JP2021095292A - 巻き取られた材料ウェブを再巻き取りする方法、及び再巻き取りデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】従来と比較して再巻き取り時間が短縮され得る、弾性材料の材料ウェブを再巻き取りデバイス上で再巻き取りする方法を提供すること。【解決手段】本発明によれば、アンコイラ及びリコイラを有する再巻き取りデバイス上で、弾性材料の巻き取られた材料ウェブを再巻き取りする方法が提供され、材料ウェブは、アンコイラ上の、巻き取られた直径Ｄを有する大きなロールから、リコイラ上の巻き取られるセクション・ロールへと移行されるように再巻き取りされ、アンコイラ及び／又はリコイラがアクチュエータを有し、また再巻き取り中、アンコイラの上の大きなロールの直径Ｄ及び／又はリコイラの上のセクション・ロールの直径ｄが連続的に決定され、アクチュエータのパフォーマンスがこの決定されたパラメータによって連続的に調整される。【選択図】図１

Description

本発明は、巻き取られた材料ウェブを、特に弾性材料の巻き取られた材料ウェブを、再巻き取りデバイス（ｒｅｒｏｌｌｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）上で再巻き取りする方法に関する。加えて、本発明は、この方法を実施するための再巻き取りデバイスに関する。

材料ウェブを製造するための近代の高性能設備は、今日、もはやインライン巻き取り機械を使用することは有益ではないほどに高い生産能力で、さらにそれに対応して高い製造速度で動作する。これらの材料ウェブは、具体的には、キャスティング又はブロー成形で製造されるプラスチック・フィルムである。スパンボンド又はメルトブロー設備から得られる不織布ウェブがこのような材料ウェブであってもよい。このようなウェブは、後でさらに加工して最終製品を形成するために巻き取られる。さらなる加工中、ロールが再巻き取りされ、また必要であれば、複数のドラムから構成される引き伸ばしユニットにより引き伸ばされ、切断ステーションにより幅寸法（複数セクション）に切断され、複数の材料ウェブ部分が、別個の製品を形成するように加工される。今日の製造速度が高いことから、ロールの交換は非常に大きな影響を与える。ロールの交換は製造の中断を意味し、製造設備の停止及び再始動は大きな労力を伴い得る。したがって最大４メートルの直径を有する大きなロールを製造することが増えており、これらの大きなロールは、後でオフライン設備、再巻き取りデバイス、又は再巻き取り機械で、より小さい直径のロールを形成するために再巻き取りされる。時間の関係で限界に達しているこのような再巻き取りデバイスは、現在、このプロセスおけるボトルネックとなっている。したがって高い頻度で、複数の巻き取りデバイスが並行して稼働される。このような再巻き取りデバイスは、大きなロールを載せるアンコイラを有する。材料ウェブが大きなロールから巻き出され、複数セクションが切断され、その後リコイラの上に再巻き取りされてより小さいロールを形成する。大きなロールは最大１０トンの質量を有することが多く、したがって材料ウェブにダメージを与えるのを防止するために円滑に加速及び減速、すなわち制動されなければならない。したがって、従来の再巻き取りデバイスでは一定の加速勾配（ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｒａｍｐ）が予め設定されている。以下では、「加速」は、正の加速、及び負の加速すなわち減速の両方を意味することが意図される。

別の問題は、プラスチック又は不織布から構成される材料ウェブが高い弾性を有するウェブであるということである。この弾性は、具体的には金属又は紙などの、多くの他の材料の弾性よりも大幅に高い。加工をさらに困難なものとすることとして、プラスチック又は不織布の材料ウェブが、製造後最大４８時間にわたって、また極端な事例では最大１週間にわたって後収縮（ａｆｔｅｒｓｈｒｉｎｋａｇｅ）する可能性がある、ということがある。その理由は、フィルムに使用される多くのプラスチック又は不織布が、結晶質又は半結晶質である、ということである。結晶化は時間及び温度によって左右されることから、製造から数日後でも後結晶化（ａｆｔｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）作用が起こる可能性がある。後収縮は約１０％以上に達する可能性がある。このような材料から構成される材料ウェブが製造直後に巻き取られる場合、つまり後結晶化及びひいては後収縮が完了していない場合、後収縮を考慮に入れなければならない。閉じた材料ウェブ（例えばＣＰＰフィルム）は過剰な力では巻き取られ得ず、代わりに、加工される材料及びその収縮挙動に応じて、ロール上の材料ウェブの個別の層の間の緩衝として空気層を考慮に入れなければならない。単純化のために、以下では、弾性材料は金属又は紙より大幅に高い弾性を有する材料として理解されるものとし、その収縮がフィルム・ウェブ又は不織布のウェブの製造直後には完了せず、したがって巻き取り中及び再巻き取り中はその収縮挙動を考慮に入れなければならない。

巻き取り時間を短縮することが望ましい。

したがって本発明の目的は、弾性材料の巻き取られた材料ウェブを再巻き取りデバイス上で再巻き取りする方法を提供することであり、この方法により、従来技術と比較して再巻き取り時間が短縮され得る。

本発明の別の目的は、この方法を実施するためのデバイスを提供することである。

本発明の第１の目的が独立請求項１による方法によって達成される。この方法の別の有利な発展形態が請求項２から１４に開示される。本発明の第２の目的が独立請求項１５によるデバイスによって達成される。

アンコイラ及びリコイラを有する再巻き取りデバイス上で、弾性材料の巻き取られた材料ウェブを再巻き取りする発明性のある方法であって、材料ウェブが、アンコイラ上の、巻き取られた直径Ｄを有する大きなロールから、リコイラ上に巻き取られるセクション・ロールへと再巻き取り直され、アンコイラ及び／又はリコイラがアクチュエータを有する、発明性のある方法が、再巻き取りプロセス中、アンコイラの上の大きなロールの直径Ｄ及び／又はリコイラの上のセクション・ロールの直径ｄが継続的（連続的）に決定（ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ）され、アクチュエータのパフォーマンスがこの決定されたパラメータにより継続的に調整されることを特徴とする。「継続的に決定される」及び「継続的に調整される」という用語は、ここでは、実際に継続的である、つまり進行し続ける決定プロセス又は調整プロセスとして理解されることに加えて、再巻き取りプロセス中に複数回にわたって決定を行うような離散的時間間隔で行われる決定プロセス又は調整プロセスとしても理解されるものである。

材料ウェブを大きなロールから第２のロールの上に再巻き取りするとき、大きなロールの外径及びひいては質量が永続的に減少する。大きなロールがアンコイラの上で張力を加えられ、第２のロールがリコイラ上で張力を加えられる。アンコイラ及びリコイラの少なくとも一方が、例えばモータの形態の、或いはベルト・ドライブ又はチェーン・ドライブの形態のアクチュエータを有する。また、テープ・ドライブの形態のアクチュエータが任意の位置でロールに取り付けられていてもよい。別の実施例が、それ自体で、又は他のドラムと協働する形で、いずれもがロールを支持するものであってモータの動力により再コイル化を実施するものである自己被駆動式支承ドラム（ｓｅｌｆ−ｄｒｉｖｅｎ ｂｅａｒｅｒ ｄｒｕｍ）を有するアクチュエータを含むことができる。上方設置ドラム（ｌａｙ−ｏｎ ｄｒｕｍ）が別の種類のアクチュエータとなり得る。上方設置ドラムは、通常、ロールの上に配置され、例えば追加の自己駆動式アクチュエータとして使用されるものである。上方設置ドラムは、それ自体で、又は例えば支承ドラムである複数の他のドラムと協働する形で、ロールに作用することができる。アクチュエータは、例えば再巻き取りプロセス中に、また特には再巻き取りプロセスの開始及び終了時に、材料ウェブの張力を制御するためにアンコイラ又はリコイラに制動トルクを加えることもできる。少なくとも１つのロールの直径を継続的に決定することにより、本発明の方法に従い、アクチュエータのパフォーマンスが継続的に調整される。

加えて、又は別法として、材料ウェブは、アンコイラとリコイラとの間に配置されるドラムにより駆動されてもよい。このプロセス中、材料ウェブがこのドラムの上で誘導され、ドラムは、ドラムにトルクを加えることができるアクチュエータを有することができる。材料ウェブが部分的にドラムを取り囲む。ドラムは、例えば一対のドラムなど複数のドラムを有するドラム組立体の一部であってもよい。

本特許出願の枠組みでは、不定冠詞、及び「１」、「２」などの数字は、文脈から明確でない限り、又は当業者に明白でない限り、或いは「正確に１つの．．．」、「正確に２つの．．．」などとしか意図され得ないことが技術的観点から必然でない限り、通常は最小を示すものとして理解され、つまり「少なくとも１つの．．．」、「少なくとも２つの．．．」などを示すものとして理解すべきであることを明確に指摘しておく。

再巻き取りデバイス内での再巻き取りプロセスの継続的に変化する状況に合わせるように、再巻き取りのパラメータを調整することにより、また具体的には巻き取りの速さ及び加速勾配を調整することにより、多くの時間が節約され得る。一部の状況では、これによりさらに、第２の平行な再巻き取りデバイスを使わないようにすることが可能となる。したがって、例えば加速力などの重要な巻き取りのパラメータがプロセス全体にわたって一定で又はほぼ一定で維持され得る。したがって、リコイラのところで巻き取りの質が変化することは予期されない。

一実施例では、アンコイラの上に巻き取られた大きなロールの直径Ｄ及び／又はリコイラの上に巻き取られるセクション・ロールの直径ｄが、光学的センサにより継続的に測定（ｍｅａｓｕｒｅ）される。このようなセンサは、例えば、対応する画像評価デバイスを有するカメラであってよい。光学的センサとして、例えば可動の光バリアも考えられる。光学的センサは高速であり、高い信頼性を有する。

別法として、又は加えて、別の実施例では、アンコイラの上に巻き取られた大きなロールの直径Ｄ及び／又はリコイラの上に巻き取られるセクション・ロールの直径ｄが電気機械センサを用いて継続的に測定される。このような電気機械センサは、例えばボタンとして具現化され得る。電気機械センサは、通常、光学的センサより安価である。

別法として、又は加えて、別の実施例では、アンコイラの上に巻き取られた大きなロールの直径Ｄ及び／又はリコイラの上に巻き取られるセクション・ロールの直径ｄが電子センサを用いて継続的に測定される。

有利な実施例では、アンコイラの上に巻き取られた大きなロールの直径Ｄ及び／又はリコイラの上に巻き取られるセクション・ロールの直径ｄが継続的に計算される。引き取り速度（ｔａｋｅ−ｏｆｆ ｓｐｅｅｄ）、及び材料ウェブさらには個別の層の間の空気クッションの厚さを使用して、直径が容易に計算され得る。計算のために、プロセス内にすでに存在する入力パラメータが使用される場合、アクチュエータのパフォーマンスを制御するのに追加のセンサが使用される必要がない。

所望の入力パラメータとして、例えば以下のパラメータが使用され得る。
・材料ウェブの幅
・材料ウェブの密度（表面重量）
・大きなロールの上での引き伸ばし速度
・アンコイラの外径
・大きなロールの最大直径
・大きなロールの巻き取り密度
・巻き取り速度
・セクション・ロールの引き伸ばし速度
・リコイラの外径
・セクション・ロールの最大直径
・セクション・ロールの巻き取り密度
・大きなロール及びセクション・ロールのロール交換回数
・大きなロール及びセクション・ロールの加速時間及び制動時間の下限値
・大きなロールの回転速度
・セクション・ロールの回転速度
・その他

すべての所望の値について範囲が定義され得、ここでは、限界値が計算値又は経験値であってよい。

別の実施例では、アンコイラの上に巻き取られた大きなロールの直径Ｄ及び／又はリコイラの上に巻き取られるセクション・ロールの直径ｄが、継続的に決定されるロールの重量を使用して決定される。

別の実施例では、アンコイラの上に巻き取られた大きなロールの直径Ｄ及び／又はリコイラの上に巻き取られるセクション・ロールの直径ｄが、アンコイラ及びリコイラのロールの一方で、また好適にはすべてのロールで、継続的に測定される材料ウェブの速度を使用して決定される。

別の実施例では、アンコイラの上に巻き取られた大きなロールの直径Ｄ及び／又はリコイラの上に巻き取られるセクション・ロールの直径ｄが、材料ウェブの継続的に測定される速度、並びにアンコイラ及びリコイラのロールの回転速度を使用して決定される。

別の実施例では、アンコイラの上に巻き取られた大きなロールの直径Ｄ及び／又はリコイラの上に巻き取られるセクション・ロールの直径ｄが、アンコイラ及びリコイラのロールの一方での、また好適にはすべてのロールでの、材料ウェブ層の積層厚さを使用して決定される。材料ウェブ層の層厚さは、例えば光学的センサにより測定され得る。

すべての決定されたパラメータを制御ユニットによって処理することが有利であることが分かっている。

また、制御ユニットにより、アクチュエータを、また好適にはすべてのアクチュエータを制御することが有利であることが分かっている。

代替的実施例では、アクチュエータが手動で制御される。

別の有利な実施例では、再巻き取りデバイスが、アンコイラとリコイラとの間に好適には配置されて垂直方向に変位可能であるドラムを有し、材料ウェブはこのドラムの上を案内される。加えて、又は別法として、材料ウェブを駆動することがドラムを介して行われ得る。このプロセス中、材料ウェブがこのドラムの上で誘導され、ドラムは、ドラムにトルクを加えることができるアクチュエータを有することができる。材料ウェブがドラムの周りに部分的に巻き付く。ドラムは、例えば一対のドラムなど複数のドラムを有するドラム組立体の一部であってもよい。

さらに、再巻き取りプロセスを中断させることなく、アンコイラの上にある大きなロール及び／又はリコイラの上にあるセクション・ロールの交換が実施されることが有利であることが分かっている。

本発明によるデバイスが本発明の方法を実施するために提供される。

従属請求項から、及び図による実施例の好適な実例の以下の提示から、本発明の他の利点、特殊性、及び有利な別の発展形態が明らかとなる。

本発明による再巻き取りデバイスを示す概略図である。 本発明による再巻き取りデバイスの別の実施例を示す概略図である。

図１が、本発明による再巻き取りデバイス１の概略側面図である。アンコイラ２００の上にある直径Ｄを有する大きなロール２１０上に巻かれた材料ウェブ１００が、大きなロール２１０により、リコイラ３００上に配置された直径ｄを有するセクション・ロール３０１上に再巻き取りされる。

アンコイラ２００及びリコイラ３００の各々がアクチュエータ２０１、３０１を有し、アクチュエータ２０１、３０１によりロール２００、３００が駆動及び減速され得る。再巻き取り中、アンコイラ２００上にある大きなロール２１０の直径Ｄ及びリコイラ３００上にあるセクション・ロール３０１の直径ｄが継続的に測定され、測定されたこれらのパラメータを使用して、アクチュエータ２０１、３０１のパフォーマンスが継続的に調整される。

ここで示される実施例は単に例として与えられるものであり、したがって限定的であると理解されるべきではない。当業者によって考えられる代替的実施例も同様に、本発明の保護範囲に包含される。

図２は、再巻き取りデバイス１の概略図である。大きなロール２１０がアンコイラ２００上で張力を加えられ、アクチュエータ２０１としてのベルト・ドライブ（ここでは詳細に考察されない）によって駆動される。複数のドラム４００によって材料ウェブ１００が部分的に曲げられ（偏向され）、且つ／又は引き伸ばされる。さらに、材料ウェブ１００は切断ステーション（詳細には論じない）を通るように誘導され、切断ステーションは、必要に応じて、材料ウェブ１００に対して複数の異なる切断ステップを実施することができる。次いで材料ウェブ１００は横方向切断ステーション（ここでは詳細には論じない）を通るように誘導される。次いで材料ウェブ１００は、支承ドラムである追加のドラム４００で誘導され、駆動される。同様に自己被駆動式支承ドラムである第２のドラム４００がこの支承ドラム４００に取り付けられる。これらの２つの支承ドラム４００は、セクション・ロール３１０が所望の寸法に達するまで、リコイラ３００の上にセクション・ロール３１０を支承して駆動する。このようにして、実施例のこの実例では、これらのドラム４００がアクチュエータ３０１を形成する。上方設置ドラムである追加のドラム４００がセクション・ロール３１０の上に配置される。この上方設置ドラム４００は駆動されること及び受動的に動くことの両方が可能である。上方設置ドラム４００はリコイラ３００の上にあるセクション・ロール３１０の巻き速度を操作することができ、又は上方設置ドラム４００はリコイラ３００によって受動的に動かされてもよい。

Claims (16)

1. アンコイラ（２００）及びリコイラ（３００）を有する再巻き取りデバイス（１）上で、弾性材料の巻き取られた材料ウェブ（１００）を再巻き取りする方法であって、前記材料ウェブ（１００）は、前記アンコイラ（２００）上の、直径（Ｄ）を有する大きなロール（２１０）から、前記リコイラ（３００）上に巻き取られるセクション・ロール（３１０）へと巻き取られ、前記アンコイラ（２００）及び／又は前記リコイラ（３００）がアクチュエータ（２０１、３０１）を有している、方法において、
   再巻き取り中、前記アンコイラ（２００）の上の前記大きなロール（２１０）の前記直径Ｄ及び／又は前記リコイラ（３００）の上の前記セクション・ロール（３１０）の直径（ｄ）が連続的に決定され、アクチュエータ（２０１、３０１）のパフォーマンスがこの決定されたパラメータによって連続的に調整されることを特徴とする、方法。
2. 前記アンコイラ（２００）の上に巻き取られた前記大きなロール（２１０）の前記直径（Ｄ）及び／又は前記リコイラ（３００）の上に巻き取られる前記セクション・ロール（３１０）の前記直径（ｄ）が光学的センサによって連続的に測定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記アンコイラ（２００）の上に巻き取られた前記大きなロール（２１０）の前記直径（Ｄ）及び／又は前記リコイラ（３００）の上に巻き取られる前記セクション・ロール（３１０）の前記直径（ｄ）が電気機械センサによって連続的に測定されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記アンコイラ（２００）の上に巻き取られた前記大きなロール（２１０）の前記直径（Ｄ）及び／又は前記リコイラ（３００）の上に巻き取られる前記セクション・ロール（３１０）の前記直径（ｄ）が電子センサによって連続的に測定されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
5. 前記アンコイラ（２００）の上に巻き取られた前記大きなロール（２１０）の前記直径（Ｄ）及び／又は前記リコイラ（３００）の上に巻き取られる前記セクション・ロール（３１０）の前記直径（ｄ）が計算によって連続的に決定されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
6. 前記アンコイラ（２００）の上に巻き取られた前記大きなロール（２１０）の前記直径（Ｄ）及び／又は前記リコイラ（３００）の上に巻き取られる前記セクション・ロール（３１０）の前記直径（ｄ）が、連続的に決定されるロール重量によって決定されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
7. 前記アンコイラ（２００）の上に巻き取られた前記大きなロール（２１０）の前記直径（Ｄ）及び／又は前記リコイラ（３００）の上に巻き取られる前記セクション・ロール（３１０）の前記直径（ｄ）が、前記大きなロール（２１０）又は前記セクション・ロール（３１０）上での、好適には前記大きなロール（２１０）及び前記セクション・ロール（３１０）上での、前記材料ウェブ（１００）の連続的に測定される速度によって決定されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
8. 前記アンコイラ（２００）の上に巻き取られた前記大きなロール（２１０）の前記直径（Ｄ）及び／又は前記リコイラ（３００）の上に巻き取られる前記セクション・ロール（３１０）の前記直径（ｄ）が、前記材料ウェブ（１００）の連続的に測定される速度、並びに前記リコイラ（２００）及び前記アンコイラ（３００）上での前記ロールの回転速度によって計算されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
9. 前記アンコイラ（２００）の上に巻き取られた前記大きなロール（２１０）の前記直径（Ｄ）及び／又は前記リコイラ（３００）の上に巻き取られる前記セクション・ロール（３１０）の前記直径（ｄ）が、前記ロール（２１０、３１０）の一方での、好適にはすべてのロール（２１０、３１０）での、前記材料ウェブ（１００）層の積層厚さによって決定されることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法。
10. 前記材料ウェブ（１００）層の厚さが光学的センサによって測定されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. すべての決定されたパラメータが制御ユニットによって処理されることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
12. 前記制御ユニットが、アクチュエータ（２０１、３０１）を、好適にはすべてのアクチュエータ（２０１、３０１）を制御することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. アクチュエータ（２０１、３０１）が手動で制御されることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法。
14. 前記再巻き取りデバイス（１）がドラムを有し、前記ドラムが、好適には前記アンコイラと前記リコイラの間に配置され、且つ垂直方向に変位可能であり、前記材料ウェブ（１００）が前記ドラムの上を誘導されることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の方法。
15. 再巻き取りプロセスを中断することなく、前記アンコイラ（２００）の上の前記大きなロール（２１０）及び／又は前記リコイラ（３００）の上の前記セクション・ロール（３１０）の交換が実施されることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか一項に記載の方法。
16. 請求項１から１５までのいずれか一項に記載の方法を実施するための再巻き取りデバイス（１）。

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