JPH09104423A - 変形可能なウェブ材料をコアに巻き取る方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り込まれる空気量を低減したコアに変形可
能な材料から成るウェブを巻き取る装置および方法を提
供すること。 【解決手段】 変形可能材料から成るウェブを巻き取る
巻取装置の圧胴３０が、第１と第２の端部分を有する剛
性の円筒形シャフト３２と、２つの端部を有し、剛性シ
ャフトに支持され、円筒面を有する弾性の中央スリーブ
３４と、剛性シャフト３２の第１端部分に支持され、弾
性スリーブの一端と接し、円筒面と実質的に等しい直径
を有する第１の端部スリーブ３６と、剛性シャフトの第
２端部分に支持され、弾性スリーブの他端と接し、円筒
面と実質的に等しい直径を有する第２の端部スリーブ３
８とを具備し、第１と第２の端部スリーブが弾性スリー
ブよりも低い硬度を有しいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルムウェブを
コアに巻き付ける工程に関する。より詳細には、本発明
は、空気の取込みを排除しながらウェブ材料に欠陥を生
じさせることなくウェブ材料をロール状に巻き取る方法
および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウェブ材料を製造、加工する上で巻取工
程はきわめて重大である。ウェブ材料が適切に巻き取ら
れなければスクラッチなどの欠陥が生じ、そのウェブ材
料は、特に写真フィルムや写真紙などの最終製品に適さ
なくなる。ウェブ材料は、欠陥なく貯蔵できるように、
適切に巻き取られなければならない。もしそうでなけれ
ば、ウェブ材料は市販品として不適当となるであろう。
巻き取られたロールの全てを失う場合には非常なコスト
アップにつながる。

【０００３】巻取りに際して空気が取り込まれると巻き
取られたロールに欠陥を生じる。ウェブ材料とともに移
動する空気層がロールに巻き込まれるとき、空気が取り
込まれる。ウェブ材料の速度をどのように変えても空気
の取込みは生じ得るが、高速、例えば、毎分３０．４８
ｍ（１００ｆｔ）以上で巻き取る場合に特に問題とな
る。一般的に、ロールの半径と、空気の粘性、ウェブ材
料の速度が増加するとともに空気の取込みも増加し、ウ
ェブ材料の張力が増加するとともに減少する。取り込ま
れた空気量に影響を与える因子としては、ウェブ材料の
温度や、表面粗さ、平坦度、厚さの変化が挙げられる。

【０００４】取り込まれた空気量が相当の量に達する場
合には、巻き取られた各層は互いに接しておらず、特に
ロールの直径が大きくなると、新たに巻き取られた部分
が、先に巻き取られた部分に対して横方向（コアの中心
軸線に対して平行な方向）にシフトまたは移動する（こ
れは、一般的に表面滑りとして知られている）。空気が
取り込まれるとロールが不安定となり、コアに対するロ
ールのシフトまたは移動が非常に大きくなる。塗布され
たウェブ材料、例えば、乳剤が塗布された写真ウェブの
場合、上記のシフトにより塗布材にスクラッチが生じ、
不適当な製品または欠陥品となる。更に、上記のシフト
が生じるとウェブ材料の縁部が巻取装置に接触してロー
ルが著しく損傷して次工程で使用できなくなる可能性が
ある。

【０００５】空気の取込みにより所謂シンチングの問題
を生じる。シンチングは、巻き取られたウェブ材料の各
層間の周方向の相対動作である。巻取圧力、すなわち、
摩擦力が取り込まれた空気のために低下するとシンチン
グが生じる。ウェブ材料をロール状に巻き取るときに用
いられるトルクが、ロール状に巻かれたウェブ材料の二
層間の摩擦力よりも大きくなると相対動作が起こる。ウ
ェブ材料またはフィルム乳剤若しくは両者にスクラッチ
が生じ得る。

【０００６】貯蔵されている間に、ロールに取り込まれ
た空気は最終的にロールから抜け出る。コアを鉛直方に
向けてロールを貯蔵した場合には、ロールが緩んで重力
により下方にシフトする。ウェブ材料の下端部が変形し
て縁部の皺 (edge cockle)と称される欠陥を生じる。コ
アを水平に向けてロールを貯蔵した場合には、空気はや
はり抜け出て、ロールは重力により中心部で垂れ下が
り、永久的な延伸変形が生じる。どちらの場合でも、ロ
ールは次工程で使用するには適していない。

【０００７】空気の取込みを低減する１つの方法は、全
ての巻取工程を真空室において行うことである。然しな
がら、この方法は非常にコストがかかり実際的ではな
い。空気の取込みを低減する他の方法は、巻取張力を高
くすることである。然しながら巻取機械は、一般的に駆
動装置による所定の最大張力の制限を受ける。そして、
この最大張力は、高い品質での高速巻取りでは空気の取
込みを低減するには不十分である。

【０００８】取り込まれる空気量を低減する他の方法
は、巻取り工程のあいだロールと接触する接触ローラま
たは圧胴を使用して、ウェブ材料がロール状に巻き取ら
れるとき空気を押し出す方法である。この方法では、圧
胴は、ロールの中央部分と接して空気を押し出しなが
ら、厚さの変動などのウェブ材料の特徴に適応しなけれ
ばならない。更に、圧胴は、ウェブ材料の幅に概ね等し
い長さを有していることが好ましい。図９に示すよう
に、接触ローラまたは圧胴１０が、巻き取られたウェブ
材料から成るロール１１に接触している。圧胴１０と巻
取り中のロール１１との間にニップ１２が形成され、ウ
ェブ材料１３がコア１４に巻き取られる際、ニップ１２
において空気を押し出すために十分な力が付与される。
圧胴１０を使用することにより、張力が付与された状態
でウェブ材料がロール状に巻き取られ、巻取工程での空
気の取込みを低減することが可能となる。一般的に、圧
胴１０はステンレス鋼やアルミニウムなどの硬質合金の
表面、または、５０から７０のショアＡ硬度を有してい
る。

【０００９】圧胴１９は、種々の形態で応用される。例
えば、圧胴補助式中央巻取では、圧胴は、力Ｆが付与さ
れながら旋回台機構またはスライド機構上で空転し、コ
アが移動しない回転軸を中心として駆動される。圧胴
は、ウェブと圧胴との間の摩擦力により移動するウェブ
の速度にて回転する。同様に、表面巻取では、移動しな
い回転軸を中心としてコアが空転し、圧胴が旋回台機構
またはスライド機構上で駆動される。更に、リール式巻
取と称される形態がある。このリール式巻取では、コア
が移動できる回転軸を中心として空転し、力Ｆが付与さ
れた圧胴が移動できない回転軸を中心として駆動され
る。二重駆動式巻取形態では、コアと圧胴の両方が概ね
等しい表面速度または圧胴がコアよりも低速にて駆動さ
れる。二重ドラム巻取形態では、駆動される２つの圧胴
の間でロールが揺動し、コアが空転する。

【００１０】ウェブ１３の幅方向の厚さの変化がロール
状に巻き取るとき影響する。特に、セルローストリアセ
テート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナ
フタレートなどのウェブ材料では、概して厚さが幅方向
に幾分変動する。図１０に示すように、こうした厚さの
変化がウェブ材料の長手方向に連続する場合には、ゲー
ジ帯１６が形成される。ウェブ材料がコアに巻き取られ
ると、ゲージ帯１６は次々に重なり合っていく。れによ
り、固く厚い帯または局所圧力の著しく高いたて皺が形
成される。このストリークは典型的にハードストリーク
(hard streak)と称される。

【００１１】図１１を参照すると、本明細書と一体のも
のとして引用する米国特許第４９３４６２２号には、ウ
ェブ材料の縁の部分のローレット部１８により形成され
る上記ゲージ帯の問題、すなわち、ローレットにより形
成される突出部が通常の製造において生じ易いゲージ帯
よりも高い問題を解決する方法が開示されている。ロー
レットを施されたウェブがコアに巻き取られるとき、ロ
ーレットが施された縁部が重ね合わされ、重ね合わされ
た各層間で高い圧力を受ける領域ができる。ローレット
された縁部のために厚さが積み重ねられ、図１１に示す
ような、タイヤ状に膨らんだ膨出部２０が形成される。
塗布されていないウェブ材料の膨出部２０は、典型例と
して、ロール本体から３．１７５ｍｍ（０．１２５ｉ
ｎ）ほどの高さとなる。また、塗布されたウェブ材料の
膨出部２０は、ロール本体から１．５８７５ｍｍ（０．
０６２５ｉｎ）ほどの高さとなる。ロールの直径が大き
くなれば、膨出部の高さも大きくなる。

【００１２】図１２に、塗布されたウェブ材料（すなわ
ち、１または複数の塗布層２２を備えたウェブ材料）を
図示する。このウェブ材料はローレット部１８と、塗布
された縁部２４とを有しており、縁部２４は、この塗布
されたウェブ材料の他の部分よりも厚くなっている。こ
れをエッジビード２６を称し、複数層を塗布したり、ロ
ーレットを施した縁部が塗布されると大きくなる。図１
２に示す塗布２２の縁部２４は、塗布の中央部分よりも
厚くなっている。厚く塗布された縁部がコアに巻き取ら
れると、タイヤ状となったエッジビードを形成するハー
ドストリークが生じる。これは、前記ローレットによる
膨出部と同様であるが、塗布されたエッジビードの幅
は、ローレット部の幅よりも非常に狭い。塗布されたウ
ェブ材料のこの部分の厚さがローレット部の厚さと同じ
であれば、ウェブ材料はエッジビードの上に巻き重ねら
れ高い局所圧力が生じる。タイヤ状のエッジビードが狭
ければ、それは圧力により軸方向に変形し、シンチング
や軸方向のシフト若しくはその組合せを生じる。

【００１３】従って、空気の取込みを低減しながらウェ
ブ材料をロール状に巻取るとともに、圧胴がハードスト
リークや、ローレットによる膨出部およびエッジビード
に適合することが望ましい。すなわち、圧胴は、中央部
においてロールと接して取り込まれる空気を低減すると
ともに、ハードストリーク、ローレットによる膨出部お
よびエッジビードに接する必要がある。更に、圧胴は、
ウェブ材料の幅と概ね等しい長さを有していることが好
ましい。

【００１４】米国特許第５０３９０２３号には、巻取り
の間に空気層を押し出すためのコンタクトロールと、２
つの空気押出ローラとを開示している。コンタクトロー
ルと、空気押出ローラの一方は、中心線平均表面粗さが
０．４μｍ以下で、かつ、ブリネルかたさが１０ＨＢ
２．５／６２．５より高い滑らかで硬い表面層を有して
いる。このローラは製造費用がかかり、タイヤ状の膨出
部や、エッジビード、ハードストリークを有するロール
の表面の全体とは接触しない。更に、硬い表面にてハー
ドストリークと接触すると、特に高速で、より高い局所
圧力を生じウェブ材料が損傷する。

【００１５】米国特許第３６２２０５９号は、ガラス球
を充填された弾性ローラを備えた移送ローラを開示す
る。上記弾性ローラはニップを横断して均一で軽度の圧
力を維持する。このローラは、例えば毎分３０４．８ｍ
（１０００ｆｔ）を越える高速への適用には不向きであ
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従って、取り込まれる
空気量を低減し、かつ、ハードストリークや、ローレッ
ト部やエッジビードを有するウェブ材料に適合した圧胴
が必要となる。本発明は、種々の硬度部分を備えた圧胴
により上記問題を解決する。本発明の目的は、取り込ま
れる空気量を低減したコアに変形可能な材料から成るウ
ェブを巻き取る装置および方法を提供することを目的と
している。

【００１７】本発明の他の目的は、ハードストリーク
や、ローレット部やエッジビードを有するウェブ材料に
適合した装置および方法を提供することである。更に、
本発明の他の目的は、ハードストリークや、ローレット
部やエッジビードを有しロール状に巻き取られるウェブ
材料に接触する圧胴を提供することである。更に、本発
明の他の目的は、横シフトやシンチングを低減して品質
と安定性が高いロールを形成する圧胴を提供することで
ある。

【００１８】これらの目的および他の目的および本発明
の利点は以下の記載から明らかとなる。本発明は特許請
求の範囲により定義される。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの特徴によ
れば、変形可能なウェブ材料、すなわち、第１の厚さを
有する第１と第２の縁部と、該記第１と第２の縁部の間
に配設され前記第１の厚さよりも薄い第２の厚さを有す
る中央領域とを有するウェブ材料をコアに巻き取る方法
が提供される。この方法は、圧胴とコアとの間にニップ
を形成することを含んでいる。圧胴は、剛性の円筒シャ
フトと、該シャフトに支持された第１と第２の部分と中
央部分とを有し、前記中央部分が前記第１と第２の部分
の間に配設されており、前記第１と第２の部分が前記中
央部分よりも柔軟な材料から形成されている。前記圧胴
と、長手の軸線を中心として回転自在に設けられたコア
との間にニップ、すなわち、前記コアと前記第１の部分
とにより形成された第１のニップ領域と、前記コアと前
記第２の部分とにより形成された第２のニップ領域とを
含むニップが形成される。ウェブ材料が前記ニップを通
過するとき、前記ウェブ材料の第１の縁部が前記第１の
ニップ領域に位置決めされ、かつ第２の縁部が前記第２
のニップ領域に位置決めされる。前記ウェブ材料は前記
ニップを通過して前記コアに巻き取られる。このとき、
前記圧胴の前記第１と第２の部分が前記ウェブ材料の第
１と第２の縁部に適合するように変形して、巻き取られ
たロールに取り込まれる空気量を低減するために、前記
ウェブ材料の中央領域と前記圧胴の中央部分との間の接
触が維持される。

【００２０】本発明の他の特徴によれば、変形可能材料
から成るウェブを巻き取る巻取装置が提供される。前記
圧胴は、第１と第２の端部分を有する剛性の円筒形シャ
フトと、２つの端部を有し、前記剛性シャフトに支持さ
れ、円筒面を有する弾性の中央スリーブと、前記剛性シ
ャフトの前記第１端部分に支持され、前記弾性スリーブ
の一端と接し、前記円筒面と実質的に等しい直径を有す
る第１の端部スリーブと、前記剛性シャフトの前記第２
端部分に支持され、前記弾性スリーブの他端と接し、前
記円筒面と実質的に等しい直径を有する第２の端部スリ
ーブとを具備し、前記第１と第２の端部スリーブが前記
弾性スリーブよりも低い硬度を有して成る。コアが、前
記圧胴とともに前記ウェブが巻き取られる際に通過する
ニップを形成するように配設される。好ましい実施形態
において本発明の装置は、前記第１と第２の端部スリー
ブおよび前記中央スリーブを覆う外カバーを具備する。

【００２１】本発明は、また、取り込まれる空気量を低
減し、かつ、ハードストリークや、ローレット部やエッ
ジビードを有しロール状に巻き取られるウェブ材料に適
合した複硬度型圧胴を提供する。この圧胴は、横シフト
およびシンチングを低減し、品質と安定性の高いロール
を高速で提供する。

【００２２】

【発明の実施の形態】医科添付図面を参照して本発明の
実施形態を説明する。添付図面において、同様の構成要
素は同じ参照番号を付して指示されている。図１に本発
明の複硬度型圧胴３０の第１の実施形態を図示する。剛
性のシャフト部材３２が、変形することなく高圧に耐え
る金属その他の剛性材料から形成されている。本実施形
態では、シャフト部材３２の外側の表面は円筒形状に形
成されている。中央弾性スリーブ３４が、その全長に渡
って部材３２により支持されている。中央弾性スリーブ
３４は、周知の方法、例えば鋳造法により部材３２に取
り付けられている。代替的に、加圧空気などを利用して
部材３２をスリーブ３４に挿入させてもよい。その後
に、例えば接着剤により両者を固着させることもでき
る。好ましくは中央スリーブ３４は、ポリウレタン、エ
チレンポリウレタンジエンモノマー (以下、EPDMと記載
する) またはゴム材料などの中程度の硬度、好ましくは
５０〜７０ショアＡ硬度相当の硬度を有する弾性材料ま
たはエラストマー材料から形成される。中央スリーブ３
４の長さは、（ウェブ材料の縁にローレット部が形成さ
れる場合には）ローレット部の間の既知の距離、また
は、（ウェブが塗布される場合には）エッジビード間の
既知の距離、若しくは両者のうち短いほうよりも短くな
っている。

【００２３】端部スリーブ３６、３８が、中央スリーブ
３４に接している。端部スリーブ２６、３８は部材３２
に支持されており、円筒形状の中央スリーブ３４の直径
と概ね等しい直径を有する円筒表面を形成する。３つの
スリーブ３４、３６、３８は、巻き取られるウェブ材料
幅よりも長い長さを有する連続したスリーブ組立体を形
成している。端部スリーブ３６、３８の長さは（ウェブ
材料の縁にローレット部が形成される場合には）ウェブ
材料の縁のローレット部が端部スリーブに重なり、或い
は、（ウェブが塗布される場合には）エッジビードが端
部スリーブに重なり、好ましい場合には、中央スリーブ
３４には重ならないような長さとする。端部スリーブ３
６、３８の硬度は中央スリーブ３４よりも低く、好まし
くはショアＡ硬度で２０と３０の間の範囲または同等の
硬度を有している。スリーブ３６、３８に適した材料に
は、ポリウレタン、ウレタン、EPDM、ゴムなどが含ま
れ、スリーブ組立体３４、３６、３８は少なくとも６．
３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）を有している。圧胴３０を回
転させるために、回転手段４０、４２が部材３２の両端
部に取り付けられている。

【００２４】本発明の第２の実施形態による圧胴４４を
図２に示す。圧胴４４はシャフト部材３２と、中央スリ
ーブ３２と、端部スリーブ３６、３８と回転手段４０、
４２とを含んでいる。圧胴４４は、更に、スリーブ３
４、３６、３８の外面に配設された円筒形の外カバー４
６を具備している。外カバー４６は、スリーブ３４、３
６、３８の材料よりも硬く強固な材料、好ましくはショ
アＡ硬度８０〜９０以上の材料から形成される。外カバ
ー４６の材料として適当な材料にはポリウレタン、ウレ
タン、EPDMなどが含まれる。外カバー４６の適当な厚さ
は約３．１８ｍｍ（０．１２５ｉｎ）よりも薄く、好ま
しくは約１．５９ｍｍ（０．０６２５ｉｎ）よりも薄
い。上記外カバーは、端部スリーブの変形に影響を与え
ることなく耐磨耗性を与える。容易に製造するために、
全体を実質的に同一の硬度を有している。然しながら、
損耗の大きな部分では硬度のより高い材料にて好ましく
形成した複硬度カバーとしてもよい。圧胴３０、４４
は、既述の巻取方法に適しているが、ニップを必要とす
る他の巻取方法も本発明の範囲に含まれる。

【００２５】図３、４に示す圧胴４８、４９もまた本発
明に含まれ、縁部のローレット部やエッジビード、縁部
はもとより中央部にハードストリークを有するウェブ材
料に適合している。図３に示すように、圧胴４８は前記
端部スリーブ３６、３８と同様の材料から成り、中央ス
リーブ３４よりも低い硬度を有する中間スリーブ５０を
有している。圧胴４９は、図４に示すように、更に、ス
リーブに重ねられ該スリーブよりも硬く強固な材料から
成る外カバー４６を有している。

【００２６】全体に渡って硬度が一定の圧胴は、巻き取
られたロールと長手方向に渡って完全には接触しない。
特に中央部分において接触しないことがある。例えば、
外表面に全体に一定の高い硬度を有する圧胴は、図１１
に示す、タイヤ状の膨出部２０と接触し、そして変形ま
たは湾曲できず、巻き取られたウェブ材料の中央部と接
触しない。複硬度型の圧胴３０、４４、４８、４９は、
硬度の低い端部スリーブ３６、３８において、膨出部２
０と柔軟に接触して変形し、幅方向全体に渡ってロール
と接触する。図５に示すように、ウェブ材料１３が移送
装置１００に準備され、コア１４と圧胴３０、４４、４
８、４９により形成されるニップ１０２を通過する。ウ
ェブ材料１３の縁部は、ニップ１０３を通過する際、端
部スリーブ３６、３８に対して一直線上に位置決めされ
る。上記圧胴およびコアを回転させるために回転手段５
２、５４が配設されている。例えば膨出部、ハードスト
リーク、エッジビードなどの特徴を有するウェブ材料１
３がコア１４に巻き取られるとき、ウェブ材料１３は圧
胴３０、４４、４８、４９と接触する。端部３６、３８
が、ウェブ材料１３の特徴に従って変形、湾曲し、弾性
材料３４がロール１１のウェブ材料１３と接触しつづけ
る。圧胴またはコア全体に渡って圧力を付与することが
可能となる。スライド台や旋回台を利用して圧胴を支持
し、ニップにおいて一定の圧力を付与する。代替的にス
ライド台や旋回台を利用してコアを支持し、ニップにお
いて一定の圧力を付与してもよい。好ましい実施形態に
おいて、ウェブ材料１３がニップ１２を通過する前に、
ウェブ材料１３をコア１４の周囲に３００°まで巻き付
けてもよい。

【００２７】圧胴の適当な形態は最終用途に依存してい
るので、それに従って最適化をすることができる。例え
ば、タイヤ状の膨出部が大きく、特に、ローレットを施
された縁部と比較してウェブの中央部が薄い場合があ
る。この場合には、圧胴は大きく変形してウェブとの接
触を維持しなければならない。これに対して、塗布され
たウェブ材料では、タイヤ状の膨出部が低く、タイヤ状
の膨出部と概ね等しい厚さに塗布されている場合には、
エッジビードの存在が非常に重要な要因となる。以下、
複硬度型圧胴のウェブ材料の巻取りへの応用を説明す
る。

【００２８】例１ ある分析モデルにより、ローレット部を有するウェブ材
料用の異なる３つの圧胴を比較する。約２．２７ｍ（５
０ｉｎ）の幅のウェブ材料に、２２２Ｎ（５０ポンド）
の接触力を与える。巻取り機において１．５２４ｍｍ
（０．０６ｉｎ）の高さを見込む。各圧胴は、外径１３
３．３５ｍｍ（５．２５ｉｎ）、内径１２０．６５ｍｍ
（４．７５ｉｎ）の中空のアルミニウム芯を有してい
る。表１を参照すると、ケース１では、上記芯がショア
Ａ硬度５０、厚さ１２．７ｍｍ（０．５ｉｎ）の単一エ
ラストマー材料にて覆われ、外カバーは備えていない。
ケース２は、ショアＡ硬度５０のエラストマー材料から
成る厚さ１２．７ｍｍ（０．５ｉｎ）の中央部分と、シ
ョアＡ硬度２５のエラストマー材料から成る厚さ１２．
７ｍｍ（０．５ｉｎ）の両端部分とを有する第１の実施
形態を表している。ケース３は、厚さ１１．１１ｍｍ
（０．４３７ｉｎ）ケース２の圧胴に、ショアＡ硬度９
０のエラストマー材料から成る厚さ１．５９ｍｍ（０．
０６２５ｉｎ）の外カバーを有する第２の実施形態を表
している。

【００２９】表１に各ケースの結果を示す。「偏差」
は、圧胴の中心線とコアの中心線の間の偏差量を示して
いる。「歪」は、ローレット部と接するエラストマー材
料の周方向の平均歪を示している。「最大偏差」は、ロ
ールの中央部との接触するように圧胴を適合させられる
膨出部、ハードストリーク、エッジビード等の最大偏差
量を示している。ケース１では、圧胴の中心線とロール
の中心線との間に０．１７８ｍｍ（０．００７ｉｎ）の
間隙を検知し、圧胴とロールの中央部との間で接触して
いないことを示している。ケース２では、ロールの表面
前端に渡って接触している。然しながら、膨出部では歪
が２２％高く、損耗が大きいことを示している。ケース
２の圧胴は表１の最大偏差の欄に示す高さ２．５４ｍｍ
（０．１０ｉｎ）の膨出部がある場合に中央部で接触を
得るのに適している。然しながら、本発明の第２の実施
形態による複硬度型圧胴では、高い損耗はなく、ロール
の中央部での表面接触している。表１を参照すると、ケ
ース３での膨出部における歪は、ケース１の単一硬度型
の圧胴の場合の歪よりも７０％低減されており、ケース
２の二重硬度型の圧胴の場合の歪よりも７６％低減され
ている。端部における予測された最大偏差は、１．７７
ｍｍ（０．０６９８ｉｎ）であり、これはケース２の場
合よりも３０％低く、この適用例に適している。 表１ ─────────────────────────────────── ケース 偏差 ローレット部での歪 最大偏差 ─────────────────────────────────── １ 単一硬度型 １．３４ｍｍ ０．０６３３ − 硬度 ５０ ０．０５３ｉｎ ─────────────────────────────────── ２ 二重硬度型 １．６９ｍｍ ０．０７７５ ２．５４ｍｍ 硬度 中央で５０ ０．０６６ｉｎ ０．１０００ｉｎ 端部で２５ ─────────────────────────────────── ３ 三重硬度型 １．６０ｍｍ ０．０１８８ １．７７ｍｍ 硬度 中央で５０ ０．０６３ｉｎ ０．０６９８ｉｎ 端部で２５ 外カバーで９０ ───────────────────────────────────

【００３０】例２ ある分析モデルにより、ローレット部を有するウェブ材
料用の異なる３つの圧胴を比較する。約２．２７ｍ（５
０ｉｎ）の幅のウェブ材料に、２２２Ｎ（５０ポンド）
の接触力を与える。巻取り機において３．０５ｍｍ
（０．１２０ｉｎ）の高さを見込む。各圧胴は、外径１
３３．３５ｍｍ（５．２５ｉｎ）、内径１２０．６５ｍ
ｍ（４．７５ｉｎ）の中空のアルミニウム芯を有してい
る。ケース１では、上記芯がショアＡ硬度５０、厚さ１
２．７ｍｍ（０．５ｉｎ）の単一エラストマー材料にて
覆われ、外カバーは備えていない。ケース２は、ショア
Ａ硬度５０のエラストマー材料から成る厚さ１２．７ｍ
ｍ（０．５ｉｎ）の中央部分と、ショアＡ硬度２５のエ
ラストマー材料から成る厚さ１２．７ｍｍ（０．５ｉ
ｎ）の両端部分とを有する圧胴である。ケース３は、厚
さ１９．０５ｍｍ（０．７５ｉｎ）ケース２の圧胴に、
ショアＡ硬度９０のエラストマー材料から成る厚さ１．
５９ｍｍ（０．０６２５ｉｎ）の外カバーを有する第２
の実施形態を表している。

【００３１】表２に各ケースの結果を示す。ケース１の
単一硬度型圧胴は、圧胴の中央部と巻取ローラの中央部
との間に１．１９ｍｍ（０．０４７ｉｎ）の間隙ができ
た。ケース２では、３．３７８ｍｍ（０．１３３ｉｎ）
までの高さの膨出部が存在していても、圧胴は中央部で
の接触を維持することができる。然し、膨出部での歪は
ケース１の歪よりも７９％高く、損耗が大きいことを示
している。ケース３の複硬度型圧胴、すなわち、本発明
の第２の実施形態による圧胴は、接触を維持すると共に
歪を低減することが可能である。ケース３について、膨
出部での歪は、ケース１の単一硬度型圧胴と比較して３
６％低減され、ケース２の複硬度型圧胴と比較して６４
％低減されている。ケース３の圧胴は、最大３．１２ｍ
ｍ（０．１２３ｉｎ）までの膨出部に適合した。 表２ ─────────────────────────────────── ケース 偏差 ローレット部での歪 最大偏 差 ─────────────────────────────────── １ 単一硬度 １．８５ｍｍ ０．０５５３ − 硬度 ５０ ０．０７３ｉｎ ─────────────────────────────────── ２ 二重硬度 ３．１２ｍｍ ０．０９９２ ３．３８ｍｍ 硬度 中央で５０ ０．１２３ｉｎ ０．１３３ｉｎ 端部で２０ ─────────────────────────────────── ３ 三重硬度 ３．０７ｍｍ ０．０３５３ ３．１２ｍｍ 硬度 中央で５０ ０．１２１ｉｎ ０．１２３ｉｎ 端部で２０ 外カバーで９０ ───────────────────────────────────

【００３２】ローレット部が形成されていない場合であ
っても、縁部に形成された穿孔やスリットが巻取操作に
影響を与える。例えば、スリットや穿孔が鋭い機器で形
成されていない場合には、スリットや穿孔が形成された
部分は、他の部分と比較して僅かに厚くなり、ローレッ
トにより形成されたタイヤ状に膨出した部分が形成され
る。

【００３３】例３ 図６から８に本発明の圧胴を使用して得られたロールの
横（軸方向）シフトと、シンチグについての実験データ
を示す。異なる３つの圧胴を種々の張力と接触力のもと
で比較した。ローレット部とローレット部の間の距離よ
りも短い単一硬度型圧胴をアンダーカットと呼称する。
アンダーカット圧胴は、約７０ショアＡ硬度を有してい
る。アンダーカット圧胴を、約４５ショアＡ硬度の標準
的な単一硬度型圧胴（単一デュロメータと呼称する）お
よび約５０ショアＡ硬度の中央部分と約３０ショアＡ硬
度の端部分とを有する二重硬度型圧胴（二重デュロメー
タと呼称する）比較した。

【００３４】図６に張力に対するコアの軸方向の横シフ
ト量を示す。１８２８．８ｍ（６０００ｆｔ）の塗布さ
れローレットが形成されたウェブ材料が、３つの圧胴の
各々により種々の巻取条件の下でロール状に巻き取られ
た。図６から理解されるように、一般的に二重硬度型
（二重デュロメータ）の圧胴の場合、横シフト量が小さ
くなっている。「張力」は、開始時の張力（図６では単
に「開始」と記載されている）と、終了時の張力（図６
では単に「終了」と記載されている）と、圧胴の接触力
（図６では単に「圧胴」と記載されている）、つまり圧
胴によりニップに付与された総力を示している。単位は
ポンドである。

【００３５】巻取り後、各圧胴は、シンチングが生じる
まで張力を増加させた。図７は、上記３つの圧胴におけ
る「張力」に対するシンチングが生じる張力を示してい
る。図７から理解されるように、二重硬度型（二重デュ
ロメータ）の圧胴では、より高い張力でシンチングが生
じ、シンチングを生じさせるためには大きなトルクが必
要なり、ウェブ材料を巻き取るためには好ましい特徴と
なっている。

【００３６】３０４８ｍ（１００００ｆｔ）の塗布され
たウェブ材料であって、一方の面に模擬された高いエッ
ジビードを有し反対の面にはエッジビードの無いウェブ
材料（不均衡なエッジビードを有するウェブ材料）にて
実験を行った。実験結果を「張力」に対する横シフト量
にて図８に示す。二重硬度型（二重デュロメータ）の圧
胴では横シフト量が小さい。

【００３７】

【発明の効果】複硬度型圧胴によれば、ローレット部や
エッジビードを有する変形可能な材料を巻き取ることが
可能となる。上記圧胴では、巻き取られる圧胴の幅方向
に渡って圧力が適用される。品質と安定性がより高いロ
ールが形成され、かつ、本発明の圧胴により巻き取られ
たロールでは横シフトとシンチングが生じにくい。更
に、ウェブ材料の表裏でローレット部またはエッジビー
ドが不均一に形成されている場合でも、品質と安定性の
より高いロールが得られる。上記圧胴は、種々の製造条
件に対して最適化することが可能である。更に、高速で
ロールを巻くことができる。本発明は、また、巻取りロ
ールの端部のフランジ（コアの横シフトを防止するフラ
ンジ）を削減または除去し、従って端部にニックが生じ
る可能性を低減する。本発明によれば、取り込まれる空
気量を除去しながら変形可能なウェブ材料をコアに巻き
取る装置および方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による圧胴の第１の実施形態の断面図で
ある。

【図２】本発明による圧胴の第２の実施形態の断面図で
ある。

【図３】本発明による圧胴の第３の実施形態の断面図で
ある。

【図４】本発明による圧胴の第４の実施形態の断面図で
ある。

【図５】本発明によりウェブ材料をコアに巻き取る方法
を説明するための図である。

【図６】異なる圧胴を使用した場合の張力に対する横シ
フトの変化を比較するための図である。

【図７】異なる圧胴を使用した場合の張力に対するシン
チング張力の変化を比較するための図である。

【図８】塗布されたウェブ材料の表裏の一方にエッジビ
ードが形成されている場合の、異なる圧胴を使用した場
合の張力に対する横シフトの変化を比較するための図で
ある。

【図９】変改可能な材料から成るウェブをコアに巻き取
るためのニップを形成するコアおよび圧胴の側面図であ
る。

【図１０】ロールに巻き取られたハードストリークを有
するウェブの斜視図である。

【図１１】タイヤ状の膨出部を形成するローレット部を
縁部に有するウェブの斜視図である。

【図１２】縁部にローレット部を有するウェブと、エッ
ジビードを有する塗布の断面図である。

【符号の説明】

３０…圧胴 ３２…部材 ３４…中央スリーブ ３６…端部スリーブ ３８…端部スリーブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シャロン エー．ガズマン アメリカ合衆国，ニューヨーク 14477, ケント，トランジット ロード 2411 (72)発明者 スコット ダヴリュー．タン アメリカ合衆国，ニューヨーク 14626, ロチェスター，ノース グレン ドライブ 420

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変形可能なウェブ材料、すなわち、第１
   の厚さを有する第１と第２の縁部と、該記第１と第２の
   縁部の間に配設され前記第１の厚さよりも薄い第２の厚
   さを有する中央領域とを有するウェブ材料をコアに巻き
   取る方法において、 圧胴、すなわち、剛性の円筒シャフトと、該シャフトに
   支持された第１と第２の部分と中央部分とを有し、前記
   中央部分が前記第１と第２の部分の間に配設されてお
   り、前記第１と第２の部分が前記中央部分よりも柔軟な
   材料から成る圧胴を長手方向の軸線を中心として回転自
   在に設け、 前記圧胴と、長手の軸線を中心として回転自在に設けら
   れたコアとの間にニップ、すなわち、前記コアと前記第
   １の部分とにより形成された第１のニップ領域と、前記
   コアと前記第２の部分とにより形成された第２のニップ
   領域とを含むニップを形成し、 前記ウェブ材料の第１の縁部を前記第１のニップ領域に
   位置決めし、 前記ウェブ材料の第２の縁部を前記第２のニップ領域に
   位置決めし、 前記ウェブ材料を前記ニップを通過させて前記コアに巻
   取り、 前記圧胴の前記第１と第２の部分を前記ウェブ材料の第
   １と第２の縁部に適合するように変形させるとともに、
   巻き取られたロールに取り込まれる空気量を低減するた
   めに、前記ウェブ材料の中央領域と前記圧胴の中央部分
   との間の接触を維持することを含む方法。
2. 【請求項２】 圧胴とともにニップを形成するコアを具
   備する変形可能材料から成るウェブを巻き取る装置であ
   って、前記ウェブが前記コアに巻き取られるとき前記ニ
   ップを通過するように構成された巻取装置において、 前記圧胴が、 第１と第２の端部分を有する剛性の円筒形シャフトと、 ２つの端部を有し、前記剛性シャフトに支持され、円筒
   面を有する弾性の中央スリーブと、 前記剛性シャフトの前記第１端部分に支持され、前記弾
   性スリーブの一端と接し、前記円筒面と実質的に等しい
   直径を有する第１の端部スリーブと、 前記剛性シャフトの前記第２端部分に支持され、前記弾
   性スリーブの他端と接し、前記円筒面と実質的に等しい
   直径を有する第２の端部スリーブとを具備し、 前記第１と第２の端部スリーブが前記弾性スリーブより
   も低い硬度を有して成る巻取装置。
3. 【請求項３】 前記中央弾性スリーブが５０〜５５ショ
   アＡ硬度を有し、前記第１と第２の端部スリーブが２０
   〜３０ショアＡ硬度を有している請求項１に記載の巻取
   装置。
4. 【請求項４】 圧胴とともにニップを形成するコアを具
   備する変形可能材料から成るウェブを巻き取る装置であ
   って、前記ウェブが前記コアに巻き取られるとき前記ニ
   ップを通過するように構成された巻取装置において、 前記圧胴が、 第１と第２の端部分を有する剛性の円筒形シャフトと、 ２つの端部を有し、前記剛性シャフトにおいて中央部に
   支持され、円筒面を有する弾性の中央スリーブと、 前記剛性シャフトの前記第１端部分に支持され、前記弾
   性スリーブの一端と接し、前記円筒面と実質的に等しい
   直径を有する第１の端部スリーブと、 前記剛性シャフトの前記第２端部分に支持され、前記弾
   性スリーブの他端と接し、前記円筒面と実質的に等しい
   直径を有する第２の端部スリーブとを具備し、 前記第１と第２の端部スリーブが前記弾性スリーブより
   も低い硬度を有しており、 前記圧胴が、更に、前記弾性スリーブと前記第１と第２
   の端部スリーブを覆う外カバーであって、前記弾性スリ
   ーブと前記第１と第２の端部スリーブよりも高い硬度を
   有する外カバーを具備して成る巻取装置。