JP2006008346A - ウエブ巻取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノーカーボン用紙等のウエブを高速で巻き取ることのできるウエブ巻取方法を提供する。
【解決手段】巻取装置１０は、巻取軸１６を回転させることにより、ウエブ１８を巻き取り、ウエブロール２０を形成する。巻取時、シリンダ３４を駆動して第１タッチローラ２４をウエブロール２０に当接させ、その押付圧を５０〜２５０ｋｇｆ／ｍに制御する。シリンダ３４には、ショックアブソーバー３６が併設されており、第１タッチローラ２４の振動が１０ｍ／ｓ² 以下に制御している。第１タッチローラ２４の外周部分には、ＪＩＳ硬度３０〜６０°のゴム材が使用される。
【選択図】 図１

Description

本発明はウエブ巻取方法に係り、特にノーカーボン用紙等のウエブをロール状に巻き取るウエブ巻取方法に関する。

ノーカーボン用紙は、電子供与性発色剤を内包するマイクロカプセルを含有する発色剤層が設けられた上用紙と、電子受容性顕色剤を含有する顕色剤層が設けられた下用紙を備え、上用紙と下用紙は発色剤層と顕色剤層とが対向するようにして重ねられる。このノーカーボン用紙は外部から圧力を受けると、マイクロカプセルが破壊され、電子供与性発色剤と電子受容性顕色剤とが接触して発色するようになっている。ノーカーボン用紙の構成は、上記のものの他に、例えば、表面に発色剤層を有するとともに裏面に顕色剤層を有する中間紙を上用紙と下用紙の間に所定枚数挟んで三枚以上で構成したり、或いは一枚の支持体に電子供与性発色剤と電子受容性顕色剤の双方を含有する自己発色層を設けた自己発色紙の場合もある。

ところで、ノーカーボン用紙の製造工程では、塗工後の支持体を巻取機によって巻き取る際、巻取速度を高速化するにつれて、支持体に同伴エアが巻き込まれてシワが発生するという問題が生じる。特に巻取速度が６００ｍ／ｍｉｎを超えるとシワの発生が目立つようになり、巻取速度が１０００ｍ／ｍｉｎを超えると品質に大きな影響を引き起こすシワが発生する。このため、ノーカーボン用紙を高速で巻き取ることができず、製造効率を向上させることができないという問題があった。

特許文献１には、支持体を巻回したロール（以下、支持体ロールという）の外周面にタッチローラを接触させる巻取装置が記載されている。この巻取装置によれば、タッチローラを接触させることによって、高速巻取り時の同伴エアの巻き込みを防止することができ、シワの発生を抑制することができる。
特開平６−３２９３０８号公報

しかしながら、上記の巻取装置は、タッチロールの押付圧が不均一に成り易く、特にノーカーボン用紙を巻き取る際に様々な問題が発生する。例えば、タッチローラによる押付圧が大きいと、ノーカーボン用紙の内部でカプセルが壊れて発色し、タッチローラによる押付圧が小さいと、同伴エアを排除することができずにシワが発生する。さらに、巻取ロールの偏心等の原因によってタッチローラが振動すると、カプセルが破壊されて発色する。このため、従来の巻取装置は、ノーカーボン用紙を高速で巻き取ることができないという欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ノーカーボン用紙を高速で巻き取ることのできるウエブ巻取方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、長尺状のウエブをロール状に巻き取ってウエブロールを形成するとともに、前記ウエブの巻取り時に前記ウエブロールの外周面にタッチローラを接触させるウエブ巻取方法において、前記タッチローラの振動の加速度を制御することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、タッチローラの振動の加速度を制御するようにしたので、タッチローラの振動によってウエブの巻取に悪影響が及ぶことを防止できる。

請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記ウエブがノーカーボン用紙の場合に、前記加速度を１０ｍ／ｓ² 以下に制御するとともに、前記タッチローラによる前記ウエブの押付圧を５０ｋｇ／ｍ以上、２５０ｋｇ／ｍ以下に制御することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、タッチローラの振動の加速度を１０ｍ／ｓ² 以下に制御するようにしたので、タッチローラの振動でノーカーボン用紙内のカプセルが破壊されることを防止でき、且つ、効果的に同伴エアを排除できる。また、タッチローラによるウエブの押付圧を２５０ｋｇ／ｍ以下に制御するようにしたので、過大な押付圧による圧力カブリ（発色）の発生を防止することができる。さらに、タッチローラによるウエブの押付圧を５０ｋｇ／ｍ以上に制御するようにしたので、タッチローラの振動を抑制することができるとともに、同伴エアを確実に排除することができる。なお、タッチローラの振動の加速度を制御する方法としては、タッチローラをウエブに押し付けるシリンダと、タッチローラの振動を除去するショックアブソーバーを平行に配置して緩衝させるようにするとよい。

請求項３に記載の発明は請求項２の発明において、前記タッチローラは外周部分がＪＩＳ硬度３０°以上、６５°以下のゴム材で構成されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、タッチローラのゴム材の硬度を６５°以下にしたので、タッチローラの振動を抑制することができる。また、タッチローラのゴム材の硬度を３０°以上にしたので、ウエブの巻取を高速化した場合にも十分な耐久性を維持することができる。なお、ゴム硬度は、３０°以上６０°以下がより好ましく、４０°以上５０°以下がさらに好ましい。

請求項４に記載の発明は請求項２又は３の発明において、前記タッチローラが、前記ウエブに対して一定の押付圧になるように制御することを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、ウエブに対するタッチローラの押付圧が一定になるように制御しているので、タッチローラが振動した際のカプセル破壊を効果的に抑制することができる。

請求項５に記載の発明は請求項１〜４のいずれか１の発明において、前記ウエブの巻取速度が６００ｍ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする。請求項５に記載の如く、本発明はウエブの巻取速度が６００ｍ／ｍｉｎ以上の時に効果的である。すなわち、従来の方法ではウエブの巻取速度が６００ｍ／ｍｉｎ以上の時にシワを発生していた場合であっても、本発明を適用することによってシワを発生させることなく、ウエブを巻き取ることができる。

本発明に係るウエブ巻取方法によれば、ウエブロールの外周面に接触させるタッチローラの振動の加速度を制御したので、ウエブを良好に巻き取ることができる。

以下添付図面に従って本発明に係るウエブ巻取方法の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本発明が適用された巻取装置の構成を模式的に示す図である。

同図に示すように、巻取装置１０は、軸１２を中心に旋回するターレット１４を有し、このターレット１４の両端に巻取軸１６、１６が着脱自在に装着される。各巻取軸１６には、不図示のモータが接続されており、モータの駆動力によって回転することでウエブ１８をロール状に巻き取ることができる。なお、巻取軸１６の個数は二個に限定されるものではなく、一個、或いは三個以上であってもよい。

長尺状のウエブ１８は、ガイドローラ２２を経て、左側の巻取軸１６に巻き取られ、これによってウエブロール２０が形成される。そして、左側の巻取軸１６へのウエブ１８の巻取が終了すると、ターレット１４が回転し、もう一方の巻取軸１６にウエブ１８が巻き取られる。これにより、ウエブ１８を連続して巻き取ることができる。

本実施形態の巻取装置１０には、第１タッチローラ２４と第２タッチローラ２６が設けられている。第１タッチローラ２４は、その外周部分はゴム材によって構成されている。ゴム材は、硬度がＪＩＳ３０〜６５°のものが好ましく、例えばニトリルゴムが使用される。

また、第１タッチローラ２４は、ウエブ１８がウエブロール２０に接する位置に配置されており、アーム２８の先端に回動自在に支持されている。アーム２８の基端は、支持部材３０を介して走行体４０に支持されており、支持部材３０を中心として揺動自在に支持されている。アーム２８の途中には三角形状の連結駒３２が取り付けられ、この連結駒３２にエアシリンダ３４とショックアブソーバー３６が連結されている。エアシリンダ３４とショックアブソーバー３６は、平行に配設されており、固定部材３８を介して走行体４０に固定されている。第１タッチローラ２４は、エアシリンダ３４を駆動することによってウエブロール２０の外周面に押し付けられる。そして、ショックアブソーバー３６によって第１タッチローラ２４の振動が吸収される。

走行体４０は、基台４２に設けられたレール４４の上に載置されており、レール４４に沿ってスライド自在に支持されている。走行体４０は、レール４４に沿ってスライドすることによって、巻取軸１６に対して進退するようになっている。また、基台４２にはエアシリンダ４６が走行体４０に向けて取り付けられており、このエアシリンダ４６のロッド４６ａが走行体４０に取り付けられている。よって、エアシリンダ４６を駆動することによって、走行体４０をレール４４に沿ってスライドさせることができ、巻取軸１６に対して進退移動させることができる。エアシリンダ４６の駆動制御は、左側の巻取軸１６に巻き取ったウエブ１８の巻取量に応じて行われる。例えば、ウエブロール２０の径が増加した際には、走行体４０を後退させるようにエアシリンダ４６を駆動する。これにより、第１タッチローラ２４をウエブロール２０の外周面に追従させることができる。したがって、前記エアシリンダ３４を駆動制御することによって、第１タッチローラ２４をウエブロール２０の外周面を常に押し付けることができ、その際の押付圧を制御することができる。押付圧は、ウエブ１８がノーカーボン用紙の場合に、５０〜２５０ｋｇｆ／ｍの範囲で一定値となるように設定することが好ましい。ここで、押付圧とは、エアシリンダ３４によって第１タッチローラ２４をウエブロール２０側へ押圧する押圧力から、ウエブ１８の張力によって働く逆方向への力を減じたものである。なお、ウエブ１８の張力は、巻取開始時には高く、巻取終了時には低くなっていることから、前記押付圧を一定に保つためには、エアシリンダ３４による押圧力を、巻取開始時には高く、巻取終了時には低く制御すればよい。さらに、エアシリンダ３４の制御は、前記押付圧を測定してフィードバック制御をかけたり、或いは、巻取張力の設定値からウエブ１８にウエブロール２０が引き戻される力を計算して制御するようにしてもよい。または、設定されたウエブ１８の張力に応じて変化させるように、予め設定されたプログラムに従ってエアシリンダ３４を制御してもよい。

ショックアブソーバー３６は、振動を吸収して緩衝するものであればよく、例えば複筒式のものが使用される。このショックアブソーバー３６によってアーム２８の振動、すなわち第１タッチローラ２４の振動を吸収して緩衝することができる。よって、第１タッチローラ２４の振動の加速度を所定値以下に制御することができる。なお、第１タッチローラ２４の振動の加速度は、ウエブ１８がノーカーボン用紙の場合に、１０ｍ／ｓ² 以下になるように設定することが好ましい。このような範囲に加速度を制御することによって、ノーカーボン用紙に内包されたカプセルが破壊されることを防止できる。

なお、第１タッチローラ２４の振動の加速度を測定し、この測定値に基づいて装置を管理するようにしてもよい。例えば、加速度の測定値が前記所定値（例えば１０ｍ／ｓ² ）を超えた際に、巻取り作業を停止し、第１タッチローラ２４のゴム材を新品と交換したり、ショックアブソーバー３６の設定を変更するとよい。また、加速度の測定値に基づいて第１タッチローラ２４の振動を積極的に取り除く除振装置を設けるようにしてもよい。

一方、第２タッチローラ２６の支持機構は、アーム５０を有し、このアーム５０の基端が軸５２を介してターレット１４に回動自在に支持されている。アーム５０の先端部分には、揺動部材７０の基端が軸６８を介して揺動自在に支持されており、揺動部材７０の先端には、第２タッチローラ２６が回動自在に支持される。また、揺動部材７０の先端には、エアシリンダ７４とショックアブソーバー７６が連結されている。エアシリンダ７４とショックアブソーバー７６は平行に配設されており、アーム５０に固定されている。

上記の如く構成された第２タッチローラ２６の支持機構では、アーム５０を回動させることによって、第２タッチローラ２６をウエブロール２０の外周面に押し付ける。したがって、ウエブロール２０の径が増加した場合には、アーム５０を回動させることによって、第２タッチローラ２６をウエブロール２０の外周面に追従させることができる。また、アーム５０がターレット１４に支持されているので、ターレット１４を旋回させている間も常に第２タッチローラ２６をウエブロール２０に押し付けることができる。

また、エアシリンダ７４を駆動することによって第２タッチローラ２６を常に一定の押付圧でウエブロール２０の外周面に押し付けることができる。また、ショックアブソーバ７６によって第２タッチローラ２６の振動を吸収することができる。なお、第２タッチローラ２６による押付圧は、前述した第１タッチローラ２４による押付圧と同じか或いは若干小さく設定される。

上述した第２タッチローラ２６及びその支持機構は、各巻取軸１６に対して設けられている。したがって、両方のウエブロール２０の外周面に第２タッチローラ２６を押し付けることができる。

次に上記の如く構成された巻取装置１０の作用について説明する。

左側の巻取軸１６でウエブ１８を巻き取る際、第１タッチローラ２４をウエブロール２０の外周面に当接させることによって、同伴エアの巻き込みを阻止してシワの発生を防止できる。しかし、その反面、ウエブ１８がノーカーボン用紙の場合には、第１タッチローラ２４によって様々な問題を生じることがある。例えば、表面に顕色剤層が形成され、裏面にカプセルを有する発色剤層が形成された中用紙の場合や、表面に発色剤層と顕色剤層が重ねて形成された場合には、カブリ故障が発生する。また、発色剤層だけが形成された上用紙の場合であっても、顕色剤層が形成された中用紙や下用紙と組み合わせた際に発色させてしまう。

そこで本実施の形態では、第１タッチローラ２４の振動の加速度を１０ｍ／ｓ² 以下に設定している。具体的には、第１タッチローラ２４の押付圧を５０〜２５０ｋｇｆ／ｍに設定したり、ゴム材の硬度をＪＩＳ３０〜６５°に設定したりすることによって振動レベルを抑えたり、或いはショックアブソーバー３６によって緩衝したりすることによって、第１タッチローラ２４の振動を規制している。このように第１タッチローラ２４の振動の加速度を規制すると、ウエブ１８の巻取り時に不具合が発生することを防止できる。

ちなみに、第１タッチローラ２４のゴム材を硬くしたり、第１タッチローラ２４の押付圧を小さくすると、第１タッチローラ２４の振動が大きくなってカブリ（発色）故障を生じる。一方、第１タッチローラ２４の押付圧を大きくすると、その圧力によってカブリ故障が発生する。また、ゴム材が柔らか過ぎると、ウエブ１８の高速巻取りにゴム材が耐えられなくなり、ゴム材の寿命が短くなるという問題が発生する。本実施の形態では、第１タッチローラ２４のゴム材の硬度と、第１タッチローラ２４の押付圧を上記の如く設定することによって、これらの問題の発生を防止できる。

以上説明したように、本実施の形態の巻取装置１０によれば、第１タッチローラ２４をウエブロール２０の外周面に当接させながら巻き取るとともに、この第１タッチローラ２４の振動の加速度を所定値以下に抑えるようにしたので、ウエブロール２０へのエアの同伴を防止できるとともに、ウエブ１８への悪影響を防止することができる。これにより、本実施形態によれば、比較的高い押付圧を付与してウエブ１８を巻き取ることができるので、ウエブ１８の巻取を高速で行うことができる。よって、従来の巻取装置では、不具合を発生していた６００ｍ／ｍｉｎ以上の巻取速度でウエブ１８を良好に巻き取ることができる。

特に本実施の形態では、第２タッチローラ２６をウエブロール２０の外周面に常に当接させるようにしたので、ターレット１４の旋回中にもウエブロール２０の外周面を第２タッチローラ２６で押し付けることができ、ターレット１４の旋回中にウエブロール２０の外周面のウエブ１８が弛んでシワが発生することを防止できる。

また、第２タッチローラ２６がウエブロール２０の外周面に常に当接するので、ウエブ１８を巻き取る際のウエブロール２０には常に第１タッチローラ２４と第２タッチローラ２６が押し付けられる。よって、押付圧を低く設定しても良好な巻き姿のウエブロール２０を得ることができる。これにより、第１タッチローラ２４や第２タッチローラ２６の振動も小さくすることができ、ウエブ１８の巻取り時に不具合が発生することを防止できる。

なお、第１タッチローラ２４のゴム材を複数層構造とした場合は、最も外周面側（すなわち最上層）のゴム材の硬度を上記の如く設定するとよい。この場合、下層のゴム硬度を上層のゴム硬度よりも低く設定すると、ゴム材の耐久性を下げることなく、振動吸収能力をより向上させることができる。

カプセルを含有する発色剤と顕色剤とが各々の面に塗工されたノーカーボン中用紙を、カプセル塗工面を内側にして下記の条件で巻取り、その際の巻取りシワと発色カブリについて評価した。

第１タッチローラのゴム仕様は何れも、外径：φ２５０ｍｍ、材質：ニトリルゴム、表面仕上げ：▽、真円度：２０μｍ以下、触れ：２０μｍ以下、動バランス：ＪＩＳ Ｇ２．５以内１５００ｒｐｍとした。また、塗布速度は５００〜１０００ｍ／ｍｉｎ、巻取りテンションは４０〜１００ｋｇ／幅とした。

第１タッチローラのゴム硬度や押付圧等を変更しながらウエブを巻取り、シワの発生やカブリの有無について調べた。また、その際の第１タッチローラの振動加速度を測定した。これらの結果を表１に示す。表１において、シワは、「問題なし」を○とし、「塗布速度アップでシワが強くなったが実用上の問題なし」を△とし、「実用上の問題あり」を×とした。また、カブリは、「問題なし」を○とし、「塗布速度の増加によって微小な発色は見られるが実用上の問題なし」を△とし、「実用上の問題あり」を×とした。

表１から分かるように、第１タッチローラの押付圧を５０〜２５０ｋｇｆ／ｍとした実施例１〜３ではカブリ故障が発生しなかったのに対し、その範囲外に設定した比較例１、２ではカブリ故障が発生していた。

また、上層のゴム材の硬度を６０°以下とした実施例４〜６では、カブリ故障が発生しなかったのに対し、硬度を７０°とした比較例４では、カブリ故障が発生していた。さらに、硬度を２０°とした比較例３では、シワ故障が発生しやすくなっただけでなく、耐久性に問題があった。

次に、上記の実施例において、第２タッチローラのゴム材を二層で構成し、上層のゴム材の硬度を５０°、厚さを３ｍｍとし、下層のゴム材の硬度を２０°、厚みを１５ｍｍとするとともに、第２タッチローラの振動加速度を１ｍ／ｓ、押付圧を６０ｋｇｆ／ｍとしてターレットを行った。その結果、シワを発生させたり、カブリ故障を発生させることなくターレットを行うことができた。

本発明が適用された巻取装置の構成を模式的に示す図 実施例の結果を示す表図

符号の説明

１０…巻取装置、１６…巻取軸、１８…ウエブ、２０…ウエブロール、２４…第１タッチローラ、２６…第２タッチローラ、２８…アーム、３４…シリンダ、３６…ショックアブソーバー

Claims (5)

1. 長尺状のウエブをロール状に巻き取ってウエブロールを形成するとともに、前記ウエブの巻取り時に前記ウエブロールの外周面にタッチローラを接触させるウエブ巻取方法において、
   前記タッチローラの振動の加速度を制御することを特徴とするウエブ巻取方法。
2. 前記ウエブがノーカーボン用紙の場合に、前記加速度を１０ｍ／ｓ² 以下に制御するとともに、前記タッチローラによる前記ウエブの押付圧を５０ｋｇ／ｍ以上、２５０ｋｇ／ｍ以下に制御することを特徴とする請求項１に記載のウエブ巻取方法。
3. 前記タッチローラは外周部分がＪＩＳ硬度３０°以上、６５°以下のゴム材で構成されることを特徴とする請求項２に記載のウエブ巻取方法。
4. 前記タッチローラが、前記ウエブに対して一定の押付圧になるように制御することを特徴とする請求項２又は３に記載のウエブ巻取方法。
5. 前記ウエブの巻取速度が６００ｍ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のウエブ巻取方法。

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