既可提高纸幅处理量又可改善纸幅手感的制造皱纹薄纸的方法和装置

摘要

一种皱纹薄纸，其通过如下步骤而制得：使用起皱刮刀使来自烘缸的薄纸起皱，将起皱的纸幅接收到一运送织物上，将运送织物上的纸幅运送通过一个挤压间隙，该间隙对纸幅进行挤压，从而大大降低纸幅的厚度并改善纸幅的柔软度，然后将运送织物或后续的织物上的挤压后的起皱的纸幅运送到卷纸机上。

说明书

技术领域

本发明涉及造纸机械和造纸方法，尤其涉及皱纹薄纸的制造。

背景技术

在生产用作个人卫生用品等的薄纸时，希望生产的薄纸手感良好(即，摸上去柔软)，同时能获得高的机器速度和效率。机速和效率常常受到最终干燥器和卷纸站或卷纸机之间的纸机干燥部的性能的限制。薄纸极易破损，因此难于处理，尤其是在高的机速时。一般来说，通过降低纸幅的定量和抗张强度已经实现了对薄纸手感的改善。较低的抗张强度可改善薄纸的柔软性。但不幸的是，由于难于处理和控制从起皱刮刀到卷纸机的干燥部中的易破的纸幅，因此降低定量和抗张强度使得更难以实现高的机速。

希望能提供一种皱纹薄纸的制造方法，它既能改善纸的手感，又能改善在干燥部中对纸幅的处理和控制。

发明内容

本发明不但可满足上述需求，还可实现其他优点，它提供了制造皱纹薄纸的方法和装置，该方法和装置既可改善纸的手感，又便于在干燥部中对纸幅进行处理和控制。根据本发明的装置包括：烘缸，薄纸可在其上进行干燥；起皱刮刀，用于使来自烘缸的薄纸起皱从而形成皱纹薄纸；至少一张运送织物，其位于起皱刮刀的下游且环绕多个导辊而形成无端的环；纸幅支撑件，从起皱刮刀附近延伸到运送织物，且支撑和运送位于其上的皱纹薄纸；以及卷纸机，用于将皱纹薄纸卷绕到位于其上的正在增大的纸卷上，运送织物被迫紧贴在正在增大的纸卷上，从而将纸幅卷绕于其上。

在发明的一些实施例中，该装置包括至少一个挤压装置，用于挤压运送织物上的纸幅，从而纸幅的厚度可大大降低，其表面柔软性也可得到改善。

根据本发明的方法包括如下步骤：使来自已加热的烘缸的薄纸起皱，使用纸幅支撑件将来自起皱刮刀的纸幅引导到运送织物上，将运送织物上的纸幅运送到卷纸机，然后将纸幅卷绕到卷纸机上的正在增大的纸卷上。

在本发明的一些方法实施例中，还具有使运送织物上的纸幅通过挤压装置的步骤，起皱的纸幅在该挤压装置中被挤压，从而大大降低其厚度并改善其表面柔软性。

在本发明的一些实施例中，运送织物和纸幅通过形成在两个相对的辊之间的挤压间隙；可选择地，当纸幅通过挤压间隙时，纸幅还可夹在运送织物和另一织物之间。在其他实施例中，支撑纸幅的第一运送织物与布置成与纸幅的一个侧面接触的第一辊形成一个间隙，以执行纸幅的单侧压光操作。然后，纸幅从第一运送织物被传递到第二运送织物上，第二运送织物与布置成与纸幅的相对侧面接触的第二辊形成一个间隙，以执行对纸幅相对侧面的压光操作。

已经发现挤压起皱的纸幅可大大改善皱纹薄纸的手感，尤其是可赋予薄纸丝绸般的感觉。通过将薄纸引导到纸幅支撑件上，然后将纸幅支撑件上的薄纸从起皱刮刀一路运送到卷纸机上，可以避免与开式引纸有关的稳定性问题，因此可提高纸幅的处理能力，从而便于提高机速。

一个或多个挤压辊可以处于室温，或者可以被加热。优选地，该(或者每张)运送织物是透气的，并且一个或多个真空装置(例如，毛毯真空吸水箱)布置在该(或者每张)运送织物的环内。

在一些实施例中，将纸幅从起皱刮刀引导到运送织物上的纸幅支撑件包括气翼。气翼优选地为主动式气翼。在其他实施例中，纸幅支撑件包括另一织物。其他织物优选地可以透气，并且真空装置优选地布置在该织物的环内，以确保纸幅附着在该织物上。其他织物可以通过挤压间隙，从而如上所述，当纸幅通过该挤压间隙时，纸幅被夹在两织物之间；或者，这两张织物可以连续布置，从而纸幅可以从一织物传递到另一织物，并且每一织物都可以与上述的辊形成一个挤压间隙。

卷纸机上纸卷的圆周速度优选地大于将纸幅运送到卷纸机上的运送织物的速度，从而可以避免卷纸期间纸幅的松弛。

当挤压辊与运送织物上的纸幅接触时，该辊优选地以小于织物速度的圆周速度工作。以这种方式，该辊可在其上游使纸幅产生松弛，而在其下游减少纸幅的松弛。

附图说明

参照附图，从本发明的某些优选实施例的下述说明中，可以更清楚地看出上述的和其他的本发明的目的、特征和优点。在各附图中：

图1是根据发明的一个实施例的纸机的干燥部的简图；

图2示出了根据本发明第二实施例的干燥部；

图3示出了根据本发明第三实施例的干燥部；

图4示出了根据本发明第四实施例的干燥部；

图5示出了根据本发明第五实施例的干燥部；

图6示出了根据本发明第六实施例的干燥部；

图7示出了根据本发明第七实施例的干燥部；

图8示出了根据本发明第八实施例的干燥部；

图9示出了根据本发明第九实施例的干燥部；

图10示出了根据本发明第十实施例的干燥部；

图11示出了根据本发明第十一实施例的干燥部；

图12示出了根据本发明第十二实施例的干燥部；

图13示出了根据本发明第十三实施例的干燥部；

图14示出了根据本发明第十四实施例的干燥部；

图15示出了根据本发明第十五实施例的干燥部；

图16示出了根据本发明第十六实施例的干燥部；

图17示出了根据本发明第十七实施例的干燥部；

图18示出了根据本发明第十八实施例的干燥部；

图19示出了根据本发明第十九实施例的干燥部；

图20示出了根据本发明第二十实施例的干燥部；以及

图21示出了根据本发明第二十一实施例的干燥部。

具体实施方式

下面将参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。但是，本发明可以有许多不同的实施方式，而不应限于这里所述的各实施例；相反，提供这些实施例以使得本发明彻底而完整，并向本领域的技术人员充分公开本发明的范围。自始至终，相同的附图标记表示相同的元件。

图1示出了本发明的第一实施例。在一台薄页纸机中，润湿的薄纸最终在已加热的烘缸(例如，杨克干燥器)20上得以干燥，并用通过起皱刮刀22使其从干燥器表面起皱。起皱刮刀22的作用是使薄纸起皱，从而增加其松厚度。当纸幅离开杨克干燥器时，起皱的纸幅由气翼24引导并支撑。气翼24可以是被动式气翼，但优选为主动式气翼，后者可沿气翼的朝向纸幅的表面排出空气，从而有助于引导和稳定纸幅。

气翼24将皱纹薄纸引导到移动的运送织物26上，运送织物26形成环绕多个导辊28和一个位于织物环下游端的卷纸缸30的无端环。在如图所示的实施例中，运送织物26是透气织物。该织物可以是机织织物，也可以是无纺织物，并且可以由包括合成材料或金属(包括轧制薄板)的各种材料制成。

为了确保薄纸保持附着在运送织物26上，优选将一台或多台真空装置布置在运送织物26的环内，以通过织物将真空施加到纸幅上。这样，真空装置40布置成靠着气翼24的下游并紧贴运送织物26的内表面，第二真空装置41布置在第一真空装置的下游，而第三真空装置42紧靠卷纸缸30的上游布置。各真空装置可以是真空箱或可以产生负压的任何其他装置，例如由梅特索(Metso)公司生产的商标为BLOWBOX的装置，它通过吹气而引起柯安达效应，从而产生负压。

如所示的那样，运送织物26环绕一个用于卷纸的卷纸缸30。卷纸缸30及环绕它的织物26与卷绕在卷纸机的卷纸轴(未示出)上的正在增大的纸卷44形成了一个卷纸间隙。这样，织物26将起皱且被挤压的薄纸引导到正在增大的纸卷44上。

在该实施例以及随后描述的各实施例中，运送织物优选为表面足够光滑的织物，这意味着当织物被压在纸卷44上以将纸幅卷绕在辊上时，接触纸幅的织物表面不会在纸幅上产生任何压花结构以增加纸幅的有效厚度。相反，纸幅在织物和纸卷之间的间隙内的压榨可导致纸幅厚度轻微减小。而且如果需要，可通过添加挤压装置以减小厚度，如在下面结合本发明的其他实施例对此加以描述。图2示出了根据本发明的干燥部的第二实施例。图2的实施例与图1的实施例大体相似，也具有起皱刮刀22、纸幅支撑件24、运送织物26、导辊28和卷纸缸30，这些部件以与上述相同的方式布置。然而，图2的实施例中的织物26是不透气的。因此，省去了真空装置。

如所示的那样，在本发明的一些实施例中，纸幅在起皱之后和卷绕之前要经历至少一次挤压操作以大大降低纸幅的厚度。这样，在图3的实施例中，除了添加一挤压装置之外，该装置与图1中的装置大体相似。在所示的实施例中，挤压装置是一压榨装置，它具有形成在一个辊和一个压榨元件之间的间隙。更具体地，该压榨装置包括两个辊32和34，辊32布置在织物26的环之内。这样，皱纹薄纸由运送织物26运送通过挤压间隙，并且在该挤压间隙内受到挤压以大大降低纸幅的厚度。辊32和34可处于室温，或者对一个或两个辊加热，以加热该间隙内的纸幅。优选地，辊32、34中的一个，更优选的是两个可以具有由橡胶等覆盖层形成的软的或可以变形的表面。优选地，橡胶的硬度约为15-70P&J(即，用Pusey & Jones塑性计测得的硬度，该塑性计测量由直径为1/8″的钢珠在1千克的恒定载荷和70°F的温度下形成的凹陷的深度，以百分之一毫米表示)。也可以使用没有软覆盖层(例如，钢)的辊，主要的缺点是由间隙内的高峰压力而引起织物磨损的增加。

尽管示出了使用一对辊来形成挤压装置，但也可以使用一个压榨元件和一个辊来形成位于其间的延伸间隙。例如，压榨元件可以是靴形辊等。

优选地，通过挤压装置将纸幅厚度减小约20-50％。皱纹薄纸的挤压大大改善了薄纸的手感，特别是给予薄纸丝绸般的表面质地。卷绕在卷纸机上的薄纸的定量优选约为9-25磅/3000平方英尺，厚度约为0.004-0.028英寸，纵向(MD)抗张强度约为150-800克/英寸，且横向(CD)抗张强度约为100-700克/英寸。

如图所示，皱纹薄纸可以夹在两张织物之间的同时被运送通过挤压装置。这样，干燥部包括第二织物36，它环绕压榨辊34和多个导辊38形成一个无端的环。位于第二织物环下游端的导辊38位于卷纸缸30的上游。第二织物36可以透气。位于织物26的环之内的真空装置42相对于第二织物36的下游导辊38布置以使得当两织物分离时，纸幅跟随织物26而不是第二织物36。

图4示出了本发明的第四实施例，除了第二实施例中的运送织物26不透气之外(因此省略真空装置)，该实施例与图3的实施例大体相似。第二织物36仍是透气的，从而当两织物在导辊38下游分离时，挤压后的皱纹薄纸趋于跟随不透气的织物26。

图5示出了本发明的第五实施例，其中省略了第二织物。皱纹薄纸由运送织物26运送通过辊32和34之间的挤压间隙，从而在该间隙内，纸幅的一面与织物26接触，而另一面与辊34接触。真空装置40布置在织物26的环之内并紧靠气翼24的下游，以将薄纸压在织物上，从而确保纸幅被适当地传递到织物上。为了确保挤压后的皱纹薄纸在离开间隙时不跟随辊34，织物26的表面可以比辊34的表面更光滑(例如，辊面可以具有纹路)；另外，紧靠间隙下游的真空装置42将真空施加到织物上，以保持纸幅附着在织物26上。如图所示，挤压装置之后的那部分织物环可以具有多于一个的真空装置42。

图6示出了本发明的第六实施例，除了第六实施例中的运送织物26不透气之外(因此省略真空装置)，该实施例与图5的实施例大体相似。为了确保纸幅在离开间隙时保持在织物26上，可使织物26的表面比辊34的表面更光滑。

图7示出了本发明的第七实施例，除了在卷纸机中卷纸不是在卷纸缸上进行之外，该实施例与图3的实施例大体相似。相反，运送织物26单独与正在增大的纸卷44形成间隙。织物26的环在挤压间隙之后大体上沿对角线向上延伸到大体上位于正在增大的纸卷44上方的上导辊28。织物26的自由跨越(free-span)部分从该上导辊28向下延伸到下导辊28，织物26的该自由跨越部分与纸卷形成间隙。

除了织物26不透气之外(因此省略真空装置40和42)，图8的实施例与图7的实施例大体相似。第二织物36可以是透气的，也可以是不透气的，但优选地是透气的，从而当两织物在导辊38下游分离时，挤压后的皱纹薄纸趋于跟随不透气的织物26。

图9示出了本发明的第九实施例，除了在卷纸机中卷纸不是在卷纸缸上进行之外，该实施例与图5的实施例大体相似。相反，运送织物26单独与正在增大的纸卷44形成间隙。织物26的环在挤压间隙之后大体上沿对角线向上延伸到大体上位于正在增大的纸卷44上方的上导辊28。织物26的自由跨越部分从该上导辊28向下延伸到下导辊28，织物26的该自由跨越部分与纸卷形成间隙。

图10示出了本发明的第十实施例，除了运送织物26不透气之外(因此省略真空装置)，该实施例与图9的实施例大体相似。为了确保纸幅在离开间隙时仍保持在织物26上，可使织物26的表面比辊34的表面更光滑。

图11示出了本发明的第十一实施例。在该实施例中，将纸幅从起皱刮刀22引导到运送织物26的纸幅支撑件包括第二织物46，它环绕多个导辊48形成一个无端环。最上游的导辊48位于紧靠起皱刮刀22下游的杨克干燥器20附近。来自杨克干燥器的纸幅在起皱之后在织物46的支撑下被运送到运送织物26上。织物46是透气的，对着织物46的内表面并紧靠最上游的导辊48的下游布置的真空装置50抽吸对着织物的起皱的纸幅，以防止纸幅从织物上脱落。如果需要，最上游的导辊48可以是真空辊，或者是如图所示的实心辊。织物46通过辊32、34之间的挤压间隙，并且当织物26、46通过该间隙时，起皱的纸幅被夹在它们之间。运送织物26也是可透气的。真空装置42布置在挤压装置下游并紧靠织物26的内表面，以确保纸幅跟随织物26到达卷纸机上，而不是附着并跟随第二织物46。另一真空装置40布置在挤压装置上游并紧靠织物26的内表面，以确保纸幅从织物46传递到运送织物26上。如图1-4的实施例一样，卷纸紧贴卷纸缸30进行。

图12示出了本发明的第十二实施例，除了运送织物26不透气之外(因此省略真空装置40、42)，该实施例与图11的实施例大体相似。挤压后的皱纹薄纸在离开间隙时会趋于跟随不透气的运送织物26而不是透气的织物46。

图13示出了本发明的第十三实施例，除了在卷纸机中卷纸不是在卷纸缸上进行之外，该实施例与图11的实施例大体相似。相反，运送织物26单独与正在增大的纸卷44形成间隙。织物26的环在挤压间隙之后大体上沿对角线向上延伸到大体上位于正在增大的纸卷44上方的上导辊28。织物26的自由跨越部分从该上导辊28向下延伸到下导辊28，织物26的该自由跨越部分与纸卷形成间隙。

图14示出了本发明的第十四实施例，除了运送织物26不透气之外(因此省略真空装置40、42)，该实施例与图13的实施例大体相似。

图15示出了本发明的第十五实施例，其中对纸幅的单侧挤压或压光由一带式压光机型的挤压装置来实现。通过刮刀22使来自烘缸20的纸幅起皱，并且在气翼24的支撑下被引导到透气的织物带26上，织物带26布置成环绕多个导辊28的无端的环，该带环绕卷纸缸30运送纸幅，卷纸缸30与卷纸机上正在增大的纸卷44形成一个卷纸间隙，这与图3的实施例相似。挤压装置包括一个辊34，它与带26形成一个压光间隙。辊34与带上的纸幅接触，并从纸幅的一侧挤压纸幅。带26在角度范围约为0-90°的扇面范围内缠绕辊34，优选在大于0°的扇面范围内缠绕该辊，从而形成一个延伸间隙。真空装置42布置在挤压装置下游并位于带26的环内，以保持纸幅附着在该带上。

图16示出了本发明的第十六实施例，除了带26不透气之外(因此省略真空装置42)，该实施例与图15的实施例大体相似。

图17示出了本发明的第十七实施例，其中纸幅的双侧挤压或压光由两台带式压光机型的挤压装置来实现。通过刮刀22使来自杨克干燥器20的纸幅起皱，并且使纸幅穿过较短的开式引纸区域到达形式为透气带46的纸幅支撑件上，透气带46布置成环绕多个导辊48的无端环。真空装置50布置在带46的环之内并紧靠最上游辊48的下游，以确保纸幅附着在带46上。纸幅通过辊32受到单侧压光，辊32与纸幅的一侧(如图17所示的纸幅特定走向的下侧)接触并将纸幅压在带46上。带46以先前结合图15所述范围的缠绕角度缠绕在辊32上，从而形成一个延伸的挤压间隙。真空装置52布置在带46的环之内并紧靠辊32的下游，以确保纸幅在挤压间隙之后跟随带46。然后，带46将纸幅运送到透气的第二带26上，带26布置成环绕导辊28和卷纸缸30的环。纸幅被夹在带46和26之间并运行一段距离，然后带46与带26分离；紧靠该分离点下游布置的真空装置40确保纸幅和带26一起运行。纸幅通过辊34受到第二次单侧压光，辊34与纸幅的另一侧(如图17所示的纸幅特定走向的上侧)接触并将纸幅压在带26上。带26以先前结合图15所述范围的缠绕角度缠绕在辊34上，从而形成一个延伸的挤压间隙。真空装置42布置在带26的环之内并位于辊34下游，以确保纸幅在挤压间隙之后和该带一起运行。然后，纸幅被运送到卷纸缸30和卷纸机上正在增大的纸卷44之间的卷纸间隙内，纸幅在卷纸机上被卷绕在纸卷上。

图18示出了本发明的第十八实施例，除了带26和46不可透气之外(因此省略真空装置40、42、50、52)，该实施例与图17的实施例大体相似。

在一个或多个挤压间隙内赋予皱纹薄纸的手感取决于各种因素，包括与通过一个或多个间隙的纸幅接触的织物的表面性质、施加在一个或多个间隙内的线性间隙载荷、一个或多个间隙内是否进行加热、以及其他因素。

由于纸幅在一个或多个挤压间隙内受到挤压，因此纸幅的厚度优选地大量地降低(例如，20-50％)。厚度降低的结果是纸幅沿纵向变长，这使得纸幅在间隙下游的带上变得松弛。为了避免在卷纸机上卷纸困难，纸卷44的圆周速度优选应超过带26的速度(在采用卷纸缸的那些实施例中，带26的速度等于卷纸缸30的圆周速度)，从而在纸幅被卷绕到纸卷上之前消除了纸幅的松弛。例如，纸卷44的圆周速度优选应比带26的速度高约0-10％。

当纸幅被夹在两条带(例如，26和36，或26和46)之间并穿过两个辊(32和34)之间时，这两条带优选地具有相同的速度，且该速度小于如上所述的纸卷44的圆周速度。

相反，当纸幅在形成于一个辊和一条带之间(例如，在辊34和带26之间，或在辊32和带46之间)的带式压光机中受到单侧压光时，认为辊的圆周速度小于带的速度是有利的。特别地，认为辊和带之间这种速度关系可改善纸幅的手感、减少纸幅在辊下游的松弛(从而相应地在辊的上游产生松弛)、并改善纸幅的运行性能。例如，辊的圆周速度优选地应比带的速度低约0-20％。

图19示出了本发明的第十九实施例，该实施例采用了一种略有不同的技术以消除因纸幅厚度下降而造成的松弛。使用刮刀22使来自杨克干燥器20的纸幅起皱。距杨克干燥器20尽可能近的是一个设置在透气织物46的环内的真空剥纸辊48’。剥纸辊48’确保纸幅从杨克干燥器传递到织物46上。另外，正好位于剥纸辊之后的真空箱50确保纸幅附着在织物46的下表面上，并传递到形成在挤压辊34和挤压辊32之间的挤压间隙，挤压辊34设置在织物46的环内，挤压辊32位于织物46的环的外侧。织物46和纸幅通过挤压间隙。真空箱52位于织物46的环内并位于该间隙的下游，以确保纸幅留在织物上。织物46的环的下游部分邻近第二透气织物26，织物26形成由多个导辊28引导的环。织物26也环绕卷纸缸30。如图所示，织物26的环可以和织物46的环重叠一段距离。在织物26和织物46之间沿纸幅的厚度方向(例如，纸幅表面的法线方向)形成了一个小间隙(可达约30mm)。如上所述，纸幅在挤压间隙内的挤压以及因此而使得纸幅厚度的降低都导致纸幅在该间隙之后在纵向上变长。为了消除因此而造成的松弛，并确保纸卷在卷纸机上适当地卷绕，第二织物26的操作速度要高于第一织物46。两张织物之间提供了一小间隙，以避免纸幅被速度差损坏。在该实施例中，纸卷44的圆周速度可以和织物26的速度相同，或者高于织物26的速度。在一个有利的方案中，纸卷的圆周速度和织物26的速度都比织物46的速度高约6％(织物46的速度等于挤压辊32、34的圆周速度)。

图20示出了本发明的第二十实施例，除了织物46的环的下游端处的剥纸辊48是实心的而不是真空的剥纸辊之外，该实施例与图19的实施例相同。

图21示出了本发明的第二十一实施例，除了透气织物26的环中止于挤压间隙下游，然后纸幅从织物26传递到第二透气织物26’(织物26’布置成环绕导辊28’和卷纸缸30的环)上之外，该实施例在许多方面与图5的实施例相似。织物环26的末端和织物环26’的始端在纸机纵向上的距离优选尽可能的小，例如约为10-100mm。真空箱42’布置在织物26’的环内，以帮助将纸幅传递到织物上。另外，纸幅的传递在最初引纸期间可以由引纸台60(例如，引纸台60可以是主动式气翼等)帮助，以将纸幅从第一织物引导到第二织物上。一旦引纸完成，引纸台60优选地退回到一个不活动的位置。为了消除纸幅因在间隙内的挤压而造成的松弛，第二织物26’的操作速度优选地高于第一织物26。

本发明改善了皱纹薄纸的柔软度或光滑度(silkiness)，同时还便于处理薄纸，从而可提高纸机速度。另外，纸幅的挤压可使卷纸机上的纸卷被卷得更紧密(即，对给定直径的纸卷具有更多的纸)，并降低出现纸卷窜边和其他纸卷缺陷的倾向。

卷纸机上的线性间隙载荷优选相对较低，期望的线性载荷约为100-250N/m。

对本发明，本发明所属领域的技术人员会想到许多改进和其他的实施例，这些改进和实施例具有上述说明书和附图教导的优点。例如，可以使用其他类型而不是如图所示的挤压装置。例如，可以在两张织物之间挤压纸幅，每张织物都具有在间隔的导辊之间延伸的部分，并且两张织物相互接触，因此织物上的张力促使两张织物相互紧贴，从而挤压其间的纸幅。因此，不难理解发明并未限定于所公开的特定实施例，其各种改进和其他的实施例旨在包括于所附权利要求书的范围之内。尽管这里使用了特定的术语，但它们只是用在普通的和描述性的场合中，而不是为了限定的目的。