专利名称：造纸机的压榨传送带和压辊套壳的制作方法
技术领域：
本发明直接涉及造纸中使用的压榨传送带和压辊套壳，特别是造纸机压榨部分使用的一种用于改进纸张表面平滑度和可印性的传送带和压辊套壳。
在造纸机压榨部分中，用于与纸幅或纸张接触的织物，通常称为压榨织物或毛毡，其主要功能是有效而均匀地使湿纸张脱水。在提供这种功能的同时，它们不得在纸张上造成印痕，这一点也是很重要的。然而，因其织物表面的纤维素特征，所有的压榨织物都会在一定程度上将其表面结构传给纸张。
在利用两个压榨织物以及夹在它们之间的纸张通过辊隙进行的压榨中，这种纸张是从两侧脱水，如果施加足够的载荷从纸张中榨出水，则可以改进压榨效率。然而，压榨织物的纤维表面特征将在一定程度上传递到纸张两面上，因此再现在纸张上使纸张失去最佳平滑度。
涉及到压榨织物的另一个问题是所谓的纸张跟随现象。由于织物老化和性能变化，在从压榨辊隙出来之后，织物中的一部分往往保留在纸张上。如果这种情况恶化到严重程度，离开压榨辊隙时纸张将从其连续通道上断开，而跟随压榨织物的一部分绕压榨织物运转。这将特别要求关机停止压榨取出纸张，使生产率和收入受到损失。
此外，因其纤维特性，典型的压榨织物在老化时也往往被“填充”。即造纸上料元件堵在压榨织物表面内。这可使脱水性能变化，导致上述纸张跟随现象。然而，如果这种填充是非均匀的，或者，如果这种织物表面被所用的机械装置(如高压水喷射器)扰动而保持表面无夹杂，则可导致另一种所谓的纸张拾起现象。即当纸张在压榨辊隙与压榨织物紧密接触时，随纸张/织物流出压榨辊隙而被分开，纸张表面被拾起。每当纸张/织物被分开时，小的纤维素纤维，或其一部分，或造纸的其他有机或无机材料被从纸张表面牵引粘附走。从质量，平滑度和可印性观点看，这将使纸张表面进一步被恶化。为排除这类纸张粘附的缺陷，必须进行附加的纸张加工步骤，如砑光工艺，以提高纸张表面性能，特别是平滑度。
在一个压榨辊隙使用一个压榨织物的情况下，纸张与两个不同的表面(即压榨织物和压辊中的一个)接触。这种压辊可以包括一个非常光滑的压辊套壳，它使纸张具有均匀的表面。适当设计的造纸系统安排机器构件(成形器，压榨器，干燥器，砑光器)以保证纸张表面达到印刷目标。对于某些等级(如挂面纸板，白顶衬里或折叠纸盒板)，一个平滑纸面和一个粗糙纸面实际上对终端用户是有益的。
然而，即便用一个织物和一个压辊压榨，仍然可能存在纸张跟随和/或纸张拾起问题。可以利用压榨织物设计减少这个问题，压辊套壳制造商努力开发用以减少纸张表面拾起趋势的防粘套壳。然而时至今日套壳仍需要清理以保持纸张清洁无碎屑，当它通过压榨辊隙时，仍然与纸张表面粘附。
其原因在于，由于湿的纸张在离开压榨辊隙时往往跟随最光滑或最湿的表面，因此，在离开压榨辊隙时，纸张往往跟随压辊套壳一段距离沿其周线向上。然后，因下一个位置(即干燥器)正以高速运转，纸张被牵引出压辊表面。纸张完全从压辊套壳被牵引出。随着速度提高，为完成这一工作所需要的力变大。
在美国专利No.412656中，提出在一种简单造纸机中使用橡胶传送带。所提出的传送带表面与压辊套壳略有不同，但至今他们仍然导致纸张粘附，纸张不能在最佳状态脱离。
在美国专利No.4552620中说明了一种传送带，它具有特殊的化学组成和表面结构，可起着纸张接触套壳和导向压榨传送带双重功能。然而，它具有类似于在花岗石压辊那样的“石头状”结构。随着它们引起粘附，花岗石压辊要求进行清理。由于纸张和压辊之间的水膜，就要求很大的力使纸张脱离压辊表面，这就是纸张能很好地粘到压辊表面的原因。
美国专利No.4483745说明了一种采用被称为引纸传送带的压榨装置。其传送带与通过压榨辊隙及之后的纸幅的一个表面接触。传送带支持纸张(非开式牵引)，并把它从一个位置引入另一位置。这种传送带不渗透，较光滑且很硬，因此，纸张离开压榨辊隙后，没有通过压榨织物或其他可渗透传送带再加湿，而可跟随传送带。这个装置是基于纸张将跟随由薄的连续水膜牢固粘接的表面。然而，除说明它具有类似于普通压辊套壳的平滑度、硬度和密度的一个平滑上表面外，并没有公布这种传送带的具体结构。也没有提出在造纸机中从这类传送带表面移下湿纸张可能遇到的困难。
美国专利No.5298124说明了一种可以不再加湿纸张而把纸张从一个位置传到另一位置的传送带。这种传送带有一层有粒子填充的聚合物涂层的支撑基底。这种传送带对压力敏感，在压榨辊隙中比较光滑，使传送带和纸张之间形成一层薄水膜。离开压榨辊隙后，它返回到未被压缩形式，使水膜破裂，允许纸张传递到下一条传送带。
虽然就其引纸性能来说，这种传送带能很好地运行，并没有在纸上出现印痕，但它对压力很敏感。就是说，在传送带/纸张离开压榨辊隙后，水膜破裂之前，要求一定的时间，使纸张脱离到下一个位置。
因此，本发明的一个主要目的是提供可以改进纸张平滑度和可印性的压榨传送带。
本发明的另一个目的是提供一种不仅可改进纸张质量，而且避免纸张跟随和拾起，降低对下游的砑光工序的要求的一种压榨传送带。
本发明再一个目的是提供一种具有改进纸张脱开性能的压辊套壳。
本发明的进一步目的是提供一种也具有良好纸张脱开性能的长辊隙导向压榨传送带。
本发明的一个特点是所提供的传送带，具有某些构件与美国专利No.5298124提出的引纸传送带类似，该专利结合作为本发明的对比文件，该传送带用于压榨传送带或压辊的压榨套壳。按美国专利No.4552620的建议，这种传送带也可作为长辊隙导向压榨的一个传送带，该专利也结合作为本发明的对比文件。在这方面，这样构成的压榨传送带改进了所形成纸张的可印性，避免了上述典型压榨织物和传送带的缺点。由于传送带表面在任何时候都有精细的微型粗糙度，无论在辊隙处被压榨或未被压榨，在辊隙外，都可提供光滑的纸张，没有纸张跟随或粘附，纸张较容易随时脱开。通过使用诸如长环形压榨传送带，压辊套壳，或长辊隙滑瓦压榨传送带一类传送带，可以实现这些优点。
下面结合附图详细说明本发明，可明白上述目的和优点，附图中
图1是一个包括本发明技术的压榨装置的简略示意图，其中包括一个可以改进纸张平滑度和可印性的压榨传送带；图2是用作压榨传送带或压辊套壳的传送带的横截面视图；图3是包括本发明技术的一个压辊套壳使用的横截面视图；图4是包括本发明技术的用作长辊隙滑瓦压榨传送带的一个传送带的横截面视图。
现在参看附图，图1示出造纸机的一个典型压榨部分10。一个压榨传送带12在第一压辊16和第二压辊18之间形成的辊隙14之间通过。在这种双毛毡压榨机情况下，一个压榨织物20在其下部，压榨传送带12用于替代常用的顶部压榨织物。当然也可以倒过来，只要这种压榨传送带位于与要求平滑度和可印性的纸张表面相接触的一侧。同时，虽然示出了一种双毛毡压榨机，但很显然，在普通的单毛毡压榨机(压辊或滑瓦)中，可以增加一个压榨传送带的运转，从而也达到类似于图1的一种结构。也可以用没有独立的传送带运转的压榨传送带替代压辊套壳。应该明白，在允许有脱水损失的情形下，在普通的单毛毡压榨机(压辊或滑瓦)中，仍可用这种压榨传送带取代压榨织物，但是，应使纸张要求平滑度和可印性的一侧与压榨传送带接触。
现在参见图2，它示出了具有所要求性能和特征的压榨传送带的一个横截面。美国专利No.5298124中公开并详细说明的传送带具有本发明压榨传送带某些特征。简单地说，基底24可呈多种形式，是具有底侧26和纸侧28的机织品或非机织品。它可以包含用纺织材料连接在背侧26上的纤维素网30，以取代或加在网30上。在纸侧28上，显示出顶纬纱32和底纬纱34以及经纱36和涂层38。
重要的是，本发明是不透水、空气和油的。作为一种压榨传送带或长辊隙滑瓦压榨传送带，其基底支撑仍可是本专业技术人员可得到的任何常用的结构。最好使用环形带，这种传送带在各种情况都可在机器上是无缝的。作为一个压辊套壳，可以使用不同的加强结构给予套壳适当的结构完整性。
本发明与美国专利5298124的教导之间的重要差别在于，使用本发明传送带或压辊套壳，不论压榨辊隙压力如何，总是存在表面微观粗糙度以及亲水/疏水两个区域，以防止在纸幅和传送带压辊套壳表面之间形成连续水膜。这种表面实际上有利于纸张的瞬时脱开。与普通的压榨织物相比，这种微观粗糙度可以避免在压榨辊隙中压榨时把织物结构传递到纸张表面。由于不会遇到进一步的表面印痕，也可增加压榨载荷，(通过在压榨辊隙中的压榨织物)进一步改进纸张脱水性能，并允许提高速度。可以减少下游的砑光工序，保持纸张材料(与折叠刚性有关)具有改进的平滑度。可以减少甚至取消压榨传送带的检查或修整/清洗工艺。
已经发现，改进传送带的组成和结构将使所要求的微观粗糙度连续存在。
制成了具有0％，20％和30％粘土填料的传送带。与树脂材料相比，这种粘土被认为是亲水的。众所周知，比较高的表面能有利于纸张跟随传送带表面。低的表面能有利于纸张脱开。
人们也知道，微观粗糙度有利于防止形成连续的水膜。连续水膜促使纸张很好地粘到传送带上。然而，对于本发明的压榨传送带，这是不允许的。
在这方面，开发了一种简单的浸渍试验以确定水的脱离。高的印痕意味着在传送带表面只保存最小量的水份，使纸张容易脱开。
在表1中汇总了这些性能(采用相对排序方法)。
表1
1-高，2-中等，3-低含20％填料的传送带可极好地使纸脱开。虽然它具有较高的表面能测量值，但这种纸的脱开性能可由良好的微观粗糙度和传送带上随机位置的亲水/疏水特性说明。
含0％填料的传送带尽管具有疏水性能，但不能使纸脱开。它太光滑，不利于使传送带表面和纸张之间的水膜破裂。含35％填料的传送带在离开压榨辊隙一段距离后使纸张脱开。这与按美国专利No.5298124教导制造的传送带类似。请注意，这后一种传送带的“粗糙度”仅在压榨辊隙以外织物复原的一段时间后才存在。在这方面，请参看上述专利的图6，即所述传送带横截面的扫描电镜照片。
一个具有上述性能的传送带在一个实验性的试验机上进行试验。试验目的是评定纸张脱开性，并与最佳商业“防粘压辊”套壳对比。这种评定包括两方面目视评定(从传送带或压辊套壳脱开的纸张几何形状)，由表面刮刀收集“碎屑”量进行评定。这些碎屑是传送带或压辊套壳的接触面从纸张中拉下的纸纤维/填料。刮刀的主要功能是在压榨辊隙中再次与纸张接触前从传送带/套壳表面清除这些材料。
压榨部分有一个带双毛毡的第一压榨机和一个单毛毡第二压榨机。压辊套壳和传送带依次在“顶部”位置运转。使用一种极有粘性的新闻纸供给因为它对压辊套壳脱离是最不利情况的试验。
脱离套壳适当地运行纸跨在套壳上直到8点钟的位置。用压辊表面刮刀收集湿碎屑的实际数量。
然后压榨传送带在类似于图1的结构中进行试验。传送带运行得很好。脱开的纸很清洁几乎没有牵拉，至少与压辊套壳一样好。然而，在持续的试验中，传送带表面显然没有积聚材料。在传送带表面刮刀绝对没有找到碎屑或纤维。
此外，所述传送带可用作图3所示的压辊套壳40。在这方面，具有压榨传送带12特征的压辊套壳40设置在压辊42上，这个压辊套壳40与压辊44产生一个压榨辊隙46。压辊的纸侧表面48(相当于压榨传送带12的表面28)与通过压榨辊隙46的压榨织物20上的纸张50啮合，然后纸张被拾起进入下一步加工。注意在纸张50被拾起之前，它可在压榨套壳表面48上运转一个很短的距离。这类装置提供与用压榨传送带12一样的优点。
在图4中，示出一种长辊隙压榨装置60，压榨传送带20为组合的压榨传送带/滑瓦压榨传送带。在这种情况，将对传送带20的两侧涂料，并在滑瓦侧62精加工到合格的平滑度。纸张接触侧64将具有适当的粗糙度，表面化学组成便于纸张脱开。在这个图中，示出纸张66，以及压榨织物68，带孔压辊70和滑瓦72，以便于完成说明。
此外，本发明传送带的其他潜在优点包括与更换压辊相比，它易于安装，并且消除了对昂贵的压辊套壳和备件的需求。
如使用压榨压辊套壳那样，改进了纸张的脱开，减少了因太高的牵拉造成的破裂，压辊表面清洁地运转，减少了对清理的需求。这样减少了压辊套壳表面及刮刀磨损，降低了操作的成本。
因此，本发明的方案实现了本发明的目的和优点，虽然这里详细公布并说明了最佳实施例，但其范围不应受此限制，而应由附录的权利要求书确定。
权利要求
1.一种具有用于生产纸张和纸板产品的压榨部分的造纸机，其中，一种压榨传送带用于产生所形成纸张的平滑而可印的表面，上述压榨传送带包括一个具有纸侧表面的环形带，上述纸侧表面提供一个与要求平滑度和可印性的纸张的一侧接触的表面，和上述压榨传送带表面具有允许的微观粗糙度和亲水/疏水两种性能的区域。
2.按照权利要求1所述的造纸机，其特征在于，上述压榨传送带安装到一个单织物压榨机中。
3.按照权利要求1所述的造纸机，其特征在于，上述压榨传送带安装到一个双织物压榨机中。
4.按照权利要求3所述的造纸机，其特征在于，它包括一个压榨织物设成与纸张与压榨传送带接触的相对一侧。
5.按照权利要求1所述的造纸机，其特征在于，上述压榨传送带是一个长辊隙的压榨传送带，安装在一个单织物长辊隙压榨机中。
6.按照权利要求5所述的造纸机，其特征在于，它包括一个压榨织物设成与纸张与长辊隙压榨传送带接触的相对一侧啮合。
7.一种具有用于生产纸张和纸板产品的压榨部分的造纸机，其中一个压辊套壳用于产生所形成纸张的平滑和可印表面，上述压辊套壳包括一个纸侧表面；上述纸侧表面提供一个接触面与纸张中要求平滑度和可印性的纸面啮合；上述压辊套壳表面具有永久的微观粗糙度和具有亲水/疏水性能的区域。
8.按照权利要求7所述的造纸机，其特征在于，上述压榨套壳安装在一个单织物压榨机中。
9.按照权利要求7所述的造纸机，其特征在于，它包括一个压榨织物与纸张与压辊套壳接触相对的一侧啮合。
全文摘要
一种用于生产纸和纸板产品的造纸机,其中设一个压榨传送带,压辊套壳,或长辊隙滑瓦压榨传送带,它具有使纸张产生良好平滑度和可印性的一个永久性微观粗糙度和亲水/疏水区域,而且可使纸张极好地脱开。
文档编号D21F7/08GK1257953SQ99118
公开日2000年6月28日 申请日期1999年8月26日 优先权日1998年12月18日
发明者弗朗西斯·L·达文波特, 约翰·R·格雷 申请人:阿尔巴尼国际公司