专利名称：多辊压光机及其改装方法
技术领域：
本发明涉及一种带有叠装辊组的多辊压光机，其中，每两个上下相继的辊子形成 一个辊隙，用于将不合磨木浆的涂布纸(WFC)釉光整理至加德纳(Gardner)光洁度大于 75%，或者将超级压光纸(SCA)釉光整理至粗糙度(PPSS 10)小于1. 15μπι，或者将镀膜的 轻量涂布纸(LWC)釉光整理至加德纳光洁度大于55%。本发明还涉及一种改装多辊压光机的方法，该多辊压光机带有一个叠装辊组，在 该叠装辊组中，除了更换间隙之外，带有硬的、光滑且可加热的表面的辊子与带有弹性表面 的辊子交替，每两个相邻的辊子形成可处理纸幅的工作间隙，并且上辊和下辊是挠度可控 的辊子。
背景技术：
当今的多辊压光机的叠装辊组具有5至14个辊子，它们由辊子水平轴线确定的叠 装平面通常垂直、或者如对于申请人常见的那样成45°角布置。该压光机在线地、也就是在 没有中间卷绕的情况下布置在造纸机的生产序列上，或者离线地布置，在造纸机旁带有本 身的卷绕和展开装置。辊隙(也称辊子间隙)是共同作用地处理纸幅的辊子接触面，所述 辊隙在此分别由一个光滑的、硬的且可加热的辊以及一个弹性辊，通常是与聚合体相关的 辊形成。唯一的例外是由两个弹性辊组成的所谓更换间隙。硬辊子理解为这样一种辊子，其钢外壳或硬铸铁外壳约为50至200mm厚并且非常 刚硬，并同时配设有光滑的金属或陶瓷表面。表面粗糙度在Ra值0.1 μπι以下。辊子是可 加热的，加热通常借助于流过辊子的载热流体实现。弹性辊可以具有不同的特征。或者设 置有由金属制成的外壳，该外壳具有例如由聚合物、橡胶或棉花制成的弹性表面包套，或者 整个旋转的外壳由呈复合材料形式的弹性塑料材料形成。所述辊隙保证了在釉光整理时即使在较高的压力和温度下也由于弹性辊的弹性 而均勻地压缩纸幅，这在所有常用的印刷方法中都是良好的可印刷特性的前提。然而，辊隙的平整作用基本上是单面性的，也就是说，与硬的、光滑且可加热的辊 子接触的纸幅侧的光洁和平整改进明显大于与另一个不可加热的、与聚合物有关的辊子接 触的纸幅侧。弹性辊隙的平整效果的两面性越大，压力和温度就选择得越高，也就是说需要 更高的釉光整理功率。正好在上述纸类型中是非常高的。在1989年，在DE 3937246Α1就已经考虑也通过导热的填充或覆盖材料使得弹性 辊可加热，以便提高压光机的效率。根据这一发明，可以将弹性辊加热到200至300°C。但 是，这种辊的制造本身在20年之后发现是不能实现的，因此这是为什么迄今为止一直未使 用其所描述的釉光整理方法和辊的显而易见的原因。在此也要考虑所谓的超级压光机，其 中，替代弹性辊安装所述的辊，这时如果想在叠装辊组的中间保持其更换间隙，就必须有12 根辊，因为到现在为止还不能为挠曲可控的上辊或下辊配设弹性包覆层。就此而言，如果待 釉光整理的纸开始就具有两面性的并且想通过偏移更换间隙补偿这种两面性，叠装辊组只 能减少到10个辊子。
相反，用于非常高的纸质量的现代多辊压光机通常装备有10个辊子，其中，更换 间隙正好设置在叠装辊组的中间并且辊叠中最上面以及最下面的辊子具有聚合物涂层并 且构造为挠曲补偿辊。通过该装置可以用各四个辊隙釉光整理两个纸幅侧，也就是说，每个 纸幅侧与硬的、光滑且受加热的辊子接触四次。通过将更换间隙定位在辊叠中间实现了对 称的布置，并因此也对于两个纸幅侧实现了对称的、几乎相同的釉光整理效果。在此，缺点尤其在于各个辊隙或多或少的单面性平整效果，这使得需要大量的压 光机辊子，这使得压光机不仅昂贵，而且也使这种机器的无磨损运行变得困难。涂覆有聚合 物的辊子具有高磨损，易于出现所谓的“条痕”(由于脉冲式的磨损而产生波浪状的表面) 并因此必须经常更换。这在在线安装时明显减少了造纸机的总效率。在离线安装的情况下 也明显减小了压光机的可用性。在辊子数目大(例如10)时，压光机在各种生产条件下易于振动，因此必须改变希 望的生产参数(速度，压力等)。在也构造为四辊的所谓平整机构中仅使用硬的、金属辊。然而，这种其中两个纸幅 侧相同地被平整的硬辊隙不能用于上述质量的釉光整理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，能够用比当前所需的辊子数更少的辊子釉光整 理高质量的纸类型，尤其是加德纳光洁度大于75%的不含磨木浆的涂布纸(WFC)或粗糙度 (PPS S 10)小于1. 15 μ m的超级压光纸(SCA)或者是加德纳光洁度大于55%的镀膜的轻 量涂布纸(LWC)。对于所述的质量，现在的标准例如是对于幅面在速度超过1400m/min时在 一个辊叠中使用至少10个辊子或者在两个辊叠中使用2X5个辊子。该技术问题以这种方式解决，S卩，选择完全确定的辊子布置，也就是按以下顺序安 装叠装辊组挠曲可控的硬上辊、带有薄的金属表面层的弹性中间辊、可加热的硬中间辊、 两个带有薄的金属表面层的弹性中间辊、可加热的硬中间辊，带有薄的金属表面层的弹性 中间辊以及挠曲可控的下辊。完全出人意料的是，通过这种8辊压光机可在高质量的纸中实现与使用其挠曲可 控的上辊和下辊具有弹性的包覆层的10辊压光机时相同的光洁度值和平整度值。尽管纸 幅的各个纸面侧仅两次与硬的加热辊接触，但是这种压光机结构显然足以实现这种积极的 结构。还出人意料的是，在实验中发现，在使用带有金属表面层的弹性辊时，其它数目的叠 装辊组和布置相比带有两个辊的传统压光机不再导致对纸质量这样高的改进。这种特性的 原因还没有得到解释。无论如何，在使用带有金属表面层的弹性辊情况下，例如将老式的超 级压光机的辊子数量从12减少到10不再导致类似的釉光整理效果。按本发明的8辊压光 机相应地是一种选择发明，由于尚未得到解释的原因，其优点仅对于这种辊子装置正确。人 们猜想仅仅与使用的新型表面有关，这种新型表面由于喷射方法(Spritzverfahren)而良 好地锚定在弹性的基底中并且因此能承受大于300N/mm的区间负荷，而不破碎。显然由此 实现了适中的表面温度和目前可实现的、低于Ra = 0.1ym的高表面光洁度。然而要指出的 是，弹性辊的这种特性为什么在其它辊数量的情况下为带来更高的纸张质量还有待研究。因此，压光机中间的更换间隙得以保留，也避免了纸幅的各种两面性。在此，可以 将弹性辊的加热限制在适当的温度控制中。总体而言，所述压光机需要比传统的10辊压光机更少的加热能量。被认为有利的是，至少一个带有金属表面层的弹性辊在釉光整理运行时具有90 至130°C的表面温度。在此优选所有带有金属表面层的弹性辊都以这种方式被加热。在按 本发明的8辊压光机中，每个纸幅侧与一个热的硬辊子接触一次并且与一个适中加热的弹 性辊接触两次。在这种方式下，节约两个加热辊的热量输送对釉光整理效果的影响是不能 察觉的。如果在至少一个辊隙中作用至少300N/mm的区间负荷，用于将辊隙长度沿幅面运 行方向保持在至少10mm，则是有利的。因此，即便在幅面在1400到2000m/min的高速下，辊 隙中的滞留时间还大到足以使足够的热流供应到纸幅中。辊隙长度定义为这样的长度，在 该长度上纸幅与两个辊子中的一个接触。对于向纸幅的热传递还不够的情况(例如由于不同含湿量造成)，有利的是，设置 一压紧元件，该压紧元件使得纸幅至少在辊隙之前或之后以至少5°的包络角贴靠在带有 光滑的、硬且受加热的表面的辊子上。由此产生关于辊隙的预加热路程或补充加热路程。在 一定程度上至少针对于热传递延长了辊隙。将10辊压光机缩减到8辊对于压光机运营者一定是有意义的。举例说明如下-改变了系统固有频率(该系统固有频率在之前必要时会导致条痕现象)-使用没有弹性包覆层的、挠曲可控的上辊或下辊(为这些辊安装或拆卸包覆层， 以磨光包覆层是很经常的并且耗费工时，其中待使用的备用辊非常昂贵)-可以减小用于可加热的硬辊子的加热装置-没有带有聚合物表面的辊子，从而排除了由热的配对辊对包覆层造成破坏的危 险，因此能够省略裁边装置(该装置带来了额外的幅面宽度，因而带要求额外的生产量)。关于用于改装多辊压光机的方法而言，本发明的技术问题这样地解决当上辊和 下辊具有硬的表面时，为上辊和下辊配设带有弹性包覆层的外壳，或者当上辊和下辊具有 弹性的包覆层时，为上辊和下辊配设带有硬的光滑表面的外壳，另外，为至少一个带有弹性 包覆层的辊子配设金属的喷涂层，另外还将第二个辊子和倒数第二个辊子从叠装辊组中去 除。通过分别将上辊和下辊改变为另外的辊子类型，也就是硬的变成软的或反之，多辊压光 机的更换间隙保持在现有的位置上，从而不必考虑由于纸幅的两面性造成的损失。通过这 种简单的改变，使上辊与原来的压光机的第三个辊子相配合，而使下辊与原来的压光机的 倒数第三个辊子相配合(都是从上往下数)，这意味着，第二和倒数第二个辊子可以从辊叠 中移出。现在，缺少的硬加热辊的作用如下地替代弹性辊获得了金属涂层，并因此与硬的 加热辊一样光滑，也就是同样具有低于0. 1 μ m的Ra值。优选使用该方法用于将辊子数量从10减小为8个辊子。如已经在多辊压光机中 所述，业已证明，尤其是在新的8辊压光机中相比之前的10辊压光机有相同釉光整理能力 的效果。有利的是，加热至少一个弹性辊的金属涂层。在此，弹性辊适中的温度提高就足以 在纸的质量方面获得与之前带有10个辊子的压光机相同的效果。优选将至少一个弹性辊的金属涂层加热到90至130°C。该温度理想地适于产生希 望的纸质量。在此，相对使用其它的硬的加热辊明显节约了能量。因为例如通过感应的外 部加热可以向金属涂层输送刚好和纸幅减少的一样多的热量。这与传统的加热辊不同地几乎不产生由于对流造成的热损失。有利的是，将纸幅在辊隙之前或之后的一段路程贴靠在带有光滑的、硬的、受加热 的表面的辊子上。通过这种方式向幅面额外地供应热能并且能够更好地釉光处理。
以下参照附图根据实施例详细说明本发明。在唯一的附图中示出了按本发明的多 辊压光机的示意图。
具体实施例方式多辊压光机1具有八个辊子挠曲可控的硬上辊2，带有薄的金属表面层的弹性中 间辊3，可加热的硬中间辊4，两个带有薄的金属表面层5，6的弹性中间辊，可加热的硬中间 辊7，带有薄的金属表面层的弹性中间辊8和挠曲可控的硬下辊9。直接来自通过矩形示意 示出的造纸机12的纸幅11是高质量的、不含磨木浆的涂布纸(WFC)，其应当在所述的多辊 压光机中釉光整理至加德纳光洁度大于75%。但是，纸幅也可以是超级压光纸(SCA)，其应 当在多辊压光机1中釉光整理至粗糙度(PPS S 10)小于1. 15 μ m或者所述纸幅是镀膜的 轻量涂布纸(LWC)，其应当被釉光整理至加德纳光洁度大于55%。新的弹性辊子3，5，6，8是带有由纤维加强的环氧化物(Epoyid)制成的弹性层的 辊子，正如传统的弹性辊中一样，仅在弹性层上喷涂自流动的金属层。在实验中表明M17Cr 4Fe 4Si 3. 5B IC 和(WC 12Co)33Ni 9Cr 3. 5Fe 2Si2B 0. 5C，也就是包含镍，铬和铁的喷 涂材料是尤其适合于表面层的材料。在多辊压光机中，纸幅11多次通过导向辊10转向，从而使幅面能够被导引通过辊 隙或辊子间隙，也就是两个相邻的辊子2-8之间的接触区域。纸幅在多辊压光机1后面在 卷绕装置13中被卷绕。带有金属表面层3，5，6，8的弹性辊在釉光整理运行中具有90至130°C的表面温 度。在图1所示的实施形式中，这种加热通过由方框表示出的外部感应加热装置15实现。上辊和下辊2，9具有由金属制成的光滑表面。所述上辊和下辊同样可以通过外部 加热装置加热。辊子也有利地具有Ra值小于0. 1 μ m的表面粗糙度。叠装辊组在至少一端以公知的并因此没有示出的方式这样加载，S卩，在至少一个 辊间隙中产生300N/mm的区间负荷。这通常导致辊隙长度沿幅面运行方向超过IOmm并且 导致对于向纸幅11的热传递足够大的接触面。对于热传递区间不够的情况，将设置一压紧 元件，该压紧元件使得纸幅在辊隙之前或者之后以大于至少5°的包络角贴靠在加热辊4， 7上。通过这种方式向釉光整理过程输送足够的热量。在该实施例中，压紧元件简单地构造 为压紧辊的形状。但是也可以有利地考虑，使用抵靠带，该抵靠带用于在较长的路程上产生 接触压力以便更好地向硬的加热辊4传递热量。附图标记清单1多辊压光机2挠曲可控的硬上辊3，5，6，8带有薄的金属表面层的弹性中间辊4，7可加热的硬中间辊
9挠曲可控的硬下辊10导向辊11纸幅12造纸机13卷绕装置14压紧元件15外部的感应加热装置
权利要求
1.一种带有叠装辊组的多辊压光机，其中，每两个上下相继的辊子O和3，3和4，4和 5，5和6，6和7，7和8，8和9)形成一个辊隙，用于将不含磨木浆的涂布纸(WFC)釉光整理 至加德纳光洁度大于75%，或者将超级压光纸(SCA)釉光整理至粗糙度(PPS S 10)小于 1. 15 μ m，或者将镀膜的轻量涂布纸(LWC)釉光整理至加德纳光洁度大于55%，其特征在 于，所述叠装辊组按以下顺序构造挠曲可控的硬上辊O)，带有薄的金属表面层的弹性中 间辊(3)，可加热的硬中间辊G)，两个带有薄的金属表面层的弹性中间辊(5，6)，可加热的 硬中间辊(7)，带有薄的金属表面层的弹性中间辊(8)和挠曲可控的下辊(9)。
2.如权利要求1所述的多辊压光机，其特征在于，至少一个带有金属的表面层(3，5，6， 8)的弹性辊在釉光整理运行中具有90至130°C的表面温度。
3.如权利要求1或2所述的多辊压光机，其特征在于，在至少一个辊隙中造成至少 300N/mm的区间负荷，以便获得沿幅面运行方向至少IOmm的辊隙长度。
4.如权利要求1至3之一所述的多辊压光机，其特征在于，设置一压紧元件(14)，该压 紧元件使得所述纸幅(11)至少在辊隙之前或之后以至少5°的包络角贴靠在光滑的、硬且 受加热的辊子的表面上。
5.一种用于改装带有叠装辊组的多辊压光机的方法，其中除了更换间隙(5和6之间) 之外，带有硬的、光滑且可加热的表面的辊子(4，7)与弹性表面的辊子(3，5，6，8)相交替， 并且每两个相邻的辊子(2和3，3和4，4和5，5和6，6和7，7和8，8和9)形成可处理所述 纸幅(11)的工作间隙，并且其中，所述上辊和下辊(2，9)是挠度可控的辊子，其特征在于， 当所述上辊和下辊具有硬的表面时，为所述上辊和下辊(2，9)配设带有弹性包覆层的外 壳，或者当所述上辊和下辊(2，9)具有弹性的包覆层时，为所述上辊和下辊(2，9)配设带有 硬的光滑表面的外壳，另外，为至少一个带有弹性包覆层的辊子(3，5，6，8)配设金属的喷 涂层，并且另外还将第二个辊子和倒数第二个辊子从叠装辊组中去除。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，辊子数量从10个减少到8个。
7.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，加热至少一个弹性辊的金属涂层。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将至少一个弹性辊的金属涂层加热到90至 130°C。
9.如权利要求5至9之一所述的方法，其特征在于，通过压紧元件(14)在辊子间隙之 前或之后的一小段路程中将纸幅贴靠在带有光滑的、硬且受加热的表面的辊子(4)上。
全文摘要
本发明涉及一种带有叠装辊组的多辊压光机，其中，每两个上下相继的辊子形成一个辊隙，用于将不含磨木浆的涂布纸(WFC)釉光整理至加德纳光洁度大于75％，或者将超级压光纸(SCA)釉光整理至粗糙度(PPS S 10)小于1.15μm，或者将镀膜的轻量涂布纸(LWC)釉光整理至加德纳光洁度大于55％。本发明还涉及一种用于改装带有这种叠装辊组的多辊压光机的方法。为了能够以比通常少的辊子釉光整理高质量的纸，所述叠装辊组按以下顺序构造挠曲可控的硬上辊、带有薄的金属表面层的弹性中间辊、可加热的硬中间辊、两个带有薄的金属表面层的弹性中间辊、可加热的硬中间辊、带有薄的金属表面层的弹性中间辊以及挠曲可控的下辊。
文档编号D21G1/00GK102071589SQ2010105581
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月19日 优先权日2009年11月20日
发明者乌尔里克·罗斯福斯, 乔格·雷姆斯, 尤多·加布希, 洛萨·齐默曼, 约瑟夫·柯南, 约翰·莫瑟, 迈克尔·加纳辛斯基 申请人:沃依特专利有限责任公司