JP2005290564A

JP2005290564A - ソフトカレンダー装置

Info

Publication number: JP2005290564A
Application number: JP2004102381A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Morishita; 総一郎森下
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP3845422B2

Abstract

【課題】加熱手段を内蔵した金属ロールの温度プロファイルを外部装置にて精度良くコントロールでき、かつ金属ロールを移動させる場合に外部装置との干渉を無くし、調整作業時や保守点検時の作業工数を低減することができるソフトカレンダー装置を提供する。【解決手段】内部加熱装置を内蔵した金属ロール３と弾性ロール４とを対向配置したロール対２Ａ、２Ｂを備え、各ロール対２Ａ、２Ｂは何れか一方のロール３又は４を移動させて他方のロール４又は３に向けて加圧可能に構成したソフトカレンダー装置において、何れか若しくは全てのロール対２Ａ、２Ｂにおける金属ロール３の外周面に向けてロール軸方向に分割制御可能にエアを吹き付けるエア吹き付け装置１９を設け、かつ固定された弾性ロール４に対して金属ロール３を圧接させるロール対２Ｂでは金属ロール３を揺動アーム１１に装着して移動可能に構成するとともにその揺動アーム１１にエア吹き付け装置１９を設置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱手段を内蔵した金属ロールと弾性ロールとを対向配置したロール対を備えたソフトカレンダー装置に関するものである。

抄紙機による抄造時に、オンマシンで塗工及び高温ソフトカレンダー処理を行うことにより、抄造後に別途にカレンダー処理を行うことなく、生産性良く嵩高性及び光沢性に優れた塗工紙を得ること、及びその際に金属ロール内部にコイルとコアから成る誘導コイルを組み込んで電磁誘導発熱原理で加熱するようにし、さらに補助的に外部加熱または外部冷却を併用すること、及びその外部加熱装置として金属ロールの外周面に対向させてロール軸方向に分割制御可能な電磁誘導方式の外部加熱装置を配置したり、高温に加熱したジェット気流を噴射する方式の外部加熱装置を配置したり、外部冷却装置として細かな霧を噴射して気化熱で冷却する外部冷却装置を配置したりすることで、金属ロールの軸方向の温度プロファイルを精度良く制御し、紙厚や光沢プロファイルに優れた塗工紙を得ることは知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−６１６９１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたソフトカレンダー装置では、金属ロールの外周面に対向して配設される外部加熱装置は、金属ロールにおける弾性ロールの圧接部とは直径方向反対側で、金属ロールの外周面との間に適当な間隔をあけて対向するように設置されている。また、上記特許文献１には開示されていないが、外部冷却装置を配設する場合も同様に設置されるものと考えられる。そのため、調整作業時や保守・点検作業時に金属ロールを移動させて金属ロールと弾性ロールを加圧・分離させようとすると、外部加熱装置や外部冷却装置と干渉することになり、上記作業の度に外部加熱装置や外部冷却装置を取り外す必要があり、作業後には調整作業を含めて再び設置し直す必要があるため、大変な作業工数を必要とし、抄紙機の稼働率の低下を来すという問題があった。

また、上記外部冷却装置では、霧の気化熱を利用するものであるため、温度プロファイルの繊細で精度の良いコントロールが困難であるという問題もある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、加熱手段を内蔵した金属ロールの温度プロファイルを外部装置にて精度良くコントロールでき、かつ金属ロールを移動させる場合に外部装置との干渉を無くし、調整作業時や保守点検時の作業工数を低減することができるソフトカレンダー装置を提供することを課題とする。

本発明のソフトカレンダー装置は、加熱手段を内蔵した金属ロールと弾性ロールとを対向配置したロール対を１又は複数備え、各ロール対は何れか一方のロールを移動させて他方のロールに向けて加圧可能に構成したソフトカレンダー装置において、何れか若しくは全てのロール対における金属ロールの外周面に向けてロール軸方向に分割制御可能にエアを吹き付けるエア吹き付け装置を設け、かつ固定された弾性ロールに対して金属ロールを圧接させるロール対では金属ロールを揺動アームに装着して移動可能に構成するとともにその揺動アームにエア吹き付け装置を設置したものである。

この構成によると、内蔵した加熱手段にてほぼ均一に加熱された金属ロールの外周面に向けて低温もしくは高温のエアを吹き付けかつその吹き付けをロール軸方向に分割制御することにより、金属ロールの外周面のロール軸方向の温度プロファイルを繊細に精度良くコントロールすることができる。また、揺動アームに金属ロールを装着しかつその揺動アームにエア吹き付け装置を設置しているので、調整作業時や保守点検作業時に揺動アームを揺動させることでエア吹き付け装置と干渉することなく金属ロールを移動させることができ、エア吹き付け装置を取り外すことなく、調整作業や保守点検作業を行うことができるので作業工数を低減することができ、保守点検等に伴う抄紙機の稼働停止時間を短縮して稼働率を向上することができる。

また、固定された金属ロールに対して揺動アームに装着された弾性ロールを加圧させるロール対では、金属ロールの軸芯位置よりも金属ロールと弾性ロールの圧接部に近い位置にエア吹き付け装置を設置することで、調整作業時や保守点検作業時にエア吹き付け装置と干渉することなく金属ロールを移動若しくは取り外すことができ、エア吹き付け装置を取り外すことなく、調整作業や保守点検作業を行うことができるので作業工数を低減することができ、保守点検等に伴う抄紙機の稼働停止時間を短縮して稼働率を向上することができる。

また、加熱手段を内蔵した金属ロールと弾性ロールとを対向配置したロール対を１又は複数備え、各ロール対は何れか一方のロールを移動させて他方のロールに向けて加圧可能に構成したソフトカレンダー装置において、何れか若しくは全てのロール対における金属ロールの外周面に向けてロール軸方向に分割制御可能にエアを吹き付けるエア吹き付け装置を設け、かつ金属ロールの軸芯位置よりも金属ロールと弾性ロールの圧接部に近い位置にエア吹き付け装置を設置しても、同様の効果を奏する。

また、エア吹き付け装置は、吹き付けエアの温度を調整する温調手段を備えると、温度プロファイルを一層繊細かつ高精度にコントロールすることができる。

本発明によれば、金属ロールの外周面に向けてロール軸方向に分割制御してエアを吹き付けることにより金属ロールの外周面のロール軸方向の温度プロファイルを繊細に精度良くコントロールすることができ、また揺動アームに金属ロールを装着しかつその揺動アームにエア吹き付け装置を設置したので、調整作業時や保守点検作業時に揺動アームを揺動させることでエア吹き付け装置を取り外すことなく金属ロールを移動させることができ、調整や保守点検時の作業工数を低減して抄紙機の稼働率を向上することができる。

以下、本発明のソフトカレンダー装置の一実施形態について、図１、図２を参照して説明する。

図１において、１は、金属ロール３と弾性ロール４の組み合わせから成る２段（２ニップ）のロール対２Ａ、２Ｂを配設したソフトカレンダー装置である。通紙経路Ｐの上手側のロール対２Ａでは、金属ロール３が通紙経路Ｐの上部に固定して設置され、弾性ロール４が通紙経路Ｐの下部から金属ロール３に向けて圧接させるように移動可能に配設されている。一方、通紙Ｐの下手側のロール対２Ｂでは、弾性ロール４が通紙経路Ｐの上部に固定して設置され、金属ロール３が通紙経路Ｐの下部から弾性ロール４に向けて圧接させるように移動可能に配設されている。

５は、ソフトカレンダー装置１の支持フレームで、その通紙経路Ｐの上手側の側部における上部には、ロール対２Ａの金属ロール３を支持する支承ブロック６が装着固定され、下部には、弾性ロール４を先端部に装着した揺動アーム７が支軸８回りに上下揺動自在に装着され、かつその先端部と支持フレーム５の基端部との間にシリンダ装置９が介装され、揺動アーム７を介して弾性ロール４を上下移動可能及び弾性ロール４を金属ロール３に向けて所定の加圧力で加圧可能に構成されている。

支持フレーム５の通紙経路Ｐの下手側の側部における上部には、ロール対２Ｂの弾性ロール４を支持する支承ブロック１０が装着固定され、下部には、金属ロール３を先端部に装着した揺動アーム１１が支軸１２回りに上下揺動自在に装着され、かつその先端部と支持フレーム５の基端部との間にシリンダ装置１３が介装され、揺動アーム１１を介して金属ロール３を上下移動可能及び金属ロール３を弾性ロール４に向けて所定の加圧力で加圧可能に構成されている。

１４、１５、１６は、ロール対２Ａの上手側と下手側、及びロール対２Ｂの上手側でそれぞれ通紙経路Ｐを規制するために配設されたガイドローラである。また、ロール対２Ａ、２Ｂの各々の金属ロール３と弾性ロール４の周囲には、ロール外周面に付着した付着物を掻き取るドクターブレード１７が適宜に配設されている。また、これらの金属ロール３と弾性ロール４の外周面に向けて冷却風を吹き付けて急速に冷却させる冷却ノズル１８が適宜に配設され、メンテナンス時に速やかに作業にとりかかれるように成されている。

そして、ロール対２Ａにおいては、固定の金属ロール３の軸芯位置よりも金属ロール３と弾性ロール４の圧接部に近い位置で、金属ロール３の外周面に対向させてロール軸方向に分割制御可能なエア吹き付け装置１９が配設されている。また、ロール対２Ｂにおいては、金属ロール３が装着されている揺動アーム１１に対して、エア吹き付け装置１９が金属ロール３の外周面に対向するように設置されている。

金属ロール３は、図２に示すように、ロール軸方向に分割制御可能な電磁誘導方式の内部加熱装置２１を内蔵している。即ち、金属ロール３の外周部の回転駆動可能なシェル２０の内部の非回転部に、鉄心２２を設けるとともにその周囲に誘導コイル２３を設け、交流電源２４から誘導コイル２３に交流電流を流すことで、誘導コイル２３に磁束を発生させ、外側のシェル２０の内側に誘導電流を誘起させ、その抵抗熱によってシェル２０を自己発熱させるように構成されている。誘導コイル２３は、ロール軸方向に複数に分割され、シェル２０に設けた温度センサ２５からの温度信号に基づいて対応する誘導コイル２３に流す電流を制御することで、シェル２０のロール軸方向の、特に表面の温度制御を高精度に行えるように構成されている。

また、シェル２０の内部には、ロール軸方向に延びるジャケット路２６を周方向に間隔をおいて多数（例えば、数１０本〜９０本程度）設けてこれらを相互に連通させ、その内部に熱媒体を封入することで、シェル２０の自己発熱による熱を吸収し、その熱をシェル２０の表面の全面に均一に伝達させるように構成されている。

エア吹き付け装置１９は、金属ロール３のほぼ全長にわたって延びる細長いボックス形状に構成され、全長にわたる圧力室２７と、ロール軸方向に例えば２５〜４５ｃｍ毎に分割形成された温度調節室２８とを備えている。圧力室２７と温度調節室２８とは複数の連通口２９にて連通され、温度調節室２８の金属ロール３の外周面に数ｍｍ〜数ｃｍ程度の適当な間隔をあけて対向する面板には多数の噴出口３０がマトリックス状に配設されている。

圧力室２７には、フィルタ３１を通して取り入れた外気がファン３２にてダンパー３３を介して導入され、圧力室２７の圧力を任意に調整して噴出口３０から噴出するエア量を任意に調整できるように構成されている。また、温度調節室２８内には加熱若しくは冷却手段を内蔵した熱交換器３４が配設され、温調手段３５にて加熱若しくは冷却手段を作動させて噴出口３０から噴出するエアの温度を任意に調整できるように構成されている。

弾性ロール４は、耐熱性に優れた変性ウレタン系、エポキシ系、ポリエーテル系等のプラスチックから成り、その硬度はショアＤ硬度で８５〜９７、特に８５〜９４程度が望ましい。また、金属ロール３と弾性ロール４のニップ圧としては、１２５〜３５０ＫＮ／ｍ程度に設定調整される。

以上の構成によれば、金属ロール３に内蔵した電磁誘導方式の内部加熱装置２１によって金属ロール３の表面温度を２３０〜５００℃、好適には２５０〜３８０℃、特に望ましくは３００〜３８０℃の範囲の所定温度に加熱することができ、特にジャケット路２６との併用によりロール軸方向により均一に加熱することができる。

しかし、金属ロール３の表面温度をこのように高温化するのに伴って、金属ロール３のシェル２０に厚み方向の応力が発生し、ロールプロファイルが崩れ勝ちとなって紙厚プロファイルの制御性が低下する。また、内部加熱装置２１のみによる加熱では、温度応答性が悪く、それを原因としてロール軸方向の温度応答性が悪化し、温度制御性が悪化することで歩留り低下の原因にもなる。

このような問題に対して、ロール軸方向に分割制御可能なエア吹き付け装置１９を金属ロール３の外周面に対向して配設し、金属ロール３の外周面に向けて冷却エア若しくは加熱エアを吹き付けて温度制御するようにしているので、金属ロール３をそのロール軸方向に所望の温度プロファイルが得られるように高精度かつ微細にコントロールすることができる。

かくして、金属ロール３の表面温度を２３０〜５００℃の範囲内の所定温度に精度良く、かつロール軸方向にも所定の温度プロファイルを有するように温度制御することができる。その結果、１５００ｍ／分を超えるような高速操業下においても、１２５〜３５０ＫＮ／ｍ程度の低ニップ圧で、ソフトカレンダー処理を行うことができ、オンマシンのソフトカレンダー装置１にて嵩高性と光沢性を有する塗工紙を製造することができる。

しかも、固定された金属ロール３に対して揺動アーム７に装着された弾性ロール４を加圧させるロール対２Ａでは、金属ロール３の軸芯位置よりも金属ロール３と弾性ロール４の圧接部に近い位置にエア吹き付け装置１９を設置しているので、調整作業時や保守点検作業時にエア吹き付け装置１９と干渉することなく金属ロール３を移動若しくは取り外すことができ、エア吹き付け装置１９を取り外すことなく、調整作業や保守点検作業を行うことができるので作業工数を低減することができ、保守点検等に伴う抄紙機の稼働停止時間を短縮して稼働率を向上することができる。

また、ロール対２Ｂにおいては、揺動アーム１１に金属ロール３を装着しかつその揺動アーム１１にエア吹き付け装置１９を設置しているので、調整作業時や保守点検作業時に揺動アーム１１を揺動させることでエア吹き付け装置１９と干渉することなく金属ロール３を移動させることができる。よって、エア吹き付け装置１９を取り外すことなく、調整作業や保守点検作業を行うことができ、したがって作業工数を低減することができ、保守点検等に伴う抄紙機の稼働停止時間を短縮して稼働率を向上することができる。

また、加圧調整のために揺動アーム１１を揺動させて金属ロール３を移動させても金属ロール３とエア吹き付け装置１９の相対的な位置関係は不変であるため、エア吹き付け装置１９の位置調整作業が不要であるため、作業性良く加圧調整を行うことができる。

本発明のソフトカレンダー装置は、揺動アーム１１に金属ロール３を装着しかつその揺動アーム１１にエア吹き付け装置１９を設置しているので、調整作業や保守点検作業時に揺動アーム１１を揺動させることでエア吹き付け装置１９を取り外すことなく金属ロール３を移動させることができ、調整作業や保守点検作業の作業工数を低減できるので、各種抄紙機においてオンマシンで配設されるソフトカレンダー装置に有用である。

本発明の一実施形態のソフトカレンダー装置の概略構成を示す縦断正面図である。同実施形態の金属ロールにおける内部加熱装置及びエア吹き付け装置の概略構成を示す横断面図である。

符号の説明

１ソフトカレンダー装置
２Ａロール対
２Ｂロール対
３金属ロール
４弾性ロール
７揺動アーム
１１揺動アーム
１９エア吹き付け装置
２１内部加熱装置

Claims

加熱手段を内蔵した金属ロールと弾性ロールとを対向配置したロール対を１又は複数備え、各ロール対は何れか一方のロールを移動させて他方のロールに向けて加圧可能に構成したソフトカレンダー装置において、何れか若しくは全てのロール対における金属ロールの外周面に向けてロール軸方向に分割制御可能にエアを吹き付けるエア吹き付け装置を設け、かつ固定された弾性ロールに対して金属ロールを圧接させるロール対では金属ロールを揺動アームに装着して移動可能に構成するとともにその揺動アームにエア吹き付け装置を設置したことを特徴とするソフトカレンダー装置。
固定された金属ロールに対して揺動アームに装着された弾性ロールを加圧させるロール対では、金属ロールの軸芯位置よりも金属ロールと弾性ロールの圧接部に近い位置にエア吹き付け装置を設置したことを特徴とする請求項１記載のソフトカレンダー装置。
加熱手段を内蔵した金属ロールと弾性ロールとを対向配置したロール対を１又は複数備え、各ロール対は何れか一方のロールを移動させて他方のロールに向けて加圧可能に構成したソフトカレンダー装置において、何れか若しくは全てのロール対における金属ロールの外周面に向けてロール軸方向に分割制御可能にエアを吹き付けるエア吹き付け装置を設け、かつ金属ロールの軸芯位置よりも金属ロールと弾性ロールの圧接部に近い位置にエア吹き付け装置を設置したことを特徴とするソフトカレンダー装置。
エア吹き付け装置は、吹き付けエアの温度を調整する温調手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のソフトカレンダー装置。