JP2011207567A - 巻芯 - Google Patents

Abstract

【課題】 段差痕を解消する巻芯としてシート類等の厚みが異なっても適用することができ、簡単でかつ安価に製作できるとともに、廃棄処分等の場合でも手間がかからないようにする。
【解決手段】 シート類等３が巻き付けられる円筒状で且つ可撓性を有する巻芯１において、軸方向に沿って筒の内外を貫通する貫通溝２を形成し、この貫通溝２の溝幅ｈを、シート類等３の厚み以上にする。また、貫通溝２の巻き取り方向側の端面をテーパ面ｔとして傾斜させるとともに、貫通溝２を成形するにあたり、既存の円筒状の巻芯から超音波カッターにより一部を切除して成形する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、フィルムや紙や合成皮革やレザーやシート等（以下、シート状物という。）が巻き付けられる巻芯に関する。

従来、シート状物が巻き付けられる巻芯にあっては、シート状物の巻き始めの端部と、その上に巻かれるシート状物の間に段差が生じ、その段差の影響で巻き始めから数巻き分のシート状物に段差痕やシワ等が残り、段差痕やシワ等の影響がでた部分のシート状物は製品として使用できなくなる等の問題があった。そこで、このような不具合を防止するための技術として、巻芯の外周面に、シート状物の厚みにほぼ等しい高さを有する段差を設けると同時に、巻芯の軸線方向に沿って刃物を沿わせる溝部を設けるような技術（例えば、特許文献１参照。）や、巻芯の表面に軸方向に沿って凹部を設け、この凹部内に粘着性を有する軟質樹脂を面一に埋設するような技術（例えば、特許文献２参照。）などが知られている。

特開２００７−２４６１９２号公報 特開２００５−７５５２１号公報

ところが、特許文献１のように、巻芯の表面にシート状物の厚みとほぼ等しい高さを有する段差を設けるような技術の場合、対応できる巻芯が、シート状物の厚みによって定まり、厚みが異なるシート状物には別の巻芯を準備する必要が生じる等、汎用性に欠けるとともに、シート状物の巻き始め端部を段差部に当接させる必要があるため作業性に劣るという問題があった。
また、特許文献２のように、巻芯の表面に凹部を設け、この凹部内に軟質樹脂を埋設するような技術では、巻芯の製作に手間と費用がかかり、しかも廃棄処分等をする場合には、巻芯と軟質樹脂とを分別して処分する必要があるため、これも実用性に欠けるという問題があった。

そこで本発明は、段差痕を解消する巻芯としてシート状物の厚みが異なっても適用することができ、簡単でかつ安価に製作できるとともに、廃棄処分等の場合でも手間がかからないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、シート状物が巻き付けられる円筒状の巻芯において、軸方向に沿って筒の内外を貫通する貫通溝を形成することで、貫通溝周辺部が筒の内外方向に撓むことができるようにし、この貫通溝内にシート状物の巻き始め端部を差し込んで巻き取るようにした。

そして、シート状物を巻き付けるときは、シート状物の巻き始め端部を貫通溝内に挿入して巻くようにすれば、巻き取り時の張力や、巻き取り後の巻き締まり等によって貫通溝周辺部が内側に向けて落ち込むように撓み、一周目と二周目以降のシート状物の段差が解消される。この際、貫通溝周辺部の落ち込みはなだらかで、しかも貫通溝周辺部の落ち込み量（撓み量）はシート類等の厚みや重さに比例するため、厚みが異なるシート状物にも広く適用できる。

また一般にシート状物は、巻き取り時の巻き取り張力に起因してシート状物の内部に歪み（収縮力）が生じがちであるが、本発明の巻芯は貫通溝を有するため、巻き取り時に巻芯の円周が縮小して巻き取り張力が吸収され、歪み（収縮力）の少ないシート状物を得ることができる。また、このような貫通溝が形成される巻芯は製作が容易であるとともに、異素材を含まないため廃棄処分なども容易である。
なお、このような円筒状の巻芯としては、可撓性を有する素材からなるもの、例えば、紙管やプラスチック管等が適用可能である。

また本発明では、前記貫通溝の巻き取り方向側の端面を、テーパ面（傾斜面）とすることが好ましい。
このように貫通溝の巻き取り方向側の端面をテーパ面にし、この傾斜方向を巻き取り方向に一致させることで、シート状物を巻くときに、シート状物と貫通溝端面との当接面をなだらかにすることができ、より一層の段差痕解消効果が得られる。この際、テーパ面の傾斜角としては、半径方向から１°〜６０°で傾斜するような傾斜角が好適である。

また本発明では、前記貫通溝を、円筒状の巻芯の一部を切除して形成することが好ましい。
このように円筒状の巻芯の一部を切除して成形することにより、既存の円筒状を改良して作製することが容易に可能になるとともに安価に作製できるようになる。また、特に巻芯の素材が紙管であるような場合には、超音波カッターにより切除することで切断面に切断屑が発生しにくいため、後工程で切断面を研磨して、切断屑を除去する手間がかからない。

シート状物が巻き付けられる円筒状の巻芯において、軸方向に沿って筒の内外を貫通する貫通溝を形成することで、貫通溝周辺部が筒の内側に撓むようにすれば、巻き取り張力や巻き締まり等によって、二周目以降の巻き始め端部に重なる部分に対応する溝端面が内側に向けて落ち込むように撓み、段差が解消される。この際、貫通溝周辺部の落ち込み量はシート状物の厚みに比例して撓むため、厚みが異なるシート状物にも広く適用でき、しかも、巻き取り時に巻き取り張力が吸収されるため、歪みの少ないシート状物が得られる。
また、貫通溝の巻き取り方向側の端面を、所定方向に傾斜するテーパ面とすることで、より一層の段差痕解消効果が得られ、また、巻芯が紙管の場合において、貫通溝を、円筒状の巻芯から超音波カッターにより一部を切除して形成することで、容易にかつ安価に作製できるようになるとともに、切断面に切断屑が発生する不具合がない。

本発明に係る巻芯の一例を示す全体図である。 本巻芯にシート状物を巻きつけた状態を示す説明図である。 本巻芯の断面図である。 本巻芯の作用図である。 巻芯の貫通溝の両端面をテーパにした場合の説明図である。 従来の不具合を説明する説明図である。

本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
本発明に係る巻芯は、段差痕を解消する巻芯として、シート状物の厚みが異なっても適用することができ、簡単でかつ安価に製作できるようにされており、可撓性の特性を有する円筒状の巻芯において、軸方向に沿って筒の内外を貫通する貫通溝を形成することを特徴としている。

ここで、まず、従来の巻芯で生じる段差痕の不具合について図６に基づき説明する。
円筒状の巻芯５１にシート状物５３を巻きつける際、シート状物５３の巻き始め端部に二周目以降のシート状物５３が重なりあう箇所においては、段差痕ｄが生じるようになる。

この段差痕ｄは、特にシート状物５３の厚みが厚い場合には顕著となり、巻き始めの数周分に影響を及ぼすことから、製品として使用する場合には、最後の数周分（巻き始めの数周分）は破棄せざるをえない場合もある。

そこで本発明は、かかる段差痕ｄによる不具合を防止するため案出されたものであり、既存の巻芯に対して極めて簡単な改良を施すだけで済むようにしている。
このため本発明に係る円筒状の巻芯としては、例えば既存の紙管やプラスチック管等の可撓性を有する材料が適用可能であり、巻芯を構成する材料の厚みは１〜２０ｍｍ程度が可撓性を有するため好適である。

すなわち、図１に示すように、本巻芯１は、軸方向に沿って筒の内外を貫通する貫通溝２を備えており、この貫通溝２の溝幅（図３のｈ）は、巻芯１に巻き付けられるシート状物３の厚み以上に設定される。なお、溝幅が広すぎると巻芯の強度が保てなくなるため、溝幅ｈの上限は巻芯の円周の１／８とする。

また、この貫通溝２の巻き取り方向側の端面を傾斜構造（テーパ面）とすると、シート状物を巻くときに、シート状物と溝端面とが点ではなく面でなだらか当接にすることができ、より一層の段差痕解消効果が得られるため好ましい。図３に示す傾斜の角度θは、１°〜６０°が好適である。１°未満であると当接面をなだらかにする効果が発現し難く、６０°を超えると溝端面の薄肉部分が大きくなるため、溝端面の強度が弱くなる傾向にある。なお、成形性の観点からは、図３に示すように、両端面が平行になるように貫通溝を設けることが好ましい。

また、図５に示すように両端面の傾斜を対称にすると（θおよびθ´）、どちらの端面からでも巻き取りが可能なため、巻芯を巻き取り装置に設置が容易である。

また、本実施例では、貫通溝２を形成するにあたり、既存の円筒状の紙管を、１秒間に数万〜数十万回の微細な振動を刃に与えて切断する超音波カッターにより切断し、溝に対応する部分を除去することで作製することが好ましい。超音波カッターを使用することで、切断面に切断屑が発生することなく、後加工等で切断面を研磨し直す必要がないため簡便である。
勿論、プラスチック管の場合でも超音波カッターで切断できるし、またプラスチック管の場合は、金型等によってはじめから貫通溝付き巻芯を作製することも可能であるが、既存の円筒状の巻芯を使用することで安価にかつ簡易に作製できる。

以上のような巻芯１において、シート状物３を巻くときの要領について、図４に基づき説明する。
巻き始めに、シート状物３の巻き始め端部を貫通溝２内に挿入する。この際、溝端面をテーパ面ｔとする場合は、巻き取り方向に傾斜するようにしておく。
因みに、このような巻芯１は、通常の巻き取り作業においては、筒内に鉄芯などが挿通されており、巻芯１を鉄芯まわりに回転させながら巻き取る手順が行われるため、貫通溝２から挿入したシート状物３の巻き始め端部は、鉄芯と巻芯１内面との隙間に差し込んでおくようにすれば巻き取り作業が円滑に行われる。

その状態で巻芯１の上にシート状物３を巻いていくと、巻き取り張力や巻き締まりによって、二周目以降のシート状物３が重なり始める部分の溝端面が、内側に向けて力を受けてなだらかに落ち込み、段差が解消される。また、溝端面のテーパ面ｔが巻き取り方向に対してなだらかに傾斜していると、溝端面とシート状物との当接面が大きいため、より一層の段差痕解消効果が得られる。

また、溝端面の落ち込み量は、シート状物３の厚みや重さによって比例するため、一つの巻芯１によって厚みの異なる各種シート状物３に対応することができ、汎用性が増す。

更に、一般に貫通溝のない巻芯でシート状物３を巻き取る場合には、シート状物３の巻き取り張力に起因して、シート状物３の内部に縮もうとする歪みが生じ、一般的に数％程度の収縮が生じると言われているが、本発明の巻芯１は貫通溝を有するため、巻き取り張力によって巻芯１の円周が縮小し、巻き取り張力を分散するため、歪みが緩和でき、例えば収縮を取り除くためのアニーリング（熱をかけて歪みを取り除く処理）などの後工程を簡略化することができる。
また、通常のアニーリングであると外側のシート状物の歪みは改善できるものの、巻芯に近接する内側のシート状物の歪みを改善することは難しかったが、本発明の巻芯を用いてシート状物を巻き取ると、巻き始めから全長に亘って収縮の少ないシート状物が得られる。

そして、このような巻芯１は、既存の円筒状の巻芯の一部を切断する等の簡単な改良によって安価にかつ簡易に作製することができ、また、異素材等を用いることもないため、廃棄処分等も簡単である。

なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、巻芯１の素材等は一例である。

＜実施例１＞
幅１ｃｍ、巻き取り方向の端面のテーパ４５°である貫通溝を有する直径 ５５ｍｍ、厚さ３ｍｍの紙管を用いて、成膜された厚さ２ｍｍの塩化ビニル樹脂フィルムを巻き取った。なお、このとき塩化ビニル樹脂フィルムの巻き始めを貫通溝に挿入して巻き取った。
巻き取った塩化ビニル樹脂フィルムを解反したところ、顕著な段差やシワは見られず、全長に亘って使用が可能であった。

＜実施例２＞
幅１ｃｍ、巻き取り方向の端面のテーパ０°である貫通溝を有する直径５５ｃｍ、厚さ３ｍｍの紙管を用いて、成膜された厚さ２ｍｍの塩化ビニル樹脂フィルムを巻き取った。なお、このとき塩化ビニル樹脂フィルムの巻き始めを貫通溝に挿入して巻き取った。
巻き取った塩化ビニル樹脂フィルムを解反したところ、巻き始めのフィルムと貫通溝との当接部にシワが生じたが、ほぼ全長に亘って使用が可能であった。

＜比較例１＞
貫通溝を有さない直径５５ｍｍ、厚さ３ｍｍの紙管を用いて、成膜された厚さ２ｍｍの塩化ビニル樹脂フィルムを巻き取った。
巻き取った塩化ビニル樹脂フィルムを解反したところ、巻き始めから２ｍまで、巻き始めの厚みに起因する段差痕が顕著に見られ、製品として使用ができなかった。

フィルムや紙や合成皮革やレザーやシート等が巻き付けられる巻芯において、シート状物の巻き始めのシート厚みに起因する段差痕やシワを解消することができ、シート状物の厚みが異なる場合にも広く適用可能であり、しかも簡単にかつ安価に構成できるため、各種シート状物を巻き付ける巻芯として広い範囲での普及が期待される。

１…巻芯、２…貫通溝、３…シート状物、ｔ…テーパ面、ｈ…溝幅。

Claims (3)

1. シート状物が巻き付けられる円筒状の巻芯において、軸方向に沿って筒の内外を貫通する貫通溝が形成されることで、貫通溝周辺部が筒の内外方向に撓むことができるようにされ、この貫通溝内にシート状物の巻き始め端部を差し込んで巻き取られることを特徴とする巻芯。
2. 前記貫通溝の巻き取り方向側の端面は、傾斜構造のテーパ面であることを特徴とする請求項１に記載の巻芯。
3. 前記貫通溝は、円筒状の巻芯から超音波カッターにより一部が切除されて形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の巻芯。

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