JPS62130960A - 巻取紙の巻取り方法及び巻取紙巻取装置 - 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、ウェブを巻戻しロールから後に印刷用その他
のために使用されるロールに巻き換える方法、及び被駆
動巻戻し装置と中心駆動巻取装置と、巻戻し装置及び巻
取装置の速度を相互に関連させて？Ａ整することができ
る制御装置とを有する上記の方法の実施のための巻取紙
巻取装置に関するＯ 〔従来の技術〕 芯部＠径８ないし１５ｃｒｎ１外径約１ないし１．５ｍ
で、時がたつにつれて「動き」が起こらず、巻戻しと印
刷機への進入の際にウェブの均一な性質金示す、完全無
欠に巻成された印刷用巻取紙の作製は、今日でもなお不
可能である。その理由は、材料でろろ紙のすこぶる複雑
な応力ひずみ特・障と時間計′陸にある。紙は明瞭な弾
・塑性と、−万では１秒の何分の１という短時間領域で
弛緩着・１ｔ２他方では数日間の長い時間にわたってク
リープ特性を示す。

この、ｉ＃４１のため、今日一般に実施される一定の巻
取張力によるロールの巻或は必ずしも十分な結果をもた
らさない。巻取りの時に一定に維持される張りは、一定
の張りで巻戻して印刷機に引込む時に一定の伸びを決し
て生じないからである。むしろウェブの種々異なる部分
が等しい張りのもとで異なる伸びを生じ、印刷機を通過
する時に異なる弛緩を示すから、見当合わせの問題が起
こる。

ところで時がたつにつれて巻取紙か「動く」ことについ
ては、ウェブの一定の張シすなわち縦引張応力でロール
を巻取れば、ロールの内部でこの縦引張応力に縦圧縮応
力が重ね合わされることが重要である。縦圧縮応力は、
縦張力のもとて外１１１ｉ＋に巻成される紙層が特定の
部位に生じる縁応力によって生まれるのである。内圧を
受ける容器において、周方向に働く引張応力の形の縁応
力が発生するように容器に外圧が働く場合に、壁体は圧
縮応力の形の縁応力を受ける。この状態の容器の圧縮応
力は、外層によって生起されるウェブの縦圧縮応力に相
当する。紙の弾塑性署株とクリープ特性すなわち長期間
にわたる応力の解消との相互作用によって、ウェブの縦
圧縮応力は内包された縦引張応力を犠牲にして増加し、
結局これを超過するから、内部の紙層は当初は引張られ
て巻取られたが、縦圧縮応力の形の合成応力のもとに置
かれ。

この合成応力を免れようとする。紙層は相接して摩擦に
よって保持されるが、しかし他の影響１例えばクリープ
と呼ばれる塑性変形によって紙の運動が誘起される。そ
こで個々の１−がすべり始め、紙が特に強く圧縮され又
は波形に変形した半径方向区域がロールに形成されるこ
とがある。このような紙はもはや印刷用に使用できない
。

ここで更にふくれ、すなわちウェブの平面的に不均一な
伸びの問題が起こる。これは巻取１巻戻し又は貯蔵のい
ずれの時に発生するかにかかわりなく、巻取紙のすべて
の内部連動によって誘起される。これは凹凸、伸びすぎ
等の形の損傷をもたらす。またこれによってウェブの長
手の紙質の均一性が阻害される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的とするところは、ロールの巻戻しの時に現
れるウェブの力学的状態の均一性を改嵜することである
。

〔問題点を解決するだめの手段１作用２発明の効果〕 本発明に基づきクエプで直接に伸び測定を継続しながら
巻戻し速度と巻取ロールの巻取速度を制御することによ
って・巻取りの際のウェブの所定の縦伸びを巻輪直径に
応じて調整することによって達成される。

すなわち、巻取ロールと巻戻しロールの駆動モータが相
互に関連し合りて制御され、巻取モータが巻戻しモータ
より僅かに先行し、その間にあるクエプ片が正確に調整
可能な値だけ価かに延伸される。この値はウェブでｌＪ
ｉ接に、す々わちウェブの局部的弾性係数を変化する多
種多様な影響、例えば、湿度の変動によって左右される
張りを組み入れたり経由したシせずに、点検される。そ
れ故、同じ張りのもとで異なる場所に著しく相違する伸
びが現れる。ところが巻戻しの際にロールの安定のため
に伸びが問題であるから、本発明に基づき巻取りの場合
もこのｔを操作量として使用する。

但し、これは装置の面で一定の張りの保持よりも面倒で
ある。

巻戻しの際にウェブで直接にウェブの伸びを測定するこ
とは、西独特許第２２５６８８２号により公知である。

これはパルスの計数、すなわちウェブが通過して／４’
ルスカウンタを駆動する転輪により、巻取紙方向に順次
続く２つの場所での速度測定によって行われる。同時に
この２つの場所でウェブの張りの測定が行われる。数学
的公式の形で指定された速度と引張応力の所定の関係に
従ってウェブの伸びの調整が行われる。しかしこの装置
はウェブを引取る加工機械の入口の前に設けられ、巻取
紙の巻成には何ら関係がない。

この場合、本発明に基づいて行われる伸び１Ｅ１４ｔに
おいては、巻戻しロールに対して必ずしも伸びを増加し
ないでもよい。なぜならば場合によってはウェブを若干
ゆるめること、すなわち伸びを低減することが望ましい
からである。

巻輪直径に関する伸びの経過、すなわちロールの株々の
部位、例えば内側区域又は外側区域でより多く現れる伸
びを任意に選択できるようにするのである。内包される
伸びをロール全体にわたって一定に保つことは、極端な
場合として本発明に含まれる。しかしながら、完成した
。場合によっては貯蔵されるロールの所望の性質に基づ
いて、巻輪直径に関する伸びプログラムを定めることが
好ましい。上記の所望の性質は、ロール品質の低下を招
くような「動き」が時の経過につれて生じないようにす
るロールの安定性と巻戻し時の均一な伸びを包含する。

このような巻取紙の巻取りの際の伸びプログラムがどの
ような形になるかは多数の要因、例えば材料のＳ類、湿
度、ロールの直径その他に関係し、当業者が個々の場合
に応じて７’ｏグ２ムしなければならない。

伸び以外の量を調整する巻取紙巻成プログラム１１よそ
れ自体公知である。文献「製紙週報」（Ｗｏｃｈｅｎｂ
ｌａｔｔ　ｆｕｅｒ　Ｐａｐｉｅｒｆａｂｒｉ′ｋａｔ
ｌｏｎ）　１３巻（１９７５年）４８７−４９０頁で、
巻取紙内部の圧力と定義される巻取硬さの調整が取上げ
られる。巻取ロールの接触力とクエゾの張りによって巻
取硬さを調整し、ロール直径に関してロール中心側によ
り強く増加し、ロール表面側により強く低下する、おお
むねＳ形の経過を持たせるのである。公知の実施態様で
は駆動が専らロールの周囲から行われる。つまり、芯部
からのトルク伝達がないため、ロールの内部すなわち芯
部に近い区域では事実上ウェブの張りと共に伸びが形成
されず、従って制御することができない訳である。

装置の寸法すなわち巻取点と巻戻し点の間隔は、相互に
調整することが好ましい。

冒頭で既に述べたように、紙は若干の弛緩時間を示す。

すなわち緊張したウェブの弾性伸び分は、緊張がなくな
っても一挙にゼロまで減少しないで、そのためおよそ０
．５秒程度の若干の時間が必要である。そこでウェブの
成る部位が巻戻し点を出た後、０．５秒が経過して弛緩
が生じる前に早くも巻取点に到着するならば、新しいロ
ールに不定の伸びが内包され、伸びの経過を混乱させる
。従って本発明に基づき、ウェブの成る部位が巻取点に
到達しない内に弛緩を完了するようにした。

ロールに到達する伸びを実際に検出し、測定後は伸びの
変化が起こらないようにするために、走行方向で第２の
測定装置を巻取点に直接配設する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を実施例に盾づいて説明す
る。

第１図に全体を１００で示すスリッタは巻戻し部１０、
断裁部２０及び巻取部３０から成る。巻戻し部１０では
ウェブ１がリールスプール又は巻戻しロール２から巻戻
される。巻戻しロール２は抄紙機から来る長さＩｏｎ以
下、直径約２５００＋ｎ＋ｎ以下のロールである。巻戻
しロール２は制御しつつ駆動される。ウェブ１は巻戻し
点３で巻尺ロール２を出る。

断裁部２０は所属の変向ローラ及び掃出しロールと共に
機台４に配設される。機台４はウェブ矩行方向に門形に
構成され、紙をｇ　１７ｒして延びる。

ウェブ１は巻戻し点３を出た後、変向ローラ５゜１陥出
しロール６、変向ローラ７、別の幅出しロール８及び垂
直下方に延びる区間９に上下に重なって配設された案内
ローラ１１，１２を通過する。

案内ローラ１１，１２の間に、相互作用する円板カッタ
ー１３．１４から成る縦断装置が設けられている。縦断
されたウェブは次にワインダ１５に到達し、ここで部分
ウェブ（Ｔｅｉｌｂａｈｎｂｒｅｉｔｅ）が巻取ロール
１６に巻取られる。巻取ロール１６は、一端がテンショ
ンヘッド１８に保持された巻取管１７の上に巻成される
。テンションヘッド１８は、床の近くで回木点２１を中
心に旋回可能な支持アーム１９に配設されている。巻取
管１７は部分ウェブの幅に等しい長さを宵する。隣接の
部分ウェブ用のテンションヘッド１８．支持アーム１９
がワインダー１５の別の側に配設され、それぞれワイン
ダー１５の軸方向に、すなわち第１図の図平面に垂直に
、それぞれ部分ウェブの幅だけ互い違いになって（離間
して）いる。従って、ウェブ１から分割されたすべての
部分ウェブを、同時に巻取ることができる。部分ウェブ
の縁端を越えて張り出す支持装置であるテンションヘッ
ド１８と支持アーム１９はワインダー１５の異なる側に
配設されているので、部分ウェブが隣接しても邪魔にな
らない。

第１図には支持アーム１９が直二位置に実線で示されて
いる。これは巻取開始に相当する。テンションヘッド１
８は油圧モータ２２によって、駆動される。このように
して巻取りは中心駆動方式によって行われる。このこと
はウェブの伸びを制御して行う巻取９にとって重要な前
提である。周囲駆動方式による巻取シではロールの内部
に僅かな伸びしか得られない。巻取ロール１６の直径が
大きくなると、支持アーム１９が略図で示すように外側
へ旋回する。所望の巻輪直径が完成した後、支持アーム
１９が更に降下し、巻取ロール１６が床に着くようにな
る。そこでテンションヘッド１８が巻取管１７を解放し
、巻取ロール１６を横へ転がして遠ざけることができる
。巻取ロール１６のこの状態を第１図に実線で示す。続
いて、支持アーム１９は、更に鎖線で略示した位＃１９
′に降下し、ここで新しい巻取管１７が装着される。

続いて支持アーム１９と巻取管１７が再びワインダ１５
に当接させられる。

変向ローラ５及びワインダ１５に測定ローラ２３ないし
は２４が接しているから、ウェブはローラ５．２３又は
ワインダ１５．ローラ２４の間を頁通し・測定ロー２２
３，２４のすべりのない完全な接触が与えられる。測定
ロー２２３．２４は極めて精細なピッチを有するノ々ル
ス発生器に接続されている。パルス発生器は回転角当り
所定の多数のパルスを送出する。この数は両方の測定ロ
ー２２３，２４で等しい。測定ロー２２３，２４が単位
時間当りに送出するパルス数を互いに比較することによ
って、位［５＃　２３及び１５．２４の間のウェブの伸
びを決定することができる。なぜならば、位置５，２３
及び１５．２４の間のウェブ９部分の長さは正確に知ら
れているからである。この測定された伸びは巻戻しロー
ル２と巻取ロール１６の駆動を相互に関連させて制御す
るために利用され、巻取ロール１６に於る伸びの生じ万
、例えば一定の伸び又は設定されたプログラムに従って
巻輪直径に関して変化する伸びを保持する。

巻戻しロール２も抄紙機でやはり若干の緊張を与えて巻
取ったものである。応力ひずみ状態は貯蔵の過程で変化
するが、巻戻しロール２のウェブになお若干の弾性縦押
び分が含まれており・巻戻しロール２が緊張なしに巻戻
されるならば、この弾性縦押び分が完全に原状に復する
と一応考えられる。しかし、笑際にそうならない。むし
ろ、油圧モータ２２の引張によって、ロール２及び１６
の間に若干の張りと伸びが生じる。巻戻し点３と位［５
＃　２３の間にこうして生じる緊張が高ければ、ウェブ
の伸びが増加するであろう。緊張が比較的低ければ、ウ
ェブ１の当該の弾性残留伸び分が原状に復するであろう
。しかし、２つの伸び変化は一挙に起こるのでなくて、
第３図の線図で明らかなように若干の弛緩時間が必要で
ある。異なる高さの張シ（図には、ニュートン／紙幅１
ｍで示されている）を掛ける時も、当該の応力状態から
外部応力ゼロに緩和する時も、伸びの増加は一挙にでは
なくて、成る時間の後に初めて最終値に到達することが
この図で判る。上述の時間は、図示の例ではおよそ０．
３ないし０．４秒の範囲内である。第１図及び第２図に
よるスリッタの場合は、実際にはこれより速く弛緩が進
行する。なぜならば、最大値からゼロへの弛緩又は極め
て高い別の値ではなくて、部分的な弛緩が取上げられる
に過ぎず、それはまた第３図に見られる０、３ないし０
．４秒の時間の一部しか必要としないからである。

いずれにせよウェブの成る部位が位１ｔ１５，２４に到
達する前に、巻戻しロール２から「繰り出される」伸び
が完結するように、配列と制御を順次調整しなければな
らない。さもなければ巻戻しロール２のまだ完全に原状
に復していない残留伸びが直ちに再び含まれ、位ｉａ、
５　ｅ　２３及び部材１５゜２４の間で測定された伸び
と巻取ロール１６のウェブの実際の伸びが一致しない。

当該の制御は機械に基づいて与えられる巻戻し点３と位
置１５゜２４の間隔、及び巻取ロール１６と巻戻しロー
ル２の駆動の速度比によって生じる伸びを考慮しなけれ
ばならない。

更に第３図に、位置３及び１５．２４．’）３．３３ｍ
の間隔に相当する横軸の第２の目盛が示されている。ウ
ェブはこの区間の通過のために、速度１００　ｍ／ｍｉ
ｎで２秒を要する。巻戻しロール２から繰り出されるす
べての残留伸びが、遅くともこの時間内に原状に復して
いる訳である。約６００？Ｆｌ／ｍ　ｉ　ｎの領域が臨
界となる。ウェブはこの速度で３、３３　ｍの距離を通
過するのに、既に０．３ないし０．４秒の弛緩時間の範
囲内の時間を要するから、より高いウェブ速度の場合は
事情によっては位置２４で完全な弛緩が現れないかも知
れない。しかし実際にはそのような事は起こらない。な
ぜならば、完全な弛緩が生じることは１ずないのであっ
て、伸びの実際値からそれよυ高いか又は低い目標値へ
の部分的弛緩が起こるに過ぎないからである。この部分
的弛緩のためには短い期間しか必要でなく、区間３及び
１５．２４を通過する時にこの期間を超えることはない
。

同じ機械でロールを巻成した時に確かめた試験結果を第
４図と第５図に示す。伸びεとロール直径との関係が記
載されている。すなわち曲線は、ロールの特定の半径方
向部位にどのような伸びが現れたかを再現するのである
。測定はいわゆるギャップ・テストによって行われた。

その場合、ウェブの外場に軸平行の切れ目を入れて、開
いた距離を測定することによって、伸びが検出される・
曲線″ａ＃はロールの完成の直後に行った測定に相当す
る。曲線“ｂ”は７日後、すなわち紙のクリープ住が既
に認められるようになった時の伸びの経過を示す。曲ｔ
ｌ−”　ｂ”は、巻取ったロールが、例えば、印刷機に
送られる、通常の使用状態に相当する。ロールの作成と
使用の間には通常、成る期間が経過する。りＩＪ　　ｆ
は第１日に起こる。

曲線″ｂ″が記録された時点である７日の経過後に現れ
る変化は、もはや大きくない。

第４図にはそれぞれ２つの曲線′ａ”及びｂ２が記載さ
れている。実機で示すロールの直径は約１００ｃｒｎ％
点巌の曲線に相当するロールの直径は約８０のであった
。

ロールの巻取りの際に所定のプログラムに従って、′ａ
”で表される伸びの経過とロール直径の関係が巻取りの
直後に現れるように、伸びを制御した。

ロールが「おろされた」後に伸び曲線″ｂ＃、すなわち
表面の近くで僅かな増加があるが、測定精度の範囲内で
全ロール直径にわたって事実上不変の伸びが生じた。こ
の不変の伸びは例えば印刷機でのロールの加工を著しく
容易にする。

一定の張りで巻取った直径約１００ｍのロールの伸び曲
線を、比較のために第５図に示す。曲線″′ａ＃はロー
ルの完成直後の伸び曲線、曲線“ｂ′はロールの使用状
態に相半する約７日後の伸び曲線を示す。

−見して判るように、曲線“ｂ“の伸びは第４図の曲線
”ｂ″の場合よシ遥かに強く変化し、すなわち外側へと
増加する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくスリッタの一実施例の側面図、
第２図は第１図の主要部の側面略図、第３図はウェブの
弛緩１１１ｙｔの線図、第４図及び第５図はロール直径
に関する伸びの経過の形の比較試験の結果を示す。 １・・・ウェブ、２・・・巻戻ロール、３・・・巻戻点
、４・・・１台、５．７・・・変向ローラ、６．８・・
・幅出しロール、９・・・区間、１０・・・巻戻し部、
１１．１２・・・案内ローラ、１３．１４・・・円板カ
ッタ、１５・・・ワインダ、１６・・・巻取ロール、１
７・・・巻取管、１８・・・テンションへ、ド、１９．
１９’・・・支持アーム、２０・・・断裁部、２１・・
・回転点、２２・・・油圧モータ、２３．２４・・・測
定ローラ、３０・・・巻取部、１０θ・・・スリッタ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦Ｆｉｇ、　４ ε Ｆｉｇ、５ ε

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ウェブを巻戻しロールから、後に印刷用その他のた
   めに使用されるロールに巻き換える方法において、ウェ
   ブで直接に伸び測定を継続しながら巻戻し速度と巻取ロ
   ールの巻取速度を制御することによって、巻取りの際の
   ウェブの所定の縦伸びを巻輪直径に応じて調整すること
   を特徴とする巻取紙の巻取り方法。 ２）前記ウェブのクリープの状況、及び該ウェブの縦応
   力と巻輪に生じる縁応力とから成る全応力の重ね合せに
   対応して該クリープが生じた後に巻輪の直径にわたって
   均一な正の縦伸びが残るように制御を行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の巻取紙の巻取り方法
   。 ３）被駆動巻戻し装置と中心駆動巻取装置と、巻戻し装
   置及び巻取装置の速度を相互に関連させて調整すること
   ができる制御装置とを有する巻取紙巻取装置において、
   巻取られるウェブ部分の実際の伸びを決定するためにウ
   ェブ（１）に直接作用する測定機構（２３、２４）を該
   巻取装置（３０）に前置することを特徴とする巻取紙巻
   取装置。 ４）巻戻し点（３）と巻取点（１５、２４）の間に必要
   な走行時間が弛緩時間より大きいように、巻戻し点（３
   ）と巻取点（１５、２４）の間隔が定められていること
   を特徴とする、特許請求の範囲第３項に記載の巻取紙巻
   取装置。 ５）前記測定機構（２３、２４）が、所定の期間内に通
   過する前記ウェブの長さに対して正確に定められた間隔
   で配列された２個の測定装置から成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の巻取紙巻取装
   置。 ６）前記測定装置が、前記ウェブ（１）に沿って転動す
   る測定ローラ（２３）又は（２４）と極めて精細なピッ
   チを有するパルス発生器から成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項に記載の巻取紙巻取装置。 ７）走行方向に第２の測定装置（２４）が巻取点の近傍
   に配設されていることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項又は第６項に記載の巻取紙巻取装置。