JPH07119077B2 - シングルフェーサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、段ボール製造設備であるコルゲータの１ユニ
ットである片面段ボール製造用シングルフェーサに関す
るものである。

（従来の技術） 従来の一般的なシングルフェーサは、第２図に示す構造
を採用している。同図において、１は上段ロール、２は
下段ロール、３は圧力ロール、４は糊付ロール、５はド
クタロール、６は糊容器、７は糊、８は芯紙、8aは波形
状に段成形された波形芯紙、９はライナ、10は片面段ボ
ールをそれぞれ示している。

まず、シングルフェーサによる片面段ボール10の製造工
程ついて説明すると、芯紙８は上段ロール１と下段ロー
ル２の間に供給され、上段ロール１と下段ロール２の咬
合部に咬込まれ、波形状に成形されて波形芯紙8aとな
る。次に該波形芯紙8aは下段ロール２の回転と共に移送
され、糊容器６内の糊７が糊付ロール４で掬い上げられ
て、ドクタロール５で糊膜調整が行われた糊付ロール４
により波形芯紙8aの段頂部に糊付けされる。その後、こ
の糊付けされた波形芯紙8aは、圧力ロール３側に別に供
給されたライナ９と、下段ロール２と圧力ロール３の加
圧部において接着されて片面段ボール10となる。

前記構造の従来のシングルフェーサでは、上段ロール１
は下段ロール２に、また圧力ロール３は下段ロール２に
それぞれ押圧されている。前者は芯紙８の段成形を行な
うための加圧力であり、後者は波形芯紙8aの段頂部に付
着させた通常使用される液状でんぷん糊を急速に昇温さ
せてゲル化させるために必要な熱量を与えるべく、圧力
ロール３の中空部3aに導入される加熱蒸気を熱源として
加熱された圧力ロール３を高圧力で押圧し、熱伝導によ
る加熱を促進させる目的をもつ。

また、下段ロール２は上段ロール１と共に歯形状の段が
ロール外表面に等ピッチで加工され、一方の圧力ロール
３は円滑な表面とされているので、運転状態においては
下段ロール２の各段の頂部が圧力ロール３の表面を高サ
イクルで叩く結果となっている。即ち、上段ロール１、
下段ロール２及び圧力ロール３は主要成分が上下段ロー
ル1,2の歯数サイクル、つまり段ロール回転数Ｎ×歯数
Ｚで振動し、ロール系の振動固有値に該歯数サイクルＮ
・Ｚが一致すると共振し、前記３本のロールが激しく振
動することがある。このような共振時には、特に圧力ロ
ール３の周面と下段ロール２の段部が激しく衝突するた
めに、そのロール間2,3に挾まれた波形芯紙8aとライナ
９に大きな衝突荷重がかかり、両紙が破断したり、振動
の位相状態によっては下段ロール２と圧力ロール３との
線圧が不足して接着力不足による貼合不良現象が現れる
ことがある。

この他、下段ロール２と圧力ロール３との上記衝突は大
きな騒音を発生させるもので、これがシングルフェーサ
の解決すべき重要な問題となっている。

更に上記従来構造では、段頂部に糊が付着した波形芯紙
8aとライナ９とが接合状態にある下段ロール２と圧力ロ
ール３との係合部で糊をゲル化温度（通常60℃近辺）ま
で加熱するために、上述の如く高温の水蒸気を導入した
圧力ロール３の中空部3aを熱源として、圧力ロール３の
肉部、ライナ９を経由させ、熱伝導及び熱伝達により糊
部を加熱するという間接的な熱供与手段を採っている。
従って、この方法では直接的に糊部を加熱しないで熱エ
ネルギの多くが加熱の不要なロール肉部や紙の昇温に費
やされ、熱エネルギの損失につながるばかりでなく、機
械が高速運転されるときは熱の供給が不足し、糊のゲル
化温度までの昇温が不可能となり、接着不良を生起す
る。即ち、上記従来の構造をとる限り高速化にも限界が
あった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来のシングルフェーサの振動障害である騒
音、材料紙破断の発生を解消すると共に、高速化及び省
エネルギ化の障害となっている糊加熱手段の改良を目的
としてなされもので、従来構造においては圧力ロールの
存在が上記振動と熱エネルギ損失の根本原因であるとい
う観点に立って新規な加熱・接着方式を開発し提供しよ
うとするものである。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明は芯紙を咬込んで段成形を行なう１対の段
ロールと、該段ロールと咬合う貼合ロールと、該貼合ロ
ールの外周に沿って移送される段付芯紙に糊付けするた
めの糊付手段と、該段付芯紙に重ねて供給されるライナ
を前記貼合ロール面へ圧着せしめる加圧手段と、該ライ
ナの背面側に配設され、該ライナと上記段付芯紙との間
に介在する糊を加熱するための誘電加熱手段とを備える
ことを特徴とするシングルフェーサを構成とし、これを
上記問題点の解決手段とするものである。

本発明は互いに咬合する一対の段ロール及び糊付装置等
よりなるシングルフェーサにおいて、圧力ロールの代わ
りに比誘電率の小さいセラミック或は耐温性のある樹脂
等より成歯型形状のチップを有して段ロールに咬合する
貼合ロールを有し、当該ロールに波形芯紙を介してライ
ナを貼合ロールのかなり広い周面に圧接せしめる手段を
設けると共に、グリッド電極を当該ロールに圧接状のラ
イナ背面に近接配置させ隣り合う電極間に高周波電圧を
印加して、糊を誘電加熱してゲル化せしめることを特徴
とする。

（作用） 本発明のシングルフェーサは上述の構成になる。その作
用として、まずライナと芯紙との圧接手段においては貼
合ロールのかなり広い周面にほぼ均一的な加圧が加えら
れており、従来の様なポイント高圧力に起因するロール
の剛体振動を発生する外力が存在しない。更に、上記圧
接手段と協働する数個のグリッド電極が当該ロールに近
接配置され、隣り合う電極間、即ち（＋）極と（−）極
との間に高周波電圧が加えられる。このような高周波電
圧の印加により隣り合う電極間に電界が発生する。この
電界により誘電加熱が可能となる。即ち、対象とする誘
電体にはE²・ε・tanδ・ｆ（ε：比誘電率、tanδ：誘
電損失係数、f:周波数、E:電界強さ）に比例した熱が発
生するが、誘電体によって固有のε・tanδの値は糊中
の水分と紙とでは水分の方が20〜30倍と高いために発生
した電界が糊部に集中する。即ち、紙は殆ど昇温せず糊
部の温度のみ急激に上昇しゲル化が行われる。発明者ら
のテストによれば、印加時間0.2〜0.5secのうちに糊部
は60〜80℃上昇するが、紙は0.5℃も上昇しない。つま
り、本方式は昇温させたい対象部に対し、従来のように
熱伝導・熱伝達を利用した加熱ではなく内部での自己発
熱を誘起させている。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第１図は本発明に係るシングルフェーサの代表的な実施
例の側面を示す概略図である。同図において、11は上部
段ロール、12は下部段ロール、13は周面に歯型が形成さ
れた貼合ロール、４は糊付ロール、５はドクタロール、
６は糊容器、７は糊、８は芯紙、９はライナ、8aは上部
段ロール11と下部段ロール12は咬まれて波形に成形され
た波形芯紙、10は片面段ボール、14は上記貼合ロール13
の一部周面を囲繞する加圧容器、15は支持ボード、16が
グリッド電極、17はガイドロールである。ここで、支持
ボード15はウォッシュボード等ライナの変形を防止する
ものであるが、ライナの圧接も兼ねている。

上記貼合ロール13は上部段ロール11と噛み合い、その歯
型形状は上部段ロール11と等しく、またロール径は必要
とする加熱長の関係で任意に設定できるものである。更
にロール13は後述する理由により金属素管18等に比誘電
率と誘電損係数の積（ε・tanδ）が水のそれと比べて
絶対的に小さいセラミック或は耐熱性を有する樹脂系よ
り成る歯型形状のチップ19を取りつけている。

また、グリッド電極16は支持ボード15を介して貼合ロー
ル13の周面に近接して適宜間隔をおいて配置されてい
る。その長さは貼合ロール13の面長にほぼ等しい。ま
た、加圧容器14は波形芯紙8aにライナ９を圧接する為の
静圧気体を供給する為のものであり、その材質はチップ
19に準ずるものとする。

このような構成からなる装置を駆動運転すると、芯紙８
は上部段ロール11と下部段ロール12に咬込まれて波形芯
紙8aに形成されたのち、貼合ロール13の周面部分で糊付
ロール４により波形芯紙8aの段頂部に糊７が塗布され、
続いて別途給送されるライナ９と貼合されることにな
る。

その後、加圧容器14から上記貼合部に向けて吐出される
気体の圧力により、ライナ９と波形芯紙8aは支持ボード
を介して加圧されて密着する。なお、波形芯紙8aを上部
段ロール11及び貼合ロール13に密着させるには、図示を
省略したロール内部からの真空吸着、ロール外部からの
気体吐出圧、或はガイド等の機械的手段等公知の技術が
利用できる。

ところで、波形芯紙8aとライナ９との密着面に平行して
貼合ロールの面長方向に多数近接配置された各グリッド
電極間に高周波交番電圧を印加すると、隣り合う電極間
に電界が発生する。この電界により対象とする誘電体に
はE²・ε・tanδ・ｆ（但しε：比誘電率、tanδ：誘電
損係数、f:周波数、E:電界強さ）に比例した熱が発生す
るが、前述の様に糊部に加熱が集中し、糊は急速に昇温
ゲル化が接着が完了する。なお、支持ボード15は摺動に
よる電極の摩耗防止も兼ねて設置されているが、加熱集
中防止の観点からε・tanδの値の小さいものを使用す
る。例えば、シリコン積層ボードがこれに該当する。ま
たチップ19の材質選定についても同様に加熱の集中防止
の為ε・tanδの小さい材料を使用する必要がある。チ
ップ19については上部段ロール11から芯紙8aを介して受
熱するため、上記点に加えて更に耐熱性も考慮した材料
が必要である。このため、セラミックや耐熱性樹脂がそ
の代表例として挙げられる。

以上の説明では圧接手段として加圧容器14と支持ボード
15を併用する場合について述べたが、例えば、（１）加
圧容器14のみを設置する場合、（２）支持ボード15のみ
を設置する場合、もあり、更に以上の他、加圧容器14、
支持ボード15のいずれも設置せず、単にライナ９のシー
トテンション制御のみによって圧接する場合もある。

接着の完了した片面段ボール10は、ガイドロール17を通
して次工程へ搬送される。

（発明の効果） 以上、詳細に説明した様に、本発明によれば次に示す様
な優れた効果を奏する。

（１）従来、シングルフェーサの重要課題とされていた
振動障害、即ち騒音の発生を防止すると共に材料紙破断
等、損紙発生が解消される。

（２）誘電加熱法によりシングルフェーサの運転の高速
化と、紙の昇温に費やしていたエネルギの節約が可能と
なり、高生産性及び省エネルギ効果が大となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の代表的な実施例を示すシングルフェー
サの側断面図、第２図は従来のシングルフェーサの側断
面図である。 図の主要部分の説明 ８……芯紙、8a……波形芯紙 ９……ライナ、11……（上部）段ロール 12……（下部）段ロール、13……貼合ロール 14……加圧容器、15……支持ボード 16……グリッド電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芯紙を咬込んで段成形を行なう１対の段ロ
   ールと、該段ロールと咬合う貼合ロールと、該貼合ロー
   ルの外周に沿って移送される段付芯紙に糊付けするため
   の糊付手段と、該段付芯紙に重ねて供給されるライナを
   前記貼合ロール面へ圧着せしめる加圧手段と、該ライナ
   の背面側に配設され、該ライナと上記段付芯紙との間に
   介在する糊を加熱するための誘電加熱手段とを備えるこ
   とを特徴とするシングルフェーサ。