JP5761082B2 - 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ための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、極めて有効な手段として考えられている。

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１や特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献１に開示されたエンボス加工装置は、一対の金属製エンボスロール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。また、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。何れのエンボス加工装置においても、異なるエンボスパターンが形成されたエンボスロールを使用する場合、装置スタンドに取り付けられていたエンボスロールを装置スタンドから取り外し、代わりに新たなエンボスロールを装置スタンドに組み込む必要があった。

特開２００７−１６８１４３号公報 特開２００７−１７５１１４号公報

特許文献１や特許文献２に開示された従来のエンボス加工装置においてエンボスロールを交換する場合、装置スタンドを開いて不要となったエンボスロールを装置スタンドから取り外し、代わりの新たなエンボスロールを装置スタンドに組み込む必要がある。このため、場内クレーンなどを用いてエンボスロールを操作しなければならず、その交換に手間が掛かる上、装置スタンドに新たなエンボスロールを組み込んだ後に正確な位置合わせなどの微妙な調整を行う必要があった。結果として、エンボスロールの段取り替えに要する時間や手間が掛かり、エンボス加工装置のみならず、設備全体の稼働率の低下を招来する可能性があった。

本発明の目的は、従来のエンボスロールの段取り替えに要する時間や手間を大幅に省略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、相互に平行な回転軸線まわりにそれぞれ回転自在に支持され、表面に凹凸がそれぞれ形成された複数のエンボスロールと、これら複数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、当該複数のエンボスロールのうちの任意の１つの表面に対してのみ押し当たるように移動可能なバックアップロールと、このバックアップロールを前記任意の１つのエンボスロールの表面にのみ押し当たるように当該バックアップロールの位置を切り替えるロール位置切り替え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、まず使用すべきエンボスロールを選択し、バックアップロールと選択したエンボスロールとの間にエンボス加工が施される帯状のウェブを挿通する。しかる後、ロール位置切り替え手段によりバックアップロールを選択したエンボスロールに押し付けてこれらの間にウェブを挟み付け、ウェブの搬送と同期してエンボスロールを駆動回転させることにより、ウェブに所望のエンボス加工を施す。

本発明によるエンボス加工装置において、エンボスロールの表面の凹凸が金属にて形成され、バックアップロールの表面が弾性変形可能なゴム状弾性体にて形成されていることが好ましい。

複数のエンボスロールがバックアップロールの上方に位置する第１のエンボスロールと、バックアップロールの下方に位置する第２のエンボスロールとを有し、ロール位置切り替え手段は、バックアップロールを回転自在に支持するロールホルダーと、このロールホルダーの基端部をバックアップロールの回転軸線と平行な軸線まわりに回動自在に連結する枢軸と、ロールホルダーの先端部に連結されて枢軸を中心としてロールホルダーをバックアップロールと共に上下方向に移動させるための流体圧シリンダーとを有するものであってよい。

エンボスロールを駆動回転させるロール駆動手段をさらに具えることができる。この場合、ロール駆動手段は、バックアップロールが押し当てられたエンボスロールのみを駆動回転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、所望のエンボスロールに押し当たるようにバックアップロールの位置を切り替えるだけで、所望のエンボスパターンにてエンボス加工を行うことができる。このため、従来のようなエンボスロールの交換作業が全く不要となり、段取り替えが著しく簡略化されてエンボス加工装置の稼動効率を大幅に高めることができる。

エンボスロールの表面の凹凸を金属にて形成すると共にバックアップロールの表面を弾性変形可能なゴム状弾性体にて形成した場合、エンボスロールを駆動回転させるだけでバックアップロールを連れ回りさせることができる。この結果、バックアップロールをエンボスロールに対して同期回転させる必要がなくなり、その動力伝達機構を簡略化させることが可能となる。

バックアップロールの上下に第１および第２のエンボスロールを配し、流体圧シリンダーによってバックアップロールを上下に移動させた場合、第２のエンボスローラの設置に要する床面積を増大させることなく、これを省スペースにて組み込むことができる。

エンボスロールを駆動回転させるロール駆動手段をさらに具え、特にバックアップロールが押し当てられたエンボスロールのみを駆動回転させるようにした場合、バックアップロールをエンボスロールに対して同期回転させる必要がなくなる。このため、バックアップロールに対する動力伝達機構を省略することができる。

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。 本発明の対象となったトイレットロールの別な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３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４に示す実施形態において別のエンボスロールを使用した場合を模式的に表す概念図である。

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５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２種類のトイレットロールの実施形態の外観を図１および図２に示す。本実施形態におけるトイレットロール１０Ａ，１０Ｂは、表面ティシュ１１Ａ，１１Ｂ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１１Ａ，１１Ｂ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１１Ａ，１１Ｂ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，１１ｂが図１および図２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１２ｃ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，１１ｂおよび第２エンボス部１２ｃ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１１Ａ，１１Ｂおよび裏面ティシュ１２に形成される第１エンボス部１１ａ，１１ｂおよび第２エンボス部１２ｃ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１１ｄ，１２ｄ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１１ｄ，１２ｄは、表面ティシュ１１Ａ，１１Ｂ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１１Ａ，１１Ｂ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１０Ａ，１０Ｂの製造設備を模式的に図３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１０Ａ，１０Ｂ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１０Ａ，１０Ｂ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４および図５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２つのエンボスロール３１Ａ，３１Ｂ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および受けロール３４とが相隔てて配されている。表面ティシュ用の第１のエンボスロール３１Ａ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凸が形成されている。また、表面ティシュ用の第２のエンボスロール３１Ｂの外周面には、図２に示した第１エンボス部１１ｂのエンボスパターンに対応した凹凸が形成されている。同様に、裏面ティシュ用エンボスロール３２の外周面には、図１および図２に示した第２エンボス部１２ｃのエンボスパターンに対応した凹凸が形成されている。また、上下に対向するエンボスホイール３３および受けロール３４のうち、下側に位置するエンボスホイール３３の外周面には、図１および図２に示した接合用エンボス部１１ｄ，１２ｄに対応したエンボスパターンが形成されている。

上下に相隔てて配された第１および第２のエンボスロール３１Ａ，３１Ｂの間には、表面ティシュ用のバックアップロール３５が移動可能に配され、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３６が配されている。これらバックアップロール３５，３６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３１Ａ，３１Ｂ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３５，３６は、基端部が枢軸３７，３８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３９，４０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３９，４０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４１，４２の他端部にそれぞれピン止めされている。

表面ティシュ用のバックアップロール３５が取り付けられるロールホルダー３９およびこれをフレーム３０に回動自在に連結する枢軸３７および流体圧シリンダー４１は、本発明のロール位置切り替え手段として機能する。すなわち、流体圧シリンダー４１のピストンロッド４１ａの伸縮動作により、バックアップロール３５が第１および第２のエンボスロール３１Ａ，３１Ｂのうちの任意の一方の表面にのみ押し当たるように、その位置を上下方向に切り替えることができる。より具体的には、流体圧シリンダー４１のピストンロッド４１ａを伸張させると、表面ティシュ用のバックアップロール３５は、下側に位置する第１のエンボスロール３１Ａにのみ押し当たる。結果として、図４に示すように第１のエンボスロール３１Ａによるエンボス加工を行うことが可能となる。この状態においては、第２のエンボスロール３１Ｂとバックアップロール３５との間に充分な隙間が形成されることとなる。逆に、流体圧シリンダー４１のピストンロッド４１ａを引き戻すと、バックアップロール３５は、上側に位置する第２のエンボスロール３１Ｂにのみ押し当たり、図５に示すように第２のエンボスロール３１Ｂによるエンボス加工を行うことが可能となる。この状態においては、第１のエンボスロール３１Ａとバックアップロール３５との間に充分な隙間が形成されることとなる。このように、流体圧シリンダー４１のピストンロッド４１ａを伸縮させることにより、第１および第２のエンボスロール３１Ａ，３１Ｂの何れかを用いたエンボス加工状態へと瞬時に切り替えることができる。

裏面ティシュ用のバックアップロール３６を支持するロールホルダー４０に連結された流体圧シリンダー４２は、裏面ティシュ用のエンボスロール３２に対する裏面ティシュ用のバックアップロール３６の押し付け圧を一定に保持するためのものである。

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４３のピストンロッド４３ａ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、エンボスロール３１Ａ，３１Ｂなどと同期駆動回転するようにフレーム３０に取り付けられた受けロール３４に対し、流体圧シリンダー４３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をフレーム３０に回転自在に取り付け、エンボスロール３１Ａ，３１Ｂなどと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３５，３６と同様に流体圧シリンダー４３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。

これらエンボスホイール３３および受けロール３４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４４が配されている。この張力調整ロール４４を回転自在に支持する弛み取りアーム４５の基端部は、枢軸４６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３１Ａ〜３６，４４および枢軸３７，３８，４６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３１Ａ，３１Ｂ，３２，３４には、これらを同期駆動回転させるための図示しないロール駆動手段が連結されているが、第１および第２のエンボスロール３１Ａ，３１Ｂに関しては、使用する方のみを駆動させるようにしてもよい。他のエンボスロール３３や残りのバックアップロール３５，３６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，１２ｃ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る。次いで、エンボスホイール３３と受けロール３４との間を通過する間に接合用エンボス部１１ｄ，１２ｄ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る。

第２のエンボスロール３１Ｂを用いる場合、長尺の表面ティシュ１１Ｌを図４に示す状態から図５に示す状態に挿通位置を切り替える。次いで、流体圧シリンダー４１のピストンロッド４１ａを引き上げ、バックアップロール３５を第２のエンボスロール３１Ｂに押し付けるだけで、段取り替えを極めて迅速に行うことができる。

上述した実施形態においては、２つの異なるエンボスロール３１Ａ，３１Ｂをフレーム３０に取り付けたが、エンボスパターンが相互に異なる３つ以上のエンボスロールを相隔ててフレーム３０に組み付けておくことも可能である。この場合には、バックアップロール３５が任意の１つのエンボスロールにのみ押し当たるように、フレーム３０に対してバックアップロール３５を移動できるようにしておく必要がある。また、本発明の構造を必要に応じて裏面ティシュ用のエンボスロール３２にも適用させることができることは言うまでもない。

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。

１０Ａ，１０Ｂ トイレットロール
１０Ｌ 長尺トイレットロール
１１Ａ，１１Ｂ 表面ティシュ
１１Ｌ 長尺表面ティシュ
１１Ｒ 原反表面ティシュロール
１１ａ，１１ｂ 第１エンボス部
１１ｄ 接合用エンボス部
１２ 裏面ティシュ
１２Ｌ 長尺裏面ティシュ
１２Ｒ 原反裏面ティシュロール
１２ｃ 第２エンボス部
１２ｄ 接合用エンボス部
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
３１Ａ，３１Ｂ 表面ティシュ用のエンボスロール
３２ 裏面ティシュ用のエンボスロール
３３ エンボスホイール
３４ 受けロール
３５ 表面ティシュ用のバックアップロール
３６ 裏面ティシュ用のバックアップロール
３７，３８ 枢軸
３９，４０ ロールホルダー
４１〜４３ 流体圧シリンダー
４１ａ，４３ａ ピストンロッド
４４ 張力調整ロール
４５ 弛み取りアーム
４６ 枢軸

Claims (5)

1. 相互に平行な回転軸線まわりにそれぞれ回転自在に支持され、表面に凹凸がそれぞれ形成された複数のエンボスロールと、
   これら複数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、当該複数のエンボスロールのうちの任意の１つの表面に対してのみ押し当たるように移動可能なバックアップロールと、
   このバックアップロールを前記任意の１つのエンボスロールの表面にのみ押し当たるように当該バックアップロールの位置を切り替えるロール位置切り替え手段と
   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表面の凹凸が金属にて形成され、前記バックアップロールの表面が弾性変形可能なゴム状弾性体にて形成されてい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. 複数のエンボスロールが前記バックアップロールの上方に位置する第１のエンボスロールと、前記バックアップロールの下方に位置する第２のエンボスロールとを有し、前記ロール位置切り替え手段は、前記バックアップロールを回転自在に支持するロールホルダーと、このロールホルダーの基端部を前記バックアップロールの回転軸線と平行な軸線まわりに回動自在に連結する枢軸と、前記ロールホルダーの先端部に連結されて前記枢軸を中心として前記ロールホルダーを前記バックアップロールと共に上下方向に移動させるための流体圧シリンダーとを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンボス加工装置。
4. 前記エンボスロールを駆動回転させるロール駆動手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のエンボス加工装置。
5. 前記ロール駆動手段は、前記バックアップロールが押し当てられた前記エンボスロールのみを駆動回転させることを特徴とすることを特徴とする請求項４に記載のエンボス加工装置。

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