JPH0420450A - 水平型サーフェイスリールによる紙の巻取り方法 - 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、紙の製造において抄造工程や加工工程の終端
で製紙や加工紙を水平型サーフエイスリルによって巻取
る際の巻取り方法に関する。 （従来技術及びその問題点） 例えば加工工程で塗被加工が施されて乾燥された塗被紙
は、該工程の末端のリールバートにおいて例えば第１図
に示すようなサーフェイスリールにより大巻取りにされ
る。このサーフェイスリールは、架台ｌ上に軸架され回
転駆動されるリールドラム２と、このリールドラム２に
押し付けられる２木のスプール３．３とを備え、２木の
スプール３，３のうちの一方は予備として、リールドラ
ム２の中心上部に乗せた状態でプライマリ−アーム４に
より保持され、他方のスプール３は、リールドラム２の
約９０”後方で架台ｌ上に軸架されると共に、上記プラ
イマリ−アーム４と同様なセカンダリ−アーム５により
リールドラム２に押し付けられた状態に保持されていて
、このスプール３上に紙を巻取る。巻取りの大きさが所
定量になれば、紙を破って［のスプール３に巻付ける一
方、完成した巻取り、即ち大巻取り６はセカンダリ−ア
ーム５によって後方へ移動させて架台１から外す。大巻
取り６を外し終わるとセカンダリ−アーム５は原位置に
復帰し、予備のスプール３はこれを保持したプライマリ
−アーム４と共にリールドラム２の後方に回動させてセ
カンダリ−アーム５に移す。尚、各スプール３は第２図
に示すように、その両端に一体的に形成された支軸部３
ａを有し、各支軸部３ａに軸受３ｂ、３ｂ’が取付けて
あって、プライマリ−アーム４及びセカンダリ−アーム
５はそれぞれこれらの軸受３ｂ、３ｂ’を保持する。 そして従来、このような水平型サーフエイスリルによる
巻取り方法において、各スプール３は鋼管製または鋼管
の表面に硬質ゴムを被覆した円筒状のもので、その直径
りは主に巻取り重量、紙幅、紙層により決められる。例
えば巻取り重量１Ｏｔｏｎ、紙幅３３０［１ｍｍ、紙層
ｓｏｏｍ／分程度であれば、スプール３の直径は３００
ｍｍφ前後とされる。またリールドラム２としては通常
７００〜１３００ｍｍφ程度の鋳鉄製円筒が使用されて
いる。 ところで、上記のような水平型サーフェイスリールによ
って紙を巻取る際にスプール３が振動を生しることがあ
り、振動した場合には、スプール３とリールドラム２と
の軸芯距離が変動する結果、巻取りの真円度が崩れて変
形すると共に、巻き硬さの不揃いからしわが発生する。 振動がより激しい場合にはリールドラム２の駆動トル゛
りが変動し、リールドラム２前で断紙したり、機械の破
損が生しる思れもあった。 この巻取り時の振動についてよく観察してみると、以下
の特徴がある。 （Ａ）振動が発生し易い紙品質 全ての紙で振動が発生するのではなく、振動が発生し易
い紙品質としては、ＴＡＰＰＩ　Ｎｏ、３０７９に規定
しである祇及び板紙の摩擦係数試験方法によって測定さ
れた紙の表裏間の静摩擦係数が０．６以上の紙の場合に
振動が発生し易い。更に、紙の密度が大きい程振動が助
長される傾向がある。 （Ｂ）振動の発生状況 振動は上記のような紙の品質や紙層等にも依るが、特に
巻取り開始時から最大巻取りの中程変造が激しく、それ
以鋒は減衰し消滅する場合が多い。 振動発生原因については明確ではないが、サーフェイス
リールの巻取り理論から以下の様に本発明者は推測する
。 すなわち、巻取りの硬さが得られるのは剛体のドラムに
弾性体である巻取り（紙）が押し付けられて巻かれる時
剛体のドラムはその中に喰い込んだ状態となる。その変
形の結果、紙は自由円よりも短い半径で巻取られる。す
なわちニップ通過後は紙は伸ばされて張力が生し、この
張力により巻硬さが発現する。振動発生のメカニズムに
おいて剛体のドラムが巻取りに喰い込んでいる変形部分
に注目すべきである。第一の原因として、正常なニップ
に依る変形が発生するには多層に巻かれた紙がその変形
速度に応じて紙と紙との間ですべらなければならず、こ
のすべりが不均一に行われる時ニップで発生する変形も
不均一になり、その結果応力を吸収しきれずに振動が発
生する。第二の原因として、ニップ後は、変形は速やか
に復元して真円になるが、紙層間のすべりが滑らかに行
われることが必要である。すべりによる復元が、静ａ！
控係数が大きい故になされなかったり、その復元に時間
がかかる場合には、変形が残ったまま再度ニップ点に達
し、その結果振動が発生ずる。 以上の推測から、振動対策としては、紙層間のすべりが
滑らかに行われる名紙の静摩擦係数を下げるか、あるい
は紙層を下げる必要があり、また巻取りをサーフェイス
リールに押し付ける圧力を小さくすること、及びそれら
のＩＪＩ、！＋合せが振動対策として考えられる。 しかし乍らいずれの対策も、品質、生産性等からマイナ
ス要因となり、安易に採用することができない。 ここで本発明者はスプールの振動状況を把握するために
、表−１〜表−３に示すような種々のテストを試みた。 以下これらのテストの実施条件及び結果について説明す
る。面、テスト１〜６については表−１に、テスト７〜
１２については表−２に、またテスト１３〜１８につい
ては表−３に示す。 ［テスト１］ スプールは従来より使用されている（現用の）直径Ｄ２
９０＋ａｍ、長さ３６００口の鋼管製のもの、テスト紙
は静摩擦係数が０．８０〜０．８２と大きい感熱下塗り
原紙で、紙幅が３３００ｍｍのものを使用し、そして紙
速を３３０ｍ／分として、巻取りの巻径が４００鵬φか
ら１２００ｍｍφに至るまでの間において５０ｍｍ間隔
で１２回振動状況を調べた。 その結果は表−１で明らかなように、巻径が４５０叩φ
（２４３回転／分）までは振動が発生し、５００ｍｍφ
（２１０回転／分）になると振動が減衰しはしめ、５５
０帥φ（１９１回転／分）以上になると全く振動しなか
った。尚、この振動状況の評価は肉眼及び音によるもの
である。 〔テスト２〕 このテスト２はテスト紙を静摩擦係数が０．４０〜０．
４５と小さいコート紙に代えて行ったもので、他の条件
はテスト１と同一にした。この結果、静摩擦係数の小さ
い紙では巻径が小さい範囲でも振動は発生しなかった。 〔テスト３］ これは、テスト１で使用した現用の２９０ｍｍφ綱管製
スプール外周に肉ｗ−１０閣のゴム被覆層を形成した直
径３１ＯＩｌＩＩＩｌφのゴム巻スプールを使用してテ
ストシたもので、他の条件はテスト１と同一である。こ
のテスト結果は、テスト１の場合とほとんど同様で、巻
径が４５０叩φ（２３４回転／分）までは明らかに振動
し、５００ｍ＋Ｉｌφ（２１０回転／分）になると減衰
し、５５０Ｍφ（１９１回転／分）以上では全く振動し
なかった。 （テスト４） このテスト４はテスト２で使用した紙と同し静摩擦係数
の小さい（０，４０〜０．４５）アート紙を用い、他の
条件はテスト３と同一で行った。結果は、テスト２と同
様に巻径が小さい範囲でも振動は発生しなかった。 〔テスト５］ このテスト５は、テストｌで使用した現用の２９０画φ
綱管製スプールに、テスト１やテスト３で使用した静摩
擦係数の可成り大きい（０，８０〜０．８２）コート紙
を予め巻径が６００＋ａｍφとなるまで硬く均一に巻付
けておいて、これをテストスプールとして振動状況をテ
ストした。その結果、最初から最後迄振動を発生しなか
った。 ［テス］−６］ このテストロはテスト５とほとんど同し条件であって、
ただコート紙を巻径が７００ｍｍφ（１５０回転／分）
となるまで巻付けておいてこれをテストスプールとした
ものである。この結果、振動の発生は認められなかった
。 （テスト７］〜（テスト＋２） テスト７〜１２は、紙速を２５０ｍ　７分に変えて行っ
たもので、他の条件はテスト１〜Ｇとそれぞれ同一とし
た。 テスト結果は表−２に示す通りであって、テスト８、テ
ス目Ｏ、テス目１及びテスト１２については、表−１と
対比して明らかなようにそれぞれテスト２、テスト４、
テスト５及びテストロとほとんど同様の結果となってい
る。そしてテスト７については、巻径が４００ｗφ（１
９９回転／分）になると減衰し、４５０ｍｍφ（１７７
回転／分）以上では振動がみられなかった。またテスト
９についても、巻径が４００Ｍφ（１９９回転／分）で
わずかに振動がみられ、４５０叩φ（１７７回転／分）
以上では振動は発生しなかった。但し、発明行が推測し
た第二の振動発生原因の通り、テスト７及びテスト９の
全ての振動は表−１の紙層３３０ｍ　７分の場合に較べ
て軽微であった。 〔テスｌ−１３）〜〔テスｌ−１８） テス目３〜１８は、紙層を４５０ｎ／分として行ったも
ので、他の条件はテスト１〜６とそれぞれ同とした。 テス］・結果は表−３に示す通りであり、テスト１４、
テスト１６、テスト１７及びテスト１８についてはそれ
ぞれ前回のテスト結果とほとんど同様となっている。そ
してテスト１３及びテス目５については、巻径が６００
叩φ（２３９回転／分）迄は振動していたが、６５０Ｍ
φ（２２０回転／分）になると振動が減衰し、７５０闘
φ（１９１回転／分）以上では全く振動しなかった。 尚、テスト１３及びテスト１５の全ての振動は紙層２５
０ｍ／分、３３０ｍ／分の場合に較べて可成り大きかっ
た。 以上のようなテスト１〜１８の結果をまとめると、次の
ようなことが判明された。 ■　現用の３００＋＋ｍφ程度のスプールに静摩擦係数
が０．８程度と大きい紙を巻取る場合にはほとんど巻取
り開始時から振動を生しるが、同様のスプールに対し静
摩擦係数が０．４程度と小さい紙を巻取る場合には巻径
にほとんど関係なく振動を生じない。 ■　現用のスプールに静摩擦係数の大きい紙を巻き取る
場合は、紙層か２５０ｍ　７分と遅い時は巻径が４００
ｍａφ（１９９回転／分）位で振動が減衰するが、紙層
か３３０ｍ／分、４５０ｍ／分の時には巻径がそれぞれ
５００口φ（２１０回転／分）、６５０飾φ（２２０回
転／分）位になると振動が減衰している。 ■　紙層により振動の大きさは可成り変化する。 すなわち紙速か速くなるに従い振動は大きくなる。 ■　現用のスプールに静摩擦係数の大きい紙を巻取る場
合、巻径が増加してスプールの回転数が小さくなるに従
い振動は小さくなり、ある一定の回転数以下になると振
動しなくなる。すなわち、紙速を３３０ｍ／分したとき
のテスト１及びテスト３の結果を表−１で見ると、いず
れの場合も、スプールの回転数が２１０回転／分迄は振
動が確認されるが、１９１回転／分の時点及びそれ以降
は振動がなくなっている。また紙層２５０ｍ／分でのテ
スト７及びテスト９の結果を表−２で見ると、いずれも
スプールの回転数が１９９回転／分迄は振動が確認され
、１７７回転／分の時点及びそれ以降は振動がない。更
に紙層４５０ｍ　７分でのテスト１３及びテスト１５の
テスト結果を表−３で見ると、いずれもスプールの回転
数が２０５回転／分迄は振動が確認され、１９１回転／
分の時点及びそれ以降は振動がない。 ■　スプール外周に硬質ゴムを巻付けたゴム巻スプール
は、スプール自体の直径が現用の３００ｍφ程度である
限り、振動発生の有無に何ら関係しない。 ■　スプール径が３００ｍａ＋φ程度であっても、その
スプールとして上記■の振動が減衰を開始しあるいは振
動しなくなるようなそれぞれの紙層に対する巻径まで予
め巻付けておいて、これに紙を巻取るようにした場合に
は、振動は発生しない。 上記■の点については、振動を小さくする目的で紙層を
遅くすることは生産性を低下させ、得策ではない。また
、上記■の点については、現用スプールに予め紙を振動
を発生させない程度の巻径名誉付けておくことにより振
動を防止できるが、このような方法も安全性、操業性の
点から全く実用に供しない。 そこで本発明者は以上述べた諸事項を総合的に勘案し、
巻取り時の振動を防止する方法として、製紙の実情に合
った実用化可能な巻取り方法を案出するに至ったもので
ある。 （課題を解決するための手段） 本発明の巻取り方法は、表裏の静摩擦係数が０６以上の
紙を巻取るとき、スプールの紙巻き付け開始時の直径と
して、スプールの回転数が１９５回転／分以下となるよ
うな直径としたことを特徴とするものである。 このような要件を満足するスプールの直径としては、お
よそ４００随以上であればよいことになるが、このスプ
ールの直径を８００ｍｍ以上と、あまり大きくした場合
には、ｉ械設計」二、及び操業性の維持上困難であるば
かりでなく、ワインダー工程等の後工程で最大巻取りの
直径（最大巻径）に限度があってスプール直径を大きく
すればそれだけ紙の巻取り量が少なくなり、そのような
８００ｍ以上の直径をもつスプールでは実用化が極めて
困難となる。 （発明の効果） 本発明によれば、表裏の静摩擦係数が０６以上の紙を巻
取るとき、スプールの紙巻き付け開始時の直径として、
スプールの回転数が１９５回転／分以下となるような直
径としたことによって、巻取り時におけるスプールの振
動を防止することができて、これにより巻取りの真円度
を適正に維持できると共に、下巻きから上巻きに至る巻
取り全体を通し巻き硬さを一様にすることができてしわ
の発生を防止できる効果がある。特に本発明方法によれ
ば、紙速、ニップ圧等のリールの設定条件に関係なくス
プールの振動が防止できるため、巻取り作業能率の向上
を図ることができると共に、製紙の実情に合った巻取り
を実施することができる。 （実施例） 次に本発明の実施例について説明する。

【実施例１】 直径５５０ｍ、肉厚１０．０＋ｎｍの鋼管製（中空）ス
プールを使用し、紙は紙幅が３３００ｍ＋＋、静摩擦係
数が０．７５〜０．８２の感熱下塗り原紙で、米坪量が
５３ｇ／ボ、コート量が７〜８ｇ／ボ、緊度が０．８６
〜０，８７ｇ／ｃｃの紙を使用し、そして紙速を３３０
＃／分、ニップ圧を２．５〜４　ｋｇ／　ｃｍとして、
巻取りの巻径が５５０閣φから７００ｍｃφになるまで
巻厚が２５１１ＩＩ１１増加するごとに、また巻径が８
００鵬φ、１０００＋ｎｍφ及び１２００ｍｍφについ
てそれぞれ振動状況を肉眼及び音によって調べた。 その結果は表−４に示すように、紙の巻付け開始時から
スプールは全く振動しなかった。

【実施例２】 直径５５０圓、肉厚１０．０−の鋼管製スプールを使用
し、紙は実施例１で使用したものと同じ紙を使用し、紙
層を４５０ｍ／分に変更した他は実施例１と同し条件で
、振動状況を調べた。その結果、巻径が７００閣φまで
は若干振動がみられたが、８００ｍｍφ以上では振動し
なかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は水平型サーフェイスリールを示す側面図、第２
図はスプールの一端部分を示す斜視図である。 ２・・・リールドラム、３・・スプール、Ｄ・・・スプ
ールの直径。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　リールドラムにスプールを押し付け、リールドラムを
   回転させながらスプールに紙を巻取るようにした水平型
   サーフェイスリールによる紙の巻取り方法において、表
   裏の静摩擦係数が０．６以上の紙を巻取るとき、スプー
   ルの紙巻き付け開始時の直径として、スプールの回転数
   が１９５回転／分以下となるような直径としたことを特
   徴とする水平型サーフェイスリールによる紙の巻取り方
   法。