用于纸品工业的具有改善夹紧强度的纸板芯及其制造方法

本发明涉及根据权利要求1的前序部分制造纸品工业用纸板芯的 方法，所述纸板芯有改善的夹紧强度和厚壁，壁厚H为10mm或以 上，内径为70mm以上。该芯用于缠绕/退绕速度至少约为200 m/min(3.3m/s)的条件下，本发明也涉及制造要求高夹紧强度的 相同尺寸的其它纸板芯的方法。本发明还涉及用这个方法制造的螺旋 缠绕的厚壁芯。

这里用于印刷和纸品改造工业的芯被称作纸品工业用芯。该芯是 厚壁，壁厚H至少为10mm，内径为70mm以上。

螺旋纸板芯通过缠绕、粘合、干燥等由多个纸板的叠合层组成。

在纸、薄膜、纺织工业中生产出的幅卷料通常被卷绕在芯上形成 卷筒。由纸板制成的芯，特别是螺旋芯是通过一层纸板在另一层纸板 的上面形成纸板胶合层并在专用螺旋机上螺旋缠绕它们而制成。构成 芯所需的纸板层的宽度、厚度、数量依所制造芯的尺寸和强度要求而 不同。一般地，层宽是50至250mm(特殊情况下约为500mm)，层厚约为 O.2至1.2mm，层数约为3至30(特殊情况下约为50)。纸板层的强度 根据芯的强度要求而变化。一般规则是，增大纸板层的强度也提高了 它的价格。一般说来，芯越强度高，其价格也越贵。

在纸品改造工业中，所用纸卷筒的重量，例如在印刷机中，是不 断增加的，这要求螺旋芯具有越来越高的强度和负载量。从600- 1800kg的新闻纸和高级纸张卷筒至约2400-5500kg的轮转凹版印刷品 卷筒，纸卷筒的重量变化显著。已制成的为试验目的的最大卷筒重约 6500kg。大纸卷筒的直径一般是1.24至最大1.26m。

印刷机一般用两种尺寸的芯。最常用的芯尺寸有76mm(3″)的内径 和13或15mm的壁厚。今天，最宽最快的印刷机，即那些有最重卷筒的 印刷机采用150mm(6″)的内径和通常13mm的壁厚的芯。

处理1.35mm直径之纸卷筒的印刷机正在设计中，估计甚至已出现 1.5m卷筒。当卷筒宽度增大至3.6m时，纸卷筒的重量将显著地增加至 6.5吨以上，甚至8.5以上。

如上所述，在芯内径是76mm(3″)时，用于印刷和纸品改造工业 的纸板芯的一般层宽约是120至150mm，76mm是最常用的内径，当芯 内径是150mm(6″)时，层宽可达至190mm。由于芯的几何形状，根据 芯直径，平均缠绕角α在从约15°至约35°的范围内。纸板芯的壁厚一 般约为10至20mm。下面在图3中表示出平均缠绕(提升)角的定义。

在缠绕芯上形成纸卷。这种缠绕芯几乎总是螺旋缠绕纸板芯。

在例如卷筒纸的无轴缠绕/退绕中特别强调一种好夹紧强度的要 求，其中，芯作为仅有的轴通过约50至250mm长的短夹具部分地或全 部地支承纸卷筒的重量。而且，夹具可能承受在印刷机中为自动调整 卷轴所需的加速皮带导致的压力。这些加速皮带可能在芯上产生甚至 高达1至2吨的额外应力。

当使用所谓中心卷绕机型的纵切卷绕机时，造纸厂在制造纸卷时 夹紧强度是基本的要求。

在无轴缠绕/退绕时，纸卷筒的重量通过夹具在芯中产生应力。 它们中最危险的是剪切应力和径向应力。

当相等重量的纸卷筒被支承时，根据芯壁强度和芯内径，这些应 力的形式和大小不同。可以计算出在芯壁内不同点的应力形式和发生 最大应力的地点。也可通过试验发现，例如采用根据欧州专利309123 的方法和设备。

如上所述，芯在使用中(例如在纸卷筒中)承受不同的应力。在 无轴缠绕/退绕中，芯作为仅有的轴通过短夹具部分地或全部地支承 纸卷筒的重量。在印刷机中为自动调整卷轴所需的加速皮带所产生的 压力可能叠加到重量中。

在这种情况下，芯变成承受多个应力，这些应力使芯变形，并可 能使它损坏。因为纸板芯是一种正交各向异性的材料，知道这些应力 是一高难的任务。

通过使用对本领域技术人员公知的先进的试验模型方法就可以 分析剪切、压缩或压扁和拉伸应力，以便发现不同应力出现的地方、 在实际应用中在芯壁的哪一深度存在应力以及它们的大小。分析结果 可用实验方法证实，例如用根据EP309123的试验方法和装置。通过用 根据EP309123的试验方法，就能够模拟在使用条件下芯的应力。通过 计算上要求的有限元方法也可模拟在使用条件下出现的这些应力。我 们已作了夹紧载荷的应力分析，其指示并由试验(通过用根据 EP309123的设备)证实：最大的z-方向应力几乎出现在芯壁的中间， 并稍微向着芯的内表面。这里z-方向指垂直于纸板层表面状态的方 向，即在成品芯的横断面中其为芯半径方向。

对着层的z-方向最大拉伸和剪切应力是径向的，并发生在芯壁中 间附近且稍稍向内。

我们已描述了我们的发明之起源的问题方面。回顾现有技术 US3,194,275。然而其中处理的问题是完全不同的，所提出的解决 方案也与我们的发明完全不同。随后将与本发明的更详细说明一起讨 论US3,194,275。本发明和US3,194,275所公开的方案之间的比较 指示出它们的问题、解决方案是相互不同的。

本发明的一个目的是提供一种制造纸品工业用的厚壁纸板芯的 改善的、更高效的方法，其中，壁厚是10mm以上，内径是70mm以上。

本发明的另一目的是提供一种增加‘纸品工业用厚壁纸板芯和要 求高夹紧强度的其它纸板芯’两者之夹紧强度的改进方法，同时提供 一种新型的具有更好使用性能的厚壁螺旋纸板芯。上述纸品工业用纸 板芯壁厚为10mm以上，内径为70mm以上。

本发明的再一目的是解决上述现在使用的厚壁纸板芯涉及的问 题，以提供一种满足由不断增加的(纸)卷筒重量所提出要求的，特 别是对芯的夹紧强度提出之要求的解决方案。

根据所附的权利要求之方案这些目的是可实现的。

如上所述，典型的壁厚-内径数据是例如15mm×76mm和 13mm×150mm。由于芯的几何形状，在最大芯上，例如13mm×300mm (10mm×300m)上由夹紧载荷产生的应力当然比在有较小直径的纸品 工业用芯上的应力要低。因而，例如13mm×300m芯的夹紧强度本身高 于具有小直径的芯的夹紧强度。这是因为，由于大内径，相对于轴的 支承面积就大。本发明不涉及壁厚小于10mm的纸板芯。纸品工业用芯 必须有一厚壁，即大于10mm，以便能用夹具(夹具延长部)夹住它们， 以便能在芯表面和支承滚筒之间形成一辊隙(nip)。特别地，实际 上卷绕机和纵切卷绕机的几何形状要求芯有一足够的壁厚，10mm或更 大。本发明的方案提高了不同直径的全部纸品工业用芯的生产率，但 是，关于它提高夹紧强度的优点对于小直径的纸品工业用芯更明显。 关于最常用的内径为3″(约76mm)的芯，一个改善的夹紧强度是最重 要的。对有6″(约150mm)内径的芯也获得了夹紧强度的显著改善。

根据本发明的方案对其它纸板芯的制造也是可用的，该纸板芯要 求高夹紧强度，有着与根据本发明用于印刷和纸品改造工业中的芯相 同的尺寸。

本发明可处理由裂纹破坏机理所引起的芯破坏。当在纸品工业中 发生芯破坏时，实际上这是最常见的机理。这里，芯的破坏发生在芯 壁内发现为最大应力的圆柱表面和/或其附近。因而，我们提出将在 圆柱表面和其附近范围内的芯层宽度和卷筒纸边长作为描述本发明 的特性。一般地，能够相对于内或外层作出相应的定义，通过选择芯 的结构尺寸并将每延米芯的层长或层宽定位在最大应力表面上而确 定上述内、外层的尺寸。

因此，根据本发明，一个必要的目的是：特别在芯之横截面的壁 方向即芯的z-方向具有最大应力的圆柱表面上，而且在芯壁的其它地 方存在尽可能少的将引起破坏的初始裂纹可能点。通过影响初始裂纹 的可能点，即减少它们的数量，就可能特别地影响芯之夹紧强度(分 层强度)，即提高它。

根据本发明的方案，为了提高纸品工业用厚壁纸板芯的夹紧强 度，例如利用下列发现。

采用窄层，在每延米芯上仅形成一小节距，由此，在芯的每长度 单位中在层之间就存在多个间隙。加宽的纸板层则减小每延米芯的间 隙长度。

本发明的基本思想是减小每延米芯的间隙长度，由此提供一种纸 品工业用芯，其有比以前少的每延米中层之卷筒纸边线，即每延米芯 中比以前有较少的初始裂纹可能点。

下面，参照附图更详细地描述根据本发明的提高纸品工业用纸板 芯之夹紧强度的方法以及由此方法制造的厚壁螺旋芯。

图1a是内径为150mm的现有技术芯的示意性侧视图；

图1b是第二种常用的内径为76mm的现有技术芯的示意性侧视 图；

图1c是根据本发明之芯的示意性侧视图；

图1d是根据本发明之第二种芯的示意性侧视图；

表1表示13mm×150mm的现有技术芯的一个理论上的制作方法；

图2表示在1m长的芯中作为中间层宽度之函数的中间层卷筒纸 (Web)边长；

图3表示平均缠绕角α的确定；

图4表示中间层卷筒纸边长对夹紧强度的影响；

图5表示纸板芯的层宽对芯压扁强度的影响，其采用与图4相同的 设计结构。

本发明的目的是提供一种厚壁纸品工业用芯的结构，它适于严格 的夹紧载荷条件，与现有技术的纸品工业用芯的结构相比，其每一延 米芯有着较短的间隙长度。这是由增大用于芯加工中的纸板层的宽度 而产生的。基于上面的发现，当减少每长度单位的间隙的数量，即发 生初始断裂的可能点的数量，就会增大芯的负载能力，换句话说，即 提高夹紧强度和承载能力。因而，根据本发明，将比以前宽的层板用 于具有一定内径的芯中。芯的内径和壁厚又影响所用层板的宽度等 级。

图1a是13mm×150mm的现有技术的芯的示意性侧视图。当层宽大约 是154mm时，在该芯中每米芯的中间层卷筒纸边长约为3340mm。图1b 是第二种常用的15mm×76mm的现有技术的芯的示意性侧视图。当层宽 大约是150mm时，在该芯的每米中间层卷筒纸边长约为1914mm。图1c 是根据本发明的13mm×150mm芯的示意性侧视图。当层宽大约是364mm 时，在该芯的每米中间层卷筒纸边长约为1410mm。如果根据本发明 使用15mm×76mm的芯，大约1410mm的中间层卷筒纸边长相当于约203mm 宽的中间层。图1d是根据本发明的13mm×150mm芯的示意性侧视图。当 层宽大约是445mm时，在该芯的每米中间层卷筒纸边长约为 1154mm。如果使用根据本发明15mm×76mm的芯，大约1152mm的中间层 卷筒纸边长相当于约249mm宽的中间层。

不同内径的纸品工业用芯在所附的权利要求书中用代表每个芯 尺寸的标准值作了说明。我们注意到要获得好的结果，即，增大夹紧 强度和芯生产率，条件是考虑所有相关的内容，即通过绕一心轴螺旋 地缠绕纸板层形成一管状来制造螺旋纸板芯，故每一延米纸板芯而言 在成品纸板芯的壁厚方向具有应力最大值的圆柱表面上和在包括壁 中间的纸板层所述圆柱表面附近适用下列关系：当内径为73mm至11 0mm时，Lmp＜1550mm，较好地是小于1450mm，最好小于1300mm；当内 径为111mm至144mm时，Lmp＜1900mm，较好地是小于1650mm，最好小于 1500mm；当内径为145mm至180mm时，Lmp＜2450mm，较好地是2200至 1450mm之间，最好小于1500mm，其中Lmp是在成品纸板芯壁内具有z- 方向应力最大值的圆柱表面上每一延米纸板芯的纸板层卷筒纸边 长。

而且，当纸板芯的内径是181至310mm时，考虑所有相关方面， 在1m长的纸板芯中，Lmp＜4500mm，较好地是小于3900mm，最好是3900 至1300mm之间，其中Lmp是在纸板芯壁内具有z-方向应力最大值的圆 柱表面上每一延米芯的纸板层卷筒纸边长，就会在增大夹紧强度和生 产率方面比以前得到更好的效果。

在成品纸板芯壁内的z-方向应力最大值位于靠近芯壁的中 间，并稍微向着芯的内表面。尽管在芯壁中具有z-方向应力最大值 的圆柱表面不是精确地位于壁的中间，但是结构条件和测量参数实际 上几乎是相同的。当承受最大应力值的纸板层已选定某一宽度时，周 围层，包括壁中间那层几乎具有相同的理论宽度，如表1所示。表1表 示对13×150mm芯之层宽的理论分析，该芯根据现有技术由25层构成， 每层的厚度是0.53mm。从内层1开始列出了层宽，外层宽度选定为 155mm。符号13×150mm指壁厚为13mm、内径为150mm的芯。表中采用下 列标记字母：t=层的序数，数字1指内层；svt=层t的壁厚；φt=层t 的外径；st=层t的层宽+其层内间隙；lengtht=每1米芯内层t的卷筒纸 边长。应力最大值大致位于10-11层，该处层+间隙的平均值为 153.837mm。芯壁的中间置于层13，此处层+间隙为154.066。如表中 所示，在应力最大点和芯壁的中间两处的层宽+间隙几乎是相等的。 在理论分析的基础上计算出在1米长芯中层t=10的结构层的卷筒纸边 长大约是3280.7mm，层t=11的结构层的卷筒纸边长大约是 3300.347mm，如表1所示。因实用的原因，每层不采用它自己的宽度， 仅选用几个层宽制作芯。例如，根据现有技术，13×150mm芯一般采 用两种不同宽度的层制成，即154mm和155mm。在这种情况下，基于理 论分析，在1m长的芯中芯壁中间结构层的卷筒纸边长是3340mm，如表 1所示。在应力最大处结构层的卷筒纸边长与芯壁中间结构层的卷筒 纸边长之差是50mm。也可以对内径为76mm的常用芯作相应地研究。

本发明的优点在螺旋纸板芯用于大纸卷筒重量和高缠绕和退绕 速度时更突出。根据本发明制作的纸板芯用于卷绕速度至少约为 200m/min(3.3m/s)的场合。根据本发明制作的纸板芯在缠绕/退绕速 度为800-900m/min和甚至高至约2500m/min时更有利。纸板层越宽， 每单位长度例如延米具有之可能的卷筒纸边缘就越少，这些地方能集 中初始裂纹。本发明的优点在与较大的纸卷重量和特别是内径为76mm 的较小芯结合时更突出。本发明对用于最宽和最快印刷机上芯之运行 性能提供了明显的改善(在上述印刷机中纸卷筒最重)，以使这样的 纸品工业用芯结构能满足由所设计的纸卷筒新尺寸提出的要求。设计 的印刷机将处理直径为1.35m纸卷筒，估计已提出直径达到1.5m的纸 卷筒。这样的印刷机的纸卷筒宽度将为3.6m之大，由此纸卷筒的重量 将显著地增加，可超过6.5吨，甚至到8.5吨。本发明为遭遇这些挑战的 芯结构提供了一个很好的、有利的结构。

下面描述根据本发明的一个优选方案。一螺旋纸板芯通过在具有 z-方向应力最大值的圆柱表面上和包括芯壁中间之纸板层的所述圆 柱表面附近采用下列数值的层宽制得，当纸板芯的内径是73mm至 110mm时，层宽至少是185mm，较好地是210mm以上，更好地是230mm 以上，当纸板芯的内径是111mm至144mm时，层宽至少是205mm，较好 地是210mm以上，更好地是230mm以上，当纸板芯的内径是145mm至 180mm时，层宽至少是210mm，较好地是250mm以上，更好地是350mm 至450mm，当纸板芯的内径是181mm至310mm时，层宽至少是220mm，较 好地是250mm以上，更好地是350mm至500mm，但至多为每个一定直径之 芯的最大层宽Lmax，其中，Lmax=(π)×(在特定点的芯直径)。

根据本发明，特别在纸品工业中，常用的3″和6″螺旋纸板芯通 过绕一心轴螺旋缠绕纸板层成管状而制得，由此，在每1m长的纸板 芯中，在成品纸板芯壁具有z-方向应力最大值的圆柱表面上和包括 芯壁中间之纸板层的所述圆柱表面附近适用下列关系：当内径约为 76mm(3″)时，Lmp＜1550mm，较好地是小于1400mm，更好地是小于 1300mm，当内径约为150mm(6″)时，Lmp＜2200mm，较好地是2000- 1500mm，更好地是小于1500mm，其中Lmp是就每1延米芯壁而言在纸板 芯壁中具有z-方向应力最大值的圆柱表面上纸板层的卷筒纸边长。

下列情况优先适用于这些3″和6″芯：一螺旋纸板芯通过在具有 z-方向应力最大值的圆柱表面上和包括芯壁中间之纸板层的所述圆 柱表面附近采用下列数值的层宽制得，当纸板芯的内径约是76mm(3 ″)时，层宽至少是185mm，较好地是210mm以上，更好地是210mm至 240mm，当纸板芯的内径是150mm(6″)时，层宽至少是230mm，较好地 是250mm以上，更好地是250mm至450mm，但至多为每个具有一定直径 之芯的最大层宽Lmax，其中，Lmax=(π)×(在特定点的芯直径)。

在成品纸板芯壁具有z-方向应力最大值的圆柱表面上和包括芯 壁中间之纸板层的所述圆柱表面附近，当层宽至少是200mm，较好地 是超过230mm，但小于每个具有一定直径之芯的最大层宽Lmax，其中， Lmax=(π)×(在特定点的芯直径)时，能得到好的效果。

用于纸品工业的纸板芯被用于缠绕速度或退绕速度至少约为 200m/min(3.3m/s)的场合。根据本发明的纸板芯在缠绕/退绕速度高 于约300m/min(5m/s)、一般约为800-900m/min、甚至高至约 2500m/min时是有利的。在这样的卷绕条件下，本发明的方案提供了 一具有改善夹紧强度的纸板芯，该芯是壁厚为10mm或以上，内径为 70mm以上。本发明的方案对改善具有相同尺寸且要求高夹紧强度的纸 板芯之夹紧强度也是有利的。

在本发明的方案中，在内径为70mm以上、壁厚为10mm以上的成品 纸板芯中，为了改善夹紧强度，在芯壁具有z-方向应力最大值的圆 柱表面上和包括芯壁中间之纸板层的所述圆柱表面附近，采用的层宽 优先至少是200mm，较好地是超过230mm，但小于每个一定直径之芯 的理论最大层宽Lmax，其中，Lmax=(π)×(在特定点的芯直径)。因 而，例如一种13×150mm之芯的中间层理论最大宽度是Lmax=(π)× (150mm+1×13mm)，约为512.0mm。相应地，13×300mm芯的中间层理 论最大宽度是Lmax=(π)×(300mm+1×13mm)，约为983.1mm。

相应地，15×76mm芯的中间层理论最大宽度是Lmax=(π)× (76mm+1×15mm)，约为285.8mm。优选地，例如，由于涉及实际制造 技术的原因，根据芯直径，纸板芯的中间层宽度是230mm至550mm。

本发明的优点当然突出在宽层方面。然而，由于涉及制造技术， 例如对于13×150mm芯毫无困难地选择这样一个便于制造的层宽是有 利的。本发明的优点即夹紧强度的增加在具有小直径的纸品工业用芯 上已经证实，而且对所有不同尺寸的纸品工业用芯，芯生产率都提 高。

对于具有一定内径的纸品工业用芯的制造，对特定的芯尺寸优选 采用尽可能宽的纸板层。层宽越宽，每时间单位将生产出越长的芯； 即芯生产率越高；但在另一方面，芯本身的制造工艺也越复杂。例如， 螺旋机要求工厂随层宽增大而有更大的空间。因而，用目前现用的螺 旋机不可能制造出如上所述的纸品工业用芯，故要求一专用的螺旋机 来代替。仅就宽层的处理而言，例如，用螺旋机处理延长层就随着层 宽增大变得更复杂。螺旋机的控制也变得更困难。涉及实际芯制作的 诸多因素会对增大层宽可能接近理论最大宽度的程度有影响。

最常用纸品工业用芯是内径为76mm(3″)的芯。一般地，一个这 样的芯具有宽度为约140至155mm的层(例如，内层宽140mm，外层宽 155mm，它们之间有合适的宽度梯度)。在最典型的现有技术 13×150mm(6″)芯中，所用的层之宽度约为150至155mm。另一方面，具 有最宽层宽约为190mm的13×150mm芯是已知的，在由155mm宽的层构成 的前一芯中，如上所述，在1m长芯的中间层之卷筒纸边长约为 3340mm，在由190mm宽的层构成的后一芯中，相应的中间层卷筒纸边 长约为2700mm。

图2说明三种类型的纸品工业用芯在1m长的芯中作为中间层宽度 之函数的中间层之卷筒纸边长，该三种类型是：15×76mm，13×150mm 和13×300mm。

根据本发明，考虑到实际芯加工，例如，对于13×150mm芯合适的 层宽约为375mm。用于相同类型芯之另一较好的结构层宽度例如约为 470mm。在专用的螺旋机上能仍很好地控制这两种宽度和处于它们之 间宽度的层。在1米长的13×150mm芯中宽为375mm的层之卷筒纸边长 是约1415mm，在1米长的相同尺寸的芯中宽为470mm的层之卷筒纸边 长是约1154mm。与上述一般现有技术的方案相比，根据本发明的两个 方案在缩短层的卷筒纸边长上带来了明显的改善，所以它们也显著地 减少了每一延米芯发生初始裂纹的可能点之数量。

当通过绕一心轴螺旋缠绕窄纸板层成管状而制造一螺旋纸板芯 时，就在芯结构中两相邻层之间形成一间隙。取决于工艺和操作者的 细致，纸板芯之两相邻层的间隙宽度约为0.2至2.0mm，甚至更大。当 芯承受与实际相同(即动态)的载荷时，两层之间的间隙是集中初始 裂纹的地方。变化载荷可通过试验模拟，例如，根据欧州专利309123； 具体地，在应力持续型载荷中，与一芯的载荷相似；一裂纹从初始裂 纹开始扩展。

在芯结构中初始裂纹越多，发生断裂的机会越多。初始裂纹更多 集中的地方，即在螺旋层之间的间隙越多，一扩展裂纹将越快地到达 另一初始裂纹；例如，一裂纹从同一层的相反边缘开始。在这种情况 下，层材将在结合点完全分裂，从而芯就发生分层。

在图3中给出了平均缠绕角的定义。平均缠绕角指位于横向于芯 轴的方向和纸板层的边缘之间的锐角。

图4和图5表示了作为中间层长度之函数的测试芯/1000mm的 夹紧强度和压扁强度，采用内径为50mm的模型结构。根据EP专利 309123的一方法导入了该夹紧强度的试验(垂直轴的“芯试验对照物 强度”表示了夹紧强度)。为了通过采用常用的螺旋机能在所要求的 层宽范围内变化，纸板芯的内径选为50mm。对其它的芯直径相同的操 作也是有效的，比如对于内径为76mm和150mm之常用于大纸卷筒的 芯。

图5表示中间层长度对芯之压扁强度的影响，该芯有与图4相同 的芯结构。

当层宽增大时，故平均缠绕角也增大，而芯之压扁强度降低，如 图5例子所示。随不同的纸板该降低情况不同。对于强取向的纸板， 类似例如根据US3,194,275专利(第3栏，第4-14行) 的纸板，其压扁强度比例如在本发明中采用的新式的相对方的纸板降 低得更多。这样的纸板已用于说明本发明的所有例子中，该纸板具有 约为1.6-2.5的取向系数(机器方向MD强度值与横向于机器方 向CD强度值之比)。相反，在本发明中我们不用强取向的纸板。

因层宽增大而导致的压扁强度之降低至少能部分地通过尽可能 地力争用纸板层的方形取向来补偿。这与US3,194,275的 教导完全相反。在根据US3,194,275的方案中，在第3栏 第4-14行中描述了在纸板中尽可能地争取最高的取向因数，换句 话说，尽可能争取将其作为强的机构方向。这是因为要通过采用尽可 能卷绕的螺旋芯来试图解决在US专利3,194,275中存在的 问题。在这种情况下，取向系数必须尽可能地高。相反，在本发明中 我们不用有强取向的纸板。

如以上所讨论，尽管压扁强度常用作芯的特定性能，如我们首先 估计和早已估计的那样，特别是关于承受重夹紧载荷的高强度芯或其 它芯之压扁强度的减小在实际条件下(=确切的动力载荷)不会有有 害的作用。US专利3,194,275设法找到解决涉及芯的压缩 和定向强度的问题(US3,194,275第1栏，第25-30 行和第59-61行)，当用长的例如粗毯状卷材时芯的压缩和定向 强度确实是必要的。如US3,194,275所述的芯一般被用来 处理宽大的产品，例如紧密的毡层，纤维，塑料或在马路或院子底部 为分开土块的挖掘工作中用的“棉麻织物"。这样宽大的粗毯状产品 根本不支承芯；相反，它们仅拉紧它，特别涉及定向强度。如上所述， 根据US3,194,275芯的应用不涉及夹紧载荷应力。这些产 品在很低的速度下被卷绕，一般约为10-75m/min。US专利3, 194,275提出了一方法，其中在芯的长度方向上由层板构成一 芯，即一盘旋缠绕管，其用一螺旋缠绕管代替，然而，该螺旋缠绕管 设法最大限度地模拟盘旋缠绕管。这个要求实现了，以致于所用的材 料是尽可能多地在机器方向取向的纸板层(第3栏，第4-14行)， 该材料被缠绕成螺旋芯，以致于最大限度地与盘旋缠绕管相似。这通 过用可能最大的平均缠绕角来实现(如本发明所定义的那样，与图3 比较，US专利3,194,275定义了平均缠绕角，但它与本发 明的平均缠绕角为互补)。

本发明也基于这样的发现，即由于在纸品工业用芯的实际载荷中 出现变化的载荷，在估计这样的承受重夹紧载荷的纸板芯和其它纸板 芯的强度和利弊时，最必需和最重要的方面不是芯的压扁强度，而是 夹紧强度。如果其它因素，即所用的壁厚，内径，和层宽不变，即芯 的结构不变，仅层的材料改变时，芯的压扁强度可用于示意地表示夹 紧强度。当描述纸板芯的利弊时，压扁强度一般用作主要标准，如果 考虑上述相同的限制，它也大致适合于描述纸板芯的利弊。这一比 较，即通过一静态可测的特性来描述动态可测的纸板芯特性是可能 的；但是仅在芯结构和以上相同的其它参数保持不变、而原材料改变 的时侯，它才是可能的。然而结果仅是示意性的，因为静态测量特性 决不能直接地给出实际上在与芯应力条件相同的动态应力条件下发 生什么情况。

根据本发明的方案提供了把夹紧强度作为利弊性之重要标准的 所有芯之强度的改进方案。当纸板层变宽时，因芯直径不变平均缠绕 角增大。当纸板层比从前的宽时，间隙的数量，即在1延米成品芯中 每长度单位之初始裂纹的可能点数较小。由此，生产率、夹紧强度、 承载能力将增大。其也能降低芯制造成本。早先，芯上间隙的变弱作 用必须用比本发明的方案所需要的更强的纸板来补偿。另一方面，通 过每时间单位较高的芯生产率也能得到经济的优点。

作为优选，纸板芯壁厚的1/5或以上是由这样的纸板层构成 的，该纸板层优先通过采用压干方法制成，例如，所谓的Condebelt 方法。

以上已经通过最佳实施例对本发明进行了描述。当然，但它决不 打算限制本发明，在由所附权利要求书限定的本发明的范围内，本领 域的技术人员是很容易想到许多替换和选择尺寸及变型例。