JP2018509358A - ウェブ材料を巻き取り及び巻き出しするための機器及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、スプール（１２）を形成する複数の細幅レーンを有するウェブ材料を巻き取り及び巻き出しするための機器及び方法に関する。本発明の第１の態様では、ウェブ材料（２０）の各レーンは、スプールの軸線方向に測定される幅によって、及び、スプールの中心軸線から半径方向に測定される最小半径方向高さと最大半径方向高さとの間で、規定される。各レーン（３０）は、順次に、ウェブ材料（２０）が最大半径方向高さまで巻き付けられたものであり、ウェブ材料（２０）は、第１の折り目（４１）、第２の折り目（４２）、第３の折り目（４３）及び第４の折り目（４４）によって折り曲げられ、それにより、ウェブ材料（２０）が隣接レーンに対して平行に再整列され、巻き取られて隣接レーンを形成する。

Description

本発明は、ウェブ材料を巻き取り及び巻き出しするための機器及び方法に関する。具体的には、本発明は、複数の細幅レーンを有するウェブ材料を巻き取り及び巻き出しすることに関する。

細幅ウェブ材料は均等巻き取りされ得る。巻き取りの間にロール全体にわたって細幅ウェブ材料を後方及び前方に振動させることにより、均等巻き取りプロセスは安定したロールを提供する。しかしながら、巻き取りの間にこのようにして材料をあや振りすることで、ウェブは隆起を帯びる。いくつかの材料は、隆起を帯びると永久的に変形し、これらの材料に対しては、主として直線的で一列の巻き取りを伴う巻き取りパターンを選択することが好ましい。

インデックス巻き取り又はステップ巻き取りは、スタックレーンの一構成である。細幅ウェブ材料は、所定数の層にわたって一列に巻き取られ、次いでウェブは、次のレーン位置へとあや振りする。ウェブは、ウェブがあるレーンから次のレーンへとあや振りするとき、巻き取りの期間に隆起のみを帯びる。隆起の程度は、ウェブが移動される必要がある横断幅、あや振りが広げられる巻数、及び実直径によって決まる。隆起を最小に保つために、あや振り移動のＳ字型速度プロファイルが用いられ得る。

細幅ウェブに隆起を帯びさせることを回避する代替的な巻き取りシステムを提供することが望まれている。

本発明は、スプールを形成する複数の細幅レーンを有するウェブ材料を巻き取り及び巻き出しするための機器及び方法に関する。本発明の第１の態様では、ウェブ材料の各レーンは、スプールの軸線方向に測定される幅によって、及び、スプールの中心軸線から半径方向に測定される最小半径方向高さと最大半径方向高さとの間で、規定される。各レーンは、順次に、ウェブ材料が最大半径方向高さまで巻き付けられたものであり、ウェブ材料は、ウェブ材料が最大半径方向高さでレーンを横切って軸線方向Ａｘに進むように、第１の折り目によって折り曲げられ、次いで、ウェブ材料がスプールの最大半径方向高さと最小半径方向高さとの間で、レーンの側面に沿って、半径方向に進むように、第２の折り目によって折り曲げられ、次いで、ウェブ材料がスプールの軸線方向に進むように、第３の折り目によって折り曲げられ、次いで、ウェブ材料が隣接レーンと平行に再整列され、巻き取られて隣接レーンを形成するように、第４の折り目によって折り曲げられる。

本発明の第２の態様では、スプールを巻き出す方法が、中心軸線から半径方向Ｒａに測定された最小半径方向高さまで第１のレーンのウェブ材料を巻き出す工程と、第３の折り目と第４の折り目との間のウェブ材料を解放する工程と、ウェブ材料が巻き出される速度を減速する工程と、第１のレーンに隣接するレーンのウェブ材料を巻き出す工程と、を含む。

本発明は更に、スプールを形成する複数の細幅レーンを有するウェブ材料を巻き取るための機器に関するものであり、ウェブ材料の各レーンは、スプールの軸線方向Ａｘに測定される幅によって、及び、スプールの中心軸線から半径方向Ｒａに測定される最小半径方向高さと最大半径方向高さとの間で、規定され、各レーンは、順次に、ウェブ材料が最大半径方向高さまで巻き付けられたものであり、機器は、
ウェブ材料の供給源と、
ウェブ材料に複数の折り目を生じさせるための折り曲げフィンガと、
第１の折り目においてウェブ材料を一時的に接合するための接合装置と、
ウェブ材料の供給源に対してスプールを移動させて、１つのレーンの幅に対応する距離だけ軸線方向Ａｘにウェブ材料を変位させるためのあや振り装置と、を備える。

従来技術のあや振り巻き取りパターンを示している。 従来技術の割出し巻き取りパターンを示している。 本発明の新規な巻き取りパターンを示している。

本開示の態様は、製造プロセスの間に下流側の設備にウェブ材料を連続的に送達するための機器及び方法に関し、より具体的には、フレームに回転可能に取り付けられた複数の細幅レーンのウェブ材料を巻き出し、様々な下流側の製造プロセスにウェブ材料を送達するための機器及び方法に関する。後続のプロセスステップの過程で、ウェブ材料は、個々の又は別個のウェブ片へと分離されてよく、また製造される物品の一部を形成してもよい。そのような構造は、限定するものではないが、使い捨て乳幼児用おむつ、トレーニングパンツ、成人用失禁物品、婦人用衛生物品などの使い捨て吸収性物品に有用である。そのような物品は、使用目的及び／又はユーザに応じて、所望の吸収性に関する様々な要件を有する。そのような実施形態では、ウェブ材料は、例えば、不織布材料、又は熱可塑性フィルム、又は熱可塑性ネット材料などの液体透過性材料であってもよい。以下の説明は主として吸収性物品に関するものであるが、本明細書で説明する機器及び方法が他の種類の製造品にも適用可能であることを理解されたい。本明細書で用いられるとき、「機械方向」（ＭＤ）は、プロセスを通じたウェブ材料の流れの方向を指す。

本明細書において細幅ウェブ材料及び細幅レーンの文脈で用いられる「細幅」は、好ましくは約４０ｍｍ〜約１１０ｍｍ、より好ましくは約６０ｍｍ〜約９０ｍｍを意味する。

図１及び２は、細幅ウェブ材料のスプールを巻き取るための従来技術の方法を示している。図１は横断巻き取りを示し、図２はインデックス巻き取り又はステップ巻き取りを示している。

本発明は、図３に示すように、スプールを形成する複数の細幅レーンを有するウェブ材料を巻き取り及び巻き出しするための機器及び方法に関する。ウェブ材料２０の各レーン３０は、スプール１２の軸線方向Ａｘに測定される幅によって、及び、スプールの中心軸線１１から半径方向Ｒａに測定される最小半径方向高さと最大半径方向高さとの間で、規定される。各レーン３０は、順次に、ウェブ材料２０が最大半径方向高さまで巻き付けられたものであり、ウェブ材料２０は、ウェブ材料２０が最大半径方向高さでレーン３０を横切って軸線方向Ａｘに進むように、第１の折り目４１によって折り曲げられ、次いで、ウェブ材料２０がスプール１２の最大半径方向高さと最小半径方向高さとの間で、レーン３０の側面に沿って、半径方向Ｒａに進むように、第２の折り目４２によって折り曲げられ、次いで、ウェブ材料２０がスプール１２の軸線方向Ａｘに進むように、第３の折り目４３によって折り曲げられ、次いで、ウェブ材料２０が隣接するレーンに対して平行に再整列され、巻き取られて隣接レーンを形成するように、第４の折り目４４によって折り曲げられる。

スプール１２は、コア１５の上へと巻かれてもよい。コア１５は紙管であってもよい。コア１５の外半径は、スプール１２の最小半径方向高さに対応する。

本発明の一実施形態では、ウェブ材料２０は、第３の折り目４３と第４の折り目４４との間でコア１５に固定される。これにより、ウェブ材料が巻き取りプロセスの間も依然として正しく方向付けられることが確実となる。ウェブ材料２０は、接着剤を用いてコアに固定されてもよい。好ましくは、接着剤は、巻き取りプロセスの間に接着剤が新たに塗布されるときにコア１５にウェブ材料２０を固定するように選択されるが、接着剤は経時変化によって粘着性がより低くなり、そのため、接着剤は、巻き出しプロセスの間にウェブ材料２０がコア１５から自在に解放されることを抑止しなくなる。例えば、このことは、時間を経て結晶質となる接着剤を選択することによって達成され得る。

あるレーン３０のウェブ材料２０は好ましくは、各隣接レーンのウェブ材料からわずかに離間される。これにより、巻き出しの間に、あるレーン３０のウェブ材料２０が隣接レーンのウェブ材料２０と絡み合うリスクが低減又は回避される。好ましくは、隣接レーン間の間隙は、最小でありながらも、いかなるトラッキング変動にも対処するように十分なものであるべきである。例えば、隣接レーン間の間隙は、最大で約１０ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ〜約５ｍｍであってもよい。

巻き取り及び巻き出し
以下の説明では、本発明のスプールを巻き取り及び巻き出しする方法の非限定的な例が記述される。

巻き取り
ウェブ材料は、ペアレントロールなどの供給源からコアへと移送され、コア１５は円筒管の形態をなす。好ましくは、コア１５の外径は、ウェブ材料２０の幅の少なくとも２倍である。コア１５は、ある長さの接着テープ１８がコア１５に固着されて準備され、接着テープ１８はコア１５の外面に沿って軸線方向に延びる。

ウェブ材料２０は、第１のレーンの位置でコア１５に付着され、コア１５は、第１のレーンがスプールの最大半径方向高さに到達するまで、供給アイドラロール及び折り曲げフィンガを通して供給源から材料ウェブを引き出すように回転される。コアの回転は停止される。

ニードルパンチングなどの一時的な接合の方法は、ウェブ材料２０の接線方向接触点でロール上に係合し、張力が解放されるものである。折り曲げフィンガは、第１の折り目４１を形成するように回転する。好ましくは、第１の折り目の線は、軸線方向Ａｘに対して約４５°の角度をなして存在する。ウェブ材料２０は、第１の折り目が定位置に保たれるように締め付けられる。一時的な接合方法は、せん断荷重が受け止められ得るように、ただし剥離力が加えられると接合が容易に解放されるように、選択されるべきである。

フィンガは、巻き取り機のコア１５に到達するまで、巻き取り機のコア１５に向かって延びて、最終アイドラと巻き取り機シャフトとの間の連結線に対して平行な経路に、ウェブ材料２０に第２の折り目４２を形成する。締付けは解放される。

巻き取り機はここで、次のレーン位置へとあや振りし、それと同時に、両方向における走行が等しくなる（４５°をなす）ように進行方向に移動する。フィンガは引き続きコアを圧迫する。ウェブ材料２０はここで、接着テープ１８に固着されて、第３の折り目４３及び第４の折り目４４を形成する。

巻き取り機は、コア１５を回転させて張力を増大させ、ウェブ材料２０を巻き取って次のレーンを形成する。

このシーケンスは、スプールが完成するまで、各レーンに対して繰り返される。

巻き出し
巻き出しプロセスは、スプールがウェブ材料２０のあるレーン３０から次のレーンへと切り替わるときの張力の変化に対処する必要がある。

あるレーン３０から隣接レーンまであや振りが生じる直前、ウェブ材料２０は、最小半径方向高さから巻き出され、結果として、巻き出し機は最大回転速度（ＲＰＭ）で稼働する。巻き出し機は、ウェブ材料の巻き出しがあや振りの最後に隣接レーンの最大半径方向高さまで切り替わるときに、極端な過剰供給を回避するために、急速に減速される必要がある。このため、回転速度ＲＰＭは、フィードバック又はフィードフォワード原理に基づいて（ある所定の速度プロファイルに従って）制御される必要がある。最小半径方向高さ及び最大半径方向高さが知られているとすると、ウェブ材料の取り出しを制御する緩和器が実装され得る。プロファイルは、緩和器が正確に移動され得るように計算され得る。例えば、ダンサーロールが使用されてもよい。

緩和器が移動されるプロファイルを改善するために、張力測定装置が緩和器の下流側に設置されて、下流側の張力プロファイルが確認されてもよい。張力プロファイルに基づいて、緩和器の新たな改善された位置プロファイルが計算され得る。

このプロファイルはレーンの位置に依存するため、この情報は測定されることが必要である。これはソフトウェアによって行われ得るか、あるいは一揃いの距離センサが実装され得る。

本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に断らない限り、そのような寸法のそれぞれは、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。

Claims (11)

1. スプール（１２）を形成する複数の細幅レーンを有するウェブ材料を巻き取るための方法であって、ウェブ材料（２０）の各レーン（３０）は、前記スプール（１２）の軸線方向（Ａｘ）に測定される幅によって、及び、前記スプールの中心軸線（１１）から半径方向（Ｒａ）に測定される最小半径方向高さと最大半径方向高さとの間で、規定され、各レーン（３０）は、順番に前記ウェブ材料（２０）が前記最大半径方向高さまで巻き付けられたものであり、前記方法は、
   前記ウェブ材料（２０）が前記最大半径方向高さで前記レーン（３０）を横切って前記軸線方向（Ａｘ）に進むように、第１の折り目（４１）によって前記ウェブ材料（２０）を折り曲げる工程と、
   前記ウェブ材料（２０）が、前記スプール（１２）の前記最大半径方向高さと前記最小半径方向高さとの間で、前記レーン（３０）の側面に沿って、前記半径方向（Ｒａ）に進むように、第２の折り目（４２）によって前記ウェブ材料（２０）を折り曲げる工程と、
   前記ウェブ材料（３０）が前記スプール（１２）の前記軸線方向（Ａｘ）に進むように、第３の折り目（４３）によって前記ウェブ材料（２０）を折り曲げる工程と、
   前記ウェブ材料（３０）が隣接レーンに対して平行に再整列され、巻き取られて隣接レーンを形成するように、第４の折り目（４４）によって前記ウェブ材料（２０）を折り曲げる工程と、を含む、方法。
2. 前記複数の細幅レーンは、円筒コア（１５）の上に前記ウェブ材料（２０）を巻き付けることによって形成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記ウェブ材料（２０）は、少なくとも前記第３の折り目（４３）と前記第４の折り目（４４）との間で前記コア（１５）に解放可能に固定される、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の折り目（４１）は、前記軸線方向に対して約４５°の角度をなして存在する、請求項１に記載の方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法によって製造されたスプール（１２）からウェブ材料を巻き出す方法であって、
   前記中心軸線（１１）から半径方向（Ｒａ）に測定された最小半径方向高さまで第１のレーンのウェブ材料（２０）を巻き出す工程と、
   前記第３の折り目（４３）と前記第４の折り目（４４）との間の前記ウェブ材料（２０）を解放する工程と、
   前記ウェブ材料（２０）が巻き出される速度を減速する工程と、
   前記第１のレーンに隣接するレーンのウェブ材料（２０）を巻き出す工程と、を含む、方法。
6. 少なくとも前記第３の折り目（４３）の解放と前記第２の折り目（４２）の解放との間で、前記ウェブ材料（２０）の取り出しを緩和する工程を更に含む、請求項５に記載の巻き出す方法。
7. 一連のダンサーロールが、前記ウェブ材料（２０）の取り出しを緩和するために使用される、請求項６に記載の巻き出す方法。
8. 張力測定装置が、緩和器の下流側に配置される、請求項６又は７に記載の巻き出す方法。
9. スプール（１２）を形成する複数の細幅レーンを有するウェブ材料を巻き取るための機器であって、ウェブ材料（２０）の各レーン（３０）は、前記スプール（１２）の軸線方向（Ａｘ）に測定される幅によって、及び、前記スプールの中心軸線（１１）から半径方向（Ｒａ）に測定される最小半径方向高さと最大半径方向高さとの間で、規定され、各レーン（３０）は、順番に前記ウェブ材料（２０）が前記最大半径方向高さまで巻き付けられたものであり、前記機器は、
   ウェブ材料の供給源と、
   前記ウェブ材料（２０）に複数の折り目（４１、４２、４３、４４）を生じさせるための折り曲げフィンガと、
   第１の折り目（４１）において前記ウェブ材料（２０）を一時的に接合するための接合装置と、
   ウェブ材料の前記供給源に対して前記スプール（１２）を移動させて、１つのレーンの幅に対応する距離だけ前記軸線方向（Ａｘ）に前記ウェブ材料を変位させるためのあや振り装置と、を備える、機器。
10. 前記ウェブ材料（２０）は、円筒コア（１５）の上に巻き付けられる、請求項９に記載の機器。
11. 前記ウェブ材料は、前記第３の折り目（４３）と前記第４の折り目（４４）との間で前記コアに解放可能に固定される、請求項１０に記載の機器。

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