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小型リワインダーMRの開発

㈱東伸
岩田 哲

化、多様化、および高機能化により、ま巻き直し作業の短時間化および初期本稿で対象にする小型リワインダー

すます厳しくなる市場の要求品質に対応

巻きズレの防止のためパスラインが短いとは、片持ちの巻取・巻出軸を有するローすべく新製品を開発したので紹介する。

ことが好ましい。

１．はじめにラー面長600 mm程度のもので、主に2次スリッターなどによる最終スリット後の⑤多用途に対応できること。
常に巻き直しが発生するというわけ

２．市場要求品質

不良の巻き直しに利用される。この工程

市場調査により導かれた小型リワイ

ではないため、ユーザーとしては多目的の製品はウェブとしての最終製品となるンダーの要求品質は以下の通りである。に使用できることが便利な場合がある。

ため、不良などによる損失コストは上流①張力範囲が広いこと。

この場合、顧客ごとにまちまちな要求が工程のそれに比較し非常に大きい。した様々な材質や製造条件のウェブを優あり多品種の機械になりがちである。しがって挽回可能な巻取不良は良品にすべれた端面品質で巻き取るには、広い範囲かしながら、当初から様々な用途を想定く巻き直しされることが多い。

で張力を調整できることが必須である。

した設計をし、基本部分が不変な構造に一方、近年、ウェブ製品の検査やト特に狭幅や、厚みの薄いウェブは内部応しておけば、不変部分の量産効果が生まレーサビリティの必要性が増してきてい力が高くなるため変形やシワが発生しやれトータルとして製造コストを抑えるこる。こちらに対してもウェブとしての最すく、その巻取には極低張力が出せることができる。

終段階を扱う、このようなリワインダーとが重要である。

が活躍する。

②コンパクトなこと。

３．従来機の構成

さらに、ロールtoロールのテストやオフラインで設置されるため工場のフィルムへのちょっとした加工にも小さスペース上、設置面積が小さいことが望なリワインダーが大変便利である。

ましい。

これらの用途に対し、ウェブの薄膜 design@cstoshin.co.jp
表1の関係を表1に示す。
表1に基づき検討した結果、張力制御には各個フリクションシャフトを用い③高速であること。
当然ながら巻き直しが短時間で済む

問い合わせ

張力制御方式および市場要求品質とた。特にスリッターでスリットされた後のが望ましい。の幅が狭い製品に適している点が他の方④パスラインが短いこと。

式と異なっている。標準はオープンルー

張力制御方式と市場要求品質の関係
大分類

張力制
御方式

フィード
バック制御

中分類

小分類

張力範囲

張力精度

狭幅低張力

コンパクト

パスライン

多用途

ダンサーローラーモーター

○

◎○

×

×

△

モーター

△

○

△

○

○

○

ブレーキ

△

○

△

△

○

○

各個フリクション
シャフト

○

○

◎○

○

○

モーター

△△

△

○

○

×

モーター

△△

△

○

○

○

ブレーキ

△

△

△

△

○

○

各個フリクション
シャフト

○

△

◎○

○

○

張力検出器

ドロー制御
オープン
ループ制御

トルク制御

コンバーテック 2018. 3

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プ制御（張力検出器なし）で、オプショ５．開発機の紹介圧で実施するか、スプリングで実施するンでフィードバック制御（張力検出器あ5.1 基本性能かであるが、フリクション軸では空圧でり）を選択できるようにしている。

４．用途の広がり

写真1に新開発機「MR」を、表3にそ張力を制御しているため、チャックを空の主要諸元をそれぞれ示す。巻取・巻出圧で実施すると低張力時空圧が低すぎて径600 mm、速度400 m/min、および張把持できない問題が発生する。そのため小型リワインダーには巻き直しの他

力範囲3～60 Nはいずれも国内同クラス

空圧でチャックする方式は低張力に向かに様々な用途が考えられる。その例をでは業界最大である。また設置面積ではない（表5（a））。

表2に示す。

業界最小（当社従来機と比較しても35％

そこで、スプリングでチャックするこダウン）を実現している。とになるのだが、この場合チャックの解（1）
張力範囲除に空圧を使うことになる。空圧1系統

前述の通り、張力制御には各個フリクの場合、張力を上げようとして空圧を上ションシャフトを用いた。フリクションげるとチャックが解除されてしまう。そシャフトにも様々な方式があるが、張力のため張力範囲が狭くなってしまう（表範囲が業界最大で特に低張力域で良好な（5 b））。

性能を実現する当社オリジナルの2系統

空圧2系統にすることにより初めて広各個フリクションシャフトであるい張力範囲と低張力域を確保したフリク「TAF38」（表4）を採用した。

ションシャフトとなる（表5（c））
。TAF38

表5に各個フリクションシャフト方式

はこの空圧2系統スプリングチャック方の比較を示す。まず、チャック把持を空MR主要諸元
MR6

表2MR外観 型リワインダーの用途例
小（巻き直し以外）

MR7

ローラー面長mm

600700基材幅mm

50 ～ 500

50 ～ 600

巻取径mm

巻出径mm

600

速度m/min400600

検査

無地、印刷、厚み、継目回数、ピンホール など

張力N

3 ～ 60mm

1100

加工

スリット、穴あけ、接着、易開封、ハーフカット、ミシン目 など（刃物、レーザー、超音波、ディスペンサーなどによる）

X
Ymm

Zmm

表4Y

写真1Z

表3式を採用している。

1400
1270

1370

X

各個フリクションシャフト
TAF9

TAF199.5

19適用コア内径（mm）
モジュール幅（mm）

H

空圧系統数

１系統
なし

3850

110

スライダー

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φ500 最高張力（N/m）

88

TAF38
STD

76.2±0.5（3”）φ92 最低張力（N/m）

チャック休止機構

TAF25

170

240

２系統
あり
あり

コンバーテック 2018. 3

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CONTRIBUTION
表5

各個フリクションシャフト方式の比較
(a)

(b)

力

(c)

力力

チャック力 チャック解除
ゾーン

チャック力

チャック力

張力範囲
狭い

フリクション力
チャックが滑るゾーン

フリクション力

フリクション力

空圧

空圧

空圧

1 系統

空圧系統数
チャック力

2 系統
スプリング
（チャック解除は空圧）

空圧きる。同様な用途でコルク入りゴムテー（2）
高速化
高速時のローラーへのエア巻込みにプの使用も可能である（写真2）。

よる滑りを防ぐためローラーの小径化、軸受の小径化はメカロスの低減に効滑り止めテープの採用、およびメカロス果がある。こちらも計算検討により従来低減のための軸受の小径化を実施した。

から30％小径化できた。軸受摩擦モーメ

ローラーは強度等計算検討した結果20％の小径化を実現できた。フィルムのやコストも研ぎ澄まされていく。

ントMの理論式

5.3 その他の特長（1）
巻出フリクションシャフト
巻取軸ではなく、巻出軸に各個フリクを以下に示す。

ションシャフトを採用した。巻取軸には２）M＝μPd/2  ……………………
（2）

エアシャフトを使用している。これは以ローラースリップ開始速度U slipは次の理

μ：軸受の摩擦係数、P：軸受荷重、下の理由による。

論式 で計算できる。ローラーの小径化

d：軸受内径①側板の使用5.2 モジュール化設計用した巻き直しがしばしば行われる（写１）によりU slipは理論的に改善することが分かる。

（ ）σUslip＝5.258×104T1 ―R

3/2 ……
（1）

巻取端面精度の向上のため側板を使QCD（品質・コスト・納期）を高度に真3）。その際、各個フリクションシャフ維持しつつ、市場の多様な用途に対応す

トが巻取軸であると側板の取付けが困難

T1：ローラー直前のウェブ張力、R：ローるためにモジュール化設計が採用されたになる。

ラー半径、σ：ローラー表面の合成粗さ（図1）。
あらかじめ準備されたモジュール②コア内面の保護

なお、ローラーの小径化は機械全体のを組み合わせることにより、顧客の特殊各個フリクションシャフトによる巻用途に対応した製品を供給するというも取では、注意してコアを位置決めしないコンパクト化にも貢献している。
ローラーは軽量アルミ製で表面に滑のである。これにより従来、納期のボトとフリクションモジュール半掛りなどでり止めテープを巻いている。滑り止め

ルネックになっていた “都度設計” の削製品のコア内面を傷めることがある。

テープは織機やスリッターなどで広く実減に成功している。また、同じモジュー（2）
目視検品照明のLED化

績のある合成ゴム製のものを使用していルが繰り返し使用されることにより品質目視検品の照明にはメンテナンスフる。表面はスポンジ状の凹凸形状が成形されており、フィルムとの間のエアを抜くのに効果がある。これによりエア巻込みによるフィルムの浮上を防ぐことがで

MR7

EXPERT Stephan Heuser GmbH & Co. KG社（独）カタログより写真2

滑 り止めテープの例（左：合成ゴム製、右：コルク入りゴム）コンバーテック 2018. 3

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MR6（標準）MR6（検査機付）

MR6（検品縦型）

MR6（巻返蛇行修正付）MR6（サイドレー付） MR6（耳落とし付）

図1

モジュール化設計の例

88

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表6

LED照明の改善（LED＋特殊反射板を採用）
蛍光灯（従来機）

写真3

LED

LED ＋特殊反射板

側板を併用した巻取の例

リー化のためLEDを採用している。LEDの光は指向性が高いため、そのまま使用QCDを高いレベルで維持しつつ様々ダーで行う。

すると光が広い範囲に拡散せず検品作業を妨げる。これを防ぐため、拡散効果のある反射板を採用し改善している（表6）。

な用途に対応するため、モジュール化設計を採用した。

６．まとめ
市場ニーズにマッチした以下の特長④コンパクト化を持つ小型リワインダーを開発した。今ローラーの小径化を含むコンパクト後も常に市場に耳を傾け、現場に喜ばれ設計により業界最小の設置面積を実現しラーの押さえ荷重も低く抑える必要がある商品の開発を心掛けていきたい。

た。

る。低張力巻取が必須となる狭幅製品で①広い張力範囲の実現（3）
タッチローラー
特に低張力巻取時にはタッチロー

タッチローラーの押さえ荷重を繊細にコ各個フリクションシャフトを採用しントロールできるよう、タッチローラーて狭幅にも対応可能な3～60 Nという広幅を可変にしている。これにより狭幅製

い張力範囲を実現した。

品に対しては幅の狭い軽量なタッチロー②高速化＜参考文献＞
１）橋本 巨：ウェブハンドリングの基礎理論と応用，加工技術研究会（2008）
２）岡本純三、角田和雄：転がり軸受，幸書

ラーを使うことができ、より繊細な荷重ローラーの小径化や滑り止めテープコントロールが可能になる。荷重のコンの採用で400 m/minの高速化を実現した。

トロールは低摩擦タイプのエアシリン③モジュール化設計

房（1981）
３）EXPERT Stephan Heuser GmbH & Co.
KG社（独）カタログ

半導体型単層CNTの製造技術確立、2018年度から販売開始
日本電気㈱（NEC）、産業技術総合研究所（産総研）
ナノ材料研究部門、㈱名城ナノカーボンは、非イオン性分散剤を使い、99％以上の高純度で、半導体型単層カーボンナノチューブ（CNT）を分離できる製造技術の確立に世界で初めて成功。2018年度から名城ナノカーボンがサンプル販売を開始する。
単層CNTは、炭素の並び（巻き方）の違いにより半導体型・金属型といった異なる物性を示すことが知られており、半導体型CNTは、印刷技術を利用して電子回路などのエレクトロニクス製品を生産するための高機能性インク用途で注目されている。高電子移動度と化学的安定性を持つ半導体型CNTをトランジスタのチャネル材料として利用することで、大面積、超薄型・フレキシブル性を備えた高性能センサーデバイスの実現が期待できる。
しかし、単層CNTは半導体型と金属型が混在して生成されるため、高性能トランジスタ用途で使うには、半導体型CNTだけを高純度かつ効率的に分離する技術が必要となる。従来、さまざまな分離技術が提案されてきたが、いずれもイオン性界面活性剤などを使用するため、88085_088_3C1_cs6_4C_v4.indd 88

エレクトロニクス用途の場合、デバイスの動作を不安定にしてしまうなどの課題があった。
そこで、NECと産総研は、イオン性界面活性剤を用いない単層CNT分離技術「電界誘起層形成法（ELF法）」を開発。さらに、NEC、産総研、名城ナノカーボンの三者で、ELF法による半導体型CNTの製造技術を確立した。製造設備は安価・簡便、大型化が容易であり、大量製造にも適している。
ELF法は、単層CNTを非イオン性界面活性剤で分散し、分散液を分離装置に入れ、上下に配置された電極に電圧を印加して分離する技術。単層CNTは半導体型と金属型で表面電位が異なっており、この差を利用し、無担体電気泳動により陰極・陽極にそれぞれ移動させ、分離槽内の分散液に密度勾配を形成することで安定的な分離を実現。これにより分離した半導体型CNTの高機能性インクを使って作製した電界効果トランジスタを評価したところ、電流が流れている状態と流れていない状態が完全に分かれた、良好な均一性を持つデバイス性能が的場大祐）確認された。
（コンバーテック 2018. 3

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