JP4529026B2 - 巻芯及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、フィルム等のシート状物や合成繊維などの糸条を巻き取るための巻芯及びその製造方法に関する。

フィルム等のシート状物などを巻き取るための巻芯としては、例えば円筒形の紙管がよく用いられ、特にリサイクルを考慮に入れる場合紙管が用いられることが多い。
ところで、一般の巻芯では、外径が小さいと巻き取ったフィルムに巻き癖（カール）が付くのを問題とされることがある。そこで、カールが掛かるのを防止するために一部で大口径の巻芯が必要とされる場合がある。外径の大きい方が好ましい場合でも、巻芯のチャック機構という機械的制約からあまり内径を大きくできないという場合がある。大きな外径と小さな内径を要求するような仕様の場合には、複数の管を組合せたものが用いられることがある。
複数の管を組み合わせる巻芯として、従来の二重紙管としては、内管と外紙管とをスペーサで統合するものが知られている（特許文献１）。また、従来の巻芯として、内筒と外筒とをキャップで統合するものが知られている（特許文献２）。
図７に示す巻芯１０は、小口径の第１の紙管１と、大口径の第２の紙管２と、第１及び第２の紙管の中間に挿入される中口径の第３の紙管３によって構成されている。図８は、図７に示す巻芯の組立図である。図８に示すように、巻芯１０は、２本の大小の紙管１，２と２本の短尺かつ中口径の紙管３とから構成されていることがわかる。例えば、紙管３は、図９及び図１０に示すように、紙テープ５，６などを螺旋状に巻回し、紙テープ５，６などの層間を接着剤にて接着して作られるが、１層に１本のテープが巻かれ、例えば１０層形成するためには、１０枚のテープが用いられる。紙テープ５で形成される層の上に、最上層の紙テープ６が積み重なる。そのため、外周には螺旋状のオーバーラップ部４又は継ぎ目４が形成される。

実開昭５５−１７００７号のマイクロフィルム 実開昭５１−１４４５１８号のマイクロフィルム

以上のように従来から、径の異なる紙管を組合せる技術はあるが、例えば巻き皺の入り易い薄手のプラスチックフィルムを紙管に巻き取るなどのような高い精度が要求される巻取りに用いようとする場合、組合せた紙管の中心軸がずれると巻き皺が入り易くなるという問題がある。つまり、図１１に示すように、断面に紙テープの重なり部分７ができるとその分だけ外側の紙管の内周面２１がずれてしまう。また、複数の管同士を組合せるとした場合、管同士の摩擦抵抗が大きくなり組合せ難くなるという問題がある。逆に、重ならないようにテープ端部同士を離すと、全周で摩擦が生じるために嵌合に大きな力が必要となり又真っ直ぐに挿入しなければならないために組立精度が要求され、あるいはテープ端部間で透き間が空いてしまい、その隙間から昆虫などが入って商品価値を落とすリスクが生じるという問題がある。
この発明は上記の問題点を解消するためになされたものであり、径の異なる複数の紙管を組合せてなる紙管であって巻き皺が入り難い巻芯を提供することを目的とする。

第１の課題解決手段による巻芯は、小口径の第１の管と、小口径の紙管の外径よりも大きな内径を有し、大口径の第２の管と、小口径の第１の管の外径にほぼ等しい内径を有するとともに、大口径の第２の管の内径にほぼ等しい外径を有し、第１及び第２の管の間に挿入される、中口径の第３の管とを備え、小口径の第１の管の外周面、中口径の第３の管の内周面及び外周面、並びに大口径の第２の管の内周面のうちの少なくとも一つに、複数枚のテープをこれらの縁部どうしがオーバーラップするように螺旋状に巻回してなる１つの層が形成され、複数枚のテープは、１つの層の中心軸に垂直な断面において円周をほぼ等分する複数の位置に複数枚のテープのオーバーラップ部に起因する凸条が配設されるような幅を有しているものである。
第２の課題解決手段による巻芯は、第１の課題解決手段の構成に加えて、オーバーラップ部を覆う層が外側に更に設けられているものである。
第３の課題解決手段による巻芯は、第１又は第２の課題解決手段の構成に加えて、大口径の第２の管と中口径の第３の管との隙間または、小口径の第１の管と中口径の第３の管との隙間に打ち込まれてこれらの管の抜け及びズレを防止する紙軸を備えるものである。
第４の課題解決手段による巻芯は、第１から第３の課題解決手段のいずれかの構成に加えて、第１乃至第３の管が紙製であるものである。

第１の課題解決手段の巻芯によれば、複数の凸条が、円周をほぼ等分する複数の位置に配置されることにより、凸条による偏心を防止することができ、巻き皺などの発生を押さえることができるという効果がある。加えて、凸条により、管の内周面と外周面の接触面積が小さくなるため管同士の摩擦抵抗が減り、組み立てる際の破損なども低減できるという効果がある。
第２の課題解決手段の巻芯によれば、オーバーラップ部を覆う層がその外側にあるためオーバーラップ部のテープの捲れを防止でき、捲れによる偏心を防止で生きるという効果がある。
第３の課題解決手段の巻芯によれば、連結手段により第１の管と第２の管の間及び第２の管と第３の管との間のうちの少なくとも一つの間で起きるスリップを防止でき、第１から第３の管の間で生じるスリップによる巻き取りの失敗を防止できるという効果がある。
また、第３の課題解決手段の巻芯によれば、リサイクルの際に連結手段がリサイクルの妨げやゴミとして排出されないようにできるという効果がある。
第４の課題解決手段の巻芯によれば、第１乃至第３の管が解繊可能な紙製であることから、紙としてリサイクルできるという効果がある。

以下、この発明の一実施形態による巻芯について図１乃至図５並びに図１０及び図１１を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による中口径の紙管３Ａを示す断面図である。この紙管３Ａの特徴的な部分は、紙テープのオーバーラップ部１が円周を等分した位置に２ヶ所形成されているところにある。つまり、紙管３Ａを円周方向に１８０°回転させることで、オーバーラップ部７Ａがオーバーラップ部７Ｂが元あった位置に重なる。そのため、組み立てるときに大口径の紙管の軸とのズレが生じ難くなるという効果を得られる。
図２は、図１に示す紙管３Ａの一製造工程を示す工程図である。図２において、図１０に示す従来の製造方法と異なる点は、互いに端部が重なった２枚の紙テープ５Ａ，５Ｂが、１枚の紙テープ５と同じ幅にて巻回される点である。この２枚の紙テープ５Ａ，５Ｂが略同一幅に設定されることによって、オーバーラップ部７Ａ，７Ｂの位置関係を１８０°回転した位置に配置することができる。

図３は、図２に示す製造工程によって形成された紙管３Ａを示す斜視図である。図３のＸ−Ｘ線断面を図４に示す。図４において、紙テープ８で構成される複数層の上の層すなわち、最外層から一つ下の層が紙テープ５Ａ，５Ｂで形成され、さらにその上に紙テープ６で最外層が形成される。図４からも分かるように、紙テープ５Ａ，５Ｂが紙テープ６の２分の１のピッチで巻かれるため、中心軸に垂直な断面において複数のオーバーラップ部７Ａ，７Ｂを１８０°回転した位置関係となるように形成することができる。

そして、図５に示す巻芯１０は、波釘９あるいは釘９で３つの紙管１〜３を連結している。オーバーラップ部７Ａ，７Ｂが複数になることによって紙管１〜３の中心軸が互いにずれないようにできるとともに紙管同士の接触面積が減るために、嵌合時の摩擦抵抗が軽減され組み立てやすくなる。その一方で、嵌合後においても摩擦力が小さく、紙管１〜３の抜けが生じたり、紙管１〜３が回転してズレを生じたりする。このような抜けやズレを防止するために、釘９が連結手段として用いられている。釘９は図５に示すように境界線に打ち込まれてもよく、あるいは境界面に対して斜めに打ち込まれてもよい。
または、図６に示すように、紙軸９を隙間に打ち込むことで紙管１〜３の固定を行うことができる。

図１乃至図１０に示す巻芯としては、例えば、外径が１５０ｍｍ、内径が７５ｍｍ、紙管１の厚みが１０ｍｍ、紙管２の厚みが１０ｍｍ、そして紙管３の厚みが２７．５ｍｍのものができる。また、一例として紙管１，２の長さが１ｍ、紙管３の長さが０．２ｍである。紙テープ５，６としては、例えば幅１００〜１５０ｍｍ、厚さ０．３〜０．７ｍｍのものが用いられ、従って紙テープ５Ａ，５Ｂとしてはほぼ半分の幅のものを用いることができる。
なお、上記実施形態では紙テープ５Ａ，５Ｂ、６などを用いたが、紙テープ以外にプラスチックテープ、布、不織布など他のテープ状の部材を用いてもよい。ただし、リサイクルの観点から評価した場合には紙テープを用いた紙製巻芯が好ましい。
また、上記実施の形態では紙製の管すなわち紙管の場合について示したが、プラスチック製やＦＲＰ製や木製など他の部材で形成された管でも良い。

一実施形態に係る巻芯の構成材料である紙管の断面を示す模式図である。 図１に示す紙管の一製造工程を示す斜視図である。 図２に示した製造工程を経て製造された紙管の斜視図である。 図３のＸ−Ｘ線断面図である。 一実施形態に係る巻芯の構成要素である紙管の一固定方法を示す側面図である。 一実施形態に係る巻芯の構成要素である紙管の他の固定方法を示す側面図である。 複数の紙管からなる巻芯を示す斜視図である。 図８の巻芯の構成を説明するための組立図である。 図８の巻芯の構成要素である紙管を説明するための斜視図である。 図９に示す紙管の製造方法を説明するための斜視図である。 従来の巻芯の構成材料である紙管の断面を示す模式図である。

符号の説明

１，２，３，３Ａ 紙管、５，５Ａ，５Ｂ，６ 紙テープ，７，７Ａ，７Ｂ 凸条部、１０ 巻芯。

Claims (4)

1. 小口径の第１の管と、
   小口径の前記第１の管の外径よりも大きな内径を有し、大口径の第２の管と、
   小口径の前記第１の管の外径にほぼ等しい内径を有するとともに、大口径の前記第２の管の内径にほぼ等しい外径を有し、前記第１及び第２の管の間に挿入される、中口径の第３の管とを備え、
   小口径の前記第１の管の外周面、中口径の前記第３の管の内周面及び外周面、並びに大口径の前記第２の管の内周面のうちの少なくとも一つに、複数枚のテープをこれらの縁部どうしがオーバーラップするように螺旋状に巻回してなる１つの層が形成され、複数枚のテープは、前記１つの層の中心軸に垂直な断面において円周をほぼ等分する複数の位置に前記複数枚のテープのオーバーラップ部に起因する凸条が配設されるような幅を有していることを特徴とする巻芯。
2. 前記オーバーラップ部を覆う層が外側に更に設けられていることを特徴とする、請求項１記載の巻芯。
3. 大口径の前記第２の管と中口径の前記第３の管との隙間または、小口径の前記第１の管と中口径の前記第３の管との隙間に打ち込まれてこれらの管の抜け及びズレを防止する紙軸を備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の巻芯。
4. 前記第１乃至第３の管が紙製であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の巻芯。

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