JP2011207572A - ワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワインダー装置で小幅・小径の小巻取を形成する際に、ツマミシワ等のシワ状欠陥が紙に発生することを防止するワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置を提供する。
【解決手段】 巻取Ｒから巻解かれた紙Ｐが入口ガイドロール３に至る走行域に臨んで、紙Ｐの面に圧力空気を吹き付ける空気噴射ノズル12が配列しているエアパイプ11（図２〜図５参照）とを備えているシワ状欠陥防止装置10を配する。また、このシワ状欠陥防止装置10は、少なくとも、紙Ｐの幅方向の両端部に臨ませて設ける。前記空気噴射ノズル12から圧力空気を吹き付けることにより、巻取Ｒから巻解かれた紙Ｐに発生した撓み等のシワ状欠陥が矯正される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、抄紙機で製造された大径・広幅の紙から、ワインダー装置を介して、小径・小幅の巻取を形成する際に発生するツマミシワと称されるシワ状欠陥の発生を防止するワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置に関する。

製紙工場における抄紙機で製造される紙は、抄紙機の最後尾に設置されたリールパートでリールスプールに巻き取られて、巻取として製造される。この製造された巻取は幅員が大きく、特に近年では生産性の向上を図るためにますます大きくなる傾向がある。一方、新聞社や印刷会社、包装資材会社等の需要者では、広幅で大きな径の巻取を扱う機械装置を所有しておらず、製紙工場としても出荷の際には広幅な巻取は扱いにくい。このため、製紙工場では、抄紙機でリールスプールに巻き取られた巻取を需要者が所有する印刷機等の機械能力に応じて、適当な幅員及び径の巻取に加工したり、所定の寸法の平判紙に裁断したりして出荷している。前記巻取を小幅の小巻取に加工するためには、巻取をワインダー装置に供して巻き解きながらスリッターナイフで切断する。

巻取をワインダー装置に供する場合、小巻取の形成の開始時と終了時とでは、紙の走行速度が変動する。すなわち、開始時には所望の速度まで増速され、終了時には所望の速度から停止するまで減速される。いずれの場合も加速度が変化する状況にあり、走行する紙に加えられる力の方向が変化しやすい状況にある。このため、走行方向以外の方向に加えられる力によって紙が不測の方向の張力を受けて、微小な撓みあるいは弛みを生じる。この撓み等が生じた状態でワインダー装置を通過して小巻取が形成されると、撓み等が生じた部分があたかも摘まれたような状態で小巻取の周方向に突起状のツマミシワと称されるシワ状欠陥部が発生する。紙の走行速度が安定した状態では、紙には走行方向の力が安定して加えられるためツマミシワの発生は抑制されるが、巻始めに形成された撓み等が解消されない場合には、走行速度が所望の速度で安定した状態となってもツマミシワの発生が抑制されない場合がある。あるいは、紙の状態によっては走行速度が大きくなっても撓み等が発生する場合があり、このような場合にもツマミシワが発生するおそれがある。

ツマミシワの発生原因として紙が走行方向以外の方向の力を受けることが考えられ、この種の力を受けた場合に蛇行してツマミシワの発生を促すことも考えられる。特許文献１には、特に輪転印刷機における紙の蛇行を未然に回避して、シワの発生等を抑制する紙のたるみ検出装置が開示されている。このたるみ検出装置は、展張状態で紙面に沿う方向に走行させられる帯状の紙の紙面に近接状態に配される紙面に向けて加圧空気を噴射する噴射ノズルと、これに加圧空気を供給する加圧空気供給ラインと、噴射ノズルと加圧空気供給ラインとの間に設けられるプレナム室と、その内部圧力を検出する圧力センサとを具備しており、プレナム室の内部圧力の変動によって、紙の張力に直接関係するたるみを検出するようにしたもので、検出されたたるみに応じて蛇行修正機構を作動させて紙の蛇行を未然に防止しようとするものである。

特開平７−１９９７６号公報

特許文献１に開示された紙のたるみ検出装置は、走行する紙の表面に一定の圧力で加圧空気を噴射し、紙にたるみが生じている場合の噴射圧力の変動を検知して張力調整機構を作動させて紙の蛇行を回避するようにしたものである。このため、たるみを検知するための検出装置と蛇行を修正する張力調整機構とを組み合わせることによって、輪転印刷機における紙づまりやシワの発生等の障害を防止しようとするものである。前記張力調整機構は既設の輪転印刷機に設置されているものであり、これに前記たるみ検出装置を設置することで紙の蛇行を回避させるようにしたものであるが、巻取から小巻取を形成する前記ワインダー装置にはこの種の張力調整機構等は設備されていないため、このたるみ検出装置と張力調整機構等を組み合わせた構造とすると、大型の設備を必要とすることとなり、既設のワインダー装置では設置スペースの確保が難しく、簡単に設置できるものではない。

また、特許文献１に開示されたたるみ検出装置では、加圧空気の噴射圧力を検出する必要があるため、圧力センサ等の圧力検出手段を必要としており、構造が複雑となってしまうと共に、検出に一定の精度が要求されることになる。

そこで、この発明は、複雑な構造の装置等を要することなく、簡単な構造で紙にツマミシワ等のシワ状欠陥部が発生することを抑制するためのワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係るワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置は、抄紙機で製造された巻取を走行させながらスリッターナイフで切断して小幅・小径の小巻取を形成するワインダー装置において、巻取から巻解かれて前記スリッターナイフに供される前の走行中の紙に対して圧力空気を吹き付ける、空気噴射ノズルを備えていることを特徴としている。

巻取から巻解かれて走行する紙は、それまで円運動している状態から直線運動に変更される。これにより加速度が変更されることになり、紙に対して走行方向以外の方向の力が加えられる場合が生じる。このため、紙が煽られたりして撓み等が生じやすくなる。そこで、この時点における紙に対して圧力空気を吹き付けて撓み等を矯正しながら紙を走行方向に案内して前記スリッターナイフへ供するようにする。

また、請求項２の発明に係るワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置は、前記空気噴射ノズルは、巻取の幅方向の両端部から幅方向へ適宜な長さの位置まで配してあることを特徴としている。

巻取から巻解かれた紙は、幅方向の両端部に撓み等が発生しやすい。すなわち、走行方向以外の方向に力が加えられた場合に、端部側が自由な状態にあるからこの力の方向に紙が動くことが許容されるからである。このため、両端部に対して圧力空気を吹き付けることで撓み等の発生を防止するようにしたものである。なお、適宜な長さとは、紙の幅員や紙質等によって異なり、ワインダー装置に供させる紙の紙質や幅員に応じた長さである。このため、複数個の前記空気噴射ノズルを紙幅方向に配し、紙質に応じて圧力空気を噴射する空気噴射ノズルの個数や位置を調整できるようにすることが好ましい。なお、紙幅の全域にわたって空気噴射ノズルを配しておき、両端部に臨んで位置している適宜数の空気噴射ノズルから噴射させるようにし、必要に応じて全ての空気噴射ノズルから噴射させられるようにすることできる。

また、請求項３の発明に係るワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置は、前記巻取から巻解かれた紙の表面を監視する監視手段を設け、前記監視手段によりシワ状欠陥の発生を検出したならば、前記空気噴射ノズルから圧力空気を噴射することを特徴としている。

前記監視手段としては、例えばCCDカメラのように画像を取得する手段とする。取得された画像に対して画像処理を施すことにより、撓み等のシワ状欠陥の発生が認識させる。そして、このシワ状欠陥の発生が確認されたならば、前記空気噴射ノズルから圧力空気を紙の表面に吹き付けるようにする。なお、監視手段の設置位置は巻取と前記空気噴射ノズルとの間であれば、発生したシワ状欠陥が圧力空気により除去されるので好ましいが、該監視手段の設置位置は空気噴射ノズルの下流側であっても構わない。

また、請求項４の発明に係るワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置は、前記空気噴射ノズルは、巻取から巻解かれた紙に対して、巻取の内側面に臨んで配してあり、該内側面に向けて圧力空気を噴射することを特徴としている。

前記空気噴射ノズルは、紙の表裏の一方又は双方の面に向けて圧力空気を噴射するように配することもできるが、特に、巻取の内側となる面に向けて圧力空気を吹き付けることでも良好な効果を得られる。このため、巻取の内側面に向けて圧力空気を噴射するようにしたものである。なお、前記監視手段は、紙を挟んで空気噴射ノズルと配した側と反対側に設けることが望ましい。

この発明に係るワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置によれば、圧力空気を前記空気噴射ノズルから紙面に吹き付けることにより、巻取から巻解かれた紙に発生した撓み等が平滑な状態の紙に復帰させる。これにより、シワ状欠陥を除去することができる。

また、監視手段を設けることにより、シワ状欠陥の発生時に圧力空気を噴射するようにしたことにより、シワ状欠陥が発生していない通常時、特に紙が安定して走行している状態では紙に圧力空気が噴射されないから、走行の安定性が不用意に損なわれることがなく、安定した走行が維持される。

この発明に係るシワ状欠陥防止装置をワインダー装置に設置した状態を示す側面図であり、巻取から巻解かれた紙がワインダー装置のガイドローラへ供給される状態を示している。 この発明に係るシワ状欠陥防止装置をワインダー装置に設置した状態を示しており、ワインダー装置のガイドローラの操作側を示す概略の正面図である。 図２に示すシワ状欠陥防止装置とガイドローラとを示す概略の平面図である。 この発明に係るシワ状欠陥防止装置をワインダー装置に設置した状態を示しており、ワインダー装置のガイドローラの駆動側を示す概略の正面図である。 図４に示すシワ状欠陥防止装置とガイドローラとを示す概略の平面図である。 ワインダー装置の概略構造を説明する側面図である。

以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置を具体的に説明する。

図６はワインダー装置１の概略構造を示す図で、２軸式のワインダー装置１を示している。抄紙機で製造された巻取Ｒはリール支持装置２に支持され、紙Ｐが巻解かれる。巻解かれた紙Ｐは入口ガイドロール３から、ガイドローラ4a〜4eによって、紙Ｐの幅方向に所望の間隔で設置されたスリッターナイフ５へ案内され、該スリッターナイフ５により紙Ｐは幅方向の所望の位置で切断される。切断された小幅の紙Ｐは、後続するガイドロール6a〜6eに案内されて、２本の軸7a、7bのそれぞれに支持されたコア（図示せず）に巻き取られて小巻取Ｓとされる。このとき、一方の小巻取Ｓaへは中間のアイドラーのガイドロール８と巻取ガイドロール9aとを介して、他方の小巻取Ｓbへは巻取ガイドロール9bを介して、それぞれ案内される。

図１〜図５は、この発明に係るシワ状欠陥防止装置10をワインダー装置１に設置した状態を説明する図である。このシワ状欠陥防止装置10は巻取Ｒから巻解かれた紙Ｐが入口ガイドロール３に至る走行域に臨んで配されている。

図２及び図３は、前記入口ガイドロール３の操作側の端部を示す概略図で、図２は正面図、図３は平面図である。また、図４及び図５は入口ガイドロール３の駆動側の端部を示す概略図で、図４は正面図、図５は平面図である。これら操作側と駆動側の端部のそれぞれに前記シワ状欠陥防止装置10が設置されている。

前記シワ状欠陥防止装置10は、入口ガイドロール３の軸方向に沿って適宜長さに伸長させたエアパイプ11とこのエアパイプ11に設けられた空気噴射ノズル12とにより構成されている。前記エアパイプ11は図示しないコンプレッサ等に接続されており、空気噴射ノズル12から圧力空気が噴射されるようにしてある。空気噴射ノズル12は入口ガイドローラ３に案内される紙Ｐの幅方向の端部から適宜な長さに至る位置まで配されている。また、この空気噴射ノズル12は図２及び図４に示すように、ノズルの噴射孔が偏平に形成されており、長手方向が入口ガイドロール３の軸方向と平行な方向とされている。また、図１と図２、図４に示すように、空気噴射ノズル12は走行する紙Ｐの下側面、すなわち巻取Ｒに巻き取られた状態で内側となる面を指向して配されている。

前記入口ガイドロール３の駆動側の端部は、駆動ベルト21を介して駆動モータ22に連携されて、この駆動モータ22の出力回転によって該入口ガイドロール３が回転することになる。

以上により構成されたこの発明に係るワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置の作用を、以下に説明する。

巻取Ｒがワインダー装置１に供せられると、紙Ｐが巻解かれながら前記入口ガイドロール３へ案内される。このとき、紙Ｐの幅方向のそれぞれの端部は、前記シワ状欠陥防止装置10の空気噴射ノズル12の上方を通過する。この空気噴射ノズル12から圧力空気が吹き出されている場合には、圧力空気が紙Ｐに吹き付けられ、紙Ｐが強制的に一方向に撓まされる状態となる。このため、紙Ｐに不測の撓み等のシワ状欠陥が発生している場合には、一方向への撓みに変換されることになり、入口ガイドローラ３に導入された際には、撓みが除去されて適宜な張力を受けて緊張した状態となる。このため、発生したシワ状欠陥が除去されて、スリッターナイフ５に供され、小巻取Ｓが形成されることになる。

ところで、巻取Ｒから巻解かれた紙Ｐにシワ状欠陥が発生するメカニズムとしては、巻取Ｒにおける円運動から入口ガイドロール３へ向かう接線に沿った直線運動に変更される際の加速度の変化に起因する場合がある。このとき、最も加速度の変更により影響を受けることとなる部位は、紙Ｐの幅方向の端部である。Ｓなわち、加速度の変更により紙が走行方向以外の方向の力を受ける場合には、紙の端部が自由な状態にあるから、この端部が該力を受けて動きやすい状態にあるからである。また、シワ状欠陥が発生した状態のままに入口ガイドロール３に導入されると、紙Ｐが該入口ガイドロール３に押し付けられることになるから、シワ状欠陥が圧潰されてツマミシワが形成されてしまうことになる。これらのことから、シワ状欠陥防止装置10は、入口ガイドロール３の手前側に設置すると共に、紙Pの幅方向の端部に向けて圧力空気を吹き出すことができるように設置する。

また、圧力空気を紙Ｐに向けて常時吹き付けている場合には、吹き付けられた圧力空気により正常な状態にある紙Ｐに撓み等を発生させてしまうおそれがある。このため、圧力空気を吹き付ける場合は、紙Ｐの撓み等のシワ状欠陥が発生した場合にのみ行えるようにすることが好ましい。例えば、図１に示すように、巻取Ｒから巻解かれた直後の紙Ｐの状態を撮影するCCDカメラ13等の監視手段を設け、紙Ｐの表面の画像を取得する。取得された画像に二値化処理等を施して画像の変化を監視することによりシワ状欠陥の発生を検出する。そして、シワ状欠陥の発生が確認されたならば、空気噴射ノズル12から圧力空気を噴射するようにすればよい。

また、シワ状欠陥が発生しやすい状況は、巻取Ｒからの巻解き開始時と終了時の速度が変化する場合である。このため、巻解きの開始時と終了時とに一定時間前記空気噴射ノズル12から圧力空気を吹き付けるようにしても構わない。

以上説明した実施形態では、紙Pの幅方向の端部に対応させてエアパイプ11と空気噴射ノズル12とからなるシワ状欠陥防止装置10を配設した場合について説明したが、紙Ｐの幅方向の全域にわたってエアパイプ11を配し、幅方向の全域に空気噴射ノズル12を配列させて、幅方向の全域に対して圧力空気を吹き付けることができるようにしても構わない。しかし、前述したように、シワ状欠陥は殆どが紙Ｐの幅方向の端部に発生するため、空気噴射ノズル12の中のいずれから圧力空気を噴射するかを選択できるように、それぞれの空気噴射ノズル12をエアパイプ11に短管を介して接続し、この短管に弁を介在させてその開閉によりエアパイプ11と空気噴射ノズル12とを断続できるようにすることが好ましい。

また、本実施形態では、空気噴射ノズル12を、巻取Ｒの内側面を指向して配した構造について説明したが、紙Ｐのいずれの面を指向させても構わず、さらには、紙Ｐの表裏の両面にそれぞれ指向するように空気噴射ノズル12を配した構造としても構わない。

この発明に係るワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置によれば、シワ状欠陥が発生することを極力防止でき、しかも、既設のワインダー装置に容易に設置することができ、ツマミシワによる不良品の発生を極力抑止するのに寄与する。

１ ワインダー装置
３ 入口ガイドロール
５ スリッターナイフ
10 シワ状欠陥防止装置
11 エアパイプ
12 空気噴射ノズル
13 CCDカメラ（監視手段）
Ｐ 紙
Ｒ 巻取
Ｓ 小巻取

Claims (4)

1. 抄紙機で製造された巻取を走行させながらスリッターナイフで切断して小幅・小径の小巻取を形成するワインダー装置において、
   巻取から巻解かれて前記スリッターナイフに供される前の走行中の紙に対して圧力空気を吹き付ける、空気噴射ノズルを備えていることを特徴とするワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置。
2. 前記空気噴射ノズルは、巻取の幅方向の両端部から幅方向へ適宜な長さの位置まで配してあることを特徴とする請求項１に記載のワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置。
3. 前記巻取から巻解かれた紙の表面を監視する監視手段を設け、
   前記監視手段によりシワ状欠陥の発生を検出したならば、前記空気噴射ノズルから圧力空気を噴射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置。
4. 前記空気噴射ノズルは、巻取から巻解かれた紙に対して、巻取の内側面に臨んで配してあり、該内側面に向けて圧力空気を噴射することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のワインダー装置におけるシワ状欠陥防止装置。

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