JP7020116B2

JP7020116B2 - トイレットロール

Info

Publication number: JP7020116B2
Application number: JP2017254772A
Authority: JP
Inventors: 遥絵清水
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2022-02-16
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: JP2019118542A

Description

本発明は、２プライのトイレットロールに関する。

トイレットペーパーやキッチンペーパー等の衛生紙の多くは、紙製の巻芯である紙管の外周面に接着剤を塗工して巻き付けた衛生紙ロールとして市販されている。図１に、トイレットロールの端面を示す。トイレットロール１は、紙管２と、紙管２にトイレットペーパーが巻き付いたペーパー部３とからなる。トイレットロール１に用いられる巻き芯に使用される紙管２にはスパイラル紙管が用いられることが多く、その部材にはボール紙やクラフト紙等の厚紙が用いられる。

このようなトイレットロール１は、原反ロールから繰り出される原紙を巻き芯に巻き取り、そのロールの外周面に原紙の終端を固定した長尺のペーパーログを形成し、図３に示すようにペーパーログ受けガイド４上を送られてペーパーログからログソー等の切断刃５で所定の幅に切断することで得られる（例えば、特許文献１、２参照）。

実開平６－８６６８７号公報特開２００５－８７７８８号公報特開２０１６－１６９５１号公報特開２０１０－１１９５８２号公報特開２０１３－２５６１３１号公報

紙管２は、トイレットロールの変形を抑え、ホルダーに装着されて使用される際に滑らかに回転するよう、潰れずに製造時の形状を維持する強度を有することが望ましい。紙管２が潰れる原因の１つとしては、ペーパーログをログソー５で切断する際に受ける圧力がある。

図３に、ペーパーログの切断時に紙管が変形する様子を示す。トイレットロール１は、製品毎に様々な仕様があり、巻長が長く、高密度に巻いた硬巻長尺品などではペーパー部３が硬くなる。ペーパー部３が通常よりも硬くなると、ログソー５でペーパーログを切断するための切断圧力が大きくなり、通常の紙管２の強度ではペーパーログを切断する際に紙管２が潰れる場合もある。

ペーパーログを切断する際に紙管２が潰れないようにするためには、紙管２の強度を、ペーパー部３が最も硬い場合の切断圧力にも耐えうる強度に設計すればよい。しかし、強度を高めるとその分紙管２の部材コストが高くなる等、製造コストの上昇を招く。また、廃棄する際に小さく潰し難くなり、使用感が悪化する要因になり得る。そのため、紙管２の強度は、トイレットロール１の仕様に応じて必要最小限の強度に抑えることが望ましい。

しかしながら、トイレットロール１の仕様と切断圧力の関係が明らかでなかったため、トイレットロール１の仕様毎に最適な紙管２の強度を設計することは困難であった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ペーパーログから所定の幅のトイレットロールを切り出す際、紙管が切断圧力により塑性変形しない２プライのトイレットロールを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、紙管と、前記紙管に２プライのトイレットペーパーを巻き付けたトイレットペーパー部とを備えたトイレットロールであって、前記トイレットペーパー１枚あたりの密度が０．１４０ｇ／ｃｍ^３以上０．１８０ｇ／ｃｍ^３以下であり、前記トイレットペーパー部の応力は１３．０Ｎ以上２２．０Ｎ以下であることを特徴とする。

本発明の別の態様では、さらに前記紙管の応力が７．０Ｎ以上１３．０Ｎ以下であることを特徴とする。

本発明の別の態様では、さらに前記トイレットペーパーの長手方向の引張強度が１．６０Ｎ以上２．２０Ｎ以下であることを特徴とする。

本発明の別の態様では、さらに前記トイレットペーパーの長手方向の長さが４５～５５ｍであって、前記トイレットロールの直径が１１２～１２０ｍｍあることを特徴とする。

本発明の別の態様では、さらに前記トイレットペーパーの坪量が１４．０～１７．０ｇ／ｍ^２、紙厚が１８０～２２５μｍであることを特徴とする。

本発明の別の態様では、さらに前記紙管は、複数枚の帯状紙を互いに貼り合わせて貼り合わせたスパイラル紙管であることを特徴とする。

本発明の別の態様では、さらに前記紙管の直径が３６ｍｍ以上４５ｍｍ以下あることを特徴とする。

本発明は、ペーパーログから所定の幅のトイレットロールを切り出す際、紙管の切断圧力による塑性変形を低コストで防ぐことができる。

トイレットロールの端面を示す図である。ペーパーログを切断する様子を示す図である。ペーパーログの切断時に紙管が変形する様子を示す図である。２層構造のスパイラル紙管を示す斜視図である。（ａ）～（ｃ）は、２層構造スパイラル紙管を製造する工程を示す図である。スパイラル紙管の中心軸を含む断面図である。

本発明のトイレットロールは、２プライのトイレットロールである。２プライのトイレットペーパーは、１枚のペーパーウェブからなるトイレットペーパーである。

トイレットロール１においてペーパー部３の硬さを決定するのは、主に、トイレットペーパーの積層枚数（プライ）、トイレットロールの応力、トイレットペーパー１枚あたりの密度、引張強度、クレープ率、伸び率等の特性である。そのため、切断時に切断刃をペーパーログに押し付ける圧力（切断圧力）は、切断装置の切れ味を一定と仮定すると、上記トイレットペーパーの特性と相関を持つ。

特に、トイレットペーパー１枚あたりの密度が高い場合は、圧力（切断圧力）が高くてもトイレットペーパー間の空間がクッションとなり、紙管への圧力は低減されるが、１枚あたりの密度が低くなると、トイレットペーパーの巻きが硬くなり、紙管への圧力（切断圧力）が大きくなるため、紙管２が潰れ易くなるという性質をもつ。

そこでトイレットペーパー１枚あたりの密度が高い場合に、ペーパー部３の切断圧力に対する応力が所定の範囲内に収まるようにペーパー部３の特性を設定することで紙管２への圧力を抑え、紙管２の潰れを低減する。

本発明のトイレットロールは、ペーパー部３の特性が紙管２の潰れを低減するよう設定された２プライのトイレットロールである。なお、本明細書における紙の密度、引張強度、クレープ率、伸び率は下記の通りである。

トイレットペーパーの１枚あたりの密度は、坪量を紙厚で割って求めることができる。坪量とは、トイレットロールから引き出したトイレットペーパーをＪＩＳＰ８１２４に準拠して１枚あたりの坪量が測定され、紙厚はＪＩＳＰ８１１１に準じて試料を調湿後、トイレットロールから引き出したトイレットペーパーをＩＳＯ１２６２５－３に準じて測定される。

トイレットペーパーの引張強度とは、乾燥引張強度であり、紙を幅１５ｍｍ、スパン長１００ｍｍにカットしたサンプルを、引張速度５０ｍｍ／分の条件で測定をし、６回の測定の平均を算出した値である。引張強度の測定には、例えば、横型引張試験機（熊谷理機工業株式会社製）を用いることができる。

トイレットペーパーの伸び率は、紙を幅１５ｍｍ、スパン長１００ｍｍにカットしたサンプルを、引張速度５０ｍｍ／分の条件で測定し、６回の測定の平均を算出した値である。伸び率（％）は、試料の伸び量（ｍｍ）×１００／スパン長（ｍｍ）によって求めるものとする。

クレープ率は（ヤンキードライヤーの速度－リール速度）／リール速度×１００で求められる。クレープ率が上がると、縦の引張破断伸びが大きくなり、クレープ率を下げると縦の引張破断伸びは小さくなる。

また、ペーパー部の応力、紙管の応力とは、「潰れ強度」であり、トイレットロール、または紙管を定盤の上に中心軸が水平となるように置き、１ｃｍ２の円形平型圧縮冶具を取り付けたプッシュプルゲージにより、トイレットロール、または紙管を長さ方向中心位置において垂直に押し潰し、プッシュプルゲージの先端を５ｍｍ押し込んだ時の圧力として測定される値である。紙管の強度の調整は、紙管径や、基紙のクラフトパルプの含有量、坪量、密度、基紙の接着面の平滑度、接着剤の塗工量等を調整することで可能である（例えば、特許文献３参照）。

トイレットロールの巻き芯に使用される紙管２は、複数の基紙を螺旋状に巻き付けて形成したスパイラル紙管とすることができる。

図４に、２層構造のスパイラル紙管の斜視図を示す。図４に示すように、紙管２は、例えば幅６０～８０ｍｍ程度の細長い形状の帯状紙２枚からなる内面基紙２１および外面基紙２２を接着剤により互いに張り合わせつつ、螺旋状に巻き付けて形成された２層構造のスパイラル紙管としてもよい。

図５（ａ）～（ｃ）に、２層構造のスパイラル紙管を作製する工程を示す。紙管２を作製するために、先ず内面基紙２１をマンドレルシャフト６の中心軸に対して斜め方向に送り込み、内面基紙２１の側縁部同士が所定の幅重畳するようにマンドレルシャフトに対してスパイラル状に巻き付ける。内面基紙２１の側縁部同士の重なりは、例えば０．５～３．０ｍｍ程度とする。内面基紙２１の巻き付け工程と並行して、外面基紙２２の内側になる面に接着剤を塗工して接着層を形成し、外面基紙２２をマンドレルシャフト６の中心軸に対して斜め方向に送り込み、外面基紙２２の側縁部同士が重畳しないように、接着層により内面基紙２１と貼り合わされるようにマンドレルシャフト６に巻き付けられた内面基紙２１に対してスパイラル状に巻き付ける。内面基紙２１および外面基紙２２が貼り合わされた紙管２が送り出されると、マンドレルシャフト６から突出した紙管２を切断刃７で所定の長さで切断する（例えば、特許文献４、５参照）。

図６に、紙管の中心軸を含む断面を示す。内面基紙２１と外面基紙２２との間には接着層２３が形成され、この接着層２３により内面基紙２１と外面基紙２２とを貼り合わせて紙管２を形成している。外面基紙２２の継ぎ目は、内面基紙２１の継ぎ目と重ならない位置に配置することが望ましい。

本発明における２プライのトイレットロール１は、ペーパーログから切り出される際に、切断圧力によって紙管２が塑性変形しないために必要なトイレットロールの応力を有する。その具体例として、２プライのトイレットロール１の応力、密度、引張強度、伸び率の組み合わせにおいて、ペーパーログをログソー５で切断した時に紙管２が塑性変形しなかったときの実施例を下表に示す。また、比較例として、紙管２の強度が足りず紙管２が潰れたケースも示す。

ログソーの切断刃は従来公知の切断刃を用いることができ、ログソーのブレード（切断刃）の厚さとしては２～１０ｍｍのものが好適に用いられる。

ペーパー部３の応力は、紙の密度の影響が強く、さらに引張強度、クレープ率および伸び率も影響する。

表１に実験結果の一部を示すが、トイレットペーパー１枚あたりの密度が０．１４０ｇ／ｃｍ^３以上０．１８０ｇ／ｃｍ^３以下であり、ペーパー部３の応力は１３．０Ｎ以上２２．０Ｎ以下であれば、一般的な紙管２の潰れを大幅に低減できる。

尚、トイレットペーパー１枚あたりの密度は、０．１５０ｇ／ｃｍ^３以上０．１８０ｇ／ｃｍ^３以下であれば、紙管２はさらに潰れにくくなる。また、ペーパー部３の応力は、１３．０Ｎ以上２０．０Ｎ以下であることが好ましい。ペーパー部の応力が２０．０Ｎ以上になると、潰れることはないが楕円形に変形する場合が生じるためである。

これに対し紙管２の応力は、７．０Ｎ以上１３．０Ｎ以下であることが好ましく、ペーパー部３の応力と紙管２の応力との差は、１２．０Ｎ以下であることが好ましい。

また、トイレットペーパーの長手方向の引張強度は、１．６０Ｎ以上２．２０Ｎ以下であることが好ましく、トイレットペーパー１枚あたりの坪量は１４．０～１７．０ｇ／ｍ^２、紙厚は１８０～２２５μｍであることが好ましい。

紙管２の坪量は１３０～１８０ｇ／ｍ^２、厚みは１８０～３００μｍであることが好ましい。紙管２の直径は３６ｍｍ以上４５ｍｍ以下であることが好ましい。

表１ではトイレットロールの巻長を５０ｍ、巻径を１１４ｍｍとしているが、トイレットペーパー１枚あたりの密度、ペーパー部３の応力、紙管２の応力、トイレットペーパーの長手方向の引張強度が上記要件を満たしていれば、トイレットロールの巻長は４５～５５ｍ、巻径は１１２～１２０ｍｍとすることができる。

１トイレットロール
２紙管
３衛生紙部
４ペーパーログ受けガイド
５、７切断刃
６マンドレルシャフト
２１内面基紙
２２外面基紙
２３接着層

Claims

紙管と、前記紙管に２プライのトイレットペーパーを巻き付けたトイレットペーパー部とを備えたトイレットロールであって、
前記トイレットペーパー１枚あたりの密度が０．１４０ｇ／ｃｍ³以上０．１８０ｇ／ｃｍ³以下であり、前記トイレットペーパー部の応力は１３．０Ｎ以上２２．０Ｎ以下であり、
前記トイレットペーパーの長手方向の引張強度が１．６０Ｎ以上２．２０Ｎ以下であり、
前記紙管の応力が７．０Ｎ以上１３．０Ｎ以下であることを特徴とするトイレットロール。
前記トイレットペーパーの長手方向の長さが４５～５５ｍであって、前記トイレットロールの直径が１１２～１２０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のトイレットロール。
前記トイレットペーパーの坪量が１４．０～１７．０ｇ／ｍ²、紙厚が１８０～２２５μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のトイレットロール。
前記紙管は、複数枚の帯状紙を互いに貼り合わせて貼り合わせたスパイラル紙管であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のトイレットロール。
前記紙管の直径が３６ｍｍ以上４５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のトイレットロール。