巻芯切断装置及び巻芯切断方法
【課題】 巻材を巻芯にロール状に巻回して構成されるロールを、巻芯と巻材とに分離する場合に、分離作業を迅速に行うことができ、作業効率を高めることができる巻芯切断装置及び巻芯切断方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定する固定部と、高圧水を吐出するノズルとを有し、前記固定されたロールの巻芯の内周面に、前記ノズルから高圧水を吐出し、前記固定されたロールの巻芯を切断することを特徴とする。
【解決手段】 中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定する固定部と、高圧水を吐出するノズルとを有し、前記固定されたロールの巻芯の内周面に、前記ノズルから高圧水を吐出し、前記固定されたロールの巻芯を切断することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻材を巻芯にロール状に巻回して構成されるロールを、巻芯と巻材とに分離する巻芯切断装置及び巻芯切断方法に係り、特に、菓子、薬等に使用されるパッケージの包装用樹脂フィルムを巻芯用の芯紙にロール状に巻回して構成される使用済ロールを、包装用樹脂フィルムと芯紙とに分離する巻芯切断装置及び巻芯切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
菓子、薬等の製造会社がパッケージ入りの商品を製造する場合に使用するパッケージ用の包装用樹脂フィルムは、通常、製造に必要となる包装用樹脂フィルムの数量を当該製造会社がフィルム印刷会社に発注する。この必要数量の包装用樹脂フィルムを受注したフィルム印刷会社は、受注した数量の樹脂フィルムに所定の印刷をし、印刷した樹脂フィルムを紙芯（ダンボール等）に巻き付け、印刷した樹脂フィルムと紙芯とからなるロール状フィルムを製造する。この場合に、当該フィルム印刷会社は、印刷工程において、インク不足で受注数量の樹脂フィルムに一度で印刷することができず作業が停止することを防止するために、必要数量以上のインクを使用し、樹脂フォルムの印刷工程を実施する。
【０００３】
このように、当該フィルム印刷会社は、受注数量以上の樹脂フォルムに印刷し、受注数量以上のロール状フィルムを製造する場合が多い。この場合、発注元の製造会社には、発注数量以上の包装用樹脂フィルムが納品される。そうすると、この納品された包装用樹脂フィルムを使用して発注元の製造会社が商品を製造する場合、この製造会社の製造工程において包装用樹脂フィルムが残り、残った包装用樹脂フィルムのロール状フィルムが産業廃棄物になる。このように、残った包装用樹脂フィルムのロール状フィルムが産業廃棄物になった場合には、このロール状フィルムをリサイクル処理する必要があるので、このロール状フィルムを樹脂フィルムと芯紙とに分離する必要がある。
【０００４】
この分離方法として、チェーンソーを使用し、ロールを２つに分割し、分割したロールを樹脂フィルムと芯紙とに分離する方法がある。なお、この方法を使用する場合には、ロールをチェーンソーで切断する際に切断部分に高熱が発生する。このため、このロールの巻材がフィルムである場合には、切断部分に発生した熱でフィルムが溶け、この溶けたフィルムがチェーンソーに付着する。このように、溶けたフィルムがチェーンソーに付着すると、切断能力が低下し、分離作業の効率が低下するという問題がある。
【０００５】
また、別の分離方法として、油圧プレスを使用し、芯紙の形状に合わせた円柱部材（押出部）で芯紙を押し出し、ロールを樹脂フィルムと芯紙とに分離する方法がある。ところで、ロールの樹脂フィルムと芯紙とは、巻取りにおける締付力が一般的に強い。このため、油圧プレスによる分離方法を使用する場合には、ロールから芯紙を押し出す時間として５〜６分の時間を要する場合が多い。つまり、油圧プレスによってロールを樹脂フィルムと芯紙とに分離する場合、分離作業の時間が長いという問題がある。また、紙芯を押し出すための円柱部材（押出部）として、芯紙の形状に合わせた、油圧プレスのストロークが長いタイプの円柱部材が必要である。そうすると、分離するロールの芯紙の径が異なる場合には、各芯紙の径に合わせた円柱部材を用意する必要があるので、この方法の使用に係るコストが増加するという問題がある。
【０００６】
さらに、別の分離方法として、シャーリングでロールを２つ割りにし、包装用樹脂フィルムのロールを樹脂フィルムと芯紙とに分離する方法がある。しかし、シャーリングによる分離方法は、実用化がされているが、現段階においては、ワークが踊る点や刃の寿命が短い点等に問題がある。
【０００７】
なお、本発明に関連する発明として、例えば、引用文献１には、印刷等に使用される巻材と巻芯用パイプとからなるロールについて、使用後のロールを軸方向に水平移送し、ガイド手段でロールを押え、移送方向にカッターでロールを切断する使用済ロールの分離切断装置が開示されている。
【０００８】
しかし、引用文献１に記載の分離切断装置を使用した場合、使用済ロールをカッターで切断する際に切断部分に高熱が発生する。このため、上記で示したチェーンソーを使用する分離方法と同様に、溶けたフィルムがチェーンソーに付着するので、切断能力が低下し、分離作業の効率が低下するという問題がある。
【０００９】
また、引用文献２には、円筒状コアに巻芯残紙が巻き付けられた円筒状のロールを搬送するコンベアと、このコンベア上に設けられ前記ロールの軸方向に沿って相対的に移動可能な高圧水噴射器とを具備し、コンベア上に設けられたロール表面の巻芯残紙に向けて、高圧水噴射器の高圧水ノズルから高圧水を噴射することによってロールの巻芯残紙を切断し、円筒状コアから巻芯残紙を分離除去する巻芯残紙の除去装置が開示されている。
【００１０】
しかし、引用文献２に記載の巻芯残紙の除去装置は、ロールの巻材が紙の場合において、ロール表面に高圧水を噴射し、円筒状コアから巻芯残紙を分離除去するものである。つまり、引用文献２には、ロールの巻材が紙以外の場合についての記載がないので、例えば、巻材がフィルムで巻芯がダンボールの芯紙で構成されるロールを、フィルムと芯紙とに分離する場合に直接適用することができないという問題がある。また、引用文献２の段落［００５１］に記載されているように、ロール径の大小に応じて、切断に要する時間を変化させる必要があり、ロール径が大きく巻芯残紙の厚さが大きいロールの切断を継続する場合には、作業時間が長くなるという問題がある。
【特許文献１】特開平１０−２４９７９０号公報
【特許文献２】特開２００１−１７１９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記で示したように、従来は、巻材を巻芯にロール状に巻回して構成されるロールを、巻芯と巻材とに分離する場合に、分離作業に要する作業時間が長く、作業効率が低いという問題があった。
【００１２】
本発明は、巻材を巻芯にロール状に巻回して構成されるロールを、巻芯と巻材とに分離する場合に、分離作業を迅速に行うことができ、作業効率を高めることができる巻芯切断装置及び巻芯切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定する固定部と、前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出し、前記中空巻芯において高圧水を吐出した部分を切断する高圧水吐出部とを有することを特徴とする巻芯切断装置である。
また、本発明は、中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定し、前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出し、前記固定されたロールの中空巻芯を切断することを特徴とする巻芯切断方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、巻材を巻芯にロール状に巻回して構成されるロールを、巻芯と巻材とに分離する場合に、分離作業を迅速に行うことができ、作業効率を高めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態である巻芯切断装置及び巻芯切断方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態である巻芯切断装置１００を示す正面図である。
図２は、巻芯切断装置１００を示す側面図である。
図３は、巻芯切断装置１００を示す平面図である。
図４は、配管２０７を介して巻芯切断装置１００と接続される高圧水発生装置２００を示す平面図である。
図５は、使用済ロールＲ１が巻芯切断装置１００のクランプ装置３に設置されている場合における使用済ロールＲ１の外観を示す斜視図である。
【００１７】
使用済ロールＲ１は、樹脂フィルムＲ３を芯紙Ｒ２にロール状に巻回して構成されるロールであって、産業廃棄物としてリサイクル処理される使用済ロールである。
【００１８】
芯紙Ｒ２は、ダンボール製の巻芯である。例えば、芯紙Ｒ２の内径を７５ｍｍとし、外径を９０ｍｍとし、厚さを７．５ｍｍとする。
【００１９】
樹脂フィルムＲ３は、菓子、薬等に使用されるパッケージの包装用樹脂フィルムである。
【００２０】
なお、本実施の形態では、包装用樹脂フィルムと芯紙とで構成される使用済ロールを使用して説明するが、包装用樹脂フィルム以外の他のフィルム等の巻材と、芯紙以外の巻芯とで構成されるロールに本実施の形態を適用することができる。なお、使用済ロールではないロールに本実施の形態を適用することができる。
【００２１】
巻芯切断装置１００は、架台本体１と、ノズル移動装置２と、クランプ装置３と、ノズルヘッド４と、飛散防止カバー５と、ワーク回転装置６と、制御盤７と、操作盤８と、ワーク芯出装置９と、フレーム１０と、使用済ロール検知センサ（図示せず）と、飛散防止カバーの開閉状態検知センサ（図示せず）と、使用済ロールの高さ測定部（図示せず）とを有する。
【００２２】
架台本体１は、ワークである使用済ロールＲ１を載せる架台である。
ノズル移動装置２は、無段減速機仕様であって、ノズル本体２１と、ノズルホルダ２２と、上下移動機構２３と、支柱２４と、プーリ２５、２６と、チェーン２７、２８と、モータ２９と、ノズル回転モータ（図示せず）とを有する。
【００２３】
ノズル本体２１は、円筒形状のノズルであり、上端部に配管２０７が接続され、ノズルホルダ２２に進退可能に保持されている。
【００２４】
ノズルホルダ２２は、フレーム１０に設けられたノズルホルダであって、円形の孔によってノズル本体２１を進退可能に保持するものである。なお、ノズル本体２１と前記孔との断面形状は略同径であり、ノズル本体２１と前記孔との間には、ノズル本体２１のスムーズな進退を確保するグリス潤滑が施されている。
【００２５】
上下移動機構２３は、ノズル本体２１の上端部に取付けられると共にチェーン２７に固定され、ノズル本体２１を上下に移動可能に支柱２４上に支持される。上下移動機構２３は、チェーン２７に固定されているので、チェーン２７の動きに応じて上下に移動する。なお、図１、２において、最上部に位置する上下移動機構２３と、最下部に位置する上下移動機構２３ａとを示す。
【００２６】
支柱２４は、ノズル本体２１の軸線方向と平行にフレーム１０に設けられ、上下移動機構２３を上下にガイドする軌道である。
【００２７】
プーリ２５は、支柱２４の上端部において支柱２４に支持されたノズル本体２１が取付けられた面とは反対側の面に設けられたプーリであり、チェーン２７を介して接続されるプーリ２６からモータ２９の動力が伝達される。
【００２８】
プーリ２６は、支柱２４の下端部において支柱２４に支持されたノズル本体２１が取付けられた面とは反対側の面に設けられたプーリであり、チェーン２８を介して接続されるモータ２９からの動力をチェーン２７を介してプーリ２５に伝達する。
【００２９】
モータ２９は、制御盤７からの制御に基づいて、チェーン２７に固定された上下移動機構２３を上下に移動させる速度可変モータである。
【００３０】
ノズル回転モータ（図示せず）は、制御盤７からの制御に基づいて、ノズル本体２１の軸線を回動中心としてノズルヘッド４を回動させる速度可変モータである。例えば、ノズルヘッド４の回転速度を３〜１０ｍｉｎ−１とする。
【００３１】
クランプ装置３は、図５に示すように、ワーク回転装置６上に使用済ロールＲ１を手動方式で固定するクランプ装置である。
【００３２】
ノズルヘッド４は、ノズル本体２１の先端部に設けられたノズルヘッドであり、高圧水発生装置２００から出力された高圧水を吐出するものである。例えば、ノズルヘッド４から吐出される高圧水の圧力は、１００ＭＰａ〜３５０ＭＰａであり、ノズルヘッド４のノズル径は、φ０．１５〜φ０．５である。このようにした場合には、極めて少ない使用水で対応することができる。なお、第１の実施の形態では、２つの吐出口４ａを備えたノズルヘッドについて説明するが、１または３以上の吐出口を備えたノズルについて、第１の実施の形態を適用することができる。なお、高圧水Ｗ１の吐出角度は、第１の実施の形態では、図１に示すように、ノズル本体２１の軸線方向に対して６０度の場合を示すが、前方６０度から後方６０度までが適用範囲として好ましい。しかし、高圧水Ｗ１の吐出角度がこれに限定されるわけではない。また、吐出口４ａは、図１、図５に示すように、ノズル本体２１の軸線を通る直線上に設けられ、芯紙Ｒ２の内周面に向けて高圧水Ｗ１を吐出するように設けられている。
【００３３】
飛散防止カバー５は、架台本体１上に固定された使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２を切断する際に、ノズルヘッド４から吐出された高圧水の飛散を防止するカバーであって手動方式で開閉するカバーである。具体的には、図１〜３に示すように、使用済ロールＲ１を架台本体１に設置する前は、飛散防止カバー５が開いた状態であり、使用済ロールＲ１を架台本体１に設置した後に、使用済ロールＲ１の上部と側面部とを覆うように、飛散防止カバー５を閉じる。
【００３４】
ワーク回転装置６は、図５に示すように、クランプ装置３を使用して使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２の軸線とノズル本体２１の軸線とが一致する位置に使用済ロールＲ１を固定し、固定させた使用済ロールＲ１を等速度で回転させるワーク回転装置である。具体的には、ワーク回転装置６は、使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２の内周面を螺旋状に切断する場合に、固定させた使用済ロールＲ１を等速度で回転させる。例えば、ワーク回転装置６の回転速度を３〜１０ｍｉｎ−１とする。ワーク回転装置駆動部６ａは、Ｖベルト６ｂを介して、ワーク回転装置６を回転させる駆動部である。
【００３５】
制御盤７は、図示しないＣＰＵとメモリとを有する。
ＣＰＵは、メモリに記憶されている各種制御プログラムに基づいて、巻芯切断装置１００全体と、高圧水発生装置２００とを制御するものである。
【００３６】
メモリは、操作盤８から入力された各種情報を記憶すると共に、各種制御プログラムを記憶するメモリである。
【００３７】
使用済ロール検知センサは、架台本体１に設置され、ワーク回転装置６に使用済ロールＲ１が設置されているか否かを検知し、検知した使用済ロールＲ１の有無を示す使用済ロール有無情報をＣＰＵに出力するセンサである。
【００３８】
飛散防止カバーの開閉状態検知センサは、飛散防止カバー５の近傍に設置され、飛散防止カバー５の開閉状態を検知し、検知した飛散防止カバー５の開閉状態を示す飛散防止カバー開閉情報をＣＰＵに通知するセンサである。
【００３９】
使用済ロールの高さ測定部は、架台本体１に設置された使用済ロールＲ１の軸線方向の長さを測定し、測定した使用済ロールＲ１の長さを示す使用済ロール長さ情報をＣＰＵに出力するものである。
【００４０】
操作盤８は、巻芯切断装置１００を操作するための各種情報を入力する操作盤であり、入力された情報を制御盤７に出力する。
【００４１】
図８は、ワーク芯出装置９を示す拡大図である。
ワーク芯出装置９は、ワーク回転装置６に固定される使用済ロールＲ１の芯出しをするワーク芯出装置であり、使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２の軸線とノズル本体２１の軸線とが一致する位置にフット操作方式で使用済ロールＲ１を固定するものである。
【００４２】
高圧水発生装置２００は、モータ２０１と、動力伝達部２０２と、ジェットポンプ２０３と、ボールタップ付の給水タンク２０４と、ドレーン用のシリンダバルブ２０５と、出口弁２０６とを有する。
【００４３】
高圧水発生装置２００は、動力伝達部２０２を介してモータ２０１の動力をジェットポンプ２０３に伝達し、給水タンク２０４から給水された水をジェットポンプ２０３が高圧水として出口弁２０６に出力し、出口弁２０６から高圧水を配管２０７に出力する。なお、シリンダバルブ２０５は、出口弁２０６の近傍に設置され、出口弁２０６から出力される高圧水の圧力調整をする圧力調整弁である。
【００４４】
次に、巻芯切断装置１００の動作について説明する。
【００４５】
この動作においては、使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２の厚さ・直径を予め操作盤８から入力しておき、制御盤７のメモリに芯紙Ｒ２の厚さ・直径が記憶されている場合について説明する。
【００４６】
操作盤８において動作の開始が指示されると、使用済ロール検知センサから入力した使用済ロール有無情報に基づいて、架台本体１に使用済ロールＲ１が設置されているか否かを判断すると共に、飛散防止カバーの開閉状態検知センサから入力した飛散防止カバー開閉情報に基づいて、飛散防止カバー５が閉じた状態であるか否かを判断する。架台本体１に使用済ロールＲ１が設置され、飛散防止カバー５が閉じた状態であれば、使用済ロールの高さ測定部から入力した使用済ロール長さ情報に基づいて、使用済ロールＲ１の加工開始点（ワーク回転装置６に固定された使用済ロールＲ１の上端部分）を求め、この使用済ロールＲ１の加工開始点を制御盤７のメモリに記憶する。続いて、ノズルヘッド４から高圧水を吐出させない状態でモータ２９を回転させ、原点から加工開始点まで、ノズル本体２１を移動させる。
【００４７】
制御盤７のメモリに記憶されている加工開始点にノズルヘッド４が到達したと判断すると、ノズルヘッド４から高圧水の吐出を開始し、ノズルヘッド４から吐出される高圧水の圧力が目標圧力に到達するまでの間待機する。
【００４８】
高圧水の圧力が目標圧力に到達すれば、加工開始点（ワーク回転装置６に固定された使用済ロールＲ１の上端部分）から直線加工終了点（ワーク回転装置６に固定された使用済ロールＲ１の下端部分）まで、ノズルヘッド４から高圧水を吐出させた状態でノズル本体２１を所定の速度で移動させる。なお、目標圧力と所定速度とは、制御盤７のメモリに記憶された芯紙Ｒ２の厚さ・直径に基づいて設定される。目標圧力と所定速度とを、操作盤８から予め入力するようにしてもよい。
【００４９】
目標圧力でノズルヘッド４から高圧水を芯紙Ｒ２に吐出すると、高圧水が吐出された部分が切断される。このように、目標圧力でノズルヘッド４から芯紙Ｒ２に高圧水を吐出させた状態で、架台本体１に固定された使用済ロールＲ１の上端部分から下端部分までノズルヘッド４を移動させることによって、芯紙Ｒ２の内周面を２つの直線に切断し、芯紙Ｒ２を２つに分割することができる。
【００５０】
ノズルヘッド４が直線加工終了点に到達すれば、ワーク回転装置６に固定された使用済ロールＲ１が所定の回転速度になるようにワーク回転装置駆動部６ａを回転させると共に、モータ２９を逆回転させる。続いて、ワーク回転装置６を所定の回転速度で回転させた状態で、加工開始点まで所定の速度でノズルヘッド４を移動させる。このようにすることによって、ノズルヘッド４から芯紙Ｒ２の内周面に高圧水を螺旋状に吐出させることができる。
【００５１】
続いて、ノズルヘッド４が加工開始点に到達すると、ノズルヘッド４からの高圧水の吐出を停止すると共に、ワーク回転装置６の回転を停止し、ノズルヘッド４を原点まで移動させ、終了する。
【００５２】
なお、第１の実施の形態では、加工開始点から直線加工終了点までの切断については、芯紙Ｒ２の内周面を直線に切断し、直線加工終了点から加工開始点までの切断については、芯紙Ｒ２の内周面を螺旋状に切断する。このようにする代わりに、加工開始点から直線加工終了点までの切断については、芯紙Ｒ２の内周面を螺旋状に切断し、直線加工終了点から加工開始点までの切断については、芯紙Ｒ２の内周面を直線に切断するようにしてもよい。また、芯紙Ｒ２の内周面の往復について、螺旋状に切断するようにしてもよい。
【００５３】
図６は、巻芯切断装置１００において上記動作を実行した後の使用済ロールＲ１の外観を示す斜視図である。
図７は、巻芯切断装置１００において上記動作を実行した後に、使用済ロールＲ１から取り出した芯紙Ｒ２の一部を示す斜視図である。
【００５４】
芯紙Ｒ２と樹脂フィルムＲ３とは機械で巻取りされているので、使用済ロールＲ１において芯紙Ｒ２と樹脂フィルムＲ３との密着力は一般的に非常に強い。このため、芯紙Ｒ２を螺旋状のみに切断した場合には、使用済ロールＲ１から芯紙Ｒ２を除去する作業に時間を要する場合がある。
【００５５】
しかし、巻芯切断装置１００を使用して使用済ロールＲ１から芯紙Ｒ２を分離する場合、図７に示すように、芯紙Ｒ２が細かく粉砕されず、ある程度の大きさ（ブロック状）に切断された芯紙Ｒ２を除去することができるので、使用済ロールＲ１から芯紙Ｒ２を分離する作業が容易である。また、使用済ロールＲ１の樹脂フィルムＲ３の外形（厚さ等）の大きさに関係なく、芯紙Ｒ２を基準にセンタ出しをして切断作業をすることができるので、切断動作に係る設定が容易である。さらに、使用済ロールＲ１の樹脂フィルムＲ３の外形（厚さ等）の大きさに関係なく、芯紙Ｒ２の厚さ等を基準に切断作業を行うので、切断に要する作業時間を短縮することができる。
【００５６】
なお、上記動作においては、芯紙Ｒ２の内周面を螺旋状に切断する場合、ワーク回転装置６を回転させることによって切断するが、ワーク回転装置６を回転させる代わりに、ノズルヘッド４を回転させることによって芯紙Ｒ２の内周面を螺旋状に切断するようにしてもよい。また、芯紙Ｒ２の軸方向にノズルヘッド４を移動させる代わりに、使用済ロールＲ１を固定するワーク回転装置６を当該軸方向に移動させることによって芯紙Ｒ２の内周面を直線または螺旋状に切断するようにしてもよい。また、使用済ロールＲ１の加工開始点と直線加工終了点を予め設定しておくようにしてもよい。また、巻芯切断装置１００を使用して使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２を切断する場合、芯紙Ｒ２をある程度の大きさ（ブロック状）にするために、直線や螺旋状等の切断方法を上記以外の組み合わせで実行するようにしてもよい。
【００５７】
［第２の実施の形態］
図９は、巻芯切断装置１００によって切断された芯紙Ｒ２を使用済ロールＲ１から分離する芯紙除去装置３００の概略を示す拡大断面図である。
【００５８】
芯紙除去装置３００は、爪付きスライドハンマ３０１と、スライドハンマ引抜装置（チューブ連続引抜機）３０２とを有する。
【００５９】
爪付きスライドハンマ３０１は、芯紙Ｒ２にかみ込ませる爪３０３と、爪保持部３０４と、柄３０５と、芯紙Ｒ２の直径と略同一の直径を有するガイド３０６と、移動機構３０７とを有する。
【００６０】
第２の実施の形態に係る除去方法は、巻芯切断装置１００によって切断された芯紙Ｒ２の中に爪付きスライドハンマ３０１を挿入し、爪３０３を芯紙Ｒ２にかみ込ませ、その後、爪付きスライドハンマ３０１の柄３０５の部分をチューブ連続引抜機のローラで挟み、爪付きスライドハンマ３０１を引抜くという手順で実行する。
【実施例１】
【００６１】
次に、巻芯切断装置１００を使用した実施例１を説明する。
実施例１で使用するロールの巻芯の材質を「ダンボール紙」とし、ロールの寸法は、φ３００×７００ｍｍ、φ４００×２００ｍｍ、厚さ：１３ｍｍである。また、芯紙の内周面の往路の切断は、ロールを回転させず、芯紙の内周面を直線切断し、一方、芯紙の内周面の復路の切断は、ロールを回転させ、芯紙の内周面を螺旋状に切断した。
【００６２】
実施例１の実施条件は、以下の通りである。
圧力：１３５、１５０ＭＰａ
ノズル径：０．４、０．４５ｍｍ
流量：６．８、７．２Ｌ／ｍｉｎ
速度：０．５〜１．０ｍ／ｍｉｎ
ノズル距離：２０ｍｍ
回転速度：４．５ｍｉｎ−１
【００６３】
また、実施例１の最適条件は、以下の通りである。
圧力：１５０ＭＰａ
ノズル径：０．４、０．４５ｍｍ
流量：７．２Ｌ／ｍｉｎ
速度：０．５（螺旋状に切断する場合）、０．８ｍ／ｍｉｎ（直線で切断する場合）
ノズル距離：２０ｍｍ
回転速度：４．５ｍｉｎ−１
【００６４】
上記最適条件で、紙芯の内周面から超高圧水で紙芯を切断することによって、図７に示すように、紙芯を細かく分解することができた。紙芯の切断後、細かく切断された芯紙を鉤型状の棒等によって取り出すことができた。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定する固定部と、高圧水を吐出するノズルとを有し、前記固定されたロールの巻芯の内周面に、前記ノズルから高圧水を吐出し、前記固定されたロールの巻芯を切断することができる切断装置に本発明を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態である巻芯切断装置１００を示す正面図である。
【図２】巻芯切断装置１００を示す側面図である。
【図３】巻芯切断装置１００を示す平面図である。
【図４】配管２０７を介して巻芯切断装置１００と接続される高圧水発生装置２００を示す平面図である。
【図５】使用済ロールＲ１が巻芯切断装置１００のクランプ装置３に設置されている場合における使用済ロールＲ１の外観を示す斜視図である。
【図６】巻芯切断装置１００において上記動作を実行した後の使用済ロールＲ１の外観を示す斜視図である。
【図７】巻芯切断装置１００において上記動作を実行した後に、使用済ロールＲ１から取り出した芯紙Ｒ２の一部を示す斜視図である。
【図８】ワーク芯出装置９を示す拡大図である。
【図９】巻芯切断装置１００によって切断された芯紙Ｒ２を使用済ロールＲ１から分離する芯紙除去装置３００の概略を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
Ｒ１…使用済ロール、Ｒ３…樹脂フィルム、Ｒ２…芯紙、１００…巻芯切断装置、２００…高圧水発生装置、１…架台本体、２…ノズル移動装置、３…クランプ装置、４…ノズルヘッド、５…飛散防止カバー、６…ワーク回転装置、７…制御盤、８…操作盤、９…ワーク芯出装置、１０…フレーム、２１…ノズル本体、２２…ノズルホルダ、２３…上下移動機構、２４…支柱、２５、２６…プーリ、２７、２８…チェーン、２９…モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻材を巻芯にロール状に巻回して構成されるロールを、巻芯と巻材とに分離する巻芯切断装置及び巻芯切断方法に係り、特に、菓子、薬等に使用されるパッケージの包装用樹脂フィルムを巻芯用の芯紙にロール状に巻回して構成される使用済ロールを、包装用樹脂フィルムと芯紙とに分離する巻芯切断装置及び巻芯切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
菓子、薬等の製造会社がパッケージ入りの商品を製造する場合に使用するパッケージ用の包装用樹脂フィルムは、通常、製造に必要となる包装用樹脂フィルムの数量を当該製造会社がフィルム印刷会社に発注する。この必要数量の包装用樹脂フィルムを受注したフィルム印刷会社は、受注した数量の樹脂フィルムに所定の印刷をし、印刷した樹脂フィルムを紙芯（ダンボール等）に巻き付け、印刷した樹脂フィルムと紙芯とからなるロール状フィルムを製造する。この場合に、当該フィルム印刷会社は、印刷工程において、インク不足で受注数量の樹脂フィルムに一度で印刷することができず作業が停止することを防止するために、必要数量以上のインクを使用し、樹脂フォルムの印刷工程を実施する。
【０００３】
このように、当該フィルム印刷会社は、受注数量以上の樹脂フォルムに印刷し、受注数量以上のロール状フィルムを製造する場合が多い。この場合、発注元の製造会社には、発注数量以上の包装用樹脂フィルムが納品される。そうすると、この納品された包装用樹脂フィルムを使用して発注元の製造会社が商品を製造する場合、この製造会社の製造工程において包装用樹脂フィルムが残り、残った包装用樹脂フィルムのロール状フィルムが産業廃棄物になる。このように、残った包装用樹脂フィルムのロール状フィルムが産業廃棄物になった場合には、このロール状フィルムをリサイクル処理する必要があるので、このロール状フィルムを樹脂フィルムと芯紙とに分離する必要がある。
【０００４】
この分離方法として、チェーンソーを使用し、ロールを２つに分割し、分割したロールを樹脂フィルムと芯紙とに分離する方法がある。なお、この方法を使用する場合には、ロールをチェーンソーで切断する際に切断部分に高熱が発生する。このため、このロールの巻材がフィルムである場合には、切断部分に発生した熱でフィルムが溶け、この溶けたフィルムがチェーンソーに付着する。このように、溶けたフィルムがチェーンソーに付着すると、切断能力が低下し、分離作業の効率が低下するという問題がある。
【０００５】
また、別の分離方法として、油圧プレスを使用し、芯紙の形状に合わせた円柱部材（押出部）で芯紙を押し出し、ロールを樹脂フィルムと芯紙とに分離する方法がある。ところで、ロールの樹脂フィルムと芯紙とは、巻取りにおける締付力が一般的に強い。このため、油圧プレスによる分離方法を使用する場合には、ロールから芯紙を押し出す時間として５〜６分の時間を要する場合が多い。つまり、油圧プレスによってロールを樹脂フィルムと芯紙とに分離する場合、分離作業の時間が長いという問題がある。また、紙芯を押し出すための円柱部材（押出部）として、芯紙の形状に合わせた、油圧プレスのストロークが長いタイプの円柱部材が必要である。そうすると、分離するロールの芯紙の径が異なる場合には、各芯紙の径に合わせた円柱部材を用意する必要があるので、この方法の使用に係るコストが増加するという問題がある。
【０００６】
さらに、別の分離方法として、シャーリングでロールを２つ割りにし、包装用樹脂フィルムのロールを樹脂フィルムと芯紙とに分離する方法がある。しかし、シャーリングによる分離方法は、実用化がされているが、現段階においては、ワークが踊る点や刃の寿命が短い点等に問題がある。
【０００７】
なお、本発明に関連する発明として、例えば、引用文献１には、印刷等に使用される巻材と巻芯用パイプとからなるロールについて、使用後のロールを軸方向に水平移送し、ガイド手段でロールを押え、移送方向にカッターでロールを切断する使用済ロールの分離切断装置が開示されている。
【０００８】
しかし、引用文献１に記載の分離切断装置を使用した場合、使用済ロールをカッターで切断する際に切断部分に高熱が発生する。このため、上記で示したチェーンソーを使用する分離方法と同様に、溶けたフィルムがチェーンソーに付着するので、切断能力が低下し、分離作業の効率が低下するという問題がある。
【０００９】
また、引用文献２には、円筒状コアに巻芯残紙が巻き付けられた円筒状のロールを搬送するコンベアと、このコンベア上に設けられ前記ロールの軸方向に沿って相対的に移動可能な高圧水噴射器とを具備し、コンベア上に設けられたロール表面の巻芯残紙に向けて、高圧水噴射器の高圧水ノズルから高圧水を噴射することによってロールの巻芯残紙を切断し、円筒状コアから巻芯残紙を分離除去する巻芯残紙の除去装置が開示されている。
【００１０】
しかし、引用文献２に記載の巻芯残紙の除去装置は、ロールの巻材が紙の場合において、ロール表面に高圧水を噴射し、円筒状コアから巻芯残紙を分離除去するものである。つまり、引用文献２には、ロールの巻材が紙以外の場合についての記載がないので、例えば、巻材がフィルムで巻芯がダンボールの芯紙で構成されるロールを、フィルムと芯紙とに分離する場合に直接適用することができないという問題がある。また、引用文献２の段落［００５１］に記載されているように、ロール径の大小に応じて、切断に要する時間を変化させる必要があり、ロール径が大きく巻芯残紙の厚さが大きいロールの切断を継続する場合には、作業時間が長くなるという問題がある。
【特許文献１】特開平１０−２４９７９０号公報
【特許文献２】特開２００１−１７１９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記で示したように、従来は、巻材を巻芯にロール状に巻回して構成されるロールを、巻芯と巻材とに分離する場合に、分離作業に要する作業時間が長く、作業効率が低いという問題があった。
【００１２】
本発明は、巻材を巻芯にロール状に巻回して構成されるロールを、巻芯と巻材とに分離する場合に、分離作業を迅速に行うことができ、作業効率を高めることができる巻芯切断装置及び巻芯切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定する固定部と、前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出し、前記中空巻芯において高圧水を吐出した部分を切断する高圧水吐出部とを有することを特徴とする巻芯切断装置である。
また、本発明は、中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定し、前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出し、前記固定されたロールの中空巻芯を切断することを特徴とする巻芯切断方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、巻材を巻芯にロール状に巻回して構成されるロールを、巻芯と巻材とに分離する場合に、分離作業を迅速に行うことができ、作業効率を高めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態である巻芯切断装置及び巻芯切断方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態である巻芯切断装置１００を示す正面図である。
図２は、巻芯切断装置１００を示す側面図である。
図３は、巻芯切断装置１００を示す平面図である。
図４は、配管２０７を介して巻芯切断装置１００と接続される高圧水発生装置２００を示す平面図である。
図５は、使用済ロールＲ１が巻芯切断装置１００のクランプ装置３に設置されている場合における使用済ロールＲ１の外観を示す斜視図である。
【００１７】
使用済ロールＲ１は、樹脂フィルムＲ３を芯紙Ｒ２にロール状に巻回して構成されるロールであって、産業廃棄物としてリサイクル処理される使用済ロールである。
【００１８】
芯紙Ｒ２は、ダンボール製の巻芯である。例えば、芯紙Ｒ２の内径を７５ｍｍとし、外径を９０ｍｍとし、厚さを７．５ｍｍとする。
【００１９】
樹脂フィルムＲ３は、菓子、薬等に使用されるパッケージの包装用樹脂フィルムである。
【００２０】
なお、本実施の形態では、包装用樹脂フィルムと芯紙とで構成される使用済ロールを使用して説明するが、包装用樹脂フィルム以外の他のフィルム等の巻材と、芯紙以外の巻芯とで構成されるロールに本実施の形態を適用することができる。なお、使用済ロールではないロールに本実施の形態を適用することができる。
【００２１】
巻芯切断装置１００は、架台本体１と、ノズル移動装置２と、クランプ装置３と、ノズルヘッド４と、飛散防止カバー５と、ワーク回転装置６と、制御盤７と、操作盤８と、ワーク芯出装置９と、フレーム１０と、使用済ロール検知センサ（図示せず）と、飛散防止カバーの開閉状態検知センサ（図示せず）と、使用済ロールの高さ測定部（図示せず）とを有する。
【００２２】
架台本体１は、ワークである使用済ロールＲ１を載せる架台である。
ノズル移動装置２は、無段減速機仕様であって、ノズル本体２１と、ノズルホルダ２２と、上下移動機構２３と、支柱２４と、プーリ２５、２６と、チェーン２７、２８と、モータ２９と、ノズル回転モータ（図示せず）とを有する。
【００２３】
ノズル本体２１は、円筒形状のノズルであり、上端部に配管２０７が接続され、ノズルホルダ２２に進退可能に保持されている。
【００２４】
ノズルホルダ２２は、フレーム１０に設けられたノズルホルダであって、円形の孔によってノズル本体２１を進退可能に保持するものである。なお、ノズル本体２１と前記孔との断面形状は略同径であり、ノズル本体２１と前記孔との間には、ノズル本体２１のスムーズな進退を確保するグリス潤滑が施されている。
【００２５】
上下移動機構２３は、ノズル本体２１の上端部に取付けられると共にチェーン２７に固定され、ノズル本体２１を上下に移動可能に支柱２４上に支持される。上下移動機構２３は、チェーン２７に固定されているので、チェーン２７の動きに応じて上下に移動する。なお、図１、２において、最上部に位置する上下移動機構２３と、最下部に位置する上下移動機構２３ａとを示す。
【００２６】
支柱２４は、ノズル本体２１の軸線方向と平行にフレーム１０に設けられ、上下移動機構２３を上下にガイドする軌道である。
【００２７】
プーリ２５は、支柱２４の上端部において支柱２４に支持されたノズル本体２１が取付けられた面とは反対側の面に設けられたプーリであり、チェーン２７を介して接続されるプーリ２６からモータ２９の動力が伝達される。
【００２８】
プーリ２６は、支柱２４の下端部において支柱２４に支持されたノズル本体２１が取付けられた面とは反対側の面に設けられたプーリであり、チェーン２８を介して接続されるモータ２９からの動力をチェーン２７を介してプーリ２５に伝達する。
【００２９】
モータ２９は、制御盤７からの制御に基づいて、チェーン２７に固定された上下移動機構２３を上下に移動させる速度可変モータである。
【００３０】
ノズル回転モータ（図示せず）は、制御盤７からの制御に基づいて、ノズル本体２１の軸線を回動中心としてノズルヘッド４を回動させる速度可変モータである。例えば、ノズルヘッド４の回転速度を３〜１０ｍｉｎ−１とする。
【００３１】
クランプ装置３は、図５に示すように、ワーク回転装置６上に使用済ロールＲ１を手動方式で固定するクランプ装置である。
【００３２】
ノズルヘッド４は、ノズル本体２１の先端部に設けられたノズルヘッドであり、高圧水発生装置２００から出力された高圧水を吐出するものである。例えば、ノズルヘッド４から吐出される高圧水の圧力は、１００ＭＰａ〜３５０ＭＰａであり、ノズルヘッド４のノズル径は、φ０．１５〜φ０．５である。このようにした場合には、極めて少ない使用水で対応することができる。なお、第１の実施の形態では、２つの吐出口４ａを備えたノズルヘッドについて説明するが、１または３以上の吐出口を備えたノズルについて、第１の実施の形態を適用することができる。なお、高圧水Ｗ１の吐出角度は、第１の実施の形態では、図１に示すように、ノズル本体２１の軸線方向に対して６０度の場合を示すが、前方６０度から後方６０度までが適用範囲として好ましい。しかし、高圧水Ｗ１の吐出角度がこれに限定されるわけではない。また、吐出口４ａは、図１、図５に示すように、ノズル本体２１の軸線を通る直線上に設けられ、芯紙Ｒ２の内周面に向けて高圧水Ｗ１を吐出するように設けられている。
【００３３】
飛散防止カバー５は、架台本体１上に固定された使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２を切断する際に、ノズルヘッド４から吐出された高圧水の飛散を防止するカバーであって手動方式で開閉するカバーである。具体的には、図１〜３に示すように、使用済ロールＲ１を架台本体１に設置する前は、飛散防止カバー５が開いた状態であり、使用済ロールＲ１を架台本体１に設置した後に、使用済ロールＲ１の上部と側面部とを覆うように、飛散防止カバー５を閉じる。
【００３４】
ワーク回転装置６は、図５に示すように、クランプ装置３を使用して使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２の軸線とノズル本体２１の軸線とが一致する位置に使用済ロールＲ１を固定し、固定させた使用済ロールＲ１を等速度で回転させるワーク回転装置である。具体的には、ワーク回転装置６は、使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２の内周面を螺旋状に切断する場合に、固定させた使用済ロールＲ１を等速度で回転させる。例えば、ワーク回転装置６の回転速度を３〜１０ｍｉｎ−１とする。ワーク回転装置駆動部６ａは、Ｖベルト６ｂを介して、ワーク回転装置６を回転させる駆動部である。
【００３５】
制御盤７は、図示しないＣＰＵとメモリとを有する。
ＣＰＵは、メモリに記憶されている各種制御プログラムに基づいて、巻芯切断装置１００全体と、高圧水発生装置２００とを制御するものである。
【００３６】
メモリは、操作盤８から入力された各種情報を記憶すると共に、各種制御プログラムを記憶するメモリである。
【００３７】
使用済ロール検知センサは、架台本体１に設置され、ワーク回転装置６に使用済ロールＲ１が設置されているか否かを検知し、検知した使用済ロールＲ１の有無を示す使用済ロール有無情報をＣＰＵに出力するセンサである。
【００３８】
飛散防止カバーの開閉状態検知センサは、飛散防止カバー５の近傍に設置され、飛散防止カバー５の開閉状態を検知し、検知した飛散防止カバー５の開閉状態を示す飛散防止カバー開閉情報をＣＰＵに通知するセンサである。
【００３９】
使用済ロールの高さ測定部は、架台本体１に設置された使用済ロールＲ１の軸線方向の長さを測定し、測定した使用済ロールＲ１の長さを示す使用済ロール長さ情報をＣＰＵに出力するものである。
【００４０】
操作盤８は、巻芯切断装置１００を操作するための各種情報を入力する操作盤であり、入力された情報を制御盤７に出力する。
【００４１】
図８は、ワーク芯出装置９を示す拡大図である。
ワーク芯出装置９は、ワーク回転装置６に固定される使用済ロールＲ１の芯出しをするワーク芯出装置であり、使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２の軸線とノズル本体２１の軸線とが一致する位置にフット操作方式で使用済ロールＲ１を固定するものである。
【００４２】
高圧水発生装置２００は、モータ２０１と、動力伝達部２０２と、ジェットポンプ２０３と、ボールタップ付の給水タンク２０４と、ドレーン用のシリンダバルブ２０５と、出口弁２０６とを有する。
【００４３】
高圧水発生装置２００は、動力伝達部２０２を介してモータ２０１の動力をジェットポンプ２０３に伝達し、給水タンク２０４から給水された水をジェットポンプ２０３が高圧水として出口弁２０６に出力し、出口弁２０６から高圧水を配管２０７に出力する。なお、シリンダバルブ２０５は、出口弁２０６の近傍に設置され、出口弁２０６から出力される高圧水の圧力調整をする圧力調整弁である。
【００４４】
次に、巻芯切断装置１００の動作について説明する。
【００４５】
この動作においては、使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２の厚さ・直径を予め操作盤８から入力しておき、制御盤７のメモリに芯紙Ｒ２の厚さ・直径が記憶されている場合について説明する。
【００４６】
操作盤８において動作の開始が指示されると、使用済ロール検知センサから入力した使用済ロール有無情報に基づいて、架台本体１に使用済ロールＲ１が設置されているか否かを判断すると共に、飛散防止カバーの開閉状態検知センサから入力した飛散防止カバー開閉情報に基づいて、飛散防止カバー５が閉じた状態であるか否かを判断する。架台本体１に使用済ロールＲ１が設置され、飛散防止カバー５が閉じた状態であれば、使用済ロールの高さ測定部から入力した使用済ロール長さ情報に基づいて、使用済ロールＲ１の加工開始点（ワーク回転装置６に固定された使用済ロールＲ１の上端部分）を求め、この使用済ロールＲ１の加工開始点を制御盤７のメモリに記憶する。続いて、ノズルヘッド４から高圧水を吐出させない状態でモータ２９を回転させ、原点から加工開始点まで、ノズル本体２１を移動させる。
【００４７】
制御盤７のメモリに記憶されている加工開始点にノズルヘッド４が到達したと判断すると、ノズルヘッド４から高圧水の吐出を開始し、ノズルヘッド４から吐出される高圧水の圧力が目標圧力に到達するまでの間待機する。
【００４８】
高圧水の圧力が目標圧力に到達すれば、加工開始点（ワーク回転装置６に固定された使用済ロールＲ１の上端部分）から直線加工終了点（ワーク回転装置６に固定された使用済ロールＲ１の下端部分）まで、ノズルヘッド４から高圧水を吐出させた状態でノズル本体２１を所定の速度で移動させる。なお、目標圧力と所定速度とは、制御盤７のメモリに記憶された芯紙Ｒ２の厚さ・直径に基づいて設定される。目標圧力と所定速度とを、操作盤８から予め入力するようにしてもよい。
【００４９】
目標圧力でノズルヘッド４から高圧水を芯紙Ｒ２に吐出すると、高圧水が吐出された部分が切断される。このように、目標圧力でノズルヘッド４から芯紙Ｒ２に高圧水を吐出させた状態で、架台本体１に固定された使用済ロールＲ１の上端部分から下端部分までノズルヘッド４を移動させることによって、芯紙Ｒ２の内周面を２つの直線に切断し、芯紙Ｒ２を２つに分割することができる。
【００５０】
ノズルヘッド４が直線加工終了点に到達すれば、ワーク回転装置６に固定された使用済ロールＲ１が所定の回転速度になるようにワーク回転装置駆動部６ａを回転させると共に、モータ２９を逆回転させる。続いて、ワーク回転装置６を所定の回転速度で回転させた状態で、加工開始点まで所定の速度でノズルヘッド４を移動させる。このようにすることによって、ノズルヘッド４から芯紙Ｒ２の内周面に高圧水を螺旋状に吐出させることができる。
【００５１】
続いて、ノズルヘッド４が加工開始点に到達すると、ノズルヘッド４からの高圧水の吐出を停止すると共に、ワーク回転装置６の回転を停止し、ノズルヘッド４を原点まで移動させ、終了する。
【００５２】
なお、第１の実施の形態では、加工開始点から直線加工終了点までの切断については、芯紙Ｒ２の内周面を直線に切断し、直線加工終了点から加工開始点までの切断については、芯紙Ｒ２の内周面を螺旋状に切断する。このようにする代わりに、加工開始点から直線加工終了点までの切断については、芯紙Ｒ２の内周面を螺旋状に切断し、直線加工終了点から加工開始点までの切断については、芯紙Ｒ２の内周面を直線に切断するようにしてもよい。また、芯紙Ｒ２の内周面の往復について、螺旋状に切断するようにしてもよい。
【００５３】
図６は、巻芯切断装置１００において上記動作を実行した後の使用済ロールＲ１の外観を示す斜視図である。
図７は、巻芯切断装置１００において上記動作を実行した後に、使用済ロールＲ１から取り出した芯紙Ｒ２の一部を示す斜視図である。
【００５４】
芯紙Ｒ２と樹脂フィルムＲ３とは機械で巻取りされているので、使用済ロールＲ１において芯紙Ｒ２と樹脂フィルムＲ３との密着力は一般的に非常に強い。このため、芯紙Ｒ２を螺旋状のみに切断した場合には、使用済ロールＲ１から芯紙Ｒ２を除去する作業に時間を要する場合がある。
【００５５】
しかし、巻芯切断装置１００を使用して使用済ロールＲ１から芯紙Ｒ２を分離する場合、図７に示すように、芯紙Ｒ２が細かく粉砕されず、ある程度の大きさ（ブロック状）に切断された芯紙Ｒ２を除去することができるので、使用済ロールＲ１から芯紙Ｒ２を分離する作業が容易である。また、使用済ロールＲ１の樹脂フィルムＲ３の外形（厚さ等）の大きさに関係なく、芯紙Ｒ２を基準にセンタ出しをして切断作業をすることができるので、切断動作に係る設定が容易である。さらに、使用済ロールＲ１の樹脂フィルムＲ３の外形（厚さ等）の大きさに関係なく、芯紙Ｒ２の厚さ等を基準に切断作業を行うので、切断に要する作業時間を短縮することができる。
【００５６】
なお、上記動作においては、芯紙Ｒ２の内周面を螺旋状に切断する場合、ワーク回転装置６を回転させることによって切断するが、ワーク回転装置６を回転させる代わりに、ノズルヘッド４を回転させることによって芯紙Ｒ２の内周面を螺旋状に切断するようにしてもよい。また、芯紙Ｒ２の軸方向にノズルヘッド４を移動させる代わりに、使用済ロールＲ１を固定するワーク回転装置６を当該軸方向に移動させることによって芯紙Ｒ２の内周面を直線または螺旋状に切断するようにしてもよい。また、使用済ロールＲ１の加工開始点と直線加工終了点を予め設定しておくようにしてもよい。また、巻芯切断装置１００を使用して使用済ロールＲ１の芯紙Ｒ２を切断する場合、芯紙Ｒ２をある程度の大きさ（ブロック状）にするために、直線や螺旋状等の切断方法を上記以外の組み合わせで実行するようにしてもよい。
【００５７】
［第２の実施の形態］
図９は、巻芯切断装置１００によって切断された芯紙Ｒ２を使用済ロールＲ１から分離する芯紙除去装置３００の概略を示す拡大断面図である。
【００５８】
芯紙除去装置３００は、爪付きスライドハンマ３０１と、スライドハンマ引抜装置（チューブ連続引抜機）３０２とを有する。
【００５９】
爪付きスライドハンマ３０１は、芯紙Ｒ２にかみ込ませる爪３０３と、爪保持部３０４と、柄３０５と、芯紙Ｒ２の直径と略同一の直径を有するガイド３０６と、移動機構３０７とを有する。
【００６０】
第２の実施の形態に係る除去方法は、巻芯切断装置１００によって切断された芯紙Ｒ２の中に爪付きスライドハンマ３０１を挿入し、爪３０３を芯紙Ｒ２にかみ込ませ、その後、爪付きスライドハンマ３０１の柄３０５の部分をチューブ連続引抜機のローラで挟み、爪付きスライドハンマ３０１を引抜くという手順で実行する。
【実施例１】
【００６１】
次に、巻芯切断装置１００を使用した実施例１を説明する。
実施例１で使用するロールの巻芯の材質を「ダンボール紙」とし、ロールの寸法は、φ３００×７００ｍｍ、φ４００×２００ｍｍ、厚さ：１３ｍｍである。また、芯紙の内周面の往路の切断は、ロールを回転させず、芯紙の内周面を直線切断し、一方、芯紙の内周面の復路の切断は、ロールを回転させ、芯紙の内周面を螺旋状に切断した。
【００６２】
実施例１の実施条件は、以下の通りである。
圧力：１３５、１５０ＭＰａ
ノズル径：０．４、０．４５ｍｍ
流量：６．８、７．２Ｌ／ｍｉｎ
速度：０．５〜１．０ｍ／ｍｉｎ
ノズル距離：２０ｍｍ
回転速度：４．５ｍｉｎ−１
【００６３】
また、実施例１の最適条件は、以下の通りである。
圧力：１５０ＭＰａ
ノズル径：０．４、０．４５ｍｍ
流量：７．２Ｌ／ｍｉｎ
速度：０．５（螺旋状に切断する場合）、０．８ｍ／ｍｉｎ（直線で切断する場合）
ノズル距離：２０ｍｍ
回転速度：４．５ｍｉｎ−１
【００６４】
上記最適条件で、紙芯の内周面から超高圧水で紙芯を切断することによって、図７に示すように、紙芯を細かく分解することができた。紙芯の切断後、細かく切断された芯紙を鉤型状の棒等によって取り出すことができた。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定する固定部と、高圧水を吐出するノズルとを有し、前記固定されたロールの巻芯の内周面に、前記ノズルから高圧水を吐出し、前記固定されたロールの巻芯を切断することができる切断装置に本発明を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態である巻芯切断装置１００を示す正面図である。
【図２】巻芯切断装置１００を示す側面図である。
【図３】巻芯切断装置１００を示す平面図である。
【図４】配管２０７を介して巻芯切断装置１００と接続される高圧水発生装置２００を示す平面図である。
【図５】使用済ロールＲ１が巻芯切断装置１００のクランプ装置３に設置されている場合における使用済ロールＲ１の外観を示す斜視図である。
【図６】巻芯切断装置１００において上記動作を実行した後の使用済ロールＲ１の外観を示す斜視図である。
【図７】巻芯切断装置１００において上記動作を実行した後に、使用済ロールＲ１から取り出した芯紙Ｒ２の一部を示す斜視図である。
【図８】ワーク芯出装置９を示す拡大図である。
【図９】巻芯切断装置１００によって切断された芯紙Ｒ２を使用済ロールＲ１から分離する芯紙除去装置３００の概略を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
Ｒ１…使用済ロール、Ｒ３…樹脂フィルム、Ｒ２…芯紙、１００…巻芯切断装置、２００…高圧水発生装置、１…架台本体、２…ノズル移動装置、３…クランプ装置、４…ノズルヘッド、５…飛散防止カバー、６…ワーク回転装置、７…制御盤、８…操作盤、９…ワーク芯出装置、１０…フレーム、２１…ノズル本体、２２…ノズルホルダ、２３…上下移動機構、２４…支柱、２５、２６…プーリ、２７、２８…チェーン、２９…モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定する固定部と、
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出し、前記中空巻芯において高圧水を吐出した部分を切断する高圧水吐出部と、
を有することを特徴とする巻芯切断装置。
【請求項２】
前記固定されたロールの中空巻芯の軸方向に前記高圧水吐出部を移動させる高圧水吐出部移動手段と、
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に前記高圧水吐出部から高圧水を吐出させた状態で、当該中空巻芯の内周面の一の端部から他の端部まで、前記高圧水吐出部を前記軸方向に移動させる高圧水吐出部移動制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の巻芯切断装置。
【請求項３】
前記固定されたロールの中空巻芯の軸線を回動中心として、前記高圧水吐出部を回動させる高圧水吐出部回動手段と、
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に前記高圧水吐出部から高圧水を吐出させた状態で、前記中空巻芯の軸線を回動中心として前記高圧水吐出部を回動させる高圧水吐出部回動制御手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の巻芯切断装置。
【請求項４】
前記固定されたロールの中空巻芯の軸線を回動中心として、前記ロールが固定された固定部を回動させる回動手段と、
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に前記高圧水吐出部から高圧水を吐出させた状態で、前記中空巻芯の軸線を回動中心として前記ロールが固定された固定部を回動させる固定部回動制御手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の巻芯切断装置。
【請求項５】
中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定し、前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出し、前記固定されたロールの中空巻芯を切断することを特徴とする巻芯切断方法。
【請求項６】
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出させた状態で、前記内周面において前記高圧水を吐出する部分を前記軸方向に移動させ、前記固定されたロールの中空巻芯を切断することを特徴とする請求項５に記載の巻芯切断方法。
【請求項７】
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出させた状態で、前記内周面において前記高圧水を吐出する部分を螺旋状に移動させ、前記固定されたロールの中空巻芯を切断することを特徴とする請求項５に記載の巻芯切断方法。
【請求項８】
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出させた状態で、前記中空巻芯の軸線を回動中心として、前記ロールを固定する固定部を回動させ、前記固定されたロールの中空巻芯を切断することを特徴とする請求項６に記載の巻芯切断方法。
【請求項９】
前記固定されたロールの中空巻芯を切断した後に、スライドハンマに取付けられた爪をロールの中空巻芯に挿入し、前記爪を中空巻芯にかみ込ませた状態で前記スライドハンマを引き抜き、前記固定されたロールから前記切断した中空巻芯を除去することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の巻芯切断方法。
【請求項１】
中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定する固定部と、
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出し、前記中空巻芯において高圧水を吐出した部分を切断する高圧水吐出部と、
を有することを特徴とする巻芯切断装置。
【請求項２】
前記固定されたロールの中空巻芯の軸方向に前記高圧水吐出部を移動させる高圧水吐出部移動手段と、
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に前記高圧水吐出部から高圧水を吐出させた状態で、当該中空巻芯の内周面の一の端部から他の端部まで、前記高圧水吐出部を前記軸方向に移動させる高圧水吐出部移動制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の巻芯切断装置。
【請求項３】
前記固定されたロールの中空巻芯の軸線を回動中心として、前記高圧水吐出部を回動させる高圧水吐出部回動手段と、
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に前記高圧水吐出部から高圧水を吐出させた状態で、前記中空巻芯の軸線を回動中心として前記高圧水吐出部を回動させる高圧水吐出部回動制御手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の巻芯切断装置。
【請求項４】
前記固定されたロールの中空巻芯の軸線を回動中心として、前記ロールが固定された固定部を回動させる回動手段と、
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に前記高圧水吐出部から高圧水を吐出させた状態で、前記中空巻芯の軸線を回動中心として前記ロールが固定された固定部を回動させる固定部回動制御手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の巻芯切断装置。
【請求項５】
中空巻芯に巻材をロール状に巻回してなるロールを固定し、前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出し、前記固定されたロールの中空巻芯を切断することを特徴とする巻芯切断方法。
【請求項６】
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出させた状態で、前記内周面において前記高圧水を吐出する部分を前記軸方向に移動させ、前記固定されたロールの中空巻芯を切断することを特徴とする請求項５に記載の巻芯切断方法。
【請求項７】
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出させた状態で、前記内周面において前記高圧水を吐出する部分を螺旋状に移動させ、前記固定されたロールの中空巻芯を切断することを特徴とする請求項５に記載の巻芯切断方法。
【請求項８】
前記固定されたロールの中空巻芯の内周面に高圧水を吐出させた状態で、前記中空巻芯の軸線を回動中心として、前記ロールを固定する固定部を回動させ、前記固定されたロールの中空巻芯を切断することを特徴とする請求項６に記載の巻芯切断方法。
【請求項９】
前記固定されたロールの中空巻芯を切断した後に、スライドハンマに取付けられた爪をロールの中空巻芯に挿入し、前記爪を中空巻芯にかみ込ませた状態で前記スライドハンマを引き抜き、前記固定されたロールから前記切断した中空巻芯を除去することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の巻芯切断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１２４１１３（Ｐ２００６−１２４１１３Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１５７８７（Ｐ２００４−３１５７８７）
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（０００１３２１６１）株式会社スギノマシン (144)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（０００１３２１６１）株式会社スギノマシン (144)
【Ｆターム（参考）】
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