專利名稱：多輥壓光機及其改裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有疊裝輥組的多輥壓光機，其中，每兩個上下相繼的輥子形成 一個輥隙，用于將不合磨木漿的涂布紙(WFC)釉光整理至加德納(Gardner)光潔度大于 75%，或者將超級壓光紙(SCA)釉光整理至粗糙度(PPSS 10)小于1. 15μπι，或者將鍍膜的 輕量涂布紙(LWC)釉光整理至加德納光潔度大于55%。本發(fā)明還涉及一種改裝多輥壓光機的方法，該多輥壓光機帶有一個疊裝輥組，在 該疊裝輥組中，除了更換間隙之外，帶有硬的、光滑且可加熱的表面的輥子與帶有彈性表面 的輥子交替，每兩個相鄰的輥子形成可處理紙幅的工作間隙，并且上輥和下輥是撓度可控 的輥子。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的多輥壓光機的疊裝輥組具有5至14個輥子，它們由輥子水平軸線確定的疊 裝平面通常垂直、或者如對于申請人常見的那樣成45°角布置。該壓光機在線地、也就是在 沒有中間卷繞的情況下布置在造紙機的生產(chǎn)序列上，或者離線地布置，在造紙機旁帶有本 身的卷繞和展開裝置。輥隙(也稱輥子間隙)是共同作用地處理紙幅的輥子接觸面，所述 輥隙在此分別由一個光滑的、硬的且可加熱的輥以及一個彈性輥，通常是與聚合體相關(guān)的 輥形成。唯一的例外是由兩個彈性輥組成的所謂更換間隙。硬輥子理解為這樣一種輥子，其鋼外殼或硬鑄鐵外殼約為50至200mm厚并且非常 剛硬，并同時配設(shè)有光滑的金屬或陶瓷表面。表面粗糙度在Ra值0.1 μπι以下。輥子是可 加熱的，加熱通常借助于流過輥子的載熱流體實現(xiàn)。彈性輥可以具有不同的特征?；蛘咴O(shè) 置有由金屬制成的外殼，該外殼具有例如由聚合物、橡膠或棉花制成的彈性表面包套，或者 整個旋轉(zhuǎn)的外殼由呈復(fù)合材料形式的彈性塑料材料形成。所述輥隙保證了在釉光整理時即使在較高的壓力和溫度下也由于彈性輥的彈性 而均勻地壓縮紙幅，這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，輥隙的平整作用基本上是單面性的，也就是說，與硬的、光滑且可加熱的輥 子接觸的紙幅側(cè)的光潔和平整改進(jìn)明顯大于與另一個不可加熱的、與聚合物有關(guān)的輥子接 觸的紙幅側(cè)。彈性輥隙的平整效果的兩面性越大，壓力和溫度就選擇得越高，也就是說需要 更高的釉光整理功率。正好在上述紙類型中是非常高的。在1989年，在DE 3937246Α1就已經(jīng)考慮也通過導(dǎo)熱的填充或覆蓋材料使得彈性 輥可加熱，以便提高壓光機的效率。根據(jù)這一發(fā)明，可以將彈性輥加熱到200至300°C。但 是，這種輥的制造本身在20年之后發(fā)現(xiàn)是不能實現(xiàn)的，因此這是為什么迄今為止一直未使 用其所描述的釉光整理方法和輥的顯而易見的原因。在此也要考慮所謂的超級壓光機，其 中，替代彈性輥安裝所述的輥，這時如果想在疊裝輥組的中間保持其更換間隙，就必須有12 根輥，因為到現(xiàn)在為止還不能為撓曲可控的上輥或下輥配設(shè)彈性包覆層。就此而言，如果待 釉光整理的紙開始就具有兩面性的并且想通過偏移更換間隙補償這種兩面性，疊裝輥組只 能減少到10個輥子。
相反，用于非常高的紙質(zhì)量的現(xiàn)代多輥壓光機通常裝備有10個輥子，其中，更換 間隙正好設(shè)置在疊裝輥組的中間并且輥疊中最上面以及最下面的輥子具有聚合物涂層并 且構(gòu)造為撓曲補償輥。通過該裝置可以用各四個輥隙釉光整理兩個紙幅側(cè)，也就是說，每個 紙幅側(cè)與硬的、光滑且受加熱的輥子接觸四次。通過將更換間隙定位在輥疊中間實現(xiàn)了對 稱的布置，并因此也對于兩個紙幅側(cè)實現(xiàn)了對稱的、幾乎相同的釉光整理效果。在此，缺點尤其在于各個輥隙或多或少的單面性平整效果，這使得需要大量的壓 光機輥子，這使得壓光機不僅昂貴，而且也使這種機器的無磨損運行變得困難。涂覆有聚合 物的輥子具有高磨損，易于出現(xiàn)所謂的“條痕”(由于脈沖式的磨損而產(chǎn)生波浪狀的表面) 并因此必須經(jīng)常更換。這在在線安裝時明顯減少了造紙機的總效率。在離線安裝的情況下 也明顯減小了壓光機的可用性。在輥子數(shù)目大(例如10)時，壓光機在各種生產(chǎn)條件下易于振動，因此必須改變希 望的生產(chǎn)參數(shù)(速度，壓力等)。在也構(gòu)造為四輥的所謂平整機構(gòu)中僅使用硬的、金屬輥。然而，這種其中兩個紙幅 側(cè)相同地被平整的硬輥隙不能用于上述質(zhì)量的釉光整理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，能夠用比當(dāng)前所需的輥子數(shù)更少的輥子釉光整 理高質(zhì)量的紙類型，尤其是加德納光潔度大于75%的不含磨木漿的涂布紙(WFC)或粗糙度 (PPS S 10)小于1. 15 μ m的超級壓光紙(SCA)或者是加德納光潔度大于55%的鍍膜的輕 量涂布紙(LWC)。對于所述的質(zhì)量，現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)例如是對于幅面在速度超過1400m/min時在 一個輥疊中使用至少10個輥子或者在兩個輥疊中使用2X5個輥子。該技術(shù)問題以這種方式解決，S卩，選擇完全確定的輥子布置，也就是按以下順序安 裝疊裝輥組撓曲可控的硬上輥、帶有薄的金屬表面層的彈性中間輥、可加熱的硬中間輥、 兩個帶有薄的金屬表面層的彈性中間輥、可加熱的硬中間輥，帶有薄的金屬表面層的彈性 中間輥以及撓曲可控的下輥。完全出人意料的是，通過這種8輥壓光機可在高質(zhì)量的紙中實現(xiàn)與使用其撓曲可 控的上輥和下輥具有彈性的包覆層的10輥壓光機時相同的光潔度值和平整度值。盡管紙 幅的各個紙面?zhèn)葍H兩次與硬的加熱輥接觸，但是這種壓光機結(jié)構(gòu)顯然足以實現(xiàn)這種積極的 結(jié)構(gòu)。還出人意料的是，在實驗中發(fā)現(xiàn)，在使用帶有金屬表面層的彈性輥時，其它數(shù)目的疊 裝輥組和布置相比帶有兩個輥的傳統(tǒng)壓光機不再導(dǎo)致對紙質(zhì)量這樣高的改進(jìn)。這種特性的 原因還沒有得到解釋。無論如何，在使用帶有金屬表面層的彈性輥情況下，例如將老式的超 級壓光機的輥子數(shù)量從12減少到10不再導(dǎo)致類似的釉光整理效果。按本發(fā)明的8輥壓光 機相應(yīng)地是一種選擇發(fā)明，由于尚未得到解釋的原因，其優(yōu)點僅對于這種輥子裝置正確。人 們猜想僅僅與使用的新型表面有關(guān)，這種新型表面由于噴射方法(Spritzverfahren)而良 好地錨定在彈性的基底中并且因此能承受大于300N/mm的區(qū)間負(fù)荷，而不破碎。顯然由此 實現(xiàn)了適中的表面溫度和目前可實現(xiàn)的、低于Ra = 0.1ym的高表面光潔度。然而要指出的 是，彈性輥的這種特性為什么在其它輥數(shù)量的情況下為帶來更高的紙張質(zhì)量還有待研究。因此，壓光機中間的更換間隙得以保留，也避免了紙幅的各種兩面性。在此，可以 將彈性輥的加熱限制在適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂浦小？傮w而言，所述壓光機需要比傳統(tǒng)的10輥壓光機更少的加熱能量。被認(rèn)為有利的是，至少一個帶有金屬表面層的彈性輥在釉光整理運行時具有90 至130°C的表面溫度。在此優(yōu)選所有帶有金屬表面層的彈性輥都以這種方式被加熱。在按 本發(fā)明的8輥壓光機中，每個紙幅側(cè)與一個熱的硬輥子接觸一次并且與一個適中加熱的彈 性輥接觸兩次。在這種方式下，節(jié)約兩個加熱輥的熱量輸送對釉光整理效果的影響是不能 察覺的。如果在至少一個輥隙中作用至少300N/mm的區(qū)間負(fù)荷，用于將輥隙長度沿幅面運 行方向保持在至少10mm，則是有利的。因此，即便在幅面在1400到2000m/min的高速下，輥 隙中的滯留時間還大到足以使足夠的熱流供應(yīng)到紙幅中。輥隙長度定義為這樣的長度，在 該長度上紙幅與兩個輥子中的一個接觸。對于向紙幅的熱傳遞還不夠的情況(例如由于不同含濕量造成)，有利的是，設(shè)置 一壓緊元件，該壓緊元件使得紙幅至少在輥隙之前或之后以至少5°的包絡(luò)角貼靠在帶有 光滑的、硬且受加熱的表面的輥子上。由此產(chǎn)生關(guān)于輥隙的預(yù)加熱路程或補充加熱路程。在 一定程度上至少針對于熱傳遞延長了輥隙。將10輥壓光機縮減到8輥對于壓光機運營者一定是有意義的。舉例說明如下-改變了系統(tǒng)固有頻率(該系統(tǒng)固有頻率在之前必要時會導(dǎo)致條痕現(xiàn)象)-使用沒有彈性包覆層的、撓曲可控的上輥或下輥(為這些輥安裝或拆卸包覆層， 以磨光包覆層是很經(jīng)常的并且耗費工時，其中待使用的備用輥非常昂貴)-可以減小用于可加熱的硬輥子的加熱裝置-沒有帶有聚合物表面的輥子，從而排除了由熱的配對輥對包覆層造成破壞的危 險，因此能夠省略裁邊裝置(該裝置帶來了額外的幅面寬度，因而帶要求額外的生產(chǎn)量)。關(guān)于用于改裝多輥壓光機的方法而言，本發(fā)明的技術(shù)問題這樣地解決當(dāng)上輥和 下輥具有硬的表面時，為上輥和下輥配設(shè)帶有彈性包覆層的外殼，或者當(dāng)上輥和下輥具有 彈性的包覆層時，為上輥和下輥配設(shè)帶有硬的光滑表面的外殼，另外，為至少一個帶有彈性 包覆層的輥子配設(shè)金屬的噴涂層，另外還將第二個輥子和倒數(shù)第二個輥子從疊裝輥組中去 除。通過分別將上輥和下輥改變?yōu)榱硗獾妮佔宇愋?，也就是硬的變成軟的或反之，多輥壓?機的更換間隙保持在現(xiàn)有的位置上，從而不必考慮由于紙幅的兩面性造成的損失。通過這 種簡單的改變，使上輥與原來的壓光機的第三個輥子相配合，而使下輥與原來的壓光機的 倒數(shù)第三個輥子相配合(都是從上往下數(shù))，這意味著，第二和倒數(shù)第二個輥子可以從輥疊 中移出?，F(xiàn)在，缺少的硬加熱輥的作用如下地替代彈性輥獲得了金屬涂層，并因此與硬的 加熱輥一樣光滑，也就是同樣具有低于0. 1 μ m的Ra值。優(yōu)選使用該方法用于將輥子數(shù)量從10減小為8個輥子。如已經(jīng)在多輥壓光機中 所述，業(yè)已證明，尤其是在新的8輥壓光機中相比之前的10輥壓光機有相同釉光整理能力 的效果。有利的是，加熱至少一個彈性輥的金屬涂層。在此，彈性輥適中的溫度提高就足以 在紙的質(zhì)量方面獲得與之前帶有10個輥子的壓光機相同的效果。優(yōu)選將至少一個彈性輥的金屬涂層加熱到90至130°C。該溫度理想地適于產(chǎn)生希 望的紙質(zhì)量。在此，相對使用其它的硬的加熱輥明顯節(jié)約了能量。因為例如通過感應(yīng)的外 部加熱可以向金屬涂層輸送剛好和紙幅減少的一樣多的熱量。這與傳統(tǒng)的加熱輥不同地幾乎不產(chǎn)生由于對流造成的熱損失。有利的是，將紙幅在輥隙之前或之后的一段路程貼靠在帶有光滑的、硬的、受加熱 的表面的輥子上。通過這種方式向幅面額外地供應(yīng)熱能并且能夠更好地釉光處理。


以下參照附圖根據(jù)實施例詳細(xì)說明本發(fā)明。在唯一的附圖中示出了按本發(fā)明的多 輥壓光機的示意圖。
具體實施例方式多輥壓光機1具有八個輥子撓曲可控的硬上輥2，帶有薄的金屬表面層的彈性中 間輥3，可加熱的硬中間輥4，兩個帶有薄的金屬表面層5，6的彈性中間輥，可加熱的硬中間 輥7，帶有薄的金屬表面層的彈性中間輥8和撓曲可控的硬下輥9。直接來自通過矩形示意 示出的造紙機12的紙幅11是高質(zhì)量的、不含磨木漿的涂布紙(WFC)，其應(yīng)當(dāng)在所述的多輥 壓光機中釉光整理至加德納光潔度大于75%。但是，紙幅也可以是超級壓光紙(SCA)，其應(yīng) 當(dāng)在多輥壓光機1中釉光整理至粗糙度(PPS S 10)小于1. 15 μ m或者所述紙幅是鍍膜的 輕量涂布紙(LWC)，其應(yīng)當(dāng)被釉光整理至加德納光潔度大于55%。新的彈性輥子3，5，6，8是帶有由纖維加強的環(huán)氧化物(Epoyid)制成的彈性層的 輥子，正如傳統(tǒng)的彈性輥中一樣，僅在彈性層上噴涂自流動的金屬層。在實驗中表明M17Cr 4Fe 4Si 3. 5B IC 和(WC 12Co)33Ni 9Cr 3. 5Fe 2Si2B 0. 5C，也就是包含鎳，鉻和鐵的噴 涂材料是尤其適合于表面層的材料。在多輥壓光機中，紙幅11多次通過導(dǎo)向輥10轉(zhuǎn)向，從而使幅面能夠被導(dǎo)引通過輥 隙或輥子間隙，也就是兩個相鄰的輥子2-8之間的接觸區(qū)域。紙幅在多輥壓光機1后面在 卷繞裝置13中被卷繞。帶有金屬表面層3，5，6，8的彈性輥在釉光整理運行中具有90至130°C的表面溫 度。在圖1所示的實施形式中，這種加熱通過由方框表示出的外部感應(yīng)加熱裝置15實現(xiàn)。上輥和下輥2，9具有由金屬制成的光滑表面。所述上輥和下輥同樣可以通過外部 加熱裝置加熱。輥子也有利地具有Ra值小于0. 1 μ m的表面粗糙度。疊裝輥組在至少一端以公知的并因此沒有示出的方式這樣加載，S卩，在至少一個 輥間隙中產(chǎn)生300N/mm的區(qū)間負(fù)荷。這通常導(dǎo)致輥隙長度沿幅面運行方向超過IOmm并且 導(dǎo)致對于向紙幅11的熱傳遞足夠大的接觸面。對于熱傳遞區(qū)間不夠的情況，將設(shè)置一壓緊 元件，該壓緊元件使得紙幅在輥隙之前或者之后以大于至少5°的包絡(luò)角貼靠在加熱輥4， 7上。通過這種方式向釉光整理過程輸送足夠的熱量。在該實施例中，壓緊元件簡單地構(gòu)造 為壓緊輥的形狀。但是也可以有利地考慮，使用抵靠帶，該抵靠帶用于在較長的路程上產(chǎn)生 接觸壓力以便更好地向硬的加熱輥4傳遞熱量。附圖標(biāo)記清單1多輥壓光機2撓曲可控的硬上輥3，5，6，8帶有薄的金屬表面層的彈性中間輥4，7可加熱的硬中間輥
9撓曲可控的硬下輥10導(dǎo)向輥11紙幅12造紙機13卷繞裝置14壓緊元件15外部的感應(yīng)加熱裝置
權(quán)利要求
1.一種帶有疊裝輥組的多輥壓光機，其中，每兩個上下相繼的輥子O和3，3和4，4和 5，5和6，6和7，7和8，8和9)形成一個輥隙，用于將不含磨木漿的涂布紙(WFC)釉光整理 至加德納光潔度大于75%，或者將超級壓光紙(SCA)釉光整理至粗糙度(PPS S 10)小于 1. 15 μ m，或者將鍍膜的輕量涂布紙(LWC)釉光整理至加德納光潔度大于55%，其特征在 于，所述疊裝輥組按以下順序構(gòu)造撓曲可控的硬上輥O)，帶有薄的金屬表面層的彈性中 間輥(3)，可加熱的硬中間輥G)，兩個帶有薄的金屬表面層的彈性中間輥(5，6)，可加熱的 硬中間輥(7)，帶有薄的金屬表面層的彈性中間輥(8)和撓曲可控的下輥(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的多輥壓光機，其特征在于，至少一個帶有金屬的表面層(3，5，6， 8)的彈性輥在釉光整理運行中具有90至130°C的表面溫度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多輥壓光機，其特征在于，在至少一個輥隙中造成至少 300N/mm的區(qū)間負(fù)荷，以便獲得沿幅面運行方向至少IOmm的輥隙長度。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的多輥壓光機，其特征在于，設(shè)置一壓緊元件(14)，該壓 緊元件使得所述紙幅(11)至少在輥隙之前或之后以至少5°的包絡(luò)角貼靠在光滑的、硬且 受加熱的輥子的表面上。
5.一種用于改裝帶有疊裝輥組的多輥壓光機的方法，其中除了更換間隙(5和6之間) 之外，帶有硬的、光滑且可加熱的表面的輥子(4，7)與彈性表面的輥子(3，5，6，8)相交替， 并且每兩個相鄰的輥子(2和3，3和4，4和5，5和6，6和7，7和8，8和9)形成可處理所述 紙幅(11)的工作間隙，并且其中，所述上輥和下輥(2，9)是撓度可控的輥子，其特征在于， 當(dāng)所述上輥和下輥具有硬的表面時，為所述上輥和下輥(2，9)配設(shè)帶有彈性包覆層的外 殼，或者當(dāng)所述上輥和下輥(2，9)具有彈性的包覆層時，為所述上輥和下輥(2，9)配設(shè)帶有 硬的光滑表面的外殼，另外，為至少一個帶有彈性包覆層的輥子(3，5，6，8)配設(shè)金屬的噴 涂層，并且另外還將第二個輥子和倒數(shù)第二個輥子從疊裝輥組中去除。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，輥子數(shù)量從10個減少到8個。
7.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，加熱至少一個彈性輥的金屬涂層。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，將至少一個彈性輥的金屬涂層加熱到90至 130°C。
9.如權(quán)利要求5至9之一所述的方法，其特征在于，通過壓緊元件(14)在輥子間隙之 前或之后的一小段路程中將紙幅貼靠在帶有光滑的、硬且受加熱的表面的輥子(4)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有疊裝輥組的多輥壓光機，其中，每兩個上下相繼的輥子形成一個輥隙，用于將不含磨木漿的涂布紙(WFC)釉光整理至加德納光潔度大于75％，或者將超級壓光紙(SCA)釉光整理至粗糙度(PPS S 10)小于1.15μm，或者將鍍膜的輕量涂布紙(LWC)釉光整理至加德納光潔度大于55％。本發(fā)明還涉及一種用于改裝帶有這種疊裝輥組的多輥壓光機的方法。為了能夠以比通常少的輥子釉光整理高質(zhì)量的紙，所述疊裝輥組按以下順序構(gòu)造撓曲可控的硬上輥、帶有薄的金屬表面層的彈性中間輥、可加熱的硬中間輥、兩個帶有薄的金屬表面層的彈性中間輥、可加熱的硬中間輥、帶有薄的金屬表面層的彈性中間輥以及撓曲可控的下輥。
文檔編號D21G1/00GK102071589SQ2010105581
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者烏爾里克·羅斯福斯, 喬格·雷姆斯, 尤多·加布希, 洛薩·齊默曼, 約瑟夫·柯南, 約翰·莫瑟, 邁克爾·加納辛斯基 申請人:沃依特專利有限責(zé)任公司