JPS623728B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は材料が通過ニツプ（nip）のプロフイ
ール（profile）の制御に用いる方法および装置
に関する。

本発明はより特定的には、材料のウエブ、例え
ば紙が通過するカレンダニツプの制御に用いる方
法および装置に関する。ストリツプ、シートまた
はウエブ状の材料が協働する押圧要素間に形成さ
れた狭いニツプを通過すると、該材料の性質が変
化するということが知られている。例えば紙材料
の湿分を含むウエブが２つの隣接する回転ロール
間に形成されたニツプを通過させられると該材料
から水分がしぼり出される。乾いた紙ウエブもま
た２つの回転ロール間に形成されたカレンダニツ
プを通過させられとその特性が変化させられる。
より詳細には、紙ウエブおよび類似のものの仕上
げ（calendering）は、粘弾性（viscoelastic）の
ウエブが２つまたはそれ以上隣接し回転するロー
ルの１組のニツプ圧力により支配されることを意
味する作用である。この作用はウエブを圧縮し、
そのカリパー（caliper）、その密度、その表面お
よび光学的特性を変化させ、これらは圧力、摩
擦、温度および他の物理的な条件による。圧縮作
用または仕上強さの均一さはニツプ圧力の均一さ
に依存し、該ニツプ圧力の均一さは隣接するロー
ル間の接触の均一さに依存するものであり、換言
すればロール局部の直径に依存する。この均一さ
の制御がロールの部分的な直径の制御、つまり部
分的なニツプ圧力の制御により得られることが判
つた。これらのロールがその寸法が温度の変化に
応答し得る材料で作られている限り、ロール直径
を部分的に制御する１つの方法が局部領域の温度
を変化させることであるということが判つた。

従来、ロールの局部領域に対してフリクシヨン
パツドを押圧することによりロールの局部領域の
温度を変化させ、局部領域の温度が上昇すること
によりロール局部の直径を増加させることが知ら
れている。またロールの局部領域に対して圧縮空
気を導き局部領域の温度を変化させてロール局部
の直径を変化させることが知られている。ロール
直径を部分的に制御する他の知られた方法として
はロール局部領域に対し熱気または冷気を噴射す
ることがあり、該ロール局部領域のロール直径が
制御される。

しかしながら多くの従来方法は或る問題点を有
している。フリクシヨンパツドはロール表面に付
着するという傾向があるので意図する目的が損な
われる。フリクシヨンパツドを用いる変形態様も
また困難であつた。エアとロールとの間の熱伝導
効率が低いのでエアシヤワーまたはジエツトを用
いた訂正および応答の量は小さい。また装置の価
格は、特に自動制御が要求された場合には相当高
価であつた。

本発明の一般的な目的は、協働する押圧要素間
に形成されたニツプの温度、及び／又は、圧力プ
ロフイールを制御する方法および装置を提供する
ことにあり、該方法は使用が簡単であり、効率が
良くそして制御が容易である。

本発明においては、磁界からニツプの部分を形
成している押圧要素の局部領域、より特定的には
ロールの寸法が変化するように該局部領域へエネ
ルギーを印加し該局部領域の温度を十分に上昇さ
せ得ることが開示されている。ロールに関して
は、ロール直径が変化させられ、それによりニツ
プ圧力が制御される。

金属溶融の分野において誘導加熱用に磁界を用
いることが良く知られている。また金属面を加熱
するために誘導加熱を用いることも知られてい
る。さらにプラスチツクスの分野においてカレン
ダロールの金属表面を加熱してニツプの全体的な
温度の制御を目的として用いられていることも知
られている。そのような加熱の用途が、1972年11
月14日発行されたジヨセフ・アーウイン・グリー
ンバーグの米国特許第3395261号に示されてい
る。この発明においては、ナイロンウエブがロー
ル表面を加熱するロールに接触している領域のロ
ール全長に亘り誘導加熱が適用され、該ロールを
通過するナイロンウエブを加熱することにより、
仕上げ操作中における該ウエブの温度を制御す
る。しかしながらこの発明においては温度プロフ
イールの制御については何ら教示されていない。

出願人は、局部的な誘導加熱を、局部領域のロ
ール直径が実質的に影響を及ぼされることにより
ニツプ圧力が影響が及ぼされるような温度までロ
ール領域を加熱するためニツプを形成するロール
の局部領域へ適用することができること、を開示
する。磁界発生手段がロールの局部領域の近傍に
配置されることができ、誘導によりこのロール領
域を加熱させロール直径を変化させる。磁界発生
手段は加熱されるべきロールの局部領域に依存す
る所望の相異なる位置にロールの長さに沿つて運
動させることができる。しかしながら好適には、
ロールの長手方向に沿いロールの近傍に複数の磁
界発生手段が設けられる。該発生手段の各個は独
立して制御され得る。それゆえ各個の磁界発生手
段の近傍にあるロールの各個の領域またはトラン
スバースセグメントはそれぞれ、一般にロールの
該領域の近傍の領域とは独立の温度に変化させら
れる該領域個有の温度を有することができ、ロー
ル全長にわたるニツプ圧力が磁界発生手段を独立
に作用させることにより制御されることができ
る。制御の程度はロール全長にわたつて用いられ
る磁界発生手段の数、及び／又は、また磁界発生
手段各個の電力範囲により規定される。磁界発生
手段の各個は簡単なオン・オフ方式または磁界発
生手段へ搬送する電力の量を変化させることがで
きる調節制御回路により制御されることがでかき
る。

ニツプパラメータが圧力や温度ばかりではない
という状況においては、本発明はまたトランスバ
ース圧力プロフイールを制御するため上記に開示
した方法においてニツプに沿つてトランスバース
温度プロフイールを制御するために用いることが
できる。

ロールの長手方向にわたる局部領域におけるロ
ール温度を変化させる磁界発生手段を用いること
が従来方法における多くの問題点を克服すること
が理解されよう。例えば、磁界発生手段は加熱期
間中ロール面に接触しないのでロール付着が存在
しない。本発明の磁界発生手段は所定の温度まで
ロールを非常に効率よく加熱し、従来のロールに
熱気流を導くことにより加熱する場合に比し、ロ
ール直径を変化させることが効率よく行える。本
発明の装置は可動部分を有しないので簡単であ
り、比較的安価に製造でき、現存の装置に取付け
られる。さらに、本装置は手動または自動的のい
ずれかにより非常に容易に温度を制御することが
できる。

任意の押圧操作または仕上操作における任意の
ニツプのトランスバース圧力、及び／又は、温度
プロフイールが制御できるから、押圧されるまた
は仕上げられるウエブ、シート又はストリツプ製
品の種々の物理特性もまた制御され得る。さらに
製品の特性に関した圧力の制御において、出願人
は、或る場合において同時に可能である、製品の
特性に関した温度制御が実施されることを開示す
る。それゆえ複数の磁界発生手段をトランスバー
ス特性のプロフイールを制御するためのニツプ圧
力の要求に依存する相異なる温度をロール長手方
向のロールの相異なる領域に提供するように用い
ることができるが、付加的に相等しい量の電力が
同量だけロールの局部領域の各個の温度を上昇さ
せるため磁界発生手段の各個へ印加されることが
でき、それによりウエブまたは他の製品の熱に影
響される１つまたはそれ以上の特性の平均値が変
化させられる。或る用途においては、ウエブまた
は他の製品の特性に関係した圧力のトランスバー
スプロフイールを制御している間同時的に他の特
性が制御され得る。温度特性に関しては、本発明
はまた熱に関係する特性の圧力トランスバースプ
ロフイールの制御と同時的に熱を制御した特性の
平均トランスバース値を制御するために用いるこ
とができる。

それゆえ最も広範囲に観れば、本発明は２つの
協働する押圧要素間に形成されたニツプの１つま
たは２つの動作パラメータのトランスバースプロ
フイールの制御に用いる方法が導びかれる。本発
明の方法は該要素の長手方向に沿つた少くとも１
つのトランスバースセグメントにおいて該要素の
１つの近傍へ磁界発生手段を位置決めする手段を
具備する。該磁界発生手段は該押圧要素の長さ方
向の或る部分のみ実質的に影響を与えるように動
作され、それゆえ該押圧要素の影響を受けた部分
に一般的に対応したニツプの長手方向の該部分の
みが制御される。

本発明はまた上記の方法を行う装置が導びかれ
るのであり、該装置は、少くとも１つの磁界発生
手段、および、該押圧要素の１つの長手方向に沿
つた少くとも１つのトランスバースセグメントの
近傍へおよび該要素の近傍へ該磁界発生手段を位
置決めする手段を具備し、それにより該磁界発生
手段が作動するとき該要素の該トランスバースセ
グメントのみが影響を受ける。このことは、一般
的に該要素の影響を受けた部分に対応するニツプ
の長手方向の所定の部分のみが制御されることを
生じさせる。材料または製品がニツプを通過する
またはニツプにより処理される状況においては、
本発明は上記のニツプパラメータの任意の１つに
より影響を受ける材料または製品の物理的特性の
トランスバースプロフイールを制御するために用
いることができる。

協働する押圧要素は、好適には、それらの間に
ニツプを形成する２つの回転ロールを具備する。
磁界発生手段の各個はロールの１つの近傍に取り
付けられ、もし望むならば、ロールの長手方向に
沿つた任意に選択された位置に対してロール軸に
並行する線に沿つて運動させることができる。し
かしながら好適にはロールの長手方向に沿つて複
数の磁界発生手段が設けられ、各個の磁界発生手
段がロールの長手方向の１つのトランスバースセ
グメントのみに影響を及ぼし、各個のセグメント
の長さの総計が少くとも作業が行なれれる製品の
幅に等しい。個々の制御手段が磁界発生手段各個
について設けられ、それにより各個の磁界発生手
段がロールの局部領域またはトランスバースセグ
メントを独立に制御できる。もし望むならば、制
御されるべきウエブの特性がウエブを横断する位
置において測定することができ、これらの測定値
はウエブにおける所望の特性を得るため磁界発生
手段を比例的に制御するために用いることができ
る。

本発明は添付の図面に関連づけて下記に詳細に
記述される。

本発明は、２つの協働する押圧要素間に形成さ
れる任意のニツプを制御する場合に用いられるこ
とができる。第１図に図示の如く、ニツプ１は２
つの回転ロール３と５との間に形成され得る。紙
のシートまたはウエブ７が、適切な手段（図示せ
ず）によりロール５の周囲、かつロール３と５と
の間に形成されたニツプ１を通して引き出され
る。ニツプ１において、ウエブ７に圧力が印加さ
れ該ウエブは所定の特性を有するウエブに変化さ
せられる。少くとも１つの磁界発生手段９がロー
ル５の表面近傍に設けられ、第２図に図示の如く
該ロールの長手方向に沿つて該ロールの局部領域
または区分１１に該磁界発生手段が影響を及ぼ
す。磁界発生手段９は誘導コイル１３を包含し、
該誘導コイルは適切なサポート１５に装着され得
る。このようなコイルの構造は良く知られてい
る。好適には該コイルは第３図に図示の如く長方
形パターンのように巻かれており、コイル１３が
装着されるサポート１５は一般にロールの曲率に
従うように第１図に図示の如く曲面として形成さ
れ得る。ロール５に対向するコイル１３の実際の
寸法は、ロールの直径、要求される制御の精巧
さ、特定的には用途、その他に依存し得る。一般
的にはコイル１３の湾曲寸法はロール５の円周に
比し比較的小であり得る。81.28cm（32インチ）
直径のキングロールで巻かれている新聞用紙の仕
上げに用いる場合には、次に挙げる寸法のコイル
が用いられた、湾曲長軸寸法25.4cm（10イン
チ）、直線短軸寸法20.32cm（８インチ）。

コイル用のサポート１５は好適にはアーム１７
上に固定して装着され、該アームはサポート１５
の突出した裏面の中心から延びる。アーム１７は
ポスト１９に滑動的に装着され得る。ポスト１９
はサポートバー２１に滑動的に装着され得り、該
サポートバーはロール５の軸に並行するロール５
の面を横切つて延びる。ポスト１９におけるアー
ム１７の運動によりコイル１３がロール５に向つ
て又はロール５から離れて位置決めされ得ること
が理解される。ロール５の表面から所定の距離が
隔てられた所定の位置にコイル１３が一旦位置決
めされると、アーム１７が適切な手段によりポス
ト１９に固定され得る。さらにポスト１９がサポ
ートバー２１に沿つて運動されることができ、ロ
ールの長手方向に沿つて任意に選択されたロール
の領域または区分の近傍にコイル１３が位置決め
され、コイル１３が付勢されると該領域または区
分に対向して磁界が発生させるようになるので該
領域が加熱され、それにより該領域におけるロー
ルの直径を変化させニツプ圧力に影響を及ぼす。
一旦、ロールに対するコイル１３の所望の長手方
向の位置が得られると、ポスト１９はサポートバ
ー２１上の所定の位置に固定され得る。コイル１
３の端部２３はリード線２５によりロール３およ
び５の近傍に置かれた制御装置２７へ接続され
る。電源２９は磁界を発生させるため制御装置２
７を通してコイル１３へ電力を提供する。他の変
形形態においてはポスト１９はサポートバー２１
へ固定されることができ、ロール軸と並行な方向
にロール５の面を横切つてサポートバー２１が運
動するように提供する手段に代えることができ、
コイル１３を所定の位置に位置決めする。

単一の誘導コイル１３を用いるものとして装置
を説明しているが、ロール５の長手方向に沿つて
所定の距離を隔てて複数のコイルを設けることも
好適とされる。コイルの各個がコイル１３に類似
する複数のコイルがサポートバー２１に装着され
得る。各個のコイル１３が該コイルに対向するロ
ール５の長手方向の区分を制御し得るから、この
区分により横切られるニツプ長を制御する。制御
される区分の長さの総計は少くとも作業されるべ
きウエブの幅と等価であり得る。個々の制御手段
２７が各個のコイルに対し単一の電力手段２９か
ら給電することができる。より精巧な制御のため
には、第２のサポートバー２１′を第１のサポー
トバー２１から所定の距離を隔てて設けることが
でき、該サポートバー２１′には複数のコイル１
３′が装着される。第１のバー２１のコイル１３
は相互に僅かに離される。第２のバー２１′上の
コイル１３′は第１のバー２１上の複数のコイル
１３の各個の中間の近傍に配置されるから第１の
バー上のコイル相互間の間隙が覆われ、それゆ
え、ロールの円筒状領域の各個を制御するコイル
を得る。好適には任意のコイル１３および１３′
により制御される各個の領域または区分は、各個
の区分幅のほぼ20％だけ隣接する各個の領域また
は区分と重複する。

動作について述べると、一旦コイル１３および
１３′がロールの所定の領域または区分に位置決
めされると、各個のコイル用の制御装置２７が作
動しコイルへ電力を提供し該コイルが磁界を発生
するようになり、該磁界は、ロールがコイル面を
通過して回転するときコイルに対向するロールの
区分内に可能な限り深く透過し得る。該磁界は十
分な程度までロール局部の円筒状領域または区分
を加熱してロールの直径を増加させ、それにより
各個の区分により横切られたニツプ領域における
ニツプ圧力が影響を受ける。

効率的に電力を伝達するためにロール５へ接近
させてコイル１３または１３′を設置すること
は、通常動作中ウエブが破れたときまたはウエブ
が破れた後ウエブがその間隙を通過するときコイ
ルの破壊を導びく可能性がある。時折紙がカレン
ダーロールの周囲に巻きつき、紙がひんぱんにコ
イルに接触する可能性がある。コイルとそのサポ
ートはまた、そのように紙が巻きついた後積み重
なつた紙を清掃するとき任意のローラから放出さ
れた紙片の飛翔により破壊される可能性がある。
より高速でありより力が大きいほど破壊の危険度
が高くなる。そこでコイル集合体用の或る種の保
護が設けらねばならぬという事態が存在し、その
保護としては保護用シールドの形状をなしたもの
またはコイルとロールとの間のウエブ材の積み重
なりを防止するためコイルを引き出す手段を設け
ることのいずれかがある。

本発明の出願人はコイルを引き出し電源をしや
断する電気機械的な装置を好適とする。該電気機
械装置はコイル上の横方向（すなわち上方または
下方向の）力を検出することにより駆動され、ま
たは手動により作動され得る。

好適には交流電流が周波数範囲1000〜10000Hz
の電源２９から誘導コイルの各個へ供給される。
この周波数範囲は、誘導コイルへ電力を送出する
上での最良の効率と加熱されるロールへの磁界透
過深度との相互関係を考慮した値である。一般的
にはより低い周波数を用いるとロール内への磁界
の透過はより深くなる。しかしながらより低い周
波数を用いるとロールへ伝達されるエネルギー効
率はより低くなる。さらに所望の動作周波数範囲
を選択する際の考慮としては、この形式の用途に
好適とされる磁心無しコイルが一般的により高い
周波数においてより効率がすぐれるという事実が
ある。しかしながらより高い周波数の利用はまた
装置に用いられるべき比較的安価な電子回路素子
を用いることが制限される。それゆえ本発明の装
置は０〜数100000Hzの周波数範囲で用いることが
できるが、好適な周波数範囲としては1000〜
10000Hzの間である。これらの周波数において、
ロールの熱透過は本質的に伝導により生じ得る。
用途、安全性の配慮および価格にもとづき電圧は
適切な或る値に選択され得る。本発明の例示とし
て、新聞印刷紙ウエブの仕上げを行う場合、
400Vの電圧が用いられている。発生装置２９は
所定の電圧および周波数において制御回路２７へ
電力を供給し得る。

制御回路２７はコイル１３へ電力搬送を制御す
るためオン・オフ制御方式を適用し得る。該方式
は第４図に図示の如くシリコン制御整流器３１を
用いる。タイマ３３は制御整流器３１の動作を制
御しタイマの動作により決定された所定の時間間
隔で誘導コイル１３へ電力を供給する。コイル１
３への電力印加を制御する他の良く知られた方法
としては、調整形回路を包含する他のものを用い
ることができる。タイマ３１それ自体は仕上げ操
作に従事する運転者により手動的に、またはニツ
プにより制御されるべきウエブの特性を測定する
検出デバイスと作動的に接続された電子回路手段
により自動的に制御され得る。誘導加熱により特
定的によく制御され得るウエブの２つの特性とし
ては、カリパーおよびリール硬度（reel
hardness）がある。これらの特性は、1977年７
月12日発行のカナダ特許第1013836号において開
示された形式の閉ループ技術により制御され得
る。誘導加熱が用いられ得るリール硬度を制御す
る他の適切な技術としては、1973年12月11日発行
のカナダ特許第938125号および1974年７月９日発
行の米国特許第3822588号において例示として開
示されている。

或る場合においては、コイル各個により制御さ
れるロールの円筒状領域または区分を近傍の領域
または区分から隔離することが望まれ得る。もし
複数の円筒状領域または区分が相互に隔離される
ならば、このことは加熱効果を局部化することが
できその結果としてロール局部の直径が変化す
る。隔離はまた、ロール全体の温度が希望しない
水準まで上昇する可能性を最小にすることができ
る。ロールにおける任意の希望せぬ温度上昇はま
た、ロール外周の空気を冷却するまたはロール内
部の液体を冷却する装置を用いることにより制御
することができる。しかしながら一般的には、隔
離手段、及び／又は、冷却手段を付加すること
は、多くの用途においてウエブそれ自体が加熱さ
れているロール上に冷却作用を持たせるようにな
るので、必要とされるべきではない。さらに後で
述べるように、ロール全体にわたる加熱は、或る
場合においては、上記のウエブの特性に関連させ
て圧力を制御することと同時的にウエブの他の特
性を制御することが希望されることがある。

本発明においては、電気的な周波数に関心が示
されると同様にロールを加熱する方法が関心の対
象である。磁界が回転ロールにおいて導出される
から、正規の状態のもとで要求される誘導加熱
は、直流（すなわち周波数０Hz）を用いてコイル
１３に印加することにより、または永久磁石によ
り簡単に発生されることができ、個有の速度にお
いて回転する適切なロールにコイルまたは磁石の
エネルギーを導くことができる。ロールの運動ま
たは回転は要求された周波数および電流を発生さ
せ、ロールを加熱する。直流を用いるコイルの場
合においては、エネルギーは（調節またはオン・
オフシーケンスを用いて）コイルへの電力供給を
変化することにより変えることができる。永久磁
石の場合には、エネルギーはロールからの磁石の
距離を変化させることにより変えることができ
る。しかしながら、出願人は、当技術水準および
他の考慮のもとに、永久磁石または直流発生装置
の代わりに交流発生装置に使用することを好適と
した。

ニツプ圧力を制御することにより、ウエブのカ
リパー又は厚さ、及び／又は、（仕上げが行なわ
れた後ロールまたはリールに正常に紙ウエブが巻
かれることにより形成された）リール硬度を、制
御する本発明の使用について下記に述べる。

カレンダーニツプを通過させ、カリパー又はリ
ール硬度プロフイールを発生させる紙のウエブお
よび／またはシートを仮定した場合が第５図に図
示される。本発明を行うに先立ち、運転者または
コンピユータは、ウエブが薄くまたは柔かく巻か
れたカレンダーロール領域へ冷気を印加すること
ができ、またウエブが厚くまたは固く巻れたカレ
ンダーロール領域から冷気を取り除くまたは冷気
量を減少させることができる。他の方法として
は、またはさらに、運転者は前記領域からまたは
前記領域へフリクシヨンパツドを除去または印加
できる。

しかしながら本発明において記述の装置を用い
れば、運転者または自動装置は、硬いまたは柔か
いスポツト、厚いまたは薄いウエブに対応したカ
レンダーロールの領域を覆つている誘導コイル１
３の特定のものに対し電力を増減するように代え
ることができる。コイルに印加される電力の量
は、測定され制御される特性の平均値、及び／又
は、希望値に関係した特性値の大きさに比例され
得る、および決定され得る。制御装置の設計につ
いては多くの従来技術があり、そのような設計の
１つの例示として前記のカナダ特許第1013836号
に記述のものが本発明に用いることができる。

第５図は代表的な巻きとり硬度またはカリパー
プロフイールを示す。図示の仕上領域に対応する
種々の誘導コイルは文字により表わされたプロフ
イールを発生するための任務を有する。図示の状
況において、操作者またはコンピユータは、平均
値（中央の直線）からの特性値の偏差（すなわち
曲線）に比例させてコイルD.EおよびＫ，Ｌへの
電力を増加し、硬いスポツトまたはより厚いカリ
パーを減少させる。まもなくプロフイール曲線上
のこれらの「隆起」部は消え、より均一なリール
またはより平坦なウエブになる。同様にコイル
Ａ：Ｇ，Ｈ，ＩおよびＪ：およびＮ，Ｏ，Ｐの電
力が減少され、これらの領域における柔いスポツ
トまたは薄いカリパーが訂正される。明らかなよ
うに、これらの偏差を連続的に訂正することによ
り、均一リールまたは均一カリパーの紙が発生さ
れ得る。

カレンダーロールにおける加熱効果および速度
の大きさが変化され得るので、仕上操作における
擾乱を訂正するための発生手段が用いられ得る。
例えば、与えられた製紙機械で相異なる種類の紙
を製造するためには、カレンダースタツクにおけ
るカレンダーロールの数を増減することがしばし
ば必要である。一方カレンダースタツクにおける
キングまたはボトムロールは、該ロールの上に特
定数のカレンダーロールを支持する特定のクラウ
ンにより研摩される。これらのロール手段を変え
ると、キングロールと第２終段ロールとの間のニ
ツプ圧力が不均一になり得る。それゆえ時々キン
グロールを変えること、またはフリクシヨンパツ
ドを加えることが必要であつた。しかしながらキ
ングロールに本発明を用いることにより、今や操
作者は、キングロールを変えることなくまたはフ
リクシヨンパツドを用いることなく均一なニツプ
圧力を与えるようにキングロールを調節すること
ができる。

それゆえ、本発明が２つのロール間のニツプ圧
力、及び／又は、押圧強さのプロフイールを調節
することを必要とする多くの用途に用いることが
でき、それによりこれらのロールの押圧効果がよ
り均一に得られまたは変化されることができ、こ
れらのロール間を通過するウエブの与えられた特
性が断面方向においてまたは少くとも所望のパタ
ーンに従つてより均一に得ることができることが
明瞭である。そのような特性の例としてはすで
に、例えばカリパーおよびリール硬度として与え
られている。制御できる他の特性としては、平滑
さ、多孔性、印刷能力、不透明度、含水率、密
度、かさ高さなどがある。

一般的に押圧操作をカリパー、リール硬度、平
滑さ、多孔性、印刷能力、不透明度、密度、かさ
高さ、などの特性に関連づけて用いるとき、これ
らは通常仕上操作として参照される。しかしなが
らウエブ材から流体を除去するのに用いる場合に
はウエツトプレス操作として参照される。製紙の
場合にように流体として水を含む多くのウエツト
プレス操作においては、殆んどのプレスロールが
磁界により影響されない材料で作られている。そ
れゆえ水分を含むウエブの含水率プロフイールを
制御するために本発明を適用する場合には、ニツ
プ圧力プロフイールの希望する制御が上記の開示
にもとづいて得ることができるように、プレスロ
ールは修正または変更される必要があり得る。こ
の変更は比較的容易なものである、その理由とし
ては殆んどの仕上操作は適切な材料製のロールを
用い、この技術が両方の形式の押圧操作に適用し
得るからである。それゆえロールは導電性材料で
あり、多くの場合磁性材料であり得る。好適に
は、ロールは誘導加熱に迅速に応答し少しの温度
変化に対し膨張する、または容易に縮少する合成
物でできている。勿論ロール表面は従来において
知られたようにそれ自体が良好な押圧に適した材
料または合成物で作られているべきである。

出願人はウエブ材料の１つまたは複数の特性の
トランスバースプロフイールを制御する方法およ
び装置を開示しており、該特性は局部のニツプ圧
力レベルの変化に感応するものである。該方法は
通常、全体の押圧・仕上操作の熱レベルについて
独立に適用される。しかしながら該方法は制御を
行う熱の印加量に依存するから、同じ方法および
装置はまた関心の対象とする特性の平均レベルを
制御するために用いることができ、このまたはこ
れらの特性はそれ自体が押圧・仕上操作の熱レベ
ルに感応する。

それゆえ特性が圧力および熱の両者に感応する
場合における状況において、本発明の方法および
装置は圧力に依存するトランスバースプロフイー
ル特性および温度に依存する平均トランスバース
特性値を同時に制御するために用いることができ
る。そのような適用が実施されるかどうかは経済
的な状況に関する或る種の評価に依存し得る。例
えばトランスバースプロフイール特性のみを制御
することは、装置および電力の価格については非
常に妥当なものであるとされるが、もし所定のレ
ベルまでロールの全表面を加熱上昇させるための
押圧・仕上操作において十分な電力・エネルギを
伝達するために非常に強力な誘導コイル、より高
価な発電機および制御装置が設置されねばならな
い場合には価格は妥当なものではあり得ぬ。しか
しながら経済的評価が臨界的であるとき、上記の
状況に対する１つの変形形態として、大きい熱負
荷が他の普通の安価な方法、例えば蒸気及び／又
は高温水加熱などにより提供されることができ、
最終制御の熱負荷を本発明の誘導加熱方法により
供給することができる。

従つて、材料特性がニツプ圧力および熱感応性
の両者に関係する場合、および、トランスバース
プロフイールおよび押圧操作の熱レベルの両者を
同時に制御することが経済的である場合には、コ
イルが所定ポイントまで押圧操作の熱レベルを上
昇させ、加うるにロール５へさらにエネルギーを
伝達し、トランスバースプロフイールを制御し、
正規レベル以上の制御可能な量に熱レベルを上昇
させまたは特定の特性のために要求された所望の
制御可能範囲内に熱レベルを上昇させる。

製紙の場合においては、殆んどの紙の特性は、
ある程度まで、或いは或る割合で熱に感応し、表
面特性、例えば平滑さ、光沢さ、粗さ等は他の特
性よりも一層熱に感応する。しかしながら或る特
性は熱レベルにおける変化に対向して反作用を示
すので困難さが生じる。例えば熱レベルの上昇は
光沢さを増加させ得るが、同時にカリパーを減少
させ、そしてある場合においては該カリパーの変
化は希望されぬ可能性がある。

第６図を参照すると、出願人は、紙の光沢さま
たは平滑さが平均トランスバース値Ａに到達して
いる点まで熱レベルを上昇するため全部のコイル
１３が該コイルの能力のほぼ50％において動作し
ている場合を図解している。オン・オフ制御モー
ドが用いられる状況においては、コイル１３は制
御を維持するために用いられる50％の時間間隔を
平均的な基準としてオンまたはオフされ得る。勿
論各個のコイルが50％以上または以下のレベルに
おいて動作されることができ、該レベルが図示の
圧力に感応するトランスバースプロフイールを制
御し得るために用いられているコイルに依存して
いる、ということに留意されるべきである。それ
から紙の光沢さを平均値Ｂまで上昇することを望
む場合には、コイルへの平均電力入力は該コイル
の全部がそれらのコイルの能力の60％において作
動し得るレベルまで増加され得る。同様に平均値
Ｃを得るには、電力入力は平均レベル40％まで減
少され得る。これらのレベルの各個において、
個々のコイルは依然として独立に動作しており、
要求されたトランスバースプロフイールの制御さ
れる圧力感応また温度感応特性が維持される。

従つておそらく任意の２つの特性と要求精度と
の相互関係に依存させて熱レベルを制御するため
にコイルを用いることが可能であり、それにより
１つの与えられた特性の平均トランスバース値を
制御することおよびそれと同時に製品の他の１つ
の与えられた特性のトランスバースプロフイール
を制御するために同じコイルを用いることが押圧
操作により支配を受ける。

下記は押圧・仕上操作のニツプ圧力および熱レ
ベルの両者により影響を受ける種々の紙特性を同
時に制御する場合の例示であつて、 ａ カリパーのトランスバースプロフイールと同
時に紙のカリパーの平均トランスバース値の制
御、 ｂ 光沢さまたは平滑さのトランスバースプロフ
イールと同時に紙の光沢さまたは平滑さの平均
トランスバース値の制御、 ｃ カリパーのトランスバースプロフイールと同
時に紙の光沢さの平均トランスバース値の制
御、 ｄ 乾き度または湿り度のトランスバースプロフ
イールと同時にウエブの乾き度または湿り度の
平均トランスバース値の制御、 ｅ ウエブの湿り度のトランスバースプロフイー
ルと同時にロールに対するウエブの接着さの平
均トランスバース値の制御、である。

上記の例示は隣接する２つの回転ロール間のニ
ツプ圧力に関係しているが、本発明はまたロール
が上記記述の如く誘導加熱の影響に応答し得る限
り、回転ロールと平坦面又はベルトとの間のニツ
プ圧力を制御するために適用できる。そのような
殆んどの場合において、該平坦面は運動するもの
であり得る。しかしながら他の用途においては、
非運動平坦（またはロール）面はウエブに対し或
る表面特性を分与する必要があり得る。他の場合
においては依然として、十分な潤滑さがそのよう
な表面の１つを可能ならしめるように存在し得
り、静止し続ける。

２つの押圧要素が静止しているといういく分稀
な場合においても依然として本発明は用いられる
が、エネルギー源としての交流を用いることが制
限される可能性がある。つまり、電磁気コイルに
代えて永久磁石を用いることはできず、コイルが
用いられるが、該コイルには直流を用いることが
できぬ。

上記の例示においては本発明の使用として例え
ば紙仕上げおよびウエツトプレスの如き製紙操作
における場合について強調して述べたが、本発明
が、他の分野、例えばプラスチツクウエブまたは
シートの仕上げが全体的な処理操作における重要
な段階であるプラスチツク工業における種々の他
のプレス／仕上げ操作に用いることができること
は明瞭である。また同様に大形の溶融シートまた
は高温物体が仕上げまたは圧延される金属工業に
おいても本発明を用いることができる。

さらに本発明は、材料がロール間を通過してい
ない場合にも用いることができる。例えば、１方
のロールに対して押圧された研摩面を有し、該１
方のロールとは相異なる速度で回転するロールに
より該１方の金属ロール面の研摩を行う場合がそ
の１つである。もし研摩ロールが平坦なクラウン
またはプロフイールを有していれば、明らかなよ
うに金属ロールは類似のプロフイールと見做せ
る。一方、金属ロールのプロフイールまたはクラ
ウンが変化されることが望まれる場合には、本発
明は２つのロール間のニツプの圧力プロフイール
を制御するために用いることができ、よつて金属
ロールのプロフイールが変化される。このような
場合においては、第２図に図示のコイルは金属ロ
ールへ適用されることができ、本発明の動作は上
記記述の動作と類似であり得る。勿論、温度およ
びそれに対応する圧力は適切にコンピユータ化し
たプログラムにより個有の区分において傾斜的に
上昇され得り、それによりロールの研摩を序々に
行なうことができる。

上記の例示は本発明が明瞭に理解されるように
単に１実施例として述べたにすぎず、本発明の思
想および範囲において他の種々の変形形態を得る
ことができることが理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのカレンダに
磁界発生手段を設置したことを示す立面図、第２
図は本発明の一実施例としてのロール面に対して
磁界発生手段を配置したことを概略的に示すカレ
ンダロールの正面図、第３図は本発明の一実施例
としての磁界発生に用いられる誘導コイルの正面
図、第４図は本発明に用いられる一実施例として
の概略的な電気回路図、第５図は本発明の一実施
例としてのウエブの１特性としてのトランスバー
スプロフイールを図解する図であつて該ウエブが
該プロフイールに対して磁界発生手段と所定の関
係をもつて仕上げられる場合を示す図、第６図は
本発明の例示により制御され得るウエブの１つの
特性としてのトランスバースプロフイールおよび
平均トランスバース値を図解する図、である。 符号の説明、１…ニツプ、３，５…回転ロー
ル、７…ウエブ、９…磁界発生手段、１１…区
分、１３…誘導コイル、１５…サポート、１７…
アーム、１９…ポスト、２１…サポートバー、２
３…コイル端部、２５…リード線、２７…制御装
置、２９…電源、３１…整流器、３３…タイマ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ニツプが２つの協働する押圧要素間に形成さ
   れ該押圧要素の少くとも１つが磁化可能な材料で
   作られた部分を有する、材料を通過させるニツプ
   制御方法であつて、該方法は、磁界を発生させる
   手段を該押圧要素の１つの近傍に位置決めする段
   階であつて該磁界発生手段は該押圧要素の長手方
   向に選択された位置に位置決めされるもの、およ
   び該磁界発生手段を選択的に作動させる段階であ
   つて該押圧要素の長手方向の部分にのみ実質的に
   影響を及ぼし、それにより該押圧要素の該影響を
   及ぼされた部分に一般的に一致する該ニツプの長
   手方向の該部分のみを制御するもの、を具備すす
   る材料を通過させるニツプ制御方法。 ２ 該押圧要素の長手方向に等間隔に隔てられた
   位置かつ該押圧要素の近傍に複数の該磁界発生手
   段を位置決めする段階、および該複数の磁界発生
   手段の各個を該他の磁界発生手段と独立に選択的
   に作動させる段階を包含する、特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３ 該押圧要素の下流位置にある該材料を横断す
   る選択された位置において少くとも該材料の圧力
   感応特性の１つを検出する段階、および該検出さ
   れた特性に関し所定値を得るため該磁界発生手段
   の作動を制御するに際し該検出された特性を用い
   る段階を包含する、特許請求の範囲第２項記載の
   方法。 ４ 影響を及ぼされるものが該押圧要素各部の直
   径であり、該材料の圧力感応領域に影響を及ぼし
   ている間同時的に該材料の温度感応特性に影響を
   及ぼすため該磁界発生手段の各個へ等量の付加的
   な電力を供給する付加的な段階をさらに包含す
   る、特許請求の範囲第２項記載の方法。 ５ 該材料として紙ウエブが用いられる、特許請
   求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の方
   法。 ６ 該押圧要素として２つの協働する回転ロール
   が用いられる、特許請求の範囲第１項〜第５項の
   いずれかに記載の方法。 ７ ニツプが２つの協働する押圧要素間に形成さ
   れた材料を通過させるニツプ制御装置であつて、
   該装置は、少くとも１つの磁界発生手段、およ
   び、該磁界発生手段を該押圧要素の１つの長手方
   向の選択された位置および該押圧要素の近傍に位
   置決めする手段を具備し、該押圧要素の長手方向
   の部分が影響が及ぼされるようにされ、それによ
   り、該押圧要素の該影響が及ぼされた部分に一般
   的に一致する該ニツプの長手方向の該部分のみが
   制御されるようにされた、材料を通過させるニツ
   プ制御装置。 ８ 選択的に磁界を発生する複数の手段が包含さ
   れ、該磁界発生手段が該押圧要素の１つの長手方
   向の選択された位置および該押圧要素の近傍に位
   置決めされた、特許請求の範囲第７項記載の装
   置。 ９ 該選択的に磁界を発生する複数の手段の各個
   を該他の磁界を発生する手段と独立に制御する手
   段を包含する、特許請求の範囲第８項記載の装
   置。 １０ 該複数の磁界発生手段が相互に隣接し該押
   圧要素の近傍に２列に分割され、該２列の１方の
   列の磁界発生手段が他方の列の該磁界発生手段に
   対して交互に設けられた、特許請求の範囲第９項
   記載の装置。 １１ 該位置決め手段が、該押圧要素の近傍にあ
   りかつ該押圧要素の軸に実質的に並行し該押圧要
   素の全長にわたり延びているサポート手段、およ
   び該サポート手段に該磁界発生手段を取付けるた
   めに設けられた取付手段を具備する、特許請求の
   範囲第７項記載の装置。 １２ 該取付手段が該押圧要素の長手方向に沿つ
   て運動するように該サポート手段上に滑動可能に
   取付られた、特許請求の範囲第１１項記載の装
   置。 １３ 該磁界発生手段が該押圧要素表面へ向つて
   または離れて運動するように該取付手段上に滑動
   可能に取付られた、特許請求の範囲第１２項記載
   の装置。 １４ 該取付手段が該サポート手段に固定され、
   該サポート手段が該押圧要素の軸に並行する方向
   に運動するように運動可能に取付けられた、特許
   請求の範囲第１２項記載の装置。 １５ 少くとも該押圧要素の１つが磁性材料で作
   られた、特許請求の範囲第７項記載の装置。 １６ 該ニツプ圧力により制御された該材料シー
   トの特性値を検出する手段、および該検出手段と
   該磁界発生手段との間に接続され該検出された値
   にもとづき該磁界発生手段を作動させる手段を包
   含する、特許請求の範囲第８項記載の装置。 １７ 該材料の温度により制御された該材料のウ
   エブの特性値を検出する付加的な検出手段、およ
   び該磁界発生手段と共に該付加的な検出手段に接
   続され該検出された熱感応特性値にもとづき該磁
   界発生手段の全部を均一に作動させる手段を包含
   する、特許請求の範囲第１６項記載の装置。 １８ 紙ウエブを処理する装置であつて、該装置
   が、ニツプを形成する２つの協働する回転ロー
   ル、該紙ウエブを該ニツプを通過させる手段、少
   くとも１つの磁界発生手段、および該磁界発生手
   段を該ロールの１つの長手方向の選択された位置
   かつ該ロールの近傍に位置決めする手段を具備
   し、該磁界発生手段が作動すると該ロールの長手
   方向の部分のみが影響を受け、それにより該ロー
   ルの影響を受けた部分に一般的に一致する該ニツ
   プの長手方向の該部分のみが制御されるようにし
   た、紙ウエブを処理する装置。