JP2011094286A - ニップを開放する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトカレンダにおいてニップの迅速開放動作を、ベルトを損傷することなくベルトに優しく行うことができる方法を提供する。
【解決手段】ニップ３が、少なくとも２つのガイドローラ１１，１２，１３に巻き掛けられて循環するベルト４と対向ローラ５とによって形成され、ベルト４が５°よりも大きな巻掛け角にわたって、対向ローラ５の周面に密着しており、繊維ウェブ２がニップの前におけるセンサ６を用いて、亀裂又は折れに関して監視され、亀裂又は折れの発生時にはセンサ６が制御装置７を介して信号を切離し装置８に送る形式の、繊維ウェブ２を処理するニップ３を開放する方法において、切離し装置８が離反動作中に少なくとも１つのガイドローラ１１を、モータによって０.９秒以内にベルトの引張り応力を維持しながら、ベルト４が離反動作後に対向ローラ５から間隔を有するように、移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、繊維ウェブを処理するニップを開放する方法であって、ニップが、少なくとも２つのガイドローラに巻き掛けられて循環するベルトと対向ローラとによって形成され、ベルトが５°よりも大きな巻掛け角にわたって、対向ローラの周面に密着しており、繊維ウェブがニップの前におけるセンサを用いて、亀裂又は折れに関して監視され、亀裂又は折れの発生時にはセンサが制御装置を介して信号を切離し装置に送る形式の方法に関する。

本発明はさらに、繊維ウェブを処理するために働くニップを開放する装置であって、ニップが、少なくとも２つのガイドローラに巻き掛けられて循環するベルトと対向ローラとによって形成されており、ベルトが５°よりも大きな巻掛け角にわたって、対向ローラの周面に密着している形式のものに関する。

ニップは、循環する２つの処理面の間における接触面であって、両処理面の間において繊維ウェブを処理することができる。以下においては本発明を説明するために、間において紙ウェブ又は板紙ウェブがカレンダ仕上げもしくは艶出しされるカレンダニップについて述べる。通常、接触面のうちの１つは、比較的軟らかい表面を備えており、他の処理面は、極めて平滑でかつ加熱可能な硬い処理面によって形成される。ニップはウェブ走行方向において極めて種々異なった長さを有することができる。これは例えばカレンダの形式と、どのような圧力下で処理面が互いに押し付けられるかに依存している。処理面が軟らかいプラスチック層を備えている場合には、第２の加熱される処理面が、プラスチック層と直に接触しないように、そして常に両処理面の間に、放出された熱を運び去る紙ウェブが存在するように、注意が払われねばならない。つまりウェブが裂けた場合には、例えば両方の処理面を迅速に互いに離反させるようにしなくてはならない。

しかしながらまたウェブに折れもしくは皺が存在する場合にも、迅速開放動作が行われ、さもないと、弾性的な表面がマーキングされてしまうことがある。表面におけるこのようなマーキングは、紙ウェブ又は板紙ウェブに繰り返し押し込まれてしまい、このようなウェブは売り物にならなくなってしまう。

以下においては先行技術について述べる。ＥＰ１１７６２５２Ｂ１に開示された第１の公知の構成は、通常比較的短いニップ長さを有しているローラカレンダに関する。この先行技術文献には、少なくとも１つの別のローラと共にニップを形成している下側のローラを、障害発生時に液圧シリンダを介して迅速に下降させることができる、ということが開示されている。この公知の構成では、下降動作は巧妙に制動され、これによってローラの急激な着地、及びこれに関連した振動を回避できるようになっている。

このような液圧シリンダは、例えばライトバリアが繊維ウェブにおける亀裂を確認した場合に、作動させられる。

長いニップを備えたカレンダ、業界において知られているシューカレンダのためには、ＷＯ０２／０４０７７１Ａ１に別の迅速開放動作が記載されている。

極めて長いニップを備えた最新のカレンダは、ベルトカレンダである。このベルトカレンダでは、紙ウェブ又は板紙ウェブは循環するベルトを用いて、大きな巻掛け角にわたって、加熱された対向ローラに押し付けられる。この場合ベルトはベルト引張り応力下に保たれるので、湾曲部の合力に基づいてウェブに対する接触圧も生ぜしめられる。ベルトがプラスチック製の場合には、このようなベルトカレンダにおいても、ウェブに亀裂が存在する場合にはベルトの過熱するおそれがある。それに対してベルトが金属から、つまり通常薄い鋼薄板から成っている場合には、折れもしくは皺が存在する場合にウェブが損傷するおそれが極めて大きい。ウェブはこのようなカレンダでは回転する対向ローラと、当て付けられていて循環するベルトとによって、間に引き込まれるので、ベルトが損傷するおそれはさらに高まる。

ＥＰ１１７６２５２Ｂ１ ＷＯ０２／０４０７７１Ａ１

ゆえに本発明の課題は、ベルトカレンダにおいてニップの迅速開放動作を、ベルトを損傷することなくベルトに優しく行うことができる方法及び装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明の方法では、切離し装置が離反動作中に少なくとも１つのガイドローラを、モータによって０.９秒以内にベルトの引張り応力を維持しながら、ベルトが離反動作後に対向ローラから間隔を有するように、移動させるようにした。

上記において「モータによって」というのは、電気式、液圧式又は空気圧式に回転運動又は往復動によってローラを移動させることができる、可能なすべての駆動装置の協力を意味する。場合によってはこのような複数の駆動装置が必要なこともある。０.９秒という時間は、約１０００〜２０００ｍ／分の今日のウェブ速度において、容認可能な値であり、このような値では一方では、ウェブにおける亀裂又は折れもしくは皺を検出する、業界において知られているセンサを、カレンダの前の適宜な領域に配置することができ、かつ他方では、ウェブにおける欠陥箇所が制御装置及びモータ式の切離し装置に達する前に、該制御装置及び切離し装置に、カレンダニップを分離するのに十分な時間が残っている。ウェブは対向ローラの外周部に少なくとも５°にわたって巻き掛けられており、これによってベルト応力に基づく力が、十分に大きな圧着圧を生ぜしめることができる。

ベルト及び対向ローラが例えば、対向ローラの持上げによって互いに離されるようになっていると、ベルトにはもはや必要なベルト引張り応力が加えられず、ベルトははためいてしまう。その結果として生じる危険は極めて大きい。つまり薄い金属薄板から成っているベルトの亀裂が、人間及び機械に大きな危険を及ぼすおそれがある。本発明によって、このような危険を排除する方法が見出された。本発明の方法では、ベルトガイドローラのうちの少なくとも１つのガイドローラを移動させて、ベルトの引張り応力を保つようにした。離反動作中に短時間ベルト応力が０に低下しても、ベルト応力が離反動作の直後に、なおガイドローラが回転している場合、再び形成されると、これによって危険な状態の発生しないことが判明した。

ベルトを、離反動作中又は離反動作直後に緊張エレメントを用いて緊張させると、有利である。このような緊張エレメントを使用することは、ベルト応力つまりベルトの緊張状態を得るための簡単な方法である。

緊張エレメントがベルトの引張り応力を離反動作時に少なくともほぼ一定に保つと、有利である。対向ローラの切離しと対向ローラに対する巻掛けの減少とによって生ぜしめられるベルト引張り応力損失は、この場合緊張エレメントによって補償される。

本発明によるニップの開放動作によって、特にプラスチック部分を備えたベルトが使用されている場合でも、対向ローラを、１３０℃を上回る表面温度に加熱することが、可能であり、かつ有利である。これによって、カレンダ仕上げもしくは艶出し後におけるウェブ品質が高められる。

切離し装置が１つのガイドローラを、円弧状の経路に沿って対向ローラから離反運動させると、有利である。つまりガイドローラは、旋回可能なレバーに支承されていることができ、このようになっていると、ガイドローラ支承部がリニアガイドである場合に比べて、離反動作時に極めて僅かな摩擦損失しか生じない。

次に前記課題を解決するための装置について述べると、前記課題を解決するために本発明による装置の構成では、冒頭に述べた形式の、繊維ウェブを処理するために働くニップを開放する装置において、少なくとも１つのガイドローラが切離し装置を介して移動可能に支承されているようにした。このような構成によって得られる利点は、上において方法の発明において記載したのと同じである。

緊張エレメントがローラを有していると、有利である。引張り応力を形成するためにベルトに対して作用するローラは、ベルト速度と同じ周速度で回転する。これによって接触摩擦、ひいては摩耗が回避される。

装置を簡単化するために、１つのガイドローラがベルトを緊張させるために設けられていると、つまりガイドローラのうちの１つがベルトを緊張させるために働くと、付加的な緊張ローラを省くことができる。この場合ガイドローラは可動に支承され、かつ力発生装置によって負荷可能に構成されねばならないが、この構成によって、構造空間もしくは所要スペースを著しく節減することができる。

対向ローラが位置固定に支承されていると有利である。通常、しばしば加熱可能である対向ローラは、ベルトカレンダにおいて最大かつ最重量のローラである。ニップを開放するためにこのようなローラを移動させることは、たとえその移動距離が短くても、大きなエネルギを消費することになる。対向ローラのローラ軸線が位置固定であると、対向ローラへの加熱媒体の供給路を位置固定に設置することができ、チューブ結合部におけるようなシールの問題がほとんど生じなくなる。

すべてのガイドローラがいかなる運転条件下においても、ベルトとウェブの厚さの和よりも大きな間隔を対向ローラに対して有していると、有利である。このように構成されていると、ガイドローラから対向ローラに対して接触圧が加えられることはなくなる。そしてガイドローラのうちの１つだけが切離しのために対向ローラから離反運動させられると、ベルトは迅速に対向ローラと接触しなくなる。

切離し装置がサーボモータを有していると、有利である。このようなモータを用いて、ガイドローラの運動を所望のように制御することができる。この場合モータというのは、電気式、液圧式及び空気圧式の調節機構のことである。モータとして例えば単純な液圧シリンダが選択されると、例えばＥＰ１１７６２５２Ｂ１に開示されているように、ピストンの制動された運動制御を実現することができる。

また、少なくとも１つのガイドローラが、レバーに支承されていて回転軸線を中心にして旋回可能であると、有利である。このように構成されていることによって得られる利点は、既に方法の発明に関連して述べた。さらに、前記回転軸線が第２のガイドローラの軸線であると、特に有利である。このように構成されていると、第２のガイドローラの支承部を節約して、既存の軸線、つまり１つのベルトガイドローラの軸線を、回転軸線として使用することができる。これにより、空間及び材料を節減することができる。

さらにまた、制御装置が設けられていて、該制御装置が、センサを介して検出された、走行する繊維ウェブのエラーに基づいて、切離し装置を作動させるようになっていると、有利である。このように構成されていると、ニップの開放を自動的に行うことができる。

運転状態においてニップを開放する装置を備えたカレンダを示す概略図である。 運転状態においてニップを開放する装置の別の実施形態を示す概略図である。 図２に示された装置を開放状態において示す概略図である。

次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１に示されたベルトカレンダ１は、主として、３つのガイドローラ１１，１２，１３に巻き掛けられて循環するベルト４から成っており、このベルト４は５°を上回る巻掛け角（巻掛け角＞５°）にわたって対向ローラ５と接触している。ベルトは例えば図示されていない形式で、対向ローラ５もしくは繊維ウェブ２の周速度が得られるまで、３つのガイドローラ１１，１２，１３のうちの１つを介して駆動される。実地においてこのようなベルトは１０ｍまでの幅を有することができる。繊維ウェブ２は、ベルト４と対向ローラ５との間においてニップ３を貫通走行する。ニップ３はつまり、ベルト４と対向ローラ５との間におけるコンタクトゾーンであり、このコンタクトゾーンはウェブ走行方向において繊維ウェブ形式に応じて、１００〜１０００ｍｍの値を有することができる。

対向ローラ５は図示されていない形式で、１３０℃を上回る表面温度に加熱されて、位置固定に支承されている。加熱のためには伝熱流体が適しており、この伝熱流体は、ローラ内部を通して導かれるか、又は外部の加熱装置を通して導かれ、この外部の加熱装置は誘導式あるいは容量式に又は高温空気吹き付けによって働く。図示の実施形態では、付加ローラ１８によって得られる付加ニップ１９が、対向ローラ５のところに形成され、この付加ニップ１９は、本発明とは直接的な関係がないが、カレンダに大きな艶出しポテンシャル（Satinagepotenzial）を与える。

すべてのベルトガイドローラ１１，１２，１３は、ハウジング１７内に収容されている１つの共通のフレーム２０に支承されている。ガイドローラ１１，１２，１３の直径は４００〜１０００ｍｍの値を有している。ガイドローラ１１とガイドローラ１２との間においてベルト４に対向ローラ５が進入していることによって、ベルト４にはベルト引張り応力が加えられる。この場合ガイドローラ１１及びガイドローラ１２がそれぞれ対向ローラ５に対して有している間隔は、ベルト厚さとウェブ厚さとの和よりも大きい。フレーム２０にはサーボモータ９が係合作用し、このサーボモータ９はガイドローラ１１，１３を、同時にガイドローラ１２の軸線でもある回転軸線１６を中心にして回転させることができる。フレーム２０の一部であるレバー１５はつまり、ガイドローラ１１が円弧に沿って対向ローラ５から離反運動できるようにするために働く。これによってベルト４もまた対向ローラ５から持ち上がるもしくは離れる。

このような運動は、センサ６が繊維ウェブ２においてエラーを確認した場合に、センサ６によって開始される。このようなエラーは例えば繊維ウェブ２における亀裂や折れもしくは皺である。センサ６から信号（破線参照）は制御装置７に送られ、この制御装置７によってサーボモータ９の運動が惹起される。この運動によりガイドローラ１１は対向ローラ５から離反旋回させられ、この際にベルト４は、繊維ウェブ２におけるエラー箇所が認識された後、遅くとも０.９秒後に、対向ローラ５に対してもはや接触しなくなる。

緊張エレメント１０は特別な利点を提供する。つまりこの緊張エレメント１０は、対応ベルト５を中心にしたベルト４の失われた円弧を補償するために働き、これによりベルト４は引張り応力を維持することができる。緊張エレメント１０は主として圧力発生器２１と、ベルトの内面を押圧するローラ１４とから成っている。図１の実施形態では、ローラ１４はガイドローラ１１と同一である。図２には択一的に別体のローラ１４が示されており、このローラ１４は圧力発生器２１とレバー装置２２とを介してベルトを押圧することができ、これによって離反動作時又は離反動作直後にベルトの引張り応力を形成することができる。圧力発生器２１は両実施形態において液圧シリンダである。この液圧シリンダはポジション調整されて及び／又は圧力調整されて制御される。液圧シリンダ内には終端位置緩衝装置（図示せず）が設けられている。応力形成のために適宜な装置としては、液圧シリンダの他に、スピンドル、リニア駆動装置、空気圧シリンダ、重量負荷による緊張装置又はこれに類したものが挙げられる。

本発明をさらに説明するために図３には、ニップ３が開放された状態でカレンダ１が示されている。図３から明らかなように、ベルト４は対応ベルトともはや接触していないが、この場合においても、緊張エレメント１０を用いて緊張させられている。

ベルト４は有利にはプラスチック、例えばＰＵ、ＰＥＥＫ、ＰＦＤ、テフロン、ゴム、並び、ガラス、アラミド又は金属織布製の繊維を備えた混合物から成っている。ベルトはまた金属製の薄い下側層を備えたプラスチックから製造されていることができる。ベルトのための別の材料は、金属又は、プラスチック製の下側層を備えた金属である。後者の場合、ベルトは付加的に加熱可能である。そのために例えば図示されていない形式で、ガイドローラは加熱されることができ、又はベルトは誘導加熱されることができる。有利にはベルトは、１.０μｍ未満の表面粗さを有しており、特に有利には０.５μｍ未満の表面粗さを有している。ベルトは０.５〜１０ｍｍ、有利には０.８〜５ｍｍの厚さを有している。

本発明の基本思想を逸脱することなしに、図示以外の種々様々な実施形態が可能である。特にベルト４は艶出し効果（Satinageeffekt）を提供する必要はなく、ウェブ２が本来の光沢及び平滑化を高めるために付加ニップ１９を通過する前に、加熱された対向ローラ５においてウェブ２を効果的に加熱するためだけに働くこともできる。ベルト４の下にウェブ２のための予加熱区間を有し又は、場合によっては類似のベルト構造を備えたニップの後ろに後加熱区間をも有しているカレンダ１において、ベルト４は０.１〜１ＭＰａの圧力で対向ローラ５に押し付けられ、これによって対向ローラ５の温度もしくは熱を、紙もしくは板紙内に深く浸透させることができ、ひいては平滑化を改善することができる。これによって付加ニップ１９の直前又は直後においてベルト処理ゾーンが得られる。このような平滑化方法もしくはこのような装置の利点は、水及び蒸気を透過するベルトが使用され、その結果水分がベルト処理ゾーンにおいてはウェブ２から逃げられない、という事実に基づいている。つまり水分はベルトの低温側に移動させられるが、しかしながらそこで蓄えられたままになる。そしてベルト処理ゾーンの後で初めて、水分は紙ウェブから周囲に出ることができる。

図示のカレンダ１は多種多様な形式で、多ローラカレンダ又は他のカレンダとの組合せが可能である。

１ カレンダ、 ２ 繊維ウェブ、 ３ ニップ、 ４ ベルト、 ５ 対向ローラ、 ６ センサ、 ７ 制御装置、 ８ 切離し装置、 ９ サーボモータ、 １０ 緊張エレメント、 １１，１２，１３ ガイドローラ、 １４ ローラ、 １５ レバー、 １６ 回転軸線、 １７ ハウジング、 １８ 付加ローラ、 １９ 付加ニップ、 ２０ フレーム、 ２１ 圧力発生器、 ２２ レバー装置

Claims (15)

1. 繊維ウェブ（２）を処理するニップ（３）を開放する方法であって、ニップ（３）が、少なくとも２つのガイドローラ（１１，１２，１３）に巻き掛けられて循環するベルト（４）と対向ローラ（５）とによって形成され、ベルト（４）が５°よりも大きな巻掛け角にわたって、対向ローラ（５）の周面に密着しており、繊維ウェブ（２）がニップの前におけるセンサ（６）を用いて、亀裂又は折れに関して監視され、亀裂又は折れの発生時にはセンサ（６）が制御装置（７）を介して信号を切離し装置（８）に送る形式の方法において、切離し装置（８）が離反動作中に少なくとも１つのガイドローラ（１１）を、モータによって０.９秒以内にベルトの引張り応力を維持しながら、ベルト（４）が離反動作後に対向ローラ（５）から間隔を有するように、移動させることを特徴とする、ニップを開放する方法。
2. ベルト（４）を、離反動作中又は離反動作直後に緊張エレメント（１０）を用いて緊張させる、請求項１記載の方法。
3. 緊張エレメント（１０）がベルトの引張り応力を離反動作時に少なくともほぼ一定に保つ、請求項２記載の方法。
4. 対向ローラ（５）が、１３０℃を上回る表面温度に加熱される、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 切離し装置（８）が１つのガイドローラ（１１）を、円弧状の経路に沿って対向ローラ（５）から離反運動させる、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 繊維ウェブ（２）を処理するために働くニップ（３）を開放する装置であって、ニップ（３）が、少なくとも２つのガイドローラ（１１，１２，１３）に巻き掛けられて循環するベルト（４）と対向ローラ（５）とによって形成されており、ベルト（４）が５°よりも大きな巻掛け角にわたって、対向ローラ（５）の周面に密着している形式のものにおいて、少なくとも１つのガイドローラ（１１，１３）が切離し装置を介して移動可能に支承されていることを特徴とする、ニップを開放する装置。
7. 緊張エレメント（１０）が設けられていて、該緊張エレメント（１０）が、離反動作中にベルト（４）に該ベルトを緊張させる力を負荷可能である、請求項６記載の装置。
8. 緊張エレメント（１０）が１つのローラ（１４）を有している、請求項７記載の装置。
9. 前記ローラ（１４）がガイドローラのうちの１つのガイドローラ（１１）である、請求項８記載の装置。
10. 対向ローラ（５）が位置固定に支承されている、請求項６から９までのいずれか１項記載の装置。
11. すべてのガイドローラ（１１，１２，１３）がいかなる運転条件下においても、ベルトとウェブの厚さの和よりも大きな間隔を対向ローラ（５）に対して有している、請求項６から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. 切離し装置（８）がサーボモータ（９）を有している、請求項６から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 少なくとも１つのガイドローラ（１１）が、レバー（１５）に支承されていて回転軸線（１６）を中心にして旋回可能である、請求項６から１２までのいずれか１項記載の装置。
14. 前記回転軸線（１６）が、第２のガイドローラ（１２）の軸線である、請求項１３記載の装置。
15. 制御装置（７）が設けられていて、該制御装置（７）が、センサ（６）を介して検出された、走行する繊維ウェブ（２）のエラーに基づいて、切離し装置（８）を作動させる、請求項６から１４までのいずれか１項記載の装置。

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