（３５），安装在所述的柔性元件（１８）附近，所述的偏离量传感器（３５）被用于测量所述的柔性元件（１８）偏离所述的预定传送路径的偏离量； 一个激励器，用于使所述的芯轴（２６）和所述的柔性元件（１８）相互定位，以改变所述的柔性元件（１８）的偏离量；及 一个控制器，它与所述的偏离量传感器（３５）及所述的激励器相连，当卷的直径增大时，用于控制所述的柔性元件（１８）的偏离量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩特埃里克英格瓦克莱雷利德，汤米罗夫卡尔森，兰德尔詹姆斯勒瓦利，罗那尔多费德里克格罗伯，菲里普西姆林，布莱恩道哥拉斯克劳伯特，
申请(专利权)人：梅特索佩珀卡尔斯塔德公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]