JPH06235187A - 材料ウェブの光沢および／または平滑性を高める方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ウェブの光沢および／または平滑性を高めるた
めの、容易な方法および簡素化された装置の提供。 【構成】前記装置は、ロール間隙を形成するロール対
と、パーパーウェブ５の移動方向におけるロール間隙の
上流に配置された蒸気放出装置７とを有し、蒸気放出装
置７が、多数の蒸気流出孔20を有する開放ハウジング壁
14と他のハウジング壁とによって完全に取り囲まれた蒸
気噴射室13と、蒸気を蒸気噴射室13内に導入する蒸気弁
21とを有し、蒸気噴射室13の少なくとも１つのハウジン
グ壁14,15,17、特に開放ハウジング壁14が加熱されるよ
うに構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気により加湿された
材料ウェブをロール間隙に通し、そこで圧力を加えて材
料ウェブ、特にペーパーウェブの光沢および／または平
滑性を高める方法、そして、ロール間隙を形成するロー
ル対とウェブの移動方向におけるロール間隙の上流に配
置された蒸気放出装置とを有し、材料ウェブの光沢およ
び／または平滑性を高める装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光沢と平滑性は、材料ウェブの外観に影
響するだけでなく、その後の加工性にも影響する特性で
ある。特定の用途には高い光沢度および／または平滑度
が望ましく、しかもこれらができるだけ一様に再現可能
でなければならない。

【０００３】従来、光沢および／または平滑性を高める
ためにまずロール間隙における圧力の増強が図られた。
しかし、この場合材料ウェブが全体として強く圧搾され
るために体積損失を受けるという好ましくない効果が生
じる。さらに、材料ウェブが安定性を失うことがある。
これらの欠点が過度に深刻なものとならないようにする
ために、その後、ロール間隙を形成するロールの温度を
高める方向にトレンドが変わった。その結果、平滑性お
よび光沢の更なる向上を達成することができた。

【０００４】しかし、この処理方式はエネルギー消費が
きわめて高い。200 ℃のロール温度を達成するには、通
過する材料ウェブによってロールが絶えず冷やされるの
で、かなりの量のエネルギーを持続的に供給しなければ
ならない。そこで、光沢および平滑性を材料ウェブに供
給する湿分によって調節することが試みられた。

【０００５】しかしこの場合の欠点として、供給された
湿分は処理後に少なくとも部分的に再び取り除かねばな
らず、そのことから別の処理工程が必要となり、この工
程によって材料ウェブを処理するための時間および装置
が増加する。また、スーパカレンダにおけるペーパー処
理において、湿分を調節するためにペーパーウェブ転向
部の後方でかつ２個所のロール間隙間に配置される蒸気
噴射管が知られている（米国特許第 5 122 232号）。こ
の蒸気噴射管から流出する蒸気は周囲空気中で凝縮し、
霧として、すなわちごく微細な水滴の形で材料ウェブ上
に結露する。この処理方式によれば、ウェブの周囲全体
がきわめて湿った雰囲気に曝されるため、平滑装置内の
金属部品の腐食が生じるという問題が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題を
解消するためになされたものであり、ウェブの光沢およ
び／または平滑性を向上せしめる方法および装置を簡素
化することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】この課題は、
冒頭指摘した種類の方法において、蒸気を負荷すること
により生じる材料ウェブの表面の湿分上昇が所定値以下
に低下するよりも前に、前記蒸気を材料ウェブ上に凝縮
させ、かかる材料ウェブをロール間隙に通すことにより
解決される。

【０００８】かかる方法により、材料ウェブの加湿が達
成されるだけでなく、同時に温度上昇も達成される。蒸
気が有している熱が凝縮時に材料ウェブに伝達され、そ
れによって材料ウェブはその表面が所要の温度となり、
しかも所要の湿分が得られる。次にこの材料ウェブがロ
ール間隙に通されると、ロール間隙は実質的に材料ウェ
ブの表面にのみ影響し、材料ウェブの深さ方向、つまり
厚さ方向ではさしたる変化を生じない。それ故、表面品
質が明確に向上するにもかかわらず、材料ウェブの体積
は殆ど維持される。ロールはあまり強く加熱する必要は
ない。また、ロール間隙内の圧力も従来より弱く選定す
ることができる。それによりエネルギーがかなり節約さ
れる。湿分がウェブ内部に浸入するまでにどれだけ時間
がかかるかは計算でまたは経験的に知ることができる。
しかしこの状態が現れるより前にウェブは、より正確に
述べるならその表面は、既にロール間隙内で処理されて
いる。つまり蒸気の負荷は材料ウェブがロール間隙に進
入する直前にはじめて行われる。こうして２つの利点が
達成される。第一の利点は、ウェブの表面はなお比較的
高温であり、かつ湿分が比較的多いため、光沢および／
または平滑性の向上はロール間隙内の低い圧力および低
い温度においても達成されることである。第二の利点
は、ウェブは全体としてさしたる量の湿分を吸収しない
ため、高価な後処理を必要としないことである。表面を
処理するのに必要なエネルギーは、処理されるべき範
囲、つまり平滑にすべき範囲内に抑えられる。ウェブの
残りの部分は殆ど損なわれない。

【０００９】湿分の所定値は、好ましくは、12〜25％の
範囲内、特に好ましくは16〜25％の範囲内である。つま
り表面に比較的多くの湿分が供給される。しかしこの湿
分供給は、ウェブの表面とその下の薄い層に限定される
ので、この処理によってもさしたる体積損失が生じず、
ウェブ全体の大きな湿分上昇も生じない。

【００１０】この場合、ウェブ厚の中央1/3 の部分の温
度が表面温度の1/e 倍に達するよりも前に、材料ウェブ
をロール間隙に通すのが格別好ましい。ここで、ｅとは
自然対数の底であり、約２．７１８２８１８２８５に等
しい。このことから、ウェブの蒸気負荷部とロール間隙
との距離を十分なものとすることができる。この距離は
構造上の理由からゼロにすることができない。他方、ウ
ェブの厚さのうち中央1/3 と外側1/3 との間の温度差は
なお大きく、この場合温度が影響力を有するかぎり、平
滑処理は外側1/3 に限定される。温度は湿分よりも速く
浸透するため、湿分の影響はそれよりなお薄い表面範囲
に限定される。

【００１１】蒸気は、材料ウェブに衝突するまでは、水
滴のない状態に保たれる点で有利である。つまり一方で
蒸気自体が水滴を含まないようにされており，他方では
蒸気中に水滴が生じることも許されない。これは、例え
ば、材料ウェブに衝突する直前に至るまで蒸気を加熱す
ることにより達成することができる。このようにして、
表面の湿分増加と平行して現れる所望の温度上昇をもた
らすために、蒸気中に含まれた熱をすべて凝縮時に材料
ウェブの表面に伝達することが確保され得る。

【００１２】この場合、蒸気がウェブに衝突する前に霧
が発生することはなく、その結果、装置の周囲雰囲気に
湿分がそんなに多く蓄積されることもない。

【００１３】蒸気はまず分配チャンバ内で、材料ウェブ
の移動方向に所定の広がりを有する流出領域に分布させ
られ、次に所定範囲内で材料ウェブの方向に高速で移動
させられる点で有利である。材料ウェブ上に凝縮する蒸
気量は前記速度に基づいて制御することができる。この
蒸気速度はまた材料ウェブの速度にも依存し、一般に15
m/s以上である。蒸気をまず分配チャンバ内で分配する
ことにより得られる利点として材料ウェブの負荷は幅に
わたって比較的均一に行うことができる。また蒸気の流
量は分配チャンバ内の圧力に基づいて制御することがで
きる。

【００１４】ロール間隙の後方で材料ウェブの光沢およ
び／または平滑性および／または適宜なパラメータを測
定し、測定された実測値と所定の目標値との間の差に基
づいて蒸気放出量を調整することも有利な点である。つ
まり光沢および／または平滑性の生成は、蒸気放出量を
制御パラメータとして利用する閉ループ制御回路内で行
われる。場合によっては、ロール間隙を形成するロール
の一方または両方に対して付加的な加熱を別に行うこと
もできる。

【００１５】好ましくはウェブを横切る方向における幾
つかの帯域において蒸気の負荷が行われ、各帯域におい
て蒸気放出量が別々に調整可能である。上記のウェブを
横切る方向とは、ウェブの表面上におけるウェブの移動
方向に対して垂直の方向である。かかる調整により、必
要とあらば材料ウェブの長手方向、すなわち移動方向で
だけでなくウェブの横方向でも光沢および平滑性を均一
化することができる。

【００１６】この場合、長手方向での均一化は例えば蒸
気の総放出量を制御することによりもたらされる。横方
向での制御は蒸気放出量を帯域ごとに調整することによ
りなされる。

【００１７】蒸気の供給は、実質的に材料ウェブ上に凝
縮することのできる単位時間当りの量に限定されるのが
好ましい。つまり、供給された蒸気は実質的に完全に消
費されるため、事実上蒸気が流出せず、また周囲雰囲気
の湿度が高まることもない。

【００１８】光沢および／または平滑性を微調整するた
めに、ロール間隙を形成するロールのうち少なくとも一
方の温度が調整されるのが好ましい。そしてウェブの温
度上昇をも伴う蒸気の負荷とロールの温度制御とを組合
せることにより、所望の光沢度および／または平滑度に
高精度で調整することができる。

【００１９】この場合、ロールはその表面を加熱される
のが格別好ましい。加熱をロールの表面に限定すると、
比較的迅速な反応時間を達成することができる。さら
に、エネルギー消費が小さく抑えられる。

【００２０】前記温度調整は、蒸気放出量を制御する制
御回路に従属した制御回路内で行われるのが好ましい。
つまり温度制御回路は蒸気放出量制御回路に従属してい
る。

【００２１】いずれにしても蒸気放出量制御回路は優先
度が高いため、粗調整は前記微調整よりもかなり迅速に
行うことができる。

【００２２】前記課題は、冒頭に述べた種類の装置にお
いて、蒸気放出装置が、多数の蒸気流出孔を有する開放
ハウジング壁および他のハウジング壁によって完全に取
り囲まれた蒸気噴射室と、蒸気を蒸気噴射室内に導入す
る蒸気弁とを有し、蒸気噴射室の少なくとも１つの壁、
特に開放ハウジング壁が加熱されることにより解決され
る。

【００２３】かかる蒸気噴射箱自体は、未公開のドイツ
特許出願第 P 41 25 062号から知られる。材料ウェブの
光沢および平滑性向上のためにかかる蒸気放出装置を利
用する利点は、この場合、事実上水滴のない蒸気を材料
ウェブに加えることが可能となることである。蒸気噴射
室が加熱されているので、蒸気噴射室内で蒸気が凝縮す
ることは避けられる。つまり蒸気噴射室の内部では、蒸
気が気体状態でのみ存在し得る状態が維持される。さら
に、蒸気噴射室を加熱する利点として、例えばロール交
換時などにおける運転中断の後、装置の再起動が容易と
なる。運転中断時にも蒸気噴射室が冷えることはなく、
再起動時、実際に蒸気噴射室内で蒸気が凝縮してそこに
水滴を発生するような危険は生じない。つまり、常に水
滴のない蒸気が材料ウェブに送られ、そこで凝縮するこ
とができるよう保証されている。

【００２４】開放ハウジング壁と材料ウェブが蒸気チャ
ンバを取り囲み、該空間が蒸気放出装置のハウジング部
分によってその側面が殆ど密閉されているのが好まし
い。これにより、一方で、蒸気放出装置から放出された
蒸気は自由に周囲に逃散することのないようにされ、材
料ウェブに吸収されることのできる蒸気チャンバ内に留
まる。

【００２５】他方、蒸気チャンバは、特に開放ハウジン
グ壁が加熱されている場合、やはり一緒に加熱されてお
り、蒸気は最後に至るまで所要の温度に保たれる。従っ
て蒸気は材料ウェブ上に凝縮するとき材料ウェブ表面の
所要の温度上昇をもたらす。

【００２６】加熱のために、蒸気で作動する加熱装置が
設けられており、蒸気弁と加熱装置とが同じ蒸気供給管
に接続されているのが好ましい。このようにして加熱装
置は実質的に蒸気温度と同じ温度で作動する。こうして
蒸気噴射室および蒸気チャンバは材料ウェブに供給すべ
き蒸気の温度に一致した温度に保たれる。こうして比較
的簡単な手段で適切な加熱が達成されるので、放出され
る蒸気は常に、実質的にその温度と同じ温度の環境の中
にある。これにより、蒸気が温度の急変によって発生す
る好ましくない現象は防止される。

【００２７】加熱装置と蒸気弁とは直列に配置されるの
が好ましい。これにより蒸気は蒸気自体によって加熱さ
れる蒸気噴射室に流入するより前にまず加熱装置を利用
して蒸気噴射室を加熱する。すなわち加熱装置は常に蒸
気噴射室に流入する蒸気よりも多少高い温度となる。こ
のように、加熱装置は蒸気噴射室内で水滴の発生を確実
に防止するために、エネルギーを再び蒸気に伝達するこ
とができる。さらに、この措置により、蒸気が材料ウェ
ブ上に希望する程度に凝縮することができるまでに蒸気
温度を下げることができる。蒸気が過度に高温である
と、確かに蒸気からそのまま材料ウェブ表面に熱が伝達
され得る。しかし、蒸気が材料ウェブの表面に凝縮する
ことができるとき、熱伝達はより向上する。さらにこの
場合、同時に材料ウェブ表面に所望の湿分が生成され
る。

【００２８】この場合、加熱装置が蒸気乾燥部を有する
のが格別好ましい。蒸気発生装置から蒸気放出装置に蒸
気を搬送するとき発生しうる水滴は、この蒸気乾燥部内
で確実に分離される。つまり蒸気弁には乾燥蒸気のみが
供給されるため、通過する材料ウェブが水滴の衝突によ
って損傷する危険は減少するどころか実際には完全に排
除される。

【００２９】蒸気放出装置はロールに隣接したその前壁
が開放ハウジング壁に対して傾斜しているのが好まし
い。つまり蒸気放出装置全体が少なくともこの範囲では
くさび状に形成されている。従って、蒸気放出装置はロ
ール間隙の間近に配置することができ、その結果材料ウ
ェブに対する蒸気の負荷がロール間隙の直前で行われう
る。この場合、材料ウェブがロール間隙を通過すると
き、熱も湿分も材料ウェブの内部に拡散する機会は事実
上ない。つまり表面のみまたは表面下の薄い層だけが高
温となりかつ高い湿分を有するので、ロール間隙内でも
この範囲だけが処理される。すなわち平滑にされ、また
高い光沢が与えられる。

【００３０】前記傾斜角は35〜55°であるのが好まし
い。この角度範囲の場合、一方で蒸気放出装置はロール
間隙から上流へのごく僅かな距離にまで蒸気を放出する
ことができる。しかし他方で、蒸気を拡散させるために
十分な高さで蒸気噴射室を構成することができるよう
に、蒸気放出装置には十分な構造高さを可能としてい
る。

【００３１】蒸気噴射室は材料ウェブの移動方向を横切
る方向に複数個の帯域に分割されており、これらの帯域
はそれぞれ別個に制御可能な蒸気弁を有しているのが好
ましい。つまり材料ウェブに加えられる蒸気量は材料ウ
ェブの移動方向を横切る方向に少なくとも部分ごとに制
御することができる。従って、少なくとも材料ウェブを
横切る方向に帯域ごとに光沢および／または平滑性の調
節が可能である。この場合、材料ウェブに対してその横
方向に沿って、処理のより高い均一性を達成することが
できる。

【００３２】この場合、光沢または平滑性測定装置は材
料ウェブの移動方向におけるロール間隙の下流に設けら
れているのが好ましい。この測定装置は制御装置と接続
されており、制御装置は光沢または平滑性の目標値に基
ずいて蒸気弁を制御する。つまり蒸気の負荷は閉ループ
制御回路内で行われる。光沢および／または平滑性の実
測値が所定の目標値以下に低下すると、これらの値を再
びそれらの設定範囲に戻すために、当該帯域の蒸気弁が
操作される。実際値が目標値を超えて上昇すると、逆の
方向に蒸気弁の調節が行われる。

【００３３】蒸気弁は流出孔を有している。そして、こ
の流出孔は蒸気噴流が開放ハウジング壁に直接向くこと
のないように開放ハウジング壁に対して角度を成して配
置されているのが好ましい。これにより、開放ハウジン
グ壁を通過する蒸気の比較的均一な拡散が達成される。
蒸気噴流が弁から流出孔を通って直接流出するときに生
じるであろう蒸気速度の部分的な上昇は確実に防止され
る。

【００３４】この場合、蒸気弁から流出する各蒸気噴流
がハウジング壁面に対して90°以外の角度で向けられて
いるのが好ましい。つまり、蒸気噴流がはね返って流出
孔からの均一な蒸気拡散が保証されなくなる乱流を生じ
るようなことも起きることがない。

【００３５】蒸気チャンバ内の蒸気流出孔同士の間に開
放ハウジング壁にその開口が開放ハウジング壁によって
覆われたＵ字形材が取り付けており、このＵ字形材が加
熱装置の一部として通路を形成しているのが好ましい。
この通路は蒸気チャンバ内に延設されているため、この
通路は開放ハウジング壁を、またこの壁を介して蒸気噴
射室を加熱するだけではなく、蒸気チャンバも加熱し、
蒸気が最後に至るまでその気体状態を保つ環境が維持さ
れる。つまり、蒸気は事実上材料ウェブ上ではじめて凝
縮する。

【００３６】蒸気は好ましくは102 〜110 ℃の温度範囲
である。かかる蒸気温度は、蒸気が完全に材料ウェブ上
に凝縮し、そこで材料ウェブ表面の所望の温度および湿
分の上昇をもたらすことができるよう保証する。

【００３７】蒸気放出装置とロール間隙との距離が変更
可能であるのが好ましい。この措置によって、材料ウェ
ブがロール間隙に進入するよりも前に、熱および湿分の
材料ウェブ中への進入深さを制御することができる。こ
の方法でも、光沢および平滑性の変化をもたらすことが
でき、場合によってはこの変化を制御回路に取り込むこ
とができる。

【００３８】ロール間隙の前で材料ウェブの両側に各１
つの蒸気放出装置が配置されているのが好ましい。この
場合材料ウェブに対して両側から同時に蒸気が負荷され
る。

【００３９】このことは、特に、単一のロール間隙のみ
設けてある単式平滑カレンダの場合に有利である。

【００４０】

【実施例】以下、図面に示された好ましい実施例に基づ
き本発明を説明する。

【００４１】材料ウェブの平滑性および／または光沢を
高めるための装置１は２本のロール２、３を有し、これ
ら２、３がロール間隙４を形成し、このロール間隙内に
材料ウェブ５が通される。この装置１内で材料ウェブ５
の片面、この場合上面が平滑にされ、および／または光
沢が与えられる。材料ウェブ５の下面用に対応する装置
１ａが設けられている。

【００４２】なお、対応する部品には区別のために同じ
符号にａを付記している。

【００４３】材料ウェブ５の下面用の装置１ａには、装
置１と相違する場合にのみ言及するものとする。２本の
ロールのうち一方は軟質ロールとして構成することがで
きる。ロール２、３はいわゆる機械カレンダを形成する
ことができる。一方のロールまたは両方のロール２、３
も、加熱装置40により加熱することができる。この加熱
は内部から行うこともできる。説明する目的で、材料ウ
ェブとして以下ではペーパーウェブをとりあげる。しか
し、パルプまたはセルロースを含有する別の材料も使用
することができる。ペーパーウェブは供給ロール６から
繰り出され、装置１を通過後、詳しくは示されていない
巻取ロールに巻き取られる。しかしペーパーウェブ５は
抄紙機から直接取り出すこともできる。

【００４４】ロール間隙４の上流に蒸気放出装置７がス
タンド８上を移動可能に配置されている。蒸気放出装置
は紙の移動方向９にまたはその逆方向に、ロール間隙４
に接近または離間させることができる。図２〜４に関連
して詳しく説明される蒸気放出装置は材料ウェブの方向
に蒸気を放出し、蒸気がそこに凝縮する。

【００４５】ペーパーウェブの移動方向９におけるロー
ル間隙４の下流に、実際の光沢または平滑性の実際の値
を測定するための測定装置10が設けられている。この測
定装置10はペーパーウェブ５の幅全体に延設することが
できる。しかし、ペーパーウェブの走行中、測定装置が
ペーパーウェブ５を横切って移動し、光沢および／また
は平滑性を、同時にではないにしても、ペーパーウェブ
全体にわたって連続的に測定することもまったく可能で
ある。測定装置10は材料ウェブの第二側面用ロール間隙
４ａの下流に配置されているのが好ましい。

【００４６】測定装置10は制御器11と接続されており、
この制御器11自体は蒸気放出装置７を制御するようにさ
れている。かかる制御は、測定装置10により測定した測
定値と目標値入力端子12を介して供給された目標値との
間の差に基づいてなされる。

【００４７】制御器11は加熱装置40をも制御することが
できる。上面用と下面用に別々の制御器11、11a が備え
られている。これらの制御器を一体化できることは明白
である。

【００４８】ペーパーウェブ５の上面用蒸気放出装置７
はペーパーウェブ５の上に、ペーパーウェブ下面用蒸気
放出装置7aはペーパーウェブ５の下に配置されており、
それによってペーパーウェブ５は両表面から時間的、空
間的にずれて蒸気が負荷される。いずれにしても各蒸気
放出装置７、7aの後方にまずロール間隙４、4aが続いて
いる。ペーパーウェブ５の片面のみを処理する場合に
は、一方の蒸気放出装置７または7aのみが設けられる。
それ故、以下では一方の蒸気放出装置７のみを詳しく説
明する。

【００４９】なお、他方の蒸気放出装置7aは前記蒸気放
出装置７と鏡像対称になっている。

【００５０】図２および図３に示す如く、蒸気放出装置
７は開放ハウジング壁14とその他のハウジング壁15、1
6、17、18、19とによって限定された蒸気噴射室13を有
している。開放ハウジング壁14は、その厚さより小さい
直径の蒸気流出孔20を有している。それ故、これらの流
出孔20は図中には線として示してあるだけである。

【００５１】各蒸気噴射室はさらに蒸気弁21を有してい
る。蒸気弁は、供給通路22を通して供給された蒸気を蒸
気噴射室13に進入させる。この場合弁孔23は、蒸気弁か
ら流出するすべての蒸気噴流24が開放ハウジング壁14に
直接衝突することがなく、また別のハウジング壁に90°
の角度で向くこともないようにされている。これによ
り、蒸気弁21から流出する蒸気噴流24が開放ハウジング
壁14の流出孔20を直接通過することが防止される。他
方、蒸気噴流が他のハウジング壁ではね返ると、蒸気噴
射室13内で望ましくない蒸気乱流を生じることがある
が、このはね返りも防止される。

【００５２】開放ハウジング壁14は、ペーパーウェブ５
および他のハウジング部分25、26、27、28とで蒸気チャ
ンバ29を取り囲んでいる。当然、ペーパーウェブ５と他
のハウジング部分25〜28との間には小さな間隙が設けら
れている。従ってペーパーウェブ５はハウジング部分で
擦れることはない。

【００５３】蒸気チャンバ29内における開放ハウジング
壁14に、実質的にＵ字形の薄板30が取り付けられてお
り、その開口は開放ハウジング壁14によって覆われてい
る。薄板30は開放ハウジング壁14とで加熱通路31を形成
している。蒸気を加熱通路31に通すと開放ハウジング壁
14が加熱されるので蒸気噴射室13が加熱される。さらに
蒸気チャンバ29も加熱される。この場合、開放ハウジン
グ壁の流出孔20は薄板30同士の間に配置されている。

【００５４】加熱されているのは開放ハウジング壁14だ
けではなく、ハウジング壁15もやはり高温の蒸気がその
なかにある供給通路22によって加熱されている。ハウジ
ング壁17は蒸気通路32によって加熱されている。本実施
例では、前記供給通路22と加熱通路31と蒸気通路32とか
ら特許請求の範囲でいう加熱装置が構成されている。

【００５５】この蒸気通路32は蒸気乾燥部として構成さ
れている。蒸気通路は蒸気管33と連通しており、蒸気は
この蒸気管33を通して詳しく示されていない蒸気発生装
置から供給される。蒸気放出装置の両側部には横通路3
4、35が設けられており、蒸気放出装置７は両側面から
も加熱されている。一方の横通路35はその末端に、すな
わち供給通路22への入口直前に絞り部36を有している。
この絞り部36は左横通路34と右横通路35との間に圧力差
をもたらす。

【００５６】蒸気管33を通して供給される蒸気は、矢印
で示すようにまず蒸気通路32を流れ、そこで乾燥され
る。すなわち蒸気中になお存在することのある水滴がこ
こで分離され、凝縮物導出管37を通して取り除かれる。
次に蒸気は右横通路35を流れ、絞り部36によって左横通
路34と右横通路35との間に生成された圧力差に基づいて
通路31を通って左横通路34へと流れる。蒸気の他の部分
は供給通路32に流入し、そこから蒸気弁21に達する。従
って蒸気噴射室13は、すべての側面からではないにして
も多くの側面から加熱される。このようにして蒸気噴射
室13内には、運転中断後でも蒸気が凝縮しえない温度が
容易に維持され得る。

【００５７】過剰な蒸気は、出口38を通して出すことが
できる。

【００５８】特に図３と図４に示されるように、ペーパ
ーウェブ５の幅にわたって複数個（図示実施例の場合４
個）の蒸気噴射室13が設けられている。各蒸気噴射室13
は独自の蒸気弁21を有している。各蒸気弁21は制御器11
によって別々に制御され得る。つまり光沢および／また
は平滑性はペーパーウェブの移動方向９を横切る方向の
４つの範囲においてそれぞれ別個に調整することができ
る。

【００５９】図１および図２から明らかなように、蒸気
放出装置７は横断面がくさび形状を呈している。すなわ
ち壁15およびそれに対応する外壁39は開放ハウジング壁
14に対して傾斜している。すなわち、傾斜角は35〜55°
の範囲で設定され、上記の場合それは約45°である。そ
れにより、蒸気放出装置７を、より正確に述べるなら蒸
気チャンバ29を、比較的密にロール間隙４に接近させる
ことが可能となる。かかる方法により、蒸気はペーパー
ウェブ５に対し、それがロール間隙に達する前に比較的
遅く加えられ、確かに蒸気がそこで凝縮するのではある
が、しかしその凝縮に起因したペーパーウェブ５の温度
上昇および湿分増加はまだペーパーウェブの内部に至っ
ておらず、ペーパーウェブ５がロール間隙４内で加圧さ
れたときに達成される。

【００６０】前記装置は以下の如く作動する。

【００６１】蒸気放出装置７はロール間隙４にできるだ
け接近させられる。その離間距離はペーパーウェブ５が
ロール間隙４を通過する速度に基づいて調整することが
できる。そして蒸気放出装置７は蒸気を利用して加熱さ
れる。蒸気が凝縮しない温度、例えば102 〜110 ℃の範
囲の温度が蒸気噴射室13内を支配するほどに高温になる
と、運転を開始することができる。そして、ペーパーウ
ェブ５がロール間隙に通される。同時に、蒸気管33を通
して蒸気放出装置７に蒸気が供給される。蒸気弁21が開
いて蒸気を蒸気噴射室13に流入せしめ、そこで蒸気が拡
散し、次に比較的均一な圧力で、そして特に15 m/s以上
の均一な高速で流出孔20を通して蒸気チャンバ29に流入
してペーパーウェブ５と接触する。蒸気は比較的冷たい
ペーパーウェブ５に接触するや凝縮し、ペーパーウェブ
５の表面温度を急激に高める。この状態が図５中の右側
に示してある。ペーパーウェブ５が約30℃に冷えている
場合、蒸気が凝縮した後のその表面は約90℃と高温にな
る。同時に、凝縮した蒸気によって、その膜厚が好まし
くは例えば1/1000mmの範囲内の湿分の膜41が生じる。凝
縮によってペーパーウェブ５の表面は殆ど急激に温度が
上昇する。そしてこの温度はごく短時間のうちにペーパ
ーウェブ５の厚さにわたって均一になる。すなわち、百
分の一秒でペーパーウェブは均一な温度分布となる。し
かし、湿分の均一化は多少長くかかる。つまり湿分42は
熱よりもゆっくりとペーパーウェブ５に浸透する。それ
故、ペーパーウェブ５の表面領域43はかなり高い相対湿
分を有する。しかし、湿分がペーパーウェブ５の内部44
に浸透すればするほどその相対湿分は低下する。しかし
相対湿分が12〜25％、特に16〜25％の範囲内にある所定
値以下に低下する前に、ロール間隙４内で処理が行われ
る。そこでは、ペーパーウェブは公知の解決策に比べて
比較的低い圧力および低い温度でが処理され、しかも、
なお高い温度および湿分を有するウェブ表面が平滑にさ
れ、またはより高い光沢が生ぜしめられる。ペーパーウ
ェブ５のさらに内側の範囲44はロール間隙による処理に
よってもさしたる変化を受けない。

【００６２】測定装置10により測定した光沢または平滑
性の値（実測値）が目標値12と一致しないことを制御器
11が確認すると、制御器は蒸気弁21を、実測値と目標値
との差が所定値以下に低下するまで操作する。これは帯
域ごとに実行することができるので、さまざまな光沢度
または平滑度をペーパーウェブ５の幅にわたって達成す
ることができる。同時に、光沢度および／または平滑度
の微調整を達成するために制御器11は、従属的制御回路
内の加熱装置40を利用してロール表面の温度を制御する
ことができる。

【００６３】粗調整のために、図１に一点鎖線で示した
ように蒸気放出装置７とロール間隙４との距離を変える
ことができる。この粗調整は一般に手動で行われるが、
場合によっては制御器11によってもこの粗調整を行うこ
とができる。

【００６４】図６に示す第２実施例の装置1bでは、単に
１つのロール間隙４が設けられている。ロール２、３が
単式平滑カレンダを形成している。ロール２、３を硬質
ロールとするかまたは軟質ロールとするかは所与の条件
によって決まる。この構成の場合、ロール間隙の上流で
かつペーパーウェブの両側に蒸気放出装置７または7aが
設けられている。つまり蒸気の負荷はペーパーウェブ５
の両側に対して同時に行われる。光沢度および／または
平滑度はペーパーウェブ５の両側で２つの測定装置10、
10a によって測定されて制御器11に転送される。そし
て、この制御器11によって方の蒸気放出装置７、7aが制
御される。

【００６５】本実施例ではロール２、３の表面は加熱さ
れない。しかし、そのように限定されることはなく、図
１に示すように加熱を行なってもよい。

【００６６】本実施例ではペーパーウェブ５が使用され
た。しかしこの方法および装置はパルプ繊維を有する別
の材料ウェブ、例えば厚紙または板紙にも適している。

【００６７】敘上の装置によれば、材料ウェブ５の移動
方向（長手方向）に沿ってペーパーウェブの光沢および
／または平滑性の制御が可能であり、また前記移動方向
を横切る方向（横方向）でのこれらの値の制御も可能と
なる。長手方向の制御は蒸気放出装置７、7aに供給され
る蒸気量を制御することによって行うことができる。

【００６８】横方向の制御は蒸気放出量を帯域ごとに制
御することにより、つまり個々の帯域で放出される蒸気
量の割合を調整することにより行われる。

【００６９】

【発明の効果】本発明の方法によれば、材料ウェブの表
面品質が飛躍的に向上するだけでなく、エネルギーの消
費が抑制され、しかも湿分除去などの後処理を必要とし
ないため、その装置も簡素化され、コストダウンが図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】装置の略示図である。

【図２】一部断面で示す図１の拡大部分図である。

【図３】蒸気放出装置の正面図である。

【図４】蒸気放出装置の平面図である。

【図５】材料ウェブの略示横断面図である。

【図６】装置の第２実施態様の略示図である。

【符号の説明】

４・・・ロール間隙 4a・・・ロール間隙 ７・・・蒸気放出装置 7a・・・蒸気放出装置 13・・・蒸気噴射室 14・・・開放ハウジング壁 15・・・ハウジング壁 16・・・ハウジング壁 17・・・ハウジング壁 18・・・ハウジング壁 19・・・ハウジング壁 20・・・蒸気流出孔 21・・・蒸気弁

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気により加湿された材料ウェブをロール
   間隙に通し、そこで圧力を加えて材料ウェブ、特にペー
   パーウェブの光沢および／または平滑性を高める方法に
   おいて、 蒸気を負荷することにより生じる表面の湿分上昇が所定
   値以下に低下するよりも前に、蒸気を材料ウェブ上に凝
   縮させかつ材料ウェブをロール間隙に通すことを特徴と
   する方法。
2. 【請求項２】前記所定値が12〜25％の範囲内、特に16〜
   25％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の方
   法。
3. 【請求項３】ウェブの厚さ方向の中央1/3 の部位の温度
   が表面温度の1/e 倍に達するよりも前に、材料ウェブが
   ロール間隙に通されることを特徴とする請求項２記載の
   方法。
4. 【請求項４】蒸気が、材料ウェブに衝突するまで、水滴
   のない状態に保たれることを特徴とする請求項１〜３の
   うちいずれか１の項に記載の方法。
5. 【請求項５】蒸気がまず、分配チャンバ内で、材料ウェ
   ブの移動方向に所定の広がりを有する流出面に分配さ
   れ、次に所定範囲内で材料ウェブの方向に高速で移動さ
   せられることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか
   １の項に記載の方法。
6. 【請求項６】ロ−ル間隙の後方において材料ウエブの光
   沢および／または平滑性および／または関連するパラメ
   ータを測定し、測定した実測値と所定の目標値との差に
   基づいて蒸気放出量を調整することを特徴とする請求項
   １〜５のうちいずれか１の項に記載の方法。
7. 【請求項７】ウェブを横切る方向に沿う幾つかの帯域に
   おいて蒸気の負荷が行われ、各帯域において蒸気放出量
   が別々に調整可能であることを特徴とする請求項１〜６
   のうちいずれか１の項に記載の方法。
8. 【請求項８】蒸気の供給が、実質的に材料ウェブ上に凝
   縮することのできる単位時間当りの量に限定されること
   を特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１の項に記載
   の方法。
9. 【請求項９】光沢および／または平滑性を微調整するた
   めに、ロール間隙を形成するロールの少なくとも一方の
   温度が調整されることを特徴とする請求項１〜８のうち
   いずれか１の項に記載の方法。
10. 【請求項１０】ロールの表面が加熱されることを特徴と
    する請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】蒸気放出量を制御する制御回路に従属し
    た制御回路内で温度調整が行われることを特徴とする請
    求項６〜９のうちいずれか１の項に記載の方法。
12. 【請求項１２】ロール間隙を形成するロール対と、ウェ
    ブの移動方向におけるロール間隙の上流に配置された蒸
    気放出装置とを有し、材料ウェブの光沢および／または
    平滑性を高める装置において、 蒸気放出装置(7) が、多数の蒸気流出孔(20)を有する開
    放ハウジング壁(14)と他のハウジング壁（15〜19）とに
    よって完全に取り囲まれた蒸気噴射室(13)と、蒸気を蒸
    気噴射室(13)内に導入する蒸気弁(21)とを有し、蒸気噴
    射室(13)の少なくとも１つのハウジング壁(14,15,17)、
    特に開放ハウジング壁(14)が加熱されていることを特徴
    とする装置。
13. 【請求項１３】開放ハウジング壁(14)と材料ウェブ(5)
    とが蒸気チャンバ(29)を取り囲み、該蒸気チャンバが蒸
    気放出装置(7) のハウジング部分（25〜28）によって側
    面を殆ど密閉されていることを特徴とする請求項12記載
    の装置。
14. 【請求項１４】蒸気で作動する加熱装置が設けられてお
    り、蒸気弁(21)と該加熱装置とが同じ蒸気供給管(33)に
    接続されていることを特徴とする請求項12または13記載
    の装置。
15. 【請求項１５】加熱装置と蒸気弁(21)とが直列に配置さ
    れていることを特徴とする請求項14記載の装置。
16. 【請求項１６】加熱装置が蒸気乾燥部(32)を有すること
    を特徴とする請求項15記載の装置。
17. 【請求項１７】蒸気放出装置(7) において、ロール(2)
    に隣接した前壁(39)が開放ハウジング壁(14)に対して傾
    斜しいることを特徴とする請求項12〜16のうちいずれか
    １の項に記載の装置。
18. 【請求項１８】前記傾斜の角度が35〜55°の範囲である
    ことを特徴とする請求項17記載の装置。
19. 【請求項１９】蒸気噴射室(13)が、材料ウェブ(5) の移
    動方向(9) を横切る方向に沿って複数個の帯域に分割さ
    れており、該帯域がそれぞれ個別に制御可能な蒸気弁(2
    1)を有することを特徴とする請求項12〜18のうちいずれ
    か１の項に記載の装置。
20. 【請求項２０】材料ウェブ(5) の移動方向(9) における
    ロール間隙(4) の下流に光沢または平滑性を測定するた
    めの測定装置(10)が設けられており、該測定装置が制御
    装置(11)と接続されており、該制御装置が光沢または平
    滑性の目標値に基づいて蒸気弁(21)を制御するように構
    成されてなる請求項19記載の装置。
21. 【請求項２１】蒸気弁(21)が流出孔(23)を有しており、
    該流出孔は、蒸気噴流(24)が開放ハウジング壁(14)に直
    接向くことのないように開放ハウジング壁(14)に対して
    角度を成して配置されていることを特徴とする請求項12
    〜20のうちいずれか１の項に記載の装置。
22. 【請求項２２】蒸気弁(21)から流出する各蒸気噴流(24)
    が90°以外の角度でハウジング壁（15〜19）に向くよう
    に構成されていることを特徴とする請求項21記載の装
    置。
23. 【請求項２３】蒸気チャンバ(29)内における、開放ハウ
    ジング壁(14)の蒸気流出孔(20)同士の間にＵ字形材(30)
    が取り付られており、該Ｕ字形材の開口が開放ハウジン
    グ壁(14)によって覆われており、またこのＵ字形材が加
    熱装置の一部として通路(31)を形成することを特徴とす
    る請求項13〜22のうちいずれか１の項に記載の装置。
24. 【請求項２４】前記蒸気の温度が102 〜110 ℃の範囲内
    であることを特徴とする請求項12〜23のうちいずれか１
    の項に記載の装置。
25. 【請求項２５】蒸気放出装置(7) とロール間隙(4) との
    間の距離が変更可能であることを特徴とする請求項12〜
    24のうちいずれか１の項に記載の装置。
26. 【請求項２６】ロール間隙(4) の上流でかつ材料ウェブ
    (5) の両側それぞれに１個の蒸気放出装置(7,7a)が配置
    されていることを特徴とする請求項12〜25のうちいずれ
    か１の項に記載の装置。