JPH06235183A

JPH06235183A - プレスロール装置とその使用方法

Info

Publication number: JPH06235183A
Application number: JP3926393A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Kubota; 和也久保田; Masahito Mukai; 正仁向井
Original assignee: Kobayashi Engineering Works Ltd
Current assignee: Kobayashi Engineering Works Ltd
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1993-02-04
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】ロールプレスの脱水効率と加熱効率の向上を
図るとともに、外セル表面に汚れが付着しにくく、回転
時の重量バランスを向上し、耐水、耐食性を向上可能と
すること。【構成】一対のプレスロール１１、１２間にてウエブ
１３を圧搾するプレスロール装置１０において、少なく
とも一方のプレスロール１１が、支持体２１両端部にエ
ンジニアリングプラスチックにて形成された外セル２２
両端部を一体化する状態で、支持体２１中間部まわりに
一定の間隙を介して外セル２２を装着して構成され、支
持体２１はロール軸方向での十分な曲げ剛性を備え、外
セル２２は支持体２１との間隙の範囲内でロール周方向
にて円環弾性変形できるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエブの処理、例えば
抄紙機の脱水プレスパートにおける如くの脱水処理、ス
ムーザーパートにおける如くの湿紙の表面平滑化処理等
に用いて好適なプレスロール装置とその使用方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレスロール装置には、(A) ロー
ルプレス方式として、 2本の通常ロールの組合わせによ
るロールプレス、(B) シュープレス方式として、固定シ
ューを用いた広幅ニッププレス（Extended Nip Press、
略してＥＮＰ）、或いは特公平3-41586 号公報に記載の
如くのものがある。特公平3-41586 号の技術は、支持体
両端部に可撓性外セルを液密状態で回動式に支持し、外
セル内面を潤滑剤で潤滑状態とするプレスロールを用い
るものであり、該プレスロールを相手ロールに押圧する
ことにより、可撓性外セルが内部のガイドシュー（支持
体）の長さ範囲にて支持体上を潤滑するようになってい
る。

【０００３】尚、プレスロール装置にてウエブを圧搾す
る場合にニップ圧Ｎ（kg/cm ）にて加圧したとき、装置
間における加圧幅を、ロールプレス装置においては両ロ
ールが互いに喰い込む如くに変形する部分のロール周方
向長さ（ウエブのプレス領域の長さ）を、ニップ幅Ｗ
（cm）とし、Ｎ／Ｗを比ニップ圧Ｐ（Kg/cm²）と称する
こととしている。近年の抄紙機プレスにおける脱水理論
の進歩から、プレス出口での湿紙のドライネスＳo は下
記の如く表されている。

【０００４】

【数１】Ｓo ：湿紙のドライネス k ：比例係数Ｐ：比ニップ圧（kg/cm²）Ｔ：通過時間（sec ） α、β：指数係数

【０００５】ここで、坪量約80g/m²以下の薄紙について
は、湿紙よりの搾水の原理が比ニップ圧支配型（Pressu
re controlled ）でα＞βであるとし、特にα≒β≒ 1
のときのＰ×Ｔをプレスインパルス（Press Impulse 、
略してＰI ）と呼び、長らく、中芯ライナー（坪量範囲
115g/m² 〜220g/m² ）をプレスする場合に対しても脱水
能力の評価指標とされてきた。ＰI ＝Ｐ×Ｔ＝（Ｎ／Ｗ）×（Ｗ×60）／（Ｖ×100 ）＝0.6 ×Ｎ／Ｖ …(2) Ｖ：抄速（m/min ）

【０００６】然しながら、プレスインパルスにおいて
は、(2) 式の如く、ニップ幅Ｗが消去され、プレス入口
水分その他に依存する湿紙強度に無関係にニップ圧Ｎさ
え高くすれば良いことになり、少なくとも中芯ライナー
に関しては、事実と反することが証明されつつある。一
方、中芯ライナー以上の原紙に関しては、湿紙からの搾
水の原理が時間支配型（Flow controlled 、搾水のし易
さは湿紙内を通過する水の流れ易さに依存し、湿紙強度
に見合った比ニップ圧Ｐの上限が制約されれば、これを
時間でカバーするという考え）であるとし(1) 式におい
てα＜βとしている。そこでα＝1/2 、β＝ 1を採用
し、これをプレス脱水能力の新評価指標としてフロウイ
ンパルス（Flow-Impulse、略してＦI ）と名付けると、
フロウインパスルは、

【数２】ａ：比例定数となる。この(3) 式は流れの基本式における有効差圧ヘ
ッド（水柱）をｈとするとき、

【数３】ｑ＝ｖＴ …(5) ｖ：流速ｇ：重力加速度ｑ：単位面積当たり脱水量

【０００７】また、ｈは、

【数４】 ΣＰＬ：湿紙フェルトを通過する際の流体抵抗及びそれ
らの圧縮仕事等により消費されるもの及びその他ニップ
荷重にて発生する圧力のうちの有効差圧となり得ぬもの
の合計であり、故にｑは、

【数５】となって、フロウインパルスは単位面積当たりのプレス
脱水量とほぼ相似となり、中芯ライナーはもちろん80g/
m²程度の洋紙にまでプレスの脱水能力の評価指標として
採用可能であることが実証されつつある。

【０００８】ここで重要なことは、(3) 式にて表現され
ているように効率の良いプレスの脱水にはプレス入口水
分や各抄造品種、坪量、W.R.V.（Water Retention Valu
e 、水切れの特性を示す数値）、抄速、湿紙強度に応
じ、更にフェルトマーク等による平滑性を落さない範囲
での適切な比ニップ圧（図６）と適切な通過時間（即
ち、ニップ幅）が肝要となることである。そしてこの比
ニップ圧が高圧側にずれた場合には、目に見えるツブレ
（crashing）、ふくれ（blister or delamination）が
発生し、製品にならない場合は論外としても、表面上識
別できないマイクロブリスタ、マイクロデラミネーショ
ンが発生し、ウエブにおける垂直方向の水分移動（即
ち、脱水）を阻害し、脱水効率を落し、層間接着強度等
の物性を低下させ、最終製品のグロスイメージをも悪化
させ、また、嵩（キャリパ）を減少させて、加斤（かき
ん）と称する坪量操作による嵩の増量補正を必要とする
等々の不都合を発生する。また、ニップ幅に関してもそ
れが広ければ良いというものではなく、広すぎた場合に
は、一定の比ニップ圧の下では、湿紙中に発生する流体
圧力が脱水とともに減少して脱水効率を落し、湿紙やフ
ェルトの圧縮を来たして動力損失のみ大とし、更に、湿
紙の嵩を不要に減らすと同時にフェルトマークを生じ、
また、湿紙からの水分がニップの加圧幅においてフェル
ト側に移行するが、この移行をスムーズに行なうに十分
な受け入れ容量（Void Volume ）がフェルト側に無い場
合に湿紙からの水分の移動を阻害する背圧がフェルト内
に発生し、ツブレ、ふくれ等のトラブルとなる。このよ
うに、フェルトの能力からも、坪量抄速によっても許容
ニップ幅は制約を受けることになる。

【０００９】故に80g/m²以上の厚紙及び板紙にとって理
想的なプレスロール装置とは、運転中のグレードチェン
ジ等に応じて、前述の諸条件に見合った適切なニップ圧
とニップ幅を適切に変更選定できるものでなければなら
ない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
のロールプレス方式、シュープレス方式には、それぞれ
以下の如くの問題点がある。

【００１１】(A) ロールプレス方式 (1) 比ニップ圧（平均圧力）に対し、ニップ中央におけ
る最大圧力の比が大きく衝撃が大である。そのためロー
ルプレスは、圧力パターン可変のベルトプレス、又は、
シュープレス等に比べて、デラミネーションやフェルト
マークによる平滑性悪化防止の点から同一湿紙入口水分
において、比ニップ圧を1/1.5 〜1/2 低く設定せざるを
得ない。 Pmax/Pa ≧1.5 ［Pa：比ニップ圧、Pmax：最大圧力］
（図７）注）Pmax/Pa は静的条件において1.5 。動的条件では抄
速にもよるが、これ以上安全をみるならば 2と考えるべ
きとされている。Pa≒Pmax. （従来のシュープレス）
（図８）

【００１２】(2) 入口水分に対応する湿紙強度から許容
比ニップ圧が限定される（図６）。厚紙（Flow control
led board ）に対しニップ幅が比較的少ないため、高ニ
ップ圧をかける事ができない。

【００１３】(3) ロール被覆材及びフェルト目付等の選
定において、圧縮歪み量を大にすると、多少のニップ幅
の増大及び衝撃の緩和は可能であるが、寿命、操業性等
の点から制約が多く自由度が少ない（ロール径、抄速、
比ニップ圧により強度的な面からゴム硬度、厚みが限定
される）。

【００１４】(4) ロール被覆材及びフェルト等の圧縮膨
張は大きなヒステリシスを伴うため、ゴム被覆材の発熱
を抑えるための冷却機構及び大きな動力損失に見合うモ
ーター容量を必要とする。

【００１５】(5) 湿紙入口水分変動及び幅方向水分ムラ
変動に対しクリティカルであるため、湿紙強度の最も弱
い条件に対し安全であるように比ニップ圧を選定せざる
を得ず、効率を落す。また夏と冬での相違、グレードチ
ェンジ等により起こると予測される変化に対しては、設
定ニップ圧を変化させるだけで良いが、このためには荷
重の変化に対応する撓み変化を補正するクラウンコント
ロール・ロールを必要とし、設備コストが大幅にアップ
する。

【００１６】(6) 現在のクラウンコントロール・ロール
は油圧にて曲げを補正する原理が主流であるため、補正
可能な限界径が面長に応じて存在する（面長の小さいも
のほど小径であることが要求される）。このことはニッ
プ幅が大である事、即ち、大径ロールであることが好ま
しい時間支配型の80g/m²以上の厚紙に関しては脱水率の
向上の点から大きな問題となる。

【００１７】(7) ニップ幅及び衝撃を改善する方法とし
て、シングルフェルトの場合、湿紙に直接タッチするロ
ールをストナイトからゴムに変えて、硬度をJIS 95°程
度にするソフトトップ方式が採用されている。然し、十
分なニップ幅を得るには不十分であり、ドクターを必要
とするため、耐摩耗性、操業の安定性の点から広く採用
されるに至ってはいない。また、(4) で述べた欠陥もあ
る。

【００１８】(8) 湿紙に直接タッチするロールを加熱
し、脱水強化と平滑性の向上を図るのがホットプレス方
式である。従来のセルは曲げと座屈双方の荷重に対し
て、変形を少なく抑えるに十分な剛性を持たせるため、
極めて厚肉のセル（例：荷重及び外径にもよるが60〜12
0mm ）を採用せざるを得ない。然し、このことにより、
熱伝導率が極めて悪くなり、マシンの立上り時間を遅く
し、熱ロスも大きくなり、加熱方法の種類（内部もしく
は外部加熱）を問わず大きな弊害となる。また膨張を伴
う圧搾となるので、湿紙のデラミネーションが問題とな
り、湿紙入口水分の周期変動、厚み及び幅方向の水分ム
ラ等、局部的湿紙強度変化に敏感で高ニップ、高温度が
かけられなくなり易い。

【００１９】尚、ホットプレスと言えども適切なニップ
幅は必要であり従来方式では不十分である。

【００２０】(9) 従来のダブルフェルトプレスは、表面
の平滑性を特に重視する品種の最終プレスには使用でき
ないという欠陥がある。ダブルフェルト方式は湿紙を両
面からフェルトでサンドイッチして搾水する両面脱水方
式である。ドクター使用の必要がないため、トップロー
ルもソフト化できること及びフェルトが倍になるため、
シングルフェルトプレスと比べニップ幅も大きく、脱水
効率の極めて優れたプレスであり、ライナーマシン等で
広く使用されている。然し、最近平滑性の低下が問題と
なり始めている。

【００２１】(10)ロールプレスにおいての共通欠点は、
図１０に示す圧力分布パターンを制御できない事であ
る。湿紙に作用する水圧が搾水の推進力であるが、ニッ
プ中央の手前で最大となり以後暫減し、図中４では負圧
となり、リウェッティングの原因となる。極論すればロ
ールプレスのニップ幅において脱水に有効なのは入口側
2/3 で、残り1/3 は害になるという事である。発生する
水圧カーブの傾斜が急であればあるほど、アンダーシュ
ートとしての負圧も大きくなる。

【００２２】(B) シュープレス方式 (1) ロングニップが必要と言っても、現在のシュープレ
スのようにニップ幅250mm 固定では抄造品種、速度範
囲、使用場所等が限定される。即ち、脱水量の絶対値及
び緊度による物性の向上等を最重視し、脱水効率と嵩の
減少、フェルト面の平滑性の低下等を特に問題としない
速度範囲、使用場所及び抄造品種に限られる。

【００２３】(2) 固定シューを分割し圧力パターンを理
想に近づけるベルトプレスも最近実用化され、改善が次
々と図られている。そのため着脱可能な分割固定シュー
という形でニップ幅可変のシュープレスも実現可能と考
えられる。然し、構造が益々複雑となり、設備コスト及
びメンテナンス・フィーの上昇をもたらす。

【００２４】(3) 摺動部分（固定シュー、ブランケット
及び回転セル）を有し油圧によるサポート及び潤滑を兼
ねたタイプのプレスは、摺動部分の摩耗による寿命及び
シール洩れによるオイル・コンタミナントの問題がつい
てまわり、メンテナンス・フリーとは言えない。

【００２５】また、上述の(A) ロールプレス方式のロー
ル、(B) シュープレス方式の外セルは、いずれもステン
レス鋼等の金属製であるため、下記〜の問題点があ
る。

【００２６】ロール、外セルを金属加工にて製造する
ものであるため、表面仕上精度の向上に困難があり、ロ
ール表面、外セル表面に紙繊維等の汚れが付着し易く、
清浄化に困難を伴う。また、表面に付着した紙繊維等の
汚れが、ロール、外セル各部での湿紙の脱水処理性能、
表面平滑化処理性能等のばらつきをもたらす。

【００２７】ロール、外セルが金属製であって重いこ
とに加え、ロール、外セルを金属加工にて製造するもの
であるため、回転時の重量バランスを整えることに困難
があり、結果として高速化に困難がある。

【００２８】ロール、外セルが金属製であるため、耐
水、耐食性の向上に困難がある。

【００２９】本発明は、ロールプレスの圧力分布パター
ンを、より衝撃の少ないソフトなパターンに改善すると
ともに、操作要素としてのニップ圧の増減が該ニップ圧
変化の広い範囲で曲げによるロールクラウン変化の影響
を実用上無視可能とする範囲内で、結果的にニップ幅を
増減可能とし、脱水効率と加熱効率の向上を図るととも
に、外セル表面に汚れが付着しにくく、回転時の重量バ
ランスを向上し、耐水、耐食性を向上可能とすることを
目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、一対のプレスロール間にてウエブを圧搾するプレス
ロール装置において、少なくとも一方のプレスロール
が、支持体両端部に外セル両端部を一体化する状態で、
支持体中間部まわりに一定の間隙を介して外セルを装着
して構成され、支持体はロール軸方向での十分な曲げ剛
性を備え、外セルはエンジニアリングプラスチックにて
形成され支持体との間隙の範囲内でロール周方向にて円
環弾性変形できるようにしたものである。

【００３１】請求項２に記載の本発明は、請求項１記載
の本発明において更に、前記支持体中間部の表面に弾性
体が被覆され、前記外セルは該支持体との間隙の範囲、
及び上記弾性体の変形可能範囲内でロール周方向にて円
環弾性変形できるようにしたものである。

【００３２】請求項３に記載の本発明は、請求項１記載
のプレスロール装置の使用方法であって、ニップ圧の操
作時に、ニップ幅の変化を得て、今回圧搾対象としての
ウエブ品種に応じた最適比ニップ圧を確保するようにし
たものである。

【００３３】請求項４に記載の本発明は、請求項１記載
のプレスロール装置の使用方法であって、外セルの外側
に該外セルの軸方向に沿って配置される外部加熱装置に
より、外セルを加熱するようにしたものである。

【００３４】請求項５に記載の本発明は、請求項１記載
のプレスロール装置の使用方法であって、外セルと支持
体との間隙に蒸気を供給し、外セルを加熱するようにし
たものである。

【００３５】

【作用】本発明によれば、下記(1) 〜(16)の作用効果が
ある。 (1) 外セルの円環弾性変形により、ニップ部のセル曲率
が大となり圧力分布パターンが改善され衝撃が大幅に緩
和される。そのためフェルト面の平滑性を落さず、平均
入口湿紙水分に対する許容比ニップ圧を上昇させること
ができる。また同一比ニップ圧であれば水分変動もしく
は水分ムラによる局部的湿紙強度変化に対し、デラミネ
ーション等のトラブルを発生させない許容度が広がるこ
とになる。Pmax./Pa≦1.3 が可能となる（図９）。

【００３６】(2) 外セルの円環弾性変形量、即ち外セル
肉厚：ｈ及びロール径を適切に設計する事により比ニッ
プ圧を低く抑えてもニップ幅を大きくすることが可能と
なり、従来のロールプレスに比べて高ニップ圧をかける
ことができる。

【００３７】(3) 従来のプレスロール装置ではロール径
が抄速に比べて小さければ、ロール径を大にするか、ダ
ブルフェルトにするか、でしか脱水効率の向上を図る方
法はなく、ゴム硬度等での対応は不可能であった。然し
外セルの変形量で改善する手法が追加されたので、同一
径でも自由度が大幅に増加する。また相手ロールの被覆
材の寿命もより分散荷重となるので大幅に改善できる。

【００３８】(4) エンジニアリングプラスチック製外セ
ルの円環微少変形はゴム、フェルト等の場合と異なり、
完全弾性領域であるのでヒステリシス等一切伴わず動力
損失を大幅に改善できる。

【００３９】(5) 外セルはニップ荷重により容易に円環
弾性変形し、長手方向の曲げを受けにくい構造となって
いる。外セル端部のフランジ端面より支持体の例えば内
セルに伝わる荷重に対し、内セルは曲げ変形に耐える構
造となっているため、フランジの近傍をのぞいてニップ
荷重の変化に対し、曲げの影響を相手ロールに対し与え
ない。そこで実用上差し支えない範囲で相手ロールも十
分に面長（幅方向の長さ）を大とし、フランジ部の曲げ
の影響を無視できるように設計すれば、実際的な範囲で
のニップ荷重の変化に対し、クラウン調整等の必要を一
切なくすことができる。

【００４０】(6) 従来のソフトトッププレスの効果を、
はるかに上まわるニップ幅及び脱水効果を得ることがで
きる。

【００４１】(7) ホットプレスとして使用した場合も外
セルと支持体の二重構造は、外部荷重の分担効果により
外セルは従来のプレスの肉厚に比べ、大幅に薄くするこ
とができる（例：1/2 〜1/10）。また外部加熱の場合に
は、外セルと支持体の間に設けられる隙間による断熱効
果により、単にニップ幅の広幅化にとどまらず熱伝導率
の向上、立上り時間の短縮、熱ロスの削減による省エネ
ルギー効果があり衝撃を緩和をすることによるデラミネ
ーション・トラブルの減少等、画期的なメリットが期待
できる。

【００４２】(8) ダブルフェルトプレスに使用された場
合でも、(1) の効果により衝撃力を緩和できるので平滑
性を大幅に改善できる。そのため、平滑性の許容範囲内
で、ニップ幅を大にしてトータル荷重を大にすれば、最
終プレスにも十分使用可能となる。またシングルフェル
トプレスでもホットプレスとすれば、従来のダブルフェ
ルトプレス以上の脱水能力と、優れた平滑性を得ること
ができる。

【００４３】(9) (1) の効果により発生する湿紙内流体
圧力のピーク値を抑えることにより、アンダーシュート
としての負圧の絶対値を抑え、更に加熱により発生する
圧力を加味することで、ロールプレスの宿命的欠陥をカ
バーできる。またリウェッティングを減少させることに
より、大幅な脱水効果も期待できる。

【００４４】(10)使用ニップ圧範囲とロール径から、外
セル肉厚を適切に選定することで、抄造品種、速度範囲
及び使用場所ごとに、嵩、平滑性、脱水効率等の総合的
見地からみた最適ニップ幅が得られるような設計が可能
である。複数の場所に使用する場合や万一の事故に備え
る場合でも支持体に互換性を持たせ、外セルのみを変更
することで大きな経済的メリットを得ることができる。
（但し、ニップ幅の最大は約200mm 程度であるので、抄
速800m/min以下、坪量80g /m² 以上のプレスに特に適す
る。但し、1000m/min 以上でも効率は多少低下するが使
用可能）

【００４５】(11)外セルと支持体を二重とし外部荷重の
負荷分担をするだけであるため、構造が極めてシンプル
である。シュープレス等に比べると脱水能力の絶対値が
やや劣るものの、嵩、平滑性、脱水効率の総合効率では
大幅に優れている上に、極めて設備コストが低いのが特
徴である。

【００４６】(12)外セルと支持体が同時回転で、摺動部
分は一切なく油圧等も使用しないため、メンテナンス・
フリーに近く消耗部品もほとんどない。

【００４７】(13)本発明の外セルの外部に誘導加熱装置
等を配置し、加熱量をコントロールすれば、幅方向の局
部的な水分ムラ及び平滑ムラ等を自由に調整することが
できる。そしてこのことにより、曲げ調整し易い径を選
定することにより、ニップ幅が犠牲となる従来の油圧式
クラウンコントロール方式の欠点を完全に除去できる。

【００４８】(14)外セルがエンジニアリングプラスチッ
クにて成形されるため、表面を容易に平滑化でき、表面
に紙繊維等の汚れが付着しにくく、清浄化に困難を伴う
ことがない。また、表面に紙繊維等の汚れの付着がない
から、外セル各部での湿紙の脱水処理性能、表面平滑化
処理性能等のばらつきを抑制できる。

【００４９】(15)外セルがエンジニアリングプラスチッ
ク製であって軽いことに加え、プラスチック成形にて製
造できるため、回転時の重量バランスを改善し、高速化
への対応性を向上できる。

【００５０】(16)外セルがエンジニアリングプラスチッ
クにて構成されるため、耐水、耐食性を向上できる。

【００５１】

【実施例】図１は本発明の第１実施例に係るプレスロー
ル装置を示す模式図、図２は本発明の第２実施例に係る
プレスロール装置を示す模式図、図３はロール加圧装置
を示す模式図、図４は本発明の変形例を示す模式図、図
５は本発明の他の変形例を示す模式図、図６は最適比ニ
ップ圧を示す線図、図７は従来のロールプレス方式にお
けるPmax/Pa を示す模式図、図８は従来のシュープレス
方式におけるPmax/Pa を示す模式図、図９は本発明方式
におけるPmax/Pa を示す模式図、図１０はロールプレス
の圧力分布モデルを示す模式図である。

【００５２】（第１実施例）（図１）プレスロール装置１０は、図１に示す如く、一対のプレ
スロール１１、１２間にてウエブ１３を圧搾する。プレ
スロール装置１０は、例えば抄紙機の脱水プレスパート
にて、 2枚のフェルト１４Ａ、１４Ｂに挟まれたウエブ
１３を圧搾し（ダブルフェルトプレス）、湿紙ウエブの
脱水処理に供される。このとき、プレスロール装置１０
は、 1枚のフェルト１４Ａに担持されたウエブ１３を圧
搾するものであっても良い（シングルフェルトプレ
ス）。

【００５３】尚、プレスロール装置１０は、例えば抄紙
機のスムーザーパートにてフェルト無しにて湿紙ウエブ
を圧搾し、ウエブの表面平滑化処理に供されるものであ
っても良い。

【００５４】プレスロール１１は、支持体２１の両端部
に外セル２２の両端部を一体化する状態で、支持体２１
の中間部まわりに一定の間隙（図１のｇ参照）を介して
外セル２２を装着して構成され、支持体２１はロール軸
方向での十分な曲げ剛性を備え、外セル２２は支持体２
１との間隙の範囲内でロール周方向にて円環弾性変形で
きるようになっている。

【００５５】ここで、支持体２１は、左右の両端支軸２
３と、両支軸２３のフランジ２３Ａ内側面間に固定され
る内セル２４とから構成されており、内セル２４の外周
部に弾性被覆材ストッパ２５を備え、外セル２２の内面
とストッパ２５との間に上記間隙ｇを形成することとし
ている。また、両支軸２３のフランジ２３Ａ外側面には
左右のドーナツ状側板２６の内周部が固定され、両側板
２６の外周部にはクッションリング２９及び弾性被覆材
２９Ａを介して外セル２２の端部がボルト２６Ａにより
固定されている。

【００５６】ここで、支持体２１の支軸２３、内セル２
４は、ＳＳ材（軟鋼）、ＦＣ材（鋳鉄）、又はＳＣ材
（鋳鋼）にて構成され、それらの表面に所望により弾性
樹脂被覆、又はゴム被覆を施したもの（被覆を施さなく
ても良い）にて構成される。

【００５７】また、外セル２２はエンジニアリングプラ
スチックにて構成される。外セル２２を構成するエンジ
ニアリングプラスチックとしては、ナイロン、ポリアセ
タール、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンオキサ
イド、ポリブチレンテレフタレート等を広く採用でき
る。

【００５８】また、外セル２２が支持される支持体２１
を金属にて構成する場合には、外セル２２を構成するエ
ンジニアリングプラスチックの熱膨張を金属の熱膨張に
略同等化する必要があり、このことはエンジニアリング
プラスチックとしてガラス繊維を混入したものを用いる
ことで解決できる。即ち、エンジニアリングプラスチッ
クとしては、例えば、下記(a) 又は(b) 等を採用でき
る。

【００５９】(a) ガラス強化ナイロン（商品名）アミド結合（−ＮＨＣＯ−）によって高分子化された長
鎖状高分子の総称で、商品名ナイロンと称されるものを
主成分とし、ガラス繊維を50〜70％含有するもの。

【００６０】ガラス繊維が50％未満であるものは、強
度、耐摩耗性が低く、熱膨張過大、熱変形温度低いとい
う不都合がある。70％超えのものは、ガラスに近づき脆
く、成形性も悪いという不都合がある。具体的には、商
品名ザイテル（デュポンファーイースト）、アミラン
（東レ）、テクニール（昭和電工）、ウルトラミッド
（ビーエーエスエフジャパン）等がある。

【００６１】(b) 強化ポリエチレンテレフタレートポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とし、
ガラス繊維を50〜70％含有したもの。

【００６２】ガラス繊維の50％未満であるものは、強
度、耐摩耗性が低く、熱膨張過大、熱変形温度低いとい
う不都合がある。70％超えのものは、ガラスに近づき脆
く、成形性も悪いという不都合がある。具体的には、商
品名ライナイト（デュポンジャパン）、出光ＰＥＴ（出
光石化）、ＦＲ−ＰＥＴ（帝人）、ＧーＰＥＴ（ユニチ
カ）、ダイヤナイト（三菱レイヨン）、ＮＯＶＡＰＥＴ
（三菱化成）等がある。

【００６３】尚、エンジニアリングプラスチックによる
外セル２２の成形は、加圧式金型を用いることにより、
製作精度のばらつきを抑制し、表面平滑性を向上でき
る。

【００６４】尚、プレスロール装置１０は、プレスロー
ル１１に相対するプレスロール１２の軸方向長さを、プ
レスロール１１が備える外セル２２の軸方向長さより短
くし、外セル２２の前述した円環弾性変形がフランジ２
３Ａ及び側板２６によって阻害される影響を湿紙が受け
ないように設定されている。

【００６５】また、クッションリング２９は、上述の如
くクッション被覆材２９Ａを有し、支持体２１に対する
外セル２２の初期芯出し、及びボルト２６Ａに作用する
曲げ応力を緩和する機能を持つ。但し、外セル２２の軸
方向長さがプレスロール１２の軸方向長さより十分長け
れば（図１のＬが大）、クッションリング２９は側板２
６と一体構造とし、クッション被覆材２９Ａを備えるこ
とを必要としない。

【００６６】このとき、プレスロール１１は、外セル２
２の肉厚を、プレスロール１１外径の例えば1/20〜1/10
0 の薄肉とし、プレスロール１１外径の例えば 0.1〜 1
％程度の、最大円環弾性変形量を生ずることができるよ
うに構成されている。そして、外セル２２は上述の最大
円環弾性変形に達したとき、前述の間隙ｇを失って、弾
性被覆材ストッパ２５に支えられ、それ以上の余剰外力
を支持体２１に伝える。

【００６７】また、プレスロール１１は、外セル２２の
外周面にソフトラバー等の軟質被覆層、或いはセラミッ
ク溶射等の硬質被覆層を付加されるものであっても良
い。

【００６８】また、プレスロール１１は、外セル２２の
外周面に排水溝、排水孔等の排水路を設けられるもので
あっても良い。

【００６９】（第２実施例）（図２）プレス装置１０のプレスロール１１は、内部蒸気加熱式
であり、外セル２２と内セル２４の間に、内セル２４の
外周部に設けたスパイラル状ストッパ２５が形成するス
パイラル状空隙２７を備え、このスパイラル状空隙２７
に蒸気を流通して外セル２２を加熱することとしてい
る。２８Ａは一方の支軸２３を貫通して空隙２７に連通
する蒸気流入管、２８Ｂは他方の支軸２３を貫通して空
隙２７に連通する蒸気流出管である。空隙２７を流通す
る蒸気は、スポイラー攪乱効果にて熱伝達効率を良好と
する。

【００７０】然るに、第１実施例、第２実施例のプレス
ロール装置１０にあっては、図３に示す如くのロール加
圧装置３０により、プレスロール１２をニップ圧Ｎにて
プレスロール１１に加圧し、このニップ圧を調整可能と
している。ロール加圧装置３０は、プレスロール１２の
左右の両端支軸１２Ａ、１２Ｂを加圧する加圧シリンダ
３１Ａ、３１Ｂを有している。各加圧シリンダ３１Ａ、
３１Ｂは、油圧源３２が圧送する作動油を、電磁切換弁
３３、制御装置３４にて制御される電磁比例パイロット
弁３５、パイロット作動減圧弁３６、シャットオフ弁３
７、速度制御弁３８を介して供給され、操作される。

【００７１】そして、プレスロール装置１０にあって
は、今回圧搾対象としてのウエブ品種を制御装置３４に
入力する等により、制御装置３４によって加圧シリンダ
３１Ａ、３１Ｂの操作量を制御し、結果として、ニップ
圧Ｎの操作時に、ニップ幅Ｗの変化を得て、今回圧搾対
象としてのウエブ品種に応じた最適比ニップ圧Ｎ／Ｗを
確保する。

【００７２】尚、最適比ニップ圧Ｎ／Ｗは、プレスロー
ル装置１０の入口水分量に対して、例えば図６に示す如
くに予め定められている。図６において、Ａはウエブ品
種Ａについての最適比ニップ圧Ｎ／Ｗ、Ｂはウエブ品種
Ｂについての最適比ニップ圧Ｎ／Ｗである。

【００７３】次に、上記プレスロール装置１０の作用に
ついて説明する。外セル２２は支持体２１との間隙ｇの範囲内でロール
軸方向にて円環弾性変形できる。従って、ニップ圧Ｎの
変化時に、外セル２２はニップ圧に応じた円環弾性変形
をし、必ず一定のニップ幅Ｗの変化を得ることができ、
今回圧搾対象としてのウエブ品種に応じた最適比ニップ
圧を確保できる。

【００７４】従って、脱水量を大ならしめるためにニッ
プ圧Ｎを増加するとき、ニップ幅Ｗも必ず増加し、最適
比ニップ圧の近傍を維持する。

【００７５】また、ウエブ密度を低くしてウエブ厚を大
ならしめ、ウエブの嵩を増加させるためにニップ圧Ｎを
低減すると、ニップ幅Ｗがこれに応じて適度に低減し、
脱水のために必要十分なニップ幅Ｗを確保し、最適比ニ
ップ圧の近傍を維持する。

【００７６】尚、外セル２２が最大円環弾性変形に達し
たとき、外セル２２は支持体２１表面に支えられて安定
となる。このとき、外セル２２は支持体２１に接するも
のの、両者は一体回転するものであり、互いに摺接する
ことがないから、両者の間隙内に潤滑剤を密封する如く
の複雑な構成を採るを要しない。

【００７７】支持体２１はロール１１軸方向での十分
な曲げ剛性を備える。従って、ロールの曲げに対する抵
抗力は支持体２１がこれを担持する。従って、ニップ圧
Ｎを増加させ、外セル２２がニップ圧Ｎに応じた円環弾
性変形によってニップ幅Ｗを増加させるとき、外セル２
２は側板２６の近傍を除いてロール周方向にて変形する
のみであり、かつ支持体２１は曲げ変形しない剛性を備
えているから、ロール軸の曲げ変形に起因するロールク
ラウンの変化を生ずることがない。よって、ロールクラ
ウンの変化を補填するための複雑なロールクラウン制御
を伴う必要がない。

【００７８】外セル２２と支持体２１との間隙に蒸気
を導入でき、外セル２２を加熱できる。従って、加熱効
率を向上し、加熱ロールによって脱水効率を向上でき
る。

【００７９】尚、本発明の実施においては、上述の蒸気
加熱方式によらず、図１に示す如く、外セル２２の外側
に、該外セル２２の軸方向に沿って、外部加熱装置４０
を配置し、この外部加熱装置４０によって外セル２２を
加熱しても良い。この外部加熱装置を採用する場合に
は、熱量は、外セル２２と支持体２１との間隙の断熱空
気層により遮断され、支持体２１側に逃げることなく外
セル２２を加熱する。従って、加熱効率を向上し、加熱
ロールによって脱水効率を向上できる。

【００８０】また、上述の外部加熱装置４０を採用する
とき、外部加熱装置４０を図１に示す如く外セル２２の
軸方向にて分割し、各外部加熱装置４０による加熱量を
互いに制御し、外セル２２の温度を、各外部加熱装置４
０に対面する当該外セル２２の区分（外セル２２の軸方
向にて分割された区分）毎に制御するものとしても良
い。これによれば、プレスロール装置１０がウエブ１３
に及ぼす脱水量、或いはウエブ表面平滑度をウエブ１３
の幅方向（外セル２２の軸方向）で制御できる。

【００８１】外セル２２がエンジニアリングプラスチ
ックにて成形されるため、表面を容易に平滑化でき、表
面に紙繊維等の汚れが付着しにくく、清浄化に困難を伴
うことがない。また、表面に紙繊維等の汚れの付着がな
いから、外セル２２の各部での湿紙の脱水処理性能、表
面平滑化処理性能等のばらつきを抑制できる。

【００８２】外セル２２がエンジニアリングプラスチッ
ク製であって軽いことに加え、プラスチック成形にて製
造できるため、回転時の重量バランスを改善し、高速化
への対応性を向上できる。

【００８３】外セル２２がエンジニアリングプラスチッ
クにて構成されるため、耐水、耐食性を向上できる。

【００８４】また、本発明の実施においては、図４に示
す如く、プレスロール１１の両端部をころ５０にて転動
可能に支持することもできる。

【００８５】また、本発明の実施においては、プレスロ
ール１１とプレスロール１２とを1対 1で対応配置する
のでなく、図５に示す如く、1 対 3の如くに配置し、プ
レスロール１１の周囲の複数箇所にウエブプレス領域を
設けることもできる。これによれば、 3段プレス等を実
現できる。

【００８６】嵩やフェルト平滑性をあまり問題としない
抄造品種及び高速の場合は、円環弾性変形量を大きく設
定すれば、さらなる効果を期待できる。また、外セルの
支持体である内セル２４の表面の外セルと接する部分に
弾性被覆材（樹脂又はゴム）２５を使用する場合は、こ
の圧縮弾性の範囲で比ニップ圧をステップ状に上昇させ
ることができる。

【００８７】このようにして円環弾性変形の範囲内で使
う、嵩、平滑性を重視する抄物、一定のニップ幅を確保
した後、比ニップ圧のみを上昇させ脱水強化及び層間強
度を重視する抄造品種等、幅広い併抄が可能となる。

【００８８】尚、このプレスロールを加熱ロール仕様と
する場合は上記の弾性被覆材を耐熱のものとする必要が
ある。

【００８９】図１１は外セルをエンジニアリングプラス
チックにて構成した製紙工業等の機械用ロールの他の例
である。このロール１００は、支軸１０１回りに固定し
た両端支持リング１０２、１０２、中間支持リング１０
３の外周に、エンジニアリングプラスチック製の外セル
１０４を支持させたものである。

【００９０】このロール１００において、外セル１０４
は中間支持リング１０３との間に間隙を備えても、備え
なくても良い。間隙を備える場合には、前述のプレスロ
ール装置１０を構成するプレスロールとして用いること
ができる。また、間隙を備えない場合にも、外セル１０
０をエンジニアリングプラスチックにて構成したことに
よるメリット（外セル２２をエンジニアリングプラスチ
ックにて構成したことによるプレスロール１１のメリッ
トと同様）を有するロール１００として有用である。

【００９１】また、このロール１００において、駆動を
必要としない場合には、支持リング１０２、１０３と外
セル１０４との間に軸受装置を設置し、外セル１０４の
みを回転可能とするものであっても良い。この場合のロ
ール１００にあっては、外セル１０４のみの回転によ
り、回転安定性を極端に向上できる。

【００９２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロールプ
レスの圧力分布パターンを、より衝撃の少ないソフトな
パターンに改善するとともに、操作要素としてのニップ
圧の増減が該ニップ圧変化の広い範囲で曲げによるロー
ルクラウン変化の影響を実用上無視可能とする範囲内
で、結果的にニップ幅を増減可能とし、脱水効率と加熱
効率の向上を図るとともに、外セル表面に汚れが付着し
にくく、回転時の重量バランスを向上し、耐水、耐食性
を向上可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例に係るプレスロール
装置を示す模式図である。

【図２】図２は本発明の第２実施例に係るプレスロール
装置を示す模式図である。

【図３】図３はロール加圧装置を示す模式図である。

【図４】図４は本発明の変形例を示す模式図である。

【図５】図５は本発明の他の変形例を示す模式図であ
る。

【図６】図６は最適比ニップ圧を示す線図である。

【図７】図７は従来のロールプレス方式におけるPmax/P
a を示す模式図である。

【図８】図８は従来のシュープレス方式におけるPmax/P
a を示す模式図である。

【図９】図９は本発明方式におけるPmax/Pa を示す模式
図である。

【図１０】図１０はロールプレスの圧力分布モデルを示
す模式図である。

【図１１】図１１は製紙工業等の機械用ロールの他の例
を示す模式図である。

【符号の説明】

１０プレスロール装置１１プレスロール１３ウエブ２１支持体２２外セル２５弾性被覆材２７スパイラル状空隙４０外部加熱装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のプレスロール間にてウエブを圧搾
するプレスロール装置において、少なくとも一方のプレ
スロールが、支持体両端部に外セル両端部を一体化する
状態で、支持体中間部まわりに一定の間隙を介して外セ
ルを装着して構成され、支持体はロール軸方向での十分
な曲げ剛性を備え、外セルはエンジニアリングプラスチ
ックにて形成され支持体との間隙の範囲内でロール周方
向にて円環弾性変形できることを特徴とするプレスロー
ル装置。
【請求項２】前記支持体中間部の表面に弾性体が被覆
され、前記外セルは該支持体との間隙の範囲、及び上記
弾性体の変形可能範囲内でロール周方向にて円環弾性変
形できる請求項１記載のプレスロール装置。
【請求項３】請求項１記載のプレスロール装置の使用
方法であって、ニップ圧の操作時に、ニップ幅の変化を
得て、今回圧搾対象としてのウエブ品種に応じた最適比
ニップ圧を確保するプレスロール装置の使用方法。
【請求項４】請求項１記載のプレスロール装置の使用
方法であって、外セルの外側に該外セルの軸方向に沿っ
て配置される外部加熱装置により、外セルを加熱するプ
レスロール装置の使用方法。
【請求項５】請求項１記載のプレスロール装置の使用
方法であって、外セルと支持体との間隙に蒸気を供給
し、外セルを加熱するプレスロール装置の使用方法。