JP2017087561A - 加湿装置およびコルゲートマシン - Google Patents

Abstract

【課題】加熱水からの熱の放出を可及的に抑制し、適切な温度でライナ紙の加湿を行うことができる加湿装置及びコルゲートマシンを提供する。
【解決手段】中芯紙の波形の頂部に塗布された澱粉糊を介して中芯紙に貼合される表ライナ紙３４を加湿する加湿装置１００であって、前記貼合に先立ち表ライナ紙３４を加熱するプレヒータ１の下流に配設され、表ライナ紙３４に加熱水を塗布する液付けロール１１と、液付ロール１１の周面に対向して配置され、前記加熱水が供給される内部空間１２Ｂを備えたチャンバ１２とを有するとともに、さらにチャンバ１２は、前記加熱水を液付けロール１１の前記周面に供給するための開口部１２Ａを有しており、開口部１２Ａの液付けロール１１の軸方向に直交する方向の長さが、液付けロール１１の直径よりも小さくなるように形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、プレヒータにより加熱された後、かつ中芯紙に貼合される前にライナ紙を加湿する加湿装置、およびこの加湿装置を使用したコルゲートマシンに関する。

コルゲートマシンと称される段ボール製造装置の製造ラインは、一般に段ボール紙の原料になる表・裏ライナ紙の原紙や中芯原紙の原紙ロールを装備するミルロールスタンドと、コルゲートマシンに向けて連続的に段ボール原紙を供給するための紙継ぎ装置としてのスプライサと、該ミルロールスタンドから繰り出された中芯紙を波形に成形するとともに波形の頂部に塗布した糊を介して裏ライナ紙と貼り合わせ、片面段ボール紙を製造するシングルフェーサと、該シングルフェーサで製造された片面段ボール紙における前記波形の残りの頂部に塗布した糊を介して表ライナ紙と貼り合わせることにより両面段ボール紙を製造するダブルフェーサとを備えている。

この種のコルゲートマシンにおいては、シングルフェーサやダブルフェーサにおける中芯紙に対するライナ紙の貼合に先立ちライナ紙をプレヒータで加熱している。これは、ライナ紙の貼合作業において、ライナ紙が良好に貼合されるよう所定のライナ紙温度に予熱するためである。そこで、一般的には、ロール状のプレヒータの周面（加熱面）にライナ紙を接触させて搬送させることにより加熱している。ここで、ライナ紙がロール状のプレヒータに接触している時間が長い、すなわちライナ紙のプレヒータに対する巻付け角（ラップ角）が大きいほどライナ紙に与えられる加熱量は増加する。そこで、ラップ角の調整によりライナ紙の加熱量を設定している。ラップ角は、プレヒータの上流側と下流側にプレヒータと平行に配設されたロールをプレヒータの周面に対して等間隔で円周方向に移動させて、ライナ紙のプレヒータに対する接触面積を調整して設定する。

従来技術においては、単位面積当たりの重量が大きい重量ライナ紙を貼合する場合も、ライナ紙の熱容量増大を補完するためにラップ角を増大させ、加熱量を増大させることによりライナ紙が良好に貼合される所定のライナ紙温度に予熱している。

糊が浸透し易いライナ紙の水分は、一般に３〜６重量％であるが、上述の如くプレヒータにより加熱熱量を増大させると、同時にライナ紙(特に表層)の水分を減少させてしまう。この結果、単位時間当たりの糊の浸透する深さを減少させるという問題を生起する。かかる問題を回避するためには、濡れ時間を長くして浸透時間を稼ぐべくライナ紙の搬送速度を落とさざるを得ない。しかしながら、この場合には、段ボールの生産効率の低下を招来する。

特許文献１（図１参照）には、プレヒータで加熱後のライナ紙に適度な水分を含有させ、下流のダブルフェーサにおける中芯紙との貼合が良好に行われるよう、水付けロールをプレヒータの下流に配設したコルゲートマシンが開示されている。また、特許文献２（図８参照）には、ダブルフェーサのヒーティング部とクーリング部との間にライナ紙の加湿用の水付けロール装置を配設したものが開示されている。ただ、特許文献２は、クーリング部に搬送されるライナ紙を水付けロールで適度に加湿することによりライナ紙の幅方向に関する反りを防止することを目的とするものである。

特開２００８−０５５７７７号公報 特開平１１−２２１８７０号公報

上記特許文献１における水付けロールは、パンに貯留された水に浸漬して外周面に水膜を形成し、接触するライナ紙の表面にこの水膜を塗布する。ここで、ライナ紙に塗布した水によりライナ紙の温度が低下するので、パンには所定温度に加熱した水（加熱水）が供給される。水の温度が低いと、ライナ紙の温度が低下し、次工程の貼合作業に必要なライナ紙温度を保持できず、貼合不良となる場合が発生するので、これを回避するためである。

しかしながら、特許文献１において、加湿用の加熱水を貯留しているパンは上部全体（以下、開放部という）が開放されているので、パンと水付けロールとの間に大きな隙間が形成される。この結果、加熱水の熱が前記開放部から放熱してしまい、加熱水を所定の高温（例えば９０℃）に保持することが難しかった。

一方、特許文献２は、ライナ紙の幅方向に関する反りを防止することを目的とするものであるため、ライナ紙の加湿装置は開示されているものの加湿水の温度管理に関しては改善の余地がある。

本発明は、上記従来技術に鑑み、加熱水からの熱の放出を可及的に抑制し、適切な温度でライナ紙の加湿を行うことができる加湿装置およびコルゲートマシンを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明は、
１） 一方向へ搬送され、波形に成形された中芯紙の前記波形の頂部に塗布された糊を介して前記中芯紙に貼合されるライナ紙を加湿する加湿装置であって、
前記貼合に先立ち前記ライナ紙を加熱するプレヒータの下流に配設され、前記ライナ紙に加熱した液体を塗布する液付けロールと、
前記液付ロールの周面に対向して配置され、前記液体が供給される内部空間を備えたチャンバとを有するとともに、
前記チャンバは、前記内部空間と連通して前記液体を前記液付けロールの前記周面に供給するための開口部を有しており、前記開口部の前記液付けロールの軸方向に直交する方向の長さが、前記液付けロールの直径よりも小さいことを特徴とする加湿装置にある。

かかる本発明によれば、加湿用の加熱した液体を密閉性が高いチャンバの内部空間で保持するとともに、液体はチャンバの開口部を介して液付けロールに接触され、さらに開口部の液付けロールの軸に直交する方向の幅方向長さが、液付けロールの直径よりも小さいので、実質的に液付けロールを開口部の蓋として機能させることができる。

２） ここで、前記チャンバは、前記液付けロールの軸心の鉛直下方に配設するのが望ましい。チャンバに付着した液滴が、自重により自然に落下して排斥され易くなるからである。

３） さらに、前記チャンバは、前記開口部を形成する前記軸方向に伸びる開口部材の外側面が、水平面に対して斜め下方に垂下するのが望ましい。前記面に付着した液滴が自重により自然に落下して排斥されるからである。

４） 前記内部空間と、前記液付けロールと前記ライナ紙との接触点との間に配設され、液付けロールの表面に付着した前記液体を掻き取るブレードとを備えるとともに、前記液付けロールと前記ブレードとの少なくとも一方の作動を制御して前記ライナ紙に塗布する前記液体の量を調節する制御手段を備えているのが望ましい。液付けロールの周面に付着する液体の量ひいては前記ライナ紙に付与する液体量を調整することができるからである。

５） 前記ブレードは、前記軸方向に複数並設されるとともに、各ブレードが前記液付けロールの表面に対して接離する方向に駆動するブレード駆動機構を有するのが望ましい。液付けロールのロール周面の軸方向に関する液体の付着量に分布を持たせることができるからである。

６） 前記ブレードは、前記チャンバよりも前記液付けロールの回転方向下流側に配設するのが望ましい。ライナ紙に液体を付与する前に、液付けロールの周面に付着する液体の量を調整することができるからである。

７） さらに、前記ブレードは、前記チャンバの前記開口部を形成する前記開口部材により構成されたものであることが望ましい。チャンバの開口部材にブレード機能を兼用させることができるからである。

８） 前記チャンバの前記開口部と前記液付けロールの周面との隙間を調整する隙間調整機構を備えるのが望ましい。前記隙間を容易に調整することができるからである。

９） 前記液付けロールを回転するモータを備え、前記制御手段は、前記モータの回転速度を制御するのが望ましい。モータの回転速度を制御することでライナ紙に塗布する液体の量を容易に制御し得るからである。

１０） 前記チャンバ内に液体を供給する液体経路を有するとともに、前記液体経路に前記液体の加熱手段を介設するのが望ましい。放熱による温度低下を相殺することができるからである。

１１） 前記加熱手段は、前記チャンバ内に配設されるのが望ましい。ライナ紙に塗布される直前で液体を加熱することができるので、放熱による温度低下を抑えることができるからである。

１２） 前記液体経路に前記液体の温度を計測する温度センサを備え、前記温度センサの検出結果に基づいて前記加熱手段の出力を制御するのが望ましい。液体を所定温度に保持することを容易に行い得るからである。

１３） 前記チャンバの下方に前記液体を受けるパンを配設するのが望ましい。チャンバから溢れた液体やブレードで掻きとられた液体を回収することができるからである。

１４） 前記液体経路は、前記チャンバ内に前記液体を供給する供給経路と、前記パンに貯留された前記液体を、前記供給経路へ戻す回収経路とを備えた循環路であることが望ましい。加熱水を再利用し、水の昇温効率を高めることができるからである。つまり、前記パンに貯留された前記液体は、一度は加熱されているので、ある程度の温度を有しており、少ない加熱量で所定温度まで昇温することができる。

１５） 前記糊は澱粉糊であり、前記液体の温度を９０℃以上とするのが望ましい。プレヒータで予熱されたライナ紙温度を保持し得るからである。

１６） 他の発明は、
一方向へ搬送され、波形に成形された中芯紙の前記波形の頂部に塗布された糊を介して前記中芯紙に貼合されるシート状のライナ紙を前記貼合に先立ち加熱するプレヒータの下流に上記１）〜１５）のいずれか一つに記載する加湿装置が配設されたことを特徴とするコルゲートマシンにある。

本発明によれば、上述の如き加湿装置をプレヒータの下流に有するので、プレヒータで加熱したライナ紙の温度を最適貼合温度に保持しつつ、ライナ紙の最適水分量を得ることにより、最適条件での貼合を実現することができる。ここで加湿装置の加熱液体はチャンバに保持されているので、温度管理が容易になり、ライナ紙の適正温度の維持を容易に実現し得る。

本発明の加湿装置によれば、加湿用の加熱した液体を密閉性が高いチャンバの内部空間で保持するとともに、液体はチャンバの開口部を介して液付けロールに供給され、さらに開口部の液付けロールの軸方向に直交する方向の長さが液付けロールの直径よりも小さいので、実質的に液付けロールを開口部の蓋として機能させることができる。この結果、チャンバ内に保持されている液体からの放熱を可及的に低減させることができ、ライナ紙を所定の高温液体で加湿することができる。かくして熱容量が大きい重量ライナ紙であっても、搬送速度を落とすことなく、良好な貼合強度を得ることができる。

また、本発明のコルゲートマシンは、上述の如き加湿装置をプレヒータの下流に有するので、プレヒータで加熱したライナ紙の温度を最適貼合温度に保持しつつ、ライナ紙の最適水分量を得ることにより、最適条件での貼合を実現することができる。ここで加湿装置の加熱液体はチャンバに保持されているので、温度保持が容易になり、ライナ紙の適正温度の維持を容易に実現し得る。

本発明の実施の形態に係るコルゲートマシンのダブルフェーサおよびその近傍部分を抽出して示す模式的な側面図である。 本発明の実施の形態に係る加湿装置の構成を示す模式図である。 液付けロール（水付けロール）とチャンバの開口部との大きさの関係を説明するための模式的な平面図である。 液付けロールに対するチャンバの相対的な位置を隙間調整機構により調整する場合の模式図である。 液付けロールとチャンバとの位置関係から規定される水掻き用のブレードの設置可能な範囲を説明するための模式的な側面図である。 チャンバブレードを液付けロールとともに示す模式図で、（ａ）が横断面図、（ｂ）がこれと直角な方向から見た正面図である。 ドクターブレードを液付けロールとともに示す模式図で、（ａ）が横断面図、（ｂ）がこれと直角な方向から見た側面図である。 液付けロールに対するチャンバの配設位置の限界を説明するための両者の位置関係を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．ダブルフェーサ及びその周辺の構成］
図１は本実施形態に係るコルゲートマシンのダブルフェーサおよびその近傍部分を抽出して示す模式的な側面図である。図１に示すように、ダブルフェーサ２００は、シングルフェーサ（図示せず）で製造された片面段ボール３１に表ライナ紙３４を貼合して、両面段ボール３５を製造する。このため、シングルフェーサから供給される片面段ボール３１を一方向（図１中の左側から右側）へ搬送しつつ片面段ボール３１の中芯紙３２の波形の頂部３２ａに澱粉糊（以下、糊ともいう）を介して表ライナ紙３４を貼合している。
ここで、本実施形態におけるコルゲートマシンでは、片面段ボール３１と表ライナ紙３４との貼合に先立ち、表ライナ紙３４をプレヒータ１で加熱するとともに、加熱した表ライナ紙３４に対して加湿装置（構造に関しては後に詳述する）１００で加熱水を塗布している。
さらに詳言すると、表ライナ紙３４は、ミルロールスタンドに装着された原紙ロール３３から繰り出され、プレヒータ１で予備加熱される。そして、加湿装置１００で加湿された後、ダブルフェーサ２００に導入される。

ダブルフェーサ２００は、片面段ボール３１および表ライナ紙３４の走行路を形成する熱板群２を備え、片面段ボール紙３１と表ライナ紙３４とが重ね合わされて熱板群２上を走行する。ここで、熱板群２の中空部には加熱蒸気が供給され、各熱板上面は、例えば１８０℃に加熱される。熱板群２の上方および熱板群２の下流側には、片面段ボール３１と表ライナ紙３４とが貼合されて形成された両面段ボール３５を挟持して搬送する上コンベア３および下コンベア４が配設されている。また、熱板群２の上部には、エア加圧装置またはウェイトロール等によって上コンベア３の背面を加圧することによって片面段ボール３１および表ライナ紙３４を上方から加圧する加圧装置５が設けられている。さらに、下コンベア４を背面から支持する下ロール群６と、加圧装置５の下流側で上コンベア３の背面に配置された上ウェイトロール群７とが設けられている。

ダブルフェーサ２００の熱板群２と加圧装置５との間に導入された片面段ボール３１と表ライナ紙３４とは、糊付装置８で片面段ボール３１の中芯紙３２の頂部３２ａに塗布された生澱粉液を介して接合された状態に置かれ、上コンベア３と下コンベア４とで挟持されて搬送される。そして、熱板群２に接触摺動しながら走行しつつ受熱して昇温される表ライナ紙３４からの熱によって生澱粉液が糊化（ゲル化）され、その接着力で表ライナ紙３４が中芯紙３２に貼合され、両面段ボール３５が形成される。形成された両面段ボール３５は、上コンベア３および下コンベア４により搬送されて次工程に搬送される。

このように当該コルゲートマシンにおけるダブルフェーサ２００では中芯紙３２の頂部３２ａに生澱粉液が塗布され、各頂部３２ａに表ライナ紙３４が貼合されるが、この場合の貼合力を良好に発揮させるためには、貼合部に対する「加圧力」の付与と一定以上の「加熱時間」とともに、表ライナ紙３４が貼合時に適度の水分を含有するように加湿しておくことが肝要である。かかる加湿を行うため、プレヒータ１の下流側でダブルフェーサ２００の上流側には、加湿装置１００が配設してある。

本実施形態においては、表ライナ紙３４がプレヒータ１で所定の温度に加熱される。これは、糊付装置８で中芯紙３２の頂部３２ａに塗布した澱粉糊を、片面段ボール３１の中芯紙３２と表ライナ紙３４との貼合せの際に昇温させてゲル化させ、ダブルフェーサ２００において片面段ボール３１の中芯紙３２と表ライナ紙３４とを良好に貼合させるためである。一方、プレヒータ１における加熱により表ライナ紙３４の含有水分量が減少するので、表ライナ紙３４の含有水分量を、貼合にとって最適な含有水分量（３〜６重量％程度）に保持することが困難になる。そこで、表ライナ紙３４に水分を付与して適度に加湿するのが望ましい。
しかしながら、加湿した場合には、付与する水分の温度が低いと表ライナ紙３４の温度が、貼合に必要な温度よりも低下してしまう。そこで、貼合時の表ライナ紙３４の温度が最適になるように、加湿に使用する水（以下、加熱水ともいう）を加熱している（具体的には後に詳述する）。

ここで、プレヒータ１による表ライナ紙３４の加熱は、プレヒータ１の上流側と下流側とでプレヒータ１を形成するロールの軸と平行に配設された図示しない調整ロールの位置を調整することにより行っている。すなわち、調整ロールをプレヒータ１の周面に対して等間隔で円周方向に移動させて表ライナ紙３４のプレヒータ１に対する接触面積（ラップ角）を調整している。このことでプレヒータ１から表ライナ紙３４に供給される加熱量を調整することができる。ちなみに、ラップ角が大きいほど加熱量が増大する。また、ラップ角（加熱量）は表ライナ紙３４の重量等に規定される熱容量に基づき所定の値になるように調整される。

［２．加湿装置の構成］
図２は、本実施形態に係る加湿装置の構成を示す模式図であり、図１においてブロックで示す加湿装置１００の構成を詳細に示す図である。図２に示すように、加湿装置１００は水付けロール（液付けロール）１１とチャンバ１２とを有しており、プレヒータ１で加熱された表ライナ紙３４を水付けロール１１の周面に当接させることにより水付けロール１１の周面に付着している加熱水が塗布される。水付けロール１１は、鉛直下方の回転位相で、その周面が、その回転軸１１Ａの鉛直下方のチャンバ１２の内部の加熱水に開口部１２Ａを介して接触するようになっている。なお、水付けロール１１の周面は、例えば平坦であり金属（クロム）メッキが施されている。また、水付けロール１１の周面に、彫刻により凹部を形成してもよい。

かくして回転軸１１Ａの回転（図２では反時計方向への回転）に伴いチャンバ１２内の加熱水と接触した水付けロール１１の周面に加熱水による水膜が形成され、この水膜（加熱水）を表ライナ紙３４に塗布している。ここで、チャンバ１２よりも水付けロール１１の回転方向（以下、ロール回転方向ともいう）で下流側に位置設定された表ライナ紙３４と水付けロール１１との接触箇所Ｐと、チャンバ１２との間にはブレード（ドクターブレード）１４が配設してあり、このブレード１４で水付けロール１１の周面に付着する余分な加熱水を適宜掻き取ることにより、水付けロール１１の周面の形成される水膜の厚さ、ひいては表ライナ紙３４に塗布される加熱水の塗布量を調整している。プレヒータ１より供給される表ライナ紙３４は、案内ロール１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃで案内され、水付けロール１１との接触により水分（加熱水）を付与された状態でダブルフェーサ２００に向けて搬送される。なお、案内ロール１５Ｂ，１５Ｃを移動させて、水付けロール１１への表ライナ紙３４の接触面積（ラップ角）を変化させて、加熱水の塗布量を調整してもよい。

チャンバ１２は、開口部材１２Ｃ，１２Ｄを有している。開口部材１２Ｃ，１２Ｄは水付けロール１１の回転方向に関する下流側と上流側とで相対向するとともに回転軸１１Ａの軸方向に延伸されており、それぞれの上端で開口部１２Ａの前記下流側と上流側との相対向する２辺を規定している。開口部１２Ａを介して連通されているチャンバ１２の内部空間１２Ｂには、加熱水が供給される。加熱水は、水槽１６内に貯留され、モータ２５で回転駆動されるポンプ１７により水槽１６から汲み上げられるとともに液体経路１３の供給経路１３Ａを介して上述のとおり内部空間１２Ｂに供給される。この結果、チャンバ１２の内部空間１２Ｂの加熱水は、開口部１２Ａを介して所定の圧力で水付けロール１１の周面に押し当てられる。
また、チャンバ１２の開口部１２Ａと水付けロール１１との間の隙間を介してチャンバ１２の外部に溢れた加熱水は、チャンバ１２の下方に配設されたパン１８に貯留される。すなわち、本実施形態における液体経路１３は、水槽１６からチャンバ１２に至る加熱水の供給径路１３Ａと、パン１８から水槽１６に戻る加熱水の回収径路１３Ｂとを有しており、両経路１３Ａ，１３Ｂにより液体経路１３を加熱水の循環径路として形成している。ここで、本実施形態におけるポンプ１７は、モータ２５の回転数に応じて吐出圧力が制御される。また、モータ２５は制御装置１９からの指令によりその回転数が制御される。かくして、チャンバ１２内の加熱水の圧力が調整される。かかる加熱水の圧力調整は、ポンプ１７の回転数を一定にして圧力調整弁（図示せず）で供給圧力を制御することによっても実現し得る。

水槽１６には、水槽１６内の加熱水の温度を検出する温度センサ２０と、水槽１６内の加熱水を加熱するヒータ２２とが設けられており、温度センサ２０及びヒータ２２はそれぞれ水槽１６内の加熱水に浸漬されている。
水槽１６内の加熱水の温度（換言すれば供給経路１３Ａを介してチャンバ１２に供給される加熱水の温度）は、温度センサ２０の検出温度に基づき、温度コントローラ２１が交流電源ＡＣとヒータ２２との間に介在させたスイッチＳＷ１をオン／オフさせること（ヒータ２２への通電をオン／オフさせること）により制御する。つまり、温度コントローラ２１から出力されるスイッチＳＷ１に対する制御信号は、制御装置１９から出力される水槽１６内の加熱水の設定温度を表す温度指令値と、温度センサ２０が検出するリアルタイムの温度検出値とを比較した結果に基づき生成される。
すなわち、温度指令値が温度検出値よりも所定温度高ければ、スイッチＳＷ１がオンされてヒータ２２がオンし、温度指令値が温度検出値よりも所定温度低ければスイッチＳＷ１がオフされてヒータ２２がオフし、これにより、加熱水の温度が設定温度から一定範囲内に維持される。

水槽１６に貯留される加熱水の温度は、プレヒータ１と水付けロール１１との間における（プレヒータ１で加熱された後かつ水付けロール１１で加熱水が塗布される前の）表ライナ紙３４の温度に基づき決定される。表ライナ紙３４が水付けロール１１により加熱水を塗布された後、ダブルフェーサ２００（図１参照；以下同じ）で片面段ボール３１の中芯紙３２の頂部３２ａに貼合される際に澱粉糊のゲル化温度を加味した適切な温度で貼合が行われるように表ライナ紙３４の表面温度を制御するためである。
このため、本実施形態では、プレヒータ１の下流側かつ水付けロール１１の上流側で、つまりプレヒータ１と水付けロール１１との間で、表ライナ紙３４の表面の温度を検出する温度センサ２３が配設してある。温度センサ２３は検出した表ライナ紙３４の表面温度を表す温度情報を制御装置１９に送出する。

制御装置１９は、表ライナ紙３４が水付けロール１１により加熱水を塗布された後でも、片面段ボール３１に貼合される際に適切な温度となるように温度コントローラ２１に対する温度指令値を決定している。本実施形態では、プレヒータ１で予熱された表ライナ紙３４の温度を保持できるように、加熱水の温度を９０℃以上に設定している。

本実施形態における水付けロール１１はインバータ駆動のモータ２６でその回転周速が制御される。水付けロール１１は、その回転周速が増大するにしたがって表ライナ紙３４に対する加熱水の塗布量も増大するが、回転周速が速すぎると、水付けロール１１の周面の水膜表面が荒れて表ライナ紙３４に対する加湿むらを生起する場合がある。そこで、本実施形態では、水付けロール１１の周面の水膜表面が荒れることなく均一な加湿を実現でき、しかも適切な厚さの水膜を形成して表ライナ紙３４の適切な加湿を行うことができるように回転周速に関する設定値を定めている。かかる設定値は制御装置１９に記憶されており、制御装置１９から回転指令値として速度コントローラ２４に出力される。速度コントローラ２４では交流電源ＡＣの電圧を回転指令値に対応する電圧に変換してインバータ駆動のモータ２６に供給する。この結果、モータ２６は制御装置１９が出力する回転指令値に基づく回転数で回転駆動される。なお、上記水付けロール１１の回転周速の設定値は、水付けロール１１の周面の水膜表面が荒れることのない周速を実験等により予め求めておき、この周速を設定値とすればよい。

本実施形態では加湿する加熱水の温度等による加湿条件を変動させないため、チャンバ１２内に保持されている加熱水からの放熱を可及的に抑制してチャンバ１２内の加熱水の温度が所定温度に保持されるよう工夫している。

以下この点について図３を参照して説明する。図３は水付けロール１１とチャンバ１２の開口部１２Ａとの大きさの関係を説明するための模式的な平面図である。
図３に示すように、水付けロール１１の軸方向に関する開口部１２Ａの長さ（以下、開口長という）Ｌ２が、水付けロール１１の同軸方向に関する長さ（以下、ロール長という）Ｌ１よりも小さく、同時に開口部１２Ａの前記軸方向長さに直交する方向に関する長さ（以下、開口幅という）Ｗが、水付けロール１１の直径（以下、ロール径という）φよりも小さくなるように形成してある。この結果、チャンバ１２の開口部１２Ａは水付けロール１１で蓋をされた状態となり、これにより開口部１２Ａからの加熱水の放熱を抑制することができる。ここで、本実施形態では、開口幅Ｗ＜ロール径φで、かつ開口長Ｌ２＜ロール長Ｌ１となるように形成したが、少なくとも開口幅Ｗ＜ロール径φとなっていれば、加熱水の放熱を抑止する効果は得られる。ただ、本実施形態の如く、開口幅Ｗ＜ロール径φと同時に開口長Ｌ２＜ロール長Ｌ１とした方が、当然、より良好な熱の放散抑制効果を得ることができる。
なお、開口長さＬ２は、ライナ紙３４の全幅に水分を付与できるよう、ライナ紙３４の全幅よりも大きな寸法に設定されていることが好ましい。

チャンバ１２の開口部１２Ａからの放熱を考える場合、開口部１２Ａと水付けロール１１との間の隙間を考慮することも肝要である。放熱を抑制する観点からは、この隙間は小さいほど望ましいが、開口部１２Ａを規定する４辺の内、ロール回転方向に関して最下流側の開口部１２Ａの一辺１２Ａａとの間には加湿量によって規定される僅かな隙間を設けておく必要がある。そこで、前記隙間を確保して開口部１２Ａを規定する残りの３辺を水付けロール１１の周面に当接させる構成とすることで、最も効果的な保温性を確保し得る。水付けロール１１との間の前記隙間は、水付けロール１１の水膜表面が荒れないようにすることが肝要である。なお、水付けロール１１と開口部１２Ａとの間の隙間の最適値（設定値）は、実験等により決定しておけばよい。

開口部１２Ａを規定する４辺の内、開口部材１２Ｃで形成する１辺を除く３辺についてはシール部材を配設し、このシール部材を介して水付けロール１１にチャンバ１２が当接するように構成しても良く、この場合には、さらに良好な保温性を確保し得る。

ここで、水付けロール１１に対するチャンバ１２の相対的な位置を調整する隙間調整機構を設けることにより、水付けロール１１とチャンバ１２の開口部１２Ａとの間の隙間を調整できるように構成することもできる。具体的には図４に示すように、チャンバ１２を隙間調整機構２７にて鉛直方向に直線移動することにより水付けロール１１に対してチャンバ１２の位置を調整する構造とする。このように隙間調整機構２７を設けることは必須ではないが、隙間調整機構２７を設けることで開口部１２Ａと水付けロール１１との隙間を所望の大きさに調整することが可能となり、水付けロール１１の周面に付着させる水量、すなわち加湿量を任意に設定することができる。なお、隙間調整機構２７の作動は制御装置１９により制御される。

また、前述の如く本実施形態では、水付けロール１１の周面に付着する加熱水を適宜掻き取ることにより、水付けロール１１の周面の水膜の厚さ、ひいては表ライナ紙３４への加熱水の塗布量を調整するようになっている。すなわち、水付けロール１１の周面に付着する加熱水の掻き取りは、水付けロール１１がその回転に伴いチャンバ１２内の加熱水に接触してその周面に加熱水を付着させた後で、かつ表ライナ紙３４に塗布する前に行えば良い。詳細には、図５に示すように、加熱水の掻き取りは、チャンバ１２の内部空間１２Ｂと、水付けロール１１と表ライナ紙３４との接触箇所Ｐとの間の範囲θで行えば良い。

したがって、上記のようにブレード（ドクターブレード）１４(図２参照)に代えて、チャンバ１２の開口部１２Ａを形成するとともに水付けロール１１の軸方向Ｘに伸びる開口部材１２Ｃ，１２Ｄの内、水付けロール１１の回転方向下流側の開口部材１２Ｃを利用してブレード（チャンバブレード）を形成することもできる（そこで、以下、開口部材１２Ｃをブレード１２Ｃともいう）。ブレード１２Ｃはその下端部をヒンジ部１２Ｅに回動可能に支持させることで容易に水付けロール１１の周面との隙間を調整して加熱水の掻き取り量を適宜設定することができる。

もちろん、上述の如くドクターブレードであるブレード１４を使用する場合もこのブレード１４の基端部にヒンジ部（図示せず）を設けることで、その回動量を調節して水付けロール１１の周面との間の隙間を適宜調整することができる。

上述の如きブレード１２Ｃ，１４は、水付けロール１１の軸方向Ｘに関して幅狭のものを、軸方向Ｘに複数並べる構成とすることもできる。このようなブレード１２Ｃ，１４の例を図６及び図７を参照して説明する。

図６はチャンバブレードとして形成したブレードを水付けロールとともに示す模式図で、（ａ）が横断面図、（ｂ）がこれと直角な方向から見た正面図である。図６（ａ），（ｂ）に示す例では、ブレード駆動機構２８により、各ブレード１２Ｃは個別に回動量（傾き）を調整することで、各ブレード１２Ｃ毎に水付けロール１１の周面との間の隙間を調節する。かかる個別の調節により水付けロール１１の軸方向Ｘに関する水の掻き取り量の分布を変化させることができる。かくして、水付けロール１１の周面に、軸方向Ｘに関する位置に応じて異なる膜厚で水膜を形成することができる。このように異なる厚さの水膜により表ライナ紙３４を加湿することで貼合条件の適正化とともに、軸方向Ｘにおける表ライナ紙３４の加湿量の分布を変化させ、貼合条件の適正化とともに、両面段ボール３５の軸方向Ｘの反りも制御し得る。

ここで、ブレード１２Ｃはチャンバ１２の一部を構成するものであるので、比較的大きな所定の厚みを有する部材としている。つまり、それぞれのブレード１２Ｃを独立に回動した場合でも、図６（ａ）に破線で示すように、軸方向Ｘで隣接するブレード１２Ｃがその厚みにより一部が重なるようにして、複数のブレード１２Ｃの各相互間に隙間が生じることを防止し、この隙間を介しての加熱水の漏洩を防止するようにしている。

図７は、チャンバとは別に独立させて形成したブレード（ドクターブレード）１４を水付けロールとともに示す模式図で、（ａ）が横断面図、（ｂ）がこれと直角な方向から見た正面図である。図７（ａ），（ｂ）に示すように、幅狭のブレード１４が、軸方向Ｘに関して複数並べて設けられており、各ブレード１４は、ブレード駆動機構２９により、基端部のヒンジ部（図示せず）を中心にそれぞれが個別に回動され、水付けロール１１の周面との間の隙間を調整し得るように構成してある。かくして、ブレード１４をそれぞれ独立に回動させて水付けロール１１の周面との隙間を調整することで軸方向Ｘにおける表ライナ紙３４の加湿量の分布を変化させ、貼合条件の適正化とともに、両面段ボール３５の軸方向Ｘの反りも制御し得る。なお、各ブレード１４は、チャンバ１２とは別体に構成され、図６に示す場合に比べてチャンバ１２よりもロール回転方向下流側に配設してある。

ブレード１２Ｃおよびブレード１４は、いずれもその基端部を回動中心とした回動量により水付けロール１１との間の隙間を調整することで水付けロール１１の周面に付着させる加熱水の量を制御するように構成したが、これに限るものではない。ブレード１２Ｃおよびブレード１４をそれぞれの長手方向に進退可能に形成することで、ブレード１２Ｃ，１４の先端と水付けロール１１の周面との間の隙間を調整するように構成しても同様の目的を達成し得る。なお、水付けロール１１とブレード１２Ｃ，１４との隙間調整を行うブレード駆動機構２８，２９の制御は制御装置１９が行う。

［３．作用・効果］
上述の如き本実施形態に係る加湿装置によれば、水付けロール１１を開口部１２Ａの蓋として機能させることができ、この結果、チャンバ１２の内部空間１２Ｂの密閉性を高めることができ、この密閉性の高い内部空間１２Ｂ内に、所定温度に加熱された加熱水を保持することができる。このため、チャンバ１２内の加熱水の放熱を可及的に抑制して所定の温度に維持することができる。したがって、澱粉糊のゲル化温度を加味した所定温度の加熱水で表ライナ紙３４を加湿することができる。これにより、表ライナ紙３４の温度を糊のゲル化に適した温度にすることができ、かつ、表ライナ紙３４の含有水分量を、糊の浸透に適した含有水分量にすることができ、片面段ボール３１（中芯紙３２）と表ライナ紙３４との貼合を良好に行うことができる。

また、本発明のコルゲートマシンは、上述の如き加湿装置をプレヒータの下流に有するので、プレヒータで加熱したライナ紙の温度及び含有水分量を、糊による貼合に好適なものとすることができ、加湿装置の下流側での中芯紙に対するライナ紙の最適条件での貼合を実現することができる。

［４．その他］
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。次のような構成の加熱装置も本発明の技術思想の範囲に属する。

１）上記実施の形態においてチャンバ１２は、水付けロール１１の回転軸１１Ａの軸心の鉛直下方に配設したが、これに限るものではない。チャンバ１２の配置は、水付けロール１１の鉛直下方位置から、ロール回転方向（本例では反時計方向）に関し、下流側または上流側に、ある程度ずれた位置でも構わない。この場合にチャンバ１２の位置として許容される範囲の限界を図８を参照して説明する。二点鎖線で示すチャンバ１２は、鉛直方向の中心線ＶＣに対して水付けロール１１の回転方向に関する下流側（図中の右側）では開口部材１２Ｃの外側面が、また上流側（図中の左側）では開口部材１２Ｄの外側面が、それぞれ、チャンバ１２の外方に向かって、水平面よりも斜め下方に垂下する面となっている必要がある。水付けロール１１と、開口部材１２Ｃ，１２Ｄの上端部との間にチャンバ１２から染み出た水滴Ｗ１，Ｗ２を自重により落下させて排斥するためである。

これに対し、開口部材１２Ｃおよび開口部材１２Ｄの外側面が、水平面を含み、チャンバ１２の外方に向かって、斜め上方に伸びる面である場合には、水付けロール１１と、開口部材１２Ｃ，１２Ｄの上端部との間にチャンバ１２から染み出た水が水滴Ｗ１，Ｗ２となって溜まり、場合によっては溜まった水滴Ｗ１，Ｗ２が、水付けロール１１の周面に形成された水膜を荒らしたり、表ライナ紙３４（図２参照）に飛び散ることにより、表ライナ紙３４に悪影響を及ぼす等、不都合な事態が生起される。なお、開口部材１２Ｃおよび開口部材１２Ｄの外側面とは、開口部材１２Ｃおよび開口部材１２Ｄの面のうちチャンバ１２の外部に臨む面をいう。

２）上記実施形態ではチャンバ１２に水を供給する液体経路１３は供給径路１３Ａとパン１８を含む回収径路１３Ｂとを有する循環径路としたが、原理的には供給径路１３Ａだけでも構わない。ただ、上記実施形態の如く、循環径路を構成することでチャンバ１２から溢れ出た加熱水を再利用することができ、加熱水の無駄な消費を防ぐことはできる。

３）温度センサ２３の配設位置は、ダブルフェーサ２００の上流側であれば水付けロール１１の下流側でも良い。本発明は、温度センサ２３の検出温度の情報を制御装置１９に戻し、制御装置１９ではダブルフェーサ２００での貼合時の表ライナ紙３４の温度が澱粉糊のゲル化温度を加味した所定の温度になるように加熱水の温度を制御しているからである。

４）加熱水の温度を検出する温度センサ２０および加熱水を加熱するヒータ２２の取付位置は、チャンバ１２内、液体経路１３内等、チャンバ１２に供給される加熱水の温度を検出することができる位置、加熱水を加熱し得る位置であれば、特に場所的な限定はない。但し、温度センサ２０の取付位置は、中でもチャンバ１２内が、設置スペースの問題さえ解決されていれば最適である。表ライナ紙３４に付着させる直前の加熱水の温度を温度センサ２０により直接管理することができるからである。

５）加熱水に界面活性剤を添加しても良い。界面活性剤を添加することで、表ライナ紙３４に加熱水が浸み込み易くすることができる。これにより、加熱水が十分に染みこむまでの濡れ時間を短縮することができ、ひいては短時間で必要な糊の浸透深さを得ることができる。

６）上記実施の形態には、図示はしないがシングルフェーサにおける片面段ボール３１の製造においても裏ライナ紙と中芯紙とが糊により貼り合わされるので、シングルフェーサの上流側のプレヒータの下流側、かつシングルフェーサの上流側（プレヒータとシングルフェーサとの間）に同様の加湿装置１００を配設するようにしても良い。これにより、裏ライナ紙と中芯紙との良好な貼合を行うことができる。
７）軽重量のライナ紙の場合には、上記実施形態において加湿装置１００をプレヒータ１の代用とすることもできる。この場合、プレヒータ１による加熱を止めることができる。また、軽重量のライナ紙専用のコルゲートマシンの場合には、加湿装置１００をプレヒータとして使用することによりプレヒータを省略することもできる。

１ プレヒータ
１１ 水付けロール（液付けロール）
１２ チャンバ
１２Ａ 開口部
１２Ｂ 内部空間
１２Ｃ 開口部材
１３ 液体経路
１３Ａ 供給経路
１３Ｂ 回収経路
１４ ブレード
１６ 水槽
１８ パン
１９ 制御装置
２０ 温度センサ
２２ ヒータ
２３ 温度センサ
２７ 隙間調整機構
２８，２９ ブレード駆動機構
３１ 片面段ボール
３２ 中芯紙
３４ 表ライナ紙
１００ 加湿装置
２００ ダブルフェーサ
Ｌ１ ロール長
Ｌ２ 開口部１２Ａの長さ寸法
Ｗ 開口部１２Ａの幅寸法
φ ロール径

Claims (16)

1. 一方向へ搬送され、波形に成形された中芯紙の前記波形の頂部に塗布された糊を介して前記中芯紙に貼合されるライナ紙を加湿する加湿装置であって、
   前記貼合に先立ち前記ライナ紙を加熱するプレヒータの下流に配設され、前記ライナ紙に加熱した液体を塗布する液付けロールと、
   前記液付ロールの周面に対向して配置され、前記液体が供給される内部空間を備えたチャンバとを有するとともに、
   前記チャンバは、前記内部空間と連通して前記液体を前記液付けロールの前記周面に供給するための開口部を有しており、前記開口部の前記液付けロールの軸方向に直交する方向の長さが、前記液付けロールの直径よりも小さいことを特徴とする加湿装置。
2. 前記チャンバは、前記液付けロールの軸心の鉛直下方に配設したことを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
3. 前記チャンバは、前記開口部を形成する前記軸方向に伸びる開口部材の外側面が、水平面に対して斜め下方に垂下することを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
4. 前記内部空間と、前記液付けロールと前記ライナ紙との接触点との間に配設され、液付けロールの表面に付着した前記液体を掻き取るブレードを備えるとともに、
   前記液付けロールと前記ブレードとの少なくとも一方の作動を制御して前記ライナ紙に塗布する前記液体の量を調節する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の加湿装置。
5. 前記ブレードは、前記軸方向に複数並設されるとともに、各ブレードが前記液付けロールの表面に対して接離する方向に駆動するブレード駆動機構を有することを特徴とする請求項４に記載の加湿装置。
6. 前記ブレードは、前記チャンバよりも前記液付けロールの回転方向下流側に配設したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の加湿装置。
7. 前記ブレードは、前記チャンバの前記開口部を形成する前記開口部材により構成したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の加湿装置。
8. 前記チャンバの前記開口部と前記液付けロールの周面との隙間を調整する隙間調整機構を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の加湿装置。
9. 前記液付けロールを回転するモータを備え、前記制御手段は、前記モータの回転速度を制御することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の加湿装置。
10. 前記チャンバ内に前記液体を供給する液体経路を有するとともに、前記液体経路に前記液体の加熱手段を介設したことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の加湿装置。
11. 前記加熱手段は、前記チャンバ内に配設されたことを特徴とする請求項１０に記載の加湿装置。
12. 前記液体経路に前記液体の温度を計測する温度センサを備え、前記温度センサの検出結果に基づいて前記加熱手段の出力を制御するようにしたことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の加湿装置。
13. 前記チャンバの下方に前記液体を受けるパンを配設したことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の加湿装置。
14. 前記液体経路は、前記チャンバ内に前記液体を供給する供給経路と、前記パンに貯留された前記液体を、前記供給経路へ戻す回収経路とを備えた循環路であることを特徴とする請求項１３に記載の加湿装置。
15. 前記糊は澱粉糊であり、前記液体の温度を９０℃以上とすることを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の加湿装置。
16. 一方向へ搬送され、波形に成形された中芯紙の前記波形の頂部に塗布された糊を介して前記中芯紙に貼合されるシート状のライナ紙を前記貼合に先立ち加熱するプレヒータの下流に請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載する加湿装置が配設されたことを特徴とするコルゲートマシン。

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