JPH06508894A - 内側加熱ロールを用いた紙の加工方法と装置 - 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】 内側加熱ロールを用いた紙の加工方法と装置技術分野 本発明は、一般的には、印刷紙の製造方法と装置、特に、高温高圧で印刷紙をカ レンダー加工する加熱カレンダーロールに係る。

背景技術 ］−ティング処理済みまたはコーティング未処理の高品質印刷紙を製造する上で 最も重要な作業の一つに、紙の表面に光沢を与え滑らかにする工程がある。紙の カレンダー加工には様々な方法がある。長年用いられてきた最も品質の高い製品 を製造する方法にはスーパーカレンダー法がある。また、このスーパーカレンダ ー法による高品質の製品には及ばないが、スーパーカレンダー法に勝る工程上の 利点を備えた別のグロスカレンダー法も用いられてきている。最近開発された基 材加熱成形法とは、こうしたクロスカレンダー法の工程上の利点とスーパーカレ ンダー法の高品質の利点とを組み合わせたカレンダー法のことである。

基材加熱成形法は、米国特許第４．６２４，７４４号および４，７４９，４４５ 号に記載されている。本明細書中では、特許番号を引用することにより内容の説 明に代える。この成形法は、加熱金属ロールと弾性加圧ロ−ルにより形成したカ レンダーニップを用いている。金属ロールは、グロスカレンダー装置に用いるロ ール温度よりも高い温度まで加熱される。要求温度は工程条件の変化により変わ るが、通例では金属ロールの表面上で華氏３００度を上回る温度である。また２ ０００ｐｓｉを越える非常に大きなニップ圧力を必要とし、これはカレンダー輻 当たり１０００ｐｌ　ｉを越えるニップ荷重、例えば１５００から２０００ｐｌ ｉの範囲のニップ荷重を必要としている。

グロスカレンダー法に用いる加熱カレンダーロールには、通常、華氏約３５０度 までの温度で内部を蒸気により加熱される壁の薄い中空な金属シリンダまたはド ラムが使われる。このドラムはチルド鉄、ダクタイル鉄またはクロムメッキダク タイル鉄から作られ、充分な平滑さを保てる硬い耐摩耗表面を形成している。ク ロムメッキドラムの表面は光沢に優れているが、作業中に傷がつき易い。グロス カレンダードラムは温度／圧力条件の緩やかなグロスカレンダー加工では満足の いくカレンダー処理を行なえるか、基材加熱成形法に必要な条件の下では不満足 な結果しか得られない。大きなニップ荷重を必要とする基材加熱成形用のカレン ダーロールには、４インチ厚を越える非常に厚い周囲壁を備えた剛性のあるロー ルを必要としている。基材加熱成形には高温が要求されるため、加熱ロールに対 し厳しい条件か課せられる。また、より高温の内部加熱流体が必要とされる。こ のため、オイルのような沸点の高い流体を用いる必要がある。高い内部流体温度 のため、ロール表面に接近して流体導管を配置しロール表面への熱貫流抵抗を小 さくする必要がある。加熱ロール毎に複数のニップを使用する方法は基材加熱成 形を実施する上で有益であるが、必要熱量は増加する。第２のニップを設ければ 、単一ニップに必要な熱荷重を約３０％上回ることが判明している。

基材加熱成形に用いられているロールの一例として、ＳＨＷ社の製造によるＴｒ ｉ−Ｐａｓｓロールがある。

このＴｒｉ−Ｐａｓｓロールは、例えば７から１１１インチ厚非常に厚いシリン ダ壁を持つチルド鉄ロールである。このロールには、表面に接近した位置に加熱 流体の導管として機能する穴が穿孔されている。チルド鉄ロールは、硬い白鋳鉄 の外側層、グレー鋳鉄の内側構造体、および白鋳鉄とグレー鋳鉄の中間の性質を 備えた皮膜層の介在層を備えている。流体流通穴は好ましくは柔らかいグレー鋳 鉄に穿孔され、できるだけ皮膜層とグレー鉄の境界層に接近して配置されている 。白鋳鉄の厚みは、例えば１／４インチから３／４インチあり、また皮膜層は、 例えば１インチから１．５インチの厚みを備えている。従って、穴は表面から約 ２インチの場所に位置している。表面から下がった位置に穴を設けなければなら ない不便さに加えて、皮膜層の介在により境界層の位置が一定しないため穴を真 直ぐに開けることが困難となる。

白鋳鉄（１３ＢＴＵ／Ｈｒ、Ｆ　ｔ、華氏度）と皮膜層（１７ＢＴＵ／Ｈｒ、Ｆ 　ｔ、華氏度）の熱伝導率はグレー鉄（２５ＢＴＵ／Ｈｒ、Ｆｔ、華氏度）の熱 伝導率よりも小さい。このことは表面に熱を伝える上で長所でありまた短所でも ある。熱は穴からこれら穴の間の表面上の地点に向けて移動していかなければな らない。白鋳鉄と皮膜層の低い熱伝導率により表面の温度変化が緩やかになり、 紙の仕上がりがより均一化される。しかしながら、基材加熱成形に必要な高温条 件の下ではこのような低い熱伝導率では加熱流体導管からドラム表面にかけて非 常に大きな温度降下が起きる。華氏約１５０度またはそれ以上の温度降下が生産 工程で起きることがある。ロール内部が非常な高温になると、内部が温度の低い 表面に比べて膨張率が高まり、その結果、大きな引張フープ応力が生じる。この フープ応力は、チルド材料の限界引張強度を大きく上回りチルド鉄ロールを破壊 してしまうことがある。温度を下げ操作速度を小さくすれば作業の安全性を確保 される。チルド鉄ロールの使用に当たり、ロールを貫流する熱の安全操作限界は ７．０ＯＯＢＴＵ／Ｓｑ、Ｆ　ｔ、／Ｈｒ、以下である。ロールを貫流する熱を 減少させる解決策の１つに、表面を誘導加熱する等して外部の供給源からロール 表面に必要熱量の一部または全部を供給する方法がある。しかしながら、外部に 設置の装置では満足のいく解決策とはなり得ない。充分なエネルギーが得られな いためである。また外部設置の装置では、実用サイズのロールの全幅にわたり表 面温度を均一にできない。こうした方法では紙ウェブの経路に障害が発生し、新 たな操作上の問題を作り出している。フープ応力を使用材料の許容レベル内に保 つことができれば、内側加熱ロールにとり満足のいく結果が得られる。

チルド鉄ロールを他に代えることは容易ではない。また白鋳鉄表面の優れた特性 は、他の材料には見られない性質である。表面は充分に磨けるものでなければな らない。紙コーテイング材料の研削性、クリーニング・ドクタブレードの摩耗作 用および腐食性環境に晒されても、磨き表面の耐劣化性を保てるだけの硬さが必 要とされる。

カレンダー加工の後、適当な表面エネルギーおよび両極性のように、紙とコーテ ィングをきれいに剥がすのに必要な表面特性を持つ必要がある。

発明の開示 本発明は、基材加熱成形に必要な温度、熱負荷、圧力の下で且つ従来装置よりも 速い運転速度で適切に紙を仕上げ加工することのできる新規な内側加熱カレンダ ーロールに係る。ロールは内部を加熱され、少なくとも４インチの厚みの周囲壁 を備えている。またロールは、周囲壁内部に熱を供給し、壁がら外側表面に熱を 伝えてロールによりカレンダー加工されている紙ウェブを加熱するための手段を 備えている。ロールは、第２のサーメットまたはセラミック含有材料の薄い周囲 表面層を備えた第１の材料から構成されている。表面層の材料は少なくとも５３ ０ビイツカースの硬度を備え、厚みが０．００３インチから０．０３０インチの 範囲にある。ロールは、６マイクロインチＲａ未満の粗さに磨いておくことがで きる。ロールは、外側縁から周囲表面に２インチ程度の距離を置いて加熱流体を 流す均一に間隔の開いた導管を備えている。また、ロールはこのロールを通じ少 なくとも８．５００ＢＴＵ／Ｓｑ、Ｆ　ｔ、／Ｈｒ、の熱を伝え、第１の材料の 降伏強度の１／２を越えて引張フープ応力の生じることがない。

ロールの第１の材料には、鍛造鋼、鋳鋼、鋳鉄またはダクタイル鉄が好ましく、 鍛造鋼が好ましい。材料は、少なくとも流体導管を穿孔する箇所で均一なことが 重要である。表面材料には、溶射またはプラズマにより付着させるサーメットま たはセラミックが好ましい。好ましいサーメットは、多くのダクタイル材料のマ トリックスに用いられるタングステンカーバイドおよびクロムカーバイドである 。ダクタイル材料は、ニッケル、クロム、コバルトまたはこれらを組み合わせた ものから選択できる。最も好ましい表面材料は、ニッケルとクロムのマトリック ス内に用いられるクロムカーバイドである。好ましいセラミックは酸化クロムで ある。

また本発明は、基材加熱成形に必要な温度および圧力の下で適切に紙を仕上げ加 工することのできる新規な内側加熱カレンダーロールにも関係している。このロ ールは、少なくとも４インチの厚みの周囲壁を持つ内側加熱金属カレンダーロー ルである。金属カレンダーロールは、ロールの周囲壁内部に熱を供給し、壁から 外側表面に熱を伝えてロールによりカレンダー加工されている紙ウェブを加熱す る加熱手段を備えている。加熱手段は、カレンダーロール内に直径が０．５から ２インチの流体送り導管を備え、また以下の式： （穴の直径＋穴の間隔）／（２ｘ穴の深さ）＜１．２に則って配置されている。

ここで、穴の間隔は穴の外側縁から隣接穴の最も接近した外側縁までの距離であ り、また穴の深さは穴の外側縁からロールの表面までの距離である。導管から表 面に至る熱伝導率は、１７ＢＴＵ／Ｈｒ、Ｆｔ、華氏度よりも大きい。

本発明は、さらに、前述の改良された加熱カレンダーロールの何れかを使用する 改良されたカレンダー加工法および装置に関係している。この加熱カレンダーロ ールは、弾性加圧ロール、弾性加圧ロールと金属カレンダーロールを互いに押圧 し、好ましくはカレンダー加工幅に１０００ｐｌｉを越すニップ荷重の加えられ るニップを形成する手段、およびニップに紙ウェブを連続的に通す手段を備えて いる。

本発明は、紙に滑らかな表面を形成するカレンダー加工方法および装置にも関係 している。この装置は、Ａ、金属カレンダーロールと、 Ｂ９弾性加圧ロールと、 Ｃ１弾性加圧ロールと金属カレンダーロールを互いに圧縮してニップを形成する 手段と、 ０９紙ウェブをニップに連続的に通す手段と、Ｅ９金属カレンダーロールの表面 に熱を供給する手段とを有している。この装置の改善点は、金属カレンダーロー ルの周囲表面に対して配置されていてロールの表面をなぞり、運転中にロールよ りも劣化の早い磨きドクタブレードを有し、磨きドクタブレードが表面材料より も硬い研削材料、好ましくはダイヤモンド研削粒子を含有した加工表面を備えて いる。好ましいドクタブレードは、金属表面に接触する加工表面を備えた温度転 移性に優れるガラス繊維強化エポキシ樹脂材料の薄い構造体から構成されている 。加工表面はドクタブレードの幅にわたり設けた複合材料層を備えている。この 複合材は、金属表面より硬い高温エポキシ樹脂マトリ・ノクス内に混ぜた研削粒 子を備えている。

本発明は、運転中に金属カレンダーロールの表面をなぞる前述した磨きドクタブ レードにも関係してし）る。

さらに、本発明は前述した特徴の組み合わせたもの（こも関係している。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の加熱カレンダーロールを使用した基材加熱成形装置を概略的 に示している。

第２図は、本発明の加熱カレンダーロールの好ましし１い形態を断面にして示し ている。

第３図は、本発明の磨きドクタの好ましい形態を断面にして示している。

本発明を実施するための好ましい形態 本発明は、第１図に示すような装置を用いて実施することができる。紙ウェブｌ は、平坦面仕上げドラム２と弾性パックロール３により形成された第１のニップ を通り、案内ロール４を経て、必要に応じドラム２と弾性）くツクロール５によ り形成される第２のニップを通じて前進送りされる。ウェブｌの反対側を仕上げ したければ、引き続いて、第１ユニツトに類似の弾性バックロールの形成する一 対のニップを備えた第２の平坦面仕上げドラムに送り込まれる（説明を簡単にす るために図面中では省略されている）。仕上げウェブはリール６に巻き取られる 。

仕上げ装置に供給されるウェブｌは、紙のコーティングを行なう場合、製紙機械 ７および／またはコーティング装置８から直接送り込むことができる。これとは 別に、ウェブＩはコーティング加工済みまたは未加工の既成紙ロールから供給す ることができる。製紙機械とコーティング装置には技術的に周知の従来装置を使 用できるため、図面にはブロックだけで示しである。

弾性加圧ロール３．５には、繊維強化エポキシ樹脂等の弾性材料または変形可能 な材料からなるカバー材を取り付けておく必要がある。好ましいロールはＢｅｌ ｏｉｔ社により製造され、Ｂｅ１ｔｅｘ、　Ｂｅ１ｇ１ｏｓｓおよびＢｅ１ｓｈ ｅｅｎの商標名で販売されている。基材加熱成形を行なう弾性加圧ロールは、作 業温度の下でカレンダー幅のリニアインチ当たり１０００ボンドを越えるニップ 荷重力、多分にリニアインチ当たり１５００ポンドを上回るニップ荷重力に耐え られるだけの硬さを備え、平方インチ当たり２０００ボンドを越えるニップ圧力 を作り出せる僅かな幅のニップを形成している。圧力ロール表面は、作業温度の 下で所望のニップ幅と圧力の得られる約４またはそれ以上のＰ、＆Ｊ、硬さを持 つことが好ましい。こうした硬さを保つには、通常の弾性ロール材料では高温に より急速に軟化するため、ロール内部を冷却するのがよい。本発明を実施する上 で好ましい弾性ロールの例が米国特許第３．６１７，４５５号に記載されている 。

第２図は、本発明の加熱カレンダーロールをさらに詳細に示している。ロール２ は、大きなニップ荷重に耐えられる厚みの周囲壁８を備えた金属シリンダから構 成され、ロール２の中心部の変形は許容できる程度である。

壁の厚みは、少なくとも４インチ、通常ではツイフチよりも大きい。ロール２の 周囲表面に沿って耐摩耗性の硬い材料からなる薄い層１１が設けられている。

壁８の内部には複数の流体保持穴１０が穿孔されている。穴のサイズ、数および 位置は、できるだけロール２の周囲に熱を均等に伝達し温度を均一にする上で重 要である。穴１１が表面１２に近ければそれだけ表面温度は低下し、発生する引 張フープ応力は小さくてすむ。これに対し、穴１１を表面１２から離せば表面温 度はさらに均一化される。穴１１を小さくし互いに接近させれば表面温度は一層 均一になるが、こうした穴を実際に穿孔するとなれば穴のサイズは概ね０．８イ ンチよりも大きいものに制限される。また、各導管を通過する加熱流体の温度を 下げても表面温度は均一にできる。導管が大きければ温度降下はさらに少なくな る。

直径か０．７５インチから１．２５インチの穴を用いれば好ましい構造が得られ る。各穴を通り抜けるオイルが著しく温度降下せず充分な熱収束を起こさせるた めには、できるだけオイルの流量を少なくする必要がある。

この流量は、ロールの表面積当たりの導管最小断面積をめれば得られる。この関 係は次のように表わせる。

（各導管の断面積Ｘ導管の数）／（ロールの周囲長さＸロールの表面長さ）が０ ．０００１３よりも大きい。

穴は、以下の式に則って配置することが好ましい。

（穴の直径士人の間隔）／（２ｘ穴の深さ）＜１．２ここで、穴の間隔は穴の外 側縁から隣接穴の最も接近した外側縁までの距離であり、穴の深さは穴の外側縁 からロールの表面までの距離である。この構成によれば、様々な実用上の制約を 受けながら表面温度の均一性を最適な状態に保てる構造が得られる。

ロール２は、充分な強度の得られる鍛造鋼から作ることが好ましい。しかしなが ら、鋳鉄、鋳鋼またはダクタイルから作ることもできる。好ましいロール２は、 １７ＢＴＵ／Ｈｒ、Ｆｔ、華氏度よりも大きな熱伝導性を備えた均一材料から作 られている。表面層１１に必要な特性は、好ましくは、０．００３インチから０ ．０３０インチの厚みを備えた硬質材料の層を設けることで得られる。表面層を 厚くするならば、熱伝導率は特に重要な要素とはならない。他方、厚みを厚くす れば表面層の寿命か延びることになる。

表面材料は、タングステンカーバイドまたはクロムカーバイドにより形成するこ とが好ましい。表面材料は、粒子が接着できる温度の下で５％未満の多孔率の得 られる速度で行なう溶射法によりロール表面に付着させるとよい。好ましい付着 法には、酸素／燃料を用いて行なわれる高速溶射法がある。

好ましい形態の表面組成は、７５％クロムカーバイドと２５％ニッケルクロムか らなる合金粉末を用いて形成される。７０９６から８０９６のクロムカーバイド 、１５％から２５９６のニッケルおよび３％から１０％のクロムの比率によると 満足のいく結果が得られる。

比較的短期間のコマーシャルベースでの使用に伴い、金属カレンダーロールは幾 つかの表面劣化の原因が組み合わさって表面にかすみが生じるようになる。好ま しい実施例のものは試験した他のものに比べてかすみの生じるまての期間が長い 。表面の状態を回復させるには、材料の耐久性に合わせて定期的に表面を磨かな くてはならない。この磨きは、第１図に示すようにロールｌに対して配置したド クタブレード７を用いて作業中に行なうことかできる。

第３図は、好ましい形態のドクタブレード７を詳細に示している。このドクタブ レード７はワイドなガラス繊維強化エポキシ材料から作られており、ブレードの 加工縁には研磨材の層１３が設けられている。この層はブレード７のノツチ１２ に設置して置くとよく、少なくともブレード７と同じ平面をなすか突き出してロ ール表面１１に確実に接触するだけの厚みを備えていることが好ましい。本発明 の好ましい形態のドクタブレード７は非常に固い材料からなるロール表面を磨き 、非常に高いロール表面温度の下でも連続使用に耐えられる。

好ましい磨き材料の組成は： ダイアモンド研削粒子　３ミクロン直径、２．５重量％ 硬化剤を含むエポキシ樹脂　５２．５重量％中空微細ガラス球（３Ｍ　５−６０ ／１０．０００）３０重量％ ポリテトラフルオロエチレン（テフロン）粉末（ダイアモンド・ジャムロック５ ＳＴ−３）１５重量％ 研磨材はエポキシ樹脂製ブレードのノツチに嵌め込まれ、セットされるまで摂氏 ６０度から摂氏７０度の範囲で加熱される。次に、４時間にわたり摂氏１２０度 で加熱される。使用したエポキシ樹脂は、摂氏１６０度から１８０度Ｔｇのメチ レン・ジアニチュアの硬化剤を含むヒスフェノールＡのジグリシジル・エーテル である。研削粒子の組成率は約１％から約５％の範囲で満足のいく結果が得られ る。粒子のサイズはある程度変えることはできるが、２ミクロンから１２ミクロ ンのものが好ましい。ベースブレードを製作するのに使ったエポキシ樹脂は研削 材に使われているものと同じであるが、ブレードはガラス繊維織布マットで補強 されている。固化後の研削材は約２５ミルの平坦な厚みになるまで研磨される。

磨きドクタはロール表面に常に接触させなくてもよいが、約１０％の時間内でロ ールに対し加圧しておく必要かある。

本発明の最良の形態には以下の例のものがある。酸素／燃料を用いた高速火炎溶 射技術を用いて鍛造鋼のロール上に約０．０１５インチ圧の表面コーティング層 を付着させた。付着した組成材は、２５％ニッケルクロムと７５％クロムカーバ イドからなる合金化した金属粉末である。ＮｉＣｒの比率はＮ　ｉ　８０９６と Ｃｒ２Ｏ％であった。ロール表面は９５０ビイッカース硬さを示した。この表面 を磨き２−４マイクロインチＲａの粗さに加工した。

ロールには、１．１６インチの間隔で表面から平均１゜７５インチの深さにわた り直径１．１８インチの穴を穿孔した。

このロールは、第１図に示したものに類似のカレンダー加工装置に装着した。ロ ール外部で華氏５００度の温度まで加熱したオイルを穴を通じて送り隣接する穴 同志ては逆向きに循環させた。紙ウェブは印刷に適した着色剤とバインダのコー ティングを備え、約４から５％の湿分を含有している。この紙ウェブは基材加熱 成形に必要な条件の下で装置によりカレンダー加工された。カレンダー加工装置 は１７００から３１００ｆｐｍの速度で操作され、１８００から２０００ｐｌｉ のニップ荷重が加えられた。

ロールの表面温度は内部温度よりも低い華氏約１００度になることが観察された 。ロール周囲の温度は、光沢の変化が２ポイント未満になる程度に均一であるこ とが確かめられた。

前述した好ましい形態の磨きドクタは、ｌｐｌ　ｉの圧力によりロールの接線に 対し２５度の角度でロール表面に加圧されている。ロールは長期間にわたり的確 に回転し、所望の光沢と平滑さを備えたコーティング用紙が得られた。磨きドク タを使用しない他の試験においてもロールは的確に回転し、数日間のうちに表面 は著しく劣化することはなかったが長期間の運転では磨きドクタを必要とした。

この好ましい実施例によれば、本発明の他の実施例に比べてよい結果が得られて いる。

ＦＩＧ、３ フロントページの続き （７２）発明者　ヘイル、グレゴリ−エイチ。

アメリカ合衆国０４９０１　メイン州ウォータービル、プレザントヒル　ドライ ブ　５６（７２）発明者　バリントン、ジョイス　エム。

アメリカ合衆国０４０３９　メイン州グレイ。

シェイカー　ロード　２８７ （７２）発明者　シュウエツト、ケネス　ビー。

アメリカ合衆国０４１０７　メイン州ボートランド、アリソン　アベニュー　７ ９ （７２）発明者　マツター、ジョン　エイ。

アメリカ合衆国０４００４　メイン州バー　ミルズ、ボックス　８５ （７２）発明者　モシャー、アボット　ダブリュ。

アメリカ合衆国０４０３８　メイン州ゴーハム。

モシャー　ロード（番地なし） （７２）発明者　ビーダーリン、ジョン　オー、エイチ。

アメリカ合衆国０４０８４　メイン州スタンディツシュ、パイオニア　レーン　 ４２〜（７２）発明者　クイスト、ダグラス　エイ。

アメリカ合衆国０４０４３　メイン州ケシネバンク、ピー、オー、ボックス　３ １５１

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．基材加熱成形に必要な温度、熱負荷、圧力の下で適切に紙を仕上げ加工する ことのできる内側加熱カレンダーロールにして、当該ロールは、 Ａ．少なくとも４インチの厚みの周囲壁と、Ｂ．周囲壁内部に熱を供給し、壁か ら外側表面に熱を伝えてロールによりカレンダー加工されている紙ウェブを加熱 するための手段とを有し、 Ｃ．前記ロールは、第２のサーメットまたはセラミック含有材料の薄い周囲表面 層を備えた第１の材料から構成され、 Ｄ．前記表面層の材料は少なくとも５３０ビィッカースの硬度を備え、厚みが０ ．００３インチから０．０３０インチの範囲にあり、６マイクロインチＲａ未満 の粗さに磨いておくことができ、 Ｅ．ロールは、外側縁から周囲表面に２インチ程度の距離を置いて加熱流体を流 す均一に間隔の開いた導管を備え、 Ｆ．また、ロールはこのロールを通じ少なくとも８，５００ＢＴＵ／Ｓｑ．Ｆｔ ．／Ｈｒ．の熱を伝え、第１の材料の降伏強度の１／２を越えて引張フープ応力 の生じることのない内側加熱カレンダーロール。
2. ２．請求項１に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、ロールの第１の 材料は、鍛造鋼、鋳鋼、鋳鉄またはダクタイル鉄から選択される内側加熱カレン ダーロール。
3. ３．請求項１に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、ロールの第１の 材料は鍛造鋼である内側加熱カレンダーロール。
4. ４．請求項１に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、表面材料はカー バイド含有材料である内側加熱カレンダーロール。
5. ５．請求項１に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、表面材料はロー ル上に溶射される内側加熱カレンダーロール。
6. ６．請求項１に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、表面材料は、酸 素／燃料を用いて高速溶射されるクロムカーバイドとニッケルおよびクロムであ る内側加熱カレンダーロール。
7. ７．紙のカレンダー加工用装置にして、Ａ．請求項１の内側加熱カレンダーロー ルと、Ｂ．弾性加圧ロールと、 Ｃ．弾性加圧ロールと金属カレンダーロールを互いに圧縮して、カレンダー幅の リニアインチ当たり少なくとも１０００ポンドのニップ荷重を加わえられるニッ プを形成する手段と、 Ｄ．紙ウェブをニップに連続的に通す手段とを有する紙のカレンダー加工用装置 。
8. ８．請求項７に記載された紙のカレンダー加工用装置において、カレンダーロー ルを通じて加熱流体を流す等間隔に設けた導管は直径が０．５から２インチあり 、またこれら導管は以下の式： （穴の直径＋穴の間隔）／（２Ｘ穴の深さ）＜１．２に則って配置されており、 ここで、穴の間隔は穴の外側縁から隣接穴の最も接近した外側縁までの距離であ り、また穴の深さは穴の外側縁からロールの表面までの距離であり、導管から表 面に至る加熱カレンダーロールの熱伝導率が１７ＢＴＵ／Ｈｒ．Ｆｔ．華氏度よ りも大きい紙のカレンダー加工用装置。
9. ９．請求項７に記載された紙のカレンダー加工用装置において、さらに、金属カ レンダーロールの周囲表面に対して配置されていてロールの表面をなぞり、運転 中にロールよりも劣化の早い磨きドクタブレードを有し、磨きドクタブレードが 表面材料よりも硬い研削材料を含有した加工表面を備えている紙のカレンダー加 工用装置。
10. １０．紙に仕上げ加工を施して紙の表面に光沢のある滑らかさを与える方法にし て、当該方法は、Ａ．仕上げロールと、この仕上げロールに対しカレンダー幅の リニアインチ当たり少なくとも１０００ポンドの力で押圧される加圧ロールを設 ける段階と、Ｂ．ニップを通じて紙形成繊維のウェブを前進送りする段階と、 Ｃ．前記段階Ｂと共に、仕上げロールの周囲壁内側を少なくとも華氏３５０度の 内部温度になるよう仕上げロールを加熱し、壁を通じて外側表面に熱を伝えニッ プを通り抜ける紙ウェブを加熱する段階とを有し、仕上げロールは、少なくとも ５３０ビィッカースの硬度を備え、厚みが０．００３インチから０．０３０イン チの範囲にあり、６マイクロインチＲａ未満の粗さに磨いておくことのできるサ ーメットまたはセラミック含有材料の薄い周囲表面層を持つ第１の均一な材料か ら構成され、ロールは、このロールの中心から均一に間隔を置いて導管を備え、 周囲表面の少なくとも２インチの範囲内に加熱流体を流すことができ、また、ロ ールはこのロールを通じ少なくとも８，５００ＢＴＵ／Ｓｑ．Ｆｔ．／Ｈｒ．の 熱を伝え、第１の材料の降伏強度の１／２を越えて引張フープ応力の生じること のない紙の仕上げ方法。
11. １１．基材加熱成形に必要な温度、熱負荷、圧力の下で適切に紙を仕上げ加工す ることのできる内側加熱カレンダーロールにして、当該ロールは、 Ａ．少なくとも４インチの厚みの周囲壁を持つ金属カレンダーロールと、 Ｂ．金属カレンダーロールの周囲壁内部に熱を供給し、壁から外側表面に熱を伝 えてロールによりカレンダー加工されている紙ウェブを加熱するため加熱手段と を有し、当該加熱手段はカレンダーロール内に直径が０．５から２インチの流体 送り導管を備え、また以下の式： （穴の直径＋穴の間隔）／（２Ｘ穴の深さ）＜１．２に則って配置されており、 ここで、穴の間隔は穴の外側縁から隣接穴の最も接近した外側縁までの距離であ り、また穴の深さは穴の外側縁からロールの表面までの距離であり、 Ｃ．導管から表面に至る熱伝導率が１７ＢＴＵ／Ｈｒ．Ｆｔ．華氏度よりも大き い内側加熱カレンダーロール。
12. １２．請求項１１に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、 Ａ．前記ロールは、第２のサーメットまたはセラミック含有材料の薄い周囲表面 層を備えた第１の材料から構成されており、この表面層の材料は少なくとも５３ ０ビィッカースの硬度を備え、厚みが０．００３インチから０．０３０インチの 範囲にあり、また６マイクロインチＲａ未満の粗さに磨いておくことができ、Ｂ ．ロールは、このロールを通じ少なくとも８，５００ＢＴＵ／Ｓｑ．Ｆｔ．／Ｈ ｒ．の熱を伝え、第１の材料の降伏強度の１／２を越えて引張フープ応力の生じ ることのない内側加熱カレンダーロール。
13. １３．請求項１２に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、ロールの第 １の材料は、鍛造鋼、鋳鋼、鋳鉄またはダクタイル鉄から選択される内側加熱カ レンダーロール。
14. １４．請求項１３に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、ロールの第 １の材料は鍛造鋼である内側加熱カレンダーロール。
15. １５．請求項１２に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、表面材料は カーバイド含有材料である内側加熱カレンダーロール。
16. １６．請求項１２に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、表面材料は ロール上に溶射される内側加熱カレンダーロール。
17. １７．請求項１５に記載された内側加熱カレンダーロールにおいて、表面材料は 、酸素／燃料を用いて高速溶射されるクロムカーバイドとニッケルおよびクロム である内側加熱カレンダーロール。
18. １８．紙のカレンダー加工用装置にして、Ａ．請求項１１の内側加熱カレンダー ロールと、Ｂ．弾性加圧ロールと、 Ｃ．弾性加圧ロールと金属カレンダーロールを互いに圧縮して、カレンダー幅の リニアインチ当たり少なくとも１０００ポンドのニップ荷重を加わえられるニッ プを形成する手段と、 Ｄ．紙ウェブをニップに連続的に通す手段とを有する紙のカレンダー加工用装置 。
19. １９．紙に仕上げ加工を施し紙の表面に光沢のある滑らかさを与える方法にして 、当該方法は、Ａ．仕上げロールと、この仕上げロールに対しカレンダー幅のリ ニアインチ当たり少なくとも１０００ポンドの力で押圧される加圧ロールを設け る段階と、Ｂ．ニップを通じて紙構成繊維のウェブを前進送りする段階と、 Ｃ．前記段階Ｂと共に、仕上げロールの周囲壁内側を少なくとも華氏３５０度の 内部温度まで仕上げロールを加熱し、壁を通じて外側表面に熱を伝えニップを通 り抜ける紙ウェブを加熱する段階とを有し、仕上げロールが、請求項１１に記載 の内側加熱カレンダーロールにより構成されている紙の仕上げ方法。