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【発明の名称】 段ボールシート水分付与装置
【発明者】 【氏名】糸山 正

【氏名】石渕 浩

【要約】 【課題】ダブルフェーサ出口部で製造された両面段ボール紙の上下反りや、スタッカに積載後の経時反りを防止する。

【解決手段】ダブルフェーサの加熱部の入口部もしくは出口部又は冷却部の出口部に重ね合された片面段ボール紙k及びライナ紙nの片面に加湿空気形成ゾーン31を対面させるとともに、該加湿空気形成ゾーン31に対向する反対面に大気圧以下の負圧形成ゾーン36を対面させ、加湿空気形成ゾーン31の加湿空気を片面段ボール紙k及びライナ紙nを通して負圧形成ゾーン36に吸引するように構成する。ダブルフェーサ加熱部の入口部では加湿空気として蒸気を使用し、加熱効果を補充する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
段頂部に糊付けされた帯状の片面段ボール紙と帯状のライナ紙とを重ね合わせて熱盤上を走行させ貼合する加熱部と、該加熱部の該走行方向下流側に位置し貼合した両面段ボール紙を冷却する冷却部とからなるダブルフェーサにおいて、
前記加熱部の入口部もしくは出口部又は前記冷却部の出口部に重合された片面段ボール紙及びライナ紙の片面に加湿空気形成ゾーンを対面させるとともに、
該加湿空気形成ゾーンに対向する該片面段ボール紙及びライナ紙の反対面に大気圧以下の負圧形成ゾーンを対面させ、
該加湿空気形成ゾーンの加湿空気を該片面段ボール紙及びライナ紙を通して該負圧形成ゾーンに吸引するように構成したことを特徴とするダブルフェーサ。
【請求項2】
前記加熱部の入口部に設けられた前記加湿空気形成ゾーンの加湿空気が加熱蒸気又は加熱された湿り空気であることを特徴とする請求項1に記載のダブルフェーサ。
【請求項3】
前記加熱部の出口部又は前記冷却部の出口部に設けられた前記加湿空気形成ゾーンの加湿空気が常温以下の湿し空気であることを特徴とする請求項1に記載のダブルフェーサ。
【請求項4】
前記負圧形成ゾーンがゲージ圧で10〜30kPaの負圧に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のダブルフェーサ。
【請求項5】
前記加熱部の入口部において前記片面段ボール紙の下面に重合された表ライナ紙に対面して前記加湿空気形成ゾーンを設け、前記片面段ボール紙の裏ライナ紙に対面して前記負圧形成ゾーンを設け、該加湿空気形成ゾーンの加湿空気を90〜100℃の蒸気又は湿り空気とすることを特徴とする請求項2に記載のダブルフェーサ。
【請求項6】
前記加熱部の出口部又は前記冷却部の出口部において前記片面段ボール紙の下方に重合された表ライナ紙に面して前記加湿空気形成ゾーンを設け、前記片面段ボール紙に面して前記負圧形成ゾーンを設け、該加湿空気形成ゾーンの加湿空気を常温以下の湿り空気とすることを特徴とする請求項3に記載のダブルフェーサ。
【請求項7】
前記加熱部の出口側において前記加湿空気形成ゾーン又は負圧形成ゾーンを前記片面段ボール紙及びライナ紙の搬送ベルトを介して該片面段ボール紙及びライナ紙に対面させ、該搬送ベルトを加湿空気通過時の圧損が少ない材質で構成したことを特徴とする請求項1に記載のダブルフェーサ。
【請求項8】
貼合速度、紙種、坪量等の生産情報を基に、前記加湿空気形成ゾーンの水分発生量及び該負圧形成ゾーンの負圧度をプリセット制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項1に記載のダブルフェーサ。
【請求項9】
前記冷却部の出口部に前記片面段ボール紙又はライナ紙の表面の水分量を測定するセンサと、該センサの測定値を基に前記加湿空気形成ゾーンの水分発生量及び該負圧形成ゾーンの負圧度をフィードバック制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項1に記載のダブルフェーサ。
【請求項10】
前記加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンを前記片面段ボール紙及びライナ紙の紙幅方向に複数に分割し、前記センサにより測定した紙幅方向の水分量を基に前記制御装置により該分割された加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンごとに水分発生量及び負圧度を制御するように構成したことを特徴とする請求項9に記載のダブルフェーサ。
【請求項11】
前記センサを紙幅方向に複数個設けるか、又は前記センサを紙幅方向に走査させる駆動機構を設けることにより、前記片面段ボール紙又はライナ紙の表面の水分量を紙幅方向に亘って測定可能にしたことを特徴とする請求項10に記載のダブルフェーサ。
【請求項12】
前記分割された複数の加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンのうち、紙幅情報に基づいて前記制御装置により該加湿空気形成ゾーン及びライナ紙の走行領域より外側に配置された加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンの稼動を停止するように構成したことを特徴とする請求項10に記載のダブルフェーサ。

【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る段ボール紙製造装置におけるダブルフェーサに関し、ダブルフェーサで製造された両面段ボール紙のそりを防止するための装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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て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と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、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、製造した両面段ボール紙を積み上げて保管するスタッカや、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】
従来のダブルフェーサの一例を図12を用いて説明する。図12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。
【0005】
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。片面段ボール紙kは、ダブルフェーサ010の前工程でシングルフェーサにより裏ライナ紙mと波形に形成された中芯紙cとが貼合されたものである。熱盤群014は、図13に示すように、適宜の手段で加熱用蒸気が供給される蒸気室022を有し、その上面022aは片面段ボール紙k及び表ライナ紙nの走行路を形成し、片面段ボール紙k及び表ライナ紙nは熱盤上面022aから受熱して加熱され、熱盤014の設置位置で加熱部Hを構成する。
該熱盤群014の上方及び該熱盤群014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を挟持して矢印a方向に搬送する上コンベアベルト016と下コンベアベルト017とが配設されている。
【0006】
また、該熱盤群014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ベルト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、下コンベアベルト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ベルト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。
【0007】
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、片面段ボール紙kの中芯紙cの段頂部に塗布された生澱粉液を介して重ね合された状態に置かれ、上コンベアベルト016と下コンベアベルト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。その後、冷却部Cを走行して自然冷却される。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。
【0008】
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、ロータリシャ020で両側縁を耳切りされ、後工程のスリッタスコアラ(図示略)で罫線加工及び裁断加工が行なわれ、さらにカットオフ装置で切断された後、スタッカ021で積載され保管される。
【0009】
前記熱盤群014の蒸気室022内に供給される加熱用蒸気は、通常10〜13kgf/cmの飽和蒸気圧で、180〜190℃の温度であり、熱盤群014上における段ボール紙に対する供給熱量及び加圧力によって、片面段ボール紙kと表ライナ紙nの接着力がコントロールされており、上記供給熱量、加圧力の不足は接着力の低下を招き、逆に供給熱量、加圧力の過大は、段つぶれ等の段ボール品質の低下を招く。
ところで、熱盤群014は、通紙する最大幅に相当する幅をもつ必要がある。最大通紙幅は例えば2200〜2800mmであるため、熱盤群014は、少なくとも2500mm以上の長さとなる。
【0010】
シングルフェーサやダブルフェーサでは、接着剤としての澱粉糊を糊化して接着力を生じさせるため、紙シートを加熱する蒸気ロールや加熱ボックスが各所に配置されている。そのためダブルフェーサの下流側でも両面段ボール紙は高温・低水分に保たれ、例えばスタッカにおいて、表ライナ紙側の含水分は2〜3重量%(以下%という)、裏ライナ紙側の含水分は4〜5%程度になっており、表裏で水分差が生じている。
製造後の両面段ボール紙dをスタッカ021で積載されたスタックにおいて、外気と接する表層や周辺部は大気中の水分を吸収しやすいため、数時間で平衡水分(7〜10%)に達する。これに対して、スタックの内部は大気中の水分を吸収しにくく、平衡水分に到達するまでに数十時間を要する。
【0011】
このように、平衡水分に到達するまでの時間が異なり、場所によって水分差が生じるため、伸縮率の違いにより、図14に示すようにスタッカ021に積載後の両面段ボール紙dにS字状の経時反りが発生し、品質低下の原因になっていた。また、ダブルフェーサでの両面段ボール紙製造時における表裏ライナ紙の水分量の違いによっても、製造直後に表ライナ紙を下側にして紙幅方向両端が上側に反るいわゆる上反りや、中心部が上側に反る下反りが発生する。即ち貼合時表ライナ紙のほうが水分量が少ない場合、両面段ボール紙の製造後に表ライナ紙が水分を吸って伸びるため、上反りが発生する。
【0012】
上記の問題を解決するために、特許文献1(特許第3495425号公報)、特許文献2(特許第2788443号公報)及び特許文献3(特許第3664865号公報)に、ダブルフェーサで貼合された後の両面段ボール紙の片面又は両面に水分を付与して平衡水分に到達させることにより、積載後の大気水分吸収を低減させて、紙シートの経時反りを防止する技術が開示されている。
【0013】
【特許文献1】許第第3495425号公報
【特許文献2】特許第2788443号公報
【特許文献3】特許第3664865号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
しかし、特許文献1〜3に開示された水分付与技術では、正確な水分量調整ができない。特許文献1に開示された噴霧ノズルで吹き付ける方式では、高速で走行する紙シート表面に発生するエアカーテンに妨害されるため、生産速度により水分付与効率が異なるという問題がある。特に紙シートの下方から上方に向けて噴霧する場合は、重力の影響もあって水分付与効率が悪い。
【0015】
また、特許文献2及び特許文献3に開示されているように、ロール表面に水膜を形成して塗布する方式では、水のように粘度の低い流体の膜厚を調整することが困難である。このように、これらの手段では、両面段ボール紙の表裏とも平衡水分量に保ち、両面段ボール紙の経時反りを防止することは困難である。
また、両面段ボール紙の表裏で紙幅方向の水分量の分布の違いによっても反りが発生し、前記上反りや下反りに加えて、紙幅方向両端部の水分量が多かったために、両端部が曲がるM字状の反りが発生する。
また裏ライナ紙と表ライナ紙とで紙種が異なる場合が多く、紙種が異なれば、同じ水分量でも伸縮率が異なり、従って表裏で同じ水分量でも反りが発生する。
【0016】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、水分付与方式の反り防止技術において、ダブルフェーサ出口部の両面段ボール紙の表面及び裏面を前記平衡水分量となるように制御することにより、経時反りを防止し、かつダブルフェーサ出口部での両面段ボール紙の表裏面の水分差をなくすことにより、製造直後の上反りや下反りを防止することを目的とする。
また紙シートの紙幅方向の水分量を表裏でムラなく制御することにより、M字状反りのように紙幅方向に生じる反りを防止することを目的とする。
またダブルフェーサの入口部では水分付与により片面段ボール紙やライナ紙の予熱効果を減じて接着性能を劣化させず、ダブルフェーサの冷却部では冷却効果を阻害せず、逆に冷却効果を高めるようにする反り防止手段を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
かかる目的を達成するため、本発明のダブルフェーサは、段頂部に糊付けされた帯状の片面段ボール紙と帯状のライナ紙とを重ね合わせて熱盤上を走行させ貼合する加熱部と、該加熱部の該走行方向下流側に位置し貼合した両面段ボール紙を冷却する冷却部とからなるダブルフェーサにおいて、
前記加熱部の入口部もしくは出口部又は前記冷却部の出口部に重合された片面段ボール紙及びライナ紙の片面に加湿空気形成ゾーンを対面させるとともに、該加湿空気形成ゾーンに対向する該片面段ボール紙及びライナ紙の反対面に大気圧以下の負圧形成ゾーンを対面させ、該加湿空気形成ゾーンの加湿空気を該片面段ボール紙及びライナ紙を通して該負圧形成ゾーンに吸引するように構成したものである。
【0018】
本発明では、片面段ボール紙及びライナ紙(以下、重ね合された片面段ボール紙及びライナ紙を「紙シート」という)を挟んで対向配置された前記加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンを設け、該加湿空気形成ゾーンの加湿空気を紙シートを通して該負圧形成ゾーンに吸引するようにしたことにより、紙シート表裏の差圧を利用して該紙シートを透過する加湿空気の流れを形成させ、これによって該紙シート表面に付着する水分量を増大させることができる。
該加湿空気形成ゾーン又は負圧形成ゾーンと紙シートとの隙間をできるだけ小さくし、例えば2〜3mmとし、該隙間から漏れる水分損失を防止し、かつ高速で走行する紙シート表面近傍に発生する空気流(エアカーテン)の吸い込みを減らすようにするとよい。
【0019】
本発明によれば、紙シートの表裏の差圧に比例して、紙シートを透過する空気量が高くなるため、水分の利用効率が向上する。また差圧により形成される空気流を利用しているため、従来のスプレー方式では重力の影響で水分付与効率の悪かった下方から上方の噴射に比べて、下方から上方へ空気流を形成する場合でも効率良く水分を付与することができるとともに、高速で走行する紙シート表面近傍に発生する空気流(エアカーテン)の影響を受けにくい。
【0020】
また、負圧形成ゾーンの負圧を調整することにより、紙シートを透過する空気流を調節できるため、紙シートに付着する水分量を精度良く、かつ運転条件や機械の個体差に左右されずに制御することができ、従来の水付けロール方式と比較して水分付与量の制御を精度良く行なうことができる。
このように本発明によれば、ダブルフェーサ出口部での両面段ボール紙の表裏面の水分差をなくし、かつ平衡水分量にすることができるので、両面段ボール紙の製造直後の上反りや下反りを防止し、かつ両面段ボール紙の製造後スタッカで積載後の水分吸収不均一に起因する経時反りを防止できる。
【0021】
負圧形成ゾーンは、例えばブロア等により該負圧形成ゾーンの内部空気を排気することにより、容易に形成でき、該負圧形成ゾーンをゲージ圧で10〜30kPaの負圧に形成すれば、十分な吸引効果を得ることができる。
本発明において、加湿空気形成ゾーンがダブルフェーサの加熱部の入口部に設けられる場合、加湿空気形成ゾーンに蒸気スプレー装置又は電気的に水を加熱する装置を配置して、加熱蒸気又は加熱された湿り空気を紙シートに付与すれば、ダブルフェーサ入口において予熱された紙シートの温度を下げることなく水分を付与できる。
【0022】
例えば、加熱部の入口部において前記片面段ボール紙の下面に重合された表ライナ紙に対面して加湿空気形成ゾーンを設け、片面段ボール紙の裏ライナ紙に対面して負圧形成ゾーンを設け、該加湿空気形成ゾーンの加湿空気を90〜100℃の蒸気又は湿り空気とするとよい。
この場合、加湿空気形成ゾーンを表ライナ紙の下方に設けても、紙シートの表裏面の差圧を利用して下方から上方に向かう空気流を形成するため、重力の影響を受けることなく、紙シートへの水分付与効率を低下させることがない。また、紙シートの予熱効果を補充する副次効果があり、場合によって予熱ロールをなくすことも可能である。
【0023】
また、本発明において、ダブルフェーサ加熱部の出口部又は冷却部の出口部に設けられた加湿空気形成ゾーンの加湿空気を常温以下の湿し空気とすれば、該湿り空気によって該冷却部での冷却効果をさらに高めることができる。
例えば、ダブルフェーサの加熱部の出口部又は冷却部の出口部において片面段ボール紙の下方に重合された表ライナ紙に面して加湿空気形成ゾーンを設け、片面段ボール紙に面して負圧形成ゾーンを設け、該加湿空気形成ゾーンの加湿空気を常温以下の湿り空気とすることができる。加湿空気形成ゾーンを表ライナ紙の下方に設けても、下方から紙シートを通って上方に向かう空気流を形成するため、紙シートへの水分付与量が減ることはない。
【0024】
また、ダブルフェーサの加熱部の出口側に加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンを設ける場合、該加熱部出口側には紙シートを搬送する搬送ベルトがあるので、加湿空気形成ゾーン又は負圧形成ゾーンを紙シートの搬送ベルトを介して該紙シートに対面させ、該搬送ベルトを透気度の高い材質で構成すれば、加湿空気が該搬送ベルトを通過する時の圧損を低減することができる。該搬送ベルトとして、例えばフェルト、目の粗い繊維、又はワイヤメッシュ等で構成されたベルトを用いることができる。
【0025】
また、本発明において、貼合速度、紙種、坪量等の生産情報を基に、該加湿空気形成ゾーンの水分発生量及び該負圧形成ゾーンの負圧度をプリセット制御する制御装置を設けるようにすれば、該生産情報を考慮した制御が可能となる。
また、ダブルフェーサの冷却部出口部に紙シート表面の水分量を測定するセンサと、該センサの測定値を基に加湿空気形成ゾーンの水分発生量及び該負圧形成ゾーンの負圧度をフィードバック制御する制御装置を設けるようにすれば、該冷却部出口部の紙シートの水分量を設定値に精度良く制御することができる。
【0026】
また、加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンを紙シートの紙幅方向に複数に分割し、水分量センサにより測定した紙幅方向の水分量を基に前記制御装置により該分割された加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンごとに水分発生量及び負圧度を制御するように構成すれば、紙幅方向の水分分布量を均一にでき、これによって製造直後の両面段ボール紙において紙幅方向の水分分布不均一に起因する上反り、下反り又はM字状の反りを防止できるのみならず、経時反りも防止可能である。
【0027】
加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンを紙シートの紙幅方向に複数に分割した場合、水分量センサを紙幅方向に複数個設けるか、又は該センサを紙幅方向に走査させる駆動機構を設けることにより、紙シート表面の水分量を紙幅方向に亘って測定可能である。なお、該センサを紙幅方向に走査させるようにすれば、少数のセンサで紙シートの紙幅方向全域の水分量を検出できて、設備費を節約することができる。
【0028】
また、分割された複数の加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンのうち、紙幅情報に基づいて前記制御装置により該加湿空気形成ゾーン及びライナ紙の走行領域より外側に配置された加湿空気形成ゾーン及び負圧形成ゾーンの稼動を停止するように構成すれば、ダブルフェーサの動力費を節約できる。また、紙の走行領域により外側の加湿空気形成ゾーンの稼動を停止することにより、ダブルフェーサ加熱部に紙を介さず直接に加湿空気を吹付けることがなくなり、該加熱部表面の結露や錆のような不具合を防止することができる。
【発明の効果】
【0029】
以上のように、本発明によれば、ダブルフェーサの加熱部の入口部もしくは出口部又は冷却部の出口部に紙シートの片面に加湿空気形成ゾーンを対面させるとともに、該加湿空気形成ゾーンに対向する紙シートの反対面に大気圧以下の負圧形成ゾーンを対面させ、該加湿空気形成ゾーンの加湿空気を紙シートを通して該負圧形成ゾーンに吸引するように構成したことにより、ダブルフェーサ出口部での両面段ボール紙の表裏面の水分量を均一化でき、かつ平衡水分になるように調整できるので、製造直後の両面段ボール紙の上反り又は下反りのみならず、スタッカに積載後の経時反りも効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0030】
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実施形態に係るダブルフェーサの入口部を示す立面図、図2はライナ紙に蒸気を透過させた場合のライナ紙表裏面の差圧と凝縮率との関係を示す線図、図3は前記第1実施形態の変形例に係るダブルフェーサ入口部の立面図である。図4は本発明の第2実施形態に係るダブルフェーサの全体構成図、図5は図4の一部拡大断面図である。
【0031】
図6は本発明の第3実施形態に係るダブルフェーサの入口部を示す立面図、図7は前記第3実施形態の変形例に係るダブルフェーサの入口部を示す立面図である。図8は本発明の第4実施形態に係るダブルフェーサの全体構成図、図9は本発明の第5実施形態に係る紙幅方向の横断側面図(紙幅最大時)、図10は同じく横断側面図(紙幅最小時)である。図11は前記第5実施形態における制御フロー図である。
(実施形態1)
【0032】
本発明の第1実施形態を示す図1はダブルフェーサの入口部を示し、熱盤14、加圧装置15及び上コンベアベルト16は、図12に示す熱盤014、加圧装置015及び上コンベアベルト016と同一の機器であるので、これらの説明を省略する。
上コンベアベルト16はロール24に巻回され、加圧装置15によって互いに重ね合わされた片面段ボール紙kと表ライナ紙nを加圧しながら矢印a方向に搬送する。表ライナ紙nは予熱ロール25で予熱され、案内ロール26を経てダブルフェーサ10に搬送される。
【0033】
予熱ロール25と熱盤14の間の表ライナ紙nの下方に加湿装置30が表ライナ紙nに対面して設けられ、紙シートk、nを挟んで加湿装置30に対向する反対側には片面段ボール紙kを構成する裏ライナ紙mに対面して吸引装置35が設けられている。加湿装置30は内部に加湿空間31を有し、該加湿空間31に加熱蒸気を供給する複数の蒸気ノズル32が設けられている。また、表ライナ紙nに対面する面には複数の開口33が設けられている。
【0034】
吸引装置35は、内部に負圧形成空間36を有し、該負圧形成空間36はバルブ37を介してブロア等の負圧形成手段に接続されている。また裏ライナ紙mに対面した面には多数の吸引口38が設けられている。
かかる構成において、ダブルフェーサ10の運転時には、蒸気ノズル32から圧力が1kgf/cmで温度が90〜100℃の蒸気が供給される。蒸気の供給源は、熱盤14や予熱ロール25に供給する蒸気の一部を減圧して供給すればよい。
【0035】
また、吸引装置35では図示しない吸引駆動手段を駆動させて負圧形成空間36内の空気を吸引し、負圧形成空間36内をゲージ圧で10〜30kPaの負圧にする。これによって加湿装置30内の蒸気が紙シートk、nを通して負圧形成空間36に吸引されるので、表ライナ紙nに蒸気の凝縮水を付着させることができる。特に開口33に対面した表ライナ紙nには多量の凝縮水を付与できるので、裏ライナ紙mとの水分量の差をなくして平衡水分量に到達させることができる。
【0036】
かかる構成の本実施形態において、加湿空間31と負圧形成空間36との差圧に比例して紙シートk、nを透過する蒸気量を増加できるので、表ライナ紙nに十分な水分量を付与でき、加湿装置30を紙シートk、nの下方に設置しても重力に抗して効率良く水分を付与できる。
また差圧による蒸気の流れを利用しているので、高速で走行する紙シート表面の近傍に発生する空気流の影響を受けない。また負圧形成空間36の吸引負圧を調整することにより、紙シートk、nを透過する蒸気量を精度良く制御することができる。
【0037】
また、加熱蒸気を紙シートk、nに透過させるので、熱盤14による加熱を補助する加熱効果があり、加熱効率が向上するとともに、場合によっては加熱ロール25をなくすことも可能である。このように本実施形態によれば、ダブルフェーサの入口部において表ライナ紙nに十分な水分を付与でき、表ライナ紙nの水分量を平衡水分量に近づけることができるので、ダブルフェーサ出口側での上反り、及びスタッカ021で積載後の経時反りを防止することができる。
【0038】
図2は、坪量が280g/mのライナ紙の一面側にゲージ圧で4種類の負圧をかけて表裏面間に差圧を付け、該ライナ紙を透過する蒸気の凝縮率を測定したものである。蒸気のうち凝縮分がライナ紙に水分として付着したとみなす。この測定結果から、ゲージ圧で10kPa以上の負圧をかければ、ライナ紙に十分な水分量を付与できると考えられる。またゲージ圧で30kPa以上の負圧をかけると、ブロア等負圧形成手段の動力費が増加するので、紙シートk、nの一方の面をゲージ圧で10〜30kPaの負圧を形成することが好ましい。
【0039】
次に第1実施形態の変形例を図3により説明する。図3において、前記第1実施形態と同一の部位又は機器には同一の符号を付し、それら同一部位又は機器の説明を省略する。本実施形態において第1実施形態と異なる構成は、第1実施形態の加湿装置30の代わりに温水加熱方式の加湿装置40を設けた点であり、その他の構成は第1実施形態と同一である。
加湿装置40は、内部に水を貯留する加湿空間41を有するとともに、水を加熱する電気温熱器42を備えている。該電気温熱器42により水を加熱し、90〜100℃の蒸気をつくり、加湿空間41を蒸気雰囲気とする。
【0040】
ダブルフェーサの運転時に吸引装置35で負圧形成空間36を負圧にし、該蒸気雰囲気を複数の開口43から吸引口38を通して負圧形成空間36に吸引することにより、蒸気を紙シートk、nに透過させ、これによって表ライナ紙nに蒸気の凝縮水を付与するようにする。この変形例によれば、蒸気を他の供給源に拠らず、加湿装置40で製造できる利点がある。
(実施形態2)
【0041】
次に本発明の第2実施形態を図4及び図5により説明する。図4及び図5において、本実施形態は、加湿装置50及び吸引装置35を加熱部Hの出口部、即ち冷却部Cの入口部かあるいはロータリシャ020の出口部に設け、加湿装置50を両面段ボール紙dの下方に、吸引装置35を両面段ボール紙dの上方に対向して設けたものである。なお、吸引装置35は前記第1実施形態と同一構成の吸引装置を用いる。
加湿装置50は、二流体方式の水噴霧スプレー装置52を備え、内部の加湿空間51に常温の水分を含んだ空気を噴射して加湿空気を充満させる。両面段ボール紙dの表ライナ紙nに対面する面には複数の開口53を設けている。
【0042】
なお、吸引装置35をダブルフェーサの加熱部Hの出口部に配置した場合は、図5に示すように、両面段ボール紙dの上に上コンベアベルト16が配置されているため、吸引装置35は上コンベアベルト16の上方に該上コンベアベルト16に対面して設けられる。この場合、上コンベアベルト16は吸引装置35と接して走行するために吸引装置35との間で摩擦力が発生するとともに、吸引装置35から吸引力による引張り力を受ける。
また、上コンベアベルト16を空気が透過するときに圧損が生じる。従って、上コンベアベルト16は、例えばフェルト、目の粗い繊維ベルト、ワイヤメッシュベルト等の高張力で透気度が高い材料で構成するとよい。また、上コンベアベルト16が両面段ボール紙dと吸引装置35との間に介在することにより、両面段ボール紙dに作用する摩擦力を低減する作用を有する。
【0043】
本実施形態では、ダブルフェーサ10の加熱部Hの出口部で、加湿装置40に設けた二流体方式の水噴霧スプレー装置52を設け、常温の水分を両面段ボール紙dの表ライナ紙nに付与するようにしているので、冷却部Cでの両面段ボール紙dの冷却効果を促進する副次効果がある。また二流体方式の水噴霧スプレー装置52を設けているので、噴射される水粒子径が小さく、そのため水分量の調整が容易で、紙シートk、nに吸収されやすく、かつムラのない水分分布が得られるので、両面段ボール紙dの反り防止に好適である。
このように、ダブルフェーサの出口部で両面段ボール紙dの表ライナ紙n側に水分を付与することにより、加熱部Hを通過した後の表ライナ紙nの過乾燥を補うことができるため、両面段ボール紙製造後スタッカ21での積載時に水分吸収不均一に起因する経時反りを防止できる。
(実施形態3)
【0044】
次に第1発明の第3実施形態を図6により説明する。図6において、本実施形態は、ダブルフェーサ10の入口で、図1に示す第1実施形態の加湿装置30と吸引装置35の配置を上下逆にし、両面段ボール紙dの下方に吸引装置35を設け、両面段ボール紙dの上方に加湿装置30を設けたものである。このように配置したことにより、両面段ボール紙dの裏ライナ紙mに水分を付与することができる。
【0045】
なお、本実施形態の加湿装置30が第1実施形態の加湿装置30と異なる点は、加湿装置30の側壁内面に加湿装置内で結露した水滴が、該側壁内面を伝って両面段ボール紙dに落下しないように、樋状のドレン回収装置34が設けられている点である。該ドレン回収装置34は、一方に水平方向からやや傾斜して設けられ、ドレンを一方向に集めた後、外部に排出可能に構成されている。
【0046】
また、図7は第3実施形態の変形例で、温水加熱方式の加湿装置40と吸引装置35の配置を上下逆にしたものである。温水加熱方式の加湿装置40を紙シートk、nの上方に設けたことにより、加湿装置40の内部に温水hを溜めるピット44を設け、該ピット44に溜めた温水hを電気温熱器42で加熱するようにしている。また加湿装置40の側壁内面に加湿装置40内で結露した水滴が、該側壁内面を伝って両面段ボール紙dに落下しないように、該側壁内面に電気温熱器45を設け、該側壁内面に発生した結露を加熱して蒸気に変え、蒸気として再利用する点である。
この変形例では、かかる構成によって、両面段ボール紙dの裏ライナ紙mに水分を付与することができる。
【0047】
第3実施形態及びその変形例によれば、両面段ボール紙dの裏ライナ紙m側に水分を付与することにより、裏ライナ紙mの水分不足に起因した両面段ボール紙dの製造直後の下反り、及びスタッカ21に積載後の水分吸収不均一に起因する経時反りを防止できる。
また、加湿装置30又は40内で結露した水滴が、加湿装置30又は40の側壁内面を伝って両面段ボール紙dに落下することがなく、両面段ボール紙dの品質低下を防止できる。
(実施形態4)
【0048】
次に本発明の第4実施形態を図8により説明する。図8において、本実施形態では、ダブルフェーサ入口部に紙シートk、nを挟んで下側に加湿装置30又は40を該紙シートに対面させ、上側に吸引装置35を設けるとともに、ダブルフェーサ10の出口直後、即ちロータリシャ20の出口部で両面段ボール紙dの水分を付与する側の面(本実施形態では表ライナ紙n側)の含水分量を計測するセンサ61を設けている。なお水分を付与しない側の面にも該センサを設けてもよい。
【0049】
該センサ61の検出値を受けて、ダブルフェーサ10で製造された両面段ボール紙dの表裏面の含水分を一定に近づける方向に、吸引装置35の負圧形成空間36の負圧及び加湿装置30又は40における水分発生量をフィードバック制御するサクション負圧コントローラ62及び水分付与量コントローラ63を設けている。サクション負圧コントローラ62では水分センサ61の検出値を受けて吸引装置35の負圧形成空間36を吸引するブロア64の駆動を制御する。
かかるフィードバック制御系において、ダブルフェーサ10の出口直後にセンサ61が含水分量の不足を検知した場合には、コントローラ62及び63により水分付与量を増大させることにより、両面段ボール紙dの含水分量を定常状態に保持する。
【0050】
あるいは生産管理装置65から生産情報、例えば紙シートの紙種、坪量、貼合速度等から吸引装置35の負圧形成空間36の負圧度及び加湿装置30又は40における水分発生量をプリセット制御するようにしてもよい。例えば紙シートk、nが薄紙の場合あるいは低貼合速度の場合は、該紙シートが、特に表ライナ紙nが過乾燥状態になりやすいため、水分付与量を増大させることにより、紙シートの含水分量を定常状態に保つ。前記フィードバック制御とプリセット制御とを組み合わせてもよい。
【0051】
このように本実施形態によれば、ダブルフェーサ10の出口直後に水分センサ61を設けて、ダブルフェーサ出口直後における紙シートの含水分量が表ライナ紙nと裏ライナ紙mとで一定になるようにフィードバック制御することにより、両面段ボール紙の表裏面で水分付与量が常に一定な値に保たれ、これによって両面段ボール紙dの製造直後の上下反り及びスタッカ21での積載後の経時反りの防止効果を安定して持続させることができる。
また紙種や貼合速度等に応じて水分付与量をプリセット制御することにより、製造条件の急変に基づく紙シート表裏の含水分量の変化を減少させ、これによって上下反り及び積載後の経時反りの防止効果を安定して持続させることができる。
(実施形態5)
【0052】
次に本発明の第5実施形態を図9〜図11により説明する。本実施形態は、基本構成は前記第4実施形態と同一であり、ダブルフェーサ10の入口部に設けた加湿装置30及び吸引装置35を紙シートk、nの紙幅方向に5分割した点が第4実施形態と異なる。
本実施形態では、ロータリシャ20の出口部に、分割された加湿装置30a〜30e又は吸引装置35a〜35eの領域ごとの紙幅方向位置に複数の水分センサ61を配置するか、又は水分センサを61を紙幅方向に走査可能に構成することにより、該領域ごとに水分量を検知できるように構成している。
【0053】
図9において、ブロア64には紙幅方向に配置された配管67が設けられ、該配管67は、枝管69を介して各吸引装置35に接続されている。配管67には流量調整弁66が介設され、各枝管69には開閉弁68が介設されている。かかる構成により、紙幅方向の個々の領域でそれぞれ水分センサ61の検出値を受け、個別に水分付与量と負圧度を制御する。
【0054】
図11は、本実施形態の制御フローを示し、図11において、まず紙幅を変更するときは、紙シートk、nの紙幅領域以外の加湿装置30及び吸引装置35の稼動を停止する(第1ステップ;図10の状態)。即ち、紙シートk、nの紙幅が図9に示す最大幅から図10に示す最小幅に変更されたときは、紙幅情報が生産管理装置65からコントローラ62及びコントローラ63に送られ、コントローラ62及び63からの指令により開閉弁68c以外の開閉弁を閉じるとともに、加湿装置30c及び吸引装置35c以外の加湿装置及び吸引装置の稼動を停止する。
この場合、紙シートk、nより両端100mm程度幅広に稼動する加湿装置30及び吸引装置35の領域を設定しておく。これによって紙シートk、nが蛇行しても稼動する装置でカバーすることができる。
【0055】
次に紙シートk、nの貼合速度及び坪量の増減に応じて(第2ステップ)、該貼合速度及び坪量が増大するときは、吸引装置35の負圧形成空間36の負圧を増大させるとともに、加湿装置30の水分付与量を増大させ(第3ステップ)、これによってダブルフェーサ出口部おいて両面段ボール紙dの含水量を増大させる(第4ステップ)。
逆に紙シートk、nの貼合速度及び坪量が減少するときは、吸引装置35の負圧形成空間36の負圧を減少させるとともに、加湿装置30の水分付与量を減少させる(第5ステップ)。
本実施形態においては、紙シートk、nの紙幅方向に分割した領域ごとに個別に水分付与量を制御できるため、製造される両面段ボール紙dの含水量の紙幅方向分布が均一化され、S字反り又はM字反りのような紙幅方向に波形に現れる反りを防止できる。
【0056】
なお、前記第1実施形態から第5実施形態は、それぞれ組み合せて実施することにより、紙シートk、nに付与される水分付与量をさらに精度良く制御することができ、両面段ボール紙dに生じる反りをさらに効果的に防止できる。例えば前記第1実施形態と前記第2実施形態とを組み合わせることにより、ダブルフェーサの入口部と出口部又は冷却部Cに入口部に水分付与装置を配設することにより、貼合時の紙シートk、nの表裏両面の水分量を均一化して上下反りをなくし、また表裏両面の水分量を平衡水分にすることにより、積載後の経時反りをなくすことができる。
【0057】
また、前記第2実施形態と前記第3実施形態とを組み合せて、表ライナ紙nと裏ライナ紙m双方の水分量を調整することにより、表裏両面の水分差をなくす制御をより精度良く行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明によれば、ダブルフェーサで両面段ボール紙を製造する際に、製造直後の上下反りやM字状反り、及び積載後の経時反りを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】本発明の第1実施形態に係るダブルフェーサの入口部を示す立面図である。
【図2】ライナ紙に蒸気を透過させた場合のライナ紙表裏面の差圧と凝縮率との関係を示す線図である。
【図3】前記第1実施形態の変形例に係るダブルフェーサ入口部の立面図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係るダブルフェーサの全体構成図である。
【図5】図4の一部拡大断面図である。
【図6】本発明の第3実施形態に係るダブルフェーサの入口部を示す立面図である。
【図7】前記第3実施形態の変形例に係るダブルフェーサの入口部を示す立面図である。
【図8】本発明の第4実施形態に係るダブルフェーサの全体構成図である。
【図9】本発明の第5実施形態に係る紙幅方向の横断側面図(紙幅最大時)である。
【図10】本発明の第5実施形態に係る紙幅方向の横断側面図(紙幅最小時)である。
【図11】前記第5実施形態における制御フロー図である。
【図12】従来のダブルフェーサの全体構成図である。
【図13】従来のダブルフェーサの一部拡大横断面図である。
【図14】従来のスタッカでの積載された両面段ボール紙を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0060】
014、14 熱盤
016、16 上コンベアベルト
021、21 スタッカ
30、40 加湿装置
31、41 加湿空間(加湿空気形成ゾーン)
32 蒸気ノズル
35 吸引装置
36 負圧形成空間(負圧形成ゾーン)
42 電気温熱器
61 水分センサ
62 サクション負圧コントローラ
63 水分付与量コントローラ
64 ブロア
C 冷却部
H 加熱部
d 両面段ボール紙
k 片面段ボール紙
m 裏ライナ紙
n 表ライナ紙
【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20日(2006.9.20)
【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2008−73906(P2008−73906A)
【公開日】 平成20年4月3日(2008.4.3)
【出願番号】 特願2006−253881(P2006−253881)