(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートの供給手段から連続して供給される帯状のシートを毎葉に切断し、所定間隔おきに連続して移送するシートの切断装置であって、
カッターロールと、アンビルロールと、前記ロール間に供給される前記シートに接して往復動するダンサーロール機構とを備えており、
前記アンビルロールは、前記シートを外周面に吸着し且つ前記供給手段による前記シートの供給速度よりも速い周速度で回転し、
前記ダンサーロール機構は、シートの切断時に前記アンビルロールの外周面に前記シートを押圧するダンサーロールを具備しており、
前記アンビルロールの外周面に前記シートを吸着し始める吸着開始位置は、前記シートの切断位置の上流側となっており、
前記シートと前記ダンサーロールとの接触点は、前記吸着開始位置と前記供給手段との間に位置していて、前記吸着開始位置の上流側で、前記ダンサーロールによって前記シートを前記アンビルロールの外周面に押圧するようになっているシートの切断装置。
【請求項２】
前記アンビルロールの周速度と前記シートの供給速度との速度比（アンビルロールの周速度／シートの供給速度）が、１．１〜５であることを特徴とする請求項１に記載のシートの切断装置。
【請求項３】
前記カッターロールとアンビルロールは、一定の周速度で回転するように設けられている請求項１又は２に記載のシートの切断装置。
【請求項４】
前記アンビルロールは、外周表面に吸引孔が全周及び幅方向に渡って所定間隔おきに複数個設けられていると共に、側面に前記吸着孔とつながっている吸引孔が該側面の全周に渡って所定間隔おきに設けられているロール本体と、該ロール本体の側面部分に配置されている吸引室とを含んで構成され、前記アンビルロールが回転して、前記吸引孔が吸引室に位置している間だけ、前記吸引孔を通じて吸引力が伝達され、前記吸着孔に前記シートが吸着される請求項１〜３のいずれか１項に記載のシートの切断装置。
【請求項５】
前記アンビルロールにおける前記シートの吸着範囲は、前記吸引室の大きさで決定され、前記カッターロールによる前記シートの切断位置の手前から前記ロール本体の最下部の近くにまで達している請求項４に記載のシートの切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続して供給される帯状のシートを毎葉に切断し、所定間隔おきに連続して移送するシートの切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続して供給される帯状のシートを毎葉に切断し、所定間隔おきに連続して移送するシートの切断装置に関する従来技術としては、下記特許文献１及び２に記載の技術が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、連続シート部材をロータリーカッターで所定寸法に切断した後、搬送速度の異なる二組の搬送コンベアで切断されたシートを所定間隔に離間（以下リピッチともいう）させる装置に関するものである。このため、離間させる間隔に応じた長さのコンベアが必要であり、装置全体が大型にならざるを得なかった。また、シート部材が軽量の場合には、離間させる際の姿勢不良が生じ易い。特許文献２に記載の技術は、連続弾性部材をロータリーカッターで所定寸法に切断した後、周速度が変化するリピッチ装置で切断されたシートを所定間隔に離間させる装置に関するものである。しかし、この装置もリピッチ装置が大型とならざるを得なかった。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−３１８５８号公報
【特許文献２】特開２００４−１４８０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、連続して供給される帯状のシートを、複雑な機構なしに簡便に、毎葉に切断して所定間隔おきに連続して移送することができるシートの切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、シートの供給手段から連続して供給される帯状のシートを毎葉に切断して所定間隔おきに連続して移送するシートの切断装置であって、カッターロールと、アンビルロールと、前記ロール間に供給される前記シートに接して往復動するダンサーロール機構とを備えており、前記アンビルロールは、前記シートを外周面に吸着し且つ前記供給手段による前記シートの供給速度よりも速い周速度で回転し、前記ダンサーロール機構は、シートの切断時に前記アンビルロールの外周面に前記シートを押圧するダンサーロールを具備しているシートの切断装置を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の切断装置は、連続して供給される帯状のシートを、複雑な機構なしに簡便に、毎葉に切断して所定間隔おきに連続して移送することができる。特に厚みの薄いシート、脆性シート及び伸張性シート等を、バリやケバを出すことなく、切断できる技術を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１及び２は、本発明のシートの切断装置（以下、単に切断装置ともいう。）の一実施形態を示す模式図である。図１において、符号１は切断装置、１０はシートを示している。
【００１０】
図１に示したように、本実施形態の切断装置１は、シートの供給手段１１から一定速度で連続して供給される帯状のシート１０を毎葉に切断した後に、該切断されたシートを所定間隔おきにリピッチさせることによって連続的に移送させる装置であり、カッターロール２と、アンビルロール３と、ロール２、３間に供給されるシート１０に接して往復動するダンサーロール機構４とを備えている。
【００１１】
本実施形態では、シートの供給手段１１は、水平軸周りに回転するロール１１Ａ及び１１Ｂを備えており、これらのロール１１Ａ、１１Ｂは、原反から繰り出されたシート１０を、アンビルロール３の外周面に導いて供給するように配されている。
【００１２】
カッターロール２は、ロール本体２０と、ロール本体２０に所定間隔を置いて所定角度で固定された複数（本実施形態では６枚）の刃２１とを備えている。カッターロール２は、アンビルロール３に従動回転するように設けられている。カッターロールはアンビルロールに、例えば歯車機構やサーボシンクロさせることにより従動回転させることができる。
【００１３】
アンビルロール３は、ロール本体３０を主体として構成されている。ロール本体３０の外周表面に吸引孔ｈが全周及び幅方向に渡って所定間隔おきに、複数個設けられている。アンビルロール本体３０の側面には、前記吸着孔ｈと吸引通路Ｅを通じてつながっている吸引孔Ｈが該側面の全周に渡って所定間隔おきに設けられている。アンビルロール本体３０の側面部分には吸引室３１が配置されている。アンビルロール３が回転して、吸引孔Ｈが吸引室３１に位置している間だけ、吸引孔Ｈ、吸引通路Ｅを通じて吸引力が伝達され、吸着孔ｈにシート１０が吸着される。アンビルロール３におけるシート１０の吸着範囲は、吸引室３１の大きさで決定され、図１の場合には、カッターロールによるシート１０の切断位置Ｃの手前（本実施形態ではロール本体３０の最上部：０時の位置）から切断位置からロール本体３０の最下部（６時の位置）近くにまで達しており、吸引室３１は、任意の回転位置（角度）に回転移動できる構造となっていて、吸引室３１の固定位置を変更することで、シート１０の吸引位置を変更できるようになされている。吸引室３１には吸引手段（図示しない）に通じる管路３２が接続されている。なお、吸引室３１の大きさ（角度）を適宜変更することによって、前記吸着範囲も変更できる。
【００１４】
アンビルロール３は、切断されるシート１０を外周面に吸引し且つ供給手段１１によるシート１０の供給速度よりも速い一定の周速度で回転するように設けられている。アンビルロール３は、切断位置Ｃにおいてシート１０から毎葉に切断されたシート１０Ａを引き続き吸着して移送するように設けられている。なお、アンビルロール３の外周面にシート１０を吸着し始める位置（以下吸着開始位置）をシート１０の切断位置Ｃの上流側（ダンサーロール４１側）、例えばＳ地点から開始させると、吸着面積を大きくでき、特にシート１０が不織布のように通気性等があり、吸着しにくい材料の場合に、シート移送、シート切断を確実にできる観点で望ましい。
【００１５】
ダンサーロール機構４は、ダンサーロール４１と、ダンサーロール４１を回転自在に水平に支持するブラケット４２と、ブラケット４２を直線に往復動させるガイドレール４３と、ガイドレール４３と一体化されていて、ガイドレール４３上を所定方向に往復動可能に設けられているガイドテーブル４５とを具備している。ガイドレール４３は、図示しないフレームに固定されている。ブラケット４２はガイドテーブル４５に固定されている。ガイドテーブル４５とガイドレール４３の下端部との間には、バネ４４が掛けられており、ダンサーロール４１がアンビルロール３の外周面にシート１０を押圧しているときは、バネ４４は縮んでおり、シート１０の切断時のシート１０にかかる張力変化に応じてダンサーロール４１が上昇してブラケット４２も上昇するときは、バネ４４が伸びる。ダンサーロール機構４は、このようにして、シート１０にかかる張力変化に応じて、ダンサーロール４１がアンビルロール３の外周面にシート１０を押圧するように設けられている。
【００１６】
ここで、ダンサーロールとは、ロールとばね等より構成され、本来は、その位置の変動にかかわらずシートに一定の張力が加えることを目的とするものであるが、本発明では後述のように、ちぎれ現象を発生させることなくシートをきれいに切断する目的でも設置している。
【００１７】
切断装置１は、供給手段１１と歯車機構により同期している。
【００１８】
切断装置１は、定常の動作状態においては、カッターロール２及びアンビルロール３がアンビルロール３の周速度Ｖ３で等しく回転し、これらの間にシートの供給手段１１のロール１１Ａ、１１Ｂからシート１０が周速度Ｖ３よりも低速の一定速度Ｖ１０で供給される。
【００１９】
シート１０は、供給手段１１のロール１１Ａ、１１Ｂによって速度Ｖ１０で供給され前記吸引開始位置Ｓを過ぎると、アンビルロール３の外周表面に吸着され始める。アンビルロール３の回転に伴ってアンビルロール３の周速度Ｖ３で切断位置Ｃに移送される。この際、切断されたシートを所定間隔Ｄでリピッチさせるために、アンビルロール３の周速度Ｖ３のほうが供給手段１１によるシート１０の供給速度Ｖ１０よりも速い。アンビルロール３の周速度Ｖ３とシート１０の供給速度Ｖ１０との速度比Ｖ３／Ｖ１０は、１．１〜５であることが好ましく、１．２〜２であることが、装置が大型にならない観点でさらに好ましい。
【００２０】
アンビルロール３の周速度Ｖ３のほうが供給手段１１によるシート１０の供給速度Ｖ１０よりも速いため、シート１０はアンビルロール３の外周表面上をスリップしながら速度V１０で切断位置Ｃまで移送され、カッターロール２の刃２１で切断される。その際、図１のＰ１をシート１０と下降位置にあるダンサーロール４１との接触点、Ｐ２をシート１０と上昇位置にあるダンサーロール４１との接触点、Ｐ３をロール１１Ａ、１１Ｂとシート１０との接触点とすると、ダンサーロール４１が下降位置にある場合のシートの長さＬ１（Ｓ−Ｐ１−Ｐ３間の長さ）はダンサーロール４１が上昇位置にある場合のシートの長さＬ２（Ｓ−Ｐ２−Ｐ３間の長さ）よりも長い。また、シート１０を切断している間はシートの移送速度は、刃２１の回転速度と同じになり、従って、アンビルロール３の周速度Ｖ３と同速度となる。ゆえに、前記Ｌ１−Ｌ２分だけシート１０が刃２１に引っ張られ、ダンサーロールが上昇位置まで上昇する。この間、シート１０にはダンサーロール機構４の往復動する可動部（ダンサーロール４１、ブラケット４２、バネ４４等）の重量が加えられているため、シート１０には一定の張力がかかる。よって、図３（ａ）に示すようなちぎれ現象を発生させることなく、図３（ｂ）に示すように、切断面にバリやケバがない状態で、シート１０をきれいに切断することができる。後述の実施例で示す鉄粉を含んだ脆性シートを切断し、リピッチする場合には、特に本発明の装置が、シートをきれいに切断できる観点で有効である。
【００２１】
シート１０が切断されると、ダンサーロール機構４のダンサーロール４１が降下してシート１０をアンビルロール３の表面に押圧する。また、シート１０と切断されたシート１０Ａとがアンビルロール３の周速度Ｖ３とシート１０の供給速度Ｖ１０との速度差のために、間隔Ｄを有した状態で移送される。切断装置１ではこのようなシート１０の切断が繰り返し行われ、シート１０Ａが一定間隔をおいて移送される。ここでシート１０の供給速度Ｖ１０は、必要とする生産能力、シートの材質等で適宜設定できるが、３〜１００m／ｍｉｎが好ましく、１０〜３０m／ｍｉｎがさらに好ましく設定できる。ここでダンサーロール機構４の可動部（ダンサーロール４１、ブラケット４２、バネ４４等）の総重量と、該可動部の変移量やシート１０に加える張力を制御する弾性体であるバネ４４が発生する荷重との総和は、シート１０の破断荷重（シート１０を破断させるために必要な引張荷重）より低くかつアンビルロール３外周表面上へシート１０を吸着させる吸引力より高く設定することが望ましい。かかる設定であると、シート１０を移送時に破断させることなく、また、シート１０を切断していない間に、アンビルロール３の外周表面上で該シートをスリップさせることができ、該シートの変形を防止することができる。
【００２２】
このように、本実施形態の切断装置１によれば、複雑な機構が不要であり、簡便に、連続して供給される帯状のシートを毎葉に切断して所定間隔おきに連続して移送することができる。また、本実施形態の切断装置１は、ダンサーロール機構４を設置することにより周速度V３と帯状シート供給速度V１０のように速度が異なる場合でも張力を制御することが可能となるため、カッターロール２の刃２１による切断面もきれいに直線状の切断面とすることができる。
【００２３】
本発明の切断装置は、前記実施形態に制限されない。
【００２４】
前記実施形態の切断装置１では、アンビルロール３の周速度Ｖ３を一定速度としたが、シートの供給速度よりも速ければ、一定でなくてもよく、周速度Ｖ３を変化させてもよい。この場合、帯状のシート１０と切断された毎葉のシート１０Ａとの間隔を変化させることができる。
【００２５】
また、カッターロールとアンビルロールの周速度は、同一でも同一でなくても良い。
【００２６】
また、前記実施形態の切断装置１では、ダンサーロール機構４の可動部の可動手段としてサーボモーターを使用することができる。サーボモーターを使用すると、シートにかかる実張力、カッターロール２及びアンビルロール３の実周速度、カッターロール２の刃２１の位置等を適宜検出し、それらをサーボコントローラーに伝達し、サーボモーターを制御することによって、シートへの最適張力及び前述のＳ（吸着開始位置）〜Ｐ３（ロール１１Ａ、１１Ｂとシート１０との接触点）間のシート長さを制御でき、切断面のきれいなシートを得ることができる。
【００２７】
本発明の切断装置は、その切断するシートに特に制限は無く、不織布、ポリマーフィルム、紙、金属フィルムなどを使用することができ、また、これらの複合体、多層体であっても使用することができる。さらに、後述の実施例で示す、発熱性粉体や触媒粉体等の機能性粉体を担持、含有した繊維シートや抄紙シートも使用することができる。さらに脆性シートも使用することができる。ここで脆弱シートとは、１５ｍｍ幅にしたシートに引張り荷重をかけた場合に、シートの伸び量が５ｍｍ以下であり、破断荷重が２５Ｎ以下のシートをいう。また、着用物品等に使用される伸縮性シート等のシートの切断に特に好適に使用することができる。この場合に、伸縮性シート等の弾性変形域を超えて張力を付与する切断にも適用可能である。さらに、シートの厚みは、０．００１〜１０ｍｍが好ましく使用することができるが、０．０１〜１０ｍｍが好ましく、０．０５〜５ｍｍがさらに好ましく使用することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は本実施例により何ら制限されない。
【００２９】
〔実施例１〕
下記実施例のように、図１及び図２に示す装置について、下記のそれぞれの条件で、出願人が提案した特許第３７０３４６９号に記載の抄紙シートと同様なシートの切断・リピッチを実施し、シートの切断面及びリピッチの様子を観察した。
【００３０】
〔シートの構成〕
鉄粉（４５μｍメッシュ分級品、同和鉄粉鉱業（株）製、商品名「ＲＫＨ」）、８４質量％
パルプ繊維（ＮＢＫＰ、Ｐｏｐｅ ＆ Ｔａｌｂｏｔ（株）製、商品名「マッケンジー」、平均繊維長さ＝２．１ｍｍ）、８質量％
活性炭（４５μｍメッシュ分級品、日本エンバイロケミカルズ（株）製、商品名「カルボラフィン（登録商標）」）、８質量％
幅９８ｍｍ
シート１枚当たりの坪量４００〜５００ｇ／ｍ2
シート１枚当たりの破断強度：１３０Ｎ
〔シート移送条件〕
シート供給速度：１０．８ｍ／ｍｉｎ
３枚重ねした上記シートをエンボス加工することにより一体化させたシートを移送して切断した。
〔ダンサーロール機構〕
可動部の総重量：８．８Ｎ
弾性体：バネ（バネ定数：０．５Ｎ／ｍｍ、たわみ量：１０ｍｍ）
〔アンビルロール〕
直径：１６２ｍｍ
周速：１７ｍ／ｍｉｎ（速度比：１．5７）
シート吸引力：８Ｎ
〔カッターロール〕
直径：１６２ｍｍ
周速：１７ｍ／ｍｉｎ
刃数：６枚
【００３１】
〔結果〕
２０００枚のシートを切断・リピッチした結果、切断されたシート長さは、５４ｍｍ±1.5ｍｍであり、リピッチ間隔：３１ｍｍ±２ｍｍであった。
なお、上記の値は、シートを連続して移送・切断し、オンラインで画像処理装置（松下電工（株）製  マルチチェッカーＡ２１０）を用いて測定した結果である。
【００３２】
〔切断面の観察〕
図３（ｂ）に示すように、切断後のシートにちぎれもなく、良好な切断状態を得ることができた。
〔リピッチの様子〕
上述のように、所定の間隔どおりのリピッチを行なうことができた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のシートの切断装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】シートの切断装置の一実施形態におけるダンサーロール機構の構成を示す模式図である。
【図３】シートの切断状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  シートの切断装置
２  カッターロール
３  アンビルロール
３０  ロール本体
３１  吸引室
４  ダンサーロール機構
４１  ダンサーロール
１０  シート
１１  シートの供給手段
【図１】
0005159182.tif 000002
【図２】
0005159182.tif 000003
【図３】
0005159182.tif 000004