JPH09505366A - グラジエントカレンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はグラジエントカレンダに関するものであり、これは、間にカレンダニップ(N)を形成する２本のカレンダロール(1,2)を有し、このカレンダロールのうちの少なくとも一方は高温に加熱することができる硬面カレンダロールであり、紙ウエブ(W)もしくはそれと同等物をカレンダニップ(N)を通してウエブ(W)の熱カレンダ処理をする。カレンダロール(1,2)のうちの少なくとも一方は可変クラウン支持ロール(5,6)によってカレンダニップ(N)の方へ負荷されて、上述の支持ロール(5,6)と対応するカレンダロール(1,2)との間の補助ニップ(N₁,N₂)がカレンダニップ(N)と共通のニップ面(A)を形成するようにしている。カレンダニップ(N)およびカレンダロール(1,2)の歪をそれぞれ、支持ロール(5,6)において液圧負荷手段(9,13)により生じる負荷の効果によって実質的に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】 グラジエントカレンダ 本発明はグラジエントカレンダに関するものであり、このグラジエントカレン ダは、間にカレンダニップを形成する２本のカレンダロールを有し、このカレン ダロールのうち少なくとも一方は、高温に加熱することができる硬面カレンダロ ールであり、紙ウエブもしくはそれと同等物をカレンダニップに通してウエブの 熱カレンダ処理を行なう。 紙のカレンダ処理によって紙の平滑性、つやおよび表面特性に改善効果を与え る試みがなされる。カレンダ処理温度は、紙の特性に大きな影響を与えて、例え ば、一定に達成された平滑性を保つことが望ましい場合は、温度を上げることに よってその用いられる線形負荷を低減させることができる。他方、線形負荷を一 定に保つことが望ましい場合は、紙の平滑性をカレンダ処理温度を上げることに よって改善することができる。それゆえに、抄紙機において、紙を、例えばグラ ジエントカレンダと称するものによって熱カレンダ処理をする。したがって今日 では、グラジエントカレンダは、互いによってニップを形成する２本の加熱可能 なロールを有し、紙ウエブを上述のロールの間のカレ ンダニップを通過させる。現在の方式の１つの問題は、カレンダニップを形成す る加熱可能ロールのうちの少なくとも１本を、所望の均一線形負荷がカレンダニ ップに得られるように、可変クラウンロールにしなければならないことである。 しかし、可変クラウンロールを熱ロールにすると、非常に高くつき、とくに200 °Cおよびそれ以上のオーダの表面温度をカレンダロールから得なければならな い場合、今日の技術の限界が１つの障害となっている。従来技術から、概して作 動流体および液圧成分の実働寿命は、流体の温度が200°Cを越えると、決定的に 短くなる。それと同時に、装置の稼動コストが甚だしく高くなる。これらの問題 は、とくに加熱可能可変クラウンロールに関して明らかである。著しくコストを 上昇させる第２の要因は、従来技術のカレンダではカレンダロールの直径を、構 造を充分に頑丈にするためには、かなり大きくしなければならないことである。 本発明は、従来技術に比してとくに改良され、これによって従来技術の方式に 関連するほとんどの欠点が回避される新規のタイプのグラジエントカレンダを提 供することを目的とする。 これを達成するため、本発明によるグラジエントカレンダは次のような主たる 特徴を有する。すなわち、カレンダロールのうちの少なくとも一方は可変クラウ ン支持ロールによってカレンダニップの方へ負荷されて、上述の支持ロールと対 応するカレンダロールとの間の補助ニップがカレンダニップと共通のニップ面を 形成するようにし、カレンダニップおよびカレンダロールの歪をそれぞれ、支持 ロールにおいて液圧負荷手段により生じる負荷の効果によって実質的に防止する 。 本発明により従来技術に比して多数の著しい利点が得られる。それらの利点の うち最重要のもののいくつかを次に説明する。本発明によるグラジエントカレン ダの構造が従来技術におけるよりも複雑であった場合でさえも、本装置の修理お よび保守は、それにもかかわらず、かなり簡素で、容易になる。本発明によるグ ラジエントカレンダの稼動コストは従来技術におけるよりも実質的に低い。本発 明によるカレンダに用いられる可変クラウンロールは、通常温度にあり、従来技 術に関連した部品の問題が解消される。また本発明による方式は、従来技術の方 式における問題と同様なシールの問題を有していない。なぜならば、本発明では 、カレンダニップを形成するロールはいずれも可変クラウンロールに形成する必 要がないからである。したがって、カレンダニップを形成するロールには、可変 クラウンロールに必要な液圧流体および潤滑流体を用いる必要がなく、上述のロ ールにのみ、上述の液圧 流体および潤滑流体よりもかなり熱に耐性がある熱伝達性流体を用いる。さらに 、本発明によるカレンダでは、以前に試験をしてある部品を用いて、動作上の信 頼性に関する危険を実質的にほとんどなくすことができる。ソフトカレンダニッ プの場合、本発明では、小径の加熱可能ロールを用いることができる。複雑な構 造にもかかわらず、本発明によるカレンダの設置費用は従来技術の構造と競合で きるものである。それは、本発明のカレンダでは、従来技術におけるよりも多数 のロールが用いられているが、これらのロールは従来技術のカレンダロールより も実質的に小さいからである。本発明の更なる利点および特徴は、次の発明の詳 細な説明から明らかになる。 次に添付図面を参照して例を挙げて本発明を詳細に説明する。 第1A図は、本発明によるグラジエントカレンダの第１の実施例の全体概略側面 図である。 第1B図は、第1A図に示すカレンダの修正例の第1A図と同様の図である。 第2A図は、本発明によるカレンダの他の実施例の第1A図および第1B図と同様の 図である。 第2B図は、第2A図に示すカレンダの修正例を示す図である。 第3A図、第3B図および第3C図は、ソフトニップカレ ンダの他の実施例の上述の図と同様の図である。 添付図面の各図において、紙ウエブＷは２本の加熱可能な硬面カレンダロール １、２の間に形成されるカレンダニップＮを通り抜ける。各図に示す実施例では 、カレンダロール１、２は、いわゆる「穴あき」ロールであり、その中へロール 面の付近に穴３、４が形成されている。この穴には、熱伝達流体などの加熱媒体 が循環するように配されて、ロール面を所望のカレンダ処理温度に加熱する。各 図における図示とは異なり、カレンダロール１、２として、移動部品を管状ロー ルマントルの内側に取りつけて、上述の移動部品とロールマントルとの間に環状 の空間が残るようにし、その空間内に加熱媒体を配して循環するようにした加熱 可能ロールを用いることもできる。したがって、カレンダロール１、２のいずれ も可変クラウンロールではなく、これらのロールは単純な加熱可能ロールであり 、その表面温度は加熱媒体によって200°Cよりも高い温度にさえ上げることがで きる。カレンダニップＮにおける線形負荷は典型的にはメートル当り200kN、も しくはそれよりも低い。 第1A図に示す実施例において、カレンダにはさらに２本の支持ロール５、６が 設けられ、これらは、カレンダロール１、２の両方を支持して、上述の支持ロー ル５、６がカレンダロール１、２と共通のニップ面 Ａに配置されるようにしている。したがって、支持ロール５、６はカレンダロー ル１、２とともに補助ニップN₁、N₂を形成している。支持ロール５、６は液圧に より負荷された可変クラウンロールであり、この可変クラウンロールは管状ロー ルマントル７、11を有し、管状ロールマントル７、11はロール軸８、12に回転す るように配されている。支持ロールの軸８、12には液圧負荷手段９、13が取りつ けられ、この負荷手段は、圧力媒体の作用によってロールマントル７、11の内面 に対して実質的に共通のニップ面Ａで支持されている。可変クラウンロール５、 ６によって、ニップＮのプロファイルが調整されるが、上述のロールによっての み、所望の線形負荷レベルがカレンダニップＮで生成され、維持される。さらに 、可変クラウンロール５、６によって、加熱可能カレンダロール１、２の歪が液 圧負荷手段９、13により防止される。 第1B図は、第1A図のに示すカレンダの修正例を示すが、第1B図に示す方式は、 この実施例ではカレンダロール１、２のうちの１本にのみ支持ロール５が設けら れている点で、第1A図のものとは異なる。第1B図の方式はとくに、カレンダニッ プＮにおける線形負荷が例えば100〜150kN/mのオーダの比較的低いものである場 合に、有利に用いることができる。このような場合、可変クラウンロール５は一 方のカレンダロール ２の側だけに必要であり、その支持ロール５によってカレンダニップＮが直状に 保たれる。支持ロール５、６が第1A図および第1B図ではカレンダロール１、２と 直接ニップ接触にあるため、可変クラウン支持ロール５、６のロールマントルの 表面材10、14がカレンダロール１、２の面よりも実質的に柔らかいことがこの方 式の主な特徴である。支持ロールの表面材10、14の別な主たる特徴は、カレンダ ロール１、２が熱いので、その材料が比較的高温に耐える必要があることである 。支持ロールのロールマントルの表面材10、14として、加熱可能カレンダロール １、２の表面を損傷しない、例えば青銅、ホワイトメタルもしくはセラミックコ ーティング、または何らかの耐熱硬質ゴム様のコーティング、例えば耐熱ポリマ を用いることができる。 第2A図は、第1A図に示すカレンダに代わる実施例を示す。第2A図の方式は、次 の点で第1A図とは異なっている。すなわち、第2A図に示す実施例では、エンドレ スループとして形成されたベルト、フェルトもしくはそれと同等物15、18が可変 クラウンロール５、６に周回され、そのベルト、フェルトもしくはそれと同等物 が可変クラウン支持ロール５、６の面から整列ロール16、17、および逆転ロール 19、20によって離されている。したかって、ベルト、フェルトもしくはそれと同 等物15、18は補助ニップN₁およびN₂を通過し、上述のベルト、フェルトもしくは それと同等物の機能は、第1A図に示すロールマントルの表面材10、14のそれと同 じである。すなわちその機能は、加熱可能カレンダロール１、２の面に対する損 傷を上述のベルト、フェルトもしくはそれと同等物によって防止することである 。したがって、ベルトの材料として、例えば何らかの適切な耐熱ポリマ材を用い ることができる。第2A図に示すカレンダの他の特性およびその作動に関しては、 第2A図に示すカレンダは第1A図に示すものと同様である。 同様に、第2B図は、第1B図に示すカレンダに代わる実施例を示し、第2B図の方 式では、カレンダロール１、２の一方に支持ロール５が設けられ、その回りを、 エンドレスループとして形成されたベルト、フェルトもしくはそれと同等物が第 2A図と同様の方法で周回され、このベルト、フェルトもしくはそれと同等物は第 1B図に示す実施例における支持ロールのロールマントルの表面材10に代わるもの である。したがって、第2B図においても、ベルト、フェルトもしくはそれと同等 物15の機能は、支持ロール５およびその反対側のカレンダロール２の間の補助ニ ップN₁をソフト化させ、カレンダロール２の面への損傷を防ぐことである。各図 に示す実施例とは異なって、カレンダをまた 次のように構成することもできる。すなわち、第1A図および第1B図に示すように 、カレンダロール１、２の一方にカレンダロールよりも柔らかい表面材10、14を 設けた支持ロールを設けるとともに、同様に両カレンダロールのうちの他方には 第2A図および第2B図に示すように支持ロールを設けて、この支持ロールにエンド レスベルト、フェルトもしくはそれと同等物15、18を周回させる。 そこで、第3A図、第3B図および第3C図は本発明によるカレンダの他の実施例を 示すが、このカレンダでは、カレンダニップＮはソフトニップである。第3A図に 示すものでは、ウエブＷおよびカレンダニップＮの下に位置する部分は、第1A図 について説明したものと同様にしてあり、ロール面の付近に形成されている穴24 が設けられた加熱可能硬面カレンダロール22には支持ロール５が設けられている 。支持ロール５は、上述の加熱可能カレンダロール22を支持して、支持ロール５ が補助ニップN₁を加熱可能カレンダロール22とともに形成している。支持ロール ５は液圧により負荷される可変クラウンロールであり、これは、ロール軸８上で 回転するように配された管状ロールマントル７を有している。この支持ロールの 軸８には、液圧負荷手段９が取りつけられ、これは圧力媒体の作用によってロー ルマントル７の内面へ支持されて、上述の支持 ロール５により加熱可能カレンダロール22をカレンダニップＮの方へ調節可能に 負荷することができ。カレンダニップＮを形成しているロール30のうちの他方は 可変クラウンロールであり、これは静上ロール軸31を有し、これにロールマント ル32が回転するように取りつけられている。このロールマントルは、ロール軸31 に取りつけられている負荷要素33によってカレンダニップＮの方へ負荷される。 上述の可変クラウンロール30にはソフトコーティング34が施されて、カレンダニ ップＮがソフトニップになるようにしている。これらのロールは互いに関連して 、カレンダニップＮと補助ニップN₁が共通のニップ面Ａを有するように配されて いる。 第3B図は、次の点を除く他の点では、第3A図の例と同一である。すなわち、第 3B図に示す例では、エンドレスループを形成するベルト、フェルトもしくはそれ と同等物15が可変クラウン支持ロール５を周回して、そのベルト、フェルトもし くはそれと同等物15が可変クラウン支持ロール５の面から整列ロールおよび逆転 ロール16、17によって離されている点が相違する。したかって、ベルト、フェル トもしくはそれと同等物が補助ニップN₁を通り抜け、上述のベルト、フェルトも しくはそれと同等物の機能は、例えば第1A図〜第2B図の説明に関連して既に説明 した。 他方、第3C図は第3B図の例と大変類似しているが、軟面カレンダロール30の構 造の点でそれとは異なっている。第3A図および第3B図における例では、軟面可変 クラウンカレンダロール30にはソフトコーティング34をロールマントル32の面に 固定して設けているが、第3C図の実施例では、可変クラウンカレンダロール30に エンドレスループとして形成されたベルトもしくはバンドによって軟表層が配さ れ、上述のベルトもしくはバンドはカレンダニップＮを通り抜けるように配され ている。ベルト35の走行は逆転ロール36、37により案内されるように配され、こ れによってソフトベルト35は可変クラウンカレンダロール30の面から離れる。他 の点では、第3C図の例は、例えば第3B図に関連して説明したものと同じである。 以上、本発明を添付図面を参照して例を挙げて説明した。しかし本発明は、図 に示した実施例のみに限定されることはなく、本発明の様々な実施例を添付の請 求の範囲に明記する発明の概念の範囲内で改変することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．間にカレンダニップ(N)を形成する２本のカレンダロール(1,2;22,30)を含み 、該カレンダロールのうちの少なくとも一方が高温に加熱することができる硬面 カレンダロールであり、紙ウエブ(W)もしくはそれと同等物をカレンダニップ(N) に通して該ウエブ(W)を熱カレンダ処理するグラジエントカレンダにおいて、前 記カレンダロール(1.2;22.30)のうちの少なくとも一方は、可変クラウン支持ロ ール(5.6)によって前記カレンダニップ(N)の方へ負荷されて、前記支持ロール(5 ,6)と対応するカレンダロール(1,2;22)との間の補助ニップ(N₁.N₂)が前記カレン ダニップ(N)と共通のニップ面(A)を形成し、該カレンダニップ(N)および該カレ ンダロール(1.2;22,30)の歪はそれぞれ、前記支持ロール(5.6)において液圧負荷 手段(9,13)により生じる負荷の効果によって実質的に防止されることを特徴とす るグラジエントカレンダ。 ２．請求の範囲第１項記載のグラジエントカレンダにおいて、前記カレンダニッ プ(N)を形成しでいるカレンダロールのそれぞれは高温まで加熱可能な硬面カレ ンダであることを特徴とするグラジエントカレンダ。 ３．請求の範囲第１項または第２項に記載のグラジエ ントカレンダにおいて、それぞれのカレンダロール(1,2)は可変クラウンロール( 5,6)とともに補助ニップ(N₁,N₂)を形成し、前記支持ロール(5,6)の液圧負荷手段 (9,13)は、前記カレンダニップ(N)の方へ負荷を掛けるように配されていること を特徴とするグラジエントカレンダ。 ４．請求の範囲第１項記載のグラジエントカレンダにおいて、前記カレンダニッ プ(N)を形成しているカレンダロール(30)のうちの一方には軟表層(34,35)が設け られて、該カレンダニップ(N)をソフトニップとしていることを特徴とするグラ ジエントカレンダ。 ５．請求の範囲第４項記載のグラジエントカレンダにおいて、軟表層(34,35)を 設けたカレンダロール(34,35)は可変クラウンロール(30)であり、その負荷手段( 33)が前記カレンダニップ(N)の方へ負荷を掛けるように構成されていることを特 徴とするグラジエントカレンダ。 ６．請求の範囲第４項または第５項に記載のグラジエントカレンダにおいて、前 記軟表層(34)は、ロールマントル(32)の表面に固定されたソフトコーティングと して形成されていることを特徴とするグラジエントカレンダ。 ７．請求の範囲第４項または第５項記載のグラジエントカレンダにおいて、前記 軟表層(34)はエンドレスベ ルトもしくはバンド(35)として形成されて、該ベルトもしくはバンドは、前記カ レンダロール(30)を通過して前記カレンダニップ(N)を通り抜け、前記ベルトも しくはバンドは逆転ロール(36,37)を通過するよう配されていることを特徴とす るグラジエントカレンダ。 ８．請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載のグラジエントカレンダに おいて、補助ニップ(N₁,N₂)を前記カレンダロール(1,2;22)とともに形成してい る前記支持ロール(5,6)のロールマントル(7,11)には、対応するカレンダロール( 1,2;22)よりも柔らかい耐熱表面材(10,14)が設けられて、該カレンダロール(1,2 ;22)および対応する支持ロール(5,6)の間の前記補助ニップ(N₁,N₂)における前記 カレンダロール(1,2;22)の面への損傷を防止することを特徴とするグラジエント カレンダ。 ９．請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載のグラジエントカレンダに おいて、前記カレンダロール(1,2;22)とともに補助ニップ(15,18)を形成する支 持ロールの(5,6)周囲には、耐熱材でエンドレスループとして形成されたベルト 、フェルトもしくはそれと同等物(15,18)が整列ロールおよび逆転ロール(16,17; 19,20)によって周回されて、前記カレンダロール(1,2;22)および対応する支持ロ ール(5,6)の間の補助 ニップ(N₁,N₂)における該カレンダロール(1,2;22)の面への損傷を防ぐことを特 徴とするグラジエントカレンダ。 10．請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のグラジエントカレンダに おいて、前記カレンダロール(1,2)のうちの一方は、該カレンダロール(1,2)より も柔らかい耐熱表面材(10.14)が設けられた支持ロール(5,6)とともに補助ニップ (N₁,N₂)を形成し、同様に他方のカレンダロール(2,1)は、エンドレスベルトとし て形成された耐熱ベルト、フェルトもしくはそれと同等物(15,18)が周回された 支持ロール(6,5)とともに補助ニップ(N₂,N₁)を形成していることを特徴とするグ ラジエントカレンダ。 11．請求の範囲第１項ないし第８項、第10項のいずれかに記載のグラジエントカ レンダにおいて、前記支持ロール(5,6)のロールマントル(7,11)の表面材(10,14) は、青銅、ホワイトメタルもしくはセラミックコーティング、またはそれと同等 物で形成されていることを特徴とするグラジエントカレンダ。 12．請求の範囲第１項ないし第８項、第10項のいずれかに記載のグラジエントカ レンダにおいて、前記支持ロール(5,6)のロールマントル(7,11)の表面材は、硬 質ゴム様のコーティング、耐熱ポリマまたはそれと同等物で形成されていること を特徴とするグラジエント カレンダ。 13．請求の範囲第１項ないし第７項、第９項または第10項のいずれかに記載のグ ラジエントカレンダにおいて、前記支持ロール(5,6)をエンドレスループとして 周回するベルト(15,18)は耐熱ポリマ材で作られていることを特徴とするグラジ エントカレンダ。