JPH0790619B2 - 紙管等の紙製長尺体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、紙管等の紙製長尺体
及びその製造方法並びに製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の紙管としては、次の２種類のもの
が知られている。一つは、平巻紙管と呼ばれるもので、
所定幅の原紙を、ベースとなるマンドレルに対して直交
する方向に原紙を送り、マンドレルを回転させることに
よって、マンドレル外周に原紙を複数周巻き付けて製造
するものであり、図６に示すように紙管ａの内周から外
周まで１枚の原紙ａ１により構成され、この原紙ａ１は
紙管ａの長手方向に対して直交状態に巻回されるもので
ある。尚、図では角型の紙管を示したが、断面円形の紙
管においても同様の構成を有している。

【０００３】この平巻紙管は、肉厚中に原紙の継ぎ目が
ないため、座屈や耐圧強度等の物性強度が比較的強い反
面、次の問題を有する。まず、送られる原紙の幅が紙管
の長さとなるものであるため、製造され得る紙管の長さ
は、原紙の幅及びはマンドレルの長さ以下のものとなら
ざるを得ない。又、一枚の原紙により製造されるもので
あり、巻き始めである内周面と巻き終わりである外周面
とに段差が発生し、偏肉の部分が出来るものである。さ
らに、連続成形ができず１本づつの製造となるため、生
産性が悪くコスト高となるという課題がある。

【０００４】この平巻紙管の製造方法の改良として、特
開昭６０−７９９３９号記載の製法が提案されている。
この方法は、平巻を行って紙管を製造するに際して、図
８（Ａ）に示すように、複数枚の原紙ａ１，ａ２，ａ３
を互いにずらして積層して、常法によって平巻にする
（即ち、ベースとなるマンドレルに対して直交する方向
に原紙を送り、マンドレルを回転させることによって、
マンドレル外周に原紙を複数周巻き付ける）ものであ
る。この巻付けによって、図８（Ｂ）に示すように、ず
らしたことによって生ずる段差が組み合わされて、巻き
始めである内周面と巻き終わりである外周面とに段差が
発生しない紙管（図８（Ｃ）参照）が製造され得る。と
ころが、この方法も、通常の平巻の製法を改良して、巻
き付ける原紙の構成を変更するに止まるものであり、１
回ずつ積層した原紙をマンドレルに供給して、巻き付け
て、取り外すと言った作業を行う必要があり、連続成形
ができず１本づつの製造となる。加えて、予め複数の原
紙をずらした状態で積層しておく必要があるため、生産
性が悪くコスト高となるという課題を解決するに至って
いない。

【０００５】他の一つは、スパイラル紙管と呼ばれるも
ので、所定幅の原紙を、ベースとなるマンドレルに対し
て適宜の入射角度をもって巻き付けながら積層し、この
マンドレルを回転させることによりロールで送り出しな
がら接着剤で貼合して連続的に製造するものであり、図
７に示すように各層の原紙ｂ１、ｂ２、ｂ３は、紙管ｂ
の長手方向に対して螺旋状に巻回されるものである。
尚、図では角型の紙管を示したが、断面円形の紙管にお
いても同様の構成を有している。

【０００６】このスパイラル紙管にあっては、原紙がス
パイラル状の軌跡を描きながら巻回されることにより、
どのような長さのものでも連続的に成形できるという利
点や、複数の原紙を用いる結果、複数種の原材料により
紙管を製造でき紙管の品質設計を広範囲になすことがで
きるという利点がある反面、原紙が螺旋状に巻回される
ため軸方向への強度が平巻紙管に比して弱いという問題
がある。又、一般に原紙の長手方向と原紙の繊維の方向
とは一致している結果、原紙の繊維も螺旋方向に延びる
こととなる。その結果、このスパイラル紙管は繊維の方
向にネジレや歪みが生じ、寸法精度も不安定になり勝ち
である。さらに、角型紙管の場合には、各角の形状がア
ールとなり鋭いエッジをもった角部を形成することがで
きず、又各辺についても正確な直線とすることができず
弓状に湾曲してしまうという問題が残り、その結果、座
屈や耐圧強度等の物性強度が低いという課題を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本願の第１の
発明は、座屈や耐圧強度等の物性強度が高い紙管等の紙
製長尺体を、速い生産速度で連続成形できると共に、紙
管の品質設計を広範囲になすことができる紙管等の紙製
長尺体の製造方法の提供を目的とする。本願第２の発明
は、座屈や耐圧強度等の物性強度が高い紙管等の紙製長
尺体を、速い生産速度で連続成形できる紙管等の紙製長
尺体の製造装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、基
端から先端方向へ適宜長さのマンドレルを延設して固定
し、このマンドレルの延設方向における複数の箇所へ、
複数枚の長尺の原紙を夫々連続的に供給し、各原紙を、
マンドレルの先端方向に移動させつつこのマンドレルに
沿わせて折り曲げることによって、複数枚の長尺の原紙
をマンドレル上に重ねて積層状態とすることを特徴とす
る紙管等の紙製長尺体の製造方法を提供する。本願の第
２の発明は、基端から先端方向へ延設された適宜長さの
マンドレルと、このマンドレルの基端から先端方向へ複
数枚の長尺の原紙を順次供給する供給装置と、このマン
ドレルの適宜位置に配位された折り曲げ機と、折り曲げ
機の先端側に配位されたロールとを備え、上記の折り曲
げ機は、マンドレルに沿って配位されていると共に、折
り曲げ機自身とマンドレルとの間に上記の原紙を通過さ
せることにより、上記の原紙をマンドレルに沿わせるも
のであり、上記のロールは、マッドレルの周囲に配位さ
れることによって、マンドレルに沿った上記の長尺の原
紙を押圧するものであることを特徴とする紙管等の紙製
長尺体の製造装置を提供する。尚、本願発明において、
紙製とは、紙を主材料としてなるものの意味であり、合
成樹脂や金属等との複合材料製を排除する意味ではな
く、原紙も同様に解釈されるべきである。

【０００９】

【作用】本願発明においては、マンドレルの延設方向と
平行に複数枚の長尺の原紙を順次供給して、これらの複
数枚の長尺の原紙を連続的に送りつつ、折り曲げること
によって、マンドレル上に重ねて積層状態とするもので
あるため、紙の方向が軸方向と一致し、軸方向の強度が
高まる。しかも、原紙の長手方向と原紙の繊維の方向と
が一致しているものを用いた場合には、原紙の繊維方向
が紙管の軸方向と平行な一直線方向となるため、ネジレ
や歪みがなくなる。しかも、寸法（内径、外径、厚さ
等）や形状（角度、辺等）において高精度に成形でき、
座屈，耐圧強度等の物性強度が強い。そして、平巻紙管
と異なり、複数の原材料の組合せにて成形ができるた
め、広範囲にわたる品質設計が可能となる。しかも、連
続成形できる点はスパイラル紙管と同様であるが、スパ
イラル紙管はマンドレルに対して角度をもって原紙を供
給するのに対して、本願発明においてはマンドレルに対
して平行に供給する結果、原紙の軸方向への進行速度、
即ち生産速度は、スパイラル紙管よりも速くなる。

【００１０】

【実施例】以下、図面に基づき本願発明の実施例を説明
する。図１は本願発明の製造装置及び製造方法によって
製造される紙管を示し、（Ａ）は紙管の斜視図であり、
（Ｂ）は同正面図である。この紙管は、この紙管１は略
正方形の断面形状を有する角型紙管であり、複数の原紙
１１，１２，１３を複数層に重ねて形成されたものであ
る。各層の原紙１１，１２，１３は、紙管１の長手方向
（ｘ方向）に配位されている。各原紙１１，１２，１３
は、その端辺間１１ａ、１２ａ、１３ａに僅かな間隙を
置いて突き合わされているが、間隙のないように突き合
わさてもよく、或いは端辺同士が重なり合うようにして
もよい。

【００１１】次に、紙管の製造装置について説明する。
図２は、この装置の側面図であり、図３は同平面図であ
る。

【００１２】この製造装置は、図の左から右に向けて、
原紙スタンド１１０、加熱炉或いはグルアー１２０、マ
ンドレル固定部１３０、ペーパーガイド１４０、積層成
形部１５０、切断機１６０が配位されている。

【００１３】原紙スタンド１１０には、長尺の原紙１
１，１２，１３…が巻回された状態で配位され、ロール
を介して引き出され得るようになっている。原紙の本数
は適宜決定することができるが、この実施例では１０本
までを装着し得るようになっている。

【００１４】加熱炉或いはグルアー１２０は、各原紙１
１，１２，１３…を加熱し或いは各原紙１１，１２，１
３…に接着剤を塗布するものである。即ち、各原紙１
１，１２，１３…に熱可塑性の接着剤が予め塗布されて
いる場合には、これを加熱することにより接着可能状態
となし、接着剤が予め塗布されている場合には、原紙に
接着剤を塗布するものである。

【００１５】ペーパーガイド１４０は、加熱炉或いはグ
ルアー１２０を通過した各原紙１１，１２，１３…を、
案内して次の積層成形部１５０まで導くものである。

【００１６】この積層成形部１５０には、マンドレル１
５１が配位されている。このマンドレル１５１は、その
基端がマンドレル固定部１３０によって固定されてお
り、先端は切断機１６１にまで達している。このマンド
レル１５１の形状は、製造される紙管の形状に対応して
おり、この実施例では、前述のように、断面正方形をな
す紙管１を製造するために、断面正方形をなしている。

【００１７】このマンドレル１５１の周囲には、ロール
１５２と折り曲げ機１５３が配位されている。このロー
ル１５２は、原紙をマンドレル１５１の周囲に押圧する
ためのもので、この実施例では上下に一対の上下ロール
１５２ａと左右に一対の左右ロール１５２ｂとが配位さ
れている。これにより、断面正方形のマンドレル１５１
に原紙を、上下左右から押圧する。これらのロールは、
回動自在としておくことにより、小さな抵抗で原紙の押
圧を行うことができる。さらに、適宜の駆動手段により
回転させることにより、押圧と共に原紙の送りを行うこ
ともできる。勿論、これらのロール１５２により原紙を
送らずに、他の位置に送り専用のロールを設ける等して
もよい。このロールとしては、鉄等の金属製品で、ロー
ル表面にエンボスが施されたものが好ましいが、原紙を
押圧し得るものであれば他のロールに変更でき、さらに
ロール以外の他の押圧手段に変更してもよい。

【００１８】折り曲げ機１５３は、原紙をマンドレル１
５１の形状に沿わせて折り曲げるためのものである。こ
の折り曲げ機１５３としては、例えばラッパ状の断面４
角形の筒状体を用いることができる。このラッパ状の断
面４角形の筒状体は、基端側（図２の左側）が大きく開
いており、先端側（図２の右側）に行くに従い細くなり
マンドレル１５１と僅かな間隔を置くだけの状態となっ
ている。従って、原紙は、マンドレル１５１に沿って送
られてくると、基端側の開口から、このラッパ状の断面
４角形の筒状体内に導かれ、さらに、その内面に沿って
折り曲げられていき、マンドレル１５１の上下左右の面
に沿わされる。そして、上記のロール１５２によりマン
ドレル１５１の上下左右の面に押圧される。

【００１９】尚、折り曲げ機は、この実施例のもの以外
に、例えば、上面から側面への折り曲げと、側面から下
面への折り曲げとを別個の折り曲げ機により折り曲げる
ようにしてもよく、適宜変更し得るものである。

【００２０】ここで、実施例の紙管の製造方法について
図２及び図３に基づきまとめておくと、原紙スタンド１
１０から引き出された各原紙１１，１２，１３…１０
は、加熱炉或いはグルアー１２０により接着可能状態と
なされる。そして、ペーパーガイド１４０に案内されて
マンドレル１５１に導かれる。導かれた各原紙１１，１
２，１３…１０は、各折り曲げ機１５３により順次折り
曲げられて、順次各ロール１５２により押圧されると共
にマンドレルの先端方向に送られる。尚、接着の必要が
あるのは、各原紙間であるため、最内層の原紙１１には
接着剤の塗布を行う必要はなく、加熱炉或いはグルアー
１２０により接着可能状態となされるのは、第２層目の
原紙１２以降の原紙である。又、原紙を１枚づつの紙毎
に折り曲げていくこともできるが、紙の厚みが小さい時
等は２枚以上を重ねて一度に折り曲げてしまうことも可
能である。この実施例では、図２に示されるように、原
紙１１の投入箇所には折り曲げ機が配位されておらず、
原紙１１の折り曲げがない状態で次の原紙１２の投入が
なされ、両原紙１１，１２が重ねられて折り曲げ機１５
３による折り曲げとロール１５２による押圧とがなされ
る。

【００２１】又、マンドレルの上方から原紙を投入した
が、下や左右から投入してもよく、さらには、上、下、
右、左、上…と言うように、層毎に投入の位置を変えて
いくようにしてもよい。このようにすれば、各原紙１
１，１２，１３の端辺間１１ａ、１１ｂ、１１ｃの位置
も、下、上、左、右、下…というように、層毎に変わる
こととなる。勿論、上方からのみ投入する場合でも、各
原紙１１，１２，１３の端辺間１１ａ、１１ｂ、１１ｃ
の位置が変化するように、各原紙を幅方向に僅かにずら
して供給する方が好ましい。又、折り曲げ機には、罫線
を付けるようにすることもできる。これは、上記の折り
曲げ機１５３に、例えば、突起や細幅ロールを設けてお
き、この突起や細幅ロールによって原紙を押圧して筋を
付けるようにするだけで足りる。これにより、原紙は、
筋に沿って折り曲がり、鋭いエッジの角型紙管を得るこ
とができる。

【００２２】以上の実施例の他、紙管の断面形状は、マ
ンドレルやロールの形状や位置を変えるだけで、種々変
更して実施できるものである。図４にその例を示すが、
図示以外にも、菱形や真円、楕円、瓢箪形、６角形等の
多角形等々、種々の形状を得ることができ、多角形であ
ってもその辺の一部が凹んだ形状になすようなこともで
きる。さらに、図５に示すように、平面（一面体）、Ｌ
型（二面体）、Ｕ型（三面体）等の筒状以外の長尺体と
して実施することもできるものである。

【００２３】強度試験 以上により得られた本願発明に係る角型の紙管と、角型
のスパイラル紙管との強度試験の結果を以下に示す。本
願発明に係る角型の紙管として、上記の方法により、縦
×横×厚さ×長さ＝４５ｍｍ×４５ｍｍ２．５^ｔ×１０
０ｍｍの四角紙管（原紙Ｂ級品）を得た。スパイラル紙
管として、常法により縦×横×厚さ×長さ＝４５ｍｍ×
４５ｍｍ２．５^ｔ×１００ｍｍの四角紙管（原紙Ｂ級
品）を得た。両者の紙管各５本について座屈強度及び耐
圧強度を測定し、平均値を求めると、スパイラル紙管に
おいては、座屈強度１０００ｋｇｆ（１００％）、耐圧
強度１０３ｋｇｆ（１００％）であったのに対して、本
願発明に係る角型の紙管においては、座屈強度１５１６
ｋｇｆ（１５１．６％）、耐圧強度１３８ｋｇｆ（１３
４．２％）を示し、スパイラル紙管よりも１．３〜１．
５倍の強度を示すことが確認された。

【００２４】

【発明の効果】以上本願の第１の発明は、座屈や耐圧強
度等の物性強度が高い紙管等の紙製長尺体を、速い生産
速度で連続成形できると共に、紙管の品質設計を広範囲
になすことができる紙管等の紙製長尺体の製造方法を提
供し得たものである。本願第２の発明は、座屈や耐圧強
度等の物性強度が高い紙管等の紙製長尺体を、速い生産
速度で連続成形できると共に、紙管の品質設計を広範囲
になすことができる紙管等の紙製長尺体の製造装置を提
供し得たものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は実施例の製造方法及び製造装置によっ
て製造される紙管の斜視図であり、（Ｂ）は同正面図で
ある。

【図２】実施例の紙管の製造装置側面図である。

【図３】同平面図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、夫々他の実施例の
紙管の製造装置とその製造装置によって製造される紙管
の断面図である。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、夫々他の実施例の
紙管の製造装置とその製造装置によって製造される紙管
の断面図である。

【図６】（Ａ）は従来例の紙管の斜視図であり、（Ｂ）
は同正面図である。

【図７】（Ａ）は従来例の紙管の斜視図であり、（Ｂ）
は同正面図である。

【図８】（Ａ）は従来例の紙管の原紙の斜視図であり、
（Ｂ）は同原紙の巻付け状態の拡大斜視図であり、
（Ｃ）は従来例の紙管の斜視図である。

【符号の説明】

１…紙管、１１，１２，１３…原紙、１１０…原紙スタ
ンド、１２０…加熱炉或いはグルアー、１３０…マンド
レル固定部、１４０…ペーパーガイド、１５０…積層成
形部、１５１…マンドレル、１５２…ローラ、１５３…
折り曲げ機、１６０…切断機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端から先端方向へ適宜長さのマンドレ
   ルを延設して固定し、このマンドレルの延設方向における複数の箇所へ、複数
   枚の長尺の原紙を夫々連続的に供給し、 各原紙を、マンドレルの先端方向に移動させつつこのマ
   ンドレルに沿わせて折り曲げることによって、複数枚の
   長尺の原紙をマンドレル上に重ねて積層状態とすること
   を特徴とする紙管等の紙製長尺体の製造方法。
2. 【請求項２】 基端から先端方向へ延設された適宜長さ
   のマンドレルと、 このマンドレルの基端から先端方向へ複数枚の長尺の原
   紙を順次供給する供給装置と、 このマンドレルの適宜位置に配位された折り曲げ機と、
   折り曲げ機の先端側に配位されたロールとを備え、 上記の折り曲げ機は、マンドレルに沿って配位されてい
   ると共に、折り曲げ機自身とマンドレルとの間に上記の
   原紙を通過させることにより、上記の原紙をマンドレル
   に沿わせるものであり、 上記のロールは、マッドレルの周囲に配位されることに
   よって、マンドレルに沿った上記の長尺の原紙を押圧す
   るものであることを 特徴とする紙管等の紙製長尺体の製
   造装置。