JP3199750B2 - 巻き取り機用のロール - Google Patents

巻き取り機用のロール

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は，特に紙又は厚紙のウェブを巻き取るための
巻き取り機用の，巻き取りの際に巻き取りロールに圧着
される完全支持ロール，部分支持ロール又は加圧ロー
ル，及び本発明によるロールを有する巻き取り機に関す
る。
従来の技術 縦切りされて分割された紙又は厚紙のウェブから成る
巻き体を製作するために，周知のように,1つ又は２つの
駆動されるロールを有し，このロールに巻き体が巻き取
りの際に当て付けられる巻き取り機が使用される。ロー
ルは，それが支えている巻き体の重量全体を支える場合
には，完全支持ロールと呼ばれる（DE−Ａ 39 24 61
2）。重量が全体的に又は部分的に，支持アームに支承
されて巻き体の巻き管内に挿入されいる案内ヘッドによ
って保持されている場合には，ロールは部分支持ロール
と呼ばれる（DE−Ｃ 31 02 894,DE−Ｃ 40 12 97
9）。
更に，巻き取り機はいわゆる加圧ロールを有してお
り，この加圧ロールは巻き取りの始めに，巻き体の重量
に基づく圧着力が所望の巻き取り固さのためにまだ充分
でないときに，巻き体と完全支持ロール又は部分支持ロ
ールとの間の接触線に向かって巻き体を押し，巻き取り
の安定性のために寄与する（DE−Ｃ 37 19 093,EP−
Ｃ 0410093）。
巻き体の品質にとって重量な巻き取り固さ（巻き体の
層の間の面圧）は，巻き体と完全支持ロール又は部分支
持ロールとの間のニップにおける線荷重及び幾何学的比
率に関連している。線荷重とは，巻き体幅に関連する圧
着力（N/m）である。巻き体を製作する場合，巻き体の
表面損傷または巻き取り欠陥が生ずることなしに，大き
な生産速度で，所定の一様な巻き取り固さが生ぜしめら
れるように，努力が払われる。巻き体の欠陥は，ニップ
におけるウェブの過延伸によって生ぜしめられる。支持
ロールと巻き体との間のニップにおける延伸は，巻き体
の直径が増大するにつれて増大するので，延伸の値は，
欠陥なしに巻き取られた巻き体の最大の最終直径を制限
する。
良好な巻き取り品質でより大きな直径の巻き体を製作
するために,EP−Ａ−0562266によって提案されている完
全支持ロール型巻き取り機の，ウェブが巻きかけられて
おらず，入口側完全支持ロールよりも低い位置に取り付
けられている出口側の完全支持ロールは外とうを有して
おり，この外とうは入口側の完全支持ロールの外とうよ
りも著しく大きく変形可能である。１実施例によれば，
完全支持ロールはゴムから成る外層を有しており，この
外層内に，銅から成る支持体の内部と接続されている多
数の室が配置されている。大きな変形可能性は，完全支
持ロール上への圧着圧力を可及的に制限して，巻き取り
固さが過度に大きくならないようにするものである。
米国特許第3,503,567号明細書には，圧力に敏感なカ
プセルで被覆されている紙を巻き取る巻き取り機が記載
されている。圧力に敏感なカプセルが巻き取り体と部分
支持ロールとの間のニップ内で押しつぶされることを回
避するために，部分支持ロールは金属製の中空円筒形の
支持体から成っており，この支持体の外とう上に，発泡
せしめられた合成材料から成る変形可能な層が取り付け
られている。この部分支持ロールの変形可能な層は巻き
体と部分支持ロールとの間の圧力の大部分を支え，これ
によってカプセルが押しつぶされることが阻止される。
発明の説明 本発明の根底をなす課題は，巻き取り機用のロール
が，完全支持ロール又は部分支持ロールとして使用され
る場合に，わずかな巻き取り固さでの巻き取り欠陥のな
い巻き取りを可能ならしめるようにすることである。加
圧ロールとして使用する場合には，例えばウェブのプロ
フィールの変動に基づく巻き体の一様性の変動を調整し
て，圧着圧力の一様性を保証し得るようにする。
この課題は請求項１の特徴によって解決される。
図面の簡単な説明 図面は簡略化して示した実施例に基づいて本発明を説
明するものである。
図１は本発明による完全支持ロール又は部分支持ロー
ルの縦断面図である。
図２は図１のロールの横断面図である。
図３〜図５はロールの外とう層の種々の形を示した図
である。
図６は圧縮可能な層が個々の張設されたリングから成
っているロールを示した図である。
図７及び８は完全支持ロール型巻き取り機における従
来技術の完全支持ロールと比較して本発明による完全支
持ロールの作用形式を示した図である。
発明の実施態様 図８においては，縦切りされて分割されている紙又は
厚紙のウェブ１を巻き体２に巻き取るための完全支持ロ
ール型巻き取り機の原理が示されており，この場合，図
１〜図６に示したロールを完全支持ロール又は加圧ロー
ルとして使用することができる。完全支持ロール型巻き
取り機は２つの駆動される完全支持ロール3,4を有し，
これらの完全支持ロール上に，巻き取りの際に複数の巻
き体が同軸的に一直線に並べられて乗せられ，したがっ
てこれらの完全支持ロールは巻き体の全重量を支持す
る。紙又は厚紙のウェブ１は下方から，入口側の完全支
持ロール４に部分的に巻きかけられて，完全支持ロール
3,4の間の透き間を通り，入口側の完全支持ロール４と
巻き体２との間のニップを通って巻き体２に走り上が
る。
完全支持ロール型の巻き取り機の一方又は両方の完全
支持ロール3,4は本発明によるロールとして構成されて
いる。有利には本発明によるロールは出口側の完全支持
ロール３として使用され，この出口側の完全支持ロール
は入口側の完全支持ロール４に対して次のように，すな
わち，巻き体に帯するその接触線（ニップ５）が他方の
完全支持ロール４と巻き体との間の接触線と同じ高さ
か，あるいはそれよりも低い位置にあるように，配置さ
れている。したがって完全支持ロール３は巻き体２の重
量の同じ割合あるいはより大きな割合を支持する。付加
的に入口側の完全支持ロール４も本発明によるロールと
して構成することができる。
巻き体２の上方には，巻き取り機の作業幅にわたっ
て，つまり完全支持ロール3,4の軸方向の長さにわたっ
て，延びている加圧ロール６が乗っており，この加圧ロ
ールは巻き取りの始めに，巻き体の重量が所望の巻き取
り固さにとってまだ充分でない場合，巻き体２を完全支
持ロール3,4に押す。
図１〜６には，完全支持ロール又は部分支持ロール３
として使用する場合の本発明によるロールの構造が詳細
に示されている。完全支持ロール又は部分支持ロール３
としてロールは処理される紙又は厚紙のウェブ１の最大
の幅に相応する軸方向長さを有しており，この軸方向長
さは10mにも達することができる。ロールの直径は500mm
〜1500mmである。本発明による完全支持ロール又は部分
支持ロール３は固い材料特に鋼から成っている中空円筒
形の支持体７を有し，この支持体は充分に安定に構成さ
れていて，圧着する巻き体２によって作用せしめられる
力を，曲がることなしに，支えることができる。支持体
７の両方の端面にはジャーナル軸８が固定されており，
これらのジャーナル軸によってロール３が巻き取り機の
フレームに支承される。各完全支持ロール又は部分支持
ロール３の一方のジャーナル軸８は回転駆動装置と連結
されていて，これによってロール３はその縦軸線を中心
にして回転せしめられ，それが支持している巻き体２を
巻き取りのために回転せしめる。
支持体７の外とう面上には，ガス特に空気で満たされ
た多数の気孔を有し，したがって圧縮可能である気孔質
のプラスチック材料から成る層９が取り付けられてお
り，このプラスチック材料は10MPaよりもわずかな圧縮
率κを有している。重要なことは，比較的に小さな多数
の気孔が層９の体積全体に一様に分配されていることで
ある。有利には，気孔の大きさは5mmよりも小さく,0.05
mm〜1mmの気孔の大きさが特に有利であると判明した。
有利には層９内の気孔は部分的に開いていて，互いに接
続されており，かつ部分的に閉じられている。開いてい
る気孔の割合は30％〜70％，有利には約50％である。閉
じている気孔に対する開いている気孔の比は層の圧縮可
能性並びに内部に発生した熱を導出して，不都合な過熱
を回避する層の能力を規定する。
有利には層９のために，発泡によって製作された気孔
質エラストマ，特にポリウレタンが使用され，これは1M
Pa〜5MPaの圧縮率κを有している。層９の半径方向で測
定した厚さは少なくとも10mm,有利には10mm〜40mm,例え
ば約25mmである。気孔を有する層９の材料の密度は800k
g/m3よりも小さく，有利には350〜650kg/m3である。有
利な実施例では，層９は15〜60のショアＡ硬度を有して
いる。したがってこのロールはその外面が比較的に柔ら
かく，巻き体が圧着すると比較的に幅広いニップを形成
する。
図３〜図５には，圧縮可能な層９を支持体７上に配置
する種々の可能性が示されている。
図３に示した実施例では，支持体７の外とう面上には
もっぱら，圧縮可能な材料有利には気孔質のエラストマ
から成る層９だけがある。層９の厚さは10mm〜40mmであ
る。
空気が巻き体２に作用することを回避する場合，ある
いは巻き取りの際の過度に大きな騒音の発生を抑制する
場合には，層９の外面には多数の周方向の，図３には示
されていない溝が相互に間隔をおいて形成されている。
図４の実施例では，圧縮可能な層９と支持体７との間
に，圧縮不能な材料，有利にはゴムから成る固い基層10
があって，スリップしないように支持体７と結合されて
いる。スリップしないように結合することは，例えば加
硫によって行うことができる。摩滅し難い外側の接触面
11を形成するために，圧縮可能な層９の外側に別の弾性
的な層が取り付けられており，この層は必要な場合には
溝を付けられている。
図５は，摩滅し難い外側の層11に周方向の溝12を付け
た実施例を示す。圧縮可能な層９は中間層なしに直接に
支持体７に固定されている。
図４及び図５に示した，弾性的な，しかし圧縮不能な
付加的な接触面11を有する実施例においては，接触面の
構造及び作用を次のように，すなわち接触面が純粋な保
護層とし，完全支持ロール又は部分支持ロール３の外と
う面の，巻き体２の荷重の下での変形可能性，特に圧縮
可能性に大きな影響を与えないように，選定することが
重要である。変形可能性に対する接触面の影響を減少さ
せるために，外側の接触面11は溝12に対して横方向の切
り込みによって弱くしておくことができる。
図６は本発明による完全支持ロール又は部分支持ロー
ルの有利な実施例を示し，この場合，圧縮可能な層９は
個々のリング13から成っている。ロールの軸方向に50mm
〜500mmの幅を有するこれらのリング13は互いに直接に
接触しているか，あるいはわずかな相互間隔をおいて配
置されていて,2つのリング13の間の透き間が巻き体２に
何らのマークも付けないようにしてある。リング13の間
に間隔が存在している場合には，この間隔は有利には5m
m〜30mmである。有利には，層９の所望の厚さだけ支持
体７の外径よりも大きい外径と，支持体７の外径よりも
わずかに小さい内径とを有するリング13が使用される。
リング13は順次に，伸長によって内径を拡開せしめられ
て支持体７上に差しはめられ，支持体７上に張力をもっ
て座着せしめられる。この張力によってリング13は支持
体７上にスリップしないように座着せしめられる。充分
に不動の座着は，例えば，リング13を形状結合によっ
て，あるいは接着又は締め付けによって，支持体７上に
固定することによって，達成することができる。リング
13は互いに平行に支持体７上に配置されていて，この端
面はロール軸線に対して直角又は斜めに延びている。後
者の場合には，リング13はほぼねじ線を形成し，リング
13の間の透き間は回転の際に常にその軸方向の位置を変
化させ，圧着する巻き体上にマイクが付けられることが
回避されるという利点がある。
圧縮可能な層９を支持体７上に取り付ける別の可能性
は，圧縮農可能な帯材をねじ線形に支持体７上に巻き付
けることにある。層９のスリップをしない座着は前述の
技術によって，例えば張力をかけた状態で帯材を巻き付
けることによって，達成することができる。その場合ロ
ールは，ねじ線形に取り付けられた帯材形の材料から成
る圧縮可能な層９を有する支持体７によって構成され
る。
弾性的な，しかし圧縮不能な外とう面（例えば固体ゴ
ムから成る外とう面）を有する公知の完全支持ロール又
は部分支持ロール14に対する完全支持ロール又は部分支
持ロール３の有利な影響について，図７及び図８によっ
て説明する。
図７は従来の技術による完全支持ロール型巻き取り機
を示し，この場合，出口側の完全支持ロール14は，弾性
的なしかし圧縮不能な外とう面を有している。巻き体２
の圧着荷重の下で，完全支持ロール14はニップ５のとこ
ろで弾性的に変形する。変形して逃げる弾性材料はニッ
プ５の両端部に隆起部15を形成し，これらの隆起部は残
りの外とう面よりも半径方向に突出する。巻き取り固さ
に著しい影響を及ぼすニップ５におけるい隆起部15は完
全支持ロール14の作用半径を増大させ，したがって巻き
体２の最も外方の層はこの領域において加速される。こ
の加速は外側の層の，いわゆるニップに基づく延伸を増
大させ，換言すれば巻き取り固さが増大する。男性的な
外側層によって意図された正の効果，すなわちニップ５
を幅広くすることによって圧着圧力ひいては圧着圧力に
関連する巻き取り固さを低下させるという効果は，著し
く減少せしめられ，場合によっては逆の作用がもたらさ
れる。
図８は，本発明による完全支持ロール３を使用した完
全支持ロール型巻き取り機で巻き取る際の状態を表す。
巻き体２の圧着重量の下で，圧縮可能な層９は圧縮せ
しめられ，その体積が減少する。両端部に隆起部のな
い，あるいは無視し得るほど小さい隆起部をもった幅広
いニップ５が生じる。完全支持ロール３に対する圧着圧
力は幅広くなったニップ５によって減少し，巻き体２の
最も外側の層のニップに基づく延伸が減少せしめられ
る。したがって，公知の巻き取り機に比して，ロール長
さ1mについての圧着重量が同じである場合に，よりわず
かな巻き取り固さで巻き取ることができる。このこと
は，紙又は厚紙のウェブが損傷したり，巻き体２に巻き
欠陥が生じたりすることなしに，より大きな最終直径の
巻き体を巻き取ることを可能にする。
本発明によるロールの使用は，完全支持ロール型の巻
き取り機の完全支持ロールとしての使用に限定されるも
のではなく，有利には別の型の巻き取り機において，巻
き体を押圧する接触ロールとして使用し，大きな直径及
び高い品質の巻き体を大きな生産速度で製作することも
できる。特にいわゆる部分支持ロール型の巻き取り機の
部分支持ロールとして使用することは有利である。この
場合，中央の部分支持ロールの両側に２つの巻き取り線
で巻き取りステーションが配置されており，これらの巻
き取りステーションに個々のウェブが交互に供給され
る。各巻き体は，例えばDE−PS 36 29 024に記載さ
れているように，巻き取りステーションの巻き取り台に
支承された２つの案内ヘッドによって保持され，これら
の案内ヘッドは巻き体重量の一部を支える。残りの部分
は，各巻き体を支持している中央の部分支持ロールが支
える。
図７及び図８において符号６で示されている加圧ロー
ルとして使用する場合に，軸方向の長さが小さいと，ロ
ールは図１〜図６に示すような前述の形式で構成されて
いる。加圧ロールは自由に回転可能に支承されていて，
駆動されないので，ジャーナル軸８には回転駆動装置は
連結されない。例えば完全支持ロール型巻き取り機にお
いて使用される場合のように，加圧ロールが大きな軸方
向長さを有している場合には，加圧ロールは有利には個
々の回転可能に支承されている区分ロールとして構成さ
れ，個々の区分ロールが互いに無関係に回転可能である
ようにする。加圧ロールは200mm〜400mmの範囲の直径を
有しており，つまり普通は完全支持ロール又は部分支持
ロールよりも小さい直径を有している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−380755（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−272960（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−79328（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−9355（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3503567（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開274096（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B65H 27/00 B65H 18/20 B65H 18/26

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ウェブ（１）を巻き取るための巻き取り機
    用の完全支持ロール，部分支持ロール又は加圧ロールで
    あって，固い材料から成る中空円筒形の支持体（７）を
    有しており，この支持体の外とう上に，一様に分配され
    た多数の気孔を有する気孔質のプラスチック材料から成
    る変形可能な層が取り付けられてる形式のものにおい
    て，気孔質のプラスチック材料が10MPaよりも小さい圧
    縮率κを有しており，かつ層（９）内の気孔が部分的に
    開かれかつ部分的に閉じられていることを特徴とする，
    巻き取り機用のロール。
  2. 【請求項２】層（９）が,1MPa〜5MPaの圧縮率κを有す
    る気孔質のエラストマから成っていることを特徴とす
    る，請求項１記載のロール。
  3. 【請求項３】気孔の大きさが5mmよりも小さいことを特
    徴とする，請求項１又は２記載のロール。
  4. 【請求項４】開いている気孔の割合が30％〜70％である
    ことを特徴とする，請求項１から３までのいずれか１項
    記載のロール。
  5. 【請求項５】層（９）の硬度がショアＡ硬度15〜60であ
    ることを特徴とする，請求項１から４までのいずれか１
    項記載のロール。
  6. 【請求項６】層（９）の厚さが少なくとも10mmであるこ
    とを特徴とする，請求項１から５までのいずれか１項記
    載のロール。
  7. 【請求項７】圧縮可能な層（９）の外側に摩滅し難い弾
    性的な接触面（11）が取り付けられていることを特徴と
    する，請求項１から６までのいずれか１項記載のロー
    ル。
  8. 【請求項８】最も外側の外とう層（9,11）が溝（12）を
    有していることを特徴とする，請求項１から７までのい
    ずれか１項記載のロール。
  9. 【請求項９】圧縮可能な層（９）と支持体（７）との間
    に圧縮不能な材料から成る固い基層（10）が配置されて
    おり，この基層はスリップしないように支持体（７）と
    結合されていることを特徴とする，請求項１から８まで
    のいずれか１項記載のロール。
  10. 【請求項１０】圧縮可能な層（９）が，個々のリング
    （13）から構成されていることを特徴とする，請求項１
    から９までのいずれか１項記載のロール。
  11. 【請求項１１】リング（13）が5mm〜50mmの相互間隔で
    配置されていることを特徴とする，請求項10記載のロー
    ル。
  12. 【請求項１２】リング（13）の端面がロール軸線に対し
    て斜めに延びていることを特徴とする，請求項10又は11
    記載のロール。
  13. 【請求項１３】圧縮可能な層（９）がねじ線形に取り付
    けられた帯材形の材料から成っていることを特徴とす
    る，請求項１から９までのいずれか１項記載のロール。
  14. 【請求項１４】紙又は厚紙のウェブ（１）を巻き取る巻
    き取り機であって，単数又は複数の完全支持ロール又は
    部分支持ロール（3,4）及び又は加圧ロール（６）を有
    している形式のものにおいて，完全支持ロール又は部分
    支持ロール（3,4）及び又は加圧ロール（６）として，
    請求項１から13までのいずれか１項記載のロールが使用
    されていることを特徴とする，巻き取り機。
  15. 【請求項１５】巻き体重量を支持する２つの完全支持ロ
    ール（3,4）を有する請求項14記載の完全支持ロール型
    巻き取り機であって，両方の完全支持ロール（3,4）の
    一方の完全支持ロール（３）が次のように，すなわち，
    巻き体（２）に対するその接触線が他方の完全支持ロー
    ル（４）の接触線よりも低い位置にある形式のものにお
    いて，少なくとも，低い位置にある接触線（５）を有し
    ている完全支持ロール（３）が請求項１から13までのい
    ずれか１項記載の特徴を具備していることを特徴とす
    る，完全支持ロール型巻き取り機。
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