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【発明の名称】 紙シートの加熱方法及び装置
【発明者】 【氏名】佐藤 弘
【要約】 【課題】両面段ボール紙の製造工程において、紙幅方向での紙シートの温度が異なるために生じる貼合不良を改善し、中芯紙と表裏ライナ紙との貼合工程又はその前段階で紙シートの紙幅方向の温度ムラをなくすことにより、中芯紙と表裏ライナ紙との接着を良好にする。

【構成】帯状の紙シートＬを貼合して段ボールシートを製造する段ボールシート製造装置における紙シートＬの加熱装置において、紙シートＬが接触しながら走行する加熱面（接触走行路Ｔ）を備えた加熱手段１と、紙シートＬが走行する該加熱面の入口部において、該加熱面に対向して紙シートＬの幅方向に複数配置されて該紙シートを該加熱面に押圧する加圧部材４と、該複数の加圧部材４の該紙シートＬに対する押圧力を個別に調整する押圧力調整手段６とを備える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の紙シートを貼合して段ボールシートを製造する段ボールシート製造装置における前記紙シートの加熱装置において、
前記紙シートが接触しながら走行する加熱面を備えた加熱手段と、
該紙シートが走行する該加熱面の入口部において、該加熱面に対向して該紙シートの幅方向に複数配置されて該紙シートを該加熱面に押圧する加圧部材と、
該複数の加圧部材の該紙シートに対する押圧力を個別に調整する押圧力調整手段とを備えたことを特徴とする紙シートの加熱装置。
【請求項２】
前記紙シートの幅方向に架設された支持梁と、
該支持梁を該加熱面に対して接近又は離間する方向に移動する移動手段とを備え、
該複数の加圧部材がそれぞれ空気圧シリンダを介して該支持梁に取り付けられ、該空気圧シリンダに供給する空気圧を該加圧部材ごとに可変に構成したことを特徴とする請求項１に記載の紙シートの加熱装置。
【請求項３】
前記移動手段は空気圧シリンダを含んで構成され、当該空気圧シリンダへ供給する空気圧を適宜設定可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の紙シートの加熱装置。
【請求項４】
前記加圧部材は、弾性素材からなる加圧シューであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の紙シートの加熱装置。
【請求項５】
前記加熱手段が、前記貼合工程の上流側に設けられるプレヒータロールであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の紙シートの加熱装置。
【請求項６】
前記加熱手段が段ロールであり、
該段ロールのロール外周面で重ね合わされた中芯紙とライナ紙を該段ロールとで挟んで加圧する加圧ベルトを備え、
該加圧ベルトの背面側に前記加圧シューを設け該加圧ベルトの背面側から中芯紙とライナ紙とを該段ロールの外周面に向けて加圧するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の紙シートの加熱装置。
【請求項７】
前記加熱手段が、加熱媒体を通した加熱管を一平面内で並列に配置して前記加熱面を構成し、かつ該加熱管の位置を該加熱面と直交する方向に一列ごとに調整可能に構成してなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の紙シートの加熱装置。
【請求項８】
前記加熱手段の下流側に設けられ該紙シートの紙幅方向の温度を検出可能な温度センサを備え、
前記押圧力調整手段は、該温度センサの検出値に基づいて該複数の加圧部材による紙シートへの押圧力を個別に制御することを特徴とする請求項１記載の紙シートの加熱装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、コルゲータと称され、表ライナ紙、中芯紙及び裏ライナ紙を貼り合わせて両面段ボール紙を製造する装置において、中芯紙と裏ライナ紙とを貼り合わせて片面段ボール紙を製造するシングルフェーサや、該片面段ボール紙に表ライナ紙を貼り合わせて両面段ボール紙を製造するダブルフェーサでの中芯紙と表裏ライナ紙との接着性能を向上させるための中芯紙や表裏ライナ紙の加熱方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コルゲータと称される段ボール製造装置の製造ラインは、一般的に、段ボール紙の原料になる表・裏ライナ原紙や中芯原紙のロール原紙を装備するミルロールスタンドと、コルゲータに向けて連続的に段ボール原紙を供給するための紙継ぎ装置としてのスプライサと、該スプライサから繰り出された中芯紙を波形に成形して裏ライナと貼り合わせ、片面段ボール紙を製造するシングルフェーサと、該シングルフェーサで製造された片面段ボール紙と表ライナとを貼り合わせて段ボール紙を製造するダブルフェーサを含んで構成される。
【０００３】
さらにダブルフェーサの製造ライン下流側には、両面段ボール紙の生産オーダに沿って所望位置に罫線加工及び裁断加工を行なうスリッタスコアラと、両面段ボール紙の切断加工を行なうカットオフ装置が設けられ、カットオフ装置の下流側には、紙継ぎ装置やその下流側の製造ラインで発生した不良紙を除去する除去機が設けられている。
【０００４】
シングルフェーサの概要を図６により説明する。図６において、図示しないミルロールスタンドに装備されたロール原紙ｒ１から中芯原紙ｃ１が連続的に繰り出され、中芯原紙ｃ１は、外周面が波形に形成された上段ロール０１及び下段ロール０２の噛み合い部を通ることにより波形断面を有する中芯紙ｃ２に成形される。
【０００５】
上段ロール０１及び下段ロール０２は、例えば内部中空部に過熱蒸気が供給される等の手段によって加熱されており、中芯原紙ｃ１は、上段ロール０１に巻回されることによって予熱され、上下段ロール０１及び０２の噛み合い部を通ることにより波形に成形された後、下段ロール０２に巻回されながら生澱粉液塗付手段０３により波形の段頂部に生澱粉液を塗布される。
生澱粉液は澱粉を水中に懸濁させたものであり、加熱すると澱粉粒子が崩壊し、ゲル化（溶解）する。この現象を「糊化」と言い、このとき澱粉懸濁液は急激に粘度を増し接着性を増す。澱粉粒子が最大限吸水した時、粘度が最大となる。
【０００６】
中芯紙ｃ２の段頂部に塗布された生澱粉液は、中芯紙ｃ２が下段ロール０２に巻回された間に加熱されゲル化して接着性を増し糊となる。
一方、図示しないミルロールスタンドに装備されたロール原紙ｒ２からは裏ライナ紙ｍが連続的に繰り出され、過熱蒸気の供給、あるいはその他の手段によって加熱された加熱ロール０５及び０８を通ることによって予熱される。
その後、波形の中芯紙ｃ２と裏ライナ紙ｍとは、下段ロール０２とプレスロール０４のニップ部で重ね合わされて押圧され、糊化した澱粉糊により互いに接着されて片面段ボール紙ｋを形成する。
【０００７】
シングルフェーサで製造された片面段ボール紙ｋは、その後ダブルフェーサに送られて両面段ボール紙が製造される。
次にダブルフェーサの一例を、図７を用いて説明する。図７において、片面段ボール紙ｋは、プレヒータ０１１で予熱され、糊付装置０１２で段頂部に生澱粉液が塗布された後、ダブルフェーサ０１０に送られる。一方、表ライナ紙ｎは、ミルロールスタンドに装着されたロール原紙ｒ３から繰り出され、プレヒータ０１３で予熱された後、ダブルフェーサ０１０に送られる。
【０００８】
ダブルフェーサ０１０は、片面段ボール紙ｋ及び表ライナ紙ｎの走行路を形成する熱盤群０１４を備え、片面段ボール紙ｋと表ライナ紙ｎとが重ね合わされて該熱盤群０１４上を走行する。熱盤群０１４の中空部に過熱蒸気が供給され、各熱盤上面は例えば１８０℃に加熱される。該熱盤群０１４の上方及び該熱盤群の下流側には、片面段ボール紙ｋと表ライナ紙ｎとが貼合された両面段ボール紙ｄを挟持して搬送する上コンベア０１６と下コンベア０１７とが配設されている。また該熱盤群の上部には、エア加圧装置又はウェイトロール等によって上コンベア０１６の背面を加圧することによって片面段ボール紙ｋ及び表ライナ紙ｎを上方から加圧する加圧装置０１５が設けられている。
また、下コンベア０１７を背面から支持する下ロール群０１８と、加圧装置０１５の下流側で上コンベア０１６の背面に配置された上ウェイトロール群０１９とが設けられている。
【０００９】
ダブルフェーサ０１０の熱盤群０１４と加圧装置０１５との間に導入された片面段ボール紙ｋと表ライナ紙ｎとは、糊付装置０１２で片面段ボール紙ｋの中芯紙ｃ２の段頂部に塗布された生澱粉液を介して接合された状態に置かれ、上コンベア０１６と下コンベア０１７とで挟持されて搬送される。そして、熱盤群０１４に接触しながら走行しつつ受熱して昇温される表ライナ紙ｎからの熱によって生澱粉液が糊化され、その接着力で接着され、両面段ボール紙ｄが製造される。
【００１０】
なお、片面段ボール紙ｋ及び表ライナ紙ｎは例えば３００ｍ／分もの高速で走行するため、ダブルフェーサの走行面を数秒で通過する。
こうして製造された両面段ボール紙ｄは上コンベア０１６及び下コンベア０１７により搬送されて後工程に搬出されるようになっている。
【００１１】
このように、シングルフェーサやダブルフェーサで中芯紙ｃ２の段頂部に生澱粉液が塗布され、該段頂部に裏ライナ紙ｍ又は表ライナ紙ｎが接着されるが、この接着力を発揮させるためには、接着部に対する「加圧力」の付与と一定以上の「加熱時間」が必要になる。この接着の過程を図８により説明する。図８において、中芯紙ｃ２の段頂部に生澱粉液ｐが塗布され、該段頂部にライナ紙ｍ又はｎが押圧されると、まず初期段階として、矢印ａに示すように生澱粉液ｐに含まれる水分のライナ紙ｍ又はｎへの浸透が始まり、水分の浸透により紙面間に残った生澱粉液ｐの濃度が上がり、水分に続いて澱粉粒子の浸透が行なわれる。
【００１２】
次に、シングルフェーサにおける上下段ロール０１及び０２による加熱、又はダブルフェーサ０１０における熱盤群０１４による加熱により、生澱粉液ｐが加熱されてゲル化（糊化）し、接着性能が高まる。これによって中芯紙ｃ２の山頂部にライナ紙ｍ又はｎが接着される。このように接着過程初期段階での接着側シートへの水分及び澱粉粒子の浸透が促進されることにより、ゲル化の接着性能が良好となる。
【００１３】
すなわち、生澱粉液ｐへの加熱量が不足すると、生澱粉液のゲル化が十分でなくなり、貼合不良が発生するという問題がある。上記生澱粉液ｐの加熱不足は、特に紙シートが高速走行したり、厚紙のときに加熱不足が起こりやすい。
このため、中芯紙及びライナ紙を貼合工程前に予熱することにより、加熱不足による未ゲル化の問題を解消する試みがなされている。
【００１４】
例えば、図６に示すシングルフェーサでは、裏ライナ紙ｍを、接着工程の前で加熱ロール０５及び０８や蒸気吹き当て手段０６及び０７で加熱している。
また、図７に示すように、ダブルフェーサで片面段ボール紙ｋと表ライナ紙ｎを接着する前段階で、片面段ボール紙ｋ及び表ライナ紙ｎをそれぞれプレヒータ０１１及び０１３に巻回して予熱する予熱工程を設けている。
また、特許文献１（実開昭６−６８８２３号公報）には、プレヒータロール上を走行する紙シートの上に砂袋等粉体又は粒体を詰めた袋を置いて紙シートを加圧することにより、紙シートの高速走行時等においても紙シートに十分な熱量を与えるようにした紙シートのプレヒータ装置が開示されている。
【００１５】
また紙シートの走行時紙シートの張力が紙幅方向で一定でない場合に、張力の緩い部位の加熱が不足したり、紙幅方向で水分ムラが生じた場合に、プレヒータロール等による予熱時に紙幅方向で温度ムラが生じ、これによって温度の低い部分に貼合不良が発生していた。
【００１６】
この紙幅方向の温度ムラを解消する目的で、特許文献２（特開平９−１３１８１４号公報）には、プレヒータロールの上流側に紙幅方向に複数の押圧用ロールを配置し、該押圧用ロールにより走行紙シートの張力及びプレヒータロールへの走行紙シートの巻き付き力（押付け力）を紙幅方向で個別に制御し、走行紙シートの紙幅方向の水分や温度ムラを防ぎ、これによって貼合及び乾燥後に発生する段ボール紙の変則的な反りを防止するようにしたライナ加熱装置が開示されている。
【００１７】
【特許文献１】実開昭６−６８８２３号公報
【特許文献２】特開平９−１３１８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、図６、図７に示す加熱ロール０５，０８やプレヒータ０１１，０１３ではライナ紙や片面段ボール紙の巻き付け量に限界があり、熱量不足を解消するためには、ロール径の大径化や加熱ロール（プレヒータ）の増設を行なわざるを得ず、コルゲータ設備の大型化や製品コストの増大を招かざるを得なかった。
【００１９】
また、特許文献１のプレヒータ装置では、砂袋等をプレヒータロールに巻回された紙シート上に紙幅方向に複数の砂袋等を並べて載置するだけであるので、ライナ紙等の加熱量の増加はある程度見込まれるものの、紙シートに付与する押圧力を紙幅方向で制御することができず、そのため紙シートに紙幅方向に水分ムラや温度ムラが生じたときに、それらを解消することができない。
【００２０】
一方、特許文献２では、紙シートの紙幅方向に配置された複数の押圧用ロールの押し出し量を個別に制御して、紙シートの紙幅方向で紙シートの張力を制御するものであるため、紙幅方向での温度制御は可能であるが、該押圧用ロールの押し出しにより紙シートが伸びた部分とそうでない部分と境界で段差が生じ、この段差が起因してシワが発生しやすいという問題を含んでいた。この問題の発生メカニズムを以下に詳説する。
【００２１】
特許文献２の加熱装置を図９及び図１０で説明する。図９及び図１０において、ライナ紙Ｌは、スプライサロール０２１からガイドロール０２２を経由して移動テンションロール０２３、プレヒータロール０２４及び固定テンションロール０２５を通る走行路を形成されている。ライナ紙Ｌは、移動テンションロール０２３及び固定テンションロール０２５によってプレヒータロール０２４のロール外周面に沿って走行する際に張力を付与されている。移動テンションロール０２３は、プレヒータロール０２４の中心０２４ａを軸に回転（揺動）可能に構成され、水分や温度に応じて、移動テンションロール０２３を揺動させてライナ紙Ｌのプレヒータロール０２４に対する巻き付け角度（接触長さ）θを調節することで、ライナ紙Ｌに与えられる熱量をコントロールしている。
【００２２】
スプライサロール０２１とガイドロール０２２の間のライナ紙Ｌの走行路には、ライナ紙Ｌの幅方向に複数の押圧用ロール０２６ａ〜０２６ｅが配置されている。水分が多いか又は温度が低いライナ紙Ｌの幅方向部位に対応する押圧用ロールをライナ紙Ｌ側に押し出して該押圧用ロールで同幅方向部位を押え付ける。これにより同幅方向部位の送出方向の張力が増大するので、同幅方向部位はプレヒータロール０２４に強く押付けられ、多くの熱量が与えられ、水分を減少させ又は温度を高くできる。これによってライナ紙Ｌの幅方向で水分や温度が不均一となることを防ぎ、貼合又は乾燥後に発生する段ボールシートの反りを防止するようにしている。
【００２３】
しかし、図９に示すように、該押圧用ロールの突出量に応じてライナ紙Ｌに伸びが生じる部位と伸びが生じない部位とが発生し、突出量に差がある隣接した押圧用ロール間では、図１０に示すように、段差ｅ、ｆ等が生じる。紙は本来それほど弾性ではないので、段差ｅ、ｆ等が一旦形成されるとその状態で走行し、シワが生じやすい。シワが生じたまま後工程の貼合工程で貼合されるおそれがある。
【００２４】
また、特許文献２の装置では、紙幅方向での紙シートの張力の個別の制御は可能であるが、張力を紙幅方向で差を付けず、全体として張力を変更しようとする場合には、別途設けられた紙シートの走行路全体の張力制御機構が紙シートの張力を設定範囲に戻す作動を行なうために、該設定範囲外への張力制御をすることはできない。
【００２５】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、両面段ボール紙の製造工程において、シングルフェーサやダブルフェーサで波形に成形された中芯紙の段頂部とライナ紙とを接着する場合において、紙シートを高速走行させる場合や紙シートが厚紙の場合に紙シートの加熱不足による貼合不良、あるいは走行する紙シートの張力が紙幅方向で一定でない場合や走行する紙シートに紙幅方向で水分ムラが生じた場合に紙幅方向での紙シートの温度が異なるために生じる貼合不良を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
かかる目的を達成するため、本発明の紙シートの加熱装置は、
帯状の紙シートを貼合して段ボールシートを製造する段ボールシート製造装置における前記紙シートの加熱装置において、
前記紙シートが接触しながら走行する加熱面を備えた加熱手段と、
該紙シートが走行する該加熱面の入口部において、該加熱面に対向して該紙シートの幅方向に複数配置されて該紙シートを該加熱面に押圧する加圧部材と、
該複数の加圧部材の該紙シートに対する押圧力を個別に調整する押圧力調整手段とを備えたものである。
【００２７】
本発明装置では、紙シートを前記加熱面に接触させながら走行するように画定された接触走行路の入口位置で、前記加圧部材を紙シートを挟んで該加熱面に押圧するようにする。従って隣接された加圧部材間で加圧部材の押し出し量が異なっても該押圧部で紙シートの紙幅方向の部分的な伸びによる段差が発生することがなく、そのためその下流側で紙シートにシワが発生しない。
また、該加圧部材により紙シートに付加する押圧力は、前記押圧力調整手段により加圧部材ごとに個別に制御できるので、紙シートの紙幅方向で該押圧力を調整することで、紙シートを紙幅方向に均等に加熱することができ、紙幅方向での温度ムラをなくすことができる。
【００２８】
即ち水分ムラ等で紙幅方向で温度の低い部分は加圧部材の押圧力を増すことで加熱面からの受熱量を多くするので、加熱不足により貼合不良になることはない。
これによって紙幅方向の水分ムラや温度ムラに起因した中芯紙と表裏ライナ紙との貼合不良を解消することができる。
【００２９】
しかも、紙シートが加熱面に接触して走行する接触走行路の入口位置に加圧部材を配置し、該入口位置で紙シートを該加熱面に押圧するようにしているので、押圧した部分の押付け力が増すとともに、該押圧部から紙シートの走行方向下流側に向かって紙シートの張力が増大するため、該押圧部から下流側では紙シートに対する加熱面からの熱伝達効率が良くなる。この傾向は、紙シートが高速走行になるほど増大するので、高速走行時でも紙シートの加熱不足による貼合不良を解消することができる。また紙シートが厚紙の場合でも加熱不足による貼合不良を起こすことがない。
【００３０】
本発明装置において、紙シートを加熱する加熱面は、例えば中芯紙と表裏ライナ紙とを接着する接着工程の上流側に設けられたプレヒータロールのロール外周面であり、あるいは中芯紙と裏ライナ紙とを接着して片段ボールシートを製造するシングルフェーサに設けられた段ロールの波形のロール外周面、あるいはその他の加熱装置によって形成される。
プレヒータロールや段ロールの中空な内部に飽和蒸気等の熱媒体が供給されて加熱面が形成される。
【００３１】
プレヒータロールの前後に紙シートをプレヒータロールに接触させるための走行路を画定するための一対のガイドロールが設けられ、これらガイドロールによって紙シートがプレヒータロールに巻回させる巻回角度が決められる。
この一対のガイドロールによってプレヒータロールに巻回された紙シートの巻回部分の入口位置に加圧部材を設ける。なお、前記一対のガイドロールの一方を移動可能にして紙シートの加圧部材に対する巻回角度を可変とすることができる。
【００３２】
本発明装置において、加圧部材を紙シートを挟んでプレヒータロールや段ロールのローラ外周面等で構成される加熱面を直接押圧するようにしているので、該押圧部で紙シートの紙幅方向の部分的な伸びによる段差が発生せず、従って紙シートの紙幅方向の部分的なシワ寄りのおそれがない。
【００３３】
本発明装置において、紙シートの幅方向に架設された支持梁と、該支持梁を該加熱面に対して接近又は離間する方向に移動する移動手段とを備え、該複数の加圧部材がそれぞれ空気圧シリンダを介して該支持梁に取り付けられ、該空気圧シリンダに供給する空気圧を該加圧部材ごとに可変に構成することができる。
かかる構成により、先ず該加熱面に対して加圧部材が初期設定圧で紙シートに当接するように支持梁の位置を定め、その後紙シートが紙幅方向に対して均一に加熱されるように個々の加圧部材に設けられた空気シリンダを制御して紙シートに対する押圧力を調整すればよい。
【００３４】
また紙シートの紙幅方向で張力に差を付けずに、全体として紙シートに均一な張力を付与したいときは、前記移動手段で紙シートに対する支持梁の位置を調整するだけで簡単に行なうことができる。
前記移動手段は空気圧シリンダを含んで構成され、当該空気圧シリンダへ供給する空気圧を適宜設定可能に構成することができる。また加圧部材に対して紙シートが接触しながら移動するので、紙シートに対する硬当りを防ぐため、加圧部材は、弾性素材からなる加圧シューで構成するとよい。
【００３５】
また加熱装置が段ロールであり、該段ロールのロール外周面で重ね合わされた中芯紙とライナ紙を該段ロールとで挟んで加圧する加圧ベルトを備え、該加圧ベルトの背面側に加圧部材を設け該加圧ベルトの背面側から中芯紙とライナ紙とを該段ロールの外周面に向けて加圧するように構成してもよい。かかる構成により段ロールによる中芯紙とライナ紙との接着を紙幅方向に亘って良好にすることができる。
また加圧ベルトによる押圧力と加圧部材による押圧力とを合わせた大きな押圧力を紙シートに付与できるので、紙シートに対する加熱量を増大することができる。
【００３６】
また加熱装置を、加熱媒体を通した加熱管を一平面内で列状に並列に配置して前記加熱面を構成し、かつ該加熱管の位置を該加熱面と直交する方向に一列ごとに調整可能に構成すれば、平面状の加熱面を形成することができる。かかる加熱面を複数配置されたプレヒータロール間の紙シート走行路に配置すれば、プレヒータロール間を走行する間の紙シートの温度低下を防止することができる。従来ライナ紙の予熱不足に対処するため、プレヒータロールの増設やプレヒータロールの大径化で対処していたが、代わりに前記構成の加熱面と加圧部材を配置すれば、予熱装置の小型化及び省スペース化を達成できる。
【００３７】
また本発明装置において、好ましくは、前記加熱手段の下流側に設けられ該紙シートの紙幅方向の温度を検出可能な温度センサを備え、かつ前記押圧力調整手段は、該温度センサの検出値に基づいて該複数の加圧部材による紙シートへの押圧力を個別に制御するようにすれば、紙シートを紙幅方向に精度良く均一の温度に加熱することができ、これによって後工程で紙幅方向に亘って良好な接着力を得ることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明装置によれば、紙シートが接触しながら走行する加熱面を備えた加熱手段と、
該紙シートが走行する該加熱面の入口部において、該加熱面に対向して該紙シートの幅方向に複数配置されて該紙シートを該加熱面に押圧する加圧部材と、該複数の加圧部材の該紙シートに対する押圧力を個別に調整する押圧力調整手段とを備え、紙シートを加熱面に接触させながら走行するように画定された接触走行路の入口位置で、該紙シートを挟み該加熱面に対向して該紙シートの幅方向に複数配置された加圧部材により該紙シートを該加熱面に押圧するようにしたので、押圧した部分の押付け力が増すとともに、該押圧部から紙シートの走行方向下流側に向かって紙シートの張力が増大するため、該押圧部から下流側では紙シートに対する加熱面からの熱伝達効率が良くなる。
【００３９】
また、該紙シートに付加する押圧力を該紙シートの幅方向で調整することにより該紙シートを該紙シートの幅方向に亘って均等に加熱するようにしたことにより、紙シートをその幅方向に亘って均一に加熱できるので、加熱不足や温度をなくし、後工程の中芯紙とライナ紙の貼合工程で紙幅方向に亘って良好な接着力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
図１は本発明の第１実施形態の加熱装置を示す構成図、図２は図１中のＡ−Ａ線に沿う前記第１実施形態の加熱装置の断面図、図３は本発明の第２実施形態の加熱装置を示す構成図、図４は本発明の第３実施形態の加熱装置を示す構成図である。
図５は本発明の第４実施形態の加熱装置を示し、（ａ）はその構成図、（ｂ）は該加熱装置５０の拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）中のＢ方向から視た加熱管５２の配置図である。
（実施形態１）
【００４１】
図１及び図２に示す第１実施形態は、本発明をプレヒータロールによるライナ紙の予熱工程に適用したもので、図中、プレヒータロール１の上流側及び下流側には、プレヒータロール１に対するライナ紙Ｌの巻き付け角度θ（プレヒータロール１の中心１ａを中心とした角度）を設定する一対のガイドロール２及び３が設けられ、これによって矢印ｂ方向へ走行するライナ紙Ｌがプレヒータロール１の外周面（加熱面）に接触して走行する接触走行路Ｔの長さが決定される。なおガイドロール２は位置固定ロールであるが、ガイドロール３は、プレヒータロール１の中心１ａを中心に矢印ｇ方向に揺動可能になっており、これによって巻き付け角度θを変え、ライナ紙Ｌの加熱量を調整できるようになっている。
【００４２】
ライナ紙Ｌがプレヒータロール１の外周面に接触走行する走行路の入口位置には、ライナ紙Ｌの紙幅方向に沿って複数の加圧シュー４が並べて設けられている。すなわち、図２に示すように、ライナ紙Ｌの上方にライナ紙Ｌの紙幅方向に設けられた支持梁５に複数の空気圧シリンダ６が取り付けられ、その各シリンダロッド７に加圧シューが接続され、プレヒータロール１の外周面上を走行するライナ紙Ｌに対して進退可能になっている。なお加圧シュー４のライナ紙Ｌに接触する表面は耐磨耗性の弾性体（好ましくは、バネ板素材）で構成されている。
【００４３】
支持梁５は、支持腕８に支持され、支持腕８は支軸９に取り付けられたバー１０によって支軸９を中心に矢印ｈ方向に回動可能になっている。バー１０は空気圧シリンダ１１のシリンダロッド１２に接続されている。ガイドロール３の下流側を走行するライナ紙近傍には、ライナ紙Ｌの紙幅方向に走行可能な例えば赤外線方式等の非接触式の温度センサ１３が設けられ、該温度センサ１３でプレヒータロール１による予熱処理後のライナ紙Ｌの温度を紙幅方向の部位で計測可能となっている。
温度センサ１３で計測された温度検出値はコントローラ１４に入力され、該温度検出値が低い紙幅方向の部位に対しては、該検出値に基づいて紙幅方向の温度が均一な設定値になるように、コントローラ１４によって該紙幅方向の部位に対応した加圧シュー４の空気圧シリンダ６を作動して、該加圧シュー４の押圧力を個別に制御する。
【００４４】
かかる構成の第１実施形態において、まずガイドロール３を揺動させてライナ紙Ｌの巻き付け角度θを設定する。次に空気圧シリンダ１１が作動して、各加圧シュー４がプレヒータロール１上を走行するライナ紙Ｌに対して設定された初期押圧力を付与する位置まで、支持梁５をライナ紙Ｌ側に近づける。
この状態でプレヒータロール１上を走行するライナ紙Ｌに加圧シュー４で初期押圧力を付与しながらライナ紙Ｌの予熱処理を行う。同時に非接触式温度センサ１３をライナ紙Ｌの紙幅方向に走行させて紙幅方向部位の温度を計測する。紙幅方向で該温度検出値にバラツキがあるときは、コントローラ１４によって温度の低い紙幅方向部位に位置する加圧シュー４の空気圧シリンダ６を作動させて加圧シュー４の押圧力を増大させて該紙幅方向部位への加熱量を増大させる。
【００４５】
このように本実施形態によれば、加圧シュー４をライナ紙Ｌのプレヒータロール１に対する接触走行路Ｔの入口部に配置してライナ紙Ｌを押圧するようにしているので、該入口部から下流側の接触走行路Ｔの全域に亘りライナ紙Ｌの張力を増して熱伝達効率を向上させることができる。
また、加圧シュー４を、ライナ紙Ｌを挟んでプレヒータロール１の外周面に向けて直接押圧するように配置しているので、ライナ紙Ｌの紙幅方向で加圧シューの押圧力に差を付けても、紙の伸縮に差を生じないので、該押圧部の下流側でシワが発生しない。
なおライナ紙Ｌの紙幅方向で差を付けずに、全体としてライナ紙Ｌの張力を変更しようとする場合は、空気圧シリンダ１１を作動させて支持梁５のライナ紙Ｌに対する位置を変更するだけで簡単に行なうことができる。
【００４６】
また、プレヒータロール１の下流側で温度センサ１３によりライナ紙Ｌの幅方向の温度を検出し、コントローラ１４によって紙幅方向部位の温度が均一になるように加圧シュー４の空気圧シリンダ６を紙幅方向で個別にフィードバック制御しているので、ライナ紙Ｌの予熱温度を紙幅方向で精度良く均一にすることができる。
従って、後工程の中芯紙との接着工程でライナ紙Ｌの温度ムラに起因した貼合不良が生じることはない。
なお、ライナ紙Ｌの紙巾が加圧シュー４の配置全幅よりも狭い場合は、押圧すべきライナ紙Ｌが存在しない部位の加圧シュー４については、空気圧シリンダ６を制御して、退避させておくことが望ましい。
（実施形態２）
【００４７】
次に本発明の第２の実施形態を図３により説明する。本実施形態は、シングルフェーサにおける片面段ボール紙の製造工程に適用したものであり、図３は本実施形態を適用したシングルフェーサの概略を示す。図３において、シングルフェーサは、外周面が波形に形成された上下段ロール２１及び２２を備え、上下段ロール２１及び２２の外周面（加熱面）は、内側中空部に飽和蒸気を供給される等の手段で加熱される。
中芯原紙ｃ１は、矢印ｉ方向に走行し、ガイドロール２５を経由して下段ロール２２に至り、下段ロール２２の外周面を走行中に予熱され、上段ロール２１との噛み合い部で波形状に成形された中芯紙ｃ２となる。糊溜めパン２４には生澱粉液ｐが溜められ、生澱粉液ｐに浸漬された糊付けロール２３によって上段ロール２１の外周面を走行する中芯紙ｃ２の段頂部に澱粉液ｐが付与される。
【００４８】
一方、裏ライナ紙ｍは、上段ロール２１の前後に配設された一対のガイドロール２６及び２７によって上段ロール２１に接触して走行する巻き付け角度θに対応する接触走行路Ｔが設定され、該裏ライナ紙ｍは、ガイドロール２６を経由して上段ロール２１の接触走行路Ｔの入口で中芯紙ｃ２と重ね合わされ、該接触走行路Ｔを走行中に加熱される。
また本実施形態では、該接触走行路Ｔの入口部に前記第１実施形態と同一の構成を有する加圧機構１０が配設されるとともに、ガイドロール２７の下流側の片面段ボール紙ｋの近傍には、前記第１実施形態と同一構成の非接触式の温度センサ１３及び温度センサ１３の温度検出値を入力して加圧機構１０の加圧シュー４によりライナ紙ｎに付与される押圧力を個別に制御する第１実施形態と同一構成のコントローラ１４が設けられている。
【００４９】
かかる構成の本実施形態において、中芯紙ｃ２と裏ライナ紙ｎとは、接触走行路Ｔを走行中にガイドロール２６及び２７により裏ライナ紙ｍに付与される張力によって押圧力を付与されるとともに、上段ロール２１の外周面（加熱面）に接して加熱される。また接触走行路Ｔの入口部で加圧機構１０の加圧シュー４によって押圧される。
このため中芯紙ｃ２及び裏ライナ紙ｍは、該接触走行路Ｔを走行中に加圧及び加熱され、生澱粉液ｐがゲル化することにより互いに接着されて片面段ボール紙ｋとなり、図示しないダブルフェーサ側に送られる。
【００５０】
かかる構成の第２実施形態によれば、中芯紙と裏ライナ紙ｍとが重ね合わされて走行する上段ロール２１の接触走行路Ｔの入口部に加圧機構１０を設け、加圧シュー４で押圧することにより、該入口部から下流側の接触走行路Ｔの全域に亘り中芯紙ｃ２及び裏ライナ紙ｎの熱伝達効率を向上させることができる。
また加圧シュー４を中芯紙及び裏ライナ紙ｎを挟んでプレヒータロール１の外周面に向けて直接押圧力を付加するように配置しているので、ライナ紙Ｌの幅方向で加圧シュー４の押圧力を異ならせても、紙の伸縮に差を生じることがなく、そのため後工程でシワが発生しない。
【００５１】
また、上段ロール２１の下流側で温度センサ１３によりライナ紙Ｌの幅方向の部位の温度を検出し、コントローラ１４によって該検出温度の低い紙幅方向部位に相当する加圧シュー４の空気圧シリンダ６を個別に制御して、押圧力を増すことにより、上段ロール２１の外周面からの受熱量を増やすことができる。これによって中芯紙ｃ２及び裏ライナ紙ｍの加熱温度を紙幅方向で精度良く均一に設定温度に制御することができる。これによって中芯紙と裏ライナ紙ｎとの合わせ面に紙幅方向における温度ムラを生じることがなく、該合わせ面の貼合不良は発生しない。
（実施形態３）
【００５２】
次に本発明の第３実施形態を図４により説明する。本実施形態は、加圧ベルト式シングルフェーサにおける片面段ボール紙の製造工程に適用したものであり、図４は本実施形態を適用した加圧ベルト式シングルフェーサを示す。図４において、一対のロール３１及び３２によって上段ロール２１に対する裏ライナ紙ｍの巻き付け角度θ及び接触走行路Ｔが設定されるが、ロール３１及び３２には同時にエンドレスベルト３３が巻回され、該ベルト３３の張力により接触走行路Ｔを走行する中芯紙ｃ２及び裏ライナ紙ｍを上段ロール２１の外周面に押圧するとともに、該押圧力により上段ロール２１から中芯紙ｃ２及び裏ライナ紙ｎに伝達される熱量の熱伝達効率を向上させるようにしている。
そして、本実施形態では、接触走行路Ｔの入口部のエンドレスベルト３３の背面側に前記第１及び２実施形態と同一構成の加圧機構１０を設け、ロール３２の下流側に前記第１及び第２実施形態と同一構成の非接触式の温度センサ１３及びコントローラ１４を設けている。
その他の構成は前記第２実施形態と同一であり、同一の部位には該第２実施形態と同一符号を付し、それら部位の説明を省略する。
【００５３】
本実施形態によれば、前記第２実施形態と同様の作用効果を得ることができるが、さらにエンドレスベルト３３の張力による押圧力が中芯紙ｃ２及び裏ライナ紙ｎに付加されるので、上段ロール２１から供給される熱量の熱伝達効率がさらに向上することができ、中芯紙ｃ２と裏ライナ紙ｍとの接着力をさらに向上することができる。
（実施形態４）
【００５４】
次に本発明の第４実施形態を図５により説明する。本実施形態は、ダブルフェーサ上流側の予熱工程に本発明を適用したものである。図５において、ダブルフェーサ４０の上流側で、図示しないシングルフェーサで製造された片面段ボール紙ｋは、糊付装置４６で中芯紙ｃ２の段頂部に糊り付けされてダブルフェーサ４０に送られ、一方、図示しないミルロールスタンドで装着されたロール原紙から繰り出された表ライナ紙ｎは、第１のプレヒータロール４１に巻回されて加熱された後、加熱装置５０の加熱面５１上を接触しながら走行して加熱され、次に第２のプレヒータロール４４に巻回されて加熱された後、ダブルフェーサ４０に送られて片面段ボール紙ｋと接着され、両面段ボール紙が製造される。
【００５５】
第１プレヒータロール４１の前後には、表ライナ紙ｎの第１プレヒータロール４１に対する巻回角度θ１を決めるガイドロール４２及び４３が設けられ、第２プレヒータロール４４の下流側には、表ライナ紙ｎの第２プレヒータロール４４に対する巻回角度θ２を決めるガイドロール４５が設けられている。
加熱装置５０は、図５（ｂ）に示すように、加熱管５２が固定座５４に固定され、該固定座５４を介して支持梁５３に支持されている。
加熱管５２は、その上端部を結ぶ包絡線が水平な面を形成するように配置され、かつ図５（ｃ）に示すように、多列状に並列な曲線をなす１本の管で構成され、飽和蒸気ｓが供給されて加熱面５１を形成する。
【００５６】
加熱管５２の固定座５４にはオネジ部５５が接続され、該オネジ部５５は支持梁５３に固着されたリブ５６の上端に取り付けられたナット５７の内側面に形成されたメネジ部と螺合し、ナット５７を正逆に回動させることにより、上下方向位置を変更可能に構成され、かかる機構によって平面状の加熱面５１（好ましくは加熱管５２）を維持できるようになっている。
また、加熱装置５０の加熱面５１に対面して表ライナ紙ｎを挟むように加熱面５１の入口部に前記第１〜３実施形態と同一構成の加圧機構１０が設けられ、また該加熱面５１の下流側に前記第１〜３実施形態と同一構成の非接触式の温度センサ１３が設けられ、さらに該非接触式の温度センサ１３の温度検出値を入力して加圧機構１０の加圧シュー４の押圧力を個別に制御する前記第１〜３実施形態と同一構成のコントローラ１４が設けられている。
【００５７】
かかる構成の第４実施形態において、表ライナ紙ｎは、ダブルフェーサ４０に到達する前に、まず第１プレヒータロール４１に巻回されて予熱され、その後加熱装置５０の加熱面５１上を該加熱面５１に接触しながら走行する。該加熱面５１の入口で紙幅方向に配置された複数の加圧シュー４で上方から押圧される。これによって加圧シュー４の下流側の表ライナ紙ｎの張力が増大するため、表ライナ紙ｎは加熱面５１の全域に亘って密着するようになるため、加熱面５１全域での受熱時の熱伝達効率が向上する。表ライナ紙ｎは、該加熱面５１の下流側で第２プレヒータロール４４に巻回されてさらに加熱された後ダブルフェーサ４０に送られる。
【００５８】
かかる第４実施形態によれば、第１プレヒータロール４１と第２プレヒータロール４４の間に加熱装置５０を設けているので、第１プレヒータロール４１から第２プレヒータロール４４に走行する間の表ライナ紙ｎの温度低下を回避できる。
また、加熱面５１の入口で加圧シュー４により表ライナ紙ｎを押圧するため、該押圧部から下流側で表ライナ紙ｎの張力が増して加熱面５１との密着度を増すため、加熱面５１全域での受熱時の熱伝達効率が向上する。また加圧シュー４を加熱管５２で構成される加熱面５１（加熱管５２）に向けて直接押圧するため、紙幅方向で表ライナ紙ｎの伸び縮みの差が生じることがない。従ってシワを発生しない。
【００５９】
また、非接触式温度センサ１３により表ライナ紙ｎの紙幅方向の部位で温度を検知し、紙幅方向で該温度検出値のバラツキが生じないようにコントローラ１４で加圧シュー４の表ライナ紙ｎに対する押圧力を個別に制御しているので、紙幅方向の温度ムラをなくすことができ、ダブルフェーサ４０での片面段ボール紙ｋと表ライナ紙ｎとの貼合工程で貼合不良をなくすことができる。
また、従来予熱工程で加熱能力を高める場合、プレヒータロールを増設するかあるいはプレヒータロールを大径にしていたが、本実施形態によれば、加圧機構１０と加熱装置５０を設けるだけで済むため、設備費を低減することができる。
【００６０】
なお、上記第１〜第４の実施形態においては、ライナ紙などを押圧する部材として加圧シュー４を用いて説明したが、この加圧シュー４に替えて、ロール状の加圧部材を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、段ボール紙の製造工程において、中芯紙やライナ紙の加熱効果を高めるとともに、紙幅方向の温度ムラがない均一な加熱ができ、貼合不良のない段ボール紙を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態の加熱装置を示す構成図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿う前記第１実施形態の加熱装置の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す加熱装置の構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す加熱装置の構成図である。
【図５】本発明の第４実施形態の加熱装置を示し、（ａ）はその構成図、（ｂ）は該加熱装置５０の拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）中のＢ方向から視た加熱管５２の配置図である。
【図６】従来のシングルフェーサを示す系統図である。
【図７】従来のダブルフェーサを示す系統図である。
【図８】中芯紙とライナ紙との接着部を示す説明図である。
【図９】従来のライナ紙の加熱装置を示す側断面図である。
【図１０】図９の加熱装置の部分立面断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ プレヒータロール
２ 固定ガイドロール
３ 移動ガイドロール
４ 加圧シュー
５ 支持梁
６ 空気圧シリンダ
１０ 加圧機構
１３ 非接触式温度センサ
１４ コントローラ
２１ 上段ロール
２２ 下段ロール
３３ エンドレスベルト（加圧ベルト）
４１ 第１プレヒータロール
４４ 第２プレヒータロール
５０ 加熱装置
５１ 加熱面
５２ 加熱管
ｃ１ 中芯原紙
ｃ２ 中芯紙
Ｌ ライナ紙
ｋ 片面段ボール紙
ｍ 裏ライナ紙
ｎ 表ライナ紙
ｐ 生澱粉液
Ｔ 接触走行路
【出願人】 【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
【出願日】 平成１８年９月１１日（２００６．９．１１）
【代理人】 【識別番号】１０００８３０２４
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 昌久

【識別番号】１００１３７２５７
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 廣
【公開番号】 特開２００８−６２６２７（Ｐ２００８−６２６２７Ａ）
【公開日】 平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願番号】 特願２００６−２４５９８８（Ｐ２００６−２４５９８８）