JPH0784718B2

JPH0784718B2 - カレンダロ−ル制御装置

Info

Publication number: JPH0784718B2
Application number: JP61013609A
Authority: JP
Inventors: マシユー、ジー、ボイスベイン
Original assignee: メジユアレツクス、コ−ポレ−シヨン
Priority date: 1985-01-25
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: DE3673667D1; IE57210B1; US4768433A; KR930002073B1; KR860005936A; EP0194010A3; FI860353A0; EP0194010B1; FI86094C; JPS61231296A; FI860353L; FI86094B; IE860216L; CA1242099A; EP0194010A2

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はカレンダ（つや出し装置）の分野に係り、特に
カレンダやこれに類似の機械で使われるロール径を制御
するための装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

カレンダロール間の素材を加圧すると、素材の物理的特
性を変えることができる。たとえば、紙をカレンダする
と、その密度、厚さ及び表面の特徴が変わる。これゆ
え、カレンダ工程は、しばしば紙及び他のシート材料の
製造に用いられる。

カレンダする場合の一般的な問題は、つや出しされた材
料又は“ウェブ”が不均一な厚さになることである。個
々のカレンダロールの直径の局部的変化のため、協働す
るロール間に形成される空間又は“かみ込み”に変化が
生ずる。一対のカレンダロールの幅を横切るかみ込みの
変化は不均一な厚さを有したウェブを作る。それゆえ、
ロールの局部的な直径を制御することによって、より均
一な厚さが得られる。

ロールが温度変化に対応して少なくとも一つの寸法を変
えられる材料からなっていれば、カレンダロールの選ば
れた円柱部の温度を変えることによって局部的なロール
径を制御できる。前述の装置は、局部的な直径を制御す
るため回転するカレンダロールの部分に対して熱い又は
冷たい噴流を導くことによってこの原理を使ったもので
ある。

これら装置の多くは、その局部的な直径を増すためカレ
ンダロールの選ばれた部分に対して空気溜から熱い空気
の噴流を吹き出し、これゆえウェブの局部的厚さを減ら
す。一方、これら装置がカレンダロールの選ばれた円柱
部に対して分離空気溜から冷たい空気噴流を吹き出すと
き、隣接した部分は収縮する。これが局部的なロール径
を減じ、ウェブの局部的厚さを増加させる。

各空気溜の内部と連通しているノズルは、カレンダロー
ルに対して空気の噴流を導く。ノズルは、局部的直径が
制御されるカレンダロールの隣接部に対応して間隔を置
いて配置されている。斯かる装置の例としてゲッテ氏の
米国特許第2,981,175号、ジャスティス氏の米国特許第
3,177,799号及びスプラレル氏の米国特許第3,770,578号
に示されるものがある。

各ノズルを通る空気の流れを制御するためにしばしばバ
ルブが使われてきた。分離空気溜が熱い空気と冷たい空
気を供給する場合には、斯かる装置の多くはカレンダロ
ールの各部の直径を制御するために２個のバルブと２個
のノズルを必要とする。一方、２つの空気溜から熱い空
気と冷たい空気の相対的容積を混合し、それから単一の
ノズルを通って空気を解放するために２重の制御機構が
使用される。いずれの構造においても、この過剰な構造
が装置のコストを増加させる。

上記型式の制御装置における別の問題は、ロール直径の
正確な制御には空気噴流の正確な計量を必要とすること
である。それゆえ、一般的にバルブ制御機構は、バルブ
の開閉状態に無関係に繰り返し可能なセッティングを得
ることができるようにヒステリシス効果を表すべきでは
ない。さらに、これら制御機構は、通常、高温又は低温
で操作可能でなければならない。しかしながら、バルブ
が正確に作動し、制御機構が正確にバルブオリフィスの
サイズを制御するときでさえ、ノズルを通って解放され
る空気の割合がしばしば変化する。というのは、各空気
溜における空気圧は、同時に開くバルブの数と各ノズル
を通って解放される空気の体積とによるからである。こ
れゆえ、これら装置におけるノズルを通る空気の流れは
制御することが難しい。

これらの装置は、また他の制限を受け、そして非能率的
である。たとえば、かみ込み制御範囲は、空気噴流の最
高温度及び最低温度の作用である。しかしながら、空気
溜内の熱い空気は、典型的に機関出力プラントからの余
剰蒸気によって加熱される。斯かる出力プラントによっ
て供給された蒸気は、通常、約350゜Fの最大温度を有し
ており、そして熱交換工程における非能率は、さらにこ
のように蒸気で加熱された空気の最大温度を約325゜Fに
制限することである。

さらに、325゜Fに空気の温度を維持するには、熱い空気
は連続的に熱い空気の空気溜に連続的に供給されなけれ
ばならず、熱い空気がノズルを通して解放されていない
ときでさえである。熱い空気が連続的に熱い空気の空気
溜に供給されなければ、空気溜内のよどんだ空気が周囲
温度を冷やす。それから、熱い空気噴流がカレンダロー
ルの部分の直径を増加させるために必要とされるとき、
冷えてよどんだ空気が最初に空気溜から追放されねばな
らない。これが装置の応答時間を増加させる。

〔発明の目的および効果〕

本発明のカレンダロール制御装置は、前述した公知のカ
レンダロール制御装置の多くの欠点を除去した多数の特
徴を有している。上記装置は単一の空気溜から一定量の
空気を供給し、多数の空気噴流の温度を正確に調整する
ことができる。装置は単一の空気溜のみを必要としかつ
流れ制御機構なしに操作することができるから、装置は
比較的に低い初期コストで済む。加えて、装置は蒸気加
熱装置を要しない。代わりに、装置は、ロール直径を増
すことが必要である処と時に空気噴流のみを加熱する。
さらに、装置は蒸気出力の装置により提供されるものよ
りより熱い空気を作るため、本発明の装置は典型的な直
径12インチ、190゜Fカレンダロールで２倍以上のかみ込
み制御範囲を提供する。これらの利点及び他の利点は次
の説明で明らかになる。

〔発明の概要〕

本発明は、回転するカレンダロールの選ばれた円柱部分
に対して熱い空気又は冷たい空気の噴流を導くことによ
って局部的なカレンダロール直径を制御するための制御
装置である。ロールは温度で少なくとも一つの寸法を変
えるように応答する材料からなっている。空気噴流によ
る局部的な加熱又は冷却によって生ずる熱膨張又は収縮
は、カレンダロール直径における局部的な不均一性を矯
正する。

図示の実施例においては、発明は、カレンダロールの側
方に配置された単一細長状の冷たい空気の空気溜からな
っている。空気溜の長手方向に沿って配置された多数の
ノズルは、ロールの円柱部分に空気噴流を導く。電気抵
抗ヒータのような加熱部材は、各ノズル内又は各ノズル
に隣接して配置されている。それゆえ、加熱部材が活発
化されるとき、ノズルを通って逃げる冷たい空気は加熱
部材と接触することによって加熱される。しかしなが
ら、他の型式の加熱装置が使用されることも認められ
る。

センサはウェブの厚さを測定し、加熱部材への出力は均
一な厚さを維持するために調節される。各ノズルによっ
て放出される空気の体積は実質的に一定に保たれる。加
熱部材が、ウェブ厚みセンサからの信号に応答して活発
化又は不活発化されるとき、空気噴流の温度のみが変わ
ることが必要である。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例が第１図に示されるように、カレンダ
ロール制御装置がカレンダ（つや出し）装置のロール10
の側方に伸びている。装置は、冷たい空気が充満した空
気溜12と、この空気溜12の長手方向に沿ってあちこちに
配置されるとともに空気溜の内部と連通している多数の
ノズル14とを備えている。ファン13は空気溜内の空気を
加圧する。この加圧空気は、加熱又は冷却のため、種々
の公知装置のいずれかの装置によって随意予熱又は冷却
される。空気溜12内の加圧空気はノズル14を通って流出
し、このノズル14はその直径を制御するためにカレンダ
ロール10の各部分に空気を導く。ノズル14列を更に１列
を空気溜12の端部の付近に設けてカレンダロール10の両
端部が冷える傾向が強くなるのを補償する。

第２図は第１図で図示された装置のより詳細な断面図で
ある。少なくとも１つの電気加熱部材18は、すべてのノ
ズル14および各ノズル14内に配置され、その内部加熱部
材18で単一加熱モジュールを構成する。第２図に示され
るように、これらモジュール20は修繕、検査、取替えの
ために空気溜12から取り外せる。第２図において、上部
加熱モジュールが空気溜12から取り外された状態が示さ
れている。

空気溜12からの空気は、この目的のために設けられたモ
ジュールケース24内の連通孔22を介して加熱モジュール
20に入る。それから、空気は、連通路26を介してノズル
14の内部に入っている加熱モジュール20の後部に流入す
る。矢印28,30は空気の流れの道筋を示すものである。
ノズル14を通る空気が加熱部材18を収縮させる。それゆ
え、空気溜12内の冷たい空気は各ノズル14を通って一定
の割合で流出するけれども、流出空気の温度は加熱部材
18を活発にすることにより高められ得る。

第３図は本発明の第２実施例を示している。この実施例
は第１実施例と実質的に同一方法で作動する。しかしな
がら、本実施例では、空気溜112からの加圧空気は加圧
モジュール120の後部に入り、ノズル114を介して直接に
カレンダロール110に流れる。加えて、ノズル114は凹形
の覆い（シュラウド）132から突出しており、この覆い1
32は、空気がカレンダロール110と接触を保つようにノ
ズル114によって放出された空気を閉じ込める役割を果
たし、これゆえ、ロール110への又はロールからの熱移
動の効率を高める。覆い132は、また冷たい循環空気が
空気噴流に乗せられることを防止している。このことは
噴流の温度を効果的に減ずる。勿論、類似した覆い132
が第１図及び第２図で示される発明の実施例において使
用され得る。

第３図に示すカレンダロール制御装置は支持装置134に
より支持されている。この装置は２つの剛性の支承アー
ム136からなっている。上記アーム136は空気溜112のい
ずれかの端部に配置されている。これらのアーム136
は、空気溜112と覆い132がカレンダロール110に向かっ
てそれから離れて支承されるように空気溜112を支持し
ている。

伸長可能なエアシリンダ138は各支承アーム136と協働す
る。空気でシリンダ138は加圧されるために伸長し、こ
れゆえカレンダロール110から離れて空気溜112を揺動さ
せる。しかしながら、操作位置で、各エアシリンダ138
は、ノズル114と覆い132がこの出願によればカレンダロ
ールの表面から約1/2乃至２インチに位置するように加
圧され、そしてカレンダロール制御装置はわずかにカレ
ンダロールに向かって傾いている。この準安定の位置
で、ウェブ140が破れてロール110の回りをからまるなら
ば、ウェブ140とノズル114又は覆い132間のわずかな力
の接触でも装置をカレンダロール110から揺動して離す
のに充分であり、これゆえ装置の損傷を防ぐ。

第４図は第３図に示される本発明の実施例に適した加熱
モジュール120の詳細図である。この加熱モジュール120
は第３図に示す加熱モジュールソケット142に適合す
る。２つの伝導部材144は加熱モジュール120の後部から
伸び、空気溜112内に位置する電気ソケット146内に差し
込む。モジュール120は、また検査、修繕、取替えのた
め容易に引き抜かれる。

モジュールは、前面に向かって傾斜しているノズル114
を含んでいる。このノズル114は大きな同心状の外側チ
ューブ148により囲まれている。ノズル114と外側チュー
ブ148との間の空間には、絶縁物150が充填されている。

加熱部材118は、低い熱容量を有した薄いマイカ（雲
母）のフレーム152に取りつけられている。加熱部材118
及びマイカのフレーム152の低い熱容量のために、ウェ
ブの厚みセンサ154からの信号に応答して空気噴流の温
度を迅速に変えることができる。

第５図は本発明の第３実施例を示す。この実施例では、
空気溜212からの加圧空気はノズル214の後部に入り、ノ
ズル214を通ってカレンダロール210に流れる。第１及び
第２実施例のように、各ノズル214は内部加熱部材218を
含み、この加熱部材218は、空気がノズル214を通って流
れるときその空気を加熱するために使われる。加熱部材
218は、ノズル214の両端に配置された導電性の柱258間
に張設された長さのある抵抗線256からなっている。各
ノズル214は10インチの長さであるが、ノズル214はかみ
込み制御の所望度によってより長く又はより短くなる。
これらのノズル214はカレンダロール210の表面に一致す
る凹形端部260を有している。この実施例の凹形ノズル2
14は、本発明の第２実施例における覆い132（第３図参
照）に類似した機能を果たす。ノズル214の凹形端部260
は、ノズル214の端部に空気が現われるまで空気がカレ
ンダロール210と接触し続けるようにノズルオリフィス2
62から放出された空気を閉じ込める。オリフィス262か
ら放出された熱い又は冷たい空気は長い期間カレンダロ
ール210と接触し続けるため、より多くの熱がロール210
と空気間で移動する。加えて、凹形ノズル214は、冷た
い周囲の空気が空気噴流に乗せられることを防ぐ。前述
したように、これが噴流の温度を効果的に減ずる。

空気溜212はピボット264,266に回転支承されている。ピ
ボット264は細長部材268により支持されている。部材26
8が矢印270の方向に引っ込むとき、空気溜212、ノズル2
14及び加熱部材218はカレンダロール210から揺動して離
れる。これは、装置の修繕、検査又は取替えを可能にす
る。

本発明の各実施例は、実質的に同一方法で作用する。そ
れゆえ、本発明の装置の作用は第３図及び第４図に示す
第２実施例にのみ関して説明する。しかしながら、次の
説明は他の実施例にも適用できる。

本発明の操作の間、センサ154はウェブ140の厚さを測定
し、ウェブ140の各部の測定厚さに対応した信号を出
す。それから、これらの信号は出力制御装置172に供給
され、均一な厚みを有したウェブ140を得るために出力
制御装置172が加熱部材118への出力を調節する。

ウェブ140の厚さが所定の厚さから逸脱した度合によっ
て、調節される直径のカレンダロール110の部分に隣接
したノズル114における加熱部材118に、より大きな出力
又はより小さな出力が適用される。厚すぎるウェブ140
を作るカレンダロール110の部分は、隣接したノズル114
における加熱部材118を活発にすることによって熱せら
れる。加熱部材118に供給される出力が大きくなればな
るほど、カレンダロール110に熱い空気が当りそしてよ
り大きな熱膨張が起こる。たとえば、空気溜圧力１パウ
ンド／in²、ノズル径0.625インチ、加熱部材118の出力
5.5KWで、約６秒間で、空気は65゜Fから600゜Fに加熱され
る。

一方、検知装置154が薄いウェブ部140を検知するとき、
出力制御装置172は隣接した加熱部材118により少ない出
力に導くか又はこれら加熱部材118を完全に停止する。
加熱部材への出力が減ったとき、カレンダロール110の
隣接した部分はより冷たい空気の流れにさらされる。よ
り冷たい空気のためにカレンダロール110の隣接した部
分は収縮し、それによって局部的なかみ込み空間を増し
ウェブのより厚い部分を作る。

つや出しされたウェブ140の厚みを制御する多くの蒸気
加熱装置は、加熱空気が約325゜Fの最大温度に限定され
ている。これに対して、本発明は、600゜Fの空気温度に
達する。このより高い温度のために、典型的な190゜F、1
2インチロール110について２倍以上の制御範囲を提供す
る。加えて、すべてのノズル114を通って流れる空気は
一定であるため、より正確な制御が可能となる。各ノズ
ル114から放出される空気の温度は他のノズル114から放
出される空気の温度と独立している。

本発明の２つの好ましい実施例が説明された。それにも
かかわらず、本発明の思想と範囲から逸脱することなく
種々の改変が可能である。たとえば、加熱部材への出力
レベルを連続的に変える代わりに、衝撃係数のパーセン
トを変えるために出力が入切される。さらに、異なった
形状及びサイズのノズルが本発明の範囲に含まれる。こ
れゆえ、本発明は上述した実施例に限定されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気溜の長手方向に沿って配置されカレンダロ
ールに空気を導く多数のノズルを示す本発明の一実施例
の斜視図、第２図は着脱可能な加熱モジュールを示す第
１図の実施例の断面図、第３図は冷たい空気が入ること
を防ぐ覆い（シュラウド）とカレンダロールに対して導
かれた単一列のノズルを有した本発明の別の実施例を示
す図、第４図は第３図の実施例に適した加熱モジュール
の詳細図、第５図は冷たい空気が入ることを防ぐ凹形ノ
ズルを有した本発明の別の好適な実施例の断面図であ
る。 10,110,210……カレンダロール、12,112,212……空気
溜、13……ファン、14,114,214……ノズル、18,118,218
……加熱部材、20,120……モジュール、22……連通孔、
24……モジュールケース、132……覆い（シュラウ
ド）、134……支持装置、136……支承アーム、140……
ウェブ、142……加熱モジュールソケット、144……伝導
部材、146……ソケット、148……チューブ、150……絶
縁物、152……フレーム、154……センサ、172……出力
制御装置、256……抵抗線、262……オリフィス、264,26
6……ピボット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カレンダロールの直径を制御するため空気
噴流加熱を使用し、それによってつや出しされる素材の
シートの厚さを制御するカレンダロール制御装置であっ
て、カレンダロールの側方に配置される空気溜と、ガスで前記空気溜を加圧するための加圧装置と、前記空気溜の内部と連通し前記カレンダロールに向けら
れる複数のノズルと、前記つや出しされる素材の厚さを検知して素材の厚さに
対応する信号を出すための検知装置と、を備えるカレン
ダロール制御装置において、各ノズル（18、118、218）を通って流れるガスを加熱す
るため各ノズルと協働し各ノズルの内部に配設される加
熱部材（18、118、218）と、各加熱部材に出力を制御可能に供給するための出力供給
装置と、前記空気溜（112）を回転可能に支承するための少なく
とも一つの支持部材（136）と、各支持部材の回転軸位置が伸長部材と提携して伸縮する
ことによって制御されるように、少なくとも１つの支持
部材（136）と提携する少なくとも１つの伸長部材（13
8）と、前記検知装置（154）からの信号に一致するように各加
熱部材（18、118、218）に供給される出力を個々に制御
するための制御装置（172）と、を備えたことを特徴と
するカレンダロール制御装置。
【請求項２】前記一つの支持部材（136）は旋回アーム
を有し、このアームは、前記空気溜（112）を旋回可能
に支持し、前記ロールへ面する第１方向へ傾く平衡位置
の一側から前記第１方向と反対の第２方向へ傾く平衡位
置の他側へ、前記空気溜（112）が旋回できるように
し、前記一つの支持部材（136）は、前記第１方向に傾く位
置で前記アーム上の前記空気溜の旋回を停止させる停止
手段を有し、これによって、前記第２方向にある前記空
気溜へ作用する力が前記平衡位置の上方で前記空気溜を
固定し前記空気溜が前記第２方向で旋回し続けるように
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカレ
ンダロール制御装置。