JPS6036378Y2 - 澱粉糊液の加温装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は段ボール製造用澱粉接着剤処理装置に関する。

段ボール用接着剤には現在５ｔｅｉｎ−Ｈａｌｌ方式の
澱粉接着剤が広く用いられている。

この澱粉接着剤は、キャリアと呼ばれる部分とメインと
呼ばれる部分とを混合して作られる。

その内容は、使用する全澱粉の１０〜２０％をカセイソ
ーダまたはまたはカセイソーダと加熱蒸気により完全に
糊化させた部分（キャリア）と、残りの澱粉を水に分散
させ硼砂を加えて作ったメイン部から成るものである。

このメイン部の生澱粉が、キャリア部の助けをかりて中
芯の段頂に塗布された後、ライナと圧着され、かつ加熱
されることによって膨潤糊化し接着を完了させる。

この５ｔｅｉｎ−Ｈａｌ ｌ方式澱粉接着剤は、生澱粉
は適量の水があれば加熱により急激に膨潤糊化し粘度上
昇を起こすという特性を利用したものである。

本考案はこの澱粉の特性に着目し、澱粉糊液における温
度と粘度との関係をとらえて、澱粉を糊化させるために
与える加熱の工程を技術的に改善することにより必要熱
量を減少させかつ段ボール貼合工程の高速化を可能にす
る処の糊の処理装置を提供することを目的とする。

第１図はコルゲートマシン（ダブルフェーサ）の概略図
で７５は片面段ボールの段頂７６に糊付するための糊バ
ットであって容器７７中には貯蔵タンクから給送された
糊液がオーバーフローにより一定液面になるように制御
されており、糊中に浸液していて矢印方向に回転するロ
ーラ７８の外周に粘着した糊が図示矢印イ方向に進む片
面段ボールの段頂７６に耐着して進み、片面段ボール６
９と別に予熱されたライナ７１が送られて、加熱器７２
で加熱され接着される。

加熱器７２は上部に片面段ボール６９に接して矢印口方
向に送りを与えるベルトコンベア７３、下部に１８０℃
の加熱蒸気を送り込む放熱器７４を備える。

貯蔵タンク中の糊の温度は４０℃であり、これを糊バッ
ト２５に送る。

糊バット７５では給送中に３８℃程度に下っており、こ
れを加熱器７２でライナ７１を介して３８℃から糊の糊
化温度５８°Ｃ〜６０℃（カセイソーダを含む場合で、
その添加割合の一例として）まで２０〜２２°Ｃ以上昇
温させ、圧着により、片面段ボール６９とライナ７１を
接着する。

このときコルゲートマシンの速度を上げようとすると加
熱器に極めて大量の熱を極めて短時間に供給する必要が
あり、従って加熱器自体が大きくなり、消費熱エネルギ
ーも大きい。

逆に加熱器の消費する熱エネルギーが極めて大きいので
省エネルギーを計るにも加熱器の側からは容易でない。

そこでこの糊の温度を上昇させることによりコルゲート
マシンの高速化を計ろうとする試みがなされているが有
効なものは見当らない。

従来試みられた方法では、高温度の熱源を糊液中に入れ
、糊液と熱源の直接接触面が糊化温度を超える高温度と
なるため、膨潤がその部分で起り、攪拌によって平均温
度となるが、不可逆的に膨潤した部分が粘度を増加させ
、全体は経時的に粘度が高くなり糊ロールヘ一定量均一
塗布という機能が失われてしまい、このため実用化に至
らなかった。

現在貯蔵タンク中の糊液を４０°Ｃで保温して使用に供
することが多いがこれ以上の温度としないのは主に上記
の理由のためであって４０℃前後の温度が粘度安定を保
つバランスの限界であることを示している。

このことをグラフで示すと第２図はの如くである。

横軸に示す温度を常温２０’Ｃから徐々に上げていくと
、５０℃位までは粘度は３０山ｐ程度まで下り、乳液状
即ち糊化されない状態のままである。

しかし、５２〜５３°Ｃを過ぎると粘度の上昇が始まり
、５８〜６０℃で急激な増粘のピークとなる。

これは澱粉粒の大きさが５〜２０ミクロン（直径）の範
囲でバラツキがあり、夫々が微視的には糊化温度が異る
ため、全部−せいに糊化が起るのではなく温度上昇に伴
って糊化部分が増加し５８℃〜６０°Ｃでほとんど全部
の澱粉の膨潤糊化が完了し粘度が最高となるものである
。

本考案は以上の考察に基いてなされたものであり、安定
した粘度を得るために第一次熱源で一定温度の湯を作り
、湯を第二次熱源として澱粉液を加温し均一加温と一定
均一液温にすることにより、澱粉粒の安定膨潤を確保す
る方法に用いられる装置であり、又安定粘度も確保でき
るものである。

一般に熱交換器の効率を良好とするためには伝熱板両側
における温度勾配を大きくすると伝熱板面積当りの熱の
移動が大きく効率がよい。

然し乍ら、被加熱体が特に粘度のような状態変化を伴う
ものでは熱交換器の効率よりも被加熱体の状態変化に従
って熱交換器を構成すべきものである。

本考案は外箱内に間隔をおいて二次加温器を収容し、外
箱と二次加温器間に二次熱媒体と二次熱媒体の加熱器を
備え、二次加温器は糊液の供給開口と糊液取出口間を二
次熱媒体により加温される糊液の通路を設けた熱交換器
としたものである。

以下、図面に従って本考案を詳細に説明する。

第３図は本考案に用いられている糊加温器の概略を示す
斜視図、第４図は糊加温器の縦断面図、第５図は第４図
のＡ−Ａ断面図である。

二次加温器１は容器状の外箱２内に設けられており、外
箱２と二次加温器１の間は間隔をおいている。

二次加温器１の底部からは外部に通ずる糊取出管３が設
けである。

外箱２と二次加温器１間には外箱２と二次加温器１間を
満す例えば氷のような熱媒体を加熱する一次加温器４及
び該熱媒体を攪拌する攪拌機５を備える。

一次加温器４は図示されないボイラで発生した過熱蒸気
例えば１８０℃の蒸気をストレーナ６、減圧弁７、温度
検知器８にて検知した温度により設定温度に保つように
開閉する温度制御弁９、チェツキ弁１１を介して外箱２
に入り、第５図はに示すように配管１２、エルボ１３、
配管１４と連結され、配管１４より消音器１０を介して
外箱２と二次加温器１との間に開口して外箱２と二次加
温器１間の熱媒体を加温するものである。

攪拌機５は第９図の縦断面図に示すように外箱２にボル
ト１５によりブラケット１６を固定し、ブラケット１６
に軸方向移動しないように装架した軸受１７とブラケッ
ト１６に一端を圧入固定し斜設したパイプ１８の他端に
圧入した平軸受１９に支持される回転軸２１端に攪拌羽
根２２を嵌入固定し、回転軸２１の他端には軸継手２３
を介してブラケット１６に固定されたモータ２４の軸端
が連結されている。

従ってモータ２４が回ると軸継手２３を介して回転軸２
１が回り攪拌羽根２２は回転する。

攪拌羽根２２は例えば軸方向端面の片側が開放されたセ
ミオープンの羽根車であり、液体に羽根車軸方向を遠心
方向の流れを生ぜしめる。

二次加温器１は上部が第４図はのＢ−Ｂ断面図の第６図
に示すような平面図形の底部が加温部２７へつながる容
器状をなし、上方が開放された棚温２６をなしており、
その下方が加温部２７、そして下端に排出部２８を備え
る。

二次加温器１は側板１ａが外箱２と同高の全高にわたり
、底板１ｂに下端が溶接されており、側板１ａ、ｌａ間
を棚温２６、排出部２８にて上側板１ｃ、下側板１ｄに
て連結して強度を保つように躯体を構成している。

加温部２７は金属製の平板の伝熱板２９が交互に間隔を
変えて全幅に配列されている。

そして間隔の狭い方の伝熱板２９間は第４図及び第４図
のイ部拡大図の第７図に示すように棚温２６への開口３
１．排出部２８への開口３２を有して棚温２６と排出部
２８を連通する通路３３を形成している。

第５図及び第５図の口部拡大図の第８図に示すように間
隔の広い方の伝熱板２９間は二次加温器１と外箱２間に
開口３４を有し外箱２と二次加温器１の対辺間の両側の
空間を通路３５で通じている。

伝熱板２９の合計面積は極めて大きく通路３３を糊の液
が通過する間に総ての澱粉が糊化して均一に膨潤するよ
うな熱媒体と糊液の温度差が少くても充分糊液の温度を
上昇させ得るように選ばれる。

即ち、単位面積当りの熱交換される熱量を制限すると共
にその分だけ伝熱板２９の面積を大きくしているのであ
る。

そして通路３３の糊液の通過断面積も配管類に比べて極
めて大きくしであるから、配管により送られる糊液と、
温度低下しした糊の夫々の配管内における速度よりもは
るかに遅い速度で通路３３を移動する。

排出部２８は開口３２より通路３３、開口３１を通じて
棚温２６に通じて他は密閉容器状であり、取出口３６に
糊取出管３が連結されている。

第３図に従って本考案の作用について説明する。

図示されない５ｔｅｉｎ−Ｈａｌｌ法によって作られた
糊を貯留するタンクからポンプにより、配管４１．４２
と送られ、仕切弁４３は閉められており、配管４４より
仕切弁４０を経て棚温２６に糊が送り込まれる。

棚温２６途中まで液面があり、棚温２６に入った糊液は
後述するよに配管６８より送り込まれた温度低下した糊
と混り、開口３１、通路３３、開口３２から排出部２８
に入り、糊取出管３を通じて開いている仕切弁５０をと
おりポンプ４５により吸込まれ吐出管４６に送り出され
る。

仕切弁４７は閉っており、開いている仕切弁４８より配
管４９．５１に流れ、分岐管５２．５３により夫々仕切
弁５４．５５を介して糊バット５６．５７にて貯留され
、糊バット５６゜５７により取出してコルゲートマシン
に於いて段ボールの中芯原紙にぬりつけられる。

糊バット５６．５７からは糊が取り出されつつ、循環す
るように排出管５８．５９が設けてあり、排出管５８．
５９は集合管６１に集められ、サブタンク６２に投入さ
れ、サブタンク６２より吸込管６３を通じてポンプ６４
に吸込まれ、吐出管６５に送り出される。

仕切弁６６は閉じており、開いている仕切弁６７を介し
て配管６８より糊の二次加温器１の棚温２６に送られる
。

一方ここで前述した配管４４からの糊の糊液と配管６８
からの温度低下した糊は混合され中間の温度の糊液とな
る。

図示されないボイラよりストレーナ６、減圧弁７、温度
制御弁９、チェツキ弁１１を通じて消音器１０を設けた
開口端より１８０℃の過熱蒸気は外箱２と二次加温器１
間の熱媒体の水に噴出して水を加熱する。

駄本の温度は糊バッ）５６．５７における糊の温度が５
３℃になるように温度制御弁９の設定温度により定めて
いる。

従って温度検知器８は糊バット５６．５７に備えてもよ
い。

同時に攪拌機５のモータ２４は附勢されており攪拌羽根
２２は回転しており、外箱２内の水は温度が均一化され
第５図に示す如く平面図上は矢印の方向に水が循環し、
通路３５をとおる水は伝熱板２９を通じて通路３３中を
通ずる糊液に熱を与える。

この場合棚温２６には配管４４よりは例えば５ｔｅｉｎ
−Ｈａｌｌ方式で製造された４０°Ｃの糊液が送り込ま
れ、棚温２６に配管６８を通じての糊バット５６．５７
より戻った温度が低下した糊が混ぜ合わされる。

そして通路３３を開口３１から開口３２に移動する間に
漸次与えられる熱により排出部２８へは５３℃をわずか
に越える５５℃の糊が出て前述のようにして糊バット５
６．５７に送られる。

糊バツ）５６．５７に一時貯留される糊の温度はわずか
に輸送中に下り５３℃となる。

これでもってうイナーと中心原紙の接着を行うためコル
ゲートマシンでは加熱昇温させる温度差は５℃となる。

上述において二次加温器１における加温部２７では通路
３３を遅い速度で糊液は通過し、又二次熱媒体の湯の熱
を伝熱板２９を介して温度差をわずかにして部分的急加
温を避けているため糊液は均一に膨潤して行くので高い
温度まで安定状態を保って粘度は一定に保たれる。

以上のように本考案は外箱内に外箱と間隔をおいて糊の
二次加温器を収容し、外箱と二次加温器間に二次熱媒体
を収容すると共に該二次熱媒体の加熱装置を配し、二次
加温器は外部より糊液を供給する開口と、該開口部から
熱交換器を経て糊液を取出す糊取出口を設け、熱交換器
の単位面積当りの伝熱量を少くでき安定した高い温度の
糊を得ることができる。

かくしてコルゲートマシンの加熱部での加熱量を少くで
きるからコルゲートマシンの高速化に寄与する。

伝熱板を平板とし平行平板間を二次熱媒体、糊液を通ず
る構造であるから清掃が極めて容易である。

糊液の均一加熱が可納となるので低級澱粉を用いること
もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコルゲートマシンの略説明図、第２図は澱粉糊
の性状を示す線図、第３図は本考案の実施例の斜視図、
第４図は糊加温器の縦断面図、第５図は第４図のＡ−Ａ
断面図、第６図は第４図のＢ−Ｂ断面図、第７図は第４
図のイ部拡大図、第８図は第５図の口部拡大図、第９図
は攪拌機の縦断面図である。 １・・・・・・二次加温器、１ａ・・・・・・側板、１
ｂ・・・・・・底板、１ｃ・・・・・・上側板、１ｄ・
・・・・・下側板、２・・・・・・外箱、３・・・・・
・糊取出管、４・・・・・・一次加温器、５・・・・・
・攪拌機、６・・・・・・ストレーナ、７・・・・・・
減圧弁、８・・・・・・温度検知器、９・・・・・・温
度制御弁 １０・・・・・・消音器、１１・・・・・・
チェツキ弁、１２・・・・・・配管、１３・・・・・・
エルボ、１４・・・・・・配管、１５・・・・・・ボル
ト、１６・・・・・・ブラケツｔ−１１７・・・・・・
軸受、１８・・・・・・パイプ、１９・・・・・・平軸
受、２１・・・・・・回転軸、２２・・・・・・攪拌羽
根、２３・・・・・・軸継主、２４・・・・・・モータ
、２６・・・・・・棚温、２７・・・・・・加温部、２
８・・・・・・排出部、２９・・・・・・伝熱板、３１
，３２・・・・・・開口、３３・・・・・・通路、３４
・・・・・・開口、３５・・・・・・通路、３６・・・
・・・取出口、４０・・・・・・仕切弁、４１，４２・
・・・・・配管、４３・・・・・・仕切弁、４４・・・
・・・配管、４５・・・・・・ポンプ、４６・・・・・
・吐出管、４７，４８・・・・・・仕切弁、４９・・・
・・・配管、５０・・・・・・仕切弁、５１・・・・・
・配管、５２゜５３・・・・・・分岐管、５４，５５・
・・・・・仕切弁、５６゜５７・・・・・・糊バット、
５８．５９・・・・・・排出管、６１・・・・・・集合
管、６２・・・・・・サブタンク、６３・・・・・・吸
込管、６４・・・・・・ポンプ、６５・・・・・・吐出
管、６６．６７・・・・・・仕切弁、６８・・・・・・
配管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 外箱内に外箱と間隔をおいて糊の二次加温器を収容
   し、外箱と二次加温器間には二次熱媒体を収容すると共
   に該二次熱媒体の加熱装置を配し、二次加温器は外部よ
   り糊液を供給する開口と外部へ加温した糊液を取出す取
   出し口を備え、伝熱面の片側が外部より糊液を供給する
   開口より外部へ加温した糊液を取出す取出し口開におい
   て糊液の受熱面を構成するよう通路を形威し、該伝熱面
   の他の片側は外箱と二次加温器間に通ずる二次熱媒体の
   通路を形威した熱交換器を備えてなる澱粉糊液の加温装
   置。 ２ 上部に糊の供給側の糊溜を形威し、その下方に熱交
   換器をそして熱交換器の下方に取出口へ通ずる排出部を
   設け、熱交換器は平行平板の伝熱板を並列して相隣る伝
   熱板間に夫々二次熱媒体と糊液の通路を設けた実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の澱粉糊液の加温装置。