JP4377371B2 - フィルム材の接合装置 - Google Patents

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Description

本発明は、使用されている薄板状のフィルム材と新たに供給される薄板状のフィルム材とを、それぞれの端面で突き合わせて接合するフィルム材の接合装置に関する。
従来、例えば、包装機におけるフィルム材は、リールのコアに連続的に巻き付けられて大径のコイル状に形成され、包装機のフィルム供給部に配置されている。このリールに巻き付けられたフィルム材の残量が少なくなると、新たなリールに巻き付けられたフィルム材と交換して使用されることとなる。この際、使用中の古いフィルム材は、終端位置付近で切断された後、新たに巻き付けられたフィルム材の始端部と接合して繋ぎ合わせられる。従来のフィルム材の接合は、一般的に古いフィルム材の終端部と、新しいフィルム材の始端部とを重ね合わせるようにして接着されていた。しかし、重ね合わせられた接合部は、フィルム材が送給される経路中に狭い場所を通る際に、その場所で送給トラブルを発生することがある。そのために、接合部においては、フィルム材が重ね合わされて厚くならないように平坦状に接合する必要があった。
従来から、平坦状に接合する技術は特許文献1で開示されている。これによると、古い紙材と新たな紙材を接合する場合は、使用中の機械を一旦停止して、水平面上で接着テープで接着することによって行なわれていた。
特開2004−161440(4〜8頁、図1参照)
しかし、特許文献1に示されているフィルム材の接合装置は、2枚の紙の端部(古い紙の終端と新しい紙の始端)どうしを接着テープで貼り付けながら突き合わせて接合するものの、接合時は、上述のように一旦機械を停止する必要があった。機械を停止することによって、機械の稼働時間を低下することになり、生産性の低下となることから、フィルム材の接合には、機械を稼動したまま行うことが要望されていた。
本発明は、上述の課題を解決するものであり、第1の目的は、機械を停止することなく新しいフィルム材を繋ぎ合わせることができることであり、第2の目的は、繋ぎ合わせる面を重ね合わせることなく突き合わせて接合することができるフィルム材の接合装置を提供することである。そのために本発明のフィルム材の接合装置は、
請求項1記載の発明では、相互に対向する一対の回転ローラと、それぞれの前記回転ローラに連結されて他方の回転ローラに向かって移動可能に駆動するシリンダ手段と、を備え、一方の前記回転ローラは、使用中のフィルム材を巻装して送給する第1の送給ライン内に配設され、他方の前記回転ローラは、待機された新規のフィルム材を巻装する第2の送給ライン内に配設され、前記第1の送給ラインにおいて、前記使用中のフィルム材を所定位置で切断する切断手段により切断された前記使用中のフィルム材の終端部に、前記第2の送給ラインに接着テープで接着された前記新規のフィルム材の始端部を突き合わせて接着するフィルム材の接合装置であって、
前記第2の送給ライン内に配設される前記回転ローラは、原位置に留まる固定側ローラとして構成され、前記第1の送給ライン内に配設される前記回転ローラは、前記第2の送給ライン内に配設される他方の前記回転ローラに向かって接近移動する可動側ローラとして構成され、
前記使用中のフィルム材の終端部と前記新規のフィルム材の始端部が接合されて第1の送給ラインと第2の送給ラインが入れ替わった場合、前記一対の回転ローラのうち、入れ替わった前記第2の送給ライン内に配設されることになる前記回転ローラは、原位置に留まる前記固定側ローラとして構成され、
入れ替わった前記第1の送給ライン内に配設されることになる前記回転ローラは、入れ替わった前記第2の送給ライン内に配設されることになる前記回転ローラに向かって前記シリンダ手段によって、接近移動する前記可動側ローラとして構成されることを特徴とするものである。
請求項2記載の発明では、前記第1の送給ライン内に配設される前記回転ローラには、前記第1の送給ライン内に配設される前記回転ローラと一体構成されて前記使用中のフィルム材を押圧ガイドするガイド部が設けられ、
前記一対の回転ローラの直下には、前記一対の回転ローラから下流側に向かう位置に前記使用中のフィルム材を挟持するガイドローラ部が配設されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明では、前記一対の回転ローラは、フィルム材を吸着する複数の吸着孔を有することを特徴とする。
請求項4記載の発明では、前記第1の送給ラインは、前記ガイドローラ部の下流側において、前記フィルム材を貯留するバッファステージに接続されることを特徴とする。
請求項5の記載では、前記フィルム材は、前記使用中のフィルム材の終了付近が前記第1の送給ライン内に配設された検出手段で検知された後、緩速で送給されることを特徴とする。
請求項6記載の発明では、前記フィルム材の接合作用は、前記使用中のフィルム材の終了付近において、前記第1の送給ライン内に配設される前記回転ローラの回転及び前記第2の送給ライン内に配設される前記回転ローラに向かって移動する速度が制御されることによって行われることを特徴とする。
本発明によれば、使用中のフィルム材は第1の送給ライン内に配設される回転ローラに巻き付けられて機械本体の加工部に送給されている。新しいフィルム材は始端部を接着テープで貼り付けるとともに第2の送給ライン内に配設される回転ローラに巻きつられた状態で使用中のフィルム材の終端部と接合できるように待機している。
使用中のフィルム材の残量が少なくなると、使用中のフィルム材は、第1の送給ライン内に配設される回転ローラの上流側において、所定位置で切断される。切断されたフィルム材は、第1の送給ライン内に配設される回転ローラの回転により回転ローラ上に送られて、切断部を第2の送給ライン内に配設される回転ローラ上に巻き付けられた新しいフィルム材の始端部と対向される。
新しいフィルム材の始端部と切断された使用中の古いフィルム材の終端部が、第1の送給ライン内に配設される回転ローラ、第2の送給ライン内に配設される回転ローラ上で対向する位置に達すると、第1の送給ライン内に配設される回転ローラが第2の送給ライン内に配設される回転ローラに接近する方向に移動する。この際、第1の送給ライン内に配設される回転ローラは回転しているため、両回転ローラが圧接すると、第1の送給ライン内に配設される回転ローラに巻き付けられている古いフィルム材の終端部が新しいフィルム材の始端部と突き合わせる位置において接着テープに接着される。その後、接合された新しいフィルム材は、使用中のフィルム材に追従して機械本体の加工部に送られる。
これによって、機械の加工部を停止させることなく、使用中のフィルム材に新しいフィルム材を繋ぎ合わせることができる。なお、この機械本体を停止させることなく両フィルム材を接合するためには、フィルム材の接合部と機械本体の加工部との間にフィルム材を貯溜するバッファステージを設けておくことがよい。
また、使用中のフィルム材を切断して、切断された終端部と新しいフィルム材始端部を突き合わせるように接合するためには、フィルム材の終端部付近においてフィルム材の終端部付近であることを検出手段で検知し、その後の工程(使用中のフィルム材の切断工程、回転ローラの制御された回転運動工程と回転ローラの接近移動工程、繋ぎ合わされたフィルム材の送り工程)を制御手段で適正に制御することが望ましい。
これによって、使用中のフィルム材に新しいフィルム材を突き合わせて繋ぎ合わせることができ、繋ぎ合わされたフィルム材の接合部を平坦状に形成することができる。
本発明の一形態によるフィルム材の接合装置(以下、装置という。)を図面に基づいて説明する。
本装置は、加工機(以下、機械本体という。)にフィルム材を送給するものであり、機械本体の稼動を停止することなく自動で新旧フィルム材を接合するために、2つの送給ラインを備えて、交互に使用するものである。また、フィルム材は広幅に形成され、その後の加工工程において幅方向に複数切断した後、複数の製品を製造できるようにしている。
図1に示すように、装置Mは、図示しない機械本体の加工部と連接する架台1と、新旧フィルム材(使用中の古いフィルム材F、新しく投入するフィルム材FN)を接合する接合部10と、を有し、接合部10に、使用中のフィルム材Fを送給する第1の送給ライン3と、新しいフィルム材FNを待機させる第2の送給ライン3Aとが接続されている。また、使用中のフィルム材F(又は接合された新しいフィルム材FN)が、フィルム材Fを貯溜するバッファステージ25を介して機械本体の加工部に送給されることによって、第1の送給ライン3を含む本送給ライン20が構成される。
第1の送給ライン3は、図1〜3に示すように、架台1上に配置された第1の供給リール4と、フィルム材Fに張力を付与するガイドローラ部5と、フィルム材Fを水平方向に案内する搬送台6とを備え、第1の供給リール4に巻き付けられたフィルム材Fを搬送台6上で走行させて接合部10に送給する。
搬送台6には、フィルム材Fを上方から押える押えガイド7が回動可能に配置されるとともに、フィルム材Fを下方から上方に向かって切断可能な切断装置8が配置されている。
さらに、接合部10から送給されたフィルム材Fは、接合部10に配置された第1の回転ローラ11からガイドローラ部21、繰り出しローラ23、バッファステージ25を介して機械本体の加工部に送給されている。なお、フィルム材Fは繰り出しローラ23で送給駆動されている。繰り出しローラ23は、架台1上に設置されたサーボモータ24で駆動制御されている。
第2の送給ライン3Aは、第1の送給ラインとほぼ同様に構成されている。架台1上に配置された第2の供給リール4Aと、新しいフィルム材FNに張力を付与するガイドローラ部5Aと、フィルム材Fを水平方向に案内する搬送台6とを備えている。また、搬送台6には、フィルム材FNを上方から押える押えガイド7Aが回動可能に配置されるとともに、フィルム材Fを下方から上方に向かって切断可能な切断装置8Aが配置されている。そして、新しいフィルム材FNは、第2の供給リール4Aから繰り出されて、ガイドローラ部5Aを介して搬送台6上に引き出され、さらに始端部が接着テープTで接着されて接合部10で止着されている。これで待機状態を形成している。
なお、第1の送給ライン3と第2の送給ライン3Aとは、新しいフィルム材FNが使用中のフィルム材Fに繋ぎ合わせられると、新たなフィルム材FNは使用中となるから、接合前に使用中のフィルム材Fを送給していた第1の送給ライン3は、接合後には新しいフィルム材FNが投入されて第2の送給ライン3Aとなり、交互にその作用が行われることになる。つまり、図1中、右側の送給ラインが使用中のフィルム材Fを送給して第1の送給ライン3を構成すると、次に新たにフィルム材FNが繋ぎ合わせられれば、新しいフィルム材FNを充填して待機状態となり第2の送給ライン3Aを構成することになる。
なお、フィルム材F(FN)は、広幅状に形成されるとともに、幅方向の両端部には、製品(例えば、包装袋)1個分の範囲を示すように、長さ方向に沿ってレジマークLMが周期的に形成され、長さ方向に対する終端部付近には幅方向の全面に、フィルムF(FN)の終了付近を示す1箇所の終了端テープMEが貼着されている(図7参照)。
さらに、本装置1では、数箇所に検出手段を設けて各種の制御を行っている。例えば、フィルム材Fの残量を検出するフィルム材減少予告センサ26、26Aが供給リール4、4Aに配置され、フィルム材Fに形成された終了端テープMEを検出するテープ終了検知センサ27、27Aが、第1の送給ライン3側では搬送台6上に配置され、第2の送給ライン3A側では搬送台6内に配置されている。また、接合部10の下流側(図1における接合部10の下方)には、レジマークLMを検出するレジマークセンサ29が配置されている。
接合部10は、図4に示すように、第1の送給ライン3側に配置される第1の回転ローラ11と、第2の送給ライン3A側に配置される第2の回転ローラ11Aと、それぞれの回転ローラ11、11Aに接続されるエアシリンダ12、12Aと、それぞれの回転ローラ11、11Aに巻き付けられたフィルム材F、FNを押圧ガイドするガイド部材13、13Aと、を備えている。第1の回転ローラ11及び第2の回転ローラ11Aには、幅方向に沿って複数の吸着孔111(図3参照)が形成され、新しいフィルム材FNを一時止着する場合に吸着孔で111フィルム材FNを吸着する。
なお、本実施形態では、一方の回転ローラ11がエアシリンダ12によって移動される可動側ローラ(図例では第1の回転ローラ11)となり、他方の回転ローラ11が固定側ローラ(図例では第2の回転ローラ11A)となる。但し、新しいフィルム材FNが繋ぎ合わせられて使用中となった場合、次に接合する場合には、可動側ローラと固定側ローラとは逆となる。
押えガイド7、7Aは、図5に示すように、搬送台6上で、送給されているフィルム材F(又はFN)が、上方に浮き上がることを防止するために配置されているものであり、支点部71を中心に回動可能なリンク部材72を備えている。リンク部材72には、アルミニウム製で形成された押え板73がフィルム材Fの幅方向前面を押えるように配置され、押え板73の裏面側には、押え面731が形成されている。
切断装置8、8Aは、図6に示すように、搬送台6上に配置されてフィルム材Fの幅方向全体にわたって切断可能な長尺状のカッタ81と、カッタ81を上下移動させるシリンダ82と、カッタ81の上下移動を直線的にガイドするガイド部83とを備えている。カッタ81の先端部は長手方向に沿って複数の山状の刃に形成されている。なお、第1の送給ライン3に配置される切断装置8は、使用中のフィルム材Fを切断するために所定のタイミングで作用されるが、第2の送給ライン3Aに配置される第2の切断装置8Aは、本送給ライン20を構成しない待機中においては、作用されることはない。
また、バッファステージ25は、図1に示すように、複数の懸吊ローラ251を上位置と下位置とに順に設けて懸吊ローラ群251を構成し、フィルム材Fがこのステージで貯溜できるように上懸吊ローラ251U、下懸吊ローラ251Dの順に繰り返すように懸吊されている。懸吊ローラ群251は、フィルムFの消費に応じて上下動し、それによって、フィルムFの送給速度をエンコーダ28により制御される。
次に上記のように構成された装置Mの作用について説明する。
先ず、図1における右側に配置された第1の送給ライン3が本送給ライン20を構成して、フィルム材Fを供給リール4から機械本体の加工部に送給している。一方、第2の送給ライン3Aでは、新しいフィルム材FNの始端部に、接着テープTを貼着して、新しいフィルム材FNの始端部を第2の回転ローラ11A上に止着するようにセットする。
なお、第2の送給ライン3Aにおけるこのセットは、機械の稼動中に行われ、始めに新しいフィルム材FNを供給リール4Aに装着した後、始端部に接着テープを貼り付けるものであるが、この新しいフィルム材FNは、使用中のフィルム材Fに対して表裏面を逆にしている。つまり、搬送台6上で、使用中のフィルム材Fが表面を示していれば、新しいフィルム材Fは、搬送台6上で裏面を示すことになる。これによって、接合された新旧のフィルム材Fは同一面を形成することになる。
この際、先ず、図7に示すように、新しいフィルム材FNの側端部に形成されたレジマークLMを、搬送台6上に配置されたレジマーク指針爪15に合わせてフィルム材FNの位置決めをする。レジマークLMを位置決めすることによって、接合時におけるフィルム材F(新しいフィルム材FNが使用中のフィルム材Fとして切り換えられたとき)の移動基準とすることができる。
そして、図8に示すように、フィルム材FNの始端部裏面側に接着テープTの半分の長さまで貼着する。フィルム材FNの始端部(接着テープTの先端)を、第2の回転ローラ11Aに形成されたケガキ線Kの位置まで引き出し、さらに、図9に示すように、第2の回転ローラ11Aを回転して第2の回転ローラ11Aに形成された第2のケガキ線K1を搬送台6に配置された指針16に合わせる。これによって新しいフィルム材FNは、所定の位置(使用中のフィルム材Fとの接合位置)に移動することとなり、図示しないエア供給装置で第2の回転ローラ11Aにエアを注入すると、図示しない真空装置のバルブを切り換えることによって、吸着孔111を介してフィルム材FNが吸着される。そして、図示しないクランパで第2の回転ローラ11Aをクランプすることによって、フィルム材FNは、第2の回転ローラ11Aに止着される。
なお、第2の送給ライン3Aにおいて、搬送台6上に配置された押えガイド7Aは、開いた状態にあり、また、ガイド部材13Aは取り外した状態にある。
第1の送給ライン3において、使用中のフィルム材Fの残量が少なくなるとフィルム減少予告センサ26が検知して、「まもなく使用中のフィルムFがなくなる」ことを予告する。この予告センサ26が作動した後、終了端テープ検知センサ27がフィルム材Fに形成された終了端テープMEを検知すると、その信号がサーボモータ24に送られる。サーボモータ24ではこの信号を受けて低速作動に切り換え繰り出しローラ23を低速に回転させる。
テープ終了端マークMEが検知されると、フィルム材Fは、レジマークセンサ29でレジマークLMを検出された後、一旦、直後のレジマークLMの中間位置に切断装置8のカッタ81が位置するように停止する。そしてカッタ81がシリンダ82の作動で上方に向かって移動してフィルム材Fを切断する。その後、繰り出しローラ23が作動してフィルム材Fを低速で移動させるとともに、可動側ローラ(第1の回転ローラ11)がエアシリンダ12の作用で、固定側ローラ(第2の回転ローラ11A)に向かって瞬時に移動する。
この、フィルム材Fの切断後によるフィルム材Fの緩速移動と可動側ローラ(第1の回転ローラ11)の移動速度は制御部で正確に計算されて制御され、可動側ローラが固定側ローラに圧接する際に、切断された使用中のフィルム材Fの終端部端面と待機されている新しいフィルム材FNの始端部端面とをほぼ隙間なく突合せできる位置で接着テープに接着する。
新しいフィルム材FNが古いフィルム材Fに繋ぎ合わせられると、第2の供給ライン側が本送給ライン20となって送出される。そして、可動側ローラは元の位置に復帰して第1の回転ローラ11と第2の回転ローラ11Aとは、離れることになる。両回転ローラ11、が離れると、サーボモータ24は、再び、通常運転の回転に復帰する。
この間、機械の加工部では、バッファステージ25で貯溜されているフィルム材Fが送出されて、通常の加工を行っている。
バッファステージ25では、新旧のフィルム材F、FNを接合している間に、バッファステージ25に貯溜されたフィルム材Fを使用するため、下懸吊ローラ251Dは上昇している。新旧のフィルム材Fが接合された後は、しばらくの間、繰り出しローラ23を通常運転より高速で回転させて、バッファステージ25のフィルム材Fを多く貯溜できるようにしておくことが望ましい。この場合、下懸吊ローラ251Dは下降することとなる。
上述のように、実施形態のフィルム材の接合装置(装置)Mは、使用中の古いフィルム材Fを接合部10に送給する第1の送給ライン3と新しいフィルム材FNを接合部10に送給する第2の送給ラインの2送給ラインを備えて、交互に使用できるように構成するとともに、フィルム材Fを貯溜するバッファステージ25を備えていることから、機械本体の加工部の停止をすることなく機械本体を稼動することができ、生産性を向上することができる。
また、第1の送給ライン3のフィルム材Fの残量が少なくなると、フィルム材減少予告センサ26が検知し、又、テープ終了検知センサ27が終了端テープMEを検知して、搬送台6上のフィルム材Fを緩速に移動させる。
さらに、レジマークセンサ29が作動することによって、カッタ81によるフィルム材Fの切断、第1の回転ローラ11Aの所定角度の回転、可動側ローラ(第1の回転ローラ11)の固定側ローラ(第2の回転ローラ11A)への瞬時の接近移動を、制御装置が制御することになり、切断された古いフィルム材FNの終端面と待機している新しいフィルム材FNの始端部とを、隙間なく突き合わせるように繋ぎ合わせることができる。
これによって、フィルム材Fを平坦状の面に形成することができ、本送給ライン20及び機械本体内に形成されている狭い場所でも、トラブルなく送給することができる。
なお、本発明のフィルム材の接合装置は、上記の形態に限定するものではない。例えば、第2の送給ライン3Aにおける新しいフィルム材FNの第2の回転ローラへの止着を自動的に行なうこともでき、また、接合時における可動ローラの接近移動を両回転ローラが同時に行なうこともできる。
本願発明の一形態によるフィルム材の接合装置を示す正面図である。 同平面図である。 同側面図である。 図1の接合部を示す拡大正面図である。 図1における押えガイド部を示す拡大正面図である。 図1における切断装置を示す拡大側面図である。 新しいフィルム材FNを第2の送給ライン内にセットする第1の作用図である。 同第2の作用図である。 同第3の作用図である。
符号の説明
M、装置
F、使用流のフィルム材
F、新しいフィルム材
3、第1の送給ライン
3A、第2の送給ライン
6、搬送台
7・7A、押えガイド
8・8A、切断装置
10、接合部
11、第1の回転ローラ
11A、第2の回転ローラ
111、吸着孔
20、本送給ライン
23、繰り出しローラ
24、サーボモータ
25、バッファステージ
26・26A、フィルム材減少予告センサ
27・27A、テープ終了検知センサ
29、レジマークセンサ
T、接着テープ
LM、レジマーク
ME、終了端テープ

Claims (6)

  1. 相互に対向する一対の回転ローラと、それぞれの前記回転ローラに連結されて他方の回転ローラに向かって移動可能に駆動するシリンダ手段と、を備え、一方の前記回転ローラは、使用中のフィルム材を巻装して送給する第1の送給ライン内に配設され、他方の前記回転ローラは、待機された新規のフィルム材を巻装する第2の送給ライン内に配設され、前記第1の送給ラインにおいて、前記使用中のフィルム材を所定位置で切断する切断手段により切断された前記使用中のフィルム材の終端部に、前記第2の送給ラインに接着テープで接着された前記新規のフィルム材の始端部を突き合わせて接着するフィルム材の接合装置であって、
    前記第2の送給ライン内に配設される前記回転ローラは、原位置に留まる固定側ローラとして構成され、前記第1の送給ライン内に配設される前記回転ローラは、前記第2の送給ライン内に配設される前記回転ローラに向かって接近移動する可動側ローラとして構成され、
    前記使用中のフィルム材の終端部と前記新規のフィルム材の始端部が接合されて第1の送給ラインと第2の送給ラインが入れ替わった場合、前記一対の回転ローラのうち、入れ替わった前記第2の送給ライン内に配設されることになる前記回転ローラは、原位置に留まる前記固定側ローラとして構成され、
    入れ替わった前記第1の送給ライン内に配設されることになる前記回転ローラは、入れ替わった前記第2の送給ライン内に配設されることになる前記回転ローラに向かって前記シリンダ手段によって、接近移動する前記可動側ローラとして構成されることを特徴とするフィルム材の接合装置。
  2. 前記第1の送給ライン内に配設される前記回転ローラには、前記第1の送給ライン内に配設される前記回転ローラと一体構成されて前記使用中のフィルム材を押圧ガイドするガイド部が設けられ、
    前記一対の回転ローラの直下には、前記一対の回転ローラから下流側に向かう位置に前記使用中のフィルム材を挟持するガイドローラ部が配設されていることを特徴とする請求項1記載のフィルム材の接合装置。
  3. 前記一対の回転ローラは、フィルム材を吸着する複数の吸着孔を有することを特徴とする請求項1、又は2記載のフィルム材の接合装置。
  4. 前記第1の送給ラインは、前記ガイドローラ部の下流側において、前記フィルム材を貯留するバッファステージに接続されることを特徴とする請求項1、2又は3記載のフィルム材の接合装置。
  5. 前記フィルム材は、前記使用中のフィルム材の終了付近が前記第1の送給ライン内に配設された検出手段で検知された後、緩速で送給されることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載のフィルム材の接合装置。
  6. 前記フィルム材の接合作用は、前記使用中のフィルム材の終了付近において、前記第1の送給ライン内に配設される前記回転ローラの回転及び前記第2の送給ライン内に配設される前記回転ローラに向かって移動する速度が制御されることによって行われることを特徴とする請求項1、2、3、4又5は記載のフィルム材の接合装置。
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