JP4366789B2 - 段ボール紙へテープを継続して貼り付ける方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、段ボール紙の製造に当たって、製品段ボール紙の表面に粘着テープを貼り付ける作業を同じラインの中で継続して行なう、いわゆる「スプライス」作業の方法に関し、その方法の実施に使用する装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
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容易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、段ボール製造と同じラインの中で実施する。
【０００３】
近年、段ボール紙製造技術が進歩して生産速度が高まり、毎分１５０ｍ以上のラインスピードは珍しいものではなくなり、毎分２００〜３００ｍでの製造も実施されている。ところが、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ことは容易でなく、とくに、貼り付けの開始時に問題があった。
【０００４】
発明者は、テープの貼り付け開始を容易にすることを意図して研究し、さきに有利な方法を確立して、すでに提案した（特願平１０−３１１３１１）。その方法は、下記の諸工程からなる：
１）短冊型の厚紙で用意したスタート用シートのほぼ中心線上に、片面に粘着剤を適用したテープの端を貼り付け、スタート用シートの中央部を真空吸引により持ち上げるとともに、両端を走行方向に直列に配置された第一および第二の押圧ロールの下に当てて保持し、走行中の段ボール紙に向かって２個の押圧ロールを急激に押し付けるとともに真空吸引を解除し、スタート用シートを摩擦により段ボール紙とともに走行させて第二の押圧ロールより前方に移動させ、テープをまず第一の押圧ロールで、ついで第二の押圧ロールで段ボール紙に粘着させることによってテープの貼り付けを開始すること、
２）一定の張力を与えながらテープを供給し、貼り付けを続けること、および
３）テープの供給を断つことによって貼り付けを終了すること。
この方法は好評を博し、これを実施するための装置は、当業技術においてすでに多数採用されている。
【０００５】
ところが、テープの貼り付けに使用する一巻きのテープの長さに対して、製造する段ボールのロットが大きい場合、テープが途中で足りなくなるから、継ぎ足して行く「スプライス」作業をしなければならないという問題が残っている。これは一層困難な仕事であって、貼り付けるテープそのものをつなぐことは、事実上不可能である。
【０００６】
これとは別に、ロットの変更に伴うテープ貼り付け位置の変更に備えた装置として、実公平７−４８６１５は、段ボール紙の走行方向において異なる位置に２個のテープ貼り付け手段を設けたものを提案しているが、この装置は、同じ位置に継続してテープを貼り付けて行きたいという希望に応えるものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、段ボール紙製造と同時に同じラインでテープの貼り付けを行なう場合に要望の強い、走行している段ボール紙に対して行なうテープの貼り付けを、実質上テープが途切れることなく継続することを可能にし、それによって、ラインスピードを低下させる必要がないのはもちろんのこと、ロスとなる段ボール紙がごく僅かですむような、段ボール紙へテープを継続して貼り付ける方法と、その方法の実施に使用する装置を提供することにある。
【０００８】
本発明により実現する作業は、テープそのものを継ぎ足すわけではなく、厳密な意味では「スプライス」ではないが、実質上はそれと同じ効果が得られるものであるから、これも「スプライス」と呼ぶことができる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の段ボール紙へテープを継続して貼り付ける「スプライス」の方法は、下記の諸工程からなる：
１）片面に粘着剤を適用してある第一のテープの端を短冊型の厚紙で用意した第一のスタート用シートに貼り付け、この第一のスタート用シートの先端を真空吸着により持ち上げるとともに後端を上下動ロールの下に置いて、段ボール紙の走行する面よりわずか上方に保持しておき、段ボール紙の走行が開始されたならば、上下動ロールを下方に移動させて第一の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し付け、同時に真空吸引を解除し、第一の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て押圧ロールの下を通し、第一のテープをこの押圧ロールで段ボール紙に粘着させることによって、第一のテープの貼り付けを開始すること、
２）第一のテープに一定の張力を与えながらこれを供給し、押圧ロールによる段ボール紙上への貼り付けを連続的に行なうこと、
３）第二のテープへの切り替えにそなえて、上下動ロールを上方に移動して走行する段ボール紙から離すこと、
４）片面に粘着剤を適用してある第二のテープの端を短冊型の厚紙で用意した第二のスタート用シートに貼り付け、この第二のスタート用シートの先端を真空吸着により持ち上げるとともに、後端を上下動ロールの下に置いて、段ボール紙の走行する面よりわずか上方に保持しておき、第一のテープから第二のテープへの切り替えの時期が来たならば、上下動ロールを下方に移動させて第二の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し付け、同時に真空吸引を解除し、第二のスタート用シートを摩擦により段ボール紙とともに走行させて押圧ロールの下を通し、第二のテープをこの押圧ロールで段ボール紙に粘着させることによって、第二のテープの貼り付けを、第一のテープの貼り付け位置に隣接する位置において開始すること、
５）第一のテープを切断してその供給を断つこと、
６）繰り出される第二のテープを誘導して、その段ボール紙上の貼り付け位置を、第一のテープの貼り付け位置に従わせること、
７）第二のテープに一定の張力を与えながらこれを供給し、押圧ロールによる段ボール紙上への貼り付けを連続的に行なうこと、および
８）第一のテープと第二のテープとの関係を入れ替えて、上記したテープの貼り付けの継続を所望の回数繰り返すこと。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記した方法を実施するための、本発明の段ボール紙へテープを継続的に貼り付ける「スプライス」装置は、図１および図２に全体の構造を示すように、下記の諸部分を本質的な構成要素とする：
粘着剤を片面に塗布したテープ（２Ａ，２Ｂ）に一定の張力を与えながら繰り出すテープ供給手段（３Ａ，３Ｂ）、
スタート用シートの後端（４２）を押さえ、走行するダンボール紙（１）の面に対してテープ（２Ａ，２Ｂ）を押し付ける上下動ロール（６Ａ）と、この上下動ロールを下方に移動させて段ボール紙上に急激に接触させ、必要なときは上方に退避するように駆動する駆動手段（６１）、
テープ(２Ａ，２Ｂ)の端を粘着させたスタート用シート（４）の先端（４１）を真空吸引により保持し、かつ保持したまま走行する段ボール紙（１）へ接近させるための真空吸盤（７）、真空吸引による吸着と開放をするための真空吸引−開放手段、および真空吸盤を上下させるための駆動手段（７１）、
走行する段ボール紙（１）の面に対してテープ（２Ａ，２Ｂ）を押し付けるための、少なくとも１個の押圧ロール（６Ｂ）と、この押圧ロールを段ボール紙上に急激に接触させ、テープを貼り付けないときは上方に退避させるように駆動する駆動手段（６２）、
第一および第二のテープを個別に切断するための、２個のテープカッター（８Ａ，８Ｂ）、
上記した上下動ロール（６Ａ）および上下動ロールの駆動手段（６１）の組、押圧ロール（６Ｂ）および押圧ロールの駆動手段（６２）の組、真空吸盤（７）、真空吸引−開放制御手段および真空吸盤の駆動手段（７１）の組、ならびに２個のテープカッター（８Ａ，８Ｂ）を一体にして支持するアセンブリボード（５）、ならびに、
スクリューレール（９Ａ）、ガイドレール（９Ｂ）、アセンブリボード上に設けた、スクリューレールと噛み合うネジ（９Ｃ）およびネジを回転駆動するモータ（９Ｄ）からなり、アセンブリボードを、段ボール紙の走行方向に対し横方向に往復動可能にしたアセンブリボード移動機構（９）。
【００１１】
押圧ロール（６Ｂ）に後続して、図１および図３〜５に示したように、第二の押圧ロール（６Ｃ）を設けるとよい。テープに適宜の張力を与えるには、繰り出し手段に一定のブレーキ力を生じさせればよいが、それとともに、アセンブリボードに設けた、バネ（図示してない）で一定方向に付勢されたテンションロール（５１）を併用すると、テープ張力のコントロールが好都合に行なえる。
【００１２】
上述の装置により、走行する段ボール紙上へのテープの貼り付けを継続して行なうスプライス作業は、次のとおりである。
【００１３】
まず、第一のテープを貼り付けるに先立って行なう準備としては、図３に示すように、第一のテープ（２Ａ）の端を粘着させて貼り付けたスタート用シート（４）の先端部（４１）を、真空吸盤（７）による真空吸引で持ち上げる。すると、シートの後端部（４２）が上下動ロール（６Ａ）の下に当たって、それ以上の移動は制限される。真空吸盤がスタート用シートの先端部を上下動ロール下面のレベルにくらべてわずか上方に引き上げている力に対し、スタート用シートのもつ若干の剛性が抵抗し、スタート用シートは、その位置に保持される。
【００１４】
テープの貼り付けを開始するときは、アセンブリボード（５）を下方に移動させて、スタート用シートを段ボール紙の上面から適宜の高さ、たとえば１０ｍｍの距離に置いて待機する。段ボール紙（１）の走行が始まったならば、タイミングをはかってエアシリンダー（６１）を作動させ、図４に示すように、上下動ロールを急激に下方に移動させて、スタート用シート（４）を走行している段ボール紙（１）の上に押し付けるように接触させる。このとき、真空吸盤（７）は上下動ロール（６Ａ）の下方への移動に連動して移動し、スタート用シートが段ボール紙に接触する直前で真空吸引を開放するように制御することが好ましい。
【００１５】
上下動ロールを急激に下方に移動させるタイミングは、走行して来るダンボール紙の先端または適宜の位置に設けたマーカーを検知するセンサーと、走行速度のデータに基づいて、段ボール紙の所定の部分がテープ貼り付け装置の下に入る時間を演算する演算機とを備えた制御装置（図示してない）とにより、容易に定めることができるであろう。こうした点は、前記した先の発明に関して述べたところと異ならない。
【００１６】
上下動ロール（６Ａ）により段ボール紙（１）上に押し付けられたスタート用シート（４）は、段ボール紙との摩擦のため一緒に走行し、押圧ロール（６Ｂ）の下を通る。後端が押圧ロール（６Ｂ）の下に至るころには、第一のテープ（２Ａ）の、スタート用シートに粘着した部分を超えて外にあるテープ部分が上下動ロール（６Ａ）の下に入り、その押圧力で段ボール紙（１）に粘着する。この状態は、図４に示すとおりである。
【００１７】
いったん第一のテープの貼り付けが開始したならば、上下動ロール（６Ａ）は上方に退避して、以後のテープの段ボール紙への粘着は、上下動ロール（６Ａ）および押圧ロール（６Ｂ）の押圧力により、または図示したように第二の押圧ロール（６Ｃ）を使用する場合は、上下動ロール（６Ａ）ならびに第一および第二の押圧ロール（６Ｂおよび６Ｃ）の押圧力により、確実に行われる。
【００１８】
第一のテープが繰り出されて巻取が残り少なになったときは、第二のテープを用意する。それには、図５に見るように、上下動ロール（６Ａ）を上方に引き上げて、最初の操作を繰り返す。すなわち、第二のテープのスタート用シートを、その先端を真空吸盤（７）に真空吸着させ後端を上下動ロール（６Ａ）で押さえることによって、図３に示したように保持させる。タイミングをはかって、走行している段ボール紙の上に第二のテープのスタート用シートを急激に押し付け、第一のテープの粘着と同様にして、第二のテープの段ボール紙上への貼り付けを開始する。上で第一のテープに関して図３および図４に示した操作が、今度は第二のテープに関して行なわれるわけである。
【００１９】
第二のテープの貼り付けが始まったならば、第一のテープを切断して供給を停止する。第一のテープの残量は、新しい巻取りであれば、当初の量と繰り出して使用した量との差を計算すれば得られることはいうまでもない。しかし、一部繰り出して消費した巻取りを使用することもあり、その場合は残量が明確でないので、適宜のセンサーを使用して、終わりに近いことを検出できるようにすることが好ましい。
【００２０】
貼り付けを開始した第二のテープは、その位置が第一のテープに隣接しているが同じではないので、速やかに正しい位置、つまり第一のテープの延長線上に誘導しなければならない。このためには、アセンブリボードを段ボール紙の走行方向に対し横方向に移動させて、２本のテープが貼り付けられた位置のへだたりを解消させる。アセンブリボード移動の機構は、上に説明したとおりである。アセンブリボードの移動により、図６に示したように第二のテープ（２Ｂ）の位置が誘導され、第一のテープ（２Ａ）の延長線上に来て、テープのスプライスが行なわれる。図６の矢印は、段ボールの走行方向を示す。
【００２１】
第一のテープに対し第二のテープを貼り付けた最初の位置が５０ｍｍ隔たっていたとすると（図６において、Ｄ＝５０ｍｍ）、この距離だけアセンブリボードを移動させるには、通常の装置で約１．５秒を要する。段ボール紙の走行速度が１００ｍ／分であるとすると、約１．５秒の間に通過する段ボールの長さは１．５ｍであり、第二のテープの貼り付けを開始した部分を含めても、製品段ボールに生じるロスは、長さ２．５ｍ以内に収まる（図６において、Ｌ≦２．５ｍ）。
【００２２】
本発明の実施に当たって好ましい態様は、第一のテープのスタート用シートと第二のテープのスタート用シートとに対して、図７に示すように、それぞれ個別の真空吸着の機構を用意しておく態様である。この場合、第一のテープの貼り付けが始まったならば、上下動ロールを段ボール紙面上から上方に退避させ、そこで第二のテープのスタート用シートを吸着保持させておくように操作する。こうすれば、テープの切り替えに迅速に対応できる。真空吸着保持の機構を２組用意することは、１組だけ用意し、その位置を変更して使用するよりは、むしろ簡単である。
【００２３】
より好ましい態様は、真空吸着保持の機構だけでなく、上下動ロールもまた、第一のテープおよび第二のテープに対して、それぞれ個別に設けておくことである。こうすれば、操業の開始に当たって、第一および第二のテープのスタート用シートを一時に真空吸着保持させることができ、全自動的にスプライス作業を実施することができるとともに、上下動ロールに対して、テープを段ボール紙上に押圧することを、継続して行なわせることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に従って段ボール紙へのテープの貼り付けを継続するスプライス作業を行なえば、高速で走行している段ボール紙に対して、容易かつ確実にスプライスができ、スプライスに伴って生じる段ボール紙のロスは僅少で済む。実施に当たって段ボール紙製造のラインスピードを低下させる必要がないから、生産性が高く保てるばかりでなく、ラインスピードの低下にともなって生じる製品ダンボール紙の品質上の問題を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の段ボール紙にテープを継続的に貼り付ける装置の、各構成部分を示す側面図。
【図２】 図１に示した装置の矢視方向の図。
【図３】 図１および図２に示した装置において、第一のテープの貼り付けを開始する直前の、各部分の働きを示す図。
【図４】 図１および図２に示した装置において、第一のテープの貼り付けを開始した直後の状態を示す図。
【図５】 第二のテープの貼り付けにそなえている状態を示す図。
【図６】 テープのスプライス、すなわち貼り付けの継続が、段ボール紙上でどのように行われるかを示す図。
【図７】 図１および図２に示した装置において、真空吸着保持の機構を２組用意した態様を示す、図２と同じ方向からみた図。
【符号の説明】
１ 段ボール紙
２Ａ 第一のテープ ２Ｂ 第二のテープ
３Ａ，３Ｂ テープ供給手段
４ スタート用シート
４１ 先端 ４２ 後端
５ アセンブリボード
５１ テンションロール
６Ａ 上下動ロール
６１ 上下動ロール駆動手段（エアシリンダー）
６Ｂ，６Ｃ 押圧ロール
６２ 押圧ロール駆動手段（押しバネ）
７ 真空吸盤
７１ 真空吸盤駆動手段（エアシリンダー）
８Ａ，８Ｂ テープカッター
９ アセンブリボード移動機構
９Ａ スクリューレール ９Ｂ ガイドレール
９Ｃ ネジ ９Ｄ モータ

Claims (4)

1. 下記の諸工程からなる、段ボール紙へテープを継続して貼り付ける方法：
   １）片面に粘着剤を適用してある第一のテープの端を短冊型の厚紙で用意した第一のスタート用シートに貼り付け、この第一のスタート用シートの先端を真空吸着により持ち上げるとともに後端を上下動ロールの下に置いて、段ボール紙の走行する面よりわずか上方に保持しておき、段ボール紙の走行が開始されたならば、上下動ロールを下方に移動させて第一の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し付け、同時に真空吸着を解除し、第一の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て押圧ロールの下を通し、第一のテープをこの押圧ロールで段ボール紙に粘着させることによって、第一のテープの貼り付けを開始すること、
   ２）第一のテープに一定の張力を与えながらこれを供給し、押圧ロールによる段ボール紙上への貼り付けを連続的に行なうこと、
   ３）第二のテープへの切り替えにそなえて、上下動ロールを上方に移動して走行する段ボール紙から離すこと、
   ４）片面に粘着剤を適用してある第二のテープの端を短冊型の厚紙で用意した第二のスタート用シートに貼り付け、この第二のスタート用シートの先端を真空吸着により持ち上げるとともに、後端を上下動ロールの下に置いて、段ボール紙の走行する面よりわずか上方に保持しておき、第一のテープから第二のテープへの切り替えの時期が来たならば、上下動ロールを下方に移動させて第二の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し付け、同時に真空吸着を解除し、第二のスタート用シートを摩擦により段ボール紙とともに走行させて押圧ロールの下を通し、第二のテープをこの押圧ロールで段ボール紙に粘着させることによって、第二のテープの貼り付けを、第一のテープの貼り付け位置に隣接する位置において開始すること、
   ５）第一のテープを切断してその供給を断つこと、
   ６）繰り出される第二のテープを誘導して、その段ボール紙上の貼り付け位置を、第一のテープの貼り付け位置に従わせること、
   ７）第二のテープに一定の張力を与えながらこれを供給し、押圧ロールによる段ボール紙上への貼り付けを連続的に行なうこと、および
   ８）第一のテープと第二のテープとの関係を入れ替えて、上記したテープの貼り付けの継続を所望の回数繰り返すこと。
2. 下記の諸部分を本質的な構成要素とする、段ボール紙へテープを継続的に貼り付ける装置：
   ２個の、粘着剤を片面に塗布したテープ（２Ａ，２Ｂ）に一定の張力を与えながら繰り出すテープ供給手段（３Ａ，３Ｂ）、
   スタート用シートの後端（４２）を押さえ、走行する段ボール紙（１）の面に対してテープ（２Ａ，２Ｂ）を押し付ける上下動ロール（６Ａ）と、この上下動ロールを下方に移動させて段ボール紙上に急激に接触させ、必要なときは上方に退避するように駆動する駆動手段（６１）、
   テープ（２Ａ，２Ｂ）の端を粘着させたスタート用シート（４）の先端（４１）を真空吸着により保持し、かつ保持したまま走行する段ボール紙（１）へ接近させるための真空吸盤（７）、真空吸引による吸着と開放をするための真空吸着−開放制御手段（図示してない）、および吸盤を上下させるための駆動手段（７１）、
   走行する段ボール紙（１）の面に対してテープ（２Ａ，２Ｂ）を押し付けるための、少なくとも１個の押圧ロール（６Ｂ）と、この押圧ロールを段ボール紙上に急激に接触させ、テープを貼り付けないときは上方に退避させるように駆動する駆動手段（６２）、
   第一および第二のテープを個別に切断するための、２個のテープカッター（８Ａ，８Ｂ）、
   上記した上下動ロール（６Ａ）および上下動ロールの駆動手段（６１）の組、押圧ロール（６Ｂ）および押圧ロールの駆動手段（６２）の組、真空吸盤（７）、真空吸引−開放制御手段および真空吸盤の駆動手段（７１）の組、ならびに２個のテープカッター（８Ａ，８Ｂ）を一体にして支持するアセンブリボード（５）、ならびに、
   スクリューレール（９Ａ）、ガイドレール（９Ｂ）、アセンブリボード上に設けた、スクリューレールと噛み合うネジ（９Ｃ）およびネジを回転駆動するモータ（９Ｄ）からなり、アセンブリボードを、段ボール紙の走行方向に対し横方向に往復動可能にしたアセンブリボード移動機構（９）。
3. 真空吸盤（７）、真空吸引−開放制御手段および真空吸盤の駆動手段（７１）の組を、並列に２個設けた請求項２の装置。
4. 押圧ロール（６Ｂ）の後方に、第二の押圧ロール（６Ｃ）を備えた請求項２の装置。

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