JP2665215B2 - カレンダ - Google Patents

カレンダ

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JP2665215B2
JP2665215B2 JP8152163A JP15216396A JP2665215B2 JP 2665215 B2 JP2665215 B2 JP 2665215B2 JP 8152163 A JP8152163 A JP 8152163A JP 15216396 A JP15216396 A JP 15216396A JP 2665215 B2 JP2665215 B2 JP 2665215B2
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シュタイン ハインリッヒ
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フォイト ズルツァー フィニッシング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus

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  • Paper (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、少なくとも１つの
ロール積重ね体を有するカレンダであって、ロール外被
を備えたたわみ補償ロールをトップロール及びボトムロ
ールとして有し、前記ロール外被が静液圧式支持要素を
挿通して回転不能に保持される支持体により前記支持要
素を介して支えられており、前記トップロールとボトム
ロールの間に硬質ロールと弾性ロールとを中間ロールと
して有し、前記中間ロールが、硬質ロールと弾性ロール
の間に形成される少なくとも４つの仕事間隙、及び場合
により、２本の弾性ロールの間で形成される１つの転換
間隙を有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のカレンダはさまざまに公知であ
り、例えばズルツァー・パペルテック・クレフェルト有
限会社の1994年の冊子”新型スーパカレンダコンセプ
ト”（番号05/94d）により公知である。それらは紙シー
トを最終的に処理して、平滑性、光沢、厚さ、嵩等の希
望値を得るのに役立つ。”軟質ロール”即ち弾性ロール
は、主として繊維材料からなる皮膜を備えている。変形
エネルギの一部が熱として供給されるが、加熱は硬質中
間ロールによって行われる。トップロールとボトムロー
ルは、ロール外被がチルド鋳鉄からなるため、これらは
硬質ロールと見做すことができる。駆動されるのは一般
に下から３本目のロールである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、求め
る紙パラメータの均一性に関して一層良好な調整が可能
な、冒頭に指摘した種類のカレンダを提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項１に記載のとおり、トップロール及び／又
はボトムロールのロール外被が、弾性合成樹脂からなる
皮膜を備えているか、又は実質的に完全に弾性合成樹脂
で形成されており、且つその変形能係数(Ductility fac
tor)Ｆが、 Ｆ＝（1.4・105 ／Ｅ）×（100/Ｓ）2.65≧４ 但し、Ｅ＝ロール外被の弾性係数(N/mm2) Ｓ＝ロール外被の壁厚(mm) で弾性変形可能に設計されており、それらに隣接する中
間ロールが硬質ロールであることによって解決される。
【０００５】弾性変形可能な弾性ロール外被は、公知の
チルド鋳鉄外被よりもはるかに容易に変形する。この変
形は、チルド鋳鉄の場合よりも小さな弾性係数、及び／
又は一層小さな壁厚によって実現される。ロール外被が
少なくとも表面に弾性合成樹脂を備えているため、ロー
ル外被は弾性ロールとして働く。従って、このロールに
隣接する一番上の中間ロール、又は一番下の中間ロール
を硬質ロールとすることができる。支持要素によって加
えられる力がロール外被の剛性によって阻害されないた
め、力が実質的に強められて紙シートに作用し、更には
硬質ロールがたわみ補償ロールの線荷重の局所的変化を
完全に吸収し、それ故、紙シートに対するたわみ補償ロ
ールの反作用が一層強くなり、調整の可能性が向上す
る。
【０００６】外被の壁厚を一層小さくした場合、たわみ
補償ロールの有効自重をかなり低減することができる。
このことは経費面で有利となって現れる。トップロール
を上記のように構成すると最小線荷重が減少し、この線
荷重でカレンダを運転することができる。壁厚が小さく
なるとロール外径も小さくなり、従って同じ線荷重でロ
ール間隙内での圧縮応力が強まり、これにより処理結果
が向上する。他の利点としてカレンダの動作の円滑さが
増す。つまりロール積重ね体から生じる衝撃が弾性合成
樹脂によって減衰される。
【０００７】請求項２に記載のとおり、変形能係数が５
以上であるのが好ましい。実際には６〜10以上の値も可
能である。
【０００８】更に、請求項３に記載のとおり、ロール外
被が、耐摩耗性の低い材料からなり、且つ弾性合成樹脂
からなる皮膜を備えており、合成樹脂の耐摩耗性が外被
材料よりも高いことが好ましい。
【０００９】これに該当するのは、請求項４に記載のと
おり、特に、ロール外被がねずみ鋳鉄、つまり片状黒鉛
を有する鋳鉄からなる場合である。この材料は弾性係数
がチルド鋳鉄の弾性係数よりも約25％低いため、壁厚を
チルド鋳鉄ロール外被に比べてほぼ50％減らすことがで
きる。
【００１０】この材料で達成できる変形能係数Ｆは６〜
８である。但しこのねずみ鋳鉄は耐摩耗性が低い。しか
しこの欠点は、既に他の理由で設けられた弾性合成樹脂
皮膜が同時に摩耗保護層として働くことによって補われ
る。このためには８〜15mm、好ましくは10mmの合成樹脂
膜厚で間に合う。
【００１１】１選択案としては、請求項５に記載のとお
り、ロール外被が球状黒鉛鋳鉄、つまり球状黒鉛を有す
る鋳鉄からなり、弾性合成樹脂からなる皮膜を備えてい
る。これによりチルド鋳鉄に比べて壁厚を59％まで減ら
すことができ変形能係数Ｆが８を超えることになる。
【００１２】前記合成樹脂として特に有利なものは、請
求項６に記載のとおり、繊維強化エポキシ樹脂である。
一方で希望する弾性、他方で所要の耐摩耗性が得られる
ように、ガラス繊維又は炭素繊維強化エポキシ樹脂とす
ることができる。その例としてスカパ・ケルン社（ヴィ
ンパシング／オーストリア）の”トップテック４”から
なる皮膜を挙げる。
【００１３】更に好ましくは、請求項７に記載のとお
り、各種圧力の作動液を支持要素に個々に又は支持要素
の対毎に供給可能な多域制御装置を、たわみ補償ロール
が備えていることである。チルド鋳鉄ロール外被は、か
かる個別制御又は対制御が外部に対しては殆ど影響を及
ぼさないが、既に一番上の仕事間隙においてごく狭い範
囲での紙シートの個別調節が可能となるため、紙シート
を横切って希望するパラメータの高い均一性が当初から
得られる。
【００１４】他の決定的利点は、請求項８に記載のとお
り、少なくとも一番上の中間ロールが加熱可能であると
きに得られる。それ故、既に最初の仕事間隙において変
形エネルギが熱の形で紙シートに供給される。この利点
としては、本来必要であったトップロールの加熱が不要
となるため、加熱トップロールに比べて、トップロール
をはるかに単純且つ安価に製作することができることで
あり、一層低い温度で、且つ一層強く変形することがで
き、変形によって密封が損なわれることもない。 しか
し、請求項９に記載のとおり、すべての硬質中間ロール
は加熱可能であることが一層好ましい。一番上の中間ロ
ールが、場合によっては一番下の中間ロールも、硬質ロ
ールとして構成されていることによって、ロールの総本
数をそのままにして、硬質ロール、即ち加熱可能な中間
ロールを１本増やすことができる。これにより、一層多
くの熱エネルギを、又、同じ熱エネルギを一層低い温度
レベルで、供給することが可能となる。
【００１５】その際、請求項10に記載のとおり、特に、
加圧水蒸気によって前記加熱を行うことができる。この
加熱方式は、例えば加熱たわみ補償ロールを加熱する場
合にに必要な油での加熱に比べてはるかに簡単且つ安価
である。
【００１６】また、請求項11に記載のとおり、12本ロー
ルのロール積重ね体の場合、下から４本目のロールが駆
動されることも有利である。駆動が第３ロールから第４
ロールへと移ることによって、動力分布が向上し、同時
に駆動ロール及び隣接する中間ロールの横方向変位が小
さくなる。それ故、ロールを一層小さく寸法設計できる
可能性が得られ、線荷重が同じ場合に、ロール間隙内の
圧縮応力が強まり、こうして紙処理の結果が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を実
施形態を詳しく説明する。
【００１８】図１に示されたカレンダは、12本のロー
ル、つまり、たわみ補償ロールとして構成されるトップ
ロール２及びボトムロール３、及び、これらの間に配置
される10本の中間ロールとからなるロール積重ね体１を
有する。この場合上から下にかけて加熱可能な硬質ロー
ル４、弾性ロール５、加熱可能な硬質ロール６、弾性ロ
ール７、加熱可能な硬質ロール８、２本の弾性ロール
９、10、加熱可能な駆動硬質ロール11、弾性ロール12、
そして加熱可能な硬質ロール13が続く。弾性ロール５、
７、９、10、12は弾性合成樹脂からなる皮膜14をそれぞ
れ備えている。トップロール２の外被15とボトムロール
３の外被15aも実質的に完全に弾性合成樹脂で形成され
るか、又はかかる弾性合成樹脂からなる皮膜27a を備え
ており（図２）、トップロール２及びボトムロール３も
弾性ロールとして働く。弾性ロール９、10の間に転換間
隙16が形成され、他の間隙はすべて、それぞれ弾性ロー
ルと硬質ロールの間で形成される仕事間隙17である。
【００１９】紙シート18は抄紙機から直接供給されるか
又は繰出装置19から供給され、案内ロール20によって案
内されてまず６つの仕事間隙17を、次に転換間隙16を、
そして最後に４つの他の仕事間隙17を通過し、続いて巻
取装置21に巻取られる。紙シート18は６つの上側仕事間
隙内では一方の面が、４つの下側仕事間隙内では他方の
面が弾性ロールに当接し、希望する表面構造、例えば光
沢又は平滑性、が紙シートの両面に得られる。
【００２０】図２は一番上の仕事間隙17におけるロール
の１実施形態の断面を示す。トップロールの支持体22は
カレンダのスタンド23内で回転不能に保持されており、
力24が負荷される。この支持体22上で、トップロール２
の外被15は密に隣接した静液圧式支持要素25によって支
持されている。各支持要素（又は支持要素の対）25は、
個々の制御導管26を通して圧力が伝達される。ロール外
被15はねずみ鋳鉄からなる内管の形の支持体27によって
形成され、この支持体はこの鋳鉄よりも耐摩耗性に優れ
た弾性合成樹脂からなる外側皮膜27aを備えている。こ
の被膜は平均圧縮応力が45N/mm2を超え、好ましくは60N
/mm2以下で、かじりを受けにくい材料であることが好ま
しい。繊維、特に炭素繊維によって強化されたエポキシ
樹脂、既に指摘した皮膜材料”トップテック４”を例と
して挙げておく。ロール外被15を形成する支持体27は、
同じ内径のチルド鋳鉄外被よりも壁厚がかなり小さい。
厚さ80〜145mmのチルド鋳鉄外被に比べて、ねずみ鋳鉄
外被又は球状黒鉛鋳鉄外被では45〜70mmの厚さと８〜15
mmの範囲、好ましくは10mm、の合成樹脂皮膜27aの壁厚
で十分である。硬質ロール４には表面近傍に通路28が設
けられており、これらの通路には制御導管29を介して高
圧の過熱蒸気が例えば220 ℃の温度で供給される。これ
は22barの圧力に相当し約150 ℃の表面温度をもたら
す。
【００２１】このカレンダの制御装置30は、次のように
複数の働きを有する： ａ）トップロール２又はその支持体22を押し下げる力24
は導管31を介して確定され、その際、同様に構成された
ボトムロール３は固定保持されている。負荷は逆方向か
ら行うこともでき、その際は押し上げ力24がボトムロー
ルに作用しトップロール２が固定保持される。個々の仕
事間隙17内に生じる圧縮応力も負荷によって決まる。負
荷力24にそれぞれ個々のロールの重量が加算されるた
め、各間隙内の圧縮応力は上から下へと増加する。トッ
プロール２の外被15の重量が小さいため、この圧縮応力
の増加割合は12本ロールの公知のスーパカレンダの場合
よりも少なくなる。
【００２２】ｂ）トップロール２及びボトムロール３の
たわみを補償する各支持要素25は導管26、26aを介して
供給される圧力媒体によって負荷される。負荷圧力の変
化に応じてロール外被15が変形する。ロール外被15の高
い弾性、及び硬質ロール４との協働により、通過する紙
シートに対する処理作用が強まる。既に最初の仕事間隙
17において、通過する紙シート18が強い影響を受け、こ
の影響によって、求めるパラメータの高い均一性が得ら
れる。
【００２３】ｃ）硬質ロール４、６、８、11、13は制御
導管29、29a、29b、29c、29dを介して加熱可能となって
いる。それ故、既に最初の仕事間隙17において紙シート
18は高い温度レベルに加熱される。これにより、圧力負
荷された支持要素25の紙シート18に対する作用がさらに
強まる。
【００２４】図３に図示されたカレンダは８本のロール
からなる積重ね体101を有し、弾性ロールがハッチング
で示されている。従って、この積重ね体101はトップロ
ール102とボトムロール103、及びこれらの間の加熱可能
な硬質ロール104と弾性ロール105と加熱可能な硬質ロー
ル106と２本の弾性ロール109、110と加熱可能な硬質ロ
ール111とを有している。
【００２５】図４に図示されたカレンダは６本のロー
ル、つまりトップロール202とボトムロール203、及びこ
れらの間の加熱可能な硬質ロール204と２本の弾性ロー
ル209、210と加熱可能な硬質ロール211とからなる積重
ね体201を有している。
【００２６】両面に高い表面品質を有する紙を製造する
には、多くの場合、積重ね体内のこの僅かな数のロール
で間に合う。これに該当するのは、特に、少なくとも一
番下の仕事間隙において42N/mm2を超え、好ましくは45
〜60N/mm2の圧縮応力と、１００℃を超え、好ましくは
１３０ 〜160 ℃の被加熱ロールの表面温度で操業する
ときである。
【００２７】図５に図示されたカレンダは各５本のロー
ルからなる２つの積重ね体301、301aを有している。こ
の積重ね体301はトップロール302とボトムロール303、
及びこれらの間の加熱可能な硬質ロール304と弾性ロー
ル305と加熱可能な硬質ロール306とを有している。積重
ね体301aも同じ構成である。但し通過する紙シートは、
第１積重ね体において一方の面が、第２積重ね体におい
て他方の面が弾性ロールに当接し、紙シートの両面がカ
レンダ仕上げされる。
【００２８】図１に示す12段カレンダのロール積重ね体
１は５本の加熱可能な硬質ロール４、６、８、11、13を
有する。それに対して、公知の12段カレンダは、このよ
うな加熱ロールを４本しか有していない。従って、25％
増の熱エネルギが供給され、変形エネルギがそれだけ強
められる。加熱可能なロールがそれぞれ１本多い図３、
図４のカレンダについても同様であり、加熱可能なロー
ルが２本多い２つの積重ね体を有する図５のカレンダに
ついても同様である。
【００２９】トップロール２及び／又はボトムロール３
の外被に求められる変形能係数は、チルド鋳鉄外被の場
合の少なくとも４倍、実際は５倍以上となる。これは例
えば、弾性係数の小さい合成樹脂皮膜を備えたねずみ鋳
鉄外被又は球状黒鉛鋳鉄外被によって達成することがで
きる。また外被15が実質的に完全に弾性合成樹脂で形成
されており、その弾性係数がチルド鋳鉄の弾性係数の半
分未満である場合についても同様である。
【００３０】図示実施態様ではロール積重ね体がそれぞ
れ偶数本のロールを有しているが、ボトムロールが従来
の如く硬質ロール外被を備えているとき、奇数本のロー
ルを有する積重ね体として利用することもできる。図示
カレンダは、勿論、紙処理を向上する他の公知の手段を
備えることができる。例えば、オーバーハング重量の影
響を補償する補償装置のレバーで中間ロールを支承する
こともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるカレンダの実施形態の略示図で
ある。
【図２】 一番上のロール間隙の部分断面図である。
【図３】 ８本のロールを有するカレンダの変形例の略
示図である。
【図４】 ６本のロールを有するカレンダの変形例を示
す。
【図５】 各５本のロールを有する２つの積重ね体を備
えたカレンダの変形例を示す。
【符号の説明】
１・・・ロール積重ね体 ２・・・トップロール ３・・・ボトムロール ４、６、８、11、13・・・硬質ロール ５、７、９、10、12・・・弾性ロール 15、15a・・・外被 16・・・転換間隙 17・・・仕事間隙 18・・・紙シート 19・・・繰出装置 21・・・巻取装置 22・・・支持体 25・・・支持要素 27a・・・被膜

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つのロール積重ね体を有す
    るカレンダであって、ロール外被を備えたたわみ補償ロ
    ールを、それぞれトップロール及びボトムロールとして
    有し、前記ロール外被が静液圧式支持要素を挿通して回
    転不能に保持される支持体に前記支持要素を介して支え
    られており、前記トップロールとボトムロールの間に硬
    質ロールと弾性ロールを中間ロールとして有し、前記中
    間ロールが、硬質ロールと弾性ロールの間に形成される
    少なくとも４つの仕事間隙、及び場合によっては、２本
    の弾性ロールの間に形成される１つの転換間隙を有する
    ものにおいて、トップロール(2;102;202;302)及び／又
    はボトムロール(3;103;203;303)のロール外被(15,15a)
    が、弾性合成樹脂からなる皮膜(27a)を備えているか、
    又は実質的に完全に弾性合成樹脂で形成され、且つその
    変形能係数が Ｆ＝（1.4・105 ／Ｅ）×（100/Ｓ）2.65≧４、 但し、Ｅ＝ロール外被の弾性係数(N/mm2) Ｓ＝ロール外被の壁厚(mm) で弾性変形可能に設計されており、それらに隣接する中
    間ロール(4;104;204;304;13;111;211;306)が硬質ロール
    であることを特徴とするカレンダ。
  2. 【請求項２】 変形能係数が５以上であることを特徴と
    する請求項１記載のカレンダ。
  3. 【請求項３】 ロール外被(15,15a)が、耐摩耗性の低い
    材料からなり、且つ弾性合成樹脂からなる皮膜(27a)を
    備えており、合成樹脂の耐摩耗性が外被材料よりも高い
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカレンダ。
  4. 【請求項４】 ロール外被(15;15a)がねずみ鋳鉄からな
    ることを特徴とする請求項３に記載のカレンダ。
  5. 【請求項５】 ロール外被(15)が球状黒鉛鋳鉄からな
    り、且つ弾性合成樹脂からなる皮膜(27a)を備えている
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
    カレンダ。
  6. 【請求項６】 前記合成樹脂が繊維強化エポキシ樹脂で
    あることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記
    載のカレンダ。
  7. 【請求項７】 各種圧力の作動液を支持要素(25)に個々
    に、又は支持要素の対毎に供給可能な多域制御装置を、
    たわみ補償ロールが備えていることを特徴とする請求項
    １〜６のいずれか１項に記載のカレンダ。
  8. 【請求項８】 少なくとも一番上の中間ロール(4)が加
    熱可能であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれ
    か１項に記載のカレンダ。
  9. 【請求項９】 すべての硬質中間ロール(4,6,8,11,13)
    が加熱可能であることを特徴とする、請求項１〜８のい
    ずれか１項に記載のカレンダ。
  10. 【請求項１０】 加圧水蒸気によって前記加熱が行われ
    ることを特徴とする請求項８又は９に記載のカレンダ。
  11. 【請求項１１】 12本ロールのロール積重ね体(1)の場
    合、下から４本目のロール(11)が駆動されることを特徴
    とする請求項１〜10のいずれか１項に記載のカレンダ。
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