CN102713058A

CN102713058A - 用于平整纸幅的砑光机

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Publication number: CN102713058A
Application number: CN2010800295898A
Authority: CN
Inventors: P.斯文卡; B.布伦德尔; E.达维丹科
Original assignee: Andritz Kuesters GmbH
Current assignee: Andritz Kuesters GmbH
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-10-03
Also published as: US8440054B2; WO2011000530A2; WO2011000530A3; JP2012531536A; US20120103552A1; CA2765128A1; ATE541987T1; EP2270279A1; EP2270279B1; PL2270279T3

Abstract

本发明涉及一种用于平整纸幅(2)的砑光机(1)，所述纸幅尤其由可供凹版印刷的纸构成，该砑光机带有至少一个辊堆垛，该辊堆垛具有分别一个上端部辊和下端部辊(4.1，4.2)以及中间辊(5.1，5.2)，两个端部辊(4.1)中的一个根据所述纸幅(2)的导引限定辊堆垛的第一工作间隙(3)，并且，用于形成可加载的、形式为软辊隙的工作间隙的辊(4.1，4.2，5.1，5.2，5.3，5.4)是硬辊(4.1，5.2，5.4)和软辊(5.1，5.3，4.2)，其中，限定所述第一工作间隙(3)边界的端部辊(4.1)是可加热的硬辊，其直径大于可加热的硬中间辊(5.2，5.4)的直径，并且其外壁(9)形成布置在所述第一工作间隙(3)前面的幅面处理间隙(8)的两个接触面(9，10)之一，并且另一接触面(10)由环绕在导向辊(11，12，13)上的带(14)形成。

Description

用于平整纸幅的砑光机

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于平整纸幅、尤其是由可供凹版印刷的纸制成的纸幅的砑光机。

背景技术

为改善表面质量，对纸幅进行平整。可供凹版印刷的纸属于高质量的纸，要求特别高的光洁度。由EP0886695B1公开了一种用于处理纸幅的砑光机，其具有多个辊，在分别一个硬辊和一个软辊之间形成作为工作间隙的、所谓的软辊隙。多个工作间隙(辊隙)实现了对良好的印刷效果有决定性作用的高光洁度值的平整。

然而，在机器高速地在线或离线运行时，必须为此选择高温。高温会导致纸幅表面角质化，这对凹版印刷有不利的影响。另外，在高温时，可加热的辊的辊表面向环境释放过大的热损失。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，创造一种砑光机，该砑光机能够对纸幅进行高度平整并且在此能够节约成本并且节约能量地运行。

该技术问题通过权利要求1的特征解决。

由此创造了一种砑光机，其中，纸幅在进入第一工作间隙(辊隙)之前经过一预处理路径，用于在工作间隙(辊隙)中平整时产生最佳的温度分布。在含水量可选择时，辊堆垛的可加热的辊的辊表面温度为此仅需要选择得比相应的纸幅的塑化温度略高。例如可以以仅高10-30℃的辊表面温度在工作间隙中平整。

相比硬的、可加热的中间辊直径更大的、分别限定第一辊隙边界的端部辊实现了处理路径这样的结构，该处理路径的长度比辊隙长度大。在带有软辊隙和延长的软辊隙(宽辊隙)的多辊隙砑光机中由此实现了平整效果的提升。这尤其适于SC-A，SC-B和LWC纸。由可加热的辊减少的热辐射和减少的强制对流节约了能量。还提高了热传递的效率，因为降低了热损失的程度。

在幅面处理间隙中延长的滞留时间结合环绕的带优选弹性的表面，明显改善了对纸幅的加热。确保了良好的热传递，因为纸幅被均匀地压紧在可加热的辊上，使得尽可能避免了由于纸幅不平造成的空气垫，这种空气垫会妨碍热传递。所建议的砑光机的优点也由延长用于加热幅面的滞留路径结合形成环绕的带获得，该带直接在纸幅之前经过辊堆垛的工作间隙。

通过延长纸幅在幅面处理间隙中的加热可以均匀地将纸幅加热至技术上所需的程度。对此，辊表面温度通常在80℃到160℃的范围内就已经足够。为了有助于延长温度作用的时间，降低温度的高度。热-机械平整过程的温度降低然后仅基本上通过所使用的纸幅纤维的塑化温度及其含水量确定。带优选弹性的表面在此确保均匀的压力并因此确保从加热的辊到纸幅的均匀热传递。

压力优选通过带的应力调节。带的切向应力对通常由塑料、橡胶、涂有塑料的载体材料或者涂有橡胶的载体材料制成的带的加载通常远小于径向应力。径向的应力使塑料分层为层状复合物。带的热应力较低，因此带具有长的寿命。

通过按本发明的砑光机可以廉价并且节约能量地在平整过程中实现同时在辊隙中使用压力和温度所预期的优点和效果。

为实现热量希望的侵入深度所需的、在幅面处理间隙中的滞留时间可以通过借助于导向辊调节带在可加热的辊的圆周上的压紧长度来优化。

优选可以通过使用于环形带的导向辊额外作为压紧辊工作来调节幅面处理间隙中受控的局部压力增大。

由以下的说明和从属权利要求得出本发明其它的设计构造。

附图说明

以下根据在附图中示出的实施例详细说明本发明。

图1示意示出了按第一种实施例的砑光机；

图2示意示出了按第二种实施例的砑光机；

图3示意示出了按第三种实施例的砑光机。

具体实施方式

本发明涉及一种用于平整纸幅2的砑光机1，所述纸幅尤其由可供凹版印刷的纸构成。图1示意示出了按第一种实施例的砑光机，该砑光机带有至少一个辊堆垛，该辊堆垛分别具有上端部辊4.1和下端部辊4.2以及中间辊5.1，5.2。与纸幅2沿运行方向L的导引有关，两个端部辊之一，在此是上端部辊4.1限定辊堆垛的第一工作间隙3的边界。辊堆垛包括多个辊4.1，4.2，5.1，5.2，所述辊为形成可负荷的、形式为软辊隙的工作间隙而设计为硬辊4.1，5.2和软辊5.1，4.2。限定第一工作间隙3边界的端部辊4.1是硬的，可加热的辊，其直径大于可加热的硬中间辊5.2的直径。端部辊4.1的外壁还形成布置在第一工作间隙3前面的幅面处理间隙8的一个接触面10。幅面处理间隙8的另一接触面9由环绕在导向辊11，12，13上的带14形成。因此，设有两个接触面9，10，所述接触面形成延长的处理路径、幅面处理间隙8。

幅面处理间隙8优选沿着可加热的硬端部辊4.1的包绕角延伸。环绕的带14在朝向纸幅2的侧面具有弹性的表面。导向辊11，12，13控制用于在幅面处理间隙8中压力加载纸幅2的带14的带应力。

限定第一工作间隙3边界的端部辊4.1的直径位于1.2m至2.0m之间。可加热的硬中间辊5.2的直径处于0.6至1.2m的范围内。端部辊4.1，4.2优选是用于同时调节幅面2沿横向的特性分布的挠曲调节辊。所有的辊4.1，4.2，5.1，5.2优选具有自有的功率驱动器。辊堆垛的辊可以垂直、水平地或倾斜地堆垛。

辊堆垛可通过至少一个端侧的负荷缸和/或通过作用在辊4.1，4.2，5.1，5.2上的单独的负载元件加载，通过所述负载元件可调节工作间隙中相应的线负荷。砑光机可以在线或离线地使用。

视作为软辊或作为带有弹性带的靴式辊的辊类型而定，软辊隙3的辊隙长度优选在3至40mm的范围内。可加热的端部辊4.1例如根据相应的纸幅2的塑化温度及其含水量被加热到80℃到160℃的辊表面温度。

接触面9是环形的接触面，该接触面通过环绕在导向辊11，12，13上的带14形成。另一接触面10由可加热的硬辊4.1的环形外壁形成。幅面处理间隙8沿着可加热的辊4.1的包绕角延伸。为了改变幅面处理间隙8的长度，可根据热量侵入到纸幅2中的希望深度调节包绕角。通过调节带14在可加热的端部辊4.1的圆周上的压紧长度，借助于导向辊11，12，13优化了可选的滞留时间。辊4.1的圆周上的压紧长度优选可变地在0.25至5.0m之间调节。

环绕的带14以弹性表面将纸幅2压紧在可加热的辊4.1上，用于提高热传递的热效率。

幅面处理间隙8中的压力可通过带14的应力调节。带14的最大拉应力优选限制在200kN/m。在幅面处理间隙8的预处理区可实现的压应力例如可以假定为在0.01MPa至0.5MPa的范围内。这与带应力和可加热的端部辊4.1所选的尺寸有关。

幅面2可以在进入到幅面处理间隙8之前沿着部分部段包围可加热的端部辊4.1。

可加热的端部辊4.1的表面温度优选被这样调节，使得在幅面2的滞留时间内在带14的下方达到在对于平整过程的相应目标的最佳侵入深度中的玻璃转化温度。约10μm的侵入深度足以用于高度的平整。这样优化幅面处理间隙8的表面温度和预处理路径的长度，使得能够以这样的温度运行，该温度不明显超过幅面2待塑化的表面区域的玻璃转化温度。这样预处理的幅面2可以在砑光机1之前被事先用喷嘴和/或蒸汽加湿器润湿，该幅面直接在预处理路径之后在辊隙3和后续的辊隙中平整。辊隙3直接在包绕的部段之后布置在可加热的端部辊4.1上。如果技术上需要的话，也可以在砑光机1之后或者在两个砑光机1之间润湿。

环绕的带14优选具有弹性的表面，用于保证均匀的压力，该压力可通过带14的应力调节。从加热的端部辊4.1出发到纸幅2的热传递通过这样设计的环绕带14相对幅面处理间隙8中的环境热屏蔽。热量到纸幅2中的引入得以改善，因为减少了热量向环境的排出。如果弹性表面是隔热体，那么进一步改善了热量到纸幅2的引入。环绕的带14的弹性表面因此优选由热导率小于或等于10W/mK，尤其小于或等于5W/mK，特别优选小于或等于1W/mK的材料制成。弹性表面的硬度优选在邵氏硬度A 50度至邵氏硬度D92度的范围内。

带14优选由扁平的载体材料制成，该载体材料设有一个或多个弹性的涂层。可使用高强度的塑料纤维、玻璃纤维或者碳纤维作为载体材料。这些复合材料具有高的抗拉强度。为了提高带的机械强度，也可以加入由前述的纤维制成的支承织物或支承带。环绕的带14还可以由配设有弹性涂层的载体材料制成，其中，载体材料也可以由金属或金属带制成。金属的硬度在弹性层足够薄时可以用于平整纸幅2朝向环形带14的那一侧。带14的弹性表面的粗糙度优选在0.5至5μm的范围内。带14的弹性表面然后获得的光洁度可以转换为纸幅2上的光洁度。带14例如具有耐热的表面涂层，该表面涂层例如由硅制成。耐热的涂层提供高的耐磨强度和平整的表面。

幅面处理间隙8的预处理路径尤其也用于预平整幅面2。

环绕的带14还优选仅具有小的膨胀，该膨胀小于或等于7％。然后，在调节带14中的带应力时由于带14中的拉应力出现的膨胀不干扰平整。带14具有至少与幅面2相同的宽度。带14的厚度与其宽度和长度有关并且可以在4到20mm之间。

至少一个导向辊11，13可以设计为压辊，该压辊将幅面处理间隙8中的幅面14沿着一个部段在运行方向L上通过额外的径向压力负荷压紧。导向辊11，13优选是在幅面处理间隙8的入口和/或出口侧设计为压辊。在此，径向压力负荷可以在入口侧设定得比出口侧低或反之。这种压辊可以是挠曲调节辊。

图1示出了砑光机1，其中，带14缠绕可加热的硬辊4.1大于60度。包绕角优选在60度到270度之间。环绕的连续带14，也被称为皮带，通过三个导向辊11，12，13在一个环中围绕可加热的辊4.1导引。带14在此通过导向辊12张紧。通过该应力确定带14在幅面2上的压力。带14较高的应力也导致幅面2较高的压力并且有助于平整幅面表面，亦即预平整。

在幅面处理间隙8中处理的幅面2在紧接着并且通过相同的可加热的辊4.1形成的辊隙3以及由辊5.1，5.2和4.2形成的后续的辊隙最终平整。这些辊隙中的线负荷可与待实现的平整效应相适应。平均压应力可通过辊隙中的纸在2N/mm²到55N/mm²之间调节。所述区域的上部区域中的压应力实现了高质量纸(如SC，LWC和MWC纸)或无木浆涂覆的纸的平整。通过直接压紧两个辊4.1和5.1，而不是在这两个辊之间导引带14，可以实现精确的型面调节。带14由于制造公差或者热膨胀可能存在的厚度差不对平整结果产生影响。

因为加热的端部辊4.1的温度和在带14下方形成的处理路径的长度这样被调节，使得基本上仅幅面2的表面附近的区域被加热，所以产生了这样一个处理路径，其中，幅面2的内部保持在塑化温度或玻璃转化温度以下。幅面2表面附近的、被置于塑化温度以上的涂层的厚度是纸幅表面的最大不平度的多倍。因此，待加热的涂层的厚度与待处理的幅面2的粗糙度有关。幅面处理间隙8的长度和幅面2沿运行方向L的速度确定了幅面2在幅面处理间隙8中的滞留时间并因此也确定了热量在幅面2中的侵入深度和被加热到变形温度的层厚。

通过幅面2带入边界层中的环境空气使从加热的端部辊4.1向幅面2的热传递变差。通过去除边界层实现了热传递的明显改善。这例如可以通过使可加热的端部辊4.1的外壁和纸幅2的表面之间的附着接触的接触路径在幅面处理装置7的入口侧之前实现。还适宜的是相对加热的端部辊4.1压紧导向辊11。通过该措施可以逆着幅面2的运行方向挤压干扰的边界层并且进一步提高幅面处理间隙8中的热传递。

图2示出了一种砑光机设备，该砑光机设备带有砑光机1的两个沿幅面2的运行方向前后依次布置的辊堆垛。由此可在两侧平整幅面2。在所示的砑光机设备中，首先将幅面下侧在第一辊堆垛的辊隙中平整并且接着将幅面上侧在第二辊堆垛的辊隙中平整。可加热的辊4.1，5.2的温度和两个辊堆垛中的线负荷可相互无关地调节。由此可以使幅面2关于平整结果的两面性(幅面两侧不同的光洁度)最小，或者如果需要的话，也可以针对性地调节两面性。作为替换，也可以首先平整幅面上侧。

图3示出了多辊隙砑光机，该砑光机带有多个可加热的硬中间辊5.1，5.3，其直径全部小于上端部辊4.1的直径，该上端部辊限定第一辊隙3的边界。同样适用于可选的实施例，其中，下端部辊4.2限定第一辊隙3的边界。此外相应适用于上述实施形式。辊隙的数量和形成辊隙的辊的数量通过待实现的纸幅2的光洁度确定。图3示出了带有六个辊的辊堆垛。作为替代，辊堆垛也可以包括8或10个辊。

按照另一种未示出的实施例，可以在可加热的中间辊5.2，5.4上设置额外的幅面处理间隙。

在上述的实施例中，带14可以在幅面处理间隙8外部被冷却。冷却的位置可以设置在带14的回程区域中。

Claims

1.一种用于平整纸幅(2)的砑光机(1)，所述纸幅尤其由可供凹版印刷的纸构成，该砑光机带有至少一个辊堆垛，该辊堆垛具有分别一个上端部辊和一个下端部辊(4.1，4.2)以及若干中间辊(5.1，5.2，5.3，5.4)，两个端部辊(4.1)中的一个根据所述纸幅(2)的导引限定辊堆垛的第一工作间隙(3)的边界，并且，用于形成可加载的、形式为软辊隙的工作间隙的辊(4.1，4.2，5.1，5.2，5.3，5.4)是硬辊(4.1，5.2，5.4)和软辊(5.1，5.3，4.2)，其特征在于，限定所述第一工作间隙(3)边界的端部辊(4.1)是可加热的硬辊，它的直径大于可加热的硬中间辊(5.2，5.4)的直径，并且它的外壁(9)形成布置在所述第一工作间隙(3)前面的幅面处理间隙(8)的两个接触面(9，10)之一，而另一接触面(10)由环绕在导向辊(11，12，13)上的带(14)形成。

2.如权利要求1所述的砑光机(1)，其特征在于，所述幅面处理间隙(8)沿着可加热的硬端部辊(4.1)的包绕角延伸。

3.如权利要求1或2所述的砑光机(1)，其特征在于，所述环绕的带(14)在朝向所述纸幅(2)的侧面具有弹性的表面。

4.如权利要求1至3之一所述的砑光机(1)，其特征在于，所述导向辊(11，12，13)控制用于在幅面处理间隙(8)中压力加载的带(14)的带应力。

5.如权利要求1至4之一所述的砑光机(1)，其特征在于，限定所述第一工作间隙(3)边界的端部辊(4.1)的直径在1.2m到2.0m的范围内。

6.如权利要求1至5之一所述的砑光机(1)，其特征在于，所述可加热的硬中间辊(5.2，5.4)的直径在0.6m至1.2m的范围内。

7.如权利要求1至3之一所述的砑光机(1)，其特征在于，所述带(14)的弹性表面由导热率小于或等于10W/mK的材料制成。

8.如权利要求1至7之一所述的砑光机(1)，其特征在于，至少一个导向辊(11，13)设计为压紧辊，该压紧辊将幅面(2)在幅面处理间隙(8)中沿着一个部段在运转方向上通过额外的径向压力负荷压紧。

9.如权利要求1至8之一所述的砑光机(1)，其特征在于，所述可加热的端部辊(4.1)的外壁(9)和所述纸幅(2)的表面之间的附着接触的接触路径在入口侧布置在幅面处理间隙(8)之前。

10.如权利要求1至9之一所述的砑光机(1)，其特征在于，所述砑光机(1)具有两个辊堆垛，它们分别带有一个在第一工作间隙(3)前面的幅面处理间隙(8)。

11.如权利要求10所述的砑光机(1)，其特征在于，在一个辊堆垛中，上端部辊(4.1)限定第一工作间隙(3)的边界，而在另一辊堆垛中，下端部辊(4.1)限定所述第一工作间隙(3)的边界。

12.如权利要求1至11之一所述的砑光机(1)，其特征在于，所述软辊隙的长度如第一工作间隙(3)一样在3mm至40mm之间。

13.如权利要求1至12之一所述的砑光机(1)，其特征在于，所有的辊(4.1，4.2，5.1，5.2，5.3，5.4)具有自有的功率驱动器。

14.如权利要求1至13之一所述的砑光机(1)，其特征在于，所述辊堆垛的辊垂直、水平或倾斜地堆垛。