JPH01219609A - 巻取製品の伸び率測定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、巻取製品の伸び率測定方法及びその装置であ
って、シート状物の伸び率を高い精度で測定する方法及
び伸び率を複数の位置で迅速、かつ簡単に測定する装置
に関するものである。

〔発明の背景〕

紙製品、編織物又は金属箔等の巻取シート状物は、収納
、移送時には巻取状とされており、印刷又は加工等の使
用時には巻戻して使用するものであるが、巻戻し時の張
力は巻取製造時の張力よりも小さいのが常である。つま
り、巻取シート状物は、伸ばされつつ巻取られ、収縮し
ながら巻き戻されている。

これら巻取シート状物（以下シートと略す）は巻取の形
状が凹凸のない正常なものであっても、伸縮の度合がシ
ートの幅方向で差があると、幅方向に長さのムラが生じ
る事となる。

このように巻戻しの際の長さムラは、シートを断裁、印
刷、絞付時の加工をするときの寸法ズレを生じ、従って
加工又は印刷作業時に蛇行、たるみ、あおり、横ズレ又
はシワ等の原因となり、特に高速で使用する印刷業界で
は致命的な欠陥となるばかりでなく製品歩留が悪化する
ため巻取製品にとって重要な品質の一つとされている。

〔従来の技術〕

従来のシートの伸び率を定量的に測定するには、人手に
よってテスト試料を採取し引張試験機で測定しており、
特に幅方向の伸び率のムラ（長さムラ）を測定するには
数十又は数百の試料を採取して測定し、長さムラを求め
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前述従来の方法における引張試験機は試験片方
向に引張るときの伸びを直接実測するもので、例えば１
ｍの試料で０．１％、１％の伸びを検出するのに１朋、
　１０ｓｕ＋の変位、即ち１　／　１０００〜１０／　
１０００であるため、その精度は必ずしも十分ではない
。

また、前記の方法は試験に人手９時間がががり過ぎ非常
に非能率であるばかりが、紙製品。

編織物等水分を吸収し易いものでは、吸湿、放湿による
水分変化によって長さ変化を生じ、巻取製品を加工する
実際の現場の状況での測定が不可能であった。

また、テスト試料を一定湿度の環境下に保持して水分を
コントロールした後に測定する方法を採用したとしても
、実際の操業条件下での測定値とは異なるものである。

他方、紙製品に関して張力の幅方向の分布を測定で参る
装置が市販されている（　５ｃａｎｄｅｒＩｎｖｅｎｔ
　ａｂ社製、商品名ＢＥＥＴＬＥＩ−Ｔ及びＣ−ＡＮＡ
社製、商品名ＴＥＮＳＯＲ）。前着は２本のロール間に
広げた紙に空気を吹付け、その時観測される背圧から張
力を演算するものであり、後者は板バネを紙に押付けた
時の変位を電気信号に変換するものであって、何れも紙
の伸び又は紙の長さを測定することができない。

即ち、この装置は紙を張った時の弛んだ箇所と張った箇
所を相対的な圧力又は変位の数値で検出するだけのもの
であるから、一定のカで引張った時の伸び又は弛めた時
の縮みを定量的に測定することができない。現在の処一
定張力の下１こおけるシートの伸び又は長さを精度良く
測定する方法及び測定装置に確立されてない。

本発明はシートの伸び又は長さを精度良く測定できる方
法を提供することを目的とし、さらに該方法を迅速、か
つ簡単に実施することができる測定装置を提供すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明はシートを一定間隔で張
設支持し、その中央部上部から荷重端子を降下させてシ
ートに荷重をかけて撓ませ、荷重によって生じたシート
の垂直方向の変位及びシートを支持した一定間隔の長さ
とからシートの伸びを測定する方法であって、前記荷重
端子をシートの幅方向の複数の任意位置に移動させて複
数の位置での伸び率を測定することによって幅方向の長
さムラを精度よく測定することができる。

また、前記方法に使用する装置は架台上にシートな張設
支持する回転自在の２本のロールが取付けられており、
該２本のロールの中央部上部にフレームが取付けられて
いると共に、該フレームにフレームに沿って摺動し、か
つシートに荷重をかけ得る荷重端子が取付けられている
シートの伸び率測定装置であって、前記２本のロール上
にシートを張設支持し、荷重端子をシートに降下させて
荷重をかけてシートを撓ませ、前記２本のロール間に張
設支持したシートの長さ、荷重端を降下させてシートを
撓ませたときの垂直方向の変位及び荷重端子を降下させ
シートを撓ませたときの２本のロール間のシートの長さ
とからシートの伸び率を演算するもので、また荷重端子
をフレームに沿って摺動させ、シートの幅方向の複数の
位置で夫々荷重端子を降下させて各位置での伸び率を演
算し、これらの値からシート幅方向の伸び率のムラ（長
さムラ）を測定することができる装置である。

さらに、また本発明はシートに荷重をかけたときの該荷
重の量と撓んだときのシートの張力とから一定荷重下に
おける伸び率の関係を求めることかできる。

〔作　　用〕

本発明は以上の如き構成のものからなり、被検シートを
一定間隔で張設支持し、その中央部上部から荷重端子で
荷重をかけてシートを撓ませてシートの伸びを演算する
。

第１図は両端Ｐ、Ｑで支持されているシート（実線）に
、その中央部上部から荷重端子によって、Ｗｙ重の荷重
をかけ、シートが図中点線のように撓んだときの伸びを
示したものであるが、支持されている間隔の長さをＡ、
シートが撓んだときの長さ（図中点線の長さ）をＢまた
荷重をかけたときの垂直方向の変位をＤとすれば、伸び
Ｘは Ｘ＝Ｂ−ｐ、＝ＪＩＴＴ下了−Ａ として演算できる。

即ち、本発明の方法は、シート上部から荷重をかけてそ
の時のシートの垂直方向の変位りから伸び率を求めるも
のであって、従来引張試験機による伸び率では１ｍの試
料の場合０．１％、１％の伸びの検出値は１　ｍ　、　
１０ＩａＩと少ないため、誤差も大きい。

これに対し、本発明の前記変位りは同じく１ｍの試料で
の０．１％、１％伸びの検出値として夫々４４．８ｍｍ
　、　１４２＋ｇで、従来の引張試験機の値に比較して
１４〜４５倍と拡大して観測できる。

従って本発明の方法は従来に比較して高い精度で測定で
き、しかも伸びの小さい所程拡大効果が大きく、高精度
で測定することができる。

荷重端子の荷重はシートの種類、厚さ等を勘案して５〜
ｌｏｏ！ｉ重の範囲で適宜選択することができ、また該
荷重端子にはシートの幅方向の位置及び荷重値を検出す
るセンサーを取付け、該センサーの信号から位置若しく
は荷重又は両者を変更することによって幅方向の選択さ
れた複数の位置で、荷重に応じた伸び率を簡単に測定す
ることができ、また、巻戻端部を適宜引出し、任意位置
でのシートの伸び率も連続的に測定できる。

本発明における測定値は、前記（１）式によって演算し
た伸び率Ｘの値を巻取製品全幅にわたってプロットして
幅方向の長さムラを直接求めることができるが、簡便的
には一定荷重Ｗをかけたときの位置変位り丈を求め、こ
れを全幅にわたってプロットすることもできる。さらに
、前記のグラフはたんに幅方向の長さムラを求めるばか
りでなく、巻取製品の製造行程のチエツクにも利用でき
る。

本発明は原則的には全幅シートそのままを測定するもの
であって、これは実際の巻取製品に印刷等の加工をする
ときの製品の状態のままで直接伸び率又は長さを求める
ことができるというメリットがあり、さらに巻取製造工
程での品質管理のチエツク及び製造条件の修正の判断等
に適応し得るメリットがある。

しかし、全幅シートの測定は、荷重端子を圧下したとき
幅方向の伸びの影響が加味されるため、その位置におけ
る正確な測定値が得られ難しい場合があることと、さら
にシート両端部では内側隣位置の片方のみの伸びの影響
を大きく受けるため、実際より大きな伸びとして測定さ
れる。従って、シートの正確な伸び率を必要とするとき
は、適宜細幅の複数にスリットし細幅にされた箇４のパ
ーツについて測定すればよ℃１゜ 尚、前記のように複数の細幅にスリットされたシートを
測定する場合には、その測定装置に複数の細幅にスリッ
トできるスリッターをシートに着脱自在に取付け、必要
に応じてスリッターを着脱すればよい。

他方、巻取製品では、シートの一定張力における伸び又
は張力と伸びの関係図（応力−歪曲線、一般にＳ−３曲
線という）が必要である。

即ち、シート物性の理論的な解明等で実験室データーと
の比較、より精度の高（・測定、製造案件に対するアク
ションを採る場合等では前記Ｓ−３曲線を求める必要が
ある。かかる場合にも本発明は簡単に適用することがで
きる。

第２図はＳ−８曲線を求める場合の説明図であるが、Ｐ
及びＱ（間隔Ａ）で支持されているシートに、その中央
部上部から荷重端子によってＷｌ、　Ｗ２．・・・・・
・Ｗ、の荷重をかけたときのシートの傾きがθ１．θ２
．・・・・・・・・・θ　で、そのときのシートの張力
がＴ１．Ｔ２．・・・・・・Ｔ　、シートの変位がＤｌ
、Ｄ２．・・・・・・Ｄ　とすると、Ｗ、＝　２　Ｘ　
Ｔ　、ｓｉｎθ Ｔ　＝Ｗ　／２×Ｓｉｎθ。

また、Ｔａｎθ、＝２ＸＤ、／Ａ 、’、Ｔ、＝Ｗ、／２ｓｉｎ（ｊａｎ−１（２Ｄ、／Ａ
））　　（２１従って、前記（２）式から求められたＴ
、と、前記（１）式において荷重Ｗ１．　Ｗ２．・・・
・・・Ｗｌで求められた伸び率Ｘ１．Ｘ２．・・・・・
・Ｘ、を用いてＴとＸとの一次方程式を作成することに
よってＳ−８曲線を求めることが可能である。

即ち一定張力Ｔｃにおける伸び率Ｘは次の（３）式で計
算できる。

Ｘ＝αＴｃ＋β　　　　　　　　　　（３）（但しＴｃ
は任意に選んだ張力。） 芸でα＝Ｘ２−Ｘ１／Ｔ２−Ｔ１であるから、βは β＝Ｘ　　−（Ｘ２−Ｘ１／Ｔ２−Ｔ１）ＸＴ１として
求めることができる。

尚、更に正確には各種の荷重Ｗ１．Ｗ２．・・・・・・
Ｗｌの測定値を求め、最小自乗法によっ゛て（３）式中
のα、βを求めることができる。

前記（３）式によって求められたＳ−８曲線の一前記（
３）式によって求められたＳ−８曲線の一例を第３図に
示す。これによって紙の基礎的物性研究に応用すること
ができる。

また、（３）式におけるαは伸び易さの指標であり、β
は張力ゼロの時の伸びであり、張力Ｔｃにおける伸び率
Ｘｃの各値をプロットすることニヨって、製造工程のア
クションを迅速にとることができる。

〔実　施　例〕

第４図及び第５図に示されるものは本発明の装置の一実
施例であって、架台１上部に一定間隔を存して２本のロ
ール２ａ、　２ｂが回転自在に取付けられており、該２
本のロール２ａ、　２ｂの中央部にフレーム３が取付け
られていると共に、該フレーム３に荷重端子４が取付け
られている。

該荷重端子４はフレーム３に沿って摺動可能に取付けら
れており、センサ（図示省略）が取付けられ、該センサ
ーによって摺動した位置及び荷重が検知できるようにな
っている。

また、前記架台１の下側に巻取紙を懸架する軸受５が形
成されている。尚、第４図及び第５図中符号６はスリッ
ター、７はテンションロール、８は巻取用・・ンドル、
９はフリー回転を防止するブレーキである。

被検用の巻取紙は架台１の軸受５上に載置ぎれ、巻戻端
をロール２ａとスリッター６との間を通してロール２ａ
上に引出し、フレーム３の下を通してロール２ｂ上に掛
渡し、さらにテンションロール７を介して巻取用・・ン
ドル８で巻取る。

また、前記フレーム３に摺動可能に取付けられている荷
重端子４は、第６図に示されるようにその下側に位置す
るシートＳに荷重をかけることができるものであって、
重重等であっても良いが、バネ、空気圧、油圧シリンダ
ー或いは磁界、電界又は電動機とネジ等との組合せによ
ってシートに荷重をかけ、しかもその荷重の値が確実に
読み取れるものであれば、いかなるものであってもよい
。

尚、荷重端子４に取付けられるセンサーはダイヤルゲー
ジ、差動トランス、光センサー等常用の位置センサーと
、ロードセル又は歪ゲージ等常用されている荷重センサ
ーを適宜組合せて使用できる。

シートＳの伸び率を測定するには、シートＳ全ロール２
ａ、２ｂ上に掛渡し、テンションロール７でシー）Ｓを
張設した後、フレーム３の荷重端子４を一定荷重でシー
トＳ上部から押圧してシートＳの垂直方向の変位りを求
め、前記（１）式から伸び率が簡単に求められる。

また、シートＳの幅方向の長さムラを求めるには、シー
トＳの全幅を等間隔に区分した各位置に於て夫々伸び率
を求めることによってシートＳの幅方向の長さムラを簡
単に求めることができる。尚、巻取用ハンドル８を回し
てシートＳを引出し、適宜位置で前記と同様伸び率を測
定できる。

尚、シー）Ｓの全幅についての長さムラをより高い精度
で求める場合には、スリッター６をン−）Ｓに圧着し、
シー）Ｓを複数の細幅にスリットし、細幅にスリットさ
れた各パート夫々について前記と同様伸び率を求めれば
よい。

他方、シートＳについてＳ−３曲線を求める場合には、
荷物Ｗ１そのときの垂直変位Ｄ１０−ル２ａと２ｂとの
距離Ａとから荷重をかけたときのシートの張力Ｔを求め
ることによって簡単に求めることができる。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明は簡単、かつ迅速に巻取製品の伸び率
を精度よく測定できるが、さらに以下の如き効果がある
。

（イ）迅速に伸び率を測定できるため省力化は勿論、吸
湿、放出の影響を受けることがなく巻取製品そのものの
伸び率が測定できる。

特に紙製品、高分子フィルム、織物もしくは金属箔又は
これらの複合材料の場合有効である。

（ロ）　スリッターを設けることによってシートを細幅
にスリットし、細幅の各パートについて測定できるため
、幅方向の影響のない精度の高い伸び率が求められ、従
って理論解析、試験室での測定データーとの照合に加え
、シート全幅サンプル測定データーのシミニレ−ジョン
、特に全幅両端部の補正が可能である。

（ハ）　シート全幅につき製品の性状が変化することな
く伸び率を測定できるため、製造工程内に伸び率測定装
置を組込み、その測定値をフィードバックし、製造工程
の自動コントロールが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はシートに荷重をかけ、伸び率を求める場合の説
明図、第２図はシートの張力を求める場合の説明図、第
３図はＳ−８曲線の一例、第４図は本発明の装置の正面
図、第５図は同装置の斜視図、第６図は荷重端子の作動
状態の説明図である。 １：架台、　２ａ、　２ｂ：　ａ−ル、３：フレーム、
荷重端子、６：スリッター、７：テンションロール、８
：巻取用ハンドル。 特許出願人　　王子製紙株式会社 代　理　人　　　市　　川　　理　　吉第１図 第２図 第３図 張力（Ｔ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）製取製品のシートを一定間隔で張設支持し、その
   中央部上部から荷重端子を降下させてシートに荷重をか
   けて撓ませ、荷重によって生じたシート状物の垂直方向
   の変位及び荷重をかけたときのシートの長さからシート
   の伸びを演算することを特徴とする巻取製品の伸び率測
   定方法。
2. （２）架台上にシートを張設、支持する２本のロールが
   回転自在に取付けられており、該２本のロールの中央部
   上部にフレームが取付けられていると共に、該フレーム
   にフレームに沿って摺動する荷重端子が取付けられてお り、該荷重端子と前記２本のロールとの間にシートが張
   設支持され、前記荷重端子でシートに荷重をかけて撓ま
   せてシートの伸び率を測定することを特徴とするシート
   の伸び率測定装置。