(57)【要約】ウェブ基材（１６）を折り重ねるための調整可能なウェブ折り重ねシステム。調整可能なウェブ折り重ねシステムは、調整可能な折り重ね迂回路（１２）と、ウェブ基材（１６）の特性を測定するための少なくとも１つのセンサー（１４）とを有する。調整可能な折り重ね迂回路（１２）の表面、又は折り重ね迂回路（１２）は、ウェブ基材の特性値に応じて調整可能である。
2005524592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械方向及び機械横方向を有するウェブ基材を折り重ねるための調整可能なウェブ折り重ねシステムであって、前記調整可能なウェブ折り重ねシステムは、
ある位置に配置され、前記ウェブ基材の前記機械方向に一致する長手方向軸線を有する、調整可能な折り重ね迂回路と、
前記ウェブ基材が前記調整可能な折り重ね迂回路に接触する前に、前記ウェブ基材の特性を測定するための少なくとも１つのセンサーと、によって特徴付けられ、更に、
前記調整可能な折り重ね迂回路の前記位置は、前記ウェブ基材が前記調整可能な折り重ね迂回路に接触する前の前記ウェブ基材の特性値に応じて調整可能であることを特徴とする調整可能なウェブ折り重ねシステム。
【請求項２】
前記ウェブ基材の前記特性を測定するための少なくとも１つのセンサーは、
前記ウェブ基材が前記調整可能な折り重ね迂回路に接触する前に、前記ウェブ基材中の第一の力を測定するための第一の力測定センサーと、
前記ウェブ基材が前記調整可能な折り重ね迂回路に接触する前に、前記ウェブ基材中の第二の力を測定するための第二の力測定センサーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の調整可能なウェブ折り重ねシステム。
【請求項３】
前記第一の力測定センサー及び前記第二の力測定センサーは、前記ウェブ基材の前記機械横方向に離隔することを更なる特徴とする請求項１又は２に記載の調整可能なウェブ折り重ねシステム。
【請求項４】
前記第一の力及び第二の力は、比較されて合力を生じることを更なる特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の調整可能なウェブ折り重ねシステム。
【請求項５】
前記調整可能な折り重ね迂回路の前記位置は、前記合力の大きさに関連して調整されることを更なる特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の調整可能なウェブ折り重ねシステム。
【請求項６】
前記合力は、前記ウェブ基材中の張力の相対測定値であることを更なる特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の調整可能なウェブ折り重ねシステム。
【請求項７】
前記ウェブ基材の前記特性は、張力、不透明度、厚さ、剪断力、坪量、デニール、伸び、空気流量、応力、ひずみ、弾性係数、摩擦係数、ＲＭＳ表面仕上げ、降伏強度、色、剛性、重ね弾性率、温度、誘電率、静電荷、物理的組成、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されることを更なる特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の調整可能なウェブ折り重ねシステム。
【請求項８】
前記調整可能な折り重ね迂回路は、前記長手方向軸線に対してある角度で配置され、かつそれらの間にある角度を画定するエッジを更に含み、前記エッジは、移動可能であって前記包含される角度を変化させることを更なる特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の調整可能なウェブ折り重ねシステム。
【請求項９】
前記調整可能な折り重ね迂回路は、折り重ね板、折り重ね鋤、折り重ねレール、山羊の角、羊の角、ターンバー、折り重ねフォーマー、折り重ねフィンガー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されることを更なる特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の調整可能なウェブ折り重ねシステム。
【請求項１０】
前記調整可能な折り重ね迂回路は、連続的に調整可能であることを更なる特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の調整可能なウェブ折り重ねシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折り重ねを受けている移動中のウェブ基材の物理的特性の感知ができ、及び折り重ね角配置を調整して補正した張力の提供ができる、調整可能であり自己補正するウェブ基材折り重ねシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
当技術分野において既知のように、ウェブ基材の折り重ねは、一般に、等経路長の原理によるウェブ基材の取扱いを必要とする。簡単に言えば、ウェブ基材の機械方向（ＭＤ）折り重ねは、等経路長にするために、ウェブ基材の各機械横方向（ＣＤ）点が折り重ね表面に亘って等しい幾何学的距離（等しい経路形状）を走行する必要がある。このようにして、ウェブ基材の各部分には、等しい張力及び適切なウェブ軌跡がもたらされる。当技術分野において既知のように、等しい経路形状が、均一なウェブのために最良の加工を提供する。
【０００３】
折り重ね操作の間の引裂き又は緩み縁部の減少には、一般に、折り重ねラインを停止して操作員が等しい経路形状に手動で変更可能にすることが必要である。停止は、生産時間の損失及び生産コストの増加という結果となる。その上、手動変更は、一般に不正確であり、更なる逐次的又は漸増的な、等しい又は等しくない、経路形状変更に影響を及ぼすために、更に生産停止を必要とすることがある。更に、ライン停止は、ペアレントロール段階でのウェブ基材加工ライン全体の停止を必要とする。そのような停止は、加工ラインが停止している時間中にはいかなる中間又は最終製品も生産できないので、資本の損失となり得る。
【０００４】
高速ウェブ加工において、折り重ねを完遂するための設備は、当技術分野で周知である。折り重ねフォーマー、折り重ね板、及び「Ｖ」折り重ね器などは、その上でウェブ基材が案内される、機械加工された迂回路であり、研磨された金属シート要素である。典型的な「Ｖ」折り重ね器は、移動中のウェブ基材を最初に受け入れる折り重ね板表面を含む、概ね三角形構造からなる。折り重ね板は、間隔が離れて集束する一対のエッジを有する、概ね平らな表面である。折り重ね板は、通常は、遷移鼻部表面に隣接する末端鼻部表面を有し、これと斜角を形成しながら滑らかに合体する。末端鼻部分は、折り重ね場所を画定する点で終結する。
【０００５】
通常、当業者には既知のように、折り重ね迂回路は、一般に、第一の又は入口角αと、第二の又は側面角βと、第三の又は合成角υとを有し、一般に、ウェブ基材の長手方向軸線に沿ってウェブ基材を折り重ねる。折り重ねの間に、入口角α、側面角β、及び／又は合成角υの間の適切な関係を維持できない場合には、折り重ね設備の停止を引き起すことがある。これは、ウェブ基材の１つの縁部が他方の縁部よりも長くなって、それに応じて折り重ね形状を調整しなければならないからである。
【０００６】
折り重ね構造の上を通過するウェブ基材が、流れない又は平らで真っ直ぐにならないという傾向は、一般に、以下において「緩み縁部」と呼ぶ折り重ね現象のためである。緩み縁部は、ウェブ原料ロールの１つの縁部が他方の縁部よりも物理的に長いときに生じ得る。この物理的により長い又は曲がった縁部は、ある量のウェブ材料を巻き出して、巻き出した部分に概ね「Ｃ」形状又は曲りを観察することにより実証できる。
【０００７】
緩み縁部は、ウェブ基材中のひずみ、応力、又は平面度の偏差のいずれかのために存在し得る。更には、反ったウェブ基材（複数）、広幅ペアレントロールのウェブ基材から切り出した狭いウェブ（複数）上の共通事項もまた、ウェブ基材折り重ね操作中に緩み縁部を作り出すのに十分な偏差を有することがある。
【０００８】
緩み縁部又は緩みウェブ基材は、不十分な機械方向（ＭＤ）張力のために、折り重ね操作の間にしわが生じる可能性がある。この緩み縁部は、膨らみとなって折り重ねた基材にしわを残し、ラミネート若しくはコーティングする能力の基準から著しく外れる可能性があるか、又は平らな材料接合を作り出す能力の欠如の原因となるか、あるいは移動するウェブ基材が平らなローラの上を通過するのが難しくなることがある。この欠陥製品のために、操作者が介入して修正することが必要となり、通常は、折り重ね運転の完全停止が必要となって、その結果生産効率の損失が生じる。
【０００９】
典型的な折り重ね器が、米国特許第３，１１１，３１０号（デュトロ（Dutro））に示されている。デュトロ（Dutro）は、ウェブ又は紙リボンに折り重ねを形成するための複雑な一連の折り重ね板を開示している。曲線のフランジが、折り重ね板の集束エッジ及び遷移鼻部表面と境界を接する。排気道が、フランジ内に一体に形成される。デュトロ（Dutro）は、従来型の折り重ね板技術を使用し、通過するウェブ基材中の緩み縁部を減少させるために、折り重ね板をその場で調整することを考慮に入れていない。
【００１０】
同様に、他の特許が、様々な構成の折り重ね板の使用を示している。代表的な特許には、ＧＢ９４６，８１６、ＧＢ１，４１３，１２４、及びＧＢ８６２，２９６、並びに米国特許第４，１３１，２７１号；第４，３２１，０５１号；及び第５，７７９，６１６号が含まれる。しかし、どの特許も、連続的に調整可能であり自己補正する張力を、折り重ねを受けている通過中のウェブ基材上に提供する装置を教示又は開示していない。
【００１１】
しかしながら、産業界では、ラミネート、印刷、巻上げ、コーティング、及びカレンダー加工のために、ニップが広く使用されているので、移動しているウェブ基材中の緩み又は過剰張力を最小化することが必須である。ロイサム（Roisum）の「ウェブの緩み：その生成、測定、及び低減」は、機械方向の線張力を増加させてウェブの短い方の縁部の収縮を除去し、緩みの低減ができることを示唆している。このように、より短い縁部を伸ばす試みとして、機械方向の張力だけがウェブ基材のより短い縁部に適用される。しかし、ロイサム（Roisum）はまた、この方法には幾つかの限界があり、達成が難しいこともあると示唆している。最も重要なことは、この技法は平らになる前に破断する硬いウェブにはうまく働かないという示唆がなされている。その上、それにもかかわらずウェブ基材に小さなしわが生じて不完全な縁部になるときには、この方法は均一な結果を提供できないことも示唆している。更に、幾つかのウェブ基材がインラインで組み合わされるときには、追加の機械方向張力の付加は適用が難しくなる。１つのウェブ基材が不均一の特性を示す場合にも、インライン張力は、組み合わされている全てのウェブに適用されなければならない。組み合わされている複数のウェブの１つだけに張力をかけると、最終製品に波立ちを引き起すことがあり、望ましくない最終結果となる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
それ故に、ウェブ基材が折り重ね迂回路と接触する前に、ウェブ基材折り重ねシステムに連続的な調整を施すことができる、ウェブ基材をその場で折り重ねるための、調整可能であり自己補正するウェブ基材折り重ねシステムを提供することが望ましい。これによって、折り重ね中のウェブ基材の緩みを最小限にして、なおかつ高品質の最終製品を提供することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、機械方向及び機械横方向を有するウェブ基材を折り重ねるための調整可能なウェブ折り重ねシステムである。調整可能なウェブ折り重ねシステムは、ある位置に配置され、ウェブ基材の機械方向に一致する長手方向軸線を有する調整可能な折り重ね迂回路と、前記基材が調整可能な折り重ね迂回路に接触する前にウェブ基材の特性を測定するための少なくとも１つのセンサーとを含んでおり、その際調整可能な折り重ね迂回路の位置は、ウェブ基材が調整可能な折り重ね迂回路に接触する前のウェブ基材の特性値に応じて調整可能である。
【００１４】
本発明はまた、長手方向軸線、機械方向、及び機械横方向を有するウェブ基材に折り重ねを作り出すための、長手方向軸線を有する折り重ね迂回路を、機械方向に移動するウェブ基材と共に含む、等経路折り重ね器である。折り重ね迂回路は、その上に配置された折り重ね角と、ウェブが折り重ね板に接触する前にウェブ基材内の第一の力を測定するための第一の力測定センサーと、ウェブが折り重ね板に接触する前にウェブ基材内の第二の力を測定するための第二の力測定センサーとを有する。第一の力と第二の力は、比較されて合力を生み出し、折り重ね角は、ウェブが折り重ね板に接触する前の合力の値に関連して調整可能である。
【００１５】
引用した全ての特許及び特許外参考文献は、参考として本明細書に組み込む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、調整可能であり自己補正するウェブ基材折り重ねシステムである。調整可能であり自己補正するウェブ基材折り重ねシステムは、一般に、合成張力のようなウェブ特性の差分又は相対値の測定が可能であり、測定されたウェブ特性差分値に応じてウェブ折り重ねシステムの折り重ね角度の調整が可能である。本明細書で使用する「機械方向」とは、ウェブ基材の長手方向軸線に沿うウェブ基材の一般的な走行方向を指す。本明細書で使用する「機械横方向」とは、一般に、ＭＤに直交しかつウェブ基材と同一平面上にある軸線を指す。「Ｚ方向」とは、一般に、機械方向及び機械横方向の両方に直交する軸線を指す。更に、第一又は入口角度αは、一般に、ウェブ基材のＺ方向の折り重ねを指すことは周知である。第三の又は合成角γは、一般にウェブ基材の機械横方向の折り重ねを指すことは周知である。更に、第二の又は側面角βは、一般に入力角αと合成角γの間の複合折り重ねを指し、一般に、Ｚ方向及び機械横方向の両方の折り重ねを含むことは周知である。遷移点は、角α、角β、及び角γに対する交差点として周知である。
【００１７】
図１に示すように、調整可能であり自己補正するウェブ折り重ねシステムを番号１０で表わす。調整可能であり自己補正するウェブ折り重ねシステム１０は、一般に、調整可能な折り重ね迂回路１２と、機械方向（ＭＤ）に走行するウェブ基材１６の特性を測定するための少なくとも１つのセンサー（センサー）１４とを備える。調整可能であり自己補正するウェブ折り重ねシステム１０はまた、任意の案内装置１８と、折り重ね迂回路１２からＭＤ方向に下流又は折り重ね迂回路１２の合成角γ内に配置された、任意の少なくとも１つのセンサー１９とを備えることが可能である。センサー１４は、本発明の範囲内において、任意数のセンサーを含むことができる。しかしながら、センサー１４は、ウェブ基材１６の折り重ねと最終的には関連がある可能性がある、ウェブ基材１６の何らかの特性を代表する測定値を作り出すことが可能であることが好ましい。すなわち、ウェブ基材１６の選択される特性は、１つの基材から別の基材で又は同一基材内で、機械方向若しくは機械横方向又はこれらの任意の組み合わせのいずれかで変化し得る、ウェブ基材１６の特性を表わすべきである。
【００１８】
当業者には既知のように、非限定的であるが代表的な折り重ね迂回路１２は、単一又は一連のカスケード型の、折り重ね板(folding boards)、折り重ね鋤(folding plows)、折り重ねレール(folding rails)、山羊の角(goat horns)、羊の角(ram horns)、ターンバー(turn bars)、折り重ねフォーマー(folding formers)、折り重ねフィンガー(folding fingers)、及びこれらの組み合わせを含むことができる。やはり当業者には既知のように、折り重ね器具のいかなる組み合わせも、折り重ね操作の必要性にしたがって任意数の折り重ねを形成するように構成可能である。例えば、それぞれがその上に配置された折り重ねエッジを有する２つの折り重ねレールは、「Ｖ」折り重ね器を作るように構成可能である。同様に、当業者には既知のように、一連の「Ｖ」折り重ね器は、「Ｃ」折り重ね器を作り出すように構成可能である。同様に、当業者には既知のように、機械方向に直列に配置された幾つかの折り重ね鋤は、ウェブ基材１６内に一連の２つの折り目を完成して、「Ｚ」折り重ね器を作り出すことができる。いずれに関しても、ウェブ基材１６が折り重ね迂回路１２の各部分の中を進行するときに、ウェブ基材１６が等しい経路の折り重ね形状を維持することが望ましい。代表的ではあるが非限定的な、調整可能であり自己補正するウェブ折り重ねシステムの例証的な叙述を、以下の実施例１１〜１３に記載する。
【００１９】
代表的ではあるが非限定的な、測定可能であるウェブ特性として、張力、不透明度、厚さ、剪断力、坪量、デニール、伸び、空気流量、応力、ひずみ、弾性係数、摩擦係数、ＲＭＳ表面仕上げ、降伏強度、色彩、剛性、重ね弾性率、温度、誘電率、静電荷、物理的組成、及びこれらの組み合わせなどが挙げられる。代表的ではあるが非限定的な、ウェブ特性を測定するためのセンサー１４には、さおと支点、ひずみゲージ、光学センサー、光電センサー、電気センサー、電気機械的センサー、不透明度センサー、超音波センサー、誘導センサー、可変磁気抵抗センサー、磁気ひずみセンサー、レーザーセンサー、核センサー、及びこれらの組み合わせなどが挙げられる。好ましい実施形態では、センサー１４は、移動中のウェブ基材１６の機械横方向の縁部に存在する張力に敏感な、一対のロードセルを含む。代表的ではあるが非限定的なセンサー１４の配置及び技法の例証的な叙述を、以下の実施例１〜１０に詳述する。
【００２０】
図２及び３に示すように、折り重ね迂回路１２は、移動可能、調整可能とすることができ、並びに／又は移動可能及び／若しくは調整可能である少なくとも１つの表面を備えることができ、又は折り重ね迂回路１２により形成される全体的な等経路折り重ね配置の少なくとも１つの角（α、β、又はγ）をこれによって変更可能なエッジ若しくはブレーク１７を備えることができる。このように、そのエッジは、長手方向軸線に関してある角度で配置され、したがって、その間にある角度を画定することができる。言い換えれば、移動可能なブレーク１７は、角α、角β、若しくは角γのいずれか１つの変化と関連付けることができ、又は角α、角β、若しくは角γの任意の組み合わせ、したがって含まれる角度を調節するように配置可能である。好ましい実施形態では、折り重ね迂回路１２又は移動可能なブレーク１７は、ウェブ基材１６の機械横方向縁部の間に存在して、センサー１４で測定されるような少なくとも１つのウェブ特性の差分値に応じて調整することができる。少なくとも１つのウェブ特性の差分値とは、ウェブ特性の差分の大きさであり得る。例えば、ウェブ基材１６の１つの縁部が他方の縁部より高い張力を有する（すなわち全長がより短い）ということをセンサー１４の測定結果が決定する（すなわち、差分的な又は合成的な張力が存在する）場合には、折り重ね迂回路１２の入力角α、側面角β、及び／又は合成角γは、ウェブ特性の測定値の差分がゼロに近づくまで、ウェブ基材１６の張力がより高い側から離れる（すなわち、角αがより小さくなる）ように調節することができる。理想的には、ウェブ基材１６は、センサー１４により測定されて折り重ね迂回路１２により調節されるようなウェブ特性の差分が存在せず、緩みを示さない折り重ねを作り出す。アクチュエータ１５を、移動可能なブレーク１７又は折り重ね迂回路１２に連結し、ウェブ特性の差分をセンサー１４が検知した際に、移動可能なブレーク１７及び／又は折り重ね迂回路１２を移動させることが可能であると考えられる。
【００２１】
図３及び３Ａに示すように、ウェブ基材１６のウェブ特性の差分例えば張力差分を測定可能で、代表的ではるが非限定的なセンサー１４は、支点の周りで旋回可能な機械的なさおとすることができる。ウェブ基材１６がさおの上を通るとき、さおは、ウェブ基材１６の機械横方向に存在する張力差分に関連して、支点の周りでバランスをとることができる。移動中のウェブ基材１６の機械横方向のウェブ張力が、一定しないウェブ基材１６の縁部長さのために１つの縁部上で増加又は減少するとき、さおは、支点の周りを旋回して、ウェブ基材１６の両縁部の間の張力測定値の差分を提供することができる。測定された張力に差分があると、次に、上流での測定値の大きさに応じて、折り重ね迂回路１２内にある角度（α、β、及び／又はγ）のいずれか１つにおいて、移動可能なブレーク１７又は折り重ね迂回路１２を調節することができる。
【００２２】
ウェブ特性の差分を、測定可能な代表的であるが非限定的なセンサー１４は、図２に示すように、ウェブ基材１６のウェブ特性の差分を測定可能な２つのセンサーを備える。両方のセンサー１４は、ウェブ基材１６の長手方向軸線から等間隔であるのが好ましいが、当業者ならば、ウェブ基材１６に隣接する機械方向、機械横方向、又はこれらのいずれかの組み合わせで任意の２点に２つのセンサー１４を置いて、なおかつウェブ基材１６のウェブ特性の差分を測定可能にすることができる。例えば、センサー１４の間に存在するウェブ基材１６の張力差分により、上流測定値の大きさに関連して、折り重ね迂回路１２内にある角（α、β、及び／又はγ）のいずれか１つの調節を行うことができる。
【００２３】
代表的であるが非限定的な、ウェブ特性の差分を測定可能な複数のセンサー１４を含むセンサー１４のシステムは、ウェブ基材１６の概ね機械横方向においてウェブ基材１６のウェブ特性の差分を測定可能な複数のセンサー１４を提供する。当業者には既知のように、複数のセンサー１４をウェブ基材１６の概ね機械横方向に配置することにより、ウェブ基材１６の変形プロファイルの点で、いずれかのウェブ変形又は不整合のより正確な叙述を提供するという追加効果を供給することができる。その上、変形プロファイルは、単数又は複数のウェブ基材の特性を長時間に亘って記録して、様々なウェブ基材に対する角度調整プロファイルを開発する能力を提供可能である。複数のセンサー１４により提供されるプロファイルに基づいて、更により一定の折り重ね、及びウェブ基材１６の緩みの更なる低減を提供することが可能になり得る。更に複数のセンサー１４は、ウェブ基材１６が一連の折り重ね迂回路１２の中を進行するにときに、ウェブ基材１６により施される折り重ねの数及びウェブ基材１６により施される折返しの量という点で、実質的に無限の折り重ね配置に適応させる能力において有利であり得る。
【００２４】
図１を再び参照して、いずれに関しても、センサー１４は、ウェブ基材１６の特性の少なくとも１つの定量化可能な測定値を作り出す能力があることが好ましい。したがって、当業者には既知であるが、センサー１４により作り出される定量化可能な測定値は、別のセンサー１４により作り出される定量化可能な測定値と比較することができる。少なくとも１つのセンサーにより作られた定量化可能な測定の比較値は、折り重ね迂回路１２を前述のように調整することができるように使用して、折り重ね迂回路１２に接触する前のウェブ基材１６の均一な張力を維持することができる。本質的に、これはフィードバックループ又は誤差修正の一形体として、当業者に知られているものである。ウェブ基材１６全体で一定のウェブ張力を維持することにより、折り重ね迂回路１２に接触した後のウェブ基材１６の緩みを減少することができる。その上、少なくとも１つのセンサー１９を折り重ね迂回路１２から機械方向へ下流に置いて、ウェブ基材１６の追加測定の提供が可能であることも当業者は理解されよう。更に、センサー１９は、折り重ね迂回路１２の合成角γ内に置くことができるが、当業者ならば、折り重ね迂回路１２の含む角α、β、及び／若しくはγのいずれにも、又は合成角γから機械方向へ下流にも置くことできる。ウェブ基材１６のそのような追加測定により、ウェブ特性の更なるフィードバックを提供でき、折り重ね迂回路１２を段階的に調整して、ウェブ基材１６の緩みを更に低減することが可能になる。
【００２５】
図１を再び参照して、連続的に調整可能なウェブ折り重ねシステム１０は、案内装置１８を備えることができる。案内装置１８の中央部分は、センサー１４の前に置いて、ウェブ基材１６の長手方向軸線を機械方向に追従させることができる。すなわち、ウェブ基材１６の長手方向軸線は、センサー１４及び／又は折り重ね迂回路１２のＭＤ軸線と整列しているのが好ましい。ウェブ基材１６の長手方向軸線を、センサー１４及び折り重ね迂回路１２のＭＤ軸線と重ね合わせることによっても、ウェブ基材１６が受けるいかなる折り重ねも、確実に折り重ね迂回路１２のＭＤ軸線周りに作り出されることにより、ウェブ内のいかなる緩みの除去をも助長することができる。
【００２６】
また、ウェブ基材及び調整可能な折り重ね迂回路を供給することにより、当業者ならば、調整可能であり自己補正するウェブ基材折り重ねシステムを使用して、ウェブ基材を折り重ねることができると考えられる。次に、当業者は、ウェブ基材が調整可能な折り重ね迂回路に接触する前に、ウェブ基材の特性を測定することができる。次に、ウェブ基材の測定した特性値に応じて、調整可能な折り重ね迂回路を前述のように調整することができる。
【実施例】
【００２７】
次の実施例により、本発明の範囲と精神に一致する、非限定的であるが代表的なウェブ基材１６の弛んだ又はピンと張った縁部の検知方法を説明する。全ての検知方法は、移動中のウェブ基材１６の緩い縁部の張力の増加又は張りつめた縁部の張力の減少により、調整可能であり自己補正するウェブ基材折り重ねシステム（システム）を活性化する、制御信号を提供することができる。
【００２８】
（実施例１  −  ひずみゲージ（ロードセル））
可撓性部材に貼り付けた較正済みのワイヤ又は半導体マトリックスに電圧を通す。可撓性部材に力をかけてマトリックス内に撓みを引き起し、これによってマトリックスの抵抗を変化させる。電圧変化を、所与の撓み範囲に対する既知の力に合わせて調整する。
【００２９】
連結棒又はアイドラーの対向する両端部上に２つのひずみゲージを使用することにより、ウェブ基材の両縁部の監視を容易にすることができる。基材が連結アイドラーの上を通過するとき、ウェブの２つの縁部を監視して、１つの縁部が他の縁部よりもそれぞれのひずみゲージに小さな力をかけているかどうか示すことができる。
液圧ロードセル、空気圧ロードセル、及び静電容量圧力検知器（弾性要素の移動に起因する静電容量変化の測定）が同様の方法で使用可能であると考えられる。
【００３０】
（実施例２  −  支点／ポテンショメーター）
簡単な支点システムを作り出して、バランスのとれた棒又はアイドラーシステムの中心にポテンショメーター（可変抵抗器）を置くことができる。ウェブ基材の１つの縁部により支点部材に対して及ぼされる力が、ウェブ基材の他方の縁部により支点部材に対して及ぼされる力よりも大きいときに、このピボットシステムは、アンバランスになる。このアンバランスが、支点システムをより大きな力の方向へ移動させる。
支点に連結されたラジアルポテンショメーターが、印加された制御信号の電圧を調整し、これがシステムを活性化させる。この方法はまた、機械的なてこばかりにも適用可能と考えられる。
【００３１】
（実施例３  −  光電的感知）
偏光フィルターを通して光を放射する光学システムの設計が可能である。ウェブ基材が光源の上を通過するとき、ウェブ基材は、偏光された光の少なくとも一部を検知器に向けて反射する反射表面として作用する。２つ以上の光電センサーを使用して、相対的なフィードバックの提供が可能である。
ウェブ基材が張りつめたときに、最大の反射信号が受信される。ウェブ基材縁部の弛みが増加すると、偏光した光の反射される量が減少して、これによりシステムが活性化される。
【００３２】
（実施例４−不透明度感知）
透過ビーム不透明度周波数センサーを使用して、ウェブ基材中の相対的な張力を感知することができる。超低周波（ＵＬＦ）又は逆電磁力の使用により、ウェブ基材中の物理的変化を感知し、システムを活性化させる。
【００３３】
（実施例５  −  レーザー）
レーザーセンサーは、可視又は非可視レーザー光のビームをウェブ基材上へ発射する。ラインスキャンカメラが、ウェブ基材から反射された光を検視する。次に、光の通過距離を画像ピクセルデータから計算する。あるいは、レーザーセンサーを三角測量法と共に使用して、当業者には既知のように、距離を計算することもできる。緩んだ縁部が存在すると、反射された光が進む距離が変わって、折り重ね迂回路への修正が必要なことを示し、これによりシステムを活性化する。
【００３４】
（実施例６  −  超音波）
超音波技術は、距離を検知する非接触センサーを提供することができる。典型的には、超音波の感知モードの３つの主な変形がある：近接、逆反射、ビーム貫通。これらのセンサーは、ウェブ基材縁部への距離の連続的な監視を提供し、必要に応じて、システムにウェブ基材張力を調整させる。
【００３５】
（実施例７  −  核放射線）
移動中のウェブ基材の部分、例えば縁部を通して、ガンマ線を当てる。ウェブ基材を通過する吸収されない放射線の量は、一般に、ウェブ基材の物理的特性によって決まる。放射線センサーは、この非吸収放射線をウェブ基材材料の量とそれに適用された結果の力との既知の関係を伝える電気信号に変換し、必要に応じてシステムを活性化させる。
【００３６】
（実施例８  −  誘導感知技法）
誘導による重量及び／又は力センサーは、位置が変化する鉄心を有するソレノイドコイルのインダクタンスの変化を利用する。第一の実施形態では、共通の鉄心を有する２つのコイルが存在する。ウェブ基材が鉄心を他方よりも一方のコイルに多く向けて物理的に移動させるとき、両方のコイルでシステムインダクタンスが監視される。
あるいは、誘導センサーの当業者には既知のように、第三のコイルを前記２つのコイルの間に物理的に置くことができる。全体システムのインダクタンスを監視して、必要に応じて、適切な折り重ね迂回路の修正がなされる。
【００３７】
（実施例９  −  可変磁気抵抗感知技法）
１つ以上のコイルのインダクタンスを、小さなエアギャップの磁気抵抗を変更することにより変化させる。例えば、ソレノイドコイルを強磁性材料の構造の上に取り付ける。「Ｕ」形状の電機子を使用して、エアギャップを通る磁気回路を完成させる。ウェブ基材がソレノイドコイルの間を通過すると、ホイートストンブリッジにより、コイル組立体の平行移動に比例する電圧を拡大する。次に、この電圧が、必要に応じて、システムを活性化させる。
【００３８】
（実施例１０  −  磁気ひずみ感知技法）
ビラーリ効果に基づいて、この感知技法は、適用応力による強磁性材料の透過性の変化を利用する。例えば、ラミネートの積み重ねで荷重を支えるコラムを形成する。１次及び２次変圧器巻線を、特定の配列の向きの穴を通してコラムの上に巻く。１次巻線はＡＣ電圧で励磁され、２次巻線は出力信号電圧を提供する。
コラムに荷重がかかると、誘起された応力がコラムの透過性を不均一にして、その結果、磁石材料内の磁束パターンを対応して歪める。２つのコイルの間に磁気結合が存在し、その間をウェブ基材が通過するとき、信号コイル内に電圧が誘起されるので、かけられた荷重に比例的な出力信号が提供されて、システムを活性化させる。
【００３９】
次の番号が付いた実施例では、本発明の範囲及び精神に一致する、非限定的であるが代表的な、連続的に制御可能であり自己補正するウェブ折り重ねシステムを説明する。但し、本発明は、分離性で段階的な及び／又は１回だけの調整がなされる折り重ね器にも適用可能であることを理解されたい。
【００４０】
（実施例１１  −  「Ｖ」折り重ね器）
「Ｖ」折り重ねは、一般に、所定の傾きに置かれた２つの折り重ねレールからなる折り重ねシステムを含む。２つの折り重ねレールの１つは、終端部が旋回可能なように構成されていて、これにより１つの側上で「Ｖ」の拡大が可能である。旋回可能な折り重ねレールは、アクチュエータ、好ましくはサーボモータへ連結されていて、その結果、前述のようなウェブ縁部のセンサーからの閉ループフィードバックにより調整することができる。センサーは、ウェブ縁部の張力に差分が示されると、制御器に信号を送って、アクチュエータにエネルギー供給する。アクチュエータは、旋回すなわち「Ｖ」形状に含まれる角度を増し、これによって緩い縁部の張力を増加させる。逆に、縁部センサーがウェブ基材内の過剰の締め付けを示すときには、センサーは、角度調整器に停止を送信するか、又は含まれる角度の引き戻しさえ送信して、ウェブ基材縁部の平衡を作り出す。
【００４１】
両方のウェブ基材縁部センサーが閾値レベルよりも上又は下の場合には、別の活性器が活性化されて、折り重ね迂回路の傾きを減少又は増加させることができる。折り重ね迂回路の傾きの増加が、閾値力及び／又は張力が満たされるまで、ウェブ基材両縁部を同時に引き締める。
【００４２】
（実施例１２  −  「Ｃ」折り重ね器）
「Ｃ」折り重ねの等経路折り重ねシステムは、当業者に既知のように、一般に、前述のような入口立ち上がり角αと、側面角βと、合成出口角γとを含む。ウェブ基材が緩い縁部を有するとき、縁部張力の差分が一般に存在する。前述のような少なくとも１つのセンサーが縁部張力の差分を感知するとき、それに応じて合成角γが調整される。連続的な調整が、縁部センサーと旋回可能な折り重ね迂回路の間の閉ループフィードバック制御により供給可能である。
【００４３】
低い張力の縁部が感知された場合、信号がモータ制御器に送られて、サーボモータアクチュエータにエネルギーを供給し、これにより旋回可能な折り重ね迂回路の角度を変化させる。縁部張力が増加すると、センサーは、制御器への信号を減少させて、等しいウェブ縁部張力の平衡が達成されるまで角度増加を減少させる。
【００４４】
（実施例１３  −  「二重ブレーク」折り重ね器）
複合「二重ブレーク」折り重ね器では、当業者に既知のように、追加の旋回する折り重ねレールを第二のブレークセクションへ組み込む。言い換えれば、「二重ブレーク」折り重ね器は、２つの個々の折り重ね器が連なったものと考えることができる。
【００４５】
理論に束縛されることを望むものではないが、第一の折り重ねセクションの出口すなわち合成角γよりも、側面角βを調整可能にするべきであると考えられている。側面角βが調整される場合には、折り重ねシステム全体の経路長が増加又は減少されて、第一の折り重ねセクションを最適化することができる。第二の折り重ねセクションの全体張力が第一の折り重ねセクションのセンサーに送信されない場合は、第二の折り重ねセクションにも旋回する折り重ねレールを必要とすることがあり得る。したがって、二重ブレークシステムの第二の折り重ねセクション内で連続的に感知、制御、活性化、及び／又は最適張力を維持する第二の閉ループシステムを設けることが好ましい。
【００４６】
本発明の好ましい実施形態の前記実施例及び説明は、例示及び説明だけを目的として提示したものである。これらは、包括的であることも、又は開示した厳密な形態に本発明を限定することも意図しておらず、並びに上記教示を考慮すれば、変更及び変形が可能であり、考えられる。以上、数々の好ましい及び代替の実施形態、システム、構成、方法、潜在的用途に関して述べたが、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変形及び代替案が利用可能であることを理解すべきである。したがって、そのような変更は、本明細書に付随する請求項によって定義される本発明の範囲内に包含されると考える。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】代表的なウェブ基材が本発明にしたがって折り重ねられている、調整可能であり自己補正するウェブ基材折り重ねシステムの好ましい実施形態の斜視図。
【図２】調整可能であり自己補正するウェブ基材折り重ね迂回路の立面図。
【図３】調整可能であり自己補正するウェブ基材折り重ね迂回路の底面図。
【図４】調整可能であり自己補正するウェブ基材折り重ねシステムと共に使用するための、代表的な単一のセンサーの図。
【図４Ａ】図４の代表的な単一のセンサーの線４ａ−４ａに沿って見る断面図。
【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４Ａ】
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【国際調査報告】
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