KR100574068B1 - 권취 장치 및 그 이용 방법과, 풀림 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조절가능한 기준 프로파일을 이용하여 완성된 소비자 제품의 종이 및 필름과 같은 재료 시트를 로그로 권취하는 것을 제어하기 위한 장치(200) 및 방법에 관한 것이다. 본 장치(200) 및 방법은 향상된 공정 제어, 제품 품질, 제조 생산 속도 및/또는 공정 반복성을 제공할 수 있다. 본 장치(200) 및 방법은 제조 공정 중에 적어도 하나의 공정 매개변수를 측정함으로써 보다 일정한 최종 완성 로그 특성을 제공한다. 이어서, 공정 매개변수는 바람직한 최종 제품 특성과 상관되고, 기준 프로파일에 대한 적절한 보정이 이루어진다.

Description

권취 장치 및 그 이용 방법과, 풀림 장치{CONSUMER PRODUCT WINDING CONTROL AND ADJUSTMENT}
본 발명은 종이, 필름, 직물, 플라스틱, 음식물, 3차원 형상으로 성형된 필름 및 접착제 조합체, 또는 다른 재료 등과 같은 재료의 시트를 권취하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 장치 및 방법은 권취 속도, 권취 장력 및/또는 권취된 재료 시트의 권취 밀도를 제어한다.
권취된 재료 시트의 품질을 결정하기 위한 중요한 인자는 권취 속도이다. 일반적으로, 권취 속도는 권취 장력 및/또는 권취 밀도를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 이 권취 속도는 대부분의 접착제가 필름의 홈 내에 존재하는 필름 및 접착제 조합체를 포함하는 시트 재료의 경우 특히 중요하다. 다양한 기구 및 장치가 권취 및 풀림 작업을 위해 제안되었지만, 균일한 권취 제품을 유지하는 데에 있어서 문제점들이 드러났다.
직물, 펠트, 종이 및 필름 등을 생산하기 위한 다양한 제조 작업에 있어서, 재료 시트를 롤로 권취하는 것이 필요하다. 재료 시트가 균일하고 반복적으로 감 긴 소비자 제품인 경우에, 이러한 롤은 로그(log)로 불린다. 소비자 제품 로그는 종종 다른 적용예에 사용되는 상업용 롤보다 훨씬 작다. 또한, 종이 제품 또는 필름-접착제 조합체 등과 같은 재료 시트는 롤링 공정의 특정 지점에서 가해지는 장력이 거의 없거나 전혀 없을 수 있다. 측정된 공정 매개변수에 기초하여 조절할 수 있는 기준 프로파일(reference profile)로 재료 로그의 속도를 제어함으로써 보다 양호하고 빠르고 반복적인 제어 메카니즘이 가능하다는 것이 알려졌다.
최종 제품을 제조하기 위한 후속 공정에 사용되는 비교적 큰 상업용 롤을 재권취하고자 하는 설계에 의해 다른 권취 시스템이 제한된다. 종래 기술은 본 명세서에 개시되고 청구되는 권취 시스템을 제공하지 않는다.
두께 및 외형과 같은 재료 특성 및 권취 품질은 권취 작업 중에 재료 시트에 존재하는 장력에 의해 크게 영향을 받는다. 재료의 권취 작업을 개선시키고자 하는 노력에도 불구하고, 재료의 권취된 소비자 로그를 생산하기 위한 장치의 속도, 제어 및 효율성을 향상시키고자 하는 필요성이 여전히 존재한다.
몇몇 특허들이 다양한 목적을 위한 대안적인 권취 방법을 개시하고 있다. 이러한 노력들은 스펜서(Spencer)에게 허여된 미국 특허 제 4,588,138 호, 가타오카(Kataoka)에게 허여된 미국 특허 제 4,508,284 호, 크레마르(Kremar)에게 허여된 미국 특허 제 4,744,526 호, 스미쓰(smith)에게 허여된 미국 특허 제 5,611,500 호, 케일학(Keilhack) 등에게 허여된 미국 특허 제 3,934,837 호, 스트리커(stricker)에게 허여된 미국 특허 제 6,189,824 호, 사우코넨(saukkonen) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,883,233 호 및 매튜(mathieu) 등에게 허여된 미국 특허 제 6,189,825 호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 종이, 직물, 플라스틱 또는 다른 재료 시트용의 권취 장치를 제공하는 것으로, 이 장치는 소비자용 크기의 로그에 대해 유리한 권취 특성을 갖는다. 본 발명의 다른 목적은 보다 작은 직경 편차를 갖는 로그를 제조하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 로그로부터 재료 시트를 푸는 데에 필요한 힘이 로그 전체에 걸쳐 비교적 일정하게 되도록 보다 일정한 권취 장력을 로그에 제공하는 것이다. 이는 로그 내에서의 시트 상호간의 접합이 문제가 될 수 있는 필름-접착제 조합체의 경우 특히 중요하다. 본 발명의 추가 목적, 특징 및 장점은 후속의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
발명의 개시
본 발명은 기준 프로파일을 이용하여 종이 및 필름의 최종 제품과 같은 재료 시트를 권취하여 제품의 품질, 제조 속도 및 신뢰성을 향상시키기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 중앙 권취 시스템, 표면 권취 시스템 및 이동 시스템을 포함하는 많은 상용 소비자 제품 권취 시스템이 사용될 수도 있다. 본 발명에서 제안된 방법 및 장치는 소비자용 크기의 작은 로그를 제조하는 고속의 전환 작업에서의 향상된 소비자 제품 품질을 제공하도록 설계된다.
일 실시예에 있어서, 본 방법은 로그를 형성하기 위해 재료 시트를 코어에 권취하는 권취 장치를 이용한다. 재료는 기준 프로파일에 따라 로그로 권취된다. 하나 이상의 공정 매개변수 측정치를 얻기 위해 공정 매개변수가 측정된다. 기준 프로파일은 하나 이상의 공정 매개변수 측정치에 따라 조절된다. 코어는 권취 작 업 중에 가변적인 회전 속도를 갖는다. 바람직하게는, 권취 회전 속도는 약 2 내지 약 35 기계 각도에서 분당 최소 약 400 회전수만큼 변화한다. 보다 바람직하게는, 이 속도 변화율은 약 2 내지 약 35 기계 각도 사이에서 분당 약 400 회전수만큼 감소하는 것이다.
일 실시예에 있어서, 본 권취 장치는 맨드릴, 구동 시스템, 재료 처리 시스템, 조절가능한 기준 프로파일 및 공정 매개변수 측정 장치를 포함한다. 코어는 맨드릴 주위에 제거가능하게 배치된다. 구동 시스템은 맨드릴을 구동하고 재료 시트를 코어 상에 권취하여 로그를 형성한다. 재료 처리 시스템은 시트 재료를 맨드릴 및/또는 코어로 전달한다. 일 실시예에 있어서, 기준 프로파일은 분당 회전수(RPM) 단위의 권취 속도 대 기계 각도이다. 공정 매개변수 측정 장치는 하나 이상의 공정 매개변수를 측정한다. 일 실시예에 있어서, 공정 매개변수 측정치는 로그가 측정될 때 적어도 1회 이상 취해진다. 로그는 로그의 임의의 간격에서 측정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 측정된 공정 매개변수는 로그 직경이다. 권취 중의 코어의 최소 회전 속도 변화율은 약 2 내지 약 35 기계 각도 사이에서 분당 약 400 회전이다. 대안적으로, 최소 코어 회전 속도 변화율은 권취 시작후 최초 10회전 중에는 4%이고 최초 20회전 중에는 8%이고, 또는 최초 30회전 중에는 12%이다.
인용된 모든 문헌은 관련 부분이 참조되어 본 명세서에 포함되어 있으며, 임의의 문헌의 인용은 이 문헌이 본 발명과 관련된 종래 기술로서 인정하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명의 다양한 장점은 첨부 도면을 참조하여 후속의 명세서를 읽음으로써 당업자에게 명백하게 될 것이다:
도 1은 속도 기준 프로파일의 일반적인 도식도,
도 2는 로그 권취 장치의 사시도,
도 3은 로그 권취 장치의 일 실시예의 측면도,
도 5는 로그 풀림 장치의 평면도,
도 4a는 3차원 시트의 상부 평면도,
도 4b는 3차원 시트의 측면도,
도 6은 닙 롤(nip roll)을 구비한 로그 풀림 장치의 평면도.
특정 요소에 대해 사용되는 서로 다른 도면 부호들의 개수를 줄이기 위해 하나 이상의 도면에서 동일한 요소는 동일한 도면 부호를 갖는다.
본 발명은 기준 프로파일을 조절하기 위해 하나 이상의 공정 매개변수를 이용하여 소비자 로그(들)의 권취 특성을 조절한다. 기준 프로파일은 공정 중의 특정 시점에서의 소정의 목표 공정 매개변수 값을 반영한다. 이 기준 프로파일 값은 측정된 공정 매개변수 값과 비교된다. 이 기준 프로파일은 권취 장치 또는 방법의 적어도 하나의 태양을 제어하기 위해 사용된다. 또한, 공정 매개변수 측정은 재료 시트의 바람직한 소비자용 크기의 권취물, 즉 로그를 제공하기 위해 필요한 기준 프로파일 내의 추가 조절을 가능하게 한다. 이 기준 프로파일 조절은 로그 권취 중에 및/또는 그 사이에 공정 매개변수 변동을 감소시킨다. 이 조절은 로그 내의 재료 시트의 층들 사이의 내부 인장력 및 압축력을 조절하기 위해 또한 사용될 수 있다. 로그 내부 인장력 제어는 필름-접착제 조합체에 대해 특히 바람직하다.
정의
본 명세서에서 사용되는 용어는 다음의 의미를 갖는다:
"배치된"은 요소(들)가 일체 구조로 특정 장소 또는 위치에 형성되거나 위치되는 것을 의미하기 위해 사용된다. 요소는 다른 요소에 결합되거나 결합되지 않을 수도 있다.
"결합된"은 일 요소를 다른 요소에 직접 부착함으로 일 요소가 다른 요소에 직접 고정되는 구성, 및 일 요소를 다른 요소에 부착될 중간 요소(들)에 부착함으로 일 요소가 다른 요소에 간접 고정되는 구성을 포함한다.
"포함한다" 및 "포함하는"은 후속하는 것, 즉 구성요소의 존재를 명기하지만 당업계에 공지되거나 본 명세서에 기술된 다른 특징, 요소, 단계 또는 구성요소의 존재를 배제하지는 않는 개방식 용어(open ended terms)이다.
"압축력"은 물품을 함께 압착하거나 가압하려는 부하(load)를 말한다.
"장력"은 물품을 신장하거나 연신하려는 힘을 말한다.
"재료 시트"는 로그로 감겨길 수 있는 임의의 가요성 재료를 말한다. 예로는 필름, 알루미늄 호일, 종이, 천, 음식물, 직물, 스크림(scrim), 망사(meshes), 부직물 및 그 조합체 등이 포함된다.
"로그(log)"는 재료의 소비자용 크기의 권취물로 처리 중인, 거의 완료된 또는 완료된 재료 시트의 적어도 일부분의 권취물을 말한다.
"소비자용 크기(consumer size)"는 일반 대중에게 통상 소매로 팔리는 크기 또는 구성을 말한다.
"권취"는 재료 시트를 로그로 감는 회전 공정을 말한다.
"코어"는 권취 후에 로그와 함께 남아 있어 내부 지지를 제공하는 구성요소를 말한다.
"두께 인자"(claiper factor)는 로그 상의 재료 시트 권취 층 사이의 이론적인 간격을 말한다. 이 두께 인자 및/또는 로그 직경 측정치는 도 1의 라인(11)의 순간 경사에 영향을 주기 위해 사용될 수도 있다. 이 경사는 라인 상의 고정된 피봇 지점으로부터 변화할 수 있다.
"최대 라인 속도(Max line speed)"는 라인 상의 경사를 변경시키지 않고서도 도 1의 라인(11)을 수직으로 이동시키는 스칼라 양을 말한다.
"견고성(robustness)"은 작은 변화, 변동 또는 부정확함에 영향을 받지 않게 되는 것을 말한다.
"기계 각도(machine degree)"는 반복되는 권취 사이클의 특정의 대응 부분을 말한다. 임의의 기계 각도는 권취 사이클 내의 대응 간격을 표현하기 위해 사용될 수도 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 기계 각도를 계산하기 위한 기준은 권취 사이클의 각각의 권취 영역 내에 360개의 대응하는 기계 각도가 있다는 것이 다. 예를 들면, 권취 영역 내에서 로그당 720 회전(revolution)을 갖는 로그는 기계 각도당 2회전을 가지도록 그 회전을 360으로 나누게 될 것이다. 720 기계 각도의 기준이 선택된다면, 본 명세서에서 개시된 바와 같이 35 기계 각도에서의 지점(360 기준)은 720 기준에서 70 기계 각도에서의 지점에 대응될 것이다.
기준 프로파일
주어진 임의의 로그 제품의 경우, 권취 공정을 위한 하나 이상의 기준 프로파일(70)이 있다. 도 1은 일반적인 기준 프로파일(70)을 도시하고 있다. 이 기준 프로파일(70)은 바람직한 특성을 갖는 로그를 산출하도록 설계되어 있다. 이들 로그 특성은 바람직한 권취 장력, 로그 직경 및 로그 재료 밀도를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 기준 프로파일(70)은 로그 전체에 걸쳐 비교적 일정한 권취중 장력 및/또는 압축력을 제공한다. 이는 종이 또는 필름의 각 층을 로그 전체에 걸쳐 적절히 위치시키거나 간격을 유지하게 함으로써 부분적으로 제공된다.
이 기준 프로파일(70)은 권취 장치 및/또는 이 권취 장치의 하나 이상의 구성요소들을 제어할 수 있다. 예를 들면, 이 기준 프로파일(70)은 권취 중의 재료 시트 장력, 권취 속도, 권취되는 재료의 길이, 코어의 각방향 변위, 하나 이상의 이들 매개변수들 사이의 관계 또는 다른 권취 측정 매개변수들을 제어할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기준 프로파일(70)은 특정 기계 각도에서의 분당 회전수(RPM) 단위의 로그 속도의 속도 기준 프로파일(70)(RPM 대 기계 속도)일 수도 있다. 권취 RPM은 권취 공정 중의 최대 모터 속도에 대한 백분율로서 도 1에 도시되어 있다. 목표 속도는 권취 사이클에서 다수의 기계 각도에서 달성된다. 정밀도를 최대화하기 위해, 바람직하게는 각각의 기계 각도 내에서 동일한 증분으로 이격된 몇몇의 속도 기준 지점이 있게 된다. 예를 들면, 각 권취 사이클 내에 2048개의 속도 기준 지점 또는 각 기계 각도당 대략 5.689개의 지점이 있을 수 있다. 속도 대 기계 각도의 조합은 속도 기준 프로파일(70)을 제공한다. 도 1 내의 기준 프로파일(70)은 재료 시트를 로그로 적절히 권취하는 데에 필요한 임의의 형상을 가질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 약 260 도와 약 0 도 사이의 사전 전달 영역(PT)은 로그 권취 이전의 가속 및 감속 기간을 나타낸다. 약 0 도에서, 맨드릴/코어 및 재료 시트의 속도는 상기 2개의 요소가 연결되므로 동일하거나 거의 동일하다. 약 360 도와 약 60 도 사이의 사후 권취 영역(PW)은 로그가 완성되고 재료 시트의 공급이 로그로부터 단절된 후의 감속 기간을 나타낸다. 권취 영역(WR)은 약 0 도와 약 360 도 사이이다. 이는 재료 시트가 코어 상으로 권취되어 로그를 형성할 때의 기간을 나타낸다.
기준 프로파일(70)은 기준 프로파일 조절에 의해 조절될 수 있고/있거나 변경될 수 있도록 설계된다. 기준 프로파일 조절은 최대 라인 속도 및/또는 두께 인자를 변경함으로써 행해질 수 있다. 기준 프로파일 조절은 필요하다면 행해져서 실제 공정 매개변수 측정치를 이론적인 또는 목표 공정 매개변수들을 비교함으로써 표시된다.
제어 장치는 측정된 공정 매개변수의 변동에 기초하여 기준 프로파일(70)을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는, 기준 프로파일 조절치는 컴퓨터에 의해 계산되어 자동적으로 갱신된다. 측정 및 목표 공정 매개변수 데이터 사이의 차이는 기준 프로파일을 계산하기 위한 주요 입력을 제공한다.
권취되는 로그로부터의 데이터는 기준 프로파일 조절을 행하기 위해 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 하나보다 많은 로그로부터의 데이터는 기준 프로파일 조절을 행하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 측정된 공정 매개변수 대 목표 공정 매개변수 비교는 권취 공정의 선택된 지점에서 행해진다. 예를 들면, 공정 매개변수 측정치는 하나 이상의 선택된 기계 각도에서 측정된 로그 직경일 수 있다. 공정 매개변수 측정치는 약 0 기계 각도 내지 약 360 기계 각도의 임의의 기계 각도에서 취해질 수 있다. 바람직하게는, 공정 매개변수 측정치는 약 10 기계 각도 내지 약 358 기계 각도의 임의의 위치에서 한번 이상 취해질 수 있다. 더욱 바람직하게는, 공정 매개변수 측정치는 약 340 기계 각도 내지 약 360 기계 각도의 임의의 위치에서 한번 이상 취해질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 로그 상의 일 측정치는 약 356 도에서 취해질 수 있다. 로그 직경이 원하는 것보다 크다면, 권취 속도, 즉 권취 장력은 증가되어 권취 중에 로그 직경을 압축하여 감소시킬 수 있다. 특정 각도 위치에서의 후속 로그 직경은 기준 프로파일(70)의 속도/장력 변화의 영향을 평가하기 위해 측정될 수 있다.
기준 프로파일 조절 및 공정 매개변수 측정은 임의의 빈도로 그리고 임의의 간격으로 행해질 수 있다. 빈도는 특정 시간 프레임(time frame)에서 행해진 기준 프로파일 조절 및/또는 공정 매개변수 측정의 횟수를 말한다. 간격은 측정 작업들 사이에서 제조된 로그의 개수를 말한다. 예를 들면, 공정 매개변수 측정치는 약 3 개의 로그 간격에서 약 1초 동안 초당 약 15회의 측정치를 갖는다.
기준 프로파일 조절의 빈도 및 간격은 이 공정 매개변수 측정치가 목표 공정 매개변수와 얼마나 근접하게 일치하는 지에 의해 부분적으로 제어될 수 있다. 최소 편차를 갖는 잘 제어된 시스템에서의 기준 프로파일 조절은 드물 수 있다. 기준 프로파일 조절치는 필요하다면 제조 공정의 임의의 시점에서 계산된다. 기준 프로파일 조절은 바람직한 가변도(variability) 내로 로그 직경 등과 같은 하나 이상의 공정 매개변수를 유지하기 위해 필요하다면 행해질 수 있다. 기준 프로파일(70)은 분당 약 1회보다 큰 빈도로 조절될 수 있다. 기준 프로파일(70)은 초당 약 10회보다 큰 빈도로 조절될 수 있다. 기준 프로파일(70)은 분당 약 1회 내지 초당 약 50회의 빈도로 조절될 수 있다.
기준 프로파일 조절 간격은 제조 공정의 제어를 유지하기 위해 필요한 임의의 로그 간격일 수 있다. 기준 프로파일(70)은 기준 프로파일 조절이 하나 이상의 후속 권취된 로그에 영향을 주도록 로그들 사이에서 조절될 수 있다. 기준 프로파일(70)은 바람직하게는 기준 프로파일 조절이 적어도 권취되는 로그에 영향을 주도록 조절될 수 있다. 대안의 기준 프로파일 조절 간격은 대략 매 로그마다, 대략 로그 하나씩 걸러, 대략 3개 또는 5개의 로그마다, 적어도 대략 6개 내지 10개의 로그마다, 대략 100개의 로그마다, 및 대략 1,000개의 로그마다 등의 간격이다. 기준 프로파일 조절의 빈도 및/또는 간격은 바람직하게는 공지된 통계학적 공정 제어 기술, 예컨대 문헌[American Society for Quality Control (ASQC) document Z1.4-1993 Sampling Procedures and Tables for Inspection by Attributes]에 개시 된 것에 따라 정해진다.
일반적으로, 하나 이상의 공정 매개변수 측정치가 기준 프로파일 조절치를 계산하기 위해 사용된다. 따라서, 공정 매개변수 측정의 빈도가 기준 프로파일 조절의 빈도와 동일하거나 초과하는 것이 바람직할 수 있다 . 그러나, 공정 매개변수 측정치는 임의의 빈도로 얻어질 수 있다. 공정 매개변수 측정치는 분당 약 1회보다 큰 빈도로 얻어질 수 있다. 공정 매개변수 측정치는 초당 약 10회보다 큰 빈도로 얻어질 수 있다. 공정 매개변수 측정치는 분당 약 1회 내지 초당 약 50회의 빈도로 얻어질 수 있다.
하나 이상의 공정 매개변수를 측정하기 위한 간격은 제조 공정의 제어를 유지하기 위해 필요한 임의의 로그 간격일 수도 있다. 공정 매개변수 측정 간격의 예로는 대략 매 로그마다, 대략 로그 하나씩 걸러, 대략 3개 또는 5개의 로그마다, 적어도 대략 6개 내지 10개의 로그마다, 대략 100개의 로그마다, 및 대략 1,000개의 로그마다 등이 있다. 대표적인 간격은 문헌[ASQC document Z1.4-1993]에 또한 개시되어 있다.
기준 프로파일은 각각의 개별 공정 매개변수 측정치에 기초하여 조절될 필요가 없다. 기준 프로파일(70)을 측정할 때 단 하나의 측정치에 응답하는 것에 대비하여 데이터를 평균하여 분석하는 것의 하나의 가능성 있는 이득은 로그 균일성의 향상이다. 8개의 로그 이동 평균을 이용하여, 시험적인 테스트 공정에서는 약 ±1.5밀리미터(㎜)의 범위 내로 로그 직경을 유지할 수 있었다. 바람직하게는, 로그 직경 변동은 약 ±0.3㎜ 사이로 제한될 것이다. 로그 직경 측정치의 평균을 이용 하여 기준 프로파일(70)을 조절하는 폐루프 알고리즘은 후속하는 120개의 로그에 걸쳐 약 ±0.8㎜의 로그 직경 범위를 유지하였다. 이는 두께 인자 및/또는 최대 라인 속도를 조절함으로써 달성되었다.
일 예에 있어서, 측정된 공정 매개변수는 로그 직경이다. 기준 프로파일(70)은 중앙 권취를 제어하는 구동 시스템용이다. 하나 이상의 로그 직경 측정치는 권취 공정의 그 시점에 대한 목표 또는 이론적인 로그 직경과 비교된다. 이러한 비교는 권취 공정의 하나 이상의 시점에서 행해질 수 있다. 이어서, 각 시점에서의 측정치 및 목표치 사이의 차이는 이전에 얻어진 관계 또는 보정 스케일 인자(correction scale factor)에 기초하여 기준 프로파일(70)에 대한 수정이 일어나도록 사용된다. 수정된 기준 프로파일(70)은 새로운 측정치가 기준 프로파일(70)의 추가 변화가 필요하다는 것을 지시할 때까지 후속 로그 권취용으로 사용된다.
장치
권취 장치(200)의 일 실시예는 도 2에 도시된 바와 같은 중앙 권취 장치일 수도 있다. 본 발명은 또한 임의 종류의 장치, 예컨대 중앙, 터릿, 이동, 비이동(정지) 및 재권취 롤 장치 또는 그 조합에 적용될 수 있다. 권취 공정은 임의의 회전 또는 병진이동 작동 속도로 작동될 수 있다. 병진이동 또는 회전 속도는 권취 공정 중에 또한 변할 수 있다. 연속적으로 병진이동하는 장치가 또한 사용될 수 있다. 연속적으로 병진이동하는 장치(200)의 일 예는 맥네일(McNeil) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,913,490 호에 개시된 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 권취 장치(200)는 재료 시트(50)의 적어도 하나의 로그(30)를 권취하도록 설계된다. 이 장치(200)는 적어도 하나의 구동 시스템(240), 맨드릴 반경(285)(도 3)을 갖는 적어도 하나의 맨드릴(280), 적어도 하나의 재료 처리 시스템(290), 및 적어도 하나의 공정 매개변수 측정 장치(246)를 포함할 수 있다. 코어(220)는 권취용 맨드릴(280)의 둘레에 배치되어 로그(30)와 함께 제거되도록 설계된다. 맨드릴(280)은 코어(220)를 지지하고 상기 코어에 대해 재료 시트(50)를 권취하도록 회전한다. 일반적으로, 코어 및 맨드릴은 장치(200) 상에서 서로 결합되어 권취 공정 중에 동일한 회전 속도(분당 회전수, RPM)를 갖는다. 권취 장치(200)는 공정 매개변수 측정 장치(246)에 기초하여 기준 프로파일(70)(도 1)을 조절하기 위한 적어도 하나의 제어 수단(243)을 더 포함한다. 일 실시예에 있어서, 제어 수단(243)은 공정 매개변수 측정 장치(246)를 구동 시스템(240)과 연결하는 컴퓨터일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 구동 시스템(240)은 적어도 하나의 구동 모터(242), 구동 제어기(244), 구동 커넥터(245), 및 공정 매개변수 측정 장치(246)를 포함할 수 있다. 구동 커넥터(245)는 권취 공정 중에 중심축(247)에 대해 회전하고/하거나 병진이동할 수 있다. 중심축(247)에 대한 이동은 병진이동을 제어한다. 구동 커넥터(245)는 맨드릴(280)과 구동 시스템(240)을 연결하여 상기 맨드릴을 회전시키는 데에 이용될 수 있다. 바람직한 실시예는 맥네일 등에게 허여된 미국 특허 제 5,913,490 호에 개시되어 있다. 구동 시스템(240)은 맨드릴(들)(280)이 회전할 때 필요하다면 맨드릴(280)과 연결되거나 해제될 수 있다. 이러한 연결은 벨트, 풀리 또는 체인을 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 기술 분야에 공지된 임의 의 수단에 의해 행해진다. 구동 시스템(240)은 맨드릴 및/또는 재료 시트를 구동(회전)시키도록 설계된다. 또한, 구동 시스템(240)은 코어(220) 상으로 권취하여 로그(30)를 형성하기 위해 권취 방향(WD)으로 재료 시트(50)를 이송할 수 있다. 구동 시스템(240)은 기준 프로파일(70)(도 1)에 의해 제어될 수 있다. 구동 시스템(240)은 바람직하게는 권취 중에 모든 측정 시점에 대한 디지털 기준 프로파일(70)을 이용할 수 있다. 구동 시스템(240)은 기준 프로파일(70) 전체에 걸쳐 각각의 디지털 기준을 조절함으로써 조절될 수 있다. 구동 시스템(240)은 재료 처리 시스템(290)을 제어하여 재료 시트(50)의 공급을 제어할 수 있다. 구동 시스템(240)은 또한 맨드릴(280)을 제어하여 코어(220) 상으로의 재료 시트(50)의 권취를 제어할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 맨드릴 처리 시스템(290)은 코어(220) 주위로의 권취를 위해 재료 시트(50)를 맨드릴(280) 및/또는 코어로 공급(전달)한다. 재료 처리 시스템(290)은 구동 시스템(240)에 연결되거나 독립적으로 작동될 수 있다. 로그 제거 수단(291)은 장치(200)로부터의 완성된 로그(30)의 제거를 보조하는 데에 사용될 수 있다.
재료 시트(50)는 권취 방향(WD)으로 코어(220) 주위로 권취된다. 권취 장치(200)는 맨드릴의 일 단부에 대한 캔틸레버 지지체(도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 맨드릴(280)은 권취 중에는 맨드릴(280)을 지지하기 위하여 다가오고 권취 후에는 코어(220)와 최종 로그(30)를 맨드릴(280)로부터 제거하기 위해 맨드릴(280)로부터 분리되는 제거가능한 커핑 아암(cupping arm)(260)과 같은 제거가능한 지지 체에 의해 또한 지지될 수 있다.
도 3은 장치(200)의 단순화된 측면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 맨드릴(들)(280)은 중심축(247) 주위로 권취하기 위한 위치로 회전한다. 맨드릴(280)은 회전 방향(RD)으로 회전한다. 권취 중 재료 시트(50) 상의 인장 부하(T)는 직선 1㎝당 약 0N(0kgf) 내지 직선 1㎝당 약 1.96N(0.2kgf)(즉, 직선 1인치당 약 1 lbf)로 유지될 수 있다. 재료 시트(50)의 직선 센티미터는 도 2에 도시된 바와 같이 로그 직경(36) 측정치에 수직한 중심축(247)을 따라 일반적으로 측정된다. 바람직하게는, 권취 중 재료 시트(50) 상의 인장 부하(T)는 직선 1㎝당 약 0.0098N(0.001kgf) 내지 직선 1㎝당 약 0.98N(0.1kgf)으로 유지될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 인장 부하(T) 및/또는 로그(30)의 크기는 각각의 로그 층(35) 상에 생성될 수 있는 압축 부하(C)에 영향을 미친다. 로그 층(35)은 로그(30) 상에서 상기 층의 아래 및/또는 위에 권취된 다른 재료 시트를 갖는 재료 시트의 일반적인 원주방향 권취물이다.
도 3에 도시된 공정 매개변수 측정 장치(246)는 로그 직경, 기계 각도, 구동 속도, 구동 모터 축의 각 위치, 구동 모터 축의 변위, 기계 권취 사이클 지점 및 그 조합을 포함하는 공정 매개변수를 측정하도록 설계된다.
또한 장치(200)는 재료 시트의 천공, 코어로의 접착체의 추가, 바람직한 로그가 권취된 후의 재료 시트의 절단, 맨드릴 상으로의 코어의 로딩, 코어로의 재료 시트의 선단부의 전달, 권취된 로그의 제거, 권취 중 맨드릴 지지체의 이동을 위한 수단 및 본 기술 분야에 공지된 다른 수단을 포함하는 기타 특성을 포함할 수 있 다.
소비자용 크기의 로그는 상업용 크기의 롤보다 일반적으로 훨씬 작다. 소비자용 로그는 로그 직경이 약 50㎝보다 작고 로그 직경이 약 25㎝보다 작고/작거나 로그 직경이 약 5㎝ 내지 약 35㎝인 최종 제품을 포함할 수 있다. 소비자용 로그는 그 무게가 약 5kg보다 작고, 약 3kg보다 작고/작거나 약 50g 내지 약 2kg 사이일 수 있다.
권취된 재료의 비교적 큰 롤에 대한 산업용 권취 작업은 소비자 제품의 로그당 1초 내지 3초에 대비해서 상업용 롤당 5분 내지 60분의 권취시간으로 본 발명보다 느린 권취 속도로 일반적으로 작동되고 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 권취 중 코어 회전 속도 변화율은 약 2 기계 각도 내지 약 35 기계 각도에서 분당 약 400 회전 이상이다. 본 발명에 개시된 방법 및 장치에 조합하여 권취 속도를 신속하게 변화시킬 수 있는 능력은 보다 빠른 제조 속도, 보다 두꺼운 웨브의 처리, 및 보다 정확한 및/또는 일정한 소비자 제품 로그 권취를 가능하게 하도록 설계되는 것이다. 코어 회전 속도는 코어 RPM으로 측정되고 중심축(247)에 대한 코어의 임의의 병진이동 속도와 독립적이다. 대안적으로, 로그를 권취할 때 코어의 분당 회전수(RPM)는 로그 권취의 최초 10회전 중에는 4%이고, 바람직하게는 로그 권취의 최초 20회전 중에는 8%이고, 또는 더 바람직하게는 로그 권취의 최초 30회전 중에는 12%로 감소될 수 있다. 이들 코어 회전 속도 변화율은 효율적인 소비자 제품 로그 제조에는 전형적이지만 산업용 크기의 권취 작업에는 너무 빠르다. 소비자 제품 권취 속도는 신속한 측정 및 기준 프로파일(70)의 조절이 바람직하다는 한가지 근거가 된다 .
종래 기술은 구동체 자체의 관성에 대한 권취 재료 시트 관성의 비가 아주 높다. 구동체 관성은 장치(200)의 모든 구동되는 질량(driven mass)을 포함한다. 이는 구동 커넥터(들)(245) 및 맨드릴(280) 등을 포함한다. 재료 시트의 관성이 구동체 관성보다 큰 경우의 공정은 권취 공정 중의 제어를 더 용이하게 한다. 종래 기술에서 전형적인 권취 재료 시트(로그) 대 구동체의 관성비는 50 내지 5,000인 반면에, 완성된 소비자 제품에 대한 로그 대 구동체의 관성비는 약 0.01 내지 약 0.8로 변할 수 있다. 소비자 제품의 경우, 구동체 관성은 일반적으로 로그 관성의 약 2배 이상이고, 이는 로그 대 구동체의 관성비를 약 0.5보다 작게 한다.
도 2에 도시된 권취 장치(200)는 권취 시스템에 대한 재료 공급 속도 및/또는 재료 장력을 제어하는 다른 구성요소와 독립적으로 또는 이와 함께 사용될 수 있다. 또한, 권취 장치(200)는 권취와 관련된 재료의 특성, 예컨대 두께, 인장 강도 및 신축성을 제어하는 상류의 작업과 관련하여 사용될 수 있다. 장치(200)는 보다 균일한 장력하에서 재료 시트(50)가 권취될 수 있게 하고, 이에 의해 로그 직경/압축성을 보다 일정하게 하고 아울러 기계가공 방향(MD) 장력 변화와 관련된 넥 다운(neck down)에 의한 슬릿 단부 상의 변동을 보다 작게 함으로써 로그(30) 품질을 향상시킨다. 또한, 제조 손실이 최소화된다. 재료 시트 제어를 향상시킴으로써, 권취될 때 재료 시트를 파손시키거나 판매할 수 없는 제품을 초래할 수도 있는 의도하지 않은 권취 속도의 변동을 줄일 수 있다 . 이러한 문제점들을 피함으로써 보다 높은 제조 속도와 효율을 얻을 수 있다.
공정 매개변수 측정 장치
도 2 및 도 3의 공정 매개변수 측정 장치(246)는 권취 공정의 임의의 지점으로부터 데이터를 측정 및/또는 기록할 수 있다. 이 공정 매개변수 측정 장치는 장치(200)에 부착되거나 독립적으로 장착될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 공정 매개변수 측정 장치(246)는 권취 중에 이동하거나 병진이동하는 로그(30)를 추적하도록 이동하거나 병진이동할 수 있다. 공정 매개변수 측정 장치(246)는 권취 공정 중에 하나 이상의 기계 각도에서 코어(220) 상의 로그 직경(36)을 감지 및/또는 측정할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 공정 매개변수 측정 장치(246)는 구동 시스템(240)을 제어하기 위한 제어 수단(243)에 연결될 수 있다. 구동 시스템(240)은 이어서 본 장치(200)의 권취 및 풀림 속도를 제어할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어 수단(243)은 권취 장치에서의 완성된 제품 로그(30)의 로그 직경(36) 및/또는 재료 시트 장력(T)을 자동적으로 제어할 수 있다. 공정 매개변수 측정 장치(246) 데이터는 바람직한 완성 제품 특성과 상관될 수 있고, 적절한 상관은 완성된 로그(30)의 품질을 향상시키기 위해 필요하다면 기준 프로파일(70)에 대해 적당한 보정이 행해질 수 있다.
공정 매개변수 데이터는 권취 품질 및/또는 생산 속도에 영향을 미치는 임의의 변수일 수 있다. 많은 변수들이 권취 품질 및 제조 속도/신뢰성에 영향을 미친다. 이 변수들에는 두께, 두께 압축성 및 원재료 공급 또는 환경에 기인한 수분 함량 등과 같은 원재료 변화와, 시간에 따른 증가된 엠보싱 효율과 같은 상류 공정 변화가 포함된다. 이들 변수들은 권취 사이클 또는 심지어 몇몇 후속 권취 사이클들과 관련된 기간 내에 통상 제어될 수 없다. 따라서, 이들은 기준 프로파일(70) 내에서 보정되어야 한다. 기준 프로파일(70)의 적시의 보정은 권취 중에 하나 이상의 중요한 공정 매개변수를 측정하는 것을 포함하고/하거나, 이어서 곧 기준 프로파일(70)의 적시의 조정(intervention) 및 조절을 충분히 가능하게 하도록 설계된다.
기준 프로파일(70)을 조절하는 데에 사용될 수 있는 이러한 하나의 공정 매개변수는 권취 공정 전체에 걸친 간격들에서의 로그 직경(36)이다. 도 3은 로그 직경(36)을 도시하고 있다. 이 로그 직경은 로그가 완성될 때까지 증가하여 최종 로그 직경이 얻어질 수 있다. 권취 공정 중의 다양한 증분 지점에서의 로그 권취 속도, 권취 장력 및 로그의 직경 사이에는 강한 상관 관계가 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 로그 직경(36)을 정확히 측정하기 위한 시스템이 개발되었고 로그 직경은 권취 공정 중에 하나 이상의 지점에서 변한다. 대안적으로, 권취가 종료된 직후 권취 전체에 걸쳐 많은 지점에서 권취된 제품 로그(30)를 풀어 냄으로써 로그 직경(36)을 정확히 측정하기 위한 시스템을 또한 개발하였다.
예를 들면, 로그 직경 제어 알고리즘은 공정 내의 일 지점에서 측정된 로그 직경(36)을 목표치와 비교한다 . 이어서, 맨드릴 속도 기준 프로파일은 로그 직경(36)을 목표치로 유지하기 위해 두께 인자 매개변수를 통해 조작된다. 본 발명은 로그 직경을 설정 지점에서 약 ±0.8㎜로 유지한다.
권취 로그의 직경이 목표를 벗어난 것을 공정 매개변수 측정 장치(246)가 나 타내면, 기준 프로파일(70)에 변화가 가해질 수 있다. 기준 프로파일(70) 변화는 맨드릴 구동 속도에 대한 작은 조절치를 자동적으로 산출하여 현재 또는 후속 로그에서의 바람직한 목표 로그 직경값으로부터 측정된 로그 직경 변동을 감소시킨다.
측정될 수 있는 다른 공정 매개변수 측정치들에는 로그 직경, 로그 직경 대 권취 시간, 로그 직경 대 로그 상의 재료의 길이, 권취 중에 측정된 장력의 합계, 권취 중의 장력의 평균, 또는 그 조합이 있다. 이들 측정치들은 어떤 기준 프로파일 조절이 행해져야 하는 지를 결정하는 데에 사용될 수 있다. 도 1은 속도 대 기계 각도의 기준 프로파일을 갖는다. 이들 매개변수들은 두께 인자 및/또는 최대 라인 속도를 변경시킴으로써 조절될 수 있다.
측정 센서
공정 매개변수 측정 장치(246)는 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 이 센서(들)는 접촉 및/또는 비접촉 센서일 수 있다. 접촉 센서로는 롤러, 응력-변형율 게이지 및 마이크로미터 등이 포함된다. 비접촉 센서로는 레이저, 초음파 장치, 광학 장치, LED 및 그 조합 등이 포함된다. 권취된 로그(30)당 샘플링된 데이터 지점의 개수는 발생된 변동의 수준, 소정의 분해능, 및 측정 장치의 성능에 따라 하나 내지 천 개 이상 될 수 있다. 데이터 지점은 하나 또는 몇 개의 로그(30)로부터 취해질 수 있다. 이 샘플링 데이터는 평균(average), 중간값(mean), 표준 편차 및 합계 등과 같은 다양한 수학적 함수를 이용하여 제어 수치로 변환되거나 또는 그대로 사용될 수 있다. 다른 방법으로는 이론치로부터 실제값을 단순히 빼는 것에서부터 보다 복잡한 피드 포워드 로직(feed forward logic), 라플라스 변환 및 미분 방정식 등이 포함된다.
시험적 변환 라인(Pilot Converting Line) 로그 직경은 키엔스(Keyence; 등록상표), 모델 LK-503으로 입수가능한 비접촉 전하 결합 소자[noncontacting Charge Coupled Device(CCD)] 레이저 센서를 이용하여 측정될 수 있다. 비접촉 방식은 재료 시트(50)가 걸리게 하여 시트가 파손될 가능성을 제거한다. CCD 레이저 센서는 아주 정확하고 반복적인 측정치를 제공한다. 선형 가변 차분 변환기(linear variable differential transformer, "LVDT")와 같은 접촉 측정 장치는 동일한 수준의 신뢰성 및 반복성을 제공할 수 없다. 시험적 변환 라인 상에서, LK-503 센서는 "고정밀" 모드로 사용될 수 있고, 이는 상기 센서가 10 미크론 분해능을 갖는 200㎜ 측정 범위를 가지며 권취 로그의 표면과 물리적으로 접촉하지 않는다는 것을 의미한다. 로그 및 재료 시트와의 접촉을 피하는 것은 소비자 제품을 효과적으로 생산하는 데에 필요한 고속으로 공정이 진행되고 있을 때 특히 중요하다. 사용자 인터페이스가 시험적 변환 라인 작업자 인터페이스 스테이션(Pilot Converting Line operator interface station)에 설치되었다. 이 사용자 인터페이스는 로그 직경 제어 시스템에 "윈도우"(window)를 제공한다. 이는 작업자가 직경 제어 시스템을 모니터하고 설정된 지점 변경을 가능하게 하고 직경 제어기의 모드를 변경할 수 있게 한다. 이러한 변경은 수동으로 또는 바람직하게는 컴퓨터 제어에 의해 자동으로 행해질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 공정 매개변수 측정 장치(246)는 키엔스(등록상표), 모델 LK-503으로 입수될 수 있는 비접촉 레이저 센서를 포함할 수 있다. 비접촉 레 이저 센서를 포함하는 공정 매개변수 측정 장치(246)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 권취 장치(200) 아래의 2개의 위치에서 시험된다. 공정 매개변수 측정 장치(246)는 장치(200) 아래에 장착되었다. 도 3에 도시된 바와 같이, 공정 매개변수 측정 장치(246)는 정위치에 고정되어 로그(30)의 정지 위치(dwell position, 38)를 조준하고, 이럼으로써 각각의 360° 권취 사이클의 약 1/3에 대해 또는 약 120 내지 약 240 기계 각도에서 유효한 데이터를 볼 수 있게 한다. 정지 위치(38)는 권취 중에 맨드릴이 병진이동하지 않고 정지된 권취 공정 중의 지점이다. 공정 매개변수 측정 장치(246)는 베드롤 조립체(bedroll assembly) 아래의 제 2 위치로 나중에 이동한다. 공정 매개변수 측정 장치(246)는 정위치에 고정되고 절단 위치(chop-off position)를 조준한다. 이 절단 위치는 재료 시트가 절단될 때 권취 사이클의 말기 위치 근처이다. 재료 시트의 일부는 계속 권취될 수 있다. 로그 직경(36) 측정치는 약 356 기계 각도에서 각 로그 권취 사이클당 1회 취해진다.
보다 바람직한 실시예에 있어서, 키엔스(등록상표) 레이저 센서는 권취 위치의 처음 위치를 조준하고 이어서 연속적으로 관절 운동하여 권취 사이클이 종료될 때까지 권취 로그의 중심 위치를 조준할 수 있다. 제 2 센서 시스템은 제 1 센서 시스템과 함께 사용될 수 있다. 제 2 센서는 권취 시작 위치를 조준할 수 있고 제 1 센서 시스템은 로그 종료 위치를 조준할 수 있으며, 필요하다면 그 반대가 될 수도 있다. 종료 위치는 약 360 기계 각도이고 로그 권취의 말기 위치와 일치한다. 둘 이상의 센서들은 권취 사이클 내의 다른 위치(즉, 병진이동한 위치)에 있는 연속 로그(30) 상에서 권취 측정이 누락되지 않는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있 다.
센서는 삼각 측량 이론을 이용하여 거리를 측정할 수 있다. 반도체 레이저 빔은 목표 표면으로부터 반사되어 수신기 렌즈 시스템을 통과한다. 이 빔은 CCD 감지 어레이 상에 초점이 맞추어진다. CCD는 빔 스폿(beam spot)의 영역 내의 각 픽셀(개별 CCD 감지 요소)에 대한 빔 스폿의 광량 분포의 최대값을 검출하여 정확한 목표 위치를 결정한다. 목표 변위가 센서 헤드에 대해 변하게 됨에 따라, 반사된 빔 위치는 CCD 어레이 상에서 변하게 된다. 이들 위치 변화는 50.0 미크론만큼 작게 위치 변화를 분해하는 제어기에 의해 분석된다. CCD 기술은 불연속 감지 요소 설계를 갖고, 빔 스폿 광 분포의 최대치를 정밀하게 결정하고, 목표 위치를 50.0 미크론 단위로 정밀하게 측정할 것이다.
비접촉 키엔스(등록상표) 레이저 센서는 본 기술 분야에 공지된 임의의 수단에 의해 제어 수단(243)에 연결될 수 있다. 일 예로는 키엔스(등록상표),모델 LK-C10으로 입수할 수 있는 10m 익스텐션 케이블이 있다. 제어 수단(243)은 키엔스(등록상표), 모델 LK-2503 제어기일 수 있다. 제어 수단(243)은 DIN-레일 장착식일 수도 있다. 제어 수단(243)은 지멘스(Siemens)의 24VDC 전원에 의해 동력을 공급받을 수도 있다. 이 전원은 또한 DIN-레일 상에 장착될 수 있다. 제어 수단(243)은 10V 신호를 단자(13, 14) 상으로 브로드캐스팅(broadcast)할 수 있다. 이 신호는 "고정밀" 모드에서 레이저의 250㎜ 내지 450㎜ 측정 범위에 해당한다. 이 신호는 오토맥스 랙 A02 , 슬롯 07(AutoMax Rack A02, Slot07) 내의 오토맥스 아날로그 입력 카드(AutoMax Analog Input Card)(57C409)로 전송될 수 있다. 이 신호는 벨 덴-M 8770 3C18(Belden-M 8770 3C18) 차폐 케이블 상으로 전송될 수 있다. 이는 3도체 와이어이지만 3개의 리드 중 단지 2개만 필요하다. 이 차폐 와이어는 오토맥스 랙 A02(AutoMax Rack A02)용의 필드 종단 캐비넷(field termination cabinet)에서 종단된다. 오토맥스 아날로그 입력 카드는 12-비트 A/D 변환을 이용한다. 이는 0.049㎜(1.92mil)의 분해능 또는 0.098㎜(3.84mil)의 직경 분해능을 산출한다.
재료 시트
권취될 재료 시트(50)는 로그로 감길 임의의 가요성 재료일 수 있다. 재료 시트(50)의 예로는 임의의 필름, 금속 호일, 종이, 천, 음식물, 직물, 스크림, 망사, 부직물, 및 그 조합 등이 포함될 수 있다. 재료 시트 구조 내의 단일 또는 다중 층은 동시 압출되거나, 압출 코팅되거나, 박층화되거나 또는 다른 공지의 방법에 의해 조합되었는지 고려되어야 한다.
유용한 필름은 폴리에틸렌(PE)(고밀도 폴리에틸렌, HDPE, 저밀도 폴리에틸렌, LDPE 및 선형 저밀도 폴리에틸렌, LLDPE을 포함함), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 라텍스 구조, 나일론, 설린(surlyn) 및 그 혼합물 등을 비제한적으로 포함한다. 바람직한 수지는 EVA 및 폴리프로필렌의 블렌드이다. 열가소성의 비탄성 가요성 필름을 포함하는 임의의 필름이 사용될 수 있다. 천공된 또는 다공성 필름이 재료 시트로서 또한 사용될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 재료 시트(50)는 3차원 형상으로 성형된 필름일 수 있다. 3차원 형상으로 성형된 필름의 두께(650)는 약 0.0025㎜[약 0.0001인치(0.1mil)] 내지 약 0.23㎜[약 0.009인치(9mil)], 바람직하게는 약 0.013㎜(0.5mil) 내지 약 0.15㎜(6mil), 더욱 바람직하게는 약 0.08㎜(3mil) 내지 0.13㎜(5mil)일 수 있다. 바람직한 재료 시트(50)는 접착제 재료를 포함한다. 접착제 재료는 재료 시트(50)의 제 1 표면(57), 제 2 표면(59) 또는 양 표면에 도포될 수 있다. 3차원 필름의 제 1 표면(57)은 복수의 홈진 감압 접착제 부분(56) 및 복수의 절첩 돌출부(collapsible protrusion)(55)를 포함할 수 있다. 이 돌출부는 절첩 돌출부(55)의 적어도 일부를 절첩하기에 충분한 힘이 제 2 표면(59)에 가해질 때까지 접착제 부분의 목표 표면으로의 조기 부착을 방지하는 스탠드-오프(stand-off)로서 기능한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로그 층(35)의 압축력(C)은 바람직하게는 로그 층(35) 내의 절첩 돌출부(55)의 약 30%보다 많은 부분을 절첩하기에 충분한 힘보다 작다. 더욱 바람직하게는, 로그 층(35)의 압축력(C)은 로그 층(35) 내의 절첩 돌출부(55)의 약 20%보다 많은 부분을 절첩하기에 충분한 힘보다 작다.
재료 시트(50)로 사용하기 위해 접착제가 일 표면에 도포된 바람직한 3차원 필름은 해밀턴(Hamilton) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,871,607 호, 미국 특허 제 5,662,758 호 및 미국 특허 제 5,968,633 호와, 맥과이어(McGuire) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,965,235 호에 개시되어 있다.
재료 시트(50)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 큰 롤로 될 수 있다. 이 재료 시트는 소비자용 크기의 로그를 완성하기 위해 필요에 따라 다수의 코어 주위로 권취될 수 있다.
온라인 예
재료 시트(50)를 코어(220) 상으로 권취하여 로그(30)를 형성하기 위한 도 2에 도시된 권취 장치(200)를 이용하는 방법은 도 1에 도시된 기준 프로파일(70)을 따라 재료 시트(50)를 권취하여 로그(30)를 형성하는 단계를 포함한다. 이어서, 적어도 하나의 공정 매개변수가 측정되어 적어도 하나 이상의 공정 매개변수 측정치를 얻을 수 있다. 이어서, 기준 프로파일(70)은 적어도 하나의 공정 매개변수 측정치에 따라 조절될 수 있다.
도 3에 도시된 일 실시예에 있어서, 공정 매개변수 측정 장치(246)는 로그 직경(36)을 측정하고 그 데이터는 기존의 제어 수단(243) 내의 로그 직경 제어 프로그램으로 통합된다. 이 알고리즘은 작업자 인터페이스에서 입력된 로그 직경 설정 지점에 기초하여 이론적인 시트 두께를 계산함으로써 개시된다. 모든 처리 사이클에서, 이론적인 시트 두께, 시트 카운트, 시트 길이, 및/또는 현재의 기계 위치가 이론적인 로그 직경을 계산하기 위해 사용된다. 예를 들면, 공정 매개변수 356 도의 기계 위치에서 샘플링되고 길이가 11인치(279.4㎜)이고 시트 카운트가 72인 제품에 대해 이상적인 두께가 22.89mil(0.581406㎜)인 경우, 이론적인 직경은 5.08인치(129.032㎜)로 계산될 것이다. 기계 위치가 절단 위치 또는 360 도일 경우, 이론적인 직경은 5.10인치(129.54㎜)가 될 것이다.
로그 직경 제어 프로그램은 공정 매개변수 측정 장치(246)로부터의 데이터를 이용하여 필요하다면 기준 프로파일(70)(도 1)을 조절한다. 로그 직경 제어 프로그램은 기계 위치를 모니터하고 기계 각도 위치가 소정의 값에 도달하자마자 공정 매개변수 측정 장치(246)로부터의 측정된 직경 데이터를 통합한다. 이러한 예에서, 선택된 값은 356이었다. 측정된 직경은 위에서 계산된 바와 같이 이론적인 직경으로부터 감해지고 임의의 차이는 제어 수단(243)에 의해 평가되는 오차가 된다. 본 예에서, 이 오차를 평가하기 위해 구성될 수 있는(configurable) 4점 이동 평균 블록이 사용되었다. 이어서, 이동 평균의 출력은 이 평균이 사용자에 의해 정의될 수 있는 미리 구성된 제어 한계의 밖에 있는 경우 기존의 두께 인자 매개변수에 대한 "트림"(trim) 값을 계산하기 위해 사용된다. 25mil(±0.635㎜)의 제어 한계가 본 실시예에서 사용되었다. 본 예에서, 이러한 두께 인자 "트림"에 대한 최소값은 0.1mil(0.00254㎜)이었다. 트림 값은 공칭 두께 인자 설정치로부터 감해져서(또는 이에 더해져서) 기준 프로파일(70)이 변화된다. 이어서, 제어 수단(243)은 맨드릴 회전 속도에 변화를 주어 공정을 변화시킨다. 본 실시예에 있어서, 로그 직경 제어 알고리즘은 적분 제어기의 형태를 취할 수 있다. 25mil(±0.635㎜)의 미리 구성된 제어 한계는 정상 상태 작동시의 제어기 변동(oscillation)을 감소시키고/시키거나 방지하는 데에 도움이 된다. 이러한 변동은 두께 인자 변화가 0.1mil 이상의 증분에서 단순히 발생할 수 있다는 사실에 기인할 수 있다. 이는 10mil(0.010인치 or 0.254㎜)의 롤 직경 변화에 아주 근접하게 대응된다.
일단 제어 이동(control move)이 발생하면, 평균 측정 오차가 사용자가 정의할 수 있는 미리 구성된 제어 한계 내에 있을 때까지 필요에 따라 본 공정은 계속적이고 반복적으로 조절을 수행한다. 일단 평균 오차가 사용자가 정의할 수 있는 미리 구성된 제어 한계 내에 있게 되면, 로그 직경 제어 프로그램은 두께 인자의 조작을 중단하지만 평균 오차는 계속 모니터할 것이다. 평균 오차가 미리 구성된 제어 한계를 넘게 되면 제어 활동이 재개될 것이다.
제어 프로그램은 작업자가 로그 직경 제어를 작동하지 않게 하면 축적된 두께 인자 변화가 영으로 리셋되고 맨드릴 속도 기준 테이블이 원래의 공칭 두께 인자 값에 기초하여 다시 계산되도록 작성될 수 있다. 대안적으로, 이 프로그램은 축적된 두께 인자 변화의 (전부는 아니더라도) 일부를 후속 작업에 사용하기 위한 최초 기준 프로파일(70)에 대한 "신규한" 공칭 두께 인자 값으로 통합할 수 있다.
오프라인 측정
도 5는 재료 시트(350)의 로그(330)를 풀고 하나 이상의 공정 매개변수 측정치를 구하기 위한 풀림 장치(300)를 도시하고 있다. 이 풀림 장치는 또한 기준 프로파일(70)에 대한 상관 관계를 갖는 하나 이상의 공정 매개변수 측정치를 측정할 수 있다. 예를 들면, 로그(330)이 풀릴 때 그 전체에 걸친 풀림 힘이 측정될 수 있다. 이 공정 매개변수 측정치 데이터는 권취 직경, 권취 속도 및 권취 장력과 강한 상관 관계를 갖는 것으로 밝혀졌다. 이어서, 이 공정 매개변수 측정치 데이터는 이후에 로그를 제조하는 데에 사용되는 권취 장치의 기준 프로파일(70)을 조절하기 위해 필요하다면 사용될 수 있다. 풀림 장치(300)는 이미 전술한 것을 포함하는 임의의 재료 시트(350)를 풀기 위해 사용될 수 있다. 풀림 측정치는 소비자가 제품을 로그(330)로부터 풀게 되는 소비자 제품용으로 특히 유용하다. 이러한 하나의 제품은 풀림 장력이 권취 장력과 다를 수 있는 접착제의 패턴이 코팅된 필름을 포함한다. 풀림 장치(300)는 또한 권취 공정 중의 다양한 지점에서 로그 (330)의 로그 직경(336)을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 로그(330)가 풀림에 따라, 재료 시트(350)는 제거되고 남아 있는 로그 직경(336)은 로그(330) 상에 남는 재료 시트(350)의 알려진 길이와 같게 되거나 특정 기계 각도와 관계되게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 재료 시트(350)의 로그(330)를 풀기 위한 풀림 장치(300)는 인장 시스템(340), 로그가 그 주위로 위치되는 풀림 맨드릴(380), 적어도 하나의 풀림 측정 장치(346)를 포함할 수 있다. 인장 시스템(340)은 풀림 방향(UD)으로 재료 시트(350)를 로그(330)로부터 당기는 데에 사용된다. 풀림 맨드릴(380)은 풀림 맨드릴 반경(385)을 갖는다. 로그(330)는 풀림용 풀림 맨드릴(380) 상에 위치된다. 재료 시트(350)의 일부는 인장 시스템(340)에 부착된다. 인장 시스템(340)은 재료 시트(350)를 로그(330)로부터 당기고 풀림 측정 장치(346)는 적어도 하나의 공정 매개변수 측정치를 얻는다.
적어도 하나의 풀림 측정 장치(346)는 임의의 원하는 공정 매개변수를 측정하도록 설계된다. 풀림 측정 장치(346)는 인장 시스템(340)이 로그(330)의 재료 시트(350)를 풀림 방향(UD)으로 당길 때 적어도 하나의 공정 매개변수를 적어도 1회 측정한다. 공정 매개변수 측정치로는 로그 직경, 풀림 속도, 풀림 모터 축의 각 위치, 풀림 축의 변위, 기계 풀림 사이클 지점, 기계 각도, 인장 속도, 인장력(힘), 인장 각도, 로그 직경 대 풀림 시간, 로그를 푸는 데에 필요한 로그 장력, 로그 직경 대 로그 상의 재료의 길이, 풀림 동안 측정된 장력의 합계, 풀림 동안의 장력의 평균, 및 그 조합이 포함된다.
도 6에 도시된 일 실시예에 있어서, 풀림 장치(600)의 인장 시스템(340)은 닙 축(349) 및 닙 원주부(347)를 갖는 적어도 하나의 닙 롤(345)을 포함한다. 인장 시스템(340)은 또한 제 2 닙 롤(344)을 포함할 수 있다. 닙 롤(345)은 회전하여 재료(350)를 로그(330)로부터 풀도록 설계된다. 닙 롤(345)은 닙 원주부(347)를 갖고, 풀림 방향(UD)으로 회전하여 재료 시트(350)를 로그(330)로부터 풀기 위해 제 2 닙 롤(344)과 함께 작용한다. 닙 롤(345)은 회전 방향(RD1)으로 회전한다. 제 2 닙 롤(344)은 제 2 회전 방향(RD2)으로 회전한다. 로그(330)는 제 3 회전 방향(RD3)으로 풀린다. 근접 센서(366)는 닙 롤 축(349) 상에 위치되어 로그 회전을 측정할 수 있다. 센서(366)는 닙 롤(345)의 회전을 측정하며, 닙 원주부(347)가 공지되어 있으므로 각 로그 회전당 풀리는 시트의 길이가 계산될 수 있다. 이어서, 연속적인 직경 측정치들은 권취 공정 중의 다양한 지점(예컨대. 기계 각도)에서의 풀림 로그 직경(336)을 에뮬레이트(emulate)한다. 대안적으로, 레이저 삼각 측량 시스템 또는 다른 공지된 장치가 오프라인 시스템 내에서 풀림 로그 직경(336)을 직접 측정하기 위해 사용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 풀림 측정 장치(346)는 재료 시트(350)가 로그(330) 및 닙 롤(345) 사이에 위치된 아이들러 롤러(360) 위로 경로가 정해지게 할 수 있다. 2개의 안내 롤러(362)는 아이들러 롤러(360)와 함께 사용될 수 있다. 아이들러 롤러(360)는 로드 셀(361) 상에 장착될 수 있고, 이 로드 셀은 시트(350)를 로그(330)로부터 당기기 위해 시트(350)의 풀림 방향(UD)으로 작용하는 힘을 측정할 수 있다. 풀림 방향(UD)은 또한 기계가공 방향으로 알려져 있다. 이어서, 닙 롤(345)은 회전 방향(RD1)으로 회전하여 시트(350)를 로그(330)로부터 풀 수 있 다. 근접 센서(366)는 로그(330) 회전을 측정하여 로그(330) 내의 풀림 힘 대 위치 관계를 결정할 수 있다. 풀림 힘 프로파일은 기준 프로파일(70)과 비교되고, 이어서 보정 인자들이 계산되어 권취 장치 구동 제어기로 피드백 될 수 있다. 이는 로그(330) 전체에 걸쳐 인접하는 재료 시트(350)의 층들 사이에 보다 일정한 힘을 유지하도록 하는 수단을 제공하여, 로그(330)로부터 제품을 분배할(풀) 때의 용이함 및 균일함을 향상시킬 수 있다.
공정 매개변수 측정치가 샘플 로그(330)를 풀고 측정함으로써 오프라인으로 취해진다면, 본 시스템은 수동일 수도 있고 자동화될 수도 있다. 바람직하게는, 풀림 측정 장치는 자동화된다. 자동화된 풀림 측정 장치는 풀림 측정 장치의 공정 매개변수 측정치를 모으게 하고 작업자 데이터의 입력 및 계산에 대한 필요성이 없이도 권취 장치에 사용된 기준 프로파일을 변경하는 것을 가능하게 한다. 본 명세서에 개시된 장치 및 방법은 이전에 이용된 생산 결과와 기타 실험실 시험 결과와 잘 상관되는 정확한 데이터를 신속하게 제공하도록 설계된다.
본 발명의 특별한 실시예가 예시되고 기술되었으나, 당해 분야의 숙련자에게는 다른 다양한 변화 및 변경이 본 발명의 취지 및 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 내에 속하는 그러한 모든 변경 및 수정을 첨부된 청구의 범위에 포함시키고자 한다.

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  19. 재료 시트를 코어 상으로 권취하여 로그를 형성하기 위한 권취 장치를 이용하는 방법에 있어서,
    기준 프로파일에 따라 재료 시트를 코어 주위로 권취하는 단계와,
    공정 매개변수를 측정하여 적어도 하나의 공정 매개변수 측정치를 얻는 단계와,
    적어도 하나의 공정 매개변수 측정치에 따라 기준 프로파일 조절하는 단계를 포함하며,
    상기 코어는 2 기계 각도 내지 35 기계 각도에서 분당 400 회전수 이상의 회전 속도 변화율을 갖는 것을 특징으로 하는
    권취 장치의 이용 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    재료 시트 상의 장력은 직선 1㎝당 0N(0kgf) 내지 직선 1㎝당 1.96N(0.2kgf)으로 유지되는 것을 특징으로 하는
    권취 장치의 이용 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 권취 장치는 중앙 권취 장치인 것을 특징으로 하는
    권취 장치의 이용 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 공정 매개변수 측정치는 로그 직경, 로그 직경 대 권취 시간, 로그 직경 대 로그 상의 재료의 길이, 권취 중에 측정된 장력의 합계, 권취 중의 장력의 평균, 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는
    권취 장치의 이용 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 기준 프로파일은 공정 매개변수 측정치 대 목표 공정 매개변수에 기초하여 조절되는 것을 특징으로 하는
    권취 장치의 이용 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 공정 매개변수 측정치는 340 기계 각도 내지 360 기계 각도에서 적어도 1회 측정되는 것을 특징으로 하는
    권취 장치의 이용 방법.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 기준 프로파일의 조절 단계는 적어도 권취되는 로그에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는
    권취 장치의 이용 방법.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 기준 프로파일의 조절 간계는 적어도 하나의 후속 권취되는 로그에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는
    권취 장치의 이용 방법.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 장치는 구동체 관성을 갖고, 로그는 로그 관성을 갖고 로그 관성 대 구동체 관성의 비는 0.5보다 작은 것을 특징으로 하는
    권취 장치의 이용 방법.
  28. 기준 프로파일을 충족하도록 재료 시트를 권취하는 권취 장치에 있어서,
    제거가능한 코어가 그 주위로 배치된 맨드릴과,
    재료 시트를 코어로 전달하기 위한 재료 처리 시스템과,
    맨드릴 및 코어를 회전시키고 재료 시트를 코어 상으로 권취하여 로그를 형성하는 구동 시스템과,
    기준 프로파일을 조절하기 위해 사용되는 적어도 하나의 공정 매개변수 측정치를 얻기 위한 적어도 하나의 공정 매개변수 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는
    권취 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 공정 매개변수 측정치는 로그 직경, 로그 직경 대 권취 시간, 로그 직경 대 로그 상의 재료의 길이, 권취 중에 측정된 장력의 합계, 권취 중의 장력의 평균, 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는
    권취 장치.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 공정 매개변수 측정치는 초당 10회보다 큰 빈도로 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는
    권취 장치.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 기준 프로파일은 분당 1회 내지 초당 50회의 빈도로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는
    권취 장치.
  32. 제 28 항에 있어서,
    기준 프로파일을 조절하기 위한 제어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    권취 장치.
  33. 제 28 항에 있어서,
    상기 재료 시트는 필름, 음식물, 부직물, 직물 또는 그 조합인 것을 특징으로 하는
    권취 장치.
  34. 제 28 항에 있어서,
    분당 코어 회전수는 로그 권취의 최초 10회전 중에는 적어도 4%로 감소하는 것을 특징으로 하는
    권취 장치.
  35. 제 28 항에 있어서,
    상기 장치는 구동체 관성을 갖고, 로그는 로그 관성을 가지며 로그 관성 대 구동체 관성의 비는 0.5보다 작은 것을 특징으로 하는
    권취 장치.
  36. 제 28 항에 있어서,
    상기 재료 시트는 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 3차원 필름을 포함하고, 제 1 표면은 복수의 홈진 감압 접착제 부분과 복수의 절첩 돌출부를 포함하되, 상기 절첩 돌출부는 돌출부를 절첩하기에 충분한 힘이 제 2 표면에 가해질 때까지 접착제 부분의 목표 표면으로의 조기 부착을 방지하는 스탠드-오프로서 기능하는 것을 특징으로 하는
    권취 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    로그는 적어도 하나의 로그 층을 포함하되, 상기 로그 층은 임의의 하나의 로그 층의 30% 보다 많은 절첩 돌출부를 절첩하기에 충분한 힘보다 작은 압축력을 갖는 것을 특징으로 하는
    권취 장치.
  38. 재료 시트의 로그를 풀기 위한 풀림 장치에 있어서,
    로그가 그 주위로 위치되는 풀림 맨드릴과,
    풀림 방향으로 재료 시트를 로그로부터 당기기 위한 인장 시스템과,
    적어도 하나의 공정 매개변수 측정치를 얻기 위한 적어도 하나의 풀림 측정 장치를 포함하되,
    상기 공정 매개변수 측정치는 제 2 로그를 이후 제조에 사용되는 권취 장치 기준 프로파일을 조절하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는
    풀림 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    닙 롤을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    풀림 장치.
  40. 제 38 항에 있어서,
    아이들러 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    풀림 장치.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 풀림 측정 장치는 자동화된 것을 특징으로 하는
    풀림 장치.
  42. 제 38 항에 있어서,
    상기 공정 매개변수 측정치는 로그 직경, 풀림 속도, 풀림 모터 축의 각 위치, 풀림 축의 변위, 기계 풀림 사이클 지점, 기계 각도, 인장 속도, 인장력, 인장 각도, 로그 직경 대 풀림 시간, 로그를 푸는 데에 필요한 로그 장력, 로그 직경 대 로그 상의 재료의 길이, 풀림 중에 측정된 장력의 합계, 풀림 중의 장력의 평균, 또는 조합인 것을 특징으로 하는
    풀림 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7909282B2 (en) * 2002-02-28 2011-03-22 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Center/surface rewinder and winder
US8042761B2 (en) * 2002-02-28 2011-10-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Center/surface rewinder and winder
US8210462B2 (en) * 2002-02-28 2012-07-03 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Center/surface rewinder and winder
US8757533B2 (en) * 2002-02-28 2014-06-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Center/surface rewinder and winder
JP4211059B2 (ja) * 2004-01-09 2009-01-21 マックス株式会社 鉄筋結束機、ワイヤリール及びワイヤリールの識別方法
US7472861B2 (en) * 2005-06-20 2009-01-06 The Procter & Gamble Company Method for a surface rewind system
US7455260B2 (en) * 2005-08-31 2008-11-25 The Procter & Gamble Company Process for winding a web material
US7392961B2 (en) * 2005-08-31 2008-07-01 The Procter & Gamble Company Hybrid winder
US7546970B2 (en) * 2005-11-04 2009-06-16 The Procter & Gamble Company Process for winding a web material
US8800908B2 (en) 2005-11-04 2014-08-12 The Procter & Gamble Company Rewind system
US8459586B2 (en) * 2006-03-17 2013-06-11 The Procter & Gamble Company Process for rewinding a web material
US7559503B2 (en) * 2006-03-17 2009-07-14 The Procter & Gamble Company Apparatus for rewinding web materials
US7541589B2 (en) 2006-06-30 2009-06-02 General Electric Company Scintillator compositions based on lanthanide halides, and related methods and articles
KR100931167B1 (ko) * 2006-12-26 2009-12-11 주식회사 포스코 용융 도금 강판의 양측 에지부 순간 급속 승온 및 합금화를 위한 장치
US8032246B2 (en) * 2007-02-02 2011-10-04 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Winding method for uniform properties
ITMI20072018A1 (it) * 2007-10-18 2009-04-19 Colines Spa Impianto avvolgitore per impiego in linee di produzione di film plastici, in particolare film plastici estensibili, e metodo di avvolgimento di bobine di film plastici.
FI121270B (fi) * 2008-11-26 2010-09-15 Metso Paper Inc Menetelmä ja järjestely rullainlaitteen toiminnan säätämiseksi
JP5322609B2 (ja) * 2008-12-01 2013-10-23 日東電工株式会社 半導体装置製造用フィルムロール
US8162251B2 (en) * 2009-07-24 2012-04-24 The Procter & Gamble Company Hybrid winder
US8157200B2 (en) * 2009-07-24 2012-04-17 The Procter & Gamble Company Process for winding a web material
US8535780B2 (en) 2009-10-06 2013-09-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Coreless tissue rolls and method of making the same
US8851137B2 (en) * 2010-02-26 2014-10-07 The Procter & Gamble Company Winding method and apparatus
US8364290B2 (en) 2010-03-30 2013-01-29 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Asynchronous control of machine motion
US8714472B2 (en) 2010-03-30 2014-05-06 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Winder registration and inspection system
MX2012014954A (es) 2010-06-18 2013-02-12 Procter & Gamble Estructuras fibrosas para rollos de alta densidad.
US9925734B2 (en) * 2011-04-20 2018-03-27 Cmd Corporation Method and apparatus for making bags
US20130196060A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Xavier Bruch Pla Forming three dimensional objects
US9302872B2 (en) * 2013-07-30 2016-04-05 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Diameter measurement of a roll of material in a winding system
US9352921B2 (en) 2014-03-26 2016-05-31 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method and apparatus for applying adhesive to a moving web being wound into a roll
US10033064B2 (en) 2014-06-24 2018-07-24 Duracell U.S. Operations, Inc. Method and apparatus for forming a wound structure
KR102201307B1 (ko) * 2014-08-04 2021-01-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지의 제조 장치 및 제조 방법
EP3379950B1 (en) * 2015-11-27 2019-10-30 Philip Morris Products S.a.s. Homogenized tobacco material production line and method for inline production of homogenized tobacco material
CN108135248B (zh) * 2015-11-27 2021-06-01 菲利普莫里斯生产公司 均质化烟草材料生产线及线上生产均质化烟草材料的方法
ES2807202T3 (es) * 2016-05-27 2021-02-22 Philip Morris Products Sa Método y aparato para enrollar una lámina de material de tabaco homogeneizado en una bobina
BE1024666B1 (nl) * 2016-10-19 2018-05-24 Estl Nv Trekkrachtmeetmethode
KR101899992B1 (ko) * 2016-11-29 2018-09-18 (주)피토 2차전지 제조장치의 권취부 장력제어시스템
BR112020010809A2 (pt) 2017-11-29 2020-11-10 Paper Converting Machine Company rebobinadeira de superfície com assistência central e correia e tambor de bobinagem formando um ninho de bobinagem
MX2020010428A (es) 2018-04-04 2020-10-28 Paper Converting Machine Co Control para aparatos y metodos para desenrollar rollos principales.
US11447916B2 (en) 2018-10-26 2022-09-20 The Procter & Gamble Company Paper towel rolls
US11633076B2 (en) 2018-10-26 2023-04-25 The Procter & Gamble Company Sanitary tissue product rolls
US11700979B2 (en) 2018-10-26 2023-07-18 The Procter & Gamble Company Sanitary tissue product rolls
US11247863B2 (en) 2018-11-27 2022-02-15 Paper Converting Machine Company Flexible drive and core engagement members for a rewinding machine
MX2021010513A (es) 2019-03-01 2021-10-01 Paper Converting Machine Co Metodos y aparatos de bobinado de la rebobinadora.
US11383946B2 (en) 2019-05-13 2022-07-12 Paper Converting Machine Company Solid roll product formed from surface rewinder with belt and winding drum forming a winding nest
KR102079092B1 (ko) * 2019-06-11 2020-02-20 이중태 쿠션제어용 테이핑장치
CN117438668B (zh) * 2023-12-21 2024-03-29 深圳市曼恩斯特科技股份有限公司 锂电池卷绕设备的张力控制方法、装置及张力控制模型

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3442463A (en) * 1965-11-03 1969-05-06 Scott Paper Co Winder tension control
JPS5232035B2 (ko) * 1972-07-17 1977-08-18
JPS6031733B2 (ja) * 1973-07-06 1985-07-24 株式会社片岡機械製作所 巻取張力制御装置
US3934837A (en) 1974-10-04 1976-01-27 Keiltex Corporation Web winder and compensator apparatus
JPS5489819A (en) * 1977-12-27 1979-07-17 Fuji Photo Film Co Ltd Production of pressure sensitive copying sheet
DE3101360C2 (de) * 1981-01-17 1985-10-31 Jagenberg AG, 4000 Düsseldorf Einrichtung zum Verzögern des Antriebes einer Wickelvorrichtung für Warenbahnen
DE3233054A1 (de) * 1982-09-06 1984-03-08 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zum regeln der zugspannung bei einem achswickler
JP2720944B2 (ja) * 1984-01-14 1998-03-04 株式会社 安川電機 リール用張力制御方法
US4588138A (en) 1984-06-29 1986-05-13 Paper Converting Machine Company Web winding machine
US4723724A (en) 1985-04-17 1988-02-09 Paper Converting Machine Web winding machine and method
DE3602745A1 (de) * 1986-01-30 1987-08-13 Smg Stahlkontor Maschinenbau G Zugspannungsregeleinrichtung fuer wickelvorrichtung
US4856725A (en) 1986-04-01 1989-08-15 Paper Converting Machine Company Web winding machine and method
US4962897A (en) 1986-04-01 1990-10-16 Paper Converting Machine Company Web winding machine and method
FI81770C (fi) 1987-05-20 1990-12-10 Valmet Paper Machinery Inc Foerfarande vid styrning av pappers rullstol.
US4744526A (en) 1987-07-30 1988-05-17 Valmet-Dominion Inc. Constant tension reel with automatic reel bar loader
US4743811A (en) * 1987-09-21 1988-05-10 Eastman Kodak Company Adaptive control system for reel to reel web transport apparatus
US4909452A (en) 1988-02-29 1990-03-20 Paper Converting Machine Company Surface winder and method
US4828195A (en) 1988-02-29 1989-05-09 Paper Converting Machine Company Surface winder and method
DE3835023A1 (de) 1988-10-14 1990-04-19 Gerhard Steidle Aufwickelvorrichtung fuer papier-, textil- oder kunststoffbahnen
US4993650A (en) 1988-11-07 1991-02-19 Appalachian Electronic Instruments, Inc. High speed precision yarn winding system
US5104055A (en) 1991-02-05 1992-04-14 Paper Converting Machine Company Apparatus and method for making convolutely wound logs
US5320299A (en) 1992-01-27 1994-06-14 Beloit Technologies, Inc. Articulated rider roll system and method
TW231285B (ko) 1992-05-29 1994-10-01 Beloit Technologies Inc
DE9216261U1 (de) * 1992-10-19 1994-02-24 Windmoeller & Hoelscher Vorrichtung zum Aufwickeln einer Bahn
IT1265843B1 (it) 1993-02-15 1996-12-12 Perini Fabio Spa Metodo e macchina per la produzione di rotoli di materiale nastriforme e per lo strappo del materiale al termine dell'avvolgimento di ciascun
US5505402A (en) 1993-02-18 1996-04-09 Paper Converting Machine Company Coreless surface winder and method
US5370335A (en) 1993-02-18 1994-12-06 Paper Converting Machine Company Surface rewinder and method
US5497959A (en) 1993-03-26 1996-03-12 Paper Converting Machine Company Coreless winding method and apparatus
US5421536A (en) 1993-07-19 1995-06-06 Paper Coverting Machine Company Surface winder with recycled mandrels and method
DE4402874A1 (de) 1994-02-01 1995-08-03 Beloit Technologies Inc System zur Erzeugung einer einwandfreien Wickelstruktur
FI94066C (fi) * 1994-05-16 1995-07-10 Valmet Paper Machinery Inc Rainamateriaalin valmistuskoneella kuten kartonki- tai paperikoneella ja/tai jälkikäsittelykoneella valmistettavan paperiradan eri poikkiprofiilien kokonaisvaltainen hallintajärjestelmä
US5690297A (en) 1995-06-02 1997-11-25 The Procter & Gamble Company Turret assembly
JP2825457B2 (ja) * 1995-07-25 1998-11-18 富士機械工業株式会社 シート材の巻取装置
JP3398531B2 (ja) 1995-10-03 2003-04-21 セイコーインスツルメンツ株式会社 記録紙の巻取機構
US5662758A (en) 1996-01-10 1997-09-02 The Procter & Gamble Company Composite material releasably sealable to a target surface when pressed thereagainst and method of making
US5725176A (en) 1996-01-19 1998-03-10 Paper Converting Machine Co. Method and apparatus for convolute winding
US5800247A (en) 1996-04-19 1998-09-01 Centerline Engineering, Inc. Non-contact gaging apparatus and method
US5965235A (en) 1996-11-08 1999-10-12 The Procter & Gamble Co. Three-dimensional, amorphous-patterned, nesting-resistant sheet materials and method and apparatus for making same
JPH10293952A (ja) 1997-03-26 1998-11-04 Exabyte Corp 磁気テープドライブおよびその動作方法
CH692340A5 (de) 1997-05-09 2002-05-15 Hunkeler Ag Papierverarbeitung Aufwickelvorrichtung für eine Papier-, Textil-, Kunststoff- oder andere Stoffbahn und Verfahren zum Aufwickeln von solchen Bahnen.
US5968633A (en) 1997-06-06 1999-10-19 The Procter & Gamble Company Selectively-activatible sheet material for dispensing and dispersing a substance onto a target surface
US6099940A (en) 1997-07-16 2000-08-08 The Procter & Gamble Company Selectively-activatible three-dimensional sheet material having multi-stage progressive activation to deliver a substance to a target surface
US6223050B1 (en) 1997-12-09 2001-04-24 Bellsouth Intellectual Property Management Corporation System and method for automatically setting a remote timepiece with the correct time
FI104161B1 (fi) * 1998-02-17 1999-11-30 Valmet Corp Menetelmä ja laitteisto rainan rullauksessa
DE19819276A1 (de) 1998-04-30 1999-11-04 Hoechst Trespaphan Gmbh Verfahren zur Regelung der Wickeldichte von Folienrollen
US6056229A (en) 1998-12-03 2000-05-02 Paper Converting Machine Co. Surface winder with pinch cutoff
US6091500A (en) 1998-12-16 2000-07-18 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for measuring overclad tubes
US6062507A (en) 1999-01-29 2000-05-16 Alexander Machinery, Inc. Vertical winder and method
DE19915529A1 (de) * 1999-04-07 2000-10-12 Schlafhorst & Co W Vorrichtung zum Wickeln konischer Spulen bei konstanter Fadenliefergeschwindigkeit
US6193918B1 (en) 1999-04-09 2001-02-27 The Procter & Gamble Company High speed embossing and adhesive printing process and apparatus
US6283402B1 (en) 1999-06-17 2001-09-04 Ashe Controls, Ltd. Rewinder method and apparatus
US6289600B1 (en) 1999-11-02 2001-09-18 United States Pipe & Foundry Company Non-contact measuring device
US6402076B1 (en) * 2000-04-12 2002-06-11 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method of controlling speed and rotation counts of a spindle of an exact sheet-count metered winder

Also Published As

Publication number Publication date
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JP2005529040A (ja) 2005-09-29
CA2487026A1 (en) 2003-12-18
US7000864B2 (en) 2006-02-21
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HK1079750A1 (en) 2006-04-13
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