JP3841580B2

JP3841580B2 - 段ボールシートの製造方法

Info

Publication number: JP3841580B2
Application number: JP00507499A
Authority: JP
Inventors: 聡井上; 琢司矢野; 光一篠木
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2019-01-12
Also published as: JP2000202929A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反りの小さい段ボールシートを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
段ボールシートは、コルゲートマシンと呼ばれる装置で連続的に製造されている。このコルゲートマシンは、本発明の実施形態である図１に例示するように、芯紙１と、第１ライナ紙としての裏ライナ紙２および第２ライナ紙としての表ライナ紙３をそれぞれ供給する各２基ずつのリール４、５、６を有し、まずシングルフェーサ７で、リール４から供給される芯紙１を、一対の成形ロール８で波形形状に成形するとともに糊付け装置９で糊付けし、リール５から供給される裏ライナ紙２と貼り合わせて片面段ボールシート１０を形成する。この片面段ボールシート１０はダブルフェーサ１１に供給され、その入口に設けられた糊付け装置１２で芯紙１の波形頂部に糊付けされ、リール６から供給される表ライナ紙３と貼り合わされて、両面段ボールシート１３が形成される。
【０００３】
前記ダブルフェーサ１１で形成された両面段ボールシート１３は、ダブルフェーサ１１の下流側に設けられたスリッタ・スコアラ１４で、必要に応じて条切りと罫線入れが施され、シャー（図示省略）で所定の長さ寸法に裁断されたのち積み重ねられる。
【０００４】
前記シングルフェーサ７およびダブルフェーサ１１の各糊付け装置９、１２では澱粉糊が使用されており、この澱粉糊の貼り合わせ後の固化を促進するため、前記シングルフェーサ７やダブルフェーサ１１に供給される芯紙１、裏ライナ紙２、表ライナ紙３および片面段ボールシート１０は、それぞれヒーターロール１５、１６、１７、１８で予熱される。なお、芯紙１の予熱は、前記波形形状の成形精度向上も目的としている。
【０００５】
前記ダブルフェーサ１１は、上流側のヒーティングパートと下流側のクーリングパートより成る。ヒーティングパートの下部にはヒーティングボックス１９が配列され、上部にはエア圧またはウェイトロール等で構成される加圧装置２０が配置されている。加圧装置２０は両面段ボールシート１３を搬送する上コンベア２１のベルトを介して両面段ボールシート１３をヒーティングボックス１９に押圧し、表ライナ紙３側から供給される熱で澱粉糊を固化しながら、満遍なく表ライナ紙３と片面段ボールシート１０を接着する。クーリングパートの下部には下コンベア２２が配置され、昇温接着された両面段ボールシート１３は、この下コンベア２２と上コンベア２１との間に挟持され、冷却されながら排出端に向かって搬送される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、段ボールシートの製造ラインでは、接着剤としての澱粉糊の固化を促進するために、元来含水分量の不均一な表裏のライナ紙や芯紙がヒーターロール等で加熱されるので、これらの各紙の含水分量が製造ラインの途中で変化する。製造を完了された段ボールシートを構成する各紙の含水分量は、時間経過とともに大気の湿度に近づく。紙類は含水分量の変化で伸縮し、加湿されると伸び、乾燥されると縮む性質を有するため、この時間経過に伴う各紙の含水分量の変化で、製造された段ボールシートに反りが生じることがある。反りの大きい段ボールシートは、後の印刷等の加工工程で詰まったり、積み重ねて搬送される際に転倒したりするトラブルを生じさせる不良品となる。
【０００７】
段ボールシートの反りを低減する手段としては、特開平８−３４０８１号公報に、製造ライン内で表ライナ紙と裏ライナ紙の含水分量を常温常湿下の含水分量に近づける方法が開示されている。この表裏ライナ紙の含水分量を調節する製造ライン内の具体的な部位としては、ダブルフェーサのヒーティングパートおよびクーリングパートと、裁断シャーの下流側が提案されている。しかしながら、この方法は、後述する理由で的確な反り低減手段とはならない。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、製造後の反りの発生を防止できる段ボールシートの製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、波形形状に成形した芯紙の上面側に第１ライナ紙を貼り合わせて片面段ボールシートを形成し、この片面段ボールシートの下面側に第２ライナ紙を貼り合わせて両面段ボールシートを製造する段ボールシートの製造ラインにおいて、前記第２ライナ紙の貼り合わせ位置の上流側に、第１ライナ紙と第２ライナ紙の各含水分量をそれぞれ検出する検出装置と、これらの検出装置の上流側で少なくとも一方のライナ紙の含水分量を調節する水分調整装置とを配置し、前記片面段ボールシートに第２ライナ紙を貼り合わせる前に、前記芯紙に貼り合わされた第１ライナ紙と前記第２ライナ紙の含水分量の差を前記各検出装置の出力から算出し、この算出された含水分量の差に基づいて、前記水分調整装置を作動させてこの含水分量の差を所定の範囲に調整し、前記片面段ボールシートと第２ライナ紙が貼り合わされてからの前記第１ライナ紙と第２ライナ紙の伸縮量を等しくして、製造後の段ボールシートの反り発生を防止する方法を採用したのである。
【００１０】
本発明者らは、製造後の段ボールシートの反り発生と、製造途中の表裏ライナ紙の含水分量の関係を調査するため、ダブルフェーサの入口と出口に、それぞれ第２ライナ紙としての表ライナ紙と、第１ライナ紙としての裏ライナ紙の含水分量を計測する水分計測センサを設置し、前記各位置における表裏ライナ紙の各含水分量と、製造後の段ボールシートの反り高さを測定した。調査対象とした段ボールシートは、厚さ３ｍｍのＢフルート材である。なお、計測した各紙の含水分量は、ＪＩＳのＰ８１２７に規定されたものである。
【００１１】
図３および図４は調査結果を整理したものであり、表ライナ紙の含水分量と裏ライナ紙の含水分量の差と、製造後の段ボールシートの反り高さの関係を示す。図３は、ダブルフェーサ入口における表裏ライナ紙の含水分量差と反り高さの関係、図４は、ダブルフェーサ出口における表裏ライナ紙の含水分量差と反り高さの関係である。なお、各図の反り高さは、１ｍ幅当たりの換算反り高さで表現し、上に凸の下反りを正の値、下に凸の上反りを負の値とした。
【００１２】
この結果から明らかなように、ダブルフェーサ入口における含水分量差と反り高さは強い相関関係を示し、上面側の裏ライナ紙の含水分量が多いほど上反り高さが高くなっている。一方、ダブルフェーサ出口における含水分量差と反り高さの間には顕著な相関関係が見られない。
【００１３】
図３および図４の結果は、以下のように考えられる。段ボールシートの反り高さは、ダブルフェーサでの表ライナ紙接着前の表裏ライナ紙の含水分量差に依存する。すなわち、接着時点で表裏ライナ紙間に含水分量の差があると、両ライナ紙の含水分量が等しくなる大気湿度での定常含水分状態からの伸縮量が、表ライナ紙と裏ライナ紙とで異なる状態で両者が貼り合わされ、その接着点が固定される。したがって、上面側の裏ライナ紙の含水分量が表ライナ紙の含水分量よりも多いと、前記定常含水分状態に至るまでに、裏ライナ紙の方の含水分量が大きく減少し、この含水分量の減少による縮み量が大きくなり、上反りを生じる。逆に下面側の表ライナ紙の含水分量が裏ライナ紙の含水分量よりも多い場合は下反りとなる。
【００１４】
なお、図３における含水分量差と反り高さの相関関係が原点からずれているのは、個別の製造ラインの特性によるものと思われる。また、厚みを有する板材の表裏面のひずみ差、すなわち伸縮量の差によって生じる反りの曲率は、よく知られているように厚みに反比例するため、Ｂフルートよりも厚いＡフルート等の段ボールシートの場合は、含水分量差と反り高さの相関関係の傾きは、図３に示すものよりも小さくなることが予想される。
【００１５】
前述した従来のダブルフェーサ以降で表裏ライナ紙の含水分量を変化調節する方法は、両ライナ紙の接着点が固定されているため、過度的な内部応力を発生させるのみであり、図４に示したように、最終的な定常含水分状態における反り発生とは直接関係しない。
【００１６】
以上の結果より、第２ライナ紙としての表ライナ紙を貼り合わせる前に、第１ライナ紙としての裏ライナ紙との含水分量の差を所定の範囲に調整する本発明の方法は、両者が貼り合わされてから最終的な定常含水分状態に至るまでの表裏ライナ紙の伸縮量を等しくして、製造後の段ボールシートの反り発生を効果的に防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１は、前述したように、段ボールシートを製造するコルゲートマシンを示す。このコルゲートマシンは、芯紙１、裏ライナ紙２および表ライナ紙３をそれぞれ供給する各２基ずつのリール４、５、６を有し、まずシングルフェーサ７で、リール４から供給される芯紙１を、一対の成形ロール８で波形形状に成形するとともに糊付け装置９で糊付けし、リール５から供給される裏ライナ紙２と貼り合わせて片面段ボールシート１０を形成する。この片面段ボールシート１０はダブルフェーサ１１に供給され、その入口に設けられた糊付け装置１２で芯紙１の波形頂部に糊付けされ、リール６から供給される表ライナ紙３と貼り合わされて、両面段ボールシート１３が形成される。前記各２基ずつのリール４、５、６の一方には、次に使用される芯紙１、裏ライナ紙２および表ライナ紙３が、それぞれセットされている。
【００１９】
前記ダブルフェーサ１１で形成された両面段ボールシート１３は、ダブルフェーサ１１の下流側に設けられたスリッタ・スコアラ１４で、必要に応じて条切りと罫線入れが施され、シャー（図示省略）で所定の長さ寸法に裁断されたのち積み重ねられる。
【００２０】
図示は省略するが、前記シングルフェーサ７は２基設けられ、ロット替えや段取り替え等に応じて適宜使い分けられる。なお、複層の段ボールシートを製造する際には、２基のシングルフェーサ７が同時に稼働される。
【００２１】
前記シングルフェーサ７およびダブルフェーサ１１の各糊付け装置９、１２では澱粉糊が使用されており、この澱粉糊の貼り合わせ後の固化を促進するため、前記シングルフェーサ７やダブルフェーサ１１に供給される芯紙１、裏ライナ紙２、表ライナ紙３および片面段ボールシート１０は、それぞれヒーターロール１５、１６、１７、１８で予熱される。
【００２２】
前記ダブルフェーサ１１は、上流側のヒーティングパートと下流側のクーリングパートより成る。ヒーティングパートの下部にはヒーティングボックス１９が配列され、上部には加圧装置２０が配置されている。加圧装置２０は両面段ボールシート１３を搬送する上コンベア２１のベルトを介して両面段ボールシート１３をヒーティングボックス１９に押圧し、表ライナ紙３側から供給される熱で澱粉糊を固化しながら、満遍なく表ライナ紙３と片面段ボールシート１０を接着する。クーリングパートの下部には下コンベア２２が配置され、昇温接着された両面段ボールシート１３は、この下コンベア２２と上コンベア２１との間に挟持され、冷却されながら排出端に向かって搬送される。
【００２３】
図２は、前記ダブルフェーサ１１の入口側を拡大して示す。この図は、中段の片面段ボールシート１０を供給するシングルフェーサ７が稼働され、上段の片面段ボールシート１０の供給は停止されている状態を示す。下段に配置されたヒーターロール１７と２本の補助ヒーターロール２３には表ライナ紙３が巻き掛けられている。この表ライナ紙３は、糊付け装置１２で糊付けされた中段の片面段ボールシート１０とともに、ダブルフェーサ１１のヒーティングパートに導かれ、両者が互いに貼り合わされる。
【００２４】
前記ダブルフェーサ１１の入口には、それぞれ表ライナ紙３の含水分量Ｗ_aと片面段ボールシート１０の裏ライナ紙２の含水分量Ｗ_bを計測する水分計測センサ２４ａ、２４ｂが設置されている。また、表ライナ紙３が巻き掛けられたヒーターロール１７の出側と、片面段ボールシート１０が巻き掛けられたヒーターロール１８の出側には、それぞれ表ライナ紙３と裏ライナ紙２の含水分量を調節する水分調整装置としてのシャワ装置２５ａ、２５ｂが設置されている。
【００２５】
前記各水分計測センサ２４ａ、２４ｂと各シャワ装置２５ａ、２５ｂは、コントローラ２６に接続され、水分計測センサ２４ａ、２４ｂで計測された表ライナ紙３と裏ライナ紙２の含水分量の差ΔＷ（＝Ｗ_a−Ｗ_b）に基づいて、シャワ装置２５ａ、２５ｂが作動される。コントローラ２６は、予め求められた製造ラインでの反り防止に対する表ライナ紙３と裏ライナ紙２の最適含水分量差ΔＷ₀を記憶しており、計測された含水分量の差ΔＷを最適含水分量差ΔＷ₀と比較して、ΔＷがΔＷ₀よりも小さい場合はシャワ装置２５ａを、大きい場合はシャワ装置２５ｂを作動させることにより、表ライナ紙３または裏ライナ紙２に水を噴射する。各シャワ装置２５ａ、２５ｂには流量調節弁（図示省略）が設けられ、噴射する水の量を、ΔＷとΔＷ₀の差の絶対値に比例して増減する比例制御を行うようになっている。
【００２６】
図１に示したコルゲートマシンにおいて、前記制御目標値としての最適含水分量差ΔＷ₀を１．５％とし、表ライナ紙３と裏ライナ紙２の含水分量の差ΔＷが１．５％±０．５％の範囲に入るように、前記各シャワ装置２５ａ、２５ｂの流量調節弁を制御し、１０００枚の段ボールシートを製造した。製造された段ボールシートの反り高さは全て±１０ｍｍ以内と良好な結果が得られ、後の印刷等の加工工程で詰まったり、積み重ねて搬送される際に転倒したりするトラブルを生じることはない。
【００２７】
上述した実施形態では、各ライナ紙の水分調整装置としてライナ紙を加湿するシャワ装置を用いたが、熱風等を吹きつける乾燥装置を用いたり、加湿装置と乾燥装置の両者を併用することもできる。両者を併用する場合は、いずれか一方のライナ紙側のみの水分調整装置で足りる。製造ラインの特性により、ダブルフェーサの入口でいずれか一方のライナ紙が常に乾燥気味となる場合は、この乾燥気味となるライナ紙側のみに加湿装置を設置したり、反対側のライナ紙側のみに乾燥装置を設置してもよい。
【００２８】
また、水分計測センサをラインの幅方向に複数個配列し、シャワ装置も幅方向にゾーン分割して、各センサの出力に応じて、各ゾーンでの水噴射量を変えることもできる。
【００２９】
さらに、この実施形態では、コントローラを用いてシャワ装置の流量調節弁を比例制御するようにしたが、積分制御や微分制御を組み合わせることもできる。勿論、水分計測センサの出力に応じて手動で流量調節弁を調節してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明の段ボールシートの製造方法は、第２ライナ紙としての表ライナ紙を貼り合わせる前に、第１ライナ紙としての裏ライナ紙との含水分量の差を所定の範囲に調整するようにしたので、第２ライナ紙が貼り合わされてから最終的な定常含水分状態に至るまでの表裏ライナ紙の伸縮量が等しくなり、製造後の段ボールシートの反り発生を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の段ボールシートの製造ラインを示す概略正面図
【図２】図１の要部拡大正面図
【図３】ダブルフェーサ入口での表裏ライナ紙の含水分量差と段ボールシートの反り高さの関係を示すグラフ
【図４】ダブルフェーサ出口での表裏ライナ紙の含水分量差と段ボールシートの反り高さの関係を示すグラフ
【符号の説明】
１芯紙
２裏ライナ紙
３表ライナ紙
４、５、６リール
７シングルフェーサ
８成形ロール
９糊付け装置
１０片面段ボールシート
１１ダブルフェーサ
１２糊付け装置
１３両面段ボールシート
１４スリッタ・スコアラ
１５、１６、１７、１８ヒーターロール
１９ヒーティングボックス
２０加圧装置
２１、２２コンベア
２３ヒーターロール
２４ａ、２４ｂ水分計測センサ
２５ａ、２５ｂシャワ装置
２６コントローラ

Claims

波形形状に成形した芯紙の上面側に第１ライナ紙を貼り合わせて片面段ボールシートを形成し、この片面段ボールシートの下面側に第２ライナ紙を貼り合わせて両面段ボールシートを製造する段ボールシートの製造ラインにおいて、前記第２ライナ紙の貼り合わせ位置の上流側に、第１ライナ紙と第２ライナ紙の各含水分量をそれぞれ検出する検出装置と、これらの検出装置の上流側で少なくとも一方のライナ紙の含水分量を調節する水分調整装置とを配置し、前記片面段ボールシートに第２ライナ紙を貼り合わせる前に、前記芯紙に貼り合わされた第１ライナ紙と前記第２ライナ紙の含水分量の差を前記各検出装置の出力から算出し、この算出された含水分量の差に基づいて、前記水分調整装置を作動させてこの含水分量の差を所定の範囲に調整し、前記片面段ボールシートと第２ライナ紙が貼り合わされてからの前記第１ライナ紙と第２ライナ紙の伸縮量を等しくして、製造後の段ボールシートの反り発生を防止するようにしたことを特徴とする段ボールシートの製造方法。