JPH08246383A - 紙シートの両面を処理するためのカレンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で、製造及び運転費用が安価で、従来の
装置と同等の仕上げ結果が得られる紙シートの両面を処
理するカレンダを提供すること。 【解決手段】 紙シートの両面を処理するためのカレン
ダが、各５本のロール(5〜9;10〜14）を有する２つの同
種の積重ね体(3, 4)を有し、これらのロールが各１本の
硬質ロールと軟質ロールとの間にそれぞれ４つの仕事間
隙（15〜18；19〜22）を形成し、少なくとも１つの仕事
間隙（15〜22）の条件として、滞留時間(t)が少なくと
も0.1ms、表面温度(T)が少なくとも100 ℃であり、且つ
ロールの荷重(P)が42N/mm²を超える仕事間隙内の平均圧
縮応力に設定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙シートの両面を
処理するためのカレンダ、特にグラビア印刷用紙を製造
するカレンダであって、末端から負荷可能なロール積重
ね体を有し、この積重ね体が硬質ロールと軟質ロールを
有し、硬質ロールと軟質ロールとの間でそれぞれ仕事間
隙を形成し、一部のロールが加熱可能である紙シートの
両面を処理するためのカレンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のカレンダにはさまざまの公知例
がある。例えばズルツァー・パペルテック社の1994年の
冊子”新しいスーパカレンダのコンセプト”（番号05/9
4d）により公知である。それらは紙シートを最終処理し
て、平滑性、光沢、厚さ、嵩等の希望値を得るのに役立
ち、抄紙機とは別に据付けられている。”軟質”即ち弾
性ロールは、主として繊維材料からなる外被を備えてい
る。加熱可能なロールは、表面温度が約80℃に設定され
ている。ロール間隙内の平均圧縮応力は、通常の運転時
において15〜30N/mm²であり、一番下の仕事間隙では約4
0N/mm²の値も既に適用されている。例えば筆記用紙等の
簡単なカレンダ加工紙にはロール９本又は10本の積重ね
体で間に合う。グラビア印刷用紙、産業用紙又は圧縮紙
等の高級用紙には12〜16本のロールが必要となる。かか
る大型機は高価であり、かなりの設置空間を要する。

【０００３】また、いわゆる小型カレンダが公知であ
り、それらでは１本の加熱可能なロールと１本のたわみ
制御可能な軟質ロールとの間に間隙を形成し、紙シート
の両面を処理するために２つのかかるカレンダを前後に
並べて設けることもできる。しかしこれで製造できるの
は簡単なカレンダ加工紙だけであり、高級用紙、例えば
シリコーン原紙、グラビア印刷用紙は製造できない。ま
た、紙シートに対する変形エネルギの大部分を熱として
供給しなければばならない。それ故、加熱可能なロール
は表面温度が160 〜200℃となっており、多くの熱エネ
ルギが放射され、これを空調装置によって再び排出しな
ければならない。強度上の理由からロール径がスーパカ
レンダの場合よりも大きいため、希望するカレンダ仕上
結果が得られる圧縮応力を生成するために高い線荷重が
加える必要がある。更に、交換用の弾性ロールも同時に
たわみ制御可能としなければならないため高価である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、小型
で製造及び運転の費用が安価であり、しかも優れたカレ
ンダ仕上結果が得られる前記の種類のカレンダを提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に
より解決される。即ち、請求項１に記載のとおり、各５
本のロールを有する２つの同種の積重ね体が設けられて
おり、少なくとも１つの仕事間隙の条件として、 ａ）滞留時間が少なくとも0.1msとなるように間隙幅が
選定されており、 ｂ）仕事間隙を形成する加熱可能なロールの加熱が少な
くとも100℃の表面温度に設定されており、 ｃ）ロールの荷重が42N/mm²を超える仕事間隙内の平均
圧縮応力に設定されていることによって解決される。

【０００６】積重ね体の高さを低減することで、ロール
重量が線荷重に及ぼす影響を少なくすることができる。
それ故、一番下の間隙での線荷重が同じ場合、一番上の
入口間隙では公知のスーパカレンダにおけるよりも高い
線荷重で運転することができる。意外なことに、高級用
紙にも満足な加工をするために、供給すべき変形エネル
ギを僅かに高めるだけで十分となる。それ故、従来より
も多少高目の温度で熱の供給すればよい。このためにさ
まざまな熱媒体が利用できる。小型カレンダの場合に生
じる高温による問題も避けられる。また圧縮応力も僅か
に高めるだけで十分であるため、機械的な問題はなく、
せいぜい軟質ロールの外被の選択に考慮する必要がある
程度である。２つの措置（加熱強化と荷重強化）を少な
くとも１つの仕事間隙、好ましくは一番下の仕事間隙、
に同時に適用することによって、カレンダを高速運転し
て高級用紙を製造する場合においても、きわめて良好な
結果を達成することができる。ロール積重ね体の高さが
公知のスーパカレンダよりも低いので、建物の必要高さ
も低くなり、据付費がかなり低下する。

【０００７】２×５段カレンダは、グラビア印刷用紙及
びその他の高級紙を製造するのに従来不可欠とされた通
常の12段カレンダと事実上同じカレンダ仕上結果を生じ
る。２つの積重ね体に分割すると、別の利点として、ロ
ール重量の線荷重への影響が小さくなり、一番上の間隙
では従来よりもはるかに高い線荷重で運転することがで
きる。

【０００８】望ましくは、請求項２に記載のとおり、少
なくとも１つの仕事間隙の条件として、滞留時間が0.9m
s以下であり、加熱が最高150℃の表面温度に、また荷重
が60N/mm²までの平均圧縮応力に設定されている。それ
故、実際には表面温度と圧縮応力を僅かに高めるだけで
よい。

【０００９】また、請求項３に記載のとおり、滞留時間
が0.2〜0.5ms、表面温度が110〜125℃、平均圧縮応力が
45〜55N/mm²であることが望ましい。

【００１０】特に有利な形態は、請求項４に記載のとお
り、前記条件が大多数の仕事間隙、又はすべての仕事間
隙に適用されていることである。前記条件の値が複数の
仕事間隙に均一に分布するため、各間隙での値はごく僅
かな上昇で十分となる。

【００１１】請求項５に記載のとおり、トップロール及
び／又はボトムロールがたわみ制御可能であることも望
ましい。これによりロールの幅全体にわたって圧縮応力
を均一化することができる。

【００１２】これに関連して、請求項６に記載のとお
り、トップロール及び／又はボトムロールが硬質で加熱
可能であることが望ましい。これらの硬質ロールを介し
て熱エネルギは隣接する軟質ロールを介してよりも良好
に供給することができる。このことは、トップロール及
び／又はボトムロールがたわみ制御可能である場合にも
同様である。なぜなら、例えば加熱された作動流体を供
給することができるからである。

【００１３】特に望ましい形態として、請求項７に記載
のとおり、軟質ロールが合成樹脂外被を備えている。か
かる合成樹脂被覆ロールは、高い平均圧縮応力での運転
で、繊維材料被覆ロールよりもはるかに適しており、42
N/mm²を超える圧縮応力での運転も可能となる。特にこ
の外被は、請求項８に記載のとおり、約60N/mm²までの
耐圧縮強度を備えていることが望ましい。

【００１４】これは特に、請求項９に記載のとおり、合
成樹脂外被が実質的に繊維強化エポキシ樹脂で構成され
ていることが望ましい。かかる合成樹脂外被の寿命は少
なくとも12週間である。

【００１５】本発明の別の１構成として、請求項１０に
記載のとおり、積重ね体が抄紙機又は塗工機とインライ
ン（紙シートが連続処理される配置）に配置されてい
る。それ故、紙シートは高温、例えば60℃、でカレンダ
の入口間隙に到来し、この熱を変形エネルギとして十分
に利用できるため、僅かな熱を供給するだけでよい。か
かるインライン運転では、圧縮応力上昇の点から合成樹
脂外被が特に適している。なぜなら、それらは繊維材料
の外被に比べて傷つきにくく、分解再研磨の必要が殆ど
ないからである。これに関連して、２つの積重ね体から
なるカレンダは、別の利点として、移動する紙シートが
各積重ね体内で僅かな数の間隙を通過するだけであるた
めインライン運転にきわめて適している。

【００１６】請求項１１に記載のとおり、すべてのロー
ルが駆動装置を備えていることが望ましい。これによ
り、間隙が閉じる前にすべてのロールを同じ周速度とす
ることができるため、紙シートはカレンダ作動時に引き
入れることができる。

【００１７】また、請求項１２に記載のとおり、積重ね
体が放熱を低減する保護フードによってが覆われている
ことも望ましい。かかる保護フードが放熱を低減し、製
造建屋内ホールが強くに暖められることがないため過剰
の空調が不要となる。逆にフード内部の温度を高い値に
保てるため、加熱装置からの熱供給を僅かなものに抑え
ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
ましい実施形態を詳しく説明する。図示されたカレンダ
１は、それぞれ５本のロールで構成される２つのロール
積重ね体３、４を有する。第１の積重ね体３は１本の加
熱可能、たわみ制御可能な硬質トップロール５と１本の
軟質ロール６と１本の加熱可能な硬質ロール７と１本の
軟質ロール８と１本の加熱可能、たわみ制御可能な硬質
ボトムロール９とを有する。第２の積重ね体４は１本の
加熱可能、たわみ制御可能な硬質トップロール10と１本
の軟質ロール11と１本の加熱可能な硬質ロール12と１本
の軟質ロール13と１本の加熱可能、たわみ制御可能な硬
質ボトムロール14とを有する。こうして第１の積重ね体
３では４つの仕事間隙15〜18が、第２の積重ね体４では
４つの仕事間隙19〜22が得られ、これらの間隙はそれぞ
れ硬質ロールと軟質ロールの間に形成されている。

【００１９】紙シート23は抄紙機24から供給され、それ
ぞれ上から下へと多数の案内ロール25に案内されて第１
の積重ね体３の仕事間隙を、次に第２の積重ね体４の仕
事間隙を通過し、巻取装置26に巻取られる。紙シート22
は第１の積重ね体３では一方の面が、第２の積重ね体４
内では反対側の面が硬質ロールに当接し、希望する表面
構造、例えば光沢性又は平滑性が両面に達成される。

【００２０】カレンダ１が抄紙機24に直接結合されてい
るのでインライン運転となる。従って各ロール５〜14が
独自の駆動装置27を有しており、運転中に紙シート23の
引き込みが可能となる。各軟質ロール６、８、11、13
は、合成樹脂、特に繊維強化エポキシ樹脂からなる外被
28を有する。この外被は繊維材料からなる外被に比べて
傷つきにくく、インライン運転にとって大切な長い寿命
が達成される。更にこの外被にはより高い圧縮応力を負
荷することができる。また高温に対して紙製の外被に比
べて耐久性に優れている。その例としてスカパ・ケルン
社（ヴィンパシング／オーストリア）の”トップテック
４”からなる外被を挙げておく。

【００２１】制御装置31のユニット29又は30が各積重ね
体に付属して設けられている。各制御ユニットは、以下
に第２の積重ね体４について説明するように、複数の機
能を有する。積重ね体３についても同様の機能が備わっ
ている。

【００２２】ａ）トップロール10を押し下げる力Ｐは導
管32を介して負荷され、ボトムロール14は固定保持され
ている。負荷は逆方向からも行うことができ、その場合
は力Ｐはボトムロール14に作用しトップロール10が固定
保持される。個々の仕事間隙19〜22内に生じる圧縮応力
は負荷によって決まる。この圧縮応力は、負荷力Ｐにそ
れぞれなお個々のロールの有効重量が加算されるので、
上から下にかけて増加する。但し増加の割合は９〜16本
のロールを有する公知のスーパカレンダのに比べて少な
い。

【００２３】ｂ）トップロール10及びボトムロール14に
は、たわみ補償装置35、36が設けられ、それぞれ導管3
3、34を介して圧力媒体が負荷される。これらの装置自
体は、周知の如く、ロール全長にわたって均一な圧縮応
力を生成させることができる。このために通常のあらゆ
る装置が利用できるが、特に、支持要素が１列に並置さ
れて個々に、又は帯域ごとに異なる圧力を負荷できる装
置を利用することが望ましい。

【００２４】ｃ）ロール10、12、14は矢印Ｈで示唆した
ように加熱可能となっている。加熱エネルギは一点鎖線
で示した経路37〜39を介して供給される。これは電熱、
放射加熱、熱媒体等を利用して行うことができる。保護
フード40は断熱に役立ち、加熱に伴う放射熱が僅かに周
囲に排出されるだけとなる。

【００２５】力Ｐを利用して、平均圧縮応力ｐが仕事間
隙15〜22内、少なくとも一番下の間隙内で、45〜60N/mm
²となるようにする。加熱Ｈを利用して、加熱可能なロ
ール５、７、９、10、12、14の表面温度が100 〜150℃
となるようにする。ロールの直径と外被28の弾性は間隙
幅が約２〜15mm、好ましくは約８mm、となるように選定
される。従ってシート速度に応じて各仕事間隙での滞留
時間ｔは0.1〜0.9 msとなる。好ましくは、温度Ｔは下
限よりも僅かに上、例えば110℃であり、圧縮応力は下
限よりも僅かに上、例えば50N/mm²である。

【００２６】非塗工紙や軽量コート紙の印刷適性は、必
ずしも紙シートの達成された光沢又は平滑性に関係する
のでなく、むしろ圧縮度又はその逆数である嵩（cm³/g)
に関係することが判明した。グラビア印刷法の印刷適性
の尺度は”ミシングドット”（４分１階調及び中間調範
囲内の逸失網点）の数によって決まる。この点に関して
最良の結果は、仕事間隙における前記条件がすべて守ら
れるときに得られる。ロール、特に中間ロールがレバー
（図示省略）で支承され、そのオーバーハング重量が支
持装置によって補償される装置、例えば欧州特許公報第
285 942号により公知の装置を利用することよって、紙
処理結果はさまざまになお向上させることができる。

【００２７】図の実施形態に示されたように、各積重ね
体３、４内でトップロール５、10、ボトムロール９、14
及び中間ロール７、12は硬質ロールとして構成されてお
り、これらが軟質ロール６、８、11、13と協動する。し
かし、最初に指摘した３本のロールを軟質ロールとして
構成して、硬質の好ましくは加熱可能なロールとして中
間ロール６、８、11、13を設けることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるカレンダの略示図である。

【符号の説明】

１・・・カレンダ ２・・・積重ね体 ５、１０・・・トップロール ６、８、１１、１２・・・軟質ロール ７、１２・・・硬質ロール １５、１６、１７、１８、１９、１６、１７、１８・・・
仕事間隙 ９、１４・・・ボトムロール ２３・・・紙シート ２４・・・抄紙機 ２６・・・巻取機 ３１・・・制御装置 ３５、３６・・・たわみ補償装置 ４０・・・保護フード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルリッヒ ロートフス ドイツ 47929 グレフラート マイゼン ベーク ５

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙シートの両面を処理するためのカレン
   ダ、特にグラビア印刷用紙を製造するカレンダであっ
   て、末端から負荷可能なロール積重ね体を有し、この積
   重ね体が硬質ロールと軟質ロールとを有し、硬質ロール
   と軟質ロールの間にそれぞれ仕事間隙を形成し、一部の
   ロールが加熱可能であるものにおいて、各５本のロール
   (5〜9;10〜14）を有する２つの同種の積重ね体(3, 4)が
   設けられており、少なくとも１つの仕事間隙（15〜22）
   の条件として、 ａ）滞留時間(t) が少なくとも0.1 msとなるように間隙
   幅が選定されており、 ｂ）仕事間隙を形成する加熱可能なロール(5,7,9,10,1
   2,14)の加熱(H)が少なくとも100 ℃の表面温度(T)に設
   定されており、 ｃ）ロールの荷重(P)が42N/mm²を超える仕事間隙内の平
   均圧縮応力に設定されていることを特徴とする紙シート
   の両面を処理するためのカレンダ。
2. 【請求項２】 少なくとも１つの仕事間隙（15〜22）の
   条件として、滞留時間(t)が0.9ms以下であり、加熱(H)
   が最高150℃の表面温度に、また荷重(P)が60N/mm²まで
   の平均圧縮応力になるように設定されていることを特徴
   とする請求項１記載のカレンダ。
3. 【請求項３】 滞留時間(t)が0.2 〜0.5ms、表面温度
   (T)が110 〜125℃、平均圧縮応力(p)が45〜55N/mm²であ
   ることを特徴とする請求項１又は２記載のカレンダ。
4. 【請求項４】 前記条件が大多数の仕事間隙、又はすべ
   ての仕事間隙（15〜22）に適用されていることを特徴と
   する請求項１〜３のいずれか１項に記載のカレンダ。
5. 【請求項５】 トップロール(5;10)及び／又はボトムロ
   ール(9;14)がたわみ制御可能であることを特徴とする請
   求項１〜４のいずれか１項に記載のカレンダ。
6. 【請求項６】 トップロール(5;10)及び／又はボトムロ
   ール(9;14)が硬質で加熱可能であることを特徴とする請
   求項１〜５のいずれか１項に記載のカレンダ。
7. 【請求項７】 軟質ロール(6,8,11,13) が合成樹脂外被
   (28)を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいず
   れか１項に記載のカレンダ。
8. 【請求項８】 合成樹脂外被(28)が60N/mm²までの耐圧
   縮強度を備えていることを特徴とする請求項７に記載の
   カレンダ。
9. 【請求項９】 合成樹脂外被(28)が実質的に繊維強化エ
   ポキシ樹脂で形成されていることを特徴とする請求項７
   又は８に記載のカレンダ。
10. 【請求項１０】 積重ね体が抄紙機(24)又は塗工機とイ
    ンラインに配置されていることを特徴とする請求項１〜
    ９のいずれか１項に記載のカレンダ。
11. 【請求項１１】 すべてのロール(5〜14）が駆動装置(2
    7)を備えていることを特徴とする請求項１〜10のいずれ
    か１項に記載のカレンダ。
12. 【請求項１２】 積重ね体(3, 4)が、放熱を低減する保
    護フード(40)によって覆われていることを特徴とする請
    求項１〜11のいずれか１項に記載のカレンダ。