专利名称：砑光机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于卷纸、卷纸板等的砑光机，更具体地说，涉及具有与卷料一起穿过压隙的环形、可压缩、弹性砑光带的砑光机。
在制造时对纸或纸板进行砑光以增加其光滑度和光泽度。对很多印刷纸来说，为取得较高的印刷质量砑光是必要的。对有涂层的纸和无涂层的纸都需要进行砑光。
可以在造纸机或制板机的干燥段之后直接作联机砑光。在某些结构中，在干燥段终端对卷纸进行砑光。通常采用的联机砑光机至少具有一个位于两个硬辊之间的压隙。
砑光也可以脱机进行，也就是基本上脱离造纸机或制板机进行，这时通常采用所谓的高度砑光机，这是由数量较多、上下垂直叠置的辊子构成的。一般来说，在高度砑光机内硬辊和软辊相间设置，卷料在硬辊上运行的一侧取得光泽度上的提高。如果在高度砑光机的中部改变其硬辊和软辊的相对位置就可使卷纸处理得更加均匀。
在联机砑光中也开展过带弹性辊的砑光机(“软砑光”)。因此，软砑光机可在造纸机或制板机之后作联机布置，软砑光机一般具有数量较少的辊子。在软砑光中，压隙是在加热的钢辊和与之配合的弹性辊如涂有聚合体的辊子之间形成的。加热使卷料在压隙中软化，这对纸来说，为了使其在数量较少的辊子下具有足够的光滑度和光泽度是很必要的。在软砑光机中辊子的弹性使压隙扩展，从而在软砑光机内产生较平缓的压力脉冲，使压力与联机砑光机相比受到有利的限制。
一般都了解，如EP-A1-0361402中图1、2所示，用仅带硬辊的联机砑光机以及用带一加热的硬辊和一软辊的砑光机所取得的结果是有明显差异的。硬辊联机砑光机使卷料受砑具有恒定的厚度，但也带有不应有的密度变化，因为较高的局部压力脉冲使卷料较厚的部分受到相对较强的压缩。而软砑光机使卷料具有较均匀的密度，但却留下了不平度，也就是厚度不匀；光泽度较差。
EP-A1-0361402提出在软砑光机内用单独分开的砑光带构成压隙的弹性侧，皮带相对较长，绕辊子环行而在压隙以外与辊子周边脱开。这样，卷纸或卷纸板在压隙中夹在弹性环形带和硬辊之间。采用这种结构，在压隙内用加热的硬辊加热砑光带，在其闭环的回程中使其冷却。
DE3632692公开的弹性砑光带是与需砑光的卷纸或卷纸板一起穿过压隙的，例如，在高度砑光机内与卷料一起绕一硬辊和另一与之平行的辊子环行。
为在软砑光机内进一步扩展压隙以便进一步降低压力脉冲的最高压力，US5,163,364提出在软砑光机中采用大体上类似于造纸机或制板机加压段中的块体加压结构。这种软砑光机具有扩展的压隙，这是在旋转、加热的硬辊和大体上固定的配接凹面支承件之间形成的，卷纸或卷纸板与一加压环形带一起穿过压隙，皮带在压隙内位于卷料和支承件之间。砑光带与加压段的块体加压相同绕支承件或“块体”环形而在其块体一侧是无渗透性的。在US5,163,364中无有关砑光带方面的具体说明。
WO94/05835提出另一种砑光机的示例，用于软砑光而具有在旋转辊和压块之间形成的扩展的压隙。
DE4322322公开的另一种已知的用于砑光机的环形砑光带采用不对称的结构，其卷纸侧的粗糙度大体上低于另一侧。
US4,552,620公开的用于软砑光的砑光带是用传统的编织纤维基体或芯体经浸渍制成的，这是在其一侧或两侧用一般为聚氨酯的合适浸渍料浸渍到所需厚度制成的。
以上所述已知砑光技术中普遍存在的问题是难以在光滑光泽度和恒定密度之间予以兼顾。此外，总的来说，往往在砑光处理中在卷纸内产生不应有的厚度变化。换言之，如果将卷纸不平整表面层的厚度示为Δ而其余部分厚度示为T，则一般是力求消除Δ而保持T不变。就目前砑光技术来说，往往须根据砑光的纸或纸板预期用途选取两个中的一个参数。例如，这里考虑的是在砑光的纸或纸板上印刷一图象的问题。卷纸由于砑光不妥造成的质地不匀或粗糙会产生看起来很差的图象，但，另一方面，卷纸密度不均会产生图象在着色或颜料吸收方面很不规则，这也会损害图象。
确实，如上述EP0361402所述，为抵消局部峰值负荷，曾试图采用弹性、可压缩的砑光带以便在压隙内卷料上取得更均匀的负荷分布，皮带的弹性使皮带在压隙内可随从卷料的表面粗糙度。但这一技术的一个问题如EP0361402中所述在于如果皮带太软，就会在砑光带中产生弹性变形，这显然会缩短其使用奉命，但如果皮带太硬，就不能随从卷料的表面粗糙度。
本发明总的目的是提供一种砑光机，与上述已知砑光技术相比，可在降低压隙中压力的同时取得更光滑更光泽的产品，并取得较目前砑光技术更均匀的密度。
本发明的这一目的和其他目的可通过所附权利要求1所述砑光机实现。
这样，本发明提供一种砑光机，用于造纸或制板作业，这种砑光机至少具有一个压隙；一环形砑光带，砑光带具有一芯体、一粘结在芯体上的可压缩的弹性材料；和一卷纸或卷纸板，此卷料与皮带一起穿过压隙而可在制造作业中提前取得完全的或基本上完全的脱水。本发明新颖突出的特点是砑光带在其厚度方向上在芯体贴近卷料的一侧具有第一硬度，在芯体的另一侧具有高于第一硬度的硬度，第一硬度在相对于卷料的选择上使砑光带与卷料接触的表面在压隙内可具有与卷料表面上不平度相适配的形状。
本发明砑光机的第一个优点是在使材料具有足够的可压缩性而使砑光带随从卷料不平度以及使材料具有足够的硬度而使皮带特别是在卷料高速运行时具有满意的寿命这两者之间不存在兼顾的问题。
以上这一优点不论是本发明砑光机压隙是在两个旋转辊之间形成的还是在一旋转辊和一大体上固定的凹形支承件之间形成而是扩展的都无例外。在这两种情况下，承受最大机械作力和最大磨损的是砑光带背向卷料的一侧，这一侧以下称之为砑光带的加压侧。因此，可使本发明砑光带的加压侧具有足够的硬度而具有满意的寿命，与此同时，对皮带的另一侧选用相当纸的硬度，这一侧以下称之为砑光带的卷料侧。
本发明也适用于具有两个辊子的软砑光机内砑光带用作辊子覆盖层的情况。
本发明另一显著的优点是对砑光带在压隙内的性能、与整个厚度上只有一种硬度的砑光带相比、可作更准确的控制。
上述皮带卷料侧较低的第一硬度和上述皮带加压侧较高的第二硬度在相对于卷料不平度进行选定时应使第二硬度在皮带加压侧经过压隙时不致在皮带加压侧产生任何相应的变形。换言之，所述较高的第二硬度应始终足以使砑光带在卷料不平度受到皮带较软卷料侧的补偿时在压隙内具有恒定均匀的耐力。因此，可以看出，本发明砑光机同时呈现出传统软砑光机和传统联机砑光机的有利特点。
应该强调的是整个卷料侧的硬度低于整个加压侧的硬度。但具体来说，本发明也适用于以下两种情况，即，部分卷料侧可以具有较该侧其余部分更高的硬度以及部分加压侧可以具有较该侧其余部分更低的硬度。
例如，砑光带与卷料侧接触的表面可具有较上述第一硬度更高的硬度，这时，硬表面层应相当薄而软，使卷料的不平度可透过表面层“扩展”而通过卷料侧下面较软部分的适配作用得到补偿。
此外，砑光带在卷料侧位于卷料和用以补偿卷料不平度的较软部分之间一定部位具有在运动方向和横向上扩展性较低的阻挡层。这样，皮带上由卷料侧受压缩引起的运动方向和横向剪切动作受阻或至少部分地受阻而不致产生不应有的作用在卷料接触面纤维上的剪切力。
砑光带卷料侧的硬度应在肖氏硬度A的75-91范围内，通常最好在肖氏硬度A的80-91范围内。卷料侧厚度方向上的硬度则始终应低于加压侧在厚度方向上的硬度。卷料侧和加压侧可用不同材料构成。此外，最好使卷料侧的厚度大于加压侧厚度。
砑光带卷料侧可在厚度方向上具有连续的或不连续的硬度梯度，此梯度可以是正的或负的，这取决于其用途。这种硬度梯度举例来说可通过由硬度不同的若干层构成的卷料侧取得。
至于砑光带的表面结构，加压侧在旋转辊上应具有足够的摩擦性能，如果采用加压块则应采用足够的滑油膜层。卷料侧表面就较细，但应具有足够的摩擦作用以免在运动方向上产生相对运动。这可在皮带卷料侧顶面上采用增加摩擦的面层。
本发明砑光机压隙作用在卷料上的平均压力最好高于此前加压和干燥中其他压隙作用在卷料上的平均压力，最好高于4MPa，一般在6-20MPa范围内。
加热的辊子可具有大于200℃的温度。卷料加热侧的加热深度不应超过6-15μm，使按体积计算的平均温度不致下降。
本发明的这些和其他特点载于所附权利要求书中。
现就本发明的两个实施例按
如下，图中相同部件具有相同的标号。
图1A示出本发明具有两个旋转辊的砑光机第一实施例。
图1B为图1A砑光机压隙的剖面放大图。
图2A示出本发明具有一旋转辊和一加压块的砑光机第二实施例。
图2B为图2A砑光机扩展的压隙剖面放大图。
图3为可在图1A或图2A砑光机中采用的砑光带剖面图。
图1A、1B示出的本发明砑光机具有两个旋转辊10、12，其中形成一压隙14。辊12较硬而是加热的。经先后脱水处理(加压和干燥)、有敷层或无敷层的卷纸或卷纸板16穿过压隙14。如有敷层则敷层侧面向硬辊10。如图1B所示，卷料在穿过压隙14前具有不平整的表面18、20。
砑光机还具有绕下辊12作脱开环行(未示出)的砑光带30。砑光带30具有芯体32，芯体用虚线示出，具有一或多层编织结构、一或几个方向上非编织的纤维结构或其他结构如连续的按一定图型穿孔的多层结构。
如图1B所示皮带的总厚度由两部分厚度tb降tp构成(b表示卷料侧，p表示加压侧)。带30面向卷料16、也就是图中在芯体32上面的部分34称作卷料侧而具有厚度tb，带30背向卷料16、也就是在芯体32下面的部分36称作加压侧。如上所述，按本发明卷料侧34的硬度低于加压侧36的硬度而在相对于卷料16的不平度20进行选定时应使卷料侧34的表面在压隙中与不平部分20作弹性的形状适配如图1B中标号38所示。
卷料侧34的硬度举例来说在肖氏硬度A的75-91范围内，加压侧36的硬度无论如何应大体上对应于传统加压带在加压段作块体加压时的硬度。
卷料16大体上只是在其图1A、1B所示顶侧、也就是在其面向加热硬辊10一侧受砑光处理如图中在压隙出口侧的光滑顶侧18′所示。卷料16下侧的不平度20大体上仍保持不变，但如果使卷料16通过下一个类似但翻转的砑光步骤(未示出)就可予以消除。
此外，图1A、1B实施例可呈现出本发明在说明书前言部分中所述一或几个特点。
在图2A、2B所示本发明砑光机第二实施例中、压隙14由加热的硬辊10和对置的大体上固定的加压块40构成，加压块由固定梁(未示出)支承。砑光带30绕加压块40环行如标号42所示。减少摩擦的要求通过已知的加压块40上的滑油膜层取得，在这种情况下，带30必须是无渗透性的。此外，图2A、2B实施例大体上具有与图1A、1B实施例相同的特点。
此外，图2A、2B实施例呈现出本发明在说明书前言部分中所述一或几个特点。
图3所示砑光带30可用于上述砑光机。在此图中，带30的卷料侧34由三层34a、34b、34c构成。三层中最厚一层34a贴近芯体32而具有前述较低硬度，使卷料侧34与卷料16不平部分20作形状上的适配。这一补偿层34a举例来说可由聚氨酯构成而其厚度在肖氏硬度A的75-91之间。
中间层34b为较薄的阻挡层，具有在运动方向和横向上较低的扩展性、使厚层34a在运动方向和横向上的移动不致在卷料16的纤维上产生引起不平度的剪切力。
表面层34c也较薄而硬，但具有挠性，用以防止带30卷料侧34的摩擦。表面层34c也可以是增强摩擦的面层如橡胶层。
权利要求
1.一种用于造纸和制板作业的砑光机，至少具有一个压隙(14)；一环形砑光带(30)，砑光带具有一芯体(32)和一与芯体(32)粘结的可压缩弹性材料；和一卷纸或卷纸板(16)，此卷料与皮带(30)一起穿过压隙(14)而可在制造作业中提前取得完全的或基本上完全的脱水，其特征是砑光带(30)在其厚度方向上在芯体(32)贴近卷料(16)称作卷料侧的一侧(34)具有第一硬度，在称作加压侧的总体(32)另一侧(36)具有高于第一硬度的硬度，所述第一硬度在相对于卷料(16)的选择上使砑光带(30)与卷料(16)接触的表面(38)在压隙(14)内可具有与卷料(16)表面(20)上不平度相适配的形状。
2.按照权利要求1所述砑光机，其特征是所述第一硬度在肖氏硬度A的75-91范围内。
3.按照权利要求2所述砑光机，其特征是所述第一硬度在肖氏硬度A的80-91范围内。
4.按照以上任一权利要求所述砑光机，其特征是砑光带(30)的卷料侧(34)在其厚度方向上具有一硬度梯度。
5.按照权利要求4所述砑光机，其特征是砑光带(30)卷料侧的所述硬度梯度是通过由硬度不同的几层构成的卷料侧(34)取得的。
6.按照权利要求1所述砑光机，其特征是压隙(14)作用在卷料(16)上的平均压力高于任何在所述制造作业中先期进行加压和干燥时作用在卷料(16)上的平均压力，最好高于4Mpa。
7.按照以上任一权利要求所述砑光机，其特征是所述可压缩的弹性材料大体上为无孔的。
8.按照以上任一权利要求所述砑光机，其特征是砑光带(30)具有与卷料(16)接触的较薄的面层(34c)，面层的硬度高于所述第一硬度，但所述硬表面层(34c)具有足够的挠性以免阻碍与卷料(16)表面上的不平度作前述形状上的适配。
9.按照以上任一权利要求所述砑光机，其特征是砑光带(30)在其卷料侧(34)内在卷料(16)和使卷料侧(34)与卷料(16)不平度作形状上适配的较软部分之间的一定部位具有一阻挡层(34b)，阻挡层具有在运动方向和横向上较低的扩散性以免由于皮带(30)卷料侧(34)在运动方向和横向上由压缩卷料侧(34)造成的剪切运动在接触面上产生不应有的作用在卷料(16)纤维上的剪切力。
10.按照以上任一权利要求所述砑光机，其特征是砑光带(30)具有一与卷料(16)接触的增强摩擦的面层(34c)以免在砑光带(30)和卷料(16)之间产生相对的运动方向上的滑动。
11.按照以上任一权利要求所述砑光机，其特征是粘结在砑光带(30)芯体(32)上的弹性可压缩材料是无渗透性的。
12.按照以上任一权利要求所述砑光机，其特征是砑光带(30)的卷料侧(34)厚于其加压侧(tb＞Tp)。
13.按照以上任一权利要求所述砑光机，其特征是砑光带(30)的芯体(32)与皮带(30)其余部分相比，在运动方向和横向上具有较低的扩展性。
14.按照以上任一权利要求所述砑光机，其特征是芯体(32)在运动方向和横向上大体上具有相同的扩展性。
15.按照以上任一权利要求所述砑光机，其特征是在两个旋转辊(10、12)之间形成压隙(14)。
16.按照权利要求15所述砑光机，其特征是砑光带(30)为一加在所述两旋转辊(10、12)中一个辊子(10)上的辊子覆盖体，另一辊子(12)是加热的。
17.按照权利要求15所述砑光机，其特征是砑光带(30)成为一与两旋转辊(10、12)脱开的皮带(30)穿过压隙(14)。
18.按照权利要求1-15中之一所述砑光机，其特征是压隙(14)是在一加热的旋转辊(10)和一大体上固定的加压块(40)之间形成的一个扩展的压隙，砑光带(30)绕加压块(40)环形(42)。
全文摘要
本发明涉及一种用于造纸或制板作业的砑光机，这种砑光机至少具有一个压隙；一环形砑光带(30)，砑光带具有一芯体(32)、一粘结在芯体(32)上的可压缩弹性材料；和一卷纸或卷纸板(16)，此卷料与皮带(30)一起穿过压隙而可在制造作业中提前取得完全的或基本上完全的脱水。砑光带(30)在其厚度方向上在芯体(32)贴近卷料(16)的一侧(34)具有第一硬度，在芯体(32)的另一侧(36)具有高于第一硬度的硬度。第一硬度在相对于卷料(16)的选择上使砑光带(30)与卷料(16)接触的表面(38)在压隙(14)内可具有与卷料(16)表面上不平度(20)相适配的形状。
文档编号D21G1/00GK1150830SQ9519359
公开日1997年5月28日 申请日期1995年5月26日 优先权日1994年6月15日
发明者布-克里斯特·奥贝里 申请人:奥尔巴尼-诺蒂斯卡费尔特公司