(57)【要約】本発明は、段ボールを製造する方法と、カーテンコーティング技法を用いてホットメルト接着剤により中芯原紙をライナーに接着する方法とに関する。この方法により、互いに接合された１つ又は複数の波形の板紙層及び１つ又は複数のライナー層から成る段ボールを製造することが可能である。
2006519122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーテンコーティング技法を用いてホットメルト接着剤により、中芯原紙へ１つ又は複数のライナーを接着することを特徴とする、段ボールを製造する方法。
【請求項２】
プレスギャップ付近に配置されたカーテンコーティングユニットにより、前記ホットメルト接着剤を塗布する、ここで、前記カーテンコーティングユニットと前記プレスギャップとの間の距離は好ましくは１〜１００ｃｍである、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ホットメルト接着剤を前記ライナーに塗布し、続いて該ライナー及び前記中芯原紙を互いに接合することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ホットメルト接着剤を、均一な膜又は発泡体として前記ライナーの内面に塗布することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ホットメルト接着剤が、少なくとも１つの熱可塑性ポリマー、少なくとも１つの軟化剤、及び少なくとも１つのグルー樹脂成分を含むか、または少なくとも１つのスターチ系トランスグリセリン処理グルーまたはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
カーテンコーティング技法を用いてホットメルト接着剤により、中芯原紙へ１つ又は複数のライナーを接着することを特徴とする、中芯原紙をライナーに接着する方法。
【請求項７】
プレスギャップ付近に配置されたカーテンコーティングユニットにより、前記ホットメルト接着剤を塗布する、ここで、前記カーテンコーティングユニットと前記プレスギャップとの間の距離は好ましくは１〜１００ｃｍである、ことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ホットメルト接着剤を前記ライナーに塗布し、続いて該ライナー及び前記中芯原紙を互いに接着することを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記ホットメルト接着剤を、均一な膜又は発泡体として前記ライナーの内面に塗布することを特徴とする、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ホットメルト接着剤が、少なくとも１つの熱可塑性ポリマー、少なくとも１つの軟化剤、及び少なくとも１つのグルー脂成分を含むか、または少なくとも１つのスターチ系トランスグリセリン処理グルーまたはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする、請求項６ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、段ボールを製造する方法、及びカーテンコーティング技法を用いてホットメルト接着剤により中芯原紙（段付媒体）をライナーに接着する方法に関する。この方法により、互いに接合された１つ又は複数の段付層及び１つ又は複数のライナー層から成る段ボールを製造することが可能である。
【背景技術】
【０００２】
段ボールは、従来より、板紙のリール及び水性グルーを出発原料として用いて、それらを段ボールのシートに変える生産ラインにおいて製造されている。図１は、従来の段ボール生産ラインの簡略図２００を示す。
【０００３】
図１において、ライナー１がリール２からライナー予熱器３へ、そしてそこからさらに接着装置５へ送られる。その後、ライナー１は、リール７から中芯原紙予熱器８を介してコルゲータ９へ、そして接着装置５へ送られる中芯原紙６と接合される。このようにして得られる片面段ボール１０は、引き上げコンベヤ１１、ブリッジ４、及び予熱器を介して、接着ユニット１２へ進む。リール１４からのライナー１３が、予熱器１５を介してホットプレート１７へ送られ、そこで、片面段ボール１０と接合される。両面段ボールは、ホットプレート１７から、スリッタスコアラ１８、切断ナイフ１９、及び受け取り装置２０へさらに送られる。
【０００４】
中芯原紙は、接着装置においてライナーに接着され、そこで、グルーが中芯原紙の段頂に塗布される。従来の接着装置では、グルーロールがグルーボックスからグルーを採取して、中芯原紙の段頂に均一な層としてグルーを塗布し、それと同時にグルーロールを段頂に緩く押し付ける。グルーを塗布した後、ライナーが中芯原紙と接合される。より発展した接着ユニットも従来技術から既知であるが、これらのユニットは、水性グルーが段頂の片側に塗布されるという主に同じ基本原理を有する。グルーを塗布した後、板紙ウェブはホットプレート上に送られ、そこで、段ボールがあらゆる方向に剛性を有する最終形態を取る。ホットプレート、すなわち加熱部分の主な役割は、グルー接合部が形成されるほどの熱をさらに加えて、段ボール製造機における次の製造工程に耐えるのに十分な強度を有する段ボールを提供することである。ホットプレートは、グルーと中芯原紙が発し得る水蒸気（moisturizing steam）とにより生じる過剰な水分を、段ボールから除去する役割も果たす。
【０００５】
段ボール製造機において用いられるグルーは、大抵の場合、水、スターチ（例えば、コーンスターチ）、及び水酸化ナトリウム等のアルカリを多量に含むスターチ系グルーである。硼砂又は硼酸を、アルカリ膨潤のカッティング化学物質として、且つグルーの粘度を制御するために用いてもよく、ポリビニルアルコール等の他の添加剤を、接着特性の改質及び改善のために用いてもよい。
【０００６】
グルーは、通常は段ボール製造機の近傍に配置される別個のグルー調製室において調製される。グルー調製室は、グルーを製造し、および／またはグルーを混合して段ボール製造機へポンプで送る装置を備える。
【０００７】
従来技術による、水性グルーを用いて段ボールを製造する方法は、多くの問題を伴っていた。板紙の熱含量が十分でない場合、又はグルーが塗布されすぎた場合、接着工程直後に接合部が分離し、機械の速度を減速させなければならない。グルーが多すぎることは、完成した段ボールの品質欠陥にもつながるおそれがある。接着された接合部の肩が大きすぎる場合、乾燥するにつれ、薄いライナーを引き下げ、それによって、段ボールの表面が洗濯板のようになる、いわゆる洗濯板現象が生じる。起こり得る別の欠陥は、特に薄いライナーにおける、段頂間のライナーの反りである。
【０００８】
米国特許第３，６４４，１５９号は、段ボールを製造する方法及び装置を開示しており、この方法では、熱可塑性コーティングが１つ又は複数のライナー／中芯原紙に施与され、このコーティングは、熱により、特に、ライナー及び中芯原紙の表面が、プレスロールにより互いに接合される時に４００℃〜６００℃の温度を有する空気をライナー及び中芯原紙の表面に吹き付ける熱風ノズルにより、溶融されて液体状態になる。これに関して、場合により、電気炉を付加的なヒータとして用いてもよい。
【０００９】
米国特許第３，８１１，９８７号は、耐水性段ボールを製造する装置を提示している。熱可塑性コーティングが前もってに施されたライナー及び中芯原紙の表面は、火炎、好ましくはアセチレン酸素炎により加熱され、それにより、熱可塑性コーティングが溶融し、プレスロールにより表面同士が接合される。
【００１０】
熱可塑性ポリマーが紙又は他の表面若しくは基材に施与される押し出しコーティングプロセスでは、カーテンコーティング装置及びカーテンコーティング方法が一般的に用いられる。カーテンコーティング装置により、カーテンとして、その下を進むウェブ上に重力により落下するか又はスライスリップ間の圧力により移動する、一続きのコーティング膜を形成することが可能である。溶融材料又は溶剤系若しくは水性組成物を、コーティングとして用いてもよい。コーティングは、圧力により、ウェブの上から、又はいわゆる噴水式にウェブの下から、移動中のウェブに施与すことができる。ウェブの縁部に落ちる過剰なコーティングは、装置の下の容器に回収して、再循環供給することができる。図２は、通常のカーテンコーティング装置を概略的に示す。
【００１１】
図２において、シート３１（シートの代わりにウェブを用いてもよい）が、コンベヤ３２によりカーテンコーティング装置３００へ送られる。溶融／液体コーティング材料が、供給路３４を通してカーテンコーティング装置の供給タンク３３へ供給される。コーティング材料は、シート３１と同じ幅の一続きのカーテン又は膜として、スライス開口３５を通ってシート３１の表面上に落下させられるか、又は落下するように圧力で付勢される。生じ得る過剰なコーティングは、回収容器３６内に落下し、回収容器３６から供給タンク３３へ戻される。
【００１２】
水分散型接着剤の乾燥固形分含量は通常、１８〜３０重量％であり、最大でも６５重量％である。繊維特性に悪影響を及ぼすことが多い水を、完成品から蒸発させなければならない。水の蒸発は大量のエネルギーを必要とし、最終製品では通常は最大でも８重量％の水である望ましい含水量に達するために、長い乾燥ユニットが必要である。ホットプレートにより高密度材料から水分を蒸発させる場合、水蒸気の圧力が層を互いに分離させる可能性がある。十分な平滑度及び印刷品質に関連する問題も生じる。段ボールにしばしば関連する他の問題は、いわゆる洗濯板現象及び反りであり、これは、さらなる処理及び印刷におけるさらなる問題につながる。
【００１３】
水分散型接着剤を用いる場合、非常に少量のグルーを塗布することは不可能である。用いられるグルーの量は、通常は少なくとも２ｇ／ｍ２であり、段頂に塗布される場合、塗布されるグルーの量が多すぎてグルー層の制御が問題を引き起こすことが多い。特に接着装置に関連して、段が小さい段ボールを製造する際に問題が生じており、特に段が微小な製品において、スターチ系接着剤使用には問題が多い。
【００１４】
また、スターチ系接着剤は耐水性が低いため、添加剤の使用が必要である。グルーにおいて用いられる添加剤及び強アルカリは、適切な保護措置が必要な有害化学物質である場合が多い。さらに、グルーを標準化すること、及びプロセス中にグルーを一定に保つことにより、再現性に関連する問題が生じ、これにより現在のプロセスは大きな許容範囲を有する傾向がある。従来の装置では、グルーがロールから段頂へ移される際にグルーが跳ね返ることが分かっており、ウェブに対するグルーロールの速度を変えることによりグルーのこの挙動を制御する試みがなされている。プロセスの制御は困難であることが多く、生産ラインは過度に湿潤または過度に乾燥した状態で稼動され、これは、製品がプロセス中で所望通りに挙動しないことを意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記に基づいて、段ボールを製造する、特に中芯原紙をライナーに接着する、改良された方法が明らかに必要であることが分かる。
【００１６】
本発明の目的は、カーテンコーティング技法を用いてホットメルト接着剤により段ボールを製造する方法を提供することである。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、カーテンコーティング技法を用いてホットメルト接着剤により中芯原紙をライナーに接着する方法を提供することである。
【００１８】
本発明による方法に特有の特徴は、特許請求の範囲に示されている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によって、段ボールを製造する方法の欠点及び問題は、中芯原紙ウェブとライナーウェブとの接着が、カーテンコーティング技法を用いてホットメルト接着剤により行われる方法を用いることにより、回避することができるか、又は少なくとも実質的に減らすことができる。カーテンコーティングは、ライナーウェブと中芯原紙ウェブとを互いに接合する直前に、平滑なライナーウェブ上に対して行われる。カーテンコーティングで用いられるホットメルト接着剤は、任意の従来技術の方法により、例えば、押し出し技法を用いることにより、有利には段ボール製造機の近傍で製造されることができる。このようにして、従来用いられていた乾燥ユニットすなわちホットプレート、及びグルー調製室はもはや必要なく、それにより、段ボール製造機の長さが大幅に短縮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［発明の詳細な説明］
本発明による方法では、ライナーウェブと中芯原紙ウェブとの接着は、プレスギャップ、すなわちロールニップの付近に配置されるカーテンコーティング装置により行われ、ロールニップにおいて、中芯原紙とライナーとが互いに接合される。カーテンコーティングは、ライナーの内面に対して行われる。本発明による方法は、添付の図３に示される。
【００２１】
図３では、ライナー１がプレスロール１６へ送られ、中芯原紙６もまた、上部コルゲータロール２３及び下部コルゲータロール２５を介してプレスロール１６へ送られる。ホットメルト接着剤の均一な層が、カーテンコーティングユニット２７により、プレスギャップ２６の付近でライナー１に塗布される。次に、ライナー１と中芯原紙６とが互いに接合され、片面段ボールウェブ１０が得られる。この片面段ボールウェブはプレスロール２８及び２９へ送られ、ライナー１３もまたプレスロール２８及び２９へ送られる。ライナー１３には、プレスギャップ３０の付近に配置されたカーテンコーティングユニット３７により、ホットメルト接着剤の均一な層が塗布され、ライナー１３と片面段ボール１０とが互いに接合されることにより、両面段ボールウェブ４０が得られる。多層段ボールの製造が望まれる場合、いくつかの連続的な接着及びコルゲートユニットがあってもよい。さらに、最終製品及び必要なものに応じて段の高さ及び幅を変えることができる限度には制限はない。
【００２２】
本発明による方法では、従来技術から既知のカーテンコーティング技法及びカーテンコーティング装置を用いることができる。ホットメルト接着剤は、例えば押し出し技法と同じような方法で、および／または他の何らかの従来技術の技法を用いて、有利にはカーテンコーティング装置の近傍で、溶融状態に調製される。溶融グルーは、カーテンコーティング装置のスライスリップに通されて、そこからライナーウェブの表面上に、均質且つ均一なカーテンとして送られる。グルーの量は、１〜５０ｇ／ｍ２の間で変化させることができ、好ましくは３〜６ｇ／ｍ２である。グルーの量は、グルー膜が提供する剛性及び保護レベルに応じて決まる。
【００２３】
好ましくは、少なくとも９０重量％のグルーを含有するホットメルト接着剤が用いられる。ホットメルト接着剤は、７０〜１９０℃の温度で溶融して液体状態になり、次に、カーテンコーティング装置のグルー容器にポンプで送られ、そのグルー容器から、グルー膜が滑らかで均一な膜として、又は発泡体としてのカーテンの形態で、プレスギャップ付近の直線面に塗布される。この塗布には、スライスリップからライナーウェブにわたって均質なカーテン形成グルー膜を供給する、スライス開口に配置されたノズルが用いられる。プレスギャップからのカーテンコーティング装置の距離は、１〜１００ｃｍであることが有利である。スライス開口の幅は、０．０５〜２ｍｍ、好ましくは０．２〜０．３ｍｍであり、スライスリップとウェブとの間の距離は、２〜１００ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍである。
【００２４】
第２の接着の直後に、接着された段ボールは剛性平面として進み続ける。カーテンは、ウェブの上及び下から供給することができる。
【００２５】
適した接着剤は、全ての一般的に既知のホットメルト接着剤及び接着剤組成物である。ホットメルト接着剤組成物は通常、少なくとも１つの熱可塑性ポリマー、少なくとも１つの軟化剤、及び少なくとも１つのグルー樹脂成分を含む。ホットメルト接着剤は通常、最高でも５０重量％の熱可塑性ポリマー、最高でも４０％重量の可塑剤、及び最高でも７０重量％のグルー樹脂成分を含有する。さらに、一部のホットメルト接着剤では蝋が用いられ、接着剤は、使用目的に応じて他の添加剤を含有してもよい。ホットメルト接着剤は、少なくとも１つのスターチ系トランスグリセリン処理グルー、すなわちＴＧグルー、又は上記の接着剤の組み合わせを含有してもよい。
【００２６】
本発明による方法は、従来技術の方法よりも優れたいくつかの利点を有する。本発明の方法では、事実上全く水分を含有しないグルーを用いることにより、水、水分、及び段ボールの乾燥による問題全てを回避することができる。その結果、印刷表面が平滑であるため、段ボールの印刷が著しく容易になり、印刷品質がより高くなる。本発明による方法により、いわゆる洗濯板現象を大幅に減らして、印刷適性をさらに大きく改善させることも可能である。
【００２７】
本発明による方法では、従来技術のライナーよりもはるかに少ない坪量を有する段ボールライナーを用いて、段ボールを製造することが可能である。現在典型的に用いられている材料は、１６０〜１８０ｇ／ｍ２の坪量を有するが、一方、本発明の技法を用いることにより、４０ｇ／ｍ２（１つのライナーの坪量）、および印刷のためのは最も好ましくは、１１０〜１３５ｇ／ｍ２の値達成される。
【００２８】
本発明による方法により製造される段ボールは、熱可塑性ポリマーを含有する１つ又は複数の層を含むため、耐水性及び耐湿性がはるかに高い。したがって、グルー接合部は、水、水蒸気、及びグリースに対する隔離層としての役割も果たす。本発明による方法により製造された段ボールは、優れた印刷適性を有し、製品には容易にさらなる処理を施すことができ、その真直度の制御は容易である。さらなる処理を即座に行うことができ、製品は、従来の水分散液により製造される製品のような均一化または平衡化の時間を必要としない。本発明による方法では、層は互いに分離されることはなく、蒸気圧が製品に影響を及ぼすことはない。これにより、横方向及び縦方向のグルーの接着力がより均一になる。この場合、間に又は外面上にポリエチレンを含むラミネート、又は低融点を有する他の熱可塑性樹脂等の感熱性の材料を段ボールの製造に用いることも可能である。接着プロセスが高速であること、及びもはや制御の必要がないことにより、生成される廃棄物の量は大幅に低減される。本発明では水を使用する必要がないため、ホットプレートも、乾燥セクションも、グルー調製室も必要ない。接着の制御が改善されたことにより、ウェブの走行速度を少なくとも２倍、すなわち５００ｍ／分を超える値にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来のダンボール生産ラインを示す簡略図である。
【図２】通常のカーテンコーティング装置の概略図である。
【図３】本発明の方法を示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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