JP2003145649A - 段ボールシートの反り防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 段ボールシートの表層剥離による不良や強度
の低下を生じさせることなく、かつ、設備のメインテナ
ンスも容易で、ライナ紙幅方向の含水分量分布を精度よ
く調整できる段ボールシートの反り防止装置を提供する
ことである。 【解決手段】 ダブルフェーサ１１の入口に、表ライナ
紙２と片面段ボールシート１０とが各々巻き付けられ、
軸方向に複数の独立な誘導加熱コイルが内蔵された温度
分布可変ヒータロール２３、２４を設け、その軸方向で
の発熱量分布をこれらの入側に設置した水分センサ２
５、２６で検出される各ライナ紙２、３の幅方向含水分
量分布に基づいて調節して、表裏ライナ紙２、３の含水
分量分布を合わせるように調整することにより、段ボー
ルシートの表層剥離による不良や強度の低下を生じさせ
ることなく、かつ、楽な設備メインテナンスで、複合反
りを含めた段ボールシートの反りを防止できるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、段ボールシート
の反りを防止する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】段ボールシートは、コルゲートマシンと
呼ばれる装置で連続的に製造されている。コルゲートマ
シンは、例えば、本発明の反り防止装置を設けた図１に
示すもののように、芯紙１、表ライナ紙２および裏ライ
ナ紙３をそれぞれ供給するミルロールスタンド４、５、
６を有し、まずシングルフェーサ７で、ミルロールスタ
ンド４から供給される芯紙１を、成形ロール８で波形形
状に成形して糊付け装置９で糊付けし、ミルロールスタ
ンド６から供給される裏ライナ紙３と貼り合わせて片面
段ボールシート１０を形成する。片面段ボールシート１
０は、糊付け装置１２で芯紙１の波形頂部に糊付けされ
てダブルフェーサ１１に供給され、ミルロールスタンド
５から供給される表ライナ紙２と貼り合わされて、段ボ
ールシート１３が形成される。

【０００３】前記ダブルフェーサ１１で形成された段ボ
ールシート１３は、ダブルフェーサ１１の下流側に設け
られたスリッタ・スコアラ１４で、必要に応じて条切り
と罫線入れが施され、ロータリカッタ（図示省略）で所
定の長さ寸法に裁断されたのち積み重ねられる。

【０００４】前記各糊付け装置９、１２では水溶性澱粉
糊が使用されており、この澱粉糊の貼り合わせ後の固化
を促進するため、シングルフェーサ７やダブルフェーサ
１１に供給される芯紙１、裏ライナ紙３、表ライナ紙２
および片面段ボールシート１０は、それぞれヒータロー
ル１５、１６、１７、１８で予熱される。

【０００５】前記ダブルフェーサ１１は、上流部のヒー
ティングパートと下流部のクーリングパートより成り、
ヒーティングパートの下部にはヒーティングボックス１
９が、上部には加圧装置２０が配置されている。加圧装
置２０は段ボールシート１３を搬送する上コンベア２１
のベルトを介して段ボールシート１３をヒーティングボ
ックス１９に押圧し、満遍なく表ライナ紙２と片面段ボ
ールシート１０を接着する。クーリングパートの下部に
は下コンベア２２が配置され、昇温接着された段ボール
シート１３は、下コンベア２２と上コンベア２１との間
に挟持されて、冷却されながら排出端に向かって搬送さ
れる。

【０００６】このような段ボールシートの製造装置で
は、接着剤である水溶性澱粉糊の固化を促進するため
に、元来含水分量の不均一な表裏のライナ紙や芯紙がヒ
ータロール等で加熱されるので、これら各紙の含水分量
が製造ラインの途中でも変化する。紙類は含水分量の変
化で伸縮し、加湿されると伸び、乾燥されると縮む性質
を有するため、表裏のライナ紙が接着された状態で伸縮
すると、段ボールシート内に曲げモーメントが生じて、
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、製造された
段ボールシート１３に反りが発生する問題がある。

【０００７】図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ段ボール
シート１３が上面の裏ライナ紙３側に反る単純な上反り
３１と、逆に下面の表ライナ紙２側に反る単純な下反り
３２であり、図５（ｃ）は、段ボールシート１３の幅方
向に上反り３１と下反り３２がＳ字状に混在する複合反
りである。

【０００８】反りの大きい段ボールシートは、最終製品
として不良品となるのみでなく、コルゲートマシンの後
の加工工程等で詰まったり、積み重ねて搬送される際に
転倒したりするトラブルを生じさせる。このため、段ボ
ールシートの反り防止技術に関しては、これまでに多く
の提案がなされている。これらの反り防止技術の殆ど
は、コルゲートマシン内に設けた水分付与装置や加熱装
置等の水分調整装置により、表裏のライナ紙の含水分量
を調整するものである。

【０００９】前記含水分量の調整位置は、本出願人によ
る特開２０００−２０２９２９号公報に記載されている
ように、片面段ボールシートと表ライナ紙を貼り合わせ
る前、すなわちダブルフェーサよりも上流側とすること
が、反り防止により効果があることがわかっている。

【００１０】また、表裏ライナ紙の含水分量を調整する
段ボールシートの反り防止装置としては、単純な上反り
や下反りの防止を目的として、両ライナ紙の含水分量の
全体的なレベルを調整するものが先に提案され、さら
に、上述した複合反りも防止できるように、含水分量の
幅方向の分布も調整するものが提案されている。

【００１１】従来、含水分量の全体的なレベルを調整す
る水分調整装置としては、水分付与装置と加熱装置のい
ずれもが採用されているが、含水分量の幅方向分布を調
整する水分調整装置としては、幅方向の水分付与分布を
迅速に変更できる水分付与装置しか採用されていない。
例えば、実開昭６４−３２１２１号公報に記載されたも
のでは、ダブルフェーサ入側直前部に幅方向の付与水分
が調整可能な水分付与装置を設けており、特開平１１−
２２１８７０号公報に記載されたものでは、ダブルフェ
ーサのヒーティングパートの下流側に、含水分量の全体
的なレベルを調整する水分レベル増加用スプレー装置
と、幅方向の水分レベルを均一化させる水分レベル均一
化用スプレー装置を設けている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した含水分量の幅
方向分布を調整する水分調整装置として水分付与装置を
用いる方法は、紙類は水分を付与されると強度が低下す
る性質を有するので、ラインでの走行中に表層剥離等の
損傷を受け易くなる問題がある。一旦水分を付与された
紙類は、乾燥された後も元の強度には戻らないので、段
ボール製品としての強度も低下する。

【００１３】また、このような水分付与装置を用いる従
来の段ボールシートの反り防止装置は、ノズル詰まりを
生じたり、付与される水分が飛散したりしやすいので、
周辺設備も含めたメインテナンスに手間がかかり、か
つ、精度のよい幅方向での水分付与分布の確保が難しい
問題もある。

【００１４】また、前述したように、効果的に反りを防
止するためには、水分調整装置を片面段ボールシートと
表ライナ紙が貼り合わされるダブルフェーサよりも上流
側に配置する必要がある。図１に示したように、ダブル
フェーサよりも上流側では、各ライナ紙や片面段ボール
シートの搬送路が上下に設けられているので、水分付与
装置から飛散する水分が、下方の搬送路を搬送されるラ
イナ紙等にも及び、これらの含水分量を変動させる外乱
となる問題もある。

【００１５】そこで、この発明の課題は、段ボールシー
トの表層剥離による不良や強度の低下を生じさせること
なく、かつ、設備のメインテナンスも容易で、ライナ紙
幅方向の含水分量分布を精度よく調整できる段ボールシ
ートの反り防止装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、波形形状に成形した芯紙と裏ライナ
紙を貼り合わせて片面段ボールシートを形成するシング
ルフェーサと、単数もしくは複数積層した前記片面段ボ
ールシートと表ライナ紙を貼り合わせて段ボールシート
を形成するダブルフェーサとを備えた段ボールシートの
製造装置に、前記表裏のライナ紙の少なくともいずれか
一方の含水分量を調整する水分調整装置を前記ダブルフ
ェーサよりも上流側に設けて、段ボールシートの反りを
防止するようにした装置において、前記水分調整装置
を、前記表ライナ、裏ライナ紙および片面段ボールシー
トの少なくともいずれかが巻き付けられ、その軸方向の
加熱温度分布を可変とした温度分布可変ヒータロールを
備えたものとした構成を採用した。

【００１７】すなわち、ダブルフェーサよりも上流側で
表裏のライナ紙の少なくともいずれか一方の含水分量を
調整する水分調整装置として、表ライナ、裏ライナ紙お
よび片面段ボールシートの少なくともいずれかが巻き付
けられるヒータロールを用いるとともに、このヒータロ
ールを軸方向の加熱温度分布が可変な温度分布可変ヒー
タロールとすることにより、段ボールシートの表層剥離
による不良や強度の低下を生じさせることなく、かつ、
楽な設備メインテナンスで、表裏のライナ紙の少なくと
もいずれか一方の幅方向の含水分量分布を精度よく調整
可能とし、単純な上反りや下反りのみでなく、複合反り
も防止できるようにした。

【００１８】前記水分調整装置を、表裏のライナ紙の少
なくともいずれか一方の含水分量を調整するものとした
のは、以下の理由による。

【００１９】本出願人は、特願２００１−１７３３２号
に記載したように、段ボールシートの複合反りを防止す
るための必須要件は、表裏のライナ紙の幅方向での含水
分量の分布形状を合致させることであり、必ずしも均一
な分布形状で合致させる必要はないことを確認してい
る。したがって、表裏ライナ紙のいずれか一方のみの含
水分量分布を調整して、他方の含水分量分布に合致させ
れば複合反りを防止することができる。勿論、両方を調
整して、互いの含水分量分布を合致させてもよい。

【００２０】また、単純な上反りや下反りを防止するた
めの必須要件は、表裏ライナ紙の含水分量のレベルを所
定の範囲に入れることであり、必ずしも両ライナ紙の幅
方向での含水分量の分布形状を均一にする必要はない。
したがって、この場合も、表裏ライナ紙のいずれか一方
のみの含水分量のレベルを調整して、他方の含水分量の
レベルに近づければ上反りや下反りを防止することがで
きる。

【００２１】前記温度分布可変ヒータロールを、軸方向
に配列された複数の独立な誘導加熱コイルを内蔵する中
空の金属製ロールとすることにより、軸方向の加熱温度
分布を迅速に変更して、巻き付けられた表ライナ紙や裏
ライナ紙の幅方向の含水分量分布を的確に調整すること
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、この発明の
実施形態を説明する。図１は、本発明の段ボールシート
の反り防止装置を採用したコルゲートマシンを示す。こ
のコルゲートマシンは、前述したように、芯紙１、表ラ
イナ紙２および裏ライナ紙３をそれぞれ供給するミルロ
ールスタンド４、５、６を有し、まずシングルフェーサ
７で、ミルロールスタンド４から供給される芯紙１を、
成形ロール８で波形形状に成形して糊付け装置９で糊付
けし、ミルロールスタンド６から供給される裏ライナ紙
３と貼り合わせて片面段ボールシート１０を形成する。
片面段ボールシート１０は、糊付け装置１２で芯紙１の
波形頂部に糊付けされてダブルフェーサ１１に供給さ
れ、ミルロールスタンド５から供給される表ライナ紙２
と貼り合わされて、段ボールシート１３が形成される。

【００２３】前記ダブルフェーサ１１で形成された段ボ
ールシート１３は、ダブルフェーサ１１の下流側に設け
られたスリッタ・スコアラ１４で、必要に応じて条切り
と罫線入れが施され、ロータリカッタ（図示省略）で所
定の長さ寸法に裁断されたのち積み重ねられる。

【００２４】図示は省略するが、前記シングルフェーサ
７は２基設けられ、ロット替えや段取り替え等に応じて
適宜使い分けられる。２層の段ボールシートを製造する
際には、２基のシングルフェーサ７が同時に稼働され、
ダブルフェーサ１１には、２つの片面段ボールシート１
０が同時に供給される。

【００２５】前記各糊付け装置９、１２では水溶性澱粉
糊が使用されており、この澱粉糊の貼り合わせ後の固化
を促進するため、シングルフェーサ７やダブルフェーサ
１１に供給される芯紙１、裏ライナ紙３、表ライナ紙２
および片面段ボールシート１０は、それぞれヒータロー
ル１５、１６、１７、１８で予熱される。各ヒータロー
ル１５、１６、１７、１８は、高温蒸気により内部加熱
されるものであり、その軸方向の加熱温度分布は一定で
ある。

【００２６】前記ダブルフェーサ１１は、上流部のヒー
ティングパートと下流部のクーリングパートより成り、
ヒーティングパートの下部にはヒーティングボックス１
９が、上部には加圧装置２０が配置されている。加圧装
置２０は段ボールシート１３を搬送する上コンベア２１
のベルトを介して段ボールシート１３をヒーティングボ
ックス１９に押圧し、満遍なく表ライナ紙２と片面段ボ
ールシート１０を接着する。クーリングパートの下部に
は下コンベア２２が配置され、昇温接着された段ボール
シート１３は、下コンベア２２と上コンベア２１との間
に挟持されて、冷却されながら排出端に向かって搬送さ
れる。

【００２７】図２は、ダブルフェーサ１１の入口部分を
拡大して示す。この図は、中段の片面段ボールシート１
０を供給するシングルフェーサ７が稼働され、上段の片
面段ボールシート１０の供給は停止されている状態を示
す。片面段ボールシート１０は、ヒータロール１８と温
度分布可変ヒータロール２４とに巻き掛けられて予熱さ
れたのち、糊付け装置１２で糊付けされる。一方、表ラ
イナ紙２は、下段に配置されたヒータロール１７と温度
分布可変ヒータロール２３に巻き掛けられ、糊付けされ
た中段の片面段ボールシート１０とともに、ダブルフェ
ーサ１１のヒーティングパートに導かれ、両者が互いに
貼り合わされている。

【００２８】前記ヒータロール１７と温度分布可変ヒー
タロール２３との間、および各ヒータロール１８と温度
分布可変ヒータロール２４との間には、それぞれ水分セ
ンサ２５、２６が設置されている。各水分センサ２５、
２６は、ラインの幅方向にスキャンされて、各々表ライ
ナ紙２と片面段ボールシート１０の裏ライナ紙３の各幅
方向位置における含水分量を検出する。各水分センサ２
５、２６は、各ヒータロール１７、１８の入口側または
各温度分布可変ヒータロール２３、２４の出口側に設置
することもできる。なお、温度分布可変ヒータロール２
３、２４の出口側に設置する場合は、加熱後の表裏ライ
ナ紙２、３の幅方向温度分布は、その含水分量分布と良
い相関関係があるので、各水分センサ２５、２６の替わ
りに温度計を用いることもできる。

【００２９】前記各水分センサ２５、２６は、コントロ
ーラ２７に接続されており、これらの検出出力に基づい
て、後述する各ヒータロール１７、１８の巻き掛けロー
ル１７ａ、１８ａと、各温度分布可変ヒータロール２
３、２４の誘導加熱コイル３０が作動されるようになっ
ている。

【００３０】前記各ヒータロール１７、１８には、その
巻き付け長さを調節可能とするために、それぞれの外周
に沿って移動する巻き掛けロール１７ａ、１８ａが設け
られている。各巻き掛けロール１７ａ、１８ａは、それ
ぞれ表ライナ紙２と片面段ボールシート１０の巻き付け
長さを調節して、これらの各ヒータロール１７、１８に
よる加熱量を変えることにより、表ライナ紙２と片面段
ボールシート１０の裏ライナ紙３の含水分量のレベルを
調整する。なお、巻き付け長さを調節可能とする替わり
に、各ヒータロール１７、１８への高温蒸気の供給量ま
たは供給温度を調節可能として、加熱量を変えるように
することもできる。

【００３１】したがって、前記表ライナ紙２と片面段ボ
ールシート１０は、それぞれ各ヒータロール１７、１８
により含水分量のレベルを前もって調整されるので、こ
の後の各温度分布可変ヒータロール２３、２４での必要
加熱量を低減して、全体としての加熱用エネルギコスト
を低減することができる。

【００３２】前記各温度分布可変ヒータロール２３、２
４は、図３に示すように、中空とした鋼製ロールシェル
２８の中に、独立に配線されてコア２９に巻かれた複数
の誘導加熱コイル３０を軸方向に配列したものである。
したがって、各誘導加熱コイル３０に交番電流を流すこ
とにより、それぞれの軸方向位置におけるロールシェル
２８に誘導電流が発生して、その抵抗熱でロールシェル
２８が迅速に加熱され、各温度分布可変ヒータロール２
３、２４は、優れた応答性で軸方向の加熱温度分布が調
節される。

【００３３】この実施形態では、５つの誘導加熱コイル
３０が等分に配列されており、各温度分布可変ヒータロ
ール２３、２４は、その表面の加熱温度を軸方向に５等
分した領域で独立に調節される。なお、誘導加熱コイル
３０の軸方向での分配は、実施形態の等分配列に限定さ
れることはなく、必要に応じて広い分割領域と狭い分割
領域を設けてもよい。

【００３４】以下に、前記コントローラ２７による、表
裏ライナ紙２、３の含水分量分布の調整方法を説明す
る。

【００３５】図４（ａ）は、前記水分センサ２５で検出
された表ライナ紙２の幅方向の含水分量分布の例を示
す。このグラフの横軸は、後述する図４（ｂ）と合わせ
て、ラインの幅方向位置を表す。この例では、表ライナ
紙２の含水分量Ｗが、中央部で約６％程度と最も低く、
ラインの操作側ではこれよりも約０．５％、駆動側では
約１％高くなっている。図示は省略するが、このときに
水分センサ２６で検出された片面段ボールシート１０の
裏ライナ紙３の含水分量は約７％で、その幅方向分布は
ほぼ均一であった。

【００３６】これらの各水分センサ２５、２６の検出出
力に基づいて、コントローラ２７は、まず、各巻き掛け
ロール１７ａ、１８ａを作動して、含水分量のレベルが
高い片面段ボールシート１０の裏ライナ紙３のヒータロ
ール１８への巻き付け長さを、表ライナ紙２のヒータロ
ール１７への巻き付け長さよりも長くする。

【００３７】さらに、コントローラ２７は、各温度分布
可変ヒータロール２３、２４の各誘導加熱コイル３０へ
の交番電流の入切時間の割合を変え、前記誘導電流によ
るロールシェル２８の各軸方向位置における発熱量を調
節する。

【００３８】図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した表ライ
ナ紙２の含水分量分布に対応して調節された温度分布可
変ヒータロール２３の各軸方向位置における発熱量Ｑの
分布を示す。含水分量の低い表ライナ紙２の中央部が巻
き付けられる温度分布可変ヒータロール２３の中央領域
の発熱量Ｑはほぼ零とされ、巻き付けられる表ライナ紙
２の含水分量が最も高いライン駆動側領域の発熱量Ｑ
は、ライン操作側領域の発熱量Ｑの約２倍に調節されて
いる。

【００３９】図４（ｂ）に示した発熱量Ｑの分布は、図
中の横軸に区分して示した各領域毎に配列された５つの
誘導加熱コイル３０のうち、中央の１つへの交番電流の
入切時間の割合をほぼ零とし、ライン駆動側の２つへの
交番電流の入切時間の割合を、ライン操作側の２つに対
して約２倍に設定することにより調節されたものであ
る。

【００４０】上述した実施形態では、ダブルフェーサ１
１の入口で、表ライナ紙２と片面段ボールシート１０の
裏ライナ紙３との両方を各温度分布可変ヒータロール２
３、２４に巻き付けるようにしたが、いずれか一方のみ
を温度分布可変ヒータロールに巻き付け、その含水分量
分布を他方の含水分量分布に合わせるように調整しても
よい。

【００４１】また、温度分布可変ヒータロール２４の替
わりに、裏ライナ紙３が単独で巻き付けられるヒータロ
ール１６を温度分布可変なものとすることもでき、ダブ
ルフェーサ１１入口の各ヒータロール１７、１８を温度
分布可変なものとし、各温度分布可変ヒータロール２
３、２４を省略することもできる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、この発明の段ボールシー
トの反り防止装置は、ダブルフェーサよりも上流側で表
裏のライナ紙の少なくともいずれか一方の含水分量を調
整する水分調整装置として、表ライナ、裏ライナ紙およ
び片面段ボールシートの少なくともいずれかが巻き付け
られるヒータロールを用い、このヒータロールを軸方向
の加熱温度分布が可変な温度分布可変ヒータロールとし
たので、段ボールシートの表層剥離による不良や強度の
低下を生じさせることなく、かつ、楽な設備メインテナ
ンスで、表裏のライナ紙の少なくともいずれか一方の幅
方向の含水分量分布を、他方の含水分量分布と合わせる
ように精度よく調整して、複合反りを含めた段ボールシ
ートの反りを防止することができる。

【００４３】また、前記温度分布可変ヒータロールを、
軸方向に配列された複数の独立な誘導加熱コイルを内蔵
する中空の金属製ロールとすることにより、軸方向の加
熱温度分布を迅速に変更して、巻き付けられた表ライナ
紙や裏ライナ紙の幅方向の含水分量分布を的確に調整す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る段ボールシートの反り防止装置を
採用したコルゲートマシンを示す概略正面図

【図２】図１の要部拡大正面図

【図３】図２の温度分布可変ヒータロールを示す縦断面
図

【図４】ａは図２の水分センサで検出された表ライナ紙
の含水分量分布の例を示すグラフ、ｂはａの含水分量分
布に対応して調節された温度分布可変ヒータロールの発
熱量分布を示すグラフ

【図５】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ反りの形状を示す概念
図

【符号の説明】

１ 芯紙 ２ 表ライナ紙 ３ 裏ライナ紙 ４、５、６ ミルロールスタンド ７ シングルフェーサ ８ 成形ロール ９ 糊付け装置 １０ 片面段ボールシート １１ ダブルフェーサ １２ 糊付け装置 １３ 段ボールシート １４ スリッタ・スコアラ １５、１６、１７、１８ ヒータロール １７ａ、１８ａ 巻き掛けロール １９ ヒーティングボックス ２０ 加圧装置 ２１、２２ コンベア ２３、２４ 温度分布可変ヒータロール ２５、２６ 水分センサ ２７ コントローラ ２８ ロールシェル ２９ コア ３０ 誘導加熱コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 琢司 大阪市北区梅田２丁目５番25号 レンゴー 株式会社本社事務所内 Ｆターム(参考） 3E078 AA11 BB03 CC06 CC12 CC23 CC57X CC61 CE02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波形形状に成形した芯紙と裏ライナ紙を
   貼り合わせて片面段ボールシートを形成するシングルフ
   ェーサと、単数もしくは複数積層した前記片面段ボール
   シートと表ライナ紙を貼り合わせて段ボールシートを形
   成するダブルフェーサとを備えた段ボールシートの製造
   装置に、前記表裏のライナ紙の少なくともいずれか一方
   の含水分量を調整する水分調整装置を前記ダブルフェー
   サよりも上流側に設けて、段ボールシートの反りを防止
   するようにした装置において、前記水分調整装置を、前
   記表ライナ、裏ライナ紙および片面段ボールシートの少
   なくともいずれかが巻き付けられ、その軸方向の加熱温
   度分布を可変とした温度分布可変ヒータロールを備えた
   ものとしたことを特徴とする段ボールシートの反り防止
   装置。
2. 【請求項２】 前記温度分布可変ヒータロールが、軸方
   向に配列された複数の独立な誘導加熱コイルを内蔵する
   中空の金属製ロールである請求項１に記載の段ボールシ
   ートの反り防止装置。