JP5586840B2 - 芯無しトイレットロール製造用シャフト - Google Patents

Description

本発明は、芯無しトイレットロールを製造するために用いるシャフトに関する。

トイレットロールには、紙管と呼ばれる筒状の芯を有さない芯無しトイレットロール或いはコアレストイレットロールと呼ばれるものがある。
この種のトイレットロール（以下、芯無しトイレットロールという）は、紙管が存在しないがゆえその巻き長さが長く、交換頻度が少なくてすむために、店舗や公共施設においてよく利用されている。
このような芯無しトイレットロールは、シャフトと呼ばれるステンレス製の断面が円形の芯棒に水等の適宜の液体を噴射した後、直ちに帯状の連続衛生薄葉紙の端部を接触させて当該薄葉紙を所定の長さ巻き取り、さらにその後にシャフトを回転方向に直行する方向（シャフトの軸心延在方向）に引き抜くことでログを形成したのち、これを適宜の幅に裁断して製造されている。
すなわち、シャフトに噴射された液体によって連続衛生薄葉紙の巻き始めから所定長さが接着され、衛生薄葉紙自体によって擬似的な筒芯が形成されるのである。
そして、従来、この芯無トイレットロールの製造に用いられているシャフトは、衛生薄葉紙の張り付き等を考慮して、業界で片研とも呼ばれる、２Ｂ表面規格のステンレスを＃４００番のバフにより研磨仕上げしてなる光沢のあるステンレス製シャフトが用いられている。
特許３３６６８９３号公報 特開２０００−１８４６７７号公報

しかし、この従来シャフトを用いた製造方法において、特に連続衛生薄葉紙を巻取った後にシャフトを引き抜く工程時に、連続衛生薄葉紙のシャフト近傍、すなわち巻き始め所定長さによって形成された前記擬似的な芯部分が崩れたり、シャフトの引き抜きにつられて当該芯部分が竹の子状に飛び出してしまう事故が多々発生していた。
そこで、本発明の主たる課題は、このような芯無しトイレットロールの製造時に生ずる問題点を解決することにある。

上記課題を解決した本発明は次記の通りである。
＜請求項１記載の発明＞
材質が金属製であって、その外周面のＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に準拠して測定された算術表面粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ〜５．０μｍであり、
濡れ性において、ＪＩＳ Ｒ ３２５７（１９９９）に準拠して測定されたθ／２法による水との接触角が、１００ｍｓ時に８３〜９１°である、
ことを特徴とする芯無しトイレットロール製造用シャフト。

＜請求項２記載の発明＞
材質が金属製であって、その外周面のＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に準拠して測定された算術表面粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ〜５．０μｍであり、
濡れ性において、ＪＩＳ Ｒ ３２５７（１９９９）に準拠して測定されたθ／２法による水との接触角が、５００ｍｓ時において７２〜７９°である、
ことを特徴とする芯無しトイレットロール製造用シャフト。

＜請求項３記載の発明＞
濡れ性において、ＪＩＳ Ｒ ３２５７（１９９９）に準拠して測定されたθ／２法による水との接触角が、５００ｍｓ時において７２〜７９°である請求項１記載の芯無しトイレットロール製造用シャフト。

（作用効果）
本発明のシャフトは、これまで一般的に用いられてきた片研と呼ばれる、光沢仕上げのシャフトと比較して、表面粗さが極めて高い。
これまで、シャフトの表面を粗くすると、シャフトの抜き取り工程時に、衛生薄葉紙との摩擦が増加して、擬似的に形成された芯の部分が削られて紙くずが発生したり、芯の部分が崩れたり、或いは芯部分が竹の子状に飛び出してしまう事故が増加するものと考えられていた。
しかしながら、本発明者らが鋭意研究したところ、表面粗度及び濡れ性を本発明の範囲とすると、シャフト表面における液体存在面積が増加するとともに、シャフト表面と衛生薄葉紙との接触部分との減少が効果的に相まって極めてスムーズにシャフトを引き抜くことができ、製造時の問題点が劇的に改善されることを知見し本発明が完成された。

＜請求項４記載の発明＞
外周面のＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に準拠して測定された最大高さ（Ｒｍａｘ）が１５〜２５μｍである請求項１〜３の何れか１項に記載の芯無しトイレットロール製造用シャフト。

（作用効果）
最大高さ（Ｒｍａｘ）が、本発明の範囲であると請求項１記載の効果がよりいっそう確実に発揮されるようになる。

本発明によれば、芯無しトイレットロールの製造時の特にシャフト引き抜き時におけるトラブルが解決される。

以下、本発明の実施形態について詳説する。
芯無しトイレットロールの製造方法は、背景技術の欄においても述べたように、帯状の連続衛生薄葉紙の巻き取り開始端を、シャフトに水等の適宜の液体を噴射した後、直ちに帯状の連続衛生薄葉紙の端部を接触させ、当該状態からシャフト及び連続衛生薄葉紙を回転させて、連続薄葉紙を所定の長さ巻き取り、さらにその後にシャフトを回転方向に直行する方向、すなわちシャフトの軸心延在方向に引き抜くことでログを得たのち、これを幅方向に適宜の大きさに裁断して製造されている。
本発明は上記シャフトに関するものである。かかるシャフトは、一般的に断面が実質的真円の筒状、中空又は中実の棒状をなし、その断面直径は、３０〜５０ｍｍ程度であり、長さは概ね１〜３ｍである。

また、シャフトの材質は、金属製、特にステンレス製、なかでもＳＵＳ３０４が最も好ましく用いられる。
そして、本発明においては、そのシャフトにおいて、特徴的にその外周面ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に基づいて測定された算術表面粗さ（Ｒａ）を１．０μｍ〜５．０μｍ、好ましくは２．０〜４．０μｍとした。算術表面粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ未満であったり５．０μｍを超えると、シャフト引き抜き工程時に擬似的に形成された芯が抜けたり、崩れたりといった問題点が生ずる。
また、本発明のシャフトは、外周面のＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に準拠して測定された最大高さ（Ｒｍａｘ）が１５〜２５μｍ、好ましくは１９〜２３μｍであるのが望ましい。
１５μｍ未満であったり、２５μｍを超えたりすると、本発明の効果が得られがたくなる。

ここで、本発明にかかる算術表面粗さ（Ｒａ）及び最大高さ（Ｒｍａｘ）は、既知の測定装置により測定可能であるが、一例を挙げれば、テーラーホブソン株式会社製、From Talysurf Series S4Cにより測定可能である。なお、本発明における算術表面粗さ等の測定については、触針を走らせる方向は、シャフトの軸心方向に沿う方向とする。

なお、上記本発明のシャフトの表面粗さは、従来用いられているシャフトと比較して、極めてその表面粗さの値が高い。比較として、従来、一般的に用いられている片研と呼ばれる表面規格２Ｂのステンレスを＃４００番でバフ研磨したものの算術表面粗さ（Ｒａ）は、概ね０．３ｎｍ未満であり、本発明のμｍオーダーとは桁違いに平滑である。

他方、本発明のシャフトは、濡れ性において、ＪＩＳ Ｒ ３２５７（１９９９）に準拠して測定されたθ／２法による水との接触角が、１００ｍｓ時に８３〜９１°であるのが望ましい。
濡れ性に関しては、さらに、本発明のシャフトは、上記１００ｍｓ時の接触角であるとともに、５００ｍｓ時において７２〜７９°であり、１００ｍｓ及び５００ｍｓ時の接触角であるとともに、１１００ｍｓ時において６７〜７５°であり、上記１００ｍｓ、５００ｍｓ、１１００ｍｓ時の接触角であるとともに、１７００ｍｓ時において６３〜７３°であり、さらに経時的に接触角が減少するものであるのが望ましい。

上記の濡れ性の要件を満たす本発明のシャフトは、製造時に液が噴射された後、ただちにシャフト表面に液が広がり、もって、シャフトの広範な面積に液が存在することになり、これが引き抜き時におけるトラブル防止に寄与し得るもとを考えられる。

なお、本発明にかかる接触角は、１０回の測定値の平均値であり、測定にあたっては水平に載置したシャフトの頂上部に水を付着させるものとする。さらには、滴下量は７μｌとし、ゲージは２８番を用いて測定するものとする。

また、本発明にかかる接触角は、既知の測定装置により測定可能であるが、一例を挙げれば、協和界面科学株式会社製、自動接触角計ＣＡ−ＶＰ型（針２８番）により測定可能である。なお、本発明における接触角の測定については、角度の観察方向はシャフトの軸心方向に沿う方向から観察するものとする。

ここで、本発明のシャフトの濡れ性について、さらに好ましい要件を述べると、上記１０回の測定時の標準偏差（Ｓ．Ｄ．）が、３°未満であるのが望ましい。ばらつきが少ないことにより、確実にシャフト表面における液が存在する部分が多くなるものとなる。

参考までに、従来シャフトのＪＩＳ Ｒ ３２５７（１９９９）に準拠したθ／２法による水との接触角を測定したところ、１００ｍｓ時及び５００ｍｓ時ともに、８０°未満程度であった。さらに、標準偏差は５°以上であった。

ここで、本発明のシャフトに関する周辺事項について説明すると、まず、製造時にシャフトに噴射する液体は、代表的には水であるが、例えば、これに香料を加えたり、接着剤（糊）を加えたり、ローション剤を適宜調整したものを用いることができる。従来既知の芯無しトイレットロールに採用されている液体であれば、本発明の効果を十分に享受できる。ただし、過度に粘度を高くすると、所望の濡れ性が得られない場合がある。

この本発明のシャフトは、例えば、２Ｂ規格のシャフトからの選別、２Ｄ規格の表面処理されたステンレス材を適宜圧延処理等して製造することができる。

他方、製造されるトイレットロールは、芯無しであるということ以外は特に限定はされず、従って、構成する衛生薄葉紙の積層数や組成は従来既知の技術による。

例えば、連続衛生薄葉紙の積層枚数であれば、一枚重ねの所謂シングルと呼ばれるものから、二枚重ねのダブル、三枚重ねのトリプル程度とすることができる。
ただし、過度に積層枚数が多くなると、シャフトに付着した水が衛生薄葉紙に過度に吸収されて、シャフトと薄葉紙との間に存在する液体が減少し、本発明の効果的なシャフト引き抜き操作が発揮されなくなるおそれが高まる。

また、連続衛生薄葉紙の組成についても特に限定されず、原料パルプを主とする抄紙原料を、公知の抄紙工程、具体的には、ワイヤパート、プレスパート、ドライヤパート、サイズプレス、カレンダパート等を経るなどして製造したものとすることができる。
もちろん、抄紙に際しては、例えば、分散剤、苛性ソーダ、アンモニア水等のｐＨ調整剤、消泡剤、防腐剤、蛍光染料、離型剤、耐水化剤、流動変性剤、歩留まり向上剤などの適宜の薬品を添加することができる。

他方、本発明にかかる連続衛生薄葉紙の米坪は、ＪＩＳ Ｐ ８１２４の米坪測定方法における値が、１２．５〜２５．０ｇ／ｍ²である。（なお、ここでの米坪は、積層構造の場合には、層を構成する一枚当たりのものである。）当該範囲を超えると、シャフトへの吸い付きが悪化する。

（試験例）
次いで、本発明にかかるシャフトと従来シャフトとを用いて、実際に４０００本／日でログを３０日間製造し、シャフト抜き取り時におけるトラブルの発生割合について検討した。
なお、本発明にかかるシャフトは、算術表面粗さ（Ｒａ）が３．３８２μｍ、最大高さＲｍａｘが２０．１１１８μｍと測定されたものを用いた。
表面粗さ等の測定には、テーラーホブソン株式会社製、From Talysurf Series S4Cを用いた。

従来シャフトは、表面粗さは片研と呼ばれる２Ｂ規格の表面の棒を＃４００番でバフ研磨したものを用いた。なお、従来例におけるシャフトの算術表面粗さは、上記装置では測定はできなかった。

さらに、本発明のシャフトと従来例のシャフトの濡れ性に関する接触角（単位：度）については、測定したところ以下の表１（本発明のシャフト）及び表２（従来例のシャフト）のとおりであった。

トイレットロールの製造条件は、坪量１８．５ｇ／ｍ²のシングルタイプの連続衛生薄葉紙を１３０ｍ巻取って直径１１３．５ｍｍのロールを形成するものとした。ただし、本発明のシャフトは、この製造条件に限られず、既知の芯無しトイレットロールに利用可能である。

以上の試験の結果は、本発明のシャフトでは、操業トラブル、すなわちシャフト引き抜き時におけるトラブルが３０日間で１本であったのに対して、従来例では３０日間に１５本のトラブルが発生した。このことから、本発明のシャフトによって、従来発生のトラブルが解消されるといえる。また、濡れ性に関して、本発明のシャフトが、経時的に接触角度が減少するものであり、しかも、標準偏差から測定値のばらつきが少ない安定した表面をもつことが特徴であることが理解できる。

Claims (4)

1. 材質が金属製であって、その外周面のＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に準拠して測定された算術表面粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ〜５．０μｍであり、
   濡れ性において、ＪＩＳ Ｒ ３２５７（１９９９）に準拠して測定されたθ／２法による水との接触角が、１００ｍｓ時に８３〜９１°である、
   ことを特徴とする芯無しトイレットロール製造用シャフト。
2. 材質が金属製であって、その外周面のＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に準拠して測定された算術表面粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ〜５．０μｍであり、
   濡れ性において、ＪＩＳ Ｒ ３２５７（１９９９）に準拠して測定されたθ／２法による水との接触角が、５００ｍｓ時において７２〜７９°である、
   ことを特徴とする芯無しトイレットロール製造用シャフト。
3. 濡れ性において、ＪＩＳ Ｒ ３２５７（１９９９）に準拠して測定されたθ／２法による水との接触角が、５００ｍｓ時において７２〜７９°である請求項１記載の芯無しトイレットロール製造用シャフト。
4. 外周面のＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に準拠して測定された最大高さ（Ｒｍａｘ）が１５〜２５μｍである請求項１〜３の何れか１項に記載の芯無しトイレットロール製造用シャフト。