JP5933513B2 - 波形ローラーの改良 - Google Patents

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Description

本発明は、波形ローラーの改良に関する。特に、本発明は、ボール紙又は板紙の波形成形に適用される。
片面段ボールは非常によく知られており、産業界、特に包装分野で防御パッドや包装材料として広く用いられる。また、片面段ボールは、箱、パネル、パレットなどの多くの構造物を製造する際に基本構成材として利用される。
片面段ボールシートは、様々な厚み及び強度の多層段ボールを形成するために接着することができる。このような板紙が幅広く利用される理由の１つは、比較的、軽量で、堅く、耐久性があるためである。
片面段ボールは、ライナーシートの上に、ひだ付きシート、一般的にはクラフト紙を接着することによって製造される。ライナーシートも一般的にはクラフト紙であるが、他の材料を使用することもできる。
片面ひだ付き板紙を製造する従来の一般的な機械では、ひだ付きシートは、紙リールから一対の波形ローラーへ、巻かれていない紙を通過させることによってされる。
２つのローラーは、それぞれのローラーの外周で歯が噛み合うように配置される。ローラーの歯の間に紙は供給され、ローラーはローラーの歯の形のひだに紙を押し進める。
ひだ付きシートは、波形ローラーを通過する前に、波形ローラーの１つの外周上の歯に接触をする。紙リールによって紙に加えられる張力だけで、ローラー上の所定の位置で紙が保持される。
シートが波形ローラーの噛み合った歯を通過した後、接着剤が紙のひだ付き表面に塗りつけられ、ライナーが加えられる。加圧ローラーは、紙の２つの層の接着を促進するため、ライナーに力を加える。
波形機構の有効性を確かなものにするには、波形ローラー上を通過する際に、紙が確実に正しい位置にあることが重要である。紙が正しい位置にない場合には、紙は緩まり、形成された、ひだが不正確で、不適切なものとなる。
一般には、この過渡期に、ローラーのひだ表面に圧力差を発生させて、紙が波形ローラー間を通過する際、所定の位置に紙を保持する。
従来技術では、波形ローラーに対して紙が確実に正しい位置にあるように真空装置が利用されているが、この真空装置の有効性には限界がある。
従来の波形ローラーは、ローラーの長さ又は円周に沿って配置された小さな溝を有する。この溝は、波形ローラーを製造する際、複雑であり、さらに製造コストが非常に高くなる。
より効果的に真空が発生するように、閉ざされた環境を模倣するなど、ローラーを包囲する領域が構成される。例えば、いくつかの従来装置では、箱状の周囲部がローラーの反対側に配置される。しかし、こうした事情にもかかわらず、周囲の箱に空気が吸い込まれる可能性があり、溝が生成した真空効果を減少させてしまう。
周囲の箱の一方の端に、真空ポンプなどの真空源が取り付けられる。真空源は、波形ローラーの溝から空気を引き出し、ローラーのひだ表面に圧力差を生じさせる。
溝上を通過する紙又はボール紙は溝へ引き込まれて、ローラーの表面に、紙又はボール紙を保持する。
従来の波形ローラーに関する別の問題としては、波形ローラーの大きさ及び重量と、コルゲータの筐体に対するその影響が挙げられる。
ひだ付きシートにライナーを接着するために使用される接着剤を硬化するため、段ボールの形成にはかなりの熱量が要求される。これは、ひだ付きシートとライナーを十分に接着させるために２つの材料を接触させる時間が少なくなるように必要とされる。接触時間は、標準室温と圧力で数秒以上とすることができる。しかし、接着工程で温度を上昇させることにより、この時間を減少させることができる。
一般には、でんぷんベースの接着剤が用いられる。この場合には、ゲル化を開始させるために、少なくとも１５０℃から２００℃の熱が必要とされる。
ひだ付き紙とライナー紙が上を通るシリンダーを温めるために、高圧蒸気が通常使用され、紙の温度を上昇させる。波形ローラーのための一般的な使用温度は、約２００℃とすることができる。
加圧ローラーと(ひだ付きシートを保持する)波形ローラーの接触時間を減少させ、接着工程を著しく速めるために、高圧が一般に要求される。
従って、熱と高圧の使用により、ひだ付きシートとライナーを接着するための時間を短縮でき、処理量を上げることができるが、機械のコストや工程の運用コストを著しく増加させるという多くの工学問題をもたらしてしまう。
波形ローラーは、さらされる大きな熱と圧力に耐えられるように設計される必要がある。これは、必然的に、適切な材料を選択することによって達成される。
一般に、従来技術の波形ローラーは、硬化合金鋼によって製造される。通常、追加の保護手段として、クロムでローラーの表面が覆われる。この結果、確実に、波形ローラーは、厳しい作業環境に耐えうる頑丈なものとなる。
しかし、合金鋼波形ローラーは、特に製造費がかかるため、この頑丈な構造はコルゲータの全費用に影響を及ぼす。ローラーの溝を付与するように要求された機械加工を考慮に入れると、費用はさらに高いものとなる。
また、合金鋼からの製造は、ローラーの重量をかなり大きなものとする。そのため、コルゲータの筐体からローラーを取り除く必要があるとき、波形ローラーの組立やメンテナンスをとても時間のかかる労働集約的なものにしてしまう。
また、全般的なコルゲータの筐体は、ローラーの重量を支えるためにしっかりと設計される必要がある。そのため、コルゲータの製造コストはさらに高いものとなる。
大量の熱又は加圧処理を伴わない波形工程へと向かう動きが見られる。この工程は、圧力が材料に加えられるとき、ひだの付けられる材料が所定の位置に保持されるように、ベルトの配置を利用して達成される。しかし、この方法は、コスト及び重量に関する上述の欠点を含んだ従来の波形ローラーを使用して実施される。
本発明は、上述の問題に対処すること、又は、少なくとも、有益な選択を公衆に提供することを目的とする。
本明細書中で引用するいくつかの特許又は特許出願を含むすべての文献は、本明細書に参照として組み入れられる。いかなる参考文献も従来技術を構成することは認められない。参考文献の論述は、それらの著者が主張することを記載するものであり、出願人は、引用された文献の正確性及び適切性に異議を唱える権利を保有する。多数の従来技術に関する刊行物が本明細書で言及されているが、このような参考文献は、これらの文献のいかなるものも、ニュージーランド又はその他の国で、当該技術分野の一般知識の一部を形成するという容認を構成しないことは、明確に理解されるであろう。
「含む」という用語は、さまざまな権限のもと、排他的又は包括的のどちらかの意味に属してよいことが認められる。本明細書では、特に断りのない限り、用語「含む」は包括的な意味となる。つまり、直接記載される構成材ばかりではなく、他の特定されない構成材又は要素を含む意味で捕らえられる。この解釈は、用語「含んだ」又は「含んでいる」が方法又は過程における１つ以上の工程に関して使用されるときにも適用される。
本発明の別の態様及び利点は、一例として挙げられた以下の詳細によって明らかになるであろう。
本発明の１つの態様によれば、以下の工程に特徴付けられた、波形ローラーの外表面を真空にする方法が提供される。
ａ)ローラーの内核領域を真空にする工程
ｂ)核からローラーのひだ付き外表面へ真空を移動させる工程
本発明の１つの態様によれば、以下のものをローラーが備えた、波形ローラーが提供される。
ローラー外面のひだ付き接触面
以下の特徴を持つローラー
ローラーは、ローラーの向かい合う横面の間に、少なくとも１つの通路を備え、
通路は、ローラーの接触面から通路へと、流体の流れがローラーを通るような形状を備える。
本発明のもう１つの態様によれば、以下のものを備えたローラーを使用して、材料の平面シートにひだを付ける方法が提供される。
・ローラー外面のひだ付き接触面
・ローラーの一方の横面からもう一方の向かい合う横面へと、実質的に通じる少なくとも１つの通路
この通路は、ローラーの接触面から通路へと、流体の流れがローラーを通るような形状を備える。
この方法は以下の工程に特徴付けられる。
ａ)ローラーの横面で真空源を通路の端に接続をする工程
ｂ)ローラーの接触面上に材料の平面シートを通過させる工程
この真空源は、材料をローラーに保持する接触面に圧力差を生じさせる。
本発明の別の態様によれば、以下のものを備えた複合波形ローラーが提供される。
−ひだ付き外表面
このひだ付き外表面は、放射状の空間によってお互いが隔てられた、共通軸を持つ複数のディスクによって効果的に形成される。
このディスクは、ローラーの回転軸とほぼ平行にディスクを通り、真空にできる少なくとも１つの通路がまとめて形成されるように構成される。
この通路は、ローラーの外表面に真空が与えられるように、放射状の空間に接続される。
波形ローラーは以下のものを備える。
・内核
・ひだ付き外表面
このひだ付き外表面は、表面上に分布する放射状に広がった複数の開口部を有する。
ローラーの内核は、ローラーの回転軸とほぼ平行に核を通り、真空にできる少なくとも１つの通路を備えるように構成される。
この通路は、ローラーの外表面に真空が与えられるように、放射状に広がった開口部に接続される。
ローラーとは、２つの向かい合う面、及び、接触面又は接触面となりうる面を有するいくつかの円筒部材を指すと考えられるべきである。
接触面とは、巻かれる平面材料と接触をするローラーの表面を指すと考えられるべきである。接触面の形状は、巻かれる材料の必要条件に応じて変化させることができる。
本発明の好ましい実施形態では、ローラーの接触面は、紙又はボール紙のシートにひだ付き表面を提供するように構成される。
本明細書の残りの記載は、紙又はボール紙を用いて使用するための波形ローラーとしてローラーを説明するが、当業者は、本発明が産業上の他の適用性を有することを理解するだろう。
波形ローラーは、接触面のころ軸受の歯を指すと考えられるべきである。向かい合う同期した波形ローラーの間に紙又はボール紙を通過させて、紙又はボール紙にひだ付き表面が作り出される。
通路は、ローラーを貫いた、流体が通過できる路を指すと考えられるべきである。当業者は、「流体」という用語が液体に限定されないことや、巻かれる材料の必要条件や材料が巻かれる状況に応じて、気体が通路を通過する場合もあることを理解するであろう。
本発明の好ましい実施形態では、通路は、真空源の影響を受けて、空気用のパイプとなる。
通路は真空源と接触をする。本発明の好ましい実施形態では、真空源は、ローラーの１つ又は両方の横面の、上部又は近接部に配置可能である。この配置は、真空源が波形ローラーに近いほど、真空が効果的となるので、好ましい。従来技術では、真空発生機構はローラーの反対にある、取り囲まれた場所に取り付けられる。
本発明のある実施形態では、ローラーのそれぞれの通路のために、真空源を備えることができる。
本発明のある実施形態では、真空源は、ローラーの横面(単数または複数)に直接取り付けられる。
通路は、ローラーの接触面に、入口又は出口、ローラーの横面に、対応する入口又は出口を有し、接触面を真空発生機構と接続させる。例えば、通路は、ローラーの横面からローラーを通って横方向に開けられた穴と出会うように、接触面からローラーに放射状に開けられた穴でもよく、横方向に開けられた穴は真空発生機構にダクトが付けられる。
真空発生機構は、真空を発生する任意の装置とすることができる。本発明の好ましい実施形態では、真空源は多量遠心真空ポンプであり、本明細書の残りの記載ではそのようなものとして扱われる。
本発明の好ましい実施形態では、複合ローラーは、軸に取り付けられた複数の類似したローラー又はディスクから形成される。ディスクは、以下のものを有すると考えられるべきである。
少なくとも２つの向かい合う横面
ディスク外面のひだ付き接触面
このディスクは、一方の向かい合う横面から他方の横面へ通路を備え、
通路は、ディスクの接触面からディスクの少なくとも１つの横面に、流体の流れが生じるような形状を備える。
本発明の好ましい実施形態では、ディスクは複数の通路を有することができる。
ローラーを形成するために複数のディスクが軸に集合している場合には、ローラーを通った連続する通路が効果的に形成されると考えられるべきである。
本発明の好ましい実施形態では、ディスクは、ローラーを通ってディスクの接触面から通路へと流体の流れが生じるように、隣接したディスク間に空間を形成して、軸に配置される。
隣接したディスク間に空間を形成することは、各ディスク間にスペーサーを使用することにより実現することができる。例えば、スペーサーは、巻かれる材料の必要条件に応じて大きさが変化する１つ以上の座金とすることができる。本発明では、紙又はボール紙と波形ローラーの歯の接触を最大にさせるため、座金は非常に薄い。
本発明のある実施形態では、空間の形成は、ディスクの横面から横方向に広がった突起部を有するディスクを利用して、達成することができる。この突起部は、隣接するローラーの横面と接触をする。
この実施形態では、突起部が軸を取り囲むディスクの横面から広がるが、当業者は、利用者の要求やディスクが形成される材料に応じて、突起部がディスクの横面の他の場所から広がることもあることを理解するであろう。
本発明の好ましい実施形態では、それぞれのディスクが約３０ｍｍの幅となるが、当業者は、接触面に材料シートを保持するために真空を発生させる条件に応じて、ディスクの幅を変化させることができることを理解するであろう。
出願人は、この大きさのディスクが、ディスクに利用される材料の種類に応じて、レーザー、ウォータージェット又はプラズマ切断機を使用して製造するのが比較的簡単であることを発見した。また、１つのマスターモールドだけが、プラスチックなどの成形用材料からディスクを製造するために必要なものとなる。これにより、それぞれ望まれるプロファイルでマスターモールドが製造可能となるため、ひだ付きのプロファイルが変化させやすくなる。
本発明の好ましい実施形態では、隣接したディスク間の空間の幅は、わずか数ミリメートルとなる。出願人は、５ｍｍより大きな幅だと、紙又はボール紙にひだを付けるために使用する際に、ローラーの有効性を減少させてしまうことを発見した。
ひだ付き紙をライナーと接着させるために、空間の幅に亘って紙に圧力がほとんど又は全く与えられないため、ひだ付き紙の強度は損なわれる。
しかし、当業者は、他の巻かれる材料の必要条件によって、必要に応じて隣接したディスク間の空間の幅を広くしてもよいことを理解するであろう。
当業者は、また、構造に応じて、ディスクの形状を変化させてもよいことを理解するであろう。例えば、ディスクは、Ｔ字の接触面の水平部材とディスクが形成するＴ字の垂直部材を有する、Ｔ字形プロファイルに近い放射状の構造物とすることができる。隣接したディスクの接触面の通路の幅は、ディスク横面間の通路の幅より狭くしてもよい。
本発明のある実施形態では、最外部のディスクの１つを、ディスクに形成された通路を持たない中実横面とすることができる。これによって、真空内に導かれる空気が少量となるため、より効果的な真空を発生させることができ、ローラーの接触面の圧力差を作り出す。
本発明の他の実施形態では、真空ポンプを波形ローラーのそれぞれの端に備えることができる。これによって、より小さな真空ポンプの使用が可能となり、空間とコストが抑えられる。
本発明のある実施形態では、横面を通過するか又は横面上に、開口部又は凹部を加えたディスクを加工することもできる。これによって、ローラー全体の重量を減少させ、ディスク製造の材料を減らすことができる。
熱波形機構に使用される場合には、波形機構の熱源として蒸気を通過させるために上述の開口部を使用することができる。ローラーを熱くすることで、紙又はボール紙のひだ付き及びライナー層間の接着剤の接着を速めることができる。
ディスクは、硬化合金鋼などのいくらかの適当な材料から構成することができる。
ローラーの加熱を必要としない低温形成技術を使用して、紙又はボール紙にひだを付けることもできる。この技術は、重い金属又は合金鋼で作られたローラーを必要としない。
本発明の好ましい実施形態では、ディスクが比較的軽量な材料から構成される。例えば、プラスチック素材、アルミニウム、ファイバーグラス、樹脂複合材又は木材からディスクを作ることができるが、これらに限定されない。
これらの材料からディスクを製造することは、従来の金属又は硬化合金鋼から作られたディスクに比べ著しく大きな利点をもたらす。金属又は硬化合金鋼に比べ、これらの材料はまた、作業又は機械加工もしやすい。
これらの材料に作業をするために必要とされる機械も、金属又は合金鋼を製造するために必要な鋳造機及び重機と比べ、比較的費用がかからず、また調達しやすい。
これらの材料の別の利点としては、プラスチック素材、アルミニウム、ファイバーグラス、樹脂複合材又は木材から作られた波形ローラーは、従来技術の波形ローラーと比べ、比較的軽量で、操作しやすいことが挙げられる。
これらの材料から構成されることで、波形ローラー自体を、硬化合金鋼で作られた従来のローラーよりもはるかに直径が大きくなるように製造することができる。
直径の大きなローラーを使用することにより、波形機構の活動を増やすことができ、産出量が増加するため、機械の所有者に有益である。
本発明の別の実施形態では、ディスクが、取り外し可能な歯車部を持った薄鋼の中心部から主に作られる。このため、歯が壊れた場合にディスク全体を取り替える必要なく部品を交換できる。
好ましい実施形態では、歯車部はプラスチック素材で作られるが、これに限定されると考えられるべきではない。
ローラーは、軸に取り付けられるように構成することができる。本発明の好ましい実施形態では、ディスクは、軸の直径と相補的な中心部に開口部を備える。
軸とは、軸の回転と同じ方向にローラーが回転するようにローラーが取り付けられた回転部材を指すと考えられるべきである。
軸は、ローラーの重量及び圧力を耐えるのに十分な、金属合金などの、任意の材料で構成することができる。
軸は、軸の回転を促進するために、駆動手段を備えることができる。駆動手段は小さなモーター又は発電機とすることができる。
駆動手段は電気モーターであることが好ましく、波形ローラーの大きさ及び重量に応じて決められたモーター能力を持つ、単相又は三相モーターにすることができる。
本発明の好ましい実施形態では、軸は、軸に長く沿ったねじ山(又はキー)を備えることができる。ねじ山は、波形ローラーの中央開口部に備えられた切り込みと相補的にすることができる。これにより、軸に対して適当な位置でローラーを固定し、ずれを防ぐ。波形ローラーを固定する他の方法は、当業者には容易に明らかであろう。
本発明の好ましい実施形態を使用すると、隣接したディスク間の空間に移される１つ又は複数のディスクを通る通路に、真空が発生する。空気は、接触面からディスクの空間及び通路を通って、真空ポンプに吸い込まれる。
結果として生じる圧力差が、ローラーを形成するディスクの接触面の方へ、ひだを付けながら紙又はボール紙のシートを引き付ける。
波形ディスクが回転すると、紙又はボール紙はディスクと加圧部材の間を通過する。
加圧部材は、向かい合った波形ローラーとすることができ、形成されている紙又はボール紙に力を加える。紙又はボール紙が波形ローラーの接触面で正しい位置に維持されていないと、一貫性のないひだが生じる可能性がある。
波形ローラーの正しい位置で紙又はボール紙が保持されるように波形ローラーの近くで紙又はボール紙を吸い込むことによって、波形機構の全体の性能が増加する。
紙又はボール紙は、緩んだり、ローラーから落ちたりしない。形成されたひだは、より一貫性のある等間隔なものとなり、結果として、良質な製品が得られる。
当業者は、本発明の通路が、巻かれる材料に応じて、他のものも応用できることを理解するであろう。例えば、通路及び間隔は、殺菌剤、殺虫剤、除草剤、接着剤又はペンキなどの、蒸気、気体又は蒸発した液体用の導管を提供することができる。
［付記項１］
ａ)ローラーの内核領域を真空にする工程と、
ｂ)核から前記ローラーのひだ付き外表面へ真空を移動させる工程と、を含むことを特徴とする、波形ローラーの外表面を真空にする方法。
［付記項２］
ローラーの外面に、ひだ付き接触面を備えた付記項１に記載の方法を用いて使用するための波形ローラーであり、
前記ローラーが、前記ローラーの向かい合う横面の間に通路を備え、
前記通路が、前記ローラーの接触面から前記通路へと、流体の流れが前記ローラーを通るような形状を備えることを特徴とする波形ローラー。
［付記項３］
前記通路が、真空源の影響を受けて空気用のパイプとして働くことを特徴とする、付記項２に記載の波形ローラー。
［付記項４］
軸に取り付けられた複数の類似したディスクから形成されることを特徴とする、付記項２又は付記項３に記載の波形ローラー。
［付記項５］
前記ディスクが、前記ローラーを通る連続する通路を提供するように軸にディスクが集められることを特徴とする、付記項４に記載の波形ローラー。
［付記項６］
前記ディスクの接触面の周囲から通路へと、流体の流れが前記ローラーを通るように、隣接したディスク間の空間を少なくとも１つ備えることを特徴とする、付記項４又は付記項５に記載の波形ローラー。
［付記項７］
前記ローラー間に位置するスペーサーによって空間が提供されることを特徴とする、付記項６に記載の波形ローラー。
［付記項８］
ひだ付き外表面を備え、
前記ひだ付き外表面が、放射状の空間によってお互いが隔てられた、共通軸を持つ複数のディスクによって効果的に形成され、
前記ディスクが、前記ローラーの回転軸とほぼ平行にディスクを通り、真空にできる少なくとも１つの通路がまとめて形成されるように構成され、
前記通路が、前記ローラーの外表面に真空が与えられるように、放射状の空間に接続されることを特徴とする複合波形ローラー。
［付記項９］
内核と、
ひだ付き外表面と、を備え、
前記ひだ付き外表面は、表面上に分布する放射状に広がった複数の開口部を有し、
ローラーの内核が、前記ローラーの回転軸とほぼ平行に核を通り、真空にできる少なくとも１つの通路を備えるように構成され、
前記通路は、ローラーの外表面に真空が与えられるように、放射状に広がった開口部に接続されることを特徴とする波形ローラー。
［付記項１０］
付記項２から付記項９のいずれか１項に記載されたローラーを含むコルゲータ。
［付記項１１］
前記ローラーの外面の１つに真空源が配置されることを特徴とする付記項１０に記載のコルゲータ。
［付記項１２］
付記項１０又は付記項１１に記載の機械から作られた、ひだ付き材料。
［付記項１３］
・ローラー外面のひだ付き接触面と、
・ローラーの一方の横面からもう一方の向かい合う横面へと、しっかりと通じる少なくとも１つの通路とを備え、
前記通路が、前記ローラーの接触面から通路へと、流体の流れが前記ローラーを通るような形状を備えたローラを使用して材料の平面シートにひだを付ける方法であって、
ａ)前記ローラーの横面で真空源を前記通路(単数または複数)の端に接続をする工程と、
ｂ)前記ローラーの接触面上に材料の平面シートを通過させる工程と、を含み、
前記真空源が、材料を前記ローラーに保持する接触面に圧力差を生じさせることを特徴とする方法。
［付記項１４］
前記ローラーが複数の間隔を開けたディスクを備え、前記真空源がディスクの接触面から通路へ、前記ローラーを通って流体に流れを引き起こすことを特徴とする、付記項１３に記載の方法。
［付記項１５］
付記項１３又は付記項１４に記載された方法に基づき、前記ローラーを動作させるために構成されたことを特徴とする、ひだ付き材料を生産するための機械。
［付記項１６］
前記ローラーで形成される、ひだ付き材料に力を与えるために構成された加圧部材を備えることを特徴とする、付記項１５に記載の機械。
［付記項１７］
付記項１３又は付記項１４に記載された方法によって生産されたことを特徴とする、ひだ付き素材。
［付記項１８］
付記項２から付記項７のいずれか１項に記載のローラーのひだ付き接触面の少なくとも一部を形成するために構成されたことを特徴とする歯車部。
［付記項１９］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された波形ローラー。
［付記項２０］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明されたコルゲータ。
［付記項２１］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された、ひだ付き素材。
［付記項２２］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された、ひだを付ける方法。
［付記項２３］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された複合波形ローラー。
［付記項２４］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された歯車部。
［付記項２５］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された波形ローラーの外表面に真空を与える方法。
［さらなる付記項１］
非加熱処理において使用するために構成された波形ローラーであって、
前記波形ローラーは、前記ローラーの外面の周囲に、ひだ付き接触面を備えて構成されており、
前記ローラーは、向かい合う横面の間に通路を備え、かつ、
前記通路は、環境温度の空気が、真空源の影響のもと、前記ローラーの接触面から前記通路へと前記ローラーを通って流動するための管路として構成されており、
前記ローラーは、実質的に、スチールよりも低い密度を有する素材から形成されていることを特徴とする波形ローラー。
［さらなる付記項２］
軸に取り付けられた複数の類似したディスクから形成されることを特徴とする、さらなる付記項１に記載の波形ローラー。
［さらなる付記項３］
前記ディスクが、前記ローラーを通る連続する通路を提供するように軸にディスクが集められることを特徴とする、さらなる付記項２に記載の波形ローラー。
［さらなる付記項４］
前記ディスクの接触面の周囲から通路へと、流体の流れが前記ローラーを通るように、隣接したディスク間の空間を少なくとも１つ備えることを特徴とする、さらなる付記項２又はさらなる付記項３に記載の波形ローラー。
［さらなる付記項５］
前記ローラー間に位置するスペーサーによって空間が提供されることを特徴とする、さらなる付記項４に記載の波形ローラー。
［さらなる付記項６］
さらなる付記項１からさらなる付記項５のいずれか１項に記載されたローラーを含むコルゲータ。
［さらなる付記項７］
前記ローラーの外面の１つに真空源が配置されることを特徴とするさらなる付記項６に記載のコルゲータ。
［さらなる付記項８］
さらなる付記項６又はさらなる付記項１１に記載の機械から作られた、ひだ付き材料。
［さらなる付記項９］
さらなる付記項１からさらなる付記項５のいずれか１項に記載されたローラーを使用して材料の平面シートにひだを付ける方法であって、
ａ)前記ローラーの横面で真空源を前記通路の端に接続するステップと、
ｂ)前記ローラーの接触面上に材料の平面シートを通過させるステップと、を含み、
前記真空源は、環境温度の空気が前記ローラーの前記接触面から流出する結果として、前記ローラーに対して前記材料を保持する接触面における圧力差を生じさせることを特徴とする方法。
［さらなる付記項１０］
前記ローラーが複数の間隔を開けたディスクを備え、前記真空源がディスクの接触面から通路へ、前記ローラーを通って流体に流れを引き起こすことを特徴とする、さらなる付記項９に記載の方法。
［さらなる付記項１１］
さらなる付記項９又はさらなる付記項１０に記載された方法に基づき、前記ローラーを動作させるために構成されたことを特徴とする、ひだ付き材料を生産するための機械。
［さらなる付記項１２］
前記ローラーで形成される、ひだ付き材料に力を与えるために構成された加圧部材を備えることを特徴とする、さらなる付記項１１に記載の機械。
［さらなる付記項１３］
さらなる付記項９又はさらなる付記項１０に記載された方法によって生産されたことを特徴とする、ひだ付き素材。
［さらなる付記項１４］
さらなる付記項１からさらなる付記項５のいずれか１項に記載のローラーのひだ付き接触面の少なくとも一部を形成するために構成されたことを特徴とする歯車部。
［さらなる付記項１５］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された波形ローラー。
［さらなる付記項１６］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明されたコルゲータ。
［さらなる付記項１７］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された、ひだ付き素材。
［さらなる付記項１８］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された、ひだを付ける方法。
［さらなる付記項１９］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された複合波形ローラー。
［さらなる付記項２０］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された歯車部。
［さらなる付記項２１］
添付の図面に示され、本明細書の発明を実施する形態に大部分が説明された波形ローラーの外表面に真空を与える方法。
本発明は、従来技術よりも多くの利点をもたらす。
・複数のディスクから複合ローラーを構成するか、単一のローラーを構成することで、ローラーの接触面とローラーの横面との間に圧力差が発生する。(通路を通る)真空源が近いため、より効果的な真空を発生させることができる。その結果、ひだを付けられる材料がローラーを通過するときに正しい位置に保持され、波形ローラーの有効性が増加する。
・波形ローラーの製造コストを抑える。ローラーが製造され得る材料は、調達及び作業するのに比較的安いものである。
・複数のディスクから複合ローラーを構成することで、回転機構の交換及びメンテナンスが簡単になる。ディスクの１つが損傷又は損耗した場合に、１つだけディスクを交換すればよいので、交換コストが抑えられる。
・波形ローラーを大きな直径で作ることができるため、紙がローラー上にいる時間を増やすことができる。その結果、ひだ付き紙へライナーを接着するための接着時間が増える。
・大きな直径のローラーは、ひだを付けられる材料に、より小さな圧力を加えればよい。
・波形ローラーを構成するために軽量な材料を使用することで、小さな電気モーターの使用が可能となる。小さな電気モーターはエネルギーをあまり消費しない。
・生産性が高まる。本発明の波形ローラーは、比較的軽量な材料から製造されるため、従来の装置でできる大きさより、大きな直径とすることができる。ローラーの直径が大きいため、より多くの製品を機械に通過させることが可能となる。
・波形ローラーのメンテナンスが、非常に簡単に達成される。
本発明の更なる態様は、例示的な手段のみを用いる以下の説明、および添付図面を参照することにより明らかになるであろう。
本発明の可能性のある１つの使用に基づいてローラーを組み込んだ、片面機の側面図である。 複数の波形ローラーを示した、本発明の正面図である。 本発明の側面図である。 複数の波形ローラーを示した、本発明の斜視図である。 本発明の一実施形態に基づいた、波形ローラーの斜視図である。 図５で示した波形ローラー内のディスクの端面図である。 図６で示したディスクの一部を構成する歯車部を示した図である。
図１は、本発明がどのようにコルゲータ内で使用できるかを示しており、その操作の概括説明を以下に行う。図２から図７は、本発明に基づいた、ローラー及びローラー部品の特定の実施形態を示している。
片面段ボールを形成する機械の一部は、図１の側面図で矢印(１)で大まかに示される。
第１波形ローラー(２)は、第１波形ローラー(２)の外周に沿って配置された歯(２')を有する。この歯(２')は、第１波形ローラー(２)の幅に合わせて、側面に沿って広がっている。
第２波形ローラー(３)は、外周に沿った歯(３')を有する。第２波形ローラー(３)の直径は、第１波形ローラー(２)の直径より、かなり大きなものとなる。
波形ローラー(２及び３)は、矢印(１６)で示された部位で、第１波形ローラー(２)の歯(２')が第２波形ローラー(３)の歯(３')と噛み合うように配置される。
破線矢印で示されるように、第１波形ローラー(２)は時計回りに回転するように動かされ、第２波形ローラー(３)は反時計回りに回転するように動かされる。
クラフト紙のシート(７)の形で、材料の平面シートが第１波形ローラー(２)に沿って、矢印(１６)の噛み合った歯の間に送り込まれる。ひだ付きシート(８)を形成するために、クラフト紙は、噛み合った歯の動きによって、歯車の頂点に巻き付けられる。
第２波形ローラー(３)は、真空ポンプ(１２０)を波形ローラー(３)の一端に接続して波形ローラー(３)内に不完全真空が発生できるように、開かれた通路(以下で詳述される図２から図４に示される)を備える。第２波形ローラー(３)内の不完全真空は、第２波形ローラー(３)の歯(３')の所定の位置に、ひだ付きシート(８)が保持されるように利用される。
接着ローラー(４)は、第２波形ローラー(３)と平行に回転できるように取り付けられ、接着ローラー(４)の回転軸が波形ローラー(３)の回転軸とほぼ平行になる。
ピックアップローラー(５)は、接着ローラー(４)の軸とほぼ平行な軸を中心に、回転できるように取り付けられ、ピックアップローラー(５)の表面が接着ローラー(４)としっかりと接触するように配置される。
槽(６)には、Adhesin(商標)Z9129Wの形で接着剤が入れられる。槽(６)は、ピックアップローラー(５)の回転に合わせて、ピックアップローラー(５)の外表面がAdhesin(商標)Z9129Wでコーティングされるように配置される。
接着ローラー(４)とピックアップローラー(５)は、共に、ひだ付きシート(８)と同程度の幅を有する。
ライナー(１０)の形にあるクラフト紙の第２平面シートは、エンドレスベルト(１３)を経由して、第１エンドガイドローラー(１１)によって、ひだ付きシート(８)に押し付けられる。
エンドレスベルト(１３)は、第１エンドガイドローラー(１１)、第２エンドガイドローラー(１２)、２つのガイドローラー(１４)及び張力ローラー(２３)の動きによって、第２波形ローラー外周の所定の位置に維持される。
第１エンドガイドローラー(１１)の第２エンドガイドローラー(１２)からの距離によって、エンドレスベルト(１３)がライナー(１０)に圧力を与える長さが決定される。この距離は、第２波形ローラー(３)の外周のほぼ４分の３に一致し、(第１波形ローラー(２)及び塗布器(４)に余地を残して)利用できるほぼ最高の長さとなる。
張力ローラー(２３)の位置を(第２波形ローラー(３)の軸に対して)放射状に調節することによって、エンドレスベルト(１３)に張力が加えられる。
実際には、ベルトの張力は、一般にライナー及び／又はひだ付き紙が湾曲又は引裂する、損害が発生する点まで調節される。それから、張力ローラー(２３)を緩めて、損害が発生しない点まで、張力が下げられる。調整される張力の大きさは、ライナー及びひだ付きシートに使用された材料シートの性質を含んだ、多くの要因によって決定される。
ピック(２４)は、第２波形ローラー(３)内部の真空による保持から、接着された片面段ボール(１５)を引き離すために使用される。
この配置での片面段ボール(１５)の生産率は、第２波形ローラー(３)の直径及び回転速度によって決定される。エンドレスベルト(１３)を、第２波形ローラー(３)の外周のほぼ４分の３まで引き延ばすと、ローラー(３)の直径とは無関係に、１分間に約２０回転に回転時間が固定される。しかし、生産量は、ローラー(３)の直径(メートルで測定された)Ｄによって決まり、(上述の形状だと)１分間に２０πＤメートル、つまり、１分間に(メートルで測定された)ローラー(３)の直径の約６３倍メートルで生産される。
例えば、直径１.６ｍの第２波形ローラー(３)だと、約１００ｍ／分の片面段ボールを生産することができる。
本発明の１つの実施形態に基づく、図１の第２波形ローラー(３)の上面図が、図２に示される。(矢印３１で大まかに示される)第２波形ローラーは、軸(３３)に取り付けられた複数のディスク(３２)からなる。
使用時には、紙又はボール紙(３４)が、ディスク(３２)の外周上のひだ付き接触面と(図に示されていない)加圧部材の間を通過する。
紙(３４)がディスク(３２)のひだ付き表面と接触して確実に保持されるように、真空源(１２０)を用いて(破線３５で示された)通路を通って波形ローラー(３１)に真空が与えられる。
隣接したディスク(３２)間の空間(３６)により、ローラーの接触面(３７)に真空を発生させることができる。この真空によって、波形ローラー(３２)にしっかりと圧迫されるように、軸(３３)の方へ紙(３４)が引き付けられる。
図３には、波形ローラー(３１)の１つのディスク(３２)の側面図が示されている。この図には、ディスク(３２)の中央部に、(図に示されていない)軸のために備えられた開口部(３８)が見られる。(図に示されていない)軸の周りで、ディスク(３２)が確実にずれないように、軸の中心部と噛み合う切り込み(３９)が備えられる。
この図には、ディスク(３２)の横面を通って配置された通路(３５)も見られる。この通路(３５)は、波形ローラー(３２)の重量を抑える一因にもなる。
ディスク(３２)の円周に沿って、ひだ付きの歯(４０)が見られる。
図４には、本発明の(等間隔のディスク(３２)を表す)分解斜視図が示されている。ディスク(３２)は軸(３３)に取り付けられる。軸(３３)は、ディスク(３２)の切り込み(３９)と噛み合う中心部(４１)を備える。
互いに連続したディスク(３２)の間に、ディスク(３２)の通路(３５)へと通じる真空となる通路(３６)が備えられる。この通路によって、ディスク(３２)のひだ付きの歯(４０)に(図に示されていない)紙が保持される。
図に示されたディスク(３２)は、横面に通路(３６)を備える。本発明のある実施形態では、最外部の波形ローラー(４０)は、この通路(３６)なしに形成することができる。本発明の別の実施形態は図５、図６及び図７で示される。
図５は、多くの別々のディスク(１０１)を持った、矢印(１００)で大まかに示された波形ローラーを示している。
図６は、矢印(１０１)で大まかに示された単一のディスクを示している。
図に示すように、ディスク(１０１)は、本発明の上述の実施形態で記載したような通路(１０２)を有する。
しかし、実質上２つの部品から構成されている点で、ディスク(１０１)はディスク(３２)とは異なっている。
ディスク(１０１)は、薄鋼から構成されたディスク中心部(１０３)と薄いディスク(１０３)の円周に沿った周辺部(１０４)から作られている。周辺部(１０４)は、多数の歯車部(１０４)で構成されている。
歯車部(１０４)の構造は、図７に、より明瞭に示されている。
歯車部(１０４)は、プラスチック素材から作られ、図３で示した歯(４０)と類似したひだ付きの歯(１０５)を有する。
本発明の態様は、例示的な手段のみを用いて説明したが、添付の請求の範囲を逸脱することなく、修正及び追加が成されてよいことが理解されるべきである。
２ 第１波形ローラー
２' 歯
３ 第２波形ローラー
３' 歯
４ 接着ローラー
５ ピックアップローラー
６ 槽
７ クラフト紙のシート
８ ひだ付きシート
１０ ライナー
１１ 第１エンドガイドローラー
１２ 第２エンドガイドローラー
１３ エンドレスベルト
１４ ガイドローラー
１５ 片面段ボール
２３ 張力ローラー
２４ ピック
３１ 波形ローラー
３２ ディスク
３３ 軸
３４ ボール紙
３５ 通路
３６ 通路
３７ 接触面
３８ 開口部
３９ 切り込み
４０ 歯
４１ 中心部
１０１ ディスク
１０２ 通路
１０３ ディスク中心部
１０４ 周辺部
１０５ ひだ付きの歯
１２０ 真空ポンプ

Claims (4)

  1. ボール紙又は板紙の波形形成に用いられる複合波形ローラーであって、
    − 実質的に、スチールよりも低い密度を有する材料から形成されている複数のディスクと、
    − 前記波形ローラーのひだ付き外縁部を提供するために、前記ディスクのそれぞれの外縁部に取り付けられた複数の、前記ディスクから取り外し可能な歯車部と、
    を含み、
    前記複数のディスクは、ともに回転するように共通軸に取り付けられており、
    前記ローラーは、前記ローラーの外表面に真空が与えられるように構成されていることを特徴とする複合波形ローラー。
  2. 前記歯車部は、前記ディスクの材料とは異なる材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合波形ローラー。
  3. 前記歯車部は、スチールから形成されていることを特徴とする請求項２に記載の複合波形ローラー。
  4. ボール紙又は板紙の波形形成に用いられるローラーの構成方法であって、
    ａ） 実質的に、スチールよりも低い密度を有する材料から形成されたディスクの外縁部の周囲に、複数の、前記ディスクから取り外し可能な歯車部を固定するステップと、
    ｂ） 複数の前記ディスクを、共通軸に取り付けるステップと、
    を含み、
    前記ステップａ）およびステップｂ）は、いかなる順序でも実施可能であり、
    前記ローラーは、前記ローラーの外表面に真空が与えられるように構成されていることを特徴とする方法。
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