JP4234254B2 - 繊維ウェブのカレンダ掛け方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、好ましくは包囲形シュー・ロールを使用して、繊維ウェブのカレンダ掛けを行なう方法に関する。
【０００２】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】
紙のカレンダ掛け（紙を圧搾して平滑にして光沢をつけること）は、繊維ウェブ、例えば、紙の円滑表面を得るため行なわれる。これは、伝統的に、ニップ（該ニップ内で、紙面の凹凸をならして円滑表面を形成すべく、高い圧力が紙面に加えられる）を形成する２つの対向作用ロールを用いて達成される。上記方法を用いることの欠点は、ウェブに作用する高圧によってウェブが過度に圧縮されてしまうことである。このため、紙の厚さが大幅に減少し、カレンダ掛け後のウェブの剛さ（stiffness)がかなり低下してしまう。
上記欠点は、適度の圧力と組み合わせて、熱を用いることにより軽減される。この理由は、温度が充分に高いと紙の繊維が可塑化されることにある（可塑化温度は、繊維の含水率および特性によって異なるが、通常、約１７０〜２１０℃）である）。従って、充分に（例えば２５０℃に）加熱されたロールが使用されかつロールを通るウェブの表面に充分な熱伝達が達成されると、円滑表面および比較的大きな厚さをもつウェブが製造され、これにより、熱を用いない高圧ニップを使用した場合に得られる厚さに比べ、非常に剛い製品が得られる。
【０００３】
上記理由から、カレンダ掛け工程に熱カレンダ掛け（ヒート・カレンダリング）が要求される多くの用途がある。熱カレンダ掛けに関する比較的最近の問題は、ウェブ速度がより高速になる傾向があるため、充分な熱伝達を達成することである。ニップを通って移動するウェブが高速になればなるほど、熱伝達のための時間（すなわち、保持時間）は短くなる。米国特許第5,163,364 号には、この問題を解決する方法が示されている。この米国特許は、ウェブがニップを通って移動する間のウェブ表面の充分な加熱を確保するため、充分な保持時間が得られる長いニップの使用を開示している。この米国特許に示されているように、カレンダ掛けゾーンは、一方の側から押圧する加熱ロール（加熱されたロール）と、凹状シュー・プレスにより加熱ロールに押圧される無端可撓性ベルトとにより形成される。
【０００４】
無端可撓性ベルトはポリマーを含む材料で作るのが好ましい。このため、耐熱性は比較的低く、すなわち、熱が或る温度（通常は約１００℃）を超えると可撓性ベルトは破壊されてしまう。このようなベルトのコストはかなり高いので、可撓性ベルトのあらゆる過熱は回避されなくてはならない。これは、ニップを通った後に可撓性ベルトを冷却することと組み合わせて、殆ど全ての熱を吸収する紙により達成される。しかしながら、紙ウェブが破断すると、米国特許第5,163,364 号に開示の構造と、ポリマーからなる可撓性ベルトの使用（米国特許第5,163,364 号には開示されていない）とを組み合わせた構成では、加熱ロールが直接可撓性ベルトに作用してしまうため、過熱による可撓性ベルトの破壊を招く。この問題は、包囲形シュー・ロールを使用する場合には更に悪化する。なぜならば、閉ロール（すなわち、包囲形シュー・ロール）の方が、可撓性開ベルトよりも冷却が困難だからである。また、包囲形シュー・ロールの使用は、負荷シューよりも可撓性ジャケットを長くすることを必要とする。すなわち、可撓性ジャケットがニップの両側から突出してしまう。従って、通常はウェブにより覆われないジャケットの部分が存在する。なぜならば、これらの部分は、ニップ内でのカレンダ掛けに関係しないからである。このため、加熱ロールからこれらの部分への直接熱放射がなされ、従ってジャケットの過熱および早期破壊を引き起こす。
【０００５】
他の関連問題は始動方法である。通常、包囲形シュー・ロールのジャケットは、これ自体が駆動されるのではなく、繊維ウェブとの接触がなされたときに摩擦により駆動される。ウェブがこのような始動方法により悪影響を受けることは、当業者には明白である。また、このような始動方法は、始動の瞬間にベルトを過熱する危険性がある。なぜならば、ベルトは、加熱されたニップ内でウェブと最初に接触する間に移動することはなく、ベルトへの極端な熱伝達が生じるからである。
他の関連問題は、可撓性ベルト、すなわち、ジャケットの好ましくない摩耗を如何にして防止するかである。
本発明の目的は、上記欠点を解消するか、少なくとも最小にする方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明の一つの観点により達成される。
本発明によれば、繊維ウェブが、長くかつ加熱されるニップを通り、該ニップは、その一方の側が円筒状の加熱ロールにより形成され、他方の側が、凹状負荷シューにより加熱ロールに押圧される可撓性管状ジャケットにより形成され、該管状ジャケットは静止支持梁（サポートビーム）を包囲し、該支持梁は、負荷シューおよび可撓性管状ジャケットを加熱ロールに押圧できる、少なくとも１つのアクチュエータを支持し、負荷シューの軸線方向長さはジャケットおよび加熱ロールの軸線方向長さより短くて、負荷シューが加熱ロールに押圧されたときに、ニップ内のジャケットの両端部にテーパ状セクションが形成される、繊維ウェブのカレンダ掛け方法において、前記テーパ状セクションは、繊維ウェブの各縁部における小さいストリップが前記長いニップ内でカレンダ掛けされないように、前記繊維ウェブにより実質的に覆われることを特徴とする繊維ウェブのカレンダ掛け方法が提供される。
【０００７】
本発明による解決方法により、ジャケットは、該ジャケットの両端部も、これらをウェブで覆うことにより過熱から保護される。これにより、ジャケットの寿命を延長できるため、コストを大幅に低減できる。カレンダ掛けされないストリップは後工程で切除されるが、本発明の好ましい態様によれば、前記小さいストリップは先行または後続のニップによりカレンダ掛けされ、これにより、製造されたウェブの問題のない巻上げができ、かつ最終製品として多量の繊維ウェブを得ることができるため、製品の収益を増大できる。
本発明の他の観点によれば、
・前記可撓性管状ジャケットは、この両端部が端壁に取り付けられるようにして包囲形シュー・ロールの一部を形成し、前記端壁は前記支持梁に対して回転可能に取り付けられていて、前記ジャケットと協働してシールされた空間を形成し、前記端壁のうちの少なくとも一方は駆動装置により駆動され、該駆動装置は、繊維ウェブまたは加熱ロールに対するジャケットの位置とは無関係に、端壁従ってジャケットをも駆動するように作動される。
【０００８】
・前記駆動装置はニップが閉じられる前に作動され、ニップが閉じる瞬間に所望のジャケット速度を確保する。
・前記ウェブの速度が測定され、ベルトの速度は、該ベルトがウェブに接触される前に、ウェブの速度と同期される。
・紙ウェブが破断されたか否かを検出する検出装置と、ウェブが破断されると前記駆動装置が作動され、かつ、同時にジャケットが加熱ロールとは接触しなくなる方向に移動されるような方法で、前記検出装置と相互接続されている制御システムとを有している。
・ウェブの速度は、６００ｍ／分以上、好ましくは８００ｍ／分以上、より好ましくは1,000 ｍ／分以上である。ウェブの速度は、６００〜３０００ｍ／分であるのが好ましい。
【０００９】
・製造されるウェブは紙であり、ウェブの速度は、1,000 ｍ／分以上、好ましくは1,500 ｍ／分以上、より好ましくは1,800 ｍ／分以上である。ウェブの速度は、1,000 〜3,000 ｍ／分であるのが好ましい。
・前記加熱ロールの表面温度は１５０℃以上、好ましくは１７０℃以上、より好ましくは約２００〜２５０℃である。加熱ロールの表面温度は１５０〜４００℃であるのが好ましい。
・ニップ内の線圧は５００ｋＮ／ｍ以下、好ましくは４００ｋＮ／ｍ以下、より好ましくは約３２０〜３８０ｋＮ／ｍである。ニップ内の線圧は５０〜５００ｋＮ／ｍであるのが好ましい。
・ニップ内の最大線圧（リニアロード）は１５Ｍｐａ以下、好ましくは１３Ｍｐａ以下、より好ましくは約８〜１２Ｍｐａである。ニップ内の最大線圧（リニアロード）は、５〜１５Ｍｐａであるのが好ましい。
【００１０】
・駆動装置から少なくとも１つの端壁への力伝達は、摩擦により達成される。
・駆動装置から少なくとも１つの端壁への力伝達は、確実駆動装置
（positively gripping drive arrangement)により達成される。
・端壁のうちの少なくとも１つが軸線方向に変位でき、包囲形シュー・ロールの作動中でも可撓性ジャケットの張力を変化できる。
・ニップを形成する最終工程が、負荷シューにより、ジャケットをその非負荷位置から上方に押して加熱ロールに押し当てることからなる。
・ジャケットは、負荷シューを非負荷状態にすることにより、加熱ロールに接触しなくなるように移動される。
本発明の上記の他の観点による長所は幾つかある。本発明による駆動装置は、可撓性ジャケットの過熱および損傷によりジャケットを破壊する危険をなくして、作動中にニップを開閉することを可能にし、これにより、コストが節約されかつ機械の休止時間が短縮される。また、駆動装置の力伝達装置が包囲形シュー・ロールの端壁に取り付けられかつ両端壁が同じ回転速度で回転されるため、包囲形シュー・ロールの駆動によって、またはジャケット表面の摩耗およびジャケット自体の張力によっても、可撓性ジャケットが影響を受けることがない。また、一方の端壁を軸線方向に変位できることにより、作動中に、可撓性ジャケットの軸線方向の位置および／または張力を調節でき、これにより、ジャケットの種々の方向の局部的応力によるジャケットの摩耗が低減される。
【００１１】
本発明の他の観点は、円筒状ロールおよび包囲形シュー・ロールを備えた第１カレンダを有し、前記シュー・ロールは、静止支持梁を包囲する可撓性管状ジャケットおよび前記静止支持梁に取り付けられた少なくとも１つのアクチュエータにより移動される負荷シューを備えている、繊維ウェブをカレンダ掛けする１組のカレンダにおいて、第２カレンダが、少なくとも１つの小ロールと相互作用するように取り付けられたロールを有し、前記小ロールの幅は繊維ウェブの幅より実質的に小さいことを特徴とする繊維ウェブをカレンダ掛けする１組のカレンダに関する。
本発明の他の観点によれば、
・前記小ロールの幅は、５０〜５００mm、好ましくは１００〜３００mmである。
【００１２】
・前記小ロールは少なくとも１つのピボットアーム（枢動アーム）に配置され、該ピボットアーム（枢動アーム）は、支持部材にピボット式に回転可能に取付けられ（枢着され）、かつ、好ましくは、油圧ピストン組立体により駆動される。
・ニップ内での小ロールの作用の良好な制御が行なえる剛性構造を得るため、２つのピボットアーム（枢動アーム）が設けられており、両ピボットアーム（枢動アーム）の間には小ロールが配置されている。
・前記小ロールは別の駆動装置により駆動される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のこの特徴および他の長所は、以下に述べる詳細な説明および特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
以下、添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
図１には、長い加熱ニップ（加熱されたニップ）１を通る繊維ウェブ８０を示す。ニップ１は、繊維ウェブ８０に対して下方の側に配置される包囲形シュー・ロール１０により形成される。繊維ウェブ８０の上方の側には、加熱ロール（加熱されたロール）２２が示されている。包囲形シュー・ロール１０は、例えば強化ポリウレタンからなる在来の形式の液体を通さない可撓性ジャケット１２を有している。回転しない静止支持梁（サポートビーム）１４が、少なくとも１つの負荷シュー１８を支持している。負荷シュー１８と支持梁１４との間にはアクチュエータ２０が設けられている。好ましい実施形態では、アクチュエータ２０は、凹状負荷シュー１８を（従って可撓性ジャケットも）対向ロール２２に押圧するための油圧ピストンである。ジャケット１２は、（「普通の態様」とは異なり）、その非負荷位置から、包囲形シュー・ロール１０の中心から離れる方向に押圧されることに留意すべきである（既知のシュー形式プレスでは、対向ロールがジャケットを内方に押し下げる）。ジャケット１２は、包囲形シュー・ロール１０内にシールされた隔室１３（図３、図４）が形成されるようにして、２つの円形端壁２４、２６の外周部に取り付けられる。また、図１に示すように、ウェブが破断されたか否かを検出するため、少なくとも１つの検出装置９９が繊維ウェブ８０に隣接して配置されている。この検出装置９９は、繊維ウェブ８０が破断されているか否かに基づいてカレンダ掛け工程の作動を制御する制御装置９８に接続されている。
【００１４】
図１に概略的に示すように、対向加熱ロール２２は可動レバー９５に配置されている。該レバー９５は、ピボット点９６と、加熱ロール２２を、ニップ１（ニップ１はいわゆる分離機構の一部を形成する）に近づく方向およびニップ１から離れる方向に移動できるようにする油圧ピストン装置９４とを有している。好ましい実施形態では、分離機構は、負荷シュー１８を移動させる第１機構（シューが負荷されなくなった後のジャケット１２の位置が、図２に参照番号１１で示されている）と、対向ロール２２を移動させる第２機構との２つの機構を含む。少なくとも一方の分離機構は、検出装置９９が繊維ウェブ８０の破断を検出するやいなや、ジャケット１２が加熱ロール２２とは接触しなくなるように、上記制御回路９８により制御される。しかしながら、いずれの分離機構の移動も、例えばニップ１の検査と関連して手動制御により操作することができる。
【００１５】
図３には、端壁２４、２６が支持梁１４の短軸１６、１７に回転可能に取り付けられている状態が示されている（端壁は、一体に形成するのではなく、図４に示すように静止部分と回転部分とに分割するのが好ましい）。短軸の一端には、円筒軸３２が、ベアリング３４を介して回転可能に配置されている。円筒軸３２には、自動調心ベアリング３８を介して支柱３６が配置されている。自動調心ベアリング３８は、大きな荷重が作用したときに支持梁１４の変形／曲りを許容する球面運動ができるようにする。一方の端壁２４は、円筒軸３２に固定して取り付けられている。端壁の外側で、円筒軸３２には駆動トランスミッション４０（図示の実施形態では、はめ歯歯車（コグホイール：cog wheel ））が固定されている。はめ歯歯車は、トランスミッション４２に連結され、トランスミッション４２は駆動装置４４に連結されている。端壁の内側で、円筒軸３２にははめ歯歯車４６が固定されている。ジャケット１２の内部で、支持梁１４に平行に駆動軸４８が配置されている。駆動軸４８は、支持梁１４に取り付けられたベアリングハウス５２内に配置されたベアリング５０により支持されている。駆動軸４８の各端にははめ歯歯車５４、５５が配置されている。好ましくは、これらのはめ歯歯車は、端壁に取り付けられた相互噛合いするはめ歯歯車の軸線方向移動を許容するための、長い歯形部分を有している。ジャケット１２の内部で、第２端壁２６には、別のはめ歯歯車５６が固定されている。ジャケット１２内の両はめ歯歯車は、駆動軸４８上の対応するはめ歯歯車と噛み合う。第２端壁２６は、第２短軸１７上で回転可能に配置されている。第２短軸１７は、第２支柱５８に固定されている。
【００１６】
機能は次の通りである。通常の作動の間は、駆動される加熱ロール２２は、負荷シュー１８により加えられる所望の圧力により、繊維ウェブ８０および可撓性ジャケット１２と相互作用し、これにより、繊維ウェブおよび可撓性ジャケットの両者の摩擦力に基づく駆動力を発生させる。従って、通常の作動の間は、ニップ１に生じる力が、包囲形シュー・ロール１０を回転させる。
特定の場合にのみ、通常、包囲形シュー・ロール１０の独立駆動装置を作動させることが望まれる。これは、例えば、カレンダの始動を行なうときにおこなわれるべきである。最初に可撓性ジャケット１２をスピードアップすることなくカレンダを始動させると、過熱による可撓性ジャケットの損傷が不可避的に引き起こされる。また、このことは繊維ウェブ８０を劣化させる。なぜならば、始動の瞬間に、繊維ウェブには過大な張力が引き起こされるからである。従って、カレンダ掛けする表面の始動の瞬間には、包囲形シュー・ロール１０の独立駆動装置を使用すべきである。始動時には、ニップギャップは閉じられないが、ロール２２はニップ１とは接触しない状態に移動されている。加熱対向ロール２２をニップ１に移動させる前に、包囲形シュー・ロール１０の駆動装置４４を作動させて、トランスミッションを介して第１端壁２４を加速する。端壁２４が回転されると、内側の第１のはめ歯歯車４６が回転され、これにより駆動軸４８が回転される。駆動軸４８は、第２の内側のはめ歯歯車５６を介して、回転を第２端壁２６に伝達する。かくして、両端壁２４、２６が加速され、かつ所望の周速度（通常、繊維ウェブ８０の速度に等しい速度）が得られるまで同じ速度で回転する。油圧ピストン９４を作動させてレバー９５をピボット式に回転させ（枢動させ）、これにより対向ロール２２をニップ１に移動させることによりニップ１を閉じ、次に、アクチュエータ２０により負荷シュー１８が加熱ロール２２に対して押圧される。カレンダがひとたび所望の態様で機能すると、包囲形シュー・ロール１０の駆動装置が作動を止められ（除勢され）、プレスロールが、ニップ１内の摩擦により慣用的な態様で駆動される。
【００１７】
また、包囲形シュー・ロール１０の検査のためには上記作動が望まれる。なぜならば、これにより機械全体の停止を回避できるからである。ロール間のギャップを通って紙ウェブが正に移動している状態で、部品の検査および可能な調節または交換を行なった後、プレスロールが上記態様で加速され、ニップが閉じられ、かつウェブを破断または引き裂く危険なくして加工が続けられる。
可撓性ジャケット１２はいかなる捩り力をも伝達できないため、両端壁２４、２６は同じ速度で駆動されかつ回転されなければならないことを理解すべきである。
図４には、図１に示した包囲形シュー・ロール用駆動装置の他の実施形態が示されている（図３に示したような確実にグリップする駆動装置は使用されていない）。この実施形態は、回転力を伝達するのに摩擦を使用している。図４はまた、支持梁１４および端壁２４、２６を配置する、より好ましい設計を示している。端壁２４、２６は、静止内側部分２４Ａ、２６Ａと、回転部分２４Ｂ、２６Ｂと、それらの間のベアリング２４Ｃ、２６Ｃとに分割されている。両静止部分２４Ａ、２６Ａは、支柱１４に対して回転できないように固定されている。しかしながら、所望に応じて、ジャケットの移動および／またはジャケットの張力付与ができるようにするため、両静止部分２４Ａ、２６Ａは軸線方向に変位できるように配置するのが好ましい（このこと自体は既知であり、米国特許第5,084,137 号に開示されている）。支持梁１４の両端部には自動調心ベアリング２３、２５が配置されており、支持梁１４が撓み得るようにしている。軸１９Ｂを備えた駆動装置４４が示されている。軸１９Ｂにはディスク１９が配置されており、該ディスク１９の周囲端１９Ａにはゴム層が設けられている。可撓性ジャケット１２の外端部は、環状リング１５（該環状リング１５は、過度に磨耗した後は交換できる力伝達装置１５の一種として機能する）と、各端壁２４、２６との外周部との間に固定されており、環状リング１５（該リングはセグメント化できる）は、例えば、ねじ等の任意の適当な手段により端壁２４に固定される。（ジャケット１２は他の多くの態様、例えば端壁の内面に取り付けられた支持体（図示せず）で端壁に固定できることは明らかである。この構成は、好ましくは、摩擦駆動力が直接端壁の外面に伝達される設計、すなわち力伝達装置が端壁と一体になる設計を可能にする。もちろん、端壁の外面に別の力伝達装置を取り付けることも可能である。）各端壁の回転部分２４Ｂ、２６Ｂの内側には、環状のはめ歯歯車４６、５６が固定されている。駆動装置４４、１９は、前記力伝達装置１５に接触しまたは離れる方向に移動できる。従って、包囲形シュー・ロール１０を加速したい場合には、ゴム層１９Ａが力伝達装置１５と摩擦係合するように駆動装置が移動される。はめ歯歯車４６および駆動軸４８は、はめ歯歯車５４、５５、５６（これらのはめ歯歯車は、同時に、同期装置の機能を満たしている）を介して、端壁２４の回転を他方の端壁２６に伝達する。従って、これにより、両端壁２４、２６は、図３に関連して上述したのと同じ方法で作動される。必要ならば、ロール１０の各側面に、各端壁と相互作用する駆動装置を設けることができ、これにより、トランスミッションは、単に同期装置として機能することになる。図４にはまた、負荷シュー１８の作用の好ましい実施形態が概略的に示されている（通常、負荷シュー１８は駆動軸４８に対して直径方向には配置されず、図１に示すように垂直に配置される）。負荷シュー１８は、可撓性ジャケット１２を、その通常の休止位置から半径方向外方に離れるように押圧し、図５および図６に関連して以下により詳細に説明するようにして加熱ロール２２とのニップを形成する。
【００１８】
図５および図６から、負荷シュー１８は、両端壁２４、２６間の全長に亘っては延びていないことは明白である。これは、負荷シュー１８の両縁部における該シューの荷重によって可撓性ジャケット１２が引き裂かれる危険性が生じないようにするために必要な構成である。また、加熱ロール２２は負荷シュー１８より長く延びていることも示されている。これは、ニップ１内に最適熱分布／熱伝達を確保しかつ熱膨張を防止するのに必要な構成である。好ましくは、加熱されたオイルがロールを加熱するのに用いられる。所望温度は、通常、加熱ロール２２の表面で約２００〜２２０℃である。加熱されたオイルが、加熱ロール２２の軸線方向端部から供給され、これにより、加熱ロール２２の軸線方向端部の温度はより高くなり、従ってより大きく膨張する。（もちろん、他の加熱方法も可能であり、例えば、誘導、蒸気またはガスバーナで加熱することもできる。しかしながら、これらの別の加熱方法の使用は同様な熱分布問題をもたらすが、これらの問題は、負荷シューより加熱ロールを長くすることにより軽減される。）また、負荷シュー１８が非負荷状態にあるときには、加熱ロール２２がジャケット１２から或る距離だけ離れて位置することも示されている。従って、ニップを形成するためには、負荷シュー１８によってジャケット１２を図５に示すように外方に押圧しなければならず、このことは、ウェブ８０が負荷シュー１８よりも幅広であることをも示している。ニップ内への負荷シュー１８の移動は、アクチュエータ２０により達成される。アクチュエータ２０は、好ましい実施形態では、ピストンの端部が負荷シュー１８に固定された多数の複動油圧ピストン組立体１８１、１８２、１８３を含む。油圧流体は包囲形シュー・ロール１０内に配置された２つのパイプ１８６、１８７により供給されかつ排出されることが概略的に示されている。図５には、上方のパイプ１８６が加圧されかつ下方のパイプ１８７が減圧されており、これにより下方の側のピストン組立体に通じている分岐パイプ１８５が加圧されて、ピストン１８１および負荷シュー１８が上方に押圧され、加熱ロール２２との間にニップを形成しているところが示されている。ジャケット１２がその非負荷位置から移動される距離は、通常、約５〜１０mmである。従って、負荷状態では、ニップに隣接する２つのテーパ状ゾーン１２Ａ、１２Ｃが存在する。これらのテーパ状ゾーンでは、ジャケット／ウェブと対向加熱ロール２２とが接触せず、また、これらのテーパ状ゾーンはウェブ８０によりほぼ覆われ、ジャケット１２を加熱ロール２２の熱から保護する。
【００１９】
図６では、下方のパイプ１８７が加圧されかつ上方のパイプ１８６が減圧されており、これによりピストン組立体の上方の側に通じている分岐パイプ１８４が加圧されて、ピストン１８１および負荷シュー１８が下方に移動され、加熱ロール２２との間にギャップを形成している。従って、この好ましい形式のカレンダでは、分離機構は２つの機構を含んでいる。第１の機構は負荷シュー１８を移動させるアクチュエータ２０であり、第２の機構は加熱ロール２２を移動させるレバーアーム機構９４、９５、９６である。また、この実施形態では、分離機構は、検出装置９９が繊維ウェブ８０の破断を検出するやいなやギャップが形成されるように、上記の制御回路９８により制御される。しかしながら、この場合、最初に負荷シュー１８が前述のようにして移動され、負荷シュー１８をその休止位置に迅速に戻し、これにより非負荷ジャケット１２と加熱ロール２２との間の距離に等しいギャップ（すなわち、通常は約７mm）が形成されるようにする。この距離は、特に、本発明によりジャケット１２が同時に回転されている場合に、熱伝達を許容レベルまで低減させるのに充分な大きさである。その後、分離機構の第２部分が分離されて充分に大きいギャップ（通常、少なくとも４０mmであるが、１００mm以下である）を形成し、新しいウェブをギャップに導入できるようにする。前述のように、新しいウェブがギャップに導入されたならば、両ロールは所望速度で回転される。次に、レバーアームを移動させて加熱ロール２２をその「ニップ位置」に位置決めし、最後に、負荷シュー１８を作動させてジャケット１２を加熱ロール２２に押圧し、ニップを閉じる。非常に重い加熱ロール２２に比べ、負荷シュー１８を迅速移動させることの方が非常に容易であることは明白である。従って、この実施形態は、可撓性ベルトの過熱を防止するという問題の非常に有効な解決方法である。
【００２０】
前述のように、対向ロール２２から、ニップの外側のテーパ状ジャケットゾーン１２Ａ、１２Ｃに過度に熱伝達しないようにするため、これらのゾーンは、作業中に繊維ウェブ８０により少なくとも部分的に覆われなくてはならない。このため、繊維ウェブ８０の各端部に、カレンダ掛けされない２つのストリップ８０Ａ、８０Ｂが存在している。もちろん、これらのストリップ８０Ａ、８０Ｂの厚さは、ウェブの残部の厚さより大きい。従って、このような繊維ウェブを巻き上げるには問題が生じる。
この問題は種々の方法で解決される。この問題を解決する第１の方法は、ニップ１の後に（または、任意であるがニップ１の前にも）、これらのストリップ８０Ａ、８０Ｂのみをカレンダ掛けする別のカレンダ掛けを行なうことである。或いは、繊維ウェブが巻き上げられる前にストリップを切除することもできる。
【００２１】
図８は、包囲形シュー・ロール１０を摩擦係合（図４に示したものと同じ原理である）により直接駆動する好ましい実施形態の側面図である。従って、各端壁２４、２６の表面１５と相互作用するための外側ゴム層１９Ａを備えたトルク伝達輪１９が示されている。従って、各端壁２４、２６に力を伝達するために包囲形シュー・ロールの各側に１つずつ配置された同種類の２つの駆動装置が設けられている。一方の駆動装置を主装置とし、かつ他方の駆動装置を従属装置とすることにより、両駆動装置の同期が達成される。加速中、主装置には従属装置よりかなり大きいトルク（通常、２／１）が供給される。
制御回路が、トルク伝達輪１９の速度を制御する。一方のトルク伝達輪の速度が他方のトルク伝達輪の速度とは異なる場合には、このことは一方のトルク伝達輪がスリップしていることを意味し、従って、給電を調節してこのスリップをなくす。両駆動装置がこのようにして同期されるならば、図４に開示した実施形態の駆動軸４８は余分になり、従って省略できる。
【００２２】
駆動輪１９は、２つの支持レバー１０４、１０６の間で回転可能に取り付けられた第１軸１０２に固定されている。軸１０２の一端には歯車１０８が取り付けられている。歯車１０８は可撓性歯付きベルト１１０により駆動され、該歯付きベルト１１０は、駆動軸１１４の一端に固定された第２歯車１１２により駆動される。駆動軸１１４は、ケーシング１１６内に回転可能に配置されている。ケーシング１１６は支持構造１１８に回転可能に取り付けられており、該支持構造１１８は支持梁１２０に固定されている。前記ケーシング１１６の第１端部には支持レバー１０４、１０６が固定されている。前記ケーシング１１６の他端部にはレバーアーム１２２が固定されており、該レバーアームの他端部には油圧ピストン組立体１２４が取り付けられている。別の支持構造１２６（これも支持梁１２０に取り付けられている）には原動機４４が取り付けられている。該原動機４４から突出する駆動軸１１９は、カップリング装置１２８を介して前記他方の駆動軸１１４に相互連結されている。
【００２３】
図９は、本発明の包囲形シュー・ロール１０の側面図であり、図８の駆動装置が如何にしてロールと相互作用するかを示すものである。この図９は、図８の線Ａ−Ａにおける断面図である。理解されるように、油圧ピストン組立体１２４は、支持構造（支持梁１２０との一体部分を形成することが好ましい）に調節可能に固定される。図９から明らかなように、駆動輪１９は、油圧ピストン１２４を移動してレバーアーム１２２を駆動軸１１４の軸線の回りでピボット式に回転（枢動）させることにより、端壁２４、２６と接触しまたは離れるように移動される。レバーアーム１２２がピボット式に回転（枢動）されると、駆動輪１９を支持する支持レバー１０４、１０６も移動される。原動機４４を作動させると、歯車１１２によって歯付きベルト１１０が駆動され、第２歯車１０８が回転される。これにより、軸線１０２および駆動輪１９も回転される。
【００２４】
図１０は、図８中の線Ｂ−Ｂにおける断面図であり、歯付きベルト１１０の張力を調節する調節装置を示すものである。外側支持レバー１０６には、支持輪１３０が調節可能に取り付けられており、該支持輪１３０は歯付きベルト１１０に所望の圧力を付与するように位置決めできる。
図１１および図１２には、主として図４に示す実施形態のように機能する包囲形シュー・ロールを駆動する別の方法が示されている。従って、この実施形態もロールを通る中央支持梁１４を有し、該支持梁１４は可撓性ジャケット１２を支持する回転端壁の基本支持体を形成する。端壁２４の静止部分２４Ａには、支持構造１４２が固定されている。該支持構造１４２には、第１歯車１４４および第２歯車１４６が配置されている。端壁２４の静止部分２４Ａには、端壁２４の回転部分２４Ｂがシール係合している。この回転可能な部分２４Ｂには歯車１５０が固定されている。歯付きベルト１５２が、歯車１５０および駆動歯車１４６の一部を包囲するように配置されている。第１歯車１４４は、歯付きベルトに最適圧力を加えるように配置されている。また、ロールの他方の側には、第１構造と正確に同じ構造が、第１構造の鏡像関係に従って位置決めされている。両側の駆動装置（図示せず）は、機械的にまたはコンピュータ制御により、各側を正確に同じ速度で駆動するように同期される。
【００２５】
第１歯車１４６を駆動することにより、歯付きベルト１５２が歯車１５０を駆動し、これにより、端壁の回転部分１４８に固定されたジャケット１２が回転される。
図１３および図１４は、本発明による包囲形シュー・ロールの駆動装置の他の変更形態を示すものである。図１３では、駆動装置４４がシュー・ロール内に配置されており、２つの駆動軸４８を駆動する。各駆動軸４８には、端壁の内側に取り付けられた歯車４６、５６と噛み合う歯車４６が設けられている。
図１４の実施形態は図１３の実施形態と同様であるが、端壁のそれぞれの歯車に直接作用する２つの駆動装置４４が配置されている点で異なっている。
図１５〜図１７には、図３に示した設計の端壁を変位させる機能をもたせる種々の実施形態を示すものである。このような装置自体は既知であり、本願に援用する米国特許第5,084,137 号に開示されている。この従来技術の文献によれば、油圧ユニットが、本発明の好ましいモードにおけるように、各端壁支持ベアリングの内側支持リングを変位させることにより、両端壁を軸線方向に変位させるように配置されている。
【００２６】
しかしながら、図３に示す実施形態によれば、端壁は、図４の実施形態のように分割されていないが、円筒軸を回転させるべく回転可能に取り付けられている（すなわち、回転連結を維持する必要がある）。図１５〜図１７には、回転連結を維持すると同時に、円筒軸に対する端壁の軸線方向変位を可能にする、短軸、円筒軸および端壁の種々の可能な断面形状が示されている。端壁には或る輪郭をもつ貫通孔が設けられ、円筒軸には対応する輪郭が設けられ、かつ両者の間には幾分かの間隙が設けられていて、端壁が円筒軸に沿って摺動できるようになっている。端壁には油圧ユニットが作用して該端壁を軸に沿って変位させ、これにより、端壁の位置およびジャケットの張力を制御する。作動については、米国特許第5,084,137 号を参照されたい。
【００２７】
図１８は、長いニップ１内で処理されないストリップ８０Ａ、８０Ｂのみをカレンダ掛けする先行工程のための好ましい装置を示す側面図である。長いニップ１より先行するロール２００は、慣用的な基本構造（図示せず）内に取り付けられる。ロール２００と対向作用する小ロール２０１が設けられており、該小ロール２０１は、負荷シューの側縁部と端壁の内面との間の距離（図示の実施形態では、この距離は約１５０mmである）とほぼ同じ幅を有している。小ロール２０１は、２つの平行なピボットアーム（枢動アーム）２０５、２１０を備えた支持構造内に回転可能に取り付けられている。これらのアーム２０５、２１０は、軸２０７を介して、固定支持部材２０４にピボット式に回転可能に取付けられている。アーム２０５、２１０の位置は油圧ピストン組立体２０６により制御され、該油圧ピストン組立体２０６は、その一端が板２０３を介して前記アーム２０５、２１０に取り付けられ、他端が前記支持部材２０４に取り付けられている。通常、ロールは動力駆動されず、繊維ウェブ８０と接触した状態にあるときに摩擦により駆動される。任意であるが、ロールは、図１９に示すように、別の駆動装置２０９により駆動することもできる。カレンダの機能は、前述のものと基本的に同じである。ウェブ８０がひとたびロール２００上の所定位置に配置されると、油圧ピストンを作動させて小ロール２０１を移動させてウェブと接触させ、かつウェブの縁部のストリップに対し所望の圧力を加える。ロール２００はウェブの全幅に沿って通過し、ウェブの他端にも、他方のストリップをカレンダ掛けする第２小ロールを備えた同じ構造が配置されている。
【００２８】
この後は、ウェブは全てに亘ってほぼ同じ厚さを有し、従っていかなる問題もなく巻き上げることができる。
本発明は図示の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で変更することができる。例えば、図１に示すような対をなす油圧ピストン２０を設ける代わりに、１列のみの油圧ピストンを使用することができる。また、当業者ならば、前記端壁２４、２６を前述のものとは異なる設計にできることは明白である。例えば、摩擦駆動力が端壁に直接作用する場合には、或る摩耗時間の経過後に容易に交換できるセグメント化された外周部を設けるのが有効である。また、当業者ならば、別の力伝達装置を使用する場合に、摩擦力を伝達するこの力伝達装置１５を種々の方法（例えば、ねじ、溶接、接着等）で端壁に取り付けることができる。また、力伝達装置１５の材料は或る種のステンレス鋼が好ましいが、変えることもできる。或いは、力伝達装置１５は、摩擦に基づく駆動装置と相互作用できるように、ジャケット（例えば、特に厚い強化層）内に組み込むことができる。駆動装置は、その殆どを概略的に示したが、好ましい実施形態では電動機（好ましくは、周波数制御形誘導モータ）で構成できる。しかしながら、例えば油圧駆動装置または燃料を動力源とする駆動ユニットももちろん使用できる。加熱ロールをニップに近づけまたは遠ざける運動並びに包囲形シュー・ロールの独立駆動装置の運動を達成する方法は種々の異なる手段で達成できるが、油圧を動力源とするシステムが好ましい。検出装置９９の達成および繊維ウェブ８０が破断しているか否かの検出には、例えば光センサ、電磁センサ等の既存の種々の解決方法を使用できる。また、１つの静止支持梁を設ける代わりに、２つ以上の静止支持梁を使用して、包囲形シュー・ロールの所望の支持構造を得ることができる。また、当業者ならば、例示の分離機構を他の多くの態様、例えば端部に摺動可能に配置された１つまたは２つのロールを使用し、または油圧ユニットの代わりにねじジャッキ等を用いることにより達成できる。また、包囲形シュー・ロールの別の駆動機構は、ひとたびカレンダが作動されると遮断すべきではないが、或る場合には、作動中でも駆動機構を連結するのが好ましいことがあることを理解すべきである。なぜならば、これにより遮断機構の必要性をなくすことができ、主駆動装置の動力消費を低減でき、かつ別の駆動装置の加速中に生じることがあるあらゆる欠点（例えばジャケットのドラグ）をなくすことができるからである。また、本発明は、上記に定めた温度に制限されるものではなく、特定の要求に基づいて変えることができることに留意すべきである。また、本発明は、包囲形シュー・ロールに関連して使用することに限定されるものではなく、少なくとも一部は、開端形ベルトを用いたシュー・プレスユニットに関連して使用することもできることを理解すべきである。すなわち、特に、本発明によりカレンダを作動する基本的原理に関して可撓性ベルトに運動を直接（端壁を使用することなく）伝達できる。最後に、本発明は、種々の種類の可撓性ベルト（例えば、可撓性ベルトだけでなく、例えばゴムベルトのような弾性ベルト）に関連して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 包囲形シュー・ロールと対向ロールとの間の長いニップを有する本発明の方法を適用するカレンダを端方向から見た概略断面図である。
【図２】 図１のニップを示す拡大図である。
【図３】 図１中の線ＩＩ−ＩＩにおける部分断面図であり、本発明の方法を適用する第１駆動装置を示すものである。
【図４】 図１中の線ＩＩ−ＩＩにおける部分断面図であり、本発明の方法を適用する、変形した駆動装置および負荷シューの作用を概略的に示すものである。
【図５】 ニップ閉鎖位置にある、本発明の方法を適用するカレンダの断面図であり、負荷シューのアクチュエータを概略的に示すものである。
【図６】 ニップが開放位置にあるところを示す、図５と同様な断面図である。
【図７】 図５および図６で使用された油圧ピストンの１つを示す概略図である。
【図８】 図４に概略的に示した駆動装置の好ましい解決法を示す図面である。
【図９】 図４に概略的に示した駆動装置の好ましい解決法を示す図面である。
【図１０】 図４に概略的に示した駆動装置の好ましい解決法を示す図面である。
【図１１】 本発明の方法を適用する駆動装置の更に別の実施形態を示す図面である。
【図１２】 本発明の方法を適用する駆動装置の更に別の実施形態を示す図面である。
【図１３】 本発明の方法を適用する包囲形シュー・ロールの駆動装置の種々の実施形態の１つを示す図面である。
【図１４】 本発明の方法を適用する包囲形シュー・ロールの駆動装置の種々の実施形態の１つを示す図面である。
【図１５】 図３中の線ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た断面図であり、本発明の方法を適用する駆動装置の種々の実施形態の１つを示す図面である。
【図１６】 図３中の線ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た断面図であり、本発明の方法を適用する駆動装置の種々の実施形態の１つを示す図面である。
【図１７】 図３中の線ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た断面図であり、本発明の方法を適用する駆動装置の種々の実施形態の１つを示す図面である。
【図１８】 ウェブのサイドストリップをカレンダ掛けする、本発明の方法を適用する上記カレンダの好ましい実施形態を示す図面である。
【図１９】 ウェブのサイドストリップをカレンダ掛けする、本発明の方法を適用する上記カレンダの好ましい実施形態を示す図面である。
【符号の説明】
１０ 包囲形シュー・ロール
１２ 可撓性ジャケット
１２Ａ、１２Ｃ ニップの外側のテーパ状ジャケットゾーン
１４ 支持梁
１８ 負荷シュー
２２ 対向ロール（加熱ロール）
２４、２６ 端壁
８０ 繊維ウェブ
８０Ａ、８０Ｃ ストリップ
９４、９５、９６ レバーアーム機構
９８ 制御回路
９９ 検出装置

Claims (18)

1. 繊維ウェブ（８０）が、長くかつ加熱されるニップ（１）を通り、前記ニップ（１）は、その一方の側が円筒状の加熱ロール（２２）により形成され、他方の側が、凹状負荷シュー（１８）により加熱ロールに押圧される可撓性管状ジャケット（１２）により形成され、前記管状ジャケット（１２）は静止支持梁（１４）を包囲し、前記支持梁（１４）は、負荷シューおよび可撓性管状ジャケットを加熱ロールに押圧できる少なくとも１つのアクチュエータ（２０）を支持し、負荷シュー（１８）の軸線方向長さはジャケット（１２）および加熱ロール（２２）の軸線方向長さより短くて、負荷シューが加熱ロールに押圧されたときに、ニップ（１）内のジャケット（１２）の両端部にテーパ状セクション（１２Ａ、１２Ｂ）が形成される、繊維ウェブのカレンダ掛け方法において、前記テーパ状セクション（１２Ａ、１２Ｂ）は、繊維ウェブ（８０）の各縁部における小さいストリップ（８０Ａ、８０Ｂ）が前記長いニップ（１）内でカレンダ掛けされないように、前記繊維ウェブ（８０）により実質的に覆われることを特徴とする繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
2. 前記小さいストリップ（８０Ａ、８０Ｂ）は先行のニップ内でカレンダ掛けされることを特徴とする請求項１に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
3. 前記小さいストリップ（８０Ａ、８０Ｂ）は、後続のニップ内でカレンダ掛けされることを特徴とする請求項１に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
4. 前記小さいストリップ（８０Ａ、８０Ｂ）は、巻上げ工程の前に切除されることを特徴とする請求項１に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
5. 前記可撓性管状ジャケット（１２）は、この両端部が端壁（２４、２６）に取り付けられるようにして包囲形シュー・ロール（１０）の一部を形成し、前記端壁（２４、２６）は前記支持梁（１４）に対して回転可能に取り付けられていて、前記ジャケット（１２）と協働してシールされた空間（１３）を形成し、前記端壁（２４、２６）のうちの少なくとも一方は駆動装置（４２、４４；１９、４４）により駆動され、該駆動装置は、繊維ウェブまたは加熱ロールに対するジャケットの位置とは無関係にジャケットを駆動するように作動されることを特徴とする請求項１に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
6. 前記駆動装置はニップが閉じられる前に作動され、ニップが閉じる瞬間に所望のジャケット速度を確保することを特徴とする請求項５に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
7. 前記ウェブの速度が測定され、前記ジャケット（１２）の速度は、前記ジャケット（１２）が前記ウェブに接触される前に、前記ウェブの速度と同期されることを特徴とする請求項２に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
8. 紙ウェブが破断されたか否かを検出する検出装置（９９）と、ウェブが破断されると前記駆動装置が作動され、かつ、同時にジャケット（１２）が加熱ロール（２２）とは接触しなくなる方向に移動されるような方法で、前記検出装置（９９）と相互接続されている制御システム（９８）とを有することを特徴とする請求項１に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
9. 前記ウェブの速度は、６００〜３０００ｍ／分であることを特徴とする請求項１に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
10. 製造されるウェブは紙であり、ウェブの速度は、1,000 〜3,000 ｍ／分であることを特徴とする請求項５に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
11. 前記加熱ロールの表面温度は１５０〜４００℃であることを特徴とする請求項１に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
12. 前記ニップ内の線圧は５０〜５００ｋＮ／ｍであることを特徴とする請求項１に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
13. 前記ニップ内の最大線圧は５〜１５Ｍｐａであることを特徴とする請求項１に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
14. 前記駆動装置から少なくとも１つの端壁（２４）への力伝達は、摩擦により達成されることを特徴とする請求項５に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
15. 前記駆動装置から少なくとも１つの端壁（２４）への力伝達は、確実にグリップする駆動装置（４２、４４）により達成されることを特徴とする請求項５に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
16. 前記端壁（２４、２６）が軸線方向に変位でき、包囲形シュー・ロールの作動中でも可撓性ジャケットの位置および／または張力を変化できることを特徴とする請求項５に記載の繊維ウェブのカレンダ掛け方法。
17. 前記ニップを形成する最終工程が、負荷シュー（１８）により、ジャケット（１２）をその非負荷位置から上方に押して加熱ロール（２２）に押し当てることを伴うことを特徴とする請求項１に記載の繊維ウェブをカレンダ掛けする方法。
18. 前記ジャケット（１２）は、負荷シュー（１８）を非負荷状態にすることにより、加熱ロール（２２）に接触しなくなるように移動されることを特徴とする請求項８に記載の繊維ウェブをカレンダ掛けする方法。

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