DE69202627T2

DE69202627T2 - Apparat zur Begrenzung des Lufteintrags zwischen den Windungen einer Spule für bahnförmige Materialien während des Spulvorganges.

Info

Publication number: DE69202627T2
Application number: DE1992602627
Authority: DE
Inventors: David Alun Clemett; David Hodgson
Original assignee: Wiggins Teape Group Ltd
Current assignee: Arjo Wiggins Ltd
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1992-06-29
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2012-06-30
Also published as: FI923015A0; DE69202627D1; EP0521681B1; GB9114535D0; CA2072940A1; JPH05193792A; EP0521681A1; FI923015A; ES2072707T3

Description

Anlagerolle und Papieraufrollapparat

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei Vorrichtungen zum Aufrollen bahnförmigen Materials, insbesondere druckempfindlichen flächigen Materials wie kohlefreies Kopierpapier, ohne dieses zu beschädigen und unter Begrenzung des Lufteintrags zwischen den Wicklungen der Rolle.
Beim Aufrollen eines Bahnmaterials mit hoher Geschwindigkeit ergeben sich oft Schwierigkeiten bei der Bildung einer dichten und gleichmäßigen Aufspulung aufgrund der eingetragenen Luft, welche zwischen den verschiedenen Wicklungen des auf die Rolle aufgewickelten Materials eingeschlossen wird. Besondere Probleme treten beim Aufwickeln von druckempfindlichen, kohlefreien Kopierpapieren auf. Derartige Papiere sind äußerst empfindlich gegenüber äußeren Einwirkungen und weisen aus funktionellen Gründen ein relativ dichtes Basismaterial auf, dessen Impermeabilität durch aufgebrachte Beschichtungen an einer oder beiden Seiten des Papiers weiter vergrößert wird.
Die zwischen den einzelnen Wicklungen eingeschlossene Luft wirkt wie ein Schmiermittel und ermöglicht es den Wicklungen sich relativ zueinander zu bewegen. Im Ergebnis entsteht eine teleskopartige Rolle und das kohlefreie Papier wird aufgrund des Gleitens zwischen den Oberflächen aneinanderliegender Papierlagen beschädigt.
Es wurden bisher drei Verfahren vorgeschlagen, um dem Problem des Lufteintrags zu begegnen. Zunächst wurde die Spannung in der laufenden Materialbahn erhöht. Dies führt jedoch zu einer permanenten, unerwünschten Verformung des Materials. Zweitens wurde eine mit relativ hartem Gummi beschichtete Rolle verwendet, um die Aufwickelspule zu kontaktieren unmittelbar nachdem die Materialbahn in Kontakt mit der vorher aufgewickelten Schicht gekommen ist, um die Luft zwischen den Wicklungen hinauszudrücken, unmittelbar nachdem sie eingetragen wurde. Die Verwendung einer derartigen Kontaktrolle erzeugt jedoch einen Abdruck auf dem kohlefreien Papier, wenn geringfügige Differenzen im Quermaschinenprofil der Aufwickelspule vorliegen. Der Abdruck wird durch einen zu starken Druck in Bereichen größerer Durchmesser erzeugt.
Drittens wurde ein ebener Druckluftstrom auf die Aufwickelspulen, und zwar an den Punkt unmittelbar hinter dem Kontaktpunkt der aufzuwickelnden Lage auf die vorhergehende Lage gerichtet. Es stellte sich jedoch als unmöglich heraus, den Luftstrom über die gesamte Breite der Aufwickelspule ausreichend zu stabilisieren, um die zwischen den einzelnen Lagen eingeschlossene Luft auszutreiben.
Es wird auch auf das US-Patent Nr. 3,304,017 und die europäische Patentanmeldung Nr. 83 303 950.6 (Veröffentlichungsnummer 99 242) hingewiesen, welche insbesondere hinsichtlich der zweiten und der dritten beschriebenen Methode von Bedeutung sind.
Es gehört zu den Zielen der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, den Lufteintrag zwischen die Wicklungen einer Aufwickelspule während des Hochgeschwindigkeitswickelns druckempfindlichen Materials mit chemischen Rückständen weitgehend zu verhindern, ohne dieses Material oder die Vorrichtung durch chemische Rückstände zu beschädigen.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Anlagerolle zum zusammenwirkenden Eingriff mit einer Rolle aus druckempfindlichem Bahnmaterial, das während des Aufrollens dieses Materials chemische Rückstände trägt, um im wesentlichen den Lufteintrag zwischen den Wicklungen dieses Bahnmaterials zu verhindern, wenn diese sich auf der Rolle bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagerolle aus einem zylindrischen Trägermantel, einer elastischen Basisschicht aus einem vom Trägermantel getragenen und eine Kompressibilität im Bereich von 30º - 40º Shore-Härte aufweisenden Material, und einer Oberflächenschicht aus flexiblem, gegen die chemischen Rückstände inerten Material besteht.
Die Basisschicht weist beispielsweise eine 16 bis 18 mm dicke Schicht chlorsulfinierten Polyäthylens auf, wie es von Du Pont (UK) unter der eingetragenen Marke HYPALON vertrieben wird. Die Härte der Basisschicht liegt optimal bei 35º Shore.
Die Oberflächenschicht ist typischerweise 2 mm dick und kann aus einem Vinylfluorid- Hexafluor-Propylen-Kopolymer gebildet werden, wie es beispielsweise von Du Pont (UK) unter der eingetragenen Marke VITON vertrieben wird. Die Härte der Oberflächenschicht liegt vorzugsweise bei 50 - 60º Shore und optimal bei 55º Shore. Das verwendete Material ermöglicht gute Loslösung, hohe Resistenz gegenüber Abnutzung und Resistenz gegenüber jeglichen Lösungsmittelrückständen, welche auf dem Papier vorhanden sein können.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben, welche zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer einfachen Papieraufwicklungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Anlagerolle;
Fig. 2 eine schematische, im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Rückspulvorrichtung für Bahnmaterial mit einem fliegenden Splice, bei der die Andruckrolle erfindungsgemäß ausgestaltet ist und somit auch als Anlagerolle wirkt; und
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Anlagerolle.
Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß die Wickelrolle 1 auf einem Wickler 2 aufliegt, um das Bahnmaterial 3 aus kohlefreiem Kopierpapier, welches in Pfeilrichtung 4 von einer (nicht dargestellten) Beschichtungsmaschine kommt, aufzuwickeln. Eine rückziehbare Transportvorrichtung 5, welche in Pfeilrichtung 6 beweglich ist, wird zur Positionierung der Papierbahn 3 vor der Aufwicklung auf die Spule 1 verwendet. Unmittelbar nachdem die Materialbahn 3 in Kontakt mit der Aufwickelrolle 1 gelangt ist, wird durch die Anlagerolle 7 Druck darauf ausgeübt, was im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 3 näher beschrieben wird.
Figur 2 zeigt einen schematischen Schnitt des Aufwickelsystems einer bekannten Papiermaschine mit einem fliegenden Splice unter Verwendung einer Andruckrolle, welche erfindungsgemäß ausgeführt ist und auch als Anlagerolle wirkt.
Die Zeichnung zeigt eine Basis 10 mit Auflagestützen 11, zwischen denen eine Welle 12 beweglich gelagert ist. Um die Welle 12 laufen zwei diametrale Arme 13 (von denen nur einer dargestellt ist) zwischen deren Enden zwei Aufwickelspindeln 14 gelenkig gelagert sind. Ebenfalls gelenkig um die Welle 12 sind zwei weitere diametrale Arme 15 gelagert (von denen nur einer dargestellt ist) zwischen deren Enden zwei Führungsrollen 16 drehbar gelagert sind.
Gegenüberliegend und benachbart zu dem Bewegungsbogen der Spindeln 14 um die Welle 12 befinden sich zwei Auflager 17, welche mit Hilfe einer Zylinder-Kolben- Einheit 19 um eine Welle 18 geschwenkt werden können. Eine Andruckrolle 20 ist zwischen den Auflagern 70 drehbar gelagert. Unmittelbar oberhalb der Andruckrolle 20 ist ein Arm 21 mit einem Messer 22 mit Hilfe einer Zylinder-Kolben-Einheit 24 drehbar um eine Welle 23 gelagert.
Aufbau und Betrieb des in Figur 2 dargestellten Wicklers sind an sich bekannt und der Betrieb wird daher nur kurz beschrieben. Eine Spindel 14 wird zunächst drehbar zwischen den Enden des Arms 18 angebracht und ein (nicht dargestellter) Streifen Klebeband wird dann entlang seiner Länge darauf festgeklebt. Unter der Annahme, daß eine gleichartige Spindel zwischen den anderen Enden der Arme bereits mit einer Wickelrolle 26 gewünschten Durchmessers gewickelt wurde, werden die Arme 13 und 15 gleichzeitig in Richtung der Pfeile 25 gedreht. Hierdurch wird die fertige Rolle 26 in die in Figur 2 dargestellte Stellung gebracht und das Papierende 27 um eine der Führungsrollen 16 gezogen, nachdem es an fixierten Führungsrollen 28 und 29 vorbeigezogen wurde; das Papier kommt aus einer (nicht dargestellten) Papiermaschine. Die Materialbahn 27 kommt nahe an die leere Spindel 14, welche das Klebeband trägt, gerät jedoch mit dieser nicht in Kontakt. Die Zylinder-Kolben- Einheiten 19 und 24 werden dann im wesentlichen gleichzeitig betätigt, um durch Wirkung der Andruckrolle 20 das Bahnmaterial 27 in Kontakt mit der leeren Spindel 14 treten zu lassen, während das Messer 22 das Bahnmaterial am Punkt 29 abschneidet. Das neue vordere Ende des Bahnmaterials klebt an dem Klebestreifen fest und die Aufwicklung einer neuen Spule auf der neuen Spindel 14 kann beginnen. Die fertige Spule 26 wird dann entfernt und eine neue, leere Spindel wird zwischen den Enden der Arme 13 befestigt.
Während des herkömmlichen Betriebs der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung werden die Kolben 19 und 24 zurückgezogen, um eine gleichzeitige Rückziehung der Andruckrolle 20 und des Messers 22 zu bewirken. Wenn jedoch eine erfindungsgemäße Andruckrolle 20 verwendet wird, wie sie weiter unten unter Bezugnahme auf Figur 3 näher beschrieben ist, verbleibt die Andruckrolle in Kontakt mit dem Bahnmaterial 27, wenn dieses auf die Spindel 14 aufgewickelt wird. Sie wirkt dann als Anlagerolle, um Luft zwischen den einzelnen Wicklungen der Rolle herauszudrücken.
In Figur 3 ist die Konstruktion einer Rolle dargestellt, welche entweder als Anlagerolle 7 gemäß Figur 1 oder als Andruckrolle 20 gemäß Figur 2 verwendet werden kann. Die Rolle besteht aus einem zylindrischen Trägermantel 30 aus Stahl, welcher eine elastische Basisschicht 31 und eine flexible Oberflächenschicht 32 trägt. Die Basisschicht ist vorzugsweise 16 bis 18 mm dick und beinhaltet ein Kunstharzmaterial mit einer Härte von etwa 35º Shore. Das Kunstharzmaterial kann chlorsulfiniertes Polyäthylen beinhalten (einschließlich geeignete Additive zur Erzielung der gewünschten Härte), wie es von Du Pont (UK) Limited unter der eingetragenen Marke HYPALON verkauft wird.
Die Oberflächenschicht 32 hat eine Härte von etwa 55º Shore und eine Dicke von etwa 2 mm. Sie kann aus einem Vinylfluorid-Hexafluor-Propylen-Kopolymer bestehen, wie es von Du Pont (UK) Limited unter der eingetragenen Marke VITON verkauft wird. Die Oberflächenschicht zeigt gute Loslöseeigenschaften, hohe Verschleißresistenz und eine hohe Resistenz gegenüber Lösemittelrückständen, welche auf dem Papier vorhanden sein können.
Es wurde herausgefunden, daß bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Anlagerolle oder Andruckrolle eine erhebliche Erhöhung der Wickelgeschwindigkeit kohlefreien Kopierpapiers erzielbar ist, um eine dichtgewundene und gleichförmige Wicklung ohne Zerstörung der Rolle oder Beschädigung des Papiers zu ermöglichen. Je nach Qualität des aufzuwickelnden Papiers kann die Aufwicklung bei Geschwindigkeiten von über 1000 Metern pro Minute erfolgen.

Claims

1. Anlagerolle (7) zum zusammenwirkenden Eingriff mit einer Rolle (1) aus druckempfindlichem Bahnmaterial (3), das während des Aufrollens dieses Materials chemische Rückstände trägt, um im wesentlichen den Lufteintrag zwischen den Wicklungen dieses Bahnmaterials zu verhindern, wenn diese sich auf der Rolle (1) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagerolle (7) aus einem zylindrischen Trägermantel (30), einer elastischen Basisschicht (31) aus einem vom Trägermantel (30) getragenen und eine Kompressibilität im Bereich von 30º - 40º Shore-Härte aufweisenden Material, und einer Oberflächenschicht (32) aus flexiblem, gegen die chemischen Rückstände inerten Material besteht.

2. Anlagerolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht (31) aus einem Kunstharzmaterial von 16 bis 18 mm Dicke besteht.

3. Anlagerolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharzmaterial chlorsulfiniertes Polyäthylen ist.

4. Anlagerolle nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht (31) 35º Shore-Härte aufweist.

5. Anlagerolle nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (32) 2 mm dick ist.

6. Anlagerolle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (32) aus einem Vinyldifluorid-Hexafluor-Propylen-Kopolymer gebildet wird.

7. Anlagerolle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (32) 50 - 60º Shore-Härte aufweist.

8. Anlagerolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (32) 55º Shore-Härte aufweist.

9. Papieraufrollapparat gekennzeichnet durch eine Anlagerolle (7) wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht.