JPH0291296A - 製紙用カレンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、紙シートの表面に平滑性や光沢を施す等、紙
の表面性を改質するために使用される製紙用のカレンダ
装置に関するものである。

（従来の技術） 製紙用に使用されているカレンダ装置には様々なタイプ
のものがあるが、代表的なものはマシンカレンダとスー
パーカレンダである。

マシンカレンダは、抄紙機のドライヤに付設されてオン
ラインで紙シートの表面性を改質する装置であって、一
般にスチール製のチルドロールで１つ以上のニップを構
成したものである。一方、スーパーカレンダは、弾性ロ
ールとチルドロールとを垂直方向に交互に配列したもの
であって、マシンカレンダと異なりオフラインで紙シー
トの巻取を高圧子ニップ処理して、グラビア印刷紙のよ
うに高平滑な紙を造るのに適している。

上記の他に、弾性ロールとチルドロールとを一対として
１ニツプを構成し、マシンカレンダと同様にオンライン
で使用されるソフトニップカレンダも開発されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のうち、スーパーカレンダは、高圧子ニップに起因
する弾性ロールの劣化を考慮してオフラインで低速運転
されるのが普通である。従って、オンラインでは、マシ
ンカレンダ又はソフトニップカレンダが使われる。ソフ
トニップカレンダでは、弾性ロールを使用していること
によって、紙の表面性を改質する実質的な機能において
、マシンカレンダとの間に、明瞭な相違が見られる。

例えば、第８図と第９図は、それぞれマシンカレンダ、
ソフトニップカレンダにおいて、紙シートがこれらカレ
ンダ装置で処理されることによってその表面状態がどの
ように変化するかを、紙シトの流れに直交する幅方向の
断面を以て表した説明図である。

第８Ａ図と第９Ａ図とは、カレンダ掛けをする前の紙シ
ートの幅方向の断面の状態を示すものであるので、両図
は当然同一の状態であって、抄紙、乾燥された直後の厚
さの不均一が見られる。次に、カレンダニップの状態を
示す第８Ｂ図と第９Ｂ図では、前者のマシンカレンダで
は、トップ、ボトム共にチルドロール５０で構成されて
いるために、膨らんだ凸部が抑えられ平坦にされるが、
凹部ではロール５０の表面と接触することができない。

これに対して、第９Ｂ図のソフトニップカレンダでは、
トップがチルドロール５０、ボトムが弾性ロール５１で
構成されているので、紙シート１０を両ロール間で圧接
したときに、シートの表面は、チルドロール５０の側で
はその平滑な面に沿って平坦に変形され、一方、シート
表面側にあった凹凸は裏面側の凹凸に加わった形で裏面
側に表われる。しがし、弾性ロール５１は、その弾性に
よってこの凹凸に対応した形に変形することができるの
で、シトの表面側は平坦な状態のままチルドロール５０
て表面処理されて平滑性と光沢を付与される。従って、
トップとボトムのロールを入替えた第２のニップ間を通
すことで、紙シーロ０の両表面の全てが、平滑、光沢の
処理をされることになる。結果として、マシンカレンダ
ては、第８Ｃ図の如く紙厚は一定であるものの、嵩、表
面特性に不均一がそのまま残るのに対して、ソフトニッ
プカレンダの場合には、圧接触するものがなくなった紙
シーＩ・は、第９Ｃ図の如く紙厚の不均一は残るものの
、嵩は一定となり、表面特性はより均一化する。なお、
この第８Ｃ図と第９Ｃ図において、カレンダ処理された
部分を斜線で示した。

印刷適性においては、表面特性の均一化されたソフトニ
ップカレンダの方が優れていることになるが、このソフ
トニップカレンダには、次のような欠点がある。第一に
、ソフトニップカレンダの弾性ロールは、一般に、金属
ロールの表面に耐熱性の合成樹脂の層を設けたものであ
って、この合成樹脂層はチルドロールの表面と比較して
、熱伝導率が極端に低く、熱膨張係数が大きい。従って
、水分や坪量が不均一のままの紙シートや、小塊が生じ
ている紙シートをソフトニップカレンダで処理すると、
紙シートの厚みが大きい箇所に対応して、弾性ロールが
部分的に発熱し、金属ロールと合成樹脂層との境界に剥
離を生じさせたり、合成樹脂層の発熱部が熱応力ヒステ
リシスから原型に復帰することができずに破損する等の
トラブルに発展するおそれがあった。

第二に、弾性ロールの寿命を考慮すると、高温、高圧で
のカレンダリングは避ける必要があり、しかも高速処理
のオンラインでは、更に弾性ロールの扱いに注意しなけ
ればならない。こうした事情を前提とした場合、紙シー
トを必ずしも十分に高度な品質に処理することができな
い場合があった。

本発明は、上記したような弾性ロールに由来するトラブ
ルを解消し、処理された紙シートの品質においては弾性
ロールと変わることのないカレンダ装置を提供するもの
である。

（問題を解決するための手段） 本発明に係るカレンダ装置は、紙シートを通過させるニ
ップ部分を少なくとも一対のロールで構成し、その一方
のロールをチルドロールで構成し、他方のロールはこれ
をバッキングロールとして、そのニップ部分を含む周面
に対してこのバッキングロールと共に回転し走行する長
尺の無端弾性ベルトの一部を架け渡したことを特徴とす
るものであり、並びに上記のカレンダ装置において、無
端弾性ベルトの温度を低下させる冷却装置を付設したこ
とを特徴とするものである。

（作用） 本発明において、紙シートがニップ部分を通過する際に
、紙シート表裏の片面はチルドロールによって押圧され
、他面は無端弾性ベルトに押圧される。チルドロールが
押圧したときに、紙シートの表面側にあった凹凸は均さ
れて裏面側の凹凸を増幅させるが、無端弾性ベルトの弾
性によって凹凸は全て吸収される。従って、チルドロー
ルは、凹凸のない紙シートの表面に対して、むらなく平
滑、光沢の処理することができる。

この表面処理に際して、無端弾性ベルトは当然、部分的
な発熱を起こすが、無端弾性ベルトは長尺であると共に
、それ自体の駆動手段によって、或いはバッキングロー
ル又はチルドロールの回転に伴って、走行しているので
、発熱部分は順次ニップ部分を離れて、放熱或いは冷却
され、且つ熱応力を減少させ弾性を復帰させて、再び循
環してニップ部分へ戻ってくることになる。

このようにして、本発明では、無端弾性ベルトが異常な
高熱を帯び、或いは変形するのを防止することかできる
。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は、本発明に係るカレンダ装置の実施例を示すも
のであって、カレンダフレーム１１には、取付アーム１
３を介してチルドロール１が回転自在に取付けられてい
る。一方、チルドロール１の下に上下対向して設けられ
たバッキングロール２は、カレンダフレーム１１に一端
を枢着された可動取付アーム１４に取付けられている。

このバ・ソキングロル２には、図示しない回転駆動装置
が取付られている。更に可動取付アーム１４の自由端側
には、昇圧装置４の作動部が取付けられており、昇圧装
置４の押上圧によって、可動取付アームＩ４が枢着箇所
を支点として上方へ押し上げられ、バッキングロール２
はチルドロール１に圧接触されている。

無端弾性ベルト３は、バッキングロール２のニップ部分
を覆い、且つ押圧するようにして、保持ロル７ａ、７ｂ
、７ｃ、７ｄ、ストレッチロール８、及びガイドロール
９に架け渡されており、可動取付アーム１４が昇圧装置
４によって上方へ押し上げられた場合の無端弾性ベルト
３の走行路の修正は、ガイドロール９の位置調整によっ
て行われ、またストレッチロール８によって張力が調整
される。

また、チルドロール１は、スチーム、温水、電気誘導等
の加熱手段１５を内蔵しており、一方、無端弾性ベルト
３の走行路に対してはエアシャワー又は水分噴霧装置等
の冷却装置６が設けられており、熱を帯びた無端弾性ベ
ルト３が、適宜冷却される。シートロール１７ａ、　１
７ｂは、紙シート１０を上記のチルドロール１と無端弾
性ベルト３との間に送給するためのものであって、紙シ
ートｌＯが上記の一対のみのロール構成によって処理さ
れるときには、チルドロール１に接する側の表面が無端
弾性ベルト３に接する表面よりも、強く改質処理される
。

従って、紙シート１０の両面を同じように処理する場合
には、上記第１セツトの一対のロールの上下を逆転させ
て、第２セツトとし、これを第１セツトと連続して設置
すれｉイよい。第１図は、この趣旨に則りカレンダフレ
ーム１１を境に紙シート１０の流出側に第２セツトを設
置したものである。第２セツトは、無端弾性ベルト２３
が紙シート１０に対して上方から接するように構成して
あり、無端弾性ベルト２３を架け渡すためのバッキング
ロール２２は、上方に位置するアームである取付アーム
３３に取付けである。このバッキングロール２２には、
第１セツトと同様に図示しない回転駆動装置が接続され
ている。また、無端弾性ベルト２３は、バッキングロー
ル２２、保持ロール２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ１
ストレツチロール２８、ガイドロール２９に架け渡され
ており、ストレッチロール２已によって調節された圧力
で、バッキングロール２２の表面を押圧している。冷却
装置２６は、無端弾性ベルト２３の走行路に対して設け
られている。チルドロール２１は、加熱手段３５を内蔵
しており、可動取付アーム３４によってカレンダフレー
ム１１に枢着されていると共に、昇圧装置２４によって
上方へ押し上げられて、バッキングロール２２との圧接
触を可能にしている。

このカレンダ装置が、バッキングロール２．２２の回転
によって駆動され、紙シート１０が供給されると、表面
側は第１セツトで、裏面側は第２セツトで処理される。

この際、昇圧装置４及び２４は、各々可動取付装置１４
及び３４を上方へ押し上げ、結果としてバッキングロー
ル２及びチルドロール２１を各々チルドロール１及びバ
ッキングロール２２に対して押付けることになる。バッ
キングロール２．２２には夫々無端弾性ベルト３．２３
を架け渡しであるので、紙シーＮＯは、これら無端弾性
ベルト３．２３とチルドロール１．２１との間で、チル
ドロール１．２１の加熱下で加圧されて、表面状態を改
質される。一つまり、チルドロール１．２１が押圧した
ときに、紙シート表面の凹凸は全て無端弾性ベルト３．
２３に吸収されたかのようになり、そこで、チルトロー
ル１．２１は平坦となったシート面を平滑に、且つ光沢
を付与するように処理することができるのである。この
装置によって処理される紙シトの表面状態は、第９図で
示したソフトニップカレンダの場合と原理的に同じであ
る。

この発明において、バッキングロール２．２２は、金属
ロールであることが望ましく、チルドロールをそのまま
用いても良いし、紙厚の調整をするためにクラウンコン
トロールトロールを用いても良い。一方、チルドロール
１．２１は、表面に弾性のないロールであるが、内蔵の
加熱装置１５．３５については、要求される紙の品質に
よっては必ずしも必要としない。

また、無端弾性ベルト３．２３の構造については、特に
限定されるものではないが、通常、耐熱性繊維の基布に
耐熱性、耐圧性のある圧縮弾性を有する合成樹脂を接着
又は塗布したものを使用し、特に表面を粗さ５μ以下に
研磨仕上げしたものが良い。この場合、合成樹脂層は薄
くすることで、発熱の影響を抑え寿命を長くできるが、
紙シートの処理面はチルドニップカレンダによる処理面
に近くなってしまう。反対に合成樹脂層を厚くすると、
紙表面の改質は良好になるが、余りに厚すぎれば耐久性
に問題が生じてしまう。従って、望ましい合成樹脂層の
厚さは２〜１０ｍｍ程度である。また、基布の両面に合
成樹脂層を設けると、表面研磨に際しては、研磨されて
いる裏面側の合成樹脂層が研磨台上に置かれるので、研
磨に適した状態となる。なお、この無端弾性ベルトは、
強度が十分に保てさえすれば、基布は必ずしも必要とせ
ず、合成樹脂のみで構成しても良いし、或いは基布に代
えてゴム、金属等のベルトを使用しても良い。

また、本発明において、対向する一対のロール及び無端
弾性ベルトを回転駆動する方法については、これらの少
なくとも１つに回転駆動装置を取付けておけばよい。し
かし、始動時の負荷を考えた場合、一対のロール及び無
端弾性ベルトの夫々に回転駆動装置を取付けておいて、
特に無端弾性ベルトに掛かる無用な負荷を軽減すること
が望ましい。

第２図、第３図、第４図、第５図、第６図及び第７図は
、本発明の無端弾性ベルトの架け渡し方の例を示す各種
実施形式の説明図である。先ず、第２図は、チルドロー
ル１．２１、バンキングロル２．２２及び無端弾性ヘル
ド３．２３のセットを、第１図と同様に互いに逆向きに
して２セツト連続して並べたものである。この場合、紙
シートＩＯは表裏両面を処理されることになる。第３図
は、同一方向に２セット並べることで、紙シート１０の
同一面をより、高品質に処理することを可能にしたもの
である。この例では、１つの圧縮弾性ベルト３を以て両
方のニップに兼用としたので、この圧縮弾性ベルト３に
通紙の機能を持たせることができる。第４図は、チルド
ロール１．２１に対して各々２つずつのバッキングロー
ル２ａｓ２ｂ、及び２２ａ、２２ｂを圧接触させて２ニ
ツプずっとしたものを２組設けて、計４ニップとして紙
シートの表裏面を処理するものである。この例において
は、デルトロール１に圧接触する２つのパッキングロル
２ａ、２ｂに対しては同し弾性ベルト３を架け渡しであ
るが、チルトロール２１に圧接触するバッキングロール
２２ａ、　２２ｂには各々別の弾性ヘル）２３ａ、２３
ｂか架け渡されている。第５図は、マシンカレンダ４０
て前処理された紙シート１０を第４図に示した１組目と
同じ２ニツプで片面を処理するものである。第６図は、
１つのチルドロールに対して４ニツプを設けたものであ
り、これを２組設けて紙シートの両表面を処理するもの
である。

この例において、１組目ではチルドロール１に対して、
３つの弾性ベルト３　ａ、　３　ｂｓ　３　ｃを使用し
、２組目ではチルドロール２１に対して、弾性ベルト２
３のみで４ニツプに渡っている。第７図は本発明のカレ
ンダ装置を従来のマシンカレンダに組込んだものであり
、チルドロール１ａ１１ｂに対して、弾性ロールの代わ
りにバッキングロール２ａｓ２ｂと弾性ベルト３ａ、３
ｂを使用したものであり、ドライア４１で乾燥処理され
た紙シート１０をオンラインで処理する。この構成では
、従来のマシンカレンダの設備を、簡単に本発明の装置
に改造することができる。

本発明は、上記の構成に限らず、各図の各部分を組合わ
せる他、任意に構成して、紙シートを所望の品質性能に
表面処理するに適するカレンダ装置とすることができる
。

［試験例］ 本発明の効果を確認するために、従来のチルドカレンダ
との対比で、次のような試験を行った。

先ず、本発明として、第１図に従って構成したカレンダ
装置において、弾性ベルトに次のものを使った。基布に
ついてはミナイロンモノフィラメントの糸で、ベルト走
行方向は直径０．４３ｍｍ、幅方向は直径０．５２ｍｍ
のものを用いて、３重織りとした。この基布の片面にウ
レタン樹脂を厚さ３゜５ｍｍに塗布した。表面の硬度シ
ョアＤ９０度である。一方、従来のチルドカレンダも２
ニツプで構成した。上記２種のカレンダ装置によって、
６４ｇ　／　ｇの上質紙を、線圧５６１＜ｇ／ｃｍ、ロ
ール温度７０℃、通紙速度１０００ｍ／秒で、２ニツプ
表面処理した。品質試験の結果は、次の通りである。

注１；平滑度はＪＩＳ　　Ｐ−８１１９、光沢度はＪＩ
ＳＰ−８１４２に従った。

注２．Ｆはフェルト面、Ｗはワイヤー面である。

この表から、本発明のカレンダ装置によって処理された
紙シートは、平滑度及び光沢度が良好であって、しかも
紙の表裏差も少ないことが分る。

（発明の効果） 本発明によれば、マシンカレンダを使用した場合よりも
紙表面の平滑、光沢を向上させることができると共に、
弾性ロールを用いたソフトニップカレンダと比較して弾
性体の寿命が格段に長くなり、一方でより高温、高圧の
処理が可能になったことで、品質特性、印刷特性が一段
と向上した紙を作ることが可能になった。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の１実施例に係るカレンダ装置の構成図
、第２図〜第７図は各種の構成例を示す説明図、第８図
及び第９図は、各々従来のマシンカレンダ及びソフトニ
ップカレンダによる紙表面の処理の状態を示す説明図で
ある。 １．２１・・・・・・チルドロール、 ２．２２・・・・・・バッキングロール３、２３．２３
ａ、　２３ｂ、　２３ｃｍ−−−−−無端弾性ベルト１
０・・・・・・紙シート ６．２６・・・・・・冷却装置 第 図 −−−−−手ルドロール ２−一−−バッキ／クーロール ３−一一一無神弾性ベルト ０−一一一訳シート ２＋−−−−チルトロール ２２−−−−′１ツキジグローフし ２３−一一一無鳩弾゛臣ベルト 第４ 図 第５図 第２図 第３因 第６図 手続補正書 （自発） 第８Ａ図 第９Ａ図 第８Ｂ図 第９Ｂ図 第８Ｃ図 第９Ｃ図 １゜ 事件の表示 昭和６３年特許願第２４５５２４号 ２、発明の名称 製紙用カレンダ装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　東京都北区王子１丁目４番１号名称 十條製 紙株式会社 ４、代理人 〒１１４ 含９１１−５１０６ ５、補正命令の日付 自　　発 ７、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 図面の第１図 ８、補正の内容 （１）明細書第２頁４行目の「カレンダ」を「カレンダ
（チルドニップカレンダ）」と補正する。 （２）明細書第６頁２０行目の次にｒ本発明のカレンダ
装置で処理される紙シートは、非塗工紙、未塗工紙に限
ることな（、アート紙やコート紙、或いは感熱記録紙、
ノーカーボン紙、インクジェット記録用紙等、表面に塗
工層を設けた紙シートであっても良い。」を挿入する。 （３）明細書第１２頁１４〜１５行目の「表面を粗さ５
μ以下に研磨仕上げしたものが良い。この場合、合成樹
脂は薄くすることで、」を［表面を粗さ１〜２０μｍ程
度に研磨仕上げしたものが良い。 使用される合成樹脂の弾性の程度は、好ましくはシヨア
Ｄ硬度５０〜７５度である。硬度の調製は、合成樹脂の
種類或いは樹脂に配合する内添剤の種類及び量によって
決定される。−船釣に、硬度が低い程、処理された紙シ
ートの平滑度、光沢度が向上する傾向が見られるが、処
理対象の紙シートの表面粗さに追随できる程度の弾性が
あれば十分であり、それ以上の塑性変形が可能な硬度で
あっても、ベルトの寿命を縮める結果となるだけである
。一方、弾性ベルトのシヨアＤ硬度が高すぎれば、処理
対象の紙シートの表面粗さに追随できず、所定の平滑度
、光沢度が得られない。なお、合成樹脂層は薄くするこ
とで、」と補正する。 （４）明細書第１３頁１行目の［２〜１０＋ｎｍ程度」
を「１〜１０ｍｍ程度」と補正する。 （５）明細書第１６頁８〜１２行目を下記の通り補正す
る。 記 「方向は０．５２ｍｍのものを用いて、２重織りで厚さ
１．８ｍｍとした。エクストルーダ〜で、この基布の片
面からウレタン樹脂を含浸塗布し、表面ウレタン樹脂層
の厚さを１．６７ｍｍにした。表面の硬度はシヨアＤ硬
度であり、表面研磨後のウレタン樹脂層の表面粗さは１
６μｍであった。 上記のカレンダ装置で使用した弾性ベルトに変えて、シ
ヨアＤ硬度を５５度に調製した弾性ベルトを使用して、
本発明の別の試験例とした。 一方、従来のチルドニップカレンダも２ニツプで構成し
た。上記３種のカレンダ装置によって、６４」 明細書第１７頁の表を次の通り補正する。 図面の第１図を別紙の通り補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）紙シートを通過させるニップ部分を少なくとも一
   対のロールで構成し、その一方のロールをチルドロール
   で構成し、他方のロールはこれをバッキングロールとし
   て、そのニップ部分を含む周面に対してこのバッキング
   ロールと共に回転し、走行する長尺の無端弾性ベルトの
   一部を架け渡したことを特徴とする製紙用カレンダ装置
   。
2. （２）請求項１記載のカレンダ装置において、無端弾性
   ベルトの温度を低下させる冷却装置を前記無端弾性ベル
   トの走行路に設置したことを特徴とする製紙用カレンダ
   装置。