[发明专利]高级脱水体系

说明书

本发明申请是基于申请日为2007年3月21日，申请号为200580003697.7(国际申请号：PCT/EP2005/050198)，发明名称为：“高级脱水体系”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及造纸机，更具体地，涉及造纸机的高级脱水体系。本发明还提供用于制造薄页纸(tissue)或卫生纸幅的方法和装置，与通风干燥方法(TAD方法)相比，就投资成本和发生的操作成本而言，所述薄页纸或卫生纸幅的价格更为低廉。本发明方法能够方便地用于改型(retrofit)现有的造纸机且还能够用于新机器。该方法可以以比购买新的TAD机器更低的成本进行。制成的纸幅在吸水性和纸张厚度方面的质量与TAD方法制造的纸相似。

背景技术

在湿压操作中，纤维幅纸页(fibrous web sheet)在压区(nip)压榨至水压驱动水流出纤维幅。已经认识到，常规的湿压法是低效的，表现在只有一部分辊周部分用于处理纸幅。为了克服该限制，已经进行了一些尝试，使实心不可渗透带适合于压榨纸幅并使纸幅脱水的宽压区压榨。该方法存在的问题是不可渗透带阻止干燥流体(例如空气)的流动通过纸幅。宽压区压榨(ENP)带在整个造纸工业中用作增加在压区中的实际压榨停留时间的方法。靴式压榨机(shoe press)是通过设置固定块而为ENP带提供具有在整个带上施加压力的能力的装置，所述固定块被构造成被压榨的硬表面例如实心压辊的曲率。通过这种方式，对于薄页纸，压区可以伸长120mm，对于平板纸可以伸长达250mm，超过压辊之间的接触限制。在靴式压榨机上，ENP带用作辊套。使用喷油器(oil shower)润滑该挠性带的内部从而防止摩擦损害。该带和靴式压榨机是非渗透性元件，纤维幅的脱水几乎仅仅是通过对它们的机械压榨而实现的。

在现有技术中，已知使用通风干燥方法(TAD)来干燥纸幅，特别是薄页纸幅，以减少机械压榨。然而，庞大的TAD圆筒和复杂的空气供应和加热体系是必需的。在将纸幅转移到扬克式烘缸(Yankee Cylinder)之前，该体系需要高昂的操作费用以实现纸幅的必要干燥度，所述烘缸将纸幅干燥至最终干燥度约96％。在烘缸表面，借助起皱刮刀(creping doctor)起皱。

TAD体系的机械是非常昂贵的，成本通常是常规薄页纸造纸机的两倍。而且，操作成本高，因为就干燥效率而言，使用TAD方法需要将纸幅干燥至比使用通风体系更高的干燥水平。因此，其原因是在低干燥水平TAD体系生产的不良CD湿度分布(moisture profile)。在高达60％的高干燥水平下，CD湿度分布才是可接受的。在大于30％时，借助烘缸罩/扬克式烘缸(Hood/Yankee)的穿透干燥(impingement drying)的效率更高。

常规薄页纸生产方法的最大纸幅品质如下：生产的薄页纸纸幅的松密度小于9cm³/g。生产的薄页纸纸幅的保水性能(使用篮式法测量)小于9(gH₂O/g纤维)。

但是，TAD体系的优点导致纸幅品质更高，特别是具有高的松密度10-16和保水性能10-16。由于具有这样高的松密度，大直径纸卷(jumbo roll)的重量几乎是常规大直径纸卷的60％。考虑到70％的造纸成本是纤维且该机器的投资比TAD机器约低40％，该构思的潜力是明显的。

WO 03/062528(以及相应的美国专利申请公开No.US 2003/0136018，其公开内容通过引用全部特别地并入本文)，例如，公开了制造三维表面结构纸幅的方法，其中纸幅具有改进的纸张厚度和吸水性。该文献讨论了使用特别设计的高级脱水体系改进脱水的需要。该体系使用带式压榨机，其在脱水期间向结构化织物的背面施加负荷。该结构化织物是渗透性的，且可以是渗透性ENP带，从而促进同时真空和压榨脱水。但是，该体系的缺点例如是有限的开口区(open area)。

WO 03/062528中公开的湿模塑法教导了在标准新月形成型器压榨织物位置运行结构化织物，作为制造三维表面结构纸幅的制造方法的一部分。

TAD鼓和通风体系的功能包括干燥纸幅，由于此原因，上述替代干燥装置(第三压力场)是优选的，因为第三压力场可以以比TAD更低的成本改型为或者包括在常规机器中。