JP2009196332A - シングルフェーサ及びその芯紙成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】片面段ボール紙の段高を確保するためのコスト増をなくすと共に、運転状況が多少変化しても、芯紙の紙切れを起こさないようにする。
【解決手段】噛合い面が波形をした一対の段ロール１，２間に芯紙３を通して芯紙３を波形に形成し、波形に形成された芯紙３の段頂部に糊付けした後、一方の段ロール１と加圧装置０７との間に芯紙３とライナ紙０５とを通して片面段ボール紙０６を製造するシングルフェーサｓによる芯紙成形方法において、前記一対の段ロール１，２の噛合い領域ｒで該一対の段ロールの段頂部２１，３１と谷部２２，３２間の隙間寸法を段頂部と谷部間に形成された平面状傾斜面２３．３３間の隙間寸法以上となるように段ロール１，２の噛合い面を形成し、芯紙３の噛合い領域ｒ通過時に主として該平面状傾斜面で芯紙３に加圧力を付与するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、コルゲートマシンに設備され、片面段ボール紙を製造するシングルフェーサに関し、詳しくは、シングルフェーサに装着される一対の段ロールの構成及び該段ロールを用いた芯紙成形方法に関する。

シングルフェーサは、噛合い面が波形をした一対の段ロール間に芯紙を通して芯紙を波形に形成し、波形に形成された芯紙の段頂部に糊付装置で糊付けした後、一方の段ロール（下流側段ロール）と加圧装置（加圧ベルト又は加圧ロール等）との間に芯紙とライナ紙とを重ね合わせて通過させることにより、片面段ボール紙を製造するものである。

特許文献１（特開平６−５５６７５号公報）には、従来のベルト加圧型シングルフェーサの一例が開示されている。このシングルフェーサを図２に基づいて説明する。図２に図示されるシングルフェーサｓにおいて、矢印ａ方向から移送される芯紙０３が、噛合い面に波形が形成された上段ロール（下流側段ロール）０１と下段ロール（上流側段ロール）０２間を通ることによって、波形状に成形される。図中、上下段ロール０１、０２は矢印ｂ又はｃ方向に回転する。

上下段ロール０１，０２の噛合い部の下流側には、糊付装置０１１が設けられ、波形に成形された芯紙０３の山形段頂部に糊付ロール０１２によって糊０４が塗布される。段頂部に塗布された糊を加熱してゲル化させるために、中空に形成された上下段ロール０１，０２の内部に高温高圧の蒸気が導入される。

他経路を通って矢印ｄ方向から送り込まれたライナ紙０５と波形に形成された芯紙０３とを重ね合わせ、上段ロール０１と矢印ｆ方向に走行するエンドレスベルト０７間を通す。通紙された芯紙０３とライナ紙０５に所定の温度と加圧力を付与して接着し、片面段ボール紙０６を製造して、矢印ｅ方向に搬出する。上段ロール０１にエンドレスベルト０７の張力による加圧力が付与される。エンドレスベルト０７を巻回させたロール０８ａ、０８ｂの一部を移動可能に構成し、エンドレスベルト０７の張力や上下段ロール０１、０２に対する巻回角度θを任意に可変可能に構成している。

ロール０８ａ、０８ｂの中空な内部には、上下段ロール０１，０２と同様に、高温高圧の蒸気が導入され、ロール０８ａ、０８ｂからの熱伝導によりエンドレスベルト０７が昇温される。上下段ロール０１，０２及びロール０８ａ、０８ｂからの熱伝導により糊０４のゲル化が促進され、生産性が向上する。また、エンドレスベルト０７の表面温度を検出する検出器０９が設けられ、その検知信号を制御装置０１０に送信し、ロール０８ａ、０８ｂの内部へ送る蒸気ｓの流量又は温度を制御する。

図３に、シングルフェーサに装着される上下段ロールの噛合い面の構成を示す。図３において、上下段ロール０１及び０２は、矢印ｂ（ｃ）方向に回転し、上下段ロール間には、芯紙０３が矢印ａ方向から移送される。上下段ロール０１，０２の噛合い面０１ａ及び０２ａは波形をなし、上段ロール０１の噛合い面０１ａは、段頂部０２１及び谷部０２２を有すると共に、段頂部０２１と谷部０２２間は平面状の傾斜面０２３が形成されている。

同様に、下段ロール０２の噛合い面０２ａは、段頂部０３１及び谷部０３２を有すると共に、段頂部０３１と谷部０３２間は平面状の傾斜面０３３が形成されている。図中、０２４は上段ロール０１の各段頂部０２１の頂上を結ぶ包絡線であり、０３４は下段ロール０２の各段頂部０３１の頂上を結ぶ包絡線である。芯紙０３は、図示しないスプライサ及びミルロール又は段ロール０１，０２の上流側に配置されたプレヒータロール等によって、たるみをもたない程度の張力を付与されながら上下段ロール０１，０２の噛合い領域ｒに移送される。

芯紙０３が上下段ロール０１，０２の噛合い領域ｒに進入すると、該上下段ロールの段頂部０２１、０３１により両側から交互に押されて、段頂部０２１、０３１の表面を滑りながら波形状に変形していく。そして、圧縮成形域０４０で上段ロール０１の谷部０２２と下段ロール０２の段頂部０３１とで加圧されて波形に成形される。

特開平６−５５６７５号公報

従来の段ロールは、芯紙０３を段繰り・段成形する場合、波形形成を確実にするため、上下段ロール０１，０２の段頂部及び谷部で主として圧縮成形している。即ち、段頂部０２１，０３１の曲率半径Ｒｔを谷部０２２，０３２の曲率半径Ｒｖより小さくすることにより、段頂部と谷部間で圧縮成形している。この場合、波形成形された芯紙の段頂部が圧縮されて潰されてしまい、製造された片面段ボール紙の厚みが芯紙の圧縮分だけ減少してしまうという問題がある。

片面段ボール紙の厚みは、片面段ボール紙の強度やクッション性に影響があるため、品質基準のひとつとして管理されている。そのため、片面段ボール紙の厚みを確保するため、芯紙の圧縮分を見込んで、段ロールの段高を高く設定する必要があるが、段ロールの段高を高くした場合は、芯紙の段繰り率（片面段ボール紙の基準長さにおける芯紙長さとライナ紙長さとの比）が増加するため、芯紙消費量が増え、片面段ボール紙の製造コストが増加するという問題がある。

また、段ロールの段頂部と谷部間での局所範囲で加圧成形しているため、運転状況の多少の変化（加圧力の設定変動、共振速度での加圧力変動、紙幅変化、紙質変化等）で、芯紙の段頂部で紙切れが起こる場合がある。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、従来技術に起因した片面段ボール紙の厚みを確保するためのコスト増をなくすと共に、運転状況が多少変化しても、芯紙の紙切れを起こさないようにすることを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明のシングルフェーサの芯紙成形方法は、
噛合い面が波形をした一対の段ロール間に芯紙を通して芯紙を波形に形成し、波形に形成された芯紙の段頂部に糊付けした後、一方の段ロールと加圧装置との間に芯紙とライナ紙とを通して片面段ボール紙を製造するシングルフェーサによる芯紙成形方法において、
前記一対の段ロールの噛合い領域で該一対の段ロールの段頂部と谷部間の隙間寸法を段頂部と谷部間に形成された平面状傾斜面間の隙間寸法以上となるように段ロールの噛合い面を形成し、芯紙の噛合い領域通過時に主として該平面状傾斜面で芯紙に加圧力を付与するようにしたものである。

本発明方法では、段ロールのうち段頂部と谷部とを結ぶ平面状傾斜面で主として芯紙に加圧力を付与することにより、該傾斜面で主として芯紙の圧縮成形を行なうようにしている。従って、段ロールの段頂部と谷部間で芯紙が圧縮されないか、若しくは圧縮量を減少することができる。その結果、片面段ボール紙の厚みを従来より厚くできるため、基準の厚みを確保する場合でも段ロールの段高を従来より低く設定できる。

従って、芯紙段繰り率を低減できるため、芯紙消費量を抑えることができ、片面段ボール紙の製造コストを低減することができる。

また、従来、段ロールの段頂部と谷部間での局所範囲で加圧成形していたのに対し、本発明方法では、平面部の広い範囲で加圧成形するため、運転状況の多少の変化（加圧力の設定変動、共振速度での加圧力変動、紙幅変化、紙質変化等）があった場合でも、紙切れを起こしにくくなるという利点がある。

本発明方法において、芯紙の噛合い領域通過時に前記一対の段ロールの段頂部と谷部間では芯紙の紙厚以上の隙間をもたせるようにすれば、芯紙の段頂部の潰れを確実に防止することができる。

また、本発明方法において、好ましくは、一対の段ロールに形成された波形を、段頂部の曲率半径を谷部の曲率半径より大きく形成すると共に、段頂部と谷部とを平面状の傾斜面で接続した形状とし、芯紙にたるみが生じないだけの張力を与えながら芯紙を噛合い領域に通し、芯紙を段頂部表面を滑らせながら噛合い面に追従させて加圧成形するとよい。

芯紙を段ロール間に導入する場合、芯紙を段ロール加圧面の波形に追従させるため、スプライサ及びミルロール又は段ロールの上流側に配置されたプレヒータロール等によって、芯紙にはたるみが生じない程度の緩い張力が付与されている。前記のように、段頂部の曲率半径を谷部の曲率半径より大きく形成して、段頂部と谷部間に隙間をもたせ、芯紙の加圧成形時に芯紙を段頂部表面上を滑らせやすくしているので、芯紙の加圧成形時に、芯紙の紙切れを起こすことなく、芯紙を段ロールの噛合い面に円滑に追従させることができる。

また、前記本発明方法を実施するための本発明のシングルフェーサは、
噛合い面が波形をし芯紙を通して波形に形成する一対の段ロールと、波形に形成された芯紙の段頂部に糊付けする糊付装置と、一方の段ロールとの間に芯紙とライナ紙とを通して片面段ボール紙を製造する加圧装置とを備えたシングルフェーサにおいて、
前記一対の段ロールに形成された波形を、段頂部の曲率半径を谷部の曲率半径より大きく形成すると共に、段頂部と谷部とを平面状の傾斜面で接続した形状とすることにより、
該一対の段ロールの噛合い領域で段頂部と谷部間の隙間寸法が該傾斜面間の隙間寸法以上となるように構成したものである。

本発明のシングルフェーサでは、前記構成により、段ロールの段頂部と谷部間に形成された平面状の傾斜面で芯紙に加圧力を付与し、該傾斜面で主として芯紙の圧縮成形を行なうようにしている。従って、段ロールの段頂部と谷部間で芯紙が圧縮されないか、若しくは圧縮量を減少することができる。その結果、片面段ボール紙の厚みを従来より厚くできるため、基準の厚みを確保する場合でも段ロールの段高を従来より低く設定できる。

従って、芯紙段繰り率を低減できるため、芯紙消費量を抑えることができ、片面段ボール紙の製造コストを低減することができる。また、従来、段ロールの段頂部と谷部間での局所範囲で加圧成形していたのに対し、平面部の広い範囲で加圧成形するため、運転状況の多少の変化があった場合でも、紙切れを起こしにくくなるという利点がある。

本発明のシングルフェーサにおいて、段ロールの段頂部又は谷部の表面の断面形状が曲線又は複数の直線部分を接続してなるものであってもよい。即ち、段頂部又は谷部の断面形状が複数の直線部分を接続してなるものであっても近似曲率半径が段頂部＞谷部であればよい。

本発明方法によれば、噛合い面が波形をした一対の段ロール間に芯紙を通して芯紙を波形に形成し、波形に形成された芯紙の段頂部に糊付けした後、一方の段ロールと加圧装置との間に芯紙とライナ紙とを通して片面段ボール紙を製造するシングルフェーサによる芯紙成形方法において、前記一対の段ロールの噛合い領域で該一対の段ロールの段頂部と谷部間の隙間寸法を段頂部と谷部間に形成された平面状傾斜面間の隙間寸法以上となるように段ロールの噛合い面を形成し、芯紙の噛合い領域通過時に主として該平面状傾斜面で芯紙に加圧力を付与するようにしたことにより、該平面状傾斜面で主として芯紙の圧縮成形を行なうようにし、これによって、芯紙の段頂部での潰れをなくすことができ、片面段ボール紙の厚みを確保できるため、芯紙段繰り率を低減できる。そのため、芯紙消費量を抑えることができるので、片面段ボール紙の製造コストを低減することができる。

また、平面状傾斜面の広い範囲で加圧成形するため、運転状況の多少の変化（加圧力の設定変動、共振速度での加圧力変動、紙幅変化、紙質変化等）があった場合でも、紙切れを起こしにくくなるという利点がある。

また、本発明のシングルフェーサによれば、噛合い面が波形をし芯紙を通して波形に形成する一対の段ロールと、波形に形成された芯紙の段頂部に糊付けする糊付装置と、一方の段ロールとの間に芯紙とライナ紙とを通して片面段ボール紙を製造する加圧装置とを備えたシングルフェーサにおいて、前記一対の段ロールに形成された波形を、段頂部の曲率半径を谷部の曲率半径より大きく形成すると共に、段頂部と谷部とを平面状の傾斜面で接続した形状とすることにより、該一対の段ロールの噛合い領域で段頂部と谷部間の隙間寸法が該傾斜面間の隙間寸法以上となるように構成したことにより、主として該平面状傾斜面で芯紙の圧縮成形を行なうようにすることができ、前記本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。

本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。図１は本実施形態のシングルフェーサに装着された上下段ロールの噛合い領域を示す正面図である。図１において、上段ロール１及び下段ロール２は、矢印ｂ（ｃ）方向に回転し、これら上下段ロール間には、芯紙３が矢印ａ方向から移送される。上下段ロール１，２の夫々の噛合い面１ａ及び２ａは波形をなし、上段ロール１の噛合い面１ａは、段頂部２１及び谷部２２を有すると共に、段頂部２１と谷部２２間に平面状の傾斜面０２３が形成されている。

同様に、下段ロール２の噛合い面２ａは、段頂部３１及び谷部３２を有すると共に、段頂部３１と谷部３２間は平面状の傾斜面３３が形成されている。図中、２４は上段ロール１の各段頂部２１の頂上を結ぶ包絡線であり、３４は下段ロール２の各段頂部３１の頂上を結ぶ包絡線である。芯紙３は、図示しないスプライサ及びミルロール又は段ロール１，２の上流側に配置されたプレヒータロール等によって、たるみをもたない程度の張力を付与されながら上下段ロール１，２の噛合い領域ｒに移送される。

芯紙３が上下段ロール１，２の噛合い領域ｒに進入すると、該上下段ロールの段頂部２１、３１により両側から交互に押されて、段頂部２１、３１の表面を滑りながら波形状に変形していく。

本実施形態においては、上下段ロール１，２の段頂部２１，３１と谷部２２，３２の断面は円弧状に形成されている。そして、段頂部２１，３１の曲率半径Ｒｔと谷部２２，３２の曲率半径Ｒｖとは、Ｒｔ＞Ｒｖの関係にある。そのため、噛合い領域ｒでは段頂部と谷部間には、隙間ｇが形成される。従って、図１に示すように、平面状傾斜面２３，３３間で芯紙３の圧縮成形域４０が形成される。

このように、本実施形態では、主として平面状傾斜面２３，３３の間で芯紙３に加圧力が付与されるため、平面状傾斜面２３，３３で芯紙３の圧縮成形が行なわれる。従って、段頂部と谷部間では芯紙３が圧縮されないか、若しくは芯紙３の圧縮量を減少することができる。その結果、片面段ボール紙の厚みを従来より厚くできるため、基準の厚みを確保する場合でも段ロールの段高を従来より低く設定できる。

従って、芯紙段繰り率を低減できるため、芯紙消費量を抑えることができ、片面段ボール紙の製造コストを低減することができる。

また、従来、段ロール１，２の段頂部２１，３１と谷部２２，３２間での局所範囲で加圧成形していたのに対し、本実施形態では、平面状傾斜面２３，３３の広い範囲で芯紙３を加圧成形するため、運転状況の多少の変化（加圧力の設定変動、共振速度での加圧力変動、紙幅変化、紙質変化等）があった場合でも、紙切れを起こしにくくなるという利点がある。

また、前述のように、段頂部と谷部間に隙間ｇをもたせるようにしたので、芯紙３の噛合い領域通過時に段頂部と谷部間では芯紙３の紙厚以上の隙間をもたせることができる。そのため、芯紙３の段頂部の潰れを確実に防止することができる。

また、芯紙３には、段ロール１，２の上流側に配置された図示しないスプライサ及びミルロール又は段ロール１，２の上流側に配置されたプレヒータロール等によって、たるみをもたない程度の張力を付与し、かつ段頂部と谷部間に形成された隙間ｇによって、芯紙３を段頂部２１，３１の表面を滑らせながら円滑に加圧成形することができる。

本発明によれば、片面段ボール紙を製造するシングルフェーサにおいて、簡単な構成により、上下段ロール間を通される芯紙の潰れをなくして、コスト低減を達成できると共に、芯紙の紙切れを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る段ロールの噛合い領域を示す正面図である。 従来のシングルフェーサを模式的に示す正面図である。 従来の段ロールの噛合い領域を示す正面図である。

符号の説明

１ 上段ロール
２ 下段ロール
３ 芯紙
０４ 糊
０６ 片面段ボール紙
０７ エンドレスベルト（加圧装置）
０１１ 糊付装置
２１，３１ 段頂部
２２，３２ 谷部
２３，３３ 平面状傾斜面
４０ 圧縮成形域
Ｒｔ 段頂部曲率半径
Ｒｖ 谷部曲率半径
ｇ 隙間
ｒ 噛合い領域
ｓ シングルフェーサ

Claims (5)

1. 噛合い面が波形をした一対の段ロール間に芯紙を通して芯紙を波形に形成し、波形に形成された芯紙の段頂部に糊付けした後、一方の段ロールと加圧装置との間に芯紙とライナ紙とを通して片面段ボール紙を製造するシングルフェーサによる芯紙成形方法において、
   前記一対の段ロールの噛合い領域で該一対の段ロールの段頂部と谷部間の隙間寸法を段頂部と谷部間に形成された平面状傾斜面間の隙間寸法以上となるように段ロールの噛合い面を形成し、芯紙の噛合い領域通過時に主として該平面状傾斜面で芯紙に加圧力を付与するようにしたことを特徴とするシングルフェーサの芯紙成形方法。
2. 芯紙の噛合い領域通過時に前記一対の段ロールの段頂部と谷部間では芯紙の紙厚以上の隙間をもたせるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシングルフェーサの芯紙成形方法。
3. 前記一対の段ロールに形成された波形を、段頂部の曲率半径を谷部の曲率半径より大きく形成すると共に、段頂部と谷部とを平面状の傾斜面で接続した形状とし、
   芯紙にたるみが生じないだけの張力を与えながら芯紙を噛合い領域に通し、芯紙を段頂部表面を滑らせながら噛合い面に追従させて加圧成形することを特徴とする請求項１に記載のシングルフェーサの芯紙成形方法。
4. 噛合い面が波形をし芯紙を通して波形に形成する一対の段ロールと、波形に形成された芯紙の段頂部に糊付けする糊付装置と、一方の段ロールとの間に芯紙とライナ紙とを通して片面段ボール紙を製造する加圧装置とを備えたシングルフェーサにおいて、
   前記一対の段ロールに形成された波形を、段頂部の曲率半径を谷部の曲率半径より大きく形成すると共に、段頂部と谷部とを平面状の傾斜面で接続した形状とすることにより、
   該一対の段ロールの噛合い領域で段頂部と谷部間の隙間寸法が該傾斜面間の隙間寸法以上となるように構成したことを特徴とするシングルフェーサ。
5. 段頂部又は谷部の表面の断面形状が曲線又は複数の直線部分を接続してなることを特徴とする請求項４に記載のシングルフェーサ。

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