JP4558566B2 - 段ボール用シートの蒸気加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、送給される芯紙、ライナ紙、片面段ボールシートまたは両面段ボールシートの段ボール用シートを接触させて、高温高圧の蒸気で間接加熱する段ボール用シートの蒸気加熱装置に関する。

コルゲートマシンと呼ばれる段ボールの製造装置は、例えば、本発明の実施形態を説明する図１に示すように、芯紙１、第１ライナ紙２および第２ライナ紙３をそれぞれ供給するミルロールスタンド４、５、６を有し、まずシングルフェーサ７で、ミルロールスタンド４から送給される芯紙１を、ヒーティングロール８ａ、８ｂで加熱したのち、上下一対の段ロール９ａ、９ｂで波形状に成形しながら加熱して、一方の波形頂部に糊付け装置１０で糊付けするとともに、ミルロールスタンド５から送給される第１ライナ紙２を、ヒーティングロール１１ａ、１１ｂで加熱したのち、糊付けした波形状の芯紙１に加圧ベルト１２で押圧して、芯紙１と第１ライナ紙２を接着した片面段ボールシート１３を形成する。形成された片面段ボールシート１３は、ヒーティングロール１４ａ、１４ｂで加熱されたのち、糊付け装置１５で芯紙１の他方の波形頂部に糊付けされてダブルフェーサ１６に供給され、ミルロールスタンド６から送給される第２ライナ紙３が、ヒーティングロール１７ａ、１７ｂで加熱されたのち、片面段ボールシート１３の下側に接着されて両面段ボールシート１８が形成される。

前記ダブルフェーサ１６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とから成り、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、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１８を送給するようヒーティングパートとクーリングパートとに渡って設けられた上コンベア２１の搬送ベルトを介して、両面段ボールシート１８をヒーティングボックス１９に押圧し、満遍なく第２ライナ紙３と片面段ボールシート１３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、接着された両面段ボールシート１８は、上コンベア２１と下コンベア２２の搬送ベルトに挟持されて、冷却されながら出口側に向かって搬送される。形成された両面段ボールシート１８は、ダブルフェーサ１６の出口側の排出ラインに設けられたスリッタ・スコアラ２３で、必要に応じて幅切断と罫線入れを施され、ロータリカッタ２４で長さ切断されたのち、排出端に積み重ねられる。

前記シングルフェーサ７で芯紙１と第１ライナ紙２を接着するための糊付け装置１０や、ダブルフェーサ１６で第２ライナ紙３と片面段ボールシート１３を接着するための糊付け装置１５にはでんぷん糊が用いられており、このでんぷん糊の固化を促進して接着力を高めるために、芯紙１、各ライナ紙２、３、片面段ボールシート１３および両面段ボールシート１８の各段ボール用シートを、でんぷん糊で接着前または接着中に加熱する各ヒーティングロール８ａ、８ｂ、１１ａ、１１ｂ、１４ａ、１４ｂ、１７ａ、１７ｂ、段ロール９ａ、９ｂ、ヒーティングボックス１９等の加熱装置が設けられている。なお、段ロール９ａ、９ｂは、加熱によって、波形状に成形される芯紙１のスプリングバックによる成形不良を防止する役割もする。

上述した各ヒーティングロール、段ロール、ヒーティングボックス等の段ボール用シートの加熱装置には、中空体としたロールまたはボックスの内部に高温高圧の蒸気を供給し、その外表面に接触する段ボール用シートを蒸気で間接加熱する蒸気加熱装置が多く用いられている（例えば、特許文献１、２、３参照）。特許文献１にはヒーティングロールに採用された蒸気加熱装置が、特許文献２にはヒーティングロールおよび段ロールに採用された蒸気加熱装置が、特許文献３にはヒーティングボックスに採用された蒸気加熱装置が、それぞれ記載されている。なお、特許文献１に記載されたものでは、ライナ紙に高温の蒸気を直接吹き当てる加熱装置も併用している。

これらの段ボール用シートの蒸気加熱装置には、加熱した後の蒸気をロールやボックスの内部から排出する排出経路が設けられている。この加熱後の蒸気は一部凝縮してドレンとなり、加熱効率の低下や加熱ムラの原因となるので、蒸気の排出経路には、ロールやボックス内に溜まったドレンを回収するために、オリフィスやフロート弁を用いたスチームトラップが設けられている。

特開昭６１−２７０１４３号公報（第１図） 登録実用新案第３０６１２２０号公報（第１図） 実公昭５９−２４４９８号公報（第１−３図）

上述した加熱後の蒸気の排出経路にスチームトラップを設けた従来の段ボール用シートの蒸気加熱装置は、段ボール用シートの送給速度、幅寸法または原紙の坪量の増大によって、加熱に消費される熱量が急激に増加すると、高温高圧の蒸気の供給量が不足するとともに、加熱後の蒸気の凝縮で急激に増加するドレンを速やかに回収できず、段ボール用シートの加熱が不足したり、加熱ムラが生じたりする問題がある。

このように段ボール用シートの加熱が不足したり、加熱ムラが生じたりすると、糊付け装置のでんぷん糊で接着前または接着中の段ボール用シートを加熱するヒーティングロール、段ロール、ヒーティングボックス等では、でんぷん糊の固化が十分に促進されず、段ボール用シートの接着力不足や接着ムラ等の接着不良が生じる。また、芯紙を波形状に成形しながら加熱する段ロールでは、スプリングバックによる芯紙の波形状の成形不良が生じやすくなるとともに、この成形不良によって接着不良がより発生しやすくなる。

そこで、本発明の課題は、加熱に消費される熱量が急激に増加しても、加熱不足や加熱ムラが生じない段ボール用シートの蒸気加熱装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、送給される芯紙、ライナ紙、片面段ボールシートまたは両面段ボールシートのいずれかの段ボール用シートを中空体の外表面に接触させ、この中空体の内部に高温高圧の蒸気を供給して、前記接触させた段ボール用シートを蒸気で間接加熱する段ボール用シートの蒸気加熱装置において、前記段ボール用シートを加熱した後の蒸気を前記中空体の内部から強制的に排出する排出経路を設け、この排出経路に開閉弁を設けて、前記段ボール用シートの送給速度、幅寸法および坪量の少なくともいずれかの情報に基づいて前記排出経路に設けた開閉弁を制御し、前記段ボール用シートの加熱に消費される熱量が急激に増大しても、前記中空体の内部に新たな高温高圧の蒸気を速やかに供給するようにした構成を採用した。

すなわち、段ボール用シートを加熱した後の蒸気を中空体の内部から強制的に排出する排出経路を設け、この排出経路に開閉弁を設けて、段ボール用シートの送給速度、幅寸法および坪量の少なくともいずれかの情報に基づいて排出経路に設けた開閉弁を制御し、送給される段ボール用シートの送給速度、幅寸法または坪量の増大によって、加熱に消費される熱量が急激に増加しても、加熱後に温度が低下した蒸気や、この蒸気が凝縮したドレンを、開閉弁の制御によって速やかに排出経路から強制的に排出して、中空体の内部に新たな高温高圧の蒸気を速やかに供給することにより、加熱不足や加熱ムラが生じないようにした。

前記蒸気加熱装置を、前記段ボール用シートをでんぷん糊で接着前または接着中に加熱するものとすることにより、でんぷん糊の固化をムラなく促進して、段ボール用シートの接着力不足や接着ムラ等の接着不良を防止することができる。

前記蒸気加熱装置を、前記ライナ紙とでんぷん糊で接着される芯紙を、波形状に成形しながら加熱するものとすることにより、接着不良を防止するとともに、スプリングバックによる芯紙の成形不良も防止することができる。

この発明の段ボール用シートの蒸気加熱装置は、段ボール用シートを加熱した後の蒸気を中空体の内部から強制的に排出する排出経路を設け、この排出経路に開閉弁を設けて、段ボール用シートの送給速度、幅寸法および坪量の少なくともいずれかの情報に基づいて、排出経路に設けた開閉弁を制御し、送給される段ボール用シートの送給速度、幅寸法または坪量の増大によって、加熱に消費される熱量が急激に増加しても、加熱後に温度が低下した蒸気や、この蒸気が凝縮したドレンを、開閉弁の制御によって速やかに排出経路から強制的に排出して、中空体の内部に新たな高温高圧の蒸気を速やかに供給するようにしたので、加熱不足や加熱ムラが生じないようにすることができる。

前記蒸気加熱装置を、段ボール用シートをでんぷん糊で接着前または接着中に加熱するものとすることにより、でんぷん糊の固化をムラなく促進して、段ボール用シートの接着力不足や接着ムラ等の接着不良を防止することができる。

前記蒸気加熱装置を、ライナ紙とでんぷん糊で接着される芯紙を、波形状に成形しながら加熱するものとすることにより、接着不良を防止するとともに、スプリングバックによる芯紙の成形不良も防止することができる。

以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係る段ボール用シートの蒸気加熱装置を採用した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、第１ライナ紙２および第２ライナ紙３をそれぞれ供給するミルロールスタンド４、５、６を有し、まずシングルフェーサ７で、ミルロールスタンド４から送給される芯紙１を、ヒーティングロール８ａ、８ｂで加熱したのち、上下一対の段ロール９ａ、９ｂで波形状に成形しながら加熱して、一方の波形頂部に糊付け装置１０で糊付けするとともに、ミルロールスタンド５から送給される第１ライナ紙２を、ヒーティングロール１１ａ、１１ｂで加熱したのち、糊付けした波形状の芯紙１に加圧ベルト１２で押圧して、芯紙１と第１ライナ紙２を接着した片面段ボールシート１３を形成する。形成された片面段ボールシート１３は、ヒーティングロール１４ａ、１４ｂで加熱されたのち、糊付け装置１５で芯紙１の他方の波形頂部に糊付けされてダブルフェーサ１６に供給され、ミルロールスタンド６から送給される第２ライナ紙３が、ヒーティングロール１７ａ、１７ｂで加熱されたのち、片面段ボールシート１３の下側に接着されて両面段ボールシート１８が形成される。

前記ダブルフェーサ１６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とから成り、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、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１８を送給するようヒーティングパートとクーリングパートとに渡って設けられた上コンベア２１の搬送ベルトを介して、両面段ボールシート１８をヒーティングボックス１９に押圧し、満遍なく第２ライナ紙３と片面段ボールシート１３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、接着された両面段ボールシート１８は、上コンベア２１と下コンベア２２の搬送ベルトに挟持されて、冷却されながら出口側に向かって搬送される。形成された両面段ボールシート１８は、ダブルフェーサ１６の出口側の排出ラインに設けられたスリッタ・スコアラ２３で、必要に応じて幅切断と罫線入れを施され、ロータリカッタ２４で長さ切断されたのち、排出端に積み重ねられる。

前記シングルフェーサ７で芯紙１と第１ライナ紙２を接着するための糊付け装置１０や、ダブルフェーサ１６で第２ライナ紙３と片面段ボールシート１３を接着するための糊付け装置１５には水溶性でんぷん糊が用いられており、このでんぷん糊の固化を促進して接着力を高めるために、芯紙１、各ライナ紙２、３、片面段ボールシート１３および両面段ボールシート１８の各段ボール用シートを、でんぷん糊で接着前または接着中に加熱する各ヒーティングロール８ａ、８ｂ、１１ａ、１１ｂ、１４ａ、１４ｂ、１７ａ、１７ｂ、段ロール９ａ、９ｂ、ヒーティングボックス１９に、本発明に係る蒸気加熱装置が設けられている。

図２および図３は、その代表例として、前記シングルフェーサ７で第１ライナ紙２と接着される芯紙１を、下段ロール９ｂとの間で波形状に成形しながら加熱する上段ロール９ａに採用した蒸気加熱装置を示す。この蒸気加熱装置は、中空体とした上段ロール９ａの内部に、ボイラ（図示省略）から高温高圧の蒸気を供給経路３１で供給し、蒸気で上段ロール９ａの外表面に接触する芯紙１を間接加熱するものであり、加熱後に温度が低下した蒸気と、この蒸気が凝縮したドレンが排出経路３２から排出されるようになっている。図示は省略するが、下段ロール９ｂの蒸気加熱装置も同じ構成とされている。

前記排出経路３２は、スチームトラップ３３が設けられた排出経路３２ａと、コントローラ３４で制御される開閉弁としての電磁弁３５が設けられた排出経路３２ｂとに分岐している。排出経路３２ｂは、電磁弁３５が開けられたときに加熱後の蒸気とドレンを強制的に排出する。なお、スチームトラップ３３は、上段ロール９ａの内部に所定量のドレンが溜まったときに、フロート弁が作動して溜まったドレンを排出するものであり、分岐した２つの排出経路３２ａ、３２ｂは、同じ回収経路３６に接続されている。

前記コントローラ３４には、シングルフェーサ７に送給される芯紙１の送給速度Ｖ、幅寸法Ｗおよび坪量Ｔが入力されており、コントローラ３４は、これらの送給速度Ｖ、幅寸法Ｗおよび坪量Ｔのいずれかが、それぞれに対して予め設定された閾値を超えたときに電磁弁３５を開け、芯紙１を加熱後の蒸気とドレンを強制的に排出して、供給経路３１から新たな高温高圧の蒸気が上段ロール９ａの内部に速やかに供給されるようにする。

実施例として、前記コントローラ３４で電磁弁３５を制御して、シングルフェーサ７に送給される芯紙１を波形状に成形しながら加熱し、上段ロール９ａに供給される高温高圧の蒸気の供給量Ｓの変化を測定した。比較例として、電磁弁３５を制御せずに閉じたままとしたときの高温高圧の蒸気の供給量Ｓの変化も測定した。これらの実施例と比較例の加熱条件下で接着された片面段ボールシート１３について、その芯紙１と第１ライナ紙２との接着状況も調査した。

図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ上述した実施例と比較例における、芯紙１の送給速度Ｖと坪量Ｔの変化に対応する高温高圧の蒸気の供給量Ｓの変化を示す。図４（ａ）に示す実施例では、芯紙１の送給速度Ｖが２７０ｍ／分を超えたとき、および芯紙１の坪量Ｔが１５０ｇ／ｍ^２を超えたときに電磁弁３５が開けられ、蒸気の供給量Ｓが急激に増加している。また、接着状況を調査した片面段ボールシート１３も、全長に亙って芯紙１と第１ライナ紙２が良好に接着され、芯紙１の波形状も良好に成形されていた。

これに対して、図４（ｂ）に示す比較例では、芯紙１の送給速度Ｖや坪量Ｔが増加しても、蒸気の供給量Ｓは緩やかにしか増加しておらず、この芯紙１の送給速度Ｖや坪量Ｔが増加した部位の片面段ボールシート１３に、芯紙１と第１ライナ紙２の接着不良が検出された。この理由は、送給速度Ｖや坪量Ｔの増加によって加熱に消費される熱量が急激に増加しても、スチームトラップ３３はドレンが上段ロール９ａの内部にある程度溜まらないと排出しないので、蒸気の供給量Ｓが緩やかにしか増加せず、加熱不足や加熱ムラが生じたためである。

これらの実施例と比較例の結果より、本発明に係る蒸気加熱装置は、加熱に消費される熱量が急激に増加しても、これに応じて高温高圧の蒸気の供給量を速やかに増大させて加熱不足や加熱ムラをなくすことができ、従来発生していた接着不良を防止できることが確認された。なお、この実施例では芯紙の送給速度と坪量の増大に対応させて排出経路の電磁弁を制御したが、芯紙の幅寸法の増大に対応させてこの電磁弁を制御することもできる。また、前記各ライナ紙、片面段ボールシート、両面段ボールシート等の他の段ボール用シートを加熱する各ヒーティングロールやヒーティングボックスでも、同様の制御によって、加熱不足や加熱ムラが生じないようにすることができる。

上述した実施形態では、段ボール用シートを加熱後の蒸気の排出経路にスチームトラップを設けた従来の排出経路を併設したが、このスチームトラップを設けた排出経路を省略して、開閉弁を設けた強制排出経路のみとすることもできる。

本発明に係る段ボール用シートの蒸気加熱装置を採用したコルゲートマシンを示す概略正面図 図１のシングルフェーサの近傍を拡大して示す正面図 図２の上段ロールに採用した蒸気加熱装置を示す配管系統図 図３の蒸気加熱装置での実施例における蒸気の供給量Ｓの変化を示すグラフ 図４（ａ）の比較例における蒸気の供給量Ｓの変化を示すグラフ

符号の説明

１ 芯紙
２、３ ライナ紙
４、５、６ ミルロールスタンド
７ シングルフェーサ
８ａ、８ｂ ヒーティングロール
９ａ、９ｂ 段ロール
１０ 糊付け装置
１１ａ、１１ｂ ヒーティングロール
１２ 加圧ベルト
１３ 片面段ボールシート
１４ａ、１４ｂ ヒーティングロール
１５ 糊付け装置
１６ ダブルフェーサ
１７ａ、１７ｂ ヒーティングロール
１８ 両面段ボールシート
１９ ヒーティングボックス
２０ 加圧装置
２１、２２ コンベア
２３ スリッタ・スコアラ
２４ ロータリカッタ
３１ 供給経路
３２、３２ａ、３２ｂ 排出経路
３３ スチームトラップ
３４ コントローラ
３５ 電磁弁
３６ 回収経路

Claims (3)

1. 送給される芯紙、ライナ紙、片面段ボールシートまたは両面段ボールシートのいずれかの段ボール用シートを中空体の外表面に接触させ、この中空体の内部に高温高圧の蒸気を供給して、前記接触させた段ボール用シートを蒸気で間接加熱する段ボール用シートの蒸気加熱装置において、前記段ボール用シートを加熱した後の蒸気を前記中空体の内部から強制的に排出する排出経路を設け、この排出経路に開閉弁を設けて、前記段ボール用シートの送給速度、幅寸法および坪量の少なくともいずれかの情報に基づいて前記排出経路に設けた開閉弁を制御し、前記段ボール用シートの加熱に消費される熱量が急激に増大しても、前記中空体の内部に新たな高温高圧の蒸気を速やかに供給するようにしたことを特徴とする段ボール用シートの蒸気加熱装置。
2. 前記蒸気加熱装置が、前記段ボール用シートをでんぷん糊で接着前または接着中に加熱するものである請求項１に記載の段ボール用シートの蒸気加熱装置。
3. 前記蒸気加熱装置が、前記ライナ紙とでんぷん糊で接着される芯紙を、波形状に成形しながら加熱するものである請求項２に記載の段ボール用シートの蒸気加熱装置。

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