(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の支持ロール（２）を備え、該支持ロールに巻取りロール（１）を適合させて回転させるワインダにおける紙ウェブ又はボール紙ウェブ（４）を裁断する方法であって、側方に湾曲した形状を有し、かつウェブ（４）の全幅にわたって延びる硬質の裁断ブレード（６）を上記支持ロール（２）と上記巻取りロール（１）との間のニップに導入することにより巻取りロール（１）に巻取られるウェブ（４）を裁断し、
このブレードの導入は、支持ロール（２）の表面近くで接線方向にブレード（６）を移動させるウェブ裁断方法において、前記ブレードのニップ入り口側導入後は、支持ロール（２）及び巻取りロール（１）自体の回転運動によって、ブレードのニップ入り口側とは反対側のニップ他方側へブレード（６）の裁断端縁（９）がニップを通過するまでブレード（６）を引き込むことによりウェブ（４）を裁断することを特徴とするウェブ裁断方法。
【請求項２】
ブレード（６）全体がニップを通過する以前に裁断ブレード（６）の移動を停止する請求項１に記載した方法。
【請求項３】
２個のブレードホルダ（５）の間で裁断ブレード（６）にその縦方向に沿う張力付与を維持する請求項１又は２に記載した方法。
【請求項４】
支持ロール（２）よりも大きな半径を有する仮想円筒体の表面と一致する曲線に沿って裁断ブレード（６）を移動させる請求項１〜３に記載した方法。
【請求項５】
少なくとも１個の支持ロール（２）を備え、該支持ロールに巻取りロール（１）を適合させて回転させるワインダにおける紙又はボール紙ウェブ（４）を裁断する装置であって、
前記ウェブ（４）の全幅にわたって延びる、硬質で側方に湾曲した裁断ブレード（６）と、
前記ブレード（６）を支持ロール（２）の表面近くで接線方向に移動させ、支持ロール（２）と巻取りロール（１）との間のニップにブレード（６）を導入する手段（５、７）とを具えるウェブ裁断装置において、前記ブレード導入手段（５、７）がブレード（６）をニップ入口側に導入した後は、
ニップにおける支持ロール（２）及び巻取りロール（１）自体の回転運動によって、ブレードのニップ入り口側とは反対側のニップ他方側へブレード（６）の裁断端縁（９）がニップを通過するまでブレード（６）を引き込むことにより前記ウェブ（４）を裁断することを特徴とする裁断装置。
【請求項６】
裁断するウェブ（４）の両側に配置したブレードホルダ（５）を備え、該ブレードホルダはブレード（６）を連結してブレードにその縦方向に張力を加える構成になる請求項５に記載した装置。
【請求項７】
ブレード（６）は支持ロール（２）とロール（１）との間のニップ幅より広い幅を有する請求項５又は６に記載した装置。
【請求項８】
裁断ブレード（６）は仮想円筒状エンベロープの経線断面と同じ形状を有し、かつ支持ロール（２）より大きな曲率半径を有する請求項５〜７に記載した装置。
【請求項９】
ブレード（６）をニップに持ち込む上記手段は、支持ロール（２）の両側に配置した回動自在なブレードホルダ（５）と、該ブレードホルダをその回動中心（８）の周りに回動させる少なくとも１個のアクチュエータとを有し、
上記ブレードホルダの回動中心（８）は支持ロール（２）の中心軸線と同心であり、ブレードホルダは支持ロール（２）の表面から隔ててブレード（６）を支持する請求項５〜８に記載した装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、少なくとも１個の支持ロールを備え、該ロールに巻取りロールを適合させて回転させるワインダにおける紙ウェブ又はボール紙ウェブを裁断する方法と、この方法に適合した装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙及びボール紙製造に関連して、ウェブをミルロールに巻取り、巻出し、そしてロールに巻き戻さねばならない。製紙ラインの終端部でウェブをロールに巻取るための装置はワインダと呼ばれる。慣例としてワインダを製紙ラインの終端に位置させる。製紙機械と一体のオン−マシーンでウェブ仕上げを行えば必要なワインダは１基ですむ一方、独立した仕上げステーションでのウェブのオフ−マシーン仕上げは、製紙ライン及び仕上げラインの両者の終端にワインダが必要となる。またワインダはスリッタステーションで必要となる。典型的にワインダは１個又は２個の支持ロールを有し、このロールで巻取りロールを回転させる。さらにこの装置は、ウェブを支持ロールに導くための設備と、巻取り完了（フル）ロールを取出し新ロール用巻芯を支持ロールに配置するための装置とを備える。
【０００３】
２個の支持ロールを有するワインダでは、ロールが仕上がった後、支持ロール間に位置するナイフによりウェブを裁断する。そのときナイフを動かすことで支持ロールとロールとの間のニップより前でウェブを裁断する。ナイフはウェブの全横断幅を超えて延びる長さを有し、又は代案としてウェブを横断する横方向に移動させる短いナイフを使用することができる。ウェブの全幅を超えて延びる長尺ナイフは使用可能な空間が限られているので支持ロール間を移動させるのは困難である一方、横断方向に移動させる短いナイフは動作が遅く、ウェブ裁断の間ワインダを停止させない限りウェブを斜めに裁断する不利を有する。ただ１個の支持ロールを有する装置では、この裁断方法は不適切である。なぜなら裁断ウェブの後尾を支持ロールとロール巻芯との間のニップに確実に導入することができないからである。従って１個の支持ロールを有する装置ではウェブを仕上がりロールの表面で裁断する。これによりウェブ後尾は長くなり、より一層短く裁断しなければならない。さらに仕上がりロールはウェブ裁断の間に容易に受傷しやすくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した裁断方法の不利な点を回避するため、支持ロールと紙ロールとの間のニップにコ−ドを導き入れることによりウェブを裁断することをベースとしたコ−ド裁断装置が開発されていて、コ−ドがウェブを裁断し分断する。支持ロールとロールとの間のニップにコ−ドを移動させるように配置し、その結果コ−ドはロールのいちばん上のプライと、そのすぐ下のプライとの間に閉じ込められ、これによりロールのいちばん上のプライは支持ロールと裁断用コ−ドとの間に位置をとる。コ−ドがニップを通過し、ニップの他方側へニップから離れて移動すると、コ−ドはロールのいちばん上のプライに張力を与え、これを切り離す。ウェブを裁断した後、フルロールを支持ロールから取外し、支持ロール間のギャップに新しい巻芯を持ち込む。ウェブを裁断した後、支持ロールの回転に制動を掛けて完全停止させ、新しいロールのために新しい巻芯を持ち込む。ウェブを裁断する前に、ロールの最終プライに続いて次のプライとなるウェブ表面に接着剤を噴霧し、ロールのウェブの一方端部と巻芯の他方端部とを相互に接合させる。
【０００５】
コ−ド裁断装置の最も深刻な問題の一部に、規定から外れた裁断結果と裁断端縁の引きちぎりとがある。コ−ドをニップに持ち込むと、コ−ドは湾曲状態を保ち、これによりコ−ドはまず最初にウェブの端縁を切断する。さらに裁断ポイントを正確に制御することができない。なぜなら裁断動作はコ−ドをぴんと張ることによりウェブを切り離すことを基本とするものであり、従って裁断ポイントはウェブの性質及びウェブ張力しだいで変化するからである。ウェブを横断する比較的太いコ−ド又はそれに相当する非切断部材を強く引くことによりウェブを裁断するので、裁断は適切な切断によるものではなくむしろ引きちぎりにより生じる。同じ理由で裁断の線は湾曲することが余儀なくされる。なぜならウェブの端縁から始まる線に沿って最も容易にウェブを引きちぎるからである。さらに明らかにこの裁断方法はより厚手グレードの紙及びボール紙に不適合である。
【０００６】
この発明の目的は、リール又はワインダにおいて適切に、かつ紙ロールに損傷を与えることなくウェブを裁断することが可能な方法と装置とを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、支持ロールと紙ロールとに間に張力を加えた湾曲ブレードを迎え入れ、これにより鋭利で、できるだけ歯を設けたブレードの端縁が規定のポイントでウェブを裁断することにより達成することができる。
【０００８】
さらに明確に限定すれば、少なくとも１個の支持ロールを備え、該支持ロールに巻取りロールを適合させて回転させるワインダにおける紙ウェブ又はボール紙ウェブを裁断する方法であって、側方に湾曲した形状を有し、かつウェブの全幅にわたって延びる硬質の裁断ブレードを上記支持ロールと上記巻取りロールとの間のニップに導入することにより巻取りロールに巻取られるウェブを裁断し、
このブレードの導入は、支持ロールの表面近くで接線方向にブレードを移動させるウェブ裁断方法において、前記ブレードのニップ入り口側導入後は、支持ロール及び巻取りロール自体の回転運動によって、ブレードのニップ入り口側とは反対側のニップ他方側へブレードの裁断端縁がニップを通過するまでブレードを引き込むことによりウェブを裁断することを特徴とする。
【０００９】
さらにこの発明は、少なくとも１個の支持ロールを備え、該支持ロールに巻取りロールを適合させて回転させるワインダにおける紙又はボール紙ウェブを裁断する装置であって、
前記ウェブの全幅にわたって延びる、硬質で側方に湾曲した裁断ブレードと、
前記ブレードを支持ロールの表面近くで接線方向に移動させ、支持ロールと巻取りロールとの間のニップにブレードを導入する手段とを具えるウェブ裁断装置において、前記ブレード導入手段がブレードをニップ入口側に導入した後は、
ニップにおける支持ロール及び巻取りロール自体の回転運動によって、ブレードのニップ入り口側とは反対側のニップ他方側へブレードの裁断端縁がニップを通過するまでブレードを引き込むことにより前記ウェブを裁断することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の好適実施例では、まず裁断方法において、ブレード全体がニップを通過する以前に裁断ブレードの移動を停止すること、
２個のブレードホルダの間で裁断ブレードにその縦方向に沿う張力付与を維持すること、そして
支持ロールよりも大きな半径を有する仮想円筒体の表面と一致する曲線に沿って裁断ブレードを移動させる。
【００１１】
次に裁断装置の好適実施例では、裁断するウェブの両側に配置したブレードホルダを備え、該ブレードホルダはブレードを連結してブレードにその縦方向に張力を加える構成になること、
ブレードは支持ロールとロールとの間のニップ幅より広い幅を有すること、
裁断ブレードは仮想円筒状エンベロープの経線断面と同じ形状を有し、かつ支持ロールより大きな曲率半径を有すること、そして
ブレードをニップに持ち込む上記手段は、支持ロールの両側に配置した回動自在なブレードホルダと、該ブレードホルダをその回動中心の周りに回動させる少なくとも１個のアクチュエータとを有し、
上記ブレードホルダの回動中心は支持ロールの中心軸線と同心であり、ブレードホルダは支持ロールの表面から隔ててブレードを支持する。
【００１２】
この発明は顕著な利点を有する。この発明の最も重要な利点は紙の等級及び特性に係わりなく現実にかつ高い信頼性の下でウェブを裁断する点にある。裁断したウェブの端部は安定して支持ロールの上に残り、裁断点は常に支持ロールに関し同じ位置にある。このことはウェブ端部を新しい巻芯に確実に係合させ、新しいロールの巻取りを開始するのに役立つ。またブレードにより厚手の紙及びボール紙をウェブの破断のおそれなくいつでも裁断することができ、また明らかにブレードの直状端縁は直状裁断を果たす。ブレードを側方に湾曲させているので、ブレードは支持ロールの外周形状と適切に一致し、ロールに引張られて、仕上がりロールに損傷を与えることなく容易にニップに入り込む。ブレードは敏速に裁断動作をなす。なぜならば支持ロールのフル回転速度でブレードをニップに導入することができ、そして極めて急速にブレードを引き抜くことができるからである。
【００１３】
【実施例】
図から明らかなように、この装置は極めて簡単な構成を有する。図１にこの発明による裁断装置をもつ２個のロールワインダを示す。図示のワインダにおいて、２個の平行に隣接する支持ロール２、３に載りながらロール１を巻取る。巻取られるウェブ４を支持ロール２、３の下方から支持ロール間のギャップを経てロール１まで通す。そのとき図１に示す実施例では、左側の支持ロール２を通過させてロール１に巻取る。ウェブ裁断装置は左側の支持ロール２に関連させる。裁断装置は支持ロール２の両側に配置した裁断ブレード回動装置７を備え、これにより支持ロール２の端部に対向する側の回動装置にブレードホルダ５を連結する。ブレードホルダ５とブレード回動装置７とを支持ロール２の端部に関して整列させ、ブレードホルダ５の回動中心を支持ロール２の中心軸線と一致させる。ブレードホルダ５は支持ロール２の半径方向に支持ロール２のほぼ外周まで半径方向に延び、このブレードホルダ５の端部にウェブ裁断ブレード６を取付ける。
【００１４】
裁断ブレード６は側方に湾曲した薄いブレードである。ブレード６の側方の曲率を支持ロール２の外周の曲率とほぼ等しく形成し、そしてブレード６を支持ロール２の表面にできるだけ近接して配置する。支持ロール２と裁断ブレード６との間のギャップは、ウェブのみがそのギャップを通過できる程度に狭くすると良い。さらにブレードは支持ロールの曲率半径にできるだけ近い値に合せるべきである。このことはロール１と支持ロール２との間のニップに入り込むブレードがロール１に損傷を与えないようにとの配慮に基づく。実際上薄くかつ正確に形成したブレード６は問題なくニップに入り込み、ロールに損傷を生じさせる打撃を与えることはない。ブレード６は支持ロールの半径に相当する円の曲率半径より僅かに大きい曲率半径をもつ円のセグメント形状を備えるのが良く、従って実際のブレード形状は、支持ロールを密接に包囲する仮想円筒体の一部と見なすことができる。
【００１５】
ブレード６を十分薄く、しかも曲がらないよう硬くすることが可能なように、ホルダ５相互間でブレードに強い張力を加える。またブレード６は湾曲していて比較的幅広であるから、ブレード６の裁断端縁９の方向に極めて硬い。さらにブレード６はブレード側面と垂直な方向、すなわち支持ロール２及びロール１の半径方向にに硬くなければならない。なぜならロール１の重量がブレード６に負荷されたときも変形してはならないからである。薄いブレードを他の手段では十分に硬くすることはできないので、ブレードホルダ５相互間でブレードに強い力で張力を加えなければならない。ブレードの裁断端縁は図２に示すブレード６のように歯を形成することができる。
【００１６】
この発明による裁断動作を図３〜５に示す実施例に基づき説明する。これらの図には１個の支持ロールのワインダを示し、この場合裁断ブレード６は支持ロール２のみに関連させる。このようなワインダにおいて、ウェブ４をロールの下方から支持ロール２上に通し、次いで支持ロール２上で転向させ、支持ロール２とロール１との間のニップを通過させる。巻取られるロール１をロール交換装置によりロール２で支持する。このロール交換装置はまたフルロールを取出し、支持ロールまで新ロールの巻芯を導入する役を担う。
【００１７】
ワインダの制御システムが十分な大きさまで増大したロール１の直径を検出すると、ウェブ裁断装置５、６、７にウェブ４を裁断する指令を発信する。次いで回動アクチュエータ７がロール１と支持ロール２との間のニップ内に裁断ブレード６を回動し、その結果ニップがブレードを捕捉すると、この回動運動により支持ロール２とロール１との間にブレード６を迎え入れる。従ってブレードの回動にはさほど大きな力を必要としない。ニップに入り込んだ後、裁断ブレード６はロール１に巻取られたウェブ４をロール表面から引き離し、即座にニップの後方でウェブを裁断する。ウェブを裁断した後、フルロールを支持ロール２から持ち上げ、支持ロール２の回転運動を完全に停止させる。ウェブ４の端部を、例えば支持ロールの内部に適用したバキュームにより支持ロールの表面に付着させ保持し、さらにウェブ４に跨がるブレードが支持ロール２に対するウェブ４の付着を確実なものとする。フルロール１を支持ロール２から取出した後、直ちに裁断ブレード６を元の位置まで戻し、新しい巻芯を支持ロールまで導入し、ウェブ端部を巻芯に付着させ、そして支持ロール２を巻取り速度まで加速する。ウェブ端部をロール１及び新しい巻芯それぞれに、例えば接着剤で接着させることにより付着させる。裁断ブレードのスイングの大きさは少なくともブレードがニップを通過する程度に大きくなければならない。これより大きな動作は好ましくなく、最も有利なケースではブレードの後縁がブレードのニップへの入り口側に止まることである。
【００１８】
図１、２に示す装置において、支持装置による補助的支持なしに支持ロール上でロールを自由回転させ、そして支持ロール相互間のギャップに新しい巻芯１０を持ち込む。裁断動作は１個の支持ロールを備える装置と同じ方法で行われる。
【００１９】
上述のように裁断ブレードの回動アクチュエータを稼働させることができるが、また回動の中心８として支持ロールの中心軸線で作動する回動アクチュエータの代わりに、例えば制御曲線に沿って駆動されて、ロール表面に近い接線方向に裁断ブレードを移動させる移送手段を用いることができる。ブレードのアクチュエーを電動モータ、液圧又は空気圧回動アクチュエータ、シリンダ又はベローズにより駆動することができる。ブレードはスチール又は各種の異なる材料からなる合成材料及びプラスチックの何れかからも製造することができる。そのときブレードの裁断端縁を、所要に応じてより硬質の材料で製造することができ、これにより摩耗に対する長寿命が達成できる。ブレードの裁断端縁は直状又は歯付きとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による一実施例の線図的側面図である。
【図２】図１に示す方向Ａから見たこの発明による装置の機能を説明する線図である。
【図３】ウェブ裁断動作の一つのステップにおけるこの発明による他の実施例の装置側面の線図的説明図である。
【図４】ウェブ裁断動作の他のステップにおけるこの発明による他の実施例の装置側面の線図的説明図である。
【図５】ウェブ裁断動作の別のステップにおけるこの発明による他の実施例の装置側面の線図的説明図である。
【符号の説明】
１  ロール
２、３  支持ロール
４  ウェブ
５  ブレードホルダ
６  ブレード
７  回動アクチュータ
８  回動中心
９  ブレードの裁断端縁
１０  巻芯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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