JPH06509758A - 段ボールの製造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 段ボールの製造 本発明は箱製作のための段ボールの製造において、段をつけられた原紙へライナ ーポードを接合する方法に関するものである。

従来、段ボール原紙へライナーを付着する際に、第１のライナーがシングルフェ イサーへ付着されてシングルフェイスボードを形成する。これは、原紙が段っけ ロールの上にある間に段をつけられているフルートチップへ接着剤を付着し、そ れから圧力と熱を加えながらライナーを取りつけることにより行われる。段っけ ロールおよび圧力ロールからの熱と機械的圧力自体の組合わせが第１のライナー を原紙へ付着させる。その後で、シングルフェイスポードがダザルフェイサー（ ｄｏｕｂｌｅ　ｆａｃｃｒ）すなわちダルブバッ力−（ｄｏｕｂｌｅ　ｂａｃｋ ｅｒ）へ送られ、そこで接着剤がフルートチップへ付着され、以後紙はスチーム で加熱された一連のプラテンの上を第２のライナーへ送られて第２のライナーを 接合する。送りベルトによりボードの上と、そのベルトの上に載せられているｌ の小サイローラーの上に圧力も加えられる。ダブルフェイスボード（ｄｏｕｂｌ ｅ　ｆａｃｅ　ｄｏａｒｄ）の、ダブルフェイサーすなわちダブルバッカー中を 通る移動が、スチームで加熱されたプラテンの後のサンドウィッチ・ベルトによ り支援される。

従来の段ボール製造プラントの寸法と生産床の長さは非常に大きい。ボードが加 熱プラテンの上を１分間当たり３００〜４００メートルの速さで動き、接着剤が 十分に硬化するように、加熱プラテンの長さは十分に長い。

従来の段ボールの別の特徴は、「圧力ライン」の特似である。圧力ラインという のはフェイスボードへ圧力ロールにより加えられる圧力の結果化じたものである 。これは「ウォッシュボーディング（ｗｏｓｈｂｏａｄｉｎｇ）Ｊにより形成さ れる。ウォッシュボーディングは接着剤が乾燥する時に、接着剤がライナーをま っすぐでなくする接着剤の作用である。それらの作用はボードの面に高速印刷す ることを不適当にする。

本発明の目的は段ボールの品質を向上し、ボードを商業的に受け容れることがで きる速さで製造するために要するプラントの乾燥を縮小することである。

そのために、本発明は、波型にされた原紙へ少なくとも１つのライナーを低い機 械的圧力を用いて取りつけ、水９紙および接着剤が低い吸収率を持つような波長 の放射エネルギーを加えることにより接着剤接合が達成される段ボールを製造す る方法を提供するものである。波長は１．０〜２．１ミクロンの近赤外線領域に あることが好ましく、１．０〜１．５ミクロンであることが一層好ましい。

この波長範囲の選択は本発明によって重要である。段ボールおよびラミネートに おいて接着剤を硬化させるための放射加熱器が以前に提案されているが、用いら れていた波長の結果としてボードの表面近くで放射エネルギーが吸収されてしま い、接着剤層への熱人力が紙を通じる伝導により行われていた。これは接着の速 さを大きく向上させるものではなく、従来の熱入方法使用と比較して利点はほと んどなかった。たとえば、米国特許第４１６９００７号および第４５８９９４４ 号には、段ボールと接着剤を加熱するためにＩ−Ｒ放射を使用することが提案さ れているが、圧力を使用することを避けることができず、又は硬化時間を大幅に 短輪することがない。特許第４１６９００７号には、シングルフェイスポードを 製造するために２．６〜３．５ミクロンの範囲内の波長を使用することが開示さ れているが、本発明の前記利点はない。

ＩＲ装石供給者により提供された表にまとめられたデータが、１．０〜１．５ミ クロンおよび２．５〜３．５ミクロンの範囲内で照射されたパーセント・エネル ギーが、下記のようにピーク波長伝送と共に変化することを示している。

ピーク波長　源の温度℃　１．０〜１．５ミクロン波長　２．５〜３．５ミクロ ンにおける％エネルギー　範囲のエネルギー３．０４　６７５　１．０　＋７． ５ ２．６４　８１６　２．２　２３．８ ２．３５　９５４　４．０　２４．５ １．７５　１３７０　１３．６　２１．５１．５０　１６５０　＋９．４　１８ ．２１．２３　２０６５　２３．５　１３．６１．０５　２４８０　２８．９　 ９．２１Ｒランプ供給者により供給される、１８５ｇ５ｍ斤量の典型的な紙に対 する赤外線吸収スペクトラムが、２．５〜３．５ミクロンの波長範囲内において は入射放射の５％だけが透過させられ、９５％が吸収されて低内部に熱を発生す ることを示している。１．０〜２．１ミクロンの波長範囲内においては入射放射 の４１．０％が透過させられる。それらの数値を基にして、好適な１．０〜２． １ミクロンの波長範囲を用いて、放射エネルギーの１８．２％を澱粉粒の加熱と ゲル化のために利用できる。米国特許第４１６９００７号において推奨されて（ する２、５〜３．５ミクロンの範囲内では、この目的のために放射エネルギーの ０．７％だけを利用できる。

われわれのＩＲの使用は透過させられる要素を効果的に使用する。

綱エネルギー源の放射エミツタンスがその源の温度の４乗に比例すること、およ びエネルギーが波長範囲にわたって放出されることが、シュテファンーボルツマ ンの法則およびウィーンの法則により記載されている熱放射の特徴である。優勢 な波長は源の温度に反比例する。

温度範囲が１１００℃から２３００℃で、ピーク波長が２．１ミクロンとｌ。

０ミクロンの間である熱源からの赤外線放射がライナーと原紙を効果的に硬化さ せるたぶん好適な放射である。それらの波長においては、紙、水および接着剤の 吸収率は低く、紙の厚さと接着剤の膜の厚さが厚くなるにつれて吸収されるエネ ルギーが増加する。

したがって、放射熱エネルギーは紙構造内部および接着剤膜または接着剤ビード 内部へ深（浸透して、接着剤と紙構造および接着剤全体にわたって温度を急速に 上昇させる。この結果として接着剤が急速にゲル化し、したがって、接着が急速 に行われることになる。接着剤膜またはとくに接着剤ビード中の高濃度の水が接 着剤中の高いエネルギー吸収と高い温度」１昇に寄与する。完全に透過させられ た放射が、紙が当てられている金属表面または放射エネルギー源に向き合って位 置させられている反射板により紙の層と接着剤膜または接着剤ビードを通って反 射される。

１１００’Ｃ〜２３００℃の温度範囲においては、源の放射エミツタンスは製品 成分を要求されている商業的に利用できる作業の速さで効果的に接着させて、商 業的な段ボール製造機の構成の制約によりめられる狭い放射面積の使用を実用　 。

的にする。

ＩＲ放射器はローラーに沿って軸線方向に配置し、その直角方向に配置しないこ とが好ましい。ランプを紙表面に軸線方向および平行に配置することにより、接 合エネルギーの置を大幅に減少できる。そのような構成によりＩ−Ｒランプのバ ンクを、ｌ−Ｒバンクを通る紙に合致させることができる。そのような合致の結 果として、効率が高くなり、接着に用いられるエネルギーの量を６０％だけ減少 できる。湾曲面に合致させる事ができるようにすることにより、ＩＲビームを集 中させることおよびスペースが限られている場所へ応用できるようにされる。

ボードの放射エネルギー源の近くの面における空気圧はできるだけ周囲の圧力に 近いことが好ましい。

本発明の別の面においては、原紙に段をつけるためのスチームで加熱するローラ ーの代わりに赤外線放射が用いられる。

原紙を段つけロールの段つき輪郭に合致させ、かつその合致を維持するための原 紙を加熱して柔らかくする従来の方法は、ロールボデー中にスチームを噴射する ことによりロールを加熱することである。原紙が段つけラビリンス中に入る前に 、高い強度の赤外線エネルギーを照射することで、紙を等しく加熱および軟化さ せることができる。高強度の波長が短い装置は標準的な厚さの紙の加熱と軟化を 最適にするために用いられる。１．０〜２．５ミクロンの同調レンジを持ってい る。

他の利点は、段つけロールボデーを加熱するためのスチームの使用を、完全にで はないが、大幅に減少し、段つけロールを圧力容器として製作する必要性を避け るものである。このように避けることによりロールボデーおよびトラニオンの剛 性を増大してロールの震動を減少する。

高い強度のエネルギーを使用することはトランスの容置、配線および開閉装置を 増設することを含む。

従来は澱粉接着剤、または澱粉をベースとする水溶性接着剤を段ボールの接合に 使用していた。澱粉接着剤は本発明に使用するのに全く結構であり、硬化時間は 大幅に短縮される。しかし、ポリマー接着剤も適当であって、それは澱粉をベー スとする接着剤による接合に匹敵するか、それより優れている適切な接着を行う 。

本発明の種々の面を従来のボード製造に応用できるが、段つきフルートチップで 接着されている２つの中間段つき原紙を有する最近のボードの製造にも応用でき る。この種のボードおよび製造方法がヨーロッパ特許明細書２１３９５７および ２７９６０９、並びにヨーロッパ特許出願８８３１１８８４．６と８９９０３９ ６１．４に記載されている。

本発明を図面を参照して説明する。図１は最近提案された従来のシングルフェイ サーの略図、図２は本発明のシングルフェイサーの略図、図３は中間ライナー無 しに段つきフルートチップが接着されている２枚の段つき原紙を有する最近のダ ブルウオールボードの製造の轍路を示す。

図１の従来のシングルフェイサーにおいては、原紙ｌが段っけロール４と５の間 で段をつけられる。接着剤付着部６において原紙１の段へ接着剤が付着され、そ れからライナーボード２が圧力ローラー７の周囲を送られてライナー２を段つき 原紙１へ押しつけてシングルフェイスボード３を形成する。この方法の製品は圧 力ラインが生じる。

図２において、原紙１は段つけロールｌＯと１１の間を通常のやり方で通され、 それから接着剤付着器１２により原紙１の段へ接着剤が付着される。原紙１は、 段つけロール１０と１１の間の段つけラビリンスに入る前に、本発明のＩ−Ｒ放 射器１４により加熱される。

ライナーボード２がＳ巻きローラー１３の周囲を通されて、段をつけられている 原紙ｌに接触し、それへ軽（接着する。原紙ｌとライナーボード２の間の接着接 合は、本発明のｌ−Ｒ４Ｎ＋Ｍ器１４を用いて接合される。そのＩ−Ｒ加熱器の 面の形は、段つけロール１１の上を通る時のライナーの表面に合致する。加熱器 １４はロール１１に平行に軸線方向へ延長する。このようにして、過大な圧力を 加えること無しに、またはシングルフェイスポードに圧力線を形成すること無し に、シングルフェイスポード３が形成される。

図３には従来のものでないボードの製造が示されている。この図においては、ヨ ーロッパ特許２１３９５７に開示されているように、２枚の原紙２２と２３が一 緒に接合され、ライナーボード２１と２４が接合されている原紙へ接着される２ 枚の原紙２２．２３は段つけロール３３と３４．３１と３２によりそれぞれ段を つけられる。軸線方向に整列させられ、かつ段つけローラーの表面に合致する形 のＩ−Ｒ放射器４４が段つけ機３１．３３の近（に配置されて原紙２３，２２に 段をつける前にそれらの原紙を予熱し、軟化させる。原紙２３がローラー３２の 周囲を通されている間に接着剤部３５により接着剤が付着される。それから、原 紙２２と２３が同期されているローラー３２と３３の間を通されて段つきフルー トチップが一緒に接合され、接合された原紙はキャリヤ・ロール３７の周囲を通 される。接着剤が接着剤部３８において外側原紙２２へ付着され、Ｓ巻きロール ３９を含む一連の供給ロールを通じて送られて（るライナー２１がこの原紙へ低 圧接触させられる。

ライナーを付着した後で、原紙とライナーがキャリヤ・ロール３７により、その キャリヤ拳ロールの上に軸線方向に整列させられている放射エネルギー部４４を 通って移動させられる。Ｉ−Ｒ放射器４４はロール３７の輪郭に合致する形にさ れる。

図２の接着剤付着器１２または図３の接着剤付着器３２．３８により使用される 接着剤は澱粉接着剤またはポリマー接着剤とすることができる。あるいは、ボー ドを接合できる熱可塑性膜を、図２の段つけロールＩＯと１１．または図３の段 つけロール３２と３４の挾み込まれる部分の間に送り、Ｉ−Ｒ放射にさらしてそ の膜を溶融して接着剤層にしてもよい。同様に、ポリマー膜を図２の段ボール原 紙２または図３のライナー２１と共に送ることができる。したがって、接着剤部 無しで行うことができる。

単に段つけローラー３１．３２を使用しないだけで、図３に示されている装置を 従来の段ボールを製造するために使用できることに注目すべきである。

図２の放射エネルギー源１４と図３の放射エネルギー源４４は、中心が１．２μ ｍである波長で放出する２１００℃の白熱源である。キャリヤ・ロール３７の表 面は反射器として作用する。

１−Ｒランプは接合されるライナーの表面から３０〜４０ｍｍの距離のところに 配置することが好ましい。冷却空気をランプへ供給してランプの寿命を延ばし、 急速に冷却し、出る空気の圧力を零から７０ｍｍ水柱にすることができる。

零圧力１−Ｒ装置または作業面において空気を吸い込む「閉じた面」接合装置は 代賛装置であって、装置内部から強制空冷し、紙の上に放出されるＩ−Ｒ装置と 同等の効果であるか、それより効果的であると判定される。

キャリヤ・ロール３７を出た後で、接着剤が原紙２３へ付着され、ライナー２４ がロール４２によりシングルフェイス・ダブルフルート構造へ付着される。ライ ナー２４は、Ｓ巻き送りローラー４１を含む従来のローラー・アレイの上のロー ル４２へ持ってこられる。

上記放射加熱器４４を使用することにより接着接合が行われる。

第２のライナーの場合には、放射を反射して段ボールへ戻すために反射器板４５ が用いられる。反射被覆を段ボールによる摩耗から保護するために空気クッシロ ンを設けることが好ましい。

１分間当たり８０〜１００メートルの速さにおいて、ダブルバッカ一部における ４秒までの従来の接着時間と比較して、１秒より短い接着時間を達成できる。

本発明を使用することにより、ライナー原紙接合は「圧力ライン」または「つ寸 ッリングボーディング」がないので、ダブルウオールボードの両面が印刷のため に適当である。

この方法の主な利点は次の通りである。

１、従来のラインにおいて床面積を広く占める、スチームにより加熱されるプラ テンが存在しないこと。

２、送りベルトを必要とし、シングルフェイサーと、ダブルバブカーへの供給の 支援を容易にする両面機との間の「ブリッジ」が存在しないこと。利点１と２に よりはるかに狭い床面積ですむ。

３、従来の機械の機能障害の結果としてスチーム・プラテン領域にボードが残り 、加熱することによる損失が減少し、所要の品質が失われることが減少する。

４、従来の両面バッカーと比較して接着剤の使用量が減少する。

Ｃ） 補正帯の写しく翻訳文）提出帯（特許法第１８４条の８）平成　年　月　日 １、特許出願の表示 第ＰＣＴ／ＡＵ９２１００４３９号 ２、発明の名称 段ボールの製造 ３、特許出願人 住　所　オーストラリア国　３２０５　ヴイクトリア州・サウスメルボルン・サ ウス　ゲート・４ 名　称　アムコー・リミテッド 代表者　ロウリイ、イアン・プレア 国　籍　オーストラリア ４、代理人 居　所〒１００東京都千代田区永田町二丁目４番２号秀和溜池ビル８階 山川国際特許事務所内 補正請求の範囲 １０段をつけられた原紙へ低い機械的圧力を用いて少なくとも１つのライナーを 取りつけ、接着接合発達の速さを向−ヒさせるために、２．１ミクロンと１．０ ミクロンの範囲の優勢な波長を放出する１１００℃から２３００℃まで及ぶ熱放 射源からの放射エネルギーに原紙ライナーおよび接着剤をさらすことにより効果 を生ずる接着剤を用いて接着する、段ボールを製造する方法。

２、放射源は、段をつけるロールすなわちキャリヤロールに軸線方向に整列させ られ、かつボードに平行な赤外線源である請求の範囲１記載の方法。

３．２．１ミクロンと１．０ミクロンの範囲の優勢な波長を放出する１１００℃ から２３００℃まで及ぶ熱放射源に原紙をさらすことによりそれらのボード原紙 をＰ＃！し、かつ軟らかくする、段ボールを製造する方法。

４、フルートチップで一緒に接着された２枚の原紙と少なくともその原紙のいず れかに接着されたライナーからなる段ボールを製造する方法であって、２．１ミ クロンと１．０ミクロンの間に優勢な波長を有する熱放射源を用いてその放射エ ネルギーに対する吸収率が低い接着剤で原紙とライナーとの接着を促進させる段 ボールを製造する方法。

国際調査報告　−一□Ｎｅ ＦｅｒｍＰＣＴΔＳ＾ａｌｅＬｅａｍｍｓｌｋｍｏｆ％Ｗ＋ｈｃｄａｎｆＪｕｌ ｙ１９９２１畔国際調査報告　Ｉ朧−弔−Ｎ。

Ｆ１ＰＣＴ１１５　ＡＩ’２　ＩＱ　Ｉ　閃帽司犠珈糟ｅ　Ｌ　ｗｔｍｄ　＋ｈ ｅｍＸＩ　ｕｌｙ　Ｉ　９９２１　呵−国際調査報告　□□Ｎ０ ＰＣＴＩＡυｍｙ １間ｐｃ’ｒｍにη版−−−−ｍｌｙｗ噴×Ｉ廿１ｙｌ神り笥ｔ１フロントペー ジの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＳＥ）、　 ＡＵ、　ＣＡ、　ＦＩ、ＪＰ、　Ｎｏ、Ｕ（７２）発明者　ムティマー、フレデ リック・ジョンオーストラリア国　３０９３　ヴイクトリア州・ロウワー　プレ シティ・アンソニークローズ・１１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．段をつけられた原紙へ少なくとも１つのライナーを低い機械的圧力を用いて 取りつけ、水，祇および接着剤が低い吸収率を持つ波長が大部分を占める放射エ ネルギーにさらされることにより効果を生ずる接着剤を用いて接着させ、原紙と ライナーの間に生ずる接着の速さを向上させた段ボールを製造する方法。
2. ２．放射源は、段をつけられたロールすなわちキャリヤロールに軸線方向に整列 させられ、かつボードに平行な赤外線源である請求の範囲１項記載の方法。
3. ３．水，紙および接着剤が低い吸収率を持つような波長が大部分を占める放射エ ネルギーにボード原紙をさらすことにより、それらのボード原紙を予熱し、かつ 軟らかくする、段ボールを製造する方法。
4. ４．放射源は２．１ミクロンと１．０ミクロンの間の優勢な波長を放出する１１ ００℃から２３００℃まで及ぶ熱源である請求の範囲１項記載の方法。
5. ５．フルートチップで一緒に接着された２枚の原紙と少なくともその原紙のいず れかに接着されたライナーからなる段ボールを製造する方法であって、２．１ミ クロンと１．０ミクロンの間に優勢な波長を有する熱放射源を用いてその放射エ ネルギーに対する吸収率が低い接着剤で原紙とライナーとの接着を促進させる段 ボールを製造する方法。