專利名稱：纖維幅的壓光方法
技術領域：
本發明涉及在壓光機中對纖維幅進行壓光的方法，該壓光機的輥裝置中 具有至少兩個輥，在這兩個輥之間形成有輥縫，并且其中至少一個輥是具有 聚合物涂層的輥。
背景技術：
作用于紙的光澤度(Glanz)的因素有很多。在這里，為了確保紙具有足 夠高的光澤度，業內努力地采用多種可能的方法如使紙內所含的涂料的量、 干燥劑含量以及涂料的粘合劑含量是可調的；使涂料中所含的拋光劑的量是 可變化的；使壓光輥縫負載和熱輥溫度也是可以變化的；再如，將要進行壓 光的書面紙(Unterlagenpapier)的粗糙度以及紙的濕度在壓光前是可調節的。 特別的，在多輥壓光機中，紙光澤度的增加與輥縫數量、壓光機中紙的輸送 速度、在輥縫中絕大部分的壓力以及存在于輥裝置中可加熱的熱輥的溫度相 關。在多輥壓光機的通常使用類型中，可加熱的輥和具有聚合物涂層的輥交 替設置。在多輥壓光機中，通常設置有6至16個此類的熱輥和具有聚合物 涂層的輥。例如，在本申請人發明的所謂優化負載雙線壓光機(Optiload-und Twinline-Kalandem)中典型地設置有5至12個輥，其中2至5個輥是熱輥， 4至7個輥是具有聚合物涂層的輥。
即使當紙的組成和壓光條件保持不變，對于不同的紙種而言，在壓光過 程中形成的光澤度經常和所要求的不一致。因為對紙的光澤度的影響有多種 不同的因素，找出紙質量下降的原因并對其進行控制非常困難。

發明內容
本發明的目的就在于，尋找到和紙幅多輥壓光相關聯的可支配的過程 量，借助該過程量能確保在壓光過程中形成的紙的光澤度保持均勻。
在開始運轉前，要對具有聚合物涂層的輥的涂層進行打磨，以使該涂層具有通常為0.4|im至0.6pm的特定的表面粗糙度。這里，表面的平均偏差 Ra被稱作表面粗糙度，如在Aimo Pere著作的《機械制圖1&2 (Maschinenzeich腿g 1 & 2)》(ISBN 952-97096-7-3)中定義的那樣。隨 著時間的推移，具有聚合物涂層的輥的表面質量會下降，其粗糙度由于纖維 幅中所含的涂料的磨蝕作用將增加，此外，在纖維幅的表面上將形成在輥裝 置中引發不期望有的振動的受壓位置。更換輥的時間點通常不能精確地確 定，而是在所確定的認為是合適的時間間隔內進行更換。
然而已經確定的是，在絕大部分的壓光條件中，按照本發明更換具有聚 合物涂層的輥是不夠的，因為將要進行壓光的紙的質量可能在真正更換輥的 時間點之前就己經明顯降低了 。
本發明就是以如下的特殊現象為基礎的，即，在多輥壓光過程中紙幅的 一面或兩面要進行拋光(poliert)以達到一定的光澤度，具有聚合物涂層的 輥的表面粗糙度必須根據紙種和輥縫而保持在一定的極限值范圍內。以前，
這種情況幾乎沒有受到過重視，這是因為對形成一定光澤度起作用的參數
多樣性使得人們無法充分了解其是如何和紙的光澤度聯系在一起的。在基于 紙種來確定每個具有聚合物涂層的輥的表面粗糙度的極限值時，首先要考慮 輸送進入多輥壓光機中的纖維幅的光澤度，并且還要考慮改善在確定的壓光 機輥縫位置處的紙幅所需的拋光度。具有聚合物涂層的輥的對應輥(即熱輥) 的表面粗糙度，也可在確定具有聚合物涂層的輥的粗糙度的最大可能極限值 時給予考慮。此外在確定極限值時，可以考慮先前提及的其它作用于紙幅光 澤度的因素，所述因素既包括對光澤度產生影響的紙的組成，也包括對光澤 度產生影響的壓光過程量。
更精確地說，本發明涉及一種在壓光機中對纖維幅進行壓光的方法，該 壓光機的輥裝置包括至少兩個輥，在所述輥之間形成輥縫，其中所述輥中的 至少一個是具有聚合物涂層的輥。輥裝置中具有聚合物涂層的輥的表面的允
許最高平均表面粗糙度取決于纖維幅(W)在定位于各輥縫處的具有聚合 物涂層的輥(P)的位置處所需要的光澤度，以及輸送進入壓光機的纖維幅
(W、 Wl)的光澤度。每個具有聚合物涂層的輥的表面平均粗糙度小于針對
每個具有聚合物涂層的輥所確定的允許最高平均表面粗糙度。
本發明最優選地適用于含有纖維素和木漿的光澤涂料紙質，其亨特光澤度(Hunter-Glanz)超過20%，優選超過50%。
首先，本發明在多輥壓光機中生產拋光紙和紙板時，對具有聚合物涂層 的輥的表面粗糙度進行調整，但是，當具有聚合物涂層的輥的允許表面粗糙 度對于非涂料紙種而言可以相對較高時，本發明同樣也適用于非涂料紙種， 這歸因于較低的光澤度要求。
這里，可將多輥壓光機理解為用于對紙和紙板進行壓光的特定壓光機， 其具有輥裝置，該輥裝置包括多個疊置定位的平行輥。
每兩個疊置的輥之間形成有輥縫，穿過壓光機輸送的纖維幅表面，借助 存在于輥縫中的輥縫壓力在輥縫中進行處理。在多輥壓光機中，通過升起或 下降至少最高和/或最低輥，來打開或關閉輥縫，但通常位于最高輥和最低輥 之間的所謂中間輥的包層是可伸展/移動的，以對兩個疊置的輥對之間的輥縫 壓力產生影響。所有多輥壓光機的輥縫都可以具有相同或不同的輥縫壓力。 另外，多輥壓光機可以包括多個通常與壓光過程以及輥縫壓力的產生相關聯 的裝置，如用于調節纖維幅表面濕度含量(Feuchtigkdtsgehalt)的儀表、用 于補償輥重的裝置、位于輥端與輥的調整及支承裝置相關聯的減負荷裝置、 以及與壓光過程控制相關聯的已在專業文獻中充分公開的其它裝置。
如果紙或紙板是非涂料紙或紙板，如用作雜志紙的超級壓光紙 (SC-Papier)，則其纖維幅的亨特光澤度超過20%;如果紙或紙板是涂料紙 或紙板，則其纖維幅的亨特光澤度超過50%。紙和紙板間的界限是變化的， 另外較重紙質的每平米重量要高于較輕紙板類的每平米重量。紙被制造為單 層，其每平米重量在25g/n^至300g/n^之間。紙板被制造為多層，其每平米 重量在150 g/m2至600g/m2之間。
拋光紙種既包括含力學物質(mechanische Masse)的(含木漿的)紙， 也包括含纖維素的涂料紙。本發明的方法可以適用于對富含力學物質的紙種 進行壓光，這種富含力學物質的紙種通常為每平米重量為約40 g/n^至 60g/r^并且亨特光澤度為20%至50%的超級壓光紙、每平米重量為約60 g/m2 至80g/n^并且亨特光澤度為50%至80%但通常為約50%至65%的輕量涂布 紙(LWC-Papier)、每平米重量為約70 g/m2至90g/m2并且亨特光澤度為65% 至75%的中量涂布紙(MWC-Papier)、每平米重量為約50 g/m2至70g/m2 并且亨特光澤度為25%至70%的機內整飾涂布紙(MFC-Papier: MachineFinished Coated Paper)、每平米重量為約40 g/m2至70g/m2并且亨特光澤度 為45%至55%的薄膜涂布膠印紙(FCO-Papier: Film Coated Offset Paper)、 每平米重量為約100g/n^至135g/r^并且亨特光澤度超過90%的重量涂布紙 (HWC-Papier)。通常地，本發明的方法可以適用于含纖維素的、力學物質 含量低于10%的紙質，這種紙質為不含磨木漿涂布紙(WFC-Papier: Wood free coated paper)，其每平米重量根據涂布次數明顯發生變化，每平米重量 為約90 g/m2至130g/ri^并且亨特光澤度為65%至85%。借助本發明的方法 獲得的紙表面PPS10粗糙度(pm)隨著紙種不同而在0.6至2.8之間變化。
非涂料超級壓光紙通常用于印刷品，如雜志和目錄。超輕量涂布紙 (ULWC-Papier)或輕量涂布紙(特別輕/輕涂)(leicht/leicht gestrichen)可 用于雜志和不同的目錄；超級機內涂布紙(SMC-Papier)、中量壓光紙和重 量壓光紙(中等強度/強涂)(mittelschwer/starkgestrichen)首選作為印刷紙 和書寫紙；不含磨木漿涂布紙(不含木漿，涂布)用于廣告印刷品和雜志， 也用于所謂的光滑銅版紙。光滑銅版紙的每平米重量在100 g/r^至300g/m2 之間變化。在某些情況下，本發明也可應用在具有無光澤面的報紙的生產中， 其光澤度為10左右，其粗糙度在3.0和4.5之間。
按照本發明，在多輥壓光機中具有聚合物涂層的輥的最大粗糙度可以這 樣確定，即初始時根據紙種確定對紙的光澤度產生影響的因素，例如根據紙 種而定的涂料量以及涂料組成，并確定相關紙種的壓光條件，例如熱輥的溫 度、輥縫壓力、輸送速度以及纖維幅的濕度。隨后，使這些條件保持恒定， 并且纖維幅在壓光機中以設定的(geplanten)驅動速度輸送一定的時間段T。 在時間段T中，具有聚合物涂層的輥會出現摩擦。當在壓光過程中紙種光澤 度的形成不再和需求相符時，就要對輥的粗糙度進行控制，以此可直接獲得 壓光機中每個輥的允許最高粗糙度。
因為位于輥裝置上部輥縫和下部輥縫中紙的光滑度和光澤度的形成過 程經常是不同的，所以可能的是，按照多輥壓光機輥裝置中每個具有聚合物 涂層的輥的加工紙種，對不同的允許最大平均粗糙度Ra進行測定。在此， 每個具有聚合物涂層的輥的更換間隔取決于其在輥裝置中的位置。
也可以對多輥壓光機中的所有具有聚合物涂層的輥確定同樣的平均表 面粗糙度，必須據此對輥進行更換。如果輥要同時進行更換，則具有聚合物涂層的輥的允許最高表面粗糙度必須按照最易受到磨損的具有聚合物涂層 的輥來進行選擇。在輥裝置中位于不同高度的輥縫另外還可以具有不同的輥
縫壓力間隙(Walzenspaltdmckprofil)，由此在輥上產生的磨損各不相同。


接著，依據后附的示意性的圖1和圖2對本發明進行詳細說明。
圖1示出了在多輥壓光機中紙光澤度的變化狀況，其是通過一系列的運
行試驗(Testbetriebsserie)得到的。
圖2示意性地示出了在試驗調節過程中使用的、通過直接觀察位于壓光
機端部的多輥壓光機。
具體實施例方式
在試驗中，紙幅W通過壓光作用而力求達到較高的亨特光澤度(60%至 75%)以及改善達約20至30個單位的光澤度。
在圖2示意性示出的試驗調節中，使用了所謂的優化負載多輥壓光機， 其輥裝置具有九個輥，所述輥以一個是具有聚合物涂層的輥、 一個是熱輥兩 者相互交替的方式設置。這樣熱輥T和具有聚合物涂層的輥P是交替變換的。 輥裝置中的輥P1至P4設置為，對于奇數輥縫而言，熱輥T應設置在穿過該 輥縫輸送的纖維幅的上方，而對于偶數輥縫而言，熱輥T應設置在該纖維幅 的下方。反之，對于奇數輥縫N1、 N3、 N5和N7而言，具有聚合物涂層的 輥P設置在穿過相關輥縫的纖維幅的下方，而對于偶數輥縫N2、 N4、 N6和 N8而言，具有聚合物涂層的輥P設置在該纖維幅的上方。這樣，在輥裝置 中具有八個輥縫N、 Nl-N8，其是由具有聚合物涂層的輥和熱輥組合構成的 輥對所形成的。輥裝置中最高輥和最低輥是可加熱的熱輥，具有一定光澤度 的纖維幅(W、 Wl)進入到最高輥縫N、 Nl中，使得在壓光機中輸送的紙 幅W、 Wl的下側面壓向最高熱輥T、 Tl。對輥裝置中的所有輥縫施加以同 樣的輥縫壓力。輸送的紙幅W1的光澤度為40%亨特光澤度。
壓光紙幅下側面和上側面的光澤度的形成通過具有三種不同輥縫壓力 的輥縫形式進行研究。使用的輥縫壓力分別是200、 300和380kN/m。圖1 中，在壓光機中輸送的紙的上側面在不同輥縫中所形成的亨特光澤度，以不同的輥縫壓力通過虛線連接在一起，在壓光機中輸送的紙的下側面在不同輥 縫中所形成的亨特光澤度則以實線連接在一起。
通過試驗觀察到，在第四個輥縫N、 N4之后，作用于紙的下側面上的 所有輥縫壓力使得形成的光澤度反而不如意地消失了。在奇數輥縫中，設置
成下輥的、具有聚合物涂層的輥的表面粗糙度是0.8。在偶數輥縫中，設置 成上輥的、具有聚合物涂層的輥的表面粗糙度是0.5。這樣，太過粗糙的具 有聚合物涂層的輥阻止了在所使用紙種的下側面上形成所需的光澤度。
然而，還注意到的是，假如對該紙種而言要求有較低的亨特光澤度，例 如低于55%，則具有聚合物涂層的輥的表面粗糙度Ra=0.8總是足夠的。
另外，從之前所述的試驗中還可以觀察到，在壓光機的開始處輥縫N1、 N2和N3中就形成了該光澤度，在此處，光澤度應提高到約50%至60%左右， 其對于紙的下側面和上側面都是足夠的，并且大致相同。由此，在壓光機的 開始處，形成輥縫N1、 N2和N3的具有聚合物涂層的輥的表面粗糙度可以 具有較高的最大表面粗糙度。與此相反，具有聚合物涂層的輥的太過粗糙的 表面阻礙了后面輥縫N4至N8形成光澤度，在輥縫N4至N8中形成的光澤 度應在60%以上。通常，對于具有滾制形成的(gerollten)聚合物涂層的輥 而言，其所具有的表面粗糙度Ra小于0.2，而對于具有澆制形成的 (gegossenen)聚合物涂層的輥而言，其所具有的表面粗糙度Ra小于0.4。
由此，壓光機中具有聚合物涂層的輥的允許最高表面粗糙度的極限值取 決于輥是定位于壓光機輥裝置的開始還是末端處；以及在壓光機中光澤度 需要提高的程度。
前面所述僅是本發明的幾個實施例，本領域技術人員都了解，本發明在 權利要求書所述的技術構思的范圍內可以多種方式和方法得以實現。因此， 在確定特定輥縫中具有聚合物涂層的輥的允許最高表面粗糙度時，也可以考 慮相對設置的預熱輥表面粗糙度的影響。新的熱輥的平均表面粗糙度Ra通 常小于0.2，經過磨損的熱輥的平均表面粗糙度Ra則較高。
權利要求
1. 在壓光機(1)中對纖維幅(W)進行壓光的方法，該壓光機的輥裝置包括至少兩個輥，在所述輥之間形成有輥縫(N)，在所述輥中至少有一個輥是具有聚合物涂層的輥，其特征在于，對于在該輥裝置中具有聚合物涂層的輥(P)，其表面的允許最高平均表面粗糙度(Ra)取決于該纖維幅(W)在定位于各輥縫處的具有聚合物涂層的輥(P)的位置處所需要的光澤度，以及輸送進入該壓光機(1)中的纖維幅(W、W1)的光澤度；并且每個具有聚合物涂層的輥的表面平均粗糙度(Ra)小于針對每個具有聚合物涂層的輥所確定的允許最高平均表面粗糙度(Ra)。
2、 按照權利要求1所述的方法，其特征在于，該壓光機(1)是多輥壓 光機，該多輥砑光機具有至少五個、優選具有至少8個疊置的輥，所述輥中， 每兩個輥里有一個是熱輥(T)，有一個是具有聚合物涂層的輥(P)。
3、 按照權利要求2所述的方法，其特征在于，該纖維幅(W)是紙幅 或紙板幅。
4、 按照權利要求3所述的方法，其特征在于，在該壓光機(1)中輸送 的紙幅(W、 Wl)是含木漿或含纖維素的涂料紙幅，該紙幅在所述壓光機中 經過壓光達到超過20%、優選超過50%的亨特光澤度。
5、 按照權利要求4所述的方法，其特征在于，要進行壓光的紙幅是包 含力學物質的含木漿的輕量涂布紙幅、機內整飾涂布紙幅、薄膜涂布膠印紙 幅、中量涂布紙幅、重量涂布紙幅、或含纖維素的不含磨木漿涂布紙幅，其 中所述紙幅的亨特光澤度經過壓光后超過50%，優選超過60%。
6、 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，該輥裝置包括至 少一個具有聚合物涂層的輥，其最大可能的平均表面粗糙度(Ra)和該輥裝 置中其它輥的最大平均表面粗糙度(Ra)不一致。
7、 按照權利要求6所述的方法，其特征在于，每個具有聚合物涂層的 輥(P)的允許最高平均表面粗糙度(Ra)取決于所述具有聚合物涂層的輥 定位在該多輥壓光機中的哪個輥縫(N)處。
8、 按照權利要求7所述的方法，其特征在于，在該壓光機開始處的輥縫中，該多輥壓光機中具有聚合物涂層的輥(P)的允許最高平均表面粗糙度(Ra)大于在該壓光機末端處的輥縫中具有聚合物涂層的輥(P)的允許 最高平均表面粗糙度(Ra)。
9、 按照權利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在該多輥壓光 機中的所有具有聚合物涂層的輥(P)具有相同的允許最高平均表面粗糙度(Ra)，其中，在該壓光機末端輥縫處的、具有聚合物涂層的輥的表面粗糙 度(Ra)基于該纖維幅所需要的光澤度來確定。
10、 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，當該聚合物涂層 是澆制形成的，則具有該聚合物涂層的輥(P)的平均表面粗糙度保持在0.4 和最大的允許最高平均表面粗糙度之間；當該聚合物涂層是滾制形成的，則 具有該聚合物涂層的輥(P)的平均表面粗糙度保持在0.6和最大的允許最高 平均表面粗糙度之間。
11、 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在確定具有聚合 物涂層的輥(P)的最大的允許最高平均表面粗糙度(Ra)時，要考慮纖維 幅的涂料特性，例如要考慮根據紙種而確定的涂料量以及涂料組成。
12、 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在確定具有聚合 物涂層的輥(P)的最大的允許最高平均表面粗糙度(Ra)時，要考慮與所 述具有聚合物涂層的輥相對設置的熱輥(T)的表面粗糙度。
13、 按照上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在確定具有聚合 物涂層的輥(P)的最大的允許最高平均表面粗糙度(Ra)時，要考慮相關 紙種的壓光條件，例如熱輥的溫度、輥縫的壓力、壓光機中纖維幅的輸送速 度、以及在該壓光機中輸送的纖維幅的濕度。
全文摘要
本發明涉及一種在壓光機(1)中對纖維幅(W)進行壓光的方法，該壓光機的輥裝置具有至少兩個輥，在所述輥之間形成有輥縫(W)，并且其中至少一個輥是具有聚合物涂層的輥。對于在該輥裝置中具有聚合物涂層的輥(P)，其表面的允許最高平均表面粗糙度(Ra)取決于纖維幅在定位于各輥縫(N)處的具有聚合物涂層的輥(P)的位置處所需要的光澤度，以及輸送進入該壓光機(1)中的纖維幅(W、W1)的光澤度，并且，每個具有聚合物涂層的輥的表面平均粗糙度(Ra)小于針對每個具有聚合物涂層的輥所確定的允許最高平均表面粗糙度(Ra)。
文檔編號D21G1/00GK101285281SQ200810091760
公開日2008年10月15日 申請日期2008年4月14日 優先權日2007年4月12日
發明者湯米·萬哈拉 申請人:美卓造紙機械公司