(57)【要約】      （修正有）【課題】製造したばかりの、高速で走行しつつある段ボール紙へのテープの貼り付けを、段ボール紙の走行速度を実質上低下させることなく、かつ、貼り付けられたテープに残る応力が段ボール紙製品の品質に悪影響を与えない限度に納めることができる方法および装置を提供する。【解決手段】下記の諸部分を基本的な構成要素として有する装置を用いる：（Ａ）複数のテープ供給ボビン、（Ｂ）各テープ供給ボビンに調節された回転トルクまたは逆回転ブレーキングトルクを与えるサーボモータ、（Ｃ）各テープ供給ボビンの径を測定する手段、（Ｄ）テープ供給ボビンの径と段ボール紙の速度との関係にもとづき、貼り付け開始時のボビン「蹴り出し」トルクを算出する手段、（Ｅ）逆回転ブレーキングトルクの適切な値を算出する手段、ならびに、（Ｆ）コントロールパネル。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の諸工程からなる、段ボール紙の製造時に高速で走行する段ボール紙へ粘着性のテープを貼り付ける方法：
（１）装置の運転に先だち、それぞれのテープ供給ボビンの径を測定し、測定された径と段ボール紙が走行する速度との関係にもとづき、貼り付け開始時にテープ供給ボビンの回転軸に対して与えるべき「蹴り出し」トルクの値を算出すること、
（２）サーボモータによりテープ供給ボビンに制御された値の逆回転トルクを与えることによって、テープのたるみを防止しつつ、待機すること、
（３）走行しつつある段ボール紙にテープの貼り付けを開始するに当たっては、上記の「蹴り出し」トルクの指令を、テープ供給ボビンの回転軸を駆動するサーボモータに与えることにより、走行する段ボール紙がテープを引っ張るためにテープに生じる張力を減少させた条件下に、テープの貼り付けを開始すること、
（３）定常運転に入った後は、テープ供給ボビンに対してサーボモータによる逆回転ブレーキングトルクを加えてテープの張力を制御し、それによって、段ボール紙の走行速度が急激に低下することがあっても、テープ供給ボビンが慣性により回転することを防止しつつテープの貼り付けを続行すること、
および
（４）貼り付けの進行に伴い減少するテープ供給ボビンの径を、連続的に、または断続的に測定し、測定された径の減少が引き起こすテープの張力の増大を回避するように逆回転ブレーキングトルクを調節しつつ、テープの貼り付けを続行すること。
【請求項２】
段ボール紙の製造時に高速で走行する段ボール紙へ粘着性のテープを貼り付ける装置であって、高速で走行する段ボール紙へ粘着性のテープを貼り付けるために必要な、テープの端を段ボール紙へ粘着させるための押圧手段に加えて、下記の諸部分を基本的な構成要素とする装置：
（Ａ）サーボモータによって駆動される複数のテープ供給ボビン、
（Ｂ）各テープ供給ボビンの回転軸にとりつけられ、回転軸に、正方向の調節された回転トルクまたは逆方向の逆回転ブレーキングトルクを与えるサーボモータ、
（Ｃ）各テープ供給ボビンの径を、連続的に、または断続的に測定する手段、
（Ｄ）測定されたテープ供給ボビンの径と段ボール紙の種々の速度との関係にもとづき、テープ供給ボビンに与えるべき、貼り付け開始時の「蹴り出し」トルクを算出する手段、
（Ｅ）定常運転時に、および段ボール紙走行速度が急激に変化したときに、それに対応してテープ供給ボビンに与えるべき逆回転ブレーキングトルクの適切な値を算出する手段、
ならびに、
（Ｆ）上記（Ｄ）および（Ｅ）の算出された値を表示するパネル、およびその値にもとづいて上記サーボモータに対して指令を出す機能を有するコントロールパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、段ボール紙の製造に当たり、同じラインの中で製品段ボール紙の表面に粘着テープを貼り付ける方法であって、高速で走行する段ボール紙に対しても障害を生じることなく貼り付けを開始し、継続し、かつ終了することができる方法に関し、その方法の実施に使用する装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
段ボール紙を製造するに当たっては、その製品段ボール紙を材料として製造する種々の最終製品に所望される性能、たとえば包装箱などの補強をしたり、開封を容易にしたりすることを目的としてテープを貼り付けるというように、粘着剤を塗布したテープを貼り付けることがしばしば行なわれる。この種のテープは、ポリプロピレンなどの強靭な材料で製造し、その片面に粘着剤を適用し、リールに巻いてあるのが常である。効率化のため、テープを段ボール紙に貼り付ける作業は、一般に、段ボール製造と同じラインの中で実施する。
【０００３】
段ボール紙製造技術が進歩するにつれて生産速度が高まり、ラインスピードは毎分２００〜２５０ｍという高速となった。このような高速で走行しつつある段ボール紙上に粘着剤を塗布したテープを貼り付けることは容易でなく、とくに、貼り付けの開始時に問題があった。
【０００４】
走行している段ボール紙へのテープの貼り付けを円滑に行なうための改良技術として、出願人は、つぎの工程によるテープの貼り付け開始を含む技術を開発して、提案した（特許文献１）：
Ａ）短冊型の厚紙で用意したスタート用シートのほぼ中心線上に、片面に粘着剤を適用したテープの端を貼り付け、スタート用シートの中央部を真空吸引により持ち上げておく。
Ｂ）このテープの端を貼り付けたスタート用シートを、前後両端を走行方向に直列に配置された第一および第二の押圧ロールの下に当てて保持しておく、
Ｃ）走行中の段ボール紙に向かって前後２個の押圧ロールを急激に押し付けるとともに、真空吸引を解除する。
Ｄ）スタート用シートを摩擦により段ボール紙とともに走行させて第二の押圧ロールよりも前方に移動させ、テープをまず第一の押圧ロールで、ついで第二の押圧ロールで、段ボール紙に押しつけて粘着させる。
【０００５】
続いて出願人は、このテープの貼り付けを継続して行える技術、すなわちテープを継ぎ足して行く「スプライス」作業を可能にしたテープ貼り付け技術を開発し、これもすでに開示した（特許文献２）。これらの技術は好評を博し、その実施のための装置は、当業技術において多数採用されている。
【０００６】
ところが、高速で走行している段ボール紙に静止しているテープの端を貼り付けると、リールが回転してテープの繰り出しが軌道に乗るまでの間、テープに過度の張力が加わり、これが後に段ボール製品に対して歪みを与えたりするという弊害が生じる。そのため、やむを得ず、粘着テープの貼り付け開始時にはラインのスピードを落として、粘着テープの端を走行する段ボール紙に粘着させ、それができてからラインスピードを高めるという妥協策を取っていた。しかし、ラインスピードの一時的な低下は、単なる生産性の低下に止まらず、製品段ボール紙の品質そのものに大きな影響を与えかねない。具体的には、コルゲート紙とライナー紙との接着不良とそれがもたらす強度の不足、反りの発生、割れやすくなることなどの問題である。
【０００７】
この問題を解決するため、出願人はさらに、テープの走行開始時にテープに加えられる急激な引っ張り応力を緩和するとともに、テープのたるみを防止し、テープが常に一定の張力の下に繰り出されることを保証する手段を実現した。その手段は、弾性材料で製造したテープ繰出しロールをテープ供給リールに押し当てておき、このテープ繰出しロールを回転駆動手段により回転させることによって、テープ貼付けスタート時には高速でテープを送り出し、定常運転状態ではテープのブレーキとなって一定の張力を与える手段を加えたものである。この技術も、あわせて開示した（特許文献３）。
【特許文献１】特許第４４８７３５０号
【特許文献２】特許第４３６６７８９号
【特許文献３】特開２００１−１７９８６１
【０００８】
この第三の技術に関し、テープ貼付けスタート時のテープ繰出しロールに与える回転駆動力の応答性を高めることを目的としてさらなる研究を続けた発明者は、テープ供給ボビンをサーボモータにより駆動し、段ボール紙に予定される走行速度と検知されたテープ供給ボビンの径との関係の下で適切である駆動力を自動的に算出させ、その結果にもとづいてサーボモータをコントロールすることを着想し、試験の結果、このような解決手段が有効であることを確認した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、発明者による上記の経験を活かし、製造したばかりの、高速で走行しつつある段ボール紙へのテープを貼り付けるにあたり、段ボール紙の走行速度の低下を製品の品質に影響を与えることのない程度に止めることと、その一方で、貼り付けられたテープに残る応力が段ボール紙製品の品質に悪影響を与えない限度に納めることとが両立するような、テープの貼り付けの開始、継続および終了を可能にする方法を提供することにある。その方法の実施に使用する装置を提供することもまた、本発明の目的に含まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の、段ボール紙の製造時に高速で走行する段ボール紙へ粘着性のテープを貼り付ける方法は、下記の諸工程からなる：
１）装置の運転に先だち、それぞれのテープ供給ボビンの径を測定し、測定された径と段ボール紙が走行する速度との関係にもとづき、貼り付け開始時にテープ供給ボビンの回転軸に対して与えるべき「蹴り出し」トルクの値を算出すること、
２）サーボモータによりテープ供給ボビンに制御された値の逆回転トルクを与えることによって、テープのたるみを防止しつつ、待機すること、
３）走行しつつある段ボール紙にテープの貼り付けを開始するに当たっては、上記の「蹴り出し」トルクの指令を、テープ供給ボビンの回転軸を駆動するサーボモータに与えることにより、走行する段ボール紙がテープを引っ張るためにテープに生じる張力を減少させた条件下に、テープの貼り付けを開始すること、
３）定常運転に入った後は、テープ供給ボビンに対してサーボモータによる逆回転ブレーキングトルクを加えてテープの張力を制御し、それによって、段ボール紙の走行速度が急激に低下することがあっても、テープ供給ボビンが慣性により回転することを防止しつつテープの貼り付けを続行すること、
および
４）貼り付けの進行に伴い減少するテープ供給ボビンの径を、連続的に、または断続的に測定し、測定された径の減少が引き起こすテープの張力の増大を回避するように逆回転ブレーキングトルクを調節しつつ、テープの貼り付けを続行すること。
【００１１】
本発明の、段ボール紙の製造時に高速で走行する段ボール紙へ粘着性のテープを貼り付ける装置は、高速で走行する段ボール紙へ粘着性のテープを貼り付けるために必要な、テープの端を段ボール紙へ粘着させるための押圧手段に加えて、下記の諸部分を基本的な構成要素とする：
（Ａ）サーボモータによって駆動される複数のテープ供給ボビン、
（Ｂ）各テープ供給ボビンの回転軸にとりつけられ、回転軸に、正方向の調節された回転トルクまたは逆方向の逆回転ブレーキングトルクを与えるサーボモータ、
（Ｃ）各テープ供給ボビンの径を、連続的に、または断続的に測定する手段、
（Ｄ）測定されたテープ供給ボビンの径と段ボール紙の種々の速度との関係にもとづき、テープ供給ボビンに与えるべき、貼り付け開始時の「蹴り出し」トルクを算出する手段、
（Ｅ）定常運転時に、および段ボール紙走行速度が急激に変化したときに、それに対応してテープ供給ボビンに与えるべき逆回転ブレーキングトルクの適切な値を算出する手段、
ならびに、
（Ｆ）上記（Ｄ）および（Ｅ）の算出された値を表示するパネル、およびその値にもとづいて上記サーボモータに対して指令を出す機能を有するコントロールパネル。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の方法に従って段ボール紙の製造時に高速で走行する段ボール紙へ粘着性のテープを貼り付ける作業を行なえば、まず、待機時に、テープ供給ボビンにサーボモータで制御された逆回転トルクを与えているから、テープのたるみが防止される。貼り付け開始時には、テープ供給ボビンの径と段ボール紙の走行速度との関係にもとづいて適切に算出された「蹴り出し」トルクをテープ供給ボビンに与えるから、段ボール紙の走行速度をまったく、またはほとんど低下させなくても、貼り付けの開始が確実に行える。テープ貼り付け時の段ボール紙走行速度を低下させないで済めば、段ボール紙製造の作業性が向上することはいうまでもない。
【００１３】
テープの貼り付けに当たって段ボール紙の走行速度がまったく、またはほとんど変化せずに済めば、製造時のラインスピードの変化が製品段ボールの品質に与える悪影響を、ゼロないし実質上無視できる程度に、抑えることができる。それとともに、貼り付けられたテープに残る応力が、ゼロないしわずかな程度で済む。その結果、そのテープ貼り付け段ボール紙を最終製品にしたとき、たとえば製箱したとき、テープに残る応力のために箱の寸法・形状に歪みが生じるといったような、さまざまな不利益が避けられる。
【００１４】
定常運転時には、テープ供給ボビンにサーボモータにより逆回転ブレーキングトルクをあたえているから、テープに適切な張力が加わった状態で、走行しつつある段ボール紙への貼り付けが進行する。段ボール紙の走行速度がなんらかの原因で急変したとき、テープ供給ボビンが慣性で回転してテープにたるみが出るという現象が防止できる。テープ貼り付けダンボール紙製造が進行すれば、テープの消費につれてボビンの径は減少して行き、回転を増さなければテープに加わる張力が高まるが、径の現象を検知し、それに従ってブレーキングトルクを調節することにより、一定の張力を維持した条件でテープの貼り付けを進めることができる。
【００１５】
本発明を、段ボール紙の製造時に高速で走行する段ボール紙へ粘着性のテープを貼り付ける装置に適用すれば、上述した効果が得られ、有利に段ボール紙へのテープ貼り付けを行なって、すぐれた製品を得ることができる。この適用は、常用のサーボモータとそのコントロール技術により容易に行なうことができ、本発明の装置は設備のコストも僅少な額で足りる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の装置を適用する対象である、高速で走行する段ボール紙へ粘着性のテープを貼り付けるために使用する、テープの端を段ボール紙へ粘着させるための押圧手段としては、前記の特許文献１に記載の装置が適切であるが、そのほかの構成をもつ手段であっても、迅速なテープ端の貼り付け開始が可能なものであれば、本発明の装置を組み合わせることができる。
【００１７】
テープ供給ボビンの径を、連続的に、または断続的に測定する手段は任意のものを採用できるが、たとえば、反射式ビームセンサーのようなものが好適である。反射式ビームセンサーは、テープ供給ボビンの側面近くに配置してそこから光を照射し、ボビンから反射される光の信号よって、ボビンの径についての情報を得る装置である。「蹴り出し」トルクおよび逆回転ブレーキングトルクを算出する手段と、算出した値を表示する手段とは、一体のコントロールパネル、それもデジタル表示のタッチパネルに構成しておくと、条件の設定や変更にとって好都合である。
【００１８】
テープ供給ボビンは、段ボール紙に貼り付けるテープの幅や長さが、それぞれ異なるのが常であり、使用する長さも、それぞれのテープによってまちまちなことが多い。必要なテープの量が、ロットごとに貼り付け作業の内容に応じて変化するため、次回の作業に当たって、径の小さくなった残テープボビンを装着して使わざるを得ず、テープが尽きた箇所は、隣接するボビンを動員して、前述のスプライス技術によって「貼り継ぎ」を行なわなければならない。この貼り継ぎに際しては、テープ量が残り少なくなったボビンと、その後継者となるボビンとのスムーズな連携を図れるように、システムを構成すべきである。段ボール紙製造装置と組み合せるテープ貼り付け装置には、したがって、多数の、たとえば１２個の、サーボモータが直結したテープ供給ボビンを設ける必要がある。図１に掲げた例では、コントロールパネルのコントローラからの指示に従ってトルク制御を行なうＡＣサーボモータと、その回転数を検出するＰＧ（パルスジェネレータ）のセットを、３組だけ示してある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の、段ボール紙の製造時に高速で走行する段ボール紙へ粘着性のテープを貼り付ける装置における、テープの端を段ボール紙へ粘着させるための押圧手段に加えて設置すべき部分の構成を、その一部だけ示した概念的な図。
【図１】
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