(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール周面に、被加工物品を押圧する凸部が規則的に配されているエンボスロールであって、
前記エンボスロールは、前記凸部の繰り返し最小単位として区分される前記ロール周面上の単位エンボスパターンを有し、
前記単位エンボスパターンの繰り返し方向と前記エンボスロールのロール軸方向とのなす角度が最小となる角度θが、θ≠０（ゼロ）であり、
前記角度θが、ロール回転方向の単位エンボスパターンピッチＰと、エンボス領域のロール幅方向長さＬとに対し、下記（式２）の関係にあり、
前記エンボスロール表面の任意の箇所において、前記単位エンボスパターンの繰り返し方向と平行な単位エンボスパターンの繰り返し直線と、前記エンボスロールのロール軸方向と平行に引いた直線との交点の数が下記（式２）に示すｎ個である、エンボスロール。
ｔａｎ（θ）＝ｎ×Ｐ／Ｌ      （式２）
（ｎは１以上の整数である。）
【請求項２】
上記エンボスロールの凸部同士が互いに、前記単位エンボスパターンの繰り返し方向のうち、ロール回転方向となす角度が最も小さい繰り返し方向に離間している請求項１記載のエンボスロール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエンボスロールを備えたエンボス装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンボスロールを用いたエンボス加工方法。
【請求項５】
請求項４に記載のエンボス加工を有する不織布の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の不織布を組み込む工程を有するサニタリー製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織布等の被加工物へのエンボス加工に用いるエンボスロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不織布等の被加工物品に対し、部材強度の向上や部材接合、圧密化、図柄形成等ために、エンボスロールを用いた部分的な圧着加工（エンボス加工）がなされている。
例えば、特許文献１には、メカニカルファスナーのメス材として用いられる原反不織布に対しエンボスパターンを形成することが記載されている。同文献では、メス材としてオス材との係合力を高め、毛羽立ちを抑える観点から、エンボスパターンをＭＤ（シート搬送）方向と交差するように形成している。特許文献２には、圧印加ローラを少なくとも一方に備えた一対のローラで、吸収体素体に対し、複数の線形状のエンボスを千鳥状配置で形成することが記載されている。
また、特許文献３には、スパンボンド不織布について、エンボスライン同士の交差部分でエンボス要素部同士を重なり合わない配置とすることが記載されている。特許文献４には、エンボスロールとバックアップロールとによる高温挟持でエンボス模様を付与する方法及び装置についての記載がある。同文献記載の技術では、バックアップロールへのシートの張り付き防止のため、効率的にバックアップロールを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３５９６０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５２２４１号公報
【特許文献３】特許第５５９２９３７号公報
【特許文献４】特開２００３−２５４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンボス加工は、一対のロール間に被加工物品を送り込み、ロール周面に配置された凸部を被加工物品に押し当てなされる。該凸部による被加工物品への圧着の圧力は、一様であることが均一なエンボス部の形成の観点から好ましい。また、エンボスロールの上下動を抑え、ロール回転方向で凸部と被加工物品との接触が一定になされることが、均質なエンボス部形成と装置の寿命保持の観点から好ましい。
しかし、エンボス部は、被加工物品に付与する機能に応じて様々なパターンで形成することが求められる。これに応じて前記凸部の配置パターンも様々に変化し異なってくる。そのため、パターンによっては被加工物品に対し付加されるロール圧力の均一化が難しくなる。
【０００５】
例えば、従来例として、図１３のロール軸方向（Ｘ方向）の線状凸部９１とロール回転（周）方向（Ｙ方向）の線状凸部９２のパターンがある。このパターンでは、線状凸部９１及びＫ９２と被加工物品とが接触するロール軸方向の「線接触長」がロールの回転と共に変化する。例えば、ロール軸方向線の接触線（被加工物品と凸部との接触を想定した仮想線）Ｋ８１では、線接触長が「ｍ１×４」である。これに対し、接触線Ｋ８２では、線接触長が「ｎ」であり、Ｋ８１における線接触長「ｍ１×４」よりも長い。このようにロール回転方向において線接触長が変化し、ロール面から被加工物品へかかるエンボス圧力が不均一となる。この場合、エンボス部の強度が被加工物品の面内でバラつきが生じる可能性がある。特に、衛生材料用の不織布のように、厚みが薄く圧着すると直ぐに溶融してしまうような素材であると、柄の不鮮明化や、エンボス強度が高すぎることによる加工材料の破損に繋がりかねない。
【０００６】
また、図１４（Ａ）のロール軸方向の線状凸部９１のみを有するパターンがある。このパターンでは、前記「線接触長」の問題に加え、「外周高さ」がロール周方向に不均一となる問題がある。「外周高さ」とは、エンボスロールを側面からロール軸方向（矢印Ｘ９）に観察した投影図において、ロール軸から最外周までの距離として定義される高さである。「外周高さ」の不均一は、凸部９１をロール軸方向に重ねたときに、離間部７があることで、図１４（Ｂ）に示すロール外周線９８のように凹凸があることを意味する。これは、図１４（Ｃ）に示す、円形の凸部９４をロール軸方向及びロール周方向に互いに離間させて配置した場合にも生じる。
この場合、エンボス処理時にロールが上下動する。この上下動は、特に対向させたロールとの間に付与する圧力を一定にして運転する場合に顕著となる。エンボス処理を高速化すると、エンボスロールの上下動がロールパターンに追従しきれなくなり、装置が大きく振動する虞がある。その結果、装置ないしはロールの破壊に繋がる可能性があり好ましくない。また、破壊に至らないとしても、エンボス処理条件の管理が困難になるため、均一なエンボス加工を実現することが難しくなる。さらに、前記上下動で対をなすロール同士が衝突するような場合は、瞬間的に大きな圧力を被加工物品に与えて該被加工物品の破損に繋がりかねない。
【０００７】
このような問題は、特許文献１の図１〜７のエンボスパターンにおいても生じ得る。また、特許文献２の図４、７及び８のような線形状のエンボス部が搬送方向に互いに離間した場合には、エンボスロールの凸部は上記と同様の問題が生じ得る。
【０００８】
本発明は、上記の問題を踏まえ、様々なエンボスパターンであっても、エンボス圧力の不均一化及びエンボスロールの上下動を抑えて、均一なエンボス部を高速形成することができるエンボスロールを提供することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ロール周面に、被加工物品を押圧する凸部が規則的に配されているエンボスロールであって、前記エンボスロールは、前記凸部の繰り返し最小単位として区分される前記ロール周面上の単位エンボスパターンを有し、前記単位エンボスパターンの繰り返し方向と前記エンボスロールのロール軸方向とのなす角度が最小となる角度θについて、θ≠０（ゼロ）である、エンボスロール、を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエンボスロールは、様々なエンボスパターンであっても、エンボス圧力の不均一化及びエンボスロールの上下動を抑えて、均一なエンボス部の高速形成を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るエンボスロールの外形の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るエンボスロールにおいて、凸部の好ましい配列の具体例を１つの単位エンボスパターンとともに示す、ロール外周展開面の加工部領域の一部を示す平面図である。
【図３−１】図２における凸部の配列において、単位エンボスパターンの繰り返しを格子状に示す説明図である。
【図３−２】図３−１における単エンボスパターンのピッチＰを説明するための要部拡大図である。
【図４】図２における凸部の配列において、線接触長及び外周高さを示す図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明に係る凸部の単位エンボスパターンの定義から外れる四角形の例を示す説明図である。
【図６】本発明に係るエンボスロールにおいて、凸部の別の好ましい配列の具体例を１つの単位エンボスパターンとともに示す、ロール外周展開面の加工部領域の一部を示す平面図である。
【図７】本発明に係るエンボスロールにおいて、凸部のさらに別の好ましい配列の具体例を１つの単位エンボスパターンとともに示す、ロール外周展開面の加工部領域の一部を示す平面図である。
【図８】本発明に係るエンボスロールにおいて、凸部のさらに別の好ましい配列の具体例を１つの単位エンボスパターンとともに示す、ロール外周展開面の加工部領域の一部を示す平面図である。
【図９】本発明に係るエンボスロールにおいて、凸部のさらに別の好ましい配列の具体例を１つの単位エンボスパターンとともに示す、ロール外周展開面の加工部領域の一部を示す平面図である。
【図１０】エンボスロール外周展開面の加工部領域において、加工部端縁付近における単位エンボスパターンの仮想的な画定方法を示す説明図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）は、凸部の単位エンボスパターンの繰り返し方向の把握方法を示す説明図である。
【図１２】エンボス加工された部材における切り出し形状と付与されたエンボス柄の繰り返し方向との関係を示した平面図であり、（Ａ）はエンボスロールにおける角度θを好ましい範囲に抑えた場合のエンボス加工された不織布原反と所定の大きさに切り出す不織布シートの切り出し形状を示しており、（Ｂ）はエンボスロールにおける角度θを好ましい範囲よりも大きくした場合のエンボス加工された不織布原反と所定の大きさに切り出す不織布シートの切り出し形状を示している。
【図１３】従来のエンボスロールの外周展開面において、凸部の配置パターンの具体例を示す図である。
【図１４】（Ａ）は従来のエンボスロールの外周展開面において、凸部の配置パターンの別の具体例を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）を矢印Ｘ９から観察したときの外周線を示す説明図であり、（Ｃ）は凸部の配置パターンのさらに別の具体例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の好ましい実施形態であるエンボスロール１０を示している。
エンボスロール１０は、ロール軸１とロール本体２とを有する。ロール本体２は、ロール周面３に、被加工物品を押圧する凸部を規則的に配列させた加工部領域３１を有する。
加工部領域３１は、凸部の規則的な配列により凹凸面をなしている。この加工部領域３１は、ロール軸１と平行な方向Ｘ（以下、ロール軸方向Ｘという。）には幅Ｌを有する。幅Ｌはロール回転方向（ロール周方向）Ｙには全周に亘る。幅Ｌは、この実施形態の場合、ロール周面３の両端縁３２、３２よりも内側の加工部端縁３３、３３間の幅である。なお、加工部端縁３３は、上記の形態に限らず、ロール周面３の端縁３２の位置にあってもよい。すなわち、加工部領域３１の幅Ｌが、ロール周面３の端縁３２、３２間の長さであってもよい。加工部端縁３３は、加工部領域３１の必要な幅Ｌに応じて適宜設定できる。
凸部は、図１に示した加工部領域３１に、その形状や大きさ、配置パターン（配置間隔など）を被加工物品への加工目的に応じて種々任意に設定して配置できる。また、凸部は、被加工物品を加圧する部分である限り、ロール周面３から突出する部分であってもよく、凸部の周囲が凹状に窪んで相対的に突出する部分であってもよい。すなわち、凸部は、凹凸面の凸となる部分であればよい。
【００１３】
エンボスロール１０においては、凸部がどのような形状や大きさ、配置パターンであっても、凸部の繰り返し最小単位である単位エンボスパターンの配列に特徴を有する。
以下、この点について、凸部の具体例を示して説明する。
【００１４】
図２は、１例として、円形の凸部４１を複数、互いに離間させて規則的に分散配置させた加工部領域３１の展開面を示している。円の大きさや数、配置パターンは、図示したものに限定されることなく、種々に設定できる。また、円に代えて、楕円や多角形、図柄など種々の形状を特に制限なく採用できる。また、いくつかの図形の組み合わせであってもよい。
【００１５】
エンボスロール１０は、凸部４１の繰り返しの最小単位として画定される単位エンボスパターン５が隣接して繰り返す配列パターンを有する。単位エンボスパターン５が繰り返す方向は、図２では、加工部領域３１の平面において矢印Ｊ１〜Ｊ４で示す４つの方向である。
エンボスロール１０は、単位エンボスパターン５の配列について、次のような角度条件を満たすものである。
すなわち、単位エンボスパターン５の繰り返し方向Ｊ１〜Ｊ４とエンボスロール１０のロール軸方向Ｘとのなす角度が最小となる角度θについて、θ≠０（ゼロ）としている。なお、「単位エンボスパターンの繰り返し方向とエンボスロールのロール軸方向とのなす角度が最小となる角度θ」は、０°から９０°の範囲で決める角度である。角度θは、上記の範囲において、ロール軸方向に対して上下いずれかの方向に傾斜した最小の角度として示される。
【００１６】
図２では、単位エンボスパターン５は、実線で示した４つの凸部４１の円の中心を仮想的に結ぶ１点鎖線で囲んだ領域として１つだけ示している。単位エンボスパターン５は、繰り返し方向Ｊ１〜Ｊ４に沿って、図３−１に示すように、互いに隣接して連なるようにして配列される。これにより、単位エンボスパターン５の配列は全体として、加工部領域３１に格子状の配列である。なお、図３−１では、単位エンボスパターン５の格子配列の理解のため、凸部４１を省略し、単位エンボスパターン５を１点鎖線の格子として示している。
【００１７】
図２及び図３−１では、前述した角度θは、繰り返し方向Ｊ１と、２点鎖線で示すロール軸方向Ｘ１との角度であり、角度θ≠０（ゼロ）の角度条件を満たす。図２など以下に示す具体例では、角度θは、前述した０°から９０°の範囲において、繰り返し方向Ｊ１がロール軸方向Ｘ１に対して右肩上がりに交差して成す最小の角度として示している。しかし、本発明においては、角度θは、この形態に限らず、前述した０°から９０°の範囲において、繰り返し方向Ｊ１がロール軸方向Ｘ１に対して左肩上がりに交差して成す最小の角度（図示せず）であってもよい。
【００１８】
上記の角度条件は、繰り返し方向Ｊ１が、ロール軸方向Ｘに対し、ロール周方向に角度θで傾斜することを意味する。これは、単位エンボスパターン５の繰り返す方向Ｊ１〜Ｊ４に並んだ凸部４１の列（例えば、図４に示す凸部列６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・・・）がいずれも、ロール軸方向Ｘと平行でないことをも意味する。すなわち、少なくとも角度θの傾きを持って配列していることを意味する。この角度θがゼロでないことで、単エンボスパターン５を構成する凸部４１はロール軸方向Ｘに並ぶのではなく、ロール軸方向Ｘと交差する方向に繰り返して配置される。
【００１９】
上記の角度条件を満たすことにより、凸部４１が繰り返し方向Ｊ３（単位エンボスパターン５の繰り返し方向Ｊ１〜Ｊ４のうち、ロール回転方向Ｙとなす角度が最も小さい（ゼロを含む）繰り返し方向）に離間部７を介して配列されていても、凸部４１の周長は角度θがゼロのときよりも増大する。ここでいう「凸部の周長」とは、ロールの側面からロール軸方向に観察した投影図において、ロール軸１の中心点から凸部４１の最外位置までの最大半径の弧長のロール周方向の長さの合計である。言い換えると、ロール軸方向から観察して見える各凸部４１の頂部（前述した「外周高さ」が最も高い部分）のロール周方向の長さの合計である。
【００２０】
エンボスロール１０では、図４に示す通り、ロール側面から観察した凸部の周長８は、ロール周方向全体の長さに一致する。具体的には、各凸部列６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・・・ではそれぞれ、各凸部４１がロール軸方向に重なって凸部の周長８Ａ、８Ｂ、８Ｃ・・・を有する。各周長８Ａ、８Ｂ、８Ｃ・・・は、ロール周方向の離間部７を埋めるように互いに重なりあっている。その結果、エンボスロール１０は、ロール周方向全体に連続した、凸部の周長８を有する。したがって、エンボスロール１０は、上記の角度条件を満たさない図１４（Ｃ）に示す形態に比べて、凸部の周長が増大している。
【００２１】
凸部の周長が増大することにより、エンボスロール１０の外周高さの変動が小さくなる。このエンボスロール１０をロール回転方向Ｙに回転したときに、複数の凸部列間及び各列の幅Ｌに並ぶ凸部４１間において、各凸部４１がロール回転に合わせて継走するようにして被加工物品に接触し続ける。すなわち、被加工物品とエンボスロール１０の離間部７の窪みとの接触が回避ないし低減される。これにより、エンボスロール１０を用いて被加工物品にエンボス加工処理をした際に、エンボスロール１０の上下動が抑制される。
【００２２】
凸部の周長は、図４のようにロール周方向全体に連続したものでなくても、エンボスロール１０の上下動の抑制できるようできるだけ長いことが好ましい。すなわち、被加工物品と離間部７との接触をできるだけ少なくするよう、凸部がロール周方向Ｙに傾き（角度θ）を持って配列されることが好ましい。
【００２３】
角度θは、加工部領域３１のロール軸方向Ｘの幅Ｌ、凸部の形状や大きさ、配置間隔、配置パターン等に合わせて、凸部の周長を増大させる角度を適宜設定できる。例えば、幅Ｌが長いほど、角度θを抑えても凸部の周長を増大させることができる。これは、幅Ｌが長いほど、角度θで傾斜した繰り返し方向Ｊ１における凸部が増加することによる。すなわち、傾斜した繰り返し方向Ｊ１の凸部の増加は、ロール側面から観察した際にロール周方向Ｙに占める凸部の割合を増やし、僅かな角度θでも、凸部の周長を増大させる。
【００２４】
また、上記の角度条件を満たすにより、凸部４１と被加工物品とがロール軸方向Ｘに接する線接触長は、ロール回転方向Ｙでの変動が抑えられる。ここでいう「線接触長」とは、エンボスロールの外周展開面にロール軸方向Ｘの接触線を引いた際の、該接触線と凸部３との交差長を意味する。図４で説明すると、例えば、接触線Ｋ１は、離間部７の窪みには接しないよう、凸部列６Ｇ及び６Ｈの両方に跨って接触する。同様に、接触線Ｋ２は、凸部列６Ｈ及び６Ｉの両方に跨って接触する。このようにして複数の凸部列に同時に接することで、接触線Ｋ１と凸部３との線接触長はロール回転方向での変動が少なくなるように抑えられる。
これにより、エンボスロール１０は、エンボス圧力のムラが抑えられて、エンボス成形性の不均一化が緩和される。
【００２５】
エンボスロール１０の「線接触長」は、ロール回転方向Ｙの全周において均一でない場合でも、その変動が抑制される形態を適宜設定できる。角度θは、加工部領域３１のロール軸方向Ｘの長さＬ、凸部の形状や大きさ、配置パターン等に合わせて、「線接触長」の変動を抑止する角度を適宜設定できる。
【００２６】
次に、凸部の単位エンボスパターン、該単位エンボスパターンの繰り返し方向、及び角度θについて、図２の円形の凸部４１やその他の具体例に基づき以下に更に詳述する。
【００２７】
まず、凸部の単位エンボスパターンの定義について説明する。
凸部の単位エンボスパターンは、前述のとおり、凸部の繰り返しの最小単位として画定されるパターンである。この繰り返しの最小単位は、凸部間の離間部分（凹部）を含めた単位であり、凹凸の繰り返しの最小単位ということもできる。そえゆえ、単位エンボスパターン同士は、凸部間の離間部分を含め同じ配置パターンを有する。そして、単位エンボスパターン同士は、離れることなく、隣接して連なって画定される。
【００２８】
このことから、凸部の単位エンボスパターンは次の３つの条件を満たすものとして定義できる。
（条件１）凸部の単位エンボスパターンは、領域内に含まれる凸部の面積が最小となる四角形として画定される。
（条件２）前記四角形は、領域の周長（すなわち、四辺の合計長）が最小となるように画定される。
例えば、図２に示すように、円形の凸部４１が等間隔で配置されている形態では、隣接する円の中心を結んでできる正方形が、凸部４１の単位エンボスパターン５となる。これよりも面積や周長が大きくなる図５（Ａ）に示す正方形や平行四辺形の領域５９では前記条件１及び２を満たさなくなるため、単位エンボスパターン５とはならない。
【００２９】
（条件３）凸部の単位エンボスパターンの四角形は、隣り合う四角形同士が格子状に配列されるように画定される。
例えば、図３−１に示すように、隣り合う四角形同士が離間することなく、同じ向きの辺同士が連結して段差のない直線を形成する格子状となる。そのため、図５（Ｂ）のように辺同士が直線を形成しないで連結した領域５９は格子状でなく条件３を満たさない。
なお、条件３においては、辺を繋いでできる直線は、後述するように、単位エンボスパターンの繰り返し方向の少なくとも２方向を示している。
【００３０】
上記の条件３においては、単位エンボスパターン同士は、該単位エンボスパターン内の凸部の配置が同じになるようにして区画している。単位エンボスパターンを格子状に連結することにより、凸部の繰り返し単位である単位エンボスパターンの繰り返し方向が画定される。
【００３１】
上記の条件１〜３を満たす限り、単位エンボスパターン内における凸部の位置は、凸部３の形状や大きさ、配置パターンなどに応じて、任意に設定することができる。
ただし、単位エンボスパターンの繰り返し方向を正確に画定するため、前述のとおり、単位エンボスパターン同士では該単位エンボスパターン内の凸部の配置は統一される。
【００３２】
また、上記の条件１〜３を満たす限り、単位エンボスパターンの四角形は、正方形、長方形、平行四辺形、菱形など種々の形状であってもよい。凸部の形状や大きさ、配置パターンなどに合わせて決められる。例えば、図６に示すように、円形の凸部４１の配列が、ピッチの異なる２種類の列を交互に配置したパターンである場合、平行四辺形の単位エンボスパターン５１をとり得る。なお、平行四辺形や菱形など辺の交差部が直角でない場合、四角形の傾き方向は一様に定まらない場合がある。例えば、単位エンボスパターン５１以外にも単位エンボスパターン５２として画定できる場合もある。その場合、傾きを単位エンボスパターン同士で統一し、上記の条件１〜３を満たすように四角形を画定できれば、いずれであってもよい。
【００３３】
図７は、円形の凸部４１の列と十字型の凸部４２の列とを異なるピッチで交互に配置した形態を示している。この場合、繰り返しの最小単位である単位エンボスパターンは、各凸部の面積がパターン内で同一になるよう最小のパターンサイズで（条件１）、かつ、条件２及び３を満たすよう画定する。具体的には、円形の凸部３のピッチと十字型の凸部３１のピッチの違いに合わせて、３つの凸部４１を並べた２列と２つの凸部４２を並べた１列の組み合わせを囲む四角形からなる単位エンボスパターン５３Ａや、十字型の凸部２列、円形の凸部１列の組み合わせを囲む四角形からなる単位エンボスパターン５３Ｂなどとして画定できる。前述した条件１〜３を満たし、単一エンボスパターン同士で統一した四角形の画定がなされれば、単位エンボスパターン５３Ａ及び５３Ｂのいずれを選択してもよく、これ以外の凸部の組み合わせを有する単位エンボスパターンであってもよい。
【００３４】
図８は、異なる傾斜の直線状の凸部４３、４４を交差させた形態を示している。この場合、直線で囲われる領域を単位エンボスパターン５４とする。このとき、単位エンボスパターン５４の外縁は、凸部４３、４４のそれぞれの線幅の中心に配し、隣接する単位エンボスパターン５４同士を格子状に配置できるようにする。この場合、単位エンボスパターン５４は、凸部４３及び４４の直線に沿って格子を形成し、繰り返し方向を画定する。また、凸部４３、４４の直線が連続でなく部分的に欠落した破線で示されている場合（図示せず）、欠落点を仮想的に補い実線とみなして単位エンボスパターンを画定する。
【００３５】
図９は、直線状の凸部４５を互いに交差せずに平行にし、かつ、離間して配置させた形態を示している。この場合、単位エンボスパターンの繰り返し方向の１つは、凸部４５の直線に沿った方向である。しかし、単位エンボスパターンの最小面積は、凸部４５の直線において無限小となる。そのため、単位エンボスパターンをなす四角形の辺のうち、長さを定義できない辺長をゼロに近い無限小とみなして単位エンボスパターンの四角形を画定する。具体的には、上記の条件１及び２を満たし、条件３の格子状にする観点から、２つの凸部４５、４５それぞれの幅の中点間を繋ぐ２辺と、該２辺を繋ぐ無限小の他の２辺によりなる単位エンボスパターン５５が画定される。単位エンボスパターン５５は、凸部４５の直線に沿って格子を形成し、繰り返し方向の１つを画定する。
【００３６】
なお、エンボスロール１０では、凸部が配される領域が、加工部端縁３３、３３に挟まれた加工部領域３１に限られている。そのため、前述した単位エンボスパターンは、加工部端縁３３付近では、条件１〜３を満たす画定ができない。すなわち、加工部端縁３３付近では、他の単位エンボスパターンの面積よりも小さい領域で、しかも四角形を画定できなくなる。その部位に関しては、図１０に太字で示すパターン５７ように、後述する繰り返し方向の判断をする際に欠落する領域を仮想的に補い判断する。
【００３７】
次に、単位エンボスパターンの繰り返し方向及び角度θについて説明する。
図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、単位エンボスパターン５の四角形の対辺の中点を結んだ直線の延出方向、四角形の対角を結んだ直線の延出方向が繰り返し方向Ｊ１〜Ｊ４となる。これは、前述した単位エンボスパターンが格子状に連なることによる。すなわち、隣り合う単位エンボスパターン同士が互いの四角形の辺を共有しながら、辺の向き及び高さを揃えて格子状に並ぶことによる。なお、対辺の中点を結んだ直線の延出方向（図１１（Ａ）及び（Ｂ）のＪ１及びＪ３、図１１（Ｃ）のＪ２及びＪ４）はそれぞれ、四角形の中点を結ばない方の対辺と平行である。すなわち、四角形の各辺の延出方向が繰り返し方向に一致する。
この単位エンボスパターンの繰り返し方向は、単位エンボスパターンの四角形を格子状に画定する条件１〜３を満たす限り、凸部の種々のパターン配置であっても上記の方法により決定される。
【００３８】
繰り返し方向Ｊ１〜Ｊ４のうち、繰り返し方向Ｊ１がロール軸方向Ｘとの最小角度を有し、該角度が前述した角度θとなる（図２参照）。繰り返し方向Ｊ１は、ロール軸方向Ｘと平行でなく、ロール回転方向Ｙへ傾斜した方向である。また、繰り返し方向Ｊ１は、４つの繰り返し方向Ｊ１〜Ｊ４の中でロール回転方向Ｙとのなす角度が最も大きい方向である。一方、繰り返し方向Ｊ１〜Ｊ４のなかで、繰り返し方向Ｊ３がロール回転方向Ｙとのなす角度が最も小さい（ゼロを含む）方向である。
【００３９】
これにより、図４に示したように、エンボスロール１０が、繰り返し方向Ｊ３に凸部間の離間部７を有しても、ロール軸方向Ｘに外周を観察したときに凸部の周長は増大する。また、ロール軸方向Ｘの線接触長のロール周方向Ｙにおいての不均一が是正される。その結果、エンボス圧力のムラが抑えられ、エンボス加工の均一性の向上、機械振動の低減を実現できる。
【００４０】
これは、前述の角度条件により、凸部の周長を増大させ、線接触長のロール周方向Ｙの変動を小さくすることによるものである。すなわち、図４、６、７及び９に示すように、角度θの傾きで、繰り返し方向Ｊ３の凸部間に離間部７を有しても線接触長のロール周方向Ｙの変動を小さくしてエンボス加工の精度を上げる。そのため、図４、６及び７のように、凸部がロール軸方向Ｘに非連続なパターンであっても、エンボス加工の精度が向上する。
【００４１】
したがって、本発明のエンボスロールは、図２〜４、６〜９に示した凸部の形状及び配置パターンに限定されず、どのような凸部の形状及び配列パターンにも対応できる。
すなわち、凸部の繰り返しの最小単位である単位エンボスパターンを画定し、その繰り返し方向が前述の角度条件を満たすことで、離間部７によるエンボス不均一化を低減できる。これにより、好適なエンボス形成が可能となる。また、被加工物品が接触する凸部の最頂部の高さが一様でない形態であっても、本発明のエンボスロールであれば、好適なエンボス形成が可能となる。
【００４２】
さらに、エンボスロール１０において、前記角度θが、ロール回転方向の単位エンボスパターンピッチＰと、エンボス領域のロール幅方向長さＬとに対し、下記式１の関係にあることが好ましい。
ｔａｎ（θ）≧Ｐ／Ｌ      （式１）
【００４３】
エンボス領域のロール幅方向長さとは、図１、図２及び図３−１に示すように、前述した、加工部領域３１の加工部端縁３３、３３の間の幅Ｌを意味する。ロール回転方向の単位エンボスパターンピッチＰとは、図３−２に示すように、ロール軸方向Ｘとなす角度が最小となる角度θとなる繰り返し方向Ｊ１に沿う直線Ｊ１１、Ｊ１１間の直線間隔Ｑをｃｏｓ（θ）で割った長さである。すなわち、Ｐ＝Ｑ／ｃｏｓ（θ）である。図３−１及び３−２に示すように、単位エンボスパターンピッチＰはロール回転方向Ｙに沿ったピッチである。なお、直線間隔Ｑは、直線Ｊ１１、Ｊ１１間における、直線Ｊ１１、Ｊ１１と直交する直線の長さである。
【００４４】
式１を満たすことにより、繰り返し方向Ｊ１と平行な単位エンボスパターンの繰り返し直線が、ロールのどの回転角度に対しても、被加工物品と1回以上接触するようになる。式１を満たさない、ｔａｎ（θ）＜Ｐ／Ｌとなると、繰り返し方向Ｊ１の傾きが浅く、ロールの回転角度によっては非加工物品と接触しない点が発生するため、Ｊ１に傾きθを付与した効果が小さくなる。
言い換えると、式１の関係を満たすことで、展開したロール周面において繰り返し方向Ｊ１と平行な単位エンボスパターンの繰り返し直線は、エンボスロール表面の任意の箇所にてエンボスロール軸方向と平行に引いた直線と、必ず１点以上の交点を持つこととなる。これにより、線接触長が０になる確率を最小化できる。この効果は、凸部の形状や大きさ、数、配置等に拘らず生じ得る。ただ、繰り返し回数が多くなるほど前記効果はより高まる。実際のエンボスロールにおいては、単位エンボスパターンはロール軸・周方向に多数（１０〜数百以上）配置されることが多く、上記効果が高いと言える。
例えば、図１４（Ａ）（Ｃ）と同じエンボスパターンであっても、式１を満たすように、これを傾けることにより、周方向に線接触長が０となる確率を最小化することができる。また、図１３に示されるように、このエンボスパターンはθ＝０の状態では周方向の線接触長の偏りが大きい。しかし、式１を満たすように、同じパターンでも傾けることにより、線接触長の偏りを大きく軽減することができ、ロール周方向のエンボス圧力偏りを軽減することができる。
【００４５】
また、エンボスロール１０において、前記角度θが、ロール回転方向の単位エンボスパターンピッチＰと、エンボス領域のロール幅方向長さＬとに対し、下記式２の関係にあることがより好ましい。
ｔａｎ（θ）＝ｎ×Ｐ／Ｌ      （式２）
（ｎは１以上の整数である。）
【００４６】
式２の関係を満たすことで、展開したロール周面において繰り返し方向Ｊ１と平行な単位エンボスパターンの繰り返し直線は、エンボスロール表面の任意の箇所にてエンボスロール軸方向と平行に引いた直線とｎ個の交点を持つこととなる。これにより、前述の期待する働きを最大化することができる。なお、繰り返し方向Ｊ１と平行な単位エンボスパターンの繰り返し直線と、エンボスロール軸方向と平行に引いた直線との交点が加工部領域３１の加工部端部３３及び３３の両方にある場合は、向かって左側の加工部端部３３のみをカウントする。
【００４７】
本発明のエンボスロールを用いてエンボス加工された部材は、種々の製品の構成部材として必要な大きさに切り出して使用されることがある。切り出した部材の形状に対してエンボス図柄の繰り返し方向が平行に見えるように配置されていることが望ましい場合がある。例えば、エンボス加工される部材が不織布等のシートであり、長方形や長楕円形のように縦横が定まりやすい形状に切り出す場合、その縦横（長手方向及び幅方向）のいずれかに対してエンボス柄の繰り返し方向が平行に見えるように配置されてことが望ましい。
この場合、前述した角度θを大きくしたエンボスロールを用いて付与されたエンボス柄であると、切り出した部材に所望のエンボスパターンを付与できなくなることがある。例えば図１２（Ｂ）の、エンボス加工された不織布原反７２における不織布シート８０の切り出し形状８０Ｂなどである。切り出し形状８０Ｂでは、エンボス図柄の繰り返し方向Ｗ１が幅方向Ｘ８及び長手方向Ｙ８のいずれに対しても平行でなく傾きが大きいため、傾斜した配置であると目視で認識できてしまう。それを回避するためには、図１２（Ｂ）に示す切り出し形状８０Ｃのように、斜めの切り出しが必要となる。しかし、このような切り出しは取り都合が悪く、ロスを大きく発生させてしまう。
これに対し、本発明のエンボスロールにおいて、角度θを前述した加工上の効果を奏する範囲でできるだけ小さく抑えると、斜めに切り出さずとも望ましい配置に近いエンボスパターンが付与された切り出しを実現できる。例えば図１２（Ａ）のエンボス加工された不織布原反７１においては、エンボス柄の繰り返し方向の傾きを図１２（Ｂ）のもよりも抑えている。これにより、不織布シート８０の切り出し形状８Ａを不織布原反７１の縦横に合わせて効率よく切り出し、エンボス柄の繰り返しパターンを図１２（Ｂ）の場合に比べて望ましい配置に近いものとすることができる。
【００４８】
本発明のエンボスロールにおいて、角度θの上限は、前述した加工上の効果を奏する範囲で、エンボス柄の繰り返し方向の傾きを抑える観点から設定することが好ましい。ただし、角度θの上限は、切り出す大きさによって許容できる範囲が異なってくる。エンボス加工され切り出した部材において、切り出す大きさが小さいほどエンボス柄の繰り返し長さが短くなり、その分、繰り返し方向の傾きは目視で検知され難くなる。したがって、切り出し形状における前記繰り返し長さが短いほど、すなわち切り出す大きさが小さいほど、本発明のエンボスロールにおける角度θの上限の許容範囲が広がる。
【００４９】
エンボスパターンが付与された不織布をサニタリー製品に加工された状態で、目視で検知され難いθの大きさとしては、大人用おむつの場合は３°以下が好ましく、２．５°以下がより好ましく、ベビー用おむつの場合は３．５°以下が好ましく、３°以下がより好ましく、製品サイズがより小さな生理用ナプキンの場合には５°以下が好ましく、４°以下がより好ましい。
【００５０】
本発明において、エンボスロールは、上記の単位エンボスターンの角度条件を満たすように凸部が配列された加工部領域を有するものであれば、図１の形状に限定されず、種々の形状をとることができる。
また、加工部領域における凸部は、この種の物品に用いられる種々の方法により形成することができる。例えば、エンボスロールのロール周面を彫刻で形成してもよく、ピン等を打ち込んで形成してもよい。また、エンボスロールの本体に凸部を備える円盤をロール軸方向に複数設置してもよく、エンボスロールの本体の円周に沿う円弧状のエンボスプレートを複数装着したものであってもよい。
【００５１】
また、本発明のエンボスロールを用いたエンボス装置は、被加工物品を挟圧して加工するように対向させた一対のロールを備える。一対のロールのうち少なくとも一方が、本発明のエンボスロールとする。一方が本発明のエンボスロールである場合、他方は、ロール周面が凹凸の無いフラットロールとする。あるいは、両方のロールが本発明のエンボスロールであってもよい。
【００５２】
本発明のエンボスロールを用いたエンボス装置によるエンボス加工方法は、次のようにしてなされる。すなわち、前述した１対のロール間に被加工物品を挿入してロールの回転とともに、本発明のエンボスロール上の凸部の押圧で被加工物品を部分的に圧着させる。このとき、被加工物品には、本発明のエンボスロールに前述の角度条件等で配列された凸部のパターンに沿って、均一なエンボス圧で良好なエンボスパターンが形成される。
【符号の説明】
【００５３】
１  ロール軸
２  ロール本体
３  ロール周面
１０  エンボスロール
３１  加工部領域
３２  ロール周面の端縁
３３  加工部端縁
４１、４２、４３、４４、４５  凸部
５、５１、５２、５３、５４、５５  単位エンボスパターン
Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４  単位エンボスパターンの繰り返し方向
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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