JP3548594B2 - ウエブ材料のログを製造するとともに各ログの巻取り完了時にウエブ材料を切断する方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ウエブ（巻取紙）材料が供給される巻取りローラを少なくとも具える形式で、トイレットペーパー、多用途拭取り紙等を製造するための巻紙または紙ログのような、ウエブ材料のログを形成する表面巻取り装置に関するもので
ある。
【０００２】
本発明は、さらにウエブ材料を少なくとも巻取りローラの周りに供給して巻取ってログを形成し、所定量のウエブ材料でログを形成した後に、ウエブ材料を切断するウエブ材料のログの製造方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来のウエブ材料が切断された後、ウエブ材料の送り速度が実質的に変わらない状態下で、新しいログの巻取りが開始される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特に、各ログの巻取り工程の終りで、ウエブ材料を切るまたは切断を行なう新規な装置および新規な方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
実際上、本発明による巻取り装置および巻取り方法は、巻取りローラのローラ軸線に実質的に平行に延びる表面部分が、（ウエブ材料送り方向に関して）上流側のローラ隣接表面の摩擦係数よりも遥かに低い摩擦係数を有することを特徴とする。ウエブ材料を低摩擦係数を有する巻取りローラ表面部分に対して、予め設定した瞬間に押しつける手段を設ける。
【０００６】
【作用】
このように、低摩擦係数を有する表面部分に巻取りローラに接触するウエブ材料の部分を押しつけることによって、ウエブ材料は容易に摺動することができ、最大引張強度を越えて引伸ばされ、それによって、ウエブ材料を所定の位置で切断させることができる。
【０００７】
【実施例】
以下に、本発明を添付図面に示す実施例につき説明する。
【０００８】
先ず、図１乃至図４を参照するに、本発明による巻取り装置の第一実施例には、第一巻取りローラ１と第二巻取りローラ３とが設けられ、これらのローラが画定するニップに、ウエブ材料Ｎを通して巻取ることによってログＲを形成するよう構成されている。図１はログＲ１ の最終巻取り段階を示しており、この最終巻取り段階は二個の巻取りローラ１および３と第三の直径制御ローラ５とによって限定された巻取り空間内で行なわれ、ローラ５は枢支点９で枢支されたアーム７によって支持されていて、アクチュエータ１０により駆動されて往復運動し、ログＲの直径を増加させ且つ、それを制御する。符号１１は空気ピストンを示し、アクチュエータ１０によって駆動されるアーム１３にローラ１５を連結している。
【０００９】
符号１５および１７は全体を１９で示す目打ち機の二個の目打ちシリンダーを示しており、これは当業者間にとって既知であり、それについて詳細な構造は図示しない。この目打ち機１９は、ウエブ材料Ｎが巻取り領域に供給される前に、ウエブ材料の幅に沿って一定間隔で、複数個の目打ち列を形成する。
【００１０】
図示の例では、三個のローラ１，３および５は同じ反時計方向に回転する。
【００１１】
第二巻取りローラ３はアーム２１によって支持されており、このアームは２３で機枠に枢着されているアクチュエータ２５がアーム２１に弾性要素２７を経て連結されており、この弾性要素は例えば、ピストン１１と同様の空気ピストンで構成されている。アクチュエータ２５はアーム２１を往復運動させ、これにより第二巻取りローラ３を巻取りローラ１に近づけて二個の巻取りローラ１，３間にウエブ材料を挟持するよう構成されている。これにより、以下に記載する方法によって、ウエブを切断し、新しいログの巻取りを開始する。あるいは、ローラ３を静止させ、ローラ１を回動させてローラ１および３間に相対的運動を行なわせるよう取付けることもできる。
【００１２】
符号２はローラ１，３，５および目打ち機１９を含む種々の機械部材の動きを制御および同期させる中央コントロールユニットを線図的に示す。特に、このユニットによって目打ち機１９によって形成される目打ち列の位置をローラ１および３の動きに同期させている。
【００１３】
図２は、第二巻取りローラ３が第一巻取りローラ１に近づいてウエブ材料Ｎを挟持する動きを示している。接触点において、巻取りローラ１および３の表側表面が反対方向に動いている。この結果としてウエブ材料Ｎに締めループ５が形成れ、巻取りローラ１および３間に挟持された部分の上流方向、すなわち、挟持点と仕上りログＲ、との間に位置している下流側のウエブ材料の部分の方向とは反対方向の速度が増大する傾向が生じる。このウエブ材料の部分間の速度差（時には、ログＲ１ を巻取り領域から取出しシュート２９上に取出するよう作動されるローラ５の加速によって増加される）によってウエブ材料Ｎを切断する。
【００１４】
この切断動作は以下に述べる方法で迅速かつ正確な位置で行なわれる。ローラ１および３の相互に向う接近運動は、目打ち装置１９の作動と適切に同期され、ローラ１および３がこれらローラ間にウエブ材料を挟持する瞬間に、目打ち列が挟持点の直ぐ下流（ウエブ材料Ｎの動きに対して）に位置される。
【００１５】
第一巻取りローラ１上に、例えば、研磨した鋼板その他同様の材料３１を挿入することによって、低摩擦係数を有する部分１Ａを設ける（特に、図２ｂ参照）。この表面部分１Ａは、ローラ１の表面に沿ってローラ軸線方向に、好ましくはローラ１の全長に延長している。
【００１６】
ローラ１および３と目打ち機の動きは、ウエブ材料Ｎがローラ１および３間に挟持される瞬間に、孔の列が表面部分１Ａ上（または、表面部分１Ａ上の僅かに下流）に位置するよう適切に同期される。ローラ１および３間でのウエブの挟持は表面部分１Ａで始まり、表面部分１Ａに隣接する（可能であればウエブ材料Ｎの移動方向に関して表面部分１Ａの僅か上流）表面部分１Ｂで終る。表面部分１Ｂは、例えば、研磨布または（表面巻取り装置の巻取りローラをコーティング処理するために普通用いられている）「グリップ」によって表面処理され、あるいは
他の適当な表面処理によって表面部分１Ａより高い摩擦係数を有する。ログを形成する材料の巻取りは表面部分１Ｂで開始される。
【００１７】
表面部分１Ｂを表面部分１Ａに接して配置してもよく、あるいは、表面部分１Ａから僅か離間させて配置してもよい。
【００１８】
表面部分１Ａを除くローラ１の円筒形表面の全体にわたって表面部分１Ｂを延長してもよい。この場合には、ローラ１の表面は異なる表面特性を有する２つの領域を有することになる。これに反し、図２ａに示すように、インサート３３をローラ１の適当な窪み内に挿入することによって表面部分１Ａと同様に、表面部分１Ｂを形成することができる。この場合には、表面部分１Ｂがローラ１の残りの円筒形表面の摩擦係数より高いも摩擦係数を有そ得る。いずれの場合にも、滑らかな表面部分１Ａの摩擦係数よりも高い摩擦係数をローラ１の残りの円筒形表面が有するようにする。
【００１９】
ローラ１および３がウエブ材料Ｎを挟持する瞬間、ウエブ材料の挟持部分が表面部分１Ａ上で一時的に後方に摺動する。この摺動によってウエブ材料がその最大引張強度よりも大きく引張られて伸び、これによってウエブ材料をその最も弱い点で、すなわち図２ｂにＰで示す目打ちの列に沿って、切断する。挟持接触はより高い摩擦係数を有する表面１Ｂまで少なくとも延長する。この点で、孔の列Ｐで裂断して生じたウエブの前端縁が捲き上がり（図２ｂ参照）、巻取りが開始され、
新しいログの最初の部分を形成する。
【００２０】
図３および４にＲ２で示す新しいログは、その直径を増大し始め、ローラ１および３の外周速度の（一定または変化する）差のためにニップ４を経て下流に移動する。これと同時に、ログＲ１はローラ３の減速作用（スローダウンされる場合）および／または、ローラ５の加速作用によって、取出しシュート２９上に取出される。ログＲ２の直径の増加に合わせて、ローラ１および３を互いに離間させる。
【００２１】
図５は本発明による巻取り装置の僅かに変形した実施例を示す。前述したと同じ符号は図１〜４の実施例の対応する部分を示す。巻取りローラ１はローラ軸線方向長さのほぼ全長にわたり、長手方向に延びる部材３５を有する。この部材３５はローラ１に形成した溝孔内に挿入され、精密に制御して半径方向に動かして突出または引込ませることができる。部材３５の突出または引込み動作は、着脱可能な切断刃に関するイタリア特許第１，２１３，８２２ 号に記載されているような機構によって行なうことができる。
【００２２】
部材３５には、低および高摩擦抵抗を有する二個の表面部分３５Ａおよび３５Ｂを有し、これらの表面部分は図１〜４の実施例の表面１Ａおよび１Ｂに対応している。
【００２３】
図５の巻取り装置の作動は図１〜３の実施例につき記載した動作と同様であり、唯一の相違点は、巻取りローラ１および３の接近運動が、アクチュエータ２５によって作動されるローラ３の往復運動と、可動部材３５の突出運動との組合わせによって行なわれる点である。これらの２つの運動は適切に同期される。巻取りローラ３の接近運動は、相対的に遅くすることができ、これによって巻取りローラの相当の質量による慣性に関する問題を防止することができる。
【００２４】
代案として、可動部材３５を、ローラ１上に設ける代りに、ローラ３上に設けてもよい。
【００２５】
図６は本発明による巻取り装置の他の変形例を示す。この実施例においては、第１巻取りローラ１０１と、第二巻取りローラ１０３と、第三の直径制御ローラ１０５とを設け、この直径制御ローラはログ形成中に、ログＲ１の直径の増大させるように可動する。１０４はローラ１０１および１０３間に画定されたニップを示す。
【００２６】
第二ローラ１０３の回転軸線Ａにおいて可動部材１５１をも回動自在に支持し、可動部材１５１のアーム１５３に弾性要素１５５をピン連結して可動部材１５１を、二重矢印ｆ１５１で示す方向に往復運動させ得るよう構成している。この往復運動は、任意の適当な方法で得ることができ、例えば偏心枢軸１５９を有するカム１５７を設け、弾性要素１５５とによってクランクロッドシステム（ｃｒａｎｋ−ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ−ｒｏｄ ｓｙｓｙｔｅｍ）を構成して往復運動を行なわせることもできる。
【００２７】
可動部材１５１は湾曲表面１５１Ａを有し、第一巻取りローラ１０１の表面とによって、下流方向に増大する断面を有する通路を画定し、この通路内でログＲ２が捲き始めることができるようにしている。可動部材１５１の表面１５１Ａは、図５の実施例において記載した部材３５と同様の部材１３５と協働する。部材１３５は二個の外側表面部分１３５Ａおよび１３５Ｂを有し、これらの表面部分は、低および高摩擦係数をそれぞれ有し、可動部材１５１が巻取りローラ１０３に最も近づいた位置に移動した後に、部材１３５が可動部材１５１に接触するように、部材１３５をその座から部分的に突出させている。可動部材１５１の表面１５１Ａとローラ１０３との間で、ウエブ材料は部材１３５の表面１３５Ａ上で先ず挟まれる。
【００２８】
前述した実施例に開示した方法によれば、ウエブ材料を切断し、新たなログを巻取り始めるが、しかし、この場合には、先ず表面１５１Ａ上に転動した後にニップ１６４に達する。また、この場合には、挟持の瞬間に、目打ちが滑らかな表面１３５Ａまたはその僅か下流に位置する。
【００２９】
図７は図６の実施例と同様の実施例を示す。同じ符号は対応する部分を示す。この実施例においては、可動部材１３５の代りに、インサート３１および３３と同様の二個のインサート１３１および１３３がローラ１０３の窪み内の固定位置てに設けられている。インサート１３１は滑らかな表面または、相対的に低い摩擦係数を有し、これに反し、インサート１３３は粗面または相対的に高い摩擦係数を有する。この場合には、可動部材１５１の表面１５１Ａとローラ１０３との間の接近運動は、ローラ１０３に対する可動部材１５１の相対的運動によって、全体的に行なわれる。ウエブ材料の切断および巻取りの開始は、実質的に上述したのと同様に行われる。
【００３０】
図６および７に示す実施例では、表面１５１Ａの全面または一部を、弾性的に変形し得る材料で被覆することができる。
【００３１】
両巻取ローラの表面または巻取ローラと可動部材の表面が、互いに接触してウエブ材料を裂断し、新たなログの巻取りを開始する際、ウエブ材料は接触領域の上流で弛む場合がある。これに対し、この張力の弛みが上流のウエブ材料に拡がるのを防止する適当な手段を設けることができる。この目的に好適な手段をモーター駆動または遊転形式の小ローラで構成することができ、この小ローラをウエブ材料が巻取りローラ（１または１０１）上に供給される場所で、ウエブ材料に接触するように配置することができる。この形式のローラを図１に仮想線２０１で示している。巻取りローラ１と小ローラ２０１とが接触することによって、ウエブ材料Ｎの弛みを防止し、張力の低下が両ローラよりも上流側に伝播するのを防止する。
【００３２】
上述した弛みを防止するため、他の手段を設けることもでき、例えば、複数個の吸込孔２０３をローラ１または１０１の円筒壁に設けて、ウエブ材料を巻取りローラ１または１０１の表面に吸着させることによって、弛みを防止することができる。この形式の解決手段を図７に示している。添付図に示す全ての実施例において、上記解決手段を取換え、または組合わて設けることもできる。吸着システムを用いる場合には、当業者において衆知のように、ローラ１または１０１内に適切な吸引ボックスを設けて、孔２０３に真空を生じさせたり、または中断したりすることができる。
【００３３】
添付図は本発明の実施例を単に示しているにすぎず、本発明は図示の例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の変更を加えて実施することができる。特に、高摩擦係数を有する第一巻取りローラの表面部分を、例えば、エメリー布で被覆した環状条片で構成することができる。各環状条片を滑らかな表面の環状部分によって、隣接条片から分離することもできる。この場合には、高摩擦係数を有する各環状条片を、低摩擦係数を有する部分によって中断する。低摩擦係数の種々の部分を、ローラの軸線方向に互に並べて設けて、ほぼ連続して長手方向に滑らかな表面を、設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による巻取り装置の第一実施例を線図的に示す。
【図２】図２ａは図１に示す巻取り装置の順次の巻取り工程を示す。
図２ｂは図２ａの一部の拡大詳細図である。
【図３】図１に示す巻取り装置の順次の巻取り工程を示す。
【図４】図１に示す巻取り装置の順次の巻取り工程を示す。
【図５】図１〜４の巻取り装置の変形例を示す。
【図６】本発明による巻取り装置の変形例を示す。
【図７】本発明による巻取り装置の他の変形例を示す。
【符号の説明】
１ 第一巻取りローラ
３ 第二巻取りローラ
Ｎ ウエブ材料
Ｒ ログ
４ ニップ
５ 第三直径制御ローラ
７ アーム
１１ 空気ピストン
１３ アーム
１５ 目打ちシリンダー
１６ 目打ちシリンダー
１９ 目打ち機
２１ アーム
２５ アクチュエータ
２７ 弾性要素
２９ シュート
３１ インサート
３３ インサート
３５ 部材
１０１ 第一巻取りローラ
１０３ 第二巻取りローラ
１０４ ニップ
１０５ 第三直径制御ローラ
１３１ インサート
１３３ インサート
１５１ 可動部材
１５３ アーム
１５５ 弾性要素
１５７ カム
１５９ 偏心枢軸
２０１ 小ローラ
２０３ 吸込孔

Claims (14)

1. ウエブ材料が供給される第一巻取りローラ、および第二巻取りローラとを具えるウエブ材料のログを形成するための表面巻取り装置であって、第一の前記巻取りローラがローラ軸線に対して実質的に平行に延在する巻取りローラ表面部分を有し、かつ材料送り方向に関して上流に位置する隣接表面の摩擦係数よりも低い摩擦係数を有し、予め設定された瞬間に、巻取りローラの前記低摩擦係数表面部分に対して、ウエブ材料を押しつける手段とを具え、前記押しつける手段は第二の前記巻取りローラまたは別の押圧部材を含むことを特徴とするウエブ材料のログ形成用表面巻取り装置。
2. 低摩擦係数を有する前記表面部分が、第一巻取りローラの軸線方向長さの実質的に全体にわたり延在していることを特徴とする請求項１に記載の巻取装置。
3. 前記第一巻取ローラが、低摩擦係数を有しかつウエブ材料送り方向に関して上流に位置する前記表面部分と平行に隣接する第二表面部分を有し、前記第二表面部分の摩擦係数が、巻取りローラの残りの表面全体の摩擦係数よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の巻取り装置。
4. 前記第一巻取りローラに前記低摩擦係数表面部分と平行に隣接する第二表面部分が、ウエブ材料送り方向に関して上流位置に設けられ、前記第二表面部分の摩擦係数が、巻取りローラの残りの表面全体の摩擦係数より高いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の巻取り装置。
5. 前記第一巻取りローラと整列し、ウエブ材料を通すニップを形成する第二巻取りローラを具え、これらの巻取りローラの一方を他方に対応して動かすことができ、前記低摩擦係数表面部分に相当する両巻取りローラの表面間に前記ウエブを挟むよう構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の巻取り装置。
6. 前記第一巻取りローラと共に、ウエブ材料を通すニップを形成する第二巻取りローラと、第一巻取りローラの低摩擦係数の前記表面部分が位置する部分に向けて接近される可動部材とを具えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の巻取り装置。
7. ウエブ材料の送給、切断および新ログの形成のための巻取り開始時にウエブ材料が弛むのを防止する手段を具えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の巻取り装置。
8. 前記ウエブ材料の横断孔列を形成する孔あけ手段と、ウエブ材料を巻取りローラに対して押しつける前記手段の動きを孔あけ手段とを同期させる同期手段とを具えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の巻取り装置。
9. 第一および第二巻取りローラを設け、この第一巻取りローラの周りにウエブ材料を送ってログを形成し、所定量のウエブ材料によるログが完了される際にウエブ材料を切り、ウエブ材料の切った後に、ウエブ材料を巻き取って新ログを形成するウエブ材料のログを製造する方法において、前記第一巻取りローラ上で低摩擦係数を有する表面部分を、巻取りローラのローラ軸線にほぼ平行に延長して設け、予め設定された瞬間に、該ウエブ素材を、第 1 巻取りローラの低摩擦係数を有する上記表面部分に、上記第２巻取りローラもしくは他の押圧部材によって押しつけ、これによって各ログの巻取り終端においてウエブ材料を切断することを特徴とするウエブ材料のログ製造方法。
10. ウエブ裂断後のウエブ材料の自由端縁の周りに、ウエブ材料を巻き付けて、中心巻取り芯のないログを新しく形成することを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記ウエブ材料を低摩擦係数の前記表面に押しつけ、
    前記低摩擦係数表面上にウエブ材料を摺動させて、押し付ける位置よりも下流位置でウエブ材料を切断し、
    ウエブ材料が、高摩擦係数の表面部分に接触するまで、ウエブ材料を巻取りローラの表面上に押しつけたまま摺動させることによって、ウエブ材料をその自由端縁の周りに巻きつけて中心に芯の無いログを形成することを特徴とする請求項９または１０記載の方法。
12. 第一巻取りローラと共にウエブ材料を通すニップを形成する第二巻取りローラを設け、前記第一および第二巻取りローラの表面を互いに近づけて、両巻取りローラ間で、ウエブ材料を前記低摩擦係数を有する表面に押しつけることを特徴とする請求項９、１０または１１に記載の方法。
13. 第一巻取りローラとによってウエブ材料を通すニップを形成する第二巻取りローラを設け且つ、第一巻取りローラと協働する可動部材を設け、この可動部材を前記第一巻取りローラに周期的に接触させて、ウエブ材料を前記低摩擦係数表面部分に押しつけることを特徴とする請求項９、１０または１１に記載の方法。
14. 前記ウエブ材料に横断孔列を形成し、巻取りローラに対するウエブ材料の押しつけ作用を同期させて、ウエブ材料を切断させ、目打ち列の位置を適切に選定してウエブ材料が巻取りローラの表面に対して押しつけられる瞬間に、ウエブ材料が押しつけられる領域の真ぐ下流に目打ち列を位置させることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。

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