JP2023520945A - エンボス・ラミネート加工装置におけるエンボス加工ローラの加熱方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
セルロース構造体が横たわる通常平面、例えば、マルチプライ材料にエンボス加工を実施する場合、プライ又はマルチプライウェブ材料が横たわる平面から突出する複数の突起又は隆起によって、永久的に変形される。
本発明は、本発明の実施形態の非限定的な実施例を示す説明及び添付図面に従うことにより、よりよく理解されるであろう。
実際には、誘導渦電流はエンボス加工ローラ4及び5の表面で局所的に循環し、エンボス加工ローラの電気抵抗と誘導渦電流の二乗とに比例した熱を発生させる。
1)加圧ローラ(加圧及び任意にラミネートの両方)をエンボス加工ローラから遠ざけ、エンボス加工ローラから紙を離し、紙のテンション/引っ張りを低減し、
2)誘導によって加熱されたエンボス加工ローラを低速で回転させたまま維持し、
3)誘導装置に、温度をほぼ一定かつ動作温度と同じか僅かに低く、例えば動作温度の3/4に維持するか、又は、いずれにしても動作温度、即ち、(エンボス加工の種類に応じて設定可能な)エンボス加工温度に近い所定の温度範囲内に維持するような電力を供給する。
例えば、動作温度の値をHとすると、H+l/4×H及びH-l/4×Hに相当する温度の間の範囲となる。
1)加圧ローラ(プレスと任意にラミネートの両方)をエンボス加工ローラから遠ざけ、エンボス加工ローラから用紙を離し、用紙のテンション/引っ張りを低減し、
2)エンボス加工ローラを低速回転で維持し、
3)誘導装置をオフにする。
このように、エンボス加工ローラの低速回転により、その外面全体を徐々に繰り返し冷却システム30に接触させ、冷却時間を短縮し、ローラ表面全体への均一な冷却を得ることを可能にする。
1)エンボス加工ローラを低速で回転させ、
2)誘導装置に電力を供給する。
このステップでは、紙プライをエンボス加工ローラに巻き付ける場合と巻き付けない場合がある。紙がその周りに巻かれている場合、加圧ローラは、好ましくは開いたまま、即ち、加熱されているエンボス加工ローラと接触していない状態に保たれる。
Claims (43)
- ・ウェブ材料の第一プライのための第一経路、
・第一経路に沿って、第一エンボス加工ローラと協働する第一加圧ローラであって、前記第一エンボス加工ローラ及び第一加圧ローラが、ウェブ材料の第一プライのための第一エンボス加工ニップを画定し、第一エンボス加工ローラがエンボス加工突起を備えているようにされた前記第一加圧ローラ、
・ウェブ材料の第二プライのための第二経路、
・第二経路に沿って、第二エンボス加工ローラと協働する第二加圧ローラであって、前記第二エンボス加工ローラ及び第二加圧ローラが、ウェブ材料の第二プライのための第二エンボス加工ニップを画定するようにされた前記第二加圧ローラ、
・前記第一又は第二エンボス加工ローラと協働する少なくとも一つの前記第一プライ及び前記第二プライ結合装置であって、前記結合装置及び前記第一又は第二エンボス加工ローラが、ラミネーション加工ニップを画定し、前記結合装置が一つのローラ又は一連の同軸ローラから成るようにされた前記結合装置、及び、
・前記第一エンボス加工ローラの表面を加熱するために、前記第一エンボス加工ローラに外付けされた少なくとも第一電磁誘導装置
を備えたエンボス加工装置において、
前記第一電磁誘導装置を、前記第一エンボス加工ローラに向けた電磁流束を発生させるように適合された電磁誘導電流を前記第一電磁誘導装置に供給する第一発電機に接続し、
前記電磁誘導電流の動作周波数を、前記第一エンボス加工ローラの外面のプロファイルに重点的に従うような渦電流を前記第一エンボス加工ローラ上に生成する動作周波数とした
ことを特徴とするエンボス加工装置。 - 前記渦電流が、前記第一エンボス加工ローラの前記突起にのみ、又は前記突起に重点的に沿う
ことを特徴とする請求項1に記載のエンボス加工装置。 - 前記電磁誘導電流の前記動作周波数が、500Hz~100kHz、好ましくは1kHz~100kHz、より好ましくは5kHz~100kHz、さらに好ましくは10kHz~60KHzの範囲である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のエンボス加工装置。 - 前記渦電流が、
・電力密度の最大値の少なくとも30%に等しい電力密度の最小値であって、前記第一エンボス加工ローラの外面から開始して測定した少なくとも0.6mm、好ましくは少なくとも0.4mmに等しい厚みの範囲内で検出される前記電力密度の最小値と、
・前記第一エンボス加工ローラの外面から開始して測定した少なくとも0.6mm、好ましくは少なくとも0.4mmに等しい厚みの範囲内での少なくとも60%の電流密度と
を選択的に有する
ことを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記電磁誘導装置が、電磁波束集束部材を備えている
ことを特徴とする請求項1~4の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - ・前記少なくとも第一電磁誘導装置が関連付けられた前記第一エンボス加工ローラの温度を検出するように適合された少なくとも第一温度センサと、
・前記第一温度センサと通信可能に接続された中央制御装置と
を備えていることを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記発電機が、前記第一温度センサによって検出された温度に応じて前記中央制御装置によって制御され、前記動作周波数及び/又は前記電磁誘導電流の強度を変化させる
ことを特徴とする請求項6に記載のエンボス加工装置。 - 第一及び第二電磁誘導装置が、それぞれ第一及び/又は第二エンボス加工ローラに関連付けされている
ことを特徴とする請求項1に記載のエンボス加工装置。 - 第一及び第二温度センサが、前記第一及び前記第二エンボス加工ローラと関連付けられ、前記第一及び前記第二電磁誘導装置が関連付けられた前記第一及び前記第二エンボス加工ローラの温度を検出するように適合されている
ことを特徴とする請求項1~8の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記第一及び前記第二温度センサが、前記中央制御装置と通信可能に接続されている
ことを特徴とする請求項9に記載のエンボス加工装置。 - 前記第一及び/又は第二温度センサによって検出される温度が、前記第一及び/又は第二エンボス加工ローラの外面の温度である
ことを特徴とする請求項9又は10に記載のエンボス加工装置。 - 前記第一エンボス加工ローラと協働する機能性流体ディスペンサを備え、該機能性流体ディスペンサが、前記第一プライが走行する前記第一エンボス加工ローラの少なくとも一部の突起に流体を分配する
ことを特徴とする請求項1~11の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記流体が、選択的に、接着剤、水、蒸気又はそれらの組み合わせである
ことを特徴とする請求項12に記載のエンボス加工装置。 - 前記少なくとも第一電磁誘導装置を、前記第一エンボス加工ニップと前記ラミネート加工ニップとの間に配置した
ことを特徴とする請求項1に記載のエンボス加工装置。 - 前記第一電磁誘導装置を、前記第一エンボス加工ニップと前記機能性流体ディスペンサとの間に配置した
ことを特徴とする請求項1~14の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記電磁誘導装置は、前記機能性流体ディスペンサと前記ラミネーション加工ニップとの間に配置した
ことを特徴とする請求項1~15の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記第一電磁誘導装置を、前記第一エンボス加工ローラに近接して並んでいる動作領域から、前記第一エンボス加工ローラから距離を置いた非動作領域へ移動される移動装置に関連付けした
ことを特徴とする請求項1~16の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記動作領域が、1mm~10mm、好ましくは2mm~6mmの範囲の距離に等しい
ことを特徴とする請求項17に記載のエンボス加工装置。 - 前記電磁誘導装置が、前記第一エンボス加工ローラに長手方向に隣接し、かつ、前記第一及び/又は第二エンボス加工ローラの軸線方向長さに等しい長さを有する
ことを特徴とする請求項1~18の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記中央制御装置に通信可能に接続され、前記ウェブ材料の前記第一又は前記第二プライの破損を検出する少なくとも一つのセンサを備えている
ことを特徴とする請求項1~19の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記中央制御装置が、前記センサが前記第一プライ又は前記第二プライのウェブ材料の破断を検出した場合に、前記電磁誘導装置を動作領域から非動作領域へ解放するよう制御する
ことを特徴とする請求項20に記載のエンボス加工装置。 - 少なくとも一つの前記加熱システムが関連付けされた少なくとも一つの前記エンボス加工ローラを冷却するための冷却システムを備え、
前記冷却システムが、装置停止中に少なくとも一つの前記エンボス加工ローラを冷却するように動作するように適合されている
ことを特徴とする請求項1~21の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記冷却システムが、冷却すべき前記少なくとも一つのエンボス加工ローラに向けて冷却空気を放出するための少なくとも一つの装置を備えている
ことを特徴とする請求項22に記載のエンボス加工装置。 - 前記冷却空気を放出する装置が、エアブレードタイプである
ことを特徴とする請求項23に記載のエンボス加工装置。 - 前記冷却空気を放出する装置が、ボルテックスチューブタイプである
ことを特徴とする請求項23に記載のエンボス加工装置。 - 前記加圧ローラ及び/又は前記結合装置をエンボス加工ローラから遠ざけるように動かし、同時にエンボス加工ローラを低速回転で維持するように構成された装置停止手段を備えている
ことを特徴とする請求項1~25の何れか一項に記載のエンボス加工装置。 - 前記装置停止装置が、
・前記エンボス加工ローラを加熱し続ける必要がある場合、前記エンボス加工ローラの低速回転中に、前記エンボス加工ローラに対向する前記誘導装置を、前記エンボス加工ローラの温度を所定のエンボス加工温度周辺の範囲に維持するような誘導電力で動作させる状態に維持し、
・前記エンボス加工ローラを冷却する必要がある場合、請求項23~26の何れか一項による冷却システムを用いて、少なくとも前記エンボス加工ローラの低速回転中に前記エンボス加工ローラを冷却する
ことを特徴とする請求項26に記載のエンボス加工装置。 - 前記装置停止手段が、
前記エンボス加工ローラの動作温度未満の温度状態から動作温度状態への初期加熱ステップが必要な場合に、
・前記加圧ローラ及び/又は前記結合装置を前記エンボス加工ローラから離した状態で、前記エンボス加工ローラを低速回転で維持し、
・前記エンボス加工ローラの低速回転中に前記エンボス加工ローラに対向する誘導装置を動作させて、前記エンボス加工ローラを動作温度未満の温度状態から動作温度状態まで加熱する
ことを特徴とする請求項26に記載のエンボス加工装置。 - ・エンボス加工突起を備えた第一エンボス加工ローラと協働して第一加圧ローラが、ウェブ材料の第一プライ用の第一エンボス加工ニップを画定するウェブ材料の第一プライ用第一経路を設け、
・前記エンボス加工ローラの外面に向けて時間的に変化する電磁流束を発生させ、前記第一エンボス加工ローラにジュール効果による熱を発生させる渦電流を誘導する電磁誘導装置を設け、
・電磁誘導電流発生装置を備えた
エンボス加工装置におけるエンボス加工ローラを電磁気的に加熱する方法において、
前記第一エンボス加工ローラに、前記第一エンボス加工ローラの外面のプロファイルに重点的に従う渦電流を発生させるような動作周波数で前記電磁流束を発生させる
ことを特徴とする方法。 - 前記渦電流が、前記第一エンボス加工ローラの前記突起のプロファイルにのみ、又はプロファイルに重点的に従う
ことを特徴とする請求項29に記載の方法。 - 前記電磁誘導電流の動作周波数が、500Hz~100kHz、好ましくは1kHz~100kHz、より好ましくは5kHz~100kHz、さらに好ましくは10kHz~60KHzの範囲である
ことを特徴とする請求項29又は30に記載の方法。 - 前記渦電流が、
・前記外面から開始して測定した少なくとも0.6mm、好ましくは0.4mmの厚さの範囲内の電力密度の最大値の少なくとも30%であり、
・前記第一エンボス加工ローラの外面から開始して測定した少なくとも0.6mm、好ましくは少なくとも0.4mmに等しい厚みの範囲内の電流密度の少なくとも60%である
ことを選択的に測定するような渦電流である
ことを特徴とする請求項29~31の何れか一項に記載の方法。 - 前記電磁誘導装置が、電磁波束集束部材を備えている
ことを特徴とする請求項29~32の何れか一項に記載の方法。 - 中央制御装置と通信可能に接続された前記第一エンボス加工ローラの外部温度を検出する温度センサを少なくとも備える
ことを特徴とする請求項29に記載の方法。 - 前記電磁波束が、前記温度センサによって検出された前記エンボス加工ローラの外面の温度に応じて制御される
ことを特徴とする請求項29~34の何れか一項に記載の方法。 - 中央制御装置が、前記電磁誘導電流の周波数及び/又は強度を変化させるために前記電磁誘導電流発生器を制御し、前記電磁誘導電流が前記発生器によって前記電磁誘導装置に向かって供給される
ことを特徴とする請求項29~35の何れか一項に記載の方法。 - 前記中央制御装置が、前記ウェブ材料の前記第一プライの破損を検出するように適合された少なくとも第一センサが前記第一中央制御装置に前記第一プライの破損を通知すると、前記第一エンボス加工ローラに沿った第一動作領域から、前記第一エンボス加工ローラから離れた非動作領域に向かって前記電磁誘導装置の移動を制御する
ことを特徴とする請求項29~36の何れか一項に記載の方法。 - 前記少なくとも第一センサが、フォトセル、フォトセルアレイ、レーザーセンサ、ビデオカメラ、高速度ビデオカメラ又はビジョンシステムである
ことを特徴とする請求項37に記載の方法。 - 前記少なくとも一つの温度センサが、前記第一エンボス加工ローラの前記突起の温度及び前記第一エンボス加工ローラの底面の温度を検出し、
前記中央制御装置が、前記突起及び前記底面の前記温度の差に応じて前記電磁誘導電流発生器を制御する
ことを特徴とする請求項29~38の何れか一項に記載の方法 - ・前記第一加圧ローラを前記第一エンボス加工ローラから離間させるステップと、
・前記第一誘導加熱エンボス加工ローラを低速で回転させた状態に維持するステップと
を有する装置停止ステップを含む
ことを特徴とする請求項29~39の何れか一項に記載の方法。 - ・前記エンボス加工ローラの温度を所定のエンボス加工温度付近の範囲に維持するような電力を前記誘導装置に供給するステップと、
・前記誘導装置をオフにし、冷却装置によって前記第一エンボス加工ローラを冷却するステップと
を選択的に含む
ことを特徴とする請求項40に記載の方法。 - 前記冷却システムが、冷却されるべき前記少なくとも一つのエンボス加工ローラに向かって冷却空気を放出するための少なくとも一つの装置を備える
ことを特徴とする請求項41に記載の方法。 - 前記エンボス加工ローラを動作温度未満の温度条件から動作温度条件まで初期加熱するステップであって、
・エンボス加工ローラを低速回転に維持するステップと、
・前記誘導装置を作動させて前記エンボス加工ローラを加熱するステップと
を有するステップを含む
ことを特徴とする請求項29~42の何れか一項に記載の方法。
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