CN104831576B - 造纸机、延长轧辊和生产薄纸的方法 - Google Patents

造纸机、延长轧辊和生产薄纸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种造纸机、延长轧辊和生产薄纸的方法。该装置布置成在造纸机(1)中生产纸的过程中将三维结构引入所述纸中。该装置包括布置成用于干燥湿纸幅的热辊(14)和布置成与所述热辊(14)形成转印压区(TN)的延长轧辊(12)。该延长轧辊(12)设置有围绕该延长轧辊(12)的周向区域布置的柔性护套(17)。所述柔性护套(17)的外表面设置有纹理部(15)，并且当湿纸幅经过位于所述延长轧辊(12)和所述热辊(14)之间的转印压区时，所述柔性护套(17)的外表面的所述纹理部(15)将向所述纸幅赋予三维纹理。

Description

造纸机、延长轧辊和生产薄纸的方法
本申请是申请号为201280056843.2(国际申请号PCT/SE2012/051340)、国际申请日为2012年12月04日、发明名称为“造纸机、延长轧辊和生产薄纸的方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于生产薄纸的造纸机。本发明还涉及一种生产薄纸的方法和适合于在本发明的方法中使用的延长轧辊。
背景技术
从美国专利No.5393384已知一种用于生产薄纸的造纸机。其中所示的造纸机具有不透水的带，该带穿过由靴形压榨部和对置辊形成的延长压区循环运行。压榨毛毯被传送通过该压区。在一个实施方式中，靴形压榨部被放置成使得压榨靴能够作用在薄纸干燥筒上。据说，靴形压榨部的干燥作用产生了比对应的辊压榨部高出许多的干燥程度，并且与避免纸幅被再次润湿的非吸水性带结合而使得压榨单元的干燥能力显著增加。
在美国专利No.6547924中公开了用于诸如薄纸之类的软纸的另一种造纸机。在该专利中示出的造纸机也适用基本不透水的带，但是该带为具有纸幅接触表面的纹理带，该纸幅接触表面限定多个规则分布的凹陷和位于凹陷之间的表面部。该带用于在纤维纸幅中构造出浮雕图案之目的，以便增加其纸厚。该基本不透水的带通过具有靴形压榨辊和对置辊的压榨部，并围绕与杨克(Yankee)干燥机形成转印压区的转印辊循环地运行。
在美国专利No.7811418中示出了又一种造纸机。该专利中示出的造纸机使用可能具有凹陷和透水结构织物的转印带，该转印带被布置成将湿纸幅转移到干燥筒。在该文献中描述的实施方式中，使用了靴形压榨部，其中该转印带穿过靴形压榨辊和对置辊之间的压区。
以上提及的专利包括大量部件。期望减少在造纸机中使用的部件的数量。
美国专利No.4144124公开了用于制造诸如薄纸之类的纸的机器。该专利中公开的机器包括双网成形器和位于内压榨辊与外压榨辊之间的压区。上压榨辊或外压榨辊为抽吸辊，其与杨克筒一起形成第二压区。可以使用适合于图案压印的诸如丝线之类的环形织物，并且据说在压区处中纸中产生压痕。该机器在压榨区段中可以使用较少的辊，因为两个压区都使用所述抽吸辊，一个压区利用所谓的“内辊”，另一个压区利用杨克筒。
本发明的目的是提供一种用于薄纸的造纸机，该造纸机具有简单设计和较少的部件，并且能够生产具有高纸厚的薄纸幅。如将说明的，这些及其他目的通过本发明实现。
发明内容
本发明涉及一种用于造纸的造纸机。本发明的造纸机被布置成在造纸机中生产所述纸的过程中在纸中引入三维结构。所述造纸机包括：热辊，该热辊被布置成干燥湿纸幅；和延长轧辊，其被布置成与所述热辊形成转印压区。在本专利申请的语境中，术语“热辊”应该理解为被加热或被布置成被加热的辊。所述热辊可以是设置有用于加热的外部装置(例如炉子或IR加热器)的辊，所述外部装置与所述热辊的外表面相邻地布置以加热所述热辊。所述热辊也可以被布置成从该热辊的内部通过例如热气体或流体来加热。例如，其可以是被布置成通过热蒸汽内部加热的杨克筒。所述延长轧辊具有柔性护套，该柔性护套围绕所述延长轧辊的周向区域布置，并且所述柔性护套的外表面设置有纹理部。当所述湿纸幅经过所述延长轧辊和所述热辊之间的转印压区时，所述柔性护套的外表面的所述纹理部将赋予所述纸幅以三维纹理，即在所述纸幅中形成三维图案。
本发明的造纸机还合适地包括：成形器，纸幅可以在该成形器中形成。所述成形器具有成形辊、成形织物和毛毯。所述造纸机可选地包括第二挤压构件，例如用于延长轧辊的对置辊。用于延长轧辊的对置辊可被布置成与延长轧辊形成脱水压区，并且毛毯(即在成形器中使用的同一毛毯)可以可选地布置成穿过该脱水压区。根据本发明，所述延长轧辊具有形成环的柔性护套以及位于柔性护套的环内的支撑本体。支撑本体可以被致使将柔性护套径向向外挤压。而且，支撑本体与热辊(例如干燥筒)相对地放置，从而支撑本体能够朝向干燥筒挤压柔性护套以将转印压区关闭。延长轧辊优选相对于干燥筒可移动，从而干燥筒和延长轧辊之间的距离能够在分离运动中增加或在闭合运动中减小。该造纸机可以进一步包括被布置成暂停闭合运动的机械止动件。
在本发明的实施方式中，所述纹理部在横穿机器方向上沿着所述柔性护套的基本整个长度延伸，并且所述纹理部覆盖所述柔性护套的纹理表面的至少60％、优选至少80％，更优选基本全部。优选地布置清洁装置对柔性护套的外表面或至少其纹理部进行清洁。
在本发明的实施方式中，所述延长轧辊包括至少一个支撑本体，该支撑本体可以是包括内部空腔的柔性支撑本体，该内部空腔可以通过加压流体从内部加压。
在本发明的其他实施方式中，所述支撑本体包括至少一个具有凹面的靴，所述凹面面向外，从而其能够与所述热辊的凸面配合。
在其他实施方式中，所述支撑本体可以包括柔性支撑本体和靴二者。
在本发明的实施方式中，该柔性支撑本体包括至少一个柔性软管或由该至少一个柔性软管支撑，该至少一个柔性软管在横穿机器方向上延伸并连接至加压流体源，从而所述至少一个柔性软管的加压将致使所述柔性支撑本体膨胀或沿径向向外移动。
在柔性护套的环内，所述延长轧辊可以可选地还包括第二支撑本体，例如刚性凹形靴，其中该凹面面向具有内部空腔的干燥筒或柔性支撑本体，即与用于延长轧辊的对置辊相对于地放置，以与用于延长轧辊的对置辊协作而形成脱水压区。
当造纸机具有根据本发明的布置时，本发明还可以以通过机器制造薄纸的方法来进行描述。该方法包括：提供由设置在所述柔性护套的外表面上的纹理部形成的三维结构的湿纸幅，所述柔性护套形成围绕所述延长轧辊的环。
通过使用一个或相同的辊来形成转印压区TN并且形成纸幅的纹理结构(并且还可能地形成压区PN)，需要更少的部件。
本发明还涉及包括柔性护套的延长轧辊，所述柔性护套形成围绕诸如凹形靴或柔性支撑本体的至少一个支撑本体的环。延长轧辊具有用于使支撑本体沿径向向外挤压柔性护套的内表面的部件。根据本发明，柔性护套具有外表面，该外表面的至少一部分为纹理部，使得其能够向纸幅赋予三维结构，该纸幅穿过形成在延长轧辊和对置辊支架的压区。
附图说明
图1示出了根据一个实施方式的造纸机的布局。
图2是根据图1所示的实施方式的压缩轧辊的示意图。
图3是图1所示的造纸机的细节的示意图。
具体实施方式
参照图1，可以以用于造纸特别是用于制造薄纸的造纸机1来描述本发明。如这里所使用的，术语“薄纸”涉及具有相对较低基重的纸。在大多数情况下，这是指在10g/m2到50g/m2的范围内的基重，不过也有基重可能位于该范围以外的薄纸幅的示例。与纸板不同，薄纸不必是刚硬的，因此薄纸可以具有较低基重。在大多数情况下，薄纸的基重可以在15g/m2到40g/m2的范围内，典型值可以在15g/m2到30g/m2或20g/m2到30g/m2范围内。这种纸例如可以用作面巾纸、卫生纸或吸水纸巾(例如洗碗巾)。根据本发明的造纸机包括成形器2，可以在该成形器2中形成湿纤维网。如在图1中可以看到，成形器2具有成形辊4、成形织物5和毛毯7。成形织物5合适地为透水丝线。成形织物5由导向辊6循环地引导，毛毯7部分地由导向辊8并且还由成形辊4和压榨构件13循环地引导。成形器2还具有网前箱3，如现有技术中公知的，该网前箱3被布置成在形成于成形织物5和毛毯7之间的间隙中以喷射原料。网前箱3可以可选地为多层网前箱，例如在美国专利No.6165324中公开的种类的网前箱。可选地，网前箱3可以例如以美国专利No.6030500中公开的方式设计成稀释网前箱。在本发明的实施方式中，网前箱3可以是多层网前箱，该多层网前箱也被设计成稀释网前箱。可以设置一个或若干个毛毯脱水装置26以将水从毛毯7去除，如本发明所属领域中公知的一样。脱水装置26例如可以为真空吸水箱(Uhle box)。
参照图1和3，造纸机1还可以包括具有延长轧辊12和用于延长轧辊的可选对置辊13的压榨部11。用于延长压榨辊的对置辊13优选被布置成与延长轧辊12形成脱水压区PN(另参见图3)。毛毯7被布置成穿过脱水压区PN。如在图1中可以看到，毛毯7围绕第二脱水构件13形成环。在脱水压区PN中，水被从湿纸幅中压榨出并被毛毯7吸收。可以布置一个或若干个其他毛毯脱水装置(例如真空吸收箱)，以在毛毯7从压榨部11向回运行到成形辊的同时对毛毯7进行脱水(这些其他脱水装置未在图1中示出)。
该造纸机还包括可以用作干燥筒的加热辊14。该干燥筒可以合适地为通过蒸汽从内部加热的杨克干燥筒。干燥筒14还可以通过其他手段加热，例如通过红外加热器、热油或通过感应(未示出)加热。干燥筒14被布置成与延长轧辊12形成转印压区TN(参见图3)。根据本发明，延长压辊12具有形成环的柔性护套17以及位于柔性护套17的环内的支撑本体18，如图3所示。支撑本体18可以优选为具有能够由加压流体填充的内部空腔的柔性支撑本体，从而支撑本体18膨胀。还可以设置位于柔性护套17附近的清洁装置16，以便在造纸机的操作过程中清洁柔性护套17的表面，该表面也包括纹理部15。
在图2中，详细地示出了本发明的造纸机的一部分。延长轧辊12包括柔性护套17，该柔性护套17包括纹理部15。所述柔性护套17沿着其横截面方向环绕延长轧辊12的外部宽度。纹理部的三维纹理(或结构)从延长轧辊12朝向纸幅向外指向，从而其可以作用在纸幅上并给予湿纤维纸幅以三维结构。
参照图1和2，应该理解的是，支撑本体18与加热辊14相对地放置，从而其能够与加热辊14协作而形成转印压区TN。支撑本体18以如下方式与加热辊14协作，即当致使支撑本体膨胀或径向向外移动而抵靠柔性护套17的内表面时，由此致使柔性护套17沿径向向外移动，从而使得柔性护套17被压靠在加热辊14上。
优选地，压榨轧辊12具有图1至中3所示的附加支撑本体19。还有应该理解，当致使支撑本体19膨胀或朝向对置辊13沿径向向外移动而将柔性护套17压靠在对置辊13和在柔性护套17和对置辊13之间运行的毛毯7上时，在图1中与对置辊13相对放置的支撑本体19能够与对置辊13协作而形成脱水压区PN。
应该理解，柔性护套17及其纹理部15可以由可一定程度地压缩的材料制成。所使用的材料可以是热敏的。当柔性护套17含有聚合物材料，情况尤其如此。柔性护套17优选由聚氨酯形成，或者其包括聚氨酯材料或类似于聚氨酯的材料。然而，将理解，其他材料也许也是合适的。柔性护套17可以可选地由多于一种的材料制成。柔性护套17优选可弹性压缩至某种程度，从而在柔性护套17穿过压区时柔性护套的厚度暂时减小。当纸幅穿过脱水压区PN时，柔性护套17的压缩使得纸幅更容易跟随柔性护套17而不是跟随毛毯7。
所述纹理部15优选围绕柔性护套17的整个周向延伸，不过可以设想这样的实施方式，其中纹理部15仅围绕整个周向的一部分延伸，例如沿着覆盖周向的350°而不是360°的弧延伸。在横穿机器方向上，纹理部优选沿着柔性护套17的整个长度的大部分延伸。优选地，该纹理部15覆盖所述柔性护套17的外表面的至少60％、优选至少80％并且更优选基本为整个区域。所述柔性护套17在横穿机器方向上的长度与延长轧辊在横穿机器方向上的长度基本相同，因而纹理部基本覆盖延长轧辊12的整个外部表面。
纹理部15(即具有结构表面的部分)具有隆起表面部(突节)和凹陷。
在本发明的实施方式中，纹理部15可以具有被成形为在美国专利No.6547924中描述的纹理带的表面。该专利描述了一种基本不透水的纹理带，该带具有限定多个规则分布的凹陷和位于凹陷之间的表面部的纸幅接触侧。该基本不透水的带被布置成与纸幅一起穿过压榨部，从而纸幅接触表面的凹陷在纸幅中初始形成具有更厚和更薄部分的等同纹理图案。该纸幅接触表面可以具有包括凹陷和位于凹陷之间的表面部的结构。表面部可以具有弓形或凸出形状。弓形或凸面部可以包含由织物纱线形成的多个突节，这些突节中同一个方向上延伸并且以每平方厘米25到150个突节的数量均匀地分布。本发明的柔性护套的纹理部也可以像这样进行设计。
可设想这样的实施方式，其中柔性护套17的突节(隆起部)不是均匀地分布而是以不规则方式分布。
柔性护套17的突节(或其他隆起表面)可以优选地(但不是必须的)在机器方向上取向。
在本发明的实施方式中，纹理部还可以具有每平方厘米小于25个的突节或其他隆起表面。例如，其可以具有每平方厘米10到24个突节。然而，每平方厘米的更少突节将带来如下结果，即柔性护套在纸幅上赋予三维结构的能力变低。因此，优选的是，纹理部应该具有每平方厘米至少25个突节。
应该理解，本发明的柔性护套17对在柔性护套17内使用的润滑油需要具有不可渗透性，以降低柔性护套和支撑本体之间的摩擦。
在本发明的实施方式中，纹理部15是柔性护套17的一体部分，即柔性护套17的基本整个外周表面都设置有纹理。所述纹理可以通过所述柔性护套17的表面的凹印或凸印来施加。另选地，纹理部15可以由结合至柔性护套17的单独织物形成。
纹理部15的结构可以例如是与美国专利No.6547924中公开的设计相同的设计。在美国专利No.8002950中公开了可能设计的另一个示例。然而，将理解，纹理部15的结构不限于所述示例，而是仍在本发明的范围内的同时可以具有用于形成纸的其他三维结构的其他可能设计。
通过纹理部15，可以增强特别在薄纸中十分重要的特性，从而可以提供具有优异纸厚、强度和吸收性的薄纸。纹理部15的使用可以通过在纸幅经过压区NP和/或转印压区TN时给予纸幅以三维结构来提高/增加纸厚。由于纸厚增加，纸张的吸收性也提高，而这对薄纸非常有益。
清洁装置16可以是适合于清洁护套17的外表面的任何种类的清洁装置。例如，该清洁装置可以包括被布置成擦拭柔性护套17的表面的刷子或用于借助于喷嘴提供向该表面吹气的加压空气的装置。另一另选方案可以是某些种类的真空清洁，其中清洁器具有一个或若干个适当设计的喷嘴，用于沿着柔性护套17的表面的整个长度摄取杂质。又一种另选方案可以是利用适当的清洁流体进行清洁，其中例如通过喷洒来加入所述流体并且刷子将含有杂质的流体刷除和/或吸嘴将所述流体吸走。本发明不限于清洁装置的特定选择，而是许多不同种类的情况的装置都可以适用。所述杂质常常是含有从纸幅释放的包括纤维素纤维等的灰尘，但是也可能含有来自造纸机的环境的不同杂质。清洁装置例如通过被固定地安装至造纸机的适当部分而被适当地布置。在一些实施方式中，可能优选的是，将清洁装置布置成使得可以在出现需要时将清洁装置从柔性护套17及其纹理部15附近移走，从而能够修理延长轧辊12或更换磨损的压榨构件。
通常，延长轧辊仅包括一个支撑本体，诸如凹形靴。然而，本发明的压缩轧辊12优选包括位于柔性护套17的环内的两个支撑本体。如在图3中更清楚地看到的，延长轧辊12可以包括两个支撑本体18、19，优选为柔性支撑本体，在这种情况下，第一支撑本体18被布置成作用在干燥筒14上，第二支撑本体19被布置成作用在用于延长轧辊的对置辊13上。每个支撑本体18、19均可以被致使将柔性护套17沿径向向外挤压。如果支撑本体是柔性的，这应该被理解成是指，至少在某种程度上其可以改变其形状以遵循相对元件(例如干燥筒14或用于延长轧辊的对置辊13)的轮廓。用于延长轧辊的对置辊13合适地为偏转受控辊(偏转补偿辊)，诸如来自Metso Paper(美卓纸业)的SymRoll辊。在本发明的有利实施方式中，用于延长轧辊的对置辊13可以设置有凹槽(未示出)。在该位置使用带凹槽的辊提供了脱水性。在其他实施方式中，用于延长轧辊的对置辊13可以是具有光滑表面的压榨辊，例如具有覆层(例如弹性覆层，诸如橡胶覆层或具有与橡胶类似特性的材料的覆层)的辊。覆层也可以是陶瓷覆层。对置辊13还可以是没有覆层的辊。在一些实施方式中，对置辊13也可以设置有纹理表面结构，并且所述对置辊13的纹理表面也可以进一步设置有凹槽。
延长轧辊12和柔性支撑本体18(以及还有可选的第二柔性支撑本体19)可以以例如在美国专利No.7527708中所示的方式设计，其公开通过参考结合于此。如可在图3中看到的，柔性支撑本体18放置在可以全部或部分地由例如聚氨酯或具有类似聚氨酯的特性的材料制成的柔性护套17的环内。柔性护套17因而可以包括聚氨酯，但是也可以包括适合于被构造纹理的其他成分。柔性支撑本体18可以由一本体形成或包括该本体，该本体可以被描述为如美国专利No.7527708中公开的柔性软管，该柔性软管具有内部空腔，该内部空腔能够通过从与该内部空腔连接的加压流体源流入该内部空腔的加压流体而从内部加压。所述加压流体源可以通过控制装置来控制。该控制装置可以为例如计算机。支撑本体18、19可以连接至同一个加压流体源。应该理解，每个柔性支撑本体18、19可连接至其自己的加压流体源。柔性支撑本体18可以被放置在支架(未示出)的通道中。应该理解，支撑本体18可以在其轴向端部处被密封。柔性支撑本体18优选由弹性材料制成，使得整个支撑本体18或其至少一部分由弹性材料制成，从而使得该柔性支撑本体是可弹性变形的。支撑本体18可以由例如塑料或橡胶材料制成，诸如聚合物或可能增强的聚合物。如果加压流体被供应至内部空腔，则柔性支撑本体18将沿径向向外膨胀。应该理解，柔性护套17在柔性支撑本体18上延伸。当柔性支撑本体18沿径向向外膨胀时，其将压靠柔性护套17，从而使得柔性护套17也被向外挤压。应该理解，具有如上所述的内部空腔的柔性支撑本体18也在横穿机器的方向上延伸。
柔性支撑本体18不是必须如美国专利No.7527708中那样成形。欧洲专利EP2085513B1中示出了另一种类型的柔性支撑本体布置，也可以在本发明中使用这样布置。在这种实施方式中，柔性支撑本体18为具有凹面的薄靴。凹面面向外，从而其能够与诸如辊之类的凸出对置元件协作，以与该凸出对置元件形成压区。形成柔性支撑本体的薄靴可以由例如铝制成，并且足够薄以允许该靴很大程度地适应于对置辊(例如杨克干燥筒)的轮廓。薄靴由一个、两个或更多个柔性软管支撑，所述柔性软管可以由弹性材料或仅仅是由柔性但不具有弹性的材料制成。一个或多个所述柔性软管在横穿机器方向上延伸并以与参照图2和3描述的相同方式连接至加压流体源。在一些实施方式中，可以可选地将另一个薄片材和若干个单独的中间件放置在柔性支撑本体18和柔性软管之间。薄片材可以用来防止柔性软管受到中间件的影响。中间件可以能够在径向方向上(即基本在压榨平面上)相对于彼此移动。由此，柔性支撑本体18能够更容易地适应于对置元件(例如杨克筒14)的轮廓形状。如果柔性软管填充有加压流体，这可以致使柔性软管膨胀，并由此使柔性支撑本体18向外移动而抵靠柔性护套17的内表面，从而也沿径向向外挤压柔性护套17。
柔性支撑本体18可以被描述为包括至少一个柔性软管或由至少一个柔性软管支撑，该至少一个柔性软管在横穿机器的方向上延伸并连接至加压流体源，从而至少一个柔性软管的加压将致使柔性支撑本体18膨胀或沿径向向外移动。
应该理解的是，不管如何设计和布置柔性支撑本体，延长轧辊可以具有内部润滑布置(未示出)以向柔性护套17的内表面供应润滑流体(例如润滑油)，从而在柔性支撑本体18(或支撑元件18)与柔性护套17的内表面之间将具有润滑流体的薄膜。由此，可以降低柔性护套17和柔性支撑本体之间的摩擦。在现有技术中可知在延长轧辊中供应润滑油的各种布置。
第一柔性支撑本体18还与干燥筒14相对地放置，从而柔性支撑本体18能够朝向干燥筒14挤压柔性护套17。由此，柔性支撑本体18能够将转印压区TN封闭。
应该理解，除了具有柔性支撑本体的延长轧辊12，延长轧辊12的支撑元件可以包括基本刚性的一个或若干个传统的凹形靴。延长轧辊12还可以具有一个柔性支撑元件，而其他支撑元件为刚性靴，该刚性靴具有凹形且面向对置辊(例如杨克筒)的外轮廓。
如图3中所示，已经布置刮片27使从干燥筒14将纸幅W刮皱。发明人发现，在转印压区中使用柔性支撑本体具有令人惊奇的提高纸幅纸厚的作用。由于对薄纸来说纸厚是一个令人期望的特性，因此这是非常有实际意义的价值。在不希望受到理论限制的情况下，本发明人认为，使用柔性支撑本体使得纸幅更有力地附着于干燥筒的表面。之后通过刮片27进行的后续刮皱操作因而可以对纸张产生更大作用从而增加纸厚。
在图3中可以进一步看到，在柔性护套17的环内，延长轧辊12可以还包括第二柔性支撑本体19。第二柔性支撑本体19与用于延长轧辊的对置辊13相对地放置，以与用于延长轧辊的对置辊13协作而形成脱水压区PN。
除了第二柔性支撑本体19，还可以使用与传统靴形压榨部中一样的基本刚性的凹形靴用于脱水压区NP。用于延长轧辊的对置辊13可以是具有凹槽的辊。其还可以是例如抽吸辊或偏转补偿辊。
如果使用刚性凹形靴而不是柔性支撑元件，延长轧辊将设置有诸如液压缸之类的装置，用于将凹形靴沿径向向外挤压，使得柔性带17也被该靴向外挤压以将诸如转印压区TN或脱水压区PN之类的压区封闭。液压缸可以布置在支撑梁上，该支撑梁在横穿机器的方向上延伸并被柔性带17环绕。靴的凹面将沿径向面向外，从而该靴能够与对置辊的凸面协作而形成压区。
当支撑本体18、19是柔性支撑本体18、19时，用于将柔性支撑本体沿径向向外挤压的装置可以由支撑本体本身内的内部空腔形成，该内部空腔可以填充加压流体，从而柔性支撑本体沿径向向外膨胀而压靠柔性护套17的内表面，由此使得柔性护套17被向外压靠在诸如杨克筒或对置辊13之类的对置元件上。
当支撑本体18、19是柔性支撑本体18、19时，用于将柔性支撑本体沿径向向外挤压的装置还可以由一个或若干个柔性靴形成，支撑本体搁置在该柔性靴上，例如像EP2085513B1中公开的那样。
延长轧辊12优选是封闭辊，其中柔性护套17的轴向端部例如以美国专利No.5098523或美国专利No.4625376中公开的方式通过紧固装置紧固至端壁。柔性护套17内的内部空间可以可选地布置成被供应加压空气或气体，从而柔性护套在来自内部的压力作用下膨胀。延长轧辊12可以还设置有用于连续地供应用于支撑本体的新鲜润滑流体(例如润滑油)的装置以及用于去除使用后的润滑油的装置。
可选地，延长轧辊12可以设置有用于在柔性护套装置与任何对置元件(诸如杨克筒)接触之前驱动柔性护套的装置。这种用于驱动柔性护套的装置在美国专利No.6189442中公开并且也可以用于根据本发明的延长轧辊。这种布置能够防止柔性护套17受到热的影响。
当脱水压区NP是利用柔性支撑本体19形成时，脱水压区PN可以适当地以在100kN/m到600kN/m的范围内的线性负荷以及6MPa的峰值压力进行操作。在发明人设想的一个实施方式中，由柔性支撑本体形成的脱水压区PN可以具有125mm到140mm的压区长度和150kN/m的线性负载。
当脱水压区由刚性靴(即可以具有面向相对压榨构件的凹面的传统金属靴)形成时，这种刚性靴的机器方向长度可以在50mm到150mm的范围内，而在这种情况下的脱水压区的线性负荷可以在200kN/m到1000kN/m的范围内，优选在300kN/m到1000kN/m的范围内。在许多实现方案中，当在脱水压区PN中使用刚性凹形靴(例如钢靴)时，线性负荷可以在400kN/m到600kN/m的范围内。这可以给予足够的脱水性能而不会导致所生产的纸的纸厚产生不必要的减少。
转印压区TN可以以例如在50kN/m到100kN/m的范围内的线性负荷进行操作，但是发明人认为，转印压区TN中的更高线性负荷(以及更高的压力水平)实际上可以具有提高纸厚的益处，这是因为更高的线性负荷能够致使纸幅W更强有力地附着至干燥筒14的表面。当转印压区TN中的柔性支撑本体18由具有内部空腔的柔性软管形成时，转印压区TN在机器方向上的长度可以合适地在30mm到100mm的范围内，优选在30mm到80mm的范围内。发明人认为，在该范围内的长度对于使纸幅良好地附着于干燥筒是有利的，同时避免了所用部件的不必要的大尺寸。转印压区TN中的合适最高压力可以在1MPa到3MPa的范围内。在发明人设想的一个实施方式中，转印压区TN中的最高压力可以为2MPa或大约2MPa。然而，发明人认为，更高峰值压力能够致使纸幅甚至更好地附着于干燥筒14的表面。因此，可以测试高达6MPa的峰值压力，甚至可能更高的峰值压力。
在一些情况下，用于转印压区TN的柔性支撑本体18也许可具有比80mm长的压区长度。在这种实施方式中，柔性支撑本体18可以具有可单独地加压的若干腔室，如在美国专利No.7527708中公开的那样(这种实施方式在美国专利No.7527708的图12中示出)。在这种实施方式中，转印压区TN中的压区长度可以在50mm到150mm的范围内。对于这种更长转印压区，可以使线性负载更高。
通过在延长轧辊12中使用纹理柔性护套17，不需要使用单独的纹理带。
另外，通过在成形部和脱水压区PN中使用同一毛毯，可以减少部件数量。
然而，应该理解，在成形部中使用的毛毯不一定与在脱水压区中使用的毛毯相同。
延长轧辊12可以背离和朝向限定了工作位置(未在图中示出)的机械止动件移动。这种机械止动件可以布置在造纸机的每一侧(即操作侧和传动侧二者)，并且被布置成与延长轧辊的支承壳体协作，使得延长轧辊朝向其操作位置的运动在支承壳体与机械止动件或多个机械止动件相遇时暂停。
这种机械止动件或多个机械止动件的使用带来的优点是，即使当延长轧辊可朝向和背离操作位置移动时也能够很好地限定延长轧辊的工作位置。当在柔性支撑本体18被启动之前能够使延长轧辊12到达干燥筒14附近的良好限定的位置时，能够避免在压区被适当封闭之前支撑本体18的柔性软管中的压力变得过高的风险。
应理解，可设想这样的实施方式，其中延长轧辊不是可移动的，而是被放置在固定位置。
在转印压区TN中使用柔性支撑本体18带来的优点是能够提高纸幅厚度。
现在描述本发明的方法。在成形部中，当网前箱3将原料喷射到成形织物5和毛毯7之间的间隙内时，形成了初期纸幅。在图1中所示的实施方式中，新形成的纸幅将在毛毯7上传送到形成在延长轧辊12和对置辊13之间的压区PN。应理解，在图1的实施方式中，毛毯7在其循环地运行时“顺时针”移动。在脱水压区NP中，水被从纸幅挤压出，从而使得纸幅W的干度水平增加。在有利的条件下，纸幅的干度水平在脱水压区NP之后可能超过50％。当运行的纸幅W从压区PN退出时，纸幅离开毛毯7，并将由延长轧辊12代为引导。更精确地说，纸幅W跟随延长轧辊12的柔性护套17的外表面。纸幅跟随柔性护套17的外表面到达转印压区TN，在转印压区TN，运行的纸幅W被从延长轧辊12转移到热辊(干燥筒)14。当进入压区PN时，纸幅W与设置在延长轧辊12的柔性护套17的外表面上的纹理部15接触，此时是形成纸幅W的三维结构的起始点。在第二压区即转印压区TN中，通过柔性护套17的外表面上的纹理部15将进一步提高纸幅W的三维结构，当纸幅被从延长轧辊转移到热辊14时，纸幅已经具备了其最终的三维结构。热辊14通常是诸如杨克干燥筒之类的干燥筒。加热辊14具有光滑外部，该光滑外部致使纸幅从柔性护套17的外表面转移到热辊14的外表面(纸幅跟随该光滑表面，并且热辊的表面比柔性护套17的表面更光滑)。在热辊14上，纸幅中的水通过热而蒸发，从而将纸幅干燥至高干度水平。当纸幅跟随热辊14的光滑外表面时，使纸幅到达刮片27，在此处，纸幅从热辊的表面被刮片27刮皱。纸幅然后可以被传送到卷轴。应理解，当造纸过程完成时，即在干燥过程之后，可以在一些后处理过程中为所生产的纸设置附加结构。
在所有实施方式中，合适的机器速度可以高达2200m/分钟。例如，机器速度可以在1000m/分钟到2200m/分钟的范围内。合适的速度通常将为大约1500m/分钟到2200m/分钟，以在保持产量的同时给予纸幅适当的停滞时间以在压区中进行脱水。然而，出于生产率的原因，可能期望机器以甚至高更的速度运行。一般来说，造纸机领域中的技术发展的趋势导致不断增加的机器速度。因此，可以设想，本发明的机器构思有一天能够以例如2500m/分钟，3000m/分钟或甚至更高的速度使用。
在许多实践实施方式中，机器宽度可以在2米到8米的范围内。例如，机器宽度可以为3.5米到7米。然而，也可以设想大于8米的机器宽度(例如宽度高达10米以上的机器)。还可以考虑比2米窄的机器。在该过程中使用的纸浆可以例如是化学纸浆。根据终端用户的需要，可以使用原浆或再生纸浆。对于将与人类皮肤接触或在厨房中使用的纸产品，优选原浆。与本发明有关地使用的原浆可以基于硬木、软木或硬木和软木纤维的混合物。用于纸浆的硬木纤维可以包括例如桉树纤维或洋槐树纤维或它们的混合物。
在干燥筒的下游，一般布置卷轴。卷轴可以是任何已知的类型，例如在美国专利No.5901918或美国专利No.5875990中示出的类型。
在干燥筒和卷轴之间的区域中，本发明的机器可以可选地设置有用于收集灰尘的装置，例如根据美国专利No.6176898的装置。在干燥筒和卷轴之间的区域中，本发明的机器还可以可选地设置用于支撑纸幅的装置，例如如在美国专利No.5738760中公开的一样。
当使用杨克干燥器时，其可以可选地设置杨克气罩，例如由Metso Paper提供的AdvantageTM AirCapTM杨克气罩。
可选地，可以在位于延长轧辊12的上游点处与毛毯7相邻地布置蒸汽箱28，如图1所示。通过使用蒸汽箱28，能够提高纸幅在到达热辊14之前已进行的脱水，并且甚至在纸幅到达热辊14之前就可以获得按照重量计算高达55％甚至更高的干度水平。
热辊的表面温度可以根据不同的要求和操作条件而改变，在许多现实实施方式中，热辊14的表面温度可以在85℃到125℃或90℃到110℃的范围内。例如，其可以在90℃到100℃的范围内。本发明的方法因而可以被描述为包括将热辊14优选加热到例如使热辊14的表面温度达到85℃到125℃的范围内的水平的程度的步骤。
即使如上在造纸机、生产薄纸的方法和延长轧辊方面描述了本发明，但也应该理解，这些术语仅仅反映同一个发明的不同方面。本发明的延长轧辊因而在本发明的机器和本发明的方法中使用。该方法可以因而包括这样的步骤，这些步骤将是使用(操作)所述机器和延长轧辊的必然结果，而不管这些步骤是否明确地提及。
尽管以上已经将本发明描述为包括具有设置有纹理部的外表面的柔性护套，但可设想这样的机器和方法，其中延长轧辊具有柔性护套，在该柔性护套中，外表面(即纸幅接触表面)不具有纹理部，而是光滑的。如果外表面是光滑的而不是具有纹理，则柔性带将不会给予纸幅以三维结构。然而，这种机器和方法可能仍然是有利的，这是因为柔性护套能够将纸幅有效地转移到热辊。延长轧辊12可以具有带有光滑外表面的柔性护套17。柔性护套17可以是可某种程度弹性压缩的，以允许护套在经过压区时对该护套进行压缩，然后在该护套经过压区之后再次增加其厚度。这种使用延长轧辊(其具有柔性带17，该柔性带17具有光滑外表面)的机器在其他方面可以与以上描述的使用具有纹理外表面的柔性带的机器一样。

Claims (28)

1.一种延长轧辊(12)，该延长轧辊(12)包括柔性护套(17)，该柔性护套围绕至少一个支撑本体(18,19)而形成环，该延长轧辊(12)具有使所述支撑本体(18,19)沿径向向外压靠所述柔性护套(17)的内表面的装置，其特征在于，该柔性护套(17)具有外表面，该外表面的至少一部分(15)具有纹理，使得该至少一部分能够向经过形成在所述延长轧辊(12)和对置元件之间的压区的纸幅赋予三维结构，并且所述支撑本体能够改变自身形状以遵循所述对置元件的轮廓。
2.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其特征在于，具有纹理的所述部分具有以每平方厘米25至150个突节的数量均匀分布的突节。
3.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，所述柔性护套(17)具有以不规则方式分布的突节。
4.根据权利要求2或3所述的延长轧辊(12)，其中，所述柔性护套(17)的所述突节在机器方向上取向。
5.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，所述至少一个支撑本体(18)是柔性支撑本体(18)，该柔性支撑本体包括至少一个柔性软管或由至少一个柔性软管支撑，该至少一个柔性软管在横穿机器方向上延伸并连接至加压流体源，使得所述至少一个柔性软管的加压将致使所述柔性支撑本体(18)膨胀或沿径向向外移动。
6.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，所述支撑本体(18，19)是具有凹面的靴，所述凹面面向外使得该凹面能够与对置辊的凸面协作。
7.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，所述延长轧辊(12)包括位于所述柔性护套(17)的所述环内的两个支撑本体(18，19)。
8.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，具有纹理的所述部分(15)是所述柔性护套(17)的外表面的一体部分。
9.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，具有纹理的所述部分由结合至所述柔性护套(17)的单独织物形成。
10.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，具有纹理的所述部分(15)围绕所述柔性护套(17)的整个周向延伸。
11.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，具有纹理的所述部分(15)仅围绕所述柔性护套(17)的整个周向的一部分延伸。
12.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，具有纹理的所述部分覆盖所述柔性护套(17)的外表面的整个区域的至少60％。
13.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，在横穿机器方向上具有纹理的所述部分(15)沿着所述柔性护套的基本整个长度延伸，并且其中具有纹理的所述部分覆盖所述柔性护套(17)的外表面的基本整个区域。
14.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，所述柔性护套(17)能够被弹性压缩至某种程度，使得在所述柔性护套(17)穿过压区时所述柔性护套(17)的厚度暂时减小。
15.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，所述柔性护套(17)包括聚氨酯材料或类似于聚氨酯的材料。
16.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，所述柔性护套(17)的轴向端部通过紧固装置紧固至端壁。
17.根据权利要求16所述的延长轧辊(12)，其中，所述柔性护套(17)内的内部空间被布置成被供应加压空气或气体，使得所述柔性护套在来自内部的压力作用下膨胀。
18.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，一清洁装置(16)被布置为清洁具有纹理的所述部分(15)。
19.根据权利要求1所述的延长轧辊(12)，其中，所述支撑本体(18,19)为凹形靴或柔性支撑本体。
20.根据权利要求12所述的延长轧辊(12)，其中，具有纹理的所述部分覆盖所述柔性护套(17)的整个外表面的至少80％。
21.一种生产薄纸的方法，其中该方法包括将延长轧辊(12)布置成与对置辊形成压区(PN，TN)，所述延长轧辊设置有支撑本体和围绕所述延长轧辊(12)的周向区域布置的柔性护套(17)，其特征在于，所述柔性护套(17)具有纹理外表面，使得当湿纤维纸幅经过所述压区(PN，TN)时，所述柔性护套(17)的所述纹理外表面向湿纸幅赋予三维结构，并且所述支撑本体在某种程度上能够改变自身形状以遵循对置元件的轮廓。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述对置辊为热辊(14)。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，所述纸幅由原浆形成，并且其中所述压区(TN)中的线性负荷在50kN/m到100kN/m的范围内。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述压区(PN)是形成于所述延长轧辊(12)和对置辊(13)之间的脱水压区，并且其中一毛毯(7)被布置成穿过所述脱水压区。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述支撑本体是柔性支撑本体，所述对置元件是对置辊(13)，并且其中所述压区(PN)中的线性负荷在100kN/m到600kN/m的范围内。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述对置辊(13)为偏转受控辊。
27.根据权利要求24所述的方法，其中，所述对置辊(13)是设置有凹槽的辊或具有光滑表面的压榨辊中的一种。
28.根据权利要求24所述的方法，其中，所述延长轧辊(12)包括刚性金属靴，该刚性金属靴具有凹形表面，并且其中所述脱水压区(PN)中的线性负荷在200kN/m到1000kN/m的范围内。
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