CN101570943A - 用于制造一面光滑的纸幅材的机器 - Google Patents

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CN101570943A
CN101570943A CNA2009101321899A CN200910132189A CN101570943A CN 101570943 A CN101570943 A CN 101570943A CN A2009101321899 A CNA2009101321899 A CN A2009101321899A CN 200910132189 A CN200910132189 A CN 200910132189A CN 101570943 A CN101570943 A CN 101570943A
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彼得·米尔斯伯格
于尔根·曾兹
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Voith Paper Patent GmbH
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Abstract

本发明涉及一种用于制造一面光滑的纸幅材的机器，该机器带有成型区域、挤压区域和干燥区域。纸幅材的与待平滑的正面相对的背面既在为挤压区域配设的压辊间隙中，也在为干燥区域配设的第一压辊间隙中分别与挤压毡接触，其中，为干燥区域配设的第一压辊间隙形成在加毡的挤压元件和平滑烘缸和/或扬克式烘缸之间。纸幅材在幅材运行方向上在为干燥区域配设的第一压辊间隙后面被导引通过为所述干燥区域配设的第二压辊间隙，该第二压辊间隙形成在光滑的挤压面和平滑烘缸和/或扬克式烘缸之间，并且所述纸幅材的背面在第二压辊间隙中与所述光滑的挤压面接触。

Description

用于制造一面光滑的纸幅材的机器
技术领域
本发明涉及一种用于制造一面光滑的纸幅材的机器，该机器带有成型区域、挤压区域和干燥区域，其中，纸幅材的与待平滑的正面相对的背面既在为挤压区域配设的压辊间隙(Pressnip)中，也在为干燥区域配设的第一压辊间隙中分别与挤压毡接触，其中，为干燥区域配设的第一压辊间隙形成在加毡的挤压元件和平滑烘缸和/或扬克式烘缸之间。这种类型的机器记载在尚未公开的德国专利申请102007027270.9中。
背景技术
现在，一面光滑、面积重量通常为25至50g/m2的纸的制造在所谓的MG机器上实现(MG＝机器平滑)。在此，借助于平滑烘缸或扬克式烘缸上的挤压辊转送具有相对较低干燥度的幅材。
为产生高光滑度，也尤其已经建议，纸幅材以其待平滑的正面或好的面通过两个挤压辊相对平滑烘缸或扬克式烘缸挤压。在此，纸幅材的与待平滑的正面相对的背面不与平滑的辊子接触。纸幅材的背面相应具有高的粗糙度。借助于传统的、旧式的扬克式造纸机制造的纸的典型PPS值对于正面例如是3.0μm，而背面的有关值则＞7μm。
但在许多应用中也希望纸幅材的背侧的粗糙度较小，为此，迄今为止在扬克式机器下游连接砑光机，但现在是相当耗费的。
在用于制造一面光滑的纸的现代方案中，如也在较早的德国专利申请102007027270.9所述的机器那样，为改善干燥度和正面的光滑度，应用带有靴形压榨机(Schuhpresse)和传送带的压力机方案。然而，在此依然存在纸幅材的背面高粗糙度的问题。为了也能减小背面的粗糙度，需要一在背面带有热辊子的附加的软压辊间隙砑光机，这导致额外的投入及运行成本，然而至少是加长了机器。传统的，也就是说尤其硬的、带有也可以涂敷有橡胶的实心辊护套的挤压辊仅可以有限地与平滑烘缸或扬克式烘缸表面在具体运行条件下变形的轮廓相匹配。其必须向工作点凸起。蒸汽压力和线性力(Linienkraft)的变化导致烘缸长度上不均匀的挤压，并且也由此导致不令人满意的光滑度分布或光洁度横向分布。如果想实现相对平滑烘缸或扬克式烘缸的均匀挤压，运行窗口(Betriebsfenster)针对于烘缸的蒸汽压力和两个挤压辊在平滑烘缸或扬克式烘缸上的线性力受到强烈限制，这损害了整个机器的灵活性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，创造一种开头所述类型的改进的机器，在该机器中克服了前述问题。在此，应当尤其在减小纸幅材的背面的粗糙度时，在尽可能宽的运行窗口中在机器宽度上获得尽可能高的光滑度和光洁度的均匀性。
按照本发明，该技术问题由此解决，即，纸幅材在幅材运行方向在为干燥区域配设的第一压辊间隙之后被导引通过为干燥区域配设的第二压辊间隙，该第二压辊间隙形成在光滑的挤压面和平滑烘缸或扬克式烘缸之间，并且纸幅材的背面在该第二压辊间隙中与所述光滑的挤压面接触。
因为为干燥区域配设的第二压辊间隙未加毡并且在平滑烘缸或扬克式烘缸和光滑的挤压面之间形成，类似于胶版印刷机，首先减小背面的粗糙度。在正面改善光洁度值和光滑度值。
按照按本发明的机器的一种优选的实际实施形式，与纸幅材的背面接触的光滑的挤压面通过尤其是具有弹性表面的弯曲度调节辊形成。
在此，弯曲度调节辊有利地包括抗扭的轭梁，以便尤其是以弹性的辊套环绕该轭梁，以及包括设置在轭梁和辊套之间的、横向于幅材运行方向分布的、尤其是液压的挤压单元或支撑元件。在此，挤压单元可适宜地通过为弯曲度调节辊配设的控制和/或调节装置单独地、成组地和/或共同地控制。
如果弯曲度调节辊在辊纵向如此地弹性和/或挤压单元可通过控制和/或调节装置如此地控制，使得弯曲度调节辊至少基本上与光滑或扬克式烘缸的表面轮廓在其纵向相匹配，那么就是尤其有利的。因此，弹性辊套最优地在整个宽的线性力区域与光滑或扬克式烘缸套的轮廓相适应。在此，弯曲度调节辊在横截面上看呈圆柱状的形状至少基本上保持竖直。因此优选弯曲度调节辊在纵向的弹性模量小于弯曲度调节辊在周向的弹性模量。这种弯曲度调节辊可以是所谓的“NipcoElast”辊(Voith公司)。原则上各挤压单元可以加载相同的压力或至少部分地加载不同的压力。
弯曲度调节辊的弹性辊套尤其可以由塑料和/或纤维-塑料-化合物制成，并且具有7000至12000N/m2、优选10000N/m2的纵向弹性模量EL并且在周向上的弹性模量EU为25000至45000N/m2、优选EU＝35000N/m2。
弹性的辊套优选具有护套。该辊护套可由弹性材料、尤其是橡胶和/或聚氨脂制成。也可以是复合物护套，例如是碳纤维或玻璃纤维强化的塑料(CFK，GFK)。辊护套的硬度范围在0到90Pussey&Jones(P&J，赵氏硬度)之间，优选在10到40P&J之间，并且尤其优选在软的区域为20P&J。ShoreD硬度优选在85和95之间。
然后，弹性的辊套与护套一起形成弹性表面。
按照按本发明的机器的一种替换的实施形式，与纸幅材的背面接触的光滑挤压面通过具有优选由橡胶或聚氨脂制成的弹性护套的凸起挤压辊形成。然而，在这种实施形式中关于蒸汽压力和负载获得了相对小的运行窗口。
按照本发明的另一种合适的实施形式，与纸幅材的背面接触的光滑挤压面通过具有光滑的挤压面的不加毡靴形挤压辊形成。
按本发明的机器的一种优选的实际实施形式的特征在于，借助于吸水的第一挤压毡从成型区域接收待制造的纸幅材，并且与第一挤压毡和至少基本上不吸水的光滑传送带一起被导引通过为挤压区域配设的压辊间隙，第一挤压毡在为挤压区域配设的压辊间隙之后立即被导引离开纸幅材，并且纸幅材与光滑的传送带一起被导引开离为挤压区域配设的压辊间隙，接着借助于尤其吸水的、不被导引通过为挤压区域配设的压辊间隙的第二挤压毡从光滑的传送带接收该纸幅材，并且接着同第二挤压毡一起被导引通过为干燥区域配设的第一压辊间隙。
通过在干燥区域热干燥开始之前对幅材有效地机械脱水实现了生产率的明显提高。此外，获得了从成型区域或滤网到干燥区域的平滑烘缸或扬克式烘缸的闭合且没有裂缝的幅材导引。
按照一种优选的实际实施形式，第一挤压毡在为挤压区域配设的压辊间隙之后在与传送带以及相应与纸幅材形成的角度＞0°，优选＞10°的情况下立即被导引离开纸幅材。
如果为挤压区域配设的压辊间隙由靴形压榨机形成也是尤其有利的。
待平滑的纸幅材的正面合适地由纸幅材的关于纸层形成(Blattbildung)的下侧面形成。
优选将第一挤压毡作为上毡而将光滑的传送带作为下面的带导引通过为挤压区域配设的压辊间隙。
合适地在由第二挤压毡包围的拾取辊(Pickup-walze)的区域内通过第二挤压毡从光滑的传送带接收纸幅材。然后，纸幅材可以与第二挤压毡一起被导引通过为干燥区域配设的第一压辊间隙。
按照按本发明的机器的一种优选的实施形式，与平滑烘缸或扬克式烘缸一起形成为干燥区域配设的第一压辊间隙的挤压元件通过抽吸辊(Saugwalze)，通过由第二挤压毡包围的拾取辊、硬的辊或靴形挤压单元、尤其是靴形挤压辊形成。
在此，尤其可以使用经过良好预处理的第二挤压毡，其可以进一步提高干燥度使干燥度达到例如50％或更高。相应地，必须被蒸发的水更少。在相同蒸发功率时提高了产量，或者在相同产量时降低了专门的干燥费用，例如之后为为光滑或扬克式烘缸配设的罩式加热器需要少的煤气和/或必要时可以使用更小的光滑或扬克式烘缸。
也尤其有利的是，纸幅材以其之前与光滑的传送带接触的那一面传送到平滑烘缸或扬克式烘缸上。
试验表明，随着干燥度的升高，缠绕在平滑烘缸或扬克式烘缸上的纸幅材也必须提高压力，通过压力将幅材压在平滑烘缸或扬克式烘缸上，以便为纸幅材的正面产生高的光滑度值和光洁度值。在此，通过使用不加毡的挤压辊在相对低的负荷时，也就是说例如在线性力在大约30至大约80N/mm的范围内实现高的特殊挤压压力。
基于按本发明的方案明显减小了例如由于两个前面的压辊间隙中的毡接触而在纸幅材的背面产生的粗糙度。通过使用弹性辊或“NipcoElast”辊可以根据有关需求在一个宽的范围内改变压辊间隙的负荷，而不会对光滑度分布、光洁度分布或厚度横向分布造成不利影响。
与在制造绵纸时不同的是，在当前的情形下在平滑烘缸或扬克式烘缸上不发生褶皱。纸具有明显更低的透气性以及较高的光滑度和/或光洁度。纸首先也应该具有高的光滑度或光洁度。专门的体积(散装)是第二位的。
通过按本发明的机器可以尤其有利地制造具有小的背面粗糙度的单面光滑的纸。单位面积重量范围在30至120g/m2，优选在35至70g/m2。在平滑烘缸之后，纸的密度在0.65至0.77g/cm3之间，优选在0.67至0.74g/cm3之间。与绵纸相比，该纸具有较高的空气流阻，根据格莱式(Gurley)测量，空气流阻在15至90s/(100ml)之间的范围内，并且优选在25至60s/(100ml)之间。按本特森法测量的孔隙度在100至700ml/分之间的范围内，尤其在150到500ml/分之间。根据本发明可以实现尤其是背面的尤其好的粗糙度值，尽管背面不与平滑烘缸接触。按本特森法测量，与平滑烘缸接触的正面的粗糙度在平滑烘缸之后在100至500ml/分之间，优选在120到250ml/分之间。尽管背面不与平滑烘缸接触，也能实现小于1500ml/分的粗糙度值，尤其是按本特森(Bendtsen)为300至900ml/分。
附图说明
接下来参照附图根据实施形式详细说明本发明。图中：
图1是按本发明的用于制造单面光滑的纸幅材的机器的示例的实施形式的示意局部视图；
图2是示例性的实施形式的端部区域的纵向剖切视图，以及机器的弹性弯曲度调节辊的示意性横向剖切视图。
具体实施方式
图1示出了用于制造单面光滑的纸幅材12的机器1的示例的实施形式的示意局部视图，所述机器1带有成型区域14，挤压区域16和干燥区域18。
在此，借助于吸水的第一挤压毡20在由挤压毡20包围的第一拾取辊22的区域内从成型区域14的过滤筛24接收待生产的纸幅材12，并且同第一挤压毡20和至少基本上不吸水的光滑传送带26一起被导引通过为挤压区域16配设的压辊间隙28。第一挤压毡20在为挤压区域16配设的压辊间隙28之后立即离开纸幅材12和光滑的传送带26。
接着，借助于优选经预处理的并尤其非在结构上吸水的、不被导引通过为挤压区域16配设的压辊间隙28的第二挤压毡30从光滑的传送带26接收纸幅材12。于是，纸幅材12与第二挤压毡30一起被导引通过为干燥区域18配设的第一压辊间隙32。在为干燥区域18配设的所述第一压辊间隙32内也又产生挤压力。
在此，第一挤压毡20在为挤压区域16配设的压辊间隙28之后在与传送带26以及相应与纸幅材12形成＞0°的角度、优选＞10°的情况下被立即导引离开纸幅材12。
如图1可知，为挤压区域16配设的压辊间隙28可尤其通过靴形压榨机形成。在当前情况下，该靴形压榨机例如包括位于上面的靴形挤压单元，尤其是靴形挤压辊36和下面的配对辊38。
第一挤压毡20尤其可以作为上毡，而光滑的传送带26尤其可以作为下面的带被导引经过为挤压区域16配设的压辊间隙28。
在由第二挤压毡30包围的第二拾取辊40的区域内通过第二挤压毡30从光滑的传送带26接收纸幅材12。
在此，在当前情况下，为干燥区域18配设的第一压辊间隙32例如形成在由第二拾取辊40分开的抽吸辊48和平滑烘缸和/或扬克式烘缸44之间。在当前的实施形式中，抽吸辊38也用作与平滑烘缸或扬克式烘缸44共同作用的挤压元件。然而，原则上例如也可以考虑这样一种实施形式，其中有关的挤压元件同时通过第二拾取辊40形成。
可以为平滑烘缸或扬克式烘缸44配设烘缸罩46。
纸幅材12与待平滑的正面34对置的背面42因此在为挤压区域16配设的压辊间隙28以及在为干燥区域18配设的第一压辊间隙32分别与挤压毡20或30接触。在此，为干燥区域18配设的压辊间隙32形成在加毡的挤压元件48和平滑烘缸或扬克式烘缸44之间，其中，在当前的情况下，挤压元件48例如由抽吸辊形成。
纸幅材12在幅材运行方向L在为干燥区域18配设的第一压辊间隙32之后通过为干燥区域18配设的第二压辊间隙50导引，该第二压辊间隙形成在光滑的挤压面52和平滑烘缸或扬克式烘缸44之间，并且，纸幅材12的背面42在第二压辊间隙中与光滑的挤压面52接触。
在此，与纸幅材12的背面42接触的光滑挤压面52在当前情况下例如通过具有弹性表面54(也参见图2)的弯曲度调节辊56形成。在此，其尤其可以是所谓的“NipcoElast”辊(Voith)。图2中再次给出了这种NipcoElast”辊的一种实施形式。
例如由图2可知，这种弯曲度调节辊56包括由弹性的辊套54环绕的抗扭的轭梁58，以及设置在轭梁58和辊套54之间的、横向于幅材运行方向L分布的液压的挤压单元或支撑元件60。图2示出了弹性的弯曲度调节辊56的端部区域的示意纵向剖切视图以及示意性的横截面视图。弹性的辊套54具有辊护套62，并因此形成弯曲度调节辊56的弹性表面64。
弯曲度调节辊的弹性辊套54由纤维-塑料-化合物制成，并且在纵向上具有弹性模量EL＝10000N/m2而在周向上的弹性模量EU＝35000N/m2。
弹性辊套54的辊护套62由弹性材料制成，尤其是橡胶和/或聚氨脂。也可以是复合物护套，例如碳纤维或玻璃纤维加强的塑料(CFK，GFK)。辊护套62的硬度范围在20P&J。ShoreD硬度范围优选在85到95之间。
挤压单元60可以通过为弯曲度调节辊56配设的控制装置和/或调节装置单个地，成组地和/或共同地控制。例如各液压挤压单元60也可以加载相同的压力或者至少部分加载不同的压力。
例如可考虑这样一种实施形式，其中弯曲度调节辊56的表面54在辊纵向如此地弹性和/或挤压单元60可通过控制和/或调节装置如此地控制，使得弯曲度调节辊56或其弹性表面64尤其在大的线性力区域中至少基本上与光滑或扬克式烘缸44的表面轮廓在其纵向相匹配。与之不同，辊套54可以在运行中保持其至少基本上圆柱状的横截面形状(参见图3)。也优选弯曲度调节辊在纵向的弹性模量小于弯曲度调节辊在周向的弹性模量。
通过弹性的弯曲度平衡辊或带有弹性表面的“NipcoElast”辊56，在为了最优的光滑度和光洁度而均匀、紧凑地挤压在平滑烘缸或扬克式烘缸时获得了背面-粗糙度的明显减小。
弹性的弯曲度调节辊或“NipcoElast”辊的优点列举如下：
-辊直径大，例如D＝730mm
-工作区域中的线性力均匀，例如大约10至100N/mm
-表面与配对辊(例如平滑烘缸)自适应
-不会由于有错误的凸起调整或其它的影响出现线性力错误
-控制非常简单(压力/线性力＝比例)
-例如仅1个区域压力
-在统一的区域压力时取消液压弯曲匹配
-由于小的表面质量而有高的阻尼特性
-护套美观
附图标记列表
10机器
12纸幅材
14成型区域
16挤压区域
18干燥区域
20第一挤压毡
22第一拾取辊
24过滤筛
26光滑的传送带
28压辊间隙
30第二挤压毡
32压辊间隙
34正面
36靴形挤压单元，靴形挤压辊
38配对辊
40第二拾取辊
42背面
44平滑或扬克式烘缸
46烘缸罩
48挤压元件，抽吸辊
50压辊间隙
52光滑的挤压面
54弹性表面
56弯曲度调节辊，“NipcoElast”辊
58轭梁
60挤压单元，支撑元件
62辊护套，弹性辊套的护套
64弹性表面(带有护套的弹性辊套)
L幅材运行方向

Claims (18)

1.一种用于制造一面光滑的纸幅材(12)的机器(10)，该机器带有成型区域(14)、挤压区域(16)和干燥区域(18)，在该机器中，所述纸幅材(12)的与待平滑的正面(34)对置的背面(42)既在为所述挤压区域(16)配设的压辊间隙(28)中也在为所述干燥区域(18)配设的第一压辊间隙(32)中分别与挤压毡(20，30)接触，其中，为所述干燥区域(18)配设的第一压辊间隙(32)形成在加毡的挤压元件(48)和平滑烘缸和/或扬克式烘缸(44)之间，其特征在于，
所述纸幅材(12)在幅材运行方向(L)上在为所述干燥区域(18)配设的第一压辊间隙(32)后面被导引通过为所述干燥区域(18)配设的第二压辊间隙(50)，该第二压辊间隙形成在光滑的挤压面(52)和所述平滑烘缸和/或扬克式烘缸(44)之间，并且所述纸幅材(12)的背面(42)在所述第二压辊间隙中与所述光滑的挤压面(52)接触。
2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，与所述纸幅材(12)的背面(42)接触的光滑挤压面(52)通过尤其是具有弹性表面(54，64)的弯曲度调节辊(56)形成。
3.如权利要求2所述的机器，其特征在于，所述弯曲度调节辊(56)包括抗扭的轭梁(58)，尤其是弹性的辊套(54)环绕该轭梁，所述弯曲度调节辊(56)还包括设置在所述轭梁(58)和所述辊套(54)之间的、横向于幅材运行方向分布的尤其是液压的挤压单元(60)。
4.如权利要求3所述的机器，其特征在于，所述挤压单元(60)可通过为所述弯曲度调节辊(56)配设的控制装置和/或调节装置单独地、成组地和/或共同地控制。
5.如权利要求1至4之一所述的机器，其特征在于，所述弯曲度调节辊(56)的表面(54)在辊纵向如此地弹性和/或所述挤压单元(60)可通过所述控制和/或调节装置如此地控制，使得所述弯曲度调节辊至少基本上与所述平滑或扬克式烘缸(44)的表面轮廓在所述平滑或扬克式烘缸(44)的纵向上相匹配。
6.如权利要求1所述的机器，其特征在于，与所述纸幅材(12)的背面(42)接触的所述光滑挤压面(52)通过具有优选由橡胶或聚氨脂制成的弹性护套的凸起挤压辊形成。
7.如权利要求1所述的机器，其特征在于，与所述纸幅材(12)的背面(42)接触的所述光滑挤压面(52)通过带有光滑的挤压面的靴形辊形成。
8.如权利要求1至7之一所述的机器，其特征在于，借助于吸水的第一挤压毡(20)从所述成型区域(14)接收待制造的所述纸幅材(12)，并且待制造的所述纸幅材(12)与所述第一挤压毡(20)和至少基本上不吸水的光滑传送带(26)一起被导引通过为所述挤压区域(16)配设的压辊间隙(28)，所述第一挤压毡(20)在为所述挤压区域配设(16)的压辊间隙(28)之后立即被导引离开所述纸幅材(12)，并且所述纸幅材(12)连同所述光滑的传送带(26)被导引离开为所述挤压区域(16)配设的压辊间隙(28)，接着借助于尤其是经过特别预处理的吸水的、不被导引通过为所述挤压区域(16)配设的压辊间隙(28)的第二挤压毡(30)从所述光滑的传送带(26)接收所述纸幅材(12)，接着所述纸幅材(12)与所述第二挤压毡(30)一起被导引通过为所述干燥区域(18)配设的压辊间隙(32)。
9.如权利要求8所述的机器，其特征在于，所述第一挤压毡(20)在为所述挤压区域(16)配设的压辊间隙(28)之后立即就在与所述传送带(26)以及相应地与所述纸幅材(12)形成＞0°，优选＞10°的角度的情形下被导引离开所述纸幅材(12)。
10.如权利要求8或9所述的机器，其特征在于，为所述挤压区域(16)配设的压辊间隙(28)通过靴形压榨机(36，38)形成。
11.如权利要求1至10之一所述的机器，其特征在于，待平滑的所述纸幅材(12)的正面(34)通过所述纸幅材(12)的关于纸层形成的下方的一面形成。
12.如权利要求1至11之一所述的机器，其特征在于，所述第一挤压毡(20)作为上毡，而所述光滑的传送带(26)作为下面的带被导引通过为所述挤压区域(16)配设的压辊间隙(28)。
13.如权利要求1至12之一所述的机器，其特征在于，在由所述第二挤压毡(39)包围的拾取辊(40)的区域内通过所述第二挤压毡(30)从所述光滑的传送带(26)接收所述纸幅材(12)。
14.如权利要求1至13之一所述的机器，其特征在于，与所述平滑烘缸或扬克式烘缸(44)一起形成为所述干燥区域(18)配设的第一压辊间隙(32)的挤压元件通过抽吸辊(48)形成。
15.如权利要求1至14之一所述的机器，其特征在于，与所述平滑烘缸或扬克式烘缸(44)一起形成为所述干燥区域(18)配设的第一压辊间隙(32)的挤压元件(48)通过由所述第二挤压毡(30)包围的拾取辊形成。
16.如权利要求1至15之一所述的机器，其特征在于，与所述平滑烘缸或扬克式烘缸(44)一起形成为所述干燥区域(18)配设的第一压辊间隙(32)的挤压元件通过硬的辊子形成。
17.如权利要求1至15之一所述的机器，其特征在于，与所述平滑烘缸或扬克式烘缸(44)一起形成为所述干燥区域(18)配设的第一压辊间隙(32)的挤压元件(48)通过靴形挤压单元、尤其是靴形挤压辊形成。
18.如权利要求1至17之一所述的机器，其特征在于，所述纸幅材(12)以所述纸幅材(12)的之前与所述光滑的传送带(26)接触的面转送到所述平滑烘缸或扬克式烘缸(44)上。
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