JP4010828B2

JP4010828B2 - カレンダ

Info

Publication number: JP4010828B2
Application number: JP2002043843A
Authority: JP
Inventors: スフェンカピーター; ブレンデルベルンハルト; プレイヨルク; コックスヘルムト
Original assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: US20020134255A1; US6688218B2; CA2371664A1; ATE270728T1; CN1221710C; CN1378009A; EP1243694A1; DE50102790D1; EP1243694B1; CA2371664C; JP2002275783A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペーパ・ウェブを処理するためのカレンダに関し、詳細には、その表面平滑性および光沢に対する要求が中度から高度の紙用のカレンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このタイプのカレンダは、ペーパ・ウェブに所望の値の平滑度、光沢、厚さ、嵩などを与えるため、そのペーパ・ウェブの最終処理に使用される。硬質ロールおよび軟質ロールを使用することによって軟質ニップを形成することが可能になり、その結果、２本の硬質ロールによって形成された硬質ニップの場合よりも極めて均一に高密度化を実現することができる。しかし、軟質ロールは摩耗が原因でその耐用年数が短くなることが欠点であり、その結果、既知のカレンダの保守にかかる費用およびその保守に関連する停止時間が増大する。主として、特に充填材量が多いものなどの、より高級な品質の紙、または容易に印刷可能にするために平滑度が高くかつ平滑度の均一性が高いコート紙をカレンダにかけるとき、軟質ロールの急速な摩耗が生じ、特にペーパ・ウェブ表面が粗いことによってその軟質ロールが急速に粗面化する。
【０００３】
ＥＰ０７３２４４３Ｂ１は、軟質ロールの弾性カバーを、非常にマーキングしにくいカバーに代えた実施態様について開示している。しかしそのようなカバーは高価であり、軟質ロールの耐用年数が短いことを考慮に入れることが特に重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、非常に良好なカレンダ仕上げをもたらすと同時にその運転にかかるコストが安いカレンダを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のうち請求項１に係るカレンダは、ペーパ・ウェブを処理するためのカレンダであって、端部から装着することができると共に上端ロール及び下端ロールと複数の中間ロールを備えた少なくとも１つのロール・スタックを有し、前記上端ロール、下端ロール、及び複数の中間ロールがロール・スタック平面内に連携して配置され、軟質ニップの形に動作ニップを形成するために、前記上端ロール及び下端ロールが軟質ロールで形成されると共に、前記中間ロールが硬質ロールおよび軟質ロールを含んで形成され、前記中間ロールを形成する各軟質ロールの直径が前記上端ロール及び下端ロールを形成する軟質ロールの直径よりも大きいことを特徴としている。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係るカレンダは、請求項１記載の発明において、前記中間ロールを形成する軟質ロールの直径が前記上端ロール及び下端ロールを形成する軟質ロールの直径の１．１〜１．５倍であることを特徴としている。さらに、本発明のうち請求項３に係るカレンダは、請求項１又は２記載の発明において、前記上端ロール、下端ロール、及び複数の中間ロールの全てがそれ自体の高性能駆動装置を有することを特徴としている。
【０００７】
本発明のうち請求項４に係るカレンダは、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記ペーパ・ウェブの走行速度に応じて、回転周波数が２０〜２５Ｈｚになるように前記中間ロールを形成する軟質ロールの直径を選択することを特徴としている。
本発明のうち請求項５に係るカレンダは、請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記ロール・スタックの個々の軟質ニップでの線形荷重を、個々の線形荷重特性曲線に基いて設定することができることを特徴としている。
【０００８】
本発明のうち請求項６に係るカレンダは、請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記ペーパ・ウェブの両面処理のために、２つの前記ロール・スタックが逐次接続されていることを特徴としている。
本発明のうち請求項７に係るカレンダは、請求項６記載の発明において、逐次接続されている前記２つのロール・スタックのそれぞれが、５本のロールを備え、上端ロールおよび下端ロールが軟質ロールであることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明のうち請求項８に係るカレンダは、請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記ペーパ・ウェブの両面処理のために、少なくとも１つのロール・スタックが６本または８本のロールを備え、上端ロールおよび下端ロールが軟質ロールであり、逆転ニップが前記中間ロールを形成する２本の軟質ロールの間に形成されていることを特徴としている。
【００１０】
上述の目的は、請求項１記載の発明の特徴によって実現される。
これによれば、軟質ロールが急速に摩耗するという欠点が減じられたペーパ・ウェブを処理するカレンダが提供され、軟質中間ロール（中間ロールに形成された軟質ロール）の直径を軟質端部ロール（上端ロール及び下端ロールに形成された軟質ロール）の直径に対して大きくするという機械的な解決策によって軟質中間ロールの耐用年数を長くし、その結果、軟質中間ロールの耐用年数を軟質端部ロールの耐用年数に一致させることが可能になる。このため本発明によれば、カレンダ・スタックの全ての軟質ロールが実質上同じ耐用年数になるので、保守処置のためのカレンダの停止時間を短縮することができる。これらの軟質ロールに対する保守処置を同時に行うことができる結果、これらの保守処置は集中的に行われる。本発明によれば、１回回転する軟質端部ロールに比べ、２回回転しかつこのより大きい荷重のために通常なら急速に摩耗する中間ロールは、その直径が大きくなるとよりゆっくり摩耗することが立証された。したがって費用がかからないロール・カバーの使用が再び可能になる。非常に光沢のある紙を生産するカレンダは、その生産および運転にかかる費用がより安くなる。生産速度を速くすることが可能になる。
【００１１】
ロール・スタックの軟質端部ロールを使用することは有利であるので、本発明による構成も重要である。軟質端部ロールを使用することにより、最初および／または最後のニップの温度をより高く設定することが可能になる。端部ロールは、通常、高温設定をより困難にする内部構造を有する撓み制御ロールである。一方、第２のロールが硬質ロールの場合、この硬質ロールを高温で運転することが可能である。
【００１２】
本発明によれば、軟質中間ロールの直径をわずかに増大させるだけで、その耐用年数を軟質端部ロールの耐用年数に一致させるのに十分であることが立証された。中間ロールは軟質端部ロールに比べて２倍回転するが、軟質中間ロールの直径は軟質端部ロールの直径の１．１〜１．５倍であることが有利である。前述のセクションにおける軟質中間ロールの直径の増大は、紙の品質、特に処理されるペーパ・ウェブのストック組成、コーティング色素組成物、または充填材量に依存する。粗さを引き起こすペーパ・ウェブ構成成分の量が多くなるほど、直径がより大きい軟質中間ロールを選択しなければならない。
【００１３】
ロール・スタックの全てのロールは、個々のニップにおける剪断応力をこのように最小限に抑えるために、それら自体の高性能または高出力駆動装置を有することが好ましい。これらの剪断応力は、通常ならニップ内に走行するペーパ・ウェブによってロールに駆動動力が伝達されることから生じ、さらに軟質中間ロール上での摩耗を増大させるものであるが、そのような剪断応力は回避される。したがって、中間ロールの直径の増大は、小さくすることができる。
【００１４】
軟質中間ロールの直径は、ウェブ走行速度に応じて、加重周波数が２０〜２５Ｈｚになるような方法で選択する場合が好ましい。
本発明による構成では、個々の軟質ニップに特定の線形荷重を設定できるようにするために、既知のロールの加重および／または緩和システムを使用することが可能になり、したがって、個々の線形荷重特性曲線で操作することが可能になる。
【００１５】
本発明による構成では、さらに、任意の所望のロール・スタック構成を使用することが可能になる。ペーパ・ウェブの両面を処理する場合、本発明のロール・スタック２つのうち一方を他方の後方に接続することができ、その第１のロール・スタックをペーパ・ウェブの片面の処理に使用し、他方のロール・スタックをペーパ・ウェブのもう一方の面の処理に使用する。このように保守にかかる費用および運転コストを低く保つために、紙の品質とは無関係にできる限り少ないロールで操作するというカレンダ設計者の基本原理に従い、２つのロール・スタックの一方が他方の後方に接続されたものであって、それぞれのスタックが５本のロールを有し、その上端ロールおよび下端ロールが軟質ロールであるものを使用する。２つの別個のロール・スタックを使用するときのペーパ・ウェブの案内を最適にするために、これらのロール・スタックを互いの横に、かつ垂直方向にずれるように配置し、その結果、２つのロール・スタック間のペーパ・ウェブの経路の長さが短くなり、ペーパ・ウェブのスレッディングが簡単になる。ペーパ・ウェブの望ましくない変化を回避することができる。
【００１６】
あるいは、ペーパ・ウェブの両面を処理する場合、少なくとも１つのロール・スタックが６本または８本のロールを有するものであって、上端ロールおよび下端ロールが軟質ロールであり、２本の軟質中間ロールの間に逆転ニップが形成されているものにすることができる。
本発明の別の改善例は、以下の記述、および特許請求の範囲の従属項から解釈される。
【００１７】
本発明について、添付した図に示される例示的な実施形態を使用し、以下により詳細に説明する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、ペーパ・ウェブ、特に、表面平滑性および光沢に対する要求が中程度でありまたはさらに高いものである紙を処理するためのカレンダ１を示す。このため、カレンダ１は、端部から装着することができるロール・スタック２を含み、このロール・スタック２は、ロール・スタック平面内で連帯して配置された上端ロール３、下端ロール４、および複数の中間ロール５、６、７を有する。図１によるロール・スタック２は、３本の中間ロール５、６、７を含み、したがって５本のロール３〜７を含んでおり、これらが垂直なロール・スタック平面内に配置されている。あるいは、ロール・スタック平面は、傾いていても水平であってもよい。ロール３〜７のうち２本のロールの間には、それぞれ、ニップ８、９、１０、１１が形成されており、そのニップを通ってペーパ・ウェブ１２がＤ方向に走行する。
【００１９】
軟質ニップの形をとるニップ、すなわち硬質ロールと軟質ロールによって画定されるニップを形成するために、ロール３〜７は硬質ロールおよび軟質ロールとして構成され、図１によれば、上端ロール３は軟質ロールであり、上部中間ロール５は硬質ロールであり、中央中間ロール６は軟質ロールであり、下部中間ロール７は硬質ロールであり、下端ロール４は軟質ロールである。したがってニップ８〜１１は全て軟質ニップであり、そこで、ロール・スタック２を通り抜けるペーパ・ウェブ１２がカレンダにかけられる。ニップ８、９、１０、１１では、それぞれの場合、ペーパ・ウェブ１２の裏面のみが硬質ロール５、７に接触するようになり、そこでカレンダにかけられるので、ロール・スタック２は、ペーパ・ウェブの片面処理に使用される。
【００２０】
軟質ロール３、４、６は、弾性カバーを有するロールであり、そのカバーの材料は、意図される用途に基づいて選択することができる。軟質中間ロール６の直径は、軟質上端、下端ロール３、４の直径よりも大きい。軟質中間ロール６の直径は、軟質上端、下端ロール３、４の直径の１．１〜１．５倍が好ましい。この場合、２本の軟質上端、下端ロール３、４の直径は、同一にすることができる。特に、ウェブの走行速度に応じて、軟質中間ロール６の直径は加重周波数が２０〜２５Ｈｚになるように選択することができる。
【００２１】
ロール３〜７は、カレンダ枠１３に固定される。この固定は支持装置によって行われ、この装置には、中間ロール５〜７に関して示されるようなレバー・ガイド１４、１５、１６と上端、下端ロール３、４に関して示されるような滑りガイド１７が作用する。ロール・スタック２を開閉するために、ロール３、４、５、６、７は、少なくとも一端から装着することができる。ロール・スタック２を閉じるために油圧シリンダ１９をここに設け、このシリンダは、ロール・スタック２を装着するために使用することもできる。次いで上端ロール３は、静止状態になるよう配置される。
【００２２】
各ロール３〜７には、それ自体の高性能または高出力駆動装置３１〜３５を設けることが好ましい。
上端ロール３および下端ロール４は、撓み制御ロールとして構成されることがさらに好ましい。ロール３〜７の死荷重とは独立に個々の線形荷重を設定するために、中間ロールのレバー・ガイド１４、１５、１６に作用する加重または緩和装置４１、４２、４３を設けることができる。
【００２３】
ペーパ・ウェブ１２をニップ８〜１１に案内するために、ガイド・ローラ２０、２１、２２、２３を設ける。ロール・スタック２は、抄紙機に対してオン・ラインまたはオフ・ラインで使用することができる。
全ての硬質ロールは、また必要なら軟質ロールも、温度制御しまたは加熱することができる。
【００２４】
ペーパ・ウェブ１２のもう一方の面をカレンダにかけるために、図２によれば、ロール・スタック２の後方に接続された第２のロール・スタック２’を設けることができ、第１のロール・スタック２の場合と同様に、その内部を通ってペーパ・ウェブ１２が上部から下部まで走行する。ペーパ・ウェブ１２を第１のロール・スタック２から第２のロール・スタック２’まで移送することによって、カレンダにかけられるペーパ・ウェブの面が切り換わる。第２のロール・スタック２’では、それぞれの場合にニップの硬質ロールに接触するようになるペーパ・ウェブ１２の面が、カレンダにかけられる。第２のロール・スタック２’は、第１のロール・スタック２と全く同様に組み立てることが好ましく、したがって同じ構成要素に対しては、プライム記号が付された同じ符号を使用する。したがってロール・スタック２に関する本発明の記述は、ロール・スタック２’にも適切に当てはまる。
【００２５】
図３に示すカレンダ１の例示的な実施形態は、第２のロール・スタック２’を第１のロール・スタック２に対し垂直方向にずらして配置する点だけが、図２に示すカレンダ１の例示的な実施形態とは異なっている。２つのロール・スタック２、２’は、一方が他方の後方になるように、かつ垂直方向にずれるように配置することが好ましく、すなわち第２のロール・スタック２’の少なくとも最上位にあるニップ８’のみが第１のロール・スタック２の最下部のニップ１１よりも高くなるように配置することが好ましい。これにより、ペーパ・ウェブの十分な張力を維持しながら、第１のロール・スタックと第２のロール・スタックの間の逆転ニップにおいてペーパ・ウェブ１２を可能な限り真っ直ぐに案内することができ、したがってペーパ・ウェブ１２を最短距離で案内することができるという状態が実現される。
【００２６】
図４は、ペーパ・ウェブ１２、特に中度から高度の平滑度および光沢へとカレンダ仕上げされる紙の、両面処理用カレンダ１００であって、逆転ニップ１５０を有するロール・スタック１０２を備えたカレンダ１００を示す。ロール・スタック１０２は、少なくとも一端から装着することができ、ロール・スタック平面内に連帯して配置された上端ロール１０３および下端ロール１０４と複数の中間ロール１０５、１０６、１０７、１０８を含む。図４によるロール・スタック１０２は、４本の中間ロール１０５、１０６、１０７、１０８を含み、したがって垂直なロール・スタック平面内に６本のロールを含む。あるいは、ロール・スタック平面はある角度をなしても水平に通っていてもよい。ロール１０３〜１０８のうち２本のロールの間には、それぞれ、ニップ１０９、１１０、１５０、１１１、１１２が形成されており、そこを通ってペーパ・ウェブ１２が通過方向Ｄに走行する。
【００２７】
硬質ロールと軟質ロールによって範囲が定められる軟質ニップの形のニップを形成するために、ロール１０３〜１０８は硬質ロールおよび軟質ロールとして構成され、図４によれば、上端ロール１０３は軟質ロールであり、上部中間ロール１０５は硬質ロールであり、２本の中央中間ロール１０６、１０７はそれぞれ軟質ロールであり、下部中間ロール１０８は硬質ロールであり、下端ロール１０４は軟質ロールである。したがって、ニップ１０９、１１０、１１１および１１２は全て硬質ロールと軟質ロールの間の軟質ニップであり、それぞれの場合において、ロール・スタック２内を走行するペーパ・ウェブ１２は、特に、硬質ロールに接触するようになる面がカレンダにかけられる。２本の軟質中間ロール１０６、１０７の間には逆転ニップ１５０が形成され、その結果、ニップ１１１および１１２ではペーパ・ウェブの他方の面がそれぞれ硬質ロール１０８に接触するような状態になり、１つのロール・スタック１０２でペーパ・ウェブの両面カレンダ仕上げが行われる。
【００２８】
軟質ロール１０３、１０４、１０６、１０７は、弾性カバーを有するロールであり、そのカバーの材料は、意図される用途に基づいて選択することができる。２本の軟質中間ロール１０６、１０７の直径は、それぞれの場合、軟質上端、下端ロール１０３、１０４の直径よりも大きい。軟質中間ロール１０６、１０７の直径は、軟質上端、下端ロール１０３、１０４の直径の１．１〜１．５倍であることが好ましい。２本の軟質上端、下端ロール１０３、１０４の直径は、この場合、同一にすることができる。特に、ウェブの走行速度に応じて、軟質中間ロール１０６、１０７の直径を回転周波数が２０〜２５Ｈｚになるように選択することができる。
【００２９】
ロール１０３〜１０８は、カレンダ枠１１３に固定される。固定は支持装置によって行われ、この装置には、中間ロール１０５〜１０８に関して示されるようなレバー・ガイド１１４、１１５、１１６、１１７、または上端、下端ロール１０３、１０４に関して示されるような滑りガイド１１８、１１９が作用する。ロール・スタック１０２を開閉するために、ロールを少なくとも一端から装着することができる。ロール・スタック１０２を閉じるために、油圧シリンダ１２０をここに設け、またこのシリンダは、ロール・スタック１０２を装着するために使用することもできる。次いで上端ロール１０３を静止状態になるよう配置する。
【００３０】
ロール１０３〜１０８のそれぞれには、それ自体の高性能または高出力駆動装置１３１〜１３６を設けることが好ましい。
上端ロール１０３および下端ロール１０４は、撓み制御ロールとして構成することがさらに好ましい。ロール３〜７の死荷重とは無関係に個々の線形荷重を設定するため、中間ロールのレバー・ガイド１１４、１１５、１１６、１１７に作用する加重または緩和装置１４１、１４２、１４３、１４４を設けることができる。
【００３１】
ニップ８〜１１の間にペーパ・ウェブ１２を案内するために、ガイド・ローラ１２１、１２２、１２３、１２４、１２５を設ける。ロール・スタック１０２は、抄紙機に対してオンラインまたはオフラインで使用することができる。
全ての硬質ロールは、また必要なら軟質ロールも、温度制御しまたは加熱することができる。
【００３２】
図５に示す例示的な実施形態は、ロール・スタック１０２が８本のロールを含んでおり、すなわちさらに２本の中間ロール１６０、１６１を含んでおり、そのため逆転ニップ１５０上方のロール数が増す点が、図４に記述され示される例示的な実施形態と異なっている。中間ロール１６０は軟質ロールであり、軟質中間ロール１０６、１０７に関して前に述べた事柄を適切に当てはめることができる。中間ロール１６１は硬質ロールとして構成される。このように得られる追加の軟質ニップ１６２、１６３によれば、逆転ニップ１５０の上流で処理されるペーパ・ウェブの面のカレンダ仕上げが向上する。それ以外は、上述の説明が相応に当てはまる。
【００３３】
この明細書で述べた全ての刊行物および特許出願は、個々の刊行物または特許出願のそれぞれが参照により組み込まれることを具体的にかつ個々に示した場合と同じ程度まで、参照により本明細書に組み込む。
本発明について十分に述べてきたが、上述の請求項の精神または範囲から逸脱することなく、本発明に多くの変更および修正を加えることができることが、当業者に理解されよう。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係るカレンダによれば、軟質ロールが急速に摩耗するという欠点が減じられたペーパ・ウェブを処理するカレンダが提供され、軟質中間ロール（中間ロールに形成された軟質ロール）の直径を軟質端部ロール（上端ロール及び下端ロールに形成された軟質ロール）の直径に対して大きくするという機械的な解決策によって軟質中間ロールの耐用年数を長くし、その結果、軟質中間ロールの耐用年数を軟質端部ロールの耐用年数に一致させることが可能になる。このため本発明によれば、カレンダ・スタックの全ての軟質ロールが実質上同じ耐用年数になるので、保守処置のためのカレンダの停止時間を短縮することができる。これらの軟質ロールに対する保守処置を同時に行うことができる結果、これらの保守処置は集中的に行われる。本発明によれば、１回回転する軟質端部ロールに比べ、２回回転しかつこのより大きい荷重のために通常なら急速に摩耗する中間ロールは、その直径が大きくなるとよりゆっくり摩耗する。したがって費用がかからないロール・カバーの使用が再び可能になる。非常に光沢のある紙を生産するカレンダは、その生産および運転にかかる費用がより安くなる。このため、非常に良好なカレンダ仕上げをもたらすと同時にその運転にかかるコストが安いカレンダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ペーパ・ウェブの片面処理用カレンダの、第１の例示的な実施形態を示す概略側面図である。
【図２】ペーパ・ウェブの両面処理用カレンダの、第２の例示的な実施形態を示す概略側面図である。
【図３】ペーパ・ウェブの両面処理用カレンダの、第３の例示的な実施形態を示す概略側面図である。
【図４】ペーパ・ウェブの両面処理用カレンダの、第４の例示的な実施形態を示す概略側面図である。
【図５】ペーパ・ウェブの両面処理用カレンダの、第５の例示的な実施形態を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１カレンダ
２ロール・スタック
３上端ロール
４下端ロール
５，６，７中間ロール
８，９，１０，１１軟質ニップ
１２ペーパ・ウェブ
１３カレンダ枠
１７滑りガイド
１９油圧シリンダ

Claims

ペーパ・ウェブを処理するためのカレンダであって、端部から装着することができると共に上端ロール及び下端ロールと複数の中間ロールを備えた少なくとも１つのロール・スタックを有し、前記上端ロール、下端ロール、及び複数の中間ロールがロール・スタック平面内に連携して配置され、軟質ニップの形に動作ニップを形成するために、前記上端ロール及び下端ロールが軟質ロールで形成されると共に、前記中間ロールが硬質ロールおよび軟質ロールを含んで形成され、前記中間ロールを形成する各軟質ロールの直径が前記上端ロール及び下端ロールを形成する軟質ロールの直径よりも大きいことを特徴とするカレンダ。
前記中間ロールを形成する軟質ロールの直径が前記上端ロール及び下端ロールを形成する軟質ロールの直径１．１〜１．５倍であることを特徴とする請求項１記載のカレンダ。
前記上端ロール、下端ロール、及び複数の中間ロールの全てがそれ自体の高性能駆動装置を有することを特徴とする請求項１又は２記載のカレンダ。
前記ペーパ・ウェブの走行速度に応じて、回転周波数が２０〜２５Ｈｚになるように前記中間ロールを形成する軟質ロールの直径を選択することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のカレンダ。
前記ロール・スタックの個々の軟質ニップでの線形荷重を、個々の線形荷重特性曲線に基いて設定することができることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のカレンダ。
前記ペーパ・ウェブの両面処理のために、２つの前記ロール・スタックが逐次接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のカレンダ。
逐次接続されている前記２つのロール・スタックのそれぞれが、５本のロールを備え、上端ロールおよび下端ロールが軟質ロールであることを特徴とする請求項６に記載のカレンダ。
前記ペーパ・ウェブの両面処理のために、少なくとも１つのロール・スタックが６本または８本のロールを備え、上端ロールおよび下端ロールが軟質ロールであり、逆転ニップが前記中間ロールを形成する２本の軟質ロールの間に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のカレンダ。