(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シューロール（１０）及びサーモロール（２０）で形成されるロングニップ（Ｎ）シューカレンダ中で、板紙ウエブ（Ｗ）をカレンダ掛けする方法であり、ニップドゥエル時間が１０ｍｓを越え、ニップ圧が３ＭＰａより下である方法において、
２００℃を越えるサーモロール（２０）の表面が使われ、サーモロール（２０）に対して押される板紙ウエブ（Ｗ）の表面は、ニップ（Ｎ）の前に、１−２０ｇ／ｍ２の量でサーモロール（２０）に対して位置される板紙ウエブ（Ｗ）の表面に噴霧水をスプレーして水分化され、ニップ前の水の作用時間が０．１−２秒であることを特徴とする方法。
【請求項２】
１００ＳｈＡより低い硬さを有するカレンダベルト（１２）がシューロール（１０）に用いられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ヤンキーシリンダ及び／又は湿潤スタックカレンダは、ロングニップカレンダに取って代わられることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文に示されるように、板紙ウエブをカレンダ掛けする方法に関する。
【０００２】
ヤンキーシリンダは一般に、容器用、例えば、ビスケット／クッキーの容器用、化粧品の容器用等に適し、その一面が良好な平面特性を有することが追加的に要求される十分に硬い板紙等級の製造に使用される。ヤンキーシリンダによる処理後、ヤンキーシリンダに対する板紙表面は、表面処理の対象となる。必要によって、表面処理後、板紙ウエブは更に最終的なカレンダ掛けの対象となる。ヤンキーシリンダで処理されるウエブは、良好な平面特性、良好な剛性および硬さ、及び端における低縮みが与えられる。
【０００３】
塗工前にヤンキーシリンダによって製造される板紙の最も重要な質特性は、嵩１．４−１．６ｄｍ３／ｋｇ、ベンドツェン（Ｂｅｎｄｔｓｅｎ）粗さ５０−２５０ｍｌ／ｍｉｎ、及びＰＰＳ−ｓ１０粗さ３．５−７．５μｍの範囲にある。
【０００４】
ヤンキーシリンダの使用における問題は、その運転性である。ヤンキーシリンダは、比較的狭い観察窓でのみ運転することが出来る。ウエブが付着作用によってヤンキーシリンダのシェルの平滑で熱い外表面に適切に吸着されるために、ウエブがヤンキーシリンダに到達したときに、ウエブは、十分に湿分を含んでいなければならない。一方、ウエブがヤンキーシリンダにおいて十分に乾燥する時間を有するために、ウエブがヤンキーシリンダに到達したときに、ウエブは、湿分を含みすぎてはならない。ヤンキーシリンダの熱い外表面からウエブを分離することはドクターによって行われる。上述の運転性の問題は、このような種類の板紙等級を伴うヤンキーシリンダの運転速度を、約６００ｍ／ｍｉｎより下の範囲に限定する。典型的には、ヤンキーシリンダの運転速度は、約２００−４００ｍ／ｍｉｎの範囲にある。更には、７ｍと同じ大きさの直径を有するヤンキーシリンダのシェルは、変形、熱伝導、水および腐食の点で厳しい条件を満たす必要があり、その結果、ヤンキーシリンダは比較的高価なものとなる。加えて、緩衝装置が通常、ヤンキーシリンダに関連して用いられる。
【０００５】
上述した板紙等級は、ヤンキーシリンダなしに製造されることができ、これに関連して、ウエブは、湿潤スタックカレンダによって所望の表面特性が提供される。湿潤スタックカレンダは、多重の硬いニップカレンダで形成されるが、カレンダ掛け工程は全体的に従来の硬いニップカレンダ掛けと相違する。湿潤スタックカレンダは、水分勾配を形成する。湿潤スタックカレンダの前にウエブは乾燥され、その結果、その水分含有量は、約１−２％だけである。湿潤スタックカレンダの上には、水ボックスが、ニップの前にロールシェルの外表面に水の膜を形成する１−３のロールとの関連で用いられる。この水膜は、ニップ中でウエブの表面に押される。比較的厚いウエブは、その表面からのみ水分化され、その関連で、同時の圧力が作用することによって、ウエブは、ウエブの過乾燥の内部と比較してより多く表面上でカレンダ掛けされる。このような種類のカレンダ掛けは、嵩比に対する良好な平滑性をもたらし、例えば、過度の嵩を失うことなく良好な平滑性を得ることが出来る。表面処理およびウエブの可能性ある最終的なカレンダ掛けは、湿潤スタックカレンダ掛けの後に実行される。
【０００６】
運転性問題はまた、湿潤スタックカレンダ掛けと関連する。水ボックスによって提供されるニップ中の圧力分配が十分に均一でなければ、水は、ウエブの下に水のポケットを形成するニップを通過することが出来る。これは、次のニップでの破壊をもたらす。嵩は板紙等級の重要な要素であるため、各板紙等級によって要求される最適のニップ圧でカレンダを運転することができなければならず、その圧力は、水ボックスの使用を許容するニップの全領域中で、十分に均一である。湿潤スタックカレンダは、多くの数のロールが変化することが出来るように設計され、偏差補償ロールは、十分に均一な圧力が、水ボックスによって提供されるニップ中で得ることが出来るように位置づけられる。水スタックカレンダ中では、しわもウエブ中に、特に、低坪量を有するウエブ中に容易に形成される。
【０００７】
出願人の米国特許５，９３８，８９５は、カレンダの中部に位置される偏差補償ロールによって形成されるプロファイリング・ニップとの関連で位置付けられる水ボックスと共に１つの湿潤スタックカレンダを開示する。米国特許５，５２２，３１２は、カレンダロールに適用される水膜の厚さ及び均一性を制御する水ボックスとの関連で計量装置が用いられる湿潤スタックカレンダを開示する。水は、カレンダロールからニップにおけるウエブへ送られる。米国特許５，６０７，５５３は、カレンダの逆転ロールへ小滴の形成中に水をスプレーする水スプレー装置によって取って代わられるスタックカレンダを開示する。水は、逆転ロールからニップにおけるウエブへ送られる。
【０００８】
国際公開公報９９／６７４６２は、２つの段階で紙又は板紙の塗工等級を製造するときに、紙又は板紙をカレンダ掛けする方法を開示する。第１の段階、例えば、前カレンダ掛け段階では、塗工されていないウエブが、少なくとも５０ｍｍのシュー長さを有するシューカレンダによってカレンダ掛けされ、その後塗工される。第２の段階では、塗工されたウエブは、最大５０ｍｍのニップ長を有するカレンダでカレンダ掛けされる。前カレンダ掛けニップ中の最大圧力は、０−１５ＭＰａ、望ましくは４−１２ＭＰａに維持される。ウエブは、少なくとも、ウエブの表面部分を形成する材料のガラス転移温度が到達する湿気および温度で前カレンダ掛けされる。ウエブは、水を蒸す及び／又は水で湿らすことによって、前処理されてもよく、前ウエッティングとシューカレンダ中の加熱されたバッキング・ロールの使用との組み合わせをガラス転移温度に到達するために用いてもよい。カレンダでのウエブのドゥエル時間は、３−４０ｍｓである。
【０００９】
国際公開公報９９／６７４６２は、例えば、液体容器用板紙又は白頂点ライナー（ｗｈｉｔｅ  ｔｏｐ  ｌｉｎｅｒ）の如き、形成された製品のための塗工板紙を開示する。板紙は、１以上の層中のファイバーマトリックス及び塗工から成り、形成された製品の特徴的な各タイプには不足の表面光沢を有する。板紙は、ソフト拡張ニップを有する加熱されたカレンダで塗工された後に、カレンダ掛けされる。明細書には、カレンダ温度は、典型的には１４０−２５０℃の範囲にあり、それよりも高い温度であってもよいと示される。塗工されたウエブをカレンダ掛けするのに用いられる所謂スーパーソフトカレンダ中のニップ長は、４０−６０ｍｍである。この文献中の主なアイディアは、例えば、塗工されていないウエブではなく塗工されたウエブのみカレンダ掛けすることであり、塗工されたウエブのカレンダ掛けに加えて、塗工されていないウエブをカレンダ掛けすることも可能である。
【００１０】
国際公開公報００／０３０８７は、表面処理印刷紙を製造する方法を開示する。ウエブは、最初に、乾燥セクションで典型的には２−４％の水分へと乾燥され、例えば、多重ニップカレンダでのカレンダ掛けの如き平面処理の前に８−１２％の水分へと再度湿らされる。湿潤装置はカレンダの前に置かれ、水の吸着時間は、ウエブがカレンダに到達する前は０．２−２．０秒である。この方法で用いられる水の量は、０．１−１．０ｇ／ｍ２であり、スプレー−湿潤機の小滴サイズは１０−１００μである。
【００１１】
米国特許公報５，８３６，２４２は、抄紙工程又は板紙を製造する工程におけるカレンダ掛けシステムを開示する。このシステムは、少くとも１つのプレス・ニップと、コア及びこのコアに接合され圧縮性および弾力性を有した材料を有するエンドレス・カレンダ・ベルトを備える。ベルトは、異なる硬さを有する少なくとも２つの層を含む。ウェブ側は、７５−９１ＳｈｏｒｅＡの範囲の第一の硬さを有し、プレス側の層は、より高い硬さを有する。このカレンダで用いられる平均圧力は、４ＭＰａよりも高い。
【００１２】
上述の制限により、上述の板紙等級の場合には、ヤンキーシリンダ及び湿潤スタックカレンダを、ある新規で開発された配置に取って代えることが望ましい。１つの新規な配置として、それ自体知られているロングニップカレンダによってトライアルが実行されたが、今のところ良好な結果が得られていない。
【００１３】
ロングニップカレンダによって、加熱可能な鋼ロール及びベルトの間にニップが形成される。ロングニップカレンダにおいて、ニップ圧は、機械の交差方向（ＣＤ）に調節することができ、紙の厚さをプロファイルすることが出来る。ロングニップカレンダは、ベルトカレンダから形成され、ベルトは、例えば、サーモロールへのバッキング・ロールとして動作するロールのようなニップロールの１つの周りの補助ロールによって案内されて通過する。このように、ロングニップは、サーモロールとベルトに荷重を与える他のニップロールとの間に形成される。最もありふれたロングニップカレンダは、シューカレンダであり、ベルトが固定支持構造の回りを走行し、ベルトの輪の内部に位置され、支持構造に支持されるローディング・シューによってサーモロールに対して負荷を与える。ロングニップは、サーモロールとベルトに負荷を与えるシューとの間シューカレンダ中に形成される。このように、ニップの長さは、シューカレンダのローディング・シューによって決定される。本発明による方法は、上述のシューカレンダとの関連で使用に主として適している。
【００１４】
先行技術におけるシューカレンダでは、ニップの長さは典型的には５０−７０ｍｍの範囲にあり、ニップ中のウエブのドゥエル時間は、１０ｍｓよりも相当に低い。シューロールのバッキング・ロールとして務めるサーモロールの表面温度は、８０−２００℃の範囲にあり、ニップの最大圧は５−１０ＭＰａの範囲にある。シューカレンダのカレンダベルトの硬さは８０−１００ＳｈＡの範囲にある。約２７０ｍｍのより長いニップは、シューロールに基づいて圧縮に用いられる。
【００１５】
本発明による方法では、当業者の現在の予想と反対のパラメータ範囲でシューカレンダでウエブをカレンダ掛けすることによって、全体として期待以上の良好なカレンダ掛けを得ることが出来る。
【００１６】
本発明の方法の主な特徴点は、クレーム１の主要部に示される。
【００１７】
シューカレンダで実行されたトライアルでは、現在まで知られているパラメータと相当に異なるパラメータ値でシューカレンダを動作して、期待以上の良好なカレンダ掛けの結果、特に、上述の板紙等級を得ることが出来た。シューカレンダでは、通常よりも相当に長いニップが用いられ、１０ｍｓを越える、有利には２０ｍｓを越えるニップドゥエル時間が得られた。加えて、３ＭＰａより下の、有利には１ＭＰａより下のとても低いニップ圧、２００℃を越える、有利には２５０℃を越えるサーモロールでの表面温度が使われた。サーモロールに対して押されるウエブの表面はまた、シューカレンダの前に水分化する対象となった。
【００１８】
本発明による方法によれば、１００ＳｈＡより低い、望ましくは８０ＳｈＡより低い硬さを有するカレンダベルトが有利にも用いられる。
【００１９】
本発明による方法を、図面と共に、以下において説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００２０】
図は、本発明による方法が適用されるシューカレンダを模式的に示す。シューカレンダは、シューロール１０及び例えばサーモロールの如き加熱可能なバッキング・ロール２０を含む。シューロール１０は、固定支持構造１１及びその周りを回転するベルトシェル１２から形成される。ベルトシェル１２は、ベルトシェル１２の内部に設けられるローディング・シュー１３によってサーモロール２０に対して負荷され、機械方向に互いに離間するアクチュエータ１４ａ、１４ｂの２つの列によって支持構造１１上に支持される。アクチュエータ１４ａ、１４ｂは有利にも、シリンダ・ピストン構造から形成される。ローディング・シュー１３は、潤滑油供給デュエット１５を含み、これによって潤滑油がベルトシェル１２とローディング・シュー１３の正表面との間の潤滑油ポケット１６へ送られ、潤滑油ポケット１６からローディング・シュー１３とベルトシェル１２との間の潤滑油膜を形成する。ロングニップＮが、ローディング・シュー１３によって形作られるベルトシェル１２とサーモロール２０のシェルの外表面との間に形成される。
【００２１】
ウエブＷは、矢印Ｓで示される方向からロングニップカレンダへ通過される。サーモロール２０に対して圧縮されるウエブＷの表面は、ウエブＷがロングニップＮ内を通過する前に、水分化装置３０によって水分化される。水分化装置３０の前にウエブＷの水分含有量は１−２０％の範囲にあり、有利には１−１０％の範囲にある。水分化は、１−２０ｇ／ｍ３の量でウエブの表面に噴霧された水をスプレーして得られる。水は、ウエブＷの表面にスプレーされ、ニップ前のその動作時間は約０．１−２秒である。ここでの目的は、サーモロール２０に対して置かれたウエブＷ表面のみを水分化することである。必要であれば、ウエブの表面構造へ水を浸透することを援助するために、表面活性剤を、水分化のために用いられる水に混合してもよい。
【００２２】
ロングニップＮの長さＬは、各時間での運転速度に従って選ばれ、ロングニップＮ中のウエブＷのドゥエル時間は１０ｍｓを越える、有利には２０ｍｓを越える。例えば、運転速度１５００ｍ／ｍｉｎにおいて、２０ｍｓのドゥエル時間を得るために、ニップ長は約５００ｍｍとされる。
【００２３】
ローディング・シュー１３は負荷され、ウエブＷはニップＮ中で、３ＭＰａより下の、有利には１ＭＰａより下の圧縮圧の対象となる。圧縮圧は、当然下限を有し、所望のカレンダ掛け効果は、この下限よりも低い圧力では得られない。本発明によれば、この下限は、約０．１ＭＰａ程度である。
【００２４】
サーモロール２０は加熱され、シェルの外表面の温度は２００℃を越え、有利には２５０℃を越える。サーモロール２０は、サーモロールの外に設けられる加熱装置中で加熱される加熱媒体をサーモロール中で循環することによって、加熱されてもよい。更には、サーモロール２０は、例えば、サーモロール２０のシェルの外表面との関連で又はサーモロールの内部に設けられる誘発ヒータ４０によって、加熱されてもよい。例えば、水、蒸気又は油が、加熱媒体として用いてもよい。
【００２５】
トライアルの結果、例えば、裏白チップボード（ＷＬＣ）及び折り畳み箱用板紙（ＦＢＢ）という商号として知られている板紙等級の製造に用いられるウエブは、上述のパラメータ値を伴うシューカレンダによってカレンダ掛けすることができ、カレンダ掛けされた製造物の質は、ヤンキーシリンダで製造された対応する板紙の質と同じ又はそれよりも上質であることが分かった。
【００２６】
塗工前に本発明による方法でカレンダ掛けされるウエブの最も重要な質特性は、少なくとも以下の範囲中にある。嵩１．４−１．６ｄｍ３／ｋｇ、ベンドツェン（Ｂｅｎｄｔｓｅｎ）粗さ５０−２５０ｍｌ／ｍｉｎ、及びＰＰＳ−ｓ１０粗さ３．５−７．５μｍ。
【００２７】
択一的に、湿潤スタックカレンダのヤンキーシリンダの使用は、少なくとも上述のタイプの板紙等級ＷＬＣ及びＦＢＢの製造において、本発明による方法によって取って代えることが出来る。この結果、板紙製造の効率は相当に増加される。ヤンキーシリンダの運転速度は、約６００ｍ／ｍｉｎより低い範囲であり、他の運転性問題は、湿潤スタックカレンダに関連する。これに対して、相当に高い運転速度が本発明のシューカレンダによって得られ、運転性に優れる。本発明による方法は、シューカレンダに適用することができ、２０００ｍ／ｍｉｎを越える運転速度が得られる。シューカレンダそれ自体は、カレンダ掛け速度に対して技術的制限を設定しない。
【００２８】
上記に請求項が示されるが、発明の詳細は請求項に示された発明アイディアの範囲内で、上述の例と異なるものであってもよい。
0004671576.tif 000002