【誤訳訂正書】
【提出日】令和3年3月23日(2021.3.23)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】機械方向にエンボス加工することで紙製品に溝形状を加工するシステムおよび方法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械方向にエンボス加工することで紙製品に溝形状を加工するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近代の製紙技術は製紙工場で抄紙機を使用して、板紙製品（すなわち段ボール）を製造するために板紙メーカによって利用できる紙のロールを製造する。その結果、紙のロールは連続的に作動する機械から製造できる。近代の抄紙機は典型的には、木質繊維（他の繊維も利用可能）を含む木材パルプを含んだ幾種類かの物質から紙を製造する。これら繊維は長形であることが多く、互いに整合（配向性一致）するのに適している。これら繊維は、当初は抄紙機のヘッドボックスから移動中のスクリーン上に供給できるスラリ形態である。近代の抄紙機においては、これら繊維は互いに整合し、スクリーンが移動する方向に整合される傾向にある。内在する繊維のこの整合は紙の主方向であり、機械方向（流れ方向）と同一方向である。よって、この主方向は単に機械方向（ＭＤ）と呼ばれることが多く、製造される紙は関連するＭＤ値を有する。
【０００３】
従って、紙が製紙プロセスの最後に巻き取られると、そのロールは機械方向に巻き取られた紙となる。紙の機械方向での内在する繊維の整合によって、紙自体は、機械方向に直交している横断方向（ＣＤ）と比較して大きな抵抗力を機械方向に有する。このことは、ＣＤ値がＭＤ値よりも小さいために紙が機械方向に比べて横断方向で容易に曲げられ、折られ、あるいは変形できることを意味する。
【０００４】
紙が板紙製品の製造に使用されるとき、板紙製品のために使用される紙の部分は波形化できる。伝統的な波形化機（コルゲートマシン）は、下に存在する紙製品を紙の横断方向に波形化するため、紙の機械方向の自然の偏向力の利点を活用できない。横断方向の強度を（機械方向の強度を犠牲にして）増加させるため、紙メーカは、抄紙機のヘッドボックスにて当初のスクリーンに供給されたときに繊維の自然な整合を乱すように試みる対策を求めた。しかし、そのような対策は、抄紙機の運用速度を遅くし、抄紙機の効率を低下させる。結果として、従来式の波形化技術のために、横断方向の増加した紙強度のための製紙効率は犠牲にされる。さらに、機械方向における紙の増加した自然強度の質は、板紙製造対策における横断方向の波形化技術によっては活用されないままである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】（特になし）
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、一群の請求項に記載されている通りである。
【０００７】
請求項の特徴および付随する利点の多くは、添付の図面に照らして以下の詳細な説明を読むことで理解が進むため、さらに容易に解釈されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、従来型の波形化ステージ（コルゲート段階）に紙を供給するための機械の構造を示す簡略図である。
【図２】図２は、図１に示す従来型の波形化ロール（コルゲートロール）から得られた、波形が形成されている紙製品の一部を示す簡略図である。
【図３】図３は、ここに開示する本発明の一実施例に従う、機械方向のエンボス加工ステージに紙を供給する機械の構造を示す簡略図である。
【図４】図４は、ここに開示する本発明の一実施例に従う、図３に示すエンボス加工ロールから得られた、溝が形成された紙製品の一部を示す簡略図である。
【図５】図５は、ここに開示する本発明の一実施例に従う、機械方向のスコーリング加工（刻印加工）ステージに紙を供給する機械の構造を示す簡略図である。
【図６】図６は、ここに開示する本発明の一実施例に従う、図５に示すスコーリング加工ロールから得られるスコーリング加工された紙製品の一部を示す簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［詳細な説明］
以下の説明は、当該技術の技術者（当業者）に、ここで開示する発明を実施して利用させるように提供されている。ここで説明されている一般的な原理は、この詳細な説明の精神と範囲から逸脱せずに、ここで説明されている詳細以外の実施態様および適用態様にも活用できる。本開示発明は、記述されている実施例に限定されず、ここで開示または暗示されている原理および特徴と合致する最も広い範囲の解釈が与えられるべきである。
【００１０】
大要的には、ここに開示する発明は紙の機械方向にて紙に溝を加工するシステムと方法に利用できる。従来の板紙製造方式では、紙のロールは機械方向に解巻され（巻き解かれ）、その後に横断方向に波形化されることができる。横断方向の波形化は紙のＭＤ値を利用できない。紙の内在する繊維と同じ方向（例えば機械方向）でのエンボス加工またはスコーリング加工（刻印加工）を介して溝加工を施すことは、板紙製品に溝形成された中間物を創り出すのに、用いられた紙の機械方向の自然の強度を利用する。
【００１１】
一実施例においては、板紙製品のために溝を形成する方法は、紙ロールから機械方向に紙を解巻することを含んでいる。続くエンボス加工ステージまたはスコーリング加工テージが、溝を形成するために紙にエンボス加工またはスコーリング加工を施す。加工された溝は紙の機械方向に整合され、（ＣＤ値との比較で）さらに高いＭＤ値で整合された溝を有することになる。さらに、溝形成のための紙の線状エンボス加工またはスコーリング加工は従来式の波形化との比較で紙の収縮を大きく減少させる。これらの及び他の特徴は、図１から図６に関して以下で説明している実施例の詳細な説明から明らかになろう。
【００１２】
図１は、従来型の波形化ロールに紙を供給する機械１００の構造図である。もちろん、従来型の波形化機（コルゲートマシン）は幾つかの追加の特徴と部材を含んでいるが、ここでの説明のためには図１に示される部分のみが必要である。この構造図においては、紙１２０の先方縁部（導入端部）は、新製品を生み出すためにロール１１０の紙を形状化、切断、成形、組み合わせ、その他によって変形するのに適した機械に向けて第１方向１２２に供給することができるように、ロール１１０の紙は供給ロールから解巻される（巻き解かれる）ことができる。図１では、波形化ステージのみが説明の単純化のために示されている。よって、紙１２０が紙のロール１１０から解巻されると、紙１２０は第１方向１２２に延び出る。
【００１３】
図１に示す紙１２０は、第２の波形化ロール１３０ｂと協調して機能するように整合されている第１の波形化ロール１３０ａを含んだ波形化機に供給できる。よって、紙１２０が第１の波形化ロール１３０ａと第２の波形化ロール１３０ｂとの間に供給されると、それら波形化ロールから突き出るリブ（突起部）は紙を所望の溝形状に加工する。すなわち、紙１２０は第１の波形化ロール１３０ａと第２の波形化ロールのリブの周囲にて網目模様の連続形状に形を変え、（その結果）波形化された紙が得られる。得られる製品は溝が形成された紙１５０であり、それぞれの波形化ロール１３０ａと１３０ｂのリブの形状に見合った形状を示す。溝が形成された紙１５０は波形化中間物と呼ぶことができ、追加の紙（複数）と共に使用して、１以上の仕上げ面に接着された１以上の波形化中間物を有した波形化ボード（段ボール）を形成する。
【００１４】
段ボールの製造に使用する紙の波形化の１つの問題点は、溝加工された中間物に必要とされる紙が、仕上げ面（外面）に必要とされる紙よりも大幅に長いことである。これは、波形のリブの周囲に形成されて折られたとき、紙の全長が段ボール製品の平坦な表面部分よりも長くなるので当然である。この長さの相違はしばしば“テークアップ率”と呼ばれる。溝のサイズによっては、このテークアップ率は相当に高い数値になり得る（例えば、通常のＣ形溝形態では４３％）。溝形成された紙１５０は図１の波形化機械１００で分速１５００フィート（１フィート＝３０．４８ｃｍ）の速度で製造される。
【００１５】
紙は、紙をロール形態に製造することのみに特化した製紙工場で製造される。よって、紙ロールは、機械（図１に機械１００として示される部分）が配備されている板紙製造プラントに送られる。製紙プロセスは（１つの）製紙業者によって実行され、板紙製品は別の製紙業者によって製造されるので、多くの場合、それぞれの業者の関心事（思惑、利益、等々）は一致しない。
【００１６】
不一致である関心事の一例には、下に存在する紙（基礎紙）１２０を製造する製紙工場での製紙方法と製紙機械における不一致が含まれる。図１の分解図において示されるように、紙の内在繊維１２５は伸ばされ、機械方向１２２で相互に整合する傾向がある。抄紙機の速度が増加するに連れてスラリがヘッドボックスからさらにスピーディに供給され、内在繊維は自然に抄紙機の機械方向にさらに整合が促がされる傾向になる。これで、大部分の内在繊維が機械方向に整合した最終紙製品が得られる。以下でさらに詳細に説明するように、板紙メーカは紙に高度に非整合状態である繊維（例えば、機械方向は度外視して全方位に配置された繊維）を含ませることに関心を抱くかも知れない。その理由を説明する前に、製紙プロセスのさらなる特徴が説明される。
【００１７】
既に説明したように、紙１２０の機械方向は、紙の横断方向の値（ＣＤ値）に比べてさらに高い強度特性（ＭＤ値）と、さらに高い曲げ抵抗特性を示す。これは大部分が内在繊維を機械方向に整合させる製紙段階の特性のためである。もちろん、紙ロール１１０は次の製造ステージで、図１に示すように解巻されるとき、紙１２０の機械方向は波形化プロセスの機械方向と一致した状態に残る。
【００１８】
図１の機械１００において、波形化ロール１３０ａと１３０ｂは紙１２０の横断方向に紙を波形加工する。即ち、紙１２０の波形化は機械方向１２２に対して平行ではなく、得られる溝は、波形化機械の機械方向１２２および紙１２０の機械方向の両方に直角な方向を有する。そのことは図２に関してより詳細に示されている。
【００１９】
図２は、図１の従来型の波形化機械１００から得られる波形加工された紙製品１５０の一部を示す。この図は溝加工紙１５０の一部の斜視図である。この機械方向１２２は図２に示されており、溝が紙の横断方向であるとき溝方向に垂直である（直交する）。図示のように、内在繊維１２５は紙の機械方向に整合状態のままであり、さらに波形化機械の機械方向１２２にも整合している。しかし、それらの溝は大部分の内在繊維１２５に対して垂直に（直角に）形成されている。これで、繊維とは整合しない溝が得られ、紙の自然強度であるＭＤ値の利点（ＣＤ値との比較）は享受しない。紙のＭＤ値を活用しないことで、特定の板紙強度の実現において、板紙製品の製造における非効率性が導かれる。すなわち、要求される板紙強度を実現するのに多くの紙（さらに重量がある紙、さらに大きな溝、等々）を必要とする。
【００２０】
紙のＣＤ値を増加させる努力において（板紙製造の特定目的のため）、紙メーカは、紙製品を横断方向でさらに強力にする努力において、意図的に内在繊維を非整合状態にすることが求められるであろう。これは機械方向の強度を弱めることになるが、紙製品は横断方向に波形加工されるので結局は最終板紙製品または板紙箱製品の強度を高めることになる。意図的に非整合化された内在繊維は、多くの場合、抄紙機のヘッドボックスでの攪拌を通じて提供されるが、抄紙機の運用速度は犠牲になる。
【００２１】
よって、板紙メーカは、波形化機が横断方向に波形加工を施すがゆえに更に高いＣＤ値を有する紙製品の取得に関心がある。しかし、紙メーカは、内在繊維が機械方向に整合している（例：さらに高いＭＤ値を有する）紙の製造に関心がある。なぜなら、そのような整合は、比較的に構造が単純な装置を必要するだけであり、抄紙機に、より速い速度での運行を可能ならしめるからである。よって、この非整合に対する関心は、抄紙機の効率または板紙メーカの製品を犠牲にするが、その理由は全て横断方向の波形化のためである。本発明の説明の残り部分は、この関心事を再整合させる線状エンボス加工または線状スコーリング加工の技術に関するものである。
【００２２】
図３は、ここで開示している発明の一実施例に従う、機械方向に紙をエンボス加工ステージに投入する機械２００の構造を図示する。この実施例では、紙ロール１１０は、紙１２０がエンボス加工ステージのエンボス加工ロール２３０ａ及び２３０ｂに供給されるように解巻することができる。エンボス加工ロール２３０ａ及び２３０ｂは、図３の分解図ボックス内に示すように機械方向１２２に整合している（複数の）リブを含んでいる。すなわち、エンボス加工ロール２３０ａ及び２３０ｂの凹凸（溝部や谷部）は機械方向１２２に溝を形成するが、その溝（加工）は紙１２０のさらに大きなＭＤ値に合致したものである。更に、エンボス加工ステージは、加熱、湿潤化または加湿セクション等のような、紙の調子を整えるに適した部分（部位）を含む追加の構造部を有することができる。線状エンボス加工された溝を創出することのこれらの及び他の追加の特徴は、説明の簡素化のためにここではこれ以上説明しない。
【００２３】
エンボス加工は、エンボス加工ロール２３０ａ及び２３０ｂを通過する紙を伸ばして（ストレッチして）変形するプロセスである。紙１２０は、一方のエンボス加工ロール２３０ｂと密に整合している他方のエンボス加工ロール２３０ａを通って圧搾されるとき、紙１２０はエンボス加工ロール２３０ａと２３０ｂの間の接触点から伸び離れる傾向にある。これで得られるエンボス加工された紙２５０は、横方向での紙の伸び（延伸）のためにさらに大きくなった幅を有する。ただし、エンボス加工された紙２５０は今や、エンボス加工前の紙１２０の元の幅が、得られた溝加工中間物の幅とほぼ等しくなるように、溝を含んでいる。更に、紙１２０の長さ（紙１２０の機械方向で定義される長さ）もエンボス加工プロセスによって影響を受けない状態で残る。
【００２４】
図４において以下でさらに説明するように、エンボス加工プロセスではテークアップ率(take-up factor)がほとんど無く、適用形態によってはテークアップ率がゼロである。これは、溝が単に波形化リブの周囲に形成されるのではなく、実際には伸ばされて所望のパターンを提供するからである。エンボス加工パターンは、波形加工(corrugating)に類似した溝加工パターンを創出する。従って、エンボス加工を通じて溝を形成することは、溝加工中間物２５０を創出する紙のＭＤ値をも利用しながら、効率の大きな増加を導く（例えば、Ｃ形溝プロファイルの場合にはテークアップ率は４３％程度も減少する）。
【００２５】
図３の実施例において、エンボス加工ロール２３０ａ及び２３０ｂの凹凸（溝部や谷部）は、正弦波形状の溝が加工されるように曲線状である。他の実施例には三角パターン、鋸歯パターン、半矩形パターン、あるいは任意の他のエンボス加工パターンが含まれることができ、何らかの溝の形態が、エンボス加工ロール２３０ａ及び２３０ｂを通じて供給される下側の紙１２０に付与される。他の実施例では、エンボス加工ロールの片方だけが特定の溝構成形状を有し、他方のロールは平坦でもよい（非図示）。さらに別な実施例では、機械２００は、所望の溝を加工するか増強するために第２及び第３のエンボス加工ステージのための追加のエンボス加工ロール（非図示）を含むことができる。
【００２６】
図４は、ここで開示する発明の一実施例に従う、図３のエンボス加工ステージから得られる溝加工紙製品２５０の一部を図示する。図３に関して説明したように、加工された溝は機械方向１２２に調和している。よって、下側の紙の長繊維１２５は溝の方向と整合状態に残る。内在繊維を溝と整合させると、紙のさらに大きなＭＤ値（ＣＤ値との比較）と溝とが適合する。図１に示す機械１００の横断方向の波形化技術は、紙のＣＤ値と適合した波形形状を必然的に有するので、図３の機械２００を使用した線状エンボス加工プロセスは機械方向に溝を整合させることによって紙のＭＤ値を利用する。従って、図３の機械２００の溝加工するエンボス加工プロセスは、段ボールの特定の強度の達成を、少ない量の繊維の使用で可能にする。
【００２７】
そのような線状エンボス加工のシステムと方法は、幾つかのレベルで効率向上を導き、紙メーカおよび板紙／箱メーカの関心の再適合化に成功する。まず、線状エンボス化は、（パルプ繊維が）最初に抄紙機のスクリーン上に注がれたときにパルプ繊維の整合（というよりむしろ非整合）を注意深く制御する必要性を、紙メーカに無視（度外視）させる。横断方向の強度を高めるため、抄紙機は内在長繊維が機械方向に自然に整合することを妨害するようになっているヘッドボックスを含むことができると説明した。線状エンボス加工によって、横断方向の改善された強度の必要性は低減され又は不要になる。従って、紙メーカは抄紙機の速度の改善に集中することができる。
【００２８】
次に、板紙メーカは少ない紙材料で板紙製品を製造できる。ここで説明した線状エンボス化のシステムと方法は、製造のために少ない材料で済む溝加工中間物を創出する。すなわち、従来の波形化機では、溝加工中間物に必要な紙は表面部分に必要な紙よりも大きい（多い）（長さの観点で）。よって、効率の向上は２方面に及ぶ。すなわち、段ボールの製造には少ない紙量でよく、ＭＤ値を溝と表面の両方に適合させることで板紙での強度の向上が図られる。
【００２９】
図３と図４に関して説明された実施例は、正弦波形状の溝を加工するエンボス加工ステージを有している。しかし、他の実施例はエンボス加工ロールに異なる形状（三角形、鋸歯形、等々）を含ませることができ、あるいは単にスコーリング加工ステージを含ませることさえできる。図５と図６に関して説明した実施例は、図３と図４に関して説明した実施例の正弦波形状以外のプロセスにより形状化された、あるいは形成された溝の例である。
【００３０】
図５は、ここで説明している発明の一実施例に従う、紙を機械方向にてスコーリング加工ステージに供給するための機械の一部を示す。この実施例では、紙ロール１１０は、紙１２０がスコーリング加工ステージでスコーリング加工ロール３３０ａ及び３３０ｂの対に供給されるように解巻される。スコーリング加工ロール３３０ａ及び３３０ｂは、図５の分解図ボックス内で示すように機械方向１２２に整合している（複数の）リブを含んでいる。すなわち、スコーリング加工ロール３３０ａ及び３３０ｂの凹凸（溝部や谷部）は、これも紙１２０の機械方向に整合している機械方向１２２の溝の加工に導くスコーリング加工線を加工する。
【００３１】
エンボス加工と同様に、スコーリング加工は、スコーリング加工ロール３３０ａ及び３３０ｂを通る紙を伸ばし（ストレッチさせ）、または変形させるプロセスである。紙１２０の一部が、一方のスコーリング加工ロール３３０ｂと密に整合している他方のスコーリング加工ロール３３０ａを通じて圧搾されるとき、紙１２０はスコーリング加工ポイントから伸び離れる傾向にある。
【００３２】
得られたスコーリング加工された紙３５０は、これで横方向の紙の伸びのためにさらに大きくなっている幅を有する。しかし、スコーリング加工された紙３５０は、これでスコーリング加工前の紙１２０の元の幅が、得られる溝加工中間物の幅とほぼ等しくなるように溝を含んでいる。更に、紙１２０の長さ（紙１２０の機械方向で定義される長さ）もスコーリング加工プロセスには影響を受けない状態で残る。前述のように、エンボス加工に関して、スコーリング加工プロセスではテークアップ率がほとんど無くなる。これは、波形加工リブの周囲に溝が単に形成されるのではなく、実際には伸ばされて、所望のパターンが与えられるからである。スコーリング加工されたパターンは波形加工に類似した溝パターンを創出する。従って、スコーリング加工を通じて溝を加工すると、溝加工中間物３５０を造り出す紙のＭＤ値を利用しながら効率の増加が得られる。
【００３３】
図６は、ここに開示する発明の一実施例に従う、図５のスコーリング加工ロールによって得られるスコーリング加工された製品の一部を示す。図６においては、平坦紙から加工された形状変化は少々極端に示されており、スコーリング加工は特徴的な三角形状の溝を提供する。そのような特徴的な三角パターンは三角歯形エンボス加工ステージでさらに顕著化するが、その概念は同一のままである。スコーリング加工ロール３３０ａ及び３３０ｂによって誘発されるスコーリング加工は、紙自体の伸びた繊維１２５のみならずコルゲート（波形化）の機械方向１２２にも整合する紙の機械方向に誘発された溝を生じさせる。
【００３４】
ここで説明した発明には様々な修正および代用構造が適用できるが、それらの説明した実施例の一部は図示されており、詳細に説明されている。しかしながら、下記の各請求項を、ここに開示した特定形態に限定する意図はなく、それどころか、特許請求の範囲の精神と範囲内の全ての修正、代案構造および等価物をカバーすることが意図されている。
【符号の説明】
【００３５】
１１０  紙（供給）ロール
１２０  紙
１２２  機械方向
２３０ａ，２３０ｂ  エンボス加工ロール
２５０  エンボス加工された紙
３３０ａ，３３０ｂ  スコーリング加工ロール
３５０  スコーリング加工された紙