(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被カレンダ加工のウエブ材が可変クラウン上部ロール、可変クラウン下部ロールによって、かつ該上部ロールと下部ロールとの間に配置されている２つまたはそれ以上の中間ロールによって形成されたニップを通過し、該ロールは垂直のロールの積重ねとして配列されている、紙等のウエブ材をカレンダでカレンダ加工する方法において、該方法は、前記中間ロールとして、自重によって生じる自然のたわみ線の形状が等しいロールを用い、前記中間ロールおよびそれらに関連した補助機器の重量によって生じるニップ負荷が完全に軽減され、調節可能な負荷をカレンダ加工ニップに可変クラウン上部ロールもしくは下部ロールによって、および／または該上部ロールまたは下部ロールに加わる外部負荷によって加えることを特徴とする紙等のウエブ材をカレンダ加工する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、該方法は、前記中間ロールとして硬面ロールおよび軟面ロールの両方を用いることを特徴とするカレンダ加工する方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、該方法は、硬質ロールのみを前記カレンダのロールの積重ねに用いることを特徴とするカレンダ加工する方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、負荷がカレンダ加工ニップに前記上部ロールを通して加わると、該カレンダ加工ニップのプロファイルは、前記下部ロールとして使用されている可変クラウンロールによって均一に保たれることを特徴とするカレンダ加工する方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、負荷がカレンダ加工ニップに前記下部ロールを通して加わると、該カレンダ加工ニップのプロファイルは、前記上部ロールとして使用されている可変クラウンロールによって均一に保たれることを特徴とするカレンダ加工する方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の方法において、該方法は、前記中間ロールとして、剛性が互いに等しいロールを用いることを特徴とするカレンダ加工する方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の方法において、前記カレンダ加工ニップのプロファイルは、各中間ロールおよび該中間ロールに関連している補助機器の質量を個々に過剰または不充分に軽減することによって所望のように調節されることを特徴とするカレンダ加工する方法。
【請求項８】
請求項１、２および４ないし７のいずれかに記載の方法において、該方法は、前記カレンダにおける軟面中間ロールとして、弾性ポリマ被覆の設けられたロールを用いることを特徴とするカレンダ加工する方法。
【請求項９】
請求項１、２および４ないし７のいずれかに記載の方法において、前記カレンダの軟面中間ロールとして、剛性ロール本体を有するファイバロールを用いることを特徴とするカレンダ加工する方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の方法において、前記カレンダにおける１つまたはいくつかの硬質ロールを加熱することを特徴とするカレンダ加工する方法。
【請求項１１】
請求項１、２および４ないし10のいずれかに記載の方法において、前記軟面ロールをカレンダ加工中は冷却することを特徴とするカレンダ加工する方法。
【請求項１２】
請求項１、２および４ないし11のいずれかに記載の方法を利用するカレンダであって、可変クラウン上部ロール、可変クラウン下部ロール、該上部ロールと下部ロールとの間に取り付けられている２つ以上の中間ロールを有し、該ロールは該カレンダのフレームにロールの垂直な積重ねとして配置され、前記ロールは、一方を他方の上にして互いにニップ接触するカレンダにおいて、前記中間ロールは、該中間ロールの自重によって生じる自然のたわみ線が等しくなるように選択され、該中間ロールの懸架手段には軽減装置が設けられ、これによって、カレンダ加工中は該中間ロールとそれらに関連した補助機器の質量によって生じるニップ負荷が完全に軽減され、カレンダ加工ニップは、可変クラウン上部ロールまたは下部ロールによって、および／または該上部または下部ロールに加わる外部負荷によって生じる負荷により調節可能に負荷することができることを特徴とするカレンダ。
【請求項１３】
請求項12に記載のカレンダにおいて、前記ロールの積重ねの中間ロールは硬質ロールおよび軟面ロールの両方であることを特徴とするカレンダ。
【請求項１４】
請求項３に記載の方法を利用するカレンダにおいて、該カレンダは、可変クラウン上部ロール、可変クラウン下部ロール、該上部ロールと下部ロールとの間に取り付けられた２つ以上の中間ロールを有し、該ロールは該カレンダのフレームにロールの垂直な積重ねとして配置され、前記ロールは、一方を他方の上にして互いにニップ接触し、前記中間ロールは、該中間ロールの自重によって生じる自然のたわみ線が等しくなるように選択され、該中間ロールの懸架手段には軽減装置が設けられ、これによって、カレンダ加工中は該中間ロールとそれらに関連した補助機器の質量によって生じるニップ負荷が完全に軽減され、カレンダ加工ニップは、可変クラウン上部ロールもしくは下部ロールによって、および／または該上部もしくは下部ロールに加わる外部負荷によって生じる負荷により調節可能に負荷することができ、前記ロールの積重ねのすべてのロールは硬質ロールであることを特徴とするカレンダ。
【請求項１５】
請求項12ないし14のいずれかに記載のカレンダにおいて、前記カレンダ加工ニップのプロファイルは可変クラウン下部ロールおよび／または上部ロールによって均一になるように適合されていることを特徴とするカレンダ。
【請求項１６】
請求項12ないし15のいずれかに記載のカレンダにおいて、すべての前記中間ロールの剛性は等しいことを特徴とするカレンダ。
【請求項１７】
請求項12ないし16のいずれかに記載のカレンダにおいて、前記軽減装置は、個々に調節して、前記中間ロールとそれに関連する補助機器の質量を、カレンダ加工ニップのプロファイルを調節するために、過剰にまたは不充分に軽減することを特徴とするカレンダ。
【請求項１８】
請求項12ないし17のいずれかに記載のカレンダにおいて、前記軽減装置は、カレンダフレームと各中間ロールの軸受箱または該中間ロールの懸架手段との間に配置されていることを特徴とするカレンダ。
【請求項１９】
請求項12ないし18のいずれかに記載のカレンダにおいて、前記軽減装置は圧媒作動ピストンシリンダ装置であることを特徴とするカレンダ。
【請求項２０】
請求項12、13および15ないし19のいずれかに記載のカレンダにおいて、該カレンダの軟面ロールには弾性ポリマ被覆が設けられていることを特徴とするカレンダ。
【請求項２１】
請求項12、13および15ないし19のいずれかに記載のカレンダにおいて、該カレンダの敷面ロールは剛性のロール本体を有するファイバロールであることを特徴とするカレンダ。
【請求項２２】
請求項12ないし21のいずれかに記載のカレンダにおいて、該カレンダの硬質ロールの少なくとも１つは加熱可能なロールであることを特徴とするカレンダ。
【請求項２３】
請求項12、13および15ないし22のいずれかに記載のカレンダにおいて、前記軟面ロールは冷却ロールであることを特徴とするカレンダ。
【発明の詳細な説明】
本発明は、紙またはそれと同等のウエブ材をカレンダにおいてカレンダ加工する方法に関するものであり、この方法では、被カレンダ加工ウエブ材が、可変クラウン上部ロールおよび可変クラウン下部ロールによって形成されたニップと該上部ロールおよび下部ロールの間に配置されている中間ロールによって形成されたニップとを通過し、上述のロールが実質的に垂直スタックのロールとして配列されている。
さらに、本発明は、この方法を利用するカレンダに関するものであり、このカレンダは、可変クラウン上部ロール、可変クラウン下部ロール、ならびに上部ロールおよび下部ロールの間に取り付けられている多数の中間ロールを有し、上述のロールは、カレンダのフレーム上に実質的に垂直スタックのロールとして配列され、さらに前記ロールは、一方を他方の上に配置され、互いにニップ接触している。
従来のスーパーカレンダにおけるロール組は、ロールスタックとして一方を他方の上に配した多数のロールからなる。この一方を他方の上に配したロールは互いにニップ接触し、被カレンダ加工の紙もしくは板紙ウエブ、またはそれと同等のものがこのロール間のニップに通される。このロール組における各ロールは、軸受箱に回転可能に軸支され、これはまた通常、基礎部に取り付けられ、これらの基礎部は、カレンダのフレームに設けられている垂直ガイドに滑走可能に取り付けられている。さらに、その基礎部にはバックアップ部品が設けられ、これらは、カレンダフレームに設けられ垂直に上昇するスピンドルに取り付けられている。したがって、この上昇スピンドルの１つの機能は、ガイドとして働いてロール組を正しい位置に保つことである。ロール組内のロールの軸受箱は、カレンダのフレームにではなく軸受箱に、動かないように固定され、したがってまた、ロールも垂直方向に移動することができる。ロールの軸受箱とそれに取り付けられている補助機器の質量がかなり大きいため、従来のスーパーカレンダでは、これにより、前記軸受箱とそれに取り付けられている補助機器の質量でニップにおける線形負荷の分布に歪を生じるという著しい欠点が生じている。したがって、線形負荷はニップで均一にならず、ニップの両端部で線形負荷のプロファイルにかなりのずれが生じる。スーパーカレンダではロール組に多数のロールが一方を他方の上に配置されているため、すでに上述したように、これによってさらに、個々のニップにおいて線形負荷が累積し、全体の線形負荷にかなり大きな誤差が生じるという結果になる。この線形負荷の欠陥のある分布によって、カレンダ加工後の紙またはそれと同等のウエブ材の品質が劣化する。
上述の問題を解決するために、本出願人の初期のフィンランド特許第81,633号では、ロール組に軽減手段を設け、これを一方ではロールの基礎部に、他方では上昇スピンドルに設けたスピンドルナットに支持して、前記軽減手段によってロールの軸受箱とそれに取り付けられている補助機器、例えば取出し先導ロールの重量から生じるロール間の線形負荷のプロファイルの横方向領域の歪をなくすことができる。また、従来の機械カレンダでは、機械カレンダのロールに軽減装置、とくに液圧式軽減シリンダを設けて、ロールの軸受箱から、およびそれらの補助機器から生じる点負荷をなくすようにした従来技術で既知の解決策がある。機械カレンダでは、このような軽減装置を設けることは、機械カレンダにおけるロール組の各ロールはカレンダのフレームに取り付けられたリンク機構によって配列されているので、容易である。しかし、スーパーカレンダでは、機械カレンダの装置に相当する装置を用いることは、ファイバロールの直径が絶え間なく変化し、またロールの数が多いため、かなり難しい。
上述の構造のため、従来のスーパーカレンダはさらに、ロール組におけるロールの垂直の動きに関する第２の著しい欠点を持つ。上述したように、ロール組における各ロールの軸受箱は基礎部に取り付けられ、カレンダのフレーム内に設けられているガイドに沿って垂直に動く。この第２の欠点はガイドでの摩擦に関連していて、この摩擦は、前記ガイドと基礎部品との間に働く。したがって、このガイドでの摩擦により、ロール組における各ロールは完全に自由に動いて垂直に配列することができず、線形負荷の分布のかなりの局所的誤差とともに、カレンダの作動に妨害を生じることになる。ガイドにおける摩擦を解消するため、スーパーカレンダでは、上述した機械カレンダから公知の解決策を用いることが考えられるが、その場合、ロールは、カレンダのフレームに取り付けたりンク機構を介してフレーム上に取り付けられる。スーパーカレンダにこのような配列を用いることは、しかし、スーパーカレンダではロール組が多数のファイバロールであり、その直径がなおかなり変化するということによって制約される。ロールの直径の変化により、このような場合、ロールは垂直方向にかなり動けなければならない。このロールをカレンダのフレームにリンク機構によって取り付けるとすれば、このような場合、ロールの垂直の移動は横方向にもかなりの移動を生ずるであろう。
上述の問題解決のため、本出願人の初期のフィンランド特許第83,346号では、１つの配列が提示されているが、それによれば、ガイドでの摩擦が解消でき、各ロールの軸受箱からとロール組の補助機器から生じる軸ジャーナル負荷を軽減して、線形負荷の分布を直線化することができる。前記フィンランド特許では、これは次のようにして達成される。すなわち、カレンダ内のロールのスタックにおける中間ロールの基礎部を上昇スピンドル上に垂直に移動可能に、基礎部とスピンドルナットとの間に取り付けられている圧媒作動の軽減装置によって支持して各ロールの軸ジャーナル負荷を軽減するようにして、さらに中間ロールの軸受箱をロールの軸方向に平行な連接継手軸に対して旋回可能に基礎部に取り付け、カレンダの基礎部で、および／またはフレームで減衰装置によって支持して、各ロール間のニップの動きから生じる力を均等化し、ロールの振動を減衰するようにして、
上述の従来技術による解決策のすべては、スーパーカレンダではニップがロール組自身の重量によって負荷され、その場合、上部ニップから最下部ニップへの線形負荷の分布が実質的に線形に増加するという欠点がある。これは、最下部ニップにある線形負荷でカレンダの負荷容量が決まってしまうという結果をもたらす。したがって、カレンダは最下部ロールの負荷容量によって大きさが決まる。同時に、上部ニップの負荷またはカレンダ加工の容量が未使用のままである。図面の第１図には、これを示す試みがなされ、カレンダのロールのスタックは参照番号１で示されている。ロールのスタックに沿って引かれ参照番号Ｉで示す矩形はカレンダのカレンダ加工の潜在能力を示し、矩形の水平軸はロールのスタック１のニップにおける線形負荷を示している。参照符号A1で示す矩形内の斜線の領域は従来の解決策に採用されている線形負荷の範囲を示し、これから直接、上部ニップから最下部ニップへの線形負荷の分布が実質的に線形に増加してゆくことが分かる。線形負荷の可調節性の範囲はかなり狭い。記号B1とC1は、従来の解決策で完全に未使用になっている線形負荷の範囲の領域を示す。ロール組内のロールの質量がニップを負荷するので、範囲B1へ線形負荷を調節することは、大きい線形負荷が下部ニップに生じるのが避けられないため、不可能である。したがって、従来のスーパーカレンダでマット等級のものを流すことは、光沢仕上げ等級のものを生産するのに同じ機械を使用する場合は、かなりむずかしくなる。他方、範囲C1は、カレンダの大きさが最下部ロールの負荷容量によって決まるため、未使用のままである。したがって、上部ニップの負荷容量のかなりの部分が未使用として残る。
初期に、従来技術に関連するこのかなりの欠点を解決する試みがなされ、上部ニップの不充分な負荷を、水平面にスーパーカレンダを配置することによって、またはカレンダ内のロールのスタックを２つのロールスタックに分割することによって、増加させる試みがなされてきた。水平設置の場合、細いチルロールとファイバロールでは、ロールがカレンダの面から「垂れ下がる」という欠点がある。さらに、チルロールとファイバロールのたわみ線の形状が異なっているため、この「垂れ下がり」が隣接ロール間で比べると異なっている。さらに、水平配置のスーパーカレンダの迅速な開放が大きな問題であることに言及しなければならない。２つの部分にロールのスタックを分割すると、不完全な負荷の問題はほんの部分的ではあるが解決される。このような実施例はまた、カレンダが２部分に多数（少なくとも３つ）の可変クラウンロールを必要とするため、非常に高価になる。軸ジャーナル負荷の軽減を基にした様々な種類のいくつかの装置もあるが、これによって第１図に示すカレンダ加工の潜在能力Ｉの領域A1とC1の間の境界線をもっと急勾配にすることができる。しかし、スーパーカレンダにおけるロールの質量によって下部ニップへ向かうほど増加する線形負荷を減少させる既存の装置は、全くない。
本発明は、紙またはそれと同等のウエブ材のカレンダ加工における方法と、その方法を利用するカレンダを提供し、これにより、カレンダのロール組の自重により線形負荷の分布に生じる問題を解消し、さらにスーパーカレンダの負荷の組におけるすべてのニップを所望のように調整可能に、また必要な場合は実質的に同じ最大負荷で負荷することができるようにすることを目的とする。これを達成するため、本発明の方法は、中間ロールとして、自重により生じる自然のたわみの線の形状が実質的に等しくなるロールを用い、中間ロールおよびそれに関連した補助機器の質量で生ずるニップ負荷が実質的に完全に軽減され、調整可能な負荷がカレンダ加工ニップに、可変クラウン上部ロールもしくは下部ロールによって、および／または上部ロールもしくは下部ロールに加わる外部負荷によって、加わることを主たる特徴とする。
他方、本発明の方法を利用するカレンダは、中間ロールの自重により生じる自然のたわみ線が実質的に等しくなるように中間ロールが選択され、中間ロールの懸架手段には軽減装置が設けられ、これによって、カレンダ加工中は、中間ロールとそれに関連した補助機器の質量により生じるニップ負荷が実質的に完全に軽減され、カレンダ加工ニップが可変クラウン上部ロールもしくは下部ロールによって、および／または上部ロールもしくは下部ロールに加わる外部負荷によって調節可能に負荷できるように、カレンダ加工ニップが配列されていることを主たる特徴とする。
本発明によれば、従来技術に比べ、著しい利点が得られるが、そのうち次のものをこれに関して説明する。本発明による方法とその方法を利用するカレンダによれば、ロール材の負荷またはカレンダ加工の潜在能力の全部を利用することができる。この利点はまた、走行速度を実質的に増加させることによって、および／またはカレンダ内のニップの数を減らすことによって、利用することもできる。ニップの数を減らすことはまたコストの削減にもなる。カレンダ加工の高い潜在能力によって、紙質の改良が得られる。高いカレンダ加工潜在能力をさらに、例えば最大線形負荷を実質的に低くすることによって利用することができる結果、全体に経済的になる可能性がある。さらに、本発明によるロール負荷の軽減装置はまた、所望により、線形負荷を増大することなく、ニップの数を増やすことが可能である。なぜならば、最下部ニップは、通常のスーパーカレンダでそうであるように、ロール組の重量によって負荷されないからである。本発明によるカレンダによって、線形負荷の可調節性を従来の解決策におけるより実質的に幅広く達成することができ、その場合、１台のカレンダで流すことのできる紙の等級の選択が従来技術におけるよりもかなり広くなる。不変の線形負荷の他に、カレンダをまた従来のスーパーカレンダの方法で、すなわち線形負荷を増大して、または逆に、すなわち線形負荷を上げて、作動させることができる。このような場合、その調節は軽減力を調節することによって行なわれる。線形負荷のプロファイルは下部および上部ロールのたわみを調節することによって均一に保たれる。本発明の更なる利点と特徴は、次の本発明の詳細な説明から明らかである。
次に添付図面を参照して例を挙げて本発明を説明する。
上述したように、第１図は、本発明による方法およびカレンダにより用いることができるカレンダ加工の潜在能力を示す。
第２図は、本発明による解決策によって達成できるニップにおいて不変なニップ負荷による均一負荷の全体を示す概略図である。
第３図は、ロールのたわみ線の形状が実質的に等しくなっている本発明によるカレンダの全体を示す概略図である。
第４図は、本発明による方法と装置が適用されているカレンダの概略側面図である。
第５図は、本発明による方法と装置を利用するカレンダの他の実施例の第４図に対応する図である。
第6A図、第6B図、第6C図および第6D図は、軽減力をカレンダ内のロールに加えることができる方法の他の実施例を示す。
第１図〜第３図と、すでに上述したこととを参照すると、本発明は、カレンダ加工の潜在能力を完全に利用することができ、すなわち第１図に示すカレンダ加工の潜在能力の領域A1+B1+C1の全体を使用することができることを目的としている。本発明において、これはロールのスタック１のロールの質量により生じるニップ負荷をなくすことによって達成することができるが、その場合、カレンダ内のすべてのニップに所望の負荷で負荷を加えることができ、その負荷をすべてのニップにおいて等しくすることができる。カレンダ内のすべてのニップに同じ最大負荷を用いることができるようにするため、本発明の方法とその方法を利用するカレンダにおいて、ロールのスタック内のロールの自然のたわみを利用している。このような場合、カレンダでは、個々のニップの形状はロールの重量により生じるたわみ線と等しい曲線になる。これには、カレンダにおいて、各中間ロールの重量により生じるたわみ線を、それらの形状が実質的に等しくなるような大きさにすることが必要である。とくに第３図ではこれを説明する試みがなされているが、カレンダの上部および下部ニップが参照符号N’1とN’9で、またカレンダの中間ロール間のニップは参照符号N’2〜N’8で示されている。この場合、各ニップN’1〜N’9によって紙ウエブへ伝えられるプロファイルは、ニップに負荷を掛けるロールがその両端部で支持されているにもかかわらず、均一に保たれる。従来技術において、カレンダニップをできるかぎり直線状に保とうとする試みがなされてきたが、ニップの曲線形状は、カレンダ加工では致命的でない。なぜならば、例えばウエブ幅が8000mmでロール直径が1000mmの場合、ロールの重量により生じる最大たわみは0.2mmのオーダであるからである。スーパーカレンダでは、不変の負荷がカレンダに対して、上部ロールとして働く可変クラウンによって、および／または上部ロールに加わる外部負荷によって加わる。プロファイルを均一に保つために、ロールのスタックにおいて可変クラウンロールも最下部ロールとして用いられている。
従来技術において、本発明による解決策の利用は実現されていないが、この理由の１つは、とくにスーパーカレンダでは、中間ロールの自然のたわみ線が実質的に互いに異なっていることにある。スーパーカレンダにおけるロールのスタックでは、チルロールとファイバロールとが交互に用いられ、そのたわみと剛性は様々である。チルロールに比べると、ファイバロールの本体はかなり細い。ロールとロール被覆の開発によって、スーパーカレンダでは、ポリマ被覆ロールをファイバロールの代わりに軟性ロールとして用いることができる可能性がもたらされている。このようなロールでは、ロールの直径に比べて被覆の厚さはかなり小さく、その場合、ロール本体をかなり剛性に作ることができる。したがって、とくにポリマ被覆ロールを用いる場合、カレンダの中間ロールのすべての自然のたわみ線が実質的に等しくなるようにロールを作ることができる。このような場合、カレンダにおけるロールのスタックの各ニップN’1〜N’9の形状は、第３図に示すように実質的に等しくなり、これによって各ニップは均一なプロファイルを有する。第２図は、本発明によればすべてのニップにおいて等しく高度に均一な負荷を得ることが可能であることを示す概略斜視図である。座標系におけるｘ軸にはニップが与えられ、ｙ軸は機械の横断方向を示し、ｚ軸は線形負荷の例［kN/m］を表わしている。
ロールのスタックの中間ロールの自然のたわみ線を実質的に等しくする必要があるという条件に加えて、本発明では、中間ロールの剛性も互いに非常に近似させる必要があることも本質的であり、かつ重要である。このような解決策により、カレンダ加工ニップのプロファイルが第１図に示すカレンダ加工の潜在能力の全領域A1+B1+C1において良好かつ均一に保たれるという著しい利点が得られる。本発明は、ロール重量と補助機器によって生じる負荷が完全に軽減されることを基本としているので、中間ロールの等しい剛性により各ニップごとにニップのプロファイルを修正することができる。このプロファイルの修正は、ロールとその補助機器の重量を過度にあるいは不十分に軽減することによって行なわれる。各ニップごとのプロファイルの修正の機能によって、ロール被覆の実働寿命を延長することができる。なぜならば、既存のカレンダの場合にそうであるように、ロールのスタックにニップが１つだけの場合は修正を行なう必要がないからである。
中間ロールとその関連補助機器の重量を望みどおりに過度にあるいは不十分に軽減することができるので、カレンダ加工の全潜在能力を、第１図の区分IIに示すように、望む方法で利用することができる。カレンダ加工の潜在能力IIにおける斜線領域A2は、利用可能なカレンダ加工の潜在能力を示している。狭い非斜線領域B2は、線形負荷を調節できないが、カレンダの構造、例えば摩擦から生ずるものである。斜線領域A2において、その領域を横切って様々な隅へ通る線が引かれているが、その線によって、様々なレベルの不変の線形負荷の他に、すべての可能な線形負荷の増減手段が利用可能であることを示す試みがなされている。第１図における区分IIIには、負荷がロールのスタックに対して下から加わり、上部ニップでは過度の軽減が下部ニップにおけるより大きくなるように、中間ロールは過剰に軽減されている場合を示す。
カレンダにおいてポリマ被覆ロールを軟性ロールとして用いる場合、加熱可能チルロールにおいて、従来技術の場合より高い温度を用いることができる。本方法と本方法のカレンダでは、ファイバロールの本体を充分に剛性に作ることができるならば、従来技術のファイバロールを軟性ロールとして用いることもできる。ポリマ被覆ロールを軟性ロールとして用いる場合、これらのポリマ被覆ロールは、冷却ロールとして、例えば、これらのロールに冷媒の循環のための穴またはそれと同等のダクトを設けることによって、作ることができる。このような場合、被覆の実働寿命を増すことができ、さらに、この理由から加熱チルロールの温度を上げることができる。これは、カレンダ加工結果の改善に大きな影響を及ぼす。
第４図は、本発明による方法が適用されたスーバーカレンダの概略側面図である。第４図において、スーパーカレンダは、全体を参照番号10で示すが、カレンダフレーム11を有し、その中に多数のロールからなるロールのスタック12が垂直面内に取り付けられている。ロールのスタック12は、上部ロール13、下部ロール14、上部ロールと下部ロールとの間に一方を他方の上に取り付けた多数の中間ロール15〜22を有し、上述のロールはそれらが互いにニップ接触するように配列されている。紙ウエブＷは、スプレッダロール135と取出し先導ロール136とを越えて上部ニップN1へ送り込まれ、さらにカレンダの他のニップN2〜N8を通り抜けて、最後に下部ニップN9から送り出される。ニップN1〜N9の間の空隙で、紙ウエブＷはロール面から取出し先導ロール156、167によって分離される。
カレンダの上部ロール13は可変クラウンロールであり、これには、ロールの各端部に配されカレンダのフレーム11に取り付けられている上部シリンダ134が設けられている。前記シリンダ134のピストンは上部ロールの軸受箱131に作用する。可変クラウン上部ロール13の軸は上述の軸受箱131に取り付けられ、ロールには従来から内部負荷手段が設けられ、これによってロールマントルのたわみを所望の方法で調節することができる。カレンダのフレーム11上には垂直ガイド132が形成され、これには軸受箱131が移動可能に設けられ、これに沿って軸受箱131は上部シリンダ134によって移動することができる。本発明による解決策では、正確にいうと、上部シリンダ134はロールのスタック12に負荷するために用いる必要はないが、このような場合、上部シリンダ134は上部ニップN1の開閉に用いられる。しかし、また上部シリンダ134を、ロールのスタック12を負荷するために、単独に、あるいは可変クラウンロール131における内部負荷手段と一緒に、用いることもできる。ロールのスタック12のニップN1〜N9の負荷自体は、可変クラウン上部ロール13または下部ロール14における内部負荷手段のみによって調整することもできる。第４図に示すような実施例では、上部ロール13に弾性ポリマ被覆が設けられている。
同様に、カレンダにおける下部ロール14は可変クラウンロールであり、そのロールマントルはロール軸に旋回可能に取り付けられ、そのロール14には内部負荷手段が設けられ、これによってロールマントルのたわみを所望のように調節することができる。下部ロール14の軸は軸受箱141内に取り付けられ、これを下部シリンダ143によって垂直面内で移動させることができる。したがって、下部シリンダ143によって、ロールのスタック12を従来の方法で開放することができる。可変クラウン下部ロール14により、線形負荷のプロファイルをロールのスタック12のニップN1〜N9において均一に保つことができる。第４図において、下部ロールには、上部ロール13についてもそうであったように、弾性ポリマ被覆142が設けられている。
すでに上述したように、上部ロール13と下部ロール14との間には多数の中間ロール15〜22が取り付けられ、これらは互いにニップ接触し、以下において、これらの中間ロールのうち最上部の２つの中間ロール15、16をより詳細に説明する。図示の実施例において、最上部中間ロール15は硬面ロールであり、その両端部は軸受箱151に回転可能に装着されている。軸受箱151はアーム152に装着され、これは、カレンダフレーム11に、ロール15の軸と平行な連接継手153によって旋回可能に連結されている。アーム152には軽減装置154が設けられ、これらは、図示の実施例では、圧媒作動ピストンシリンダ装置であり、その両端部の一方が上述のアーム152に取り付けられ、また反対側の端部はカレンダのフレーム11に装着されているブラケット155に取り付けられている。前記ピストンシリンダ装置154は、例えば液圧式もしくは気体圧式シリンダ、またはそれと同等のものにすることができる。
２番目に高い位置にある中間ロール16も軟面ロールであり、これには、図示の実施例では、弾性ポリマ被覆166が設けられている。上述のロール16はその両端部で軸受箱161に回転可能に装着され、軸受箱161がそれぞれのアーム162に装着されている。アーム162は、カレンダのフレーム11にロール16の軸に平行な連接継手163によって旋回可能に連結されている。さらに、アーム162には軽減装置、例えば圧媒作動ピストンシリンダ装置164が設けられ、その両端部の一方が上記アーム162に、反対側の端部がカレンダフレーム11上に装着されたブラケット165に取り付けられている。さらに、取出し先導ロール167の軸受箱は、２番目に高い中間ロール16の軸受箱161に取り付けられている。他の中間ロールの支持は、第４図では参照符号で詳細に示されていないが、第４図から分かるように、これらロール17〜22の支持は同じである。
軽減装置154、164によって、軽減力がロール15、16の支持構体に対して加わり、この力によってロールとこのロールに取り付けられている補助機器の重量により生じる負荷全体が補償される。したがって、ロールと補助機器の重量は、どのようにしてもニップ負荷への影響を増すことがない。したがって、各ニップN1〜N9において、望む場合は、線形負荷を実質的に平等に大きくすることができ、その場合、ニップ負荷のプロファイルは第２図に示すものと同じになる。これは、上部ロール13として用いられる可変クラウンロールによってカレンダに不変の負荷が加わることに起因している。
第４図の説明に関連して、ロールのスタック12の中間ロールが硬面および軟面ロールからなっていることを説明した。しかし、ロールのスタック12のすべてのロールを硬面ロールにし、中間ロールの数を実質的に第４図におけるよりも少なくすることが充分に可能である。このような場合、第４図に示すカレンダを、例えば機械カレンダとして用いることができる。その場合、中間ロールの数は、原則として、少なくとも２本にしなければならない。中間ロールの数を第４図に示すものよりもさらに実質的に多くしてもよいことも、完全に明らかである。スーパーカレンダから公知である普通の構造と同様に、硬面ロール15、17、20、22を加熱可能に構成することができる。また、最上部の硬面ロール15、17だけを加熱し、その熱をウエブＷの他に下部ニップN5〜N9へ伝えることも可能である。
第５図は、本発明の方法を利用する第２のスーパーカレンダの第４図と同様の図である。第５図において、スーパーカレンダは全体を参照番号10aで示すが、これはカレンダフレーム11aを有し、この上に多数のロールからなるロールのスタック12aが垂直面内に設けられている。ロールのスタック12aは、上部ロール13a、下部ロール14a、上部および下部ロール間に一方を他方の上に取り付けた多数の中間ロール15a〜22aを有し、上述の各ロールはそれらが互いにニップ接触するように配列されている。紙ウエブＷはスプレッダロール135aと取出し先導ロール136aを越えて上部ニップN1へ送り込まれ、さらにカレンダ内の他のニップN2〜N8を通過して、最後に下部ニップN9から送り出される。ニップN1〜N9間の空隙で紙ウエブＷは、取出し先導ロール156a、167aによってロール面から分離される。
第４図と同様に、この実施例においてもカレンダの上部ロール13aは可変クラウンロールであり、その軸受箱131aは、第４図に示す実施例とは異なり、カレンダのフレーム11aに直接かつ固定して取り付けられている。可変クラウン上部ロール13aの軸は前記軸受箱131aに取り付けられ、そのロールには従来とと同様に内部負荷手段が設けられ、これによってロールマントルのたわみを所望のように調節することができる。
同様に、カレンダの下部ロール14aは可変クラウンロールであり、そのロールマントルはロール軸に回転可能に取り付けられ、このロール14aには内部負荷手段が設けられ、これによってロールマントルのたわみを所望のように調節することができる。下部ロール14aの軸は軸受箱141a内に取り付けられているが、これは、第４図に示す実施例とは異なり、負荷アーム144aに装着され、これらは連接継手145aによってカレーンダフレーム11aに連結されている。カレンダフレーム11aと負荷アーム144aとの間には下部シリンダ143aが装着され、これによって下部ロール14aを垂直面内で移動することができる。したがって、第５図に示す実施例にでは、ロールのスタック12aには下部シリンダ143aによって負荷を掛けることができ、さらに前記下部シリンダ143aによってロールのスタック12aを開放することができる。可変クラウン下部ロール14aにより、線形負荷のプロファイルをロールのスタック12aのニップN1〜N9において均一に保つことができる。第５図の実施例では、下部ロール14aにはまた弾性ポリマ被覆142aが設けられている。
ロールのスタック12aにおける中間ロール15a〜22aは第４図に関連して説明したものと実質的に同じである。したがって、第５図の実施例では、最上部中間ロール15aは硬面ロールであり、とれはその両端で軸受箱151aに回転可能に装着されている。軸受箱151aはアーム152aに装着され、これらはカレンダフレーム11aにロール15aの軸方向に平行な連接継手153aによって旋回可能に連結されている。アーム152aには軽減装置154aが設けられ、これらは、第５図の実施例でも、圧媒作動ピストンシリンダ装置であり、これらは、一方の端部で前記アーム152aに、反対側の端部でカレンダフレーム11aに取り付けられている。ピストンシリンダ装置154aを液圧式もしくは気体圧式のシリンダ、またはそれと同等のものにしてもよい。
第５図の実施例では、２番目に高い位置にある中間ロール16aは軟面ロールであり、これには弾性ポリマ被覆166aが設けられている。上述ロール16aは、その両端部で軸受箱161aに回転可能に取り付けられ、これらはそれぞれのアーム162aに装着されている。アーム162aは、カレンダフレーム11aにロール16aの軸方向に平行な連接継手163aによって旋回可能に連結されている。アーム162aには軽減装置、例えば圧媒作動ピストンシリンダ装置164aが設けられ、これらは、一方の端部で前記アーム162aに、反対側の端部でカレンダフレーム11aに取り付けられている。さらに、取出し先導ロール167aの軸受箱は、２番目に高い位置にある中間ロール16aの軸受箱161aに取り付けられている。しかし、他のロールの支持はたとえ第５図に、より詳細に示されていなくても、これらのロール17a〜22aの支持が同様であることは、同図から明瞭に分かる。
以上、ロールのスタック12aの中間ロール15a〜22aが硬面ロールと軟面ロールとを交互にしてなることを説明したが、ロールのスタック12aを硬面ロールだけで作ることもできる。また、硬面ロールを加熱して、ロールのスタック12aのすべての硬面ロール15a、17a、20a、22aを加熱可能ロールにするか、あるいはロールのスタック12aの最上部の硬面ロールだけを加熱可能に構成するかのいずれでもよい。必要な場合、ポリマ面付軟性ロール16a、18a、19a、21aを冷却することができる。第５図に示すように、カレンダによって、望む場合は、第１図の区分IIIに示すような線形負荷の調節を行なうことができる。
第４図と第５図に示す実施例は、軽減力をロールのスタック12、12aの中間ロール15〜22、15a〜22aに軽減装置154、164、154a、164aによって加えることができるいくつかの例である。軽減力を加える多くの他の方式も可能であり、第6A図、第6B図、第6C図および第6D図は軽減力を導入するいくつかの他の解決策を示す。第6A図は、１つの実施例を示し、第6A図に矢印と参照符号Ｆで示す軽減力はロール２の軸受箱３に直接に加えられている。
第6B図の実施例では、ロール２の軸受箱３はロッカーアーム４に装着され、これがカレンダのフレーム11に装着されている。第6B図の実施例では、軽減力Ｆはロッカーアーム４にロッカーアームの連接継手点の反対側、すなわちロール２に対して反対側で加えられ、この場合、軽減力は、もちろん、第6A図に示す方向とは反対の方向になる。
第6C図に示す実施例は第４図および第５図に示す解決策に対応し、軽減力Ｆはロッカーアーム４にロール２の軸受箱３とカレンダフレーム11のロッカーアーム４の軸受け点との間の領域で加えられる。
他方、第6D図は、軽減力Ｆがロール２に第6C図に示すのと同じ方法でかなり離れて加わる実施例を示す。第6D図の解決策では、ロール２の支持は、しかし、平行リンクを有するリンク機構によって構成され、これによって、ロール２が昇降すると、ロール２の軸受箱３の位置はその移動中は変化しない。他の種類の支持モードおよび軽減モードも本発明による方法およびその方法を利用するカレンダでは可能である。しかし、もっとも重要なことは、ロール全体とその関連の補助機器の重量から生じる負荷を軽減力Ｆによって補償していることである。
以上、本発明を添付図面を参照して例を用いて説明した。本発明は、しかし、これらの図に示す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本発明の概念の範囲内で改変することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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