JPS6125619B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一旦ロール状に巻取つたフイルムを
張力制御下に巻返す方法に関するもので、巻返し
開始時に生じる張力制御上の問題点を解決するこ
とを目的とする。

プラスチツクフイルム、セロフアン、紙等の薄
葉長尺物（以下これらをフイルムと総称する）
は、製造後一且ロール状（コイル状）に巻取られ
て貯蔵、運搬されるが、、この一旦巻取られたロ
ール状（原反ロール）を巻返して新たなロール
（製品ロール）にする場合も多い。

この巻返しにあたつては、フイルムの張力を制
御しながら（多くの場合フイルムの張力を一定に
保ちながら）行うことが重要であるが、そのため
のの各種の張力制御法が用いられており、例えば
原反ロールの巻出軸に加えるブレーキトルクを調
整してフイルム張力を制御する方法等がある。

ところが、フイルムの巻返し開始時には、静止
している原反ロールから引き出したフイルムを、
所定の走行速度にまで加速するが、その加速中に
張力制御を開始すると、加速トルクが外乱となつ
て張力のハンチングをひき起し、自動制御が不能
となつたり、張力安定までに長時間を要する結果
となる。このような場合従来は張力制御の開始時
期の決定をオペレーターの経験に頼ることが多
く、不確実であり、また監視作業に人手を要する
欠点がある。

本発明者等は、上記問題点を解決する方法につ
いて検討した結果、フイルムの巻返し開始後、あ
る時間（TD₂）の間、フイルム張力がある程度の
振れ幅（△）内に入るよう、張力が安定化するの
を待つて張力制御を開始すれば、張力がハンチン
グすることなく自動張力制御に移行し得るとの知
見に基き、これらの操作を自動的に処理する方法
として本発明を完成した。

以下本発明を添付図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明の実施に使用するフイルム巻返
し装置の一例を原理的に示す慨略図、第２図は巻
返し操作中におけるフイルム速度、フイルム張力
および巻出軸ブレーキ量の変化の状態を示す図で
ある。

第１図において、１は巻返ししようとする原反
ロール、１１は原反ロール１から引き出されて走
行するフイルム、２は巻返されてできた製品ロー
ルである。

走行フイルム１１の張力制御は従来公知の方法
に従つて行なわれる。すなわちフイルムの張力は
ダンサーロール４の変位量として検知され、この
変位量は、例えば差動トランスからなる張力検出
器５で電気的に変換され、張力信号として張力制
御装置７に送られる。

張力制御装置７において、張力検出器５よりの
張力信号と基準信号（張力設定値）とを比較して
そのずれを修正するための出力ブレーキ信号を巻
出軸のブレーキ操作端３（例えばパウダーブレー
キ）に送る。

原反ロール１は、強制駆動されない、フリーの
巻出軸（図示略）に取付けられており、その巻出
軸にはブレーキ操作端３により適当な大きさのブ
レーキが加えられるようになつている。そのブレ
ーキ量は張力制御装置７よりの信号により自動制
御され、また手動操作で調整することもできる。

６は本発明の実施に必要な手動／自動切替回路
であつて、この回路が手動であれば上述の張力制
御は行なわれず、ブレーキ量はブレーキ操作端３
を手動操作して設定し、自動に切替ると上述の張
力制御が行なわれる。

本発明は、切替回路６を手動にして巻返しを開
始し、その後のフイルム張力の振れ状態を検知し
て、その張力振れが予め設定したある条件範囲内
におさまつていることを確認した上で切替回路が
自動に切替つて張力制御を開始するものである。

第１図および第２図で本発明を説明すると、巻
返し装置起動時には、切替回路６は手動になつて
おり、巻出軸のブレーキ量は手動で初期ブレーキ
量B₀に設定されている。そしてフイルムが加速
されるにつれフイルム張力も増大し、設定値P₁に
到達後それを中心に振動する。ここで張力の増大
中、または大きく振動しているときに張力制御を
加えるとかえつて張力がハンチングするから、本
発明においては張力設定幅△、すなわち張力がこ
の幅△内におさまれば張力制御に移行してもハン
チングをひき起さないという値を実験的に確認し
て、実際の張力が設定値Ｐを中心にしてこの幅△
におさまる振れを示せば、切替回路６が自動に切
替わるよう構成する。

ところでフイルム張力は時間的に振動している
から、フイルム張力の振れが幅△に入つているか
否かの判定にはある程度の時間を要するし、また
判定は適当な時期に行なう必要がある。そこで判
定時間TD₂、および起動から判定を開始するまで
の時間TD₁を定めておき、起動後のある一定時期
に一定時間にわたつて張力判定を行うことにす
る。

すなわち、切替回路６のTD₁設定タイマー６
１、TD₂設定タイマー６２、および△設定部６３
に、各々予めもとめた条件であるTD₁，TD₂およ
び△を設定する。そして速度制御装置９よりの起
動信号により巻返しが開始されると同時にTD₁設
定タイマー６１が作動する。そして時間TD₁が経
過すると（Ｂ点）TD₂設定タイマー６２が入り、
張力検出器５よりの張力信号が△設定部６３に設
定された張力設定幅△内に入つているか否かの判
定を時間TD₂の間続ける。

すなわち第１図の例では、張力検出器５よりの
張力信号と基準信号（張力設定値Ｐ）とを比較し
て、そのずれをを時間TD₂の間検出する。

そしてそのずれが、設定値Ｐを中心にして△を
越えない場合には、回路６が自動側、すなわち張
力検出器５と張力制御装置７とが接続されるよう
に切替つて、張力制御装置７による張力の自動制
御が開始される。

また、ずれが一度でも△を越えた場合には時間
TD₂が経過しても回路６は切替らずに手動のまま
となる。

この切替回路６は、通常の張力制御装置が張力
信号と基準信号とのずれの大きさに応じた修正出
力信号を刻々と出すのに対し、ずれの大きさがあ
る値（△）を越えるか否かで択一的なオン―オフ
信号を出すように回路を構成すればよい。

このTD₁，TD₂および△の設定値は実験的にも
とめることができる。

TD₁は、張力判定時間TD₂の始点を定めるため
に規定するもので、起動時（Ａ点）から、張力が
設定値Ｐに到達して幅△内に一応入るまで（Ｂ
点）は張力判定を行なうことができないから、こ
のＡ〜Ｂ点の時間を張力判判定から除くためであ
る。従つてTD₁の長さはそれほど厳密なものでな
く、起動後張力が設定値に到達するまで（Ａ〜Ｂ
点）の時間の実測値に多少の余裕をみて長めに定
めればよい。

△は、張力振れの実測値に多少の余裕をみて定
め、TD₂も、張力制御開始時点（Ｃ点）を種々変
更してもとめることができる。

実験によれば、第２図に示すような起動直後
（Ａ〜Ｃ点近辺）の張力の振れ条件は、運転条件
が一定であればほぼ同じであり、再現性が高い。
従つて実験的にTD₁，TD₂および△の設定値を決
めれば、ほとんどの場合張力はTD₂と△で規定さ
れる条件を満たすことになり、TD₂経過後張力制
御運転に入ることができる。ただ起動時に何らか
の異常が発生した場合にはTD₂と△とで規定され
る条件内に入らない場合が生じそのまま張力制御
に移行すると張力のハンチングを起すから、例え
ば装置を直ちに自動停止して巻返しをやり直す等
の処置をとる。

また本発明においては、起動後張力制御を加え
ずに、張力が設定値Ｐに収束しなければならない
が、それには初期ブレーキ量B₀を、予めもとめ
た最適値に手動設定しおけばよい。すなわちフイ
ルムの張力と原反ロール１の径とが決まれば、そ
のロール径においてそのフイルム張力を得るのに
必要なブレーキ量が決まり、このロール径とブレ
ーキ量との関係は運転条件毎に予めもとめておく
ことができるから、原反ロール１の最初の径を測
定してそれに応じて初期ブレーキ量B₀を設定す
れば、異常が発生しないかぎりフイルム張力は設
定値Ｐに収束していく。

本発明においては、TD₁およびTD₂をタイマー
等で予め設定し、TD₂の始点を定めておく。

これに対し、実際の巻返し操作１回毎に、その
ときの張力の実測値から、ある基準で（すなわち
張力振れが幅△内に入る時点で）TD₂の始点を決
める方法もあるが、その方法ではTD₂の始点を決
めるためにある程度の判定時間が必要となり、装
置も複雑化するだけでなく、巻返し開始時に異常
が生じて張力振れがいつまでも規定範囲に入らな
い場合、張力判定の開始が遅れ、結局異常発生の
検知が遅くなりそのロールが不良品になるおそれ
がある。

ところが本発明のように、時間TD₁が経過する
と、実際の張力が幅△内に入つたか否かにかかわ
らず自動的に時間TD₂が開始されるようにすれ
ば、遅くとも時間（TD₁＋TD₂）経過時までに異
常を検知することができるし、運転が正常の場合
にはできるだけ速やかに張力制御運転に移行する
という要請を満たすことができる。

なお、上記張力設定幅△は、定常の張力制御
（Ｃ〜Ｄ点）における張力設定幅（通常、例えば
張力設定値Ｐに対し±２〜３％）とは別個のもの
で、一般的に設定値Ｐに対し±５〜10％程度の範
囲をとり得る。

次に本発明を、巻返しを途中で中断し再起動す
る場合について説明すると、張力制御運転に移行
後、第２図（Ｃ〜Ｄ点）のようにフイルム速度は
速度制御装置９により一定に保たれ、ブレーキ量
は原反ロール１の径の減少に伴なつて漸減し、そ
の結果張力が一定に保たれる。そして１回の巻返
し操作の終了が近づくと、速度制御装置９よりの
減速信号によりフイルムが減速を開始（Ｄ点）す
るが、この減速段階（Ｄ〜Ｅ点）における外乱に
より、それまで張力制御により最適値に保たれて
いたブレーキ量が最適値からはずれてしまう。そ
こで減速信号が入つた時点（Ｄ点）におけるブレ
ーキ量をブレーキ量記憶装置８に記憶させてお
き、再起動時（Ｆ点）には、ブレーキ操作端３に
Ｄ点におけるブレーキ量を与えて再起動する。ブ
レーキ量記憶装置８は、張力制御装置７からブレ
ーキ操作端３に送られる制御信号（電流値）を記
憶する電流記憶回路であつて、記憶信号（この場
合速度制御装置９からの減速信号）が入るとその
時点での電流値を記憶し、記憶解除信号（この場
合速度制御装置９からの起動信号）が入ると記憶
していた電流値を出力する。Ｄ点におけるブレー
キ量は、Ｄ点における原反ロール径に対し最適な
値であり、Ｄ点とＦ点では原反ロール径はほとん
ど等しいから、Ｆ点における再起動は減速・停止
時の外乱にもかかわらず最適ブレーキ量で開始す
ることができる。

再起動時のTD₁，TD₂および△は起動時と同じ
値でよいが、TD₁は起動時よりも小さくすること
もできる。

本発明方法によれば、本発明を使用しない場合
に比べ、極めて短時間のうちに、張力のハンチン
グを起すことなく、安定した張力状態を得ること
ができ、フイルムの巻き締り、巻きゆるみに起因
する不良ロールの発生が皆無となる。そして操作
は自動化することができ、オペレーターの立合い
監視が不要となる。そして巻返し開始時に各種原
因による異常が発生した場合は、張力信号から速
やかにそれを検知することができ迅速な対処が可
能になるという長所を有している。

次に実施例により本発明の効果を明らかにす
る。

比較例 １ ロール直径500mmの原反ロール（２軸延伸ポリ
エステルフイルム）をフイルム速度300ｍ／分、
設定全張力16Kgで巻返すにあたり、初期ブレーキ
量3.5Kg・cm（手動設定）で、起動と同時に張力
制御を開始した。

巻返し装置は第１図に示すものとほぼ同じであ
る（但し、切替回路６、およびブレーキ量記憶装
置８はない）。その結果張力は、起動から約50秒
後まで、８〜９Kgの範囲（最大値と最小値の差）
でハンチングし、その間製品ロールは巻き硬さが
一定せず、外観の悪いものになつた。

実施例 １ 比較例１と同じ巻返しを行うにあたり、第１図
に示す装置により、本発明方法を適用して、TD₁
＝５秒、TD₂＝５秒、△＝±５％の条件で巻返し
を開始した。その結果張力は、起動後12〜13秒で
1.5Kgの範囲に制御された。

実施例 ２ 実施例１による巻返しを原反ロール径325mmの
ところで停止し、その減速開始時におけるブレー
キ量3.0Kg・cmブレーキ量記憶装置８に記憶させ
た。

そして再起動を、前記記憶ブレーキ量で、TD₁
＝３秒、TD₂＝５秒、△＝±５％の条件で行つた
ところ、張力は再起動後８秒で、1.5Kgの範囲内
に制御された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用するフイルム巻返
し装置の一例の慨略図。第２図は、本発明による
巻返し操作中のフイルム速度、フイルム張力およ
び巻出軸ブレーキ量の変化の状態を示す図。 １…原反ロール、１１…フイルム、２…製品ロ
ール、３…ブレーキ操作端、５…張力検出器、６
…手動／自動切替回路、６１…TD₁設定タイマ
ー、６２…TD₂設定タイマー、６３…△設定部、
７…張力制御装置、８…ブレーキ量記憶装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロール状に巻取つたフイルムを巻返すにあた
   り、まず張力制御を行うことなく巻返しを開始
   し、その後フイルムの張力が張力設定値Ｐを中心
   にある幅△内に入つたか否かの判定を行つてから
   張力制御を開始する方法であつて、 １ 張力検出器、張力制御装置及び張力制御装置
   による張力制御の開始を決める手動／自動切替
   回路を設け、 ２ 前記切替回路に、巻返し開始から張力判定を
   開始するまでの時間TD₁、張力判定を行う時間
   TD₂、及び張力判定における張力設定幅△を設
   定し、 ３ 巻返ししようとする原反ロールの巻出軸に、
   張力設定値Ｐと原反ロール径とに応じた最適ブ
   レーキ量を与えて巻返しを開始し、 ４ 巻返し開始からTD₁経過後、張力検出器より
   の張力信号を切替回路に設定した幅△と比較
   し、時間TD₂の間、張力が設定値Ｐを号心に幅
   △内に入つていた場合、該切替回路よりの信号
   で張力制御装置による張力制御を自動的に開始
   する方法。