CN1139690C - 生产可延伸纸张的方法和实现该方法的成套设备 - Google Patents

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Abstract

一个生产可变形纸张的方法，其特征包括如下阶段：(a)把植物纤维混合物输送到捏和机(1)；(b)在捏和机中把混合物与水混合；(c)用摩擦方法把纤维打成纸浆(6)，其打浆度至少为30°SR；(d)把纸浆传送到一个流浆箱(10)；(e)从流桨箱把纸浆输送到纸幅成形布(12)上，接着依靠重力和真空减少水的含量；(f)对上述纸幅压榨(14)，进一步减少水的含量；(g)初次把纸幅干燥(16)到在15%与65%之间某个基本不变的湿度；(h)在一对压辊(17)中压紧，其中一个是具有表面棱的硬材料压辊，受较高速驱动，另一个是光滑表面的软材料压辊，受较低速驱动；(i)最后干燥(18)到15%与4%之间的某个湿度，最好为10%与8%之间；(i)上光(39)。

Description

生产可延伸纸张的方法和实现该方法的成套设备
本发明涉及生产可延伸纸张的方法和实现该方法的成套设备。
US-A-3454463发表了一种可使新闻纸受控收缩的方法，其特点包括：输送纸幅的印刷面与机械压紧器的运动光滑面相接触，把新闻纸幅收缩到比预期值高得多的值，然后再把纸幅伸展到预期值。
EP-A-0631014发表了制造软薄纸产品的工艺。
本发明的目的是提供一种方法，使所生产的纸张具有高强度，同时在纵向和横向具有差不多相同量级的可延伸性。
本发明的另一目的是提供使纸张生产具有连续生产设备的方法。
本发明的另一目的是提供生产具光滑表面纸张的方法，以改进它的打印特性。
根据本发明可达到上述和其它目的，这从以下说明是很明显的，本发明采用的可延伸纸张生产方法包括如下阶段：
-把植物纤维混合物输送到捏和机，
-在捏和机中把混合物与水混合，
-把纤维打成纸浆，
-把纸浆传送到一个流浆箱，
-从流浆箱把纸浆输送到纸幅成形布上，接着依靠重力和真空减少水的含量，
-对上述纸幅压榨，进一步减少水的含量，
-初次把纸幅干燥到在15％与65％之间某个基本不变的湿度，
-压紧，
-最后干燥到15％与4％之间的某个湿度，最好为10％与8％之间，
-上光，
其特征在于：
-采用在多级装置中摩擦纤维来完成打浆阶段，以得到打浆度至少为30°SR的纸浆，
-至少在一对压辊之间完成压紧阶段，其中一个为具有表面周向棱的硬材料压辊并受较高速驱动，而另一个为具有光滑表面的软材料压辊并受较低速驱动。
为了实现上述方法，提供了成套设备，包括：
-纤维基混合物的捏和机，
-打浆设备，
-流浆箱，
-纸幅成形设备，
-压榨设备，
-干燥设备，
-压紧设备，
-最终干燥设备，
-上光设备，
其特征在于：打浆设备具有一个拉伐(lava)盘的多级打浆装置，它采用摩擦而不用切割来水化纤维，压紧设备至少具有一对压辊，其一为橡皮材料，并以比另一硬材料压辊低的速度驱动，至少有一个硬压辊具有许多周向表面棱。
下面说明本发明的一个优选的实例，所参考的相应附图为：
图1为实现本发明方法的成套设备示意图；
图2，3，4，5为在预成形阶段采用的不同压辊示意图；
图6为用于压紧阶段的压辊示意图。
从图可知，生产可延伸纸张的成套设备主要具有一个高密度的捏和机1，它大体上由带有反截锥底的圆柱容器2组成，并在内部装有一个表面带螺旋形凸起的锥状叶轮。
捏和机1与带有搅拌器5的贮存桶4相连，并连到打浆设备6，打浆设备由拉伐(lava)盘形式的打浆装置与贮存箱8交替形成。最后一个打浆装置的出口与另一个穿孔环形式的高密度打浆装置7’相连，然后再连到贮存桶9，它再与流浆箱10连通，向纸幅成形设备11供料。该设备具有在两个支承轮13间张紧的布12，并安排成依靠重力和真空使水和纤维原料组成的纸浆逐渐排水。
纸幅成形设备11的下游端引到压榨设备14，它的下游提供一个浸渍设备23和接连的预成形设备15。
在预成形设备15的下游提供一个热压辊形式的干燥设备16，它保证纸幅的湿度不变，湿度在15％与65％之间、最好为50％，接着为压紧设备17，它包括一对形式和表面坚实度各不相同的压辊，受不同速度驱动并可把纸幅沿纵向和横向压紧。特别是每对压辊的上压辊是金属的，表面具有许多周向棱38，其转动速度比相应的下压辊36大，下压辊是橡皮的且表面光滑。
压紧设备17的出口与另一个干燥设备18连接，它又与上光设备39连接，上光设备与后面的纸幅缠绕设备19相连。
干燥设备保证纸幅含水量在4％与15％之间，最好是10％。
上光设备的目的是改进所得可延伸纸张的可印刷性和可粘贴性，并以10与100kg/cm之间、最好是50与52kg/cm之间的线载荷工作。
如必要时，在干燥设备18与缠绕设备19之间可以插入另一个浸渍设备和另一个干燥设备，使纸幅受到处理而改进它的印刷特性。
根据本发明的成套设备也包括一系列控制和自动化装置，以保证正确完成工作循环，如有需要时在以下说明中将被提及。
现参照通过各连续设备形成纸幅的过程，来说明根据本发明的成套设备的工作情况。
把成捆的纤维原材料与定量的水一起输送到高密度捏和机中，以进行混合。这里纸浆被捏和，与水和特殊的添加物混合，其目的在于提高纤维的极限强度，使水和纤维浆均匀化并赋予纸张特殊的性能。
特别是，纤维原材料是由植物纤维组成，它是从木材以外的植物中取得的长纤维素、短纤维素或其它纤维(棉绒纤维、麻纤维、亚麻纤维、细茎纤维、大麻纤维)。不同的原材料可在同一生产线上工作，但最好在不同生产线上工作。
转动叶轮3，造成纤维原材料的逐渐捏和，它仍保持原有的纤维长度，与水及输入捏和机的添加物形成密切混合。特别是，所用的添加物可包括：可与纤维结合一起来提高极限强度的淀粉，或使纤维弥散而防止其聚结的羧甲基纤维素(CMC)，或可与纤维结合一起形成一类弹性键的合成树脂和(或)乳胶。
纤维、水和添加物组成的纸浆以15％左右的干燥度离开捏和机，该纸浆输入接连的打浆设备6，以承受拉伐盘打浆装置7的作用，它基本上不切断纤维，而是水化和摩擦它们，并赋予纸浆特殊的性能。处理之后，纤维被改进，提高了它们的固结能力，形成了连续而均匀的构造，这对最终产品应具有的特性是很重要的。
可按照单位为SR(Shopper Reagler)的真实测量参数来确定纸浆的打浆程度，根据本发明，按照所得纸张的克重量数，通过打浆处理的纸浆必须在30°SR与60°SR之间。
在最后打浆阶段的出口，如上述为30°SR与60°SR之间的纸浆被输入穿孔环打浆装置7’，它在约20％密度下工作，其目的是水化纤维，并使之发胀和卷曲。然后把纸浆输入贮存桶9，并由此进入流浆箱10，再从这里以约0.5～1％的干燥度把纸浆倒到纸幅成形设备11的衬底布12上。
在上述布的开头部分上，纸浆会逐渐脱水，先依靠重力后依靠抽空，直到在布的出口处纸浆达到约18％干燥度为止。
离开设备11的纸幅20在压辊21与毛毯22之间通过压榨设备14，失去水分后干燥度达到35％左右。
然后纸幅通过浸渍设备23，用各种添加剂的溶液进行处理，其目的是改进纸张的可延伸性和(或)改进生产工艺。最好采用喷溅装置来产生浸渍，但也可采用其它系统，例如把正在成形的纸幅通过含浸渍溶液的容器。在任何一种情形下，浸渍材料的用量可以控制，这对节省所用材料成本和材料的精确确定均有很大好处。
按此方式浸渍的纸幅在设备15中作预成形处理，它提供一个或更多的预成形装置。这些装置可以完全相同，也可有所不同。特别是，每个预成形装置可包括：
-一个具成形齿的上压辊24和一个具常规光滑毛毯的光压辊25(图2)；
-一个光滑上压辊27和一个光滑下压辊28，其间插入一条外面具条纹构造的毛毯29，使夹在上述毛毯与光滑上压辊27之间的纸幅得到适当变形(图3)；
-一个具成形齿的上压辊30和一个光滑下压辊31(图4)；
-一个光滑上压辊32，一个光滑下压辊33，一条常规毛毯34，以及一条插在毛毯34与上压辊32之间的具条纹构造的毛毯35(图5)。
采用相同或不同的几个预成形装置，可在纸幅上得到与任何设计基本一样的断面轮廓，特别是可得到采用单个预成形装置不能得到的设计。
按此方式预成形的纸幅在设备16中进行干燥，通过热压辊或热空气道，可使纸幅在压紧之前的干燥度达到约50-60％。
从压榨设备14到压紧设备路程中的压辊速度可以调节，因而使纸幅拉伸，受到与其极限强度相适应的最大纵向伸长，以得到纸幅的横向收缩，具有横向可延伸性的相应余量。
在预成形设备15与干燥设备16之间可插入一个干燥和(或)融化设备，最好是红外方式的。
在设备17中，使纸幅在一对压辊之间通过，可同时在纵向和横向产生压紧(图6)。其中下压辊36是橡皮的并且以一定速度驱动，而上压辊37是金属的并且在表面具有许多棱38，例如是周向的棱，它以较高速度旋转。由于压力作用和金属压辊的形状，在另一压辊36橡皮表面的配合下，使纸幅在横向呈波浪形，同时，由于压辊速度不同，使纸幅受到橡皮压辊的阻滞作用，从而在纵向得到压紧。
在压紧阶段结束时，纸幅在设备18中受到进一步干燥，使干燥度达到85％左右，最好是90％。
应注意到：从压紧设备到干燥设备出口的路径中，压辊速度(基本不变)被调整成无拉应力产生，因而使得在纵向已压紧的纸幅不损失其纵向的可延伸性。
在干燥设备18的出口处，纸幅在设备39中上光。
按此方式得到的纸幅，特别是由于经过了打浆、浸渍、预成形和压紧处理，在纵向和横向均显示了高度的机械强度和可延伸性，对于克重量在100至150g/m2的纸张，可延伸性量级在横向至少16％、在纵向至少20％。

Claims (21)

1.一个生产可延伸纸张的方法，包括如下阶段：
-把植物纤维混合物输送到捏和机，
-在捏和机中把混合物与水混合，
-把纤维打成纸浆，
-把纸浆传送到一个流浆箱，
-从流浆箱把纸浆输送到纸幅成形布上，接着依靠重力和真空减少水的含量，
-对上述纸幅压榨，进一步减少水的含量，
-初次把纸幅干燥到在15％与65％之间某个基本不变的湿度，
-压紧，
-最后干燥到15％与4％之间的某个湿度，
-上光，
其特征在于：
-采用在多级装置中摩擦纤维来完成打浆阶段，以得到打浆度至少为30°SR～60°SR的纸浆，
-至少在一对压辊之间完成压紧阶段，其中一个为具有周向表面棱的硬材料压辊并受较高速驱动，而另一个为具有光滑表面的软材料压辊并受较低速驱动。
2.按照权利要求1中的方法，其特征在于：上述最后干燥的湿度在10％与8％之间。
3.按照权利要求1中的方法，其特征在于：上光设备以10与100kg/cm之间的线载荷工作。
4.按照权利要求1中的方法，其特征在于：上光设备以50与52kg/cm之间的线载荷工作。
5.按照权利要求1中的方法，其特征在于：在打浆阶段之后进行另一个高密度打浆阶段。
6.按照权利要求1中的方法，其特征在于：在压榨阶段与压紧阶段之间，使纸幅拉伸到产生与其极限强度相适应的最大纵向伸长。
7.按照权利要求1中的方法，其特征在于：在压紧阶段之后，至少在纸幅湿度降到4％以下之前，纸幅不受到纵向拉伸。
8.按照权利要求1中的方法，其特征在于：受压的纸幅用溶液中添加剂来浸渍，以改进后继的预成形处理。
9.实现在权利要求1至8中的任何一个的方法的成套设备，包括：
-纤维基混合物的捏和机(1)，
-打浆设备(6)，
-流浆箱(10)，
-纸幅成形设备(11)，
-压榨设备(14)，
-干燥设备(16)，
-压紧设备(17)，
-最终干燥设备(18)，
-上光设备(39)，
其特征在于：打浆设备具有一个拉伐(lava)盘的多级打浆装置，它采用摩擦而不用切割来水化纤维，压紧设备(17)至少具有一对压辊，其一(36)为橡皮材料，并以比另一硬材料压辊(37)低的速度驱动，至少有一个硬压辊具有许多周向表面棱(38)。
10.按照权利要求9中的成套设备，其特征在于：一个浸渍设备(23)插在压榨设备(14)与干燥设备(16)之间。
11.按照权利要求10中的成套设备，其特征在于：在浸渍设备(23)下游提供一个预成形设备(15)。
12.按照权利要求9中的成套设备，其特征在于：捏和机(1)是高密度形式，它由带有反截锥底的圆柱容器(2)组成，并在内部装有一个表面带相对螺旋的锥状叶轮(3)。
13.按照权利要求9中的成套设备，其特征在于：打浆设备(6)由打浆装置(7)与贮存箱(8)交替组合形成。
14.按照权利要求9中的成套设备，其特征在于：在打浆设备(6)的下游提供另一个穿孔环形式的高密度打浆装置(7’)。
15.按照权利要求9中的成套设备，其特征在于：纸幅成形设备(11)具有在支承轮(13)之间张紧的布(12)，并安排成可依靠重力和(或)真空使水和纤维原材料组成的纸浆逐渐排水。
16.按照权利要求9中的成套设备，其特征在于：压榨设备(14)包括压榨压辊(21)和毛毯(22)。
17.按照权利要求9中的成套设备，其特征在于：浸渍设备(23)包括把浸渍溶液喷溅到纸幅(20)上的装置。
18.按照权利要求11中的成套设备，其特征在于：预成形设备包括一个具成形齿的上压辊(24)和一个具有常规光毛毯(26)的光滑下压辊(25)。
19.按照权利要求11中的成套设备，其特征在于：预成形设备包括一个光滑的上压辊(27)和一个光滑的下压辊(28)，在它们之间插入一条外表面具条纹构造的毛毯(29)。
20.按照权利要求11中的成套设备，其特征在于：预成形设备包括一个具有成形齿的上压辊(30)和一个光滑的下压辊(31)。
21.按照权利要求11中的成套设备，其特征在于：预成形设备包括一个光滑的上压辊(32)，一个光滑的下压辊(33)，一条常规毛毯(34)，以及一条插在毛毯(34)与上压辊(32)之间的具条纹构造的毛毯(35)。
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