(57)【要約】【課題】段ボールシートの段繰り装置及び段ボールシートの段繰り方法並びにシングルフェーサにおいて、芯紙に縦皺が発生することを抑制でき、貼り合わせ不良を防止できるようにする。【解決手段】段繰りされた芯紙１３にライナを貼り合わせて段ボールシートを製造する際、予加熱手段１１により加熱された芯紙１３に対し、相互に噛合する一対の段ロール３，５の噛み合いにより該段繰りを施す前に、芯紙１３に、少なくとも芯紙１３が上記の一対の段ロール３，５に到達するまで保持されるような軽い段繰りであるプレ段繰りを施す。【選択図】　　　　図１
2004017453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
段繰りされた芯紙にライナを貼り合わせて段ボールシートを製造する際、予加熱手段により加熱された芯紙に対し、相互に噛合する一対の段ロールの噛み合いにより該段繰りを施す、段ボールシートの段繰り装置であって、
該予加熱手段と上記の一対の段ロールとの間に、該芯紙に、少なくとも該芯紙が上記の一対の段ロールに到達するまで保持されるような軽い段繰りであるプレ段繰りを施すプレ段繰り手段をそなえて構成されている
ことを特徴とする、段ボールシートの段繰り装置。
【請求項２】
該プレ段繰り手段が、それぞれ周面を波形状に形成され相互に対向して配設された一対のプレ段ロールにより構成され、
上記の一対のプレ段ロールにより挟み付けるようにして該芯紙に対し該プレ段繰りを施す
ことを特徴とする、請求項１記載の段ボールシートの段繰り装置。
【請求項３】
上記の一対のプレ段ロールの相互間の圧力がゼロに設定されている
ことを特徴とする、請求項２記載の段ボールシートの段繰り装置。
【請求項４】
上記の一対のプレ段ロールが、その回転位相に拘わらず相互間に隙間が形成されるように構成されている
ことを特徴とする、請求項３記載の段ボールシートの段繰り装置。
【請求項５】
該プレ段ロールの周速度が、該プレ段ロールの上流側の芯紙の走行速度よりも高く設定されている
ことを特徴とする、請求項２〜４の何れかの項に記載の段ボールシートの段繰り装置。
【請求項６】
段繰りされた芯紙とライナとを貼り合わせて片段シートを製造する、シングルフェーサであって、
該芯紙を予加熱する予加熱手段と、
該予加熱手段により予加熱された該芯紙に対し段繰りする請求項１〜請求項５の何れかの項に記載の段ボールシートの段繰り装置と、
該段繰り装置により段繰りされた芯紙の段頂部に糊付けする糊付装置と、
一対の加圧ロールに巻回されるとともに該段繰り装置の段ロールの一方に押圧され、上記の一方の段ロールとのニップ部で、該糊付装置により糊付けされた該芯紙及び該ライナを貼り合わせる加圧ベルトとをそなえて構成された
ことを特徴とする、シングルフェーサ。
【請求項７】
段繰りされた芯紙にライナを貼り合わせて段ボールシートを製造する際、予加熱された芯紙に対し該段繰りを施す、段ボールシートの段繰り方法であって、
該芯紙に、少なくとも該芯紙に該段繰りが施されるまで保持されるような軽い段繰りであるプレ段繰りを施す第１ステップと、
該プレ段繰りされた芯紙に該段繰りを施す第２ステップとをそなえて構成されている
ことを特徴とする、段ボールシートの段繰り方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、段繰りされた芯紙にライナを貼り合わせて段ボールシートを製造するのに使用される、段ボールシートの段繰り装置及び段ボールシートの段繰り方法並びにシングルフェーサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のシングルフェーサ及びその周辺の概略構成図である。シングルフェーサ１には、上下に並べられ相互に加圧された一対の段ロール３，５がそなえられている。これらの段ロール３，５は、その円周面がそれぞれ波状に形成され、相互に噛合している。ミルロールスタンド７から供給された芯紙１３は、スプライサ９及びプレヒートドラム１１，１１を経て段ロール３，５のニップへ搬送され、段ロール３，５の噛み合いにより波形に成型される。波形に成型されたこの芯紙１３は、上段ロール３の波形の周面に保持されて上段ロール３の回転により移送され、この移送の途中、その段頂に糊付装置１５により糊が塗布される。糊を塗布された芯紙１３は、更に、上段ロール３と、ロール１７ａ，１７ａにループ状に掛け渡された加圧ベルト１７とのニップ部に移送され、このニップ部で、別途供給されたライナ１９と貼合されて片面段ボールウェブ２１となる。
【０００３】
さて、図５は上下段ロール３，５による芯紙１３の段繰りの様子を示す図であって上下段ロール３，５の噛合部を図４よりも拡大して示した模式図である。上下段ロール３，５の中心Ｏ１，Ｏ２を結ぶ線上にあるニップ点Ｎで、芯紙１３は一番強く加圧されて波形に成型されるのは当然のことであるが、このニップ点Ｎでは、芯紙１３の走行方向に沿って非常に高い張力が芯紙１３に作用し、この結果、芯紙１３に段頂部から段腹部にかけて割れ（以下、これを段割れという）が発生してしまうことがある。このようにニップ点Ｎで非常に高い張力が芯紙１３に作用するのは以下の理由による。
【０００４】
芯紙１３は、ニップ点Ｎよりも上流側において、ニップ点Ｎの他でも段ロール３，５の複数（図６では４つ）の段頂部に接触しており、これらの段頂部に僅かに巻き付くようにして接触した状態で走行することとなる。図５中の符号θ１，θ２，θ３，θ４は、接触する段頂部に対する芯紙１３の各巻付角を表している。
【０００５】
そして、芯紙１３は、ニップ点Ｎで段繰りされることから、ニップ点Ｎの下流側で波形に形成されてからの走行速度（＝段ロール３，５の周速度）Ｖ２は、ニップ点Ｎの上流側の直線形状での移動速度Ｖ１よりも遅くなる（Ｖ２＜Ｖ１）。これは、芯紙１３は、ニップ点Ｎの上流側で、段ロール３，５の複数の段頂部上を滑りながら走行していることを示す。このように芯紙１３が段頂部上を滑りながら進むということは、芯紙１３が、上記段頂部からそれぞれ摩擦抵抗を受けることを意味している。各段頂部から受けた摩擦抵抗は累積され、この結果、ニップ点Ｎでは非常に高い張力が芯紙１３に作用することになるのである。
【０００６】
そして、ニップ点Ｎで芯紙１３に作用する張力ＴＮは、下式（１）で表されることが一般的に知られている。
ＴＮ＝Ｔ０ｅμθ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
上式（１）中において、Ｔ０は、芯紙１３が段ロール３，５の段頂部に接触を開始するときの初期張力、μは摩擦係数である。また、θは下式（２）に示すように、芯紙１３が接触する段ロール３，５の段頂部の各巻付角θ１〜θｎ（図５ではｎ＝４）の合計で近似される。
【０００７】
θ＝θ１＋θ２・・・＋θｎ　　　　　　　　　　・・・　（２）
上式（１）から分かるように、ニップ点Ｎでの張力ＴＮは、上記の初期張力Ｔ０に比例している。したがって、この初期張力Ｔ０を小さくすれば、ニップ点Ｎでの張力ＴＮを減少させて芯紙１３の割れの発生を抑制できるようになる。
しかし、このように芯紙１３の初期張力Ｔ０を小さく設定することは、ニップ点Ｎよりも上流側の芯紙１３の張力を全体的に小さく設定することとなる。つまり、芯紙１３は、ミルロールスタンド７から長い経路を通ってニップ点Ｎに供給されるが、この間の張力が小さく設定されることとなって、芯紙１３が蛇行し、この結果、芯紙１３に皺が入ったりするなど別の問題が発生する虞がある。
【０００８】
それ故、従来は、シングルフェーサ１に設けた図４に示すプレヒートドラム１１の周速度Ｖ１を、ミルロールスタンド７からの芯紙１３の送り出し速度Ｖ０よりも高く設定してプレヒートドラム１１により芯紙１３を引っ張ることにより、芯紙１３の張力を、プレヒートドラム１１の上流側では増加させる一方、プレヒートドラム１１の下流側では減少させるようにしていた。つまり、ミルロールスタンド７とプレヒートドラム１１との間の芯紙１３の張力を一定以上に保持して芯紙１３の蛇行などを防止するとともに、プレヒートドラム１１の下流側の段ロール３，５の入口での芯紙１３の張力（つまり上記初期張力）Ｔ０ひいてはニップ点Ｎでの芯紙１３の張力ＴＮを減少させて段割れの発生を抑制するようにしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、芯紙１３には抄紙された時点で抄きむらがあり、プレヒートドラム１１による加熱後においては、この抄きむらにより芯紙１３に温度むらや水分むらが生じ、さらには芯紙１３に伸びむらが生じることがある。
このため、上述した従来技術のように、プレヒートドラム１１により芯紙１３を加速してニップ点Ｎでの芯紙１３の張力ＴＮを減少させると、上記伸びむらに起因して、図６（ａ）（図４のＸ−Ｘ断面図）に示すように段ロール３，５に入る前の芯紙１３に縦皺〔走行方向（図６において紙面に垂直な方向）に沿って延びる皺〕Ｓが発生するようになった。そして、このような縦皺Ｓがあるままで芯紙１３が段ロール３，５に入って段繰りされると、図６（ｂ）に示すように、上記縦皺Ｓが段ロール３，５により潰されてその左右と重なりあうようにして折り目が形成され、この結果、芯紙１３において縦皺Ｓとその左右との間に段差が生じることとなる。
【００１０】
このような段差が大きい場合には、この芯紙１３とライナ１９との貼合において、この段差部分の左右で貼合不良が発生する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたものであり、芯紙に縦皺が発生することを抑制でき、貼り合わせ不良を防止できるようにした、段ボールシートの段繰り装置及び段ボールシートの段繰り方法並びにシングルフェーサを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の段ボールシートの段繰り装置（請求項１）は、段繰りされた芯紙にライナを貼り合わせて段ボールシートを製造する際、予加熱手段により加熱された芯紙に対し、相互に噛合する一対の段ロールの噛み合いにより該段繰りを施す、段ボールシートの段繰り装置であって、該予加熱手段と上記の一対の段ロールとの間に、該芯紙に、少なくとも該芯紙が上記の一対の段ロールに到達するまで保持されるような軽い段繰りであるプレ段繰りを施すプレ段繰り手段をそなえて構成されていることを特徴としている。
【００１２】
該プレ段繰り手段は、例えば、それぞれ周面を波形状に形成され相互に対向して配設された一対のプレ段ロールにより構成され、上記の一対のプレ段ロールにより挟み付けるようにして該芯紙に対し該プレ段繰りを施す（請求項２）。
この場合、上記の一対のプレ段ロールの相互間の圧力がゼロに設定されることが好ましく（請求項３）、特に、上記の一対のプレ段ロールが、その回転位相に拘わらず相互間に隙間が形成されていることが好ましい（請求項４）。
【００１３】
また、該プレ段ロールの周速度が、該プレ段ロールの上流側の芯紙の走行速度よりも高く設定されていることが好ましい（請求項５）。
本発明のシングルフェーサ（請求項６）は、段繰りされた芯紙とライナとを貼り合わせて片段シートを製造する、シングルフェーサであって、該芯紙を予加熱する予加熱手段と、該予加熱手段により予加熱された該芯紙に対し段繰りする請求項１〜請求項５の何れかの項に記載の段ボールシートの段繰り装置と、該段繰り装置により段繰りされた芯紙の段頂部に糊付けする糊付装置と、一対の加圧ロールに巻回されるとともに該段繰り装置の段ロールの一方に押圧され、上記の一方の段ロールとのニップ部で、該糊付装置により糊付けされた該芯紙及び該ライナを貼り合わせる加圧ベルトとをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１４】
本発明の段ボールシートの段繰り方法（請求項７）は、段繰りされた芯紙にライナを貼り合わせて段ボールシートを製造する際、予加熱された芯紙に対し該段繰りを施す、段ボールシートの段繰り方法であって、該芯紙に、少なくとも該芯紙に該段繰りが施されるまで保持されるような軽い段繰りであるプレ段繰りを施す第１ステップと、該プレ段繰りされた芯紙に該段繰りを施す第２ステップとをそなえて構成されていることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態としての段ボールシートの段繰り装置及び段ボールシートの段繰り方法並びにシングルフェーサついて示す図であり、図１は段繰り装置の構成を示す模式的な側面図、図２は段繰り装置の構成を示す模式的な正面図（芯紙の搬送方向から見た図）であって一部破断して示す図、図３は段繰り装置の構成を示す模式的な斜視図である。なお、従来技術で説明した部品は同一の符号を付しその説明を省略する。
【００１６】
本実施形態のシングルフェーサは、上述した図４に示すシングルフェーサ１に対し、プレヒートドラム（予加熱手段）１１と段ロール３，５との間に一対のプレ段ロール（プレ段繰り手段）を配設した構成となっている。
図１〜図３に示すように、これらのプレ段ロール３１，３３は、芯紙１３のパスラインを挟んで対向するように配設されており、プレ段ロール３１，３３は、フロアに立設されシングルフェーサの幅方向両側壁をなすフレーム２３に回転自在に支持されている。プレ段ロール３１，３３は、周面を波状に形成され、全軸長に渡って星形の横断面形状を有している。
【００１７】
プレ段ロール３１，３３は、図１に示すように、互いに山が相手の谷部に入り込むように、各種設計条件（歯の高さ，歯のピッチ，相対的な回転位相など）が設定されている。ここでは、プレ段ロール３１，３３は、その回転位相に拘わらず相互間に隙間が形成されるように上記の各種設計条件が設定されており、段ロール３，５が相互に加圧される構成となっているのに対し、プレ段ロール３１，３３は相互に加圧されない構成となっている（プレ段ロール３１，３３の相互間の圧力が零に設定されている）。
【００１８】
つまり、芯紙１３の段繰りを、段ロール３，５は、芯紙１３に対し強い圧力をかけて塑性変形させることにより行なうのに対し、プレ段ロール３１，３３は段ロール３，５による加圧力に較べ弱い圧力で、少なくとも芯紙１３が段ロール３，５に到達するまで保持されるような軽い段繰りを芯紙１３に形成するようになっている。このようなプレ段ロール３１，３３により芯紙１３に施される軽い段繰りを、本発明ではプレ段繰りと称しており、例えば、プレ段ロール３１，３３により、芯紙１３に対し軽い圧力をかけて弾性変形させることにより形成される。
【００１９】
なお、ここでは、プレ段ロール３１，３３は、芯紙１３に対し両ロールにおいて三個所ａ，ｂ，ｃで接触するようになっている。
さて、図２に示すように、プレ段ロール３１，３３には、その軸端に相互に噛合する歯車３５がそれぞれ取り付けられ、また、プレ段ロール３３の軸端部にはモータ３７がそなえられており、モータ３７により歯車３５を介してプレ段ロール３１，３３を同期させて回転駆動できるようになっている。プレ段ロール３１，３３は、芯紙１３の段ロール３，５の入口での初期張力Ｔ０が略零（完全に零も含む）となるように、その周速度Ｖ１′を上流側の芯紙１３の速度（＝プレヒートドラム１１の周速度）Ｖ１より高めに設定されている。
【００２０】
本発明の第１実施形態としての段ボールシートの段繰り装置及びシングルフェーサは上述したように構成されているので、以下のようにして芯紙１３が段繰りされる。
つまり、先ず、ミルロールスタンド７からの芯紙１３には、プレヒートドラム１１の回転により走行方向に沿って十分な張力が付与され、これによりミルロールスタンド７，プレヒートドラム１１間の蛇行が防止される。そして、芯紙１３は、その段ロール３，５の入口での初期張力Ｔ０が略零（又は完全に零）となるように、プレ段ロール３１，３３によりプレヒートドラム１１の周速度よりも速い周速度で牽引され、これにより、段ロール３，５における芯紙１３の段割れを従来よりも一層効果的に抑制できるようになる。
【００２１】
また、芯紙１３は、段ロール３，５により段繰りされる前に図３に示すようにプレ段ロール３１，３３により極僅かではあるが走行方向に沿って波打つ癖（プレ段繰り）Ｄが付けられる。コンベックスルール（巻尺）がそうであるように、凹部及び／又は凸部を設けるとその凹凸形状と交差する方向への曲げに対する剛性が格段に向上し、このように芯紙１３にプレ段繰りＤを形成すれば、従来技術と同様にプレヒータロール１１により芯紙１３を加速しても、芯紙１３の走行方向に波打つプレ段繰りＤに対して、上記走行方向に交差する紙幅方向に波打つ縦皺の発生を防止でき、ひいては、芯紙１３とライナ１９との貼合不良を防止できる利点がある。
【００２２】
なお、プレ段ロール３１，３３は、段ロール３，５とは異なり、上述したように相互に加圧されず、特に、ここでは、プレ段ロール３１，３３の相互間には隙間が空いているので、芯紙１３との間に発生する摩擦力を、段ロール３，５と芯紙１３との間に発生する摩擦力よりも大幅に減少させることができ、プレ段ロール３１，３３では芯紙１３に段割れは発生しない。
【００２３】
また、プレ段ロール３１，３３が、芯紙１３の張力を略カットするようになる（プレ段ロール３１，３３よりも上流側の張力が、プレ段ロール３１，３３よりも下流側に伝達されることが抑制されるようになる）ので、相互の影響を考えずにプレ段ロール３１，３３の前後で個別に芯紙１３の張力を設定することが可能となる。これにより、例えば、プレヒートドラム１１の送り速度を従来よりも高く設定して、プレ段ロール３１，３３の上流側、即ち、ミルロールスタンド７とプレヒートドラム１１との間の張力を従来よりも増加し、芯紙の蛇行を従来よりも効果的に抑制するようなことも可能となる。このようにプレヒートドラム１１の送り速度を従来よりも高く設定すると、プレヒートドラム１１への芯紙１３の巻き付く力即ち芯紙１３がプレヒートドラム１１に押し付けられる力が増加するようになり、プレヒートドラム１１により芯紙１３を従来よりも効率的に予熱することが可能となる。
【００２４】
なお、本発明の段ボールシートの段繰り装置及び段ボールシートの段繰り方法並びにシングルフェーサは、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上述の実施形態では、プレ段ロール３１，３３を、相互に隙間をあけて配設したが、ニップ圧（加圧力）がゼロであれば、プレ段繰りの際に芯紙に段割れが発生しないので、プレ段ロール３１，３３が芯紙１３を介して噛合するようにしても良い。なお、ニップ圧がゼロとは、完全にゼロでなくしても略ゼロである場合も含む。
【００２５】
また、上記実施形態では、プレ段ロール３１，３３を芯紙１３に三点接触させる構成としたが、芯紙１３を波形状に形成できるよう（プレ段繰りできるよう）芯紙１３に三点以上で接触すれば、その接触数は限定されない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、予加熱された芯紙は、段繰りされる前にプレ段繰りされるので、段繰りされる際の芯紙の走行速度を芯紙の段割れを抑制すべく低く設定しても、芯紙に縦皺が発生することを抑制でき、貼り合わせ不良を防止できる利点がある。
【００２７】
一対のプレ段ロールを、その回転位相に拘わらず相互間に隙間が形成されるように構成すれば、プレ段ロールにおいて芯紙に作用する摩擦力を抑制でき、芯紙の段割れを確実に防止できる。
さらに、プレ段ロールの周速度を、プレ段ロールの上流側の芯紙の走行速度よりも高く設定することにより、段繰りする際に芯紙に作用する張力を減少させることができ、芯紙の段割れを一層効果的に抑制できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての段ボールシートの段繰り装置の構成を示す模式的な側面図である。
【図２】本発明の一実施形態としての段ボールシートの段繰り装置の構成を示す模式的な正面図であり、一部破断して示す図である。
【図３】本発明の一実施形態としての段ボールシートの段繰り装置の構成を示す模式的な斜視図である。
【図４】従来のシングルフェーサ及びその周辺の概略構成図である。
【図５】従来のシングルフェーサの上下段ロールによる芯紙の段繰りの様子を示す図であって、上下段ロールの噛合部を図４よりも拡大して示した模式図である。
【図６】従来のシングルフェーサの課題を説明するための図であって、（ａ）は段ロールよりも上流側での芯紙の模式的な断面図、（ｂ）は段ロールよりも下流側での芯紙の模式的な断面図である。
【符号の説明】
１　シングルフェーサ
３　上段ロール
５　下段ロール
７　ミルロールスタンド
９　スプライサ
１１　プレヒートドラム（予加熱手段）
１３　芯紙
１５　糊付装置
１７　加圧ベルト
１７ａ　加圧ロール
１９　ライナ
２１　片面段ボールウェブ
２３　フレーム
３１，３３　プレ段ロール（プレ段繰手段）
３５　歯車
３７　モータ
ａ，ｂ，ｃ　プレ段ロールと中芯との接点
Ｓ　縦皺
θ　巻付角
μ　摩擦係数
Ｔ　張力
Ｄ　横方向の波形（プレ段繰り）
【図１】
2004017453.tif 000003
【図２】
2004017453.tif 000004
【図３】
2004017453.tif 000005
【図４】
2004017453.tif 000006
【図５】
2004017453.tif 000007
【図６】
2004017453.tif 000008