JP5480315B2 - ウエブ切断方法、及びウエブ切断装置 - Google Patents

Description

本発明はウエブ切断方法、及びウエブ切断装置、特に、搬送されるウエブを切断し、切断したウエブを新たな巻芯に巻き取るウエブ自動巻取機に好適なウエブ切断方法、及びウエブ切断装置に関する。

薄い金属板、紙、プラスチックフィルム等のウエブを利用して物を製造する場合、ウエブに処理（例えば、塗布、乾燥等）を施し、そのウエブを巻芯にロールに巻き取る。特に、連続的に操作を行うため、ウエブ自動巻取機により、ウエブを巻芯に所定の長さ巻き取った後、ウエブを幅方向に切断し、新たな巻芯にウエブを巻き取る。

ウエブを幅方向に切断するため、一般的に、ウエブ自動巻取機にはウエブ切断装置が必要とされる。特許文献１は、ウエブの切断時に切断線と異なる方向にウエブが破断するのを防止するためのウエブ切断装置を開示する。ウエブ切断装置は一対のロータリーカッタと、ロータリーカッタの両側に設置されウエブを上下方向から挟圧する左右各一対のニップローラとを備える。一対のロータリーカッタの切断点とニップローラの挟持点とが同一面上となるよう、ロータリーカッタと左右各一対のニップローラとが配置される。左右各一対のニップローラにより、ウエブを移送するための張力がロータリーカッタの刃接触点に作用するのを防止する。

特公平４−７２６７３号公報

図１０は特許文献１のウエブ切断装置によるウエブの切断状態の概念図である。図１０に示すように、一対のロータリーカッタによる切断点ＣＰの両側に一対のニップローラ２，３が配置される。ウエブＷが矢印方向（紙面の上から下）に搬送される。一対のロータリーカッタはウエブＷの幅方向に移動され、ウエブＷが斜めに切断される。一方のウエブＷが既に所定長さ巻き終えた旧い巻芯に巻き取られ、切断された他方のウエブＷが空の新しい巻芯４に巻き取られる。このとき張力はウエブＷの長手方向の両方向に加えられる。

しかしながら、図１１に示すように、一対のロータリーカッタによりウエブＷが切断された場合、切断されたウエブＷには一方向の張力のみが加えられる。そのため、ウエブＷに加えられる張力の方向とウエブＷの切断方向とが異なる。切断方向がウエブＷに対し斜めの方向であるのに、張力はウエブＷに平行である。その結果、一対のニップローラ２，３を配置したとしても、ウエブＷが矢印の方向に沿って裂けやすくなる。特に、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムなどの脆いウエブではこの問題は顕著となる。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ウエブの破断を抑制することができる、ウエブ自動巻取機に好適なウエブ切断方法、及びウエブ切断装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によると、ウエブ切断方法は、ウエブに張力を掛けて搬送する工程と、搬送されるウエブを、上刃と下刃とを移動させながら幅方向に切断する工程と、を備え、ウエブを切断する工程において、上刃と下刃とによる切断点のウエブ上流側とウエブ下流側とをウエブの厚み方向から挟持し、かつ切断点のウエブ上での移動方向の上流でウエブ下流側をウエブの上下方向から挟持し、切断点と、切断点のウエブ上流側とウエブ下流側の２つの挟持点と、切断点のウエブ上の移動方向上流の挟持点と、を実質的に同一面上に位置させる。

好ましくは、切断点の移動方向上流の挟持点において、ウエブ上流側方向に力を加える。

好ましくは、ウエブがセルロース樹脂で構成される。

本発明の他の態様によると、ウエブ切断装置は、搬送されるウエブを幅方向に切断するウエブ切断装置であって、上刃と下刃とで構成される一対のロータリーカッタと、上刃と下刃と切断点の両側に配置され、ウエブ上流側とウエブ下流側とをウエブの厚み方向から挟持する左右各一対のニップローラと、切断点のウエブ上の移動方向の上流でウエブ下流側を挟持する追加の一対のニップローラと、一対のロータリーカッタと左右各一対のニップローラと追加の一対ニップローラとをウエブの幅方向に移動させる走行装置と、を備え、切断点と、切断点のウエブ上流側とウエブ下流側の２つの挟持点と、切断点の前記ウエブ上の移動方向上流の挟持点と、を実質的に同一面上に位置させる。

好ましくは、追加のニップローラが、切断点のウエブ上での移動方向に対し０°以上５°以下のトーアウト角度で、配置される。

本発明によれば、搬送されるウエブを幅方向に切断する際に、ウエブの破断を抑制することができる。

本実施形態に係るウエブの切断状態を示す概略図。 別の実施形態に係る追加の一対のニップローラのトーアウト角を説明する図。 別の実施形態に係るウエブの切断状態を示す概略図。 ウエブ切断装置の全体を示す平面図。 ウエブ切断装置の要部拡大図。 ロータリーカッタのケーシングを省略した斜視図。 ウエブ切断装置の要部拡大図。 ロータリーカッタ部を示す斜視図。 本実施形態のウエブ切断装置によるウエブ切断状態を示す図。 ウエブの切断状態を示す概略図。 ウエブの破断状態を示す概略図。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。従って、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。

図１〜図３は、ウエブの破断を抑制する本実施形態に係る原理を示す概念図である。図１に示すように、上刃と下刃とで構成されるロータリーカッタによる切断点ＣＰの両側に一対のニップローラ４４，４８が配置される。ウエブＷが矢印方向（紙面の上から下）に搬送される。このとき張力は、ウエブＷの長手方向の両側に加えられる。ロータリーカッタは、ウエブＷの搬送方向に対して略直交する幅方向に移動される。ロータリーカッタは、その移動方向に対して所定角度（３０°以上８５°以下）ウエブ搬送方向の上流側を向くよう斜めに配置される。ロータリーカッタをウエブＷの一端から他端に向けて移動することで、ロータリーカッタがウエブＷを斜め切断する。切断点ＣＰは、ウエブの搬送方向に対しウエブＷ上を斜めに移動する。ここで切断点ＣＰとは、ウエブを挟んで上下にオーバラツプ状態で上刃と下刃とを実質的に接触させることで、ウエブが切断される場所を意味する。

切断点ＣＰのウエブ下流側が、一対のニップローラ４４（下方のニップローラは不図示）によりウエブＷの厚み方向から挟持される。また、切断点ＣＰのウエブ上流側が、一対のニップローラ４８（下方のニップローラは不図示）によりウエブＷの厚み方向から挟持される。搬送、及び切断に伴う張力がウエブＷに作用していても、切断部ＣＰではその張力が２つの一対のニップローラ４４、４８により、遮断される。ウエブＷは切断点ＣＰの移動方向（点線Ａ）に沿って切断される。２つの一対のニップローラ４４、４８によりウエブWを挟持する場所が、２つの挟持点となる。この場合、少なくともウエブWの上流側と下流側とに各一つの挟持点（合計で２つの挟持点）があればよい。さらに、追加の挟持点を設けて、合計で３つ以上の挟持点を有してもよい。

さらに、追加の一対のニップローラ８０（下方のニップローラは不図示）が、切断点ＣＰのウエブＷ上の移動方向の上流で、ウエブ下流側に配置され、厚み方向からウエブＷを挟持する。切断されたウエブＷには搬送方向の張力のみが加えられる。追加の一対のニップローラ８０により切断されたウエブＷの下流側が挟持されるので、その張力に対抗することができる。したがって、切断点ＣＰにおいて、ウエブＷを破断させる方向に張力が加わるのを遮断でき、ウエブＷの切り口の開きに起因するウエブＷの裂けの発生を抑制することができる。切断された一方のウエブＷは既に所定長さ巻き終えた旧い巻芯に、一対のニップローラ４４、４８、及び追加の一対のニップローラ８０により挟持されながら巻き取られる。

切断された他方のウエブＷは、空の巻芯４に巻き取られるので、切断された他方のウエブＷに加えられる搬送方向と逆方向の張力に対抗することができる。

また、ニップローラ４４，４８，８０によるウエブＷの挟持点と一対のロータリーカッタによる切断点ＣＰとが実質的に同一面上に位置する。これによりウエブＷをシヤープに切断することができる。実質的に同一面上に位置するとは、各挟持点と切断点ＣＰとを含む仮想的な平面が構成されることを意味する。

図２は、追加の一対のニップローラ８０と切断点のウエブ上移動方向Ａとの関係を示す。追加の一対のニップローラ８０は、切断点ＣＰのウエブ上の移動方向Ａに対して０°以上５°以下のトーアウト角θで配置されることが好ましい。追加の一対のニップローラ８０を上述のトーアウト角で配置することにより、切断されたウエブＷの下流側に、ウエブWの搬送方向に働く張力と反対方向の力を付与することができる。搬送方向に働く張力を打ち消すこととなり、切断されたウエブWの破断をより効果的に抑制することができる。

トーアウト角θとは、切断点ＣＰのウエブ上の移動方向Ａに対してニップローラ８０がどの程度外側を向いているか示す数値である。トーアウト角θが０°未満のとき、ニップローラ８０は切断点ＣＰのウエブ上の移動方向Ａに対して内側を向いている。トーアウト角θが０°のとき、ニップローラ８０は切断点ＣＰのウエブ上の移動方向Ａに対して実質的に平行となる。トーアウト角θが０°より大きいとき、ニップローラ８０は切断点ＣＰのウエブ上の移動方向Ａに対して外側を向いている。

図３は、切断された他方のウエブWが巻芯に巻き取られないで切断される状態を示す。本実施形態では、更に追加の一対のニップローラ９０（下方のニップローラは不図示）が、切断点ＣＰのウエブＷ上移動方向Ａを挟んで、ニップローラ８０と対向する位置に配置される。つまり、一対のニップローラ９０が切断点ＣＰのウエブＷ上の移動方向の上流で、ウエブ上流側に配置され、厚み方向からウエブＷを挟持する。切断された他方のウエブＷには搬送方向と反対側の張力が加えられている。一対のニップローラ９０がウエブ上流側を挟持するので、この張力に対抗することができる。それにより、ウエブＷの破断を抑制することができる。

また、一対のニップローラ９０は、切断点ＣＰのウエブ上の移動方向Ａに対して０°以上５°以下のトーアウト角θで配置されることが好ましい。一対のニップローラ９０を上述のトーアウト角で配置することにより、切断されたウエブＷの下流側に、ウエブWの搬送方向に力を付与することができる。切断されたウエブＷに加えられる搬送方向と反対方向の張力に対抗することができる。

次に、ウエブ切断装置の好ましい形態を添付図面にしたがって詳述する。図４は装置全体を示す平面図、図５はウエブ切断装置の要部拡大図、図６はロータリーカッタのケーシングを省略した斜視図である。

ウエブ切断装置１は、一対のロータリーカッタをウエブＷの搬送方向と略直角の幅方向に移動させるための走行装置２４を備える。走行装置２４は、支持フレーム２８と、支持フレーム２８に設けられた一対のガイドレール３０と、一対のガイドレール３０に移動可能に支持される走行台２６とを備える。走行台２６はベルト３４に連結板３３を介して固定される。ベルト３４はプーリ３２に巻き回される。図示しないプーリ駆動モータによってベルト３４が往復移動される。走行装置２４の支持フレーム２８にラツク５４が固定される。

一対のロータリーカッタ１６，１８と、一対のロータリーカッタ１６，１８の両側に配置される左右各一対のニップローラ４４，４６，４８，５０と、追加の一対のニップローラ８０，８２とを保護するため上部ケーシング１０，１１、及び下部ケーシング１２，１４を備える。上部ケーシング１０，１１と下部ケーシング１２，１４との間にはウエブＷを通過させるための隙間が形成される。図２に示すように上部ケーシング１０，１１と下部ケーシング１２，１４とはそれぞれボルト等の締付具２０によって基部で互いに固定される。同様にケーシング１１からガイド板４０，４２方向に伸びたアーム１１ｂの先端１１ｃが下部ケーシング１４の突出部とボルト２１により締結固定し一体化される。両ケーシング１０，１２はホルダ２２を介して走行装置２４を構成する走行台２６に連結される。

図６に示すように、上刃と下刃で構成される一対のロータリーカッタ１６，１８が各回転軸３６，３８を介して上部ケーシング１０，１１、及び下部ケーシング１２，１４内に支持される。一対のロータリーカッタ１６，１８は、ウエブを挟んで上下にオーバラツプ状態で隣接される。一対のロータリーカッタ１６，１８をほぼ接触する状態で交差させることでウエブＷが切断される。一対のロータリーカッタ１６，１８は、刃接触点の延長線（切断点ＣＰのウエブ上の移動方向と実質的に一致する）がウエブＷの移送方向に対して所定角度（３０°以上８５°以下）傾けて配置される。

一対のロータリーカッタ１６，１８の刃接点の延長線に沿う前方には、図２に示すように、上部ケーシング１０，１１及び下部ケーシング１２，１４から上下に傾斜して突設したガイドアーム３５，３７が対向する位置に設けられる。ガイドアーム３５，３７がウエブＷの切断部前方を上下から保持する。図７に示すように、一対のロータリーカッタ１６，１８の一方側には一対のニップローラ４４，４６が回転軸３６，３８に設けられる。一対のロータリーカッタ１６，１８の他方側には一対のニップローラ４８，５０が回転軸３６，３８に設けられる。一対のニップローラ４４，４６と一対のニップローラ４８，５０とがロータリーカッタ１６，１８の両側のウエブＷを挟持する。

図６に示すように、一対のロータリーカッタ１６，１８の刃接点の延長線に沿う後方に、一対のニップローラ８０，８２が配置される。一対のニップローラ８０，８２が回転軸８４，８６を介して上部ケーシング１１、及び下部ケーシング１２，１４内に支持される。一対のニップローラ８０，８２が、刃接点の延長線に沿う方向に対して、ウエブ下流側となる位置に配置される。一対のニップローラ８０，８２が、厚み方向からウエブＷを挟持するので、切断された一方のウエブＷに加えられる搬送方向の張力に対抗することができる。さらに、一対のニップローラ８０，８２を、刃接点の延長線に対して０°〜５°のトーアウト角で配置するのが好ましい。

図８は、一対のニップローラ８０，８２の駆動機構部を示す斜視図である。回転軸８４は回転自在とされる。回転軸８６の回転が、ニップローラ８２の回転によりニップローラ８０に伝えられ、ニップローラ８０が従動回転される。回転軸８６はギア装置５２を介して回転駆動される。ギア装置５２はカツタの走行によって駆動される。図４に示すように走行装置２４の支持フレーム２８にラツク５４が固定される。下部ケーシング１２に回転自在に取付けたギア５６がラツク５４に噛合して、ケーシング走行時に回転する。このギア５６と一体回転するプーリ５８が、従動プーリ６２、ベルト６４を介して中間ギア６０を回転駆動する。この中間ギア６０に従動ギア６６が噛合し、この従動ギア６６に回転軸８６が連結される。

なお、ニップローラ４４，４６，４８，５０，８０，８２はウエブＷの種類に応じて、金属、ゴム、プラスチツク等の材料を選定して作製される。ウエブＷとして、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)フィルム等の樹脂フィルムや、アルミニウムフィルム、銅フィルム等の薄い金属板が使用される。特に、セルロース樹脂のような脆い材料で構成されるフィルムを切断する場合には、顕著な効果を発揮する。

図９は新しい巻芯４への巻取時に於けるウエブ切断状態を示している。ウエブＷは、所定の間隔で対向する巻芯４とサポートローラ７０との間を通過して搬送される。ウエブ切断装置１は、ガイド板４０，４２の後端が巻芯４に隣接する配置とされる。

ウエブＷの切断箇所が到着すると、図示しない駆動モータを起動させ、走行装置２４のプーリ３２の回転駆動を介して一対のロータリーカッタ１６，１８を走行させる。ロータリーカッタ１６，１８はウエブ横断に伴い、ウエブＷを一側縁から切断し始める。この時、ウエブＷの切断点ＣＰの両側がニップローラ４４，４６，４８，５０によって厚さ方向から挟持される。また、切断点ＣＰのウエブ上の移動方向の上流で、ウエブ下流側がニップローラ８０，８２によって厚さ方向から挟持される。

これにより、一対のロータリーカッタ１６，１８の走行がウエブ横断方向にスムーズに行われる。ウエブＷはロータリーカッタ１６，１８の刃の向きに合致する角度で斜めに切断される。また、ウエブＷはニップローラ４４，４６，４８，５０，８０，８２で挟持され引張力を受けないので、破断の発生を抑制することができる。また、ニップローラ４４，４６，４８，５０の挟持点とロータリーカッタ１６，１８の切断点ＣＰとが実質的に同一面上に位置するのでウエブＷをシヤープに切断することができる。切断されたウエブＷはガイド板４０，４２に案内されて送り出され、厚さ方向への折曲を生じることもない。

ロータリーカッタ１６，１８がウエブＷを横断すると、ガイド板４０，４２の後端が巻芯４のほぼ真下に位置する。これによりウエブＷの切断端部は何等不安定な挙動を起こすことなく、巻芯４に導かれる。この時、サポートローラ７０は上昇して巻芯４に接する。切断されたウエブＷは巻芯４の外周面の貼着剤により貼り付けられ巻芯４に巻取られる。

ウエブ巻付開始後、ウエブ切断装置１は図示しない駆動機構により下降して、ウエブ移送路を妨げない状態で元位置まで復帰する。

以下、本発明の実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。

セルローストリアセテートフィルム（厚さ：８０μm、幅：１５００ｍｍ）を２００Ｎの張力（全幅）、５０ｍ／分の速度で搬送した。搬送中にセルローストリアセテートフィルムを切断し、空の巻芯に巻き取った。追加の一対のニップローラを有しないウエブ切断装置と、追加の一対のニップローラを有し、トーアウト角の異なる複数のウエブ切断装置を使用し、搬送されるウエブを切断した。ウエブの切断後、ウエブの破断の個数をカウントした。破断個数は、破断長さを定規で測定し、長さが１ｍｍ以上のものを１つとカウントした。破断の個数が１以下であれば製品とした優れたレベルでＡ評価となり、破断の個数が２以上６以下であれば製品として使用可能なレベルでＢ評価となり、破断の個数が７以上であると製品として使用できないレベルでありＣ評価となる。表１は、ウエブ切断の条件と評価結果を示す。

試料６は追加のニップローラを有していないウエブ切断装置を使用したので、破断個数が７以上有り、評価結果はＣであった。試料１−５は追加のニップローラを有しているウエブ切断装置を使用したので、評価結果はＡ又Ｂであった。表１によれば試料１−３に関して、トーアウト角が０°以上５°以下の場合、破断個数が１以下であり、評価結果はＡであった。

１：ウエブ切断装置、１６，１８：ロータリーカッタ、２４：走行装置、４４，４６，４８，５０，８０，８２：ニップローラ

Claims (5)

1. ウエブに張力を掛けて搬送する工程と、
   搬送される前記ウエブを、上刃と下刃とを移動させながら幅方向に切断する工程と、を備え、
   前記ウエブを切断する工程において、前記上刃と前記下刃とによる切断点のウエブ上流側とウエブ下流側とを前記ウエブの厚み方向から挟持し、かつ前記切断点の前記ウエブ上での移動方向の上流で前記ウエブ下流側を前記ウエブの上下方向から挟持し、
   前記切断点と、前記切断点のウエブ上流側とウエブ下流側の２つの挟持点と、前記切断点の前記ウエブ上の移動方向上流の挟持点と、を実質的に同一面上に位置させるウエブ切断方法。
2. 前記切断点の移動方向上流の挟持点において、ウエブ上流側方向に力を加える請求項１記載のウエブ切断方法。
3. 前記ウエブがセルロース樹脂で構成される請求項１又は２記載のウエブ切断方法。
4. 搬送されるウエブを幅方向に切断するウエブ切断装置であって、
   上刃と下刃とで構成される一対のロータリーカッタと、
   前記上刃と前記下刃と切断点の両側に配置され、ウエブ上流側とウエブ下流側とを前記ウエブの厚み方向から挟持する左右各一対のニップローラと、
   前記切断点の前記ウエブ上の移動方向の上流でウエブ下流側を挟持する追加の一対のニップローラと、
   前記一対のロータリーカッタと前記左右各一対のニップローラと前記追加の一対のニップローラとを前記ウエブの幅方向に移動させる走行装置と、を備え、
   前記切断点と、前記切断点のウエブ上流側とウエブ下流側の２つの挟持点と、前記切断点の前記ウエブ上の移動方向上流の挟持点と、を実質的に同一面上に位置させたウエブ切断装置。
5. 前記追加のニップローラが、前記切断点の前記ウエブ上での移動方向に対し０°以上５°以下のトーアウト角度で、配置される請求項４記載のウエブ切断装置。

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