JP2004217361A - シートロールの製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シートの巻き取り始端と終端の生成と、それら端部の芯管と小ロールへの固着に至る行程の自動化を図る。
【解決手段】シートＳの切断位置にシートの固定テーブルＴと、その上方に接着材の吐出ノズルとカッタ４１を備えたシートの切断装置を設ける。その下流に、送り出した小ロールを受けて自転させる対の送りローラとせき止めローラを設ける。芯管Ｃとスリッタの間にはシートの張力付与手段３０を設け、シートＳの切断と接着材ａの塗布の後、接着材ａを塗布した巻き取り始端Ｓ１ を芯管Ｃの周面に接着させるべく巻き取りローラ１を反転させてシートを引き戻す際、隣接する小幅のシートが重ならないよう、芯管Ｃとスリッタの間で弛んでいるシートを押圧して緊張状態にする。巻き取り終端は対の送りローラとせき止めローラで自転している小ロールに引き込まれて、その周面に自動的に接着する。
【選択図】 図１０
【解決手段】シートＳの切断位置にシートの固定テーブルＴと、その上方に接着材の吐出ノズルとカッタ４１を備えたシートの切断装置を設ける。その下流に、送り出した小ロールを受けて自転させる対の送りローラとせき止めローラを設ける。芯管Ｃとスリッタの間にはシートの張力付与手段３０を設け、シートＳの切断と接着材ａの塗布の後、接着材ａを塗布した巻き取り始端Ｓ１ を芯管Ｃの周面に接着させるべく巻き取りローラ１を反転させてシートを引き戻す際、隣接する小幅のシートが重ならないよう、芯管Ｃとスリッタの間で弛んでいるシートを押圧して緊張状態にする。巻き取り終端は対の送りローラとせき止めローラで自転している小ロールに引き込まれて、その周面に自動的に接着する。
【選択図】 図１０
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、不織布や抄紙された紙などのシートを、所定長さ分、芯管に巻き取るシートロールの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シートロールの製造装置では、幅寸法の大きい原反のシートを芯管に巻き取ってシートを一体化したものを輪切りにして作製するのではなく、シートを芯管に巻き取る前に、原反の幅広のシートを所望の幅寸法のものに分割し、分割した小幅のシートを、その幅寸法に対応する長さに分割した芯管に巻き取って作製する。それは、シートロールの外形が１０００ｍｍにも達するようなものを作製する場合には、巻き取り完了後のシートロールを輪切りにしようとしても、切刃がロールの周面に切り込めないからである。
【０００３】
そのような原反の幅広のシートを途中で分割して小幅のシートロールを製造する装置においては、シートを芯管に巻き始める際のシートの始端の芯管への固着と、巻き終わりに、シートの終端を小ロールの周面に固着させる作業は、長らく人手で行われていたが、それを自動化したものの一例が下記の文献（特許文献１）に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２７１８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示された装置は、シートの始端と終端に粘着テープを自動的に貼着して、各端部をそれぞれ芯管と巻き取りを終えた小ロールの外周面に自動的に接着させるものであるが、この発明では、シートの端部を固着させる手段として、粘着テープを用いるのではなく、接着材を採用したものについて、それを自動化することを試みたものである。
【０００６】
ただし、その製造の方式として、原反ロールから引き出したシートをスリッタで小幅シートに分割し、分割した小幅シートをそれに対応する長さの芯管に所定長巻き取り、巻き取った小ロールを小幅シートから切り離さずに巻き解きながら下流側に送り出し、巻き解かれた小幅シートを所定の位置で切断し、切断した小幅シートの上流側端部を新たな芯管への巻き取り始端とし、下流側端部を前記小ロールへの巻き取り終端とする方式のシートロールの製造装置を念頭に置いている。
【０００７】
なお、接着材を使用すれば、粘着テープ（両面テープ）の剥離紙の廃棄に伴うゴミの処理を割愛できるという利点がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明のシートロールの製造装置は、前記巻き解かれた小幅シートを切断する位置に、その小幅シートを固定する固定手段と、その固定手段で固定した小幅シートを幅方向に切断する切断装置を設け、その切断装置に前記小幅シートの巻き取り始端と終端に接着材を塗布する塗布装置を併設し、その切断装置の下流に、前記下流側に送り出された小ロールを受け止めて、巻き解かれた小幅シートを再巻き取りして小幅シートの終端を小ロールの外周面に接着する再巻き取り手段を設け、前記小幅シートを小ロールに巻き取る小ロール巻き上げ装置に、下流側にある小幅シートを引き戻してこの小幅シートの始端を新たな芯管に接着するための小幅シート引き戻し機構を設け、前記スリッタと前記小ロール巻き上げ装置との間に、小幅シートの前記引き戻し中及び引き戻した小幅シートの新たな芯管への巻き上げ中に、この引き戻した小幅シートに弛みが生じないように張力を付与する張力付与手段を設けた構成のものとしたのである。
【０００９】
この装置にあっては、先ず、巻き上げた小ロールが小ロール巻き上げ装置から下流側に送り出されたとき、小ロール巻き上げ装置より上流の小幅シートは小ロール巻き上げ装置と原反ロールとの間で張力が付与されている。この状態で、前記シートの固定手段により、その巻き解かれた部分のシートを固定して、前記切断装置を動作させて、シートを幅方向に切断し、同時に、その切断装置に併設した接着材塗布手段により、切断位置で仕切られたシートの巻き取り始端と終端に接着材を塗布する。
【００１０】
次に、シートの固定手段の固定作用を解除して、それと同時に、その固定手段の上流側では、新たな芯管とスリッタの間に存在するシートを、巻き取り時の逆転動作によって上流のスリッタ側に引き戻し、接着材の塗布された巻き取り始端を新たな芯管の周面に接着させるようにする。巻き取り時の逆転動作とは、具体的には、後述の実施形態の図１０を参照して説明すると、対の巻き取りローラ１、および、巻き取りローラ１とスリッタ６の間に存在する送りローラ２、３の、シートＳの巻き取り時とは反対向きの回転（図の時計回り）である。このシートの引き戻しの際に、上記シートの張力付与手段を動作させるのである。以下、暫し、この張力付与手段の作用について述べる。
【００１１】
芯管とスリッタの間にあるシートを引き戻す際、スリッタより上流側のシートは二度切りを防ぐために固定されているが、芯管とスリッタの間に存在する小幅のシートは、上記逆転動作が始まると、上記張力付与手段が無い場合には、その芯管とスリッタの間で弛むようになる。シートが弛むと、幅方向にずれるおそれがあり、ずれた小幅のシートは、再び、（新しい芯管への）巻き取り動作が始まると、蛇行してそれが巻き取られるべき芯管に正しく巻き取られず、隣の芯管に跨がって巻き取られるようになる。それを防ぐために、前記シートの張力付与手段により、弛んでいるシートを緊張状態に保ちながら引き戻すのである。こうして、そのシートの引き戻し動作により、接着材が塗布された巻き取り始端が新しい芯管の周面に接着されると、再び、原反ロール側からのシートの供給と芯管への巻き取り動作が始まって新しい小ロールが生成されていく。
【００１２】
その際、張力付与手段によるシートの緊張は、巻き取り始端が新しい芯管の周面に接着するまでだけでなく、新たな芯管への小ロールの巻き取りが開始された後も、引き戻したシートがすべて巻き取られて、巻き取りローラとスリッタの間のシートが元の緊張状態に復するまで続く。
【００１３】
他方、下流側では、シートの切断と巻き取り終端の固定解除と同時に、前記再巻き取り手段により、巻き解かれたシートが小ロール側に巻き取られるので、接着材の塗布された巻き取り終端が小ロールの周面に自動的に接着する。こうして、一部が巻き解かれていた小ロールが完成品のシートロールとなる。
【００１４】
以降、上記の動作が繰り返されて、小幅のシートロールが、順次、生産されていく。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この実施形態の装置の発明に係る主要部のみを模式的な正面図で示したものである。この主要部は、図に示す一点鎖線で仕切った右側のシートの「巻き取り部」と、左側の「製品搬出部」から成る。シートの巻き取り部の上流側（図の右側）には原反ロールを備えた「シートの供給部」と、「芯管の切断・供給機構」がある。それらシートの供給部と芯管の切断・供給機構は、いずれも、公知技術に基づく構成と作用を成すものであり、この発明の本質の部分ではないので、これらの部分についての図示と説明は省略する。以下では、主要部として、上記巻き取り部と製品搬出部のみを説明し、その動作については、これら主要部に、前記シートの供給部からシートと、芯管の切断・供給機構からは所定の長さに切断された芯管とが自動的に供給されてくるところから説明する。以下、先ず、上記主要部の構成について説明する。
【００１６】
前記シートの巻き取り部には、水平面上に互いに軸芯を平行にして対向する一対の巻き取りローラ１が設けられている。この巻き取りローラ１は、それらを同じ向き（図の反時計回り）に回転させて、その谷間に芯管Ｃを載置することにより、芯管Ｃを図の時計回りに接触回転させ、その芯管Ｃと巻き取りローラ１との接触面に上流側からシートＳを供給して、芯管Ｃに巻き取っていく。この巻き取りローラ１の上流側の四つのローラ２、３、４、５は、いずれも、図示しない前記シートの供給部から、その巻き取りローラ１にシートＳを導くための送りローラである。これらの送りローラ２、３、４、５の内、３と４のローラの間にシートＳを流れの方向（長さ方向）に沿って小幅シートに切断するスリッタ６が設けられている。この実施形態のスリッタ６はシートＳの幅方向（紙面に垂直な方向）に沿って複数組設けられており、各組とも、図１に一点鎖線で囲んで示すように、上刃６ａと下刃６ｂから成る。各組のスリッタ６はそれぞれ、上刃６ａと下刃６ｂがその回転軸に沿って、すなわち、シートＳの幅方向に沿って移動可能、かつ、移動後、元の回転軸に固定可能となっており、切断するシートＳの幅寸法を調整できるようになっている。これらスリッタ６および送りローラ２、３、４、５、また、前記巻き取りローラ１の駆動機構は、公知のベルト伝動を介したモータ駆動によるものであり、図示省略している。
【００１７】
前記巻き取りローラ１の対向中心の真上には、ライダローラ７が配置されている。ライダローラ７は昇降機構８によって垂直に移動可能となっており、前記巻き取りローラ１と協動して芯管Ｃの周面にシートＳを巻き取っていく間、巻き取られたシートＳの上から芯管Ｃを押圧して、シートＳが隙間無く、密に巻き取られていくようにするためのものである。そのライダローラ７の昇降機構８は、例えば、モータ駆動によるベルト伝動、チェーン伝動、ボールねじ等の周知・慣用の直線運動機構で構成されるものであり、この発明の本質となるものではないので、詳細な図示は省略し、単に矩形の枠でその存在範囲を示すに止めている。
【００１８】
ライダローラ７の昇降機構８の下部の図の右隣には、前記した図示しない芯管の切断・供給機構からこの巻き取り部に供給されてきた芯管Ｃを受け取って、待機させておく芯管の受け台９が巻き取りローラ１の斜め上方の位置に設けられている。
【００１９】
その受け台９の上方に、受け台９に載置された芯管Ｃを対の巻き取りローラ１の谷間に送り込む「芯管の送り機構１０」が設けられている。この芯管の送り機構１０は、芯管Ｃを吸着する吸着パッド１１と、その移動機構とから成る。吸着パッド１１の移動機構は、斜めに配置されたリニアガイド１２と、それに平行に配置されたエアシリンダ１３とを有している。リニアガイド１２の摺動体１２ａには、長手の取り付け板１４が取り付けられており、その取り付け板１４の一端に、前記エアシリンダ１３のロッド１３ａの先端がブラケット１３ｂを介して連結されている。取り付け板１４は、エアシリンダ１３のロッド１３ａの進退により、リニアガイド１２のレール１２ｂに沿って直線移動するようになっている。その取り付け板１４に、ロッド１５ａを垂直方向に向けたもう一つのエアシリンダ１５が取り付けられており、そのエアシリンダ１５のロッド１５ａの下端に前記吸着パッド１１が取り付けられている。このような構成により、吸着パッド１１は垂直に配置されたエアシリンダ１５で昇降し、斜めに配置されたエアシリンダ１３によってリニアガイド１２の配設方向（斜め方向）に移動する。
【００２０】
また、前記巻き取りローラ１の上流側には、図２に斜視図で詳細を示したように、巻き取りを完了した小ロールＳ０ を下流側に送り出すための送り出し機構２０が設けられている。この送り出し機構２０は、対の巻き取りローラ１の内の上流側のローラの回転軸１ａの延長両端に、送り出しアーム２１の中間部が固定されており、シートＳの幅方向に対向する両アーム２１の一端同士は丸棒２２で接続され、他端には、それぞれエアシリンダ２３のロッド２３ａが接続されたものである。そのエアシリンダ２３のロッド２３ａの進退により、アーム２１が回転軸１ａの回りに回転して、前記丸棒２２の部分で小ロールＳ０ を送り出すようになっている。
【００２１】
送り出し機構２０の上流には、シートＳを円弧状の経路に沿って上方から付勢するようになったシートの張力付与手段３０が配置されている。このシートの張力付与手段３０は図３に斜視図で詳細を示したように、シートＳの下方、幅方向に配設された回転軸３１の両端に側面視Ｌ字形のテンションアーム３２のＬ字の一端が回動自在に保持されており、そのテンションアーム３２の他端同士を付勢ローラ３３で接続したものである。このテンションアーム３２の回転軸３１にはアームレバー３４の一端が接続されており、そのアームレバー３４の他端にエアシリンダ３５のロッド３５ａが接続されている。この張力付与手段３０では、そのエアシリンダ３５のロッド３５ａの進退により、アームレバー３４を介してテンションアーム３２が回転し、そのことにより、前記付勢ローラ３３を円弧状の経路に沿って移動させ、シートＳを付勢するようにしている。このシートＳの張力付与手段３０の作用も後述する。
【００２２】
他方、前記巻き取りローラ１のすぐ下流にはシートＳを幅方向に切断するようになった切断装置４０と、その下方に、その切断装置４０でシートを切断するためのシートの固定テーブルＴが設けられている。その切断装置４０と固定テーブルＴの拡大正面図を図４に示し、詳細斜視図を図５に示す。
【００２３】
この切断装置４０は、接着材の吐出ノズル４２を併設している。図４、図５に示すように、一つのブラケット４３に回転円板状のカッタ４１と接着材の吐出ノズル４２が装着され、そのブラケット４３が図１に示すようにシートの上方、その幅方向に水平に配設されたリニアガイド４４の摺動体４４ａに垂下されている。摺動体４４ａは、ベルト伝動機構を介して、モータで駆動される。なお、摺動体４４ａには接着材のタンク４２ｔが取り付けられており、接着材が図示しないチューブを通じて、下方の吐出ノズル４２に供給されるようになっている。接着材はホットメルト系の樹脂を用いている。
【００２４】
また、カッタ４１と接着材の吐出ノズル４２は、ブラケット４３上で、それぞれ別々のエアシリンダ４５、４６に取り付けられており、各エアシリンダ４５、４６の駆動により、カッタ４１は上下方向に、吐出ノズル４２はシートＳの長さ方向（図４の左右方向）に移動するようになっている。
【００２５】
前記シートの固定テーブルＴは、板状のテーブル本体が、並列された二本の角パイプ５１で保持されており、各パイプ５１はテーブル本体を保持するとともに、下流側のものには、図示しない吸引ブロアが接続されており、パイプ５１内の空気を吸引できるようになっている。その下流側の角パイプ５１には、図５に示すように、その上面とテーブル本体を貫通する吸着管５２が複数設けられており、この吸着管５２、密閉角パイプ５１、並びに吸引ブロアにより、テーブル本体の表面に載置したシートＳの、切断位置で仕切られる下流側をエアで吸着できるようになっている。以上が巻き取り部の構成である。次に、その下流の製品搬出部の構成について説明する。
【００２６】
切断装置４０の下流には、図１に示すように、シートＳの幅方向に軸芯を平行にして対向配置された対の送りローラ６１が配置されている。この対の送りローラ６１は、下流側のローラの回転軸６２に、上流側のローラの回転軸６３を軸支した軸受板６４が回転可能に取り付けられている。また、この軸受板６４には対のローラ６１を駆動する駆動ローラ６５も取り付けられている。駆動ローラ６５の駆動は、図示しないモータ駆動によるベルト伝動機構で行われる。その軸受板６４の一端にはエアシリンダ６６のロッド６６ａが連結されており、軸受板６４は、そのエアシリンダ６６のロッド６６ａの進退により、下流側のローラの回転軸６２の回りに回動する。この軸受板６４の回動作用および送りローラ６１の作用については後述する。この対の送りローラ６１の下流には、巻き取り部から送り出されてきた小ロールＳ０ を一時的にせきとめておくための「せき止めローラ」６７が設けられている。このせき止めローラ６７はエアシリンダ６８のロッド６８ａの先端に取り付けられた軸受６８ｂに軸支された回転軸６９に回動自在に取り付けられたものであり、エアシリンダ６８のロッド６８ａの進退により、小ロールＳ０ のせき止めとその解除を行う。以上が、この実施形態の装置の主要部を成す「巻き取り部」と「製品搬出部」の構成である。次に、それらの動作と作用、すなわち、シートロールの製造工程を示す。
【００２７】
図６は、巻き取り部の小ロール巻き取り開始直前の状態を示す。送り出し機構２０では、それを駆動するエアシリンダ２３のロッド２３ａは後退しており、送り出し用の丸棒２２は、巻き取りローラ１上で小ロールＳ０ が生成された際の外周の通過位置（図に一点鎖線で示す）より外側に位置している。
【００２８】
シートの張力付与手段３０では、それを駆動するエアシリンダ３５のロッド３５ａが進出して、付勢ローラ３３がシートＳの上方に位置している。
【００２９】
巻き取りローラ１上方のライダローラ７はその上死点にあり、対の巻き取りローラ１の谷間に載置された芯管Ｃの遙か上方に位置している。
【００３０】
また、切断装置４０のカッタ４１と接着材の吐出ノズル４２は図の手前側にあり、吐出ノズル４２は切断位置の上流側、すなわち、巻き取り始端Ｓ１ の位置にある。カッタ４１はシートＳの固定テーブルＴより離反している。
【００３１】
以上のような小ロール巻き取り開始直前状態の装置に対して、最初のシートＳのセットは次のようになされる。先ず、図７（ａ）に示すように、図示しない原反ロールから各送りローラ、５、４、３、２によってシートＳを引き出してきて、巻き取りローラ１を経て、シートＳの先端を切断装置４０のカッタ４１の下流の位置まで導いて来る。次に、人手によって、シートＳを固定テーブルＴ上に皺無く引き詰め、その状態で、固定テーブルＴ下面の吸着機構を動作させて、シートＳを固定テーブルＴの表面にエアの吸着作用で固定する。
【００３２】
次に、図７（ｂ）に示すように、切断装置４０の上流側において、前記芯管の送り機構１０を動作させて、受け台９上の芯管Ｃを吸着パッド１１で吸着し、巻き取りローラ１の谷間の位置に送り込む。芯管Ｃは両ローラ１の谷間にあるシートＳの上に載置される。芯管Ｃの載置後、吸着作用を解除して吸着パッド１１を原点位置に戻し、その後、図７（ｃ）に示すように、ライダローラ７を下降させて芯管ＣをシートＳ上に押圧する。シートＳの芯管Ｃで押圧されている部分は、その下面で対の巻き取りローラ１にも当接し、芯管Ｃと巻き取りローラ１に挟持される形になる。こうして、シートＳは、固定テーブルＴにおけるエア吸着作用と、上流側のライダローラ７の押圧により、固定テーブルＴ上で緊張状態に置かれる。以上のようにしてシートＳのセットが完了すると、次に、巻き取り動作に入る。
【００３３】
先ず、図８（ａ）に示すように、切断装置４０のカッタ昇降用のエアシリンダ４５が動作してカッタ４１が下降し、シートＳに切り込むと同時に、水平移動機構によってシートＳの幅方向に移動する。移動はシートＳの全幅に渡って行われ、カッタ４１はシートＳの全幅を切断する。このカッタ４１の移動の間、ノズル４２からは接着材が間歇的に吐出され、シートＳの上流側端部、すなわち、巻き取り始端Ｓ１ の線上に接着材が塗布されて行く。この実施形態では、図９に示すように、接着材ａを各小幅のシートＳごと、それぞれの両側縁寄りに二滴ずつ滴下した。各小幅シートごとに塗布せず、小幅シートＳの全幅に跨がって連続的に塗布すると、隣接する小幅シートＳの境界に接着材が染み込んで、その小幅シートＳ同士がくっついて、それぞれの巻き取られるべき芯管Ｃに独立して巻き取られないからである。
【００３４】
シートＳの切断が完了すると、カッタ４１は上昇し、接着材の吐出ノズル４２は下流側（シートの巻き取り終端側）には移動せず、そのまま、接着材を吐出することもなく、先程のシートの切断時とは逆向きに、すなわち、図の奥から手前側に移動して、その原点位置に戻ってくる。このように、最初のシートＳのセットの際の切断装置４０の原点位置への復帰では、シートＳの巻き取り終端Ｓ２ 側には接着材ａを吐出せずに原点位置に戻ってくる。これは、この時のシートＳの下流側は、単なる切断片で、捨てられるべきものだからである。ちなみに、以下に述べるように、シートロールの生産が順次始まると、切断位置の下流側のシートＳの端部は小ロールＳ０ の巻き取り終端Ｓ２ となる部分であって、その場合の切断装置４０の原点位置への復帰の際には、接着材の吐出ノズル４２が巻き取り終端Ｓ２ 側に移動して、その線上に接着材ａを吐出しながら原点位置に復帰してくる。最初のシートＳのセットの段階で接着材ａが塗布されなかった切断片は、固定テーブルＴのエア吸着機構の動作を解除して、図示しない排除手段、もしくは人手によって装置外へ排出される。
【００３５】
さて、先程のシートＳの切断終了直後に戻って、上流側の機構の動作の説明を続けると、切断位置より上流側では、シートＳの切断と同時に、切断されたシートＳの上流側端部（巻き取り始端Ｓ１ ）と巻き取りローラ１の間にある部分を芯管Ｃ側に引き戻す動作が始まる。このことにより、巻き取り始端Ｓ１ を芯管Ｃの周面に自動的に接着させるものである。その様子を図１０に模式的に示す。
【００３６】
このシートＳの引き戻し動作の際、スリッタ６と原反の間のシートＳは固定されている。これは、スリッタ６より上流側のシートＳまで引き戻すと、スリッタ６で小幅シートに分割されたものが、再び、スリッタ６を通過することによって、シートＳが幅方向の一方にずれた場合、二度切りしてしまうおそれがあるからである。そこで、スリッタ６より上流側のシートＳは、送りローラ３を含めた上流側の送りローラ４、５を停止させて固定したまま、基本的に、巻き取りローラ１とその直ぐ上流の送りローラ２の反転（図の時計回りの回転）だけでシートＳを引き戻す。巻き取りローラ１と送りローラ２を反転すると、芯管Ｃとスリッタ６の間の小幅のシートＳは二つの送りローラ２と３の間で弛むので、その弛みによって、小幅のシートＳが幅方向の一方にずれるおそれがある。小幅のシートＳが幅方向の一方にずれると、それが本来巻き取られるべき芯管Ｃに巻き取られず、隣の芯管Ｃに跨がって巻き取られるので、この発明では、２と３の送りローラの間のシートＳを付勢して、シートＳの緊張状態を保ったまま引き戻すのである。この実施形態では、そのシートＳを付勢するために、前記した構成の張力付与手段３０を設けたのである。この張力付与手段３０により、その付勢ローラ３３で、二つの送りローラ２、３の間のシートＳを付勢し、緊張状態を保ったまま引き戻すのである。このシートＳの引き戻しは、前記切断装置４０のカッタ４１が完全にシートＳを切断した直後から始まる。
【００３７】
図１０（ａ）に示すように、カッタ４１がシートＳを完全に切断すると、シートＳの上流側端部、すなわち、巻き取り始端Ｓ１ は固定テーブルＴ下面のエア吸着機構による吸着作用を受けていないので、前記引き戻し動作の開始と同時に、すぐに上流側に引き戻される。シートＳの引き戻しは、図１０（ｂ）に示すように、接着材ａの塗布された巻き取り始端Ｓ１ が芯管Ｃの周面に完全に接着すると終了する。その終了のタイミングは、予め算出された、引き戻し長さに対応するパルスモータの回転パルス数の信号に基づく。巻き取り始端Ｓ１ の芯管Ｃ周面への接着が完了すると、今度は、図１１（ａ）に示すように、再び、巻き取りローラ１が正転（図の反時計回り）して、芯管Ｃとの接触回転により、その接触面で挟持されているシートＳが芯管Ｃに巻き取られていく。その間、ライダローラ７が芯管Ｃ周面のシートＳを介して芯管Ｃを押圧し、シートＳは芯管Ｃに隙間なく密に巻き取られて行く。この時も、シートの張力付与手段３０が動作して、付勢ローラ３３がシートＳを付勢し、その作用は、引き戻されたシートＳが小ロールに巻き取られ、当初の緊張状態になるまで続く。図１１（ｂ）は、付勢ローラ３３がシートＳの上面から離反してその原点位置に復帰し、付勢作用が完全に解除された状態でシートＳが巻き取られて行く様子を示している。
【００３８】
ここで、この張力付与手段３０における付勢ローラ３３と、それが接続されているエアシリンダ３５の関係について詳述する。この張力付与手段３０によるシートＳの付勢は、主体的には付勢ローラ３３の自重によって行われるものであり、アームレバー３４とテンションアーム３２を介してエアシリンダ３５で駆動して付勢ローラ３３を円弧状に移動させているのは、その付勢ローラ３３の自重による付勢力を調整するためのものである。
【００３９】
これは、付勢ローラ３３の自重をそのままシートＳに作用させていると、巻き取り対象のシートＳの品種が変わって、シートＳの強度が変化した場合、例えば、シートＳの強度が当初のものより小さくなった場合には、相対的にシートＳにかかる力が大きくなって、弛まずに緊張状態にしておくためだけに必要な力以上の力が作用して、シートＳに大きな負担を与え、場合によっては切れてしまうおそれがあり、逆に、シートＳの強度が当初のものより大きくなった場合には、付勢ローラ３３が効果的に作用せず、シートＳを適度な緊張状態におくことができず、それを、幅方向へずらすことなく移送するという所期の目的を達成できないからである。
【００４０】
すなわち、付勢ローラ３３の自重がシートＳの強度より大きなものである場合には、ロッド３５ａはローラ３３をシートＳから上方に離反させる向きに作用し、逆に、付勢ローラ３３の自重がシートの強度より小さなものである場合には、ロッド３５ａはローラ３３をシートＳに向かって押圧させる向きに作用する、といったエアの圧力の調整を装置の稼働の前に行っておく。このことにより、最終的にシートＳに掛かる付勢力がシートＳに負担を掛けず、適度な緊張状態を保持するようにしているのである。
【００４１】
こうして、所定長のシートＳが芯管Ｃに巻き取られて巻き取りが完了すると、図１２（ａ）に示すように、巻き取りローラ１とその上流側の送りローラ２、３、４、５が停止し、シートＳの移送が全体的に一旦停止する。それと同時に、ライダローラ７も上死点に移動して小ロールＳ０ から離反する。ライダローラ７の小ロールＳ０ からの離反直後、送り出し機構２０が動作して小ロールＳ０ を下流側へ送り出す（図１２（ｂ）参照）。
【００４２】
下流側に送り出されてきた小ロールＳ０ は、図１３に示すように、対の送りローラ６１の谷間に転がり込み、その下流側のせき止めローラ６７でせき止められる。その時点で、対の送りローラ６１は共に図の反時計回りに回転しているので、小ロールＳ０ は対の送りローラ６１との接触により、その場で時計回りに自転しようとする。すると、シートの固定テーブルＴの表面では、小ロールＳ０ から巻き解かれた部分のシートＳが、下流側では、その小ロールＳ０ の自転により、また、上流側では原反ロールに繋がっていることにより、両側から引っ張られて、緊張状態で載置されることになる。
【００４３】
この状態で、固定テーブルＴの吸着機構が動作して、シートは固定テーブルＴの表面に吸着されるので、テーブルＴ上のシートＳについては、先述した最初のシートＳのセット時と同じように、テーブルＴ表面に皺無く敷き詰められる状態となる。最初のセットの時と異なるのは、切断位置の下流側のシートＳは捨てられるべき切断片ではなく、生成された一つ目の小ロールＳ０ から巻き解かれた部分であることである。
【００４４】
この状態から、その一つ目の小ロールＳ０ の完成と二つ目以降の小ロールＳ０ の生成に入る。先ず、先程と同じく、図８（ａ）に示すように、切断装置４０のカッタ４１が下降してシートＳに切り込み、切り込みと同時に、切断装置４０がシートＳの幅方向に移動する。カッタ４１がシートＳの縁まで移動する間、ノズル４２からは接着材が吐出され、図９に示したように、巻き取り始端Ｓ１ の線上に接着材が塗布される。カッタ４１とノズル４２がシートＳの縁よりさらに進んだ所定の終点位置まで移動すると、シートＳの切断と巻き取り始端Ｓ１ への接着材の塗布が終了する。それと同時に、切断位置より上流側でシートＳの巻き取り動作が始まる。以降の上流側の動作は先述したのと同様であり、再度の説明は省略する。
【００４５】
上流側のシートＳの引き戻しの開始と同時に、前記切断装置４０はシート切断後の次の動作に入る。先ず、図８（ｂ）に示すように、カッタ４１が上昇し、それと同時に、ノズル４２が取り付けられたエアシリンダ４６が動作して、ノズル４２が切断位置の下流側、すなわち、シートＳの巻き取り終端Ｓ２ の側に移動する。その状態で、今度は、カッタ４１の作用はなく、ノズル４２だけが接着材を吐出しながら、先程とは逆向きに、紙面の背後から手前に向かって移動する。こうして、小ロールＳ０ の巻き取り終端Ｓ２ の線上に接着材ａが塗布される（図９参照）。
【００４６】
切断装置４０が原点位置に復帰すると、それと同時に、固定テーブルＴ下面の吸着機構の動作も停止して、固定テーブルＴ上のシートＳはテーブル面への固定から解放される。そうすると、この部分は小ロールＳ０ から巻き解かれた部分であり、その小ロールＳ０ は、せき止めローラ６７でせき止められ、かつ、対の送りローラ６１の送り作用を受けて、その谷間で時計回りに自転しているので、図１４（ａ）に示すように、巻き解かれていた部分が小ロールＳ０ の方に再巻き取りされ、図１４（ｂ）に示すように、接着材ａが塗布された巻き取り終端Ｓ２ が小ロールＳ０ の周面に自動的に接着する。すなわち、この対の送りローラ６１とせき止めローラ６７とが、この発明でいう「再巻き取り手段」となっているのである。こうして初めて、完全品のシートロールＳ０ ’ が生成される。
【００４７】
完成品のシートロールＳ０ ’ は、図１５に示すように、せき止めローラ６７のエアシリンダ６８のロッド６８ａが後退して、そのせき止め作用が解除されるとともに、送りローラ６１の軸受板６４が図の反時計回りに回転することにより、その対の送りローラ６１の内の、上流側のローラで蹴り出されて、装置外に排出される。
【００４８】
なお、この実施形態の装置は、原反の幅広のシートを途中で分割して小幅のシートロールを製造するシートロールの自動製造装置であるが、この発明の装置は、原反のシートを（幅方向で）分割せず、そのままの幅寸法で、長尺の芯管に巻き取らせるシートロールの自動装置にも適用できる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、シートの巻き取り始端と終端の生成と、それら端部の芯管と小ロールへの固着に至る行程の自動化が図れ、シートロールが効率良く、安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の装置の主要部を模式正面図で示したものである。
【図２】送り出し機構の斜視図である。
【図３】張力付与手段の斜視図である。
【図４】切断装置の拡大正面図である。
【図５】切断装置の詳細斜視図である。
【図６】巻き取り部の原点状態を示す図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順で、最初のシートのセットの様子を示したものである。
【図８】（ａ）、（ｂ）の順で、シートの切断と接着材の塗布の工程を示したものである。
【図９】シートへの接着材の塗布形態を示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）の順で、巻き取り始端の芯管への自動接着の様子を示したものである。
【図１１】（ａ）に張力付与手段の解除の様子を示し、（ｂ）にシートの芯管への巻き取りの様子を示したものである。
【図１２】（ａ）に小ロールが生成された状態を示し、（ｂ）に小ロールを送り出す様子を示したものである。
【図１３】小ロールが製品排出部の送りローラ上に載置された状態を示す模式正面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）の順で、巻き取り終端の小ロールへの自動接着の様子を示したものである。
【図１５】完成品の装置外への排出の様子を示したものである。
【符号の説明】
１ 巻き取りローラ
２０ 送り出し機構
３０ 張力付与手段
３２ テンションアーム
３３ 付勢ローラ
４０ 切断装置
４１ カッタ
４２ 接着材の吐出ノズル
６１ 送りローラ
６７ せき止めローラ
ａ 接着材
Ｃ 芯管
Ｓ シート
Ｓ０ 小ロール
Ｓ０ ’ 完成品のシートロール
Ｓ１ 巻き取り始端
Ｓ２ 巻き取り終端
Ｔ 固定テーブル
【発明の属する技術分野】
この発明は、不織布や抄紙された紙などのシートを、所定長さ分、芯管に巻き取るシートロールの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シートロールの製造装置では、幅寸法の大きい原反のシートを芯管に巻き取ってシートを一体化したものを輪切りにして作製するのではなく、シートを芯管に巻き取る前に、原反の幅広のシートを所望の幅寸法のものに分割し、分割した小幅のシートを、その幅寸法に対応する長さに分割した芯管に巻き取って作製する。それは、シートロールの外形が１０００ｍｍにも達するようなものを作製する場合には、巻き取り完了後のシートロールを輪切りにしようとしても、切刃がロールの周面に切り込めないからである。
【０００３】
そのような原反の幅広のシートを途中で分割して小幅のシートロールを製造する装置においては、シートを芯管に巻き始める際のシートの始端の芯管への固着と、巻き終わりに、シートの終端を小ロールの周面に固着させる作業は、長らく人手で行われていたが、それを自動化したものの一例が下記の文献（特許文献１）に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２７１８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示された装置は、シートの始端と終端に粘着テープを自動的に貼着して、各端部をそれぞれ芯管と巻き取りを終えた小ロールの外周面に自動的に接着させるものであるが、この発明では、シートの端部を固着させる手段として、粘着テープを用いるのではなく、接着材を採用したものについて、それを自動化することを試みたものである。
【０００６】
ただし、その製造の方式として、原反ロールから引き出したシートをスリッタで小幅シートに分割し、分割した小幅シートをそれに対応する長さの芯管に所定長巻き取り、巻き取った小ロールを小幅シートから切り離さずに巻き解きながら下流側に送り出し、巻き解かれた小幅シートを所定の位置で切断し、切断した小幅シートの上流側端部を新たな芯管への巻き取り始端とし、下流側端部を前記小ロールへの巻き取り終端とする方式のシートロールの製造装置を念頭に置いている。
【０００７】
なお、接着材を使用すれば、粘着テープ（両面テープ）の剥離紙の廃棄に伴うゴミの処理を割愛できるという利点がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明のシートロールの製造装置は、前記巻き解かれた小幅シートを切断する位置に、その小幅シートを固定する固定手段と、その固定手段で固定した小幅シートを幅方向に切断する切断装置を設け、その切断装置に前記小幅シートの巻き取り始端と終端に接着材を塗布する塗布装置を併設し、その切断装置の下流に、前記下流側に送り出された小ロールを受け止めて、巻き解かれた小幅シートを再巻き取りして小幅シートの終端を小ロールの外周面に接着する再巻き取り手段を設け、前記小幅シートを小ロールに巻き取る小ロール巻き上げ装置に、下流側にある小幅シートを引き戻してこの小幅シートの始端を新たな芯管に接着するための小幅シート引き戻し機構を設け、前記スリッタと前記小ロール巻き上げ装置との間に、小幅シートの前記引き戻し中及び引き戻した小幅シートの新たな芯管への巻き上げ中に、この引き戻した小幅シートに弛みが生じないように張力を付与する張力付与手段を設けた構成のものとしたのである。
【０００９】
この装置にあっては、先ず、巻き上げた小ロールが小ロール巻き上げ装置から下流側に送り出されたとき、小ロール巻き上げ装置より上流の小幅シートは小ロール巻き上げ装置と原反ロールとの間で張力が付与されている。この状態で、前記シートの固定手段により、その巻き解かれた部分のシートを固定して、前記切断装置を動作させて、シートを幅方向に切断し、同時に、その切断装置に併設した接着材塗布手段により、切断位置で仕切られたシートの巻き取り始端と終端に接着材を塗布する。
【００１０】
次に、シートの固定手段の固定作用を解除して、それと同時に、その固定手段の上流側では、新たな芯管とスリッタの間に存在するシートを、巻き取り時の逆転動作によって上流のスリッタ側に引き戻し、接着材の塗布された巻き取り始端を新たな芯管の周面に接着させるようにする。巻き取り時の逆転動作とは、具体的には、後述の実施形態の図１０を参照して説明すると、対の巻き取りローラ１、および、巻き取りローラ１とスリッタ６の間に存在する送りローラ２、３の、シートＳの巻き取り時とは反対向きの回転（図の時計回り）である。このシートの引き戻しの際に、上記シートの張力付与手段を動作させるのである。以下、暫し、この張力付与手段の作用について述べる。
【００１１】
芯管とスリッタの間にあるシートを引き戻す際、スリッタより上流側のシートは二度切りを防ぐために固定されているが、芯管とスリッタの間に存在する小幅のシートは、上記逆転動作が始まると、上記張力付与手段が無い場合には、その芯管とスリッタの間で弛むようになる。シートが弛むと、幅方向にずれるおそれがあり、ずれた小幅のシートは、再び、（新しい芯管への）巻き取り動作が始まると、蛇行してそれが巻き取られるべき芯管に正しく巻き取られず、隣の芯管に跨がって巻き取られるようになる。それを防ぐために、前記シートの張力付与手段により、弛んでいるシートを緊張状態に保ちながら引き戻すのである。こうして、そのシートの引き戻し動作により、接着材が塗布された巻き取り始端が新しい芯管の周面に接着されると、再び、原反ロール側からのシートの供給と芯管への巻き取り動作が始まって新しい小ロールが生成されていく。
【００１２】
その際、張力付与手段によるシートの緊張は、巻き取り始端が新しい芯管の周面に接着するまでだけでなく、新たな芯管への小ロールの巻き取りが開始された後も、引き戻したシートがすべて巻き取られて、巻き取りローラとスリッタの間のシートが元の緊張状態に復するまで続く。
【００１３】
他方、下流側では、シートの切断と巻き取り終端の固定解除と同時に、前記再巻き取り手段により、巻き解かれたシートが小ロール側に巻き取られるので、接着材の塗布された巻き取り終端が小ロールの周面に自動的に接着する。こうして、一部が巻き解かれていた小ロールが完成品のシートロールとなる。
【００１４】
以降、上記の動作が繰り返されて、小幅のシートロールが、順次、生産されていく。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この実施形態の装置の発明に係る主要部のみを模式的な正面図で示したものである。この主要部は、図に示す一点鎖線で仕切った右側のシートの「巻き取り部」と、左側の「製品搬出部」から成る。シートの巻き取り部の上流側（図の右側）には原反ロールを備えた「シートの供給部」と、「芯管の切断・供給機構」がある。それらシートの供給部と芯管の切断・供給機構は、いずれも、公知技術に基づく構成と作用を成すものであり、この発明の本質の部分ではないので、これらの部分についての図示と説明は省略する。以下では、主要部として、上記巻き取り部と製品搬出部のみを説明し、その動作については、これら主要部に、前記シートの供給部からシートと、芯管の切断・供給機構からは所定の長さに切断された芯管とが自動的に供給されてくるところから説明する。以下、先ず、上記主要部の構成について説明する。
【００１６】
前記シートの巻き取り部には、水平面上に互いに軸芯を平行にして対向する一対の巻き取りローラ１が設けられている。この巻き取りローラ１は、それらを同じ向き（図の反時計回り）に回転させて、その谷間に芯管Ｃを載置することにより、芯管Ｃを図の時計回りに接触回転させ、その芯管Ｃと巻き取りローラ１との接触面に上流側からシートＳを供給して、芯管Ｃに巻き取っていく。この巻き取りローラ１の上流側の四つのローラ２、３、４、５は、いずれも、図示しない前記シートの供給部から、その巻き取りローラ１にシートＳを導くための送りローラである。これらの送りローラ２、３、４、５の内、３と４のローラの間にシートＳを流れの方向（長さ方向）に沿って小幅シートに切断するスリッタ６が設けられている。この実施形態のスリッタ６はシートＳの幅方向（紙面に垂直な方向）に沿って複数組設けられており、各組とも、図１に一点鎖線で囲んで示すように、上刃６ａと下刃６ｂから成る。各組のスリッタ６はそれぞれ、上刃６ａと下刃６ｂがその回転軸に沿って、すなわち、シートＳの幅方向に沿って移動可能、かつ、移動後、元の回転軸に固定可能となっており、切断するシートＳの幅寸法を調整できるようになっている。これらスリッタ６および送りローラ２、３、４、５、また、前記巻き取りローラ１の駆動機構は、公知のベルト伝動を介したモータ駆動によるものであり、図示省略している。
【００１７】
前記巻き取りローラ１の対向中心の真上には、ライダローラ７が配置されている。ライダローラ７は昇降機構８によって垂直に移動可能となっており、前記巻き取りローラ１と協動して芯管Ｃの周面にシートＳを巻き取っていく間、巻き取られたシートＳの上から芯管Ｃを押圧して、シートＳが隙間無く、密に巻き取られていくようにするためのものである。そのライダローラ７の昇降機構８は、例えば、モータ駆動によるベルト伝動、チェーン伝動、ボールねじ等の周知・慣用の直線運動機構で構成されるものであり、この発明の本質となるものではないので、詳細な図示は省略し、単に矩形の枠でその存在範囲を示すに止めている。
【００１８】
ライダローラ７の昇降機構８の下部の図の右隣には、前記した図示しない芯管の切断・供給機構からこの巻き取り部に供給されてきた芯管Ｃを受け取って、待機させておく芯管の受け台９が巻き取りローラ１の斜め上方の位置に設けられている。
【００１９】
その受け台９の上方に、受け台９に載置された芯管Ｃを対の巻き取りローラ１の谷間に送り込む「芯管の送り機構１０」が設けられている。この芯管の送り機構１０は、芯管Ｃを吸着する吸着パッド１１と、その移動機構とから成る。吸着パッド１１の移動機構は、斜めに配置されたリニアガイド１２と、それに平行に配置されたエアシリンダ１３とを有している。リニアガイド１２の摺動体１２ａには、長手の取り付け板１４が取り付けられており、その取り付け板１４の一端に、前記エアシリンダ１３のロッド１３ａの先端がブラケット１３ｂを介して連結されている。取り付け板１４は、エアシリンダ１３のロッド１３ａの進退により、リニアガイド１２のレール１２ｂに沿って直線移動するようになっている。その取り付け板１４に、ロッド１５ａを垂直方向に向けたもう一つのエアシリンダ１５が取り付けられており、そのエアシリンダ１５のロッド１５ａの下端に前記吸着パッド１１が取り付けられている。このような構成により、吸着パッド１１は垂直に配置されたエアシリンダ１５で昇降し、斜めに配置されたエアシリンダ１３によってリニアガイド１２の配設方向（斜め方向）に移動する。
【００２０】
また、前記巻き取りローラ１の上流側には、図２に斜視図で詳細を示したように、巻き取りを完了した小ロールＳ０ を下流側に送り出すための送り出し機構２０が設けられている。この送り出し機構２０は、対の巻き取りローラ１の内の上流側のローラの回転軸１ａの延長両端に、送り出しアーム２１の中間部が固定されており、シートＳの幅方向に対向する両アーム２１の一端同士は丸棒２２で接続され、他端には、それぞれエアシリンダ２３のロッド２３ａが接続されたものである。そのエアシリンダ２３のロッド２３ａの進退により、アーム２１が回転軸１ａの回りに回転して、前記丸棒２２の部分で小ロールＳ０ を送り出すようになっている。
【００２１】
送り出し機構２０の上流には、シートＳを円弧状の経路に沿って上方から付勢するようになったシートの張力付与手段３０が配置されている。このシートの張力付与手段３０は図３に斜視図で詳細を示したように、シートＳの下方、幅方向に配設された回転軸３１の両端に側面視Ｌ字形のテンションアーム３２のＬ字の一端が回動自在に保持されており、そのテンションアーム３２の他端同士を付勢ローラ３３で接続したものである。このテンションアーム３２の回転軸３１にはアームレバー３４の一端が接続されており、そのアームレバー３４の他端にエアシリンダ３５のロッド３５ａが接続されている。この張力付与手段３０では、そのエアシリンダ３５のロッド３５ａの進退により、アームレバー３４を介してテンションアーム３２が回転し、そのことにより、前記付勢ローラ３３を円弧状の経路に沿って移動させ、シートＳを付勢するようにしている。このシートＳの張力付与手段３０の作用も後述する。
【００２２】
他方、前記巻き取りローラ１のすぐ下流にはシートＳを幅方向に切断するようになった切断装置４０と、その下方に、その切断装置４０でシートを切断するためのシートの固定テーブルＴが設けられている。その切断装置４０と固定テーブルＴの拡大正面図を図４に示し、詳細斜視図を図５に示す。
【００２３】
この切断装置４０は、接着材の吐出ノズル４２を併設している。図４、図５に示すように、一つのブラケット４３に回転円板状のカッタ４１と接着材の吐出ノズル４２が装着され、そのブラケット４３が図１に示すようにシートの上方、その幅方向に水平に配設されたリニアガイド４４の摺動体４４ａに垂下されている。摺動体４４ａは、ベルト伝動機構を介して、モータで駆動される。なお、摺動体４４ａには接着材のタンク４２ｔが取り付けられており、接着材が図示しないチューブを通じて、下方の吐出ノズル４２に供給されるようになっている。接着材はホットメルト系の樹脂を用いている。
【００２４】
また、カッタ４１と接着材の吐出ノズル４２は、ブラケット４３上で、それぞれ別々のエアシリンダ４５、４６に取り付けられており、各エアシリンダ４５、４６の駆動により、カッタ４１は上下方向に、吐出ノズル４２はシートＳの長さ方向（図４の左右方向）に移動するようになっている。
【００２５】
前記シートの固定テーブルＴは、板状のテーブル本体が、並列された二本の角パイプ５１で保持されており、各パイプ５１はテーブル本体を保持するとともに、下流側のものには、図示しない吸引ブロアが接続されており、パイプ５１内の空気を吸引できるようになっている。その下流側の角パイプ５１には、図５に示すように、その上面とテーブル本体を貫通する吸着管５２が複数設けられており、この吸着管５２、密閉角パイプ５１、並びに吸引ブロアにより、テーブル本体の表面に載置したシートＳの、切断位置で仕切られる下流側をエアで吸着できるようになっている。以上が巻き取り部の構成である。次に、その下流の製品搬出部の構成について説明する。
【００２６】
切断装置４０の下流には、図１に示すように、シートＳの幅方向に軸芯を平行にして対向配置された対の送りローラ６１が配置されている。この対の送りローラ６１は、下流側のローラの回転軸６２に、上流側のローラの回転軸６３を軸支した軸受板６４が回転可能に取り付けられている。また、この軸受板６４には対のローラ６１を駆動する駆動ローラ６５も取り付けられている。駆動ローラ６５の駆動は、図示しないモータ駆動によるベルト伝動機構で行われる。その軸受板６４の一端にはエアシリンダ６６のロッド６６ａが連結されており、軸受板６４は、そのエアシリンダ６６のロッド６６ａの進退により、下流側のローラの回転軸６２の回りに回動する。この軸受板６４の回動作用および送りローラ６１の作用については後述する。この対の送りローラ６１の下流には、巻き取り部から送り出されてきた小ロールＳ０ を一時的にせきとめておくための「せき止めローラ」６７が設けられている。このせき止めローラ６７はエアシリンダ６８のロッド６８ａの先端に取り付けられた軸受６８ｂに軸支された回転軸６９に回動自在に取り付けられたものであり、エアシリンダ６８のロッド６８ａの進退により、小ロールＳ０ のせき止めとその解除を行う。以上が、この実施形態の装置の主要部を成す「巻き取り部」と「製品搬出部」の構成である。次に、それらの動作と作用、すなわち、シートロールの製造工程を示す。
【００２７】
図６は、巻き取り部の小ロール巻き取り開始直前の状態を示す。送り出し機構２０では、それを駆動するエアシリンダ２３のロッド２３ａは後退しており、送り出し用の丸棒２２は、巻き取りローラ１上で小ロールＳ０ が生成された際の外周の通過位置（図に一点鎖線で示す）より外側に位置している。
【００２８】
シートの張力付与手段３０では、それを駆動するエアシリンダ３５のロッド３５ａが進出して、付勢ローラ３３がシートＳの上方に位置している。
【００２９】
巻き取りローラ１上方のライダローラ７はその上死点にあり、対の巻き取りローラ１の谷間に載置された芯管Ｃの遙か上方に位置している。
【００３０】
また、切断装置４０のカッタ４１と接着材の吐出ノズル４２は図の手前側にあり、吐出ノズル４２は切断位置の上流側、すなわち、巻き取り始端Ｓ１ の位置にある。カッタ４１はシートＳの固定テーブルＴより離反している。
【００３１】
以上のような小ロール巻き取り開始直前状態の装置に対して、最初のシートＳのセットは次のようになされる。先ず、図７（ａ）に示すように、図示しない原反ロールから各送りローラ、５、４、３、２によってシートＳを引き出してきて、巻き取りローラ１を経て、シートＳの先端を切断装置４０のカッタ４１の下流の位置まで導いて来る。次に、人手によって、シートＳを固定テーブルＴ上に皺無く引き詰め、その状態で、固定テーブルＴ下面の吸着機構を動作させて、シートＳを固定テーブルＴの表面にエアの吸着作用で固定する。
【００３２】
次に、図７（ｂ）に示すように、切断装置４０の上流側において、前記芯管の送り機構１０を動作させて、受け台９上の芯管Ｃを吸着パッド１１で吸着し、巻き取りローラ１の谷間の位置に送り込む。芯管Ｃは両ローラ１の谷間にあるシートＳの上に載置される。芯管Ｃの載置後、吸着作用を解除して吸着パッド１１を原点位置に戻し、その後、図７（ｃ）に示すように、ライダローラ７を下降させて芯管ＣをシートＳ上に押圧する。シートＳの芯管Ｃで押圧されている部分は、その下面で対の巻き取りローラ１にも当接し、芯管Ｃと巻き取りローラ１に挟持される形になる。こうして、シートＳは、固定テーブルＴにおけるエア吸着作用と、上流側のライダローラ７の押圧により、固定テーブルＴ上で緊張状態に置かれる。以上のようにしてシートＳのセットが完了すると、次に、巻き取り動作に入る。
【００３３】
先ず、図８（ａ）に示すように、切断装置４０のカッタ昇降用のエアシリンダ４５が動作してカッタ４１が下降し、シートＳに切り込むと同時に、水平移動機構によってシートＳの幅方向に移動する。移動はシートＳの全幅に渡って行われ、カッタ４１はシートＳの全幅を切断する。このカッタ４１の移動の間、ノズル４２からは接着材が間歇的に吐出され、シートＳの上流側端部、すなわち、巻き取り始端Ｓ１ の線上に接着材が塗布されて行く。この実施形態では、図９に示すように、接着材ａを各小幅のシートＳごと、それぞれの両側縁寄りに二滴ずつ滴下した。各小幅シートごとに塗布せず、小幅シートＳの全幅に跨がって連続的に塗布すると、隣接する小幅シートＳの境界に接着材が染み込んで、その小幅シートＳ同士がくっついて、それぞれの巻き取られるべき芯管Ｃに独立して巻き取られないからである。
【００３４】
シートＳの切断が完了すると、カッタ４１は上昇し、接着材の吐出ノズル４２は下流側（シートの巻き取り終端側）には移動せず、そのまま、接着材を吐出することもなく、先程のシートの切断時とは逆向きに、すなわち、図の奥から手前側に移動して、その原点位置に戻ってくる。このように、最初のシートＳのセットの際の切断装置４０の原点位置への復帰では、シートＳの巻き取り終端Ｓ２ 側には接着材ａを吐出せずに原点位置に戻ってくる。これは、この時のシートＳの下流側は、単なる切断片で、捨てられるべきものだからである。ちなみに、以下に述べるように、シートロールの生産が順次始まると、切断位置の下流側のシートＳの端部は小ロールＳ０ の巻き取り終端Ｓ２ となる部分であって、その場合の切断装置４０の原点位置への復帰の際には、接着材の吐出ノズル４２が巻き取り終端Ｓ２ 側に移動して、その線上に接着材ａを吐出しながら原点位置に復帰してくる。最初のシートＳのセットの段階で接着材ａが塗布されなかった切断片は、固定テーブルＴのエア吸着機構の動作を解除して、図示しない排除手段、もしくは人手によって装置外へ排出される。
【００３５】
さて、先程のシートＳの切断終了直後に戻って、上流側の機構の動作の説明を続けると、切断位置より上流側では、シートＳの切断と同時に、切断されたシートＳの上流側端部（巻き取り始端Ｓ１ ）と巻き取りローラ１の間にある部分を芯管Ｃ側に引き戻す動作が始まる。このことにより、巻き取り始端Ｓ１ を芯管Ｃの周面に自動的に接着させるものである。その様子を図１０に模式的に示す。
【００３６】
このシートＳの引き戻し動作の際、スリッタ６と原反の間のシートＳは固定されている。これは、スリッタ６より上流側のシートＳまで引き戻すと、スリッタ６で小幅シートに分割されたものが、再び、スリッタ６を通過することによって、シートＳが幅方向の一方にずれた場合、二度切りしてしまうおそれがあるからである。そこで、スリッタ６より上流側のシートＳは、送りローラ３を含めた上流側の送りローラ４、５を停止させて固定したまま、基本的に、巻き取りローラ１とその直ぐ上流の送りローラ２の反転（図の時計回りの回転）だけでシートＳを引き戻す。巻き取りローラ１と送りローラ２を反転すると、芯管Ｃとスリッタ６の間の小幅のシートＳは二つの送りローラ２と３の間で弛むので、その弛みによって、小幅のシートＳが幅方向の一方にずれるおそれがある。小幅のシートＳが幅方向の一方にずれると、それが本来巻き取られるべき芯管Ｃに巻き取られず、隣の芯管Ｃに跨がって巻き取られるので、この発明では、２と３の送りローラの間のシートＳを付勢して、シートＳの緊張状態を保ったまま引き戻すのである。この実施形態では、そのシートＳを付勢するために、前記した構成の張力付与手段３０を設けたのである。この張力付与手段３０により、その付勢ローラ３３で、二つの送りローラ２、３の間のシートＳを付勢し、緊張状態を保ったまま引き戻すのである。このシートＳの引き戻しは、前記切断装置４０のカッタ４１が完全にシートＳを切断した直後から始まる。
【００３７】
図１０（ａ）に示すように、カッタ４１がシートＳを完全に切断すると、シートＳの上流側端部、すなわち、巻き取り始端Ｓ１ は固定テーブルＴ下面のエア吸着機構による吸着作用を受けていないので、前記引き戻し動作の開始と同時に、すぐに上流側に引き戻される。シートＳの引き戻しは、図１０（ｂ）に示すように、接着材ａの塗布された巻き取り始端Ｓ１ が芯管Ｃの周面に完全に接着すると終了する。その終了のタイミングは、予め算出された、引き戻し長さに対応するパルスモータの回転パルス数の信号に基づく。巻き取り始端Ｓ１ の芯管Ｃ周面への接着が完了すると、今度は、図１１（ａ）に示すように、再び、巻き取りローラ１が正転（図の反時計回り）して、芯管Ｃとの接触回転により、その接触面で挟持されているシートＳが芯管Ｃに巻き取られていく。その間、ライダローラ７が芯管Ｃ周面のシートＳを介して芯管Ｃを押圧し、シートＳは芯管Ｃに隙間なく密に巻き取られて行く。この時も、シートの張力付与手段３０が動作して、付勢ローラ３３がシートＳを付勢し、その作用は、引き戻されたシートＳが小ロールに巻き取られ、当初の緊張状態になるまで続く。図１１（ｂ）は、付勢ローラ３３がシートＳの上面から離反してその原点位置に復帰し、付勢作用が完全に解除された状態でシートＳが巻き取られて行く様子を示している。
【００３８】
ここで、この張力付与手段３０における付勢ローラ３３と、それが接続されているエアシリンダ３５の関係について詳述する。この張力付与手段３０によるシートＳの付勢は、主体的には付勢ローラ３３の自重によって行われるものであり、アームレバー３４とテンションアーム３２を介してエアシリンダ３５で駆動して付勢ローラ３３を円弧状に移動させているのは、その付勢ローラ３３の自重による付勢力を調整するためのものである。
【００３９】
これは、付勢ローラ３３の自重をそのままシートＳに作用させていると、巻き取り対象のシートＳの品種が変わって、シートＳの強度が変化した場合、例えば、シートＳの強度が当初のものより小さくなった場合には、相対的にシートＳにかかる力が大きくなって、弛まずに緊張状態にしておくためだけに必要な力以上の力が作用して、シートＳに大きな負担を与え、場合によっては切れてしまうおそれがあり、逆に、シートＳの強度が当初のものより大きくなった場合には、付勢ローラ３３が効果的に作用せず、シートＳを適度な緊張状態におくことができず、それを、幅方向へずらすことなく移送するという所期の目的を達成できないからである。
【００４０】
すなわち、付勢ローラ３３の自重がシートＳの強度より大きなものである場合には、ロッド３５ａはローラ３３をシートＳから上方に離反させる向きに作用し、逆に、付勢ローラ３３の自重がシートの強度より小さなものである場合には、ロッド３５ａはローラ３３をシートＳに向かって押圧させる向きに作用する、といったエアの圧力の調整を装置の稼働の前に行っておく。このことにより、最終的にシートＳに掛かる付勢力がシートＳに負担を掛けず、適度な緊張状態を保持するようにしているのである。
【００４１】
こうして、所定長のシートＳが芯管Ｃに巻き取られて巻き取りが完了すると、図１２（ａ）に示すように、巻き取りローラ１とその上流側の送りローラ２、３、４、５が停止し、シートＳの移送が全体的に一旦停止する。それと同時に、ライダローラ７も上死点に移動して小ロールＳ０ から離反する。ライダローラ７の小ロールＳ０ からの離反直後、送り出し機構２０が動作して小ロールＳ０ を下流側へ送り出す（図１２（ｂ）参照）。
【００４２】
下流側に送り出されてきた小ロールＳ０ は、図１３に示すように、対の送りローラ６１の谷間に転がり込み、その下流側のせき止めローラ６７でせき止められる。その時点で、対の送りローラ６１は共に図の反時計回りに回転しているので、小ロールＳ０ は対の送りローラ６１との接触により、その場で時計回りに自転しようとする。すると、シートの固定テーブルＴの表面では、小ロールＳ０ から巻き解かれた部分のシートＳが、下流側では、その小ロールＳ０ の自転により、また、上流側では原反ロールに繋がっていることにより、両側から引っ張られて、緊張状態で載置されることになる。
【００４３】
この状態で、固定テーブルＴの吸着機構が動作して、シートは固定テーブルＴの表面に吸着されるので、テーブルＴ上のシートＳについては、先述した最初のシートＳのセット時と同じように、テーブルＴ表面に皺無く敷き詰められる状態となる。最初のセットの時と異なるのは、切断位置の下流側のシートＳは捨てられるべき切断片ではなく、生成された一つ目の小ロールＳ０ から巻き解かれた部分であることである。
【００４４】
この状態から、その一つ目の小ロールＳ０ の完成と二つ目以降の小ロールＳ０ の生成に入る。先ず、先程と同じく、図８（ａ）に示すように、切断装置４０のカッタ４１が下降してシートＳに切り込み、切り込みと同時に、切断装置４０がシートＳの幅方向に移動する。カッタ４１がシートＳの縁まで移動する間、ノズル４２からは接着材が吐出され、図９に示したように、巻き取り始端Ｓ１ の線上に接着材が塗布される。カッタ４１とノズル４２がシートＳの縁よりさらに進んだ所定の終点位置まで移動すると、シートＳの切断と巻き取り始端Ｓ１ への接着材の塗布が終了する。それと同時に、切断位置より上流側でシートＳの巻き取り動作が始まる。以降の上流側の動作は先述したのと同様であり、再度の説明は省略する。
【００４５】
上流側のシートＳの引き戻しの開始と同時に、前記切断装置４０はシート切断後の次の動作に入る。先ず、図８（ｂ）に示すように、カッタ４１が上昇し、それと同時に、ノズル４２が取り付けられたエアシリンダ４６が動作して、ノズル４２が切断位置の下流側、すなわち、シートＳの巻き取り終端Ｓ２ の側に移動する。その状態で、今度は、カッタ４１の作用はなく、ノズル４２だけが接着材を吐出しながら、先程とは逆向きに、紙面の背後から手前に向かって移動する。こうして、小ロールＳ０ の巻き取り終端Ｓ２ の線上に接着材ａが塗布される（図９参照）。
【００４６】
切断装置４０が原点位置に復帰すると、それと同時に、固定テーブルＴ下面の吸着機構の動作も停止して、固定テーブルＴ上のシートＳはテーブル面への固定から解放される。そうすると、この部分は小ロールＳ０ から巻き解かれた部分であり、その小ロールＳ０ は、せき止めローラ６７でせき止められ、かつ、対の送りローラ６１の送り作用を受けて、その谷間で時計回りに自転しているので、図１４（ａ）に示すように、巻き解かれていた部分が小ロールＳ０ の方に再巻き取りされ、図１４（ｂ）に示すように、接着材ａが塗布された巻き取り終端Ｓ２ が小ロールＳ０ の周面に自動的に接着する。すなわち、この対の送りローラ６１とせき止めローラ６７とが、この発明でいう「再巻き取り手段」となっているのである。こうして初めて、完全品のシートロールＳ０ ’ が生成される。
【００４７】
完成品のシートロールＳ０ ’ は、図１５に示すように、せき止めローラ６７のエアシリンダ６８のロッド６８ａが後退して、そのせき止め作用が解除されるとともに、送りローラ６１の軸受板６４が図の反時計回りに回転することにより、その対の送りローラ６１の内の、上流側のローラで蹴り出されて、装置外に排出される。
【００４８】
なお、この実施形態の装置は、原反の幅広のシートを途中で分割して小幅のシートロールを製造するシートロールの自動製造装置であるが、この発明の装置は、原反のシートを（幅方向で）分割せず、そのままの幅寸法で、長尺の芯管に巻き取らせるシートロールの自動装置にも適用できる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、シートの巻き取り始端と終端の生成と、それら端部の芯管と小ロールへの固着に至る行程の自動化が図れ、シートロールが効率良く、安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の装置の主要部を模式正面図で示したものである。
【図２】送り出し機構の斜視図である。
【図３】張力付与手段の斜視図である。
【図４】切断装置の拡大正面図である。
【図５】切断装置の詳細斜視図である。
【図６】巻き取り部の原点状態を示す図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順で、最初のシートのセットの様子を示したものである。
【図８】（ａ）、（ｂ）の順で、シートの切断と接着材の塗布の工程を示したものである。
【図９】シートへの接着材の塗布形態を示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）の順で、巻き取り始端の芯管への自動接着の様子を示したものである。
【図１１】（ａ）に張力付与手段の解除の様子を示し、（ｂ）にシートの芯管への巻き取りの様子を示したものである。
【図１２】（ａ）に小ロールが生成された状態を示し、（ｂ）に小ロールを送り出す様子を示したものである。
【図１３】小ロールが製品排出部の送りローラ上に載置された状態を示す模式正面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）の順で、巻き取り終端の小ロールへの自動接着の様子を示したものである。
【図１５】完成品の装置外への排出の様子を示したものである。
【符号の説明】
１ 巻き取りローラ
２０ 送り出し機構
３０ 張力付与手段
３２ テンションアーム
３３ 付勢ローラ
４０ 切断装置
４１ カッタ
４２ 接着材の吐出ノズル
６１ 送りローラ
６７ せき止めローラ
ａ 接着材
Ｃ 芯管
Ｓ シート
Ｓ０ 小ロール
Ｓ０ ’ 完成品のシートロール
Ｓ１ 巻き取り始端
Ｓ２ 巻き取り終端
Ｔ 固定テーブル
Claims (1)
- 原反ロールから引き出したシートをスリッタで小幅のシートに分割し、分割した小幅シートをそれに対応する長さの芯管に所定長巻き取り、巻き取った小ロールを小幅シートから切り離さずに巻き解きながら下流側に送り出し、巻き解かれた小幅シートを所定の位置で切断し、切断した小幅シートの上流側端部を新たな芯管への巻き取り始端とし、下流側端部を前記巻き取った小ロールへの巻き取り終端とするシートロールの製造装置において、
前記巻き解かれた小幅シートを切断する位置に、その巻き解かれた小幅シートを固定する固定手段と、その固定手段で固定した小幅シートを幅方向に切断する切断装置を設け、その切断装置に前記小幅シートの巻き取り始端と終端に接着材を塗布する塗布装置を併設し、その切断装置の下流に、前記下流側に送り出された小ロールを受け止めて、巻き解かれた小幅シートを再巻き取りして小幅シートの終端を小ロールの外周面に接着する再巻き取り手段を設け、前記小幅シートを小ロールに巻き取る小ロール巻き上げ装置に、下流側にある小幅シートを引き戻してこの小幅シートの始端を新たな芯管に接着するための小幅シート引き戻し機構を設け、前記スリッタと前記小ロール巻き上げ装置との間に、小幅シートの前記引き戻し中及び引き戻した小幅シートの新たな芯管への巻き上げ中に、この引き戻した小幅シートに弛みが生じないように張力を付与する張力付与手段を設けたことを特徴とするシートロールの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003006139A JP2004217361A (ja) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | シートロールの製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003006139A JP2004217361A (ja) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | シートロールの製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004217361A true JP2004217361A (ja) | 2004-08-05 |
Family
ID=32896613
Family Applications (1)
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| JP2003006139A Pending JP2004217361A (ja) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | シートロールの製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004217361A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011126629A (ja) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Kataoka Mach Co Ltd | 接着剤付与装置 |
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| JP7220965B1 (ja) | 2021-09-23 | 2023-02-13 | 比奈鉄工株式会社 | 払い出し機構を備えた巻取機 |
-
2003
- 2003-01-14 JP JP2003006139A patent/JP2004217361A/ja active Pending
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