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JPH0798387B2 - 熱可塑性材料で被覆された紙からプレスボードを製造する方法及び装置 - Google Patents
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JPH0798387B2 - 熱可塑性材料で被覆された紙からプレスボードを製造する方法及び装置 - Google Patents

熱可塑性材料で被覆された紙からプレスボードを製造する方法及び装置

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JPH0798387B2
JPH0798387B2 JP62242419A JP24241987A JPH0798387B2 JP H0798387 B2 JPH0798387 B2 JP H0798387B2 JP 62242419 A JP62242419 A JP 62242419A JP 24241987 A JP24241987 A JP 24241987A JP H0798387 B2 JPH0798387 B2 JP H0798387B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、特に熱可塑性材料で被覆された寸断された紙
からプレスボードを製造する装置及び方法に関する。
（従来技術とその問題点） 熱可塑性材料で被覆された紙（これを、本明細書におい
ては、『ポリ被覆紙』（Poly−coated Paper）と略称す
る）は様々な用途に用いられている。その１つの用途に
おいては、製紙産業で利用されるロール・ヘツダを作る
ためにクラフト紙にポリエチレンを塗布する。紙を被覆
するのに使う熱可塑材は、例えばプラスチツク製牛乳ボ
ルト等のリサイクルを通して、容易に入手することがで
き、安価な熱活性化接着剤となる。
ポリ被覆紙を使うと、シート状原料から所望の寸法のブ
ランクを切取ることから不可避的に屑又はスクラツプ紙
が生じる。例えば、ポリ被覆ロール・ヘツダは丸いの
で、これを長方形のシート状原料から切取ると相当大き
な屑部分が残る。スクラツプ紙の処理は、困難で、時間
がかかり、且つ／又は金がかかる。１つの方法はスクラ
ツプ紙を埋立て地に処分することである。この方法は、
紙を埋立て地に運ぶのと、埋立て料金との両方に金がか
かる。２番目の方法はスクラツプ紙の焼却である。しか
し、或る取締り機関は、多くの州でそのような焼却を禁
じている。３番目に、屑スクラツプでプレスボードを作
ることができる。
スクラツプのポリ被覆紙からプレスボードを作る装置及
び方法が、1973年２月27日にダウンズ氏及びその他に与
えられた『複合ボード及び製造方法』と題した米国特許
第3.718.536号に開示されている。ダウンズの方法は、
最初に、紙を幅が50.8mm（２インチ）で長さが203.2mm
（８インチ）に及ぶリボンに寸断し;2番目に、寸断した
紙をマット状シートに空気形成し;3番目に、そのマット
状シートを熱可塑性材料の軟化点以上に加熱し;4番目
に、加熱したマット状シートを圧縮し、熱可塑性材料を
流動させてマット状シートを固め；第５番目に、固めた
マット状シートを冷却してマット状シートを硬化させる
工程を含む。しかし、ダウンズの装置及びプロセスは、
スクラツプ紙をバツチ処理することができるに過ぎず、
処理量が制限され、その運用に過度の労働が必要であ
る。ダウンズの特許には、複合ボードを連続的に製造す
ることができると記載されているが（第５カラム．第31
〜42行）、連続的実施のための装置又は方法は開示され
ていない。
（発明の概要） 本発明は熱可塑性材料で被覆された紙からプレスボード
製品を連続的に形成する装置及び方法を提供して、前記
の問題も解決する。その方法は、最初に、寸断した紙製
品の連続マット状シートを形成し;2番目に、対流又は輻
射を用いて寸断した紙を熱可塑性材料の軟化点より高い
温度に加熱し；その加熱したマット状シートを圧縮して
軟化した熱可塑性材料を流動させ、寸断した紙を圧縮し
て互いに接着させる工程を含む。作られた製品に仕上げ
面を与えるため、連続マット状シートの両側に一対の連
続対向シートを持たせることが好ましい。マット状シー
トを圧縮後に冷却して熱可塑性材料の硬化を促進すると
ともにマット状シートをその圧縮された状態に保つよう
にしてもよい。
本発明の装置及び方法は、スクラツプのポリ被覆紙から
プレスボード製品を連続的に形成することを可能にする
ものである。従つて、本発明は、スクラツプに伴なう処
分問題を軽減するだけでなく、それから有用な物品を作
るものである。本発明によつて製造されたプレスボード
は12.7mm（1/2インチ）程度の厚みに作られた場合には
チツプボール又はせつこうボードの代用品として利用す
ることができ、60乃至80ポイントの範囲の厚みに作られ
た場合には段ボールの代用品として利用することができ
るものであると思われる。
本発明の上記の、及びその他の、目的、利点及び特徴
は、好適な実施例に関する次の記述と図面とを参照する
ことにより、もつと容易に理解され、評価されるであろ
う。
（実施例） 熱可塑性材料で被覆されたスクラツプ紙からプレスボー
ドを製造するシステム10が図面に示されている。このシ
ステムは、チヨツパ11、ホツパ12、第１加熱ユニツト1
4、第１ピンチ・ローラ対16、第２ピンチ・ローラ対20a
を有する第２加熱ユニツト18、第３ピンチ・ローラ対20
b、冷却ユニツト22、及び一対の引張りローラ24を含
む。ホツパ12の中に貯えられた寸断された紙は、一対の
対向して連続的に動くシート26、28の間に置かれてマッ
ト状シートを形成し、システム10の中を運ばれる。この
マット状シートは、第１図に示されているように右から
左に通りながら繰返し加熱及び圧縮される。加熱により
マット状シートの温度が上がり、熱可塑性材料が軟化し
且つ／又は流動可能となる；そしてピンチ・ローラがマ
ット状シートを圧縮して、熱可塑性材料をマット状シー
トの中に流動させて、寸断された紙を相互に且つ対向す
るシート26、28に接着させる。冷却によつて温度が下げ
られ、熱可塑性材料の硬化が促進され、マット状シート
がその圧縮された比較的に堅い状態に保たれる。
本明細書では、『熱可塑性材料』という用語は、実際に
熱可塑性である（すなわち、軟化温度以上に加熱される
と分解せずに軟化して流動可能となる）重合樹脂を意味
する。熱可塑性材料は周知の種類の材料であり、重合オ
レフイン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブチレン）及び重合ビニル（例えば、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ酢酸ビニル、その他種々のビニル・ポリマ）を
含んでいる。紙の被覆に用いられる主な熱可塑性材料は
ポリエチレン、例えば再生利用された牛乳カートンであ
る。ポリエチレンの軟化温度は約104.4℃（220゜Ｆ）で
ある。
システム10の構成を詳しく見ると、一対の紙ロール30、
32がそれぞれ普通のバツクスタンド31、33に支持されて
いる。この紙は、10フイート以下の任意の幅の、被覆さ
れていない42ポンド・クラフト紙であることが好まし
い。その代りに、クラフト紙の、寸断された紙に対向す
る側を熱可塑性樹脂で被覆して、これに対向するシート
との接着を助長することもできる。
送りローラ46、48、50、52が普通の方法でスタンド34に
支持されている。スプール30からの下側対向シート又は
ウエブ26は、ローラ46を介してホツパ12の下端部38に送
られる。スプール32からの上側対向シート又はウエブ28
は、ローラ52、50、48を順次介して送られて、ホツパ12
の下から出てゆく下側対向シート26の上に位置する。
チヨツパ11は、屑紙を切断し、碾き、粉砕しあるいはそ
の他の方法で屑紙を分割して、約2.4cm2（3/8インチ）
四方の紙片にする。製造するべき製品に依存して、他の
寸法にすることもできる。『寸断』とは、ホツパ中を流
動可能となるのに充分な寸法の減少をいう。この寸断さ
れた紙は、基準（すなわち2787000cm2（3000平方フイー
ト））あたり約6.48kg（14.4ポンド）の割合でポリエチ
レンで被覆された18.9kg（42ポンド）・クラフト紙であ
る。
ホツパ12はスタンド34に支持されており、普通の構成で
ある。このホツパは大開放上端部36を有し、その中にチ
ヨツパ11からの寸断された材料が積重ねられ、また、狭
い下端部38を有する。ホツパ12の中の回転可能なかき混
ぜ装置40は、寸断された紙がホツパの中を落下してゆく
際に連続的に解され且つ分離されて、滞留や閉塞が防止
されることを確実にするものである。分配ローラ42は送
りシヤフト44に担持されて、寸断された紙をホツパ12か
ら分配する。かき混ぜ装置と分配ローラとは、システム
の10フイートの幅一杯に延在している。紙が分配される
速さは、製品の所望の厚みと紙の重量とに依存する。
そのように希望する場合には、第１加熱ユニツト14にコ
ンベヤ・ベルト54と輻射ヒータ56とを設けることができ
る。この輻射ヒータは、その縦横10フイートの表面に一
様に分布する約264.000ワツトの輻射を供給する普通の
輻射加熱素子を含む。第１加熱ユニツト14の中を移動し
ているマット状シートの温度は、少くとも148.8℃（300
゜Ｆ）まで上昇させるのが好ましい。コンベヤ54は絶縁
チエーン・リンク・フエンスから成る。その代りに、テ
フロン製ベルトを使うことも考えられる。コンベヤ54
は、加熱手段14を通つて運ばれているマット状シートを
支持する。
第１ピンチローラ16は、幅が約254mm（10インチ）で、
１直線インチあたり328.5〜47.25kg（73〜105ポンド）
（73〜105pli）の圧力をかける普通のピンチ・ローラで
ある。第１加熱手段14から出るマット状シートはピンチ
・ローラ16の間を通り、同ローラはマット状シートを圧
縮して熱可塑性材料を寸断された紙の中に流動させる。
ピンチ・ローラによりマット状シートの密度が大きくな
るので、製品の剛性も高まる。マット状シートの急冷
と、軟化した熱可塑性材料の時期尚早の硬化を防止する
ため、熱可塑性材料の軟化温度より高い温度にローラ16
を加熱することもできる。
ピンチ・ローラ16から、マット状シート16は第２加熱ユ
ニツトを通つて続き、同ユニツトは２つの半部分18a、1
8bを含み、その各々は長さ152cm（５フイート）、幅30
4.8cm（10フイート）である。各半部分18a、18bは、下
側被加熱プラテン58a、58bと上側輻射ヒータ60とを含
む。各下側プラテン58は約218.3〜260℃（425〜500゜
Ｆ）の表面温度を有する普通のアルミニウム、プラテン
である。輻射ヒータ60は、結合した縦横304.8cm（10フ
イート）の面に一様に分布した約96.000ワツトの熱を供
給する普通の輻射加熱素子を含んでいる。第２加熱手段
に入るマット状シートの温度は約148.8℃（300゜Ｆ）で
ある。第２加熱手段18を出るマット状シートの温度は約
204.4℃（400゜Ｆ）である。
２対のピンチ・ローラ20a、20bが設けられている。ロー
ラ20aは、第２加熱ユニツト18の中で半部分18a、18bの
間に位置し、ローラ20bは加熱ユニツト18の出口端部に
隣接している。両方の対20a、20bが長さ約304.8cm（10
フイート）で、73〜105pliの圧力を与える。ローラ20は
更にマット状シートを圧縮し、寸断された紙の中での熱
可塑性材料の分布を促進し、製品の密度及び剛性を更に
改善する。
ピンチ・ローラ20から、マット状シートは冷却手段22に
入る。冷却手段の構成はまだ完成されていないが、分離
を阻止するために水冷空気を移動しているマット状シー
トに吹き付けて冷却するものと予想されている。マット
状シートの温度は、冷却手段から出る時に約109.3℃（2
00゜Ｆ）に下げられていることが好ましい。冷却ユニツ
ト22は、冷却中にマット状シートを通過させてマット状
シートにかかる圧力も維持する１連のピンチ・ローラを
含んでいてもよい。
冷却段22がシステム10に包含される場合には引張りロー
ラ24がこの冷却ユニツトの近傍に設けられる。
他のローラと同様に、引張ローラ24は長さが304.8cm（1
0フイート）であり、マット状シートを完全に把握して7
3〜105pliの圧力をかける。好適な実施例では、全ての
ローラ16、20a、20b、24が同一の速度で駆動されて、シ
ステム10を通してマット状シートを引張る動力を供給す
る。
（働き） 本システムは、スクラツプのポリ被覆紙からプレスボー
ド製品を連続的に製造することを可能にするものであ
る。チヨツパ11はスクラツプ紙を2.4cm2（3/8インチ）
四方の紙片に寸断する。
この寸法が最適であることが判つている。寸断された紙
はチヨツパ11からホツパ12へ吹き送られ、又は他の方法
で運ばれる。
プレスボード製造を開始するため、全てのローラ16、20
a、20b、24が作動させられて、対向するシートを毎分約
2286〜4572cm（75〜150フイート）の速さで運び始め
る。送りシヤフト44が回され、寸断された紙を下側の対
向シート26の上に積み上げる。上記した如く、寸断され
た紙を積み上げる速度は、製品の所望の厚み、製品の所
望の密度、及び寸断された紙の性質による。
上側の対向シート28は、第１加熱ユニツト14の中の輻射
素子56の真上の位置へ運ばれる。
その代りに、上側のシートを素子56の下に通して運ぶこ
ともできるが、これは、寸断された紙の加熱も妨げると
考えられる。
マット状シート14は第１加熱ユニツトを通つて運ばれそ
の中でマット状シートの温度は約※148.8℃（300゜Ｆ）
に上げられる。前記の如く、好適な熱可塑性材料の軟化
温度は137.7℃（280゜Ｆ）であるので、第１加熱ユニツ
トによる温度上昇は、熱可塑性材料を軟化させるため充
分である。
加熱ユニツト14、18に関して輻射加熱を開示したが、対
流加熱を利用することもできる。
しかし、連続製造プロセスを適切に運用するために、輻
射加熱又は対流加熱を用いることが極めて重要である。
既知のバツチ・システムの伝導加熱は、商業的に実行可
能な連続システムのために望まれる熱伝達特性を与えな
い。
対向するシートと寸断された紙とが第１加熱ユニツトか
ら出る時、上側のシート28が寸断された紙に押し下げら
れてサンドイツチ構造のマット状シートとなる。加熱さ
れたマット状シートは次にピンチ・ローラ16の間で圧縮
され、溶けた熱可塑性材料が寸断された紙の中を流動さ
せられる。圧縮力はまたマット状シートの密度を増大さ
せ、寸断された紙を稠密化させる。
マット状シートは次に第２加熱ユニツト18を通過し、そ
の中でマット状シートの温度は更に、熱可塑性材料の軟
化温度よりかなり高い約204.4℃（400゜Ｆ）に高められ
る。第２加熱ユニツト18の中央においてマット状シート
はローラ20aの間で更に圧縮される。完全に加熱された
マット状シートは次にローラ20bの間で圧縮され、溶け
た熱可塑性材料を更に流動させるとともに、寸断された
紙を更に圧縮する。
完全に圧縮された製品は次に冷却ユニツト22を通り、そ
の中でマット状シートの温度は熱可塑性材料の融点より
低い温度、好ましくは93.3℃（200゜Ｆ）、に下げら
れ、圧縮された寸断された紙を相互に且つ対向シート2
6、28に結合させる。冷却ユニツト22の中でローラによ
り圧縮をかけ続ければ、マット状シートの『はね返り』
を防止することができる。引張りローラ24から出た連続
マット状シートは次に所望の寸法のシートに切断されて
積み重ねられ、後の貯蔵及び／又は輸送を待つ。
以上の説明は、本発明の好適な実施例に関するものであ
る。特許請求の範囲の欄に記載された本発明の精神と広
範な局面とから逸脱せずに様々な修正や変更をなすこと
ができるが、それは、同等性の原則を含む特許法の原則
に従つて解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のプレスボード製造システムの側面図で
ある。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱可塑性材料で被覆された寸断された紙か
    らプレスボードを製造する方法であって、 通路に沿って下側の連続的紙ウエブを運び， 寸断された紙を下側の連続的ウエブ上に置き， 上側の連続的ウエブを寸断された紙の上に持ち込んで、
    寸断された紙を前記の上側及び下側の連続的ウエブの間
    に挟み， 対流及び輻射の少くとも一つを用いて寸断された紙を加
    熱し， 寸断された紙を間に挟んでいる上側及び下側のウエブを
    押圧して、寸断された紙を圧縮して相互に且つ上側及び
    下側の連続的ウエブに接着させる工程から成ることを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項２】圧縮された紙のマット状シートを熱可塑性
    材料の軟化温度より低い温度に冷却する工程を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. 【請求項３】前記押圧工程は、熱可塑性材料の軟化温度
    より高い温度に加熱されたピンチ・ローラ間でマット状
    シートを押圧することを含むこと特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の方法。
  4. 【請求項４】前記圧縮工程は、紙を冷却して熱可塑性樹
    脂を硬化させることにより、圧縮された紙を一緒に固め
    る工程とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記圧縮工程は、熱可塑性材料の軟化温度
    より高い温度に加熱されたローラ装置を用いて紙を圧縮
    する工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第４項
    記載の方法。
  6. 【請求項６】熱可塑性材料で被覆された寸断された紙か
    らプレスボード製品を製造する装置であって、 通路に沿って下側の連続的紙ウエブを運ぶコンベヤ装置
    と， 寸断された紙を下側の連続的ウエブ上に置く載置装置
    と， 上側の連続的紙ウエブを寸断された紙の上に持ち込むこ
    とにより、寸断された紙を上側ウエブと下側ウエブとの
    間に挟む持ち込み装置と， 対流及び輻射の少くとも一つを用いて寸断された紙を加
    熱する加熱装置と， 上側ウエブ、下側ウエブ、及び寸断された紙を押圧し
    て、寸断された紙を圧縮し且つこれを相互に且つ上側ウ
    エブ及び下側ウエブに接着させる押圧装置とから成るこ
    とを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】寸断された紙を熱可塑性材料の軟化温度よ
    り低い温度に冷却する冷却装置を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第６項記載の装置。
  8. 【請求項８】前記押圧装置は、熱可塑性材料の軟化温度
    より高い温度に加熱されたローラ装置を含むことを特徴
    とする特許請求の範囲第６項記載の装置。
JP62242419A 1986-09-26 1987-09-25 熱可塑性材料で被覆された紙からプレスボードを製造する方法及び装置 Expired - Lifetime JPH0798387B2 (ja)

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