巻芯

【課題】 連続的に成形されるフィルム等のシート状物を巻き取るための巻芯に関し、シート状物の両端の長さに差がある場合でも、解反時にシート状物が湾曲することを防止できるようにする。
【解決手段】 連続成形されるシート状物を巻き取るための紙製またはプラスチック製等の円筒状の巻芯1として、軸方向に沿って筒の内外を貫通する貫通溝2を形成し、この貫通溝2の溝幅を片端からもう一方の端にかけて徐々に変化させるとともに、シート状物の三角長部の頂部を溝幅の広い方に当接させて巻き取る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばカレンダー成形や押出し成形等において連続的に成形される合成樹脂フィルム等のシート状物を巻き取る際に好適な巻芯に関する。
【背景技術】
【0002】
例えばカレンダー成形や押出し成形等において、合成樹脂フィルム等のシートを連続的に成形する場合には、シートの成形と同時に巻芯を取り換えながら連続して巻き取ることが行われるが、巻芯を取り換える際は、巻き取りロールの手前で、シートの流れ方向に対してほぼ直角方向にナイフ等の切断具を移動させてシートを裁断し、裁断されたシートを新たな巻芯に巻き付けて巻き取ることが一般的である。
この際、シートの成形速度は大変速いため、例えば図5に示すように、巻き取りローラ51によってX方向に巻き取られるシートSの左から右に向けて切断具を鎖線aに示すように移動させて裁断すると、実際は実線bに示すように斜めに切断され、巻き終わり側のシートS端部は、左側が短く、右側が長くなると同時に、巻き始め側のシートS端部は、左側が長く、右側が短くなり、いわゆる三角長P(ハッチング部分)が生じる。このため、巻芯を取り換えて新たにシートを巻き取ると、図4(a)に示すように、三角長P部分の長さおよび厚みによって左側の巻厚が厚くなり、右側の巻厚が薄くなるように左右の巻厚が異なって、シートSの解反時に図4(b)に示すように、シートSが湾曲するいわゆるボーイングという不具合が発生し、製品としての使用に支障が生じるという問題があった。この際、シート巻き取り用の巻芯として、巻き始める際に生じる段差跡を防止するための技術(例えば、特許文献1参照。)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−70269号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、上記のような技術は、シート状物を巻き始める際に生じる段差痕や、シワや折り目等の発生解消にはある程度有効なものの、左右の巻厚が異なることによるシート状物の解反時の湾曲を抑制するという面では効果がなかった。
【0005】
そこで本発明は、連続的に成形されるフィルム等のシート状物を巻き取るための巻芯に関し、シート状物の両端の長さに差があるような場合でも、解反時にシート状物が湾曲するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため本発明は、連続成形されるシート状物を巻き取るための円筒状の巻芯において、軸方向に沿って筒の内外を貫通する貫通溝を有し、この貫通溝の溝幅を片端からもう一方の端にかけて徐々に変化させたものである。
【0007】
このように巻芯の軸方向に沿って、筒の内外を貫通し片端からもう一方の端にかけて溝幅が徐々に変化する貫通溝を設け、シート状物の三角長の端部(三角長部分の頂点c側)を巻芯の貫通溝の溝幅の広い側に当接させて巻き取るようにし、巻取り時のシート状物のテンションによって貫通溝の溝幅が縮小し、シート状物の両端の長さが異なる場合でも、溝幅の広い方の巻芯の径が溝幅の狭いほうよりも大きく縮小することでシート状物の三角長の長さの差を吸収し、三角長の巻き取り厚を含む巻芯の両端の外径を一定してシート状物を巻き取ることができるため、解反時の湾曲を防止することができる。
なお、この際、貫通溝の両端の溝幅の差は、シート状物の長さの差分(三角長分)を吸収して、巻芯の径が縮小した際に、三角長の巻き取り厚を含む巻芯の両端の外径が同一程度になるようにすれば好適である。この際、貫通溝の形状を三角形状または台形状にすれば、溝幅が片端からもう一方の端にかけて連続的に変化するようになって好ましい。
【0008】
また本発明では、前記巻芯の材質を、紙管または軟質プラスチック管とすることが好ましい。
このような材質にすることで、シート状物巻き取り時のテンションで、巻芯の貫通溝の溝幅が縮小しやすくなる。
【0009】
また本発明では、前記貫通溝の広いほうの溝幅を、巻芯の円周(貫通溝含みの円周)の10%以下とすることが好ましい。
貫通溝の間隙の溝幅が巻芯の円周の10%を越えると、シート状物にテンションがかかって巻芯の径が縮小した場合に、円筒形状を保持することが難しくなり、場合によっては、巻芯自体の剛性も損なわれるおそれもある。このため、間隙の溝幅を円周の10%以下にすることが好ましい。
【発明の効果】
【0010】
連続成形されるシート状物を巻き取るための円筒状の巻芯において、軸方向に沿って筒の内外を貫通する貫通溝を形成することで、巻き取り時のテンションで溝幅が縮小する。このとき、貫通溝の溝幅を片端からもう一方の端にかけて徐々に変化させてあるので、溝幅の縮小度合いが両端で異なる。そのため、シート状物の長さの差を吸収でき、シート状物の両端の長さが異なる場合でも、シート状物、巻き取り後の外径を一定にすることができ、解反時の湾曲を防止することができる。
また、巻芯の材質を、紙管または軟質プラスチック管とすれば、シート状物巻き取り時のテンションで巻芯の溝幅が縮小しやすくなる。
さらに、貫通溝の広いほうの溝幅を、巻芯の円周の10%以下とすれば、巻芯の剛性を確保できるとともに、巻き付けられるシート状物を確実に円筒形の状態で巻き取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明に係る巻芯の一例を示す説明図である。
【図2】本巻芯に左右の長さの異なるシート状物を巻き付けるときの説明図である。
【図3】本巻芯に連続成形されるシート状物を巻き付けた状態(a)と、解反時の状態(b)を示す説明図である
【図4】従来の巻芯に連続成形されるシート状物を巻き付けた状態(a)と、解反時の状態(b)を示す説明図である。
【図5】連続成形のシート状物を切断するときの状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
なお、ここでは、巻き取られるシート状物について、シート状物S、三角長P、三角長の最大長さL、三角長の頂部c、シート状物Sから三角長Pを除いた部分を本シートS1として説明する。
本発明に係る巻芯は、例えばカレンダー成形や押出し成形などにおいて連続的に成形される合成樹脂フィルム等のシート状物Sを巻き取るための円筒状の巻芯に関し、巻き始めのシート状物Sの両端の長さに差がある場合の、解反時のシート状物Sの湾曲を防止できるようにされている。
【0013】
すなわち、前述のように、カレンダー成形や押出し成形等において、合成樹脂フィルム等のシート状物Sを連続的に成形する場合には、シート状物Sの成形と同時に巻芯を取り換えながら巻き取ることが行われ、巻芯を取り換える際は、図5に示すように、巻き取りロールの手前で、シート状物Sを裁断し、裁断されたシート状物Sを新たな巻芯に巻き付けて巻き取ることが一般的であるが、この際、切断線が斜めになって三角長Pが生じる。巻き始めに三角長Pを含むシート状物を巻き取ると、三角長Pの長さおよび厚みに起因して、シート状物Sから三角長Pを除いた部分(本シートS1)の巻き取り時に、三角長Pの巻き取り厚を含んだ巻芯1の両端の外径に差が生じ、シート状物Sの解反時に図4(b)に示すようなシート状物Sの湾曲の不具合が発生する。
【0014】
そこで本発明に係る巻芯1は、かかる不具合を解消するためになされており、図1に示すように、巻芯1の軸方向に沿って片端からもう一方の端(図1では左端Aから右端B)に向けて筒の内外を貫通する貫通溝2を形成し、この貫通溝2の溝幅を片端からもう一方の端(図1では左端Aから右端B)にかけて徐々に変化させたことを特徴としている。
【0015】
ここで、巻芯1の材質としては、円筒形状を保持できる剛性を有し、かつテンションがかかると若干変形するような素材が好ましく、例えば紙管や軟質プラスチック管等が好ましく使用できる。
【0016】
また、貫通溝2の溝幅を徐々に変化させる形態としては、溝幅が一定の割合で変化する形態であり、貫通溝の形状としては、例えば、三角形状や台形形状等が好適である。
【0017】
ここで、貫通溝2の溝幅を決定する際に好適な一例について説明する。本願発明の巻芯を用いてシート状物Sを巻き取る際には、図2に示すように、三角長の頂部cを巻芯1のA側に当接させて巻き取るが、巻き取り後の巻芯1は、シート状物Sの巻き取り時にかかるテンションによって、貫通溝2の溝幅は縮小して巻芯1の外径が小さくなる。このとき、三角長Pのみを巻き取った時点のA側の巻芯の外径(このときの外径は、縮小後の巻芯の径+三角長厚み)とB側の巻芯の外径とがほぼ等しくなっていればよい。つまり、巻芯1の貫通溝2の縮小することで三角長Pの厚みを吸収し、結果として三角長Pを除くシート状物(本シートS1)を巻き取った際の巻芯の外径が等しければ、図3に示すように、解反時の湾曲を防止することができる。
【0018】
溝幅の計算の一例は次の通りである。図1に示すような三角形状の貫通溝2を設ける場合、A側の溝幅は、以下の計算式に基づいて設定されることが好ましい。
【0019】
溝幅=2πr−2πr´
=2πr−2π√s´/π
=2πr−2π√(s−δs)/π
=2πr−2√π(s−δs)
=2πr−2√π(s−TL)
=2πr−2√(πs−πTL)
=2πr−2√(π−πTL)
なお、上記式において、
r´:A側の巻芯が閉じたときの半径
s´:A側の巻芯断面積
r:B側の巻芯の半径
s:B側の巻芯の断面積
δs:断面積sと断面積s´の差
L:三角長の最大長さ
T:シートの厚み
である。
【0020】
上記計算式に基づいて、貫通溝2の溝幅が設定されることで、シート状物Sを巻き取る際、そのテンションによって巻芯1の溝幅が縮小し、A側からB側にかけて徐々に巻芯1の外径が小さくなるため、三角長Pの長さおよび厚みに起因する巻芯の厚みの変化を、貫通溝2の溝幅が縮小することで吸収できる。したがって、結果として三角長Pを除くシート状物(本シートS1)の巻き取りに際して、三角長Pの巻き取り厚を含んだ巻芯1の両端の外径が等しくなるため、解反時の湾曲が防止される。
なお、貫通溝2の溝幅は、上記式により導かれる厳密な数値だけではなく、上記式により導かれる数値の近傍であれば、十分に上記と同様の効果を奏し得る。
【0021】
貫通溝2は、広いほうの溝幅が巻芯の円周の長さの10%以下とすることが好ましい。
これは、貫通溝2の溝幅が10%を越えると、シート状物Sにテンションをかけて巻く際に、場合によっては、巻芯を円筒形状に保持できなくなるおそれがあり、また、巻芯自体の剛性も損なわれる可能性もある。
【0022】
以上のような要領により、連続成形される合成樹脂フィルム等のシート状物Sを巻き取るための巻芯1において、巻き始めのシート状物Sの両端の長さに差がある場合でも、巻き取ったシート状物Sの解反時にシート状物Sが湾曲することを防止することができるようになった。
【0023】
なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、貫通溝2の形態は三角形状に限定されるものではなく、台形状でもよく、その他の形状でもよい。
【産業上の利用可能性】
【0024】
連続的に成形されるフィルム等のシート状物を巻き取るための巻芯において、シート状物の両端の長さに差がある場合でも、解反時にシート状物が湾曲するのを防止できるため、フィルム製造現場等における広い普及が期待される。
【符号の説明】
【0025】
1…巻芯、2…貫通溝

【特許請求の範囲】
【請求項1】
連続成形されるシート状物を巻き取るための円筒状の巻芯であって、軸方向に沿って筒の内外を貫通する貫通溝を有し、この貫通溝の溝幅を片端からもう一方の端にかけて徐々に変化させたことを特徴とする巻芯。
【請求項2】
前記巻芯の材質を、紙管または軟質プラスチック管とすることを特徴とする請求項1に記載の巻芯。
【請求項3】
前記貫通溝の広いほうの溝幅が、巻芯の円周の10%以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の巻芯。

【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5】
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【公開番号】特開2013−28427(P2013−28427A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−164800(P2011−164800)
【出願日】平成23年7月27日(2011.7.27)
【出願人】(000000077)アキレス株式会社 (402)
【Fターム(参考)】