JP5761092B2 - エンボス加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、衛生用紙などをエンボス加工する際に発生する紙粉を効率的に除去し得るエンボス加工装置に関する。

トイレットロールやキッチンロールなどの衛生用紙がロール状に巻回されたロール状衛生用紙においては、用紙自体にある程度の柔軟性や肌触りの良さが要求されることが多い。このような要求を満たすため、用紙にエンボス加工を施したり、より薄い柔軟な用紙を複数枚積層したりすることが広く行われている。特に、エンボス加工は用紙に含まれる繊維を破壊することができる上、エンボスデザインによって他の商品との識別化が容易となるため、様々なエンボスパターンが特許文献１などで提案されている。

衛生用紙をエンボス加工するためのエンボス加工装置としては、特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献２に開示されたエンボス加工装置は、金属製のエンボスロールとこのエンボスロールに押し付けられるラバーロールとの間に衛生用紙を送り込んで衛生用紙にエンボス加工を施すようにしている。なお、このラバーロールに代えて金属ロールを使用するエンボス加工装置も周知であるが、何れのエンボス加工装置においても、エンボス形成時に紙繊維の一部を破壊する工程を含んでいる。このため、衛生用紙をエンボス加工する際には必然的に紙粉が発生し、これがエンボスロールなどに付着することが知られている。特に、紙粉がエンボスロールの表面の凹部に堆積してエンボスロールが目詰まりを起こすと、意図したような輪郭を持つエンボスパターンを衛生用紙に形成することが次第に困難となってしまう。

このため、上述した特許文献２などでは、エンボスロールに付着した紙粉を掻き落とすためのブラシロールをエンボスロールに隣接して配し、このブラシロールによってエンボスロールの表面を払拭することを提案している。

特開２００９−２４３０１９号公報 特開２０１１−２１２８６６号公報

特許文献２に開示された従来のエンボス加工装置においては、衛生用紙のエンボス加工に伴って発生する紙粉がエンボスロールの表面に付着しないように、ブラシロールを用いてエンボスロールの表面を払拭している。しかしながら、ブラシロールによってエンボスロールの表面から掻き落とされた紙粉が周囲に飛散したり、これがエンボスロールの表面に再付着したりすることがあり、エンボスロールの目詰まりを確実に解消し得るものではなかった。

本発明の目的は、エンボス加工に伴って発生する紙粉によってエンボスロールの目詰まりをより確実に解消し得るエンボス加工装置を提供することにある。

本発明によるエンボス加工装置は、駆動回転され、外周面に凹部と凸部とが形成された円筒状のエンボスロールと、このエンボスロールの回転軸線と平行な軸線まわりに回転自在に支持され、当該エンボスロールの外周面に押し付けられるバックアップロールとを有し、これらエンボスロールとバックアップロールとの間に帯状のシートが挿通されるエンボス加工装置であって、前記エンボスロールの内側に画成される減圧チャンバーと、この減圧チャンバーに連通するように前記エンボスロールに形成され、前記エンボスロールの内周面と前記凹部とにそれぞれ開口する複数の吸引孔と、前記エンボスロールの長手方向に沿ってその側端部から突出するボス部に形成され、一端側が前記減圧チャンバーに連通するように前記エンボスロールの回転軸線に沿って延在する吸引通路と、この吸引通路の他端側に連通して前記減圧チャンバー内を減圧吸引する吸引手段とを具えたことを特徴とするものである。

本発明においては、帯状のシートがエンボスロールとバックアップロールとの間に挿通される間に、エンボスロールの凹部および凸部に応じたエンボス加工がシートに形成される。一方、エンボスロールの内側に形成された減圧チャンバーは、吸引手段により吸引通路を介して減圧状態となっている。このため、エンボスロールの凹部の近傍に浮遊する紙粉やエンボスロールの外周面に付着した紙粉が周囲の空気と共に吸引孔から減圧チャンバー内に吸い込まれ、吸引通路を通って吸引手段側へと回収される。

本発明によるエンボス加工装置において、エンボスロールの内径よりも小さな外径を有する心金をエンボスロールの内側に固定状態で配し、この心金がボス部と心金の長手方向軸線に沿って心金の外周面の一部に開口する溝部とを有し、この溝部とエンボスロールの内周面とで減圧チャンバーを画成するようにしてもよい。この場合、エンボス加工された帯状のシートがエンボスロールから剥離する領域に心金の溝部を開口させることが好ましく、バックアップロールがエンボスロールに押し当たる領域にも心金の溝部を開口させることが好ましい。

本発明のエンボス加工装置によると、帯状のウェブに対するエンボス加工中に発生する紙粉をエンボスロールの外周面の凹部に開口する吸引孔からエンボスロールの内側の減圧チャンバーおよび吸引通路を通って吸引手段側へと吸引して排除することができる。

エンボスロールの内径よりも小さな外径の心金をエンボスロールの内側に固定状態で配し、この心金が溝部とエンボスロールの内周面とで減圧チャンバーを画成した場合、心金に形成された溝部に連通する吸引孔からのみ紙粉を吸引することができる。つまり、心金の外周面に対してエンボスロールの内周面を摺接状態に保つことにより、エンボスロールに形成されたすべての吸引孔から同時に吸引を行う必要がなくなり、小さな吸引力の吸引手段を使用することが可能となる。

エンボス加工された帯状のシートがエンボスロールから剥離する領域に心金の溝部を開口させた場合、紙粉が最も発生しやすい領域から効率よく紙粉を吸引排除することができる。バックアップロールがエンボスロールに押し当たる領域に心金の溝部を開口させた場合も同様であり、何れの場合においてもより小さな吸引力の吸引手段を使用することが可能となる。

本発明の対象となったトイレットロールの一例の外観を表す立体投影図である。 本発明をトイレットロールに適用した一実施形態における製造ラインの一部を模式的に表す概念図である。 図２に示した製造ラインにおけるエンボス加工部の側面形状を模式的に表す概念図である。 図３に示したエンボス加工部の一部を抽出拡大した断面図である。 図４に示したエンボスロールの回転軸線に対して直交する断面構造を破断状態で表す立体投影図である。 図４に示したエンボスロールの回転軸線に沿った断面構造を表す概念図である。

本発明によるエンボス加工装置をトイレットロールのエンボス加工に適用した実施形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態に限らず、例えばトイレットロール以外のキッチンロールなどの衛生用紙のように、エンボス加工を施す必要がある任意の帯状をなすシートに対して適用させることができる。

本発明の対象となるトイレットロールの実施形態の外観を図１に示す。本実施形態におけるトイレットロール１０は、表面ティシュ１１と裏面ティシュ１２とを重ね合わせた積層連続シート１３を円筒状の巻き芯１４に所定長巻回したものである。しかしながら、さらに１枚以上のシートを重ね合わせて連続シートを構成したり、あるいは表面ティシュ１１のみで連続シートを構成することも可能である。

表面ティシュ１１には、裏面ティシュ１２との重ね合わせ面側に突出する多数の第１エンボス部１１ａが図１に示す如き反復パターンにてそれぞれ形成されている。同様に、裏面ティシュ１２には、表面ティシュ１１との重ね合わせ面側に突出するように多数の第２エンボス部１２ａが整列状態で所定間隔毎に形成されている。このように、第１エンボス部１１ａおよび第２エンボス部１２ａを表面ティシュ１１と裏面ティシュ１２との重ね合わせ面側に突出させたことにより、表面ティシュ１１および裏面ティシュ１２の表面の手触りを良好に保つことができる。これら表面ティシュ１１および裏面ティシュ１２に形成される第１エンボス部１１ａおよび第２エンボス部１２ａのパターンは、必要に応じて図示以外の任意のパターンのものを採用することが可能である。

積層連続シート１３の幅方向両側縁には、その長手方向に沿って延在する接合用エンボス部１１ｂ，１２ｂが積層連続シート１３の表裏両面から外側に突出しないように形成されている。これら接合用エンボス部１１ｂ，１２ｂは、表面ティシュ１１と裏面ティシュ１２とを一体的に接合する接合領域を画成し、積層連続シート１３の幅方向両側縁部からの表面ティシュ１１と裏面ティシュ１２との剥離を抑制することができる。

このようなトイレットロール１０の製造設備を模式的に図２に示す。原反ティシュスタンド２０には、原反表面ティシュロール１１Ｒおよび原反裏面ティシュロール１２Ｒが配されており、これら原反ティシュロール１１Ｒ，１２Ｒは、製品となるトイレットロール１０の幅の数倍から二十数倍の幅を有する。原反表面ティシュロール１１Ｒおよび原反裏面ティシュロール１２Ｒから引き出された帯状をなす長尺ティシュ１１Ｌ，１２Ｌは、原反ティシュスタンド２０に隣接して配されたエンボス加工部２１に送出される。このエンボス加工部２１の下流側には、さらに巻取部２２および末端処理部２３が順に配されている。エンボス加工部２１は、原反ティシュロール１１Ｒ，１２Ｒにそれぞれエンボス加工を施し、さらに接合用エンボス加工を施してこれらを一体化させる。巻取部２２は、エンボス加工部２１から送り出される長尺積層連続シート１３Ｌを所定長さ毎に切断して長尺の巻き芯に巻き取り、長尺トイレットロール１０Ｌとする。本実施形態においては、この巻取部２２における長尺積層連続シート１３Ｌの切断に先立ち、その幅方向に横切る破断用ミシン目を長尺積層連続シート１３Ｌの長手方向に沿って一定間隔毎に形成するようにしている。末端処理部２３は、巻取部２２から排出される長尺トイレットロール１０Ｌの末端部をその表面に糊付けし、長尺トイレットロール１０Ｌが巻きほぐれないようにする。なお、長尺トイレットロール１０Ｌは、図示しない切断部に搬出され、所定幅に切断されて個々のトイレットロール１０となる。切断後に残った長尺積層連続シート１３Ｌの先端部は、巻取部２２に配される新たな長尺の巻き芯に巻き付けられ、再び所定長の積層連続シート１３Ｌがこの長尺の巻き芯に巻き取られるようになっている。

本実施形態におけるエンボス加工部２１を抽出拡大して図３に示す。すなわち、エンボス加工部２１のフレーム３０には、表面ティシュ用のエンボスロール３１と、裏面ティシュ用のエンボスロール３２と、接合用エンボス加工を行うためのエンボスホイール３３とが相隔てて配されている。表面ティシュ用のエンボスロール３１の外周面には、図１に示した第１エンボス部１１ａのエンボスパターンに対応した凹部３１ｒ，凸部３１ｐ（図４〜図６参照）が形成されている。同様に、裏面ティシュ用のエンボスロール３２の外周面には、図１に示す第２エンボス部１２ａのエンボスパターンに対応した図示しない凹部と凸部とが形成されている。また、エンボスホイール３３の外周面には、図１に示した接合用エンボス部１１ｂ，１２ｂに対応したエンボスパターンが形成されている。

表面ティシュ用のエンボスロール３１の内部構造を図４に抽出拡大して示し、その外観を破断状態で図５に示し、その回転軸線に沿った断面構造を図６に示すが、裏面ティシュ用のエンボスロール３２の構造もこれと全く同一である。すなわち、本実施形態におけるエンボスロール３１は円筒状をなし、軸受３４を介してフレーム３０に回転自在に支持されている。エンボスロール３１には、このエンボスロール３１の内周面３１ｉと凹部３１ｒとにそれぞれ開口する複数の吸引孔３５が形成されている。フレーム３０から突出するエンボスロール３１の一端側のボス部３１Ｂには、傘歯車３６が取り付けられ、図示しない駆動源からの回転動力が伝達される。

エンボスロール３１の内側には、エンボスロール３１の内径ｄよりも小さな外径Ｄを有する心金３７が配されている。この場合、心金３７の外周面３７ｏとエンボスロール３１の内周面３１ｉとの間の隙間が可能な限り小さくなるように、エンボスロール３１の内径ｄおよび心金３７の外径Ｄを設定することが好ましい。この心金３７は、ボス部３７Ｂと、心金３７の長手方向軸線に沿って心金３７の外周面３７ｏの一部に開口する溝部３７Ｃとを有する。心金３７のボス部３７Ｂとエンボスロール３１のボス部３１Ｂとの間には軸受３８が組み込まれ、心金３７に対してエンボスロール３１が相対回転し得るようになっている。エンボスロール３１の長手方向に沿って心金３７の一方の側端部から突出するボス部３７Ｂはフレーム３０の外に引き出され、図示しないブラケットを介してフレーム３０に対し固定された状態となっている。本実施形態では、図４に示すように、エンボス加工された長尺ティシュ１１Ｌがエンボスロール３１の外周面から剥離する領域と、後述するバックアップロール３９がエンボスロール３１に押し当たる領域とに溝部３７Ｃが開口するように、心金３７における溝部３７Ｃの形成領域およびフレーム３０に対する心金３７の回転位相が規定されている。

エンボスロール３１の内側には、溝部３７Ｃとエンボスロール３１の内周面３１ｉとで画成される減圧チャンバー４０が形成されている。心金３７の一方のボス部３７Ｂには、一端側が減圧チャンバー４０に連通するようにエンボスロール３１の回転軸線に沿って延在する吸引通路３７ｐが形成されている。この吸引通路３７ｐの他端側には、減圧チャンバー４０内を減圧吸引する吸引手段４１が連通している。本実施形態における吸引手段４１は、サイクロン集塵機４１ａと、吸気ブロワー４１ｂとを具えているが、必要に応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。

前述したように、バックアップロール３９がエンボスロール３１に押し当たる領域に溝部３７Ｃの開口を位置させているため、エンボスロール３１の回転に伴って溝部３７Ｃの開口に位置する吸引孔３５が減圧チャンバー４０に対して連通状態となる。従って、原反ティシュロール１１Ｒのエンボス加工に伴って発生し、エンボスロール３１の外周面、特に凹部３１ｒに付着する紙粉は、吸気ブロワー４１ｂの作用より心金３７の溝部３７Ｃに臨む吸引孔３５から減圧チャンバー４０に吸い込まれる。そして、吸引通路３７ｐを通ってサイクロン集塵機４１ａに回収される結果、エンボスロール３１の外周面の目詰まりを効率よく防ぐことができる。これは、裏面ティシュ用のエンボスロール３２についても同様である。

なお、上述した心金３７を省略し、エンボスロール３１の内側全体を減圧チャンバー４０として使用することも可能である。この場合、エンボスロール３１の外周面に開口する吸引孔３５のすべてから同時に吸引操作が行われることとなるので、より高い能力の吸引ブロワーを使用する必要が生ずることに注意されたい。

表面ティシュ用のエンボスロール３１の上方には、表面ティシュ用のバックアップロール３９がエンボスロール３１との対向方向に沿って移動可能に配され、これらの間に長尺ティシュ１１Ｌが挿通される。同様に、裏面ティシュ用のエンボスロール３２の直下には裏面ティシュ用のバックアップロール４２がエンボスロール３２との対向方向に沿って移動可能に配され、これらの間に長尺ティシュ１２Ｌが挿通される。これに対し、エンボスホイール３３の上方には、受けロール４３がフレーム３０に対して回転自在に保持され、エンボスロール３１，３２などと共に同期駆動回転する。これらバックアップロール３９，４２の表面部分は、弾性変形可能な硬質合成ゴムなどの硬質なゴム状弾性体にて形成されているが、エンボスロール３１，３２およびエンボスホイール３３の少なくとも凹凸部分は金属にて形成されている。

バックアップロール３９，４２は、基端部が枢軸４４，４５を中心としてフレーム３０に揺動可能に取り付けられたロールホルダー４６，４７に対してそれぞれ回転自在に取り付けられている。これらロールホルダー４６，４７の先端部は、一端がフレーム３０にピン止めされた流体圧シリンダー４８，４９の他端部にそれぞれピン止めされている。従って、流体圧シリンダー４８，４９のピストンロッド４８ａ，４９ａの伸張動作により、バックアップロール３９，４２がエンボスロール３１，３２の外周面に所定圧で押し当たり、これらの間を通過する長尺ティシュ１１Ｌ，１２Ｌにエンボス加工が施される。

受けロール４３の下方に位置するエンボスホイール３３は、基端がフレーム３０にピン止めされた流体圧シリンダー５０のピストンロッド５０ａの先端部に回転自在に取り付けられている。このエンボスホイール３３は、駆動回転する受けロール３４に対し、流体圧シリンダー５０によって所定の押圧力で押し付けられる。

なお、エンボスホイール３３および受けロール４３の取り付け構造を逆にすることも可能である。すなわち、エンボスホイール３３をフレーム３０に回転自在に取り付け、エンボスロール３１，３２などと共に同期駆動回転させるようにしてもよい。この場合、受けロール３４を上述したバックアップロール３９，４２と同様に流体圧シリンダー５０によってエンボスホイール３３の外周面に押し付け、摩擦力によって連れ回りさせることができる。

エンボスホイール３３および受けロール４３の上方には、エンボス加工部２１から巻取部２２に引き出される長尺積層連続シート１３Ｌの弛みを取るための張力調整ロール５１が配されている。この張力調整ロール５１を回転自在に支持する弛み取りアーム５２の基端部は、枢軸５３を介してフレーム３０に回転自在に取り付けられている。

上述したロール３１，３２，３９，４２，４３およびエンボスホイール３３ならびに枢軸４４，４５，５３の回転軸線は、相互に平行に設定されている。エンボスロール３１，３２および受けロール４３には、これらを同期駆動回転させるための図示しない駆動手段が連結されている。他のエンボスホイール３３や残りのバックアップロール３９，４２などは原反ティシュロール１１Ｒ，１２Ｒの搬送に伴う摩擦力によって従動回転するようになっている。

従って、原反表面ティシュロール１１Ｒおよび原反裏面ティシュロール１２Ｒから引き出された帯状をなす長尺ティシュ１１Ｌ，１２Ｌは、エンボス加工部２１にてエンボス加工が施され、それぞれ第１および第２エンボス部１１ａ，１２ａが形成される。これにより、長尺ティシュ１１Ｌ，１２Ｌに張りとしなやかさとが与えられ、発生する紙粉は心金３７の溝部３７Ｃに臨む吸引孔３５から減圧チャンバー４０および吸引通路３７ｐを通ってサイクロン集塵機４１ａに回収され、エンボスロール３１，３２の目詰まりを防ぐ。次いで、エンボスホイール３３と受けロール４３の間を通過する間に接合用エンボス部１１ｂ，１２ｂが形成され、長尺ティシュ１１Ｌ，１２Ｌが相互に重ね合わされ、積層状態で一体的に接合されて長尺積層連続シート１３Ｌとなる。

なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。

１０ トイレットロール
１０Ｌ 長尺トイレットロール
１１ 表面ティシュ
１１ａ 第１エンボス部
１１ｂ 接合用エンボス部
１１Ｌ 長尺ティシュ
１１Ｒ 原反表面ティシュロール
１２ 裏面ティシュ
１２ａ 第２エンボス部
１２ｂ 接合用エンボス部
１２Ｌ 長尺ティシュ
１２Ｒ 原反裏面ティシュロール
１３ 積層連続シート
１３Ｌ 長尺積層連続シート
１４ 巻き芯
２０ 原反ティシュスタンド
２１ エンボス加工部
２２ 巻取部
２３ 末端処理部
３０ フレーム
３１ エンボスロール
３１ｉ エンボスロールの内周面
３１ｐ 凸部
３１ｒ 凹部
３１Ｂ ボス部
３２ エンボスロール
３３ エンボスホイール
３４ 軸受
３５ 吸引孔
３６ 傘歯車
３７ 心金
３７ｏ 心金の外周面
３７ｐ 吸引通路
３７Ｂ ボス部
３７Ｃ 溝部
３８ 軸受
３９ バックアップロール
４０ 減圧チャンバー
４１ 吸引手段
４１ａ サイクロン集塵機
４１ｂ 吸気ブロワー
４２ バックアップロール
４３ 受けロール
４４，４５ 枢軸
４６，４７ ロールホルダー
４８，４９ 流体圧シリンダー
４８ａ，４９ａ ピストンロッド
５０ 流体圧シリンダー
５０ａ ピストンロッド
５１ 張力調整ロール
５２ 弛み取りアーム
５３ 枢軸
ｄ エンボスロールの内径
Ｄ 心金の外径

Claims (4)

1. 駆動回転され、外周面に凹部と凸部とが形成された円筒状のエンボスロールと、このエンボスロールの回転軸線と平行な軸線まわりに回転自在に支持され、当該エンボスロールの外周面に押し付けられるバックアップロールとを有し、これらエンボスロールとバックアップロールとの間に帯状のシートが挿通されるエンボス加工装置であって、
   前記エンボスロールの内側に画成される減圧チャンバーと、
   この減圧チャンバーに連通するように前記エンボスロールに形成され、前記エンボスロールの内周面と前記凹部とにそれぞれ開口する複数の吸引孔と、
   前記エンボスロールの長手方向に沿ってその側端部から突出するボス部に形成され、一端側が前記減圧チャンバーに連通するように前記エンボスロールの回転軸線に沿って延在する吸引通路と、
   この吸引通路の他端側に連通して前記減圧チャンバー内を減圧吸引する吸引手段と
   を具えたことを特徴とするエンボス加工装置。
2. 前記エンボスロールの内側に固定状態で配され、前記エンボスロールの内径よりも小さな外径を有する心金をさらに具え、この心金は、前記ボス部と当該心金の長手方向軸線に沿って該心金の外周面の一部に開口する溝部とを有し、前記減圧チャンバーは、この溝部と前記エンボスロールの内周面とで画成されることを特徴とする請求項１に記載のエンボス加工装置。
3. 前記溝部は、エンボス加工された帯状のシートが前記エンボスロールから剥離する領域に開口していることを特徴とする請求項２に記載のエンボス加工装置。
4. 前記溝部は、前記バックアップロールが前記エンボスロールに押し当たる領域に開口していることを特徴とする請求項３に記載のエンボス加工装置。

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