JP4336891B2 - 段ボール紙へテープを貼り付ける方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、段ボール紙の表面に粘着剤を適用したテープを貼り付ける方法および装置に関する。本発明により、段ボール紙が高速で走行していても、新旧の粘着テープを貼り継ぐ作業を、実質上継続して行なうことができる。

段ボール紙の製造に当たっては、その製品段ボール紙から製造しようとする種々の最終製品に所望される性能、たとえば包装箱などの開封を用意にするといった目的で、開封用のテープを貼り付けることが多い。構造上弱点となる部分や手掛け孔の周辺を補強するために、補強用テープを貼り付けることもある。この種のテープは、ポリプロピレンなどの強靭な材料で製造し、粘着剤で段ボール紙に貼り付けて使用するのが常である。生産性を高く保つため、テープを段ボール紙に貼り付ける作業は、通常、段ボール紙製造と同じラインの中で実施する。

一方、段ボール紙の製造技術が進歩して生産速度が高まり、毎分２００〜３００ｍのラインスピードにおける製造も実施されるようになった。このような高速で走行しつつある段ボール紙上に粘着剤を塗布したテープを貼り付けるには、さまざまな問題がともなう。発明者は、多年その問題に取り組んでおり、つぎのような開発の実績がある。

まず、テープの貼り付け開始を容易にするうえで有利な方法を確立して、開示した。その方法は、短冊型の厚紙に片面に粘着剤を適用したテープの端を貼り付けてスタート用シートを用意し、これを真空吸引により保持しておき、走行してくる段ボール紙に向かって押圧ロールでスタート用シートを急激に押し付けて、テープの貼り付けを開始することである。定常状態に至った後は、一定の張力を与えながらテープを供給して貼り付けを続け、テープの供給を断つことによって貼り付けを終了する（特許文献１）。

つぎに、上記のテープ貼付けを継続して行なえる技術、すなわちテープを継ぎ足して行く「スプライス」作業を可能にしたテープ貼り付け技術を開発し、これもすでに開示した。その装置は、新旧２本のテープのリール、テープの切断手段、スタート用シートを真空吸引保持する手段、押圧ロールなどを一体にしたアセンブリボードを設け、これを段ボール紙の走行方向に対して横方向に往復運動可能に構成したものであって、旧テープの終了または切断による供給停止の瞬間に、アセンブリボードを横方向に移動させて、新テープを旧テープの延長線上に貼り付ける（特許文献２）。このとき、図１に示すように、貼り付けられた旧テープ（２Ａ）および新テープ（２Ｂ）の端部は、前者が側線部を形成したようになる。

これらの技術の実施に当たって、スタート時のテープが繰り出されるとき、テープに一瞬であるが大きな張力が加わることと、それに続いて、急激な引っ張りのためテープリールが惰性で回転し、テープが撓む、という問題が経験された。こうした問題を避け、走行している段ボール紙に貼り付けるテープに対して常に適切な範囲内の張力を与えることを目的とし、テープのリールに対して繰り出しロールを設け、これを一定の圧力でリールに押し当てておき、スタート時には繰り出しロールを回転駆動させてテープを繰り出す方向の力を加えることにより、最初に加わる張力を緩和し、定常状態では繰り出しロールの回転駆動を停止してリールの自由回転に任せる、という機構を開発して、やはり開示した（特許文献３）。

そのほかにも発明者は、広幅のダンボール紙に複数のテープを貼り付ける場合に、それらテープの粘着開始位置が一線上に揃うようにしたテープ貼り付け技術を開発し、あわせて提案した（特許文献４）。
特開２０００−１９８１５０ 特開２００１−１２９８９８ 特開２００１−１７９８６１ 特開２００４−４２２７０

前述のスプライス技術（特許文献２に記載）に関して、テープを貼り付けたダンボール紙のロスとなる部分を最小限にするには、アセンブリボードの横方向移動時の応答性を向上させることが必要である。しかし、アセンブリボードはかなりの重量をもったものなので、横方向の移動にはどうしてもある程度の時間がかかり、ダンボール紙の走行速度が高い場合は、図１におけるロス部分の長さ「Ｌ」が長くなる。具体的にいえば、アセンブリボードがたとえば５０mm移動するには通常０．３秒程度を要するので、ダンボール走行速度が１５０ｍ／分であるとすれば、Ｌ＝７５０mmに達する。そこで、ロス部分を減少させることが要望されている。

本発明の目的は、段ボール紙製造と同時にテープの貼り付けを行なうに当たって、新・旧のテープを実質上連続して貼り付けることを可能にし、それによってテープの貼り継ぎ部分がロスとなることを最小限にし、最適の場合には貼り継ぎ部分も使用可能なものとするようなテープの貼り付け方法と、その方法の実施に使用する装置を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の段ボール紙へテープを貼り付ける方法は、走行している段ボール紙へ、粘着剤を適用した新・旧のテープを実質上連続して貼り付ける方法であって、ダンボール紙の走行面に対して所定の位置に設けたガイドロールによりガイドしつつ旧テープを貼り付ける作業を続け、その間、旧テープのガイドロールに対しダンボール紙の走行方向に関しては同じ位置にあるが、テープの経路に関しては内側に設けたガイドロールによりガイドした状態で、新テープの端を短冊型の厚紙に貼り付けて用意したスタート用シートを、真空吸着による保持手段を用いて段ボール紙の走行面より上方に保持しておき、旧テープの供給が絶たれた直後に保持手段を下方に移動させ、スタート用シートを走行中の段ボール紙に向かって急激に押圧すると同時に真空吸着を解除し、スタート用シートを摩擦により段ボール紙と一緒に走行させ、新テープを押圧ロールで段ボール紙に粘着させることにより新テープの貼り付けを開始することからなる。

本発明に従って段ボール紙へテープを貼り付ければ、供給を絶った旧テープの段ボール紙への貼り付けが終了した直後を見計らって旧テープの貼り付けを開始することができるから、新旧両テープの貼り継ぎ部分は、図２に示すように、わずかな間隙を有するだけであり、実質的なテープの断絶がないから、この部分を不良として廃棄する場合でも、ロス部分がわずかで済む。品質に対する要求次第であるが、用途によっては、この貼り継ぎ部分を廃棄しないで使用することも可能である。そうすれば、ロスは全く出さないで済むことになる。

上記の方法を実施するための本発明の段ボール紙へテープを貼り付ける装置は、図３ないし図５に示すように、走行している段ボール紙へ、粘着剤を適用したテープ（２）の新・旧２種を実質上連続して貼り付ける装置であって、粘着剤を片面に塗布した旧テープ（２Ａ）を走行する段ボール紙（１）の面に対して押圧し、粘着させる少なくとも１個のテープ押圧ロール（５）と、厚紙に新テープ(２Ｂ)の端を粘着させたスタート用シート（３）を真空吸着により保持する真空吸盤（４１）およびスタート用シート押圧ロール（４２）に、スタート用シートの吸着および開放をするための真空吸着−開放制御手段および真空吸盤を上下させるための駆動手段（４３）を組み合わせたスタート用シート取扱装置（４）と、旧テープ（２Ａ）および新テープ（２Ｂ）のための、段ボール紙の走行方向に関しては同じ位置にあるが、テープの経路に関しては外側と内側の位置にある２個のガイドロール（６Ａ，６Ｂ）と、そして、貼り付けを停止するときにテープの供給を断つテープカッター（７Ａ，７Ｂ）とを本質的な構成要素とする。

上記の装置によって、走行しているダンボール紙へのテープの貼り継ぎが実現する機構は、次のとおりである。まず、第一のテープ（旧テープ２Ａ）を、走行しているダンボール紙上に貼り付ける作業を開始する。貼り付けの開始には、前記特許文献１に記載した方法を採用するとよい。図３に示すように、旧テープ（２Ａ）はガイドロール（６Ａ）によりガイドされながら繰り出され、テープ押圧ロール（５）により走行するダンボール紙の上に押圧されて、次々と粘着して行く。その間に、第二のテープ（新テープ２Ｂ）の端にスタート用シート（３）を貼り付けておき、このスタート用シートを真空吸盤（４１）で吸着して保持しておき、旧テープ（２Ａ）がすべて使用され、またはテープカッター（７Ａ）により切断されて供給が絶たれたところで、旧テープの末端がダンボール紙に粘着する時点を見計らって、図４に示すように、上記の真空吸盤を含むスタート用シート取扱装置（４）をその駆動手段（４３）により下方に急激に移動させ、ダンボール紙に押し付ける。それと同時に真空吸引を開放すると、スタート用シートが摩擦によりダンボール紙に従って走行し、新テープの粘着が開始する。定常状態では、図５に見るように、新テープ（２Ｂ）の、走行するダンボール紙への粘着が続いている。図６に、スタート用シート（３）の詳細を示す。

このように、本発明の方法および装置によれば、新旧少なくとも２本のテープのスプライスすなわち貼り継ぎが可能であり、通常はそれで足りる。しかし、新テープ（第二のテープ）を繰り出している間に、旧テープのリールに第三のテープを取り付けて、第二のテープが終了したところで、ただちに第三のテープの貼り継ぎができれば、さらに長尺なダンボール紙へのテープ貼り付けを続行することができて好ましい。こうした希望にこたえるには、２個のガイドロール（６Ａ，６Ｂ）を、ターレット機構により回転させて、テープ経路に対する内側・外側の位置を交代で占めるとともに、回転に際して、外側から内側に移るガイドロールがその回転軸の方向に後退して、現に貼り付けられているテープの走行に妨げとならないように構成した装置を使用すればよい。

図７〜図９に、その作用を示す。図７の状態では、第一のテープ（２Ａ）が走行するダンボール紙（１）に粘着していて、その間、第二のテープ（２Ｂ）がガイドロール（６Ｂ）にガイドされた状態で待機している。上述した機構により第一のテープから第二のテープへの貼り継ぎが完了したならば、図７のように、第二のテープのガイドロール（６Ｂ）が、ガイドロール基台（６１）の回転により第一のテープのガイドロール（６Ａ）が以前に占めていた位置に移り、第一のテープのガイドロールは待機位置に来る。図８は、粘着するテープの交代が終わった状態を示す。この交代のとき、待機位置に来るガイドロール（６Ａ）は、第二のテープの走行を妨げないよう、ガイドロール基台がある回転角度の範囲にある間は、回転軸の方向に後退しているように構成する必要がある。図７は、そのような構成の一例であって、ガイドロール（６Ａ）がその回転軸に沿って後退して、ガイドロール（６Ｂ）により繰り出されている第二のテープ（２Ｂ）を避けて、テープ経路の内側に移るところを示している。

テープの貼り継ぎに伴ういまひとつの問題として、テープ後端が不規則な挙動をするという現象がある。一巻きのリールの末端またはテープカッターにより切断されたテープの末端は、拘束するものがないために、常に押圧ロールにはさまれてダンボール紙に平らに粘着されるとは限らず、ひらひらと舞ってしまいがちで、不規則な貼りつき方をしがちである。場合によっては、表裏反転して、つまり粘着面が露出した状態でダンボール紙上に存在することがある。当然に予測されるように、露出した粘着面は積み重ねたダンボール紙に粘着し、後の加工工程にとって支障となる。

このような現象を防止するためには、テープの自由な末端の長さが極力短くなるようにすることが望ましい。従来のテープ貼り付け装置では、装置の製作の便宜と操業の容易さを考慮して、テープカッターをアセンブリボードの上部に配置していたが、これを変更してガイドロールの直前に位置させることが推奨される。図１０は、テープカッターの一方（７Ｂ）をそのように配置した例を示す。この位置にテープカッターを置くことにより、切断されたテープの端と、切断の瞬間に押圧ロールでダンボール紙に押圧されているテープの部分との距離を短縮することができ、上述した問題を軽減し、好ましい場合には実質上解消することができる。

段ボール紙へテープを貼り付け、新旧２種のテープを貼り継いだときの、従来技術による貼り継ぎ部分を示す概念的な図。 段ボール紙へテープを貼り付け、新旧２種のテープを貼り継いだときの、本発明の方法による貼り継ぎ部分を示す、図１に対応する図。 本発明による、段ボール紙へテープを貼り付ける装置の主要部の構成を示す図であって旧テープを貼り付けている段階を、正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）とを対応させた図（側面図は一部省略してある）。 図３に示した装置において、貼り付けるテープが旧テープから新テープへ移行する段階を示す図。 図３に示した装置において、新テープの貼り付けを行なっている段階を示す図。 スタート用シートとその取扱装置の各部を示す拡大図。 本発明の装置にとって好ましい態様である、ターレット機構による２個のガイドロールの交代機構を説明する側面図であって、第一のガイドロールがテープをガイドしている段階を示す側面図。 図７に示した装置において、第二のガイドロールによるテープのガイドが始まった段階を示す図。 図７に示した装置において、第一のガイドロールと第二のガイドロールとの交代が終わった段階を示す図。 本発明の装置にとって別の好ましい態様である、テープカッターをガイドロールの直前に配置したものを示す側面図。

符号の説明

１ 段ボール紙
２ テープ
２Ａ 第一のテープ（旧テープ）
２Ｂ 第二のテープ（新テープ）
３ スタート用シート
４ スタート用シート取扱装置
４１ 真空吸盤
４２ スタート用シート押圧ロール
４３ 取扱装置駆動手段
５ テープ押圧ロール
６Ａ，６Ｂ ガイドロール
６１ ガイドロール基台
７Ａ，７Ｂ テープカッター

Claims (4)

1. 走行している段ボール紙へ、粘着剤を適用した新・旧のテープを実質上連続して貼り付ける方法であって、ダンボール紙の走行面に対して所定の位置に設けたガイドロールによりガイドしつつ旧テープを貼り付ける作業を続け、その間、旧テープのガイドロールに対しダンボール紙の走行方向に関しては同じ位置にあるが、テープの経路に関しては内側に設けたガイドロールによりガイドした状態で、新テープの端を短冊型の厚紙に貼り付けて用意したスタート用シートを、真空吸着による保持手段を用いて段ボール紙の走行面より上方に保持しておき、旧テープの供給が絶たれた直後に保持手段を下方に移動させ、スタート用シートを走行中の段ボール紙に向かって急激に押圧すると同時に真空吸着を解除し、押圧ロールによりスタート用シートを摩擦により段ボール紙と一緒に走行させ、新テープをテープ押圧ロールで段ボール紙に粘着させることにより新テープの貼り付けを開始することからなる段ボール紙へテープを貼り付ける方法。
2. 走行している段ボール紙へ、粘着剤を適用したテープ（２）の新・旧２種を実質上連続して貼り付ける装置であって、粘着剤を片面に塗布した旧テープ（２Ａ）を走行する段ボール紙（１）の面に対して押圧し、粘着させる少なくとも１個のテープ押圧ロール（５）と、厚紙に新テープ(２Ｂ)の端を粘着させたスタート用シート（３）を真空吸着により保持する真空吸盤（４１）およびスタート用シート押圧ロール（４２）に、スタート用シートの吸着および開放をするための真空吸着−開放制御手段および真空吸盤を上下させるための駆動手段（４３）を組み合わせたスタート用シート取扱装置（４）と、旧テープ（２Ａ）および新テープ（２Ｂ）のための、段ボール紙の走行方向に関しては同じ位置にあるが、テープの経路に関しては外側と内側の位置にある２個のガイドロール（６Ａ，６Ｂ）と、そして、貼り付けを停止するときにテープの供給を断つテープカッター（７Ａ，７Ｂ）とを本質的な構成要素とする段ボール紙へテープを貼り付ける装置。
3. ２個のガイドロール（６Ａ，６Ｂ）を、回転可能なガイドロール基台（６１）にとりつけ、ターレット機構により、テープ経路に対する内側・外側の位置を交代で占めることができるようにするとともに、回転に際して、外側から内側に移るガイドロールがその回転軸の方向に後退して、現に貼り付けられているテープの走行に妨げとならないように構成した請求項２の装置。
4. テープカッターをガイドロールの直前に位置させることにより、切断されたテープの端と、切断の瞬間に押圧ロールでダンボール紙に押圧されているテープの部分との距離を短縮した請求項２の装置。

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