JP5467619B2

JP5467619B2 - 複合紙管の製造機

Info

Publication number: JP5467619B2
Application number: JP2012506737A
Authority: JP
Inventors: 隆太郎鶴泉
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: WO2011118023A1; JPWO2011118023A1

Description

本発明は、複合紙管の製造機に関するものである。

スパイラル紙管製造装置が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載されているように、スパイラル形状の紙管は、送り出された紙をマンドレルに対しスパイラル状に巻き付けて製造される。紙は、巻き締めベルトによってマンドレルに強固に巻き付けられる。しかしながら、マンドレルと接触する材料が金属製である場合、すなわち、金属ウエブが内側に配された複合紙管を製造しようとした場合、マンドレルも金属製であるため、摩擦熱によって互いに溶着してしまう。溶着してしまうと、金属ウエブがそれ以上送り出されなくなってしまい、作業を中止しなければならない。
従来では、これを防止するため、マンドレルと金属ウエブの間に捨て紙を配置させていた。この捨て紙を使用することは、コスト増加につながり、さらに捨て紙を抜き取る作業が必要となり、作業効率が悪い。

特開２００１−６２９４５号公報

本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、金属製のマンドレルと直接接触する層が金属ウエブであっても、両者が互いに摩擦熱によって溶着することを防止し、作業の効率化を図り、さらに製造の低コスト化も図ることができる複合紙管の製造機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１の発明では、金属製のマンドレルと、前記マンドレルに帯状の金属ウエブ及び紙ウエブをスパイラル状に巻き付ける巻き締めベルトを含み、内面が前記金属製ウエブからなる複合紙管を成形する巻き付け装置と、前記マンドレルの外周面を覆うコーティング層とを備え、前記コーティング層は前記外周面にスパイラルに形成され、前記外周面に該外周面の１つ母線に沿い間隔を存して並ぶ露出域を残していることを特徴とする複合紙管の製造機を提供する（請求項１）。

好ましくは、前記コーティング層は、前記マンドレルの前記外周面に前記マンドレルの長手方向に沿ってスパイラル状に巻き付けられたコーティングテープである（請求項２）。
好ましくは、前記コーティングテープの幅は、前記金属ウエブの幅より短い（請求項３）。
好ましくは、前記コーティング層は、高分子ポリエチレンである（請求項４）。

さらに好ましくは、前記巻き締めベルトは無端状をなし、そして、前記巻き付け装置は、前記マンドレルを挟んで立設し、前記巻き締めベルトが掛け回された２本の回転軸を更に含み、前記巻き締めベルトは前記マンドレルに巻回された巻き付け部を有する（請求項５）。

好ましくは、前記金属ウエブを前記マンドレルに供給するための第１の繰出し経路と、前記第１の繰出し経路の始端に配置され、前記金属ウエブが巻き取られている第１のロールと、前記紙ウエブを前記金属ウエブの外側に重ねるべく前記マンドレルに供給するための第２の繰出し経路と、前記第２の繰出し経路の始端に配置され、前記紙ウエブが巻取られている第２のロールと、前記第２の繰出し経路に配置され、前記紙ウエブの内側に接着剤を塗布するための接着剤転写ローラとをさらに備えている（請求項６）。
好ましくは、金属ウエブはアルミ又はステンレスである（請求項７）。

本発明によれば、マンドレルの外周面にコーティング層がスパイラルに形成され、前記外周面にマンドレルの１つ母線に沿い間隔を存して並ぶ露出域が残されているので、金属ウエブがマンドレルに巻き締められたときに、強固な巻き付け力に対応することができ、細い複合紙管を製造することができるとともに、コーティング層と金属ウエブとの接触面積を狭くできる。したがって、摩擦熱の発生を抑制でき、金属ウエブとマンドレルが互いに溶着することを防止できる。さらには、従来用いられてきた金属ウエブとマンドレルとの溶着を防止するための捨て紙が不要となるので、コストの低減を図ることができる。また、捨て紙を除去する工程も不要となるので、作業の効率化を図ることができる。

また、コーティング層として、マンドレルにスパイラル状に巻き付けられたコーティングテープを用いれば、コーティング層の形成が容易となる。また、露出域もスパイラル状に形成されるので、金属ウエブを巻き付けたときに、露出域に空気が流通するので、冷却効果も得ることができる。

また、コーティングテープの幅を金属ウエブの幅より狭くすることで、金属ウエブとコーティングテープの接触面積を確実に狭くすることができ、摩擦熱の発生をより確実に抑制することができる。したがって、金属ウエブとマンドレルが互いに溶着することを確実に防止できる。
また、コーティング層に高分子ポリエチレンを用いることで、金属ウエブとマンドレルの間に発生する摩擦熱を効率よく抑制できる。

また、製造される複合紙管が２層構造であっても、第２のロールから紙ウエブに接着剤を塗布して金属ウエブの外側に貼り付けながらマンドレルに巻き締めることで、内側が金属ウエブからなる２層構造の複合紙管を製造することができる。なお、層の数だけロールと接着剤転写ローラを用意すれば、多層構造の複合紙管も製造することができる。

本発明に係る複合紙管の製造機の概略図である。図１のＡ部における概略断面図である。本発明に係る複合紙管の製造機におけるマンドレルの側面図である。

図１に示すように、本発明に係る複合紙管の製造機１は、マンドレル２と、巻き締めベルト３とを有している。さらに、製造機１は、第１のロール４及び第２のロール５とを含んでいる。マンドレル２は、金属製であり、例えば中実の円柱形状をなしている。マンドレル２の基端は支持具６に固定されている。したがって、マンドレル２は支持具６から例えば水平方向に延びている。マンドレル２には帯状の金属ウエブ７がスパイラル状に巻き付けられる。具体的には、金属ウエブ７は第１の繰出し経路８に沿って供給され、第１の繰出し経路８の終端にてマンドレル２に巻き付けられる。第１の繰出し経路８の始端には第１のロール４が配されていて、この第１のロール４に金属ウエブ７が巻取られている。

巻き締めベルト３は、繰出し経路８の終端近傍に備わっている。巻き締めベルト３は、無端ベルトであり、マンドレル２を挟んで両側に立設している回転軸９，１０に掛けられている。その際、マンドレル２と交差する一方の側の巻き締めベルト３は、マンドレル２に巻き付けられている。ここが巻き付け部１８となる。回転軸９，１０が矢印Ｒ方向に回転することで、巻き締めベルト３が巻き付け部１８にて金属ウエブ７を外側から押さえながら巻き付ける。これにより、マンドレル２に供給された金属ウエブ７は、巻き付け部１８にてマンドレル２に対してさらに強固な巻き付け力を付与される。この巻き付けは、回転軸９，１０が矢印Ｒ方向に回転することにより、巻き締めベルト３がマンドレル２に巻き付けられた部分にて行われる。そして、金属ウエブ７は、巻き締めベルト３に巻き締められながら、マンドレル２の先端方向に送りだされていく。上記巻き締めベルト３、回転軸９，１０、及び巻き付け部１８にて巻き付け装置１９が形成されている。

一方で、図２に示すように、マンドレル２の外周面の一部はコーティング層１１で覆われている。したがって、コーティング層１１に覆われていない部分のマンドレル２の外周面は、露出している。具体的には、図３に示すように、コーティング層１１はコーティングテープ１２を用いて形成されている。すなわち、コーティングテープ１２をマンドレル２に間隔を存してスパイラル状に巻き付けて、コーティング層１１を形成している。換言すれば、コーティングテープ１２は、マンドレル２の外周面にその１つの母線に沿い間隔を存して並ぶ露出域１３を残している。この露出域１３は、コーティングテープ１２と同様にマンドレル２の長手方向に沿ってスパイラル状に形成されている。これにより、金属ウエブ７をマンドレル２に巻き付けて送り出すときに、露出域１３に空気が流通するので、冷却効果も得ることができる。図３において、例えばコーティングテープ１２の厚さは０．２５ｍｍであり、露出域１３の幅（コーティングテープ１２の間隔）は１ｍｍ〜２ｍｍである。

このように、マンドレル２の長手方向に沿って露出域１３を形成したコーティング層１１が備わるため、金属ウエブ７がマンドレル２に巻き締められたとき、コーティング層１１と金属ウエブ７との接触面積を狭くできる。したがって、摩擦熱の発生を抑制でき、金属ウエブ７とマンドレル２が互いに溶着することを防止できる。さらには、従来用いられてきた金属ウエブ７とマンドレル２との溶着を防止するための捨て紙が不要となるので、コストの低減を図ることができる。また、捨て紙を除去する工程も不要となるので、作業の効率化を図ることができる。また、コーティングテープ１２を用いることで、マンドレル２にスパイラル状に巻き付けるだけで容易にコーティング層１１を形成することができる。

また、コーティングテープ１２の幅は、金属ウエブ７の幅より短い。これにより、金属ウエブ７とコーティングテープ１２の接触面積を確実に狭くすることができ、摩擦熱の発生をより確実に抑制することができる。したがって、金属ウエブ７とマンドレル２が互いに溶着することを確実に防止できる。コーティングに使用する材料としては、高分子ポリエチレン、テフロン（登録商標）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等を使用できる。実際に、６ｍｍ〜９ｍｍ径のＳＵＳ製のマンドレルを用いて、高分子ポリエチレンのテープを巻き付けて実験を行った。金属ウエブを１０ｍ／ｍｉｎで供給し、７時間複合紙管を製造したが、金属ウエブとマンドレルに溶着は発生せず、さらにコーティングテープの摩耗もなかった。したがって、特に高分子ポリエチレンを用いてコーティング層を形成することが好ましいといえる。

本発明に係る複合紙管の製造機１の効果は、内側の層が金属ウエブ２を用いるものであれば、多層構造の複合紙管の製造機としても利用可能である。上述では、複合紙管における内側の層を形成する金属ウエブのみを例に挙げたが、２層構造の複合紙管を製造する場合は、図１に示すように、帯状の紙ウエブ１４が巻取られた第２のロール５を用意する。紙ウエブ１４は、第２の繰出し経路１５を経て、金属ウエブ７がマンドレル２に巻き付けられるのと同時にその外側を覆うようにしてマンドレル２に巻き付けられる。この巻き付け時に、金属ウエブ７と紙ウエブ１４とを接着するため、第２の繰出し経路１５の途中には接着剤転写ローラ１６が備わっている。これにより、紙ウエブ１４の内側には接着剤が塗布される。金属ウエブ７に接着されてマンドレル２に供給された紙ウエブ１４は、金属ウエブ７と同様に、巻き締めベルト３にて金属ウエブ７の外側からマンドレル２に対して巻き付けられる。これにより、図２にその断面が示されるように、２層構造の複合紙管１７が製造される。なお、層の数だけリールと接着剤転写ローラを用意すれば、多層構造の複合紙管も製造することができる。金属ウエブと貼り合わされた複合紙を幾重にも重ねることにより、より耐熱性の高い複合紙管を得ることができる。

１複合紙管の製造機
２マンドレル
３巻き締めベルト
４第１のロール
５第２のロール
６支持具
７金属ウエブ
８第１の繰出し経路
９回転軸
１０回転軸
１１コーティング層
１２コーティングテープ
１３露出域
１４紙ウエブ
１５第２の繰出し経路
１６接着剤転写ローラ
１７複合紙管
１８巻き付け部
１９巻き付け装置

Claims

金属製のマンドレルと、
前記マンドレルに帯状の金属ウエブ及び紙ウエブをスパイラル状に巻き付ける巻き締めベルトを含み、内面が前記金属製ウエブからなる複合紙管を成形する巻き付け装置と、
前記マンドレルの外周面を覆うコーティング層とを備え、
前記コーティング層は前記外周面にスパイラルに形成され、前記外周面に該外周面の１つ母線に沿い間隔を存して並ぶ露出域を残していることを特徴とする複合紙管の製造機。
前記コーティング層は、前記マンドレルの前記外周面に前記マンドレルの長手方向に沿ってスパイラル状に巻き付けられたコーティングテープであることを特徴とする請求項１に記載の複合紙管の製造機。
前記コーティング層の幅は、前記金属ウエブの幅より短いことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合紙管の製造機。
前記コーティング層は、高分子ポリエチレンであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の複合紙管の製造機。
前記巻き締めベルトは無端状をなし、
前記巻き付け装置は、前記マンドレルを挟んで立設し、前記巻き締めベルトが掛け回された２本の回転軸を更に含み、
前記巻き締めベルトは、前記マンドレルに巻回された巻き付け部を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の複合紙管の製造機。
前記金属ウエブを前記マンドレルに供給するための第１の繰出し経路と、
前記第１の繰出し経路の始端に配置され、前記金属ウエブが巻き取られている第１のロールと、
前記紙ウエブを前記金属ウエブの外側に重ねるべく前記マンドレルに供給するための第２の繰出し経路と、
前記第２の繰出し経路の始端に配置され、前記紙ウエブが巻取られている第２のロールと、
前記第２の繰出し経路に配置され、前記紙ウエブの内側に接着剤を塗布するための接着剤転写ローラとをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の複合紙管の製造機。
前記金属ウエブは、アルミ又はステンレスであることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の複合紙管の製造機。