砑光機的製作方法

2023-06-13 03:03:31

專利名稱：砑光機的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於捲紙、捲紙板等的砑光機，更具體地說，涉及具有與卷料一起穿過壓隙的環形、可壓縮、彈性砑光帶的砑光機。
在製造時對紙或紙板進行砑光以增加其光滑度和光澤度。對很多印刷紙來說，為取得較高的印刷質量砑光是必要的。對有塗層的紙和無塗層的紙都需要進行砑光。
可以在造紙機或制板機的乾燥段之後直接作聯機砑光。在某些結構中，在乾燥段終端對捲紙進行砑光。通常採用的聯機砑光機至少具有一個位於兩個硬輥之間的壓隙。
砑光也可以脫機進行，也就是基本上脫離造紙機或制板機進行，這時通常採用所謂的高度砑光機，這是由數量較多、上下垂直疊置的輥子構成的。一般來說，在高度砑光機內硬輥和軟輥相間設置，卷料在硬輥上運行的一側取得光澤度上的提高。如果在高度砑光機的中部改變其硬輥和軟輥的相對位置就可使捲紙處理得更加均勻。
在聯機砑光中也開展過帶彈性輥的砑光機(「軟砑光」)。因此，軟砑光機可在造紙機或制板機之後作聯機布置，軟砑光機一般具有數量較少的輥子。在軟砑光中，壓隙是在加熱的鋼輥和與之配合的彈性輥如塗有聚合體的輥子之間形成的。加熱使卷料在壓隙中軟化，這對紙來說，為了使其在數量較少的輥子下具有足夠的光滑度和光澤度是很必要的。在軟砑光機中輥子的彈性使壓隙擴展，從而在軟砑光機內產生較平緩的壓力脈衝，使壓力與聯機砑光機相比受到有利的限制。
一般都了解，如EP-A1-0361402中圖1、2所示，用僅帶硬輥的聯機砑光機以及用帶一加熱的硬輥和一軟輥的砑光機所取得的結果是有明顯差異的。硬輥聯機砑光機使卷料受砑具有恆定的厚度，但也帶有不應有的密度變化，因為較高的局部壓力脈衝使卷料較厚的部分受到相對較強的壓縮。而軟砑光機使卷料具有較均勻的密度，但卻留下了不平度，也就是厚度不勻；光澤度較差。
EP-A1-0361402提出在軟砑光機內用單獨分開的砑光帶構成壓隙的彈性側，皮帶相對較長，繞輥子環行而在壓隙以外與輥子周邊脫開。這樣，捲紙或捲紙板在壓隙中夾在彈性環形帶和硬輥之間。採用這種結構，在壓隙內用加熱的硬輥加熱砑光帶，在其閉環的回程中使其冷卻。
DE3632692公開的彈性砑光帶是與需砑光的捲紙或捲紙板一起穿過壓隙的，例如，在高度砑光機內與卷料一起繞一硬輥和另一與之平行的輥子環行。
為在軟砑光機內進一步擴展壓隙以便進一步降低壓力脈衝的最高壓力，US5,163,364提出在軟砑光機中採用大體上類似於造紙機或制板機加壓段中的塊體加壓結構。這種軟砑光機具有擴展的壓隙，這是在旋轉、加熱的硬輥和大體上固定的配接凹面支承件之間形成的，捲紙或捲紙板與一加壓環形帶一起穿過壓隙，皮帶在壓隙內位於卷料和支承件之間。砑光帶與加壓段的塊體加壓相同繞支承件或「塊體」環形而在其塊體一側是無滲透性的。在US5,163,364中無有關砑光帶方面的具體說明。
WO94/05835提出另一種砑光機的示例，用於軟砑光而具有在旋轉輥和壓塊之間形成的擴展的壓隙。
DE4322322公開的另一種已知的用於砑光機的環形砑光帶採用不對稱的結構，其捲紙側的粗糙度大體上低於另一側。
US4,552,620公開的用於軟砑光的砑光帶是用傳統的編織纖維基體或芯體經浸漬製成的，這是在其一側或兩側用一般為聚氨酯的合適浸漬料浸漬到所需厚度製成的。
以上所述已知砑光技術中普遍存在的問題是難以在光滑光澤度和恆定密度之間予以兼顧。此外，總的來說，往往在砑光處理中在捲紙內產生不應有的厚度變化。換言之，如果將捲紙不平整表面層的厚度示為Δ而其餘部分厚度示為T，則一般是力求消除Δ而保持T不變。就目前砑光技術來說，往往須根據砑光的紙或紙板預期用途選取兩個中的一個參數。例如，這裡考慮的是在砑光的紙或紙板上印刷一圖象的問題。捲紙由於砑光不妥造成的質地不勻或粗糙會產生看起來很差的圖象，但，另一方面，捲紙密度不均會產生圖象在著色或顏料吸收方面很不規則，這也會損害圖象。
確實，如上述EP0361402所述，為抵消局部峰值負荷，曾試圖採用彈性、可壓縮的砑光帶以便在壓隙內卷料上取得更均勻的負荷分布，皮帶的彈性使皮帶在壓隙內可隨從卷料的表面粗糙度。但這一技術的一個問題如EP0361402中所述在於如果皮帶太軟，就會在砑光帶中產生彈性變形，這顯然會縮短其使用奉命，但如果皮帶太硬，就不能隨從卷料的表面粗糙度。
本發明總的目的是提供一種砑光機，與上述已知砑光技術相比，可在降低壓隙中壓力的同時取得更光滑更光澤的產品，並取得較目前砑光技術更均勻的密度。
本發明的這一目的和其他目的可通過所附權利要求1所述砑光機實現。
這樣，本發明提供一種砑光機，用於造紙或制板作業，這種砑光機至少具有一個壓隙；一環形砑光帶，砑光帶具有一芯體、一粘結在芯體上的可壓縮的彈性材料；和一捲紙或捲紙板，此卷料與皮帶一起穿過壓隙而可在製造作業中提前取得完全的或基本上完全的脫水。本發明新穎突出的特點是砑光帶在其厚度方向上在芯體貼近卷料的一側具有第一硬度，在芯體的另一側具有高於第一硬度的硬度，第一硬度在相對於卷料的選擇上使砑光帶與卷料接觸的表面在壓隙內可具有與卷料表面上不平度相適配的形狀。
本發明砑光機的第一個優點是在使材料具有足夠的可壓縮性而使砑光帶隨從卷料不平度以及使材料具有足夠的硬度而使皮帶特別是在卷料高速運行時具有滿意的壽命這兩者之間不存在兼顧的問題。
以上這一優點不論是本發明砑光機壓隙是在兩個旋轉輥之間形成的還是在一旋轉輥和一大體上固定的凹形支承件之間形成而是擴展的都無例外。在這兩種情況下，承受最大機械作力和最大磨損的是砑光帶背向卷料的一側，這一側以下稱之為砑光帶的加壓側。因此，可使本發明砑光帶的加壓側具有足夠的硬度而具有滿意的壽命，與此同時，對皮帶的另一側選用相當紙的硬度，這一側以下稱之為砑光帶的卷料側。
本發明也適用於具有兩個輥子的軟砑光機內砑光帶用作輥子覆蓋層的情況。
本發明另一顯著的優點是對砑光帶在壓隙內的性能、與整個厚度上只有一種硬度的砑光帶相比、可作更準確的控制。
上述皮帶卷料側較低的第一硬度和上述皮帶加壓側較高的第二硬度在相對於卷料不平度進行選定時應使第二硬度在皮帶加壓側經過壓隙時不致在皮帶加壓側產生任何相應的變形。換言之，所述較高的第二硬度應始終足以使砑光帶在卷料不平度受到皮帶較軟卷料側的補償時在壓隙內具有恆定均勻的耐力。因此，可以看出，本發明砑光機同時呈現出傳統軟砑光機和傳統聯機砑光機的有利特點。
應該強調的是整個卷料側的硬度低於整個加壓側的硬度。但具體來說，本發明也適用於以下兩種情況，即，部分卷料側可以具有較該側其餘部分更高的硬度以及部分加壓側可以具有較該側其餘部分更低的硬度。
例如，砑光帶與卷料側接觸的表面可具有較上述第一硬度更高的硬度，這時，硬表面層應相當薄而軟，使卷料的不平度可透過表面層「擴展」而通過卷料側下面較軟部分的適配作用得到補償。
此外，砑光帶在卷料側位於卷料和用以補償卷料不平度的較軟部分之間一定部位具有在運動方向和橫向上擴展性較低的阻擋層。這樣，皮帶上由卷料側受壓縮引起的運動方向和橫向剪切動作受阻或至少部分地受阻而不致產生不應有的作用在卷料接觸面纖維上的剪切力。
砑光帶卷料側的硬度應在肖氏硬度A的75-91範圍內，通常最好在肖氏硬度A的80-91範圍內。卷料側厚度方向上的硬度則始終應低於加壓側在厚度方向上的硬度。卷料側和加壓側可用不同材料構成。此外，最好使卷料側的厚度大於加壓側厚度。
砑光帶卷料側可在厚度方向上具有連續的或不連續的硬度梯度，此梯度可以是正的或負的，這取決於其用途。這種硬度梯度舉例來說可通過由硬度不同的若干層構成的卷料側取得。
至於砑光帶的表面結構，加壓側在旋轉輥上應具有足夠的摩擦性能，如果採用加壓塊則應採用足夠的滑油膜層。卷料側表面就較細，但應具有足夠的摩擦作用以免在運動方向上產生相對運動。這可在皮帶卷料側頂面上採用增加摩擦的面層。
本發明砑光機壓隙作用在卷料上的平均壓力最好高於此前加壓和乾燥中其他壓隙作用在卷料上的平均壓力，最好高於4MPa，一般在6-20MPa範圍內。
加熱的輥子可具有大於200℃的溫度。卷料加熱側的加熱深度不應超過6-15μm，使按體積計算的平均溫度不致下降。
本發明的這些和其他特點載於所附權利要求書中。
現就本發明的兩個實施例按


如下，圖中相同部件具有相同的標號。
圖1A示出本發明具有兩個旋轉輥的砑光機第一實施例。
圖1B為圖1A砑光機壓隙的剖面放大圖。
圖2A示出本發明具有一旋轉輥和一加壓塊的砑光機第二實施例。
圖2B為圖2A砑光機擴展的壓隙剖面放大圖。
圖3為可在圖1A或圖2A砑光機中採用的砑光帶剖面圖。
圖1A、1B示出的本發明砑光機具有兩個旋轉輥10、12，其中形成一壓隙14。輥12較硬而是加熱的。經先後脫水處理(加壓和乾燥)、有敷層或無敷層的捲紙或捲紙板16穿過壓隙14。如有敷層則敷層側面向硬輥10。如圖1B所示，卷料在穿過壓隙14前具有不平整的表面18、20。
砑光機還具有繞下輥12作脫開環行(未示出)的砑光帶30。砑光帶30具有芯體32，芯體用虛線示出，具有一或多層編織結構、一或幾個方向上非編織的纖維結構或其他結構如連續的按一定圖型穿孔的多層結構。
如圖1B所示皮帶的總厚度由兩部分厚度tb降tp構成(b表示卷料側，p表示加壓側)。帶30面向卷料16、也就是圖中在芯體32上面的部分34稱作卷料側而具有厚度tb，帶30背向卷料16、也就是在芯體32下面的部分36稱作加壓側。如上所述，按本發明卷料側34的硬度低於加壓側36的硬度而在相對於卷料16的不平度20進行選定時應使卷料側34的表面在壓隙中與不平部分20作彈性的形狀適配如圖1B中標號38所示。
卷料側34的硬度舉例來說在肖氏硬度A的75-91範圍內，加壓側36的硬度無論如何應大體上對應於傳統加壓帶在加壓段作塊體加壓時的硬度。
卷料16大體上只是在其圖1A、1B所示頂側、也就是在其面向加熱硬輥10一側受砑光處理如圖中在壓隙出口側的光滑頂側18′所示。卷料16下側的不平度20大體上仍保持不變，但如果使卷料16通過下一個類似但翻轉的砑光步驟(未示出)就可予以消除。
此外，圖1A、1B實施例可呈現出本發明在說明書前言部分中所述一或幾個特點。
在圖2A、2B所示本發明砑光機第二實施例中、壓隙14由加熱的硬輥10和對置的大體上固定的加壓塊40構成，加壓塊由固定梁(未示出)支承。砑光帶30繞加壓塊40環行如標號42所示。減少摩擦的要求通過已知的加壓塊40上的滑油膜層取得，在這種情況下，帶30必須是無滲透性的。此外，圖2A、2B實施例大體上具有與圖1A、1B實施例相同的特點。
此外，圖2A、2B實施例呈現出本發明在說明書前言部分中所述一或幾個特點。
圖3所示砑光帶30可用於上述砑光機。在此圖中，帶30的卷料側34由三層34a、34b、34c構成。三層中最厚一層34a貼近芯體32而具有前述較低硬度，使卷料側34與卷料16不平部分20作形狀上的適配。這一補償層34a舉例來說可由聚氨酯構成而其厚度在肖氏硬度A的75-91之間。
中間層34b為較薄的阻擋層，具有在運動方向和橫向上較低的擴展性、使厚層34a在運動方向和橫向上的移動不致在卷料16的纖維上產生引起不平度的剪切力。
表面層34c也較薄而硬，但具有撓性，用以防止帶30卷料側34的摩擦。表面層34c也可以是增強摩擦的面層如橡膠層。
權利要求
1.一種用於造紙和制板作業的砑光機，至少具有一個壓隙(14)；一環形砑光帶(30)，砑光帶具有一芯體(32)和一與芯體(32)粘結的可壓縮彈性材料；和一捲紙或捲紙板(16)，此卷料與皮帶(30)一起穿過壓隙(14)而可在製造作業中提前取得完全的或基本上完全的脫水，其特徵是砑光帶(30)在其厚度方向上在芯體(32)貼近卷料(16)稱作卷料側的一側(34)具有第一硬度，在稱作加壓側的總體(32)另一側(36)具有高於第一硬度的硬度，所述第一硬度在相對於卷料(16)的選擇上使砑光帶(30)與卷料(16)接觸的表面(38)在壓隙(14)內可具有與卷料(16)表面(20)上不平度相適配的形狀。
2.按照權利要求1所述砑光機，其特徵是所述第一硬度在肖氏硬度A的75-91範圍內。
3.按照權利要求2所述砑光機，其特徵是所述第一硬度在肖氏硬度A的80-91範圍內。
4.按照以上任一權利要求所述砑光機，其特徵是砑光帶(30)的卷料側(34)在其厚度方向上具有一硬度梯度。
5.按照權利要求4所述砑光機，其特徵是砑光帶(30)卷料側的所述硬度梯度是通過由硬度不同的幾層構成的卷料側(34)取得的。
6.按照權利要求1所述砑光機，其特徵是壓隙(14)作用在卷料(16)上的平均壓力高於任何在所述製造作業中先期進行加壓和乾燥時作用在卷料(16)上的平均壓力，最好高於4Mpa。
7.按照以上任一權利要求所述砑光機，其特徵是所述可壓縮的彈性材料大體上為無孔的。
8.按照以上任一權利要求所述砑光機，其特徵是砑光帶(30)具有與卷料(16)接觸的較薄的面層(34c)，面層的硬度高於所述第一硬度，但所述硬表面層(34c)具有足夠的撓性以免阻礙與卷料(16)表面上的不平度作前述形狀上的適配。
9.按照以上任一權利要求所述砑光機，其特徵是砑光帶(30)在其卷料側(34)內在卷料(16)和使卷料側(34)與卷料(16)不平度作形狀上適配的較軟部分之間的一定部位具有一阻擋層(34b)，阻擋層具有在運動方向和橫向上較低的擴散性以免由於皮帶(30)卷料側(34)在運動方向和橫向上由壓縮卷料側(34)造成的剪切運動在接觸面上產生不應有的作用在卷料(16)纖維上的剪切力。
10.按照以上任一權利要求所述砑光機，其特徵是砑光帶(30)具有一與卷料(16)接觸的增強摩擦的面層(34c)以免在砑光帶(30)和卷料(16)之間產生相對的運動方向上的滑動。
11.按照以上任一權利要求所述砑光機，其特徵是粘結在砑光帶(30)芯體(32)上的彈性可壓縮材料是無滲透性的。
12.按照以上任一權利要求所述砑光機，其特徵是砑光帶(30)的卷料側(34)厚於其加壓側(tb＞Tp)。
13.按照以上任一權利要求所述砑光機，其特徵是砑光帶(30)的芯體(32)與皮帶(30)其餘部分相比，在運動方向和橫向上具有較低的擴展性。
14.按照以上任一權利要求所述砑光機，其特徵是芯體(32)在運動方向和橫向上大體上具有相同的擴展性。
15.按照以上任一權利要求所述砑光機，其特徵是在兩個旋轉輥(10、12)之間形成壓隙(14)。
16.按照權利要求15所述砑光機，其特徵是砑光帶(30)為一加在所述兩旋轉輥(10、12)中一個輥子(10)上的輥子覆蓋體，另一輥子(12)是加熱的。
17.按照權利要求15所述砑光機，其特徵是砑光帶(30)成為一與兩旋轉輥(10、12)脫開的皮帶(30)穿過壓隙(14)。
18.按照權利要求1-15中之一所述砑光機，其特徵是壓隙(14)是在一加熱的旋轉輥(10)和一大體上固定的加壓塊(40)之間形成的一個擴展的壓隙，砑光帶(30)繞加壓塊(40)環形(42)。
全文摘要
本發明涉及一種用於造紙或制板作業的砑光機，這種砑光機至少具有一個壓隙；一環形砑光帶(30)，砑光帶具有一芯體(32)、一粘結在芯體(32)上的可壓縮彈性材料；和一捲紙或捲紙板(16)，此卷料與皮帶(30)一起穿過壓隙而可在製造作業中提前取得完全的或基本上完全的脫水。砑光帶(30)在其厚度方向上在芯體(32)貼近卷料(16)的一側(34)具有第一硬度，在芯體(32)的另一側(36)具有高於第一硬度的硬度。第一硬度在相對於卷料(16)的選擇上使砑光帶(30)與卷料(16)接觸的表面(38)在壓隙(14)內可具有與卷料(16)表面上不平度(20)相適配的形狀。
文檔編號D21G1/00GK1150830SQ9519359
公開日1997年5月28日 申請日期1995年5月26日 優先權日1994年6月15日
發明者布-克裡斯特·奧貝裡 申請人:奧爾巴尼-諾蒂斯卡費爾特公司