JPH06206269A - ウェブをエンボス加工する方法 - Google Patents

ウェブをエンボス加工する方法

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JPH06206269A
JPH06206269A JP4303149A JP30314992A JPH06206269A JP H06206269 A JPH06206269 A JP H06206269A JP 4303149 A JP4303149 A JP 4303149A JP 30314992 A JP30314992 A JP 30314992A JP H06206269 A JPH06206269 A JP H06206269A
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JP4303149A
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Jerome S Veith
スティーヴン ヴァイス ジェローム
Edward H Grupe
ハワード グループ エドワード
J W Brown
ダブリュー ブラウン ジェイ
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Kimberly Clark Corp
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ティシュー製品の製造において、ウェブのエン
ボスパターンをより明瞭に形成するとともに、加工ウェ
ブの強度を減少しない。また、ロール製品の場合、同一
のロール剛度に対してロールバルクを大きくするエンボ
ス加工方法を提供する。 【構成】マッチしていない雄と雌のエンボス要素３１，
３２の間でウェブをエンボス加工する。雌のエンボス要
素の側壁３５の勾配は雄のエンボス要素の側壁の勾配３
６とは異なる。マッチしていない雌雄のエンボス要素は
レーザーエッチングしたラバーエンボスロールからつく
ることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】顔面用ティシュー、浴用ティシュー、紙
タオルなどのティシュー製品の製造において、エンボス
加工を施すと製品の外観がよくなるとともに製品のバル
クが向上することはよく知られている。しかしながら、
エンボス加工を施したシートの強度が減少したり、ま
た、ロール製品の場合には、バルクが増加することに伴
ってロール剛度が減少することも事実である。
【０００２】
【発明の概要】本発明が発見したところによると、好ま
しくはラバーやプラスティックなどの比較的変形しやす
い材料からなる雄と雌のエンボス要素を異なる形状（マ
ッチしていないエンボス要素）に形成すると、外観的に
より明瞭なエンボスパターンを形成することができ、ま
た、このエンボスパターンは従来のエンボス技術と比較
して剛度の低下を少なくしつつ、エンボス加工されたシ
ートのバルクを大きくすることができる。そのような形
状の差異に起因して雄と雌のエンボス要素が係合し合う
ときに「ピンチ点」が形成される。この「ピンチ点」
は、エンボス加工を施すべきウェブが雌エンボス要素の
側壁と雄エンボス要素の底部コーナーとの間で圧縮すな
わちピンチされる領域において、および／または、雄エ
ンボス要素の側壁と雌エンボス要素の頂部エッジとの間
で圧縮される領域において、形成される。ピンチ点が生
じることによって、ウェブの一領域のみの圧縮が行わ
れ、そのエンボス領域に永続性を与えることができる。
このようにして得られたエンボス加工は従来のものより
も優れ、所定のレベルの硬度ではバルクも大きくなる。
この目的の下、エンボス要素は凸状要素（雄のエンボス
要素）または凹状要素（雌のエンボス要素）からなり、
その要素は、所望の凹凸（エンボス）をウェブにつくる
ために用いられるロールまたはプレートの表面に形成さ
れる。エンボス要素を形成する方法は型彫りまたはエッ
チング工程を有している。
【０００３】本発明に係るウェブをエンボス加工する方
法は、マッチしていない雄と雌のエンボス要素の間にお
いてウェブを変形させる工程を有し、雌のエンボス要素
の少なくとも一つの側壁の勾配はそれに対応している雄
のエンボス要素の側壁の勾配と異なって形成されてい
る。
【０００４】さらに、本発明は一対のエンボスロールを
提供する。この一対のエンボスロールはマッチしていな
い雄と雌のエンボス要素を有しており、雌のエンボス要
素の少なくとも一つの側壁の勾配は、それに対応する雄
のエンボス要素の側壁の勾配とは異なっている。この一
対のロールは、一方には雄のエンボス要素だけを形成
し、他方には雌のエンボス要素だけを形成することもで
きるし、あるいは各ロールに雄と雌のエンボス要素の双
方を形成することもできる。少なくとも一方のエンボス
ロールがラバー表面で覆われていることが好ましく、双
方のエンボスロールがラバー表面で覆われていれば最も
好ましい。ラバー表面のエンボスロールはウェブに対し
て軽く接し、エンボス加工の最中にウェブの強度を損な
うことはない。
【０００５】本発明は本明細書で述べる方法によりつく
られたエンボス加工されたウェブに関する。
【０００６】より詳細には、本発明は、シートバルク対
エンボス面積の比が約５０またはそれ以上、より好まし
くは約６０またはそれ以上、最も好ましくは約７５また
はそれ以上であるクレープ加工された浴用またはトイレ
ット用ティシューに関する。ここで、シートバルクの単
位は立法センチメートル／グラムであり、エンボス面積
はティシューウェブの外側から内側に歪んだ表面積の割
合として表される。浴用ティシューは約１２立方センチ
メートル／グラムまたはそれ以上のシートバルクを有し
ていることが好ましく、約１３または１４立方センチメ
ートル／グラムまたはそれ以上のシートバルクを有して
いることがより好ましい。
【０００７】シートバルクはほぼＴＡＰＰＩ基準Ｔ４１
１─６８に従って測定される。ただし、圧力フートに対
する負荷を９５グラム／平方インチとする点で異なる。
測定には、直径２インチのアンビルを有するＴＭＩベン
チマイクロメーター５４９ＭＳＰを用いる。測定方法
は、一枚のティシューシートうアンビル上に置き、接触
表面の周囲の全ての点がサンプルのエッジから少なくと
も１／４インチの長さだけ中にあるようにする。装置の
モーターを作動させ、サンプルの横方向（ＣＤ方向）に
おいて、６インチの範囲内で２回の測定を行う。各試験
について測定時間終了時に読み取りを行う。読み取りは
スケールの最小単位まで読み取る。２回の読み取り値の
平均をティシューのシートバルクとする。
【０００８】ティシューのエンボス面積の決定は、ティ
シューのエンボス部分の凹部に黒いペンを満たし、標準
解像技術を用いてペンで黒くなったティシューの面積の
割合を測定することにより、行われる。より詳細には、
一枚の浴用ティシューをロールから取り出し、ロールの
外側にあったティシュー表面が上向きになるようにして
テーブルの上に置く。ティシューシートの全てのエンボ
ス凹部すなわちチャネルをＢＩＣマイクロメタル黒イン
クペンを用いて黒くする。できる限り正確にサンプルの
所定の部分のみを、注意を払って、黒くする。このよう
にして印を付けたシートを均一に光を照らしたテーブル
の上に置き、解像を行う。カメラ（Ｄａｇｅ ＭＴＩ
ＣＣＤビデオカメラ モデル＃ＶＥ ＣＣＤ）とレンズ
（ニコン２８〜８５ｍｍズーム）を調節可能なオーバー
ヘッドスタンドに取り付け、カメラのレンズの焦点を下
方のサンプルに合わせる。レンズのスクリーン全体がエ
ンボスサンプルで一杯になるようにティシューに対して
焦点を合わせる。解像システム（ＰＧＴ Ｉｍｅｘ Ｓ
ｙｓｔｅｍ Ｆｅａｔｕｒｅ ＡｎａｌｙｓｉｓＳｏｆ
ｔｗａｒｅを備えたＳｕｎ Ｓｐａｒｋ Ｓｔａｔｉｏ
ｎ １）に像が送られ、検出しきい値が設定される。像
は二元化され、エンボス領域（黒い領域）全体について
測定され、測定値は０と１の間の小数として表される。
【０００９】上述したように、本発明の特徴は雄と雌の
エンボス要素が「マッチしていない」という要請に関連
するものである。この「マッチしていない」という語が
意味することは、雄と雌のエンボス要素は同一形状では
ないが、双方が係合するように相互に位置合わせをして
配置される、ということである。これは従来の「マッチ
している」鋼鉄製エンボス要素とは異なることを意味す
る。従来の「マッチ」式エンボス要素においては、最初
に雄のエンボス要素がつくられ、次いで、雄のエンボス
要素を基に雌のエンボス要素がつくられる。あるいは、
その逆のつくり方も行われる。双方のエンボス要素は製
造できる範囲内において相互に全く逆の、あるいは相反
的な形状をなしている。本発明におけるエンボス要素は
これとは異なり、雄と雌のエンボス要素は十分強固に嵌
合もしくは係合するが、雄と雌のエンボス要素の各々の
側壁の勾配は十分に異なっているため、エンボス要素が
係合すると、ウェブの各部分には異なる押圧力および／
またはせん断力が作用する。
【００１０】雄のエンボス要素の側壁の勾配は約５度〜
約８５度が好ましく、約５０度〜約７０度以上がより好
ましい。雄のエンボス要素の側壁の勾配が雌のエンボス
要素の側壁の勾配よりも小さい場合に、側壁の角度が急
になるほど、ウェブのエンボス部分と未変形部分との交
差箇所付近のウェブの曲がりが一層永久的なものにな
る。エンボス部分の深さは雄のエンボス要素が雌のエン
ボス要素に食い込む度合いにより決まるので、本実施例
においては、側壁の勾配の差はそれほど大きくすること
はできず、このため、雄のエンボス要素の係合の度合い
は所望のバルクを達成し得るほど十分ではない。雄と雌
のエンボス要素の側壁の勾配の差は変えることができる
が、雄のエンボス要素の側壁勾配が対応する雌のエンボ
ス要素の側壁勾配よりも少なくとも約２度大きいかまた
は小さいことが好ましく、約５度〜約１０度大きいかま
たは小さければ一層好ましい。このため、エンボス加工
の最中において、未変形ウェブの面に対する側壁の勾配
が測定される。最大勾配は未変形面に対して直角（９０
度）である。これについては図３に関連して後に詳述す
る。
【００１１】注意しなければならないことは、市販され
ている型彫りを用いると、エンボスロールまたはプレー
トのどの場所においても同じように雄と雌のエンボス要
素が相互に接触するエンボスロールをつくることが制限
されることである。エンボス要素の係合を二次元的に見
ると（断面写真）、図３に示すように（これに関しては
後述する）、エンボス要素が両面で相互に接触する領域
もあるし、また、片面においてのみ相互に接触する領域
もある。他の領域では、エンボス要素が全く接触してい
ないように見えることもある。しかしながら、全体的に
は（エンボス加工されたシート表面の全体にわたって）
十分かつ相当数のピンチ点が存在し、ウェブに優れたバ
ルクと剛度とを与え、また、エンボス部分に結合性を与
えている。本発明に係る雄と雌のエンボス要素が示す係
合の様々な度合いは図４に関連してさらに詳述する。
【００１２】本発明に係るエンボスロールの製造には、
その正確性と低コストからレーザーエッチングが好適で
ある。エンボスロール用のレーザーエッチングされたラ
バースリーブとレーザーエッチングされたプレートはＭ
ｉｄｗｅｓｔ ＲｕｂｂｅｒＰｌａｔｅ Ｃｏ．が販売
している。雄雌のエンボス要素の材質はラバー、プラス
ティックなどの変形性材料が好ましい。このような材料
はエンボス加工中においてウェブ強度を低下させ得ると
ともに、レーザーエッチングを行うのにも適している。
ここで、「ラバー」は、約１００以下、好ましくは約９
０以下のショアー硬度を有する変形性材料を含むものと
する。これ以外の適当な変形性材料としては、ナイロ
ン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリテトラフルオロ
エチレン（テフロン）、ポリビニリデンフルロライドコ
ヘキサフルオロプロピレン（ビトン）などがある。
【００１３】エンボス要素の材料としては変形可能なも
のが好適であるが、エンボス要素の材料としてスティー
ルや、スティールとラバーまたはその他の変形性材料と
の組み合わせを用いることもできる。例えば、雄のエン
ボス要素をスティールで形成し、雌のエンボス要素をラ
バーその他の変形可能な材料でつくることもできる。あ
るいは、材料を雄雌で逆にしてもよい。多くの異なった
材料の組み合わせが可能であるし、そのような組み合わ
せも本発明の範囲に含まれる。本発明に係るスティール
ロールは、このロールを加熱して不織材料を結合し、特
徴的な結合パターンを形成するために用いることもでき
る。
【００１４】本発明によりエンボス加工するウェブはエ
ンボス加工に適したウェブならばいかなるものでもよ
く、例えば、紙、ティシュー、不織材料、フィルム、ラ
ミネート、あるいはこれらの組み合わせなどがある。ウ
ェブは予め加熱し、または湿潤させておいてもよい。顔
面用ティシュー、浴用ティシュー、テーブルナプキン、
紙タオルなどに用いられるティシューウェブを用いる場
合には、このウェブは層状としてもよいし、あるいは非
層状としてもよいし、クレープ加工してもよく、あるい
はしなくてもよく、湿式押圧してもよく、あるいは乾燥
させてもよく、単一プライでもよく、あるいは２プライ
または複数プライでもよく、天然および／または合成繊
維から形成することができる。クレープ加工されたティ
シューウェブであって、１プライ当たり約５〜約４０ポ
ンド／２８８０平方フィートの仕上げ乾燥基本重量と、
約３００〜約１２０００グラム／幅３インチの平均引張
強度をもつものが好適である。意図する用途によって特
徴付けられることの他に、浴用ティシューは、約（
）の基本重量と約（ ）以下の横方向湿り強度を有
するティシューとしても特徴付けることができる。
【００１５】本明細書において「ロールバルク」とは製
品の容積（立方センチメートル）をその製品の重量（グ
ラム）で除した値である。中空のコアを有する浴用ティ
シューや紙タオルなどのロール製品に関しては、製品の
容積Ｖは次式から計算される。 Ｖ＝π（Ｒ1 2−Ｒ2 2）Ｗ ここで、 Ｒ1 ＝ロール半径 Ｒ2 ＝中空コアの外周半径 Ｗ ＝ロール幅 である。顔面用ティシューなどの製品の長方形状スタッ
クでは、製品の容積は単にそのスタックの長さ×高さ×
幅として求められる。
【００１６】剛性指数（Ｆｉｒｍｎｅｓｓ Ｉｎｄｅ
ｘ）は、ある所定の重量のプローブがロールまたは製品
のスタックの表面を歪める距離（単位はインチ）として
表される。歪み距離が大きいほど、すなわち剛性指数が
大きいほど、製品の剛性は小さくなる。この剛性指数の
測定方法および測定装置については図９及び図１０に関
連して後述する。
【００１７】
【実施例】以下に図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は従来技術におけるエンボス加工の方法を示し
ている。この従来の方法においては、ティシューウェブ
はマッチしたスティール製のエンボス要素の間でエンボ
ス加工される。図１には、スティール製の雄のエンボス
要素１と、それにマッチするスティール製の雌のエンボ
ス要素２とが係合位置にある状態が示されている。エン
ボス加工されているウェブ３は図示の二つのエンボス要
素１、２との間で歪められている。ウェブの押圧量は雄
のエンボス要素１の側壁４と雌のエンボス要素２の側壁
５との間にあるときに最大となる。マッチしたスティー
ル製の雄のエンボス要素１と雌のエンボス要素２の側壁
の勾配は同じなので、ウェブの押圧量は雄のエンボス要
素１の底部エッジ６と雌のエンボス要素２の頂部エッジ
７との間の全ての点においてほぼ均一である。一般的な
エンボス加工の条件下では、雄のエンボス要素１の底部
８と雌のエンボス要素２の底部９との間の領域において
はウェブは押圧される程度が小さい。
【００１８】図２は他の従来のエンボス加工の方法を示
す。この方法においては、ティシューウェブ３はスティ
ール製の雄のエンボス要素１とラバーエンボス表面１１
との間でエンボス加工される。ラバーエンボス表面１１
は、図に示すように、雄のエンボス要素１と係合したと
きに雄のエンボス要素１と部分的に噛み合う。この形式
のエンボス方法においては、ウェブ３は雄のエンボス要
素１の底部８とそれに対応するラバーの表面１２との間
において押圧される程度が最大になる。雄のエンボス要
素１の側壁４の領域においては、ラバーの未変形表面上
の地点１３から雄のエンボス要素１の底部エッジ６付近
の地点１４にかけてウェブの押圧量が徐々に増大してい
る。
【００１９】図３（Ａ）は本発明に係る好適なエンボス
方法を示している。本方法においては、ティシューウェ
ブ３は雄のエンボス要素３１と、それとマッチしていな
い雌のエンボス要素３２との間で変形する。図３（Ｂ）
は本方法により生じたエンボス製品のエンボス部分３３
を示す。図１および図２に示した従来のエンボス加工の
方法とは異なり、本発明の本実施例に係る方法において
は、ウェブの最大押圧および／または最大せん断は雌の
エンボス要素３２の頂部エッジ付近に位置する円形領域
３４において生じる。このことが起こるのは、本実施例
における雌のエンボス要素３２の側壁３５の勾配が雄の
エンボス要素３１の側壁３６の勾配よりも大きいからで
ある。エンボス部分のエッジにのみ最大押圧力および／
またはせん断力を加えると、できあがったエンボス部分
の構造的一体性がより大きくなるように、この領域の繊
維が再配列または変形するということを理論化すること
ができる。実際に、エンボス部分のエッジにおいて、ウ
ェブには、より永久的な折り目または曲がりが生じ、こ
れによって、エンボス部分の境界が明瞭になり、エンボ
ス加工されたウェブに対する剛性保持強度が増大する。
前述したように、側壁の勾配は破線３７で示したウェブ
の未変形面を基準として測定される。図３（Ａ）に示し
た雄のエンボス要素３１の側壁３６の勾配は矢印３８に
より表される角度である。雌のエンボス要素３２の側壁
３５の勾配は矢印３９により表される角度である。雄お
よび雌のエンボス要素はともにラバーその他の弾性材料
から形成することが好ましく、このような材料から形成
することにより、エンボス表面をスティールよりも当た
りを軟らかくすることができ、また、雄と雌のエンボス
要素の接触点付近の地点におけるウェブの切断のおそれ
も少なくすることができる。
【００２０】図３（Ｂ）はエンボス部分３３が示す変形
の最大角度をも表している。図３（Ｂ）にはウェブの未
変形面３７とライン４０が示されており、ライン４０は
エンボス部分の側壁の中心線と平行に配置されており、
矢印４１で示される最大角度の値を与えている。変形の
最大角度は製品の断面写真から裸眼で容易に求めること
ができる。
【００２１】しかしながら、変形の最大角度はイメージ
解析法を用いて計算することも可能である。その一つの
方法は、断面のほぼ中心が水平方向すなわちＸ軸方向に
延びるように断面写真をイメージ解析器に入力すること
である。コンピュータイメージは陰影誤差を補正され、
バイナリイメージをつくるように識別される。このバイ
ナリイメージにおいてティシュー要素が検出される。次
いで、バイナリイメージを手仕事で編集してティシュー
要素の外側の領域に現れている汚れやシミ全体を取り除
く。ティシューイメージの空隙領域を埋めるために引き
延ばし作業を続けて行う。さらに、ティシューシートの
外形を維持するために腐食作業をさらに行う。最後に、
ティシューイメージの余分な部分を取り去り、ライン状
のピクセルのみを残す。余分な部分を取り去る際にはラ
インの端点を残すように注意しなければならない。この
工程から生じるイメージはティシュー断面の中心を通っ
て引かれたラインと同等である。一旦、余分な部分を取
り去ったイメージを得られれば、小ライン部分に分解し
てもかまわない。一般的には、イメージのＹ軸方向にお
いて３２個の小ライン部分が形成される。各小ライン部
分の角度はＦｅｒｅｔＸに対するＦｅｒｅｔＹの比の逆
正接として容易に求めることができる。小ライン部分の
最大角度はエンボス部分の側壁の勾配の値である。
【００２２】図４乃至図６は本発明に係るマッチしてい
ない、レーザーエッチングされたラバー製エンボス要素
によりエンボス加工されているクレープティシューウェ
ブの断面写真（倍率２５倍）である。エンボスパターン
は図１１に示す通りである。断面はエンボス要素の異な
る位置において選ばれており、ウェブがエンボス要素に
よりどのように処理されるか、さらに、エンボス要素が
係合の態様の変化を示している。図示したエンボス要素
はエンボスロールに用いるようにされたラバースリーブ
からなっていた。雄のエンボス要素の寸法は深さが０．
０６０インチ、頂部の幅が０．０８５インチ、底部の幅
が０．０２５インチであった。雄エンボス要素の側壁の
勾配は約６０度であった。雌のエンボス要素の寸法は深
さが０．０５０インチ、頂部の幅が０．０５５インチ、
底部（角が丸まっている）の幅は約０．０１５インチで
あった。雌エンボス要素の側壁の勾配は約６５度であっ
た。図４の写真から明確にわかるように、マッチしてい
ないエンボス要素を用いるとミクロ的に見てウェブに様
々な効果をもたらす。しかしながら、共通の効果は雌の
エンボス要素の側壁と接触点に近づく雄のエンボス要素
の側壁に沿った地点におけるウェブの押圧またはせん断
である。二つのエンボス要素の側壁の勾配が異なってい
るため、二つのエンボス要素が完全に係合することはな
く、さらに、ウェブが雄のエンボス要素の底部において
押圧されない状態のままウェブはある地点において挟み
こまれる。このことがスムーズに起こるようにするた
め、雄のエンボス要素の最大幅は雌のエンボス要素の最
大幅と少なくとも同じ大きさであることが好ましい。こ
れらの写真には示されていないが、二つのロールまたは
スリーブの各エンボス要素が回転して係合状態になった
り、係合状態が外れたりするにつれて、雄雌のエンボス
要素の相対位置は時間とともに変化する。このため、例
えば図４において、この写真が撮影される前に雄と雌の
エンボス要素は左側において最初の接触を行っているこ
とがわかる（雌のエンボス要素の左側側壁の頂部におけ
るウェブの押圧に注目されたい）。このように、これら
の写真を解析するときには、レーザーエッチング法の不
完全さを考慮するだけでなく、エンボス加工法の動的側
面（ローリング運動）をも考慮しなければならない。
【００２３】図７（Ａ）、（Ｂ）は図１１に示したエン
ボスパターンを用いた従来のエンボス加工製品と本発明
に係る製品とを各々示した断面写真（倍率２０倍）であ
る。図７（Ａ）に示した従来の１プライのエンボス及び
クレープ加工したティシューはスティール製ロールとラ
バー製ロールとの間でエンボス加工されたものである。
図７（Ｂ）は、本発明に係るマッチしていない雄と雌の
エンボス要素を有するレーザーエッチングを行ったラバ
ーロールを用いてエンボス加工した同様のウェブを示し
ている。図７（Ｂ）のエンボス部分は側壁の角度がシャ
ープになればなるほど、明瞭になることに注意された
い。また、エンボス部分のエッジ領域における二つのウ
ェブの相対厚さにも注目されたい。図７（Ｂ）に示すウ
ェブにおいては、この領域の厚さはエンボス部分の側壁
に沿った他の部分の厚さよりも相当に薄い。反対に、図
７（Ａ）の従来のエンボス部分における上記領域に対応
する領域はエンボス部分の側壁に沿った他の領域よりも
厚さが薄くない。これはウェブ全体にわたって起こって
いる。このことから、エンボス部分のエッジにのみ最大
押圧および／またはせん断を与えると、できあがったエ
ンボス部分の構造的結合性がより大きくなるようにこの
領域の繊維が変形する、ということを理論化できる。実
際に、エンボス部分のエッジにおいて、ウェブには、よ
り永久的な折り目または曲がりが生じ、これによって、
エンボス部分の境界が明瞭になり、エンボス加工された
ウェブに対する剛性保持強度が増大する。
【００２４】図８はロール製品の剛性指数を測定するた
めの装置を示している。この装置はＢ．Ｃ．Ａｍｅｓ
Ｃｏｍｐａｎｙが市販しているもので、Ａｍｅｓ＃１６
Ｂｅｎｃｈ Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ として知られてい
るものである。コアシャフト５１には測定中のロール製
品５０が支持されている。コアシャフト５１は適当なス
タンド５２に支持されている。本装置のスタンドに取り
付けられたダイアル指示計（３インチのレンジを有する
＃３２２３ロングレンジ指示計）はプローブロッド５４
の走行距離を表示し、０．００１を一単位とする０〜１
００の目盛りを有する。本装置のスタンドのポスト５５
の長さは１５インチである。プローブロッド５４の先端
には、１３／６４インチの直径と１１／６４インチの曲
率半径を有する接触ポイント５６（モデルＰ−１００Ａ
ｍｅｓ接触ポイント）が取り付けられている。プローブ
ロッド５４にはスロット付きの重りディスク５７を取り
付けられるようになっており、このディスク５７により
負荷を変化させ、さらに、ロール製品の表面を変形させ
るときのプローブロッド５４の走行距離を変えることが
できるようになっている。負荷がないときにプローブロ
ッド５４が作用させる全下方重量は７０〜８０グラムで
ある。
【００２５】剛性指数の測定を行う際には、ダイアル指
示計５３がロール製品５０のほぼ中央に位置し、ロール
の曲率の頂点に当たるように、ロール製品５０をコアシ
ャフト５１およびホルダーに取り付ける。次いで、プロ
ーブロッド５４をロール製品５０の表面頂点に静かに下
ろし、ダイアル指示計５３の目盛りが１．５〜１．９イ
ンチに降下するようにダイアル指示計５３の高さを調節
する。次いで、ロール製品５０は別の中心位置まで回転
し、プローブロッド５４がロール製品５０と１５秒間接
触した後にダイアル指示計５３の目盛りの読みが記録さ
れる。これが最初の読み取りである。次いで、一方の手
で、支持用ダイアルハウジングを用いて、指示計ダイア
ルの上方において親指と人指し指とで指示計プローブを
しっかりとつかむ。他方の手で、指示計プローブ上に１
ポンドの重りディスクをのせる。次いで、指示計プロー
ブをサンプルロール表面上に静かに下ろす。指示計プロ
ーブがロール製品と１５秒間接触した後、ダイアル指示
計の表示を読む。これが２回目の読み取りである。２回
の読み取りの差がロール剛性値である。ロール製品の円
周上の二つの任意の位置において上述の手順を繰り返
す。各位置はロールの各端部から所定の距離にある位置
である。浴用ティシューでは、２回目と３回目の読み取
りはロールのエッジから１インチの所で行う。紙タオル
では、２回目と３回目の読み取りはロールのエッジから
２インチの所で行う。３回の読み取り値の平均値が製品
の剛性指数である。
【００２６】図９は、ウェブのスタック５８からなる製
品の剛性指数を測定する装置であって、図８に示した装
置と非常によく似ている。図８に示した装置との唯一の
相違点は測定対象の製品サンプルを支持するためのコア
シャフトがない点である。コアシャフトの代わりに、ス
タック５８は、スタック５８のコーナーと残りの部分と
を試験装置のベース上に支持する適当な支持トレイ５９
または他の適当な手段の上に置かれる。プローブロッド
はスタックに達するように十分長くされる。プローブロ
ッドが長くない場合には、スタック５８を適当な手段で
さらに支持して測定可能になるようにスタックを十分に
上昇させる。
【００２７】スタック状のウェブの剛性指数を求める手
順はロール製品に関して上述した手順と同様であるが、
平均する３個の測定値は異なる地点において取られる点
が異なっている。１回目の測定は上述したように製品の
中心において行われる。２回目および３回目の測定は直
径方向に反対の製品のコーナーにおいて、選定されたコ
ーナーの双方のエッジから１インチの所でなされる。前
述と同様に、３回の測定値の平均値がスタック状製品の
剛性指数である。
【００２８】エンボス加工された二つの異なるウェブに
対するロール剛性指数とロールバルクとの関係が図１０
（Ａ）、（Ｂ）に示されており、各々において従来のエ
ンボス加工と比較したうえでの本発明の利点が図に示さ
れている。図１０（Ａ）は乾燥ティシューウェブの比較
を示したもので、一方のウェブがマッチしているスティ
ール製エンボスロールによりエンボス加工されたウェブ
であり、他方のウェブが本発明に従ってレーザーエッチ
ングされたラバー製エンボスロールによりエンボス加工
されたウェブである。双方のエンボスロールに用いたエ
ンボスパターンは図１１に示した蝶の模様である。ベー
スシートは１プライの乾燥ウェブで、基本重量は３３グ
ラム／平方メートル、平均引張強度は約１３００グラム
／幅３インチであった。その組成は６０重量％の軟木漂
白クラフトと４０重量％の硬木漂白クラフト製紙繊維の
均一混合物であった。マッチしたスティール製のエンボ
スロール要素は図１に示すような断面であり、深さは
０．０４２インチ、ベース幅は０．０６７インチ、頂点
の幅は０．０２５インチであった。レーザーエッチング
されたエンボスロール要素は図４乃至図６に示したよう
な断面であり、図４乃至図６に関して述べたような寸法
を有していた。各々の場合において、１６インチ幅のロ
ールのベースシート材料が巻きほどかれ、３個の異なる
エンボスレベルでエンボス加工され、４．５インチ毎に
孔開けされて各シートを形成し、１＋５／８インチの直
径のコアに巻かれて３００シートのカウントを有するロ
グを形成している。次いで、このログは帯鋸で１プライ
浴用ティシューの３個のロール製品に切断された。マッ
チしているスティール製エンボス要素を用いて、エンボ
ス要素の係合を三つの異なるレベル（底部から０．０１
５インチ、０．０２０インチ、０．０２４インチ）に変
えることにより三つの異なるレベルのエンボス部分を得
ることができた。レーザーエッチングを用いて、シムを
エンボスロール軸受ハウジングの間に配置し、スペース
を一度に０．００５インチずつ増加させることによっ
て、三つの異なるレベルのエンボス部分を得た。最初の
セッテングは比較的大きいエンボス部分を得られるよう
に決定した。ベースシートを三つの条件の下でエンボス
加工した後、同じ手順を繰り返して各条件に対する二つ
のデータポイントを採取し、データの信頼レベルを向上
させた。その結果は図１０（Ａ）に示す通りである。
【００２９】図１０（Ｂ）は異なるベースシートに対す
る結果である。図１０（Ｂ）に用いられたベースシート
は湿式堆積された、２プライのティシューウェブで、３
１グラム／平方メートルの結合基本重量と約１１００グ
ラムの平均引張強度を有していた。その組成は硬木と軟
木とバガスと二次製紙繊維の均一な混合物であった。こ
れ以外の手順とエンボスロールは図１０（Ａ）と同様で
あり、マッチしているスティール製エンボス要素を用い
て二つのレベルのエンボス要素の係合を試験した点だけ
が異なっている（０．０１６インチと０．０１３イン
チ）。レーザーエッチングエンボスロールは上述したシ
ムを用いて一回だけ０．００５インチ調節された。
【００３０】図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、マッ
チしているスティール製製品においてはバルクが増加す
るほど、剛性指数も増加している。（剛性指数の増加は
剛性の低下を意味する。）しかしながら、本発明に係る
製品においては、バルクが増加しても剛性指数はほぼ一
定に維持された。このように、本発明に係る方法を用い
ることによって、所望のレベルのロール剛度を維持しつ
つ、ロールバルクを増加することが可能である。同時
に、より一層に明瞭に形成されたエンボスパターンを得
ることができる。
【００３１】これまでの記述は例示にすぎず、本発明の
範囲を限定するものと解釈すべきものではない。本発明
には全ての均等物が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マッチしたスティール製のエンボス要素を用い
て行う従来式のエンボス加工を表す概略図である。
【図２】ラバーロールに対してスティール製のエンボス
要素を用いて行う従来式のエンボス加工を表す概略図で
ある。
【図３】本発明に係るエンボス加工の方法（Ａ）とその
方法によりできたエンボス加工製品（Ｂ）の概略図であ
る。
【図４】本発明に係る雄雌のエンボス要素の間でエンボ
ス加工されているティシューウェブの繊維の形状を示す
断面写真である。図４乃至図６は同じエンボス加工のパ
ターンの間において起こる雄雌のエンボス要素の間の接
触が様々に変化する度合いを示している。
【図５】本発明に係る雄雌のエンボス要素の間でエンボ
ス加工されているティシューウェブの繊維の形状を示す
断面写真である。
【図６】本発明に係る雄雌のエンボス要素の間でエンボ
ス加工されているティシューウェブの繊維の形状を示す
断面写真である。
【図７】従来の方法によりエンボス加工されたティシュ
ー（Ａ）と本発明に係るウェブ（Ｂ）とを比較している
繊維の形状を示す断面写真である。
【図８】浴用ティシューや紙タオルなどのロール製品の
剛性指数を測定するために用いる装置の概略図である。
【図９】顔面ティシューやテーブルナプキンなどのスタ
ックされた製品の剛性指数を測定するための装置であっ
て、図８に示した装置と基本的には同一であるが、わず
かに変形されている装置の概略図である。
【図１０】本発明によりエンボス加工された浴用ティシ
ューのロールバルクとロール剛性指数との関係を示すグ
ラフであって、比較のために従来のマッチしたスティー
ル製ロールを用いてエンボス加工された同じティシュー
についてのグラフも示してある。
【図１１】エンボス加工のパターンの一例を示す平面図
である。
【符号の説明】
１ 雄のエンボス要素 ２ 雌のエンボス要素 ３ ウェブ ４ 側壁 ５ 側壁 ６ 底部エッジ ７ 頂部エッジ ８ 底部 ９ 底部 １１ ラバーエンボス表面 １２ ラバー表面 ３１ 雄のエンボス要素 ３２ 雌のエンボス要素 ３３ エンボス部分 ３４ 円形領域 ３５ 側壁 ３６ 側壁 ３７ 破線 ４０ ライン ５０ ロール製品 ５１ コアシャフト ５２ スタンド ５３ ダイアル指示計 ５４ プローブロッド ５５ ポスト ５６ 接触ポイント ５７ 重りディスク ５８ スタック ５９ 支持トレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード ハワード グループ アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54914 アップルトン サウス レーマン レーン 1229 (72)発明者 ジェイ ダブリュー ブラウン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54915 アップルトン シュマルツ サー クル ダブリュー2858

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マッチしていない雄のエンボス要素と雌
    のエンボス要素との間でウェブを変形させる工程を有
    し、前記雌のエンボス要素の側壁の勾配は前記雄のエン
    ボス要素の側壁の勾配とは異なるものであるウェブをエ
    ンボス加工する方法。
  2. 【請求項２】 前記雌のエンボス要素の側壁の勾配はそ
    れに対応する前記雄のエンボス要素の側壁よりも小さい
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記雌のエンボス要素の側壁の勾配はそ
    れに対応する前記雄のエンボス要素の側壁よりも大きい
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記雄のエンボス要素の側壁の勾配は前
    記雌のエンボス要素の側壁の勾配とは少なくとも約２度
    異なっていることを特徴とする請求項１、２または３の
    何れか一項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記雄のエンボス要素の側壁の勾配は前
    記雌のエンボス要素の側壁の勾配とは約５度〜約１０度
    異なることを特徴とする請求項１、２または３の何れか
    一項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記雄のエンボス要素の側壁の勾配は約
    ５０度〜約７０度であることを特徴とする請求項１、２
    または３の何れか一項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記雄及び雌のエンボス要素は変形可能
    な材料からなることを特徴とする請求項１、２または３
    の何れか一項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記雄及び雌のエンボス要素はラバーま
    たはプラスティックからなることを特徴とする請求項
    １、２または３の何れか一項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記雄及び雌のエンボス要素はレーザー
    エッチングされたものであることを特徴とする請求項
    １、２または３の何れか一項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記ウェブはティシューウェブである
    ことを特徴とする請求項１、２または３の何れか一項に
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】 一対のエンボスロールの間でティシュ
    ーウェブをエンボス加工する方法であって、前記エンボ
    スロールの少なくとも一方はラバーまたはプラスティッ
    クの雄エンボス要素であり、他方はラバーまたはプラス
    ティックの雌エンボス要素である方法。
  12. 【請求項１２】 双方のエンボスロールはラバーまたは
    プラスティックのエンボス要素からなることを特徴とす
    る請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 双方のロールの前記エンボス要素はラ
    バーであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 双方のロールの前記エンボス要素はレ
    ーザーエッチングされたものであることを特徴とする請
    求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 マッチしていない雄のエンボス要素と
    雌のエンボス要素とを有し、前記雌のエンボス要素の側
    壁の勾配は前記雄のエンボス要素の側壁の勾配とは異な
    る一対のエンボスロール。
  16. 【請求項１６】 前記雌のエンボス要素の側壁の勾配は
    それに対応する前記雄のエンボス要素の側壁よりも小さ
    いことを特徴とする請求項１５に記載の一対のエンボス
    ロール。
  17. 【請求項１７】 前記雌のエンボス要素の側壁の勾配は
    それに対応する前記雄のエンボス要素の側壁よりも大き
    いことを特徴とする請求項１５に記載のエンボスロー
    ル。
  18. 【請求項１８】 前記雄のエンボス要素の側壁の勾配は
    前記雌のエンボス要素の側壁の勾配とは少なくとも約２
    度異なることを特徴とする請求項１５、１６または１７
    の何れか一項に記載のエンボスロール。
  19. 【請求項１９】 前記雄のエンボス要素の側壁の勾配は
    前記雌のエンボス要素の側壁の勾配とは約５度〜約１０
    度異なることを特徴とする請求項１５、１６または１７
    の何れか一項に記載のエンボスロール。
  20. 【請求項２０】 前記雄のエンボス要素の側壁の勾配は
    約５０度〜約７０度であることを特徴とする請求項１
    ５、１６または１７の何れか一項に記載のエンボスロー
    ル。
  21. 【請求項２１】 前記双方のエンボスロールはラバーま
    たはプラスティックからなることを特徴とする請求項１
    ５、１６または１７の何れか一項に記載のエンボスロー
    ル。
  22. 【請求項２２】 前記双方のエンボスロールはレーザー
    エッチングされたものであることを特徴とする請求項１
    ５、１６または１７の何れか一項に記載のエンボスロー
    ル。
  23. 【請求項２３】 請求項１または１１に記載の方法によ
    りつくられたエンボス加工されたウェブ。
  24. 【請求項２４】 シートバルク／エンボス面積の比が約
    ５０またはそれ以上であるエンボス加工された浴用ティ
    シュー。
  25. 【請求項２５】 シートバルク／エンボス面積の比が約
    ６０またはそれ以上であることを特徴とする請求項２４
    に記載の浴用ティシュー。
  26. 【請求項２６】 シートバルク／エンボス面積の比が約
    ７５またはそれ以上であることを特徴とする請求項２４
    に記載の浴用ティシュー。
  27. 【請求項２７】 シートバルクが約１２またはそれ以上
    であることを特徴とする請求項２４に記載の浴用ティシ
    ュー。
  28. 【請求項２８】 シートバルクが約１３またはそれ以上
    であることを特徴とする請求項２４に記載の浴用ティシ
    ュー。
  29. 【請求項２９】 シートバルクが約１４またはそれ以上
    であることを特徴とする請求項２４に記載の浴用ティシ
    ュー。
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