(57)【要約】      （修正有）【課題】エキスパンダロールの設置条件が最適化され、加工前のウェブの弛み、シワが改善され、その結果、加工時に発生する外観不良が改善されるウェブ加工装置を提供すること。【解決手段】ウェブの搬送経路において、上流側から第１ガイドロール１、エキスパンダロール２、第２ガイドロール３、加工ユニットの順に配置されたウェブ加工装置であって、前記第１ガイドロールと前記エキスパンダロールの軸間の距離が３００ｍｍ以上であり前記エキスパンダロールと前記第２ガイドロールの軸間の距離が３００ｍｍ以下であることを特徴とするウェブ加工装置とする。【選択図】図１
2019104616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブの搬送経路において、上流側から第１ガイドロール、エキスパンダロール、第２ガイドロール、加工ユニットの順に配置されたウェブ加工装置であって、
前記第１ガイドロールと前記エキスパンダロールの軸間の距離が３００ｍｍ以上であり、前記エキスパンダロールと前記第２ガイドロールの軸間の距離が３００ｍｍ以下であることを特徴とするウェブ加工装置。
【請求項２】
前記ウェブは前記第２ガイドロールに部分的に抱かれて搬送され、
前記ウェブが前記第２ガイドロールに抱かれた領域の一部に、レーザ変位計の投光器と受光器が前記第２ガイドロールの幅方向と平行に、かつレーザ光の光路内をウェブが通るように配置され、
前記受光器で受光される、部分的に遮光された前記レーザ光の遮光形状によって、前記ウェブの弛みの形状を計測する機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のウェブ加工装置。
【請求項３】
前記ウェブは前記エキスパンダロールに部分的に抱かれて搬送され、
前記ウェブが前記エキスパンダロールに部分的に抱かれるときの抱き角が９０°以下であることを特徴とする請求項１、または２に記載のウェブ加工装置。
【請求項４】
弛みの形状から定義する弛み量の、前記弛みの形状を計測する機構による測定値が、規定した許容値を越えた場合に、搬送速度を変更する機能を備えることを特徴とする請求項２、または３に記載のウェブ加工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のウェブ加工装置を用いることを特徴とするウェブ加工物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のローラにより搬送されるウェブ状の搬送物に、塗布液を塗工するなどの処理を行うウェブ加工装置、及びそれを用いたウェブ加工物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラスチックフィルム、紙、金属箔等の柔軟性を有する長尺のシートをロール状に巻芯に巻き付けたものを巻き出してロール状に巻芯に巻き取り、巻き出してから巻き取るまでの間に、塗布、薬液処理、スリット加工等の処理を行うウェブ加工装置が知られている。通常、前記プラスチックフィルム、紙、金属箔等の柔軟性を有する長尺のシートはウェブと呼ばれる。
【０００３】
ウェブ加工装置では、様々なウェブ種、それらの厚み、幅に対応するために各所に様々な機能が付加されている。投入されるウェブの性質が全く同じ、若しくは、装置が対応しうる公差の範囲内であれば装置条件を変更することなく加工製造が可能であるが、装置公差を越えるウェブを流す場合は、製造条件をその都度見直し（調整）する必要がある。
【０００４】
装置公差を越える要因としては、例えば、装置仕様を越えたウェブ幅、ウェブ厚み、ウェブ弛み（たるみ）、ウェブの巻ズレ、ウェブの破断強度などがあるが、特に加工前での弛み、シワの発生は致命的であり、弛み、シワがあるまま加工すると重大な外観不良（塗工抜け等）が発生してしまうため、加工前に搬送張力やガイドロール（搬送ロール）を調整し、弛み、シワがない状態にする必要がある。
【０００５】
ウェブの加工前の弛み、シワの改善方法として、搬送経路内にエキスパンダロールを設置する方法がある（例えば特許文献１、２）。図７（ａ）に、エキスパンダロールの構造例を一部破断した平面図で示す。エキスパンダロールは、湾曲させた支持軸上に、ベアリングを内蔵し外装部材で被覆した筒状ロールを配置した構造であり、静止した支持軸を中心に、ウェブの接する筒状ロールが湾曲した状態で回転することにより弛み、シワを取り除く機能を有する。
【０００６】
図７（ｂ）は、図７（ａ）を裏側から見た図であり、エキスパンダロールによりウェブが幅方向に押し広げられる様態を説明するための平面図である。エキスパンダロールは湾曲した形状の中心線Ｃ２の直角方向にウェブを搬送するため、搬送方向は中心線Ｃ１上ではウェブ流れ方向と一致しているが、中心線Ｃ１から外側に離れるに従い、矢印で示すように、より外側に傾く。従って、ウェブは中心線Ｃ１を境界として、幅方向の両外側に向かう張力を受けて押し広げられ（拡幅効果）、弛み、シワが改善される。
【０００７】
しかしながら、エキスパンダロールは湾曲しているため、ウェブの中央部と端部では走行距離が異なるので、端部ではウェブのばたつきが起こりやすく、ウェブが蛇行することがあるという問題もある。従って、湾曲部の方向などの設置条件を上手く調整しなければ、弛み、シワを除去することはできず、さらに悪化させてしまうことがある。すなわち、条件設定の把握が難しく、弛み、シワ取りの安定性や再現性に問題がある。
【０００８】
加工前に弛み、シワがない状態にするためには、加工前にどの程度の弛み、シワが存在するかを確認し、必要に応じ改善策を施す必要があり、いくつかの提案がなされている（例えば特許文献３、４）。
【０００９】
しかしながら、特許文献３に開示される方法は、弛み、シワが生じ褶曲した状態のウェ
ブを水平に設置したフラット板上に置いて平面性を評価する方法であり、測定のためにロールからウェブの一部をサンプリングする必要がある。従って、それによりウェブのロスが発生する等の問題がある。また、ウェブのロール体自体が製品である場合、全数検査が難しいと言う問題がある。
【００１０】
また、特許文献４に開示される方法では、ウェブが巻き付いたロールの外径を測定し、平均値との差を変位量として演算した後、最大変位量を最大弛み量（またはシワ量。以下、適宜弛みで代表して記載する）として抽出し、予め設定した基準値と最大変位量とを比較することで、ウェブの弛みの合否を判定するが、最大弛み量を有する部位以外の微小な弛みついては判断ができない。
【００１１】
結局の所、現状では、ウェブ弛み、シワについては装置で搬送させ目視で確認しながら、製造条件の一つである搬送張力を調整する必要があり、測定者による個人誤差が出易い、測定中は目が離せない、測定速度に限度がある、という問題が残っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平６−１０７３６１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５３４３６号公報
【特許文献３】特開平７−２７５６１号公報
【特許文献４】特開２０１０−１８５７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するものであり、その目的とするところは、エキスパンダロールの設置条件が最適化され、加工前のウェブの弛み、シワが改善され、その結果、加工時に発生する外観不良が改善されるウェブ加工装置を提供すること、さらに好ましくは、ウェブ弛みを定量化する弛み形状計測機構を備えたウェブ加工装置、及びそれらを用いたウェブ加工物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ウェブの搬送経路において、上流側から第１ガイドロール、エキスパンダロール、第２ガイドロール、加工ユニットの順に配置されたウェブ加工装置であって、
前記第１ガイドロールと前記エキスパンダロールの軸間の距離が３００ｍｍ以上であり、前記エキスパンダロールと前記第２ガイドロールの軸間の距離が３００ｍｍ以下であることを特徴とするウェブ加工装置としたものである。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記ウェブは前記第２ガイドロールに部分的に抱かれて搬送され、
前記ウェブが前記第２ガイドロールに抱かれた領域の一部に、レーザ変位計の投光器と受光器が前記第２ガイドロールの幅方向と平行に、かつレーザ光の光路内をウェブが通るように配置され、
前記受光器で受光される、部分的に遮光された前記レーザ光の遮光形状によって、前記ウェブの弛みの形状を計測する機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のウェブ加工装置としたものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記ウェブは前記エキスパンダロールに部分的に抱かれて搬送され、
前記ウェブが前記エキスパンダロールに部分的に抱かれるときの抱き角が９０°以下であ
ることを特徴とする請求項１、または２に記載のウェブ加工装置としたものである。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、弛みの形状から定義する弛み量の、前記弛みの形状を計測する機構による測定値が、規定した許容値を越えた場合に、搬送速度を変更する機能を備えることを特徴とする請求項２、または３に記載のウェブ加工装置としたものである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のウェブ加工装置を用いることを特徴とするウェブ加工物の製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、エキスパンダロールの設置条件が最適化されるので、加工前のウェブの弛み、シワが改善され、その結果、加工時に発生する外観不良を改善するウェブ加工装置が得られる。さらに好ましくは、弛み形状計測機構によりウェブ弛みが定量化されるので、人的な製造条件の調整を低減し、ロス、作業負荷の低減を行うことができるウェブ加工装置、及びそれらを用いたウェブ加工物の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）本発明のウェブ加工装置の第１実施形態の主要構成を示す概略正面図、（ｂ）（ａ）のＡ部を部分拡大した概略正面図。
【図２】本発明のウェブ加工装置の第２実施形態の主要構成を示す概略正面図。
【図３】本発明のウェブ加工装置の第２実施形態に係る、弛み計測用ロールへのレーザ変位計の設置様態と、計測時の様態を示す概略側面図。
【図４】図３における計測時の様態を部分的に拡大して示す概略正面図。
【図５】本発明のウェブ加工装置の第３実施形態の主要構成を示す概略正面図。
【図６】実施例における、塗工前の弛みの測定箇所を説明するための平面図。
【図７】（ａ）エキスパンダロールの構造を例示する一部破断した平面図、（ｂ）エキスパンダロールによりウェブが幅方向に押し広げられる様態を説明するための平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係るウェブ加工装置及びウェブ加工物の製造方法について図面を用いて説明する。同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付ける。各図面において、見易さのため構成要素の厚さや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も減らして図示していることがある。また、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
尚、本発明のウェブ加工装置の実施形態には、後述のように、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態があるが、第１実施形態がもつ構成と機能は第２実施形態及び第３実施形態も有する。また、第２実施形態がもつ構成と機能は第３実施形態も有する。
【００２３】
図１（ａ）は、本発明のウェブ加工装置の第１実施形態の主要構成を示す概略正面図、同（ｂ）は、（ａ）のＡ部を部分拡大した概略正面図である。第１実施形態のウェブ加工装置は、ウェブの搬送経路において、上流側から第１ガイドロール１、エキスパンダロール２、第２ガイドロール３、加工ユニットの順に配置されている。図では第４ガイドロール６まで図示しているが、第３以降のガイドロールは必要に応じ任意の複数あってもよく、または無くてもよい。
【００２４】
第１実施形態のウェブ加工装置では、図１（ｂ）に示すように、第１ガイドロール２とエキスパンダロール２の軸間の距離Ｌ１は３００ｍｍ以上であり、エキスパンダロール２と第２ガイドロール３の軸間の距離Ｌ２は３００ｍｍ以下である。これらの距離規定の有効性は実施例において示す。
【００２５】
第１実施形態のウェブ加工装置では、図１（ｂ）に示すように、ウェブがエキスパンダロール２に部分的に抱かれるときの抱き角（θ）は９０°以下であることが好ましい。抱き角（θ）が９０°より大きいと、ウェブとエキスパンダロール２との接触面積が大きくなりすぎて、摩擦力が過剰となりウェブに傷が発生してしまうためである。
【００２６】
図２は、本発明のウェブ加工装置の第２実施形態の主要構成を示す概略正面図である。第２実施形態では、図１（ａ）の第１実施形態の構成に加えて、ウェブが第２ガイドロール３に抱かれた領域の一部に、レーザ変位計４の投光器と受光器とを備える。以下本願では、第２実施形態で、レーザ変位計４の投光器と受光器を備える第２ガイドロール３を適宜弛み計測用ロール３’と呼称する。
【００２７】
図３は、本発明のウェブ加工装置の第２実施形態に係る、前記弛み計測用ロールへのレーザ変位計の設置様態と、計測時の様態を示す概略側面図である。このように、ウェブが弛み計測用ロールに抱かれた領域の一部、好ましくはほぼ中央部に、レーザ変位計の投光器と受光器が弛み計測用ロールの幅方向（図で点線の矢印方向）と平行に、レーザ光の光路内をウェブが通るように配置され、ウェブ弛み形状計測機構を構成している。
【００２８】
図３に示すように、ウェブに弛みがあると、レーザ光の光路は弛みによって遮られるため、遮光部が発生する。そこで、ウェブ弛み形状計測機構では、弛みにより部分的に遮光されたレーザ光を受光器で受光し、遮光形状によって弛みの形状を計測する。
【００２９】
図４は、図３における計測時の様態を部分的に拡大して示す概略正面図である。レーザ光の光路が計測エリアとなり、計測エリアの下限は、ウェブが弛み計測用ロールに抱かれた領域の一部、好ましくはほぼ中央部と接する位置に設定する。
【００３０】
第２実施形態のウェブ加工装置では、弛みの形状から定義する弛み量の、ウェブ弛み形状計測機構による測定値が別途規定した弛み量の許容値内にあるかどうかを判定する。弛みの形状から定義する弛み量としては、例えば、図４にＨで示す、弛み形状の最大高さでもよく、斜線で示す遮光部（弛み部）の断面積でもよく、弛みの形状から得られるより微小な弛みの情報、及びそれらの集合であってもよい。製品仕様に応じて、品質に影響する弛み量のパラメータを一種または複数選択し、許容値を実験的に調べ規定する。
【００３１】
弛み形状が大きくなる可能性があるほど、レーザ変位計のビーム径は大きい方がよい。本発明で用いるレーザ変位計としては、「点」で計測する１次元レーザ変位計をスキャンする２次元レーザ変位計の他に、「面」で形状を捉える３次元レーザ変位計も市販されており、それらを好適に利用することができる。
【００３２】
上記のように、第２実施形態のウェブ加工装置では、加工ユニットよりも上流側にウェブ弛み形状計測機構を配置し、ウェブの弛み量を定量化するので、傾向管理や異常発生時の切り分け（原紙起因または加工起因）に活用することもできる。
【００３３】
図５は、本発明のウェブ加工装置の第３実施形態の主要構成を示す概略正面図である。第３実施形態では、第２実施形態に加えて、さらに弛みの形状から定義する弛み量の、ウェブ弛み形状計測機構による測定値が別途規定した弛み量の許容値を越えた場合に、搬送速度を変更する機能を備えている。
【００３４】
具体的には、図５において、変位計制御装置は巻取り制御装置と接続し、弛み量の測定値が規定した許容値を越えた場合に、変位計制御装置から弛み量を巻取り制御装置へ出力する。巻取り制御装置は、事前に規定した、弛み量と速度変更値の換算式から、好適な速
度変更値を算出し、駆動インバータ制御装置へ出力する。駆動インバータ制御装置は、巻出しロールと加工ユニットへ連絡している搬送モータＭ１、Ｍ２の回転数を変更する。以上の一連の機能によって、第３実施形態のウェブ加工装置は搬送速度を変更する。
【００３５】
搬送速度とエキスパンダロールの張力の関係について説明する。例えば、搬送速度が速くなるとウェブとエキスパンダロールとの接触時間が短くなる。すると、エキスパンダロールによってウェブに外側向きの張力を加えても、弛みが改善される前にウェブがエキスパンダロールを通過してしまう可能性がある。逆に、弛み量の測定値が規定した弛み量の許容値を越えた場合は、搬送速度を落とし、ウェブがエキスパンダロールを通過する際に必要十分な外側向きの張力を与えるようにすることで、弛み形状を改善することができる。
【００３６】
上記のように、第３実施形態のウェブ加工装置では、ウェブが弛み量の許容値を越えた場合に、加工ユニットへの搬入前に、自動制御により搬送速度を変更して弛みの矯正を行うので、ウェブ条件の変更や、搬送中の何らかの変動に対しても、弛み、シワ取りの安定性や再現性が向上し、加工ロスを削減することができる。
【００３７】
本発明のウェブ加工物の製造方法は、本発明のウェブ加工装置を用いるウェブ加工物の製造方法である。ウェブ加工物としては、塗布液を塗工した塗布物、薬液処理物、スリット加工物、ドライラミネート物等がある。ドライラミネート物は、巻出しロールから搬送されたプラスチックフィルムの、バリア膜等が成膜された面に、塗布液として接着剤を塗工し、乾燥した後、第２の巻出しロールから搬送された第２のフィルムとラミネート部にて加圧接着させて巻き取り、接着剤を硬化させて積層するものであり、食品や医薬品等の包装材に多く使用される。
【実施例】
【００３８】
本発明のウェブ加工装置の有効性を確認するために、ウェブ材料として３種類のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム（１）、（２）、（３）を用意し、まず（Ａ）塗工前の弛み量の測定を行った。塗工前の弛み量の測定は、各サンプルを１ｍ×１ｍの領域に切り出し、切り出したフィルムを平台に設置しデジタルノギスにて行った。測定箇所は図６に○印で示す８点とし、その平均値を求めた。平均値が０．１０ｍｍ未満である場合、外観不良は発生しにくいが、今回の３サンプルはいずれも許容値外であり、エキスパンダロールの効果確認用として適しているため使用した。
【００３９】
次に、一般的に弛みによる外観不良が発生しやすいバインダー樹脂と微粒子を含有する液で塗工を行い、塗工後の弛み量を測定した。塗工条件は以下の（Ｂ）、（Ｃ）とした。（Ｂ）図２の第２実施形態の構成のウェブ加工装置を用いた（但し、軸間距離は下記参照）。
（Ｃ）図２の第２実施形態の構成のウェブ加工装置で、エキスパンダロール２の代わりに、通常のガイドロールを用いた。条件（Ｂ）、（Ｃ）ともに、第１ガイドロール１と第２ガイドロール３の軸間の距離は６００ｍｍで一定とし、第１ガイドロール１と、（Ｂ）エキスパンダロール２または（Ｃ）通常のガイドロールの軸間の距離（上流側ロール間距離）、及び（Ｂ）エキスパンダロール２または（Ｃ）通常のガイドロールと、第２ガイドロール３の軸間の距離（下流側ロール間距離）を種々変化させて塗工を行った。塗工後の弛み量の測定は、第２実施形態が備えるレーザ変位計により、弛み形状の最大高さを測定した。
【００４０】
以上の実験条件、測定結果、判定結果を、（Ａ）塗工前については表１、（Ｂ）、（Ｃ）の塗工条件の場合は表２にまとめて示す。尚、判定は弛み量の許容値（０．１０ｍｍ未満）である場合をＯＫ判定とした。
【００４１】
【表１】
2019104616.tif 000003
【００４２】
【表２】
2019104616.tif 000004
【００４３】
表１、表２より、条件（Ｂ）で、第１ガイドロールと第２ガイドロールの間にエキスパンダロールを配置し、第１ガイドロールとエキスパンダロールの軸間の距離が３００ｍｍ以上であり、エキスパンダロールと第２ガイドロールの軸間の距離が３００ｍｍ以下である、本発明の第１実施形態のウェブ加工装置を用いた場合のみ、弛み量は許容値以内となり、塗工後の外観不良も抑制できることを確認した。
【００４４】
一方、通常のガイドロールを使用した場合や、エキスパンダロールを使用しても、第１ガイドロールとエキスパンダロールの軸間の距離が３００ｍｍより小さい場合は、エキスパンダロール入り口で見られる弛み、シワに対して、エキスパンダロールによるウェブの拡幅効果による改善が得られなかった。エキスパンダロールと第２ガイドロールの軸間の距離が３００ｍｍより大きい場合も、弛み、シワ除去の効果が得られなかった。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・・第１ガイドロール
２・・・・エキスパンダロール
３・・・・第２ガイドロール
３’・・・弛み計測用ロール
４・・・・レーザ変位計
５・・・・第３ガイドロール
６・・・・第４ガイドロール
【図１】
2019104616.tif 000005
【図２】
2019104616.tif 000006
【図３】
2019104616.tif 000007
【図４】
2019104616.tif 000008
【図５】
2019104616.tif 000009
【図６】
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【図７】
2019104616.tif 000011