JP3219776B2 - ペーパ又は厚紙ウェブを巻取るための方法並びに巻取り機械 - Google Patents

ペーパ又は厚紙ウェブを巻取るための方法並びに巻取り機械

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、巻管にペーパ又は厚紙ウェブを巻取るため
の方法並びにこの方法を実施するための巻取り機械に関
する。
技術分野 縦裁ちによって個々のウェブに裁断されたペーパ又は
厚紙ウェブから成る巻きロールを製作するための公知の
巻取り機械では、中央の支持ローラの両側にそれぞれ２
つの支持部材から成る巻きステーションが配置されてい
て、この巻きステーションには巻取りのために個々のウ
ェブが交互に供給される。各巻きステーションは、支持
部材に回転可能に支承されたガイドヘッドを用いて巻き
ロールを保持し、前記ガイドヘッドは側方から巻管に進
入する。この場合、ガイドヘッドは、支持ローラとの接
触ラインにおける巻き質を決定する線圧を所望の低い範
囲で維持するために、完全に又は部分的にロール重量を
支持する。
従来技術 ヨーロッパ特許第0481029号明細書から公知の巻取り
機械では、全ロール重量はガイドヘッドによって支持さ
れる。巻きロールは、所望の線圧をもって側方から支持
ローラに押圧される。巻き硬度、特に直径の小さな範囲
の巻き硬度に付加的に影響を及ぼすことができるように
するために、ガイドヘッドは回転駆動装置を装備してい
る。
ヨーロッパ特許第0629172号明細書から公知の支持ロ
ーラ・巻取り機械では、巻きステーションは支持ローラ
の頂線の両脇に配置されている。支持ローラは、巻取り
開始時に全ロール重量を支持する。所定の巻きロール直
径以降所望の線圧のためにロール重量が過度に大きくな
った場合には、ガイドヘッドが次第に増大するロール重
量分を引き受ける。
ドイツ国実用新案登録第29615385号明細書から公知の
巻取り機械用のローラは、堅固な材料から成る中空円筒
状の支持体を有し、この支持体の周面には、変形可能な
層が設けられている。前記層は、均一に分配された多数
の気泡を備えたセル状のプラスチック材料から形成され
かつプラスチック材料は10MPa以下の圧縮係数κを有し
ている。このようなローラは有利には支持ローラとして
支持ローラ・巻取り機械において使用できる。それとい
うのも、前記ローラはニップにより誘起されるウェブの
伸張をほぼ排除するからである。
支持ローラ・巻取り機械において発泡性の合成材料か
ら成る層を有する支持ローラを使用することは、アメリ
カ合衆国特許第3503567号明細書から公知である。発泡
性の合成材料から成る層は、ウェブの圧力影響を受け易
いエレメントを損傷することなしに、支持ローラの頂線
の両側に配置された巻きロールを支持ローラに押圧でき
るようにするのに役立つ。
発明の説明 本発明の第１の課題は、150g/m2以下の単位面積当り
重量を有するペーパウェブから最高質の巻きロールを、
3000m/minを上回る高速の生産速度で支障なく生産でき
るような方法を提供することにある。
更に本発明の第２の課題は、本発明による方法を実施
するための巻取り機械を提供することにある。
前記第１の課題は本発明によれば、請求の範囲第１項
の特徴部分に記載の本発明の方法によって解決された。
更に前記第２の課題は本発明によれば、請求の範囲第
２項の特徴部分に記載の本発明の巻取り機械によって解
決された。
本発明によれば、巻きロールは巻取り時に調節可能な
圧着力をもって、部分的にウェブを巻掛けられた駆動さ
れる支持ローラに押圧され、この支持ローラは、均一に
分配された多数の気泡を備えかつ10MPa以下の圧縮係数
を有するセル状のプラスチック材料から成る容積圧縮可
能な外側層を有している。付加的な周方向駆動装置又は
中央駆動装置を用いて、支持ローラと巻きロールとの間
のニップから走出して巻きロールに供給されるウェブ
は、ペーパ又は厚紙種に関連した、少なくとも1N/cmウ
ェブ幅の引張り力で引張られる。これによって、走入す
るウェブのウェブ速度と巻きロールの周速度との差に基
づくニップ内での折り目形成が阻止され、この折り目形
成は、ニップ内での外側層の容積圧縮による支持ローラ
の有効半径の減少により生ぜしめられる。差速度を補償
するために、ウェブはニップを介して引張られ、このこ
とは、ウェブ移動方向でのライニングの局部的な変形に
よってスリップなく行うことができる。
高い生産速度は、ウェブによって両ウェブ側で流入す
る空気境界層の破壊によって可能になる。巻きロールに
ウェブが供給される際にニップにおいて取込まれる空気
境界層は、速度が上昇した場合に巻き構造に問題を生ぜ
しめる。層流の空気境界層は、支持ローラの組織化され
た接触面によってニップにおいて高周波の振動する圧力
ピークを生ぜしめることによって、破壊され、この圧力
ピークは、ウェブによって生ぜしめられかつウェブの両
側で空気境界層内に乱流を生ぜしめる。ウェブ速度に関
連したニップの最小幅によって、境界層を破壊する十分
幅広いニップが生じることが保証される。
5mmの最小厚さを有する容積圧縮可能な外側層の別の
利点は、この外側層が、外部から支持ローラに励起され
る高周波の振動、例えばプロフィル変動を伴う巻きロー
ルによって励起される振動を減衰するということにあ
る。この振動は減衰されかつ支持体、支持体の軸受け又
はその他の巻き機構には伝達されず、これによって巻き
機構は振動なく巻くことができる。
セル状のプラスチック材料から成る層によってウェブ
に対する支持ローラの接触面を形成することの利点は、
支持ローラとウェブとの間の摩擦係数が摩耗とは無関係
に常時同じに維持されるということにある。例えばゴム
から成るコーティングとは異なって、層が摩耗した場合
に摩擦係数は変化しない。摩耗により摩擦係数が減少し
た場合には、支持ローラとウェブとの間で不都合なスリ
ップが生ぜしめられる。
本発明の巻取り機械の別の有利な構成は、その他の請
求項に記載されている。
図面の説明 次に図示の実施例につき本発明を説明する。
第１図は、本発明による支持ローラ・巻取り機械の側
面図、第２図は、支持ローラと巻きロールとの間のニッ
プ領域を示した図である。
実施例の説明 貯蔵ロール（図示せず）から引き出される数メートル
幅のペーパウェブ又は厚紙ウェブ１は、支持ローラ・巻
取り機械において縦裁ち装置２によって個々のウェブに
裁断され、次いで、巻き取られて巻きロール３を形成す
る。
巻取り機械は、500mm以上の、有利には750mm以上の、
例えばほぼ1500mmの直径を有する駆動される支持ローラ
４を有している。支持ローラ４は、載設又は接触する巻
きロール３によって生ぜしめられる力を撓みなく支持で
きるようにするために、十分安定的である堅固な材料、
特に鋼から形成されている。支持ローラ４の軸方向長さ
は、10mまでになる処理すべきペーパウェブ又は厚紙ウ
ェブ１の最大幅に等しい。支持体５の両端面には、支持
ローラ４を巻取り機械のフレーム内で支承するジャーナ
ルが固定されている。ジャーナルは、回転駆動装置に連
結されていて、この回転駆動装置によって、巻取り時に
載設又は接触する巻きロール３を回転させるために、支
持ローラ４がその回転軸線を中心に回転させられる。
支持ローラ４の支持体５の外周面には、ガス、特に空
気で充填された多数の気泡を有する圧縮可能なセル状の
プラスチック材料から成る層６が設けられていて、この
プラスチック材料は、10MPa以下の圧縮係数κを有して
いる。有利には層６のために、発泡成形されたセル状の
エラストマー、特にポリウレタンが使用され、このエラ
ストマーは、1MPa乃至5MPaの圧縮係数κを有している。
この場合、多数の比較的小さな気泡が層６の容積に亘っ
て均一に分配されていることが、重要である。有利には
気泡サイズは、5mmより小さく、0.05mm乃至1mmの気泡サ
イズが特に有利であることが明らかとなった。有利には
層６内の気泡は部分的に開放されている、つまり、互い
に接続されていてかつ部分的に閉じられている。連続気
泡の割合は、30％乃至70％、有利には50％である。連続
気泡と独立気泡との比は、層の圧縮性並びに内部で発生
する熱を排出できる層能力を規定する。ウェブ１との支
持ローラ４の接触面は、ウェブ１に向けて連続気泡を有
する層６の外表面によって形成される。従って、ウェブ
１に対する接触面は、組織構造を備え、これは小さな突
部及び凹部として形成されている。ペーパウェブ又は厚
紙ウェブとの接触面の摩擦係数は、0.25以上、有利には
0.4以上であり、従って、ウェブ１と支持ローラ４との
間にはスリップは生じない。別個の外側の滑り層は設け
られていないので、前記摩擦係数は表面に摩耗が生じた
場合でも維持される。
層６の半径方向の測定厚さは、少なくとも5mm、有利
には15mm乃至30mmであるので、巻きローラ３を圧着した
場合に十分幅広いニップ７を形成できる。有利には層６
は個々のリングから形成され、このリングは、支持体を
介して連続的に引き込まれかつ支持体に不動に接着され
ている。有利には、50mm乃至300mmの間隔をおいて周方
向に延びかつ支持体の近くにまで達する3mm乃至8mm幅の
環状の溝が外部から層６内に加工されているか又は溝幅
に相応する相互間隔をおいて前記溝間隔に相応する幅の
リングが張設されている。
支持ローラ４の両側には、それぞれ支持ローラ軸線に
対して平行に移動可能な２つの支持部材から成る巻きス
テーションが配置されている。実施例では支持部材は、
巻取り機械のフレーム８に支承された巻取り台９であ
り、また同様に、床に支承された巻取り台又は旋回可能
な支持アームの使用も可能である。各支持部材には、実
施例では各巻取り台には、キャリッジ10がピストン・シ
リンダユニット11によって支持ローラ４に対してほぼ半
径方向で移動可能に支承されている。各キャリッジ10に
は、中央駆動装置として回転駆動装置13を備えたガイド
ヘッド12が固定されている。ガイドヘッド12は、巻きロ
ール３を保持及び駆動するために、巻きロールの巻管14
内に進入可能である。中央駆動装置として作動する、ガ
イドヘッド12用の回転駆動装置13の代わりに、付加的な
周方向駆動装置、例えば巻きロール３に周方向で接触す
る駆動ローラ又は駆動ベルトを使用することもできる。
巻きロール３を有する巻きステーションは、巻きロー
ル３に供給される個々のウェブがニップ７の手前で支持
ローラ４に少なくとも50mmの区間に亘る周方向領域で巻
掛けられるように、支持ローラ４に対して相対的に配置
されている。有利には、支持ローラ４に巻掛けられるウ
ェブ１の巻掛け角は15度以上、特に30度以上である。ニ
ップ７の手前のウェブ速度は支持ローラ４の周速度に相
応するので、ウェブ１はスリップなく案内される。
実施例では、巻きロール３を有する巻きステーション
は、支持ローラ４の頂線の両側に配置されていて、この
支持ローラ４に巻きロール３は巻取り中に接触しかつ支
持ローラ４によってロール重量が完全に又は部分的に支
持される。縦裁ち装置２において形成された個々のウェ
ブ１は、下方から支持ローラ４に供給されかつこの支持
ローラから両巻取りラインの巻きステーションに供給さ
れる。
同様に、巻取り台９は支持ローラ４の側方に隣接して
床に支承することができるので、ガイドヘッド12は全ロ
ール重量を支持する。この場合、巻きロール３は側方か
ら所望の圧着力をもって支持ローラ４に押圧される。有
利にはこの実施例では、ウェブ１は上方から支持ローラ
４に供給されかつ支持ローラから両巻取りラインの巻き
ステーションに供給される。このような巻取り機械は、
ヨーロッパ特許第0481029号明細書に記載されている。
支持ローラ４の横で間隔をおいて各側で巻取り機械の
フレーム８内に横桁15が配置されていて、この横桁は、
ピストン・シリンダ・ユニット16によって昇降可能であ
る。横桁15には各巻きステーションのためにキャリッジ
17がウェブ１に対して横方向に走行可能に支承されてい
る。各キャリッジ17には、端部に加圧ローラ対19を支持
する旋回アーム18が枢着されている。加圧ローラ対19
は、ピストン・シリンダ・ユニット20によって巻きロー
ル３の周面に対して接近旋回可能である。加圧ローラ対
19によって巻取り開始時に、まだ支持重量が十分でない
場合に、ニップ７における圧着力が高められ、これによ
って所望の巻き硬度が得られるようになる。ピストン・
シリンダ・ユニット20は、第１図で図示のように、加圧
ローラ対19を妨げにならない待機位置に旋回させること
ができる。完成した巻きロール３を巻取り機械から取り
出すことができるようにするために、横桁15は横桁15に
固定された加圧ローラ対19と共に十分高く移動すること
ができる。
自由回転可能に支承された加圧ローラ対19は、巻き取
るべき個々のウェブの最小幅、つまり、製作可能な巻き
ロール３の最小幅に相応する軸方向長さを有している。
巻きロールの直径は、200mm乃至400mmである。有利には
各加圧ローラは同様に、堅固な材料、特に鋼から成る中
空円筒状の支持体から形成され、この支持体の周面に
は、支持ローラ４の外側層６のために使用されるのと同
じセル状のプラスチック材料から成る外側層が設けられ
ている。加圧ローラの圧縮可能な層の厚さは、5mm乃至3
0mm、有利には10mm乃至20mmであり、その他の点では、
層の特徴及び有利な構造は、支持ローラ４の前述の層６
に相応している。
加圧ローラ19の圧縮可能な外側層の著しい利点は、加
圧ローラが、例えばウェブプロフィル変動に基づき生ぜ
しめられる巻きロールの一様性の変動を補償できかつこ
のようにして圧着圧の一定性を保証できるということに
ある。更に、このように構成された加圧ローラは、鋼ロ
ーラとして又はゴム被覆を備えたローラとして大きな加
圧力をもって巻きロールに押圧され、この場合、縁部に
おいて不都合な折り目が形成されることはない。これに
よって、巻きロール３はコア領域で大きな巻き硬度をも
って巻管14に巻き取ることができる。
巻取り時には巻きロール３は、調節可能な圧着力をも
って支持ローラ４に押圧される。第１図の実施例では、
圧着力は載設する巻きロール３の重量によって生ぜしめ
られ、この場合所望の値は、ガイドヘッド12による重量
負荷軽減によって又は、ロール重量が不十分である場
合、加圧ローラ19の付加的な圧着力によって調節され
る。ガイドヘッド12が全ロール重量を支持する場合に
は、つまり、巻きロール３が支持ローラに接触するに過
ぎないか又は支持ローラに載設しない場合には、ガイド
ヘッド12が巻きロール３と共に支持ローラ４の方向に押
圧されることによって所望の圧着力が生ぜしめられる。
支持ローラの外側層６の構造に関連して、つまり、支
持ローラの形態及び材料特性に関連して、支持ローラ４
に対する巻きロール３の圧着力はニップ７が生じるよう
に、調節される。
このニップのローラ周方向で測定した幅ｂは、 1000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも5mm
であり、 2000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも15m
mであり、 3000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも40m
mであり、 4000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも70m
mである。
このような幅の場合にはニップ７は、ニップ７におい
て巻きロール３とウェブ１との間の層流の空気境界層を
破壊するように十分大きい。空気境界層の破壊は、高周
波の振動する圧力ピークによって生ぜしめられ、この圧
力ピークは、ニップ７において支持ローラ４の組織化さ
れた接触面によって生ぜしめられる。圧力ピークは、ウ
ェブ１によって生ぜしめられかつウェブ１の両側で層流
の空気境界層に破壊作用を有する乱流が作用することに
よって解除される。これによって、ウェブ層の間の空気
は、ニップ７を通過する際に排出される。
ニップ７内での折り目形成を阻止するために、ニップ
７から走出して巻きロール３に供給されるウェブ１は、
付加的な中央駆動装置（ガイドヘッド12の回転駆動装置
13）を用いて及び／又は付加的な周方向駆動装置を用い
て、少なくとも1N/cmウェブ幅、有利には3N/cm乃至10N/
cmウェブ幅のペーパ種に関連した引張り力によって引張
られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 １９７３１０６０．５ (32)優先日 平成９年７月19日(1997．7．19) (33)優先権主張国 ドイツ（ＤＥ） (72)発明者 ハンス―フリードリヒ ペータース ドイツ連邦共和国 ラーティンゲン ペ ーター―ヤンセン―シュトラーセ 32 (56)参考文献 特開 昭63−27378（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−152763（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B65H 18/26 B65H 18/10 B65H 27/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】巻管（14）に、150g/m2以下の単位面積当
    り重量を有するペーパウェブ（１）又は厚紙ウェブを巻
    取るための方法において、 イ）巻きロール（３）を巻取り時に調節可能な圧着力を
    もって、駆動される支持ローラ（４）に押圧し、該支持
    ローラが、均一に分配された気泡及び10MPa以下の圧縮
    係数κを有するセル状のプラスチック材料から成る、少
    なくとも5mm厚さの容積圧縮可能な外側層（６）を有し
    ており、 ロ）巻きロール（３）に供給されるウェブ（１）を、巻
    きロール（３）と支持ローラ（４）との間のニップ
    （７）の手前で支持ローラ（４）に所定のローラ周方向
    領域に亘って巻掛け、 ハ）外側層（６）の構造に関連して支持ローラ（４）に
    対する巻きローラ（３）の圧着力を、ニップ（７）が生
    じるように調節し、該ニップのローラ周方向で測定した
    幅ｂが、 1000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも5mmで
    あり、 2000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも15mm
    であり、 3000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも40mm
    であり、 4000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも70mm
    であり、 ニ）ニップ（７）から走出するウェブ（１）を、付加的
    な周方向駆動装置又は中央駆動装置（13）を用いて少な
    くとも1N/cmウェブ幅の所定の力で引張ることを特徴と
    する、ペーパ又は厚紙ウェブを巻取るための方法。
  2. 【請求項２】ペーパウェブ又は厚紙ウェブ（１）を巻き
    取って巻きロール（３）を形成するための巻取り機械で
    あって、 ウェブ（１）を個々のウェブに分割する縦裁ち装置
    （２）を備え、 所定のローラ周方向領域に亘ってウェブ（１）を巻掛け
    られる駆動される支持ローラ（４）を備え、 支持ローラ（４）の両側に配置された巻きステーション
    を備え、該巻きステーションが、巻管（14）内に進入可
    能なそれぞれ１つのガイドヘッド（12）を固定されてい
    る、それぞれウェブ移動方向に対して横方向に走行可能
    な２つの支持部材（９）から構成されており、 巻きロール（３）を駆動するために付加的な周方向駆動
    装置又は中央駆動装置（13）を備えている形式のものに
    おいて、 支持ローラ（４）が、堅固な材料から成る中空円筒状の
    支持体（５）を有していて、該支持体の周面に、ウェブ
    （１）に接触する変形可能な外側層（６）が設けられて
    おり、 前記外側層が、ウェブ（１）との接触面に均一に分配し
    て設けられた連続気泡を有するセル状のプラスチック材
    料から形成されかつ10MPa以下の圧縮係数κを有してお
    り、 前記外側層が、少なくとも5mm厚さを有しており、 ニップ（７）が生じるように支持ローラ（４）に対する
    巻きロール（３）の圧着力を調節する手段が設けられて
    おり、 前記ニップのローラ周方向で測定した幅ｂが、 1000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも5mmで
    あり、 2000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも15mm
    であり、 3000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも40mm
    であり、 4000m/min以上の最終生産速度の場合に少なくとも70mm
    であることを特徴とする、巻取り機械。
  3. 【請求項３】前記外側層が、1MPa乃至5MPaの圧縮係数κ
    を有するセル状のエラストマーから形成されている、請
    求項２記載の巻取り機械。
  4. 【請求項４】気泡のサイズが、5mm以下である、請求項
    ２又は３記載の巻取り機械。
  5. 【請求項５】ペーパ又は厚紙に対する外側層の摩擦係数
    が、0.25以上である、請求項２から４までのいずれか１
    項記載の巻取り機械。
  6. 【請求項６】機械の各側に、巻きロール（３）に圧着可
    能な加圧ローラ（19）が配置されていて、該加圧ローラ
    が、請求項２乃至５で請求された特徴を有する容積圧縮
    可能なセル状のプラスチック材料から成る5mm乃至30mm
    厚さのそれぞれ１つの外側層を有している、請求項２か
    ら５までのいずれか１項記載の巻取り機械。
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