CN101313108A - 用于制造薄页纸的方法和装置，以及利用所述方法和装置获得的薄页纸的纸幅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造薄页纸的纸幅的方法，包括以下步骤：将一层造纸纤维的含水悬浮液沉积在至少一个成形网上；降低所述层的水含量，直到在所述层中的纤维重量达到第一值；在一对压花辊之间的辊隙部分中湿压花所述层；以及使用干燥系统来干燥所述层，以便形成薄页纸的纸幅。

Description

用于制造薄页纸的方法和装置，以及利用所述方法和装置获得的薄页纸的纸幅

技术领域

本发明通常涉及制造所谓的薄页纸，在某些情况下也称为“皱纹纸”，用于形成卫生纸、擦手纸和类似用途纸的纸卷。通常，本发明涉及制造具有高吸收能力和高柔软性的卷状纤维材料，特别是造纸纤维或纤维素纤维。

背景技术

造纸业的主要部分涉及制造具有良好的液体吸收和柔软特征的纸张，用于制造产品例如卫生纸、擦手纸等。这种纸产品的技术名称是“薄页纸(tissue paper)”，在某些情况下称为“皱纹纸”，因为在形成步骤中采用各种可能的系统来在该纸产品上产生皱纹或褶皱。最通常是设想将纤维素纤维纸幅(仍然包含大量的水)粘附在大尺寸的内部加热辊或滚筒(称为“扬克式烘缸(Yankee drier)”或“扬克辊(Yankeeroller)”)上。因此，通过干燥，纤维纸幅保持粘附在辊上，并利用刮刀而与该辊分开，该刮刀在使纤维纸幅与辊分离的过程中在纸上产生皱纹或褶皱。该褶皱用于增加纸张的容积或体积以及它的弹性，该弹性主要沿机器的加工方向或纸机纵向，即与纸幅通过机器的供给方向平行。

使用上述系统来湿生产薄页纸的系统实例在美国专利Nos.4356059、4849054、5690788、6077590、6348131、6455129、5048589、6171442、5932068、5656132和5607551以及欧洲专利No.0342646中介绍。

通常称为“连续机器”的这些系统都设想除了其它元件或特殊装置外还有流浆箱，该流浆箱在成形网上形成一层造纸纤维和水的混合物，该混合物具有非常低的干内容物百分数，在0.5wt％至0.8wt％的范围内。通过连续步骤，水的百分数逐渐减小，直到形成纸幅，该纸幅的干纤维含量在48-52wt％的范围内，根据系统的类型，当纸幅从织网或毡传送给Yankee辊的旋转表面时，借助于压机，纸幅的湿度进一步降低，直到获得95-98wt％的纤维。这时，认为纸幅相当干燥，并准备下一步骤；因此，它通过起皱刀而分离，然后缠在线轴上，如上所述。

在一些系统中，例如在美国专利No.4356059所述的系统中，设有串联布置的两个Yankee辊，称为“通气干燥器(TAD)”的热空气干燥系统设置在这两个Yankee辊之间，纤维素纤维的纸幅带入该干燥系统中并环绕具有多孔柱形壁的旋转辊，产生的热空气流通过该旋转辊。这种干燥系统产生较大厚度和容积的纸幅。

使用起皱刀有多个缺点，首先是纸幅的撕裂。刀在纸幅上的机械作用实际上相当猛烈，构成纸幅在它与干燥辊分离时撕裂的主要原因。迄今为止，纸幅在用于湿制造纸张的系统中的撕裂产生一系列问题，因为不能停止系统(由于特别是Yankee辊的热惯性，该系统建造成用于一天三班倒地连续工作)，因此纸幅在线轴上的缠绕将中断，这必然引起严重的技术后果，首先是经济特性，使用这些线轴的转变系统的效率有很大损失。

使用与Yankee辊配合的刀来起皱的技术的其它缺点是：起皱刀快速磨损，它甚至必须在一个班次中更换两次；在纸幅中的纤维高度压紧，该纸幅固定在Yankee辊的光滑表面上并进行干燥；在纤维之间形成密集的氢键，通常根据水平平面来定向；以及通过新刀和通过磨损刀而获得的纸幅的厚度有差异，这显然不能保证纸幅的特征的一致性(见美国专利No.6187137)。

根据不同技术，在纸幅中的褶皱通过使得仍然具有很高水分含量的纸幅从一个成形网(它以第一前进速度运动)通向第二成形网(它以低于第一前进速度的第二前进速度运动)而获得。纸幅进行的减速引起纸幅的起皱和褶皱。相对于成形网合适设置的抽吸系统保留正在形成的纸张材料，以便于在纸幅中产生皱纹。基于该技术的系统实例在美国专利No.4072557和4440597中介绍。

美国专利No.4551199描述了一种方法和系统，其中，纸幅从更快的织物转移至更慢的织物，其中，更慢的织物具有特殊的表面网，以便使纸幅产生褶皱。

这种类型的类似系统和方法在美国专利Nos.5607551、5656132、5667636、5672248、5746887、5772845、5888347和6171442中介绍。

在由这些现有技术文献已知的系统中，在产生褶皱的织物的下游，纸幅通过TAD系统进行干燥，从而防止与使用Yankee辊相关的其它缺点。

另一方面，TAD系统也有缺点，这使得它们用作具有Yankee干燥器的干燥系统的替代物并不总是可行或合适。例如，能量消耗的成本较高，因为需要产生较大速率的热空气流(该热空气流横过纸幅以便使它干燥)。另外，这样形成的纸幅比通过起皱刀获得的纸幅更厚，并可能有通孔，这是因为使用的空气流横过纸幅以便使它干燥。

为了增加由连续机器产生的纸张材料的厚度，已经提出与一些不同起皱系统组合的各种方法和技术。例如在美国专利No.6077590中，具有相应起皱刀的Yankee辊的下游设有湿润系统或加湿器，其中，预先干燥和起皱的纸张再次湿润。在加湿器的出口处设有湿压花组件，该湿压花组件包括一对由钢制造的压花辊，一个压花辊有凸起，另一压花辊有相应的凹腔。该系统的目的是获得具有较大厚度和较高强度的产品。使用Yankee辊以及它的下游的湿润部分和湿压花部分有多个缺点。主要缺点如下：并没有解决由于使用起皱刀而引起的纸幅撕裂危险的问题；生产线复杂、昂贵和麻烦；以及纸幅的加湿包括消耗大量的能量和水。

在美国专利No.4849054描述的系统中，具有较高水含量的纤维素纸幅沿它的通路传送给成形网，该成形网有由形成它的织物网产生的表面纹理，这在纸幅上产生压花。这是因为具有较高水含量和因此具有有限强度的纸幅将搁置在形成于线(该线确定织物的结构)之间的凹形部分上。通过使用设置在织物的、与搁置纸幅的一侧相对的一侧上的抽吸系统来方便压花。这时，使用该技术进行压花的纸幅随后在Yankee辊上干燥，并通过起皱刀来起皱，该起皱刀使它与干燥辊分离。因此，系统的特征是具有与使用起皱刀相关的上述缺点。

在美国专利No.6187137和WO-A-9923300中介绍了织物的使用，该织物具有设计成使得形成的纸幅上产生湿压花效果的表面结构。通过特殊织物与前述表面结构的组合和通过增压空气系统而获得压花，该增压空气系统使纸幅从上游织物传送至该表面结构织物。为了避免使用起皱刀与Yankee辊的组合，同时为了不使用TAD干燥系统(以及与它相关的成本，如上所述)，已经在上述现有技术文献中提出在织网上压花后进行操作，包括形成纸幅，同时仍然湿润，粘附在Yankee辊上，使它干燥，并随后在不使用起皱刀的情况下使它与Yankee辊分离。这样，干燥的成本与使用TAD系统干燥相比更低，且并不使用起皱刀(该起皱刀引起一些缺点)。

不过，该技术包括在Yankee辊上施加粘接剂和分离剂的混合物，以便一方面能够使纸幅合适粘附在辊上，另一方面容易在没有任何撕裂危险和在不使用机械部件(例如起皱刀)的情况下进行分离。使用该产品混合物一方面有在消耗和操作成本方面的缺点，另一方面构成处理的关键方面，从而必须使产品有效产生两种彼此相反的作用，因此需要仔细选择产品混合物和以精确方式平衡它们。

在文献No.US-2002/0060034、US-2002/0124978和US-2003/0116292中描述了用于在高水分含量状态下使一层薄页纸进行压花的系统和方法。这些方法和装置设想使得一层纤维素纤维环绕设有凸起的干燥滚筒，该凸起使得纸张在干燥过程中产生压花图形。纸张通过织物或毡带(压辊在该织物或毡带后面)或者直接通过由相容材料制成的压辊而压靠在设有凸起的干燥滚筒上。

发明内容

本发明的总体目的是一种用于制造薄页纸的方法和系统，它将完全或部分克服普通系统和方法的一个或多个前述缺点。

本发明改进实施例的目的是一种方法和系统，通过该方法和系统，薄页纸可以获得有与使用起皱刀起皱的纸张类似或者更好的特征，但是并不使用起皱刀，因此避免了与该起皱刀相关的缺点，首先是纸幅在与干燥烘缸分离过程中撕裂的危险。

根据本发明特殊实施例的特定方面，又一目的是提高连续机器的生产率，同时降低使制造的纸幅干燥所需的能量和需要的纤维量。

基本上，根据第一方面，本发明涉及一种用于制造薄页纸的纸幅的方法，它包括以下步骤：

使得一层造纸纤维的含水悬浮液沉积在成形网上；

优选是通过施压，即挤压该层降低在所述层中的水含量，直到在所述层中的纤维重量达到第一值；

在一对压花辊的辊隙部分中湿压花所述层；以及

通过使所述层通过干燥系统来干燥所述层，以便形成薄页纸的纸幅。

干燥系统可以包括扬克式烘缸等。在例如通过在两个辊之间的辊隙部分中或者在多对连续辊之间的多个辊隙部分中的压力而将水挤出纤维素纤维层的步骤中，优选是可以获得在20wt％和90wt％之间的干内容物第一值，优选是在40wt％和80wt％之间，更优选是在50wt％和70wt％之间(纤维相对于层的总重量)。需要时，在挤压纸幅以便降低水含量之前或在该过程中，可以施加抽吸，以便于水自身的排出。

通过压力(即通过挤压纤维素纤维的含水纸浆层)来除去大量的水可以获得一系列优点，其中，减少了通过供热来除去的水量，并产生在纤维之间的粘接，这使得最终产品更坚固，如后面更详细所述。

基本上，本发明设想使得造纸纤维层起皱，以便使纸幅有合适弹性，特别是通过基于特殊图形或纹理的压花处理，该图形或纹理能够在形成的纸幅仍然湿润时产生一系列密集的弹性型面，并能够使所述纸幅在随后步骤中完全干燥，以便在材料中产生“记忆”，即当受到弹性应力和然后释放时返回它的初始形状的趋势，而不是利用与干燥烘缸(例如所谓的扬克式烘缸)组合工作的刀或刮刀来使得达到完全干燥的材料起皱，以便使纸幅在完全干燥时分离和在它上面产生微皱纹(该微皱纹使纸幅有弹性)。

根据一些已知方法和系统，已经实际进行造纸纤维层的湿压花。不过，该压花并不使用一对压花柱体或压花辊来进行，而是通过使造纸纤维的湿润层置于具有粗糙表面结构的织物上来进行，且只是为了使纸幅有一定厚度。在使用该技术的已知系统中，造纸纤维层在任何情况下都进行干燥操作和利用与扬克式烘缸配合的分离刀来起皱。根据本发明，在纤维的纸幅上的褶皱基本上只由于在至少一对压花柱体或压花辊之间压花而产生，并有两个目的：第一且最重要的目的是在不使用起皱刀的情况下使纸张有弹性，第二目的是使纸幅自身有一定厚度。

压花后的干燥可以使用在压花辊下游的干燥烘缸组来实现，或者使用一组返回惰轮，并使得造纸纤维层环绕它们。也可选择地，干燥可以完全或部分通过使压花纸幅环绕在红外或微波炉内部的一组辊而实现，或者通过使用压花辊(该压花辊中的一个进行加热)。所有这些系统都可以与热空气罩组合使用，这有助于减少干燥时间，也作用在纸幅的第二面上。上述或其它等效干燥系统也可以相互组合。

在压花之前减少造纸纤维层的水含量一直进行，直到达到干内容物含量，即纤维相对于层的总重量的重量百分数，这使得层自身有一定稠度，以便足以承受压花的机械操作。

根据本发明的优选实施例，至少第一所述压花辊设有凸起，至少第二所述压花辊设有凹腔，第一压花辊的所述凸起透入该凹腔中。实际上，两个辊有相应切口，该切口确定了互补的凸起和凹腔，优选是数目为在每平方厘米20个到120个之间，这样，两个辊相互配合，一个辊的凸起与另一辊的凸起啮合，即它们透入另一辊的凹腔中。基本上，在特殊结构中，两个辊彼此相同。

与通常设想在转变过程中在干纸张上进行压花处理时的情况(该压花在设有凸起的刚性圆筒和平滑且涂覆有相容材料(通常为橡胶)的压力圆筒之间进行)相反，在本发明的湿压花处理中，仍然湿润的纸幅或造纸纤维层经过第一辊的凸起之间(该凸起与由第二辊的凸起形成的凹腔啮合，反之亦然)，从而使得纸幅或层变形，该变形使纸幅或层产生合适弹性，并增加了它的总体最终厚度。

优选是但不必须，压花辊保持一定距离，这样，第一压花辊的凸起和第二压花辊的凹腔并不相互接触，而是优选为保持一定间隔开距离，该间隔开距离等于或稍微大于造纸纤维层的厚度。

优选是但不必须，第一压花辊的凸起有底，该底的、沿层的前进方向(也称为纸机纵向)的第一尺寸小于沿横向方向或纸机横向的第二尺寸。例如，凸起为棱锥形形状，具有四边形底，特别优选是长菱形底，具有稍微圆形的边缘，且次对角线根据层的前进方向来定向，而主对角线根据横向方向来定向。

根据不同方面，本发明提供了一种用于制造薄页纸的方法，它包括以下步骤：

使一层造纸纤维的含水悬浮液沉积在至少一个成形网上；

减少所述层中的水含量，直到在所述层中的纤维重量达到第一值；

在一对压花辊之间的辊隙部分中湿压花所述层；

使所述层干燥以便形成薄页纸的纸幅。

其中，在压花后，所述层进行压光。

根据不同方面，本发明涉及一种用于制造薄页纸的系统，它包括：至少一个流浆箱；至少一个成形网，所述流浆箱将一层造纸纤维的含水悬浮液分布在该成形网上；用于从所述层中除去水以便使它达到第一干燥程度的系统，所述系统包括用于向层施加压力(即挤压该层)的装置，以便挤出包含在该层中的至少一部分水；压花组件，该压花组件包括第一压花辊和第二压花辊，该层在完全除去水之前在该第一和第二压花辊之间通过；以及干燥系统，用于干燥压花的造纸纤维层。

根据不同方面，本发明设想一种用于制造薄页纸的系统，它包括：至少一个流浆箱；至少一个成形网，所述流浆箱将一层造纸纤维的含水悬浮液分布在该成形网上；用于从所述层中除去水以便使它达到第一干燥程度的系统；压花组件，该压花组件包括第一压花辊和第二压花辊，所述层在完全干燥之前在该第一和第二压花辊之间通过；用于从压花层中除去水的干燥系统；以及压光机，该压光机设置在压花组件的下游，且优选是在干燥系统的下游。

本发明的其它优选特征和实施例在附加权利要求中确定，并将参考非限定实施例而更详细地介绍。

附图说明

通过说明书和附图将更好地理解本发明，附图表示了本发明的特殊非限定实施例。附图中：

图1A、1B和1C是本发明系统的三个示意图；

图2表示了在与辊自身轴线垂直的平面图中在两个压花辊之间的辊隙部分的放大图；

图3是在两个压花辊之间的辊隙部分沿包含辊的轴线的剖视图；

图4是一个压花辊的凸起的平面图；

图5是压花辊的凸起的侧视图；

图6和7是通过本发明的方法而获得的纸张的放大示意剖视图，它处于静止形态和处于弹性变形的状态(假定当纸张受到拉伸力时)；

图8是根据本发明获得的纸张的一部分的示意透视图；

图9是通过本发明方法通过压花辊的凸起而获得的纸张的一部分的放大图，该凸起有截头棱锥或棱锥的剖面形状，底为正方形，而不是长菱形；以及

图10表示了通过在压花和(优选的)干燥后的压光步骤而获得的纸张剖面的示意放大图。

具体实施方式

图1A是根据本发明可用于制造薄页纸的系统的结构的示意图。参考标号1总体表示流浆箱，该流浆箱形成一层造纸纤维和水(可能还有本领域技术人员已知的添加剂)的悬浮液或混合物，该层悬浮液或混合物供给到由3和5表示的两个成形网之间。两个成形网3和5的前进方向由图1中的箭头表示。在所示实例中，抽吸系统6与成形网5相连，该抽吸系统6使得包含在形成层S的混合物或悬浮液中的一部分水排出。

形成于织物3和5之间的层S(一部分水通过抽吸系统6而从该层S排出)传送给至少一个传送毡带7，该传送毡带7与该层纤维素纤维一起通过至少一对压辊。在所示实例中设有三对压辊8A、8B、8C，不过并不必须如此，也可以通过其它装置来减少水含量，例如通过真空系统等。通过经过一对或多对辊的辊隙部分，该层进行挤压，且它自身的剩余水的很大部分通过挤压(即通过压力)而除去。也可以使得相互并排设置的一对毡或织物在压辊之间经过，要挤压的层设置在该对毡或织物之间。

在压辊8A、8B和8C的出口处获得的层具有例如等于或高于20wt％的干内容物，优选是在20wt％和90wt％之间，更优选是在40wt％和80％之间，更优选是在50wt％和70wt％之间，例如相对于湿层的总重量有大约60wt％的干内容物。

该层的稠度足够用于供给压花组件17和进行湿压花。

压花组件17包括第一压花辊19和第二压花辊21，压花辊隙部分形成于它们之间，在干燥辊9上预选部分干燥的造纸纤维层S供给通过该压花辊隙部分。

如图2和3中特别所示，两个压花辊19、21设有相互对应(即相互啮合)的凸起23和凹腔25。所述凸起和凹腔可以通过使用机械加工系统的蚀刻、通过塑性变形、通过化学蚀刻或者通过任意其它已知系统来获得。两个辊的表面可以互补，其中，一个表面的凸起与另一表面的凹腔或切口相对应。在特殊实施例中，可以设想两个柱体都利用蚀刻处理来获得，该蚀刻产生具有截头棱锥或棱锥形的凸起。凹腔由在各组四个凸起中的空余空间来表示。

在压花辊19、21的中心之间的距离为这样，即使在与各顶点所处的平面相对应的位置，两个辊也不会相互接触。在凸起23的表面和凹腔25的表面之间(也在辊之间的辊隙部分中)总是保留有空间，该空间基本等于造纸纤维层S的厚度，或者稍微大于所述厚度。这样，层S并不挤压，且并不由于压缩而产生机械应力，相反，在纸张的干压花中，当设有凸起的柱体压靠涂覆有平滑橡胶的辊时将产生压缩，该橡胶的表面通过压花压力而变形。

如图4和5中特别所示，凸起23可以为具有长菱形底的棱锥形状，该长菱形的次对角线由d表示，主对角线由D表示。凹腔25可以表示为相应形状的切口，并使得棱锥形凸起能够穿透入其中。由图中可知，凸起和相应凹腔23、25定向成使得各底的主对角线平行于辊19、21的旋转轴线，即在相对于层S的前进方向的横向上定向。次对角线在层S的前进方向(也称为纸机纵向)上定向。

第二干燥滚筒或辊27设置在压花组件17的下游，并使得压花的造纸纤维层S环绕该第二干燥滚筒或辊27。干燥滚筒或辊27可以为Yankee辊、Honeycomb辊(蜂窝辊)、TAD辊或任意其它等效系统。例如，还可以使用包括多个辊的干燥系统，使得湿压花层S进入这些辊之间，并在微波炉内干燥，或者通过加热所述辊来干燥。在干燥辊27(或等效干燥系统)的出口处，这时干燥的层S(该层形成薄页纸的纸幅，准备用于随后的转变)进行缠绕以便形成纸卷B。

在压花处理下游的干燥处理使得在压花步骤中获得的变形稳定，这样，纸张在静止状态中将稳定保持由压花辊21和19的凸起23和凹腔25组合施加在纸张上的褶皱。这使得纸张有弹性，且由于它的特殊压花形状，它能够象弹簧一样变形，当受到拉伸力时它能够进行拉长，这在随后的转变步骤中很有利，但是当拉伸应力消失时(至少对于不超过纸张撕裂负载的拉伸应力值)将返回它的初始状态。

应当知道，干燥操作的一部分(或者甚至整个干燥操作)可以通过加热压花辊19和21中的一个或另一个或者它们两个而实现，而不是通过设置在压花组件下游的干燥装置。

图6和7是通过这里所述的系统和方法获得的纸张的示意纵剖图。所述剖面具有交替的凸起和凹腔，与压花辊19、21的凸起和凹腔的分布相对应。这样，纸张的表观厚度远远大于形成它的纤维层的实际厚度SR。

相对于普通方法，湿制造纸张的上述处理或方法有多重优点。首先，应当知道，最终产品并不通过使用起皱刀来获得，尽管它是薄页纸，具有通过使用起皱刀来起皱的系统而获得的纸张的全部柔性、吸收能力和弹性特征。因此消除了使用刮刀的所有前述缺点。

因为并不需要使用起皱刀与扬克式烘缸配合来使纸张起皱，因此可以向造纸纤维混合物中添加大量的柔软剂，它还有在不使用刀的情况下方便与扬克式烘缸分离的副作用，从而能够制造更柔软的纸张，同时使得撕裂危险更低。

上述情况的可能原因是，因为纤维压在一起，因此与普通处理相比在它们之间产生更强的粘接力，从而产生这样的纸幅，它需要更少量的纤维来获得类似的机械特征。

因为压花在两个辊之间进行，这两个辊并不压靠在一起，而是使各表面保持分开特定距离，因此纤维并不压紧，纸张保持它的柔性和吸收性特征。

与使用Yankee辊和起皱刀来制造纸张时出现的情况不同，通过使用具有凸起和凹腔特征表面的压花辊，获得的纸幅没有任何“平滑”表面。因此，在转变步骤中，纸张并不需要任何特别注意事项。

通过对采用本发明方法的压花辊(即小尺寸的空腔和凸起)使用精细蚀刻，可以使纸张获得与由TAD纸张结构留下的压印表面特征类似的表面特征，但是与通过已知系统相比可在低得多的能量消耗情况下获得大得多的最终厚度。最后，本发明的方法能够大大增加用于制造纸张的连续机器的生产率。

实际上，在普通系统中，流浆箱可以沉积在成形网上的造纸纤维纸浆或水悬浮液的量必须考虑到在起皱步骤中纸张的厚度将增加。一旦希望在使用普通方法起皱后获得的实际最终厚度固定，在任何情况下流浆箱可以沉积在成形网上的厚度(因此纸浆的量)都小于从机器输出的纸张的厚度。这降低了流浆箱可以提供的、每单位时间的材料量，因此实际上限制了连续机器的总生产率。换句话说，当流浆箱可以以特定速率产生纸张时(例如1000m/min)，由于起皱，该速率将降低至800-900m/min，该起皱通过增加表观厚度而降低了纸幅对应于前进方向的尺寸。

但是，使用本发明的方法，在压花步骤中，纸张(即局部干燥的纤维层)增加了实际厚度，同时沿纸幅的前进方向拉长。因此(尽管液化还有后面所述的有利效果)，层S的厚度(因此由流浆箱在卷轴上产生相同最终特征纸幅而供给的材料量)必须大于所希望的最终厚度，因为由普通起皱引起的增厚效果被由压花产生的增厚(该增厚甚至更大)和拉长来代替。这基本上意味着可以由流浆箱每单位时间提供的造纸纤维水悬浮液或混合物的量高于在普通连续机器中获得的量。

换句话说，当流浆箱可以以1000m/min的速率产生纸张时，由于压花产生的拉长(这增加了纸幅沿前进方向的尺寸)，该速率将在处理结束时升高至1050-1100m/min。

例如，假定我们希望纸张在出口处的实际厚度SR为0.08mm(与最常用数据相当的值)时，使用蚀刻有棱锥形凸起和凹腔的压花辊19、21(如图4和5所示)，尺寸为

D＝0.8mm；d＝0.291mm；h＝0.174mm，

且假定层S产生凸起高度h(即蚀刻深度)的80％的变形，我们获得以下表观厚度：

SA＝s+0.80＊h＝0.08+0.8＊0.174＝0.219mm。

而且，考虑到压花层的材料的每单位表面容积必须等于由流浆箱为了获得实际最终厚度0.08mm而对于相同单位表面供给的容积，因此当考虑到初始平面层随着辊19、21的凸起和凹腔的侧表面变形时，对于辊切口的上述尺寸，计算层在流浆箱出口处的厚度必须为0.127mm。

对于相同的实际最终厚度SR(0.08mm)，所述厚度远远大于可以通过普通连续机器获得的厚度。保守地估计，假定在Yankee辊上使用刀来起皱的机器的出口处获得相同的实际最终尺寸，由流浆箱形成的层的厚度将必须为0.08mm(而且，忽略了实际上所述厚度甚至必须更小，考虑到通过起皱而使得实际厚度增加)，与具有起皱刀的系统相比，使用本发明方法使得生产率增大因子为0.127/0.08＝1.587，这意味着增加大约60％。

实际上，连续机器的生产率由可以以相同速率按时供给的纸浆容积来给出。

实际上增大机器生产率的又一因素是压花增加了层或纸张纸幅的长度，这样，在压花组件17的出口处的层S速度(因此在卷轴B上的缠绕速度)大于在通向压花器的进口处的速度，因此大于由流浆箱形成层S时的速率。但是，在普通连续机器中，由于由起皱刀引起的纸张层长度减小，因此缠绕速率小于产生速率。

本发明的又一重要优点在于：对于通过压花获得的纸幅的最终特征，可以在最终干燥至比普通机器中的更低水平之前降低水含量：这使得用于完全干燥纸幅所需的能量降低。另外，如前所述，用于挤出水而预先施加的压力导致产生稳定得多的氢键，并将在纤维之间结合，这增加了对于相同物质获得的纸幅的强度，或者能够减少物质材料，且仍然保持良好的机械特征，从而节省造纸纤维。

图8是压花纸张纸幅的示意透视图。图中表示了棱锥形凸起的基底，该棱锥形凸起有在辊的初始直径上的正方形底以及根据纸机纵向(MD)(即前进方向)的线和根据纸机横向(CMD)(它垂直于纸机纵向)的线。应当知道，图8的视图只是示意性的，实际上，压花纸幅的凸起可以几乎没有小平面，甚至可以有圆形截面、椭圆形截面或者某些其它形状截面。

图9通过实例表示了根据本发明制造的纸幅的一部分的放大照片，其中，压花型面由截头棱锥形的凸起构成，该凸起具有正方形的底，而不是具有前图所示的长菱形底。

图1B中表示了本发明系统的变化实施例。相同的参考标号表示与图1A中相同或等效的部件。图1B的系统设计与图1A的区别在于有压光机10，在本实施例中，该压光机设置在干燥滚筒27的下游。压光机10包括两个或更多辊，这些辊相互压靠，或者相互保持限定距离，以便压光薄页纸的压花层S和压平通过压花辊19、20而形成于该薄页纸上的凸起。图10是类似于图6的示意剖视图。应当知道，由于压光，通过压平由压花辊产生的凸起，纸张将变成为厚度比在压花后获得的更小。

最终纸幅的压光甚至可以只通过一个圆筒的压力来实现，该圆筒由钢制成，或者涂覆有弹性材料，该圆筒可以通过在纸张纸幅与扬克式烘缸自身分离之前压平纸张纸幅而直接与Yankee干燥器或圆筒配合(在机器制成为使用该干燥装置的情况下)。

压光使得纸张表面上有更好的感觉。压光也可以在湿压花之前与用于部分干燥层S的不同系统组合使用，例如使用作为干燥滚筒的钢扬克式烘缸，层S在它上面部分干燥，然后进行湿压花。

图1C显示了变化的实施例，其中，用于在压花之前从造纸纤维的含水混合物层中除去部分水分的压力借助于两个毡带(由7和7A表示)来获得，这两个毡带经过由多对压辊8A、8B、8C确定的辊隙部分。毡带7、7A伴随着设置在它们之间的纤维层通过挤压辊隙部分。毡带7A延伸至压花组件17附近。也可选择地，可以使用两个织物，或者一个毡带和一个织物(代替两个毡带7、7A)。图1C的系统的其余部分与图1B中相同。

在变化的实施例中，两个压花辊的凸起和凹腔可以有连续的线性形状，它们平行于辊的轴线延伸，或者与该轴线成一定角度。可以有更多或更少的明显褶皱。这提供了成褶皱或凹槽形式的压花，这更类似于通常通过起皱刀与Yankee干燥器配合而获得褶皱。纵向凸起的密度例如可以是在每厘米20个到100个凸起之间。

应当知道，图中只显示了本发明的一个可能实施例，它可以在形状和结构方面进行许多变化，而不脱离本发明的精神范围。

Claims (57)

1.一种用于制造薄页纸的纸幅的方法，包括以下步骤：

使得一层造纸纤维的含水悬浮液沉积在至少一个成形网上；

通过在所述层上施加压力来降低水含量，直到在所述层中的纤维重量达到第一值；

在一对压花辊之间的辊隙部分中湿压花所述层；以及

干燥所述层，以便形成薄页纸的纸幅。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述压花层通过使它环绕干燥滚筒而进行干燥，该干燥滚筒优选是扬克式烘缸。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：在湿压花之前在所述层中的纤维重量的所述第一值在20wt％和90wt％之间，更优选是在40wt％和80wt％之间，更优选是在50wt％和70wt％之间(纤维相对于层的总重量)。

4.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：所述压花辊设有凸起和凹腔，一个辊的凸起透入另一辊的凹腔内。

5.根据权利要求4所述的方法，其中：所述凸起通过蚀刻而产生，凹腔由在相邻凸起之间的空余空间来确定。

6.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：所述压花辊设有凸起和凹腔，它们的数目在每平方厘米20个到120个之间。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：设有凸起的至少一个所述压花辊通过没有或者甚至局部没有凸起来进行装饰。

8.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：所述层压花成具有凸起，该凸起有底，该底有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸小于所述第二尺寸。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：所述凸起有棱锥形形状，具有四边形的底。

10.根据权利要求9所述的方法，其中：所述底为长菱形，具有根据层的前进方向定向的次对角线和根据横向方向定向的主对角线。

11.根据权利要求4所述的方法，其中：所述凸起的形状为具有圆形边缘。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：所述凸起有棱锥形形状，具有圆形或椭圆形的底。

13.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：所述压花辊为金属辊。

14.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：所述第一和所述第二压花辊保持间隔开一定距离，这样，确定所述凸起和所述凹腔的表面不会相互接触。

15.根据权利要求14所述的方法，其中：所述两个辊在中心之间保持一定距离，这样，凸起的表面和凹腔的表面相互间隔开一定距离，该距离等于或稍微大于供给所述辊隙部分内的造纸纤维层的厚度。

16.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：所述层在压花之前部分干燥至这样的值，它将使得所述层能够承受随后的压花处理。

17.根据权利要求16所述的方法，其中：所述层在不使用起皱刀的情况下与第一干燥系统分离。

18.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：所述层在压花辊的下游干燥至合适值。

19.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：所述层利用所述压花辊被至少部分地干燥，所述压花辊中的至少一个被加热。

20.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：由热空气罩来辅助干燥系统。

21.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：所述层并不进行起皱。

22.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：通过用至少一对压辊按压该层来从所述层中减少水含量，该至少一对压辊确定了辊隙部分，所述层通过该辊隙部分来供给。

23.根据权利要求22所述的方法，其中：所述层通过至少一个柔性部件例如织物或毡带来供给所述辊隙部分中，该柔性部件与所述层一起经过所述辊隙部分。

24.根据权利要求22或23所述的方法，其中：所述层在两个相邻柔性部件之间供给至所述辊隙部分中，例如两个织物、或者两个毡带、或者织物和毡带。

25.根据前述一个或多个权利要求所述的方法，其中：所述压花和干燥的层进行压光。

26.一种用于制造薄页纸的方法，包括以下步骤：

使一层造纸纤维的含水悬浮液沉积在至少一个成形网上；

减少所述层中的水含量，直到在所述层中的纤维重量达到第一值；

在一对压花辊之间的辊隙部分中湿压花所述层；

使所述层干燥以便形成薄页纸的纸幅。

其中，在压花后，所述层进行压光。

27.根据权利要求26所述的方法，其中：所述压花层在干燥后进行压光。

28.一种用于制造薄页纸的系统，包括：至少一个流浆箱；至少一个成形网，所述流浆箱将一层造纸纤维的含水悬浮液分布在该成形网上；用于通过压力而从所述层中除去水以便使它达到第一干燥程度的系统；压花组件，该压花组件包括第一压花辊和第二压花辊，该层在完全干燥之前在该第一和第二压花辊之间通过；以及用于干燥压花的造纸纤维层的系统。

29.根据权利要求28所述的系统，其中：所述除去水的系统包括一对织物或毡带，一层造纸纤维的含水悬浮物在它们之间进行挤压。

30.根据权利要求28或29所述的系统，其中：所述除去水的系统包括至少一对压辊，该对压辊确定了辊隙部分，所述层通过该辊隙部分。

31.根据权利要求28至30中的一个或多个所述的系统，其中：所述除去水的系统包括至少一对压辊，该对压辊确定了辊隙部分，所述层以及至少一个织物或一个毡带通过该辊隙部分，该层在通过所述辊隙部分的过程中粘附在所述织物或毡带上。

32.根据权利要求28至31中的一个或多个所述的系统，还包括：至少一对压辊，该对压辊确定了辊隙部分，相互并排设置的两个连续部件通过该辊隙部分，所述层设置在这两个连续部件之间，并排设置的所述两个连续部件是织物和毡带、两个织物或者两个毡带。

33.根据权利要求28至32中的一个或多个所述的系统，其中：所述除去水的系统包括抽吸装置。

34.根据一个或多个前述权利要求所述的系统，还包括：压光机，该压光机设置在压花组件的下游。

35.根据权利要求24所述的系统，其中：所述压光机设置在所述干燥系统的下游。

36.根据权利要求28至35中的一个或多个所述的系统，其中：所述压花辊设有凸起和凹腔，一个辊的凸起透入另一辊的凹腔中。

37.根据权利要求36所述的系统，其中：所述凸起通过蚀刻而产生，凹腔由在相邻凸起之间的空余空间来确定。

38.根据权利要求28至37所述的系统，其中：至少一个所述压花辊设有凸起和凹腔，它们的数目在每平方厘米20个到120个之间。

39.根据权利要求38所述的系统，其中：至少一个所述压花辊通过没有或者甚至局部没有凸起来进行装饰。

40.根据权利要求28至39中的一个或多个所述的系统，其中：压花辊的凸起有底，该底有第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸小于所述第二尺寸。

41.根据权利要求28至40中的一个或多个所述的系统，其中：所述凸起有棱锥形形状，具有四边形的底。

42.根据权利要求41所述的系统，其中：所述底为长菱形，具有根据层的前进方向定向的次对角线和根据横向方向定向的主对角线。

43.根据权利要求28至42中的一个或多个所述的系统，其中：所述凸起的形状为具有圆形边缘。

44.根据权利要求43所述的系统，其中：所述凸起有棱锥形形状，具有圆形或椭圆形的底。

45.根据权利要求28至44中的一个或多个所述的系统，其中：所述压花辊为金属辊。

46.根据权利要求28至45中的一个或多个所述的系统，其中：所述第一和所述第二压花辊保持间隔开一定距离，这样，确定所述凸起和所述凹腔的表面不会相互接触。

47.根据权利要求46所述的系统，其中：所述两个辊在中心之间保持一定距离，这样，凸起的表面和凹腔的表面相互间隔开一定距离，该距离等于或稍微大于供给所述辊隙部分内的造纸纤维层的厚度。

48.根据权利要求28至47中的一个或多个所述的系统，其中：所述层的水含量在压花之前部分减少至这样的值，它将使得所述层能够承受随后的压花处理。

49.根据权利要求28至48中的一个或多个所述的系统，其中：在所述层中的纤维重量的所述第一值在20wt％和90wt％之间，更优选是在40wt％和80wt％之间，更优选是在50wt％和70wt％之间。

50.根据权利要求28至49中的一个或多个所述的系统，其中：所述干燥系统包括干燥烘缸，并使得所述压花的层环绕该干燥烘缸。

51.根据权利要求50所述的系统，其中：所述层在不使用起皱刀的情况下与第一干燥系统分离。

52.根据权利要求28至51中的一个或多个所述的系统，其中：至少一个压花辊进行加热。

53.根据权利要求28至52中的一个或多个所述的系统，其中：一个或多个热空气罩与干燥滚筒相连。

54.一种用于制造薄页纸的系统，包括：至少一个流浆箱；至少一个成形网，所述流浆箱将一层造纸纤维的含水悬浮液分布在该成形网上；用于从所述层中除去水以便使它达到第一干燥程度的系统；压花组件，该压花组件包括第一压花辊和第二压花辊，所述层在完全除去水之前在该第一和第二压花辊之间通过；干燥系统，用于从压花的层中除去水；以及压光机，该压光机设置在压花组件的下游。

55.根据权利要求54所述的系统，其中：所述压光机设置在所述干燥系统的下游。

56.一种薄页纸的纸幅产品，在从包括造纸纤维和水的一层纸浆中部分消除水含量后通过湿压花来进行压花，然后干燥至合适值。

57.一种薄页纸的纸幅产品，在从包括造纸纤维和水的一层纸浆中部分消除水含量后通过湿压花来进行压花，然后干燥至合适值，并进行压光处理，以便使它的表面平滑。

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