专利名称：涂料机传送带和配备这类涂料机传送带的涂料站的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及在移动卷料上，特别是在造纸机的纸或厚卷筒纸上涂覆涂料。本发明具体涉及用于涂料站的一种涂料机传送带和配备这类涂料机传送带的一种涂料站。本发明不限于任何特定类型的涂布站。WO90/11136(Beloit)公开了权利要求1前序部分所述的一种传送带。
就现代造纸机不久的将来可能达到的最大宽度而言，要想提高生产率，必须提高其工作速率。然而，较高的机器速率将导致较高的卷料应力，因而增加了卷料破损的危险性，因此机器速率必须限制在不超过卷筒纸最大拉伸的范围。如果考虑到频繁使用其强度低于原始纤维的再生纤维情况，则更为复杂。
在现有技术中，已有许多通过消除造纸机中所谓的开式牵引而得到更高机器速率的实例。术语“牵引”(draw)是指卷筒纸在造纸机中从一个驱动段转移到另一驱动段的方式。如果卷筒纸至少支持在转移点的一端，如一个毡圈上，则“牵引”称为“闭合牵引”，在其他情况称为“开式牵引”。支持元件一般是毡圈，机织布或支撑鼓形式，对转移湿的和微湿卷筒纸特别有效。在造纸机的某些部位，对鼓的平滑度和毡圈的支持长度有要求；在这些情况，使用具有涂料的卷料接触面的传送带。
也已提出在造纸机预先未支持部位增加某种形式的卷料支持元件，如在涂布站中。
在普通涂料站中，适量的涂料涂覆于移动卷料上。已知的涂料站可以安排把涂料涂覆于卷筒纸的一面或两面。涂料站可以“联机”安排在造纸机中，通常位于造纸机的压延段或缠绕段的正前方，或者与造纸机分离“脱机”安排。在这后一种情况，涂料站中的卷筒纸速率应高于造纸机中的卷筒纸速率。否则，涂布室有可能成为整个生产线的“瓶颈”。
美国US-A-4761309(Beloit)公开了使用一种织物作为短停顿涂料站的支撑件。其目标是避免所谓的气泡，即避免在卷筒纸高速(＞3000英尺/分)移动空气吸入涂布机装置时，在普通支撑辊与卷筒纸之间形成并相对于短停顿涂料机向上流动的气泡。
US-A-4761309的安排包括一个多孔表面支撑辊，和一个位于多孔辊表面与卷筒纸之间的渗透性传送带。真空时，卷筒纸被吸引与传送带紧密接触，避免了在卷筒纸和支撑件之间形成上述气泡。这处渗透性传送带是一种包括两层不同纤度的网眼传送带。其精细层与卷筒纸接触以避免产生记号。
在说明书第一段中所述的WO90/11136(Beloit)公开了在涂料站使用一个“支撑毛毯”。这个支撑毛毯被引导在环绕相互保持间距的两个导引滚柱的环形通路上，因此，毛毡支撑的卷筒纸在与导引滚柱切向取向的平面中运行。一个短停顿涂布机处于导引滚柱之间，在背离这些滚柱一侧靠近卷筒纸，以便在卷筒纸上涂覆涂料。
支撑毛毯是一个复合结构，包括一个机织基本织物和机织材料形成的一个表面层，该表面层处于与基本织物平行的一个平面，且其纤度(精细)低于基本织物(粗)的纤度。
WO90/11136公开的这种安排的目标是避免在主流的反向出现涂料的二次流，使涂料分布更加均匀。据称，使用上述支持毛毯，避免了经由普通支撑滚柱产生的作用在涂料上的离心力。
WO95/14816(Valmet)公开了在涂料站的一种尾部引线安排。在开始阶段和卷筒纸破裂后进行的尾部引线工艺涉及这样一个步骤从卷筒纸切开一个边缘衬条作为卷筒纸的“尾”，首先通过这根线卷曲，然后加宽到卷筒纸的正常宽度。文件的这种安排的目标是基本上通过整个机器支撑卷筒纸，并且只有极窄的开式牵引。所以，公开的这种安排包括在涂料站中的一个支撑传送带。待涂料的卷筒纸通过从运输线进入到上述支承传送带，因此，卷筒纸与支撑传送带一起运行通过涂料站。没有面向支承传送带的卷筒纸暴露面被涂料涂覆。
按照这个现有技术文件的规定，涂料站使用的支撑传送带必须有极光滑表面以保持纸涂料的轮廓质量。一般认为，支撑传送带材料应表面光滑，或大量含有小直径细孔。术语传送带规定为任何无空气渗透的平支撑件。这个文件未给出这种支撑传送带的构造与材料的进一步信息。
据本发明的发明者所知，WO95/14816叙述的这种安排没有实用。
WO95/14816指出，由于不能由真空得到卷筒纸的粘附，可由喷空气提供附加支撑。据称开始时用静电将使卷筒纸较强地粘附在支撑传送带的光滑表面上，在布涂涂料以后，卷筒纸的湿度引起粘附。
EP-A0576115(Albany国际公司)公开了把纸张从造纸机的一个压印线带入转换点的一个转换传送带。
虽然现有的这个转换传送带在某些方面按本发明同样的原理工作，但事实上差别很大。按EP-A-0576115的转换传送带的工作要求对传送带加压以便在转换点使卷筒纸松开。特别，这个转换传送带包括一个聚合物系统并嵌有硬颗粒。当传送带在压印线处受压缩时，它变得非常光滑可与卷筒纸良好接触。在压印线出口端，这个系统扩大，但在软区与硬区有所不同。因此，传送带与卷筒纸之间的水膜分开或破裂，卷筒纸可以松开。基于压力响应传送带的这种技术不能用于涂料站，因为在涂料站中没有任何大的压缩压力作用在卷筒纸传送带系统。而且，在压力段的卷筒纸含水量比在涂料站(其进口端含水量约为5～10％)的进口端和出口端含水量约高80％和50％。现有的这种转换传送带工作环境与本发明基本不同。涂料站的环境接近100％干燥，因此，涂料站的操作问题由不同于压力段“湿”环境的因素引起。
概括地说，本发明的目的是改进现有涂布室的运行性，卷筒纸控制，卷筒纸的均匀涂布和最大的机器速率。
为实现本发明上述的目的，本发明的具体目标是设置一个改进的支撑传送带(称为涂料机传送带)，以在涂料站之前吸起卷筒纸，带动并支撑这个卷筒纸通过涂料站，并松开它通过干燥段。
1.在涂料站的进口，卷筒纸和涂料机传送带之间应有较强的粘合，以保证卷筒纸，比如从开式牵引或干燥器织物，有效地吸起在涂布机传送带上。
2.在通过涂料站的通路时，卷筒纸应一定程度地粘合在涂布机传送带上，以保证纸张的良好控制，在机器高速率(＞1000m/min(米/分))时，卷筒纸有高的运行性。在涂料站涂料装置位置上加大对纸张的控制，将导致卷筒纸的更高涂布质量，如涂布更均匀。
3.与上述“1”和“2”项所述的粘合要求相反，在涂料站出口，卷筒纸应易于与涂料机传送带松开，因此，在出口卷筒纸与涂料机传送带粘合不应太强。卷筒纸在横向(CD)沿一规定直线松开也很重要。一般说来，可以认为卷筒纸与涂料机传送带之间的接触应很强，同时也应很弱。
4.卷筒纸在涂料站出口处与涂料机传送带松开时，如卷筒纸上的某些织物和/或涂料未与涂料机传送带脱开，应容易清除。
5.机器必须可以高速运行。
按照本发明的第一方面，本发明上述和其他目的由权利要求1所述的一个涂料机传送带实现。所发明的涂料机传送带的最佳实施例在有关权利要求中叙述。
按照本发明的第二方面，上述目的由权利要求11所述的一个涂料站实现，所发明涂料站的最佳实施例在有关权利要求中叙述。
因此，按照本发明，设有一个涂料机传送带和配备这种传送带的一个涂料站，上述传送带包括一个环形基件，和至少一个装在基件一面并面向卷筒纸的一个第一表面层，这个表面层构成一个卷筒纸接触表面，上述传送带在通过涂布室的通道时在传送带与卷筒纸这间没有任何压缩接触压力条件下工作。这个表面层是一种含有第一涂料和分布在第一涂料的颗粒填料的不可渗透涂层。存在于卷筒纸接触表面的颗粒填料粒子提供与上述粒子大小和轴向尺寸相应的上述卷筒纸接触表面宏观上的完好形貌，并促使卷筒纸在涂料站出口与涂料机传送带脱开。而且，卷筒纸接触面有完好的宏观光滑度以防止在卷筒纸上出现标记，有完好的表面能以粘合卷筒纸在涂布室进口吸起卷筒纸，并在通过涂布室通路时保持卷筒纸对着涂布机传送带。
上述术语“环形基件”(endless base member)包括以某种方式制作的所有类型的环形基件，特别包括制作时不是环形的开缝型基件，这些基件在安装到造纸机时适当缝合。
上述术语“在传送带和卷筒纸之间没有任何重大的压缩接触压力”可理解为卷筒纸只受到来自涂覆涂料的压力，而这个压力不会导致任何压缩。
所发明的这个涂料机传送带的表面形貌在涂料站基本上不受影响，这与前述的EP-A-0576115公开的转换器传送带不同，由于要通过压印线的通道，那种传送带必须完全光滑。
所发明的这种涂料机传送带宏观上有一个防记号的光滑度，以适当的表面处理实现，如研磨和/或超抛光。然而，由于存在嵌入传送带涂料的颗粒填料，这类研磨或超抛光操作对涂布机传送带卷筒纸接触面中的颗粒形成的微观粗糙度没有负面影响。
总之，按照本发明，设有一个带动和支撑卷筒纸通过涂料站的涂料机传送带，和一个配备这类新颖涂料机的涂料站。通过选择合适的表面材料，涂料机传送带的表面粗糙度，表面能，以及卷筒纸接触面将在涂料站有效地工作。试验表明，微观上和宏观上的表面能和表面粗糙度都是这种传送带正确工作的重要参数。如果适当组合这些参数，并相对于实际应用为这种涂料机传送带选择适当的纸板厚度，本发明可以提供完好的工作支撑件，可以提高机器速率，又不增加卷筒纸破损危险。
按照本发明，涂料机传送带的卷筒纸接触面具有微观级的一定完好粗糙度，保证在涂布室出口的卷筒纸脱开功能。显然适于前述WO95/14816的规定相反，据称在那里的用于涂料站的支撑传送带的卷筒纸接触面必须非常光滑。
按照本发明，传送带的松开功能由传送带的卷筒纸接触面设定的微观完好形貌实现。在经涂料站的涂覆装置涂料以后，这种卷筒纸将受到一些水分渗透，在卷筒纸和传送带间形成极薄的水膜。如果传送带的卷筒纸接触面已经做成完全光滑，则如WO95/14816所提出的，则上述水膜可导致过份粘合而防碍卷筒纸从传送带中脱开；然而，由于卷筒纸接触面的微观粗糙度，这个面还具有宏观光滑度，卷筒纸和传送带间的水膜可由上述微观粗糙度有效地破碎而实现松开功能，因为上述宏观光滑度，这可以在卷筒纸上无任何记号地实现。
所发明的涂料机在机器方向(MD)有弹性，用以补偿由于涂布造成的卷筒纸任何伸长，和/或补偿涂料站和后续装置之间的开式牵引中的速率差。
涂料机传送带(顶部和底部)表面应该耐磨，并抗高压清洗。在仅在顶部表面涂布基件时，基件的底面必须耐磨损，在本发明的双面涂实施例中，涂料表面层将构成耐磨表面。
下面通过附图及实施例说明本发明，附图中
图1是可以使用本发明的涂料机传送带的涂料站示意图。
图2图示可用于按本发明制造的涂料机传送带的一个基件。
图3是按照本发明的一个单面涂料中传送带的横截面图。
图4是按照本发明的一个双面涂料传送带的横截面图。
图1图示安排在造纸机中的输送装置2和接收装置3之间，例如每个都具有环形支撑织物4和5的两个干燥器部分之间的一个联机涂料站1。涂料站1包括一个涂料装置6，一个支持支撑辊8的构架7，和三个滚柱9，10，11。一个按本发明的涂料机传送带12在绕支撑辊8和三个滚柱9，10，11的环形通路上运行。
在涂料装置1中待涂的纸或厚卷筒纸W经由第一支撑织物4进给到涂料装置1的进口，并由涂料机传送带12吸起和导引。特别是，卷筒纸W将由设在涂料机传送带12的基件(图2～4中标号为13)上的一个第一表面层(图3，4中标号为18)吸起。然后沿支撑辊8和涂料装置之间的涂料机传送带12的通路导引，以便在面向涂料装置6的它的表面接收涂覆涂料。
然后，被涂料的卷筒纸W由涂料机传送带12输送到涂料站1的出口，在这里，被涂料的卷筒纸W由第二干燥器织物5吸起和导引。
图2图示已用于试制图1中涂料机传送带12的试制的基件13。图2中的基件13是一个单层双面机织物，通常用作形成织物并按DUOTOPQ55生产。图2下部是经向(横向视图)所见的基件13横截面图，图2右边是纬向(机器方向视图)基件13横截面图。在这个实例中，基件13包括0.15mm聚酯(PET)经纱14；0.12mm聚酰胺纬纱15；0.17mm聚酯纬纱16；和0.20mm聚酰胺/聚酯纬纱17。网服数(1/cm)在机器方向是72，在横向是63.5。基件13的厚度是0.64mm，空隙容积是0.36mm3/mm2。基件的模量相当高，在1％伸长率时达13kN/m数量级。在基件13的顶面和底面，经向和纬向平面差基本为零。
下面是如何实现图1涂料机传送带12的传送带涂料的一个实例。图3和图4概略示出图2的基件13如何在一面(图3)和双面(图4)进行涂布。在图3和4中，使用于图2相同的标号数。以18表示第一表面层，它确定了卷筒纸接触面20，第二表面层表示为21。
概括地说，这个工艺在许多方面类似于上述EP-A1-0576115公开的工艺。因此引入这个文件作为参考。
这种涂料可以是按下列配方成批混合成适当尺寸的添加树脂成分的无机颗粒。
表1
各组分可按表1所列数量添加到聚合物悬浮体中。可以用其他添加剂改进工艺性，如增稠剂和去沫剂。各组分的混合可在工业混合器以550rpm(转数/分钟)的混合速率进行。
表1中的高岭土只是可以包含在传送带涂料中的颗粒填料(图3和4中以标号19表示)的一个实例。颗粒填料的尺寸分布在＜1μm至100μm范围。通常，一种填料都有一定的尺寸分布规律。在本实施例中，颗粒填料的至少有75％粒子尺寸小于10μm，不到0.5％的粒子大于53μm。必须选定传送带颗粒填料的类型，形状和浓度，以实现传送带涂料的目标微观粗糙度和表面能范围。
当基件以适当的速率在绕两滚柱的环形通道移动时，可通过刮刀涂布工艺把传送带涂料加到涂料机传送带12的基件13上(图2)。刮刀高度可以逐渐抬高，使混合物光滑施加以实现较大厚度。开始时，刮刀高度可定在约0.0mm，因此无遮盖地接触基面。实际上，在传送带涂布时，有些最小的压力将施加到涂料材料上，以渗透到基件上去。渗透度由涂料粘性控制。
在图4所示实施例中，涂布机传送带12的背面第二表面层可以是不同于涂料机传送带12卷筒纸接触面涂料18的成分的一种涂料，基本上是一种耐磨涂料。另一个两面都有涂料的实施例(未示出)可以在100％渗透的单面涂料中得到。当涂料成分相同时，两个表面层(18/21)的要求必须平衡。
在把这种混合物施加到基件以后，用经外线或热空气干燥涂料(18/21)。然后传送带12固化，使涂料充分交联。为基件提供确实的“机械联动”，因此在纸涂布机工作时，将防止涂料脱层。固化工艺可用红外线或热空气进行，一般，涂料在150℃固化。
在干燥和固化工艺之后，涂层(18/21)进行研磨。为此，可用180～220粒度范围的砂纸提供均匀的传送带表面(20)。然后用15～60μm粒度范围的细砂纸(超抛光)产生所要求的宏观粗糙度范围的表面。如果在湿环境进行研磨/精加工消除研磨记号，在精加工之前，传送带必须完全干燥和固化。
在试制中按上面叙述使用如下规范传送带长度 7.26mm厚度0.91～1.02mm涂料后，精加工前0.89～0.97mm精加工0.64mm 仅基本织物表面粗糙度(RA) 1.2～1.3μm 涂料后0.7～1.0μm 精加工
权利要求
1.一个涂料机传送带(12)，用于带动和支持卷筒纸(W)通过造纸机或纸板机的涂料站(1)，或者一个脱机安装的涂料机，上述传送带包括一个环形基件(13)，和至少一个安装在基件(13)上面向卷筒纸(W)并构成卷筒纸接触面的第一表面层，上述传送带(12)在通过涂料站(1)的通路时在传送带(12)和卷筒纸(W)之间不产生任何重大压缩接触压力情况下工作，其特征在于上述表面层(18)是一个不可渗透的由第一种材料和分布在上述第一种材料的颗粒填料(19)组成的涂层；存在于卷筒纸接触面(20)的颗粒填料(19)粒子为上述卷筒纸接触面提供与上述粒子大小和轴向尺寸相应的完好微观粗糙度，用于使卷筒纸(W)和涂料机传送带(12)在涂布室(1)出口脱开；这个卷筒纸接触面(20)还有一个完好的宏观光滑度防止在卷筒纸(W)上打上记号；这个卷筒纸接触面(20)还有一个完好的表面能，以实现卷筒纸(W)的粘合，使在涂料站(1)进口吸起卷筒纸(W)，在通过涂料站(1)的通道时保持卷筒纸(W)对着涂布机传送带(12)。
2.按照权利要求1所述的一个涂料机传送带(12)，其特征在于卷筒纸接触面的上述完好表面能在上述填料粒子中有第一值，而在上述第一材料中有不同的第二值。
3.按照上述任何一个权利要求所述的一个涂料机传送带(12)，其特征在于上述颗粒填料(19)是亲水性的。
4.按照上述任何一个权利要求所述的一个涂料机传送带(12)，其特征在于这个传送带(12)的卷筒纸接触面(20)的上述完好表面能大于30mJ/m2。
5.按照上述任何一个权利要求所述的一个涂料机传送带(12)，其特征在于这个涂料机传送带(12)的卷筒纸接触面(20)的上述微观粗糙度基本上在0.01～0.1μm数量级。
6.按照上述任何一个权利要求所述的一个涂料机传送带(12)，其特征在于这个涂料机传送带(12)的卷筒纸接触面(20)的上述宏观光滑度基本上在0.2～2μm数量级。
7.按照上述任何一个权利要求所述的一个涂料机传送带(12)，这个涂料机传送带(12)的厚度小于4mm，最好为0.5～4mm。
8.按照权利要求1所述的一个涂料机传送带(12)，其特征在于还包括安排在基件(13)背面、背离卷筒纸(W)的一个第二表面层(21)。
9.按照权利要求8所述的一个涂料机传送带(12)，其特征在于在这个涂料机传送带(12)背面的上述第二表面层是一个成分不同于涂料机传送带(12)向着卷筒纸面涂料的涂层，最好是耐磨涂层。
10.按照上述任何一个权利要求所述的一个涂料机传送带(12)，其特征在于上述基件(13)包括一种机织织物。
11.一种造纸机的涂料站(1)，包括一个用于带动和支撑待涂料卷筒纸(W)通过这个涂料站的支撑传送带(12)，和把涂料涂覆到背离支撑传送带(12)的卷筒纸(W)的一个表面的涂料装置(6)，在通过涂料站(1)的通路时在涂料站(1)支撑传送带和卷筒纸(W)之间没有任何外加压缩压力，上述支撑带(12)包括一个环形基件，和至少一个安排在基件(13)向着卷筒纸(W)一面并确定卷筒纸接触面(20)的第一表面层(18)其特征在于上述表面层(18)是由至少一个第一材料和分布在上述第一材料颗粒填料(19)组成的一个不渗透涂层，上述颗粒填料(19)在接触面(20)上提供一个微观粗糙度，因此卷筒纸(W)可在涂布室(1)松开点与涂布机(12)脱开，上述微观粗糙度在通向涂料站(1)的支撑传送带通路上存在，上述接触面(20)还有一个宏观完好的光滑度，以防止在卷筒纸上打上记号，上述卷筒纸接触面(20)还有一个完好的表面能，用于粘合卷筒纸(W)，使卷筒纸(W)在涂布室(1)进口吸起，并在通向涂料站(1)的通路上保持卷筒纸(W)对着涂料机传送带(12)。
12.权利要求11所述的涂料站(1)，其涂料机传送带是权利要求1～10中任何一条所述的一种涂料机传送带(12)。
全文摘要
一个涂料机传送带(12),带动和支持卷筒纸(W)通过造纸机或纸板机的涂料站(1),或者一个脱机安装的涂料机。传送带包括一环形基件(13),和至少一第一表面层(18)。表面层(18)是不可渗透的由第一种材料和颗粒填料(19)组成的涂层。存在于卷筒纸接触面(20)的颗粒填料(19)粒子提供很好限定的微观粗糙度。卷筒纸接触面(20)还有一个完好的表面能,以实现与卷筒纸(W)的粘合,吸起卷筒纸(W),在通过涂料站(1)时保持卷筒纸(W)对着涂布机传送带(12)。
文档编号D06N3/12GK1173571SQ9711352
公开日1998年2月18日 申请日期1997年6月27日 优先权日1996年6月28日
发明者拉尔斯·法格霍姆, 尤哈·蒂利卡, 劳伦斯·G·米勒, 耶安内特·汉松 申请人:阿尔巴尼国际公司