JP5745020B2 - 片面段ボールを形成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、片面段ボールを形成するための方法および機械に関する。

紙製の片面段ボールは、非常に良く知られており、特に、保護用の詰め物および包装として用いられる梱包において、産業界で広く使用されている。また、箱、パネル、パレット等の、多くの構造的物体の製造の、基礎的な構成材としても使用される。

片面段ボールは、種々の厚さおよび強度の多層の段ボールを形成するように、共に接着できる。こうした段ボールが幅広く利用されている理由の１つとしては、比較的軽量であり、剛性および強度を備えていることがある。

片面段ボールは、典型的には、波型の原紙（概して再生紙）（ｍｅｄｉｕｍ ｐａｐｅｒ）でできた、フルート状のシートを、ライナーシートに接着することで作成される。ライナーシートは、典型的にはクラフト紙であるが、他の材料を使用してもよい。

フルート状の片面段ボールを製造するための従来の機械では、２つの波型成形ローラの間に、紙のシートを通過させることにより、フルート状のシートが形成される。この２つのローラは、各ローラの外周において、互いに歯が噛み合うように構成される。ローラの歯が互いに噛み合う際に、ローラの歯の間に紙のシートが送られ、ローラにより、紙がフルート状になるように押し込まれる。フルート状のシートは、典型的には、波型成形シリンダ内に形成される真空状態によって、少なくともライナーが追加されるまで、波型成形ローラのうちの１つの外周上との接触が保持される。

ライナーをフルート状の紙に接着するために、フルートの頂部にライン状に接着剤を塗布する。片面段ボール（またはフルート状のボール紙）を形成するために、ライナーをフルート状の紙に接着できるように、ライナーの紙のシートは、典型的には、滑らかなローラによって頂部上に押圧される。

このプロセスにおける制限的要因は、接着を形成するために十分な時間、フルート状のシートとライナーとの間の接触を維持しなければならないという要件である。この時間は、通常の室温および圧力において、数秒またはそれ以上の長さになる場合がある。しかしながら、接着プロセスの間に昇温し、頂部およびライナーの結合に圧力を印加することにより、この時間を短縮できる。

その上をフルート状の紙およびライナー紙が移動するシリンダを加熱し、紙の温度を上昇させるために、通常、高圧蒸気が使用されている。波型成形ローラの典型的な作動温度は、およそ２００℃になる場合がある。

ライナーを糊付きの頂部に対して押圧するように構成された圧力ローラによって、ライナーおよび各頂部の間を結合するように、圧力を印加できる。圧力ローラおよび（フルート状のシートを保持する）波型成形ローラの間の接触時間は比較的短いため、接着プロセスを大幅にスピードアップするためには、概して高圧が必要である。

この種類の構成（加熱および高圧）では、接着時間を何百分の数秒かに短縮することができるため、片面段ボールの高速製造を可能にする。しかしながら、この構成における１つの問題に、圧力ローラによって印加された高圧によって紙が歪み、ライナー紙の表面を汚損し、その値打ちを低下させることがある。

いくつかの機械において、波型成形ローラの周囲を移動する際に、ライナーおよびフルート状のシートを共に押圧するために、無端ベルト等の他のデバイスが使用される。これにより、圧力が印加される期間が長くなり、従って、ボール紙表面を変形させないように、より低い圧力を使用できる。

上記のように、片面ボール紙を製造するための典型的な機械の構成は、概して、特許文献１（Ｔｈｏｍａｓ）に開示される。

米国特許第５，９５１，８１７号明細書

特許文献１に記載される機械は、波型の輪の外周の３分の１と接触するにすぎない、フルート状のシート／ライナーの組み合わせによって証明されるように（ａｓ ｅｖｉｄｅｎｃｅｄ）、フルート状のシートとライナーとの間の限られた接触時間（つまり、接着時間）を有する。こうした限られた接触時間には、典型的には産業界で使用される澱粉性の糊等の速乾性の接着剤の使用が必要とする。不利な点として、澱粉性の糊は、活性化させるために（例えば、１５０℃程度の）熱を適用することが必要である。これは、以下に記載されるように、不利な点となっている。

熱を使用することにより、フルート状のシートおよびライナーの間の接着を形成するために必要な時間を短縮することができ、従って、高い処理速度を実現できるが、機械の費用およびプロセスの運転費用を著しく増加させる、多くの工学的な問題が生じる。高圧蒸気を使用することにより、常に蒸気の格納を確実にするためには、ボイラー、配管、およびハウジングが必要になる。蒸気が確実に産生および正しく管理され、かつ、発生される熱によって、機械の動作中に安全性の問題が生じないようにするために、さらなる安全上の対策が必要になる。典型的には、ボイラーを作動させ、加熱システムの保守を行うには、ヒーティングエンジニアが必要となり、これは技術者の費用を増加させるほか、こうしたエンジニアがいない場合には、製造を停止しなければならない可能性がある。

機械の基幹要素に、高圧蒸気システムを追加すると、機械のサイズが拡大するのは避けられず、ひいては、機械の運転に必要なスペースの拡大にもつながる。より広いスペースを必要とすることで、片面フルート状の段ボールの製造のための運転費用が増加する。

さらに、高圧蒸気は、多くの材料に対し非常に腐食しやすく、蒸気に曝されるこうした機械パーツ、例えば、波型成形ローラは、適正な材料で作成する必要がある。こうした材料、例えば、ＨＲＣ５８〜６２標準に硬化された合金鋼４８ＣｒＭｏは、概して、費用がかかると共に重量がある。こうした材料から作成された機械は、機械の構造的な完全性を維持するために、実質的な支持構造を必要とする可能性がある。

圧力（ローラおよびベルト）を印加する両方法の問題点は、印加された圧力により、ライナーおよび頂部部分のフルート状のシートの間の接触ラインではないところに、接着剤の一部が拡散してしまう可能性があり、それにより、周囲の紙が濡れてしまうということである。この拡散した接着剤には（接触ライン上にないため）圧力が印加されず、必ずしも接着を形成するわけではないため、紙および余分な（拡散した）接着剤を乾燥させるために、さらなる加熱が必要になる可能性がある。これにより、製造費用がかさみ、プロセス速度にブレーキがかかることがある。

拡散された接着剤は、さらに、圧力を印加するデバイス（例えば、ローラまたはベルト）の表面に付着することがあるため、デバイスの表面を継続的にクリーニングする必要がある。いくつかの接着剤は、ライナーの外面に付着することがあり、隣接するシートが互いに接着する可能性があり、このため製品が使用不可能になって、巻回して格納される間に問題となる可能性がある。さらに、接着剤は、表面に跡をつける可能性があるため、外観に悪影響を及ぼし、段ボールの値打ちを低下させる。

従来の機械のさらなる欠点は、典型的には、送りローラが、波型成形ローラへ（フルートを形成される、および、ライナーとして使用される両方の）紙を送るために使用され、また、波型成形ローラが、接着剤の追加前に紙を乾燥させるために加熱されるということである。これは、紙の湿度を低下させ、迅速な接着時間を生じさせるためである。波型成形ローラを加熱し、紙を予熱するための高圧蒸気の発生は、非常に大きいエネルギーを必要とし得る。

上記の全ての要因は、従来のプロセスおよび機械によって作成されるフルート状の片面段ボールの費用を大幅に増加させる可能性がある。

本発明の目的は、上記の問題を解決すること、または、少なくとも有用な選択肢を公に提供することである。

本明細書で引用されるいずれの特許または特許出願をも含む、全ての参考文献は、参照することにより、本明細書に組み込まれる。いずれの参考文献も、従来技術の構成要素であると認められていない。参考文献の記載は、その著者が主張する内容を述べるものであり、出願者は、引用された文書の正確性および妥当性に疑問を呈する権利を有する。多数の従来技術の文書が本明細書で参照されているが、この参照は、これらの文書のいずれも、ニュージーランドまたはいかなる他の国においても、当該技術の通常の一般的な知識の一部を形成するという認識を構成するものではないことを明確に理解されよう。

「を含む」という用語は、様々な法的解釈下（ｊｕｒｉｓｄｉｃｔｉｏｎｓ）において、排他的または非排他的な意味を備え得ること認識されている。この明細書の目的のために、また、特に明記されていない限り、「を含む」という用語は、非排他的な意味を有するものとする。つまり、これが直接言及する列挙された構成部分だけでなく、他の指定されていない構成部分または要素も含むことを意味すると解釈される。「が含まれる」または「を含む」という用語が、方法またはプロセスの１つ以上のステップに関して使用される場合にも、この論理（ｒａｔｉｏｎａｌｅ）が適用される。

以下の記載は、例示的に示されるにすぎないが、これから、本発明のさらなる態様および利点が明らかになるであろう。

本発明の一態様に従い、自動化されたプロセスを使用して、略平面シート材料を波型のシート材料に接着する方法が提供され、この方法は、
ａ）個別の量の（ｉｎ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ａｍｏｕｎｔｓ）接着剤を、波型のシート材料の接触点に塗布するステップと、
ｂ）接着が形成されるまで、前記シート材料を共に保持するステップと、によって特徴付けられる。

好適な実施形態において、シート材料はクラフト紙である。

クラフト紙は、通常、片面段ボールの形成に使用される。しかしながら、本発明では、他の材料を使用してもよいことが想定され、シート材料に対するこの明細書内での言及がクラフト紙のみであるということを、制限的に解釈するべきではない。

例えば、波型のシート材料は、アルミニウム等の薄い金属、（中芯原紙と通常称される形態の）再生紙およびいくつかのプラスチックから作られてもよい。

ライナーは、（あらかじめ印刷されていてもよい）クレイコートアート紙（ｃｌａｙ ｃｏａｔｅｄ ａｒｔ ｐａｐｅｒ）、ガラスペーパー、さらに、いくつかのプラスチックを含むが、これに制限されない種々のシート材料から作成されてもよい。

略平面のシート材料の言及は、（少なくとも裸眼で観察される）単一の面に存在する、略平坦な表面を有するシートまたはウェブを言及するものと理解すべきである。

対照的に、波型のシート材料とは、表面が、一連の交互に現れる頂部および谷部（つまり、波型）で構成される、シートまたはウェブを指すと、理解すべきである。

片面段ボールを形成するために使用される波型のシート内の波型は、通常、フルートと称される。典型的には、波型成形ロールの歯がクラフト紙の両側で互いに噛み合うように、クラフト紙のシートを、互いに関連して設定された一組の波型成形ロールに通過させることにより、フルートが形成される。生成されたフルートの形状は、波型成形ロール上の歯の形状およびサイズに依存する。例えば、フルートは、（制限なく）三角形、正弦曲線、台形、鋸歯状、ひし形、正方形、またはいずれの他の適した繰り返される起伏した形状にすることもできる。同様に、フルートのサイズは、歯の等しいサイズによって決定され、片面段ボールの端の塗布（ｅｎｄ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）によって、変わってもよい。

好適な実施形態では、波型のシート材料は、略三角形の断面を有する。

略三角形の断面を有するフルートを形成する利点は、波型成形ロール上に従来形成される歯を使用し、形成が比較的簡単であるということである。

さらに、三角形の形状のフルートは、特に、フルートの長さに沿った圧縮に対して、他の形状のいくつかと比較して、さらなる強度を有し得る。

フルート状のシートの頂部にライナーを接着するために使用される接着剤（ライナーおよびフルート状のシートはクラフト紙から形成される場合）は、典型的には水性の糊である。

本発明の第１のステップにおいて、水性の糊が、波型またはフルート状のシート材料の接触点に、個別の量だけ塗布される。つまり、フルート状のシートの各頂部部分に、間隔を空けて配置される、個々の個別の量の（ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｌｙ ｄｉｓｔｉｎｃｔ ａｍｏｕｎｔｓ）接着剤が塗布される。

個別の（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｏｒ ｄｉｓｔｉｎｃｔ）量の糊は、形態が変わる可能性がある。

一実施形態において、個別の量は、塗りつけ部分（スメア）、または断続された線あるいは一筆の線の形態にしてもよい。

個別の量を有することにより、従来の方法の場合よりも少ない接着剤が、フルート状のシートに塗布される。さらに、個別の量の間を分離することにより、ライナーおよびフルート状のシートに圧力を印加すると、乾いた部分上に、接着剤をいくらか拡散させることを可能にする。

好適な実施形態では、間隔を空けて配置された液滴によって、頂部に、接着剤を塗布する。

液滴は、表面に接着する、小さな円形、または洋ナシ形の、接着剤のある分量となることが想定されるが、これを制限的に解釈するべきではない。

液滴の好適なサイズは、フルート状の紙およびライナーの性質ならびに使用される接着剤の種類を含む、多くの要因に依存し得る。しかしながら、全ての場合において、液滴が、その形態を実質的に保持し、かつ、それ自体の重量で崩壊することのない程度に、液滴のサイズを十分小さくするべきである。（例えば、接着剤のストリップまたはラインと比較して）表面積に対する比較的大きい体積は、液滴からの水分の蒸発率を低下させ、このため、接着剤が乾く前に、接着剤の液滴がフルート状の紙の頂部およびライナーを湿らせると共にこれに浸透するためにかけられる時間が長くなるため、これは重要である。

好適な液滴サイズは、０．５ｍｍ^３程度である。液滴の間の好適な間隙は、拡散する際の所望の接着剤の厚さを確定し、拡散した液滴がその厚さに達する際に、互いにちょうど接するように液滴を離して配置することにより、計算される。

接着剤を液滴として塗布することで、以下の例示的な利点のうちの少なくとも１つ以上が得られる。

フルート状の紙の頂部に直接、各液滴を塗布することにより、他の方法によって、頂部の両側に意図せず塗布されてしまう接着剤の量を低減し、さらに、紙が濡れてしまう量および乾燥に必要な時間を削減する。

（従来技術のように）接着剤を幅広いストリップまたはラインとして塗布する代わりに、液滴を使用することで、各頂部に塗布される接着剤の量を大幅に低減し、費用を削減することができる。

液滴の形態で塗布されるのと同じ量の接着剤を、頂部に平坦なストリップとして塗布すると、接着剤は、（表面積がより大きいために）比較的短時間で乾燥することとなり、接着を形成するために、ライナーを湿化させることができない可能性がある。いくつかの接着剤では、例えば、機械が短期間停止した場合に、液滴を、数分間、フルート状の紙の頂部上に露出したままにすることが可能であり、また、機械が再始動した場合に、ライナーを湿化させ、接着を形成することができる。ストリップ等の他の形態で接着剤を塗布した場合には、これは、不可能となる可能性がある。

好適には、フルート状の紙の頂部にライナーを押圧する際に、ライナーおよび頂部の間に接着剤の略連続的な筋を形成するように、液滴が拡散するように、液滴を、間隔を空けて配置する。間隔を空けて配置された液滴を圧縮することによって形成される筋では、頂部を押圧する円滑なローラによって、ストリップが塗布される従来の方法よりも、接着剤のラインは、実質的により細くなり得る。この構成によって、従来の方法と比較して、大幅に少ない接着剤の使用量で、頂部に沿った効果的、連続的な接着が行われる。

フルート状のシートの頂部およびライナーの間の接着を形成するためにかかる時間は、接着期間と称される。特定の接着剤の接着期間は、接着が形成される温度、および頂部とライナーとの間に印加される圧力に依存する。

しかしながら、出願人は、実質的には、熱を適用することなく、すなわち例えば５℃〜３０℃の周囲温度において、片面段ボールを製造するために、本方法を使用できることを想定する。周囲温度において、接着期間は、（液滴として）塗布される糊の量およびライナーとフルートの頂部との間に印加される圧力の関数として変化し得、より高い印加圧力およびより少量の糊では、より短い接着期間となる。

本発明の接着剤の選択は重要であることを理解されたい。背景技術において記載されるように、澱粉性の接着剤は、１５０℃程度の活性化温度を必要とする。このため、こうした接着剤は、本発明での使用には望ましくない。室温で迅速に硬化でき、かつ、必要な強度を有する、適した接着剤を、本明細書で後述する。

本発明の大きな利点に、熱を適用することなく段ボールを製造できるということがある。明細書で詳述するように、これにより、高価な機械およびエネルギーの要件が不要となる。個別の量の接着剤を塗布することにより、周囲温度において、より短い接着時間で、大きな利点を実現できることが認識されることを理解されたい。

本発明に従う方法の第２のステップでは、接着の形成を可能にするために十分な時間、ライナーをフルート状のシートに押圧する。これは、種々の手段によって実現することができる。

好適な実施形態において、緊張無端ベルトにより、平面シートを波型のシートに押圧する。

緊張無端ベルトの使用によって、フルート状のシートに押圧するための、ライナー上への圧力の印加は、当該技術で公知であり、これを行う装置については詳述する必要はない。

紙（ライナーおよびフルート状の紙）を変形させることなく印加可能な最大圧力に、またはこの最大圧力よりわずかに下に、圧力を調整することができる。過剰な圧力は、紙のしわおよび／または裂けを生じさせ得る。最大圧力は、ライナーおよびフルート状の紙に使用される材料に応じて、変化する。

好適な実施形態では、シート材料は、２秒以上の期間、共に保持される。

ライナーを損傷せずに頂部にライナーを圧接するために緊張された無端ベルトを使用し、適した市販の接着剤によって、ライナーおよびフルート状のボードが確実に良好な接着を形成するためには、ライナーおよびフルート状のシートを、室温で、約２秒よりも長い期間（押圧時間）、共に押圧する必要があることを、出願人は発見した。

典型的には、およそ２秒未満の押圧時間では、または、シートの間の圧力が小さすぎる場合には、片面段ボールは形成されない。この場合、波型のシート内の張力が大きすぎて接着が崩壊してしまい、ライナーはフルート状のシートから離れてしまう。

実用目的には、室温において、２秒ないし４秒の間の保持時間が望ましく、およそ３秒の押圧時間が好適である。押圧時間は４秒よりも長くてもよいが、こうした時間にすると、片面段ボールの生産速度が大幅に低下する可能性があるため、好適ではない。

およそ３秒の押圧時間は、高温および高圧の組み合わせの使用による、いくつかの従来技術の機械で実現される時間よりも、大幅に遅い。しかしながら、本発明の利点は、室温において、受容できる速度で、多数の片面段ボールを製造できるということである。これは、より低費用で、さらに安全かつ環境にやさしい方法で、片面段ボールを製造できるプロセスおよび装置の利点を提供する。

発明者は、（従来の機械と比較して）より長い保持時間と、接着剤の液滴を個別に塗布することを組み合わせることにより、室温で硬化可能な接着剤を使用できると考える。好適な実施形態において、接着剤は、ビニルアセテート共重合体を含有する水性の分散体である。

分散状態のビニルアセテート共重合体を含有する水性の接着剤は、通常の使用において、無害の物質であり、従って、通常の通気が提供されている限り安全に使用可能であるため、好適であり得る。

ビニルアセテート共重合体分散体は、室温で、比較的急速に硬化することができ、また、澱粉性の糊とは異なり、高い活性化温度を必要としない。これらは、低粘度、良好な接着および長い未硬化時間を有する。（例えば、アプリケータからフルート状のシートへと移送される際に）接着剤を容易に流れるようにするには比較的低い粘度が必要であるが、一方で、良好な接着力により、表面に急速接着することができる。

未硬化時間とは、対向する表面を湿らせ、対向する表面繊維に浸透することができなくなるまでの、通常の温度および圧力における、接着剤が露出表面を有することができる時間の長さである。この湿化および浸透は、フルート状の紙およびライナーの間の効果的な接着を形成するために必要である。接着剤は、フルートへの塗布の前にいくらかの間、大気に触れてもよいため、比較的長い未硬化時間を有する接着剤が好適である。

好適には、接着剤は、Ｈｅｎｋｅｌ Ｎｅｗ Ｚｅａｌａｎｄ Ｌｉｍｉｔｅｄによって供給されるビニルアセテート共重合体の、Ａｄｈｅｓｉｎ（登録商標）Ｚ９１２９Ｗである。出願人は、Ａｄｈｅｓｉｎ（登録商標）Ｚ９１２９Ｗが、必要とされる粘度、および本発明での使用のために必要な長い未硬化時間を有することを見出した。例えば、Ａｄｈｅｓｉｎ（登録商標）Ｚ９１２９Ｗは、２１００〜２２００ｍ．Ｐａ．Ｓの範囲の粘度および０．５〜１分の未硬化時間を有する。しかしながら、同様の特性を有する他の接着剤を使用してもよいことが想定される。

液滴の形態の（Ａｄｈｅｓｉｎ（登録商標）Ｚ９１２９Ｗ等の）接着剤を、フルート状のシートの頂部に塗布し、フルート状のシートおよびライナーの間の接着を形成するために、およそ３秒間、頂部にライナーを押圧することにより、従来技術を超える多数の大きな利点を提供する。特に、室温で片面段ボールを製造するために、この方法を使用することができる。これにより、波型成形ロールの加熱または片面段ボールの乾燥が不要となる。これは、エネルギー利用の大幅な低下をもたらし、このため、板紙の製造費用を削減する。

本発明の別の態様に従うと、個別の量の接着剤を塗布するためのアプリケータが存在し、アプリケータは、
ローラを含み、
ローラの外面は、起伏表面を有することを特徴とする。

起伏表面は、多数の形態であり得、一実施形態では、くぼみがある、または不規則な表面となってもよい。いくつかの実施形態では、表面は、Ｕ形状の溝の形態にしてもよい。

しかしながら、好適には、起伏表面は、方形波を連想させる細かい波型の形態である。

波型の表面の言及は、一連の頂部および谷部に形成される表面を指すことを理解されたい。

好適な実施形態では、頂部（および谷部）は略平行であり、ローラの外周の周囲を延伸する。

好適な実施形態では、頂部は、らせんを形成する。

（先細になっていない）ねじ山の形成と同様の方法で、ローラ表面周囲にらせん切り込みを作成することにより、ローラ表面に一連の頂部を作成することができる。らせん切り込み、またはねじ山は、ローラの円滑な表面に機械加工することが比較的容易であり得る。これは、他の種類または構成の頂部と比較して、アプリケータの形成の費用を低下させ得る。

他の実施形態では、頂部は、同心円を形成してもよい。

好適には、頂部および谷部は、アプリケータの表面に、「Ｖ」または正方形の形状の溝の切り込みを入れる（または形状を作成する）ことで、形成してもよい。溝の実際の形状は重大ではないが、円滑な円筒形の表面に切り込みを入れることが比較的容易であるため、「Ｖ」形状の溝が好適である。

使用される際に、接着剤は、円滑な表面のピックアップローラによって、アプリケータに供給されてもよい。

例えば、スプレーノズルまたは谷部を通過するエアブレードを使用してもよい。

ピックアップローラを有する実施形態では、ピックアップローラは、ピックアップローラが回転する際に、その外面が接着剤で覆われるように、接着剤槽に隣接して搭載される。

アプリケータの頂部がピックアップローラの表面と圧接するように、アプリケータは、ピックアップローラに対して搭載される。このようにして、接着剤を、ほとんど、または全くアプリケータの頂部に塗布せずに、ピックアップローラの表面からアプリケータの表面の溝へ、接着剤が移送される。

ピックアップローラおよびアプリケータの一部を形成するローラの間の間隙により、糊が塗布される量が決定される。

さらに、アプリケータの頂部が、波型成形ロール上のフルート状のシートの頂部と圧接するように、アプリケータが搭載される。この構成では、アプリケータが回転する際に、ピックアップローラと接触すると、その表面上の溝内の接着剤を拾い上げし、次に、その接着剤を、液滴として、フルート状のシートの頂部に堆積させる。

各液滴の接着剤量は、各溝のサイズ（幅および深さ）によって決定され得、一方で、液滴の分離は、隣接する溝の分離によって決定され得る。

溝は、過剰量の糊が紙上に堆積するのを防ぐために、効率を考えて浅くするべきであることを理解されたい。好適な実施形態では、溝の深さは０．５ｍｍにすぎず、溝の幅は、１ｍｍ程度にすぎない。これは、当然ながら、本発明の要件に従い、変更されてもよい。

好適な実施形態では、頂部は、鋭角の形態を取ってもよい。

好適には、「Ｖ」形状のフルートは、鋭角を形成するように各溝が隣接する溝と境を接し、一連の溝にわたる断面が、連続的なジグザグパターンを形成するように構成される。この構成により、（各フルートの所与の幅で）隣接する液滴の間の最小限の分離を提供することができる。

いくつかの他の実施形態では、頂部は平坦な断面を有してもよく、この場合、液滴の分離は、これに従って大きくなり得る。

本発明の別の態様に従うと、略平面シート上に１つ以上の頂部を有する波型のシート材料を接着することにより、片面段ボールを作成するための機械が提供され、その機械は、
波型のシート材料の各頂部に接着剤を塗布するように構成されたアプリケータと、
波型のシート材料の頂部に対して、平面シートを押圧するための押圧機構と、を含み、
アプリケータは、波型のシート材料の頂部に、個別の量の接着剤を塗布するように構成され、押圧機構は、これらの間に接着が形成されるまで、頂部にライナーシートを押圧するように構成されることを特徴とする。

本発明による片面段ボールを作成するための機械は、いくつかの従来技術の機械と共通する多くの特徴を有する。特に、第１および第２の波型成形ロールの噛み合った歯の間にシート材料を通過させることで、フルート状のシートが形成される。フルート状のシートは、第２の波型成形ロール内に形成された真空状態により、第２の波型成形ロールに対して保持されており、典型的には第１の波型成形ロールよりも大きい直径を有する。

第２の波型成形ロールが回転すると、フルート状の紙はアプリケータを通過し、接着剤がフルート状のシートの頂部に塗布される。

好適な実施形態では、アプリケータは、実質的に上記のように、波型の表面を有するローラを含む。

（上記のように）アプリケータの波型の表面は、フルート状のシートの頂部にわたって接着剤の液滴を塗布するように構成される。これは従来の機械とは大きく異なっており、従来の機械では、アプリケータが、典型的には、フルートの頂部に接着剤の比較的幅広いストリップまたはラインを拡散させるように、刻みが付けられた表面を有する。

アプリケータは、アプリケータの外面（頂部）が第２の波型成形ロール上に保持されるフルート縦溝状の紙の頂部に対して押圧するように、回転可能に搭載される。

好適な実施形態では、押圧機構は、緊張無端ベルトである。

無端ベルトは、複数のローラの周囲を動くように構成されてもよく、ローラは、ライナーおよびフルート状のシートが第２の波型成形ロールの外周の周りを移動する際に、ベルトがライナーとの接触を保持されるように、構成される。

この構成は、第２の波型成形ローラの外周の周りに間隔を空けて２端ガイドローラを配置することで実現してもよく、この間隔は、ベルトがライナーに接触する距離を定義する。２つの端ガイドは、フルート状のシートに最初に接触する際に、および、片面フルート状のシートが第２の波型成形ロールから除去される直前に再び、ライナーに（ベルトを介して）圧力を提供するように、搭載してもよい。

ベルトがライナーに圧力を印加して、フルート状のシートに対して押圧するように、ベルトは、残りのローラのうちの１つ以上の調整によって緊張されてもよい。

加熱が不要であるため、加熱されたローラで使用される特殊な材料ではなく、標準的なゴムベルトを使用することができる。標準的なゴムベルトの使用により、ライナーの表面への損傷が少なくなり、このため、製品として優れたものになり得る。

他の実施形態において、無端ベルトは、プラスチックまたは合成材料でできていてもよい。

本方法の利点は、室温で適用する場合に、無端ベルトが、従来の加熱されたプロセスには適していないプラスチック、合成およびいくつかのゴム等の、熱の影響を受けやすい材料を使用して形成できるということである。

好適な実施形態では、無端ベルトは２秒より長く、シート材料を共に押圧するように構成される。

好適な実施形態では、無端ベルトは、約２秒ないし４秒の間、シート材料を共に押圧するように構成される。

概して、ライナーに対して、固く張力がかけられたベルトでは、通常の室温で接着を形成するためにかかる時間は２秒より長い。概して、例えば５℃〜３０℃の通常の周囲温度の範囲において、確実な接着が得られることがわかっているため、およそ３秒の時間が好適である。

こうした機械を使用する片面段ボールの生産速度はいくつかの要因に依存し、要因は第２の波型成形ロールの直径、ベルトが押圧される第２の波型成形ロールの外周の割合、および第２の波型成形ロールの回転速度を含む。これらの要因は、室温で接着を形成するために必要な時間、ライナーおよびフルート状のシートの間に圧力が印加されるように、変えることができる。都合のよい構成が見出されると、要因を増減することにより、生産速度を決定することができる。例えば、無端ベルトによる第２の波型成形ロールの割合の範囲が固定されている場合、第２の波型成形ロールの適切な直径および回転速度を選択することで、生産速度を変えることができる。

本発明の方法の主な利点は、従来の方法と同程度であり得る速度で、室温において、片面段ボールを形成することができる、ということである。

つまり、本発明は、プロセスに、さらに熱を適用することを必要とすることなく、片面段ボールの効率的な製造を可能にする。

この特徴は、液滴の形態でフルート状の紙に接着剤を塗布し、次に、接着が形成されるまで、フルート状のシートにライナーを押圧することで、実現される。（圧力の印加なく）液滴の塗布のみ行うこと、または、（従来の方法のように）ストリップまたはラインとして接着剤を塗布後に押圧を行うと、それは両方共、接着を形成する（それゆえに片面段ボールを形成する）ためにかかる時間を、商業的に実践するには長すぎるものにする可能性がある。

しかしながら、２つの態様を組み合わせることにより、接着を形成するために必要な時間を、室温においておよそ３秒に短縮することができる。
室温で片面段ボールを形成できるため、従来技術を越える、以下の１つ以上の利点が提供される。

波型成形ロールを加熱し、紙を乾燥させる必要がなくなることによる、エネルギー費用の削減および、従来の方法よりも低い二酸化炭素排出量。これにより、エネルギーを大量消費する高圧蒸気が不要になる。

機械の費用の削減。加熱が不要であるため、ボイラー、配管および高圧蒸気の格納を必要しないという点で、大幅な削減ができる。さらに、室温で機械を作動させることから、（制限なく）セラミック、プラスチックまたは木等のより簡単かつより安価な材料で構成することができる。こうした材料は、概して、蒸気を使用する従来の機械で使用される材料（概して硬化鋼）よりも形成が容易で、軽量であるため、機械は、ここでも、作成がより安価であり、より軽量なフレームで支持できるため、材料費用を削減できる。

スペースの削減。加熱に関連する装置の除去により、従来の、加熱された機械よりも少ないスペースしか必要としない機械にすることができる。

安全性の向上。機械は室温で作動するため、高圧蒸気の生成および使用に関連する危険性はもはや存在しない。

運用費用の削減。本方法は、エネルギー利用の削減の他に、接着剤の消費量を著しく少なくすることができる。

重要な点として、本発明による機械は、片面段ボールのオンサイトの製造に適したサイズおよび費用になり得る。従来の加熱された機械は、典型的に、大型であり、大量のエネルギーを消費し、構築および運転に多大な費用がかかる。このため、こうした機械は、通常、一元管理された場所において稼動され、片面段ボール、またはこれから作られる製品は、消費者に向けて輸送される。

主に、加熱装置を必要としないことから、本発明に従う機械のサイズは拡大縮小可能である。このため、本発明に従う機械は、例えば、オンサイトでの梱包を行うために、消費者のオンサイトでの設置および運転に適したサイズにすることができる。消費者が供給を制御するため、また、オフサイトの製造地点からの輸送および取り扱い費用がかからないため、これは、消費者に削減をもたらし得る。
［付記項１］
自動化されたプロセスを使用して、略平面のシート材料を波型のシート材料に接着する方法であって、該方法は、
ａ）個別の量の接着剤を、前記波型のシート材料の接触点に塗布するステップと、
ｂ）前記シート材料の間に接着が形成されるまで、前記シート材料を共に保持するステップと、を含んでいることを特徴とする方法。
［付記項２］
前記シート材料は紙で作られている、付記項１に記載の方法。
［付記項３］
前記シート材料のうちの少なくとも１つはクラフト紙で作られている、付記項２に記載の方法。
［付記項４］
前記接着剤は水性糊である、付記項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
［付記項５］
前記接着剤はビニルアセテート共重合分散体を含んでいる、付記項４に記載の方法。
［付記項６］
前記接着剤は２１００〜２２００ｍ．Ｐａ．Ｓの範囲の粘度および０．５〜１分の未硬化時間を有する、付記項５に記載の方法。
［付記項７］
前記接着剤の個別の量は液滴の形態である、付記項１〜６のうちのいずれかに記載の方法。
［付記項８］
前記シート材料を共に接着するように印加される圧力は、無端緊張ベルトによって印加される、付記項１〜７のうちのいずれかに記載の方法。
［付記項９］
前記シート材料が共に押圧される期間は２秒以上である、付記項１〜８のうちのいずれかに記載の方法。
［付記項１０］
前記期間は２〜４秒の間である、付記項９に記載の方法。
［付記項１１］
波型のシート材料に個別の量の接着剤を塗布するためのアプリケータであって、前記アプリケータは、
ローラを含み、
該ローラの外面は起伏表面を有することを特徴とする、アプリケータ。
［付記項１２］
前記起伏表面は、波型の形態であることを特徴とする波型のシート材料に個別の量の接着剤を塗布するためのアプリケータ。
［付記項１３］
ローラ上の前記波型の頂部はらせんを形成する、付記項１２に記載のアプリケータ。
［付記項１４］
付記項１１〜１３のうちのいずれか１つに記載のアプリケータを含む、片面段ボールを作成するための機械。
［付記項１５］
前記接着剤は、ピックアップローラによって前記アプリケータに塗布される、付記項１４に記載の機械。
［付記項１６］
前記アプリケータの前記頂部が、前記ピックアップローラの表面と圧接するように、前記ピックアップローラに前記アプリケータが搭載される、付記項１４または付記項１５のいずれかに記載の機械。
［付記項１７］
前記アプリケータの前記波型の前記頂部が、前記波型のシート材料の前記頂部と圧接するように、前記機械に前記アプリケータが搭載される、付記項１３〜１５のうちのいずれか１つに記載の機械。
［付記項１８］
略平面シート上に１つ以上の頂部を有する、波型のシート材料を接着することにより、片面段ボールを作成するための機械であって、該機械は、
前記波型のシート材料の前記頂部に、接着剤を塗布するように構成されたアプリケータと、
前記波型のシート材料の前記頂部に対して、前記平面シートを押圧するための押圧機構と、を含み、
前記アプリケータは、前記波型のシート材料の前記頂部に、個別の量の接着剤を塗布するように構成され、前記押圧機構は、これらの間に接着が形成されるまで、前記頂部に対して前記平面シートを保持するように構成されていることを特徴とする機械。
［付記項１９］
付記項１〜１０に記載の、前記方法に従って製造された、片面段ボール。
［付記項２０］
付記項１１〜１８に記載の、前記機械によって製造された、片面段ボール。
［付記項２１］
発明の実施形態の項に記載され、かつ、添付の図面を参照して説明される、実質的に本明細書に記載の方法。
［付記項２２］
発明の実施形態の項に記載され、かつ、添付の図面を参照して説明される、実質的に本明細書に記載のアプリケータ。
［付記項２３］
発明の実施形態の項に記載され、かつ、添付の図面を参照して説明される、実質的に本明細書に記載の機械。
［さらなる付記項１］
自動化されたプロセスを使用して、略平面のシート材料を波型のシート材料に接着する方法であって、該方法は、
ａ）波型の輪郭を示した外表面を備えたローラとともに、個別の量の接着剤を、前記波型のシート材料の接触点に塗布するステップと、
ｂ）前記シート材料の間に接着が形成されるまで、前記シート材料を共に保持するステップと、を含んでいることを特徴とする方法。
［さらなる付記項２］
前記シート材料は紙で作られている、さらなる付記項１に記載の方法。
［さらなる付記項３］
前記シート材料のうちの少なくとも１つはクラフト紙で作られている、さらなる付記項２に記載の方法。
［さらなる付記項４］
前記接着剤は水性糊である、さらなる付記項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
［さらなる付記項５］
前記接着剤はビニルアセテート共重合分散体を含んでいる、さらなる付記項４に記載の方法。
［さらなる付記項６］
前記接着剤は２１００〜２２００ｍ．Ｐａ．Ｓの範囲の粘度および０．５〜１分の未硬化時間を有する、さらなる付記項５に記載の方法。
［さらなる付記項７］
前記接着剤の個別の量は液滴の形態である、さらなる付記項１〜６のうちのいずれかに記載の方法。
［さらなる付記項８］
圧力が無端緊張ベルトによって印加されて、シート材料を共に接着する、さらなる付記項１〜７のうちのいずれかに記載の方法。
［さらなる付記項９］
前記シート材料が共に押圧される期間は２秒以上である、さらなる付記項１〜８のうちのいずれかに記載の方法。
［さらなる付記項１０］
前記期間は２〜４秒の間である、さらなる付記項９に記載の方法。
［さらなる付記項１１］
略平面シート上に１つ以上の頂部を有する、波型のシート材料を接着することにより、片面段ボールを作成するための機械であって、該機械は、
前記波型のシート材料の頂部に個別の量の接着剤を塗付するための形成された、接着剤を塗付するためのローラと、
前記平面シートと前記頂部との間に接着が形成されるまで、前記頂部に対して前記平面シートを保持するように形成された押圧機構と、を含み、
前記ローラは波型の輪郭を示した外表面を備えていることを特徴とする機械。
［さらなる付記項１２］
前記ローラ上の波型の頂部はらせんを形成する、さらなる付記項１１に記載の機械。
［さらなる付記項１３］
さらなる付記項１〜１０に記載の、前記方法に従って製造された、片面段ボール。
［さらなる付記項１４］
さらなる付記項１１〜１３に記載の、前記機械によって製造された、片面段ボール。
［さらなる付記項１５］
発明の実施形態の項に記載され、かつ、添付の図面を参照して説明される、実質的に本明細書に記載の方法。
［さらなる付記項１６］
発明の実施形態の項に記載され、かつ、添付の図面を参照して説明される、実質的に本明細書に記載の機械。

次に続く、単なる例として与えられる説明、および以下の添付の図面を参照することにより、本発明のさらなる態様が明らかとなるであろう。

本発明の一実施形態に従う、片面段ボール製造機の一部分の側面図である。 本発明の一実施形態に従う、図１内の機械のアプリケータ部分の拡大図である。 本発明の一実施形態に従う、アプリケータのエッジ部分の概略図である。 頂部に塗布される接着剤の液滴を示す、フルート状のシートの側面図である。 頂部のうちの２つに沿った、間隔を空けて配置された一列の接着剤の液滴 を示す、フルート状のシートの斜視図である。

片面段ボールを形成するための機械の一部分が、概して、図１に示される斜視図の矢印（１）で示される。

第１の波型成形ローラ（２）は、第１の波型成形ローラ（２）の外周の周囲に配置される歯（２’）を有し、歯（２’）は、第１の波型成形ローラ（２）の幅で、横方向に延伸する。

第２の波型成形ローラ（３）は、その外周の周囲に、歯（３’）を有する。第２の波型成形ローラ（３）の直径は、実質的に、第１の波型成形ローラ（２）の直径よりも大きい。

第１の波型成形ローラ（２）の歯（２’）が、番号（１６）で示される領域において、第２の波型成形ローラ（３）の歯（３’）と互いに噛み合うように、波型成形ローラ（２および３）が配置される。

それぞれの破線の矢印で示されるように、第１の波型成形ローラ（２）は、時計回り方向に回転するように電力供給され、第２の波型成形ローラ（３）は、反時計回り方向で回転するために、電力供給される。

クラフト紙（７）のシートの形態の平面シート材料は、第１の波型成形ローラ（２）の周囲、および矢印（１６）の領域において相互に噛み合う歯の間に送られる。噛み合う際の歯の作用により、クラフト紙が一連の頂部に畳み込まれ、フルート状のシート（８）を形成する。

クラフト紙は再生紙または非再生紙であってもよく、理想的には、９０〜１５０ｇ／ｍ^２程度である。

第２の波型成形ローラ（３）は、真空ポンプ（図示略）を波型成形ローラ（３）の一端に接続させることにより、波型成形ローラ（３）内に部分的な真空状態が作成できるように、開口通路（図示せず）を含む。第２の波型成形ローラ（３）内のこの部分的な真空状態は、第２の波型成形ローラ（３）の歯（３’）に対して、フルート状のシート（８）を位置固定するために使用される。

糊ローラ（４）の形態のアプリケータは、ローラの外周周囲に延伸する一連の頂部および谷部として構成される外面を有する。頂部は、糊ローラ（４）の表面の周囲および表面上に延伸する、らせんの「Ｖ」形状の切り込みによって形成される。

隣接する「Ｖ」形状の谷部（２１、２２）は、一列に並び、ローラ（４）の頂部（２０）を形成する。各頂部（２０）は、一連の頂部が断面においてジグザグのパターンを形成するように、図２に示されるような鋭角を有する。

糊ローラ（４）は、第２の波型成形ローラ（３）と並んで回転可能に搭載され、糊ローラ（４）の回転軸は、波型成形ローラ（３）の回転軸と略平行にされる。糊ローラ（４）の軸は、第２の波型成形ローラ（３）の歯に保持されるフルート状のシート（８）の頂部に対して、糊ローラ（４）の頂部（２０）が押し当てられる距離だけ、第２の波型成形ローラ（３）の軸からずらされる。

ピックアップローラ（５）は、糊ローラ（４）の軸に対して略平行な軸上に、回転可能に搭載され、ピックアップローラ（５）の表面が糊ローラ（４）の各頂部と圧接するように構成される。

槽（６）は、Ａｄｈｅｓｉｎ（登録商標）Ｚ９１２９Ｗの形態の接着剤を含む。槽（６）は、ピックアップローラ（５）が回転すると、ピックアップローラ（５）の外面がＡｄｈｅｓｉｎ（登録商標）Ｚ９１２９Ｗで覆われるように構成される。

第１の波型成形ローラ（２）、第２の波型成形ローラ（３）、糊ローラ（４）およびピックアップローラ（５）は全て、フルート状のシート（８）の幅と同程度の幅を有する。

接着剤は、ピックアップローラ（５）の表面から、糊ローラ（４）の谷部（２１、２２）へ移送される。接触ライン（９）に沿って、糊ローラがフルート状の紙（８）の頂部と接触する際、接着剤は、糊ローラ（４）によって、波型成形ローラに対応する周囲速度で回転する際に運ばれ、この時点で、接着剤は、液滴の形態で、谷部（２１、２２）から頂部（１８）へ移送される。

液滴（１９）が頂部（１８）上に堆積された、フルート状の紙のシートの側面図が、概して、図３Ａの矢印１７によって示される。

図３Ｂは、フルート状の紙のシートの頂部（１８）に沿って堆積される、複数の個別の液滴（１９）の斜視図を示す。

再び図１を参照すると、ライナー（１０）の形態のクラフト紙の第２の平面シートが、概して矢印（１７）で示される、緊張ベルトアセンブリによって、フルート状のシート（８）に押圧される。

無端ベルト（１３）は、従来技術で既知のように、第１のガイド端ローラ（１１）、第２のガイド端ローラ（１２）、２つのガイドローラ（１４）および張力ローラ（２３）の作用によって、第２の波型成形ローラ（３）の外周に、位置固定される。

第１のガイド端ローラ（１１）の第２のガイド端ローラ（１２）からの離間距離が、無端ベルト（１３）がライナー（１０）に圧力を印加する長さを決定する。この離間距離は、およそ、第２の波型成形ローラ（３）の外周の４分の３に相当し、これは、（第１の波型成形ローラ（２）および糊ローラ（４）の余地を残すように）およそ最大可能な長さである。

張力ローラ（２３）の位置を（第２の波型成形ローラ（３）の軸に対して）半径方向に調整することで、無端ベルト（１３）に張力を印加する。

実際には、ベルト（１３）の張力は、典型的にはライナーおよび／またはフルート状の紙のしわまたは裂けの形態で損傷が起こる点へ、調整される。次に、損傷が発生しない、この閾値未満の最も低い張力に、張力ローラ（２３）の動作を低減することにより、張力を低下させる。ローラ（３）に対するベルト（１３）の正しい圧力を実現するための、ベルト（１３）に印加される張力の大きさは、ライナーおよびフルート状のシートで使用されるシート材料の性質を含む、多くの要因に依存する。フルート状の紙（８）にライナー（１０）を結合することで、段ボール（１５）が形成される。

ピック（２４）が、ガイド端ローラ（１２）の直後付近に配置される。ピック（２４）は、第２の波型成形ローラ（３）の内部の真空状態によって保持されている状態から、接着された片面段ボール（１５）を解放するのを援助するために使用される。

この構成における片面段ボール（１５）の生産速度は、第２の波型成形ローラ（３）の直径および回転速度によって決定される。第２の波型成形ローラ（３）の外周のおよそ４分の３に延伸する無端ベルト（１３）により、これを、ローラ（３）の直径に関係なく、１分あたりおよそ２０回転に、回転時間を固定する。しかしながら、生産量は、ローラ（３）の直径Ｄ（メートル計測）に依存し、また、（上記の構成では）１分あたり２０πＤメートル、つまり、１分当たり、ローラ（３）のメートル直径（メートル計測）のおよそ６３倍によって与えられる。

例えば、１．６ｍの直径を有する第２の波型成形ローラ（３）は、およそ１００ｍ／分の片面段ボールを生成することができる。

図１Ａは、図１に示される機械の拡大図であり、糊ローラ４Ａ上の波型をよりはっきりと示す。

本発明の態様は、例示的に記載されているにすぎず、添付の特許請求の範囲に記載されているその範囲から逸脱せずに、これに修正および追加を行ってもよいことを理解されたい。

２ ・・・第１の波形ローラ
３ ・・・第２の波形ローラ
４ ・・・糊ローラ
５ ・・・ピックアップローラ
７ ・・・クラフト紙
８ ・・・シート
１０ ・・・ライナー
１２ ・・・ガイド端ローラ
１３ ・・・無端ベルト
２３ ・・・張力ローラ

Claims (4)

1. ローラの使用法であって、
   前記ローラの外表面から波型のシート材料へ個別の液滴を移送するように前記ローラに対して接着剤が塗布され、
   前記ローラは、
   − 前記外表面に沿って交互に配置された一連の溝および隆起部を有する波型の外表面を含み、
   前記溝の深さは実質的に０.５ｍｍであり、かつ前記溝の幅は実質的に１ｍｍであり、かつ、
   接着剤の個別の液滴が、前記波型のシート材料の頂部に対して、前記ローラの前記谷部を介して、前記ローラと前記頂部との接触時に塗布可能となるように、前記溝の軸線は前記シート材料の波型の軸線と交わり、かつ、
   接着剤は、前記ローラの回転によって、液滴の形態で、前記溝から前記波型のシート材料の頂部へ移送されることを特徴とする使用法。
2. 接着剤ローラの使用法であって、前記接着剤ローラは、前記ローラの回転の結果として接着剤を捕捉することを特徴とする請求項１に記載の接着剤ローラの使用法。
3. 前記溝は、互いに平行であり、かつ前記ローラの外周回りに延在していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接着剤ローラの使用法。
4. 前記隆起部および溝は、らせんの形態のものであることを特徴とする請求項１に記載のローラの使用法。