JP5550939B2

JP5550939B2 - 枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置

Info

Publication number: JP5550939B2
Application number: JP2010036752A
Authority: JP
Inventors: 朋秋中野
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: JP2011173662A

Description

この発明は、抄紙機で製造された紙をスプールに巻き取って巻取を形成する際に、完成された巻取から次の巻取を形成するスプールに紙を巻き取らせる枠替え時に、完成された巻取の紙の終端から上巻き部分が巻解かれることを防止する巻解け防止装置に関する。

製紙工場における抄紙機で製造される紙Ｐは、図４に示すように、カレンダーパート１から、抄紙機の最後尾に設置されたリールパート２のリールドラム３によって案内されてリールスプール４に巻き取られて巻取Ｒとして製造される。所望の長さまで巻き取られると巻取Ｒ（先行巻取）が完成し、次の巻取（後続巻取）を形成することになる。このとき、先行巻取Ｒから次の後続巻取を形成するためのスプールに紙を巻き付ける枠替えが行われる。すなわち、先行巻取Ｒが完成すると、それまでこの先行巻取Ｒに巻き付けられていた紙を後続巻取のスプール4aに巻き取らせ、先行巻取Ｒの終端（巻尻）と後続巻取の始端（巻頭）との間で紙を切断する。先行巻取Ｒは次工程へ搬送され、この先行巻取Ｒが設置されていた位置に後続巻取が徐々に移動しながら当該位置で巻取Ｒが完成されることになる。

この種の枠替え装置として、例えば、特許文献１（特開平７−８１８０９）に開示されたリール枠替え装置や特許文献２（特開２００１−８８９９２）に開示された巻取機の枠替え装置等が提案されている。特許文献１には高圧エアを使用して誘導リボンを形成できるようにした枠替え装置が、特許文献２には紙等の被巻取物を切断した際、被巻取物の切断端部の皺の発生を低減し得る枠替え装置が、それぞれ開示されている。

すなわち、特許文献１に開示されたリール枠替え装置は、空スプールと紙巻取りロールとの間に、全幅の紙を支持すると共に高圧エア噴き出し用スリットを有する固定パイプと、空スプールの上部に載設されるエアシュートと、テール紙継ぎ連携プレーが出来る位置まで持ち上げ、固定パイプより紙走行方向上流側で、紙走行方向と直交方向に、テール幅だけ切れ目を入れる回動ナイフとよりなるものである。また、特許文献２に開示された枠替え装置は、リールドラムと巻取完了位置のスプールとの間に枠替え用ロールが設けられ、上記枠替え用ロールは、リールドラムおよびスプールの軸心と同一方向の軸心を中心として遊転自在なロール本体と、ロール本体の外周面の外側に位置して被巻取物を切断するカッターとで構成され、上記枠替えロールは、移動手段によって、リールドラムから巻取完了位置のスプールへ送り出される被巻取物に対して退避する退避位置と、ロール本体が上記送り出される被巻取物の表裏いずれかの面に接触して回転する枠側位置とに移動自在に構成され、上記カッターを、ロール本体の周方向へ回動させて、被巻取物を切断する切断位置と被巻取物から離間する離間位置とに切換える切換手段が設けられたものである。

特開平７−８１８０９号公報特開２００１−８８９９２号公報

特許文献１と特許文献２とのいずれに記載された枠替え装置も、従来の枠替え装置では紙の切断端部が直線的にならずに綺麗でないため、この切断端部を直線的なものにしようとするものである。

ところで、枠替え時には先行巻取の巻尻が切断された後にも、先行巻取は回転が継続される。抄紙機の走行速度が大きい場合には、この先行巻取の回転速度も大きく、巻取が完成すると先行巻取の回転が減速され、このとき巻尻から巻取が巻解かれることになる。巻解かれた部分の紙は、シワや折り目が発生したりして欠陥部となるため、製品として不都合なものとなってしまう。このため、枠替えが完了して先行巻取の回転が停止した後に、巻取の上層の上巻き部分を剥がして、欠陥部を除去するようにしている。除去する部分としては、例えば直径約３mの巻取の場合に、約20枚（20周分）の上巻き部分を剥がして除去することが行われている。

また、紙の切断端部が綺麗でない場合には、先行巻取の巻尻が回転によって千切れ、千切れた紙片が飛散する場合がある。飛散した紙片が後続巻取の下巻きに達してしまうと後続巻取に巻き込まれてしまい、後続巻取の巻き状態が不正なものとなって、いわゆる枠替え失敗となる。

前記特許文献２に開示された枠替え装置は、巻き替え時に紙をカッターで切断するため、先行巻取の巻尻の切断端部が直線的に綺麗なものとなるから、紙が千切れてしまうことが極力防止されて紙片の飛散を防止できるので好ましい。しかし、切り残しを発生させずに紙を切断するために、前記カッターの長さを紙幅より長く形成する必要があり、カッター装置が大型化してしまい、これを駆動させる駆動機構が大型化する。また、特許文献１に開示された枠替え装置では、走行中の全幅の紙に誘導リボンの幅をカッタナイフ装置により切れ目を入れ、高圧エアを吹き付けることによって誘導リボンを形成し、切断幅を徐々に拡張させるようにしたもので大型のカッター装置を必要としない。しかし、先行巻取の上巻き部分が巻解かれることを防止できない。なお、特許文献２に開示された枠替え装置であっても、先行巻取の巻解けを阻止することはできない。

そこで、この発明は、枠替え時に、先行巻取の上巻きの巻解けを阻止して、先行巻取の巻尻の切断端部が千切れて紙片が飛散することがないようにする枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置は、抄造された紙をリールドラムで案内してスプールに巻き取らせて巻取を形成し、所望の長さの紙が巻き取られて巻取が完成した際に、新たな巻取を形成するために紙を切断して、切断端部を空のスプールに巻き取らせる枠替え時に、完成された巻取の空転による上巻き部分が巻き解けることを防止する枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置において、前記リールドラムと前記スプールとの間に、紙の幅方向に沿ってノズルを配設したシャワーパイプを設けてなり、巻取を形成する紙が製品として必要な設定長さ巻き取られたことを検知する検出信号の受信後に、損紙となる余剰長さを見込んだ長さを巻き取る時間が経過するまで、前記完成された巻取の外周面に向けて前記ノズルから清水を噴射することを特徴としている。

巻取が完成すると、枠替え装置に搭載されたカッター装置により紙が切断される。切断部を境に上流側は形成された巻取の巻尻となって上巻きを形成し、下流側は新たに形成される巻取の巻頭となって下巻きを形成する。前記上巻きを形成する部分に、前記ノズルから清水を噴射すると、上巻き部分が湿らされ、接触する内側の紙の周回部分に密着する。このため、接触している紙同士の間への空気の浸入が阻止されるから、上側の周回部分の紙が下側の周回部分の紙から離隔することがなく、したがって巻解かれることが防止される。

また、前記設定長さに紙が巻き取られると、この時点で製品として必要な長さの紙で巻取が形成されたことになる。枠替えのための紙の切断は、この設定長さを巻き取られた後に行われる。すなわち、巻取の上巻き部分には欠陥部が形成される場合があるから、この欠陥部を除去しても製品として成立するように、除去する部分を余分に巻き取らせる。前記ノズルからの噴射が製品となる部分を湿らせては不都合が生じるおそれがあるから、設定長さを巻き取られた後に適宜時間を遅らせて開始させ、また、巻尻の端部が巻き取られた後には噴射する必要がないから、所定時間の経過により噴射を停止するようにしたものである。このとき、噴射を遅らせる時間は、清水を噴射して紙を湿らせた場合でも製品となる部分に影響を与えることのない時間とする。

また、請求項２の発明に係る枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置は、前記シャワーパイプの上流側のノズルの噴射量を下流側のノズルの噴射量よりも小さくすることを特徴としている。

巻取の全幅に渡って清水を噴射する必要があり、前記シャワーパイプは巻取の全幅に臨ませて配されるから、該シャワーパイプの内圧は上流側と下流側とで異なり、下流側では圧力の損失がある。このため、ノズルの噴射量を上流側と下流側とで異ならせることにより、噴射量が均一になるようにする調整するものである。

また、請求項３の発明に係る枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置は、前記シャワーパイプの上流側のノズルの噴角を下流側のノズルの噴角よりも小さくすることを特徴としている。

前記清水は、所望の箇所に所望の範囲に渡って前記ノズルから噴射されることが好ましく、前述したようにシャワーパイプを流れる清水は圧力の損失が生じるから、高圧となる上流側よりも低圧となる下流側のノズルの噴角を大きくして、噴射範囲の均一化を図るようにしたものである。

この発明に係る枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置によれば、巻取の上巻き部分が前記ノズルから噴射される清水によって湿らされるから、上巻き部分で重畳している紙同士が密着して、この間に空気が浸入することがない。このため、上巻きの巻解けが生じることがなく、また、巻尻部分から紙片が飛散することが防止される。

この発明に係る枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置の構成を説明する側面図である。この発明に係る枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置の正面図であり、枠替え装置に実装した場合の清水の噴射状態を説明する図である。枠替え時に清水を噴射する状況を説明するタイムチャートである。抄紙機の最後部を示す概略の側面図である。

以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置を具体的に説明する。

図１は、この発明に係る上巻き部分の巻解け防止装置を具備したリールドラム３とリールスプール４に巻き取られた紙によって形成された巻取Ｒとの状態を示す側面図である。すなわち、図示しない抄紙機から排出された紙はリールドラム３からリールスプール４に案内されて巻取Ｒが形成されることになる。図１には完成された、あるいは完成間近の巻取Ｒが示されており、リールドラム３の回転軸と巻取Ｒの回転軸とを通る直線が水平に近い状態にあり、この巻取Ｒを先行巻取Ｒとする。完成された先行巻取Ｒは図１に示す位置から搬出されて次工程へ搬送される。先行巻取Ｒが搬出される際にも紙が供給され続けているため、先行巻取Ｒの巻尻で切断された紙は別のリールスプール４に巻き取られなければならないから、次の巻取（後続巻取）Ｒを形成するためのリールスプール4aが予め待機している。この待機しているリールスプール4aは、リールドラム３の上部に接触して配されており、切断された紙の先端部は巻頭となってこのリールスプール４aに巻き取られて、枠替えが行われることになる。そして、巻き取りが開始されると、図示しない駆動機構によって、このリールスプール４aがリールドラム３の回転軸を中心として旋回させられて、巻取Ｒの径が大きくなるに応じて前記先行巻取Ｒの位置に徐々に位置付けられる。

リールドラム３の斜め下方であって、前記先行巻取Ｒの外周面を臨む位置には、シャワーパイプ５が配されている。なお、このシャワーパイプ５は定位置に固定された状態にあるため、リールドラム３の回転軸を中心とした前記リールスプール４の旋回域に存しない位置であればよい。このシャワーパイプ５には、先行巻取Ｒの周面に対して清水によるシャワー水Ｗを噴射するノズル６が、図２に示すように、このシャワーパイプ５の長手方向に沿って適宜間隔で配されている。なお、後述するように、所望の効果を得られる位置であれば、一定間隔に配する必要はない。

前記シャワーパイプ５には、図２に示すよう、バルブ７が介在させてあり、該バルブ７を開閉することによりノズル６からのシャワー水Ｗの噴射をオン・オフすると共に、開度を変更することにより噴射量を調整できるようにしてある。

以上により構成されたこの発明に係る枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置の作用を、以下に説明する。

先行巻取Ｒが完成間近となった時点で、前記バルブ７を開放すると、前記ノズル６からシャワー水Ｗが噴射される。前記ノズル６は先行巻取Ｒの周面を臨ませてあるから、該シャワー水Ｗは先行巻取Ｒの周面に噴射され、先行巻取Ｒの周面が湿らされる。表面が湿った状態で紙が巻き取られると、上層に巻き取られた紙が密着することになるから、紙の層の間に間隙が形成されることがなく、空気が浸入することがない。また、巻取Ｒの径方向で隣接した紙が密着した状態は、紙が巻尻で切断されて巻取Ｒの回転速度が減じても維持されることになるから、巻き解けが防止される。したがって、巻き剥がして除去する部分が減じられることになる。

ところで、前述したように、巻取Ｒには製品として必要な設定長さが巻き取られた後、損紙となる余剰長さを見込んだ長さとなる位置で、枠替えのための切断がなされる。このため、前記シャワー水Ｗが噴射される部分としては、前記余剰長さとなる部分とすることが好ましい。そして、枠替えは前記設定長さが巻き取られてその旨の検出信号が発せられた後に紙が切断される。したがって、設定長さが巻き取られたことを検出した検出信号が発せられた後で所定時間が経過した後に、前記バルブ７を開放してシャワー水Ｗの噴射を開始する。そして、紙が切断される前にシャワー水Ｗの噴射を停止するために前記バルブ７を閉止する。すなわち、巻取Ｒの最外周に巻き取られる部分の内側の外周面が湿っていることを要するもので、この部分までシャワー水Ｗが噴射されれば十分である。すなわち、図３のタイムチャートに示すように、設定長さが巻き取られたことの検出信号（Ｅ信号）が発せられた（t₀）ならば、図示しないカッター装置が作動して紙を切断する。これにより枠替え処理が開始される。次いで、t₀から適宜時間が遅れたの時点（t₁）で前記バルブ７を開放してシャワー水Ｗを噴射する。さらに、所定時間が経過した時点（t₂）でバルブ７を閉止してシャワー水Ｗの噴射を停止する。

次に、図２を参照してシャワー水Ｗの噴射パターンを説明する。なお、同図に示すシャワーパイプ５は、抄紙幅８mの抄紙機に設置し、ピッチ200mmで43個のノズル６が設けられている。

図２(ａ)は、全てのノズル６からシャワー水Ｗを噴射させた場合を示しており、この場合にはバルブ７の開度を変更しても、噴射量が多すぎて床面が濡れて諸作業に支障を生じかねず、しかも、巻取Ｒの上巻き部分における吸湿量が多くなってしまい、湿った紙が破損した小紙片が大量に発生してしまった。

そこで、図２(ｂ)のように、紙幅方向の両端部で巻尻を巻き取らせることを考慮して、シャワーパイプ５の主として両端部に位置しているノズル６からシャワー水Ｗを噴射するようにした。しかし、両端部での噴射量が多くなって、ノズル６の部分で紙の走行方向に紙が縦裂けしてしまい、大紙片が発生してしまった。しかも、バルブ７が配された側とは反対側の端部に配されているノズル６からのシャワー水Ｗの噴射が不十分であり、バルブ７側の端部のノズル６から多量のシャワー水Ｗが噴射されることになってしまった。

ところで、枠替え時では紙の切断は紙幅方向の中央部に切断用の紙切りーナイフが差し込まれて行われ、切断端が直線的にならず、この切断端からの破損による紙片の飛散が多い。そこで、紙切りナイフが差し込まれる中央部に重点的にシャワー水Ｗが噴射されるように、図２(ｃ)に示す状態でノズル６からシャワー水Ｗを噴射するようにした。この噴射形態では、図２(ａ)、(ｂ)の噴射形態とした場合に比べて、吸湿過多による吸湿シワが発生せず、紙片の飛散も抑制された。

しかし、図２(ｃ)の噴射形態とした場合であっても、バルブ７側の端部と反対側の端部とのそれぞれに配されたノズル６からの噴射にムラが生じていることから、ノズル６の仕様について検討を行った。

ノズル６から噴射されるシャワー水Ｗの噴射形状として、空円錐形と扇形、充円錐形とについて、図２(ｃ)の噴射形態でシャワー水Ｗの噴射を実施したところ、充円錐形のものが最も良好な結果を得られた。

また、ノズル６の噴射量についても図２(ｃ)の噴射形態で噴射を実施して検討を行った。
(１) 噴射量０.３６ｌ/min、噴角５６°のノズルでは、噴射の勢いが弱く、十分な噴射状態とならず、不適当であった。
(２) 噴射量０.７３ｌ/min、噴角６３°のノズルでも、噴射の勢いが弱く、十分な噴射状態とならず、不適当であった。
(３) 噴射量３.６３ｌ/min、噴角７６°のノズルでは、比較的良好な噴射状態が得られたが、勢いが強く、小紙片の飛散が生じた。
(４) 噴射量２.１８ｌ/min、噴角６４°のノズルとした場合に最も良好な噴射状態が得られ、紙片の飛散も見られなかった。

さらに、バルブ７の側と反対側とに配されているノズル６の仕様を変更することにより、シャワーパイプ５の全域にわたってノズル６から噴射されるシャワー水Ｗの紙に対する作用が良好になるように検討した結果、図２(ｃ)に示す噴射形態であって、同図のＡ₁で示す範囲にあるノズル６に噴射量２.１８ｌ/min、噴角７５°のものを、同じくＡ₂で示す範囲にあるノズル６に噴射量１.４５ｌ/min、噴角６４°のものを用いることにより良好な結果が得られた。

そして、この巻解け防止装置を実装させた場合に、坪量が35〜55g／m²で、抄速が1600ｍ／分の場合では、ｔ₀から０.８秒遅れてシャワー水Ｗの噴射を開始し（ｔ₁）、１.４秒間シャワー水Ｗを噴射する（ｔ₂）ことで、巻取Ｒの上巻き部分が巻解かれず、巻尻が気流で煽られて破損することがなくて紙片の飛散がなくなった。このため、上巻き剥がしによるロスが従来には約20枚であったものが８枚となって歩留まりが向上した。

以上に説明したノズル６の仕様や噴射形態等は、抄造される紙の性質や抄速等に応じて、紙片を飛散させずに上巻き部分の巻き解けを良好に防止できる条件を選定すればよい。

この発明に係る枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置によれば、既設の抄紙機に容易に装備させることができ、完成された巻取の枠替時に該巻取の上巻き部分からの巻き解きの発生を防止できることにより、上巻き部分の剥がし枚数を減じて、製品の歩留まりを向上に寄与する。

２リールパート
３リールドラム
４リールスプール
５シャワーパイプ
６ノズル
７バルブ
Ｒ巻取
Ｗシャワー水

Claims

抄造された紙をリールドラムで案内してスプールに巻き取らせて巻取を形成し、所望の長さの紙が巻き取られて巻取が完成した際に、新たな巻取を形成するために紙を切断して、切断端部を空のスプールに巻き取らせる枠替え時に、完成された巻取の空転による上巻き部分が巻き解けることを防止する枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置において、
前記リールドラムと前記スプールとの間に、紙の幅方向に沿ってノズルを配設したシャワーパイプを設けてなり、
巻取を形成する紙が製品として必要な設定長さ巻き取られたことを検知する検出信号の受信後に、損紙となる余剰長さを見込んだ長さを巻き取る時間が経過するまで、前記完成された巻取の外周面に向けて前記ノズルから清水を噴射することを特徴とする枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置。
前記シャワーパイプの上流側のノズルの噴射量を下流側のノズルの噴射量よりも小さくすることを特徴とする請求項１に記載の枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置。
前記シャワーパイプの上流側のノズルの噴角を下流側のノズルの噴角よりも小さくすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の枠替時の上巻き部分の巻解け防止装置。