专利名称：控制纸幅及网状物的湿度分布和/或湿度梯度的方法、系统和压光机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用联机或脱机的多压区压光机来制造纤维幅例如纸幅，优选为高质量的SC纸幅。
在本发明的说明和定义中—网状物(web)指的是纤维幅，优选为纸幅，最优选为SC纸幅，其由机械纸浆和/或化学纸浆构成，优选定量范围为30-80g/m2，并具有15-40％的填充物含量，—多压区压光机指的是联机或脱机压光机，其包括两个独立的辊组，这两辊组在相对于卧式机器平面的垂直方向或水平方向上彼此分离并设置在相对于机器平面的垂直、水平和/或倾斜位置处，每个所述辊组包括至少三个辊，这些辊以互相压挤的压区接触方式形成至少两个压区，—压区指的是网状物的压挤区，其形成于彼此压挤的两热辊、也即硬面压辊和软面聚合物辊也即支承辊之间，在该压挤区中网状物由于湿度、热量和压缩而变形。
如今在造纸领域中，不断需要更高质量的纸种。随着造纸机所需转速的不断增加，压光技术越来越朝着联机方案的方向发展。当为了制造较高质量的打印纸种例如SC纸种时，基本问题在于所述纸种可在干燥多层网状物之后仅利用重卷纸和脱机压光来实现，将其中的一些网状物、通常是两三张并排使用以满足生产能力。
一般而言，压光是一种设法提高网状材料的特性，特别是厚度分布、光滑度、光泽和表面孔隙度的方法。在压光过程中，网状物进入彼此压在一起的辊之间形成的压区内，在该压区内网状物通过温度、湿度和压区线压力的作用而变形，由此通过控制上述参数以及作用时间可以影响网状物的物理特性。通过压光获得的有益物理特性导致更好的印刷质量，由此给纸张制造商带来竞争优势。传统压光的问题是，仅在压光机之前加湿网状物会将不必要的大量水分渗入网状物中。为了解决这个问题，在芬兰专利申请992086披露的具有两辊组的压光机中，将网状物设在这两辊组之间进行中间加湿以试图调节渗入纤维幅的水分，并由此控制该纤维幅的湿度梯度。
本发明的一个目的是通过利用湿度和温度梯度压光来优化网状物的厚度方向、也即z-方向的结构，也即优化网状物特别是多层网状物中的材料分配，来消除或至少基本减少现有技术的问题和缺点以及与在制造高质量纸幅、至少为SC质量的纸幅的过程中成形和压光有关的缺陷和加工问题，其中当需要时所述多层网状物的不同层甚至可具有不同的特性。本发明的一个特定目的是提供一种新颖的控制网状物的湿度分布和/或湿度梯度的方法，用于制造高质量且未涂布的纤维幅、优选为纸幅，最优选至少为SC质量的纸幅。本发明的第二个特定目的是提供一种新颖的控制网状物的湿度分布和/或湿度梯度的系统，用于制造高质量且未涂布的纤维幅，优选为纸幅，最优选至少为SC质量的纸幅。本发明的第三个特定目的是提供一种新颖的控制网状物的湿度分布和/或湿度梯度的压光机，用于制造高质量且未涂布的纤维幅，优选为纸幅，最优选至少为SC质量的纸幅。本发明的第四个特定目的是提供一种新颖的用于改善未涂布网状物、优选是纤维幅、更优选是纸幅、最优选是未涂布纸幅的质量的能够实现的网状物组成。
为了实现这些目的，本发明的特征通过附随的权利要求中所阐述的特定特征来体现。
关于本发明的益处，可以说通过本发明的加湿和湿度梯度压光，并因为在压光过程中控制网状物的含水量，可以更好更精确地仅影响网状物、特别是其表层，这样例如，多层网状物的内层可基本保持不受影响。根据本发明的一个实施例，本发明适于用于制造多层网状物。本发明基本增加了制造更高质量和不同纸种的可能性。此外，可以获得有益的层纯度和均匀的层厚度。还要说明的是，沿着z-方向分别在每层调节纸张结构的可能性也提高了，还可以在与处理方向或加工方向横向的方向上调节填充物的数量和/或类型，从而确保材料在网状物的宽度和纵向上均匀分配。
下面本发明将参照附图通过被认为是优选的其中一个实施例进行详细描述，其中
图1是被认为是优选的本发明的一个实施例的示意图；图1A1-6和图1B1-6示意性地示出了本发明压光机的辊组的一些可能实施例；图2是被认为是优选的本发明的第二实施例的示意图；图3是被认为是优选的本发明的第三实施例的示意图；图4是被认为是优选的本发明的第四实施例的示意图；图5示出了通过不同的压光技术获得的纸种；和图6示出了一张表，其示出了在包括两辊组的压光机中的网状物含水量的变化。
首先一般而言，从本发明的基本原理或本发明的操作角度看，造纸机本身并不重要，所以在附图中仅示意性地示出了压光机1前面的部分造纸机。压光机1后面的部分造纸机并没有在附图中示出。还应该注意的是，本发明的压光机1可以是与造纸机联机或脱机的压光机。
在图1所示的本发明的第一实施例中，为了在造纸机中控制纸幅的湿度分布和/或湿度梯度，以便制造高质量且未涂布的纸、特别是至少SC质量的纸，该造纸机包括位于切纸-卷纸机之前的压光机1，该压光机1具有两个独立的辊组，或第一辊组21，22和第二辊组31，32，它们在图1中基本垂直设置从而该辊组具有共同的垂直中心轴cl，该轴与穿过压区的压区线共线，该压区与在它们之间形成的辊对相对。
在图1的实施例中，具有第一或上部辊组21，22和第二或下部辊对31，32，它们彼此垂直分离。上部或第一辊组21，22具有三个辊，其中的中间辊为热辊、也即硬面压辊22，上部和下部辊为软面聚合物辊或支承辊21。在图1的实施例中，下部或第二辊组31，32也具有三个辊，其中的上部和下部辊为软面聚合物辊或支承辊31，而下部辊组的中间辊是保持在它们之间的热辊、也即硬面压辊32。
参照图1-4，要强调的是，对于本发明的操作来说，辊组21，22；31，32中的辊数并不重要，但从本发明来看，可自由选择辊的数目。因此，为了构成一台压光机，辊组的不同的辊组合n2+m3可进行广泛地改变，优选在3和9之间、甚至可以是更大的数之间，其中n2＝第一辊组21，22中的辊数，m3＝第二辊组31，32中的辊数，数字n2和m3都是奇整数。然而，鉴于网状物的平滑传送，在压光机中硬面压辊21，31和弹性支承辊22，32都是相继交替设置的情况下，辊数为奇数是有利的，如图1-4所示。
要注意的是-在第一辊组21，22和第二辊组31，32中分别发生的水分蒸发E1和E2；-在压光机中通过中间补湿器(moisturizer)3沿着与网状物运转方向横向的横向、例如在辊组21，22和31，32之间对准该网状物进行的网状物预湿W1，中间加湿/补湿W2，从本发明来看，这些都比辊数更重要。
因为在网状物在厚度方向、或z-方向上的湿度分布或湿度梯度仅可通过控制补湿和蒸发、特别是通过连续调整对网状物的补湿来控制。
参照图1-4，一般而言，根据本发明通常的基本原理，压光机1具有位于该压光机之前的预加湿器(pre-moisturizer)7，该预湿器基本沿着网状物的整个宽度，或沿着与网状物运转方向横向的横向将该网状物加湿至期望的预含水量M1。此外，压光机还具有至少一个中间或附加补湿器3，其位于压光机的第一辊组的第一压光区与压光机的最后辊组的第一压光区之间，特别优选的是，该中间或附加补湿器位于第一辊组21，22与第二辊组31，32之间的网状物部分中。中间或附加补湿器3沿着基本横向于网状物宽度的横向在该网状物到达最后辊组31，32之前将其从中间含水量M20加湿至期望的中间含水量M21，该最后辊组31，32将网状物干燥至期望的最终含水量M3，其中网状物的湿度已经在压光机1中或在中间或附加补湿器前面的部分压光机中变成中间含水量M20。中间含水量M20可用湿度计91来测量，而中间含水量M21可用湿度计92来测量。例如，根据-中间加湿时期望的z方向的湿度分布或湿度梯度，-辊组21，22；31，32之间的距离，和/或-两辊组之间的网状物的牵引长度，当然该应设法使牵引长度尽可能地短，中间补湿器的数目可完全不同于图1-4所示的补湿器。
在图1中，辊序以及网状物围绕导向辊12的运转是这样的，即仅将网状物的第一侧在第一辊组21，22中压光，该第一侧是网状物在压光机入口处抵靠着热辊22的较低侧。在第二辊组31，32中，将网状物的另一侧压光，该另一侧是与第一侧相反的一侧，所述相反侧在压光机的入口处抵靠着热辊32设置。所以这就是“两侧压光”的问题。
参照图1A1-6和1B1-6，其根据本发明示出了具有两辊组的用于构成压光机的不同辊组合，其中辊的数目是3+5和5+3。图1A1-6和1B1-6示出了各种备选布局的第一辊组21，22和第二辊组31，32。此外，图1A1和1B1都示出了预加湿器7、中间补湿器3和湿度计10的参考标号。在图1A2-6和1B2-6中，示出了相应部件但没有参考标号。要强调的是，所示出的实施例不是仅可能的一种，而是没有被排除本发明的保护范围之外的各种变化都是可能的。
图2中示出的本发明第二实施例与图1的实施例的基本部分相对应。最明显的区别是，在图2的实施例中，上部或第一辊组21，22和下部或第二辊组31，32中的辊数要多些，为5个，图2的实施例中的两辊组31，32之间的距离要明显短些，这可通过例如普通超级压光机的辊的加载臂的不同负荷来获得。关于辊组，图1和2所示的本发明的第一和第二实施例之间没有本质的不同，因为辊组21，22；31，32的压区线与辊组的中心线cl重合。然而，关于中心线，图1和2中所示的第一与第二实施例之间的区别在于，图1的实施例中的中心线cl垂直于卧式机器平面，而图2的实施例中的中心线cl和垂直于卧式机器平面的垂直面成一斜角。通过将该中心线cl设置成与所述垂直面倾斜，一方面，可以减小由于大部分辊的重力所引起的负荷，另一方面，整个辊组21，22；31，32可设置在较低的厂房空间中，由此能够大大节省建造厂房的成本。要注意的是，所述的斜角也可选择从而使其基本为直角，借此可以完全消除由于大部分辊的重力所引起的负荷，同时，压光机可容纳在其高度基本仅对应于该压光机中辊的轴长的厂房内。由于在图2的这个实施例中，网状物也穿过从而将网状物的第一侧在压光机的第一辊组21，22中压光，并将网状物的第二侧在第二辊组31，32中压光，所以这就是“两侧压光”的问题。
在图3所示的本发明的第三实施例中，压光机包括具有三个辊的第一辊组21，22和具有五个辊的第二辊组31，32，所述辊组彼此水平分离。图3的压光机不同于图1和2的压光机，最基本的不同是压光机1的两辊组相对于卧式机器平面都处于垂直位置。
在图3的压光机1中，辊序以及网状物的运转是这样的，即网状物的第一侧在第一辊组21，22中压光而网状物的第二侧在第二辊组31，32中压光，该第二侧是与所述第一侧相反的侧。这样，图3的实施例也是关于“两侧压光”。
图4根据本发明示出了一个实施例，其中具有两辊组的压光机的第一辊组21，22和第二辊组31，32这样设置，即第一辊组21，22的最后压光区N2位于与第二辊组31，32的第一压光压区N3相同的水平面上。采用这种设置，辊组21，22和31，32的导辊12的位置不对辊组21，22和31，32所需的距离进行任何限制。本实施例的优点在于，压区N2和N3之间的距离最小，由此允许在纵向(machine direction)上将辊组21，22；31，32尽可能靠近彼此地设置。压区N2和N3之间的距离仅通过辊组21，22；31，32之间的网状物部分中的中间补湿器3的位置来限定。如果中间补湿器3位于其中一个辊组21，22；31，32内的网状物部分中(如图4的虚线所示)，那么就可使压区N2和N3之间的距离尽可能地短。
由于在已经压光的网状物表面加湿对于获得最佳可能压光结果来说不是有利的，所以在多个压区的压光机1中，中间或附加补湿器3并不对在前面的压光机或部分压光机1中已经压光的网状物表面进行加湿。因此，中间或附加补湿器3对位于该中间或附加补湿器3之前的将在第二辊组31，32中压光的网状物表面进行加湿。水或水蒸气或其它液态介质以及，优选地，例如喷嘴或唇加湿都可用来加湿。
如果网状物从直接第一辊组21，22(与图3比较)穿过，或仅经由第二辊组31，32的软面辊31与热辊32之间的一个导辊12(与图1和2比较)、之后经由如图3所示的向上(upwards)的导辊或如图1和2所示的向下(downwards)的导辊而穿过，仅将网状物相同的一侧压光。在那种情况下，压光的结果是获得无光泽的网状物。和两侧压光的差别在于，除了用预加湿器7进行预加湿W1以外，还要用中间或附加补湿器3对网状物表面进行必需的中间或附加加湿W2从而进行压光。
为了实现本发明的基本原理，也即，在压光机1中连续控制和优化网状物的厚度方向、或z-方向的湿度分布和/或湿度梯度，由设在压光机1前面的预加湿器7通过将网状物的含水量从预加湿器之前的最初含水量M0自动提高至压光机1之前的所期望的预含水量M1而控制网状物的预加湿W1，其中例如通过反馈连接可传递在该连接中已压光或已测量的网状物最终含水量M3，以用作预加湿器7的控制参数。根据本发明，预加湿器7的控制也可以是手动的，用于将预加湿器7之前的最初含水量M0提高至压光机1之前的所期望的预含水量M1。最初含水量M0可用湿度计81来测量，而预含水量M1可用湿度计82来测量。
根据本发明，也像在图1-4所示地，被传递至预加湿器7的网状物最终含水量M3可通过设在压光机1之后的湿度计10测量最终含水量而提供、或者通过计算与网状物最终含水量相对应的最终含水量M3来提供。在两个实施例中，最终含水量M3可通过耦合部件10传递以用作预加湿器7的控制参数。通过耦合部件10，也可选择将两个实施例中的一个用来传递最终含水量M3以构成预加湿器7的控制参数。
图1示出了通过耦合部件11能够实施的另一种可能性——已测量或计算的网状物最终含水量M3可用耦合部件11传递，以便对造纸所需的添加剂、填充物和纤维原料供入造纸机网前箱(headbox)进行控制，这样不仅均化形成网状物的纸浆和层的分布，而且还控制造纸机整个长度上的网状物的湿度分布和湿度梯度。当在造纸机上制造多层网状物时这特别有利。
参照图3，在压光机1之后的网状物最终含水量M3可根据下列值进行计算，其中所述最终含水量被传递以构成预加湿器7的控制参数-网状物的预含水量M1，该值是在对压光机1的第一辊组21，22前面的网状物预加湿W1之后的网状物含水量；-在辊组21，22和31，32中发生的水分蒸发E1和E2；-通过网状物的每个中间补湿器3实现的网状物的中间加湿W2。
这样，最终含水量W3可根据公式M3＝M1+E1+W2+E2来计算。
在图3的实施例中，将第一辊组21，22的蒸发E1和第二辊组31，32的蒸发E2以及网状物的中间或附加加湿W2合计起来从而形成第一部分和，该第一部分和等于压光机1中网状物的水分总蒸发∑En。最后，将这种与网状物的预含水量M1联系在一起的部分和传递给耦合部件11，然后将根据该部分和所计算的网状物最终含水量传递以形成预加湿器7的控制参数，从而将网状物的最初含水量M0在压光机1之前提高至期望的预含水量M1。
作为另一种选择，如图1，2和3所示，不是所计算的预加湿器7的控制参数，而是将所测量的网状物最终含水量传递以用作预加湿器的控制参数。
此外，根据本发明，一般而言，可手动或自动地实现对网状物预加湿W1的控制，并且在确定有效的测量值和其它必需量之后，自动控制本身对自动和/或控制技术领域的技术人员来说不再是问题，因此这里不对此作详细描述。
当需要时，也可将所测量或所计算的网状物最终含水量传递，以构成造纸机的网前箱6的控制参数，在那种情况下，对于优化原料、填充物材料和添加剂的比率和数量是特别有利的。
根据本发明的一个被认为是优选的实施例，为了确定网状物的最终含水量M3并因此来计算耦合部件11中网状物的预加湿器7的控制参数，可以在耦合部件11中采用下述公式来计算，即M3＝M1+100％·(E1+W2+E2)/网状物面积，其中M1[％]＝压光机之前的网状物预含水量，E1[g/m2]＝在压光机的辊组21，22中每平方米网状物的水分蒸发，E2[g/m2]＝在压光机的辊组31，32中每平方米网状物的水分蒸发，W2[g/m2]＝每平方米网状物的网状物中间或附加加湿。
取决于计算部分和的需要，-每平方米网状物的总辊组蒸发可用公式∑E＝100％·(E1+E2+...+En)/网状物面积来计算，其中En是单一辊组(21，22；31，32)中的辊组蒸发，-考虑中间或附加加湿以及总辊组加湿的部分和可用公式100％(W2+∑E)/网状物面积来计算。
如上所述，根据本发明，特别是多层网状物的最终含水量一般可用公式M3＝M1+W+E来计算，其中M1＝压光之前的多层网状物的含水量(一般约为5％)，W＝压光过程中的总加湿＝W2n，其中W2是网状物的中间加湿，n是中间或附加加湿的数目，∑En＝压光过程中的总蒸发＝En，其中En是单一辊组中总辊组蒸发，这样M3＝M1+x·W-E＝压光之后多层网状物的含水量(一般约为3％)，其中当多层网状物过分干燥也即M1＜M3时，x＝0.5-1.0，；当M1＝M3时，x＝0.3-0.7；当M1＞M3时，x＝0-0.5。
参照图5，其示出了可通过不同压光技术获得的纸种。可以看出，通过多压区来压光未涂布的网状物，可以制造不同SC质量的打印纸种，其中SC-C，SC-B，SC-A，SC-A+，SC-A++以及更需含木质的打印纸可如实例所述的那样。如图5所示，根据本发明的方法、系统和压光机可以制造一种网状物，其粗糙度/Hunter光泽范围超过现今的SC质量，并甚至涵盖现今LWC质量的粗糙度/Hunter光泽范围。
具体地说，关于通过上述的本发明的方法、系统或压光机而实现的网状物质量，当网状物的粗糙度范围在0.8和2.0μm之间时，作为上下表面平均值的网状物平均Hunter光泽至少为45％，优选＞50％甚至＞53％。通过更精确的湿度控制，在同样的网状物粗糙度范围内、也即0.8-2.0μm，作为上下表面平均值的Hunter光泽至少为55％，优选58％甚至＞60％。在那种情况下，网状物可通过本发明的方法、系统或压光机用定量为30-80g/m2的含有机械纸浆和/或化学纸浆进行加工。
实例参照图6所示的表，其示出了在本发明具有预加湿器7和中间或附加补湿器3的压光机中的网状物的含水量变化，该压光机包括两个独立的辊组。在该实例中，辊组21，22；31，32如图3所示那样定位，这样它们彼此水平分离，中间或附加补湿器3位于辊组之间。
上文仅通过被认为是优选的其中一个实施例来描述本发明。当然，这不意于限制本发明，并且对本领域的技术人员而言是清楚的，各种可选的布局和变化在本发明的宗旨内以及附随的权利要求限定的保护范围内是可行的。
因此，以下描述辊以及由这些辊形成的辊组。一些辊相对于辊组中的其它辊的相互定向是自由的，这意味着穿过这些辊的中心线的线可以是直的，这样辊组的中心线cl可以是图1，2和4实施例中的垂线，或是与图1A，1B实施例中的垂线相倾斜的斜线，或甚至是水平中心线。穿过这些辊的中心线的线也可形成一个或多个角，也即折线。辊组相对于彼此的定向也是自由的，这样所想象的围绕辊组的平行六面体形分界线的纵向中心线可以彼此平行，同时，处于造纸机的相同纵向线上，或发散的且处于造纸机的不同纵向线上。辊组中心线的定向相对于卧式机器平面也可以是垂直的，倾斜的或甚至是水平的。此外，可在两条这样的中心线之间形成锐角或钝角。而且，穿过一个辊组中的压区线的平面可相对于穿过另一辊组的压区的平面处于旋转定向中。
在压光机中可获得与两个或多个结构上独立的辊组等效的辊组，其中一些辊、相对于其它辊构成的多个组而作为一个或多个组，可以不形成压区接触。在那种情况下，一条有利的分隔线经过反向压区(reversing nip)处，网状物的中间加湿设置在压区组的该分离点附近。这种压光机的益处在于压光机可作为普通的多辊压光机用于全压区操作，该压光机具有网状物的中间加湿并优选地还具有网状物的辊组加湿；所述压光机还可用于部分压区操作，其中将一些辊对的连接分离从而使它们彼此不再接触，也即形成压区接触，并且根据所期望的质量，将网状物以可选择的压区数目压光。
权利要求
1.一种控制纸幅的湿度分布和/或湿度梯度的方法，用于在联机或脱机的多压区压光机(1)中制造高质量且未涂布的纸，尤其是至少SC质量的纸，该压光机(1)位于切纸-卷纸机之前并包括至少两个辊组(21，22；31，32)，每个辊组具有至少三个辊，该压光机具有位于其前面的预加湿器(7)以及设在最后辊组之前的且在第一辊组的第一压光区之后的中间或附加补湿器(3)，其中，在预加湿器(7)中，在宽度、也即与基本越过网状物全宽的网状物运转方向横向的横向上将网状物从预加湿W1之前的最初含水量M0加湿至压光机(1)之前的期望的预含水量M1，该中间或附加补湿器(3)在基本横向于网状物全宽的横向上至少在最后辊组(31，32)之前将该网状物加湿至期望的中间含水量M2，其中，在最后辊组中将网状物干燥至期望的最终含水量M3，其特征在于为了在压光机(1)中通过网状物的预加湿W1来连续控制并优化网状物的厚度方向、也即z-方向的湿度分布和/或湿度梯度，设在压光机(1)之前的预加湿器(7)由网状物的压光机(1)中的网状物最终含水量M3来控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于网状物的预加湿器(7)由压光机(1)之后的网状物最终含水量M3来控制。
3.根据权利要求1和/或2所述的方法，其特征在于网状物的中间或附加补湿器(3)由压光机(1)之后的网状物最终含水量M3来控制。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于预加湿器(7)和/或中间或附加补湿器(3)是手动和/或自动控制的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于传递最终含水量M3以用作预加湿器(7)的控制参数，该最终含水量M3根据以下值计算网状物的预含水量M1，该值对应于网状物预加湿W1之后的且在压光机(1)的第一辊组(21，22)之前的网状物含水量；每个辊组(21，22；31，32)中发生的水分蒸发E1，E2，…En；以及通过网状物的每个中间补湿器(3)实现的网状物中间加湿W2。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于将蒸发E1，E2，…En和网状物的附加或中间加湿W2传递以用作部分和，并将所述部分和E及网状物预含水量M1作为单独变量通过耦合部件(11)传递以用作预加湿器(7)的控制参数。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于网状物的最终含水量用下面的公式来计算，即M3＝M1+100％·(E1+W2+E2)/网状物面积，其中M1[％]＝压光机之前的网状物预含水量，E1[g/m2]＝第一辊组(21，22)中每平方米网状物的水分蒸发，E2[g/m2]＝第二辊组(31，32)中每平方米网状物的水分蒸发，W2[g/m2]＝每平方米网状物中的网状物中间或附加加湿。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于通过耦合部件(11)把已在该耦合部件(11)中测量或计算的最终含水量M3传递以用作预加湿器(7)的控制参数。
9.一种控制纸幅的湿度分布和/或湿度梯度的系统，用于在联机或脱机多压区压光机(1)上制造高质量且未涂布的纸，尤其是至少SC质量的纸，该压光机(1)位于切纸-卷纸机之前并包括至少两个辊组(21，22；31，32)，每个辊组具有至少三个辊，所述压光机具有位于其前面的预加湿器(7)以及设在最后辊组之前的且在第一辊组的第一压光区之后的中间或附加补湿器(3)，其中，在预加湿器(7)中，在宽度、也即与基本越过网状物全宽的网状物运转方向横向的横向上将网状物从预加湿W1之前的最初含水量M0加湿至压光机(1)之前的期望的预含水量M1，该中间或附加补湿器(3)在基本横向于网状物全宽的横向上至少在最后辊组(31，32)之前将网状物加湿至期望的中间含水量M2，其中，在最后辊组中将网状物干燥至期望的最终含水量M3，其特征在于为了在压光机(1)中连续控制并优化网状物的厚度方向、也即z-方向的湿度分布和/或湿度梯度，网状物的预加湿W1由设在压光机(1)之前的预加湿器(7)的控制参数来控制，该控制参数对应于网状物的最终含水量M3。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于压光机(1)之后的网状物最终含水量M3或等效值通过预加湿器(7)控制网状物的预加湿W1。
11.根据权利要求9和/或10所述的系统，其特征在于压光机(1)之后的网状物部分中的网状物最终含水量M3通过中间或附加补湿器(3)来控制网状物的中间加湿W2。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的系统，其特征在于预加湿器(7)和/或中间或附加补湿器(3)是手动和/或自动控制的。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的系统，其特征在于网状物的最终含水量M3是预加湿器(7)的控制参数，并通过设在压光机(1)之后的湿度计(10)来测量或根据下述值来计算网状物的预含水量M1，该值对应于网状物预加湿W1之后的且在压光机(1)的第一辊组(21，22)之前的网状物含水量；每个辊组(21，22；31，32)中发生的水分蒸发E1，E2，…En；以及通过网状物的每个中间补湿器(3)实现的网状物中间加湿W2。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于将网状物的蒸发E1，E2，…En及网状物的中间或附加加湿合计，以构成与压光机(1)中网状物含水量的总变化对应的部分和，将所述部分和及网状物预含水量M1作为单独变量传递给耦合部件(11)以提供预加湿器(7)的控制参数。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于将网状物的蒸发E1，E2，…En合计，以构成与压光机(1)中的总水分蒸发∑En对应的部分和，并将所述部分和、网状物的中间或附加加湿W2、以及网状物预含水量M1作为单独的变量传递给耦合部件(11)以提供预加湿器(7)的控制参数。
16.根据权利要求9和/或10所述的系统，其特征在于将提供预加湿器(7)的控制参数用的最终含水量直接或通过耦合部件(11)传递以用作该预加湿器的控制参数。
17.根据权利要求9-16中任一项所述的系统，其特征在于网状物的最终含水量用下面的公式计算，即M3＝M1+100％·(E1+W2+E2)/网状物面积，其中M1[％]＝压光机之前的网状物预含水量，E1[g/m2]＝第一辊组(21，22)中每平方米网状物的水分蒸发，E2[g/m2]＝第二辊组(31，32)中每平方米网状物的水分蒸发，W2[g/m2]＝每平方米网状物中的网状物中间或附加加湿。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于网状物的中间含水量用下面的公式计算，即M2＝100％·[M1+(E1+W2)/网状物面积，其中M1[％]＝压光机之前的网状物预含水量，E1[g/m2]＝第一辊组(21，22)中每平方米网状物的水分蒸发，E2[g/m2]＝第二辊组(31，32)中每平方米网状物的水分蒸发，W2[g/m2]＝每平方米网状物中的网状物中间或附加加湿。
19.根据权利要求9-18中任一项所述的系统，其特征在于，尤其是，多层网状物的最终含水量用下面的公式计算，即M3＝M1+W+E，其中M1＝压光之前的多层网状物的预含水量(一般约为5％)，W1+W2＝每平方米网状物在压光过程中的总加湿，W1是每平方米网状物中的网状物预加湿，W2是每平方米网状物中的网状物中间或附加加湿，在压光过程中每平方米网状物中的网状物总蒸发＝∑En，其中En是单一辊组中每平方米网状物的总辊组蒸发，从而优选地M3＝M1+x·(W1+W2)-∑En＝压光之后的多层网状物含水量(一般约为3％)，其中当多层网状物过干也即M1＜M3时，x＝0.5-1.0；当M1＝M3时，x＝0.3-0.7；当M1＞M3时，x＝0-0.5。
20.根据权利要求9-19中任一项所述的方法，其特征在于将在耦合部件(11)中测量或计算的最终含水量M3传递以用作预加湿器(7)的控制参数，这样A)基于网状物的最终含水量，可以选择手动控制压光机的预加湿器或-通过所计算的最终含水量M3-通过所测量的最终含水量M3，控制压光机的预加湿器，或者B)可以选择控制来自添加剂槽的添加剂流入造纸机的网前箱(6)内、来自填充物槽的填充物流入造纸机的网前箱内，或控制来自纤维原料箱的纤维原料流入造纸机的网前箱内，从而制造多层网状物。
21.一种控制网状物的湿度分布和/或湿度梯度的压光机，用于在联机或脱机的多压区压光机(1)上制造高质量且未涂布的纸，尤其是至少SC质量的纸，该压光机(1)位于切纸-卷纸机之前并包括至少两个辊组(21，22；31，32)，每个辊组具有至少三个辊，所述压光机具有位于其前面的预加湿器(7)以及设在最后辊组(31，32)之前的且在第一辊组(21，22)的第一压光区之后的中间或附加补湿器(3)，其中在预加湿器(7)中，在宽度、也即与基本越过网状物全宽的网状物运转方向横向的横向上将网状物从预加湿W1之前的最初含水量M0加湿至压光机(1)之前的期望的预含水量M1，该中间或附加补湿器(3)在基本横向于网状物全宽的横向上至少在最后辊组(31，32)之前将网状物加湿至期望的中间含水量M2，其中，在最后辊组(31，32)中将网状物干燥至期望的最终含水量M3，其特征在于为了在压光机(1)中连续控制并优化网状物的厚度方向、也即z-方向的湿度分布和/或湿度梯度，网状物的预加湿W1由设在压光机(1)之前的预加湿器(7)的控制参数来控制，该控制参数对应于网状物的最终含水量M3。
22.根据权利要求21所述的压光机，其特征在于压光机包括两个独立的辊组，预加湿W1之后的网状物中间或附加加湿设置在压光机(1)的最后辊组(31，32)之前且在第一辊组(21，22)的第一压光区之后。
23.根据权利要求21所述的压光机，其特征在于穿过压光机的辊组的辊轴的中心线cl、或围绕压光机的平面六面体形边界线的中心线，相对于卧式机器平面，是垂直的、水平的或相对于垂直面是倾斜的。
24.根据权利要求21-23中任一项所述的压光机，其特征在于辊组的辊组合根据公式n2+m3来确定，其中n2＝辊组(21，22)中的辊数，m3＝辊组(31，32)中的辊数，n2和m3都是数值至少为3甚至为9或更大的奇整数。
25.根据权利要求21-24中任一项所述的压光机，其特征在于第一辊组(21，22)的最后压光区在水平方向上处于和第二辊组(31，32)的第一压光区相同的平面上。
26.根据权利要求21-25中任一项所述的压光机，其特征在于压光机中的辊(21，22；31，32)的数目为奇数，其中坚硬的压辊(22；32)和弹性的支承辊(21，31)彼此交替设置。
27.一种通过权利要求1-8中任一项所述的方法、通过权利要求9-20中任一项所述的系统、或通过权利要求21-26中任一项所述的压光机，利用含有机械纸浆和/或化学纸浆的纸浆而制造的定量为30-80g/m2的网状物、优选为纤维幅、例如纸幅，最优选至少为SC质量的纸幅，其特征在于，网状物的粗糙度范围在0.8和2.0μm之间，作为上下表面平均值的网状物的平均Hunter光泽至少为45％，优选＞50％，甚至＞53％。
28.根据权利要求27所述的网状物，其特征在于在网状物的粗糙度范围、也即0.8-2.0μm内，作为上下表面平均值的Hunter光泽至少为55％，优选为58％，甚至＞60％。
全文摘要
一种控制纸幅的湿度分布和/或湿度梯度的方法和系统，用于在包括压光机(1)的造纸机上制造至少为SC质量的纸张，所述压光机具有至少两个辊组(21，22；31，32)，至少一个辊组具有至少三个辊，至少另一辊组具有至少五个辊，该压光机具有位于其前面的预加湿器(7)以及位于两辊组之间的至少一个中间补湿器(3)，其中预加湿器(7)将网状物加湿至期望的预含水量M1，中间补湿器(3)在最后辊组(31，32)之前将网状物加湿至期望的中间含水量M2，网状物在最后辊组(31，32)中干燥至期望的最终含水量M3。根据本发明，为了连续控制并优化网状物的湿度分布和/或湿度梯度，网状物的预加湿W1由设在压光机(1)之前的预加湿器(7)的控制参数控制，该控制参数对应于网状物的最终含水量M3。
文档编号D21G1/00GK1662704SQ03814109
公开日2005年8月31日 申请日期2003年6月16日 优先权日2002年6月19日
发明者安蒂·海基宁, 哈里·库奥萨, 佩卡·林农马, 汉努·莱蒂, 马尔库·屈策宁, 马尔科·亚科拉 申请人:美卓纸业公司