WO2006106738A1 - 紙シートならびに紙シートの接合方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】貫通孔の形成、風合いの低下および資材コストの増加なしに、十分な強度で、熱融着成分を含有しない紙シートを接合できるようにする。 【解決手段】熱融着成分を含有しない第一の紙シート１０に、熱融着成分を含有しない第二の紙シート１１を圧接しつつ、この圧接部分に超音波を与え、第一の紙シート１０の繊維間に第二の紙シート１１の繊維を機械的に入り込ませることにより、熱融着なしに接合部分を形成する。

Description

明 細 書
紙シートならびに紙シートの接合方法
技術分野
[0001] 本発明は、紙シートならびに紙シートの接合方法に関するものである。
背景技術
[0002] 例えば、トイレットペーパーやティッシュペーパー、キッチンペーパー、ペーパータ オル等においては、耐久性や液透過性、吸収性等の機能性を向上させるために、熱 融着成分を含有しな!、紙シートを複数枚重ねて一体化し、一枚のシートとして利用で きるタイプのもの（例えばティッシュペーパーにおいて 2枚重ねのものは 2プライと呼 ばれる）が提供されている。
[0003] このような重ね合わせシートの製造方法としては、紙を重ね合わせた状態でミシン 目のような微細な孔を形成する方法、粘着材を介さず若しくは介して紙を重ね合わせ 、非加熱または加熱エンボス加工を施す方法がある（例えば特許文献 1参照)。
[0004] しかし、微細な孔を形成する方法では、シートを貫通する孔の存在により液が透過 し易くなるとともに風合いも低下する。また、粘着材を介さず紙を重ね合わせエンボス 加工を施す方法では、接合力が弱いという問題点がある。さらに、粘着材を介して紙 を重ね合わせエンボス加工を施す方法では、粘着材の分、資材コストが嵩む。さらに また、加熱エンボス加工は加熱による風合 、の低下を避けることができな!/、。
特許文献 1 :特開 2002 -347146号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] そこで、本発明の主たる課題は、熱融着成分を含有しな 、紙シートを重ねて接合す るにあたり、貫通孔の形成、風合いの低下および資材コストの増加なしに、十分な強 度で接合できるようにすることにある。
課題を解決するための手段
[0006] 上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
<請求項 1記載の発明 > 熱融着成分を含有しな 、第一の紙シートに、熱融着成分を含有しな!、第二の紙シ ートを接合してなる紙シートであって、
第一の紙シートに第二の紙シートを圧接しつつ、この圧接部分に超音波を与え、第 一の紙シートの繊維間に第二の紙シートの繊維を機械的に入り込ませることにより熱 融着なしに接合してなる、
ことを特徴とする紙シート。
[0007] (作用効果）
このように、紙シートの接合部分を圧接しながら圧接部分に超音波を伝播させると、 第一の紙シートの繊維間に第二の紙シートの繊維が機械的に入り込み、熱融着なし に両シートを一体ィ匕することができる。また、接合部分では繊維の結晶化が進行する ため、接合部分に光沢を帯びるようになり、見映えが良くなる。この原理は、紙の技術 分野以外で使用されている超音波溶着とは顕著に相違するものであり、風合いの低 下を抑えつつ、十分な強度を発現できるものである。またもちろん、貫通孔の形成や 粘着材は不要であることは 、うまでもな!/、。
[0008] <請求項 2記載の発明 >
接合部分がパターン状をなして 、る、請求項 1または 2記載の紙シート。
[0009] (作用効果）
本発明は、接合部分における風合いの低下が少ないとはいえ、何もしない場合と比 ベれば風合いに変化が現れるものである。よって、接合部分をパターン状に設けるこ とで、部分的な風合いの変化を、全体的な機能性や機能美によって補うようにするの は好ましい。
[0010] <請求項 3記載の発明 >
接合部分における 75° 光沢度が非接合部分の 1. 4倍以上である、請求項 1また は 2記載の紙シート。
[0011] (作用効果）
接合部分における光沢度がこの範囲内にあると、接合部分に綺麗な光沢を帯びる ようになり、見映えが良くなる。なお、 75° 光沢度とは、 JIS P8142に規定される 75 ° 光沢度試験により測定される光沢度を意味し、対象部位に対して 75° の入射角で 光を当てたときの、 75° の出射角の反射光量を入射光量に対する百分率で表したも のである。
[0012] <請求項 4記載の発明 >
熱融着成分を含有しな 、第一の紙シートに、熱融着成分を含有しな!、第二の紙シ ートを接合する方法であって、
第一の紙シートに第二の紙シートを圧接しつつ、この圧接部分に超音波を与え、第 一の紙シートの繊維間に第二の紙シートの繊維を機械的に入り込ませることにより熱 融着なしに接合する、
ことを特徴とする紙シートの接合方法。
[0013] (作用効果）
請求項 1記載の発明と同様の作用効果が奏せられる。
[0014] <請求項 5記載の発明 >
前記圧接における線圧を 0. 5〜5. OkgfZcmとし、前記超音波の周波数を 17〜1 00kHzとし、前記超音波の振幅を 10〜： L00 mとする、請求項 4記載の紙シートの 接合方法。
[0015] (作用効果）
本発明の接合を行う場合、線圧、周波数および振幅がこの範囲内にあると極めて 有利である。
発明の効果
[0016] 以上のとおり本発明によれば、貫通孔の形成、風合 、の低下および資材コストの増 加なしに、十分な強度で、熱融着成分を含有しない紙シートを接合できるようになる。 発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら詳説する。
図 1は、紙シートの接合装置例 1を示しており、外周面に所定のパターンで形成さ れた凸咅 3, 3· ··を有するアンビノレローノレ 4と、アンビノレローノレ 4の凸咅 3, 3· ··に対し て圧接される超音波付与部 2とを備えて 、る。超音波付与部 2とアンビルロール 4との 間には、第一及び第二の紙シート 10, 11が重ね合わされた状態で通される。
[0018] 超音波付与部 2は、超音波振動子 2Aの発生する超音波振動をブースタ 2Bと呼ば れる増幅手段で増幅 (振幅を増大）し、ホーン又はコーンと呼ばれる手段 2Cで対象 物に伝播させるように構成されている。超音波振動子 2Aに対しては、振幅や周波数 等の動作条件に応じた駆動電流が図示しない発振回路を介して供給されるようにな つている。超音波振動の方向は、紙シート 10, 11の平面に沿う方向、すなわちロー ル幅方向、ロール幅方向と直交する若しくは斜めに交差する方向など、超音波振動 子の種類や取り付け位置に応じて適宜定めることができる。
[0019] なお、超音波のエネルギーを紙シート 10, 11に対して効率良く伝播させるために は、アンビルロール 4に振動を吸収するような材質 (例えばゴム）を使用するのは好ま しくない。
[0020] 本装置例 1では、図示しないが、ホーン 2Cをアンビルロール 4に向かって加圧する 加圧手段、ならびにアンビルロール 4の回転駆動手段を備えている。加圧手段として は、ホーン 2Cをエアーシリンダ等の駆動源によりアンビルロール 4側に押圧自在にす るといった構成を採用できる。また、回転駆動手段としては、モータ等を用いることが でき、圧接時間を調整するために、回転速度を可変とするのが好ましい。
[0021] 接合に際しては、第一及び第二の紙シート 10, 11が重ね合わされた状態で、接合 装置 1における超音波付与部 2 (のホーン 2C)とアンビルロール 4との間に通過される 。第一及び第二の紙シート 10, 11は、 NBKPや LBKP等のパルプ繊維を原料とし、 必要に応じて柔軟剤、紙力増強剤、顔料等の添加剤を添加し、抄造されるものであり 、熱融着繊維等の熱融着成分を含まないものである。また、第一および第二の紙シ ート 10, 11は同じ材質のものでも、異なる材質のものでも良い。
[0022] 超音波付与部 2およびアンビルロール 4間に挟まれた第一及び第二の紙シート 10 , 11は、アンビルロール 4の凸部 3により部分的に圧接されるとともに、この圧接部分 に超音波付与部 2から超音波が伝播され、この超音波エネルギーにより繊維が振動 することにより、第一の紙シート 10の繊維間に第二の紙シート 11の繊維が機械的に 入り込み、熱融着なしに圧接部分が一体化し、接合部分 12が形成される。接合部分 12では繊維の結晶化が進行するため、接合部分に光沢を帯びるようになり、見映え が良くなる。
[0023] 圧接の圧力は、線圧で 0. 5〜5. Okgf/cm,特に 2. 0〜3. OkgfZcmとするのが 好ましい。この圧接圧力は加圧手段により調節できる。圧接圧力が低すぎると接合が 不十分となり易ぐ高すぎると紙シート 10, 11に孔が開いてしまったり、加工時にシー トが切断され易くなつたり、ホーンやアンビルロールの磨耗が進行し易くなつたりする ため好ましくない。
[0024] 圧着速度（単位時間あたりに接合処理されるシートの長さ）は、 10〜： LOOmZ分、 特に 50〜： LOOmZ分とするのが好ましい。圧着速度はシートの送り速度により調節で きる。圧着速度が速すぎると接合が不十分になり易ぐ遅すぎると生産性が低下した り、接合部分 12が焦げたりするため好ましくない。
[0025] 超音波の周波数は 17〜： LOOkHzの範囲内にあるのが好ましぐ超音波の振幅は 1 0〜： LOO mの範囲内にあるのが好ましい。周波数が低すぎる場合には圧接時間を 長くしないと接合が不十分になり易ぐ高すぎる場合には圧接時間を短くしないと処 理が過度に進行してしまうため好ましくない。また、振幅が小さすぎても大きすぎても 繊維の入り込みが不十分になり易ぐ接合が弱くなり易い。
[0026] アンビルロール 4の凸部 3がパターン状に設けられている場合、そのパターンに対 応して接合部分 12が形成される。このパターンは、適宜定めることができるが、点状 の接合部 12を縦横もしくはランダムに配列したパターンが望ましい。接合部分 12は、 例えば、図 2及び図 3に示すような菱形形状としたり、図 4に示すような楕円形状とし たりする等、任意に選択することができる。これらの場合における接合部分 12の好適 な寸法例は、最長長さ aが 0 . 8mm、最短長さ bが 0. 39mm,面積が 0. 156mm2で あり、好適な付与形態は、長ピッチ Aが 3 . lmm、短ピッチ Bが 1. 5mmである。
[0027] また、接合部分 12は点在パターンではなぐ流れ方向またはこれに直交する方向 に沿う縞模様のように連続線状のパターンも採用することができる。さらに、接合部分 12は、幾何学的模様のみならず、図 5に示すような絵柄状とすることも可能である。
[0028] さらに別の形体として、部分的に接合部分 12, 12···を設けるのではなぐシート 10 , 11の全面を接合部分とすることもできる。
実施例
[0029] 線圧、超音波周波数、振幅をスライドさせながら、本発明の超音波接合により 2ブラ ィ（2枚重ね）トイレットペーパーのサンプルを作製し、接合部分の光沢度および接合 強度について評価した。結果を表 1に示した。なお、表中、接合部分の光沢度は、非 接合部の光沢度を 100としたときの相対値である。また、接合強度に関して、「弱」は
、トイレットペーパーとしての一連の使用過程にお 、てシート相互が分離し易 、程度 の接合強度を意味し、「強」は、トイレットペーパーとしての一連の使用過程において シート相互が分離しな!ヽ程度の接合強度を意味する。
[0030] [表 1]
Figure imgf000008_0001
産業上の利用可能性
[0031] 本発明は、トイレットペーパーやティッシュペーパー、キッチンペーパー、ペーパー タオル等に代表されるように、紙を複数枚（2枚に限定されるものではな 、）重ねて接 合する用途に適用できるものである。
図面の簡単な説明
[0032] [図 1]接合装置の概要図である。
[図 2]接合パターンの例を示す平面図である。
[図 3]図 2の ΠΙ-ΠΙ断面図である。
[図 4]接合パターンの例を示す平面図である。
[図 5]接合パターンの例を示す平面図である。
符号の説明
[0033] 1…接合装置、 2…超音波付与部、 3…凸部、 4…アンビルロール、 10…第一の紙 シート、 11· ··第二の紙シート、 12· ··接合部分。

Claims

請求の範囲
[1] 熱融着成分を含有しない第一の紙シートに、熱融着成分を含有しない第二の紙シ ートを接合してなる紙シートであって、
第一の紙シートに第二の紙シートを圧接しつつ、この圧接部分に超音波を与え、第 一の紙シートの繊維間に第二の紙シートの繊維を機械的に入り込ませることにより熱 融着なしに接合してなる、
ことを特徴とする紙シート。
[2] 接合部分がパターン状をなしている、請求項 1または 2記載の紙シート。
[3] 接合部分における 75° 光沢度 CilS P8142)が非接合部分の 1. 4倍以上である、 請求項 1または 2記載の紙シート。
[4] 熱融着成分を含有しな!、第一の紙シートに、熱融着成分を含有しな!、第二の紙シ ートを接合する方法であって、
第一の紙シートに第二の紙シートを圧接しつつ、この圧接部分に超音波を与え、第 一の紙シートの繊維間に第二の紙シートの繊維を機械的に入り込ませることにより熱 融着なしに接合する、
ことを特徴とする紙シートの接合方法。
[5] 前記圧接における線圧力を 0. 5〜5. OkgfZcmとし、前記超音波の周波数を 17
〜100kHzとし、前記超音波の振幅を 10〜： L00 mとする、請求項 4記載の紙シート の接合方法。
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