СПОСОБ СУШКИ ПОЛОСЫ СИГАРЕТНОЙ БУМАГИ И ПОЛУЧЕННАЯ СИГАРЕТНАЯ БУМАГА
METHOD OF DRYING WEB OF CIGARETTE PAPER  AND CIGARETTE PAPER OBTAINED THEREBY

Изобретение относится к технической области производства сигаретной бумаги и, в частности, касается операции сушки сигаретной бумаги во время ее изготовления с целью улучшения ее механических характеристик.
Классически линия производства бумаги, в частности, сигаретной бумаги, содержит на выходе головного короба секцию обезвоживания через сетку, за которой следует секция прессования, после которой расположена секция сушки бумаги, доходящая до секции намотки.
Из уровня техники известны многие решения для производства бумаги и, в частности, для сушки бумаги. Например, в документе US 6001421 описана машина для сушки бумажной полосы, содержащая, в частности, секцию предварительной сушки и пост мелования, за которым следует секция окончательной сушки. Каждая секция предварительной сушки и окончательной сушки содержит ряд групп сушильных барабанов. Каждая группа сушильных барабанов содержит несколько сушильных барабанов и сушильную сетку, установленную для прижатия бумажной полосы к сушильным барабанам и для поддержания бумажной полосы при перемещении на транспортировочных валиках. Если технология, описанная в этом патенте позволяет контролировать тенденцию бумажной полосы к образованию складок и морщин, то патент не дает никаких решений для сушки сигаретной бумаги, которая является относительно хрупкой по сравнению с другими типами бумаги.
В патенте US 4882854 описано устройство с направляющими валиками для секции сушки бумагоделательной машины, содержащее, в частности, сушильную сетку, прижимающую бумажную полосу к сушильным барабанам и поддерживающую бумажную полосу во время ее прохождения вокруг транспортировочных валиков. В этом патенте не предложено никаких надлежащих сведений для сушки сигаретной бумаги.
Как правило, сигаретная бумага проходит дополнительную обработку при помощи шлихтовального пресса, поэтому секция сушки подразделяется на выходе и на выходе шлихтовального пресса соответственно на секцию предварительной сушки и на секцию окончательной сушки.
2
2
Одной из характеристик сигаретной бумаги является масса ее квадратного метра, то есть величина, соответствующая поверхностной плотности, то есть ее масса на единицу площади. Как правило, сигаретная бумага имеет поверхностную плотность от 12 до 45 г/м и, в частности, от 12 до 35 г/м.
Сигаретная бумага является относительно хрупкой, что заставляет ограничивать скорость перемещения бумажной полосы во избежание ее разрыва при изготовлении. Однако снижение стоимости изготовления достигается именно за счет повышения скорости перемещения бумажной полосы.
Заявитель установил, что повышение скорости перемещения полосы сигаретной бумаги приводит к получению сигаретной бумаги со сниженными механическими характеристиками, что отрицательно сказывается на дальнейшем использовании изготовленной сигаретной бумаги.
Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков, присущих известным техническим решениям, за счет создания новой технологии изготовления сигаретной бумаги, позволяющей увеличить скорость движения бумажной полосы и в то же время получить сигаретную бумагу с очень хорошими механическими характеристиками, соответствующими ее дальнейшему использованию.
2
Для решения этой задачи изобретением предложен способ сушки полосы сигаретной бумаги в секции сушки линии производства сигаретной бумаги, причем эта секция подразделяется на секцию предварительной сушки, расположенную между выходом секции прессования и входом шлихтовального пресса, и на секцию окончательной сушки, расположенную между выходом шлихтовального пресса и входом секции намотки, причем эта секция сушки содержит сушильные барабаны, транспортировочные валики и по меньшей мере одну сушильную сетку, согласно которому по меньшей мере в секции предварительной сушки непрерывно поддерживают полосу сигаретной бумаги при помощи по меньшей мере одной сушильной сетки, движущейся вокруг всех сушильных барабанов и транспортировочных валиков, находящихся в секции предварительной сушки, образуя исключительно в этой секции предварительной сушки сушильный агрегат "UNORUN", обеспечивающий перемещение полосы сигаретной бумаги по существу с постоянной скоростью таким образом, чтобы получать сигаретную бумагу со значением удлинения при разрыве не менее 2,0% и показатель TEA не менее 2,0 кН.м/м.
2
В соответствии с другим отличительным признаком изобретения, согласно способу сушки в секции окончательной сушки непрерывно поддерживают полосу сигаретной бумаги при помощи по меньшей мере одной сушильной сетки, движущейся вокруг всех сушильных барабанов и транспортировочных валиков, находящихся в секции окончательной сушки, образуя исключительно в этой секции окончательной сушки сушильный агрегат "UNORUN", обеспечивающий перемещение полосы сигаретной бумаги по существу с постоянной скоростью таким образом, чтобы получать сигаретную бумагу со значением удлинения при разрыве не менее 2,5% и показатель TEA не менее 2,5 кН.м/м.
В соответствии с другим отличительным признаком изобретения, согласно способу сушки, в секции предварительной сушки и/или в секции окончательной сушки непрерывно поддерживают полосу сигаретной бумаги при помощи одной или нескольких сушильных сеток, непрерывно движущихся вокруг сушильных барабанов и транспортировочных валиков.
В соответствии с другим отличительным признаком изобретения, согласно способу, полосу сигаретной бумаги перемещают на всасывающем транспортировочном валике, расположенном между выходом шлихтовального пресса и первым сушильным барабаном секции окончательной сушки.
Другим объектом изобретения является новая сигаретная бумага, имеющая улучшенные механические характеристики, в частности, что касается значения ее удлинения при разрыве и ее показателя TEA, по сравнению с известной сигаретной бумагой.
2
Изобретение призвано также предложить сигаретную бумагу, которая имеет значение удлинения при разрыве не менее 2,0% и показатель TEA не менее 2,0 кН.м/м.
2
2
Изобретение призвано также предложить сигаретную бумагу, которая имеет значение удлинения при разрыве от 2,5% до 3,5% и показатель TEA от 2,5 кН.м/м до 3,0 кН.м/м.
Изобретение призвано также предложить сигаретную бумагу, которая имеет:
- пористость от 10 до 200 условных единиц CU,
2
- массу на квадратный метр от 12 до 45 г/м,
- и содержание минеральных наполнителей от 20 до 40%.
Изобретение призвано также предложить сушильную установку в линии производства сигаретной бумаги, позволяющую увеличить скорость движения сигаретной бумаги сверх семисот метров в минуту и даже до тысячи метров в минуту, гарантируя при этом изготовленной таким образом сигаретной бумаге сохранение всех механических характеристик для облегчения ее дальнейшего использования.
Установка сушки полосы сигаретной бумаги в секции сушки линии производства сигаретной бумаги подразделяется на секцию предварительной сушки, расположенную между выходом секции прессования и входом шлихтовального пресса, и на секцию окончательной сушки, расположенную между выходом шлихтовального пресса и входом секции намотки, причем эта секция сушки содержит сушильные барабаны, транспортировочные валики и по меньшей мере одну сушильную сетку. Эта секция сушки содержит:
- в секции предварительной сушки только первый ряд сушильных барабанов и транспортировочных валиков, которые образуют исключительно первый сушильный агрегат "UNORUN" и вокруг которых движется по меньшей мере одна сушильная сетка, непрерывно поддерживающая полосу сигаретной бумаги между выходом секции прессования и входом шлихтовального пресса;
- в секции окончательной сушки только второй ряд сушильных барабанов и транспортировочных валиков, которые образуют исключительно второй сушильный агрегат "UNORUN" и вокруг которых движется по меньшей мере одна сушильная сетка, непрерывно поддерживающая полосу сигаретной бумаги между выходом секции прессования и входом шлихтовального пресса.
Кроме того, установка для применения способа сушки в соответствии с изобретением может дополнительно содержать в комбинации по меньшей мере один и/или другой из следующих отличительных признаков:
- одна или несколько сушильных сеток движется(утся) вокруг соответственно первого ряда и второго ряда сушильных барабанов;
- всасывающий барабан установлен между выходом шлихтовального пресса и первым сушильным барабаном второго ряда;
- сушильные агрегаты "UNORUN" секции предварительной сушки и секции окончательной сушки установлены на сплошном полу;
- сушильные агрегаты "UNORUN" секции предварительной сушки и секции окончательной сушки состоят из групп сушильных барабанов, входящих в контакт поочередно с нижней стороной и с верхней стороной полосы сигаретной бумаги, при этом переходы бумажной полосы между группами сушильных барабанов обеспечивают 2 последовательных транспортировочных валика, чтобы непрерывно поддерживать полосу сигаретной бумаги во время ее движения.
Другие отличительные признаки будут более очевидны из нижеследующего описания вариантов осуществления изобретения, представленных в качеств неограничивающих примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи.
Н фиг. 1 показан пример осуществления сушильной установки, в которой только секция предварительной сушки образует сушильный агрегат "UNORUN", схематичный вид в разрезе;
на фиг. 2 показан другой пример осуществления сушильной установки, в которой секция предварительной сушки и секция окончательной сушки образуют соответственно сушильный агрегат "UNORUN", схематичный вид в разрезе;
на фиг. 3 показан другой пример осуществления сушильной установки, в которой секция окончательной сушки оборудована на входе транспортировочным валиком, схематичный вид в разрезе;
на фиг. 4 показан другой пример сушильной установки, в которой секция предварительной сушки содержит единый контур для сушильной сетки, схематичный вид в разрезе;
на фиг. 5 показан другой пример осуществления сушильной установки, в которой секция или секции "UNORUN" содержат сушильные группы, поочередно входящие в контакт с нижней и верхней сторонами листа для обеспечения симметричной сушки, схематичный вид в разрезе.
Как показано на чертежах, изобретение относится к конвейерному производству полосы 1 сигаретной бумаги. На фиг. 1 представлен первый пример осуществления секции 2 сушки этой полосы 1 сигаретной бумаги, входящей в состав не показанной, но известной бумагоделательной машины.
Обычно эта секция 2 сушки расположена между выходом секции прессования и входом шлихтовальной секции, причем описание этих секций прессования и шлихтования опускается, так как они хорошо известны специалисту и не являются объектами изобретения.
Эта секция 2 сушки содержит шлихтовальный пресс 3, обеспечивающий обработку полосы 1 сигаретной бумаги. Таким образом, секция 2 сушки подразделяется на секцию 4 предварительной сушки, расположенную между выходом секции прессования и входом шлихтовального пресса 3, и на секцию 5 окончательной сушки, расположенную между выходом шлихтовального пресса 3 и входом не показанной секции намотки.
Согласно изобретению, секция 4 предварительной сушки содержит исключительно сушильный агрегат "UNORUN" для обеспечения не менее 80% необходимой сушки полосы сигаретной бумаги. Сушильный агрегат "UNORUN" описан в документе US 2537129 или в документе US 4882854, к которым можно обратиться в связи с примерами осуществления, представленными на фиг. 2 и 3. Так, секция 4 предварительной сушки содержит первый ряд сушильных барабанов 6, транспортировочные валики 7 и по меньшей мере одну, а в примере, показанном на фиг. 1, несколько сушильных сеток 8, каждая из которых выполнена в виде бесконечной ленты, образующей контур сетки и проходящей между цилиндрами 9 контуров сетки.
Сушильные барабаны 6, транспортировочные валики 7 и сушильные сетки 8 более подробно не описаны, так как они хорошо известны специалисту и не являются объектами изобретения.
Как известно, каждая сушильная сетка 8 движется вокруг группы сушильных барабанов 6 и по меньшей мере одного транспортировочного валика 7 таким образом, что сушильная сетка 8 входит в контакт с полосой 1 сигаретной бумаги снаружи относительно сушильных барабанов 6 и внутри относительно транспортировочных валиков 7.
В примере, показанном на фиг. 1, сушильный агрегат "UNORUN" содержит в секции 4 предварительной сушки ряд из четырех групп сушильных барабанов, каждая из которых содержит сушильную сетку 8, и одну группу из двух сушильных барабанов 6. Разумеется, секция 4 предварительной сушки может содержать меньшее или большее число групп сушильных барабанов 6. Точно так же, можно предусмотреть использование групп сушильных барабанов с числом сушильных барабанов, которое может меняться от одного до более двух. В каждой группе сушильных барабанов, за исключением первой группы секции 4 предварительной сушки, число сушильных барабанов 6 равно числу транспортировочных валиков 7, которые установлены таким образом, чтобы два сушильных барабана 7 были разделены одним транспортировочным валиком 7. В первой группе секции 4 предварительной сушки входной валик не является транспортировочным валиком. Для этой первой группы, если число сушильных барабанов равно n, то число транспортировочных валиков равно n-1.
Таким образом, сушильный агрегат "UNORUN" содержит ряд групп соответствующих сушильных барабанов, чтобы непрерывно поддерживать полосу 1 сигаретной бумаги. Каждая группа сушильных барабанов содержит по меньшей мере один сушильный барабан 6 и по меньшей мере один транспортировочных ролик 7 для сушильной сетки, непрерывно поддерживающей полосу 1 сигаретной бумаги с наружной стороны указанной полосы, когда она проходит по каждому сушильному барабану 6, и с внутренней стороны указанной полосы, когда она проходит по транспортировочному валику 7.
Иначе говоря, каждая группа сушильных барабанов сушильного агрегата "UNORUN" содержит одну сушильную сетку, непрерывно поддерживающую полосу сигаретной бумаги и установленную таким образом, что все сушильные барабаны находятся снаружи контура сушильной сетки 8 и все транспортировочные валики 7 находятся внутри контура сушильной сетки 8.
Таким образом, полоса 1 сигаретной бумаги входит в прямой контакт со всеми сушильными барабанами 6 так, что оказывается между всеми сушильными барабанами 6 и сушильной сеткой, тогда как полоса 1 сигаретной бумаги входит в косвенный контакт с транспортировочными валиками, так как между транспортировочными валиками 7 и полосой 1 сигаретной бумаги находится сушильная сетка 8.
Необходимо учитывать, что сушильный агрегат "UNORUN" в секции 4 предварительной сушки при непрерывном поддержании полосы 1 сигаретной бумаги обеспечивает не менее 80% ее необходимой сушки и предпочтительно 100%, чтобы в достаточной мере ограничить вытягивание бумажной полосы, когда она еще может деформироваться по причине своей влажности (причина потери удлинения при разрыве и по показателю TEA).
Предпочтительно, как показано на фиг. 1, контуры сушильных сеток 8 расположены таким образом, чтобы проходить над сушильными барабанами 6. Благодаря этому, все составные элементы секции 4 предварительной сушки могут опираться непосредственно на сплошной пол S здания, в котором находится производственная линия, без необходимости оборудования подвала.
Как следует из вышесказанного, полоса 1 сигаретной бумаги непрерывно поддерживается на протяжении всей секции 4 предварительной сушки при помощи по меньшей мере одной сушильной сетки 8, движущейся вокруг всех сушильных барабанов 6 и транспортировочных валиков 4, образуя исключительно в этой секции предварительной сушки сушильный агрегат "UNORUN". Иначе говоря, секция 4 предварительной сушки содержит только или исключительно один сушильный агрегат "UNORUN", выполненный с возможностью обеспечения не менее 80% сушки полосы 1 сигаретной бумаги.
Применение исключительно сушильного агрегата "UNORUN" в секции предварительной сушки позволяет поддерживать полосу 1 сигаретной бумаги вдоль всего ее пути в секции 4 предварительной сушки, что позволяет уменьшить и даже исключить разрывы полосы и устранить отклонения скорости, называемые вытягиваниями, между сушильными барабанами 6. Таким образом, перемещение полосы 1 сигаретной бумаги происходит по существу с постоянной скоростью. Скорость движения считается по существу постоянной, если изменение скорости ниже или равно 0,1%.
Уменьшение вытягивания бумажной полосы, когда бумажная полоса еще является влажной, позволяет получать удлинения при растяжении и разрыве и показатели TEA (Tensile Energy Absorption), превышающие эти удлинения и показатели, достигаемые при помощи известного устройства.
2
Так, можно получить сигаретную бумагу со значением удлинения при разрыве не менее 2% и с показателем TEA не менее 2.0 кН.м/м. Показатель TEA (Tensile Energy Absorption) определяют согласно стандарту Т494 om-01 TAPPI, тогда как удлинение при разрыве определяют по величине "Stretch" согласно этому же стандарту.
В примере, представленном на фиг. 1, секция 5 окончательной сушки состоит из сушильных барабанов 6, расположенных в верхнем ряду и в нижнем ряду, между которыми движется бумажная полоса 1. Во время перемещения в этой секции 5 окончательной сушки бумажная полоса 1 поддерживается снаружи относительно каждого сушильного барабана 6 при помощи сушильных сеток 8, расположенных над и под сушильными барабанами.
На фиг. 2 представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения, в котором секция 5 окончательной сушки тоже содержит только второй ряд сушильных барабанов 6 и транспортировочные ролики 7, которые образуют исключительно второй сушильный агрегат "UNORUN" и вокруг которых движется по меньшей мере одна сушильная сетка 8, чтобы непрерывно поддерживать бумажную полосу в этой секции 5 окончательной сушки для получения не менее 80% необходимой сушки полосы сигаретной бумаги. Разумеется, этот второй сушильный агрегат "UNORUN" может быть выполнен любым соответствующим образом, как было указано выше для первого сушильного агрегата "UNORUN", с использованием системы 10 отклонения траектории листа 1.
Таким образом, сушильный агрегат "UNORUN" содержит ряд групп соответствующих сушильных барабанов, объединенных, чтобы непрерывно поддерживать полосу 1 сигаретной бумаги. Каждая группа сушильных барабанов содержит по меньшей мере один сушильный барабан 6 и по меньшей мере один транспортировочных ролик 7 для сушильной сетки, непрерывно поддерживающей полосу 1 сигаретной бумаги с наружной стороны указанной полосы, когда она проходит по каждому сушильному барабану 6, и с внутренней стороны указанной полосы, когда она проходит по транспортировочному валику 7. В каждой группе сушильных барабанов, за исключением первой группы секции 5 окончательной сушки, число сушильных барабанов 6 равно числу транспортировочных валиков 7, которые установлены таким образом, чтобы два сушильных барабана 6 были разделены одним транспортировочным валиком 7. В первой группе секции 5 окончательной сушки входной валик не является транспортировочным валиком. Для этой первой группы, если число сушильных барабанов равно n, то число транспортировочных валиков равно n-1.
Иначе говоря, каждая группа сушильных барабанов сушильного агрегата "UNORUN" содержит одну сушильную сетку, непрерывно поддерживающую полосу сигаретной бумаги и установленную таким образом, что все сушильные барабаны находятся снаружи контура сушильной сетки 8 и все транспортировочные валики 7 находятся внутри контура сушильной сетки 8.
Таким образом, полоса 1 сигаретной бумаги входит в прямой контакт со всеми сушильными барабанами 6 таким образом, что оказывается между всеми сушильными барабанами 6 и сушильной сеткой, тогда как полоса 1 сигаретной бумаги входит в косвенный контакт с транспортировочными валиками, так как между транспортировочными валиками 7 и полосой 1 сигаретной бумаги находится сушильная сетка 8.
Применение исключительно сушильного агрегата "UNORUN" в секции 5 окончательной сушки позволяет непрерывно поддерживать полосу 1 сигаретной бумаги вдоль всего ее пути в секции 5 окончательной сушки. Перемещение полосы 1 сигаретной бумаги происходит по существу с постоянной скоростью, что позволяет практически устранить отклонения скорости, называемые вытягиваниями, между различными сушильными барабанами.
Необходимо учитывать, что сушильный агрегат "UNORUN" в секции 5 окончательной сушки при непрерывном поддержании полосы 1 сигаретной бумаги обеспечивает не менее 80% ее необходимой сушки и предпочтительно 100%, чтобы в достаточной мере ограничить вытягивание бумажной полосы, когда она еще может деформироваться по причине своей влажности (причина потери удлинения при разрыве и по показателю TEA).
2
2
Как было указано выше, уменьшение вытягиваний, когда бумажная полоса еще является влажной, по всей секции сушки позволяет получить значения удлинения при разрыве и показатели TEA, превышающие эти значения для известных устройств. Применение секции 2 сушки, содержащей в секции 4 предварительной сушки исключительно сушильный агрегат "UNORUN" и в секции 5 окончательной сушки исключительно агрегат "UNORUN", как показано на фиг. 2, позволяет получить значение удлинения при разрыве от 2,5% до 3,5% и показатель TEA от 2.5 кН.м/м до 3.0 кН.м/м.
Таким образом, можно получить сигаретную бумагу, имеющую улучшенные механические характеристики, способствующие ее дальнейшему использованию.
2
2
Под сигаретной бумагой следует понимать бумагу, имеющую пористость от 10 до 200 условных единиц CU, массу на квадратный метр от 12 до 45 г/м и предпочтительно от 20 до 35 г/м, и содержание минеральных наполнителей от 20 до 40%, как правило, 30% карбоната кальция. Значения пористости, массы на квадратный метр и содержания наполнителей определяют соответственно по следующим методикам: Пористость: Стандарт ISO 2965 / Масса на квадратный метр: стандарт TAPPI Т410 / Содержание наполнителей: стандарт TAPPI Т413.
В примере, представленном на фиг. 2, в секции 5 окончательной сушки сушильные сетки 8 установлены таким образом, чтобы проходить над сушильными барабанами. Благодаря этому, составные элементы секции 4 предварительной сушки и секции 5 окончательной сушки могут опираться непосредственно на сплошной пол S, что позволяет избежать оборудования подвала по меньшей мере под секцией 2 сушки.
В предпочтительном примере осуществления, представленном на фиг. 3, секция окончательной сушки содержит на своем входе всасывающий транспортировочный цилиндр 15. Таким образом, всасывающий цилиндр 15 расположен между выходом шлихтовального пресса 3 и первым сушильным барабаном 6 секции 5 окончательной сушки. Использование всасывающего барабана 15 на выходе шлихтовального пресса тоже позволяет уменьшить вытягивание влажной бумажной полосы.
На фиг. 1-3 сушильный агрегат "UNORUN" секции 4 предварительной сушки содержит несколько сушильных сеток 8. На фиг. 4 показан вариант осуществления, в котором применяют только одну сушильную сетку 8. Согласно этому варианту осуществления, единая сушильная сетка 8 непрерывно поддерживает полосу 1 сигаретной бумаги по протяженности всей секции 4 предварительной сушки. Эта сушильная сетка 8 движется вокруг всех сушильных барабанов 6 и транспортировочных валиков 7. Такой монтаж обеспечивает постоянную скорость движения полосы 1 сигаретной бумаги во всей секции 4 предварительной сушки.
Следует отметить, что для второго сушильного агрегата "UNORUN", которым оборудована секция окончательной сушки, можно предусмотреть тоже только одну сушильную сетку 8. Этот вариант осуществления можно применить, когда сушильный агрегат "UNORUN" секции предварительной сушки содержит либо одну сушильную сетку 8, либо несколько сушильных сеток 8.
Согласно другому предпочтительному примеру осуществления, показанному на фиг. 5, сушильные агрегаты "UNORUN" секции 4 предварительной сушки и/или секции 5 окончательной сушки состоят из групп сушильных барабанов 6, поочередно входящих в контакт с нижней стороной и с верхней стороной полосы 1 сигаретной бумаги. Переходы бумажной полосы 1 между группами сушильных барабанов 6 обеспечиваются двумя последовательными транспортировочными валиками 7 для непрерывного поддержания полосы сигаретной бумаги на ее пути.
Группы сушильных барабанов 6, каждая из которых содержит один контур сетки 8, расположены таким образом, чтобы обеспечивать симметричную сушку полосы 1 сигаретной бумаги за счет чередующихся контактов с нижней стороной и с верхней стороной полосы 1 сигаретной бумаги. Переходы бумажной полосы 1 между группами сушильных барабанов 6 обеспечиваются двумя последовательными транспортировочными валиками 7 для непрерывного поддержания полосы сигаретной бумаги на ее пути. Это расположение позволяет контролировать степень образования складок (называемых также "curl") листа, определенную в стандарте ISO 14968. Такую конфигурацию можно применять только для секции 4 предварительной сушки или одновременно для секции 4 предварительной сушки и для секции 5 окончательной сушки.