(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブを巻き出して下流の加工システムに前記ウェブを連続的に供給するためのアキュームレータシステム（２２）であって、
前記ウェブを接続するための接続装置と、
前記接続装置のすぐ下流に設けられた、複数のローラの第１の列であって、前記第１の列における各々の前記ローラの回転軸が、前記回転軸に直交する方向で整合される、第１の列と、
前記接続装置のすぐ下流に設けられた、複数のローラの第２の列であって、前記第２の列における各々の前記ローラの回転軸が、前記回転軸に直交する方向で整合される、第２の列と、を備え、
前記第１の列および前記第２の列は、前記ウェブが前記第１の列の前記ローラおよび前記第２の列の前記ローラを交互に通過するように構成され、前記第１の列または前記第２の列のローラあたり１度だけ、前記ウェブの通過がウェブ経路を規定し、
各々の前記ローラは、ローラシェルを有し、
前記ウェブ経路における１つおきのローラ、２つおきのローラ又は３つおきのローラは、凹形の輪郭外表面を有するローラシェルを有し、残りのローラは、名目上平坦な外表面を有するローラシェルを有している、アキュームレータシステム。
【請求項２】
前記第１の列は、静止アームであり、
前記第２の列は、ロータリアームであり、前記ロータリアームは、前記第２の列の整合の方向に直交する旋回軸を有し、前記ロータリアームは、前記静止アームに向かって、また前記静止アームから離れて旋回する、請求項１に記載のアキュームレータシステム。
【請求項３】
前記静止アームは、凹形の輪郭外表面を有するローラシェルを備える、請求項２に記載のアキュームレータシステム。
【請求項４】
前記ウェブ経路における１つおきのローラ又は３つおきのローラは、凹形の輪郭外表面を有するローラシェルを有し、前記静止アーム上に位置づけられる、請求項３に記載のアキュームレータシステム。
【請求項５】
前記第１の列は、静止アームであり、
前記第２の列は、可動アームであり、前記可動アームは、前記第２の列の整合の方向に直交する直線状の経路に沿って可動である、請求項１に記載のアキュームレータシステム。
【請求項６】
皮膜なしのローラシェルを含む前記接続装置の上流にあるローラと、
前記接続装置の更に上流にある少なくとも２つのローラであって、前記接続装置の上流にある少なくとも２つの前記ローラの各々が、摩擦皮膜又は摩擦表面を有するローラシェルを含む、少なくとも２つのローラと、を更に備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアキュームレータシステム。
【請求項７】
凹形の輪郭外表面を有する少なくとも１つのローラが、複合材料から作製される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアキュームレータシステム。
【請求項８】
前記複合材料は炭素繊維複合材を含む、請求項７に記載のアキュームレータシステム。
【請求項９】
前記ローラは中空であり、最大ローラ直径を規定し、前記最大ローラ外径の０．８％〜４％の厚さのローラシェルを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアキュームレータシステム。
【請求項１０】
前記凹形の輪郭外表面は、曲線形、蝶ネクタイ形、Ｖ字形、又は階段形である全体的形状を有する軸方向横断面を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアキュームレータシステム。
【請求項１１】
前記ローラは、そこに施された摩擦皮膜、又はそこに形成された摩擦表面を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアキュームレータシステム。
【請求項１２】
凹形の輪郭外表面を有する少なくとも１つのローラが、アルミニウムから作製される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアキュームレータシステム。
【請求項１３】
前記ローラシェルは、２５ｍｍ〜６０ｍｍの最大ローラ外径を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアキュームレータシステム。
【請求項１４】
前記凹形の輪郭外表面は、２０マイクロメートル〜３００マイクロメートルの、最大ローラ外径と最小ローラ外径との差を有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアキュームレータシステム。
【請求項１５】
前記凹形の輪郭外表面は、最大ローラ外径の０．０４％〜５％の半径差を有する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のアキュームレータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、広義には、アキュームレータを通じて供給されるウェブのしわを防止するための方法及びシステムに関し、より具体的には、ウェブが加工システムに供給されるときに、ウェブがしわを生じたり折り重なったりしがちであることを克服するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
おむつ、成人用失禁製品、及び女性用衛生製品など、使い捨て吸収性物品の連続生産は一般に、特に不織布及びフィルムのストックなどの材料に対し、巻いたロールからウェブとして送達される原材料を周期的に再充填することを伴う。原材料の各ロールがほぼ使い切られたとき、加工システムにウェブを連続的に送り込むことを中断することなく、新たなロールに切り替えることが必要である。これは通常、当該技術分野で周知であり、一般には接続箱と呼ばれる機構を用いて、ほぼ使い切られたロールのウェブに新たなロールのウェブを接続することによって達成される。ウェブの巻出し及び接続などの上流プロセス、並びに巻返しなどの下流プロセスが共に、アキュームレータシステムを用いて、そのようなプロセスの間に使用される予備のウェブを格納し得る。
【０００３】
ウェブの速度を場合によってはゼロにまで間欠的に低減するために、間欠的プロセスではプロセス操作の前及び／又は後に、アキュームレータが使用され得る。アキュームレータシステムは一般に、並進ローラを備えたリニアシステムか、又は静止アーム及び旋回アーム上にローラを備えたロータリシステムのいずれかの形態を取り得る。リニアシステムの各並進ローラは、ローラ同士の間の距離を減少及び増加させるように、概ね直線状の経路に沿って互いに向かって、また互いから離れて移動可能である。同様に、ロータリシステムの旋回アーム上の各ローラは、各ローラ同士の間の距離を減少及び増加させるように、弓状の経路に沿って、静止アーム上のローラに向かって、またそのローラから離れて移動可能である。接続シーケンスなど、一部のプロセスの場合、ほぼ使い切られたウェブ供給を有する原材料ロールは、接続機能のために、最高ライン速度未満の速度又はゼロの速度へと減速することになり、この接続機能は、新たなロールのウェブを、ほとんど使い切られた古いロールのウェブに固定するプロセスを伴い得る。接続プロセスは、感圧性接着剤、熱接合、超音波接合、加圧接合、又は当該技術分野で既知であり、かつ商業的に利用可能な他のプロセスによるものであってよい。
【０００４】
上流又は下流プロセスのいずれかの間、アキュームレータシステムは、ウェブ経路においてローラ又はアイドラ間の距離を変更することによって、加工システムへの又は加工システムからのウェブの連続供給をもたらす。ウェブの張力及びローラ同士の間の距離は、上流プロセスと下流プロセスのいずれの間にも相当に変化し得るものであり、したがって、そのようなプロセスは非常に動的であると見なされ得る。これらの非常に動的なプロセスは、面外ウェブ変位の原因となることが知られており、この面外ウェブ変位は結果として、ウェブのしわ、ウェブの折り重なり、ウェブのネックダウン、ウェブのブレークアウト、ウェブのミストラッキング、ラインの停止、周期的な製品特性の位相変動、間欠的な製品特性の位置合わせ変動、及び欠陥製品を生じ得る。ローラ上のしわは、ウェブがローラの表面から面外に変位したものである。ロールオーバー上の折り重なりは、本明細書では、３層以上の材料がローラ表面上の材料の１つの横断面に存在する、ローラ上の材料の任意の横断面として定義される。折り重なりはしわの一種である。発生し得るプロセス条件が広範囲に及ぶために、これらの問題は、そのような悪影響を回避する方式で適切に対処されていなかった。特に、しわ及び折り重なりの形成を緩和する既存の方法は多くの場合、ウェブのミストラッキング及び高い抵抗力など、予期しない逆効果を生じる。また、高度な動的集積プロセスが呈するしわ発生の問題が原因で、又はしわの発生を緩和するように意図された対策の逆効果が原因で、より低坪量のウェブ、より薄いウェブ、及び非均質のウェブ横断面を利用することは可能とは見なされていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の悪影響が、使い捨て吸収性物品の連続生産において、また、おむつ、成人用失禁製品、及び女性用衛生製品、並びにベビーワイプ及び他のそのような製品など、そのような使い捨て吸収性物品用の原材料の生産において遭遇する広範なプロセス条件にわたって回避され得る場合、より低坪量のウェブ、より薄いウェブ、及び非均質なウェブ横断面など、より廉価な材料を使用することを可能にすると同時に、設備費を削減し、ラインの信頼性を向上させ、作業速度を向上させることによって、製造費を相当に削減することが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、アキュームレータを通過するウェブのしわを低減及び／又は防止するための方法、システム、及びローラを含む。アキュームレータは、回転軸を有する少なくとも１つのローラを含む複数のローラを有し、その回転軸は、様々な量のウェブを解放及び格納するために、別のローラの回転軸に向かって、またその回転軸から離れて移動可能である。複数のローラのうちの少なくとも１つは、名目上平坦な外表面を有し、また複数のローラのうちの少なくとも１つは、概ね凹形の輪郭外表面を有する。
【０００７】
これらの方法、システム及びローラは、送込み側とウェブをロールから巻き出すための送出し側とを有するアキュームレータシステムにおいて、しわ又は折り重なりを防止する。このアキュームレータシステムは、下流の加工システムにウェブを連続的に供給することができ、回転軸を有する少なくとも１つのローラを含む複数のローラを有し、その回転軸は、ウェブがローラを通過するとき、概ね、ローラのうちの別の１つの回転軸に向かって、そしてその回転軸から離れて移動可能である。アキュームレータシステムは、下流の加工システムにウェブを連続的に供給することを中断することなく、様々な量のウェブを解放及び格納し得る。
【０００８】
アキュームレータシステムは、名目上平坦な外表面を有する少なくとも１つのローラと、輪郭外表面を有する少なくとも１つのローラとを設けられ得るが、その輪郭外表面は、ウェブが下流の加工システムに供給されているときに、ウェブのしわ又は折り重なりを防止するように働くものである。
【０００９】
上流及び下流の様々なプロセスの間、ウェブの速度は、アキュームレータシステムの送込み又は放出側のいずれかで変化されることができ、ローラ同士の距離は、ウェブの速度が送込み又は放出側のいずれかで変化されるとき、一方のローラをもう一方のローラに向かって、またはもう一方のローラから離れて移動させることによって変化され得る。巻出しの場合、送込み速度は、最高ライン速度からそれより低い速度又はゼロへと減少し、次いで、アキュームレータの送込み側で最高ライン速度へと増加され得る一方で、放出速度は依然として実質的に一定である。巻返しの場合、送込み側における速度は実質的に一定となり得る一方で、放出側における速度は、巻返しロールが変更される間、最高ライン速度からそれより低い速度又はゼロへと変化される。そのような上流又は下流のプロセスに従って、ウェブの速度はアキュームレータシステムの送込み又は放出側で変化されることができ、ローラ同士の距離は、一方のローラを他方のローラから離して移動させて、アキュームレータを通常の状態に戻すことによって増加され得る。
【００１０】
一実施形態において、アキュームレータシステムはリニアシステムであり、少なくとも１つの並進ローラを備え、その並進ローラは、概ね直線状の経路に沿って、複数のローラのうちの別のローラに向かって、またそのローラから離れて移動可能である。
【００１１】
別の実施形態において、アキュームレータシステムはロータリシステムであり、静止型であってもよく、あるいは回転又は旋回してもよい別のアーム上の少なくとも１つのローラに向かって、またそのローラから離れて回転又は旋回するアーム上に、少なくとも１つのローラを含む。
【００１２】
更に別の実施形態において、少なくとも１つのローラは、ウェブがロールから巻き出されるときにウェブのみによって駆動される自由回転アイドラであるのに対し、更に別の実施形態において、少なくとも１つのローラは、ウェブがロールから巻き出されるときに駆動装置に作動的に結合される。
【００１３】
それに代わる更に別の実施形態として、少なくとも１つのローラは、単にウェブと接触する結果として駆動される自由回転アイドラであってもよいのに対し、別の少なくとも１つは、ウェブがロールから巻き出されるときに、好適に駆動装置に作動的に結合され得る。
【００１４】
リニア又はロータリアキュームレータシステムのローラは、片持ち型であっても、単純支持型であっても、混合型であってもよい。リニアシステムに関して図５に、ロータリシステムに関して図２に示すように、そのようなシステムのローラは単純に支持され得る。以下の詳細な説明で説明するように、単純支持型アイドラはいくつかの機能的利点をもたらす。
【００１５】
他の態様において、アキュームレータシステムの少なくとも１つのローラのローラシェルの輪郭外表面は、その両端部の各々又はその近くにおける第１の半径と、その両端部の概ね中間における、それより小さな第２の半径とを含む。より具体的には、ローラシェルの輪郭外表面は、概ね凹形の形状を有することができ、特に、ローラシェルは、曲線状、蝶ネクタイ形、Ｖ字形、又は階段形である全体的形状を有する軸方向横断面を含むように形成され得る。更に、アキュームレータシステムの複数のローラは、名目上平坦な外表面を有する１つ〜３つのローラが、輪郭外表面を有する任意の２つのローラの間に、ウェブ経路に沿って配設されるように配置され得る。
【００１６】
更に別の態様において、複合材料又はアルミニウム材料から形成された、輪郭外表面を有するローラシェルを含むローラが開示される。そのローラシェルは、その両端部又はその近くにおける第１の半径と、その両端部の概ね中間における、より小さな第２の半径とを有し得る。商業的に入手可能なローラは、質量を非常に軽くし、軸受け抵抗を低くし、しわの形成を防止し、ミストラッキングを防止するという機能的要求を満たすには不十分である。
【００１７】
一形態において、通過するウェブのしわを防止するためのアキュームレータシステムは、回転軸を有する少なくとも１つのローラを含む複数のローラであって、その回転軸は、様々な量のウェブを解放及び格納するために、別のローラの回転軸に向かって、またその別のローラの回転軸から離れて移動可能である、複数のローラを備え、複数のローラのうちの少なくとも２つは、名目上平坦な外表面を有するローラシェルを含み、また複数のローラのうちの少なくとも２つは、概ね凹形の輪郭外表面を有するローラシェルを含み、名目上平坦な外表面を有するローラシェルを含む少なくとも２つのローラは、輪郭外表面を有する少なくとも２つのローラの間に配設される。
【００１８】
別の形態において、通過するウェブのしわを防止するためのアキュームレータシステムは、回転軸を有する少なくとも１つのローラを含む複数のローラであって、その回転軸は、様々な量のウェブを解放及び格納するために、別のローラの回転軸に向かって、またその別のローラの回転軸から離れて移動可能である、複数のローラを備え、複数のローラのうちの少なくとも２つは、名目上平坦な外表面を有するローラシェルを含み、また複数のローラのうちの少なくとも２つは、概ね凹形の輪郭外表面を有するローラシェルを含み、輪郭外表面は、曲線形、蝶ネクタイ形、Ｖ字形、又は階段形である全体的形状を有する軸方向横断面を含み、輪郭外表面を有する少なくとも１つのローラは複合材料から作製される。
【００１９】
更に別の形態において、アキュームレータシステムを通過するウェブのしわを防止する方法が、名目上平坦な外表面を有するローラシェルを含む２つのローラを、輪郭外表面を有するローラシェルを含む２つのローラの間に配列する工程と、回転軸を有する少なくとも１つのローラであって、その回転軸は、様々な量のウェブを解放及び格納するために、別のローラの回転軸に向かって、またその別のローラの回転軸から離れて移動可能である、ローラを設ける工程と、少なくとも１つのローラを他のローラに向かって移動させることによって、軸同士の距離を低減する工程と、一方のローラをもう一方のローラから離れて移動させることによって、軸同士の距離を増加させる工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本明細書は、本発明とみなされる主題を具体的に示しかつ明確に主張する特許請求の範囲で完結するが、本発明は、添付の図面と関連してなされた以下の説明から更に完全に理解されると考えられる。それらの図には、他の要素をより明確に示す目的で、各要素を省略することによって簡略化されているものもある。いくつかの図でそのように要素を省略することは、対応する説明文で明示的に記述され得る場合は除いて、必ずしも、例示的な実施形態のいずれかにおける特定の要素の有無を示すものではない。図面のいずれも、必ずしも一定の尺度ではない。輪郭横断面は特に、大きさの小さい輪郭形状をより明確にするために、一定の縮尺ではない。
【図１】ウェブをロールから巻き出して加工システムにウェブを連続的に送り込むためのロールスタンド及びロータリアキュームレータシステムの斜視図である。
【図２】図１のロールスタンドから取り外されたロータリアキュームレータシステムの拡大正面斜視図であり、アーム駆動機構の更なる細部を示している。
【図３】図１のロールスタンドから取り外されたロータリアキュームレータシステムの拡大背面斜視図であり、アーム駆動機構の更なる細部を示している。
【図４】ウェブをロールから巻き出して加工システムにウェブを連続的に送り込むためのロールスタンド及びリニアアキュームレータシステムの斜視図である。
【図５】簡潔にするために保護エンクロージャを取り外した、図４のロールスタンド及びリニアアキュームレータシステムの一部の拡大斜視図である。
【図６】アキュームレータシステムのローラシェルの正面図であり、ローラシェルは名目上平坦な外表面を有している。
【図７】図６の線７−７に沿った断面図であり、名目上平坦な外表面を有するローラシェルを更に示している。
【図８】図６のローラシェルの端面図であり、名目上平坦な外表面を有するローラシェルを更に示している。
【図９】Ｖ字形の横断面を有するローラシェルを備えるアキュームレータシステムのローラシェルの正面図である。
【図１０】図９の線１０−１０に沿った断面図であり、Ｖ字形の横断面を有するローラシェルを更に示している。
【図１１】図９のローラシェルの端面図であり、Ｖ字形の横断面を有するローラシェルを更に示している。
【図１２】蝶ネクタイ形の横断面を有するローラシェルを備えるアキュームレータシステムのローラシェルの正面図である。
【図１３】図１２の線１３−１３に沿った断面図であり、蝶ネクタイ形の横断面を有するローラシェルを更に示している。
【図１４】図１２のローラシェルの端面図であり、蝶ネクタイ形の横断面を有するローラシェルを更に示している。
【図１５】凹形の曲線状の横断面を有するローラシェルを備えるアキュームレータシステムのローラシェルの正面図である。
【図１６】図１５の線１６−１６に沿った断面図であり、凹形の曲線状の横断面を有するローラシェルを更に示している。
【図１７】図１５のローラシェルの端面図であり、凹形の曲線状の横断面を有するローラシェルを更に示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示の装置及び方法を完全に理解するためには、アキュームレータを通過するウェブのしわ不良が、ウェブ内部の応力場によって生じる幅方向の縮れ不良であることを実証した、相当な一連の研究結果が存在することを知ることが有益である。一般的に言えば、自由スパンにおける又はアキュームレータのローラ表面上でのウェブの剛性に影響を及ぼす任意の要素が、しわ形成に作用することが認識されている。そのような要素には、限定するものではないが、スパンの長さ、ウェブの幅、ウェブの厚さ、繊維の化学的性質、繊維の直径、繊維の平坦性、局在化された材料の坪量の変動、局在化された材料の厚さの変動、及びウェブとプロセス機器との間の摩擦係数が含まれることが知られている。
【００２２】
使い捨て吸収性製品のラインにおいて、より廉価で、低坪量で、かつ非均質なウェブを使用するときは特に、アキュームレータが制限要因となる。そのようなラインに対し、原材料の剛性は多くの場合、ウェブが縮れるか、又はローラ間の大部分の自由スパンにおいてトラフを形成するのに十分に低いものである。ウェブ材料の固有特性のために原材料ウェブがローラのシェル表面上で面外の縮れを生じることが主な原因で、ウェブはまた多くの場合、アキュームレータ内のローラの上を通過するときに、しわを発生し、折り重なることになる。縮れを防止する従来の手段は、より短いウェブスパンを用い、より大径のアイドラを使用して、ウェブ張力の設定値を低減することである。スパン長さがより長いと、しわの形成に更に相当に敏感になる。しかしながら、これらの工程は、ライン速度を向上させることが望まれる場合は特に、アキュームレータに対して実用的ではないことが一般に周知である。ライン速度が向上されると、接続が最高ライン速度よりも低い速度のウェブで生じるか、又はゼロの速度のウェブで生じるかにかかわらず、アキュームレータは一般に、接続をなすために、より多くのウェブを格納できなければならない。つまり、ウェブのスパン長さは通常、変位方向にリニアアキュームレータをより長くすること、ロータリシステムのアームをより長くすること、アキュームレータアームの回転角を増加すること、又はローラを追加することでアキュームレータを通過するウェブを増加させることなどによって増大する。直径が大きくなるとローラの慣性が増加し、またローラは多くの場合、ウェブのみによって駆動されるため、ローラ直径を増加させることは、アキュームレータシステムにとって好ましくない。ローラの直径を増加することによって生じる慣性の増加により、結果として、始動、停止の間、そして接続シーケンスの間、より大きな張力変化がウェブに生じる。ウェブのゆるみを回避するのに必要となる、より高い定常状態の張力と、始動、停止、及び接続の間に起こるより大きな張力の急激な変化は、ウェブに生じる縦方向の応力を増加させることにつながる。縦方向の張力が増加することにより、幅方向の圧縮応力の増加を生じ、これがローラ上の縮みの主要因となる。理想的には、慣性を減少させるためにローラの直径は低減されるが、ローラの直径を低減することで、プロセスウェブにしわが誘発される傾向が生じる。
【００２３】
本明細書で開示する実際的な解決策は、輪郭表面を有するローラシェルを有する１つ以上のローラをアキュームレータ及び巻出しシステムで使用することであり、具体的には、特定のパターンのそのようなローラを使用することである。そのようなローラシェルの輪郭表面は、中心に向かうにつれてより小さな直径を、そして端部に向かうにつれてより大きな直径を有する。そのようなローラ又はローラシェルの外表面は一般に、曲線形、蝶ネクタイ形、Ｖ字形、又は階段形と呼ばれるが、以下、総称的に凹形と呼ばれる。ローラがウェブ張力のみによって駆動されるとき、そのローラはアイドラと呼ばれるが、任意のアイドラが被動ローラで置換され得る。凹形のアイドラ、すなわち凹形のシェルを有するアイドラは、回転慣性を低減するために、典型的なおむつ用ウェブに対しては、例えば５０ｍｍの外径から３４ｍｍ以下の外径に、又は更には他の使い捨て吸収性製品に要求されるより幅狭のウェブに対してはそれ未満に、アイドラの直径を低減することを可能にする。本質的に、不十分な横剛性を有するウェブは、より小径のアイドラ上にしわを発生させる傾向を持つことになる。輪郭又は凹形の表面を持つシェルを有するアイドラを巻出しシステムに挿入することにより、幅方向の延展力が生成される。この幅方向の延展力は次に、幅方向の圧縮力と平衡する。
【００２４】
所与のウェブスパン長さに対し、特定量のウェブの延展をもたらすように、ウェブ材料特性、動作張力範囲、及びローラ直径に基づいて、特定のローラ輪郭形状が選択される。ウェブスパンとは、２つのローラ又はウェブ経路における他の基準点の中間にあるウェブである。ウェブスパン長さ、つまり生産フローにおける距離は、ローラ又は基準点のうちの１つ以上が、アキュームレータシステムで起こるように移動可能である場合、稼働中に変化し得る。それに加えて、選択された輪郭形状は、利用可能な機械加工の慣習及びそのような機械加工で生成されたローラ輪郭形状の公差で実現可能でなければならない。輪郭形状は、半径方向の高さの過度な差を有してはならず、したがって、ウェブ張力の下でかつ／又は機械的安定性を求めてシェルの撓曲を防止するために、厚いローラシェルは必要とされない。延展の制約に加えて、輪郭形状はまた、輪郭ローラによって生じる更なるミストラッキングの量を制限するように選択される。本明細書で開示する輪郭ローラなどの延展装置は、機械及びローラの中心線からのウェブの更なるミストラッキングを生じ得る。誘発されるこのミストラッキングは輪郭設計に関連するものであり、より大きな延展効果が設計によって輪郭形状に取り込まれる場合に増加し得る。更に、ローラのパターンは、輪郭形状で誘発される延展によってミストラッキングが生じるという逆作用を最小限にし、輪郭アイドラが更なるローラ慣性を動的システムに加えるという動的張力の逆作用を最小限にする一方で、しわ及び折り重なりを防止する所望の効果を調和させるように設計される。
【００２５】
バナナ形バーとしばしば呼ばれる弓形の静止バーなど、他の延展装置が使用され得るが、ウェブ張力を過度な水準に増大させるものであり、したがってこの目的には適格ではない。アメリカ合衆国ウィスコンシン州ユニオングローブ（Union Grove）のアメリカン・ローラー社（American Roller Company）から入手可能なＡｒｃｏｓｔｒｅｔｃｈｅｒ（登録商標）ブランドのローラとして知られる商用の装置など、軟質の延展装置が、ウェブを延転し、しわを防止するために使用され得る。しかし、そのような装置は８００グラム超の回転質量を有するのに対し、アイドラ幅の１リニアメータにつき４００グラム未満、又は更にはそれ未満が推奨される。能動的な延展装置も考えられるが、それらは複数のスパンで必要となるので、最も簡潔なものを除き、相当かつ容認できないコストを製造作業に加えることになる。スラット型の延展装置も考えられるが、それらは多数の可動部品を有するものであり、コストを増加させ、複雑さを増し、空間要求を持ち込むことになる。また、折り重なりを低減するためにアキュームレータのスパン長さを低減することは、一定量の集積により多数のアイドラが必要となるため、受動的なシステムに対しアイドラの抵抗を増加させることになる。
【００２６】
その解決策は、少なくとも１つ又は複数のローラ又はアイドラの位置で、輪郭付けされた薄肉のローラ又はアイドラシェルを使用することである。典型的な凹形の輪郭形状は、曲線形、蝶ネクタイ形、Ｖ字形、又は階段形である全体的形状を有する。しかしながら、薄肉管における正確な輪郭形状の生成は、達成が困難である。金属管の場合、輪郭形状は、旋盤上でこの表面へと変化されるか、液圧成形されるか、又は予備成形されたマンドレル上にシェルを収縮させることによって作製され得る。輪郭形状を変化させるために、コンピュータ数値制御旋盤が使用され得る。座標測定器を利用した表面形状測定による検査が推奨される。
【００２７】
そのような薄肉のローラ又はアイドラに合わせて生成される半径方向の輪郭形状は通常、直径３０ｍｍ〜５０ｍｍのローラ又はアイドラ、及び約１００ｍｍ〜５００ｍｍ（又はこれらの数値の間にあるｍｍ単位の任意の整数値、若しくはそのような任意の値によって定められる任意の範囲）のウェブ幅に対し、約２０マイクロメートル〜３００マイクロメートル（又はこれらの数値の間にあるマイクロメートル単位の任意の整数値、若しくはそのような任意の値によって定められる任意の範囲）のものとなり得る。広範なウェブ幅に対し、ウェブがローラ又はアイドラと接触する区間における最大ローラ外径の約０．５％〜２．０％（又はこれらの数値の間にある０．１％単位のパーセント値、若しくはそのような任意の値によって定められる任意のパーセント範囲）の範囲が、輪郭ローラ全体にわたる半径差の典型的な大きさである。様々な実施形態において、輪郭ローラ全体にわたる半径差はまた、最大ローラ外径の０．０４％〜５％、又は最大ローラ外径の０．０５％〜２％、又は最大ローラ外径の約０．０７％〜１．２％（又は、これらの数値の間にある０．０１％単位のパーセント値、若しくはそのような任意の値によって定められる任意のパーセント範囲）となり得る。本明細書で用いるとき、名目上平坦という用語は、ロール面のウェブ接触部分の全体にわたって輪郭形状（例えば凹形）を伴って構成されていない、あるいはウェブを効果的に延展しない最小の輪郭形状を伴って構成されている、ローラ又はアイドラの外表面を指す。
【００２８】
ローラシェルは、ローラが駆動されない限り、最大ローラ外径の約０．３％〜約２０％、約０．８％〜約４％、又は約１．０％〜約３．０％の厚さを有し得る。駆動されるローラの場合、ローラシェルの厚さは制限されない。輪郭形状によって材料が除去され、ローラ表面の過剰な撓曲が可能となり得るので、ローラシェルの公称厚さは、平坦なローラと比べて、輪郭ローラの場合により厚くなり得る。
【００２９】
単純支持型ローラは、位置合わせの制御を良好にし、荷重下でのフレームの撓曲を低減し、これによってしわの発生を軽減する。単純支持型ローラは、より単純な設計を有するものであり、より低いコストを有することができ、またより高い固有振動数をもたらし得るが、これによってライン速度がより高速となり得る。また単純支持型ローラでは、より小さな軸受けを使用することができ、これによってウェブに対する軸受けの抵抗力が低減し、そのため、更に、低い張力でしわの形成を低減することができる。単純支持型ローラでは、ローラの端部に向かって軸受けを装着することができ、これによって内部構造が単純となる。片持ち型ローラは、端部に向かって軸受けを用いて作製され得るが、ローラの中心に向かって軸受けを用いても作製され得る。
【００３０】
一般的なローラ設計では、不織布繊維などの大きな粒子が軸受けの中に進入するのを防止するためにダストキャップが使用され得る。それに代わる実施形態は、ローラシェル、軸受け、又は軸受けスリーブなどの回転要素に対して小さな間隙を有する静止型ダストキャップを使用することである。軸受けスリーブは、軸受けの回転レース（通常は外側レースであるが、実施形態によっては内側レースとなり得る）とローラシェルとの間の回転可能な機械要素として定義される。この割れ目の半径を低減することにより、接触線の相対速度及び周囲長が低減され、それによって粉塵又は他の異物を伴う動作環境における抵抗が低減される。
【００３１】
一般的なローラ設計では、実用品と見なされ得る商用の軸受けが使用される。商用の軸受けは、標準的なサイズで入手可能であり、ダストシールド、ダストシールを使用してもよく、あるいは混入に対抗するため又は潤滑性を維持するための進入保護を有さなくてもよい。これらの種類の軸受けのいずれもが使用され得る。一実施形態において、スウェーデン国イェーテボリ（Goteborg）のＳＫＦグループによるＥ２（商標）ブランドのＥｎｅｒｇｙ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔラインなどのシールド軸受けが、軸受けの摩擦モーメントによって生じるウェブ上の抵抗力を最小限にするために使用される。
【００３２】
軸受け抵抗を低くするには、軸受けの直径を最小にすることが必要である。各軸受け製造業者から公式に入手可能な情報は、軸受け抵抗が軸受けの平均直径と共に変動することを示している。ローラの慣性を低くするには、軸受けの回転構成要素の質量を最小にすることが必要である。単純支持設計の場合、軸受けは、軸受けの寿命を十分なものにするために、商用のサイジングツールに基づいて可能な限り小さく作製され得る。いくつかの実施形態において、軸受けの内側レースは、軸受けの平均直径を最小にするために、直接ローラシャフトに形成され得る。片持ち型軸受けの場合、この技術は、シャフトに押し付けられる商用の軸受けと比べて、より小さな撓曲で、より大きな最小シャフト直径を得るために、駆動側軸受けにて利用され得る。一実施形態において、駆動側軸受けの内側レースは、幅方向の曲げ応力によって荷重を受ける。駆動側軸受けの内側レースは固定されか、又は幅方向に移動するのを防止される。反駆動側軸受けは浮動式であり、つまり幅方向に自在に移動する。単純支持設計の場合、一方又は両方の軸受けが浮動式となり得る。
【００３３】
アイドラ軸受けが浮動式であるあらゆる例において、一般的な設計では、国際標準化機構（ＩＳＯ）規格Ｇ６に記載されているような、遊び嵌めを用いた軸受けが使用され、そのため、機械要素の公差の変動、組立の変動による必要に応じて、又は熱変化が原因で、軸受けが幅方向に移動し得るようになる。
【００３４】
任意のローラが、ウェブ張力で駆動される自由回転アイドラであってもよく、あるいは被動ローラであってもよい。単一の被動ローラがモータと作動的に結合されもよく、あるいは一連のローラが１つ以上のモータと作動的に結合されてもよい。１つ以上のローラが駆動されるとき、ロードセルローラ又は他の張力装置が、被動ローラに加えられる速度及び／又はトルクを制御するためのフィードバック装置として使用され得る。
【００３５】
アルミニウム及び他の金属に加えて、そのような輪郭形状が、一般に「炭素繊維」と呼ばれる炭素繊維強化プラスチックなどの複合材料で形成され得るが、アメリカ合衆国デラウェア州のデュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー社（DuPont DeNemours and Company）から入手可能なケブラー（Kevlar）（登録商標）ブランドのパラアラミド合成繊維、他のアラミド（arimid）合成繊維、ガラス繊維、ｅガラス、ｓガラスなどが、アルミニウムの重量比よりも高い重量比に至る剛性で使用され得る。複合材料という用語は、本明細書では、実質的にマトリックス材料に埋め込まれ接合された繊維から形成される任意のローラシェル材料を指すために用いられている。炭素繊維複合材において輪郭形状を生じさせることは、炭素繊維を旋盤上に向かわせ、コンピュータ数値制御研削盤を使用して輪郭形状を研削し、表面を選択的に研磨し、表面を選択的にメディアブラスト処理し、成形マンドレル上にシェルを形成し、かつ／又は選択的に巻き取ることによって行われ得る。これに関連して、これらの方法のいずれかが、圧延管のプリプレグ（予備含浸された合成繊維）、フィラメント巻材料、横巻材料（transverse wound material）、又はこれらの形成方法のうちの任意の１つ以上を組み合わせた材料を用いて利用され得る。一実施形態において、炭素繊維強化プラスチックの圧延管が、織物プリプレグから形成され、マンドレル上に硬化される。一実施形態において、シェルは、フィラメントをローラの回転軸に実質的に整合された、一軸性の炭素繊維と、織物プリプレグの外層から形成される。織物プリプレグの外層は、シェルに損傷がある場合にも、いかなる混入物の大きさ及び縦横比を制限する。
【００３６】
一般に、商業的に入手可能な圧延管炭素繊維の表面を研削するために、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）が用いられ得る。ローラシェルは、公差を改善するために、機械加工及び研削作業の間、マンドレル上に支持され得る。炭素繊維内の空洞を避けるために、品質保証の工程が準備されていなければならず、この空洞は結果として、裂け目、及び不織布繊維によるロールの汚れを生じることになる。そのようなローラの複合繊維は一般に、プロセスウェブから不織布繊維を把持するのに十分に強いものである。
【００３７】
種類にかかわらず、ローラ又はローラシェルのローラ外表面は、皮膜付きであっても皮膜なしであってもよく、あるいは皮膜付きと皮膜なしとの組み合わせであってもよい。皮膜は質量を増加させるものであり、それによって、所与のローラの加速に対し、ウェブ張力の急激な変化を増加させる傾向が生じ得る。アメリカ合衆国ジョージア州フェアバーン（Fairburn）のインプレグロン社（Impreglon Inc.）又はアメリカ合衆国コネチカット州ミドルベリー（Middlebury）のプラズマコーティングス社（Plasma Coatings Incorporated）による熱溶射皮膜などの皮膜は、摩擦係数を増大させる傾向がある。この摩擦抵抗の増大は結果として、より低い縦方向張力でしわを生じることになり得る。皮膜はまた、ローラの表面に不規則性を増すことになり得るが、これによって、しわを引き起こす傾向が生じ得る。しかしながら、プラズマコーティングス社のＰＣ−４３６又はＰＣ−４１５などの皮膜は、空気連行によってローラにおけるウェブの滑りを防止するのに有用である。それに代わって、複合材表面の外側に加えられるエポキシなどの皮膜が使用され得る。
【００３８】
いくつかの実施形態において、ローラは、可能なところでは、金属又はアルミニウム材料、プロセス又は撓曲の理由により必要なところでは、炭素繊維、ケブラー（Kevlar）（登録商標）、ガラス繊維、フェノール樹脂材料、補強紙又は他の軽量で高剛性の材料から形成されたローラシェルを有し得る。
【００３９】
これまでの学術研究により、既知の設計変数の組み合わせを用いてローラの表面に輪郭付けすることによって、単一のローラの表面上のしわを防止するように延展を生じさせるのに十分な輪郭形状を設計する計算ツールが提供されてきた。しかしながら、この研究は、延展ローラによって生じるミストラッキングを考慮したものではない。ローラの延展力は、ローラ全体にわたる半径輪郭形状で生じる表面速度分布によって発生される。この表面速度分布は、ウェブにおける縦方向の歪み分布につながり、この縦方向の歪み分布は、長さ方向に沿ったローラの局所的半径と共に変動する。この縦方向の張力分布は、面内曲げモーメントをウェブに発生させる。ウェブ材料の中心が、輪郭表面の中心と同じ幅方向位置にないとき、各輪郭ローラは更なる非線形のミストラッキングを生じさせる。
【００４０】
発表されている研究は、誘発されるミストラッキングに対する延展力の有効範囲を考慮したものではない。これに関連して、ローラ上のしわの発生を防止するのに十分な輪郭形状は多くの場合、数ミリメートルのウェブのミストラッキングを誘発し得ることが一般に知られている。しかしながら、ミストラッキングをほとんど誘発しないように十分に平坦な輪郭形状は、ウェブを延展しかつしわを防止するのには不十分な曲げモーメントを発生し得る。多くの種類のウェブ取扱い機器に対し、ローラ幅の５％〜３０％未満のスパン当たりのミストラッキングが望まれる。アキュームレータ内のローラはしわを防止するために十分に整合されるべきであるので、ローラ幅の約１％未満のスパン当たりのミストラッキングが通常、望まれる。
【００４１】
一実施形態において、輪郭ローラは、ウェブ経路の１つおき、２つおき又は３つおきの位置で使用される。別の実施形態において、輪郭ローラは、ウェブ経路において１つおき又は３つおきの位置で使用され、それによって、アキュームレータの静止フレーム要素の各位置で、あるいは、アキュームレータの静止フレーム要素の１つおきの位置で輪郭ローラを使用することができる。
【００４２】
最小限に輪郭されたローラを設置することにより、延展力に対してミストラッキングを調和させることが可能であると判明した。それに加えて、輪郭ローラの下流側の平坦なローラ上で、ウェブの隆起は、輪郭ローラの直後でより小さくなるか又は存在せず、次いで各平坦なローラ上で、より大きくなる。輪郭ローラが取り除かれ、平坦なローラで置換されると、平坦なローラのすべてがウェブに隆起を発生させる。
【００４３】
上記の内容から、スパンに沿って物理的性質が伝達すると考えられ、より具体的には、所与の材料に対し、送込みローラから離れた材料の幅が、スパンの下流側ローラにおける材料の幅を部分的に決定すると考えられる。この材料の幅が臨界値に達すると、ローラ上のウェブのフープ応力がウェブを平坦化できなくなり、そのため面外に変形し始め、それによって結局はしわ及び／又は折り重なりが発生すると考えられる。輪郭ローラが、１つおき、２つおき、又は３つおきの位置に配置される場合は特に、最大スパン長さにおいてローラ当たり約４ｍｍの、低水準の延展が、しわ及び折り重なりを防止するのに必要なすべてであると判明した。最初にウェブを親ロールから延展し、巻き付いたあらゆる折り重なりを取り除くために、親ロール付近の短いスパンにおいて、ウェブ幅の各１メートルあたり約２０ｍｍ〜約５０ｍｍの、相当に多くの延展を利用することが可能である。
【００４４】
アキュームレータに望まれる延展の範囲は、材料の幅の約０．５％〜約１０％である。この延展は、材料の幅の約１％〜約６％、又は材料の幅の約１％〜約３％であってよい。
【００４５】
しわ及び折り重なりを防止する一方で、この配置では、さもなくば輪郭ローラによって生じるミストラッキングが許容可能なレベルにまで最小化され、更なるトラッキング装置を使用することなく、小径の超低慣性の炭素繊維ローラの使用が可能となることも判明している。別の実施形態において、更なる延展が用いられることができ、また、商業的に入手可能なオフセットピボットガイド又はキャンバロールなど、１台以上のトラッキング装置が、アキュームレータの１カ所以上のローラ位置においてウェブのトラッキングを制御するために使用され得る。
【００４６】
ウェブの巻出し中にしわ及び折り重なりを防止することに加えて、原材料の親ロールに取り込まれるしわもまた問題となり得ることが知られている。輪郭ローラを接続箱の周りにパターンをなして設置することによって、ウェブの延展を誘発してそのようなしわを取り除くことが可能となると判明した。パターンに関して言えば、親ロールの後ろの第１のローラは、ウェブが親ロールから巻き出すときに親ロールと第１のローラとの間のスパン長さが変動するという事実により、平坦となり得る。次いで、そのフラットローラの下流側の次のローラは、有利にも、原材料のしわなど、取り込まれた欠陥を延転するために輪郭付けされている。その結果として、しわなどの内部欠陥を有し得るものであり、したがって標準的な機器では処理されることができなかった安価な原材料の利用が可能となる。
【００４７】
また、加工プロセスで生じるよりも高い歪みで巻かれる材料を使用することが可能となる。通常、高い歪みで巻かれた材料は、更なるネックダウンを有し、したがってしわを防止するために延展されなければならない。しかしながら、フラットローラのみを使用するときは、必要とされる延展を達成することが常に可能とはならない。
【００４８】
フィルムの特殊な例の場合、炭素繊維などの複合材料又は平滑な金属から形成されたローラシェルを使用することは、独特の難題を伴う。炭素繊維及び一部の金属ローラは、フィルムが連行空気の境界層でアイドラの上に浮遊しがちになるほど平滑な表面を有する。この問題は、プラズマコーティングス社（Plasma Coatings Incorporated）のＰＣ９３６又はＰＣ９１５などのプラズマ皮膜をアルミニウムローラの表面上で使用し、ダンサシステムにおいてプラズマ皮膜付きアルミニウムローラをフラットローラで置き換えることによって、対処され得る。プラズマ皮膜は、アルミニウムローラの表面を粗面化して、より良好な牽引力をもたらし、これがまた横方向の安定性をウェブに与え、それによって、一貫したトラッキングを確実にする一方で、皮膜なしのアイドラはしわを追い出す。
【００４９】
プラズマ皮膜は一般には不均等であり、ローラ表面上の高さの変動が原因でしわを生じさせる傾向を有する。また、ローラ上のプラズマ皮膜の摩擦係数が高いことで、さもなければローラ表面に少なくとも部分的に広がるしわが、本質的に閉じこめられることになる。しかしながら、わずかな凹形の輪郭形状を用いると、アキュームレータの一方の側のプラズマ皮膜付きローラと、アキュームレータのもう一方の側の凹形複合材ローラを交互に並べて、折り重なりを防止することが可能である。更に、接続装置の上流側のローラは、各ローラタイプの組み合わせであってもよい。半自動接続装置の直前のローラは、流れるウェブにスプライスを幅方向に容易に整合させるために、皮膜なしであってもよい。接続装置の直前にあるローラの上流側の２つのローラは、ウェブのトラッキングを支援するために、プラズマ皮膜され得る。接続装置の後のアイドラ及び静止フレームの第１のアイドラは、凹形の複合材料ローラであってよい。接続装置の後のスパンはシステムにおいて最長となり、したがって最もしわを起こしやすくなり得るため、これらのスパンは重要である。
【００５０】
上記の全体的な議論並びに以下の詳細な議論を通じて図面を参照しているが、当業者には理解されたいこととして、「ローラ」及び「ローラシェル」、並びに「アイドラ」及び「アイドラシェル」という用語は、ときに同じ意味で用いられているのに対し、「輪郭外表面」は、シャフト、軸受け、及びシェルと軸受けとの間のアダプタなど、他の構成要素と共に、ローラ又はアイドラのいくつかの構成要素のうちの１つであるローラシェル又はアイドラシェルの外表面を含む。
【００５１】
指定の代表的な図において、まず図１を参照すると、参照符号２０は、アキュームレータシステム２２を有するロールスタンドを示しており、アキュームレータシステム２２は、送込み側２４と、送出し側２６とを備え、送出し側２６は、ロールからウェブを巻き出し、下流の加工システムにウェブを連続的に供給するためのものである。代表的な図に開示される構造は、アキュームレータシステム及び／又は凹形の輪郭ローラを使用することを必要とするか、又はそれによって利益を得る多数の用途のうちのいくつかを理解するために示したものであり、したがって限定するものとして見なされるべきでないことが理解されよう。
【００５２】
アキュームレータシステム２２は、回転軸を有するローラ２８のうちの少なくとも１つを含む複数のローラ２８及び３０を有するロータリシステムであり、ローラ２８のうちの少なくとも１つは、様々な量のウェブを解放及び格納するために、ローラ３０のうちの別の少なくとも１つの回転軸に向かって、またその回転軸から離れて移動可能である。ロールスタンド２０の内側に、一対のロールが装着され得るシャフト３２ａ及び３２ｂを駆動するためのモータ（図示せず）があり、送込み側２４の上流でウェブ速度を低減して、ほとんど使い切られたロールのウェブに新たなロールのウェブを接続するために、少なくとも１台のコントローラ（図示せず）がモータと結びつけられる。新たなロールと、ほとんど使い切られたロールの各ウェブが接続されているとき、ロータリアキュームレータシステム２２により、ウェブを接続する際にアキュームレータ内のウェブを、下流の加工システムに連続的にかつ中断なしに供給することが可能となる。ロータリアキュームレータシステム２２はまた、以下で更に詳細に説明する装置を備え、その装置は、使い切られたロールのウェブに新たなロールのウェブを接続するために、ロータリアキュームレータシステム２２の送込み側２４の上流におけるウェブの速度が低減されるとき、ローラ２８のうちの少なくとも１つをローラ３０のうちの少なくとも１つに向けて移動させるためのものである。次いで、ロールスタンド２０の内側のコントローラは、各ウェブが接続された後にウェブが新たなロールを去ってロータリアキュームレータシステム２２を通過するとき、新たなロールを含んだシャフト３２ａ及び３２ｂの一方の速度をモータが増加させてウェブの速度を増加するように動作可能である。次いで、移動装置はまた、ウェブ速度が増加されてローラ同士の距離が増加されるとき、ローラ２８をローラ３０から離して移動させるように動作可能であり、ここで、ローラ２８及び３０の少なくとも一方は、名目上平坦な外表面を有し、ローラ２８及び３０の少なくとも一方は、輪郭外表面を有する。
【００５３】
ロータリアキュームレータシステム２２は、ほぼ使い切られたロールのウェブに新たなロールのウェブを接続するための装置３４と、接続装置３４の上流の少なくとも１つのローラ３６と、接続装置３４の下流の少なくとも１つのローラ３８とを備えている。接続装置３４は、通常の接続箱を含み得る。接続箱３４の上流に配置されるローラ３６は皮膜なしであってもよく、加えて、摩擦皮膜又は摩擦表面を有する少なくとも２つの更なるローラ４０及び４２が、接続箱３４の更に上流に配置され得る。
【００５４】
例示的な一実施形態において、ロータリアキュームレータシステム２２は、接続装置３４のすぐ下流に配置された静止アーム４４上に、複数のローラ３０を備え、また、静止アーム４４に向かって、そして静止アーム４４から離れて旋回するアーム４６上に、複数のローラ２８を備えている。接続装置３４のすぐ下流に配置され、ウェブがロールから巻き出されるときにそのウェブを受容する、静止アーム４４上の第１のローラ３０は、概ね凹形の輪郭外表面を有するように形成されたローラシェルを含み得る。このローラシェルの、概ね凹形の輪郭外表面は、種々の形態を取り得る（例えば、それぞれＶ字形、蝶ネクタイ形、及び曲線状の横断面を持つローラシェルを示す図９〜１１、１２〜１４、及び１５〜１７にそれぞれ示すローラシェル３０ａ’、３０ａ’’、及び３０ａ’’’を参照）。
【００５５】
静止アーム４４上の第１のローラ３０のローラシェルに関する様々な形態が図９〜１１、１２〜１４、及び１５〜１７に示されているが、ローラ２８及び３０のいずれか、又は、概ね凹形の輪郭外表面を有する３０ａ’、３０ａ’’、若しくは３０ａ’’’などのローラシェルから利益を享受し得る、ロールスタンド上のローラのうちの他のいずれかが、限定するものではないが一例として、Ｖ字形、蝶ネクタイ形、曲線状、又は階段形の横断面を有し得る。
【００５６】
図２及び３を参照すると、静止アーム４４は、２つの平行アーム部分４４ａ及び４４ｂと、平行アーム部分をそれらの両端部で結合する横支持体５２ａ及び５２ｂとを有しているのが確認される。また、２枚の装着プレート５４ａ及び５４ｂがあることにも留意されたい。装着プレート５４ａ及び５４ｂは、例えば平行アーム部分４４ｂに溶接することなどによって固定されており、任意の通常の方式で静止アーム４４をロールスタンド２０に固定するために設けられている。
【００５７】
旋回アーム４６はまた、２つの平行アーム部分４６ａ及び４６ｂと、平行アーム部分４６ａ及び４６ｂを概ねそれらの上方端部にて離間した関係で結合するための横支持体５６ａ及び５６ｂとを有しているのが確認される。旋回アーム部分４６ａ及び４６ｂの上方端部は、旋回移動をなすように固定支持体５８に装着されている。図３に示すように、６０と記されるロータリ駆動機構が、ロールスタンド２０の内側で旋回アーム４６と結合されて、静止アーム４４に向かったり静止アーム４４から離れたりする回転移動を旋回アームに受けさせるようになっている。
【００５８】
回転駆動機構は当業者には周知であるため、説明しないことにする。ローラ２８は、回転移動をなすように通常の方式で旋回アーム部分４６ａ、４６ｂにそれらの対向端部で装着されており、説明を必要としない。また、ローラ３０は、回転移動をなすように静止アーム部分４４ａ、４４ｂに従来法で装着されている。
【００５９】
図４及び５を参照すると、アキュームレータシステム２２’はロールスタンド２０’上のリニアシステムであり、少なくとも１つの並進ローラ４８を含めて、複数のローラ４８及び５０を備え、この少なくとも１つの並進ローラ４８は、様々な量のウェブを解放及び格納するために、概ね直線状の経路に沿って、ローラ５０のうちの少なくとも別の１つに向かって、またそれから離れて移動可能である。リニアアキュームレータシステム２２’のローラ４８及び５０は、ロータリアキュームレータシステム２２のローラ２８及び３０に概ね対応するものであるが、ローラ２８は概ね曲線状又は弓状の経路に沿って、ローラ３０に向かって、またローラ３０から離れて移動可能であるのに対し、ローラ４８は概ね直線状の経路に沿ってローラ５０に向かって、またローラ５０から離れて移動可能であるという違いがある。図１〜３に示すロータリアキュームレータシステム２２と図４〜５に示すリニアアキュームレータシステム２２’の双方に関して言えば、それらの構造及び動作の特徴は、ローラ２８及び４８が可動アーム４６及び４６’に装着され、ローラ３０及び５０が静止アーム４４及び４４’に装着されるという点で類似している。
【００６０】
図４及び５を参照すると、静止アーム４４’は、２つの平行アーム部分４４ａ’及び４４ｂ’と、平行アーム部分をそれらの両端部で結合する横支持体５２ａ’及び５２ｂ’とを有しているのが確認される。また、直線可動アーム４６’があり、この直線可動アーム４６’は、２つの平行アーム部分４６ａ’及び４６ｂ’と、平行アーム部分４６ａ’及び４６ｂ’をそれらの両端部の中間で、そして中央に配置されたキャリッジ６２を接合する横支持体５６ａ’及び５６ｂ’とを有している。特に図５を参照すると、キャリッジ６２は、直線可動アーム４６’が静止アーム４４’に向かって、また静止アーム４４’から離れて駆動されるように、ロールスタンド２０’上の固定垂直トラック６４上に装着されている。
【００６１】
直線駆動機構を構成するキャリッジ６２及びトラック６４は当業者には周知であるため、それらについて本明細書で説明される必要はない。同様に、ローラ４８は、任意の通常の方式でアーム部分４６ａ’及び４６ｂ’にそれらの両端部で装着されており、本明細書で説明される必要はない。また、ローラ５０は、任意の通常の方式で静止アーム４２のアーム部分４４ａ’及び４４ｂ’に装着されており、本明細書で説明される必要はない。
【００６２】
図面には特に示されていないが、互いに向かって、また互いから離れて移動可能である２つ以上のアームを有し、静止アームを有さないものを含め、更に他の種類のロータリ及びリニアアキュームレータシステムが存在し、そのようなシステムはすべて、本明細書で説明する、アキュームレータを通じて供給されるウェブのしわを防止するための方法、システム及びローラの利益を享受し得る。
【００６３】
ローラ２８、３０及び４８、５０の各組に関して言えば、各組２８、３０及び４８、５０における複数のローラのうちの少なくとも１つが、ウェブがロールから巻き出されるときにウェブのみによって駆動される自由回転アイドラを含み得る。それに代わって、各組２８、３０及び４８、５０における複数のローラのうちの少なくとも１つが駆動装置と結合され得る。更に、各組２８、３０及び４８、５０における複数のローラは、自由回転アイドラを含むローラのうちの少なくとも１つを含むことができ、またローラを駆動するための装置と結合されているローラのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００６４】
凹形の輪郭外表面を有するローラシェルを有する、組２８、３０及び４８、５０のローラに関して言えば、そのようなローラは、その両端部では又はその近くでは第１の半径を有し、その両端部の概ね中間ではそれより小さな第２の半径を有するように形成され得る。各組２８、３０及び４８、５０におけるローラのローラシェルのこの特徴は、図９〜１０、１２〜１３、及び１５〜１６に示され、そのようなローラシェルの代表として提示されている、ローラシェル３０ａ’、３０ａ’’、及び３０ａ’’’を参照することによって確認及び理解され得る。いくつかの実施形態において、組２８、３０及び４８、５０における複数のローラのうちの少なくとも１つが中空であり、そのローラシェルは約０．４ｍｍ〜１．２ｍｍの厚さを有し、それに加えて、それら複数のローラのうちの少なくとも１つは、そこに施された摩擦皮膜、又はそこに形成された摩擦表面有するローラシェルを有する。
【００６５】
ロータリアキュームレータシステム２２の組２８、３０をなす複数のローラ、及びリニアアキュームレータシステム２２’の組４８、５０をなす複数のローラは有利にも、名目上平坦な外表面を有する１つ〜３つのローラを有することができ、それらのローラは、輪郭外表面を有するローラのうちの任意の２つの間に配設されたものである。一例として、名目上平坦な外表面を有するローラシェルを含むローラは、図６〜８のローラシェル３０ｂ’で示されるように形成され得る。図６〜８に示すような名目上平坦な外表面を有することに加えて、輪郭外表面を有するローラのうちの任意の２つの間に配設された、複数のローラのうちの少なくとも１つはまた、ウェブに対してより良好なトラッキングを達成するために、そこに施された摩擦皮膜、又はそこに形成された摩擦表面有するローラシェルを含み得る。
【００６６】
複数のローラは、約２５ｍｍ〜約６０ｍｍの最大ローラ外径を有するローラを含み得る。輪郭ローラ全体にわたって２０マイクロメートル〜３００マイクロメートル（又はそれらの数値の間にある任意のマイクロメートル単位の整数値、若しくはそのような値で定められる任意の範囲）の半径差を有するように、輪郭外表面を設けられたローラが形成されることも有利であると考えられる。加えて、輪郭外表面を有するローラは、炭素繊維又は他の複合材料から形成されたローラシェルを含み得る。
【００６７】
ローラシェルが複合材料である場合、輪郭外表面は、その外表面を研削又は旋削することによって形成され得る。それに代わって、ローラシェルの輪郭外表面は、アルミニウム又はアルミニウム合金材料からローラシェルを形成することによって設けられ得る。
【００６８】
本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、別段の指定がない限り、そのような各寸法は、列挙した値と、その値を包含する機能的に等価な範囲との双方を意味することを意図したものである。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図したものである。
【００６９】
「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、その関連部分において、本明細書に参照として組み込まれるが、いかなる文献の引用も、それが本発明に対する先行技術であることを認めるものであると解釈されるべきではない。本書における用語のいずれかの意味又は定義が、参照によって組み込まれる文書における同じ用語のいずれかの意味又は定義と対立する限りは、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が優先されるものとする。
【００７０】
本発明の特定の実施形態について説明し記載したが、様々な他の変更及び修正が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくなされ得ることが、当業者には明らかとなろう。したがって、本発明の範囲に含まれるそのようなすべての変更及び修正は、添付の「特許請求の範囲」で網羅することとする。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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