(57)【要約】【課題】長尺基材を連続加工して巻取った加工済基材の垂直方向の内部応力を、小巻に巻取っても確認できる巻取りコア及び内部応力測定システムを提供することを目的とする。【解決手段】長尺基材を巻取るための巻取り装置に設置される巻取りコア１であって、巻取りの垂直方向応力を検出するための圧力センサ２と、前記圧力センサ２が計測した圧力値を発信するための無線発信器１０とが埋め込まれたことを特徴とする巻取りコア１である。【選択図】    図１
2016121003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺基材を巻取るための巻取り装置に設置される巻取りコアであって、垂直方向応力を検出するための圧力センサが埋め込まれたことを特徴とする巻取りコア。
【請求項２】
前記圧力センサの圧力値を発信するための無線発信器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の巻取りコア。
【請求項３】
垂直方向応力を検出するための圧力センサが埋め込まれ、かつ前記圧力センサの圧力値を発信するための無線発信器を備えた巻取コアの前記無線発信器より発信された信号を無線受信器により受信し、ＰＣ、データロガー、ＰＬＣのいずれかによりデータ取得することを特徴とする内部応力測定システム。
【請求項４】
前記圧力センサにコネクタが接続され、かつ巻取りコアの両端を固定する巻取り装置の一方の端部にコネクタと接続したスリップリングを備え、
前記圧力センサのコネクタと前記スリップリングのコネクタとを接続することを特徴とする請求項３に記載の内部応力測定システム。
【請求項５】
請求項３もしくは請求項４の内部応力測定システムにより取得された内部応力値が設置値を超えると巻取り装置が自動停止することを特徴とする制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻取り形態のフィルムやシート等の長尺基材を加工する際に用いられる巻取り装置に設置される巻取りコアに関し、特に巻取られる基材にかかる垂直方向応力を測定する内部応力測定システム及びそれを用いた制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードコートフィルム、遮光性フィルム、反射防止フィルム、光散乱フィルム等の機能性フィルムの多くは、一般に巻取り形態のフィルムやシート等の長尺基材を用いて、一定の加工条件下で機能性層を連続して形成することで製造されている。
【０００３】
また上記のような機能性フィルムを製造するための加工条件は、いわゆる条件出しといわれている初期設定から試作し、その品質を評価した上で、最適条件を決定し量産を開始する方法がとられている。
【０００４】
例えば、機能性層形成用組成物（いわゆるインク）を用いて機能性フィルムを生産する場合には、用いる基材の特性（基材自身が有している固有の耐熱性、機械的強度、耐溶剤性等）に加えて、例えばインクの塗布量、膜厚分布、乾燥度合い（残留溶剤）、巻取りテンション（加工時の基材にかかる張力）等、様々な加工条件が必要である。
【０００５】
従来、上記のような塗布条件、乾燥条件、搬送条件等については、使用する加工装置に具備した制御装置よりコントロールされる。多くの場合、事前の条件出しによりこれらの最適条件及び許容範囲を確認して、実際の連続生産を行う。これらの条件の中で、搬送条件、特に巻取りテンションは機能性フィルムの品質及び生産性に大きく影響する。具体的には、巻取りテンションは巻取りロールの垂直方向の応力として作用するものである。従って、例えば巻取りテンションが弱いと巻きズレが生じて生産性が低下する。また、強いといわゆるブロッキング現象が生じて機能性層が損傷を受け品質の低下を招く。
【０００６】
このような問題を防ぐ為に、連続加工中の巻取りテンションは塗工ユニット、乾燥ユニット、巻出し・巻取りユニット等を具備した加工装置（いわゆる塗工装置やラミネート装置等）により制御されている。実際には連続して機能性層を加工し、所定のメーター数に達したところで、巻取りユニットでのターレットによる切り替えで1本の巻取りロールに仕上げる。従って、巻取りコアに巻き取られた１本の巻取りロールにかかる実際の内部応力（垂直方向の応力）については、この巻取りコアからは直接知ることができない。
【０００７】
すなわち、上記の巻取りロールの巻取りテンションによる損傷、具体的には例えば機能性フィルムにかかる垂直方向の応力による損傷（機能性の低下、機械的強度の低下、寸法安定性の低下等）に関する正確な情報を得ることができない。
【０００８】
そこで多くの場合は、一本の巻取りコアに巻取った機能性フィルムに対して、例えば、別途、巻き替え装置等を用いて巻取りコアに巻取られた上部から芯側までを巻きだしながら損傷を確認する方法が行われており、手間のかかる作業性が問題となっている。
【０００９】
このような問題に対して、例えば、巻取りコアを装着するシャフト（加工機に具備されている）に巻取りテンションを制御する機能を付与する提案がされている（特許文献１，２参照）。
【００１０】
上記の提案によれば連続加工中の巻取りテンションの制御が可能で、しかもそのデータ
を記録することはできる。しかしながら、巻取りコアを装着するシャフト（加工機に具備されている）に巻取りテンションを制御する機能を付与しているため、それぞれが分離されて一本一本個別に小分けされた巻取りコアに対しては、そのデータを確認することが出来ない。また、一本一本個別に小分けされた巻取りコアに対して、そのデータを確認出来るようにするためには、巻取条件により巻製品を数種作成しなければならず、製作コストが高い製品の場合、この条件出しコストが非常に高くなってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−６４６５０号公報
【特許文献２】特開２０１２−４６２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、長尺基材を連続加工して巻取った加工済基材の垂直方向の内部応力を、小巻に巻取っても確認できる巻取りコア及び内部応力測定システム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】
【００１３】
本発明の請求項１に係る発明は、長尺基材を巻取るための巻取り装置に設置される巻取りコアであって、垂直方向応力を検出するための圧力センサが埋め込まれたことを特徴とする巻取りコアである。
【００１４】
本発明の請求項２に係る発明は、前記圧力センサの圧力値を発信するための無線発信器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の巻取りコアである。
【００１５】
本発明の請求項３に係る発明は、垂直方向応力を検出するための圧力センサが埋め込まれ、かつ前記圧力センサの圧力値を発信するための無線発信器を備えた巻取コアの前記無線発信器より発信された信号を無線受信器により受信し、ＰＣ、データロガー、ＰＬＣのいずれかによりデータ取得することを特徴とする内部応力測定システムである。
【００１６】
本発明の請求項４に係る発明は、前記圧力センサにコネクタが接続され、かつ巻取りコアの両端を固定する巻取り装置の一方の端部にコネクタと接続したスリップリングを備え、
前記圧力センサのコネクタと前記スリップリングのコネクタとを接続することを特徴とする請求項３に記載の内部応力測定システムである。
【００１７】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項３もしくは請求項４の内部応力測定システムにより取得された内部応力値が設置値を超えると巻取り装置が自動停止することを特徴とする制御システムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る発明によれば、尺基材を巻取るための巻取り装置に設置される巻取りコアに、垂直方向応力を検出するための圧力センサを埋め込むことによって、巻取コアに巻き取られた加工済の基材にかかる垂直方向（半径方向）の内部応力を実測することが可能となる。
【００１９】
また、請求項２に係る発明によれば、巻取コアに無線発信器を内蔵することで、圧力センサの圧力値、すなわち巻取りコアに巻取り中の加工済基材の垂直方向（半径方向）の内部応力値を制御システム中の受信機に発信することができる。
【００２０】
また、請求項３に係る発明によれば、垂直方向応力を検出するための圧力センサが埋め込まれ、かつ前記圧力センサの圧力値を発信するための無線発信器を備えた巻取コアの前記無線発信器より発信された信号を無線受信器により受信し、ＰＣ、データロガー、ＰＬＣのいずれかによりデータ取得することにより、巻取りロールの内部応力のデータを管理手段に活用することができる。
【００２１】
すなわち、これにより、加工済基材が巻取りコアに所定の巻きメーター数で巻取られ、個別の巻取りロール（巻取りコアに巻取られた加工済基材）として分離されても、巻取りコアに埋め込まれた圧力センサのデータからその巻取りロールの垂直方向の内部応力を確認することができる。
【００２２】
また、請求項４に係る発明によれば、前記圧力センサにコネクタが接続され前記圧力センサと、巻取りコアの両端を固定する巻取り装置の一方の端部にコネクタと接続したスリップリングとを備えることで、前記圧力センサのコネクタと前記スリップリングのコネクタとを容易に接続することができる。
【００２３】
また、請求項５に係る発明によれば、内部応力測定システムにより取得された内部応力値を確認することにより、内部応力値が設定値を超えた場合には迅速に巻取り装置を自動停止することができ、従来のような材料を無駄に消費することなく生産性や品質の向上を図ることができる。
【００２４】
上記で説明したように本発明によれば、長尺基材を連続加工して機能性フィルムやシートを生産する際に、巻取った加工済基材の垂直方向の内部応力を、小巻に巻取っても確認できる巻取りコア及び内部応力測定システムを提供することができる。すなわち、生産中の内部応力による損傷が抑制でき、品質、生産性及びトレーサビリティに優れた生産管理システムで連続して生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（Ａ）巻取コアに圧力センサを埋め込んだ一実施形態を示す正面図。        （Ｂ）（Ａ）の側面図。
【図２】（Ａ）巻取コアに無線発信器を設置した一実施形態を示す正面図。        （Ｂ）（Ａ）の無線発信器に対応する無線受信器及びデータ取得手段の概要図。
【図３】巻取コアの圧力センサに接続したコネクタの一実施形態を示す正面図。
【図４】巻取り装置の端部に接続したコネクタ、スリップリング及びデータ取得手段の一実施形態を示す正面図。
【図５】一般的な巻径比と半径方向内部応力との相関を示す概要図。
【図６】本発明に係る内部応力測定システムの一実施形態を示すフロー図。
【図７】本発明に係る巻取り装置の制御システムの一実施形態を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、巻取り形態のフィルムやシート等の長尺基材を加工する際に用いられる巻取り装置に設置される巻取りコアに関し、特に巻取られる基材にかかる垂直方向の応力を測定する内部応力測定システム及びそれを用いた制御システムに関する。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
本発明の巻取りコアは図１に示すように、巻取コア１に圧力センサ２が埋め込まれていることを特徴としている。また、圧力センサ２は図１（Ｂ）の側面図に示すように、巻取りコア１の円筒状の表面と段差の無い状態で埋め込まれていることが好ましい。また、圧
力センサ２は、フィルム状センサを巻取コア１上に設置しても良いし、コア表面にラバーを設置し、その底面にフィルム状圧力センサを設置しても良い。
【００２９】
本発明に用いることができる巻取りコアの材質としては、埋め込まれる圧力センサ２の応答を良くするために硬い材質（鋼管）が望ましいが、ＦＲＰ、プラスチック、更には紙管においても設置することが可能である。但し、紙管は紙粉を発生し易く、紙粉が異物として製品に混入して品質を損ねる可能性があるため、樹脂を含浸したものが好ましい。
【００３０】
圧力センサ２としては、公知のセンサを用いることができ特に限定するものではないが、巻取りコアの幅方向の圧力を検出できる帯状のフィルムセンサが好ましい。また、ボタン状のセンサを幅方向に１個以上設置してもよい。
【００３１】
図２（Ａ）は、巻取コア１に埋め込まれた圧力センサ２の一端に（図には記載してないが加工装置の駆動側）、無線発信器１０を備えた一実施形態の正面図を示している。無線発信器１０は巻取りコア１の円筒状の表面と段差の無い状態で埋め込まれていることが好ましい。
【００３２】
また、図２（Ｂ）は、無線発信器１０により発信され圧力センサ２で計測されたデータを受信するための無線受信器１１と、そのデータを収集、加工、保存するためのデータ取得手段３０を示している。
【００３３】
前記無線発信器１０としては特に限定するものではなく公知のものを使用することができる。また、前記データ取得手段３０としては、ＰＣ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、データロガー（記録計）、ＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等を用いることができるが、特に限定するものではない。
【００３４】
次に、図３及び図４を用いて、巻取りコア１に埋め込んだ圧力センサ２と加工装置の本体に結合しているコア設置手段２４との接合に関して説明する。
【００３５】
図３に示すように、巻取りコア１に埋め込まれた圧力センサ２はオス型のコネクタ２０を備えている。また、図４に示すように、加工装置の本体に結合しているコア設置手段２４は、加工装置の駆動側端部の一方にスリップリング２２を介してメス型のコネクタ２１が取り付けられ、他方にアンプ２３を介してデータ取得手段３０と接合している。従って、圧力センサ２に取り付けられたオス型のコネクタ２０と、加工装置の駆動側端部に取り付けられたメス型のコネクタ２１とを接合することで、圧力センサ２で計測したデータをデータ取得手段３０に容易に取り込むことができる。
【００３６】
すなわち、本発明の巻取りコア１をコア設置手段２４に着装することで、前記巻取りコア１に巻き取られた加工済基材（両方をあわせて巻取りロールとする）に及ぼす垂直方向の内部応力を計測、記録、加工処理することができる。この内部応力データは用いた巻取りコアに固有のものであり、品質管理に加えて後々のトレーサビリティにも活用することができる。連続して生産しても本発明の巻取りコアを用いることにより、タ−レットで巻き換えてもそれぞれの巻取りコア固有の内部応力を記録した巻取りロールを得ることができる。
【００３７】
なお、上記で説明した圧力センサ２に取り付けられたオス型のコネクタ２０と、加工装置の駆動側端部に取り付けられたメス型のコネクタ２１とは限定されるものではなく、オス型コネクタ及びメス型コネクタをそれぞれ入れ替えてもよい。
【００３８】
一般に巻取りテンションと巻取りロールの垂直方向の内部応力との関係は、図５に示す
よう関係となることが知られている。巻はじめは巻径比１であり、このときが半径方向応力が最大となることが一般的である。よって、コア直近の内部応力を監視することによって、加工済基材（機能性フィルム等）への損傷を抑制することができる。
【００３９】
図６は、本発明に係る内部応力測定システムの一実施形態を示すフロー図である。以下、図６に基づいて説明する。
【００４０】
本発明は圧力センサを備えた巻取りコアに加工済基材を巻取り、この巻取りロール固有の内部応力データを品質管理、さらにはその後のトレーサビリティに活用することができることを特徴としている。
【００４１】
具体的には、コア設置手段に着装した圧力センサ付の巻取りコアに加工済基材を巻取り、その時の巻取りロールの内部応力を前記圧力センサで計測する。次に、計測したデータを同じく巻取りコアに埋め込まれた無線発信器にて発信する。この発信されたデータを前記コア設置手段に接合している無線受信器にて受信する。さらにこの受信されたデータをデータ取得手段にて、記録、管理する内部応力測定システムである。
【００４２】
本発明の特徴は、本発明の巻取りコアを用いることにより、巻き取りコアに巻かれた加工済基材の巻取りロールに対して固有の内部応力データを記録、管理できることである。従って、複数の巻取りコアを用いれば、それぞれコア毎に固有の内部応力データを記録、管理することができ、従来の加工装置本体にデータを記録、管理する方法に比べて、品質管理や利便性において優れている。
【００４３】
図７は、本発明に係る巻取り装置の制御システムの一実施形態を示すフロー図である。以下、図７に基づいて説明する。
【００４４】
本発明に係る巻取り装置の制御システムは、圧力センサで計測した内部応力の値が設定値の許容範囲から外れた場合には巻取り装置の運転を自動停止することができることを特徴としている。
【００４５】
具体的には、圧力センサで抵抗値を測定し、その値をオペアンプ回路にて電圧値に変換し、さらにＰＬＣ等のデータ取得手段にてＡＤ変換して巻取りコアに巻き取られた加工済基材の内部応力データを取得する。
【００４６】
次に、別途予め測定した最適巻取りテンションの値及び許容値範囲から設定した巻取りテンションの設定値と、実際の測定値とをデータ取得手段により比較する。
【００４７】
この時、実測値が設定値内であれば巻取り装置の運転を継続し、もし許容値を外れていれば自動で停止する。このように本発明に係る巻取り装置の制御システムを利用することにより、巻取りロールの内部応力の異常による材料の損失を抑制することができる。
【００４８】
以上説明したように本発明によれば、長尺基材を連続加工して機能性フィルムやシートを生産する際に、巻取った加工済基材の垂直方向の内部応力を、小巻に巻取っても確認できる巻取りコア及び内部応力測定システムを提供することができる。すなわち、生産中の内部応力による損傷が抑制でき、品質、生産性及びトレーサビリティに優れた生産管理システムで連続して生産することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る巻取りコア、内部応力測定システム、及び制御システムは、一本一本の巻取りロール毎に内部応力を測定、記録、管理することができるため、内部応力の影響を受
け易い薄膜の基材や耐熱性、機械強度に敏感な基材を用いて、高い寸法精度を求められる画像形成などに利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…巻取りコア
２…圧力センサ
１０…無線発信器
１１…無線受信器
２０…コネクタ（オス型）
２１…コネクタ（メス型）
２２…スリップリング
２３…アンプ
２４…コア設置手段
３０…データ取得手段
【図５】
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【図６】
2016121003.tif 000004
【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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