JP2008037511A - ウエブ巻取機 - Google Patents

Abstract

【課題】任意の位置でウエブを切断でき、振動も発生せず、きれいな巻姿にロール製品を巻き取れるウエブ巻取機を提供する。
【解決手段】第１巻取ロール１０、第２巻取ロール２０および第３巻取ロール３０で囲まれた巻取空間に紙管ｃを供給し、この巻取空間内で紙管ｃを回転させて連続したウエブＷを巻き取らせるウエブ巻取機であって、第１巻取ロール１０は、そのロール外周の一部にウエブＷを巻き掛けて紙管ｃにウエブＷを供給するロールであり、第１巻取ロール１０におけるウエブＷの巻き掛け部分に近接した位置に、第４ロール４０が配設されており、第４ロール４０を第１ロール１０のロール外周上のウエブＷに接触する接触位置と、そこから離間した退避位置との間で移動させる移動手段とを設けており、第４ロール４０のロール表面の回転速度は、第１巻取ロール１０のロール表面の回転速度よりも大きくなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウエブ巻取機に関する。さらに詳しくは、トイレットペーパーやキッチンペーパーになるウエブを巻き取って、トイレットロールやキッチンロールを製造するためのウエブ巻取機に関する。
ウエブの巻取方法には、紙管を用いる方法と紙管を用いない方法がある。紙管とは厚紙製の円筒状の巻芯であり、この紙管にペーパーを巻付けたものが最も一般的なトイレットロールであり、紙管を用いず金属製の巻軸にペーパーを巻付け、巻取り完了後に巻軸を抜き取ったものが芯なしトイレットロールとなる。
本発明は、前者の紙管を用いてトイレットロールやキッチンロール等のロール製品を製造するウエブ（紙や不織布などの薄物帯状物をいう）の巻取機に関するものである。

紙管を用いるウエブ巻取機の従来例として、特許文献１および特許文献２に記載の技術がある。
これらの従来技術は、いずれも３本の巻取ロールで囲んだ巻取空間に紙管を置き、３本の巻取ロールで紙管を回転させて、紙管に連続した長いウエブを巻付けてロール製品にすることを基本としている。
そして、ロール製品の巻径が所定の寸法（例えば、100mm〜200mm）になると、ウエブを切断して巻取りを終了し、巻取空間から取り出すとロール製品が出来上る。そして、新しい紙管を巻取空間に導入して次のウエブを巻き取っていく。
以上のように、１本のロール製品を作る度に、連続した長いウエブを切断する必要があるが、この切断方法は、つぎのように行われている。

図８に示す特許文献１では、３本の巻取りドラム141,195,177で巻取空間を形成し、この巻取空間でロール製品190を巻き取るようになっている。そして、前記巻取りドラム141と同期して回転するウエブ分離ロール143を更に備えている。前記巻取りドラム141の表面には面長方向の溝146が形成され、前記ウエブ分離ロール143は、その表面から突出するウエブ分離器145を有しており、前記溝146および前記ウエブ分離器145は、巻取りドラム141とウエブ分離ロール143の同期回転における選択された時点で、前記ウエブ分離器145が前記溝146に突入するように構成されている。
そして、前記ウエブ分離器145が、前記溝146の中にウエブ129を押し入れる剛い部材を有し、前記ウエブ分離器145は、このウエブ分離器が前記溝146に突入したときに、前記ウエブが、このウエブの伸びおよび引張りの限界を超える距離だけ前記溝146の中に突入して、前記溝146の中で前記ウエブ129が引裂かれるようになっている。

図９に示す特許文献２では、ウエブＮを半巻き状態に巻き掛けて紙管ＡにウエブＮを供給する第１巻取ロール115と、紙管Ａを支えながら回転させる第２巻取ロール117と、この第２巻取ロール117と共に紙管Ａを挟んで回転させる第３巻取ロール121とを備えている。そして、押え部材143が第１巻取ロール115の下方で回転自在に取付けられており、この押え部材143が下方から上方に回転すると、第１巻取ロール115上のウエブＮに接触し強い摩擦力を生ずるようになっている。この摩擦力によってウエブＮが切断される。

ところで上記従来例では、つぎのような問題がある。
（特許文献１の問題点）
１）巻取りドラム141にウエブ分離器145を挿入する溝146があるので、巻取り中にロール製品が振動しやすくなり、ロール製品の巻姿が悪くなる。
２）ウエブ切断時にはウエブ分離ロール143が巻取りドラム141を押えることになり、これが振動の元になるので、ロール製品の巻姿が悪くなる。
３）巻取りドラム141に溝を１ヵ所設けているが、そのためウエブのカット長さは巻取りドラム141におけるロール１周ピッチにしかならない。

（特許文献２の問題点）
１）ウエブ切断時に押え部材143が上方に回転していって、第１巻取ロール115の表面に接触するが、押え部材143は第１巻取ロール115より遅く動く。そして、ウエブＮは第１巻取ロール115の下面に接触した位置と第３巻取ロール121がロール製品Ｌを押えている位置との間で切れるが、この間にウエブＮに切断用のミシン目等が２〜３カ所あると、ウエブＮの幅方向の部分部分で異なるミシン目に沿って切れることがあり、この場合、ウエブＮの端部が乱れた形で破れてしまう。このため、ロール製品の尾端の再カット等の後処理が必要となる。
２）押え部材143の回転中心は固定されているので、摩擦力の調整は不可能であり、ウエブの厚さや強度、エンボス加工の有無などによる要因に対処できない。

特公平１−２２１８６号公報 特表平１１−５０３３９７号公報

本発明は上記事情に鑑み、任意の位置でウエブを切断でき、ウエブの厚さや強度などの物理的性質が様々であっても、ウエブの切断が可能であり、しかもウエブの尾端の切り口がきれいに揃い、かつ、きれいな巻姿にロール製品を巻き取れるウエブ巻取機を提供することを目的とする。

第１発明のウエブ巻取機は、第１巻取ロール、第２巻取ロールおよび第３巻取ロールで囲まれた巻取空間に紙管を供給し、該巻取空間内で前記紙管を回転させて連続したウエブを巻き取らせるウエブ巻取機であって、前記第１巻取ロールは、そのロール外周の一部に前記ウエブを巻き掛けて前記紙管にウエブを供給するロールであり、前記第１巻取ロールにおける前記ウエブの巻き掛けた部分に近接した位置に、第４ロールが配設されており、該第４ロールを前記第１ロールのロール外周上のウエブに接触する接触位置と、そこから離間した退避位置との間で移動させる移動手段とを設けており、該第４ロールのロール表面の回転速度は、前記第１巻取ロールのロール表面の回転速度よりも大きいことを特徴とする。
第２発明のウエブ巻取機は、第１発明において、前記第１巻取ロールのロール外周には、輪状の粗面加工部と輪状の平滑加工部とが交互に形成されていることを特徴とする。
第３発明のウエブ巻取機は、第２発明において、前記第１巻取ロールのロール外周には、軸方向に延びる複数のウエブ吸引溝が、ロールの円周方向に等間隔に形成されていることを特徴とする。
第４発明のウエブ巻取機は、第１発明において、前記第２巻取ロールのロール外周には、弾性材料からなる筒状の高摩擦部材が外挿されていることを特徴とする。
第５発明のウエブ巻取機は、第４発明において、前記高摩擦部材の外周部には、環状の突条と環状の凹溝が軸方向において交互に形成されており、かつ前記突条には円周方向において間隔をあけて溝が形成されていることを特徴とする。

第１発明によれば、次の効果を奏する。
ａ）第４ロールを回転中の第１巻取ロールのウエブ巻き掛け部分に接触させると、第４ロールのロール表面速度は、第１巻取ロールのロール表面速度より大きいので、第１巻取ロールのロール表面上のウエブは、第４ロールによって引っ張られて、素早く切断される。
ｂ）第４ロールを第１巻取ロールに接触させるタイミングは移動手段の駆動を任意のタイミングで動作させることにより制御でき、しかも第４巻取ロールの移動量はウエブの厚さに相当するわずかな量でよいので、ウエブの切断位置を自由に正確に選択できる。
ｃ）第１巻取ロールと第４ロールのいずれも回転しているので、ウエブに対するコスレ現象はほとんど発生せず、２本のロールの速度差でウエブを切断するので瞬間的に切れ、切り口も綺麗に揃うことになる。
ｄ）４本のロールは、いずれも互いに干渉する部材がないので、振動も生じず、ロール製品の巻姿が綺麗に仕上がる。
第２発明によれば、第１巻取ロールの粗面加工部がウエブに対して摩擦力が発揮するので、ウエブのロール表面上でのズレが生じにくく、第４ロールを接触させた位置で確実にウエブの切断が行える。
第３発明によれば、ウエブを切断したとき後続するウエブの先端縁を吸引して保持する吸引溝が複数あるので、第１巻取ロールの外周長の途中でのウエブ切断が可能であり、ウエブ切断長を自由に選ぶことができる。
第４発明によれば、第４ロールの高摩擦部材がウエブに対して摩擦力を発揮するので、ウエブに張力をかけることができ、第４ロールを接触させた位置で確実にウエブを切断することができる。
第５発明によれば、高摩擦部材の外周部に面積の狭い突条が設けられ、ウエブに対する面圧が高くなっていることと、突条自体が溝によって切れており弾性変形しやすいことから、ウエブに対して張力をかけやすいので、ごく短い時間での接触でも確実にウエブを切断することができる。よって、高速運転が可能となる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係るウエブ巻取機の全体概略図である。まず、図１に基づき、本発明のウエブ巻取機の全体構成を説明する。
同図に示すように、第１巻取ロール１０、第２巻取ロール２０、第３巻取ロール３０の３本のロールによって、巻取空間が構成されている。この巻取空間の中に紙管ｃが入れられ、紙管ｃを巻芯としてウエブを巻き取っていくと、ロール製品Ｒが巻き上がる。この巻取空間の上方には、一対のミシン目ロールユニット５が配置されている。ミシン目ロールユニット５は固定ロール５ａと回転ロール５ｂとからなり、それぞれミシン目穿孔用の刃を有している。

適当な個所に配置されたガイドロール１，２，３を経て、連続した長いウエブＷが、前記ミシン目ロールユニット５を通って第１巻取ロール１０に巻き掛けられる。６はガイドロールで、ウエブＷを第１巻取ロール１０のロール外周面に半周以上巻き掛けるように配置されている。このように送られてきたウエブＷは、ミシン目穿孔ロールユニット５で適宜の間隔をあけてミシン目加工され、第１巻取ロール１０、第２巻取ロール２０および第３巻取ロール３０で囲まれた巻取空間で、紙管ｃの周面に巻き取られるようになっている。

７は巻取空間の下方に配置されたガイド板で、紙管ｃの導入をガイドし、巻き上がったロール製品Ｒの送り出しをガイドする。
第１巻取ロール１０を中心として、巻取空間の反対側には、紙管ｃの供給装置が設けられている。この供給装置は数個の紙管ｃをストックしておき、糊付装置８で紙管ｃの外周に糊を付け、コンベア９等で適切なタイミングで巻取空間に送り込まれるようになっている。
なお、前記ミシン目穿孔ロールユニット５は無くてもよく、この場合ウエブはミシン目の無い分で切断されることになる。

つぎに、本発明の特徴部分の詳細を説明する。
４０は本発明において重要な第４ロールである。
この第４ロール４０はウエブＷの切断用であり、第１巻取ロール１０におけるウエブ巻き掛け部分のウエブＷに対して接触する接触位置と、そこから離間した退避位置との間で移動されるようになっている。移動手段としては、リンクとシリンダの組合せなど任意の手段を採用できる。また、この第４ロール４０のロール表面速度は、第１巻取ロール１０の表面速度より早くなるよう設定されている。

つぎに、図２および図３に基づき、第１巻取ロール１０の詳細を説明する。
図２は第１巻取ロールと第４ロールの斜視図である。図３は第１巻取ロールの断面図と部分平面図である。
図２に示す第１巻取ロール１０は円筒状のロール本体１１からなるもので、そのロール表面には、吸引溝１２が開口しており、また輪状の粗面加工部１６が形成されている。
図３の（Ａ）図に示すように、吸引溝１２は３本が円周方向において等間隔に形成されている。また、ロール本体１１の内部であって、吸引溝１２に通ずる位置には吸引パイプ１３が固定されている。そして、この吸引パイプ１３は図示しない負圧源に接続されていて、吸引溝１２は第１巻取ロール１０に巻き掛けたウエブＷを吸引するようになっている。

また、前記ロール本体１１の表面には、輪状の粗面加工部１６が複数個所ロール軸方向において等間隔に形成されている。
この粗面加工部１６は、例えば、ローレット加工などで形成できるが、ローレット加工以外の方法で形成してもよい。
そして、粗面加工部１６の隣りには、ロール表面が平滑に仕上げられた平滑加工部１７が形成されており、粗面加工部１６と平滑加工部１７は、ロール軸方向において交互に設けられている。
上記の構成の第１巻取ロール１０の粗面加工部１６がウエブに対して摩擦力が発揮するので、ウエブのロール表面上でのズレが生じにくく、第４ロール４０を接触させた位置で確実にウエブの切断が行えることになる。

図４は第４ロールの断面図と部分拡大図である。
図２に示す第４ロール４０は、円筒状のロール本体４１からなり、そのロール表面には、ゴム等からなる高摩擦部材４２が巻回されている。
また、この高摩擦部材４２の表面側には高摩擦部４３と非摩擦部４４がロール軸方向において交互に形成されている。
そして、高摩擦部４３は、環状の突条４５と環状の凹溝４６からなり、それらがロール軸方向において交互に形成されている。
さらに、前記突条４５は、円周方向において間隔をあけて形成した複数個所の溝４７により、複数個のブロック状に区分けされている。

つぎに、第１実施形態のウエブ巻取機におけるウエブ切断作用を説明する。
図５は本発明のエブ巻取機におけるウエブ切断前の動作説明図である。図６は本発明のウエブ巻取機におけるウエブ切断時の動作説明図である。図７は本発明のウエブ巻取機におけるウエブ切断後の動作説明図である。
図５に示すように、ガイドロール６を経たウエブＷは第１巻取ロール１０の約３／４周面に巻き掛けられ、紙管ｃ上で巻き取られているロール製品Ｒに続いている。紙管ｃを巻芯とするロール製品Ｒは、第１巻取ロール１０、第２巻取ロール２０および第３巻取ロール３０で囲まれた巻取空間で、回転させられ、紙管ｃの周面に所定の長さのウエブＷが巻取られると、ウエブ切断動作に入る。なお、このとき、第４ロール４０は第１巻取ロール１０から離れている。

図６に示すように、ウエブＷの切断時には、第４ロール４０を第１巻取りロール１０におけるウエブ巻き掛け部分に近づけ接触させる。第４ロール４０のロール周面速度は第１巻取ロール１０のロール周面速度より早いので、ウエブＷに張力が作用してミシン目のある部分より切断される。

このときの切断作用の利点は、次のとおりである。
ａ）第４ロール４０の高摩擦部材４２がウエブＷに対して摩擦力を発揮するので、ウエブＷに張力をかけることができ、任意の位置で確実にウエブＷを切断することができる。さらに、高摩擦部材４２が面積の狭い突条４５になって、ウエブＷに対する面圧が高くなっていることと、突条４５自体が溝４７によって切れており弾性変形しやすいことから、ウエブＷに対して張力をかけやすいので、ごく短い時間での接触でも確実にウエブＷを切断することができる。
ｂ）第４ロール４０を第１巻取ロール１０に接触させるタイミングは移動手段の駆動を任意のタイミングで動作させることにより制御でき、しかも第４巻取ロール４０の移動量はウエブＷの厚さに相当するわずかな量でよいので、ウエブＷの切断位置を自由に正確に選択できる。
ｃ）第１巻取ロール１０と第４ロール４０のいずれも回転しているので、ウエブＷに対するコスレ現象はほとんど発生せず、２本のロール１０，４０の速度差でウエブＷを切断するので瞬間的に切れ、切り口も綺麗に揃うことになる。
ｄ）４本のロール１０，２０，３０，４０は、いずれも互いに干渉する部材がないので、振動も生じず、ロール製品の巻姿が綺麗に仕上がる。

なお、切断されたことにより後続するウエブＷの先端となった部分は、第１巻取ロール１０の吸引溝１２に吸着されるので、次の紙管ｃに巻き付けるまで、確実に搬送できる。

ウエブＷが切断されると、図７に示すように、第４ロール４０は第１巻取ロール１０から離れて退避位置へ戻る。一方、新しい紙管ｃがコンベヤ９でガイド板７上に供給され、この紙管ｃに後続のウエブＷが巻き取られていく。
巻取り完了したロール製品Ｒは、第３巻取ロール３０を増速する等の方法によって、ガイド板７上に払い出されていく。

上記のごとき工程が繰り返され、連続的に順々と紙管ｃにウエブＷを巻き取ってロール製品Ｒを作ることができるのである。

本発明の第１実施形態に係るウエブ巻取機の全体概略図である。 第１巻取ロールと第４ロールの斜視図である。 第１巻取ロールの断面図と部分平面図である。 第４ロールの断面図と部分拡大図である。 本発明のエブ巻取機におけるウエブ切断前の動作説明図である。 本発明のウエブ巻取機におけるウエブ切断時の動作説明図である。 本発明のウエブ巻取機におけるウエブ切断後の動作説明図である。 従来のウエブ巻取機の説明図である。 従来のウエブ巻取機の説明図である。

符号の説明

１０ 第１巻取ロール
１１ ロール本体
１２ 吸引溝
２０ 第２巻取ロール
３０ 第３巻取ロール
４０ 第４ロール
ｃ 紙管
Ｗ ウエブ
Ｒ ロール製品

Claims (5)

1. 第１巻取ロール、第２巻取ロールおよび第３巻取ロールで囲まれた巻取空間に紙管を供給し、該巻取空間内で前記紙管を回転させて連続したウエブを巻き取らせるウエブ巻取機であって、
   前記第１巻取ロールは、そのロール外周の一部に前記ウエブを巻き掛けて前記紙管にウエブを供給するロールであり、
   前記第１巻取ロールにおける前記ウエブの巻き掛けた部分に近接した位置に、第４ロールが配設されており、
   該第４ロールを前記第１ロールのロール外周上のウエブに接触する接触位置と、そこから離間した退避位置との間で移動させる移動手段とを設けており、
   該第４ロールのロール表面の回転速度は、前記第１巻取ロールのロール表面の回転速度よりも大きい
   ことを特徴とするウエブ巻取機。
2. 前記第１巻取ロールのロール外周には、輪状の粗面加工部と輪状の平滑加工部とが交互に形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のウエブ巻取機。
3. 前記第１巻取ロールのロール外周には、軸方向に延びる複数のウエブ吸引溝が、ロールの円周方向に等間隔に形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載のウエブ巻取機。
4. 前記第２巻取ロールのロール外周には、弾性材料からなる筒状の高摩擦部材が外挿されている
   ことを特徴とする請求項１記載のウエブ巻取機。
5. 前記高摩擦部材の外周部には、環状の突条と環状の凹溝が軸方向において交互に形成されており、
   かつ前記突条には円周方向において間隔をあけて溝が形成されている
   ことを特徴とする請求項４記載のウエブ巻取機。

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