基底的火焰处理制造技术

本发明专利技术涉及一种用于控制基底的火焰处理的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及用火焰来进行基底(例如纸、纸板或纸板箱(car ton ))的处理的领域。
技术介绍
本专利技术涉及基底(例如纸、纸板或纸板箱)的火焰处理。基底经过火焰处理，其表面氧化，使得其极性更强。燃烧化学涉及混合燃料与氧气(例如丙烷和空气)并且提供点火。燃料化学实际上不仅是一项反应而是多项反应。所述火焰包含多种反应物质，如羟基自由基、羰基自由基、羧基自由基、氧原子和离子等。这些反应物质被用于增加基底的表面能量和改进粘附性。所述火焰还加热和干燥基底，这也能改进对于塑料材料的粘附性。许多的因素影响结果，例如燃料和空气(氧气)的混合。通常燃料处理装置包含分析器以控制空气和燃料的混合。空气和燃料的混合对于获得具有可重复的特性的火焰很重要，为了获得对于基底的均匀处理，可重复的特性是想得到的。基底应该离火焰一段合适的距离以获得期望的处理。图1是从燃烧器(I)中产生的火焰(2)的示意图。通常，在简易方法中，火焰可以被限定为包括两部分:外部部分(2)和内部部分(3)。火焰的温度在火焰的各处不是一致的，并且通常认为内部部分(3)的边缘具有最高的温度。在常规的火焰处理中，基底(5)应该被安排获得充分的处理，充分是指火焰和基底之间的位置关系在预设的界限(6)内时。为了获得这种位置关系，操作员视觉上观察火焰并安排燃烧器以获得内部部分(3)的边缘和基底之间期望的距离。因此，调整是依赖于操作员的，并且通常视觉上判断火焰的什么部分适合放置基底是不容易的。对于视觉调整，可重复性是个问题。此外，还有关于火焰的目测的安全方面。存在安排基底太靠近内部部分(3)的边缘的缺点。还存在安排基底太过远离火焰具有最高温度的部分的缺点。无论哪种情况都不可能获得充分的处理。因此，需要控制火焰以获得对基底的充分处理的方法和/系统。`
技术实现思路
本专利技术的一个目的是控制基底的火焰处理。一个目标是安排适于火焰处理的基底以获得充分的基底处理。一个目的是在连续过程中，即在基底是连续不断地移动的卷状材料(如纸卷、纸板箱卷或纸板卷)的过程中，提供充分的处理。本专利技术的目的通过一种通过控制基底的火焰处理优化粘附的方法来达到，在该处理中，自燃烧器发出的火焰被施加到基底，所述方法包括:控制充填入燃烧器的燃料和空气的质量流量，通过使用火焰分析器监测从火焰发出的自由基辐射获得自由基辐射数据，处理自由基辐射数据，比较获得的自由基辐射数据与数据库的自由基辐射数据，并且输出比较结果。—个目的通过以上所述的方法达到并且其中当获得的自由基辐射数据偏离数据库中的自由基辐射数据时，产生错误信号。通过进一步包括当获得的自由基辐射数据偏离数据库中的自由基辐射数据时，调整:填充入燃烧器的燃料和/或空气的质量流量、燃烧器与基底之间的相对角度、以及燃烧器和基底之间的距离中的至少一个来实现一个目的。本专利技术的一个目的通过一种系统实现，所述系统用于控制基底的火焰处理，所述系统包括燃烧器、火焰分析器，所述火焰分析器包括相机和滤波器，其中所述火焰分析器被安排来监测自火焰发出的自由基辐射。附图说明 本专利技术如上所述以及其他的目标、特征和优势，将参考附图，通过下面对本专利技术的优选实施例的说明性和非限制性的具体描述获得更好的理解，其中:图1是火焰的示意图。图2是本专利技术的系统的示意图。 具体实施例方式影响基底的火焰处理的因素有很多。一些重要的参数是气流量、气体种类、燃料混合物(燃料和氧气(例如空气)的混合)、燃烧器和基底之间的距离、燃烧器和基底之间的角度以及卷状基底的速度。自然地，优选这些参数中的大多都保持恒定，但是通常由于例如影响气流量的燃烧器喷嘴的堵塞、燃料混合物的变化以及线速度(传送基底的线速度)的变化等原因，这是不可能的。根据本专利技术，可以使用任何燃料和不同的兼容燃料的混合物，其中非限制性地举例为天然气、液化气(LPG)和甲烷。燃料混合物通常是一种或多种燃料和氧气的混合。空气经常用作氧气源并且空气-燃料比通常以过剩燃烧空气的百分比表示。例如，15%的过剩燃烧空气指的是使用了超过所需的化学计量空气的15%。根据本专利技术，过剩氧气通常在约-5%到+5%之间。气流量通常在5-50m3之间。其他影响基底处理的参数是燃烧器和基底间的距离、以及燃烧器和基底间的角度。根据本专利技术，燃烧器和基底间的角度通常约为90°。不过，角度也可以是在60° -120°区间内的任何一个。如前文和权利要求所述，本专利技术涉及一种用于控制基底的火焰处理的方法，在该处理中将从燃烧器中发出的火焰施加到基底，所述方法包括控制充填入燃烧器的燃料和空气的质量流量、使用火焰分析器监测火焰的自由基辐射，其中火焰的一部分和基底间的位置关系可以被推断。此外，本专利技术涉及用于控制基底的火焰处理的系统，所述系统包括燃烧器；火焰分析器，所述火焰分析器包括相机和滤波器，其中所述火焰分析器被安排用于检测由火焰发出的自由基辐射。根据本专利技术，自由基辐射数据的限度是通过测量火焰的自由基辐射(即强度)和比较辐射与得到的处理(即是否获得合意的粘附力和表面张力)来确定的。因此当获得合意的基底处理时，能够确定自由基辐射的下限和上限。一种确定自由基辐射限度的方式是使用实验设计(DoE)方法，所述方法具有作为基底响应的表面张力和粘附力。所述实验包括改变气流量、空气/气体混合物以及燃烧器和基底间的距离。所述实验的结果是确定当获得合意的基底处理时的上限和下限。所获得的限度被用于生成数据库，其被用于比较获得的自由基辐射数据与数据库中的自由基辐射数据，并且通过测量自由基辐射并与数据库比较，能够获得合意的基底处理。如前所述，将获得的自由基辐射数据(其例如涉及火焰的位置的自由基的强度)与数据库中的值进行比较，并且当获得不合意的偏差时，这一数据被输出以让操作员采取行动。可选择地，可采取额外的步骤调整下列项中的至少一项:充填入燃烧器的燃料和/或空气的质量流量、燃烧器和基底间的相对角度、以及燃烧器和基底间的距离。通常，不合意的偏差大约是大于20%，比如大于10%、大于5%、大于1%的偏差。自由基辐射是火焰中的自由基浓度的测量结果，并且因此所述限度涉及当获得合意的基底处理时的自由基的浓度。当自由基被从轻基自由基中选择时，最大的轻基自由基强度发生在靠近最大火焰温度位置处。羟基自由基因此适合用于本专利技术，并且如下所述，羟基自由基(0H自由基)浓度适合在约310纳米时测量，此时其他自由基的干扰在可接受程度内。也有可能获得限定自火焰发出的自由基辐射的形状和外形的接受方程式(acceptance equation)。从而发现轻基自由基对处理后的基底的表面氧化程度有影响。可以在整个火焰或火焰的选择部分监测自由基辐射。一个例子是测量靠近基底或者甚至包括火焰碰撞基底的部分的自由基辐射强度。监测火焰碰撞基底的部分也是有利的，因为可以获得改进的对基底边缘的监测。火焰分析器可仅分析部分的获得的信息。此外，本专利技术的优选但不是必须的是，当监测自由基辐射时避免干扰光。基于这个原因，监测以紫外波段(λ=10-400ηπι)发射的自由基也许是有利的，因为常规上在表面处理装置中是没有紫外辐射源的。本专利技术的一个实施例涉及监测一个或多个，例如二个、三个或四个自由基辐射。例如，羟基自由基的辐射可与监测CN自由基辐射和/或CH自由基辐射联合。本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德斯·桑德斯特伦，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：
国别省市：