RU2795553C1 - Method and device for heating embossing roller in device for embossing and forming multilayer materials - Google Patents
Method and device for heating embossing roller in device for embossing and forming multilayer materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2795553C1 RU2795553C1 RU2022129054A RU2022129054A RU2795553C1 RU 2795553 C1 RU2795553 C1 RU 2795553C1 RU 2022129054 A RU2022129054 A RU 2022129054A RU 2022129054 A RU2022129054 A RU 2022129054A RU 2795553 C1 RU2795553 C1 RU 2795553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- embossing
- embossing roller
- roller
- temperature
- electromagnetic induction
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs
Изобретение относится к усовершенствованию способов и устройств для нагревания валиков для тиснения, выполненных с возможностью производства многослойных целлюлозных рулонных материалов.The invention relates to an improvement in methods and devices for heating embossing rollers capable of producing multilayer cellulosic web materials.
Уровень техникиState of the art
В секторе производства и переработки бумаги санитарно-гигиенического назначения для получения таких продуктов, как рулоны туалетной бумаги, кухонные полотенца, салфетки и салфетки для лица, или подобных типов бумаги, известно разматывание множества слоев целлюлозного волокна из одной или нескольких исходных катушек и превращение этих слоёв в полуфабрикат или готовый продукт, который состоит из двух или более слоев, соединенных друг с другом.It is known in the tissue paper manufacturing and processing sector to produce products such as toilet paper rolls, kitchen towels, napkins and facial tissues, or similar types of paper, to unwind multiple layers of cellulosic fiber from one or more initial spools and convert these layers into a semi-finished product or finished product, which consists of two or more layers connected to each other.
Соединение слоев целлюлозного волокна для производства рулонного материала из многослойного полотна часто происходит с использованием клея или посредством механического соединения слоев, т.е. получается путем прессования одного слоя к другому под высоким давлением. Для этой цели по меньшей мере один из слоев целлюлозного волокна подвергается тиснению с помощью валика для тиснения и прижимного валика, обычно покрытого упруго податливым материалом. Благодаря тиснению слой целлюлозного волокна постоянно деформируется, образуя выдавленные выступы. Пока слой целлюлозного волокна все еще прилипает к цилиндру для тиснения, на выступы для тиснения наносится клей. Затем на слой из выдавленного целлюлозного волокна накладывается второй слой и два слоя прижимаются друг к другу в областях, на которые нанесен клей, чтобы вызвать их взаимное сцепление.The joining of cellulosic fiber layers for the production of web material from a multilayer web often takes place using an adhesive or by means of mechanical joining of the layers, i.e. obtained by pressing one layer to another under high pressure. For this purpose, at least one of the cellulosic fiber layers is embossed with an embossing roller and a pressure roller, usually coated with an elastically compliant material. Due to the embossing, the cellulose fiber layer is constantly deformed, forming extruded protrusions. While the cellulose fiber layer is still adhering to the embossing cylinder, adhesive is applied to the embossing tabs. A second layer is then applied to the extruded cellulose fiber layer and the two layers are pressed against each other in the areas where the adhesive is applied to cause them to interlock.
Два или более слоев, по меньшей мере, один, некоторые или все с тиснением, затем соединяются с образованием рулонного материала из многослойного полотна. Этот рулонный материал в виде полотна может быть намотан для формирования рулонов, или может быть разрезан и свернут для формирования салфеток для лица, салфеток или подобных изделий.Two or more layers, at least one, some or all of which are embossed, are then combined to form a web of multilayer web. This web-like web material may be wound to form rolls, or may be cut and rolled to form facial wipes, wipes, or the like.
Помимо обеспечения взаимного сцепления слоев целлюлозного материала, тиснение также имеет целью улучшение качества многослойного бумажного продукта. Например, можно увеличить толщину каждого отдельного слоя, чтобы получить увеличение объема или диаметра готового изделия в том случае, когда слой или слои целлюлозного материала наматываются в рулоны. В других случаях можно повысить механическую прочность слоев, т.е. предел прочности при растяжении, или увеличить впитывающую способность или мягкость.In addition to providing mutual adhesion of the layers of cellulosic material, embossing also aims to improve the quality of the multilayer paper product. For example, it is possible to increase the thickness of each individual layer in order to obtain an increase in the volume or diameter of the finished product when the cellulosic material layer or layers are wound on rolls. In other cases, it is possible to increase the mechanical strength of the layers, i.e. tensile strength, or increase absorbency or softness.
По этим причинам было разработано множество способов и машин для тиснения слоев целлюлозного материала, как описано в документах ЕР 1075387, ЕР 1855876, US 3556907, EP 1239079, EP 1319748, US 6746558.For these reasons, many methods and machines have been developed for embossing layers of cellulosic material, as described in EP 1075387, EP 1855876, US 3556907, EP 1239079, EP 1319748, US 6746558.
Для дальнейшего улучшения характеристик слоев целлюлозного материала была разработана усовершенствованная технология тиснения, в которой используются нагретые валики для тиснения. Эта технология описана в патенте ITMI1995A001197, в котором слой целлюлозного материала увлажняют и пропускают через зону захвата между валами, образованную парой стальных валиков для тиснения, обеспеченных выступами для тиснения на поверхности, при этом выступы двух валиков расположены в контакте, с давлением, в соответствии со схемой «по всему размаху поверхности» (tip-to-tip), и при этом два стальных валика нагреваются для сушки слоя во время процесса тиснения.To further improve the performance of the cellulosic material layers, an advanced embossing technique has been developed that utilizes heated embossing rollers. This technology is described in ITMI1995A001197, in which a layer of cellulosic material is moistened and passed through a nip zone between rolls formed by a pair of steel embossing rolls provided with embossing projections on the surface, the projections of the two rolls being placed in contact, with pressure, in accordance with tip-to-tip pattern, with two steel rollers being heated to dry the layer during the embossing process.
Для нагрева вышеупомянутых валиков для тиснения (и вообще для всех систем каландрирования, обеспечиваемых гладкими нагретыми валиками, например, таких, как в случаях формирования слоев бумаги) используются системы для рециркуляции диатермического масла, пара или воды, позиционируемые внутри валика для тиснения, в контексте данного документа. Эти системы являются очень дорогими, энергоемкими и крайне неэффективными, а также опасными для операторов, которым приходится работать вблизи нагревательных установок и валиков для тиснения.To heat the above-mentioned embossing rollers (and in general for all calendering systems provided by smooth heated rollers, such as for example in paper plying cases), systems are used to recirculate diathermic oil, steam or water, positioned inside the embossing roller, in the context of this document. These systems are very expensive, energy intensive, and highly inefficient, as well as dangerous for operators who have to work near heaters and embossing rollers.
Нагрев валика для тиснения, полученный благодаря рециркуляции текучей среды, также требует длительного времени нагревания, так как тепло, поступающее внутрь с помощью текучей среды, должно нагревать всю массу валика, прежде чем тепло достигнет внешней поверхности, т.е. рабочей поверхности для обработки слоев целлюлозного материала.The heating of the embossing roll obtained by recirculating the fluid also requires a long warm-up time, since the heat brought in by the fluid must heat the entire mass of the roll before the heat reaches the outer surface, i.e. working surface for processing layers of cellulose material.
Кроме того, системы нагрева с рециркуляцией текучей среды опасны для операторов, поскольку они обычно находятся под давлением в трубах, ведущих от нагревательных котлов к валику для тиснения. Разрыв или утечка горячей текучей среды из одной из труб, или просто контакт с этими трубами может вызвать серьезные ожоги у операторов. Следовательно, существует необходимость в улучшении технологий нагрева, в частности валиков для тиснения, т.е. вводить в использование системы, которые являются более энергоэффективными, которые нагревают валики быстрее, и которые являются более безопасными для операторов, которым необходимо работать с машинами для тиснения с подогреваемыми валиками.In addition, recirculating fluid heating systems are hazardous to operators because they are typically pressurized in pipes leading from the heating pots to the embossing roller. A burst or leak of hot fluid from one of the pipes, or simply contact with these pipes, can cause severe burns to operators. Therefore, there is a need for improved heating technologies, in particular embossing rollers, i.e. introduce systems that are more energy efficient, that heat the rollers faster, and that are safer for operators who need to work with heated roller embossers.
раскрытие изобретенияinvention disclosure
Эти и другие задачи, которые будут более очевидны ниже, достигаются с помощью устройства для тиснения-формирования многослойных материалов, в соответствии с прилагаемым п. 1 формулы изобретения, а также посредством способа электромагнитного нагрева валика для тиснения в устройстве для тиснения-формирования многослойных материалов, в соответствии с п. 31 формулы изобретения.These and other objects, which will be more evident below, are achieved by means of the embossing-laminating device according to the appended claim 1 of the claims, as well as by the method of electromagnetic heating of the embossing roller in the embossing-laminating device, in accordance with paragraph 31 of the claims.
Прежде чем проиллюстрировать признаки различных вариантов осуществления способа, устройства и продукта, полученного с их помощью, необходимо предоставить некоторые определения.Before illustrating the features of the various embodiments of the method, device and product obtained with them, it is necessary to provide some definitions.
В настоящем контексте термин «тиснение» относится к процессу постоянной деформации части целлюлозной структуры, такой как слой или многослойный лист, ортогонально плоскости, на которой он лежит, посредством которого целлюлозная структура непрерывно деформируется с образованием выступов или выпуклостей, выступающих из нормальной плоскости, на которой лежит целлюлозная структура, например плоскости, на которой лежит слой или многослойный рулонный материал, если тиснение выполняется на многослойном материале.In the present context, the term "embossing" refers to the process of permanently deforming a portion of a cellulosic structure, such as a ply or multilayer sheet, orthogonally to the plane on which it rests, whereby the cellulosic structure is continuously deformed to form protrusions or bulges protruding from the normal plane on which lies a cellulosic structure, for example a plane on which the layer or multilayer web material rests if the embossing is performed on the multilayer material.
Устройство для тиснения в общем означает устройство, которое выполняет процесс тиснения по меньшей мере на одном слое и, при необходимости, связывает два или более слоев друг с другом с помощью формирования многослойных материалов, например, с использованием клея, нанесенного по меньшей мере на один из этих слоев, предпочтительно на верхние поверхности по меньшей мере некоторых выступов в результате тиснения, образованных на одном или нескольких слоях.An embossing device generally means a device that performs an embossing process on at least one layer and, if necessary, bonds two or more layers to each other by forming laminated materials, for example, using an adhesive applied to at least one of of these layers, preferably on the upper surfaces of at least some of the embossed projections formed on one or more layers.
«Внешняя поверхность» цилиндра для тиснения подразумевает всю площадь, включающую в себя передние поверхности выступов для тиснения, боковые стороны выступов для тиснения и поверхность плоскости, на которой лежит валик, из которого выступы для тиснения выступают наружу.The "outer surface" of the embossing cylinder means the entire area including the front surfaces of the embossing protrusions, the sides of the embossing protrusions, and the surface of the plane on which lies the roller from which the embossing protrusions protrude outward.
Задачей настоящего изобретения является получение усовершенствованного устройства для тиснения с нагреваемыми валиками, которое решает проблемы предшествующего уровня техники, более конкретно, устройства с валиками, нагретыми благодаря электромагнитной индукции, для равномерного нагрева внешней поверхности валика.It is an object of the present invention to provide an improved hot roll embossing device that solves the problems of the prior art, more specifically, an electromagnetic induction heated roll embossing device to uniformly heat the outer surface of the roll.
Задачей изобретения также является получение устройства для тиснения с системой нагрева валиков, которая является эффективной, быстро достигающей внешней температуры валика для тиснения, и быстро охлаждающей его, чтобы сократить время простоя машины, а также системой с меньшими габаритными размерами, которая является экономичной по сравнению с системами предшествующего уровня техники. На практике, с помощью нагревания преимущественно наружной поверхности валика для тиснения, т.е. рабочей части валика, которая выдавливает рулонный материал, предотвращаются потери энергии на нагрев всего валика. Используется только энергия, необходимая для доведения минимальной рабочей части валика до требуемой температуры, и подается количество энергии, необходимое для поддержания заданной температуры.It is also an object of the invention to provide an embossing machine with a roller heating system that is efficient, quickly reaching the outside temperature of the embossing roller, and cooling it quickly to reduce machine downtime, and a smaller overall system that is economical compared to prior art systems. In practice, by heating predominantly the outer surface of the embossing roller, i. e. the working part of the roller, which extrudes the rolled material, prevents energy losses for heating the entire roller. Only the energy necessary to bring the minimum working part of the roller to the required temperature is used, and the amount of energy necessary to maintain the desired temperature is supplied.
Задачей изобретения является получение устройства для тиснения, содержащего первый путь для первого слоя рулонного материала, вдоль которого первый прижимной валик, взаимодействуя с первым валиком для тиснения, определяет первую зону захвата между валиками для тиснения для первого слоя рулонного материала. Первый валик для тиснения содержит выступы для тиснения. Устройство для тиснения также содержит, по меньшей мере, первое устройство электромагнитной индукции, внешне взаимосвязанное с первым валиком для тиснения, для преимущественного нагрева внешней поверхности первого валика для тиснения, при этом первое устройство электромагнитной индукции соединено с первым генератором для обеспечения упомянутого первого устройства электромагнитной индукции токами электромагнитной индукции, выполненное с возможностью генерирования электромагнитного потока, направленного к упомянутому первому валику для тиснения, и в котором рабочая частота упомянутых токов электромагнитной индукции такова, чтобы генерировать вихревые токи на упомянутом первом валике для тиснения, чтобы преимущественно следовать профилю внешней поверхности упомянутого первого валика для тиснения.The object of the invention is to provide an embossing device containing a first path for the first layer of web material, along which the first pressure roller, interacting with the first embossing roller, defines the first grip zone between the embossing rollers for the first layer of web material. The first embossing roller contains embossing projections. The embossing device also comprises at least a first electromagnetic induction device externally coupled to the first embossing roller for preferentially heating the outer surface of the first embossing roller, wherein the first electromagnetic induction device is connected to the first generator to provide said first electromagnetic induction device. electromagnetic induction currents, configured to generate an electromagnetic flux directed towards said first embossing roller, and in which the operating frequency of said electromagnetic induction currents is such as to generate eddy currents on said first embossing roller in order to preferentially follow the profile of the outer surface of said first roller for embossing.
Задачей изобретения также является создание устройства для тиснения, в котором упомянутые вихревые токи следуют только или преимущественно за упомянутыми выступами упомянутого первого валика для тиснения. Предпочтительно, рабочая частота тока электромагнитной индукции находится в диапазоне от 500 Гц до 100 кГц, предпочтительно 1 кГц - 100 кГц, ещё более предпочтительно 5 кГц - 100 кГц, ещё более предпочтительно 10 кГц - 60 кГц. Устройство для тиснения с индукционным нагревом имеет такие вихревые токи, чтобы иметь минимальное значение плотности мощности, равное по меньшей мере 30% от максимального значения плотности мощности, упомянутое минимальное значение определяется в пределах толщины, измеренной начиная с внешней поверхности упомянутого первого валика для тиснения, равной по меньшей мере 0,6 мм, предпочтительно по меньшей мере 0,4 мм. Другими словами, по меньшей мере 70% плотности тока содержатся внутри толщины, равной по меньшей мере 0,7 мм, предпочтительно 0,5 мм.It is also an object of the invention to provide an embossing device in which said eddy currents follow only or predominantly said protrusions of said first embossing roller. Preferably, the operating frequency of the electromagnetic induction current is in the range of 500 Hz to 100 kHz, preferably 1 kHz to 100 kHz, even more preferably 5 kHz to 100 kHz, even more preferably 10 kHz to 60 kHz. The induction heated embossing device has eddy currents such that it has a minimum power density value equal to at least 30% of the maximum power density value, said minimum value being determined within a thickness measured starting from the outer surface of said first embossing roller equal to at least 0.6 mm, preferably at least 0.4 mm. In other words, at least 70% of the current density is contained within a thickness of at least 0.7 mm, preferably 0.5 mm.
Предпочтительно, способ может включать в себя этап остановки машины, содержащий следующие этапы: 1) перемещение упомянутого первого прижимного валика в направлении от упомянутого первого валика для тиснения; 2) поддержание вращения упомянутого первого валика для тиснения с индукционным нагревом на низкой скорости вращения; 3) подачу на упомянутое индукционное устройство мощности таким образом, чтобы поддерживать температуру упомянутого валика для тиснения в диапазоне, близком к заданной рабочей температуре для процесса тиснения.Preferably, the method may include the step of stopping the machine, comprising the following steps: 1) moving said first pressure roller in a direction away from said first embossing roller; 2) maintaining the rotation of said first induction heating embossing roll at a low rotation speed; 3) applying power to said induction device so as to maintain the temperature of said embossing roller in a range close to the desired operating temperature for the embossing process.
В общем, останов машины определяется как условие, при котором машина, т.е. устройство для тиснения, должна быть остановлена по соображениям безопасности, например, вследствие неисправности, разрыва слоя бумаги, или для технического обслуживания, но также и как условие, взаимосвязанное с тем, что во время остановки машины, не вызванной соображениями безопасности, она должна оставаться готовой к повторному запуску. В целях безопасности, если оператору необходимо работать вблизи нагретого валика для тиснения, может потребоваться охлаждение этого валика. В случае остановки машины по производственным причинам, когда машина должна быть готова к быстрому запуску, валик для тиснения должен оставаться горячим. Аналогичным образом, под остановкой машины также можно понимать и состояние, при котором машина просто выключена, т.е. находится в нерабочем состоянии. В этом случае валик для тиснения должен быть нагрет от комнатной температуры до рабочей температуры, или до температуры, близкой к рабочей.In general, stopping a machine is defined as the condition under which the machine, i.e. the embossing machine must be stopped for safety reasons, for example, due to a malfunction, a paper layer break, or for maintenance, but also as a condition related to the fact that during a non-safety stop of the machine, it must remain ready to restart. For safety reasons, if the operator needs to work near a heated embossing roller, it may be necessary to cool the embossing roller. In the event of a machine shutdown for operational reasons, when the machine must be ready for a quick start, the embossing roller must remain hot. Similarly, stopping the machine can also be understood as a state in which the machine is simply turned off, i.e. is in non-working condition. In this case, the embossing roller must be heated from room temperature to operating temperature, or close to operating temperature.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Изобретение будет более понятным с помощью последующего описания и прилагаемых чертежей, которые иллюстрируют неограничивающий пример варианта осуществления изобретения. В частности, на чертежах:The invention will be better understood with the aid of the following description and the accompanying drawings, which illustrate a non-limiting example of an embodiment of the invention. In particular, in the drawings:
фиг. 1 показывает вид сбоку устройства для тиснения-формирования многослойных материалов, содержащего электромагнитное индукционное устройство;fig. 1 shows a side view of an embossing-laminating device comprising an electromagnetic induction device;
фиг. 1А и 1В иллюстрируют увеличенное изображение детали, показанной на фиг. 1;fig. 1A and 1B illustrate an enlarged view of the detail shown in FIG. 1;
фиг. 2 иллюстрирует аксонометрический вид валика для тиснения, взаимосвязанного с электромагнитным индукционным устройством;fig. 2 illustrates a perspective view of an embossing roller coupled to an electromagnetic induction device;
фиг. 3 иллюстрирует вид с разрезом фиг. 2 по плоскости, ортогональной оси валика;fig. 3 illustrates a sectional view of FIG. 2 along a plane orthogonal to the axis of the roller;
фиг. 4 иллюстрирует деталь варианта осуществления изобретения;fig. 4 illustrates a detail of an embodiment of the invention;
фиг. 5А показывает первое моделирование распределения плотности мощности, индуцированной на выступах для тиснения;fig. 5A shows a first simulation of the power density distribution induced on the embossing tabs;
фиг. 5В показывает второе моделирование распределения плотности мощности, индуцированной на выступах для тиснения.fig. 5B shows a second simulation of the power density distribution induced on the embossing tabs.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения устройство 1 для тиснения-формирования многослойных материалов имеет несущую конструкцию, обозначенную в общем цифровой ссылкой 2. Несущая конструкция может содержать две боковые поперечные панели 3.In the illustrated embodiment of the invention, the embossing-laminating device 1 has a carrier structure, indicated generally by the
В некоторых вариантах осуществления изобретения первый валик 4 для тиснения и второй валик 5 для тиснения могут быть расположены между двумя поперечными боковыми панелями 3 несущей конструкции 2. Первый валик 4 для тиснения может быть обеспечен выступами 4P для тиснения, как показано на увеличенной детали на фиг. 1А, в то время как второй валик 5 для тиснения может быть обеспечен выступами 5Р для тиснения, как показано на увеличенной детали на фиг. 1В. Нижняя поверхность валика 4, 5 для тиснения может быть определена как поверхность валика, которая разделяет основания выступов 4P, 5P для тиснения и обозначена цифровыми ссылками 4F и 5F. Обычно поверхности 4F, 5F являются гладкими. В случае выступов для тиснения с двумя высотами, нижней поверхностью цилиндра для тиснения считается та, которая разделяет основания наконечников меньшей высоты.In some embodiments of the invention, the
Первый валик 4 для тиснения может взаимодействовать с первым прижимным валиком 6. В некоторых вариантах осуществления изобретения прижимной валик 6 может быть покрыт внешним слоем 6А, выполненным из податливого, предпочтительно эластично податливого материала, такого как резина. Второй валик 5 для тиснения может взаимодействовать со вторым прижимным валиком 7. В некоторых вариантах осуществления прижимной валик 7 также может быть покрыт наружным слоем 7А, выполненным из податливого, в частности эластично податливого, материала.The
Ссылочные позиции 4Х, 5Х, 6Х и 7Х обозначают соответственно оси вращения двух валиков 4, 5 для тиснения и двух прижимных валиков 6, 7. Эти оси, по существу, параллельны друг другу.Reference numerals 4X, 5X, 6X and 7X respectively denote the axes of rotation of the two
Первый валик 4 для тиснения и первый прижимной валик 6 образуют между собой первую зону 8 захвата между валиками для тиснения, через которую проходит первый слой V1 для тиснения с помощью выступов 4P первого валика 4 для тиснения. Когда прижимной валик 6 обеспечивается податливым наружным покрытием 6А, выступы 4Р прижимаются к первому прижимному валику 6 и проникают в податливое покрытие 6А, непрерывно деформируя слой V1.The
Второй валик 5 для тиснения и второй прижимной валик 7 образуют вторую зону 9 захвата между валиками для тиснения, через которую проходит второй слой V2. Второй слой V2 выдавливается аналогично первому слою V1 в результате того, что выступы 5Р второго валика 5 для тиснения прижимаются ко второму валику 7 для тиснения. Если валик обеспечивается эластично податливым покрытием 7А, то выступы 5P для тиснения проникают в податливое покрытие и вызывают остаточную деформацию слоя V2.The
Два прижимных валика 6, 7 могут поддерживаться с помощью рычагов или других элементов, которые позволяют их перемещение в направлении к соответствующим валикам 4, 5 для тиснения или от них для целей, которые будут объяснены ниже. Исполнительные механизмы (не показаны), например, цилиндропоршневые исполнительные механизмы, могут использоваться для прижатия прижимного валика 6 к первому валику 4 для тиснения и второго прижимного валика 7 ко второму валику 5 для тиснения.The two
В некоторых вариантах осуществления изобретения два валика 5, 6 для тиснения могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы они работали «по всему размаху поверхности» (tip-to-tip), то есть их выступы 4P, 5P прижимались друг к другу в зоне 10 захвата между валиками, образованной между двумя валиками 4, 5 для тиснения.In some embodiments of the invention, the two
В других вариантах осуществления изобретения устройство 1 для тиснения-формирования многослойных материалов может содержать валик 11 для формирования многослойных материалов, прижимаемый к валику 5 для тиснения и образующий с ним зону 12 захвата между валиками для формирования многослойных материалов. Таким образом, два слоя V1 и V2 могут быть сформированы в виде многослойных материалов между вторым валиком 5 для тиснения и валиком 11 для формирования многослойных материалов. В зоне 10 захвата между валиками 4, 5 для тиснения эти валики немного разнесены друг с другом, в результате чего два слоя V1, V2 не соприкасаются. В этом случае устройство для тиснения может создавать тисненый материал в соответствии с технологией вложения, с выступами для тиснения слоя V2, вложенными между выступами для тиснения слоя V1, и наоборот.In other embodiments of the invention, the embossing-laminating device 1 may comprise a
В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство 1 для тиснения-формирования многослойных материалов может быть выполнено с возможностью работы в альтернативном режиме, в соответствии с технологией «по всему размаху поверхности» (tip-to-tip), или в соответствии с технологией вложения. Для этой цели валики для тиснения могут, например, перемещаться параллельно и ортогонально своей оси, а валик для формирования многослойных материалов может попеременно перемещаться в активное положение и в неактивное положение.In some embodiments, the embossing-laminator 1 may be configured to operate in an alternate mode, tip-to-tip, or nesting. For this purpose, the embossing rollers can, for example, be moved parallel and orthogonal to their axis, and the laminated roller can be alternately moved into the active position and into the inactive position.
Устройство 1 для тиснения-формирования многослойных материалов может содержать дозатор 13 функциональной текучей среды. Дозатор 13 функциональной текучей среды представляет собой устройство, выполненное с возможностью распределять текучую среду, жидкость или газообразное вещество, на слое V2. Например, дозатор 13 функциональной текучей среды может распределять пар, насыщенный или ненасыщенный, чтобы способствовать адгезии, полученной благодаря давлению, для слоев V1 и V2. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, как показано на фиг. 1, дозатор 13 функциональной текучей среды может содержать источник 14 жидкой текучей среды, первый фигурный валик для нанесения рисунка или анилоксовый валик 15, который забирает жидкость из источника 14 жидкой текучей среды, и второй трафарет или накатной валик 16, который принимает жидкую текучую среду от анилоксового валика 15 и распределяет ее по участкам выдавленного слоя V2, прилегающего ко второму валику 5 для тиснения. Обычно жидкая текучая среда наносится, по меньшей мере, на некоторые из кончиков выступов 5Р для тиснения, которыми обеспечивается валик 5 для тиснения, на участках слоя, выдавленных с помощью выступов 5Р для тиснения. Жидкая текучая среда может быть водой или клеем. В том случае, когда текучей средой является вода, сцепление слоев происходит преимущественно благодаря механическому давлению.The embossing-laminating device 1 may include a
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения первый валик 4 для тиснения и второй валик 5 для тиснения должны быть изготовлены из ферромагнитного материала, металла, например, стали. Металл может быть обработан с помощью поверхностной упрочняющей обработки. Тиснильные выступы 4Р и 5Р валиков 4 и 5 для тиснения могут быть изготовлены любым подходящим способом, например, химическим травлением, лазерным травлением, удалением стружки с помощью инструмента или другим подходящим способом. Упрочняющая обработка может быть выполнена только на тиснильных выступах 4Р и 5Р.In preferred embodiments of the invention, the
Когда устройство 1 для тиснения-формирования многослойных материалов находится в рабочем состоянии, первый слой V1 и второй слой V2 перемещаются в соответствии со стрелками f1 и f2 в направлении валиков для тиснения, чтобы подвергаться процессу тиснения отдельно между парами валиков 4, 6 и 5, 7. Выдавленные слои склеиваются и подвергаются формированию многослойных материалов между валиком 5 для тиснения и валиком 11 для формирования многослойных материалов и, следовательно, образуют многослойный рулонный материал N, который перемещается в соответствии с двойной стрелкой fN в направлении станции, расположенной ниже по ходу процесса, например, перемоточной машины, не показанной на фигуре. Прижимной валик 7 прижимается к валику 5 для тиснения, в то время как прижимной валик 6 прижимается к валику 4 для тиснения, а валик 11 для формирования многослойных материалов прижимается к валику 5 для тиснения, чтобы получить скрепление слоёв V1, V2.When the embossing-laminator 1 is in operation, the first layer V1 and the second layer V2 move according to the arrows f1 and f2 in the direction of the embossing rollers to undergo the embossing process separately between the pairs of
В некоторых вариантах осуществления изобретения узел 13 дозатора функциональной текучей среды установлен на скользящем блоке или каретке 17, которая может перемещаться в соответствии с двойной стрелкой f17, например, по направляющим 18, которые несёт на себе элемент неподвижной конструкции 2. Перемещение в соответствии с двойной стрелкой f17 может управляться с помощью подходящего исполнительного механизма, например цилиндропоршневого исполнительного механизма, электродвигателя, или с помощью любого другого подходящего исполнительного механизма, который не показан на фигуре.In some embodiments of the invention, the functional
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения устройство 19, 20 электромагнитной индукции взаимосвязано по меньшей мере с одним валиком 4, 5 для тиснения для индуцирования вихревых токов на внешней поверхности валика 4, 5 для тиснения, которая нагревается благодаря эффекту Джоуля. На практике, индуцированные вихревые токи циркулируют локально по поверхности валика 4, 5 для тиснения и вызывают нагрев, пропорциональный электрическому сопротивлению валика для тиснения и квадрату индуцированного вихревого тока.In preferred embodiments of the invention, the
Как показано на фиг. 1, электромагнитное индукционное устройство 19, взаимосвязанное с валиком 4 для тиснения, предпочтительно позиционируется в области между точкой контакта с прижимным валиком 6 и зоной 10 захвата между валиками по причинам, связанным с габаритными размерами. Очевидно, что в других устройствах для тиснения-формирования многослойных материалов, которые имеют другие конфигурации, устройство электромагнитной индукции может быть позиционировано по-другому, например, между точкой контакта с прижимным валиком 6 и зоной 10 захвата между валиками. Аналогичным образом, устройство 20 электромагнитной индукции (обозначено пунктирной линией на фиг. 1), взаимосвязанное с валиком 5 для тиснения, может быть альтернативно позиционировано между точкой контакта с прижимным валиком 7 и накатным валиком 16, или между точкой контакта с прижимным валиком 7 и зоной 12 захвата между валиками для формирования многослойных материалов, или между накатным валиком 16 и зоной 10 захвата между валиками. Выбор одного или нескольких из этих положений зависит от различных устройств для тиснения-формирования многослойных материалов, которые существуют на рынке и которые, следовательно, могут иметь различные конфигурации и расположения валиков.As shown in FIG. 1, the
С каждым электромагнитным индукционным устройством 19, 20 взаимосвязан соответствующий генератор или инвертор 23, 24, способный направлять подходящие токи в направлении к индукционному устройству для получения желаемого нагрева. В предпочтительной конфигурации изобретения, для регулирования желаемой температуры, т.е. рабочей температуры, на поверхности валиков 4, 5 для тиснения создаётся замкнутая система управления, состоящая по меньшей мере из одного датчика 21, 22 температуры любого типа, такого как термопары, пирометры, тепловизионные камеры или другое подходящее устройство, взаимосвязанное с соответствующим валиком, устройством 4, 5 для тиснения и подключенное к блоку 25 управления, который на основе соответствующего алгоритма управления управляет инвертором 23, 24 для того, чтобы стабилизировать желаемую температуру на внешней поверхности валиков 4, 5 для тиснения, как будет объяснено более подробно ниже. Блок управления может быть программируемым логическим контроллером (ПЛК, PLC), промышленным компьютером, микропроцессором, сетью компьютеров или любым другим подобным известным устройством.Associated with each
Генераторы 23, 24 могут быть инверторами, которые работают на определённой рабочей частоте, приблизительно на такой же, как резонансная частота электрической цепи, образованной электромагнитным индукционным устройством 19, 20 с выходом этого инвертора.
Регулирование рабочей температуры валика для тиснения, с которым взаимосвязано индукционное устройство, может происходить следующим образом. Индукционное устройство регулируется для обеспечения максимальной мощности. Эта мощность поддерживается до тех пор, пока не будет достигнута желаемая рабочая температура (или значение чуть ниже этой температуры, например по меньшей мере 3/4 от этой температуры). Затем активируется ПИД-регулятор (Пропорционально-Интегрально-Дифференциальный регулятор), взаимосвязанный с индукционным устройством и блоком 25 с целью поддержания постоянной температуры, т.е. регулирования и компенсации тепла, поглощаемого бумагой. Активируя ПИД-регулятор после достижения желаемой целевой температуры, можно получить более быструю продолжительность нагрева (по сравнению со случаем, когда ПИД-регулятор активируется с самого начала нагрева). На практике ПИД-регулятор регулирует мощность индукционного устройства таким образом, чтобы определяемая датчиком температура минус «целевая» температура (рабочая температура) была равна нулю или близка к нулю. Понятно, что возможны и другие типы регулирования температуры, отличающиеся от вышеупомянутого способа регулирования, не выходя за рамки задач изобретения.The operating temperature of the embossing roller, with which the induction device is connected, can be adjusted as follows. The induction device is adjustable to provide maximum power. This power is maintained until the desired operating temperature is reached (or just below that temperature, eg at least 3/4 of that temperature). Then, the PID controller (Proportional-Integral-Derivative controller) is activated, interconnected with the induction device and the
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения во время этапа нагревания, т.е. для повышения температуры валика 4, 5 для тиснения до рабочей температуры, валик для тиснения поддерживается на низкой скорости вращения. На этом этапе валик для тиснения может нагреваться в двух случаях: как тогда, когда на него намотан слой бумаги, так и в том случае, когда он полностью свободен от слоя бумаги. В первом случае прижимной валик предпочтительно является открытым, т.е. не соприкасается с валиком для тиснения, позволяя последнему вращаться, с трением о намотанную на него бумагу. В этом случае бумага не подаётся по направлению к станциям, расположенным ниже по ходу процесса, чтобы избежать выбрасывание большого количества бумаги.In preferred embodiments of the invention, during the heating step, i. to raise the temperature of the
Как схематично показано на фиг. 2 и фиг. 3, индукционное устройство 19, 20 может содержать одну катушку 26 из проводящего материала, такого как медь или другой подходящий материал, позиционируемую приблизительно параллельно оси 4X, 5X валика 4, 5 для тиснения. В других конфигурациях индукционное устройство 19, 20 может содержать более одной катушки.As shown schematically in FIG. 2 and FIG. 3, the
В одном варианте осуществления изобретения катушка 26 из проводящего материала может поддерживаться с помощью рамы 27, которая перемещается таким образом, чтобы она могла перемещать катушку 26 к внешней поверхности валика 4, 5 для тиснения, или от неё. В предпочтительном варианте осуществления, рама 27 поворачивается в соответствии со стрелкой f29 вокруг шарнира 29. Поворотное перемещение рамы 27 по направлению к валику для тиснения или от него может быть получено с помощью исполнительного механизма 28, соединённого с концом 27А рамы 27. Исполнительным механизмом 28 может быть пневматический поршень, управляемый с помощью электромагнитного клапана, не показан на фигуре, соединённого с блоком 25 управления. В этом случае, посредством выдвижения или втягивания штока поршня, индукционное устройство 19 можно соответственно перемещать от и к внешней поверхности валика 4, 5 для тиснения. В других вариантах осуществления исполнительный механизм 28 может быть электродвигателем.In one embodiment of the invention, the
Могут быть созданы другие альтернативные варианты осуществления изобретения для перемещения рамы 27, эквивалентные описанным выше. Например, рама 27 может быть установлена на скользящем блоке, скользящем по направляющей, чтобы перемещать раму 27 по направлению к валику 4, 5 для тиснения и от него с помощью исполнительного механизма, такого как пневматические поршни или электродвигатели.Other alternative embodiments of the invention for moving the frame 27 can be created, equivalent to those described above. For example, the frame 27 may be mounted on a slide block sliding along a guide to move the frame 27 towards and away from the
Положение катушки 26 предпочтительно является радиально симметричным относительно валика 4, 5 для тиснения, по меньшей мере, когда катушка 26 находится в рабочем положении, чтобы предотвратить сближение одной из двух проводящих ветвей, образующих катушку 26, более близко к валику 4, 5 для тиснения, чем к другому. В некоторых случаях две проводящие ветви катушки 26 остаются радиально симметричными также в положении, отличном от рабочего положения.The position of the
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения, таком как случай, показанный на фиг. 4, рама 27 в той части, которая поддерживает катушку 26, может быть сформирована с помощью элемента 27А концентратора электромагнитного потока, выполненным с возможностью более эффективного направления электромагнитного потока в сторону наружной поверхности валика. Концентратор 27А электромагнитного потока предпочтительно имеет Е-образную форму, полностью окружающую катушку 26, но оставляет свободной сторону, обращённую к валику 4, 5 для тиснения. Таким образом, уменьшается утечка электромагнитного потока и он концентрируется в направлении к внешней поверхности валика 4, 5 для тиснения, получая при том же нагреве меньшие токи для электропитания индукционного устройства. Концентратор 27А электромагнитного потока может быть выполнен из феррита или сформирован с помощью пакета непроводящих ток ферромагнитных пластин слоистой структуры, и вследствие своей высокой магнитной проницаемости он заставляет линии электромагнитного поля быть направленными в сторону свободной стороны катушки, обращённой к валику 4, 5 для тиснения. Концентратор электромагнитного потока может иметь и другие формы, например прямоугольную или С-образную, или другие формы. На фиг. 4 показано только сечение катушки 26 и концентратора 27А электромагнитного потока, который в предпочтительном варианте осуществления наматывается вокруг катушки по всей ее длине.In a particularly preferred embodiment of the invention, such as the case shown in FIG. 4, the frame 27 in the portion that supports the
В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство 1 для тиснения-формирования многослойных материалов может быть обеспечено одним или несколькими датчиками, не показанными на фигуре, для обнаружения обрыва бумаги и любого накопления слоёв V1, V2 на валиках 4, 5 для тиснения. Для этого могут использоваться видеокамеры, высокоскоростные видеокамеры, видеокамеры для видеонаблюдения, фотоэлементы, массивы фотоэлементов или лазерные датчики. В том случае, когда прижимные валики 6, 7 находятся рядом с соответствующими валиками 4, 5 для тиснения, сигнал накопления слоёв V1 или V2 может генерироваться воздушными поршнями, обнаруживающими пиковое давление на поршнях. Другими словами, накопление слоёв V1 или V2 вокруг валиков 4, 5 для тиснения увеличивает давление, оказываемое прижимным валиком 6, 7 и валиками 4, 5 для тиснения. Когда датчики обнаружения обрыва бумаги генерируют сигнал накопления в направлении к блоку 25 управления, к которому они подключены, этот блок управления немедленно управляет перемещением рамы 27 в сторону от валика 4, 5 для тиснения, чтобы предотвратить повреждение как валиков для тиснения, так и индукционного устройства, и переводит машину в аварийный режим.In a preferred embodiment of the invention, the embossing-laminating device 1 may be provided with one or more sensors, not shown in the figure, to detect paper breaks and any accumulation of layers V1, V2 on the
В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения для каждого цилиндра для тиснения можно использовать более одного индукционного устройства, чтобы получить как можно более равномерную температуру поверхности. В этом случае индукционные устройства могут получать электропитание от одного и того же инвертора, или каждое устройство от соответствующего инвертора, управляемого центральным блоком 25 управления в зависимости от температуры внешней поверхности валика 4, 5 для тиснения, определяемой датчиком или датчиками температуры.In particularly preferred embodiments of the invention, more than one induction device can be used for each embossing cylinder in order to obtain as uniform a surface temperature as possible. In this case, the induction devices may be powered by the same inverter, or each device by a respective inverter controlled by the
Индукционное устройство 19 может охлаждаться с помощью известных устройств. Например, хладагент может быть направлен для протекания внутри индукционного устройства 19, которое в этом случае может быть выполнено из медной трубы или другого токопроводящего материала.The
На рабочем этапе катушка 26 из проводящего материала питается переменным током I1, I2 и размещается в рабочей зоне на расстоянии d от наружной поверхности валика 4, 5 для тиснения. Это создаёт магнитное поле В, который изменяется во времени и проникает в самую наружную часть валика 4, 5 для тиснения, индуцируя вихревые токи Ip, которые, как объяснялось ранее, нагревают валик 4, 5 для тиснения благодаря эффекту Джоуля. Расстояние d может быть изменяемым для регулирования зазора и оптимизации магнитного потока, и может составлять 1 мм - 8 мм.At the working stage, the
В некоторых случаях можно использовать более одного датчика температуры, взаимосвязанного с одним цилиндром для тиснения, и, даже в более общем случае, для каждого цилиндра для тиснения можно использовать более одного датчика температуры различного типа, например, одну или несколько термопар, пирометры и/или тепловизионные камеры. В основном, датчики позиционируются снаружи от валика 4, 5 для тиснения, но в некоторых случаях эти датчики могут быть вставлены внутрь цилиндра. Например, несколько термопар могут быть позиционированы внутри валика 4, 5 для тиснения на разной глубине для контроля температуры валика в радиальном направлении, т.е. в направлении внутрь валика.In some cases, more than one temperature sensor may be used associated with one embossing cylinder, and even more generally, more than one different type of temperature sensor may be used for each embossing cylinder, for example, one or more thermocouples, pyrometers and/or thermal imaging cameras. Basically, the sensors are positioned outside the
Использование тепловизионной камеры может быть предпочтительным по сравнению с другими датчиками, поскольку оно способно обеспечить более полное представление о распределении температуры на поверхности валиков 4, 5 для тиснения. Например, тиснильные выступы могут находиться на более высоком значении температуры относительно нижней поверхности валиков для тиснения, или наоборот, и поэтому частоты токов I1, I2, электромагнитной индукции, подаваемые с помощью инверторов 23, 24 на индукционные устройства 19, 20, должны изменяться, и, в общем, соответствующим образом контролироваться. Вихревые токи, индуцируемые на внешней поверхности валиков 4, 5, для тиснения, генерируемые переменным во времени магнитным полем, имеют глубину проникновения внутрь валика, которая зависит от частоты намагничивания индукционных устройств 19, 20.The use of a thermal imaging camera may be preferred over other sensors as it can provide a more complete picture of the temperature distribution on the surface of the
Фактически, как известно, индуцированные вихревые токи рассчитываются по следующей формуле:In fact, as you know, induced eddy currents are calculated using the following formula:
где:Where:
Ip(x) - модуль плотности индуцированного вихревого тока, функция глубины проникновения,Ip(x) - induced eddy current density modulus, function of penetration depth,
I0 - модуль плотности тока для x = 0,I 0 - current density module for x = 0,
где:Where:
f - частота токов намагничивания,f - frequency of magnetizing currents,
µ0 - относительная проницаемость материала,µ 0 - relative permeability of the material,
σ - удельное сопротивление материала.σ is the resistivity of the material.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения температурный профиль внешней поверхности валика 4, 5 для тиснения может быть обнаружен, посредством выделения любых температурных различий между выступами 4P, 5P для тиснения и нижней поверхностью 4F, 5F, а также любых температурных аномалий между внешней поверхностью валика и самой внутренней частью валика 4, 5 для тиснения. В этом случае центральный блок 25 управления может управлять инверторами 23, 24 для изменения частоты и/или интенсивности электромагнитных индукционных токов I1, I2 и получения оптимального температурного профиля, то есть температурного профиля, при котором только внешняя поверхность валика для тиснения имеет желаемую температуру. Предпочтительно, рабочая частота может находиться в диапазоне 500 Гц - 100 кГц, предпочтительно 1 кГц - 100 кГц, ещё более предпочтительно 5 кГц - 100 кГц, более предпочтительно 10 кГц - 60 кГц, т.е. частоты, при которых индуцируются вихревые токи Is, преимущественно удерживаются на тиснильных выступах 4Р, 5Р.In preferred embodiments of the invention, the temperature profile of the outer surface of the
Как показано на фиг. 5A, при подаче на индукционное устройство 19 электромагнитных индукционных токов I1, I2 с рабочей частотой около 1000 Гц, можно получить распределение плотности мощности, которое преимущественно следует за внешней поверхностью SE одного из тиснильных выступов 4P, 5P. Другими словами, толщина S валика 4, 5 для тиснения, измеренная, начиная с внешней поверхности SE, содержит минимальное значение плотности мощности, равное, по меньшей мере, трём четвертям от максимального значения плотности мощности. Толщина S может варьироваться от одной десятой до пяти десятых миллиметра. В случае, показанном на фиг. 5А, толщина равна 0,4 мм и содержит минимальную плотность мощности, равную примерно трём пятым от максимального значения плотности мощности.As shown in FIG. 5A, by supplying the
На фиг. 5В показан пример, в котором индукционное устройство 19 питается электромагнитными индукционными токами I1, I2 с рабочей частотой около 10000 Гц. В этом случае вихревые токи и, следовательно, распределение плотности мощности в основном следуют внешней поверхности SE и, следовательно, её профилю. В этом случае при толщине S, равной примерно 0,1 мм, минимальная плотность мощности равна одной трети максимального значения плотности мощности.In FIG. 5B shows an example in which the
Другими словами, при использовании частот, например, более 500 Гц и, более предпочтительно, превышающих 5 кГц, по меньшей мере 50% или более плотности тока удерживается в толщине 0,5 мм. С помощью увеличения частоты возможно ограничивать 60%, или даже 70%, или более толщиной 0,4 мм или менее.In other words, when using frequencies greater than 500 Hz, for example, and more preferably greater than 5 kHz, at least 50% or more of the current density is retained within the 0.5 mm thickness. By increasing the frequency, it is possible to limit to 60% or even 70% or more with a thickness of 0.4 mm or less.
Два проиллюстрированных примера относятся к примерам, показывающим, как индуцированные вихревые токи Is предпочтительно должны циркулировать вблизи внешней поверхности SE валиков 4, 5 для тиснения. Другими словами, они должны в основном удерживаться в ограниченной толщине S валика для самой внешней части валиков устройства 4, 5 тиснения. Предпочтительно, распределение плотности мощности является таким, чтобы можно было учитывать индуцированные вихревые токи Is преимущественно на выступах 4P, 5P для тиснения, а также на нижней поверхности, т.е. наружной поверхности валика, разделяющей каждый выступ 4Р, 5Р для тиснения.The two illustrated examples refer to examples showing how the induced eddy currents Is should preferably circulate near the outer surface SE of the
В других вариантах осуществления изобретения, которые также могут быть функцией рисунка для тиснения, т.е. размера, формы и распределения выступов 4P, 5P для тиснения, устройство 1 для тиснения-формирования многослойных материалов можно регулировать таким образом, чтобы поддерживать выступы 4P, 5P для тиснения при более высокой температуре относительно нижней поверхности 4F, 5F. Предпочтительно, блок 25 управления управляет инверторами 23, 24, чтобы поддерживать только очень небольшую толщину S поверхности при желаемой температуре, чтобы уменьшить энергию, необходимую для нагревания, и получить быстрое охлаждение внешней поверхности валика 4, 5 для тиснения.In other embodiments of the invention, which may also be a function of the embossing pattern, i.e. size, shape and distribution of the
Устройство для тиснения может содержать систему 30 охлаждения (например, показанную на фиг. 1) для валика 4, 5 для тиснения, с которым взаимосвязано индукционное устройство 19, 20. Эта система 30 охлаждения выполнена с возможностью охлаждения нагретого валика для тиснения во время остановок машины в случае, когда оператору требуется работать вблизи горячего валика для тиснения. Доступ к машине разрешается только в безопасных условиях: все валики должны быть остановлены, все тормоза должны быть активированы, а в случае горячего валика температура не должна превышать заданную температуру.The embossing device may include a cooling system 30 (for example, shown in Fig. 1) for the
Система 30 охлаждения может содержать устройство для испускания охлаждающего воздуха в направлении к охлаждаемому валику для тиснения, состоящее, например, из охлаждающего устройства типа воздушного ножа (т.е. распределителя с соплом с удлинённой прорезью, который испускает воздушный поток с вытянутым, т.е. линейным, фронтом испускания, предпочтительно равным, по меньшей мере, осевой длине охлаждаемого валика для тиснения), или в охлаждающем устройстве типа вихревой трубки, также известном под названием Вихревая трубка Ранка-Хильша (Ranque-Hilsch).The
Иными словами, когда устройство для тиснения должно быть остановлено для производственных нужд и, следовательно, не вследствие неисправности, неправильной работы, технического обслуживания и подобной причины, которые требуют работы оператора вблизи валиков для тиснения, снижение степени нагрева валика для тиснения должно быть предотвращено, и поэтому индукционное устройство поддерживается в рабочем состоянии для нагрева валика (или валиков). Если бы он был полностью остановлен, то нагревалась бы только его часть, обращённая к индукционному устройству, с явным неравномерным расширением и недопустимым локальным перегревом. Этот дефект неравномерного нагревания может привести к дисбалансу и вибрациям валиков, как только устройство для тиснения возвращается к работе, что приведёт к низкому качеству тиснения на бумаге и к риску сбоев или снижению производительности, поскольку линия должна работать на более низкой скорости до тех пор, пока валик снова не нагреется до равномерного распределения тепла. Следовательно, во время остановок, когда требуется, чтобы устройство для тиснения снова запускалось в течение короткого времени, валик для тиснения (или оба валика для тиснения) должен поддерживаться равномерно нагретым до желаемой температуры. Для этого сначала необходимо уменьшить мощность питающих токов индукционного устройства (или индукционных устройств), так как при остановленной линии количество тепла больше не вычитается вследствие поглощения бумагой. Во-вторых, валик для тиснения (или валики для тиснения) должен продолжать вращаться, чтобы индукционное устройство могло продолжать поддерживать равномерный нагрев валика. Чтобы поддерживать вращение валика для тиснения без разрыва бумаги, соответствующий прижимной валик должен быть отодвинут на соответствующую величину и, при необходимости, натяжение бумаги вокруг прижимного валика и валика для тиснения должно быть немного ослаблено. Таким образом, валик для тиснения может вращаться с очень низкой скоростью, при этом бумага продолжает наматываться на него. Трение между бумагой и валиками очень низкое и не создаёт проблем или разрывов слоёв. Практически, с помощью этой процедуры можно заставить слои бумаги тереться о внешнюю поверхность валиков для тиснения без разрыва. Естественно, в случае более чем одного валика для тиснения и прижимного валика, как в примере, показанном на чертежах, эта логика применяется ко всем валикам.In other words, when the embossing apparatus is to be stopped for production purposes, and therefore not due to malfunction, malfunction, maintenance, and the like, which require the operator to work near the embossing rollers, a decrease in the heating degree of the embossing roller must be prevented, and therefore, the induction device is maintained in operation to heat the roller (or rollers). If it were completely stopped, then only its part facing the induction device would heat up, with a clear uneven expansion and unacceptable local overheating. This uneven heating defect can lead to imbalance and vibrations of the rollers as soon as the embosser is returned to work, resulting in poor quality embossing on paper and risk of failure or reduced productivity, since the line must run at a lower speed until the roller will not heat up again until the heat is evenly distributed. Therefore, during stops when the embosser is required to start up again within a short time, the embossing roller (or both embossing rollers) must be kept evenly heated to the desired temperature. To do this, it is first necessary to reduce the power of the supply currents of the induction device (or induction devices), since when the line is stopped, the amount of heat is no longer subtracted due to absorption by the paper. Secondly, the embossing roller (or embossing rollers) must continue to rotate so that the induction device can continue to maintain uniform heating of the roller. In order to keep the rotation of the embossing roller without tearing the paper, the corresponding pressure roller must be retracted by an appropriate amount and, if necessary, the tension of the paper around the pressure roller and the embossing roller must be slightly loosened. Thus, the embossing roller can rotate at a very low speed while the paper continues to wind around it. The friction between the paper and the rollers is very low and does not cause problems or layer breaks. In practice, with this procedure it is possible to make layers of paper rub against the outer surface of the embossing rollers without tearing. Naturally, in the case of more than one embossing roller and pressure roller, as in the example shown in the drawings, this logic applies to all rollers.
Подводя итог, можно сказать, что при остановленном устройстве для тиснения: 1) прижимные валики (как прижимные, так и, по необязательному выбору, валики для формирования многослойных материалов) перемещаются в направлении от валиков для тиснения, чтобы высвободить бумагу из валиков для тиснения и уменьшить натяжение/тяговое усилие в отношении бумаги, 2) вращение валика для тиснения, нагретого с помощью индукции, поддерживается на низкой скорости, 3) на индукционное устройство подаётся мощность, необходимая для поддержания температуры приблизительно постоянной и равной рабочей температуре, или немного ниже, например 3/4 рабочей температуры или, в любом случае, в заданном температурном диапазоне около рабочей температуры, то есть температуры процесса тиснения (устанавливается в зависимости от типа процесса тиснения). Например, при заданном значении H в качестве значения рабочей температуры, этот диапазон находится между значениями температуры, равными H+1/4xH и H-1/4xH.In summary, with the embosser stopped: 1) the pressure rollers (both the pressure rollers and optionally the laminate rollers) move away from the embossing rollers to release the paper from the embossing rollers, and reduce paper tension/pull, 2) the rotation of the induction heated embossing roller is maintained at low speed, 3) the inductive device is supplied with the power necessary to maintain the temperature approximately constant and equal to the operating temperature, or slightly lower, for example 3/4 of the operating temperature or, in any case, within a given temperature range around the operating temperature, i.e. the temperature of the embossing process (set depending on the type of embossing process). For example, given H as the operating temperature value, this range is between H+1/4xH and H-1/4xH.
Низкая скорость вращения валика для тиснения может означать скорость ниже, чем значение, равное одной десятой рабочей скорости валика во время этапа тиснения, и более предпочтительно ниже, чем значение, равное одной двадцатой рабочей скорости, и ещё более предпочтительно - вращение при тангенциальной скорости валика для тиснения в диапазоне от 1 м/мин до 10 м/мин.A low rotation speed of the embossing roll may mean a speed lower than one tenth of the operating speed of the roll during the embossing step, and more preferably lower than a value equal to one twentieth of the operating speed, and even more preferably rotating at a tangential speed of the roll for embossing in the range from 1 m/min to 10 m/min.
Аналогичным образом, когда требуется охлаждение нагретых валиков для тиснения: 1) прижимные валики (как прижимные, так и, по необязательному выбору, валики для формирования многослойных материалов) перемещаются в направлении от валиков для тиснения, чтобы высвободить бумагу из валиков для тиснения и уменьшить натяжение/тяговое усилие в отношении бумаги, 2) вращение валика для тиснения поддерживается на низкой скорости, 3) индукционное устройство выключено. Таким образом, вращение валика для тиснения на низкой скорости позволяет всей его внешней поверхности последовательно и многократно вступать в контакт с системой 30 охлаждения, чтобы сократить время охлаждения и получить равномерное охлаждение на всей поверхности валика для тиснения.Similarly, when cooling of the heated embossing rolls is required: 1) the pressure rolls (both pressure rolls and optionally laminated rolls) are moved away from the embossing rolls to release paper from the embossing rolls and reduce tension /paper pull, 2) the rotation of the embossing roller is kept at low speed, 3) the induction device is turned off. Thus, rotating the embossing roll at low speed allows its entire outer surface to consistently and repeatedly come into contact with the
Таким образом, устройство для тиснения содержит средства остановки машины, которые позволяют перемещать валик для тиснения и прижимной валик и/или валик для формирования многослойных материалов друг от друга, и которые позволяют валику для тиснения вращаться с низкой скоростью. Эти средства относятся к известному типу и подробно не описываются, при этом они могут, например, содержать механизмы относительного перемещения или устройства осей валика для тиснения и прижимного валика и/или устройства для формирования многослойных материалов, в результате чего между валиками нет давления или ограниченного давления. С этими средствами может быть взаимосвязано устройство охлаждения валика для тиснения и программа для работы индукционного устройства, обращённого к валику для тиснения, вращающемуся с низкой скоростью.Thus, the embossing device comprises means for stopping the machine which allows the embossing roller and the pressure roller and/or the laminated roller to be moved away from each other and which allows the embossing roller to rotate at low speed. These means are of a known type and are not described in detail, but may, for example, comprise relative movement mechanisms or embossing and pressure roller axes and/or laminating devices so that there is no pressure or limited pressure between the rollers. . An embossing roller cooling device and a program for operating an induction device facing the embossing roller rotating at low speed can be associated with these means.
Аналогичным образом, когда валик или валики для тиснения необходимо нагреть от комнатной температуры до рабочей температуры: 1) валик для тиснения вращается с низкой скоростью, 2) на индукционное устройство подаётся электропитание. На этом этапе слой бумаги может быть намотан или не намотан вокруг валика для тиснения. Если бумага намотана на него, прижимной валик предпочтительно остаётся открытым, т.е. не контактирует с нагреваемым валиком для тиснения.Similarly, when the embossing roller or rollers need to be heated from room temperature to operating temperature: 1) the embossing roller rotates at low speed, 2) the induction device is energized. At this stage, the layer of paper may or may not be wound around the embossing roller. If paper is wound on it, the pressure roller preferably remains open, i.e. does not come into contact with the heated embossing roller.
Описанные выше варианты осуществления изобретения относятся к типу устройства для тиснения-формирования многослойных материалов, которое было взято в качестве неограничивающего примера изобретения. Фактически, специалистам в данной области техники известно, что существует множество различных типов устройств для тиснения-формирования многослойных материалов, которые могут различаться по количеству валиков для тиснения, их расположению и, естественно, по типу обработки, которую они выполняют на слоях бумаги, не отступая от принципов, концепций и идей настоящего изобретения. Например, изобретение также может быть применено к устройству для тиснения, которое содержит только один валик для тиснения и поэтому не требует устройства для соединения слоёв.The above-described embodiments of the invention relate to a type of embossing-laminating apparatus, which has been taken as a non-limiting example of the invention. In fact, it is known to those skilled in the art that there are many different types of embossing-laminator devices, which can differ in the number of embossing rollers, their arrangement, and, of course, the type of processing they perform on the layers of paper without departing from the principles, concepts and ideas of the present invention. For example, the invention can also be applied to an embossing device that contains only one embossing roller and therefore does not require a ply bonding device.
Варианты осуществления, описанные выше и проиллюстрированные на чертежах, подробно обсуждались как примеры вариантов осуществления изобретения. Специалистам в данной области техники будет понятно, что возможны множество модификаций, вариантов, добавлений и исключений без отклонения от принципов, концепций и идей настоящего изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, объем изобретения должен быть определён исключительно на основе самого широкого толкования прилагаемой формулы изобретения, включающей в себя эти модификации, варианты, добавления и исключения. Термин «содержать» и его производные не исключают наличия дополнительных элементов или этапов помимо тех, которые конкретно указаны в данном пункте формулы изобретения. Термин «а» или «an», предшествующий элементу, средству или характеристике пункта формулы изобретения, не исключает наличия множества этих элементов, средств или характеристик. Когда в заявке на устройство перечислено множество «средств», некоторые или все из этих «средств» могут быть реализованы с помощью одного компонента, элемента или конструкции. Указание данных элементов, характеристик или средств в отдельных зависимых пунктах формулы изобретения не исключает возможности сочетания упомянутых элементов, характеристик или средств друг с другом. Когда в заявке на способ перечислена последовательность этапов, последовательность, в которой перечислены эти этапы, не является обязательной, и может быть изменена, если конкретная последовательность не указана как обязательная. Любые ссылочные номера в прилагаемой формуле изобретения предназначены для облегчения прочтения формулы изобретения со ссылкой на описание и чертёж, и не ограничивают объем охраны, представленный формулой изобретения.The embodiments described above and illustrated in the drawings have been discussed in detail as examples of embodiments of the invention. Those skilled in the art will appreciate that many modifications, variations, additions and deletions are possible without deviating from the principles, concepts and teachings of the present invention as defined in the appended claims. Therefore, the scope of the invention is to be determined solely on the basis of the broadest interpretation of the appended claims, including such modifications, variations, additions and exclusions. The term "comprise" and its derivatives do not exclude the presence of additional elements or steps beyond those specifically identified in this claim. The term "a" or "an" preceding an element, means, or characteristic of a claim does not exclude the presence of a plurality of these elements, means, or characteristics. When multiple "features" are listed in a device application, some or all of these "features" may be implemented by a single component, element, or structure. The indication of these elements, characteristics or means in separate dependent claims does not exclude the possibility of combining the mentioned elements, characteristics or means with each other. When a sequence of steps is listed in a method application, the order in which those steps are listed is not mandatory, and may be changed if a particular sequence is not specified as mandatory. Any reference numbers in the appended claims are intended to facilitate the reading of the claims with reference to the description and the drawing, and are not intended to limit the scope of protection contemplated by the claims.
Claims (60)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000007741 | 2020-04-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2795553C1 true RU2795553C1 (en) | 2023-05-05 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6694873B1 (en) * | 1999-06-18 | 2004-02-24 | Holographic Label Converting, Inc. | Microembosser for faster production of holographic labels |
| JP2007136861A (en) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Daio Paper Corp | Embossing roll |
| CN205685828U (en) * | 2016-04-18 | 2016-11-16 | 广西真龙实业有限责任公司 | A kind of dandy roll protection device |
| WO2018229676A1 (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | GAMBINI S.p.A. | Device for micro-embossing of paper and paper processing line comprising said device |
| JP2019162789A (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | コニカミノルタ株式会社 | Embossment processing method and embossment processing system |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6694873B1 (en) * | 1999-06-18 | 2004-02-24 | Holographic Label Converting, Inc. | Microembosser for faster production of holographic labels |
| JP2007136861A (en) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Daio Paper Corp | Embossing roll |
| CN205685828U (en) * | 2016-04-18 | 2016-11-16 | 广西真龙实业有限责任公司 | A kind of dandy roll protection device |
| WO2018229676A1 (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | GAMBINI S.p.A. | Device for micro-embossing of paper and paper processing line comprising said device |
| JP2019162789A (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | コニカミノルタ株式会社 | Embossment processing method and embossment processing system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN218749652U (en) | Embossing device | |
| TWI521119B (en) | Industrial fabric for producing tissue and towel products, and method of making thereof | |
| KR970005625B1 (en) | Dynamic mechanical bonding method and apparatus | |
| CN110914048B (en) | Device for micro-embossing of paper and paper processing line comprising such a device | |
| US20070069428A1 (en) | Ultrasonic scoring for a web | |
| RU2795553C1 (en) | Method and device for heating embossing roller in device for embossing and forming multilayer materials | |
| GB2484267A (en) | Ultrasonic welding using helical anvil | |
| CN108883543A (en) | For being syncopated as the segmenting device, the laminating machine with segmenting device and method for being syncopated as at least one segmentation from web of material of segmentation from web of material | |
| RU2803225C1 (en) | Method and device for heating embossing roller in device for embossing and forming multilayer materials | |
| WO2014088501A1 (en) | Flatbed applicator and a method for joining or laminating flat substrates | |
| WO2023280722A1 (en) | Embossing device with at least one heated embossing roller, and method | |
| CN103609196B (en) | Induction heating actuating coil | |
| CN219988626U (en) | Stamping machine | |
| KR100812294B1 (en) | Perforating or embossing apparatus for sheet material | |
| KR101755209B1 (en) | Apparatus for manufacturing panel by pressing and fusing waste fiber | |
| JP7471559B1 (en) | Sheet vacuum laminating equipment | |
| CN110461742B (en) | Method for threading a fiber web and reel-up for carrying out the method | |
| JPH0655675A (en) | Single-faced corrugated board producing machine | |
| JP3509801B2 (en) | Corrugated sheet warpage prevention device | |
| BG66012B1 (en) | Device for welding of a multilayer foil part to a plastic part |