JP2010254343A

JP2010254343A - 金属箔ロールの支持方法

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Publication number: JP2010254343A
Application number: JP2009107144A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishiguro; 宏幸石黒
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: JP5237876B2

Abstract

【課題】金属箔ロールを保管、運搬等する際に、金属箔にかかる応力を緩和して、金属箔の破損を抑制することができる金属箔ロールの支持方法を提供する。
【解決手段】巻芯１及びこの巻芯１に巻回された金属箔２で構成される金属箔ロール３と、この金属箔ロール３を支持する支持具４の底部５との間に、緩衝材６を介在させる。このため、金属箔ロール３の下部が緩衝材６で支えられるようになり、巻芯１の両端部のみが支持される場合のような巻芯１の撓みが生じることがなくなり、この巻芯１の撓みによる金属箔２の撓みが抑制される。また、緩衝材６はロール状の金属箔２の下部に押圧されて変形した状態で、この金属箔２の下部を支えるようになり、このため金属箔ロール３の変形が抑制されると共に金属箔ロール３の下部と緩衝材６との接触面積が大きくなって金属箔２の下部にかかる荷重が分散され、その結果、金属箔２にかけられる応力が緩和される。
【選択図】図１

Description

本発明は、巻芯と、この巻芯に巻回された金属箔とで構成される金属箔ロールを保管、運搬等する際の、金属箔ロールの支持方法に関する。

従来、積層板の製造等のために使用される金属箔ロール３を、船舶等で運搬し、或いは保管する際には、図６に示されるように一般的には金属箔ロール３の巻芯１の両端部を支持する支持具４が使用されている（特許文献１参照）。図６では金属箔２は図示が省略されている。尚、支持具４とは金属箔ロール３を支持するための容器や治具等を意味するものとする。

しかし、このように金属箔ロール３が支持されると、金属箔２は巻芯１に吊下げられた状態となるため、図７に示されるように金属箔ロール３における金属箔２には自重によって、巻芯１の上方で圧縮応力がかけられると共に巻芯１の側方及び下方において引っ張り応力がかけられ、特に図中で符号イで示される巻芯１の上方の位置では金属箔２に大きな内部応力がかけられてしまう。

また、巻芯１としては通常は紙管が使用されているが、紙管は強度向上に限界があり、また夏場などの高温多湿条件下では更に強度が低下してしまう。このため、図６に示すように支持具４によって巻芯１の両端部のみが支持されていると、巻芯１に撓みが生じ、図中に矢印で示されるように巻芯１の上方側で圧縮応力が、下方側で引っ張り応力がかかり、金属箔２が撓んで応力がかけられてしまう。

金属箔ロール３の重量をＷ、長さをＬ、剛性をＳ、断面係数をＺ、断面モーメントをＩとすると、金属箔ロール３における金属箔２にかけられる自重による内部応力は（Ｗ×Ｌ）／Ｚに比例し、巻芯１に生じる撓みは（Ｗ×Ｌ^３）／（Ｓ×Ｉ）に比例する。巻芯１の外径をｄ_１、金属箔ロール３の外径をｄ_２、巻芯１の半径をｒ、金属箔ロール３の半径をＲとすると、断面係数Ｚは下記式（１）で、断面モーメントＩは下記式（２）で、それぞれ表される。

このため、支持具４で支持されている金属箔ロール３では、特に巻芯１付近で金属箔２に大きな応力がかかり、金属箔ロール３が長時間支持されていると金属箔２にへたり、すなわち内部応力による塑性変形により、トタン屋根のような波うった凹凸形状が生じやすくなってしまう。このような破損を有する金属箔２が積層板の製造に用いられると、積層板の表面の金属箔２にしわ、波打ち等が生じ、不良品が増加して生産性が悪化すると共に、不良品の廃棄量が増大して環境の悪化を招くことにもなる。

そこで、金属箔ロール３における金属箔２にかかる応力の緩和のため、巻芯１の径を大きくすることもおこなわれている。この場合、金属箔ロール３の断面係数Ｚ及び断面モーメントＩが小さくなり、巻芯１の撓みが抑制されると共に金属箔２にかかる自重による内部応力が緩和される。しかし、巻芯１の径が大きすぎると金属箔ロール３全体の嵩が大きくなってしまい、金属箔ロール３の輸送効率の悪化や取り扱い性の悪化が引き起こされてしまう。このため巻芯１の径が大径化されるにしても、その径の大きさは現実的には直径１２０〜１３０ｍｍ程度までであり、このような径の巻芯１では、金属箔２の自重による内部応力は充分には緩和されず、また、巻芯１として紙管が使用されている場合には特に夏場における巻芯１の撓みが充分に抑制されないという問題がある。

一方、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）管などからなる強度の高い巻芯１が使用されれば、巻芯１の撓みが抑制され、その分、金属箔２にかかる応力は緩和される。しかし、特に金属箔ロール３の搬送時には多量の巻芯１が使用されるため、ＦＲＰ管などの高価な巻芯１の使用は経済的ではないという問題がある。しかも、巻芯１の強度が向上しても、金属箔２が巻芯１に吊下げられることにより生じる内部応力は、依然として充分には緩和されないという問題もある。

特開２００２−８００８７号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、金属箔ロールを保管、運搬等する際に、金属箔にかかる応力を緩和して、金属箔の破損を抑制することができる金属箔ロールの支持方法を提供することを目的とする。

本発明に係る金属箔ロール３の支持方法は、巻芯１及びこの巻芯１に巻回された金属箔２で構成される金属箔ロール３と、この金属箔ロール３を支持する支持具４の底部５との間に、緩衝材６を介在させることを特徴とする。

このため、金属箔ロール３の下部が緩衝材６で支えられるようになり、巻芯１の両端部のみが支持される場合のような巻芯１の撓みが生じることがなくなり、この巻芯１の撓みによる金属箔２の撓みが抑制される。また、緩衝材６はロール状の金属箔２の下部に押圧されて変形した状態で、この金属箔２の下部を支えるようになり、このため金属箔ロール３の変形が抑制されると共に金属箔ロール３の下部と緩衝材６との接触面積が大きくなって金属箔２の下部にかかる荷重が分散され、その結果、金属箔２にかけられる応力が緩和される。

本発明においては、前記緩衝材６の種類及び寸法が、前記金属箔２の自重を相殺するように決定されていることが好ましい。この場合、金属箔２にかけられる応力が充分に緩和される。

また、本発明においては、前記緩衝材６が、厚み方向に分割されていることが好ましい。この場合、緩衝材６における変形が少なく劣化が生じにくい下側部分を再利用することができる。

本発明によれば、上記のように金属箔ロールの下部が緩衝材で支持されることで金属箔にかかる応力が緩和され、その結果、金属箔の破損が抑制される。

本発明の実施の形態の一例を示す側面図である。同上の実施の形態の一例における金属箔ロール及び緩衝材を示す斜視図である。同上の断面図である。緩衝材にかけられる圧縮応力と圧縮量との関係を示す特性曲線の一例を示すグラフである。（ａ）乃至（ｄ）は金属箔ロールが支持具で支持される場合の、金属箔における破損の発生頻度を示すグラフであり、（ａ）は夏期において緩衝材が使用されない場合、（ｂ）は夏期において緩衝材が使用された場合、（ｃ）は秋期において緩衝材が使用されない場合、（ｄ）は秋期において緩衝材が使用された場合の結果をそれぞれ示す。従来技術の一例を示す、一部省略した断面図である。同上の他の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

図１には、支持具４によって金属箔ロール３が支持されている様子が示されている。

金属箔ロール３は、巻芯１と、この巻芯１に巻回された金属箔２とで構成される。この金属箔ロール３の両端では、巻芯１の一端と他端がそれぞれ金属箔２の外縁よりも外方に突出し、この巻芯１の突出部分で被支持部７が構成されている。

巻芯１の材質は特に制限されず、紙管、ＦＲＰ管等の適宜の材質の巻芯１が使用される。また巻芯１の長さ、外径等の寸法も特に制限されないが、長さは例えば１０００〜１３００ｍｍの範囲とすることができ、また外径は、金属箔ロール３全体の嵩を抑制するためには２００〜３００ｍｍの範囲であることが好ましい。また金属箔２の材質や厚み等も特に制限されないが、金属箔２の一例として、積層板の製造等に使用される厚み９〜７０μｍの銅箔が挙げられる。

支持具４は、金属箔ロール３の下方に配置される底部５と、金属箔ロール３の被支持部７を支持する支持部８とを備える。底部５は板状に形成され、支持部８は底部５の両端からそれぞれ上方に突出している。支持部８の上端には、被支持部７の形状に合致する支持凹部９が形成されている。支持具４の構成は本実施形態に限られず、例えば支持具４が金属箔ロール３の外側を覆う天井板や側板等を備えていても良い。

この支持具４の各支持部８の支持凹部９に、金属箔ロール３の被支持部７が配置されると、この被支持部７が支持部８で支えられて、金属箔ロール３が支持される。この金属箔ロール３と支持具４の底部５との間には隙間があけられるように、支持凹部９の位置が調整される。

緩衝材６としては、圧縮力を受けて変形すると共に圧縮方向とは反対方向の反発力を生じる適宜の材質からなる部材が使用される。緩衝材６の例としては、発泡ポリエチレン等の発泡材（発泡樹脂材）からなる部材が挙げられる。

緩衝材６は、支持具４に支持された金属箔ロール３の下部と支持具４の底部５との間に介在するように配置される。緩衝材６の上面は、例えば何らの押圧力もかけられてない状態では平坦な形状となるように形成される。この場合、図２，３に示されるように、ロール状の金属箔２の下部が緩衝材６の上面を押圧して緩衝材６を変形させ、この金属箔２の下部が緩衝材６に沈み込む。これにより緩衝材６から金属箔２へ向けて、上方への反発力が生じる。

このようにして金属箔ロール３が支持されると、金属箔ロール３は巻芯１の両端部で支持凹部９より支持されるだけでなく、ロール状の金属箔２の下部で緩衝材６により支えられるようによる。このため、巻芯１の両端部のみが支持される場合のような巻芯１の撓みの発生が抑制され、この巻芯１の撓みによる金属箔２の撓みが抑制されるようになる。また、緩衝材６はロール状の金属箔２の下部に押圧されて変形された状態で、この金属箔２の下部を反発力によって支えるため、金属箔２の変形が抑制されると共に金属箔２の下部と緩衝材６との接触面積が大きくなって金属箔２の下部にかかる荷重が分散される。その結果、金属箔２にかけられる応力が緩和され、金属箔ロール３が支持具４で長時間支持されても金属箔２にへたり等の破損が発生しにくくなる。

緩衝材６の種類及び形状は、ロール状の金属箔２の自重が相殺されるように決定されていることが好ましい。緩衝材６の種類とは、緩衝材６の材質や、緩衝材６が発泡性樹脂材からなる場合の発泡倍率などの、緩衝材６の物性を支配する要素であり、緩衝材６の寸法とは厚み寸法などのことである。ロール状の金属箔２の自重を相殺するとは、緩衝材６がその反発力によってロール状の金属箔２の自重を充分に支え、金属箔２にかけられる応力が緩和されることをいう。

本実施形態において、ロール状の金属箔２と緩衝材６との接触面積は、適宜調整されるが、緩衝材６がロール状の金属箔２の自重を相殺するためには、特に金属箔２における緩衝材６との接触面が、金属箔ロール３の中心を基準とした中心角αが４０°〜５０°の範囲となるような円弧面状となることが好ましい。この場合、金属箔２の下部にかかる荷重がロール状の金属箔２と緩衝材６との接触面で充分に分散され、金属箔２にかけられる応力が特に緩和されるようになる。

また、緩衝材６からロール状の金属箔２へかけられる反発力（金属箔２から緩衝材６へかけられる押圧力に等しい）は、金属箔ロール３を充分に支えることができるように適宜調整されるが、緩衝材６がロール状の金属箔２の自重を相殺するためには、特にこの反発力が、金属箔ロール３にかけられている重力（本実施形態では金属箔ロール３から支持部８及び緩衝材６へかけられる押圧力の合計に等しい）の５０〜１００％の範囲であることが好ましい。この場合、緩衝材６によって金属箔ロール３が充分に支えられ、金属箔２にかけられる応力が特に緩和されるようになる。

本実施形態における、緩衝材６がロール状の金属箔２の自重を相殺するための、緩衝材６の形状及び種類の決定方法の具体例を説明する。まず、ロール状の金属箔２と緩衝材６との接触面の面積と、緩衝材６からロール状の金属箔２へかけられる反発力が、緩衝材６がロール状の金属箔２の自重を相殺するように決定される。これらの値（設定値）は、上記説明のように金属箔２にかけられる応力が緩和されるように決定される。

次に、前記設定値に基づいて、緩衝材６の厚み寸法の設定値が導出される。この緩衝材６の厚み寸法は、金属箔２における緩衝材６との円弧面状の接触面の両端と、支持具４の底部５との間の上下寸法に等しい値である。

次に、緩衝材６の圧縮量の設定値が導出される。この圧縮量は、緩衝材６の厚みに対する、ロール状の金属箔２の緩衝材６への沈み込み深さの割合である。金属箔２と緩衝材６との接触面は円弧面状であるため、前記沈み込み深さは均一ではないが、緩衝材６の厚みの積分値に対する、金属箔２の緩衝材６への沈み込み深さの積分値の割合から、圧縮量が導出される。

次に、前記圧縮量と反発力の各設定値に基づいて、緩衝材６の種類が決定される。このとき、例えば、種類の異なる複数の緩衝材６について、各緩衝材６にかけられる圧縮応力と圧縮量との関係が予め導出され、この複数の緩衝材６のなかから、圧縮応力と圧縮量との関係が、前記圧縮量と反発力の各設定値との関係と合致するような緩衝材６が選択される。種類の異なる複数の緩衝材６としては、例えば材質が同じで発泡倍率が異なる複数の緩衝材６が挙げられる。緩衝材６にかけられる圧縮応力と圧縮量との関係は、例えば図４に示されるような特性曲線として導出される。この場合、この特性曲線から、圧縮量が前記設定値である場合の圧縮応力が導出される。そして、この導出された圧縮応力が、前記反発力の設定値と合致するような緩衝材６が選択される。このとき、圧縮応力は面積当たりの力で表されるため、反発力の設定値を接触面積の設定値で除した値が、前記圧縮応力と一致するような緩衝材６が選択される。尚、前記の値が完全に一致しなくても、両者の差が予め設定されている許容範囲内に収まるような緩衝材６が選択されてもよい。また、予め用意されている種類の異なる複数の緩衝材６のうち、前記二つの値の差が最も小さくなるような緩衝材６が選択されてもよい。

上記緩衝材６の形状及び種類の決定方法は一例にすぎず、その他適宜の方法で緩衝材６の形状及び種類が決定されてもよい。例えばまず接触面積と反発力の各設定値が決定されると共に、緩衝材６の種類が決定された後、この緩衝材６が使用された場合に、接触面積と反発力が前記各設定値に合致するように、緩衝材６の厚みが決定されてもよい。この場合は前記緩衝材６の厚みに応じて、支持具４の高さが調整されるなどして、金属箔２における円弧面状の接触面の両端と、支持具４の底部５との間の上下寸法が調整可能である必要がある。

このようにして緩衝材６の形状及び種類が決定される際には、特に緩衝材６が発泡材からなる場合には、その発泡倍率は３０〜４０倍の範囲であることが好ましい。発泡倍率があまりに大きい、或いは発泡倍率があまりに小さいと、緩衝材６の適正な圧縮応力が十分確保されにくくなる。

また、緩衝材６は一つの部材で構成されていてもよいが、厚み方向に分割された複数の部材（分体６ａという）で構成されていてもよい。この場合、複数の分体６ａが重ね合わされることで、緩衝材６が構成される。この場合、緩衝材６を構成する部材の数が調整されることで、緩衝材６の厚み寸法が容易に調整される。また、緩衝材６の特に上部はロール状の金属箔２に押圧されるため変形が大きく、劣化しやすいが、緩衝材６の使用後に緩衝材６の上部を構成する分体６ａが取り替えられることで、他の分体６ａが再利用可能となる。

図５に、緩衝材６が使用されない場合と使用される場合での、金属箔２の不良発生頻度の変化を示す。ここでは、金属箔２として厚み３５μｍ、巾１２５５ｍｍ、巻径２４０ｃｍ、重量３５０ｋｇ、長さ１０００ｍの銅箔を使用した。巻芯１としては紙管を使用した。緩衝材６としては発泡倍率３０倍、厚み２０ｍｍポリエチレン製の分体６ａを３枚重ねたものを使用し、沈み込み深さが１０ｍｍ、接触面の中心角４７°になるようにした。図５における横軸は、金属箔ロール３を支持具４で支持した日数を、縦軸には生産使用時に不良判断時の残数実績（ｍ）を示し、１ロールにつき１プロットした。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は夏期（８月）に金属箔２の不良発生頻度を測定した結果であり、このうち図５（ａ）は緩衝材６が使用されない場合、図５（ｂ）は緩衝材６が使用された場合の結果である。また、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は秋期（９月）に金属箔２の不良発生頻度を測定した結果であり、このうち図５（ｃ）は緩衝材６が使用されない場合、図５（ｄ）は緩衝材６が使用された場合の結果である。図５（ａ）及び図５（ｃ）に示されるように緩衝材６が使用されない場合には金属箔２の破損の発生が多く、夏期では図５（ａ）に示すように特に破損の発生が多くなる。これに対して、緩衝材６が使用された場合には図５（ｂ）及び図５（ｄ）に示すように緩衝材６が使用されない場合に較べて破損の発生が抑制されている。

１巻芯
２金属箔
３金属箔ロール
４支持具
５底部
６緩衝材

Claims

巻芯及びこの巻芯に巻回された金属箔で構成される金属箔ロールと、この金属箔ロールを支持する支持具の底部との間に、緩衝材を介在させることを特徴とする金属箔ロールの支持方法。
前記緩衝材の種類及び寸法が、前記金属箔の自重を相殺するように決定されていることを特徴とする請求項１に記載の金属箔ロールの支持方法。
前記緩衝材が、厚み方向に分割されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属箔ロールの支持方法。