(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の熱ローラと表面樹脂製の弾性ローラとを有し、前記両ローラ間に被処理物を挟んで熱処理する加熱ローラ装置において、前記両ローラによるニップ直後の前記弾性ローラの端部表面に霧状の冷却媒体を吹き付ける噴霧器を、また前記両ローラによるニップ直前の前記弾性ロールの端部表面に、該表面の水分を挟む被処理物の巾外に飛ばすエアを吹き付けるノズルを設けたことを特徴とする加熱ローラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は、熱ローラと弾性ローラの一対のローラ間にウエブ等の被処理物を通して加熱処理する加熱ローラ装置、特に弾性ローラの冷却に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば紙、不織布等のシート材、ウエブ材からなる被処理物を一対の熱ローラのニップ間に連続的に通して熱圧延処理することは一般にカレンダ処理と呼ばれよく知られている。この場合の加熱ローラ装置として一対の一方のローラを金属製熱ローラとし、他方のローラを外被材として樹脂を巻装した表面樹脂製の弾性ローラとしたものがある。
【０００３】
このような加熱ローラ装置では、金属製熱ローラと弾性ローラとの間に被処理物を挟んで処理するとき、両ローラのニップによる加圧力で弾性ローラの表面の被処理物が当接している部分が変形（凹み）する。このような変形があっても被処理物が十分な厚みを持っている場合には、金属製熱ローラと弾性ローラとは被処理物を介して接触するだけで、両ローラの直接的な接触はない。ところが被処理物が十分な厚みを有しない場合には、両ローラの被処理物と接触していない両端部分で直接に接触する。
【０００４】
ここでいう十分な厚みとは、、両ローラのニップによる加圧力で被処理物が当接している部分の弾性ローラの表面変形（凹み）を伴っても、弾性ローラの被処理物が当接していない両端部が金属製熱ローラと接触しないだけの厚みを意味する。したがって、被処理物の厚みが薄いほど、加圧力が高いほど、弾性ローラの外被樹脂の硬度が低いほど、両ローラの両端部の直接的接触がおこる。
【０００５】
この直接的接触がおこると、当然のごとく金属製熱ローラの熱が弾性ローラ表面に移行し、伝達され、弾性ローラの両端部のみ表面温度が上昇する。一般にこの弾性ローラの外被材としての樹脂は、十分な耐熱性、復元性、破壊時の難飛散性、その他の種種特性を有する材料が選択されるが、その耐熱温度という限界温度以上に上昇すると、変性して破損に至ったり、あるいは弾性ローラ表面の被処理物が当接している部分の温度と当接していない部分の温度との差がある一定以上となると過大な内部応力の発生によって破壊に至るということがある。
【０００６】
一方、カレンダ処理における金属製熱ロールの表面温度をますます高くしてカレンダ熱処理効果を上げ、被処理物の諸特性（例えば表面光沢、平滑性、印刷適正など）を改善したいという要求がある。この要求を満たすために、従来ではこのような直接的接触がおこる使用条件下では、弾性ローラの被処理物が当接しない両端部をテーパ状に加工しておき、その接触を避けるという方法が取られてきた。
【０００７】
しかしこの方法では、被処理物の巾は常に一定でなければならないという制限があること、被処理物が蛇行してその端部が弾性ローラのテーパ開始部をはみ出すとカレンダ処理されることなく次工程に流れてしまうことなどの欠点がある。また他の方法として、ニップ直後の位置に弾性ローラの表面に空気を噴射する噴射装置を設置して、弾性ローラ表面の高温度となった部位に選択的に空気を噴射して冷却する方法がある。しかし空気の持つ比熱は比較的に小さいため噴射量のわりに冷却量は大きく取れないという問題がある。
【０００８】
この問題を解消するものとして、同位置に、弾性ローラ表面に空気と水もしくはその他の蒸発性液体との混合（ミスト）の冷却媒体を吹き付けて冷却量を大きくした加熱ローラ装置がある。図３および図４はこのような加熱ローラ装置の構成を示すもので、図３および図４において、１はヒーター等により加熱される金属製熱ローラ、２は表面樹脂（２ａ）製の弾性ローラ、３は被処理物、４は冷却媒体を吹き付ける噴霧器である。被処理物３は、金属製熱ローラ１と弾性ローラ２のニップ間に連続的に通されて熱圧延処理される。
【０００９】
冷却媒体を吹き付ける噴霧器４は、金属製熱ローラ１と弾性ローラ２のニップ直後の弾性ローラ２の端部表面２ｂと対向する位置に配置され、ニップ後の弾性ローラ２の両側端部表面２ｂに、空気と水もしくはその他の蒸発性液体との混合（ミスト）の冷却媒体を吹き付けて対流による冷却を行うと同時に、弾性ローラ２の表面に付着した水分が蒸発する際に弾性ローラ２の表面から蒸発潜熱を奪うことにより冷却する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようにニップ後の弾性ローラの両側端部表面に、空気と水もしくはその他の蒸発性液体との混合体からなる冷却媒体を噴霧して両側端部表面を冷却するには、噴霧する水分量が多すぎると、約３／４周回転後に再びニップ部に到達するときまでに完全に蒸発せず余剰水分がニップ部を通過することになり、被処理物の水分率を局部的に変化させ、その結果、カレンダ処理後の被処理物の特性（例えば被処理物の表面の光沢や平滑性など）を局部的に変化させてしまう、また水分量が少ないと充分な冷却効果が得られず弾性ロールを破損するので、弾性ローラ表面に噴霧される水分量は、充分な冷却効果が得られ、かつ次ぎのニップ部まで残留せず全てが蒸発してしまう程度に厳格に調整する必要がある。
【００１１】
しかしながら、水分の蒸発量すなわち適正噴霧量は、弾性ローラの表面温度、回転数、周囲温度、周囲湿度などの多くのファクターに左右され、それらのファクターに応じて経時的にそれを調整することは極めて困難なことで、特に周囲湿度が高く余剰水分が残留しやすい操業条件下では、被処理物の諸特性の局部的変化を避けることができないという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたもので、弾性ローラ表面を効率的に冷却することができ、被処理物の諸特性に局部的変化を与えることのない加熱ローラ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属製の熱ローラと表面樹脂製の弾性ローラとを有し、前記両ローラ間に被処理物を挟んで熱処理する加熱ローラ装置において、前記両ローラによるニップ直後の前記弾性ローラの端部表面に霧状の冷却媒体を吹き付ける噴霧器を、また前記両ローラによるニップ直前の前記弾性ロールの端部表面に、該表面の水分を挟む被処理物の巾外に飛ばすエアを吹き付けるノズルを設けたことを特徴とする。
【００１４】
水等の蒸発性液体をエアと混合して霧状にした冷却媒体をニップ直後の位置で弾性ローラの高温部表面に吹き付け、また、弾性ローラの約半周回転後のニップ直前の位置で弾性ローラの表面にエアを吹き付ける。この弾性ローラのニップ直前のエアの吹き付けにより、ニップ直後に吹き付けられた冷却媒体の水分のうち蒸発しきれなかった余剰の水分を対流によって蒸発を促進させて潜熱冷却を行うと同時に、エアの吹き付け角度を設定して余剰の水分はエアの対流で被処理物の巾外に吹き飛ばす。
【００１５】
これにより、ニップ直後に吹き付ける冷却媒体の水分量の調整はきわめて簡単となり、また水分量を充分に取ることができニップ直前のエアの吹き付けと相俟って冷却効果を高めることができ、より高温の熱ローラの使用を可能にし、かつ被処理物の諸特性に局部的変化を発生させない加熱ローラ装置が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る加熱ローラ装置の正面図、図２は同側面図である。図１および図２において、１１はヒーターあるいは誘導コイル等により加熱される金属製熱ローラ、１２は表面樹脂（１２ａ）製の弾性ローラ、１３はウエブ等の被処理物、１４は冷却媒体を吹き付ける噴霧器、１４ａは圧力エアを供給するホース、１４ｂは水等の蒸発性液体を供給するホース、１５はエア吹き付けノズル、１５ａは圧力エアを供給するホースである。
【００１７】
金属製熱ローラ１１と弾性ローラ１２は、図示しない軸受によって回転自在に支持されており、両ローラ対をなして図示しない油圧シリンダなどによって所定の加圧力でニップされている。被処理物１３は金属製熱ローラ１１と弾性ローラ１２のニップ部に挿通され、その挿通の間に熱圧延処理される。
【００１８】
噴霧器１４は金属製熱ローラ１１と弾性ローラ１２のニップ直後の弾性ローラ１２の端部表面１２ｂと対向する位置に配置され、ホース１４ａで送られてくる圧力エアとホース１４ｂで送られてくる蒸発性液体とを混合してニップ直後の弾性ローラ１２の端部表面２ｂに吹き付ける。この吹き付けにより冷却媒体の対流および冷却媒体の水分の蒸発で発生する蒸発潜熱によって弾性ローラ１２の表面は冷却される。
【００１９】
エア吹き付けノズル１５は金属製熱ローラ１１と弾性ローラ１２のニップ直前の弾性ローラ１２の端部表面１２ｂと対向する位置に、吹き付け角度を弾性ローラ１２に対して外向きに傾斜させて配置され、ホース１５ａで送られてくる圧力エアをニップ直前の弾性ローラ１２の端部表面２ｂに斜めに吹き付ける。
【００２０】
この吹き付けにより噴霧器１４で吹き付けられた冷却媒体の水分のうち蒸発しきれなかった余剰の水分を対流によって蒸発を促進させて潜熱冷却を行うと同時に、さらに残る水分を弾性ローラ１２の外、すなわち被処理物１３の巾外に吹き飛ばす。これによりニップ部における弾性ローラ１２の表面の水分はなくなり、この水分による被処理物の諸特性の局部的変化を避けることができる。
【００２１】
なお、上記の実施の形態では、噴霧器１４は弾性ローラ１２の両側端部のそれぞれ対向する位置の２箇所に設置されているが、このような２箇所に限らず弾性ローラ１２の高温となる箇所にさらに配置されてもよい。またエア吹き付けノズル１５は、吹き付け角度を弾性ローラ１２に対して傾斜させているが、余剰水分が被処理物１３の巾から除去されればよく、この傾斜は任意である。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、いかなる被処理物の厚み、ニップ加圧力、弾性ローラ硬度であっても、そして弾性ローラの両端部をテーパ状に加工することなく、さらには金属製熱ローラの表面温度を高くしても、金属製熱ローラと弾性ローラとが接触をおこして高温となる部分の弾性ローラ表面を効率的に冷却すると同時に、余剰の水分による被処理物の局部諸特性の変化をもたらすことのない加熱ローラ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る加熱ローラ装置の正面図である。
【図２】図１の加熱ローラ装置の側面図である。
【図３】従来の加熱ローラ装置の正面図である。
【図４】図３の加熱ローラ装置の側面図である。
【符号の説明】
１１  金属製熱ローラ
１２  弾性ローラ
１３  被処理物
１４  噴霧器
１５  エア吹き付けノズル
【図１】
0003949259.tif 000002
【図２】
0003949259.tif 000003
【図３】
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【図４】
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