JP2007055770A - ウェブの突合わせ接合装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】旧ウェブと新ウェブとの接合ができ、装置の機構をシンプル化でき、接合精度や品質を向上でき、消耗品コスト、装置コスト、ダウンタイムを低減する。
【解決手段】周面の半径Ｒの円筒状部分に先端が突出量ｈをなして設けられ傾斜角度θをなしているカッタ４２Ｂ、及び新ロールのウェブの先端部を保持する保持手段を備え、傾斜角度θが２０度≧θ≧ｃｏｓ^−１（Ｒ／（Ｒ＋ｈ））の関係にあり、ウェブの接合時にウェブの搬送速度と同速度で回転できる切断ドラム４２と、当接板４４Ｂ及び旧ウェブの末端部近傍を保持する手段を備え、ウェブの接合時にウェブの搬送速度と同速度で回転できる切断兼接合ドラム４４と、接合テープ４７を剥離可能に保持しウェブの接合時にウェブの搬送速度と同速度で回転できる接合ドラム４６とを備え、ウェブを搬送しながら旧ウェブ末端と新ウェブ先端との切断と突合わせ接合を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明はウェブの突合わせ接合装置及び方法に係り、特に、プラスチック、紙、金属箔等の薄板帯状材（以下、「ウェブ」と称する）の新旧ロールの端部を突き合わせ状態で接合するウェブの突合わせ接合装置及び方法に関する。

従来のウェブの突合わせ接合装置は、ウェブ接合時に旧ウェブの末端と新ウェブの先端とを突き合わせた状態で精度良く接合するために、接合装置を有する塗布機や処理機のラインを停止させるか、又はウェブのアキュームレーターを使用してウェブ送り出し部を停止又は低速状態で、いわゆるスローダウンして接合していた。ところが、ウェブの接合の度にラインを停止したりスローダウンしたりすると生産効率の大幅なダウンを招くという問題があった。

また、ラインを停止又はスローダウンさせずにウェブを搬送させながら接合しようとする場合、ウェブ搬送が高速化（１００ｍ／分以上）されているため、従来のウェブの突合わせ接合装置でウェブの高速搬送に対応させようとすると、新ロールの急速な速度立ち上げが必要であり、大型モータを使用しなくてはならないとともに急激なトルクにより新ロールに巻ズレが発生するという欠点があった。

これを解決すべく、本出願人によりウェブ搬送の高速化に対応した装置の提案がなされている（たとえば、特許文献１参照。）。

この特許文献１に記載のウェブの突合わせ接合装置は、切断刃及び新ロールのウェブ先端部を引出す部材を備え、ウェブの搬送速度と同速度で回転できる切断ドラムと、ウェブの搬送速度と同速度で回転できる切断兼接合ドラムと、接合テープを剥離可能に保持し、ウェブの搬送速度と同速度で回転できる接合ドラムと、よりなる３ドラム方式の装置であり、各ドラムで旧ロールの末端と新ロールの先端とを挟持しつつウェブの切断と接合を行うことを特徴とするものであり、上記の課題を解決できるとされている。
特開平６−１７１８０６号公報

しかしながら、特許文献１等の従来のウェブの突合わせ接合装置においても解決されていない課題が残っている。第１の課題として、従来の装置では、広幅のウェブの幅と略同一長さの切断刃により一瞬の動作でウェブを切断する構成が採用されているが、このような切断では接合精度が悪くなる欠点がある。

また、第２の課題として、従来の装置では、ウェブの切断時に切り屑を発生させる欠点がある。特に、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等のウェブは裂けやすく、ウェブの切断屑を発生させやすい。

第３の課題として、従来の装置では、切断刃の磨耗や破損（刃折れ）による交換作業が多く、生産性の低下、消耗品コストの上昇等の欠点があった。

第４の課題として、従来の装置では、ウェブの厚さや材質等が変化した際の切断刃等の調整作業が煩雑であり、生産性の低下等の欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、旧ウェブと新ウェブとの接合をすることができ、かつ、装置の機構をシンプル化でき、接合精度や品質を向上できるとともに、消耗品コスト、装置コスト、ダウンタイムを低減することのできるウェブの突合わせ接合装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、帯状可撓性支持体が巻回された旧ロール及び新ロールを巻戻し可能に支持し、所定角度毎に回転可能なターレット手段と、周面の円筒状部分にその先端が突出して設けられるとともに前記円筒状部分の軸心方向に対し０．５〜５度の傾斜角度をなしている前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断部材、及び前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を保持する保持手段を備え、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断ドラムと、前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断受け部材、及び前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍を保持する保持手段を備え、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断兼接合ドラムと、接合テープを剥離可能に保持し前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる接合ドラムと、を備え、前記帯状可撓性支持体を搬送しながら旧ロールの前記帯状可撓性支持体末端と新ロールの前記帯状可撓性支持体先端との切断と突合わせ接合を行うことを特徴とするウェブの突合わせ接合装置を提供する。

また、このために、本発明は、旧ロールに巻回された帯状可撓性支持体を走行させながら、該旧ロールの帯状可撓性支持体の末端と新ロールに巻回された帯状可撓性支持体の先端との切断と突合わせ接合を行うウェブの突合わせ接合方法において、切断ドラムに前記新ロールの帯状可撓性支持体を巻き掛けるとともに、該切断ドラムの新ウェブ保持手段により前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を保持するステップと、切断兼接合ドラムに前記旧ロールの帯状可撓性支持体を巻き掛けるとともに、該切断兼接合ドラムの旧ウェブ保持手段により前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍を保持するステップと、接合ドラムに接合テープを保持するステップと、前記帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で前記切断兼接合ドラムを回転させるとともに、前記帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で前記切断ドラムを回転させながら、前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面の円筒状部分にその先端が突出して設けられるとともに前記円筒状部分の軸心方向に対し０．５〜５度の傾斜角度をなしている切断部材により、前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とを重ねた状態で切断するステップと、切断された前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍及び前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を廃却するとともに、前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とを前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面に保持するステップと、前記接合ドラムに保持された接合テープを前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面に保持された前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とに接着するステップと、を備えることを特徴とするウェブの突合わせ接合方法を提供する。

本発明によれば、切断部材が円筒状部分の軸心方向に対し０．５〜５度の傾斜角度をなして設けられているので、切断部材の一端側から他端側に向って切断線が進行するようにウェブが切断される。したがって、このような切断により切断精度が向上し、更に切断端が一端側から他端側に向って順次接合ドラムに送られて行くので、その結果接合精度が向上する。

また、本発明は、前記目的を達成するために、帯状可撓性支持体が巻回された旧ロール及び新ロールを巻戻し可能に支持し、所定角度毎に回転可能なターレット手段と、周面の半径Ｒの円筒状部分にその先端が突出量ｈをなして突出して設けられるとともに前記円筒状部分の半径方向に対し傾斜角度θをなしている前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断部材、該切断部材の両側に設けられる気泡性ゴムよりなる緩衝部材、及び前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を保持する保持手段を備え、前期傾斜角度θが２０度≧θ≧ｃｏｓ^−１（Ｒ／（Ｒ＋ｈ））の関係にあり、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断ドラムと、前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断受け部材、及び前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍を保持する保持手段を備え、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断兼接合ドラムと、接合テープを剥離可能に保持し前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる接合ドラムと、を備え、前記帯状可撓性支持体を搬送しながら旧ロールの前記帯状可撓性支持体末端と新ロールの前記帯状可撓性支持体先端との切断と突合わせ接合を行うことを特徴とするウェブの突合わせ接合装置を提供する。

また、このために、本発明は、旧ロールに巻回された帯状可撓性支持体を走行させながら、該旧ロールの帯状可撓性支持体の末端と新ロールに巻回された帯状可撓性支持体の先端との切断と突合わせ接合を行うウェブの突合わせ接合方法において、切断ドラムに前記新ロールの帯状可撓性支持体を巻き掛けるとともに、該切断ドラムの新ウェブ保持手段により前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を保持するステップと、切断兼接合ドラムに前記旧ロールの帯状可撓性支持体を巻き掛けるとともに、該切断兼接合ドラムの旧ウェブ保持手段により前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍を保持するステップと、接合ドラムに接合テープを保持するステップと、前記帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で前記切断兼接合ドラムを回転させるとともに、前記帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で前記切断ドラムを回転させながら、前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面の半径Ｒの円筒状部分にその先端が突出量ｈをなして突出して設けられ前記円筒状部分の半径方向に対し傾斜角度θをなしている切断部材であって、前期傾斜角度θが２０度≧θ≧ｃｏｓ^−１（Ｒ／（Ｒ＋ｈ））の関係にある切断部材及び該切断部材の両側に設けられる気泡性ゴムよりなる緩衝部材により、前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とを重ねた状態で切断するステップと、切断された前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍及び前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を廃却するとともに、前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とを前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面に保持するステップと、前記接合ドラムに保持された接合テープを前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面に保持された前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とに接着するステップと、を備えることを特徴とするウェブの突合わせ接合方法を提供する。

本発明によれば、切断ドラム又は切断兼接合ドラムの周面の円筒状部分にその先端が突出して設けられるとともに、円筒状部分の半径方向に対し２０度≧θ≧ｃｏｓ^−１（Ｒ／（Ｒ＋ｈ））の関係にある傾斜角度θをなしている切断部材及びこの切断部材の両側に設けられる気泡性ゴムよりなる緩衝部材により、旧ウェブと新ウェブとを重ねた状態で切断するので、ウェブの切断時に切り屑を発生させる欠点が大幅に改善できる。

すなわち、切断部材が２０度≧θ≧ｃｏｓ^−１（Ｒ／（Ｒ＋ｈ））の関係にある傾斜角度θをなしており、切断部材の両側に気泡性ゴムよりなる緩衝部材が設けられているので、切断部材が更に傾斜をなすように撓むとともに、緩衝部材により保持されたウェブも最適形状に変形し、ウェブの切断時に切り屑を発生させにくくすることができる。この詳細については、後述する。

また、本発明は、前記目的を達成するために、帯状可撓性支持体が巻回された旧ロール及び新ロールを巻戻し可能に支持し、所定角度毎に回転可能なターレット手段と、ブロックの表面にその先端が突出して設けられるとともに前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断部材を埋設した切断部材ブロック、表面に形成された凹部に前記切断部材ブロックを面一になるように嵌合可能な周面を有する円筒状部分、及び前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を保持する保持手段を備え、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断ドラムと、前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断受け部材、及び前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍を保持する保持手段を備え、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断兼接合ドラムと、接合テープを剥離可能に保持し前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる接合ドラムと、を備え、前記帯状可撓性支持体を搬送しながら旧ロールの前記帯状可撓性支持体末端と新ロールの前記帯状可撓性支持体先端との切断と突合わせ接合を行うことを特徴とするウェブの突合わせ接合装置を提供する。

本発明によれば、切断ドラムに設けられる切断部材がブロックに埋め込まれており、この切断部材ブロックが切断ドラム表面の円筒状部分に形成された凹部に面一になるように嵌合可能となっている。したがって、切断部材ブロックを交換するのみで切断部材の交換及び刃先位置等の微調整が行え、装置の機構をシンプル化でき、接合精度や品質を向上できるとともに、ダウンタイムを低減することができる。

本発明において、前記切断受け部材のビッカース硬度が１０００以上であることが好ましい。このように、切断部材の刃先が当接する切断受け部材が硬く、特にビッカース硬度が１０００以上であれば、刃先が切断受け部材に食い付いたりする不具合を生じにくく、旧ウェブと新ウェブとを重ねた状態で切断する際に切り屑を発生させる欠点が大幅に改善できる。

また、本発明において、前記切断受け部材の表面に厚さ１０〜３０μｍの鍍金層が形成されていることが好ましい。このような厚さの鍍金層であれば、鍍金層がめくれたり、傷ついたりする欠点が改善でき、切断受け部材の寿命を大幅に延長できる。

また、本発明において、前記切断部材のビッカース硬度が６００〜１０００であることが好ましい。

このように、切断部材の硬度が切断受け部材の硬度より低ければ、切断受け部材の損傷が少なく、切断受け部材の寿命を大幅に延長できる。

以上説明したように、本発明によれば、接合精度を向上させることができる。

以下添付図面に従って、本発明に係るウェブの突合わせ接合装置及び方法の好ましい実施の形態（第１実施形態）について詳説する。

図１は、本発明に係るウェブの突合わせ接合装置１０の構成図である。このウェブの突合わせ接合装置１０において、基台１２上には支柱１４が立設され、支柱１４の先端部のターレット軸１６には、三叉状のターレットアーム１８が回転可能に支持されている。そして、このターレットアーム１８はターレット軸１６を中心に１２０度毎に間欠的に回転することができるようになっている。

また、ターレットアーム１８の各先端部には、夫々ロール軸２０、２２、２４が回転可能に軸支され、これらのロール軸２０、２２、２４のうち２本のロール軸２２、２４に、搬送中の旧ウェブ２６を巻回した旧ロール２８と、新ウェブ８０（図５、図９及び図１０参照）を巻回した新ロール３０と、が夫々巻戻し可能に枢支されている。

なお、使用していない残りのロール軸２０には、新ロール３０の次に使用する新ロールが枢支される。そして、各ロール軸２０、２２、２４は図示しない回転駆動源と連結され、後述する新旧ウェブの接合時に新ロール３０を旧ウェブ２６の搬送速度と同速度で回転させることができるようになっている。また、新ロール３０の先端部は新ロール３０の回転中に新ウェブ８０の先端部がウェブ元巻から外れないように粘着テープで仮着されているとともに、先端マーク３２が着けられている。

また、基台１２上にはウェブの搬送方向に沿ってガイドレール３４が敷設され、接合ユニット３６がガイドレール３４上を走行可能に設けられている。これにより、接合ユニット３６はターレットアーム１８に対して図中矢印３８方向に進退可能となっている。

接合ユニット３６のケーシング４０内には、切断ドラム４２、切断兼接合ドラム４４及び接合ドラム４６が各回転軸４２Ａ、４４Ａ、４６Ａに回転自在に支持されている。そして、各回転軸４２Ａ、４４Ａ、４６Ａは、図示しない回転駆動源に連結され、ウェブ接合時に切断ドラム４２、切断兼接合ドラム４４及び接合ドラム４６を旧ウェブ２６の搬送速度と同速度で図中矢印４８、５０、５２方向に回転させることができるようになっている。

また、図２に示されるように、切断ドラム４２は、その外周部がゴム等の弾性材で形成され、外周部の略中央にカッタ４２Ｂを備えるとともに、回転方向前側の外周部には吸着盤４２Ｃが形成され中空軸部４２Ｄを介して図示しない吸引装置に繋がっている。カッタ４２Ｂの周辺部の詳細については後述する。

切断兼接合ドラム４４は、その外周部の回転方向前側に切断受け部材である当接板４４Ｂを有し、この当接板４４Ｂと、切断ドラム４２のカッタ４２Ｂとが当接することにより剪断力が働き、ウェブ（旧ウェブ２６、新ウェブ８０）を切断できるようになっている。また、切断兼接合ドラム４４の回転方向後側の外周部には吸着盤４４Ｃが形成され、中空軸部４４Ｄを介して図示しない吸引装置に繋がっている。

接合ドラム４６は、その外周部の略中央に、接合テープ４７の裏面を剥離可能に吸着する吸着盤４６Ｂを有し、中空軸部４６Ｃを介して図示しない吸引装置に繋がっている。また、切断ドラム４２と切断兼接合ドラム４４にはガイドローラ４２Ｅ、４４Ｅが取付けられ、旧ロール２８とパスローラ６０との間のウェブ（旧ウェブ２６）を支持するようになっている。

各ドラム４２、４４、４６の回転外周で囲まれる略三角形状の空間部には接合時のウェブ（旧ウェブ２６、新ウェブ８０）がウェブ搬送経路から外れないように案内する断面三角形状の案内部材５４が設けられている。この案内部材５４は、ケーシング４０（図１参照）に取付けられている。

図３に示されるように、切断兼接合ドラム４４の上方近傍には、接合時に切断される旧ウェブ２６の残部をウェブ搬送経路から除去するための除去ユニット５６が設けられている。この除去ユニット５６は、円弧状のガイド板５６Ａに沿ってウェブの厚さよりやや大きな間隔を有して、複数の回転ローラ５６Ｂ、５６Ｂ…が回転自在に配設され、ガイド板５６Ａとの間に除去通路５８を形成している。

そして、複数の回転ローラ５６Ｂ、５６Ｂ…は、図示しない回転駆動源に連結され、切断兼接合ドラム４４の回転方向とは反対方向に、かつ切断兼接合ドラム４４の回転（周速度）より周速度が速くなる回転をするようになっている。これにより、切断されて切断兼接合ドラム４４の吸着盤４４Ｃに吸引保持された旧ウェブ２６の残部は、切断兼接合ドラム４４と、複数の回転ローラ５６Ｂ、５６Ｂ…とで挟み込まれて除去通路５８にかき上げられ、ウェブの搬送経路から除去される。

図１に示されるように、新ロール３０の上方に位置する壁面６２には新ロール３０の外径を計測するロール外径センサ６４が取付けられている。そして、ロール外径センサ６４からの光線６６を新ロール３０外周面で反射させて、新ロール３０外周までの距離を測ることによって新ロール３０の外径を測定できるようになっている。

ガイドレール３４のターレットアーム１８側の先端部には先端マークセンサ６８が設けられている。そして、先端マークセンサ６８は、ウェブの接合時にターレットアーム１８が１２０度回転して新ロール３０が図６の位置に移動したときに、新ロール３０の先端マーク３２を検知するようになっている。

また、図６に示される位置に移動した旧ロール２８上方の壁面７０には、旧ロール２８の末端部に着けられた末端マーク７２を検知する末端マークセンサ７４が取付けられている。そして、これらの各センサ６４、６８、７４の信号は図示しないコントローラに入力され、接合ユニット３６の移動距離や各ドラム４２、４４、４６の回転時期を制御するようになっている。

次に、切断ドラム４２におけるカッタ４２Ｂの周辺部の詳細について説明する。図４は、切断ドラム４２の要部断面図である。切断ドラム４２におけるカッタ４２Ｂの周辺部においては、切断ドラム本体４２Ｆと、この切断ドラム本体４２Ｆ表面に形成された凹陥部に嵌合されるインサート４２Ｇとで周面の円筒状部分を形成している。

カッタ４２Ｂは、この円筒状部分にその先端が突出して設けられるとともに、この円筒状部分の半径ＣＬ方向に対し傾斜角度θ１をなして固定されている。この傾斜角度θ１は、周面の半径をＲと、カッタ４２Ｂの先端の突出量をＨ１とした場合に、２０度≧θ１≧ｃｏｓ^−１（Ｒ／（Ｒ＋Ｈ２））の関係にある。

カッタ４２Ｂの固定は、切断ドラム本体４２Ｆとインサート４２Ｇとで挟み込むことによりなされている。カッタ４２Ｂの両側の切断ドラム本体４２Ｆとインサート４２Ｇとは面一となっている。

カッタ４２Ｂの両側には、気泡性ゴムよりなる緩衝部材４２Ｈ、４２Ｉが設けられている。この緩衝部材４２Ｈ、４２Ｉは、ＪＩＳ Ｋ ６３０１で規定する硬度で５０以下のものであることが好ましい。

カッタ４２Ｂの、切断ドラム本体４２Ｆ及びインサート４２Ｇの表面からの突き出し量Ｈ１は、３〜５ｍｍの範囲が好ましい。また、カッタ４２Ｂの、切断ドラム本体４２Ｆの円周表面からの突き出し量Ｈ２は、ウェブの厚さ（旧ウェブ２６と新ウェブ８０との合計厚さ）プラス０．０５〜０．１ｍｍの範囲が好ましい。

次に、切断ドラム４２の幅方向のカッタ４２Ｂの配置について説明する。図５は、この関係を説明する図であり、（Ａ）は、切断ドラム４２の平面図であり、（Ｂ）は、ウェブの突合わせ状態を示す平面図である。なお、（Ａ）において、緩衝部材４２Ｈ、４２Ｉ等の図示は省略されている。

図５（Ａ）に示されるように、カッタ４２Ｂは、切断ドラム４２の軸心方向に対し０．５〜５度の傾斜角度αをなしている。これにより、図５（Ｂ）に示されるように、突合わせ接合後のウェブの接合線（旧ウェブ２６の端部２６Ａ、新ウェブ８０の端部８０Ａ）が、ウェブの供給方向に対する垂直線ＨＬに対し０．５〜５度の傾斜角度αをなすように突合わせ接合される。

次に、カッタ４２Ｂについて説明する。このカッタ４２Ｂのビッカース硬度Ｈ_Ｖは６００〜１０００であることが好ましく、Ｈ_Ｖが７５０〜８００であることがより好ましい。このように、カッタ４２Ｂの硬度Ｈ_Ｖが当接板４４Ｂ（既述の図２参照）のビッカース硬度Ｈ_Ｖ（後述する）より低ければ、当接板４４Ｂの損傷が少なく、当接板４４Ｂの寿命を大幅に延長できる。

切断受け部材である当接板４４Ｂのビッカース硬度Ｈ_Ｖは１０００以上であることが好ましい。このように、カッタ４２Ｂの刃先が当接する当接板４４Ｂが硬く、特にビッカース硬度Ｈ_Ｖが１０００以上であれば、カッタ４２Ｂの刃先が当接板４４Ｂに食い付いたりする不具合を生じにくく、旧ウェブ２６と新ウェブ８０とを重ねた状態で切断する際に切り屑を発生させる欠点が大幅に改善できる。当接板４４Ｂの材質としては、窒化鋼の焼入れや、浸炭により焼入れ硬度を高めたものが好ましく採用できる。

また、当接板４４Ｂの表面に厚さ１０〜３０μｍの鍍金層が形成されていることが好ましい。このような厚さの鍍金層であれば、鍍金層がめくれたり、傷ついたりする欠点が改善でき、当接板４４Ｂの寿命を大幅に延長できる。この鍍金層には、硬質クロム鍍金が好ましく採用できる。

既述したように、カッタ４２Ｂは、円筒状部分の半径ＣＬ方向に対し傾斜角度θ１をなして固定されている。このように、カッタ４２Ｂが半径ＣＬ方向に対し傾斜角度θ１をなして片持ち状態で固定されているので、ウェブと当接した際に、ウェブにクラックを生じさせて切断が開始されるが、この傾斜角度θ１をもつことにより、カッタ４２Ｂの先端がウェブと当接して更に切断兼接合ドラム４４に当接するまでの刃先の軌跡と、この切断開始時のクラックの方向とがほぼ一致し、切断面にケバがなくきれいに切断がなされる。

また、カッタ４２Ｂ両側に適度な硬度の緩衝部材４２Ｈ、４２Ｉが設けられているので、緩衝部材４２Ｈ、４２Ｉによりしっかりと保持されるが、ウェブには圧縮変形により内部に圧縮応力を生じさせないので、ウェブには切断ひずみがなく、ウェブの切断時に切り屑を発生させにくくすることができる。

この際、カッタ４２Ｂの傾斜角度θ１は、図４に示されるように、回転方向側に傾斜している（半径ＣＬ方向に対し右側に傾斜角度θ１をなしている）ことが重要である。

次に、以上の如く構成された本発明のウェブの突合わせ接合装置１０の作用について説明する。図１に示されるように、旧ロール２８から巻戻された旧ウェブ２６は、パスローラ６０に支持されながら切断兼接合ドラム４４及び切断ドラム４２、接合ドラム４６の間を通って図中矢印方向７６に搬送され、図示しない塗布工程や処理工程に送られている。このとき、旧ウェブ２６の撓みを防止するため、切断ドラム４２及び切断兼接合ドラム４４のガイドローラ４２Ｅ、４４Ｅで旧ウェブ２６の途中を支持している。

図１の状態で、旧ウェブ２６が巻戻されている間に、新ロール３０の外径寸法がロール外径センサ６４により計測され、その信号が図示しない前記のコントローラに入力される。また、新ロールの外径寸法が計測されると、ターレットアーム１８が１２０度回転して旧ロール２８及び新ロール３０が図６に示される位置に移動するとともに、コントローラに入力された新ロールの外径寸法から割り出された移動距離に基づいて、接合ユニット３６がガイドレール３４上を図中矢印７８方向に移動し、新ロール３０の外周面に近接する位置で停止する。

次に、末端マークセンサ７４が旧ロール２８に着けられた末端マーク７２を検知し、旧ロール２８のウェブ量が所定量以下になったことを知らせる信号がコントローラに入力される。そして、コントローラでは新ロール３０の回転軸２２を駆動する駆動源に指示を与えて新ロール３０を反時計回りに回転させ、旧ウェブ２６の搬送速度（たとえば１００ｍ／分以上）と同速度まで加速する。

次に、先端マーク検知器６８が新ロール３０の先端マーク３２を検知し、信号がコントローラに入力されると、コントローラでは各ドラム４２、４４、４６の回転軸４２Ａ、４４Ａ、４６Ａを回転する回転駆動源に指示を与えて各ドラム４２、４４、４６を旧ウェブ２６の搬送速度と同速度で回転させるとともに、各ドラム４２、４４、４６の吸着盤４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｂを吸引状態にする。

このとき、切断ドラム４２は、新ロール３０の先端部を引出す引出し位置で旧ウェブ２６の搬送速度と同速度になるタイミングで回転を開始し、切断ドラム４２の吸着盤４２Ｃで新ロール３０の先端部を吸引して引出す。

すなわち、図７に示されるように、新ロール３０の外周速度をＶとして、新ロール３０の先端部検知位置Ｂから前記引出し位置Ｃまでの距離Ａを移動する時間をｔ秒とすると、図８のグラフに示されるように、切断ドラム４２は、回転開始からｔ秒後に新ロール３０外周速度Ｖと等しくなるタイミンクで回転駆動される。

これにより、新ロール３０のウェブ先端部を確実に切断ドラム４２の吸着盤４２Ｃで引き出すことができる。同様に、切断兼接合ドラム４４及び切断ドラム４２についても後述するウェブの切断、接合のタイミングで回転が開始される。

そして、切断ドラム４２と切断兼接合ドラム４４が図９に示される状態の角度まで回転したとき、切断ドラム４２と切断兼接合ドラム４４とで旧ウェブ２６と新ウェブ８０とを重ねて挟み、切断ドラム４２のカッタ４２Ｂと切断兼接合ドラム４４の当接板４４Ｂとで新旧ウェブ２６、８０を切断する。

このとき、カッタ４２Ｂが半径ＣＬ方向に対し傾斜角度θ１をなして片持ち状態で固定されているので、ウェブ（旧ウェブ２６と新ウェブ８０との重ね合わせ体）と当接した際、切断される進行方向に適度の撓み量となる。また、カッタ４２Ｂ両側に適度な硬度の緩衝部材４２Ｈ、４２Ｉが設けられているので、緩衝部材４２Ｈ、４２Ｉによりしっかりと保持されるが、ウェブには圧縮変形を与えないので、圧縮ひずみがなく、切断中のウェブにひずみを与えないので、ウェブの切断時に切り屑を発生させにくくすることができる。

また、既述の図５のように、カッタ４２Ｂが円筒状部分の軸心方向に対し０．５〜５度の傾斜角度αをなして設けられているので、カッタ４２Ｂの一端側から他端側に向って切断線が進行するようにウェブが切断される。したがって、このような切断により切断精度が向上し、切断された一端から順次接合ドラム４６にスムーズに送られるので、その結果接合精度が向上する。

図９において、切断の際、新ウェブ８０の切断後のウェブ先端部は、互いに反対回転する切断ドラム４２と切断兼接合ドラム４４との間隙に素早く取り込まれて挟持されながら案内部材５４に案内されて搬送方向に移動する。更に、新ロール３０の回転により新ウェブ８０の先端が先端部側に送り出されるようになるので、切断部から外れることがない。

一方、旧ウェブ２６の切断後の末端は、切断兼接合ドラム４４と接合ドラム４６とで挟持されながらウェブの搬送方向に移動する。これにより、旧ウェブ２６の切断後の末端と新ウェブ８０の切断後の先端とは、突合わされた状態のまま確実に接合位置に搬送される。

次に、各ドラム４２、４４、４６が図１０に示される状態の角度まで回転すると、新旧ウェブ２６、８０は切断兼接合ドラム４４と接合ドラム４６とで挟持されながら、接合ドラム４６の吸着盤４６Ｂに吸引保持されている接合テープ４７により新旧ロール２６、８０の突き合わせ部が接合される。

そして、接合を終えた各ドラム４２、４４、４６は、元の位置まで回転して止まるとともに、各ドラム４２、４４、４６の吸着盤４２Ｂ、４４Ｂ、４６Ｂの吸引状態が解除される。また、接合ユニット３６はガイドレール３４上を移動して元の位置まで退避し、再び図１の状態で新ロール３０のウェブの搬送が開始される。

また、切断時に切断された旧ウェブ２６の切断残部は、図３に示した除去ユニット５６で搬送経路から除去される一方、新ウェブ８０の切断残部は切断ドラム４２の吸着盤４２Ｂに吸引保持されて切断ドラム４２の停止位置まで移動し、吸着盤４２Ｂの吸引が解除されることにより、切断ドラム４２から自重で落下する。以上により、新旧ウェブ２６、８０の突合わせ接合が完了する。

次に、図１１によって、本発明のウェブの突合わせ接合装置の第２実施形態を説明する。なお、既述の第１実施形態と同じ部材については同符号を付して説明する。

図１１（第１実施形態の図４に対応する）に示されるように、切断ドラム４２において、切断ドラム本体４２Ｆの表面に形成された凹陥部に切断部材ブロック４２Ｊが嵌合され、切断部材ブロック４２Ｊの表面と切断ドラム本体４２Ｆの表面とが面一になるように、切断ドラム４２周面の円筒状部分を形成している。

そして、切断部材ブロック４２Ｊの表面よりカッタ４２Ｂの先端が突出して設けられている。カッタ４２Ｂの切断部材ブロック４２Ｊの表面よりの突き出し量Ｈ２は、第１実施形態のＨ２と略同様に設定すればよい。なお、本実施形態においては、カッタ４２Ｂの先端部の両側に緩衝部材が設けられていないが、第１実施形態と同様に緩衝部材を設けてもよい。

カッタ４２Ｂの材質（ビッカース硬度Ｈ_Ｖ、等）や、カッタ４２Ｂの円筒状部分の半径ＣＬ方向に対する傾斜角度θ１、カッタ４２Ｂの切断ドラム４２の軸心方向に対する傾斜角度α、等は、第１実施形態と略同様に設定すればよい。

切断部材ブロック４２Ｊの切断ドラム本体４２Ｆへの固定方法は、図示しないねじ部材による固定や、熱膨張を利用した焼きばめ等、公知の各種手段が採用できる。

本実施形態によれば、切断ドラム４２に設けられるカッタ４２Ｂが切断部材ブロック４２Ｊに埋め込まれており、この切断部材ブロック４２Ｊが切断ドラム本体４２Ｆの表面の円筒状部分に形成された凹部に面一になるように嵌合可能となっているので、切断部材ブロック４２Ｊを交換するのみで、カッタ４２Ｂの交換及び刃先位置等の微調整が行え、装置の機構をシンプル化でき、接合精度や品質を向上できるとともに、ダウンタイムを低減することができる。

すなわち、既述の突き出し量Ｈ２や、傾斜角度θ１、傾斜角度α等を変化させた複数個の切断部材ブロック４２Ｊを準備しておき、ウェブの厚さや材質に応じて、最適な切断部材ブロック４２Ｊに交換する形態を採用すれば、接合精度や品質を向上できるとともに、ダウンタイムを低減することができる。

このように、本発明のウェブの突合わせ接合装置１０によれば、従来の装置による切断では接合精度が悪くなる欠点があるという第１の課題、従来の装置による切断ではウェブの切断時に切り屑を発生させる欠点があるという第２の課題、従来の装置による切断では生産性の低下、消耗品コストの上昇等の欠点があったという第３の課題、従来の装置による切断では生産性の低下等の欠点があったという第４の課題、の全ての課題が解決される。

また、本発明のウェブの突合わせ接合装置１０は、新ロール３０の外径を検知するロール外径センサ６４の信号に基づいて接合ユニット３６を新ロール３０の外周に近接させ、新ロール３０を旧ウェブ２６の搬送速度と同速度になるように予め回転させておいて、新ロール３０の先端部を接合ユニット３６の切断ドラム４２の吸着盤４２Ｃで引出すとともに、切断ドラム４２、切断兼接合ドラム４４及び接合ドラムとで協力して新旧ウェブ２６、８０の端部を突き合わせて接合するようにした。

これにより、接合時に旧ウェブ２６の巻戻し速度を減速しないで接合できるので、アキュームレータが不用になる。また、接合時にラインの運転を停止させたり、スローダウンさせたりする必要がないので、生産効率を向上させることができる。

また、接合ユニット３６を進退可能に設けて、回転する新ロール３０の先端部を切断ドラム４２で直接引出すようにしたので、新ロールの先端部を接合ユニットまで移送する必要がない。これにより、接合機構をシンプル化させることができるので、接合精度の向上を図ることができるとともに、装置コストを低減させることができる。

以上、本発明に係るウェブの突合わせ接合装置及び方法の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。

たとえば、本実施形態の例では、切断ドラム４２、切断兼接合ドラム４４及び接合ドラム４６の３ドラム構成が採用されているが、切断ドラム４２、切断兼接合ドラム４４、接合ドラム４６、及びニップドラムの４ドラム構成を採用することができる。この場合、ウェブの突合わせ接合には切断兼接合ドラム４４を使用せず、接合ドラム４６とこれに対向配置されるニップドラムで行うこととなる。

また、ウェブの突合わせ接合装置の構成も本実施形態の例に限られるものではなく、たとえば、特公平６−５７５７９号公報に開示の装置や、特許第３５８４４５６号公報に開示の装置のような構成にもできる。

［実施例１］
図１に示されるウェブの突合わせ接合装置１０を使用してウェブの突合わせ接合を行った。切断ドラム４２の直径は３００ｍｍである（半径Ｒは１５０ｍｍ）。図４に示されるカッタ４２Ｂの先端の突出量をＨ１は０．２５ｍｍであり、傾斜角度θ１は５度である。

ウェブには、幅が１４００ｍｍで厚さが１００μｍのＴＡＣ（トリアセチルセルロース）を使用した。ウェブの搬送速度は、１００ｍ／分とした。

図５に示される傾斜角度αを０〜１０度まで５条件で変化させ、ウェブの切り口状態と接合部ズレを目視により評価した。ウェブの突合わせ接合試験は、同一条件で１０回繰り返した。結果を図１２の表に示す。

図１２の表によれば、傾斜角度αが０．５〜５度の範囲では、ウェブの切り口状態はいずれも良好であり、接合部ズレも良好であり、判定は全てＯＫであった。一方、傾斜角度αが０．５度未満である０度の試験では、ウェブの切り口状態において２例にササクレを生じ、判定はＮＧであった。すなわち、傾斜角度αがないものは切れ味が悪いことが確認された。

また、傾斜角度αが５度超である１０度の試験では、接合部ズレにおいて１例にズレを生じ、判定はＮＧであった。すなわち、傾斜角度αが大きすぎると接合精度が悪化することが確認された。

［実施例２］
図１に示されるウェブの突合わせ接合装置１０を使用してウェブの突合わせ接合を行った。切断ドラム４２の直径は２５０ｍｍと３００ｍｍの２条件である（半径Ｒは１２５ｍｍと１５０ｍｍの２条件）。図５に示される傾斜角度αは１度とした。

ウェブには、幅が１４００ｍｍで厚さが１００μｍのＴＡＣ（トリアセチルセルロース）を使用した。ウェブの搬送速度は、１００ｍ／分とした。

図４に示されるカッタ４２Ｂの先端の突出量をＨ１を０．２０〜０．５ｍｍまで４段階で変化させ、また、傾斜角度θ１を２．０〜２５度まで６段階で変化させ、ウェブの切り口状態と刃カケを目視により評価した。ウェブの突合わせ接合試験は、同一条件で１０回繰り返した。結果を図１３の表に示す。なお、表において、βは、ｃｏｓ^−１（Ｒ／（Ｒ＋Ｈ１））の値である。

図１３の表によれば、傾斜角度θ１が２０度≧θ１≧βの範囲の条件では、ウェブの切り口状態はいずれも良好であり、刃カケも良好（カケなし）であり、判定は全てＯＫであった。一方、傾斜角度θ１が上記範囲未満のものでは、ウェブの切り口状態が不良であり、傾斜角度θ１が上記範囲超のものでは、刃カケを生じ、判定はいずれもＮＧであった。

本発明のウェブの突合わせ接合装置の構成図 接合ユニットの要部構成図 旧ロールの切断残部を除去する除去ユニットの構造図 接合ユニットの切断ドラムの要部構成図 ウェブの突合わせ状態を示す平面図等 接合直前の状態を示した状態図 新ロール先端部の引出しを説明する説明図 新ロール先端部の引出しを説明するグラフ ウェブの切断を説明する要部拡大図 ウェブの接合を説明する要部拡大図 第２実施形態の接合ユニットの切断ドラムの要部構成図 実施例１の結果を示す表 実施例２の結果を示す表

符号の説明

１０…ウェブの突合わせ接合装置、１８…ターレットアーム、２６…旧ウェブ、２８…旧ロール、３０…新ロール、３６…接合ユニット、４２…切断ドラム、４２Ｂ…カッタ、４２Ｃ…吸着盤、４４…切断兼接合ドラム、４４Ｂ…当接板、４４Ｃ…吸着盤、４６…接合ドラム、４６Ｂ…吸着盤、８０…新ウェブ

Claims (8)

1. 帯状可撓性支持体が巻回された旧ロール及び新ロールを巻戻し可能に支持し、所定角度毎に回転可能なターレット手段と、
   周面の円筒状部分にその先端が突出して設けられるとともに前記円筒状部分の軸心方向に対し０．５〜５度の傾斜角度をなしている前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断部材、及び前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を保持する保持手段を備え、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断ドラムと、
   前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断受け部材、及び前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍を保持する保持手段を備え、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断兼接合ドラムと、
   接合テープを剥離可能に保持し前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる接合ドラムと、
   を備え、前記帯状可撓性支持体を搬送しながら旧ロールの前記帯状可撓性支持体末端と新ロールの前記帯状可撓性支持体先端との切断と突合わせ接合を行うことを特徴とするウェブの突合わせ接合装置。
2. 帯状可撓性支持体が巻回された旧ロール及び新ロールを巻戻し可能に支持し、所定角度毎に回転可能なターレット手段と、
   周面の半径Ｒの円筒状部分にその先端が突出量ｈをなして突出して設けられるとともに前記円筒状部分の半径方向に対し傾斜角度θをなしている前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断部材、該切断部材の両側に設けられる気泡性ゴムよりなる緩衝部材、及び前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を保持する保持手段を備え、前期傾斜角度θが２０度≧θ≧ｃｏｓ^−１（Ｒ／（Ｒ＋ｈ））の関係にあり、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断ドラムと、
   前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断受け部材、及び前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍を保持する保持手段を備え、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断兼接合ドラムと、
   接合テープを剥離可能に保持し前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる接合ドラムと、
   を備え、前記帯状可撓性支持体を搬送しながら旧ロールの前記帯状可撓性支持体末端と新ロールの前記帯状可撓性支持体先端との切断と突合わせ接合を行うことを特徴とするウェブの突合わせ接合装置。
3. 帯状可撓性支持体が巻回された旧ロール及び新ロールを巻戻し可能に支持し、所定角度毎に回転可能なターレット手段と、
   ブロックの表面にその先端が突出して設けられるとともに前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断部材を埋設した切断部材ブロック、表面に形成された凹部に前記切断部材ブロックを面一になるように嵌合可能な周面を有する円筒状部分、及び前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を保持する保持手段を備え、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断ドラムと、
   前記帯状可撓性支持体の幅と略同一長さの切断受け部材、及び前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍を保持する保持手段を備え、前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる切断兼接合ドラムと、
   接合テープを剥離可能に保持し前記帯状可撓性支持体の接合時に該帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で回転できる接合ドラムと、
   を備え、前記帯状可撓性支持体を搬送しながら旧ロールの前記帯状可撓性支持体末端と新ロールの前記帯状可撓性支持体先端との切断と突合わせ接合を行うことを特徴とするウェブの突合わせ接合装置。
4. 前記切断受け部材のビッカース硬度が１０００以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のウェブの突合わせ接合装置。
5. 前記切断受け部材の表面に厚さ１０〜３０μｍの鍍金層が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のウェブの突合わせ接合装置。
6. 前記切断部材のビッカース硬度が６００〜１０００であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のウェブの突合わせ接合装置。
7. 旧ロールに巻回された帯状可撓性支持体を走行させながら、該旧ロールの帯状可撓性支持体の末端と新ロールに巻回された帯状可撓性支持体の先端との切断と突合わせ接合を行うウェブの突合わせ接合方法において、
   切断ドラムに前記新ロールの帯状可撓性支持体を巻き掛けるとともに、該切断ドラムの新ウェブ保持手段により前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を保持するステップと、
   切断兼接合ドラムに前記旧ロールの帯状可撓性支持体を巻き掛けるとともに、該切断兼接合ドラムの旧ウェブ保持手段により前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍を保持するステップと、
   接合ドラムに接合テープを保持するステップと、
   前記帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で前記切断兼接合ドラムを回転させるとともに、前記帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で前記切断ドラムを回転させながら、前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面の円筒状部分にその先端が突出して設けられるとともに前記円筒状部分の軸心方向に対し０．５〜５度の傾斜角度をなしている切断部材により、前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とを重ねた状態で切断するステップと、
   切断された前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍及び前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を廃却するとともに、前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とを前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面に保持するステップと、
   前記接合ドラムに保持された接合テープを前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面に保持された前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とに接着するステップと、
   を備えることを特徴とするウェブの突合わせ接合方法。
8. 旧ロールに巻回された帯状可撓性支持体を走行させながら、該旧ロールの帯状可撓性支持体の末端と新ロールに巻回された帯状可撓性支持体の先端との切断と突合わせ接合を行うウェブの突合わせ接合方法において、
   切断ドラムに前記新ロールの帯状可撓性支持体を巻き掛けるとともに、該切断ドラムの新ウェブ保持手段により前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を保持するステップと、
   切断兼接合ドラムに前記旧ロールの帯状可撓性支持体を巻き掛けるとともに、該切断兼接合ドラムの旧ウェブ保持手段により前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍を保持するステップと、
   接合ドラムに接合テープを保持するステップと、
   前記帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で前記切断兼接合ドラムを回転させるとともに、前記帯状可撓性支持体の搬送速度と同速度で前記切断ドラムを回転させながら、前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面の半径Ｒの円筒状部分にその先端が突出量ｈをなして突出して設けられ前記円筒状部分の半径方向に対し傾斜角度θをなしている切断部材であって、前期傾斜角度θが２０度≧θ≧ｃｏｓ^−１（Ｒ／（Ｒ＋ｈ））の関係にある切断部材及び該切断部材の両側に設けられる気泡性ゴムよりなる緩衝部材により、前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とを重ねた状態で切断するステップと、
   切断された前記旧ロールの帯状可撓性支持体の末端部近傍及び前記新ロールの帯状可撓性支持体の先端部を廃却するとともに、前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とを前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面に保持するステップと、
   前記接合ドラムに保持された接合テープを前記切断ドラム又は前記切断兼接合ドラムの周面に保持された前記旧ロールの帯状可撓性支持体と前記新ロールの帯状可撓性支持体とに接着するステップと、
   を備えることを特徴とするウェブの突合わせ接合方法。

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