JP2003013388A

JP2003013388A - カレンダ用ベルト

Info

Publication number: JP2003013388A
Application number: JP2001195847A
Authority: JP
Inventors: Norio Sakuma; 則夫佐久間; Yasuhiro Tsutsumi; 康裕堤; Kazumasa Watanabe; 一正渡辺
Original assignee: Ichikawa Woolen Textile Co Ltd
Current assignee: Ichikawa Woolen Textile Co Ltd
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-15
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: JP4524055B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで、耐熱性と耐久性に優れたカレン
ダ用ベルトを提供すること。【解決手段】カレンダ用ベルト１０は、幅方向両端部
に位置する左右部分２０，２０と、中央に位置する主体
部３０からなり、左右部分２０，２０は主体部３０より
耐熱性の高い高分子弾性材料により、主体部３０は左右
部分２０，２０より耐久性の高い高分子弾性材料によ
り、それぞれ構成されている。カレンダ工程において、
カレンダローラＣＲの熱は紙Ｗによって遮断されるの
で、カレンダ用ベルト１０の主体部３０には伝達されな
い。また、紙Ｗの載置されていない左右部分２０，２０
が直接カレンダローラＣＲに接触しても、この部分は耐
熱性に優れているため、熱によって劣化しにくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製紙工程のカレン
ダ装置に使用されるカレンダ用ベルトの技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】紙の製造工程では、紙原料を抄紙機で抄
造し、圧搾・乾燥させた後、圧延機の一種であるカレン
ダ装置を使用してカレンダ処理が行なわれる。カレンダ
処理は、紙の表面を平滑にして艶を与えるとともに、紙
の厚さ、及び密度を一定にすることを目的としており、
紙の品質を向上させるためには欠かすことができない。
例えば、紙の表面が平滑でなく凹凸が残っていたり、厚
さが部分的に異なっていたりすると、見た目が悪いだけ
でなく印刷時に斑ができてしまうことがある。また、表
面が平滑であっても密度が一様でない紙は、インクの吸
収率が部分的に異なるため、印刷性能が劣る。

【０００３】カレンダ装置は、表面が平滑な加圧手段に
よって紙を加圧することによって紙の表面を平滑にする
装置であり、従来から、加圧手段として一対のスチール
製ローラを使用するマシンカレンダや、スチール製ロー
ラと弾性カバーを有するローラとにより構成された加圧
手段が多段に設けられたスーパーカレンダ等が知られて
いる。

【０００４】マシンカレンダによると、一対のローラが
両方ともスチール製であるため、ローラ間に構成される
加圧部において、圧力を逃がすことができない。また、
マシンカレンダでは、一対のローラが線接触しているた
め、紙には局所的に線状の大きな圧力が加えられること
になる。このような装置で凹凸を有する紙をカレンダ処
理すると、凸部には大きな圧力が加えられて高密度に圧
縮される一方、凹部には圧力があまり加えられずに低密
度になってしまい、紙全体の密度を一様にすることがで
きないという問題がある。

【０００５】一方、スーパーカレンダによると、弾性カ
バーによって２つのローラの接触面積が大きくされてい
るため（両ローラは面で接触するため）、紙は均一に加
圧されるとともに、弾性カバーが弾性変形することによ
って過剰な圧力が逃がされるので、凹凸を有する紙であ
っても部分的に大きな圧力が加えられることはない。し
かし、スーパーカレンダでは、使用中に弾性カバーと弾
性カバーが設けられたローラとの間に熱が蓄積され、熱
によって弾性カバーが劣化してローラから剥離してしま
うという問題がある。

【０００６】上記の問題を解決するため、無端状で弾性
を有するカレンダ用ベルトを使用したカレンダ装置があ
る。このようなカレンダ装置について、便宜的に図５を
使用して説明する。図５（ａ）は、カレンダローラＣＲ
とプレスローラＰＲによって加圧部を構成したもの、図
５（ｂ）は、カレンダローラＣＲとシューＳによって加
圧部を構成したものであり、両者とも、加圧部に無端状
のカレンダ用ベルト１００、及びカレンダ処理をする紙
Ｗが挟持されている。紙Ｗと接触するカレンダローラＣ
Ｒは、表面が平滑にされ、加熱装置（図示せず。）によ
って約１００℃〜２００℃に加熱されている。

【０００７】抄紙後の凹凸を有する紙Ｗが、図５（ａ）
及び図５（ｂ）のカレンダ装置の加圧部を通過すると、
紙Ｗの表面はカレンダローラＣＲに押付けられ、熱と圧
力によって平滑にされるが、紙Ｗの裏面は、紙Ｗの凹凸
にある程度追従して弾性変形するカレンダ用ベルト１０
０に接触しているため、表面ほど平滑にされない。従っ
て、これらのカレンダ装置によると、凹凸を有する紙Ｗ
であっても、その表面を十分に平滑にすることができ、
且つ、紙Ｗの密度が部分的に著しく異なるようなことが
ない。そして、カレンダ用ベルト１００は長尺であり、
加圧部で発生した熱は効率よく放熱されるため、耐久性
に優れているという利点がある。

【０００８】図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すカレンダ
装置に使用されるカレンダ用ベルト１００としては、紙
Ｗと接触する面（ウエブ側面ＷＰ）に柔軟性があるこ
と、及びプレスローラＰＲやシューＳと接触する面（プ
レス側面ＭＰ）に耐久性、及び耐摩耗性を具えているこ
とが必要である。

【０００９】そのため、特表平１０−５０１８５２号公
報に開示されたカレンダ用ベルトのように、ウエブ側の
層を比較的柔軟な高分子弾性材料で、プレス側の層を比
較的硬い高分子弾性材料でそれぞれ作製したものや、特
開昭６０−８８１９３号公報に開示されたカレンダ用ベ
ルトのように、紙側の層を構成する高分子弾性材料に気
泡を混入させて柔軟性を向上させようとするものがあ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、主に高分子弾
性材料からなる上記構成のカレンダ用ベルト１００は耐
熱性を具えていないため、カレンダローラＣＲに接触す
る部分が熱によって劣化してしまうという問題を有す
る。すなわち、カレンダローラＣＲの熱は紙Ｗで遮断さ
れるため、紙Ｗの裏面にあるカレンダ用ベルト１００に
は伝達されないが、通常、カレンダ用ベルト１００の幅
は紙Ｗの幅よりも広くされているため、加圧部におい
て、カレンダ用ベルト１００の両端部は高温のカレンダ
ローラＣＲに直接接触してしまうことになる。その結
果、カレンダ用ベルト１００の両端部において、熱によ
る劣化、及び熱に起因する歪みによりクラックが発生し
たり摩耗が早められたりするという問題がある。

【００１１】カレンダ用ベルト１００の耐熱性を向上さ
せるため、耐熱性樹脂を使用することも考えられるが、
耐熱性樹脂は一般に耐久性に劣るため、プレス側面ＷＰ
がすぐに摩耗してしまうという問題がある。なお、耐熱
性、及び耐久性の両方に優れている高分子弾性材料とし
て、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン、ふっ素樹
脂）等があることが知られているが、ＰＴＦＥのように
高価な高分子弾性材料で長尺のカレンダ用ベルト１００
を製造することは、コストの面から現実的でない。

【００１２】以上のように、従来のカレンダ用ベルト１
００は、低コストで、耐久性、耐摩耗性、及び耐熱性の
全てを両立させることができなかった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、プレス手段と
加熱されたカレンダローラによって加圧部が構成された
製紙用カレンダ装置に使用される無端状のカレンダ用ベ
ルトにおいて、幅方向両端部に位置する左右部分と、幅
方向中央部分に位置する主体部とからなり、前記左右部
分は、前記主体部と比較して耐熱性が高い高分子弾性材
料からなり、前記主体部は、前記左右部分と比較して耐
久性が高い高分子弾性材料からなることを特徴とするカ
レンダ用ベルトによって、前記の課題を解決した。

【００１４】

【作用】本発明のカレンダ用ベルトででは、左右部分は
主体部より耐熱性が高いため、左右端部が高温に加熱さ
れたカレンダローラに接触しても熱によって劣化しにく
く、また、主体部は左右部分より耐久性が高いため、プ
レス手段によって繰返し加圧されても摩耗しにくい。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明のカレンダ用ベルトについ
て、図５（ａ）のカレンダ装置に使用されている状態に
おいて説明する。なお、図１は、本発明のカレンダ用ベ
ルト１０が使用された図５（ａ）のカレンダ装置の斜視
図である。本発明のカレンダ用ベルト１０は、従来のも
のと同様に、全体として高分子弾性材料からなり、紙Ｗ
と接触するウエブ側面ＷＰと、プレスローラＰＲと接触
するプレス側面ＭＰを具えたものであり、カレンダ装置
のカレンダローラＣＲとプレスローラＰＲの間に挟持さ
れ、ウエブ側面ＷＰに紙Ｗが載置されて使用される。

【００１６】図２、及び後述する図３は、図１の２−２
線断面図であり、本発明のカレンダ用ベルト１０の概要
を示す。図２に示すように、本発明のカレンダ用ベルト
１０は、幅方向両端部に位置する左右部分２０，２０
と、中央に位置する主体部３０の３つの区分からなり、
左右部分２０，２０は、耐熱性の高い高分子弾性材料か
らなり、主体部３０は耐久性に優れた高分子弾性材料か
らなる。主体部３０の幅は、カレンダ処理をする紙Ｗの
幅と同程度である。

【００１７】左右部分２０，２０を構成する耐熱性に優
れた高分子弾性材料としては、フッ素系樹脂であるＰＴ
ＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラ
フルオロエチレン／ヘキサフルオロエチレン共重合
体）、ＥＴＦＥ（エチレン／テトラフルオロエチレン共
重合体）や、耐熱性を具えたゴム系の原料であるＡＭＣ
（アクリルゴム）、ＥＡＲ（エチレンアクリルゴム）、
ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、フッ素ゴ
ム、シリコーンゴム、ＣＭ（塩素化ポリエチレンゴ
ム）、ＣＳＭ（クロロスルホン化ポリエチレンゴム）、
ＩＩＲ（ブチルゴム）等がある。主体部３０を構成する
耐久性に優れた高分子弾性材料としては、ゴム、エラス
トマー等が使用できるが、ポリウレタン（硬度８０°〜
９５°）が好適である。

【００１８】図２（ａ）に示すように、カレンダ処理を
する紙Ｗは、通常、本発明のカレンダ用ベルト１０の主
体部３０上に載置される。加圧部において、カレンダロ
ーラＣＲとプレスローラＰＲで加圧されると、カレンダ
ローラＣＲの熱は紙Ｗによって遮断されてカレンダ用ベ
ルト１０へは伝達されにくい。そのため、紙Ｗが載置さ
れたカレンダ用ベルト１０の主体部３０には、この部分
が劣化するような高温の熱が加えられることはない。一
方、両ローラＣＲ，ＰＲによって加圧され、紙Ｗが載置
されていない左右部分２０，２０は高温のカレンダロー
ラＣＲに接触するが、左右部分２０，２０は耐熱性に優
れた高分子弾性材料からなるため、熱による影響を受け
にくい。

【００１９】なお、図２（ｂ）に示すように、カレンダ
処理をする紙Ｗが主体部３０から多少ずれていても、紙
Ｗによって主体部３０の大部分が覆われていればよい。
すなわち、紙Ｗの端部が左右部分２０，２０と主体部３
０の境界付近にあるように紙Ｗを配置すれば、主体部３
０はカレンダローラＣＲの熱による影響を受けることが
ない。

【００２０】上記構成の本発明のカレンダ用ベルトによ
ると、耐熱性に優れた高価な高分子弾性材料は、左右部
分にのみ使用すればよいので、コストを低減することが
できる。また、主体部は耐久性に優れた高分子弾性材料
からなるので、プレスローラに接触しても摩耗しにく
い。

【００２１】通常、カレンダ用ベルトの幅方向左右の端
部は、ベルトに掛けられた圧力が開放される箇所であ
り、また、カレンダ装置への取付けの際に、機械部品等
にぶつかったりすることもあるため、他の部分より強度
が高いことが要求される。そこで、図３に示すカレンダ
用ベルト１０２のように、幅方向の左右端部に強度の高
い高分子弾性材料からなる強端部４０を設けておくと、
耐久性がさらに向上する。

【００２２】なお、カレンダ用ベルト１０，１０２の左
右部分２０，２０と主体部３０の境界部分は、図２では
直線で示してあるが、双方の材料が混じり合っているこ
ともある。

【００２３】次に、図２に示す本発明のカレンダ用ベル
ト１０の構成、及び製造方法について、さらに詳細に説
明する。図４は、本発明のカレンダ用ベルト１０におけ
る主体部３０の断面図である。図４に示すように、主体
部３０は、基体部３２と樹脂部３４からなる。基体部３
２は、経糸と緯糸で構成された織布、経糸と緯糸とを重
ね合わせたもの、細長い布をスパイラル状に巻回したも
の等からなり、カレンダ用ベルトとして必要な強度を発
現させるためのものである。主体部３０としては、図４
（ａ）のように基体部３２の表裏面に、高分子弾性材料
からなる樹脂部３４，３４を構成したもの（勿論、基体
部３２にも、高分子弾性材料は含浸させられる。）、図
４（ｂ）のように基体部３２内に高分子弾性材料を含浸
させるとともに、一方の側（紙当接側）だけに高分子弾
性材料を積層して樹脂部３４を構成したもの、及び図４
（ｃ）のように基材部３２の一部（紙当接側）のみに高
分子弾性材料を含浸させて同じ側（紙当接側）に高分子
弾性材料を積層して樹脂部３４，３４を構成し、機械当
接側は基材部３２だけとしたもの等がある。なお、図４
（ａ）のように、基体部３２の表裏面に高分子弾性材料
の層が配置されたベルトを製造する方法には２つある。
１つは、基体部３２に高分子弾性材料を含浸させ、さら
に積層・硬化させて一方の高分子弾性材料層を形成し、
その後、表裏反転させて反対側に高分子弾性材料を塗
布、積層・硬化させて、反対側の高分子弾性材料層を形
成するという方法である。他の方法は、表裏反転させな
い方法であり、基体部３２に高分子弾性材料を含浸さ
せ、基体部３２を通過させて反対側に一方の側の層を形
成した後、さらに高分子弾性材料を基体部３２の上に積
層させ、他方の側の層を形成するという方法である。

【００２４】主体部３０を構成するには、主体部３０に
対応する基体部３２に高分子弾性材料を含浸させ、その
上にさらに高分子弾性材料を塗布・積層し、その高分子
弾性材料が硬化しないうちに、主体部３０の幅方向左右
端部の左右部分２０，２０に対応する基体部３２に耐熱
性の優れた高分子弾性材料を含浸させ、同様に、その上
にさらに高分子弾性材料を塗布・積層し、その後、全体
を加熱して各高分子弾性材料を硬化させると、左右部分
２０，２０と主体部３０が一体化した本発明のカレンダ
用ベルト１０が得られる。左右部分２０，２０と主体部
３０の境界部分は、互いの材料が混合してＩＰＮ（イン
ター・ペネトレーション・ネットワーク）が形成され、
両材料が強固に結合される。特に、主体部３０の高分子
弾性材料が流動性を有している状態で、左右端部に耐熱
性を有する高分子弾性材料を塗布すると、左右部分２
０，２０と主体部３０の境界部分における結合は、より
強固になる。なお、左右部分２０，２０、主体部３０の
製造方法は、特に上記の方法に限定されるものではな
く、様々な製造方法を選択することができるのは勿論で
ある。

【００２５】次に、本発明のカレンダ用ベルト１０の具
体的な実施例について説明する。実施例１として、主体
部にポリウレタン、左右部分にＰＴＦＥを使用して、幅
５００ｍｍのカレンダ用ベルトを作製した。このカレン
ダ用ベルトの左右部分の幅は、それぞれ１５０ｍｍ、主
体部の幅は２００ｍｍである。実施例２のカレンダ用ベ
ルトは、実施例１と同一の構成で、左右部分の幅をそれ
ぞれ１００ｍｍ、主体部の幅を３００ｍｍにしたもので
ある。次に、実施例３として、主体部にポリウレタン、
左右部分にシリコーンゴムを使用して、幅５００ｍｍの
カレンダ用ベルトを作製した。このカレンダ用ベルト左
右部分の幅はそれぞれ１００ｍｍ、主体部の幅は３００
ｍｍである。実施例４のカレンダ用ベルトは、実施例３
と同一の構成で、左右部分の幅をそれぞれ８０ｍｍ、主
体部の幅を３４０ｍｍにしたものである。さらに、実施
例５として、主体部にポリウレタン、左右部分にふっ素
ゴムを使用して、幅５００ｍｍのカレンダ用ベルトを作
製した。このカレンダ用ベルトの左右部分の幅はそれぞ
れ５０ｍｍ、主体部の幅は４００ｍｍである。なお、比
較例として、ポリウレタンからなる幅５００ｍｍのカレ
ンダ用ベルトを作製した。

【００２６】上記の実施例、及び比較例の各カレンダ用
ベルトの耐久性を調べるため、図６に示す引張試験装置
を用いて耐久試験を行なった。図６の引張試験装置は、
送りローラＤＲ、加熱ローラＨＲ、及び支持ローラＳＲ
からなり、送りローラＤＲと支持ローラＳＲの間に無端
状のカレンダ用ベルト１０を掛け回し、送りローラＤＲ
の上部に加熱ローラＨＲを配置して加圧部を構成したも
のである。この引張試験装置に巻回されたカレンダ用ベ
ルト１０には、送りローラＤＲと支持ローラＳＲによっ
て引張力が掛けられ、また、加熱ローラＨＲと送りロー
ラＤＲによって加圧される。各ローラＤＲ、ＨＲ、ＳＲ
の幅は５００ｍｍである。また、加熱ローラＨＲの両端
部から１００ｍｍより内側の部分には、断熱材ＨＲ１が
被覆されている。この断熱材ＨＲ１は、実際のカレンダ
装置における紙と同等の機能をさせるためのものであ
る。

【００２７】耐久試験１として、引張力１０００ｋｇｆ
／５００ｍｍ、プレス圧力１ｋｇｆ／ｃｍ²、加熱ロー
ラ温度１５０℃、又は３００℃の条件下で、１００時間
走行させた状態を調べた。また、耐久試験２として、引
張力１０００ｋｇｆ／５００ｍｍ、加熱ローラ温度２０
０℃の条件下で、プレス圧力を１０ｋｇｆ／ｃｍ²、５
０ｋｇｆ／ｃｍ²、１００ｋｇｆ／ｃｍ²に変化させ、カ
レンダ用ベルトにクラックが発生したり剥離したりする
までの走行時間を測定した。これらの試験結果を図７に
示す。

【００２８】図７から、本発明のカレンダ用ベルト１０
は、従来のカレンダ用ベルトと比較して、全体的に耐久
性に優れていることがわかる。特に、左右部分２０，２
０の幅が８０ｃｍ以上あると、左右部分２０，２０と主
体部３０の境界部分においてクラックが生じることもな
く、さらに耐久性が向上していることが分かる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、低コストで、耐久性と
耐熱性に優れがカレンダ用ベルトを提供することができ
るという効果を奏する。

【００３０】また、請求項２に記載したように、左右部
分の端部に強端部を設けておくと、カレンダ装置への取
付時等に、カレンダ用ベルトの端部が機械部品等にぶつ
かっても、端部が傷付いたり劣化したりすることがない
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカレンダ用ベルトを使用したカレン
ダ装置の斜視図。

【図２】図１の２−２線断面図であり、図２（ａ）は
主体部上に紙が載置されている状態、図２（ｂ）は主体
部からずれた位置に紙が載置されている状態の図。

【図３】両端に強端部を具えた本発明のカレンダ用ベ
ルトを使用している状態を示し、図１の２−２線断面に
相当する断面図。

【図４】本発明のカレンダ用ベルトにおける主体部に
ついて説明するための図であり、図４（ａ）は基体部の
表裏面に高分子弾性材料からなる層を形成したもの、図
４（ｂ）は基体部全体と紙当接側だけに高分子弾性材料
を配置したもの、図４（ｃ）は基材部の一部と紙当接側
だけに高分子弾性材料を配置したものの断面図。

【図５】本発明のカレンダ用ベルトが使用されるカレ
ンダ装置を示し、図５（ａ）は、カレンダローラとプレ
スローラによって加圧部を構成したもの、図５（ｂ）
は、カレンダローラとシューによって加圧部を構成した
ものの概要図。

【図６】本発明のカレンダ用ベルトの耐久性を調べる
ための引張試験装置の斜視図。

【図７】図６の引張試験装置による試験結果を示す
図。

【符号の説明】

１０，１０２：カレンダ用ベルト２０：左右部分３０：主体部３２：基体部３４：樹脂部４０：強端部ＣＲ：カレンダローラＰＲ：プレスローラ（プレス手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺一正東京都文京区本郷二丁目14番15号市川毛織株式会社内Ｆターム(参考） 4L055 CF41 CF50 CH02 FA22 FA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プレス手段と加熱されたカレンダローラ
によって加圧部が構成された製紙用カレンダ装置に使用
される無端状のカレンダ用ベルトにおいて、幅方向両端部に位置する左右部分と、幅方向中央部分に
位置する主体部とからなり、前記左右部分は、前記主体部と比較して耐熱性が高い高
分子弾性材料からなり、前記主体部は、前記左右部分と比較して耐久性が高い高
分子弾性材料からなることを特徴とする、カレンダ用ベルト。
【請求項２】前記左右部分の幅方向両端部に、前記左
右部分と比較して耐久性が高い高分子弾性材料からなる
強端部が設けられている、請求項１のカレンダ用ベル
ト。