CN1274027A - 造纸用带扩展的膜片基部的增强 - Google Patents

Abstract

一种长辊隙压榨机用的树脂涂覆的无端带,具有一个基部,该基部为一形式为无端环的聚合物膜片结构,有一内表面、一外表面、一横向和一纵向。聚合物膜片结构具有许多小孔,它们可在一个或两个上述方向上被对齐,并使各小孔之间的未被穿孔的间隔部分内的分子链取向。至少基部的内表面被聚合物树脂材料如聚氨酯覆盖。聚合物树脂材料覆盖着基部并形成机械联锁使该基部不能通过油和水。

Description

造纸用带扩展的膜片基部的增强

本发明涉及从材料网中抽取水的机构，特别是从正在造纸机上加工成为纸张产品的纤维网中抽取水的机构。具体地说，本发明为一无端带的结构，设计用于造纸机的瓦式长辊隙压榨机上，及其他造纸和纸加工的用途上。

在造纸过程中的造纸机的成形部内，纤维浆沉积在成形织物上形成纤维素纤维的纤维网。在成形部内大量的水从纤维浆中被排出，此后新成形的纤维网被导引到压榨部。压榨部包括一系列压榨辊隙，在辊隙内纤维网(纸坯)受到施加在其上用来去除水的压缩力。最后纤维网被导送到干燥部，该干燥部包括多个加热的干燥滚筒，环绕这些滚筒纤维网被导引。加热的干燥滚筒通过蒸发将纤维网内的含水量减到所需的程度从而生产纸张产品。

日益上升的能量费用使人们越来越需要在纤维网进入干燥部之前从其中去除尽可能多的水。由于干燥滚筒通常是用蒸汽从内部加热的，与产生蒸汽有关的费用可能相当大，特别是当有大量水需要从纤维网中被去除时。

传统上，压榨部包括一系列辊隙，这些辊隙都由成对的相邻圆柱形压辊形成。近年来发现采用瓦式长辊隙比采用由成对相邻压辊形成的辊隙更为有利。这是因为纤维网纸坯在辊隙内受到压力的时间越长，所能在那里除去的水越多，因此较少的水将被留在纤维网上以便在干燥部内通过蒸发除去。

本发明涉及瓦式长辊隙压榨机。在这种长辊隙压榨机内，辊隙是在一个圆柱形压辊和一个弧形压瓦之间形成的，后者有一圆柱形的内凹表面，其曲率半径与圆柱形压辊的曲率半径接近。当压辊和压瓦物理地接近时，形成的辊隙在机器方向上可比在两个压辊之间的辊隙长五到十倍。由于长辊隙可比传统的两辊压榨机的辊隙长五到十倍，因此所谓停留时间即在长辊隙内纤维网受压的时间也相应地比在两辊压榨机辊隙内的时间长。在造纸机上采用这种新的长辊隙技术与传统辊隙相比可大幅增加纤维网的脱水量。

如同美国专利5,238,537号所示，瓦式长辊隙压榨机需要一条特殊的带。这条带被设计用来保护支承、载运纤维网并使它脱水的压榨织物、使该织物不致因为在固定压瓦上直接滑动接触而加快磨损。这样一种带必须具有光滑而不透水的表面使它能骑跨在固定瓦的润滑油膜上滑动。该带以与压榨织物差不多相同的速率移动通过辊隙，从而使抵压在带表面上的压榨织物受到最小量的摩擦。

美国专利5,238,537号所示的那种带是将形式为无端环的织造基底织物用合成聚合树脂浸渍而成。最好该树脂至少在带的内表面上形成一个具有某一预定厚度的涂覆层，使用来织造基底织物的纱线可被保护起来不与长辊隙压榨机的弧形压瓦直接接触。特别要紧的是，这个涂覆层必须具有一个在润滑过的压瓦上滑动的光滑而不透液体的表面，以资防止任何一滴润滑油穿透带结构来污染压榨织物和纤维纸坯/纤维网。

美国专利5,238,537号所示的那种带的基底织物可由单丝纱线织成单层或多层组织，并被这样织造使它能充分开放、允许浸渍材料浸透全部组织。这样就可在成品带内消除形成空隙的可能性。这种空隙可使在带和压瓦之间使用的润滑油透过该带并玷污压榨织物和纤维网。基底织物可以平织然后缝合成无端环形式、或织造成无端的管状形式。

当浸渍材料硬化成固态时，它主要是用机械联锁连结在基底织物上，其时硬化的浸渍材料包围着基底织物的纱线。除此以外，在硬化的浸渍材料和基底织物的纱线材料之间可以有某些化学结合或粘结。

美国专利5,238,537号所示的长辊隙压榨机带，视其所安装的长辊隙压榨机对尺寸的要求，可具有的长度约为13到35英尺(即约4到11米)，系沿纵向环绕无端环测量而得；而宽度约为100到450英寸(即约250到1125厘米)，系沿横向跨越无端环测量而得。

应该知道，这种带由于要求在用合成聚合树脂浸渍之前先成为无端形式，因此制造起来比较复杂。

尽管这种带已成功地制造了多年，但还有一些未解决的问题妨碍着制造过程。

其中一个问题是，在浸渍和涂覆过程中很难把所有空气都从基底织物中去除。如上所述，留在基底织物的织造结构内的空气会在最终的成品带内显示为空隙。这种空隙可允许在带和弧形压瓦之间使用的润滑油透过该带而玷污压榨织物和纤维网。结果既重要而又难以做到的是，将基底织物中的所有空气都赶掉以便用合成聚合树脂来达到完全的浸渍。

本发明对此问题提供了一个解决方案，其形式为一无端带结构，预定设计用来作为长辊隙压榨机(LNP)用带，或作为没有传统的织造基底结构时的其他造纸或纸加工用途用的带。

因此，本发明为一长辊隙压榨机用的树脂涂覆的无端带，该带移动通过辊隙与弧形压瓦直接滑动接触，并将要在那里处理的纤维网和支承纤维网的压榨织物与弧形压瓦隔开，因此该无端带保护着纤维网和压榨织物，使它们不致因为与弧形压瓦直接滑动接触而被损坏，并使它们不被弧形压瓦上的任何润滑油玷污。该带也可被用为瓦式轧光机或具有两个或多个压辊的轧光机上的轧光机用带。

树脂涂覆的无端带具有一个基部，该基部为一形式为无端环的聚合物膜片结构，它有一个内表面、一个外表面、一个纵向和一个横向。聚合物膜片结构具有众多小孔。虽然并非必需但最好，这些小孔按纵向和横向中的一个方向对齐，或者同时在两个方向上对齐。其时在各小孔之间存在着未被穿孔的间隔(间隔部分)，在各该间隔部分内，聚合物膜片结构的聚合物分子可在纵向或横向上被取向，从而使该聚合物膜片结构能在纵向和横向上强韧并能抗拒尺寸的变化。在加热时沿纵向或横向、或沿这两个方向拉伸聚合物的片状结构可以得到上述这种分子取向。

至少在基部的内表面上有一个聚合树脂材料的涂覆层如聚氨酯。该涂覆层使液体如油和水不能透过只有树脂材料能进入到小孔内。这样，当涂覆层硬化后便可在涂覆层和基部之间形成机械联锁。然后该覆盖层被磨光和抛光以便使它具有光滑的表面并使该带具有均匀的厚度。

下面将结合附图较详细地说明本发明。

图1为一长辊隙压榨机的侧剖视图；

图2为本发明的带的透视图；

图3为该带的另一个实施例的透视图；

图4为该带的再一个实施例的透视图；

图5为本发明的带的基部的透视图；

图6为基部外表面的一部分的平面图；及

图7为图6中沿7-7线切开的透视图。

用来使在造纸机上正在加工成为纸张产品的纤维网脱水的长辊隙压榨机在图1中用侧剖视图示出。压榨辊隙10是由一个光滑的圆柱形压辊12和一个弧形压瓦14形成的。弧形压瓦14的曲率半径与圆柱形压辊12的曲率半径大致相同。在圆柱形压辊12和弧形压瓦14之间的距离可用可操作地连结在弧形压瓦14上的液压装置来调节借以控制辊隙的载荷。光滑的圆柱形压辊12可以是一个与弧形压瓦14匹配的、被控制的凸面压辊，以便得到一个水平的横越机器的辊隙轮廓。

长辊隙压榨带16延伸成为一个通过辊隙10的封闭环，将圆柱形压辊12与弧形压瓦14隔开。压榨织物18和正在被加工成为纸张的纤维网20一起移动通过辊隙10，如图1中的箭头所示。纤维网20被压榨织物18支承着并在辊隙10中与光滑的圆柱形压辊12直接接触。纤维网20和压榨织物18前进通过辊隙10，如箭头所示。长辊隙压榨带16也移动通过压榨辊隙10，如图1中的箭头所示，即按逆时针方向运动，该带保护压榨织物18不让它与弧形压瓦14直接滑动接触，自身则在那里的一层润滑油膜上滑动。因此，长辊隙压榨带16必须是不透油的，使压榨织物18和纤维网20不会被玷污。

长辊隙压榨带16的一个透视图在图2中给出。该带16有一内表面28和一外表面30。

图3为带32另一实施例的透视图。该带32有一内表面34和一外表面36。外表面36例如在环绕带32的纵向设有多条槽38以便暂时存储从纤维网20进入压榨辊隙10内的水。

或者，该带的外表面可设有多个按所需几何图案排列的钻出的盲孔以便暂时存储水。图4为这样一种带40的实施例的透视图。该带40有一内表面42和一外表面44。外表面44设有多个钻出的盲孔46，所以称为盲孔是因为它们并不完全穿透该带40。

本发明的长辊隙压榨带16、32、40包括一个为聚合物膜片结构而不是传统的织物结构的基部。聚合物膜片结构被穿有许多小孔，并在加热状态下，沿机器方向或横越机器方向或在这两个方向上被拉伸使其分子取向在相应方向上。因为加热可使穿孔的聚合物膜片结构***，这样其组元分子链就会对齐在进行拉伸的方向上。造成的分子取向可使聚合物膜片结构在进行拉伸的方向上的强韧性增加。

图5为本发明的压榨带用的基部50的透视图。基部50的形式为一封闭环，并有一内表面52和一外表面54。纵向或机器方向在图5中用“MD”指出，而横向或横越机器方向用“CD”指出。

最好，基部50的聚合物膜片结构采用管状套筒的形式，其首先被穿孔，然后在加热状态下被拉伸，或是沿纵向、或是沿横向、或是沿纵向和横向，拉伸到该带所要制造的尺寸。或者，基部50的聚合物膜片结构可采用平坦片材的形式，其首先被穿孔，然后在加热状态下被拉伸，或是沿纵向、或是沿横向、或是沿纵向和横向，最后连接成无端带的形式，该带具有所要制造的尺寸。

平坦片材在连接成为无端环的形式时，可将其两端互相搭接，然后用热和压力将这两端连接在一起。热和压力的结合还可确保连接区域具有与平坦片材其余部分同样的厚度。

或者，平坦片材的两端可互相对接，然后用化学的或超声的方法将它们连接在一起使平坦片材成为无端环的形式。

基部50具有许多完全穿透的小孔，它们在图5中的内表面52和外表面54上都被示出。为了清晰起见，只有部分小孔56被示出；但应知道，整个基部50都用图示的方式被穿孔。

图6为基部50的一部分外表面54的平面图。所示小孔56为带圆角的近似长方形。一般地说，小孔的形状取决于其初始的形状和聚合物膜片结构在机器方向和横越机器方向上被拉伸的量。在任何情况下，由于拉伸的结果，小孔56总是带有一些圆角而不会再有锐角。

虽然并非必需但最好，小孔56在初始时就按聚合物膜片结构在制成基部50时所要拉伸的方向对齐。那就是说，如果聚合物膜片结构最终要在机器方向上拉伸来制成基部50，那么小孔56最好就在那个方向上对齐，使图6中的小孔行与行之间的未被穿孔的间隔部分得到强韧性，可以用作机器方向纱线的等同物。同样理由，如果聚合物膜片结构最终要在横越机器方向上拉伸来制成基部50，那么小孔56最好就在该方向上对齐，使图6中的小孔56的列与列之间的未被穿孔的间隔部分得到强韧性可以用作横越机器方向纱线的等同物。而当聚合物膜片结构要在两个方向上拉伸时，小孔56最好在两个方向上对齐，如图6所建议的那样。

图7为图6中沿7-7线切开的剖视图。聚合物膜片结构在被拉伸后，其基部50在其两个相邻小孔56之间的一个最厚点如点58上的厚度为在5密耳(0.005英寸；0.127mm)和200密耳(0.200英寸；5.1mm)之间。

基部50如上所述为一聚合物膜片结构，它是由聚合树脂材料如聚酰胺或聚酯挤压而成，但应知道该聚合物膜片结构也可由任何其他热塑性聚合树脂材料挤压而成。一旦被挤压成平片状或管状，就被穿孔，然后在加热状态下被拉伸，或是在横向或是在纵向或是在两个方向。如果被制成平片形式，接着被连接成无端环的形式。

随后使用本行业熟知的技术将聚合树脂材料涂覆在基部50上。聚合物树脂材料被涂敷到基部50的至少一个表面上，该表面最终将成为带的内表面。当该内表面滑动越过润滑的弧形压瓦14时，聚合树脂材料的涂覆层保护该基部50使它不与压瓦14进行这种滑动接触以免由于摩擦而造成磨损。聚合树脂材料还使该带不透油和水，自身流动通过基部50内的小孔56。在硬化后，聚合树脂材料由于自身进入并通过小孔56，与基部50形成机械联锁。聚合树脂材料和基部50之间还可在某些程度上形成化学的结合。

聚合树脂材料可用聚氨酯，如果这样，最好为其100％的固体成分，以免在将聚合树脂材料涂敷到基部50上然后进行硬化的过程中生成气泡。在硬化后，聚合树脂材料的涂覆层被磨光和抛光使该带具有一个光滑的表面和均匀的厚度。

应该认识到，当基部50只有一个表面用聚合树脂材料覆盖时，基部50的另一表面可能凹凸不平，因为材料在从被涂覆的表面流动通过小孔56时容易形成聚合树脂材料的凸块。为此，最好基部50的两个表面都用聚合树脂材料涂覆。在该聚合树脂材料硬化后，带的内表面和外表面都被磨光和抛光以便使该带具有光滑的表面和均匀的厚度。最后，外表面可用切割、刻痕、雕刻或钻削例如在环绕带的纵向上制出多条槽或钻出多个盲孔以便用来暂时存储在压榨辊隙10内从纤维网20内压出的水。

还应认识到本行业的行家显然能在不离开权利要求限定的范围内对上述实例进行修改。

Claims (13)

1.一种长辊隙压榨机或轧光机用的、或其他造纸和纸加工用途用的、树脂涂覆的无端带，具有：

一个基部，所说基部为一形式为无端环的聚合物膜片结构，有一内表面、一外表面、一纵向和一横向，所说聚合物膜片结构具有许多小孔，和在所说小孔之间的多个未被穿孔的间隔部分，所说聚合物膜片结构的聚合物分子可在所说纵向和横向中的一个方向上取向，从而所说聚合物膜片结构在所说纵向和横向中的一个方向上具有强韧性并能抗拒尺寸的变化；及

一个至少在所说基部的所说内表面上涂敷的聚合树脂材料的涂覆层，所说涂覆层使所说基部不能透过液体并且涂覆层自身穿透小孔、从而在所说基部和所说涂覆层之间形成机械联锁，所说涂覆层表面光滑并使所说带具有均匀的厚度。

2.如权利要求1所述的带，其特征为，所说聚合物膜片结构的聚合物分子在某些所说未被穿孔的间隔部分内被取向为沿着所说纵向和横向中的一个方向，而在另一些所说未被穿孔的间隔部分内被取向为沿着所说纵向和横向中的另一个方向，从而使所说聚合物膜片结构在所说纵向和横向两个方向上都具有坚韧性并能抗拒尺寸的变化。

3.如权利要求1所述的带，其特征为，所说这些小孔在所说纵向和横向中的一个方向上对齐，并且所说聚合物膜片结构的所说聚合物分子至少在某些所说未被穿孔的间隔部分内被取向为沿着所说纵向和横向中的一个方向。

4.如权利要求1所述的带，其特征为，所说这些小孔在所说纵向和横向两个方向上都被对齐，并且所说聚合物膜片结构的所说聚合物分子在某些未被穿孔的间隔部分内被取向为沿着所说纵向，而在另一些未被穿孔的间隔部分内被取向为沿着所说横向。

5.如权利要求1所述的带，其特征为，所说聚合树脂材料被涂敷在所说基部的所说内表面和所说外表面两个表面上。

6.如权利要求1所述的带，其特征为，所说聚合树脂材料为聚氨酯。

7.如权利要求1所述的带，其特征为，所说聚合物膜片结构由热塑性聚合树脂材料挤压而成。

8.如权利要求1所述的带，其特征为，所说聚合物膜片结构由从含有聚酰胺和聚酯的组群中选用的聚合树脂材料挤压而成。

9.如权利要求1所述的带，其特征为，在所说小孔之间的未被穿孔的间隔部分的最大厚度为5密耳到200密耳。

10.如权利要求1所述的带，其特征为，在所说基部的所说内表面上的所说涂覆层被磨光和抛光，使所说带具有均匀的厚度和所需的表面特性。

11.如权利要求5所述的带，其特征为，在所说内表面和外表面两个表面上的涂覆层都被磨光和抛光，使所说带具有均匀的厚度和所需的表面特性。

12.如权利要求5所述的带，其特征为，在所说带的所说外表面上的所说涂覆层具有多条槽，所说涂覆层除了所说槽以外，使所说带具有均匀的厚度。

13.如权利要求5所述的带，其特征为，所说带的所说外表面上的所说涂覆层具有许多钻出的盲孔，所说涂覆层除了所说钻出的盲孔外，使所说带具有均匀的厚度。

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