アイキ工業株式会社
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マルチSteamer

マルチSteamerでSpeed up! K280g×強化200g×K280gを対象としました。

マルチSteamer厚物・強化中しんがマシン(MAX)までどうしてSpeed upするのか?
 WF構成のA段とB段裏ライナの接着に着目。特に裏ライナ(通称アンコ)の温度(80〜85℃)にヒントを得た。厚物(K280g)ライナは薄物(C160g・K160g)より紙の熱量が大きく、(糊化が早い)しかも糊の浸透が遅いため、高温(100℃)ライナは糊足が入る前に生糊が糊化してしまう。逆に表ライナを低温(糊化温度と同じ位の55〜60℃)にすれば、糊が浸透するタイミングができます。(ここが重要なポイントと考えました。)D/F接着層の想像図に示すように、接着には浸透水分層が大切です。糊足は水分の浸透と共に原紙の繊維の中へ食い込んでいく。また表ライナが持っている含水分(7〜8%)も浸透接着に有効的である。一方片段の段頂に塗布された生糊はマルチSteamerの湿った高温蒸気(120〜125℃)を吹き付けられて、半糊化されながら熱盤の中に入り込んで表ライナと貼合される。中しん及び表ライナに浸透水分層が大きいほど糊化後の糊層をより早く乾燥が促進できるので、マシン能力の100%(250m/分)貼合が可能となった。(ここが重要なポイント)反りは下反りを心配したが、6回(5社)テスト貼合したがほぼフラットであった。

[2005 全国段ボール工業組合連合会 段ボールセミナーで発表したものです。]

尚)テスト的に表ライナを通常の高温(100℃)で、マルチSteamerを使用し、250m/分で貼合したところ、バリ付き(表面接着)が発生、スリスコによる両端の耳はがれがあり失敗した。また、表ライナを低温(60℃)にすれば、マルチSteamerを使用しなくても通常の厚物貼合速度より10〜20%のSpeed upが確認できた。


速度が250m/分で貼合、表ライナ表面温度は61.2℃(糊の飛散が多い。)
キャベツ用の箱のため、糊のクリアランスは0.5m/mとした。(倍水率 3.0)

速度メーターは、254m/分を表示。


貼合60分後の状態。左右の端面に全く問題がないことを確認した。出来上がりシート水分は8%〜9%。4時間後の各強度テスト結果は、従来の貼合方法と全く同じ数字であった。

キャベツの箱に使用するため写真のように押し曲げて調査。この時バリバリと剥がれたら製品にならない。今回のテスト貼合は合格であった。


熱盤のタワミについて

低温ライナと高速運転のため、熱盤の『タワミ』が大きくなり、ウェイトロールのクラウン設定が正常であること。

熱盤の断面図 熱盤の表面には、貼合された段ボールシートが、ウェイトロールの荷重によって、熱盤の熱を段ボールシートに伝達しています。この熱盤は、肉厚、鋳鉄製の内部に蒸気を入れた熱箱です。温度が一定である熱盤上に、坪量の異なるライナ、両面・複両面段ボールが通過します。その時に、熱盤の表面から熱を奪います。奪われる熱量は千差万別である。つまり熱盤の表面温度は一定ではありません。ただし、熱盤の裏面温度は一定です。熱盤の表面と裏面とでは、温度差が生じます。裏面よりも温度が低い表面は、収縮が発生致します。つまりこれが熱盤の「タワミ」です。
  
(A)は段ボールシートの幅方向に対して均一に熱を与えます。
(B)は中央部にスキマが生じ、ウェイトロールで押えても段ボールシートの中央部は加圧されません。その結果、熱の伝達が悪く、段頂の糊が相手ライナに浸透接着される前に糊が乾いて接着不良となります。厚物ライナの複両面段ボールを高速で貼合せした時には、この現象が大きく現れます。反対に薄物ライナを使用した場合は、この現象は現れません。
これを解決する方法として、(C)ウェイトロールにクラウンを付けます。クラウンの大きさは一定ではありません。特に熱盤入口から5〜6枚目までは、クラウン付のウェイトロールが必要です。この後(2群・3群)の熱盤のウェイトロールはストレートで結構です。
熱盤のタワミを解消する方法として、ウェイトロールに代えてエアー加圧・加圧バー(サーモバー)などがあります。
熱盤断面図(A)
熱盤断面図(B)
熱盤断面図(C)

ウェイトロールの荷重について

 初期接着で大切なことは、ウェイトロールのクラウン設定は正常であることと、左右の圧着が均一であることが大切である。
特に厚物・強化中しんの場合は、剛性が強いため〈クサビ〉の中に紙が入る程度(0.02〜0.03m/m A段シートが潰れる位)押さえることが重要である。
但し、BF・AFの薄物はキスタッチで良い。

ウエイトロール図

短冊(幅:100)を操・中・駆に入れて通常貼合の位置に合わせて抜けない程度に押さえる必要があります。


押への確認について


D/F・・接着層の想像図
接着層の想像図   未糊化接着   浸透接着   表面接着

[資料提供は日本コーンスターチ(株)殿]

 

WFのA段接着時、BF裏ライナの温度が低すぎて、生糊の持っている水分を中しんとライナに取られてゲル化するための水分が不足して未糊化となる。

〔加速スチーマーで解消する〕

 

熱と水分のバランスが取れていると、糊足が入る。おたまじゃくしの手・足が出るように!

一般中しん薄物
ライナなどは良好。

 

紙の温度が高すぎてライナの表面で糊化。おたまじゃくしの手・足が出ない!

両面段ボールAFの
厚物・強化中しんに多い。

〔マルチSteamerで解消する〕

坪量と熱量の関係を図解しました。

「複両面段ボール」WF構成の中、BF裏ライナの温度と貼合速度について

BF裏ライナの温度は熱盤入口時より推定で10℃位しか上昇しない。

貼合速度

マシン能力の65〜70%  加速スチーマ使用時は80〜85%

熱盤出口付近の温度(推定)

熱盤出口付近の温度(推定)図

一般的な K280g×強化200g×K280g AF、表ライナの温度と貼合速度について

B厚物ライナ貼合面温度は熱盤入口時より推定で35℃上昇する。

貼合速度

マシン能力の65〜70%

熱盤出口付近の温度(推定)

熱盤出口付近の温度(推定)図

AF K280g×強化200g×K280g マルチSteamer使用時、
表ライナの温度と貼合速度について

厚物ライナの貼合面温度は熱盤入口時より推定で40℃上昇する。

貼合速度

マシン能力の100%(250m/分)

熱盤出口付近の温度(推定)

熱盤出口付近の温度(推定)図