JPS60500420A - 艶出し用弾性ロ−ルのライニング用繊維材料、ならびに、圧密せる繊維材料をライニングした艶出し機構用弾性ロ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 艶出し用弾性ロールのライニング用繊維材料、ならびに、圧密せる繊維材料をラ イニングした艶出し機構用弾性ロール 技術分野 本発明は、艶出し用弾性ロール（例えば、ペーパー什上ケ用スー、Ｑ−カレンダ ーのロール）のライニング用繊維材料、ならひに、圧Ｗｌせるこの種の繊維材料 をライニングした艶出し機構用弾性ロールに関する。

例えば、高級印刷用紙まだは別の特殊深−パー（例えば、模造羊皮紙）の仕上げ 、即ち、艶出しには、硬い鋼ロールと、プレス間隙の圧力を受けて変形する高弾 性シェルを備えたロールとを、相互間にプレス間隙が生するよう、本質的に交互 に重ねて配置して構成した、いわゆる、スーパーカレンダーを使用する、プレス 間隙をｌ１ｌｌｌ］次に通過するは−パーは、この際に生ずる速度差によって且 つ址だ弾性ロールの縮充仕事により作られる温度によって艶出しされる。

背景技術 クー／２−カレンダーの弾性ロールのシェル、即ち、ライニングの材料としては 、５００〜５ＱＱ　ｂａｒの高圧でロール芯にプレスし、次いで、円筒形に旋削 、研磨加工した特殊な繊維材料が汎用されている。

繊維材料としては、特に、セルロース繊維（％に、リンター）を使用する。しか しながら、上記のセルロース繊維に別の繊維材料を添加混合することもできる。

即ち、例えは、欧洲における弾性カレンダーロールの標準ライニングは、木綿８ ０係と羊毛２０　％とから成る。特殊な目的には、最大５０％寸でのアスベスト 繊維を含むロールライニングも使用される。

艶出し機構の弾性ロールまたは弾性カレンダーロールのライニングに使用する繊 維材料は、大半の用途について、場合によっては羊毛を含む木綿繊維から々る啄 −只−の形で使用し、長網抄紙機で公知の製紙法により製造する。上記の啄−・ Ｑ−から、ロール芯を通すだめの中央開口を備えたへ角形せたは円形ディスクを 切出し、次いで、ロール芯に軍ねてはめ、最大６００　ｂａｒの圧力で軸線方向 へ圧縮する。次いで、かくして得られたロールを正確な寸法に旋削、研磨する。

しかしながら、ロールのライニングに１，２　、ｏ−の形の繊維材料を必すしも 使用する必要はない。繊維材料（例えは、けば立てた木綿繊維）を別の態様でロ ール芯にプレスする製造法も公知である。しかしながら、現在、艶出し機構の弾 性ロールの新規のライニングには、もっばら、カレンダーロール用深−，ｏ−が 使用されている。

艶出し用弾性ロールのライニングに使用されるセルロース繊維（本質的に、リン ター）は、被加工間−・Ｒ−の艶出ｌ〜に関して最高級の技術的性質を有し、従 って、汎用されているが、カレンダーの運転に関しては、一般にコスト的な一連 の問題点を生ずる。即ち、ロールの周縁範囲には、最大３００　ｄａＮ　／Ｃｍ の線圧を使用する縮充仕事によって、昇温か起きる。木綿繊維のセルロース材料 の熱伝導性は比較的悪いので、ロールシェルには、放熱されない熱エネルギによ って熱ダムが発生し、かくして、ロール表面下の約１．０　Ｍのか囲の温度が最 高となる。特に、仕上げ処理したＯ　、Ｑ−リボンの引裂部分捷たはロール間隙 を通過する異物に帰因して容易に生ずるロール狭面の損傷部分には、温度ピーク が現れる。このような個所には特に、昇温か起り、その結果、界面下のロールラ イニングの繊維材料が燃焼することになる。従って、上記範囲のロールライニン グは、その特性を失い、一般に、使用不能となるので、更新しなければならず、 従って、多額の経費がかかる。

カレンダーに多種多様な構造的方策を講じて、例えは。

ロール内部の冷却によって、ロールの燃焼を招く温度ピークを防止することが試 みられている。しかしながら、セルロース材料の熱伝導性が良くないため、この 棟の方策は、限られた効果を挙げるにすぎ々い。生起する問題点ならびにこれら の問題点を排除する方策は、例えば、”　Ｗｏｃｈｅｎｂｌａｔｔ　ｆｕｒ　Ｐ ａｐｉｅｒｆａｂｒｉｋａｔｉｏｎ”、１．９８０年、Ｎ０１１／１２にＢ、　 ＭｕｎＣｈらか説明している。上記刊行物において、筆者は、弾性ロールの上述 の燃焼の危険性が、これ甘で、克服されなかっただめ、従来は、スーパーカレン ダーの技術的可能性を利用できなかったと述べている。

極めて高度の仕上げを特徴とする特殊紙（例えば、模造羊皮紙）のカレンダー処 理の場合、アスベスト繊維は、発生する高温に十分に耐えるので、カレンダーロ ールには、最大５０　％のアスベスト繊維を含むライニングを使用する。しかし ながら、この種のロールライニングは、他の技術的性質に関して不適である。従 って、技術的性質に関して木綿ライニングと等価の、カレンダーロールライニン グ用の耐熱性繊維材料を探し出す試みがなされている。しかしながら、これまで 、上記の努力は、成果を収めていない。

発明の開示 本発明の目的は、艶出し弾性ロール用にすでに実証されている繊維材料の技術的 性質を損うこと々く、ロールライニングの放熱を改善して問題を解決することに ある。。

篤くべきことには、ロールのライニング材料の繊維に炭素繊維をある程度添加す れば、ロール表面下の温度ダムがほぼ完全に排除され、同時に、繊維材料の技術 的性質（特に、弾性）か更に改善されると云うことが判った。

ここで、“繊維材料″とは、一般には−／Ｑ−の形で使用するすべてのロールラ イニング用材料を云う。一方、”繊維″とは、場合によっては別種の添加物質と ともにロールライニング用工作物としての繊維材料を形成する本質的に繊維状の 物質を云う。

本発明にもとづき、全繊維に対する炭素繊維の割合は、約１．５〜１５Ｎ量係（ 好廿しくけ、約３〜１２軍量％）である。割合がｚｉｔｓの場合、他の条件およ び添加物に応じて、顕著な効果が得られる。１０重量係以上の添加も可能である が、運転条件のもとてロール表面下の温度ダムの排除に必要な効果が本質的に改 善されることは彦い。

炭素繊維は比較的高価であるので、多量の添加は、価格的に不利である。使用す る炭素繊維が、サスペンション中で他の繊維と十分に混合するよう、炭素繊維を 選択しなければならない。即ち、通常の製紙プロセスでは−パーの形に繊維材料 を作製する限りは、水性サスペンション中で凝集する炭素繊維寸たは本質的に疎 水性の炭素繊維は不適である。この場合は、例えば、２　＋）アクリルニトリル 基の炭化水素が有用である。炭素繊維の長さは、できる限り均一なサス波ンショ ンが得られるよう、他の繊維の平均長さのオーダとするのが合目的的である。製 紙上に繊維が相互に又絡するよう、各繊維の太さも同一のオーダとすべきである 。例えば、長さ３Ｍ、径５〜１０μｍの炭素繊維は、長さ２〜３Ｎ、径１７〜２ ７μｍのリンターと組合せることができる。

本発明に係る繊維材料の熱伝導性は、繊維に導電性ススを加えることによっても 改善できる。ススは、全繊維に対して０．５〜１０１量チ添加できる。しかしな がら、スス添加の効果は、添加割合が同一の条件において、炭素繊維よりも本質 的に少ない。ススの使用には、更に、製紙時に、非繊維材料であるススが、製紙 機のスクリーンに保持されず、従って、水とともに循環すると云う欠点がある。

更に、炭素繊維は、ペーパーの強度および弾性に寄与する。炭素繊維の割合に対 応するススの添加は、技術的、価格的視点から、各事例について判断すべきであ る。

本発明に係る好捷しいペーパーは、炭素繊維以外に、本質的に木綿繊維のみから 成る繊維を含むか、重量比７．３〜９１リンターおよび羊毛から成る繊維を含む 。

本発明は、更に、若干量（好ましくは、スー／９！−に関して既に説明した量） の炭素繊維を含む圧密した繊維材料から成るライニングを備えた艶出し用弾性ロ ール（特に、カレンダーロール、艷出し機構の弾性・ロール）のライニングの作 製に新規の繊維を使用することに関する。

発明を実施するだめの最良の形態 実施例を参照して以下に本発明の詳細な説明する。しかしながら、以下に述べる 実施例は、本発明の保護範囲を限定するものではない。

実施例１ 型式″Ｒａｐｉｄ　−ＫＯｔｈｅｎ”の実験用シート作製機（Ｚｅｌｌ−ｃｈｅ ｍｉｎｇ−Ｍｅｒｋｂｌｑｔｔ　Ｖ　／　８１５７″′セノしロースの強度の統 一試験法、Ｒａｐｉ　ａ　−ＫＯｔｈｅｎ機によるシート作製パ参照）で、リン ター９０％と炭素繊維１０％とから成る面積重量約１５０９７ｍ”の実験用シー トを作製した。炭素繊維としては、５ＴＧＲＩ社（在マイチンゲン）の型式名称 ＳｉｇｒａｆｉｌＳＦＣ３のポリアクリルニトリル基炭素繊維を使用した。

この繊維は、長さ３間、径５〜１０μｍである。従って、炭素繊維の径は、使用 せるリンターの通常１７〜２７μｍの径の約３・６である。２番カットのリンタ ーの長さは、はぼ、２〜３Ｍである。従って、炭素繊維の長さは、本質的に、使 用したセルロース繊維の長さに対応する。

弾性カレンダーロールの負荷を本質的にシミュレートする試験法で上記挾−・Ｑ −の適性を試験した。この試験法は、冒頭に述べた゛週刊製紙新聞°“１９８０ 年、Ｎａ　１．１　／　１２のＥ、　Ｍｌｉｎｃ’ｎの論文に記述しである。こ の試験法では、重ね合わせた実験用シートを圧縮して、カレンダーロールのライ ニングの作製時にも使用するような辺長４０ヒの立法体を作製し、次いで、上記 の立方体試料に押し棒を載せ、圧縮下気・・ンマによって又番負荷を加える。こ の場合、立方体試料の負荷個所の大男に、表面から１０ｍｍの個所に第１測温セ ンザを埋込み、表面から２０Ｂの個所に第２測温センサを埋込む。立方体試料の 又番負荷は、押し棒下の部分が燃焼する１で、即ち、い、わゆる“バーン・アラ ）　（ｂｕｒｎ−〇ｕｔ　）が起きる寸で加える。試験条件は、木綿繊維約８０ ％と羊毛繊維約２０φとから成る従来のカレンダーロール用液−／Ｑの試験条件 と同様、押し棒の荷車を５０ｋＩｌｌ、周波数を５０　Ｈｚとした（父番圧力５ ．０′ｂａｒに対応する）。

従来の材料から成る立方体試料の耐久時間は、２０Ｉｌｌ１１ｎ。

の場合は良好と判定し、ＩＱ　ｍｉｎ、の場合は不良と判定する。

第１、第２センサの間の温度差は、従来のカレンダーロール用バー・ξ−の場合 、試験終了後、約９０　’Ｃであった。

双方のセンサの間の温度勾配は、試料の熱伝導性の尺度であるので、上記の数値 から、セルロース基の従来のカレンダーロール用Ｒ−／ｅ−の放熱は不良であり 、従って、既述の温度ダムが生じ、試相表面下に・ミーン・アウトが起きると云 える。

本発明に係る実験用Ｒ−・ξ−については、４０　ｍｉｎ、の試験後にも、・ミ ーン・アウトは現れなかった。第１、第２センサの間の温度差は、短時間で３０ ゛Ｃになるが、以後、不変であり、従って、熱収支が平衡状態となり、押し棒下 の試料が燃焼することはないと結論できる。

実施例２ 実施例１と同一の条件で立方体試料を作製した。押し棒による負荷を２倍に増加 した。従来のカレンダーロール用に一／１７−の場合、上記負荷において数ｍｉ ｎ、内にバーン、アウトが起きた。本発明に係る実験用波＝パーの場合、この苛 酷な条件においても、熱焼は起きなかった。

負荷周波数も増加して始めて、５５ｍ１ｎ、後に、パーン・アウトが現れた。セ ンサで測定した温度は、２１６°Ｃ（第１センザ）、１５２’Ｃ（第２センザ） であった。

実施例３ 実験結果が上述の如く極めて良好であったので、リンター９０重量係と実施例］ の炭素繊維１０係から成る面積重量約１６０〜１７０グ／ｍ２のカレンダーロー ル用ベーノＱ−を市販の製紙機により速度約８０〜９０ｍ　／　ｍｉｎで作製し た。

模造羊皮紙の仕上げ用カレンダーに使用するカレンダーロールに上記間　、ｏ− を被覆した。このカレンダーは、極めて大きい負荷のもとで使用するので、通常 は、アスベスト繊維の含量の高いライニングを施しだ弾性カレンダーロールを使 用する。木綿から成るロールライニングに関する予備実験において、ロールの耐 久時間が２ｈｒ。

来信であった。本発明に係るライニングを施したロールは、生産期間５２６　ｈ ｒ、にわたって使用できた。この場合、表面ばザラザラであり、ライニングを除 去して調べだ結果、ロールが完全に燃焼していると云うことが判った。

これに反して、従来のロールの大半は、局部的燃焼のため、父換しなければなら ない。この場合、材料が完全に燃焼する壕で使用することは不可能である。即ち 、カレンダーの運転時に必然的に生じ、局部的昇温および局部的燃焼を招く表面 の損傷は、本発明に係るロールの場合、何等の影響も与えかい。何故ならば、こ の場合、局部的昇温を招く熱が、良好に放熱され、ロール全体に分配されるから である。

産業上の利用可能性 実施例から明らかな如く、本発明に係゛る繊維材料によって、耐久性に関して公 知のロールライニングよりも遥かに優れた弾性カレンダーロール用ライニングを 作製できる。この場合、添加した炭素繊維は、圧延プロセスに対しても好適に作 用する。極めて好適な上記の結果によって、更に、装置メーカが以前から注目し ていたが、従来のカレンダーロール用ライニングが燃焼の恐れがあるため実現で きなかったカレンダー技術の革新が可能となる。

国際調査＠音 工ＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＡＰＰＬ工ＣＡＴ工０ＮＮＯ４ＰＣＴ／ＤＥ８４１ ００ｏ２５　（ＳＡ　６５０２）ＵＳ−−Ａ−３６９８０５３１７／１０／７２ 　ＮｏｎｅＵＳ−Ａ−３３９５６３６Ｎｏｎｅ ＵＳ−Ａ−１８５４５０９Ｎｏｎｅ ＤＥ−Ａ−２０５０６２７０４１０５／７２　ＮｏｎｅＵＳ−Ａ−３２６５５５ ７Ｎｏｎｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ３．艶出し弾性ロール（例えば、は−・Ｑ−仕上用スー・ｅ−カレンダーのロー ル）のライニング用のペーパーの形の繊維材料において、繊維材料の本来の繊維 が、若干量の炭素繊維を含むことを特徴とする繊維材料。 ２、炭素繊維の割合が、繊維全量に対して１．５〜１５Ｎ量係（好ましくは、３ 〜１２重量％）であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の繊維材料。 ３、繊維以外に、繊維全量に対して導電性スス０．５〜１０重量％を含むことを 特徴とする請求の範囲第１項寸だけ第２項記載の繊維材料。 ４、炭素繊維以外の繊維が、本質的に、木綿繊維（特に、す〕／ター）から成る ことを特徴とする請求の範囲第１〜３項の１つに記載の繊維材料。 ５、炭素繊維以外の繊維が、Ｍ量比７３〜９：］のリンターと羊毛とから成るこ とを特徴とする請求の範囲第１〜３項の１つに記載の繊維材料。 ６、繊維が、最大５０％の割合でアスベスト繊維を含むことを特徴とする請求の 範囲第１〜３項の１つに記載の繊維材料。 ７、艷出し用弾性ロール（特に、カレンダーのロール）のライニングの作製に請 求の範囲第１〜６項の１つに記載の繊維材料を使用すること。 ８、圧密せる繊維材料から成るライニングを施した、特に、啄−・Ｑ−仕上げ用 の、艶出し機構の弾性ロールにおいて、ライニングが、若干量の炭素繊維を含む ことを特徴とする弾性ロール。 ９、ライニングの炭素繊維の割合が、繊維全量に対して２〜１５重量％であるこ とを特徴とする請求の範囲第８頂記載の弾性ロール。 １０、ライニングが、更に、繊維全量に対して０．５〜１０重量％の割合で導電 性ススを含むことを特徴とする請求の範囲第８項または第９項記載の弾性ロール 。