靴式壓榨專利技術發展綜述

張其民

國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇蘇州　215100

靴式壓榨專利技術發展綜述

張其民

國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇蘇州215100

靴式壓榨技術是造紙壓榨領域比較新的技術，本文對寬壓區壓榨技術中的靴式壓榨技術領域的主要的壓榨形式和技術發展趨勢進行了分析。通過本文的撰寫，以快速準確地把握該領域的技術要點，以提高檢索和審查效率。

靴式；壓榨；寬壓區

造紙機壓榨部的主要作用是強迫紙張脫水，改善紙張性能，利用機械擠壓時在伏輥上產生的巨大線壓力將低濕紙幅的含水量排出，以提高紙幅進入干燥部時的干度［1］。該壓榨系統通過壓榨時間的增加實現對纖維中水分的大量去除，利用機械力將靴板壓在上部的輥上，使得毛毯和紙頁通過靴板和壓輥中間的區域，從而除去水分。

靴式壓榨屬于寬壓區壓榨的一種，從用途和結構方面劃分，其發展主要經歷了7個不同的發展階段，分別是寬壓區壓榨，早期的靴式壓榨，多輥多壓區的靴式壓榨，直通式靴式壓榨，單靴壓榨，用于衛生紙的靴式壓榨，脈沖壓榨，如圖1顯示了靴式壓榨技術的重要技術節點。

1　寬壓區壓榨

寬壓區壓榨是在傳統的輥對輥的點式壓榨基礎上形成的，隨著造紙機速度增加和紙張幅面的不斷增加，傳統的輥對輥的點式的壓榨已經無法滿足壓榨脫水需求，因此，為了適應造紙機的發展步伐，需要對壓榨技術進行改進，最初階段的開發僅僅是通過加大壓輥的直徑加大從而增加壓區的寬度，因壓輥的直徑僅僅能在一定程度上增加，于是需要進一步改進。

2　早期的靴式壓榨

簡單的靴形壓榨系統是Beloit公司在1973年開發的（專利US3783097所公開），其公開了增加了一塊托板，并結合有出氣口的輥子，外覆一條壓榨帶，從而增加了壓區面積，這篇專利公開靴式壓榨技術雖然具有一定的缺陷，如沒有對壓榨靴進行保護等，但是屬于最早的靴式壓榨技術。

在靴式壓榨的初始發展階段，BELOIT公司的發展處于領先位置，該公司在1980年均又申請了多篇專利，如US4238287A，對壓榨帶進行了改進，提高了壓榨帶的使用壽命，GB8034099A增加了支撐輥筒的軸承。同時VALMET造紙機械公司在1982年申請了專利CA1233053A1。

3　多輥多壓區的靴式壓榨

為了克服上述早期的靴式壓榨的缺陷，Beloit公司在1989年申請了專利US4975153 A，其公開了多輥多壓區的壓榨靴式壓榨，且增加了套筒，把開發式的壓榨形式改進成了封閉式的靴形壓榨。

除了Beloit公司開發的上述系統，其他公司也在這方面進行了研發，如VALMET造紙機械公司在1994年申請了專利US6309512B，Voith公司也開發了靴式壓榨系統，專利US4988410A，該專利公開了四輥三壓區的靴式壓榨系統，該壓榨系統包括2個相鄰的靴式壓榨系統；VOITH公開的專利文獻US6004429 A公開了可用于生產薄紙的多輥多壓區的靴式壓榨系統。

4　直通式靴式壓榨

多輥多壓區的壓榨雖然提高了紙幅的干度，但是紙幅從中心輥剝離的牽引力隨紙機車速提高而增大，這仍然是壓榨部產生紙幅斷頭和妨礙紙機車速進一步提高的主要因素，為了克服這種問題，在多輥多壓區的基礎上開發出了直通式靴式壓榨。

Metso公司開發了直通式靴式壓榨系統，該公司于1996年申請的專利FI916094A公開了一種包括壓榨毛毯的靴式雙壓榨系統，該系統能夠在高速下高效的脫水且紙幅不會斷裂。

同時，Voith公司研發出了另一系統，NipcoFlex壓榨系統，該系統屬于串聯式雙靴壓榨，US6136154 A文獻公開了制作紙或紙板的靴式壓榨系統，其采用一個較大直徑的配對輥匹配一個或兩個靴壓輥，該壓榨系統結構緊湊，減少了壓榨的體積，且提高了壓榨脫水的效率，如圖2所示。

5　單靴壓榨

進入21世紀后，為了適應不同紙漿的壓榨和進一步減少設備的體積，開發出了單靴系統。單靴壓榨技術的壓榨部只采用一道靴式壓榨。單靴系統只有一個壓區，兩面毛布，其輥子和相應元件的減少，實現了底成本運行和維護，且節省了空間。沃依特專利有限責任公司于2004年申請的專利DE102004039785 A1，公開了一種帶有單靴壓榨部的造紙機，提供一種用于制造和/或進一步處理纖維料幅的機器，運轉性能改善，在提高料幅速度的情況下制造和/或處理有更高填料含量的纖維料幅，便宜和節省了空間。

6　用于衛生紙的靴式壓榨

因壓區特點和速度較快等因素，靴式壓榨技術通常用在較厚的紙幅（例如包裝類）的生產上，其在產品類型上受到一定的限制，而靴式壓榨技術用于衛生紙的生產是最新的發展技術之一，其改進點是具有撓性的靴套，并且這個靴套施壓于凹面的壓力靴上。沃依特專利有限責任公司申請的專利DE19654197 A1，公開了一種用于薄紙的壓榨脫水和干燥系統，該系統通過較小的線壓力、合理的空間利用和簡單的裝置實現了高速脫水和良好的產品質量。

7　脈沖壓榨

美國造紙設備商BELO公司開發了一種壓榨與干燥相結合的技術，稱為脈沖干燥（WO9716593A1，EP94929104A、PL313914 A1）。該技術是一種很有應用前景的加強脫水技術，但仍處于研發階段，還沒有大規模的應用于生活用紙和文化用紙的生產。

［1］王金林.紙機壓榨技術的新進展［J］.紙和造紙，1999，18（5）.

TS7

A

1674-6708（2016）166-0154-02

張其民，國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心。