(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙管本体に両端面に端部被覆部材を付した紙管であって、
前記紙管本体は、内面の端部近傍に薄肉部を有し、
前記端部被覆部材は、前記紙管本体の端面と略等しい環形状を有し外径側に向かうにつれて徐々に厚みが大きくなるように構成されたフランジ部と、前記紙管本体の薄肉部により形成される切り欠き部分を充填する長さ及び厚みを有し前記切り欠き部分に嵌入される袴部と、を有し、
前記袴部は、前記巻芯が使用されるチャックの把持位置よりも奥側まで設けられていることを特徴とする、紙管。
【請求項２】
前記フランジ部は、前記紙管本体の外径寸法よりごく小さい外径に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の紙管。
【請求項３】
前記フランジ部は、前記紙管本体の端面との対向面に固定ピンを備え、前記固定ピンが紙管本体の端面に設けられた固定穴に挿入して前記紙管本体と端部被覆部材が固定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の紙管。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の紙管の紙管本体に前記薄肉部を形成するための紙管製造装置であって、
前記紙管本体の内径よりも小さい外径に構成された円柱形の丸刃ホルダーと、前記丸刃ホルダーの軸上に中心が位置するように前記丸刃ホルダーの一端面に設けられ、前記丸刃ホルダーの外表面から突出するように設けられた切り込み丸刃とを有するナイフユニットと、
前記丸刃ホルダーを軸中心に回転可能に前記丸刃ホルダーの他端面を支持し、前記丸刃ホルダーの外表面を前記紙管本体内面に押圧するように付勢する支持アームと、
前記紙管を軸中心に回転可能に支持する紙管支持ユニットと、を備えることを特徴とする、紙管製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックシートなどのシート材料を巻き取るための巻芯として用いられる紙管に関し、詳しくは、紙管端面の保護と紙粉の発生防止に優れた紙管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紙、セロハン、包装用プラスチックフィルム、各種テープ類、織物、写真用印画紙等の巻芯には紙管が使用されている。紙管は、図１０に示すようにマンドレル７０の軸芯７１に帯状原紙７２を巻しめベルト７３を用いてその一部が重なるようにらせん状に幾層にも硬く巻きつけて製造する。マンドレル７０により製造された紙管は所望の寸法に対して十分に長いものであり、当該作成された円筒形のスパイラル紙管を所望の寸法に切断し、表面を平滑化あるいは紙粉発生防止のために、コーティングや研磨など所定の処理を行うことで製造される。
【０００３】
上記の紙管の製造工程の関係上、表面に比べて切断端面が紙管の形成材料が露出した粗面となっている。そのため、紙管の搬送時やシート材料の高速巻き取り時にはその端面から微細な紙粉が脱落して飛散し、ときには脱落飛散した一部の紙粉が上記シート材料の中に巻き取られるという不都合が生じる。そしてこの不都合は、例えば、巻き取ったシート材料の一部に微細な傷やピンホールの発生の一つの要因となっている。
【０００４】
この端面からの紙粉発生を防止する処理を施した紙管として、実開平７−２３７６５号公報（特許文献１）や特開平１１−１３９６９３公報（特許文献２）等が知られており、紙管端面にコーティング剤を塗布したり、紙管端面と同形状のフィルムを貼付することにより、端面を保護した紙管が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平７−２３７６５号公報
【特許文献２】特開平１１−１３９６９３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、紙管は用途に応じてリサイクルされることが多く、リサイクル時における紙粉発生についても防止する必要がある。紙管は使用時においては、両端の内面にチャックを用いて固定し、高速で回転してシート材料を繰り出して使用する。このとき、紙管の内部にチャックのひっかき傷がついたり、使用済みの紙管を交換するときなどに落下させることがあり、このときに角部に打痕傷がついたりする場合がある。これらの傷は当該部分から紙粉を発生させる原因ともなることから、損傷が激しい紙管はリサイクルされることなく廃棄されることが多かった。
【０００７】
また、上記の紙管製造時における切断時には、図１１に示すように、切断刃７６の刃先を紙管表面７５に押しつけ、紙管を軸Ａの周りに回転させながら切断刃７６を深く切り入れることにより切断するため、紙管端面は通常、切断刃７６の厚みにより、軸Ａに対して厳密に垂直にならず内面側が突き出した方向に傾斜する。当該端面の傾斜は、シート材料の繰り出し時において、紙管の角部とシート材料の引っかかりを発生させシート材料の切断の原因となる場合もあった。
【０００８】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、紙管の繰り返し使用時においても紙粉の発生を防止し、リサイクル性を向上させることができる紙管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の紙管を提供する。
【００１０】
本発明の第１態様によれば、紙管本体に両端面に端部被覆部材を付した紙管であって、
前記紙管本体は、内面の端部近傍に薄肉部を有し、
前記端部被覆部材は、前記紙管本体の端面と略等しい環形状を有し外径側に向かうにつれて徐々に厚みが大きくなるように構成されたフランジ部と、前記紙管本体の薄肉部により形成される切り欠き部分を充填する長さ及び厚みを有し前記切り欠き部分に嵌入される袴部と、を有し、
前記袴部は、前記巻芯が使用されるチャックの把持位置よりも奥側まで設けられていることを特徴とする、紙管を提供する
【００１１】
本発明の第２態様によれば、前記フランジ部は、前記紙管本体の外径寸法よりごく小さい外径に構成されていることを特徴とする、第１態様の紙管を提供する。
【００１３】
本発明の第３態様によれば、前記フランジ部は、前記紙管本体の端面との対向面に固定ピンを備え、前記固定ピンが紙管本体の端面に設けられた固定穴に挿入して前記紙管本体と端部被覆部材が固定することを特徴とする、第１又は第２態様の紙管を提供する。
【００１４】
本発明の第４態様によれば、第１から第３態様のいずれか１つの紙管の紙管本体に前記薄肉部を形成するための紙管製造装置であって、
前記紙管本体の内径よりも小さい外径に構成された円柱形の丸刃ホルダーと、前記丸刃ホルダーの軸上に中心が位置するように前記丸刃ホルダーの一端面に設けられ、前記丸刃ホルダーの外表面から突出するように設けられた切り込み丸刃とを有するナイフユニットと、
前記丸刃ホルダーを軸中心に回転可能に前記丸刃ホルダーの他端面を支持し、前記丸刃ホルダーの外表面を前記紙管本体内面に押圧するように付勢する支持アームと、
前記紙管を軸中心に回転可能に支持する紙管支持ユニットと、を備えることを特徴とする、紙管製造装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、円筒状の紙管本体の端面と同形に構成された端部被覆部材のフランジ部が設けられているため、紙管の端面を平滑に且つ完全に被覆することができる。したがって紙管の端面からの紙粉が脱落、飛散することを防止することができる。また、端部被覆部材の袴部が紙管本体の端部近傍に設けられているため、使用時に紙管を支持するチャックによるひっかき傷の発生を防止することができる。また、袴部は、紙管本体の薄肉部により形成される切り欠き部分を充填する長さ及び厚みを有するので、紙管の内周面との境界部分はレベルの差がなく、一般に普及しているチャックをそのまま使用することができる。さらに、フランジ部は、内側に向かうにつれて厚み寸法が増大するため、紙管本体の切断時に生じる端面の傾斜を吸収することができ、紙管の端面の傾斜をなくすことが可能である。
【００１６】
また、本発明の第２態様によれば、前記フランジ部は、前記紙管本体の外径寸法よりごく小さく構成することにより、製造後の経時による水分率低下に伴って紙管本体が縮小した場合であっても、フランジ部が紙管本体の外表面から突出することがなく、シート材料などに巻しめ跡などを発生させることがない。
【００１７】
本発明の第３態様によれば、袴部を長く構成してチャックの把持位置よりも奥側まで配置することにより、チャックが紙管本体に直接接触することがなく、ひっかき傷などを生じさせないため、紙粉の発生を防止することができる。
【００１８】
本発明の第４態様によれば、固定ピンを紙管本体に挿入して紙管本体と端部被覆部材が固定することにより、端部被覆部材が紙管本体の軸周りに回転して位置ずれなどを生じさせることがなくなるため、両者間の接着剤を少なくして両者の離脱を容易にさせることができるため、リサイクル時の利便性を向上させることができる。
【００１９】
本発明の第５態様によれば、紙管本体の内面側に設けられる薄肉部の長さ及び厚みを丸刃ホルダーの挿入幅と切り込み丸刃の突出幅を調整することで容易に設定することができるため、容易かつ高精度に薄肉部を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる紙管の外観構成斜視図である。
【図２】図１のII-II線における部分拡大断面図である。
【図３】図１の紙管に使用される端部保護カバーの構成を示す斜視図である。
【図４】図１の紙管の端部及び端部保護カバーの組立て構成を示す部分拡大断面図である。
【図５】図１の紙管の薄肉部を形成するための丸刃切削装置の構成を示す模式図である。
【図６】図５の丸刃切削装置の模式的構成を示す側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる紙管の部分拡大断面図である。
【図８】図７の紙管に使用される端部保護カバーの構成を示す斜視図である。
【図９】図７の紙管の製造に使用される固定穴穿孔装置の模式的構造を示す図である。
【図１０】紙管の製造工程を模式的に説明する図である。
【図１１】紙管の切断工程を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る紙管について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる紙管の外観構成を示す斜視図である。図２は、図１のII-IIにおける部分拡大断面図である。図３は、図１の紙管に使用される端部保護カバーの構成を示す斜視図である。図４は、図１の紙管の端部及び端部保護カバーの組立て構成を示す部分拡大断面図である。
【００２３】
本実施形態にかかる紙管１は、例えば、スパイラル紙管などで構成された紙管本体２と、紙管本体２の両端に設けられる端部保護カバー３と、を備えたものである。
【００２４】
本実施形態においては、紙管本体２は紙帯をらせん状に巻きとって作成されるスパイラル紙管が用いられている。また、紙管本体２は、コーティング処理や帯状原紙の一部が重なることによって形成される表面の凹凸を研磨などの外表面に平滑処理を行ったものであってもよい。また、使用時における乾燥に伴う変形を防止するために、あらかじめ、乾燥処理を行い、含水率１０％以下、好ましくは６％程度とすることが好ましい。
【００２５】
本実施形態の紙管に用いられる紙管本体２は、肉厚および内径ともに、用途に応じて適宜決定すればよい。たとえば、内径はφ５０からφ３００、肉厚は５〜３０ｍｍ程度のものを用いることができ、後述する薄肉部の切削加工のために若干肉厚を大きめにすることが好ましい。
【００２６】
紙管本体２の両端には、内周面を切削することにより形成された薄肉部７が設けられている。薄肉部７により画定される切り欠き８の長さＬは特に限定されるものではなく、例えば、紙管１の使用時にチャックにより固定される幅までとすることが可能である。また、厚み寸法Ｔは、紙管本体２の肉厚に応じて適宜決定すればよい。
【００２７】
端部保護カバー３は、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の汎用プラスチックで構成されており、紙管本体２の端面６を被覆するフランジ部４と紙管本体２の内周面２ｂの端部近傍部位を被覆する袴部５を備える。
【００２８】
フランジ部４は、使用される紙管本体２の端面と同じ環状に構成され紙管の端面の全面を被覆する。ただし、その外径寸法Ｒｏは、含水率の低下による紙管の収縮を考慮して、製造時における紙管本体２の外径寸法Ｒ１よりも若干小さく構成されている。
【００２９】
また、フランジ部の厚み寸法は特に限定されるものではないが、１０ｍｍ程度までとすることが好ましい。さらに、図４に示すように、紙管本体２の製造工程において切断時に生じる端面６の傾斜に相当するように、下面４ａが上面４ｂに対して傾斜し、内径側の厚み寸法が徐々に薄くなるように構成されている。
【００３０】
袴部５は、図４に示すように、紙管本体２の内周面２ｂの端部近傍部位に設けられた薄肉部７によって画定される切り欠き８内に装填配置される。端部保護カバー３の内径寸法Ｒｉは、紙管本体Ｒ２の内径寸法と袴部５は紙管本体２の端部近傍部位の内周面に設けられた切り欠き８とほぼ等しい長さ寸法及び厚み寸法を有し、紙管本体２の内周面２ｂと面一になるように紙管に装着される。
【００３１】
本実施形態にかかる紙管１に使用される紙管本体２は、一般的なスパイラル紙管に薄肉部７を形成することにより製造される。スパイラル紙管に薄肉部７を形成するには、図５及び図６に示す丸刃切削装置１０を使用する。
【００３２】
丸刃切削装置１０は、原料となるスパイラル紙管５０の両端部から所定の位置に所定の深さの切り込み５１を形成する装置である。丸刃切削装置１０は、台座１１の上に設けられた一対の下部ローラー１２と押さえ板１３の下面に設けられた一対の上部ローラー１４によって、スパイラル紙管５０を支持する。下部ローラー１２及び上部ローラー１４は、それぞれスパイラル紙管の軸と平行な回転軸を有しており、これらのローラー１２，１４が回転することによって、スパイラル紙管５０が軸周りに回転する。
【００３３】
また、丸刃切削装置１０は、切り込み５１をスパイラル紙管内面の所定位置に設けるために切り込み丸刃１５と丸刃ホルダー１６とを有するナイフユニット１７有し、ナイフユニット１７を所定位置に付勢配置する付勢アーム１８とを備える。丸刃ホルダー１６は、スパイラル紙管５０の内径よりも小さい外径に構成された円柱形に構成されており、端面に切り込み丸刃１５が固定される。切り込み丸刃１５は、丸刃ホルダー１６よりも大きい径寸法を有しており、当該丸刃ホルダー１６の外表面からの突出量が切り込み５１の深さ幅となる。
【００３４】
丸刃ホルダー１６は、付勢アーム１８によりその外表面がスパイラル紙管５０の内表面に押圧される。また、付勢アーム１８は、丸刃ホルダー１６をスパイラル紙管５０内への挿入幅を任意に変更することができるようにシリンダ１９に接続されており、切り込み５１を任意の位置に付すことができる。
【００３５】
丸刃切削装置１０は、ナイフユニットをスパイラル紙管内の所定の位置においてその内周面に押し当て、ローラー１２，１４を回転させることによって軸に対して垂直な切り込み５１を入れることができる。その後、丸刃切削装置１０によって付された切り込み５１より外側を図示しない削り機で切削することで薄肉部７が形成される。
【００３６】
その後、射出成型などの方法によって作成された紙管本体２の形状に応じた端部保護カバー３を紙管本体２の両端部に接着剤などを用いて取りつけ、紙管１を製造する。接着剤は、端部保護カバー３のフランジ部４の下面４ａに塗布することで紙管本体２の端面を接着剤でコーティングして紙粉の発生を防止することができる。
【００３７】
本実施形態の紙管によれば、円筒状の紙管本体２の端面に端部保護カバー３のフランジ部が設けられているため、紙管１の端面を平滑に且つ完全に被覆することができる。また、袴部が紙管本体の端部に設けられているため、紙管の内周面を傷から保護することが可能である。したがって、紙管の繰り返し利用においても使用傷や端面から紙粉が発生することがない。
【００３８】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態にかかる紙管の部分拡大組立断面図である。図８は、図７の紙管に使用される端部保護カバーの構成を示す斜視図である。本実施形態にかかる紙管２０は、第１実施形態にかかる紙管１と共通する構成を有するため、相違点を中心として説明する。
【００３９】
紙管２０は、例えば、スパイラル紙管などで構成された紙管本体２２と、紙管本体２２の両端に設けられる端部保護カバー２３と、を備えたものである。紙管本体２２の両端には、内周面を切削することにより形成された薄肉部２７が設けられている。薄肉部２７により画定される切り欠き２８の長さＬは第１実施形態よりよりも長く、紙管２の使用時にチャックにより固定される幅までとなっている。
【００４０】
また、紙管の端面２６には、複数個の固定穴２９が設けられている。固定穴２９は、有底の穿孔であり、スパイラル紙管の製造後に後述する図９に示す固定穴穿孔装置により設けられた所定の深さを有する。固定穴２９の設置個数は、特に限定されるものではなく２から１２個程度とすることができ、紙管本体２２の端面に周方向に均等間隔となるように設けられている。
【００４１】
固定穴穿孔装置４０は、紙管本体の端面に同時に複数の固定穴２９を穿孔するための装置であり、紙管本体２２の端面とほぼ同じ径のドリルヘット４１が紙管本体２２に対して離接可能にスライドするように構成されている。ドリルヘッド４１にはそれぞれ回転する穿孔ドリル４２が複数均等間隔に設けられており、ドリルヘッド４１が予め設定された深さの固定穴となるように、紙管本体２２に接近することによって、穿孔ドリル４２が紙管本体２２の端面２６に固定穴を穿孔する。
【００４２】
端部保護カバー２３は、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の汎用プラスチックで構成されており、紙管本体２２の端面２６を被覆するフランジ部４と紙管本体２の内周面２ｂの端部近傍部位を被覆する袴部５を備える。
【００４３】
フランジ部２４の紙管との対向面である下面２４ａには、紙管本体２２に設けられた固定穴２９に挿入する固定ピン３０が設けられている。固定ピンは、固定穴２９に挿入可能に固定穴２９に対応して設けられる。
【００４４】
固定ピン３０が固定穴２９に挿入されることにより、端部保護カバー２３の紙管の軸周りの位置ずれが防止される。したがって、両者の固定のために使用される接着材を少なくすることができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態の紙管によれば、円筒状の紙管本体２２の端面を平滑に且つ完全に被覆し、保護する及び紙粉発生を防止することができる。端部保護カバー２３の脱落や軸方向の位置ずれを防止することができる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１、２０  紙管
２，２２  紙管本体
３，２３  端部保護カバー
４，２４  フランジ部
５，２５  袴部
６，２６  端面
７，２７  薄肉部
８，２８  切り欠き
２９  固定穴
３０  固定ピン
【図１】
0006029604.tif 000002
【図２】
0006029604.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006029604.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006029604.tif 000008
【図８】
0006029604.tif 000009
【図９】
0006029604.tif 000010
【図１０】
0006029604.tif 000011
【図１１】
0006029604.tif 000012