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技術 段ボールの試験機、ブランク及び波形ブランク製造ライン

出願人 ディーエススミスパッケージングリミテッド
発明者 リッチ、デビッドジョージジェンキンス、リンドンジェレイント
出願日 2019年3月27日 (1年3ヶ月経過) 出願番号 2019-061269
公開日 2019年8月8日 (10ヶ月経過) 公開番号 2019-132851
状態 未査定
技術分野 機械的応力負荷による材料の強さの調査
主要キーワード ローラーベース プロダクションラン コンバーター装置 エラープロセス ローラーギャップ 外のり寸法 構造破損 製造モード
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

段ボールのような波形材料から作られたボードを破損特性に関して試験するためのボード試験装置及び方法及び特に試験機

解決手段

コルゲーター又はコンバーターから段ボールを取り出すことと、段ボールの少なくとも一部を試験機内に配置することと、試験機内で段ボールの一部のサンプル領域非破壊圧縮試験を行い、段ボールのその領域の圧縮試験特性の数値を提供することと、その特性の数値をその段ボールのデザインが有するべき事前に定められた許容可能な圧縮試験特性の数値と比較することと、比較から段ボール又は段ボールのサンプル領域が必要な圧縮剛性パラメーターを満たしているか否かについて決定することとを含む。

概要

背景

このような破損特性は、コルゲーターでの過度の加工又は印刷工程や切断/折り目付け/折り曲げ組立工程などのその後の加工工程から生じ得る。これらの工程は一般的にボードを供給、移動又は加工するためのローラーを利用し、これらのローラーは特に間違った又は不適切な圧力又はギャップ幅で設定された場合にボードへの損傷を引き起こす可能性がある。典型的な損傷はボード内のフルートの過度の撓みであり、これは、視覚的な損傷が見られない場合でも、ボード全体のかなりの弱体化をもたらす可能性がある。過度に曲げられたフルートは、結果として強度が損なわれていても、一般的に弾性的に回復し、従って損傷を隠す可能性がある。

梱包に使用される材料の重量を最適化したいという継続的な要望もある。従って、特定のボードの強度を数値化する試験方法を有することは、依然として目標強度能力を達成し、又はボードの加工をより良好に制御又は管理することを可能にすることによって簡単にその強度を最大にしつつ、ボードに使用される材料の重量の微調整を可能にするのに有用であろう。

ブランクや実際に組み立てられた梱包材料又は箱などの製品一貫した品質を維持したいという恒常的な要求もある。この点で、視覚的に明らかな品質、すなわち傷がないこととボードの強度のような構造特性の品質の両方があり得る。梱包材料の視覚的な特徴を検査することは一般的にカメラアレイ又は目視検査を用いて順次行うことができる。しかしながら、製品の構造特性をチェックすることはそれほど容易ではなく、利用可能な試験は一般に本質的に破壊的であり、又は多くの場合、組立ラインの外で且つ組立ラインから離れて行う必要があり、すなわち非現実的であるか又は重大な機械ダウンタイムの原因であり得る。例えば、段ボールブランク製造ラインが1日に25から30個の異なる形の梱包材料を組み立て又は作成し且つ各製品試験が5から10分間の試験工程を含む場合(試験工程は、組立ラインがスタンドダウンモードにある間にサンプル製品を取り出し、そのサンプル製品からの1つ以上の試験サンプルを取り出し(又はそのサンプル製品を箱クラッシュ試験用に箱形に組み立て)、試験用試験機までそのサンプルを運び、試験を行い、結果を検討し、その後、組立ライン(ローラーのギャップや圧力など)に対する必要な調整と調整によって達成された修正を検証するための後続の試験を行う前に、製品が要件を満たしているか否かについて決定することを含む)、それらの5から10分間に30個の製品ラインを乗じ、所望の修正を行うのに必要な一連の試験の数を乗じると、1日あたり少なくとも3から6時間のダウンタイムに相当する!従って、ダウンタイムの量を低減しつつ既存の工程の精度を提供することができる試験工程を作り出すことが望ましいであろう。

先行技術の試験に関して、それらは一般的に箱クラッシュ試験又は箱圧縮試験(又はBCT)を含む。これらのBCT機(箱圧縮試験機)は、組み立てられた箱を垂直方向圧縮下で破損点まで試験する。例えば、典型的なBCT機を概略的に示す図1を参照されたい。図示のように、組み立てられた形の箱10が上プレート12によって下プレート14に対して圧縮されており、各プレートは4つの隅柱16に取り付けられている。図示のような機械は、上プレート12を下プレート14に対して下降及び上昇させるための少なくとも1つのねじ駆動装置18を更に有する。力の数値がこの装置によって測定され(ニュートン(N)及びμmで圧縮距離に対する圧縮抵抗に関して)、これらの数値は、数値がその後コンピュータ画面22上でグラフを使って可視化されるか又はこのような製品/材料の承認基準と比較されることができるように、コンピュータ20に供給される。箱の破損点は、顧客のために箱の性能特性を判定する。これは、負荷力がその最大負荷から減少する点で分かる。その結果、箱が合格又は不合格であることが示される。

しかしながら、この試験は、破壊試験であり、箱の組み立てを含む試験であり、試験装置の大きさ及び干渉(ボード/ブランク製造ラインのノイズ及び振動によって引き起こされ得るものや組み立てられた箱の重大な振動を引き起こし得るものなど)がない設備の必要性によって、箱用のブランクの製造ラインのそばで行うのが困難な試験でもある。結果として、このように行われる試験は、製造ラインから離れ、従って製品に試験を行うことに関わるダウンタイムによって時間がかかりすぎて高速製造技術として実用的でない傾向がある。

試験工程中に製品又はブランクの製造を同時に継続することも、そうすることによって試験しているケース又は箱がその試験で不合格であると分かった(例えば、それが顧客の要件を満たすのに十分なほど構造的に強くない)場合に過剰な廃棄物が出るため、実用的でないことも心に留められたい。結局のところ、ケース又は箱の製造は恐らく毎分20から400ケース又は箱の機械送り速度で行われ、各ケース又は箱は恐らく1から8平方メートル波形材料の使用又は加工を含み、それにより1回の箱圧縮試験を行うのに要する時間内に、すなわち恐らく5分以内に、恐らく2000ケース以上の波形材料が加工され、従って継続的なプロダクションラン中に箱圧縮試験で製品不具合があった場合に無駄になる!
また、このような箱の製造の利益率に加え、このような無駄の環境への影響を考えると、これらの廃棄のレベルは、材料が最終的にリサイクル可能であり得るにしても、商業的にも環境的にも全く容認できない。プロダクションランは従って、サンプル試験手続き中は常に停止されている。

各プロダクションランが異なるコンバーターの設定とひいては更なるサンプル試験を含むので、そのダウンタイム中に異なるプロダクションランを行うこともできないことにも注目すべきである。

従って、この使われていないダウンタイムを回収することはこのような機械のオペレーターに大きな利点であろう。

製造業者オーダー又は連続稼働あたり恐らく平均2000から5000ケースを含む典型的なオーダー又はプロダクションラン量を有する場合に特に利点があることが分かり、それによって、古い試験、すなわち5分間の試験を行うのに要する時間に、試験を有する全体のプロダクションランが一般的に完了し、従って長いダウンタイムは必要とされないであろう。従って、ダウンタイムを大幅に短縮するステップが非常に望ましい。

従来技術のBCT試験の時間の欠点に加えて、段ボール梱包材料/組み立てられた箱の破損への試験は、それがボード自体の強度ではなく、最終的な圧潰強度を見ているため、比較的大雑把な方法の試験であるとも認識されている。従って、より好ましい試験の選択肢は、箱の構造特性ではなく、波形材料特性の試験である。結局のところ、波形の強度を試験することは、形成されたブランクの角の構造特性が、例えば不正確強度試験データをもたらすのを防ぐ。

従って、波形材料自体の品質又は強度を試験するために様々な技術が開発されており、その一部は波形材料の強度特性の数値を提供し、一方、他のものは単に材料のキャリパーを調べる。

キャリパーに関して、ボードの特定の形態は、そのデザイン(すなわち、表裏層及びフルートに使用される材料、及びそのフルートの形、例えば、Aフルート、Bフルート、Cフルート、Eフルート、Fフルート、Gフルート、Nフルート又はRフルート(登録商標))に与えられた既知目標キャリパー(すなわち厚さ)を有することになる。加工後の(例えば、それを形成するコルゲーターを出るときの、又は印刷しわ折り目穿孔又は他の後形成ステップを加え得る機械であるコンバーター装置のための供給地点での(すなわち、その供給ローラーの挟み込みより前の)、又はそのコンバーター装置を出た後の)ボードの厚さ、すなわちキャリパーがその目標キャリパーを下回る場合、それは過度に圧縮され、従って潜在的に損傷を受けていることが分かる。しかしながら、波形は弾力がある傾向があり、従ってそれはある程度の圧縮から完全に目標キャリパーに又は実質的にその目標キャリパーにスプリングバックし、従ってその過圧縮によってボードに引き起こされる程度の損傷又は小さな圧潰損傷のしるしをほとんど残さないので、この基本的な試験は小さな圧潰損傷に対して比較的大雑把又は鈍感である。

より信頼性の高い別の試験は、動的剛性試験又はDSTとして知られる、代わりにより最近開発された試験である。この試験は、波形シートから切り取られたサンプルの、ねじり力が加えられた後の抵抗特性を測定する。このような試験に使用される装置の画像については図2を参照されたい。この図において、サンプル24がその両端で2つのクランプ26、28内に取り付けられ、クランプの一方がセンサーユニット30に取り付けられ、クランプの他方28がアセンブリフレーム32に固定されている。固定クランプ28は、レバー34を用いて開閉されることができる。同様に、可動クランプ26は、この場合代わりにセンサーユニット30のヘッド38にあるレバー36を用いて開閉されることができる。試験を行うために、ヘッド38は最初に固定クランプ28に対して回転され、回転用クランプ26を回転させ、その結果サンプル24をねじる。次に、ヘッド38は元の位置に戻ることが許され、それはサンプル24のねじり剛性弾力性によって影響されるヘッド38の振動によって起こる。従って、例えばその振動の周波数振幅及び減衰率に基づいてセンサーユニット30によってサンプル24の剛性と弾力性の数値が作られることができる。その数値は従って、サンプル24内の波形への損傷のような既にボードに生じているあらゆる永久的な損傷指標となる、代表的な剛性特性図を提供する。

波形が損傷している場合、剛性は波形がまだ損傷していない状態にある場合よりも低くなり、上記試験は損傷しているサンプルと損傷していないサンプルとの明確な区別を提供する。この動的剛性試験は従って、コルゲーター又は加工機(例えば、印刷機切断機、又は湾曲機/穿孔機など)のいずれかから出てくる波形材料に関する品質保証情報を提供する上で非常に有効であることが見出され、これまでに複数の波形製造工場によって使用されてきた。しかしながら、この試験は、比較的時間がかかり、以下で説明するように、その正確性についてはオペレーターの努力に著しく依存する可能性がある。

図3に示すように、サンプル24の製造工程は、2つの平行な切断ガイド42を有するガイドフォーム40を手で使うことを含み、ガイドフォーム40によってサンプルを切り取るのにスタレーナイフ(登録商標)などのクラフトナイフが使用される可能性がある。次に、一貫した長さを与えるために、サンプル24用に予め定められた長さを切断するためのガイドとして外側長辺を使用するために、ガイドフォーム40は回転させられる。これらのサンプルは次に、2つのクランプ26、28内に取り付けられ、その後、試験されることができる。使用される刃の鋭さによりサンプルがきれいに切断されるか否かが決まる可能性があり、且つきれいでない切断はそれ自体、波形/フルートに損傷をもたらす可能性があり、これにより注意の使用、特に鋭いナイフの使用が重要になる。同様に、ガイドフォーム40に加えられる圧力はユーザーごとに変わる可能性があり、あまりにも激しく圧力が加えられると、フルートが損傷する可能性がある。また更に、クランプでのサンプルの固定は、例えばあまりにもきつく締められた場合(及び全てのサンプルが共通の厚さでない、例えば異なるカードタイプからのサンプルである場合)、エラー又は損傷をもたらす可能性がある。最後に、実際の試験は時間がかからない(約15秒)が、製造ラインから取り出したシートからのサンプルの準備、及び試験装置へのサンプルの取り付けにより、熟練したオペレーターでも全体の手順にサンプルあたり恐らく2、3分かかる可能性がある。従って、これは箱圧縮試験よりも速く且つ単なるキャリパー試験よりも正確かもしれないが、この試験でさえも遅すぎてすべての商用的用途に、又は所与の製造ラインでのすべてのプロダクトランに、又はローラー調整後に複数回の繰り返し試験によってプロダクションランを微調整するのに、展開することができない。従って、これは実際には一貫性なく、又は不規則にしか行われない。

概要

段ボールのような波形材料から作られたボードを破損特性に関して試験するためのボード試験装置及び方法及び特に試験機。コルゲーター又はコンバーターから段ボールを取り出すことと、段ボールの少なくとも一部を試験機内に配置することと、試験機内で段ボールの一部のサンプル領域非破壊圧縮試験を行い、段ボールのその領域の圧縮試験特性の数値を提供することと、その特性の数値をその段ボールのデザインが有するべき事前に定められた許容可能な圧縮試験特性の数値と比較することと、比較から段ボール又は段ボールのサンプル領域が必要な圧縮剛性パラメーターを満たしているか否かについて決定することとを含む。

目的

例えば、段ボールブランク製造ラインが1日に25から30個の異なる形の梱包材料を組み立て又は作成し且つ各製品試験が5から10分間の試験工程を含む場合(試験工程は、組立ラインがスタンドダウンモードにある間にサンプル製品を取り出し、そのサンプル製品からの1つ以上の試験サンプルを取り出し(又はそのサンプル製品を箱クラッシュ試験用に箱形に組み立て)、試験用の試験機までそのサンプルを運び、試験を行い、結果を検討し、その後、組立ライン(ローラーのギャップや圧力など)に対する必要な調整と調整によって達成された修正を検証するための後続の試験を行う前に、製品が要件を満たしているか否かについて決定することを含む)、それらの5から10分間に30個の製品ラインを乗じ、所望の修正を行うのに必要な一連の試験の数を乗じると、1日あたり少なくとも3から6時間のダウンタイムに相当する!従って、ダウンタイムの量を低減しつつ既存の工程の精度を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

段ボール構造特性試験する方法であって、コルゲーター又はコンバーターから段ボールを取り出すことと、前記段ボールの少なくとも一部を試験機内に配置することと、前記試験機内で前記段ボールの一部のサンプル領域非破壊圧縮試験を行い、前記段ボールのその領域の圧縮試験特性の数値を提供することと、その特性の数値をその段ボールのデザインが有するべき事前に定められた許容可能な圧縮試験特性の数値と比較することと、比較から前記段ボール又は前記段ボールのサンプル領域が必要な圧縮剛性パラメーターを満たしているか否かについて決定することと含む方法。

請求項2

前記段ボールは箱又は梱包材料を形成するための完成したブランクである、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記段ボールはまだ折り曲げられていないか又はまだ箱に組み立てられていない間に試験される、請求項1又は2に記載の方法。

請求項4

前記試験機は前記段ボールの縁を受け入れるためのスロットを有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。

請求項5

前記段ボールは、コンバーターの通過前の試験と前記コンバーターの通過後の後続の試験とを含め、複数回試験される、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。

請求項6

前記段ボールの表面積又は幅又は長さのいたる所で様々な圧縮試験特性を提供するように、前記段ボールの異なるサンプル領域での複数の前記段ボールの試験を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。

請求項7

前記段ボールは製造ラインから出るシートから切り取られたサンプルではない、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。

請求項8

前記段ボールは、少なくとも30cmの幅や長さなどの直線寸法を有する、大きい波形部材である、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。

請求項9

前記段ボールを取り出し、前記試験を行い、前記段ボールを供給領域に戻すのに平均10秒しかかからないように、前記試験は前記段ボールに10秒以内で行われる、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。

請求項10

前記段ボールは少なくとも幅30cmである、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。

請求項11

前記段ボールは少なくとも長さ20cmである、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。

請求項12

前記段ボールは少なくとも幅1mである、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。

請求項13

前記段ボールは少なくとも長さ30cmである、請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。

請求項14

前記試験は前記ブランクの複数の領域で行われ、結果は平均化処理が施されている、請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。

請求項15

前記試験機に前記段ボールを提供するために、工場現場に製造ラインに隣接するが製造ラインから離れたナイフ又は切断装置が必要とされない、請求項1から14のいずれか1項に記載の方法。

請求項16

試験機によって行われるボード試験方法であって、前記試験機の支持プレート圧力プレートとの間に既知のタイプの波形材料のボードを配置することと、前記支持プレートに対する前記圧力プレートの移動によってそれらの間で前記ボードを圧縮するように前記ボードに負荷をかけることと、前記試験機上又は前記試験機内に取り付けられた1つ以上のセンサーで負荷と撓みの数値を測定することと、そのボードタイプのその指定された撓みに対して予め定められた数値との比較のための少なくとも1対の負荷と撓みの数値を出力することとを含み、その撓みはそのタイプの波形材料に対して予め定められた平均第1破損点の90%を超えない距離である方法。

請求項17

前記方法は、負荷が負荷の領域で20N/cm2を超えない時点で前記ボードのキャリパーを測定することも含む、請求項16に記載の方法。

請求項18

前記圧力プレートはボードに面する平ら円盤状の面を有する、請求項1から17のいずれか1項に記載の方法。

請求項19

前記圧力プレートは約20mmの直径を有する、請求項18に記載の方法。

請求項20

前記圧力プレートは、少なくとも500Nまでの前記ブランクに対する負荷力を与えるための駆動機構に接続されている、請求項1から19のいずれか1項に記載の方法。

請求項21

想定される実質的にゼロの撓みに対応する基準キャリパーが5から40Nの間の負荷で測定される、請求項1から20のいずれか1項に記載の方法。

請求項22

前記支持プレートに対する前記圧力プレートの移動によってゼロキャリパー基準を測定することと、その後、前記ボードをそれらの間に挿入するのに完全に先立って、それを退避させることとを含む、請求項1から21のいずれか1項に記載の方法。

請求項23

2つのキャリパー数値、コンバーター装置による前記ボードの加工前の第1キャリパー数値とその加工後の第2キャリパー数値とが測定される、請求項1から22のいずれか1項に記載の方法。

請求項24

前記試験は指定された負荷に対する撓みを測定する、請求項1から23のいずれか1項に記載の方法。

請求項25

コンバーターがその供給ローラーでボードを挟持する前に測定された当初キャリパー測定値から、加工後に測定された前記パネルキャリパー測定値を引いて、前記パネルが前記試験の予め設定された負荷の下に置かれたときにその第2キャリパー測定値から測定される撓みを加えたものとして、比較のための撓みの値が算出される、請求項1から24のいずれか1項に記載の方法。

請求項26

前記予め設定された負荷は、第1破損点に達するための前記サンプルのボードタイプの予め定められた負荷のほぼ50から95%程度である、請求項25に記載の方法。

請求項27

前記ボードは予め知られているコルゲーションタイプのものであり、前記試験負荷はそのボードタイプの予め定められた第1段階の破損負荷の約85%の値で前記ボードに与えられる、請求項1から26のいずれか1項に記載の方法。

請求項28

前記試験は前記ボードの非破壊試験である、請求項1から27のいずれか1項に記載の方法。

請求項29

前記試験装置は、毎分5から20mmの間の圧力プレートのローディングアーム送り速度を有する、請求項1から28のいずれか1項に記載の方法。

請求項30

コルゲーター又はコンバーター装置から取り出され且つその後少なくとも部分的に試験機の中に配置された段ボールのサンプル領域に非破壊圧縮試験を行うことと、その試験からそのサンプル領域の圧縮試験特性の数値を提供することと、その特性をそのデザインの段ボールが有するべき予め定められた許容可能な特性と比較することと、前記段ボール又は前記段ボールのその領域が必要な圧縮剛性パラメーターを満たしているか否かについて決定することとを含む、段ボールの構造特性を非破壊で試験する方法を行うように適合された試験機であって、a)その上に前記段ボールの領域が乗ることができる支持面と、b)前記段ボールの厚さを横切って前記支持面に向かって圧縮力を加えるために前記段ボールの反対側に試験力を加えることができる圧力プレートと、c)前記段ボールによる撓みと前記段ボールからの力とを感知する1つ以上のセンサーと、d)感知されたデータを予め定められた撓みあたりの力のパラメーターと照合するためのデータベース又はルックアップテーブルとを含む試験機。

請求項31

前記方法は請求項1から29のいずれか1項に従っている、請求項30に記載の試験機。

請求項32

前記データベース又はルックアップテーブルは、前記装置が指定された段ボールの構造に関して適切な数値を調べることができるように、様々な異なるタイプの段ボールに関する試験データを含む、請求項30又は31に記載の試験機。

請求項33

前記データベース又はルックアップテーブルは、上ウェブ材料、下ウェブ材料、波形中芯材料、層構造又は厚みの少なくとも1つに関する個別データのような、波形形状タイプ材料重量及び材料タイプの少なくとも1つを含む段ボール自体の形態に関するデータに加えて、撓み及び/又は力の応答に関するデータを有する、請求項32に記載の試験機。

請求項34

前記データベース又はルックアップテーブルは、第1段階の破損の撓み/力だけでなく、第2段階の破損の撓み/力と任意選択的に第3段階の破損の撓み/力に関するデータを有する、請求項32又は33に記載の試験機。

請求項35

前記圧縮試験は、合計1mm未満になる程度の段ボールの圧縮を用いて行われる、請求項30から34のいずれか1項に記載の試験機。

請求項36

梱包材料又は箱に組み立てる準備ができている予め形成されたブランクであって、上部層と、下部層と、それらの間の少なくとも1つの波形とを含み、且つ請求項1から29のいずれか1項に記載の方法を用いてそのブランクのためのプロダクションラン中に確認されたその構造特性に関する証明書を更に含む、予め形成されたブランク。

請求項37

梱包材料又は箱に組み立てる準備ができている予め形成されたブランクであって、上部層と、下部層と、それらの間の少なくとも1つの波形とを含み、請求項30から35のいずれか1項に記載の装置を用いてそのブランクためのプロダクションラン中に確認されたその構造特性に関する証明書を更に含む、予め形成されたブランク。

請求項38

波形のボードを試験するための装置であって、支持プレートと、圧力プレートと、フレームと、前記支持プレートに対して前記圧力プレートを移動させるための機構と、前記圧力プレート又は前記支持プレート又は両方が経験する運動及び力を測定するためのセンサー装置と、前記支持プレートと前記圧力プレートとの間に前記ボードを受け入れるためのスロットであって、前記装置の全幅を広げるスロットとを提供する試験装置。

請求項39

前記圧力プレートは力感知変位機構によって移動するように適合され、従ってその中に変位センサーと共に荷重センサーを組み込んでいる、請求項38に記載の装置。

請求項40

前記装置は、一体化された画面、好ましくは前記装置の動作を制御するためのタッチスクリーンを含む、請求項38又は39に記載の装置。

請求項41

前記画面は、使用後に、試験されたボードの合格又は不合格の情報を表示する、請求項40に記載の装置。

請求項42

前記表示が信号機インジケーターによるものである、請求項41に記載の装置。

請求項43

ボードに関する複数の試験数値を測定し且つ前記複数の数値に基づいて合格又は不合格のスコアを提供するように構成される、請求項38から42のいずれか1項に記載の装置。

請求項44

前記圧力プレートは前記支持プレートより小さい、請求項38から43のいずれか1項に記載の装置。

請求項45

請求項1から29のいずれか1項に記載の方法を行うように適合された、請求項38から44のいずれか1項に記載の装置。

請求項46

添付図面のいずれかを参照して実質的に上述された方法。

請求項47

添付図面のいずれかを参照して実質的に上述された試験装置。

請求項48

波形ブランク製造ラインであって、その上に請求項38から45又は47のいずれか1項に記載の装置を実装することを特徴とする、波形ブランク製造ライン。

請求項49

波形ブランク製造ラインであって、それから製造されるブランクに請求項1から29又は46のいずれか1項に記載の方法を実施することを特徴とする、波形ブランク製造ライン。

請求項50

請求項30から35のいずれか1項に記載の試験機をその上に実装することを特徴とする、波形ブランク製造ライン。

請求項51

その特定の一連のブランク又はそれらのブランクから作られる製品のためにそのコルゲーター又はそのコンバーター用に調整されたローラー圧力を有する、請求項48から50のいずれか1項に記載の波形ブランク製造ライン。

請求項52

一連のブランクからの波形ブランク又は製品であって、前記一連のブランクは、その特定の一連の波形ブランク又は製品のためにそのコルゲーター又はそのコンバーターのいずれか又は両方用に調整されたローラー圧力を有する請求項48から50のいずれか1項に記載の波形ブランク製造ラインで製造される、波形ブランク又は製品。

請求項53

一連のブランクからのブランクのスタック又はベールであって、前記一連のブランクは、その特定の一連のブランクのためにそのコルゲーター又はそのコンバーターのいずれか又は両方用に調整されたローラー圧力を有する請求項48から50のいずれか1項に記載の波形ブランク製造ラインで製造される、ブランクのスタック又はベール。

技術分野

0001

本発明は、ボード試験装置及び方法、特に、段ボールのような波形材料で作られているボードを破損特性について試験するための試験装置に関する。

背景技術

0002

このような破損特性は、コルゲーターでの過度の加工又は印刷工程や切断/折り目付け/折り曲げ組立工程などのその後の加工工程から生じ得る。これらの工程は一般的にボードを供給、移動又は加工するためのローラーを利用し、これらのローラーは特に間違った又は不適切な圧力又はギャップ幅で設定された場合にボードへの損傷を引き起こす可能性がある。典型的な損傷はボード内のフルートの過度の撓みであり、これは、視覚的な損傷が見られない場合でも、ボード全体のかなりの弱体化をもたらす可能性がある。過度に曲げられたフルートは、結果として強度が損なわれていても、一般的に弾性的に回復し、従って損傷を隠す可能性がある。

0003

梱包に使用される材料の重量を最適化したいという継続的な要望もある。従って、特定のボードの強度を数値化する試験方法を有することは、依然として目標強度能力を達成し、又はボードの加工をより良好に制御又は管理することを可能にすることによって簡単にその強度を最大にしつつ、ボードに使用される材料の重量の微調整を可能にするのに有用であろう。

0004

ブランクや実際に組み立てられた梱包材料又は箱などの製品一貫した品質を維持したいという恒常的な要求もある。この点で、視覚的に明らかな品質、すなわち傷がないこととボードの強度のような構造特性の品質の両方があり得る。梱包材料の視覚的な特徴を検査することは一般的にカメラアレイ又は目視検査を用いて順次行うことができる。しかしながら、製品の構造特性をチェックすることはそれほど容易ではなく、利用可能な試験は一般に本質的に破壊的であり、又は多くの場合、組立ラインの外で且つ組立ラインから離れて行う必要があり、すなわち非現実的であるか又は重大な機械ダウンタイムの原因であり得る。例えば、段ボールブランク製造ラインが1日に25から30個の異なる形の梱包材料を組み立て又は作成し且つ各製品試験が5から10分間の試験工程を含む場合(試験工程は、組立ラインがスタンドダウンモードにある間にサンプル製品を取り出し、そのサンプル製品からの1つ以上の試験サンプルを取り出し(又はそのサンプル製品を箱クラッシュ試験用に箱形に組み立て)、試験用試験機までそのサンプルを運び、試験を行い、結果を検討し、その後、組立ライン(ローラーのギャップや圧力など)に対する必要な調整と調整によって達成された修正を検証するための後続の試験を行う前に、製品が要件を満たしているか否かについて決定することを含む)、それらの5から10分間に30個の製品ラインを乗じ、所望の修正を行うのに必要な一連の試験の数を乗じると、1日あたり少なくとも3から6時間のダウンタイムに相当する!従って、ダウンタイムの量を低減しつつ既存の工程の精度を提供することができる試験工程を作り出すことが望ましいであろう。

0005

先行技術の試験に関して、それらは一般的に箱クラッシュ試験又は箱圧縮試験(又はBCT)を含む。これらのBCT機(箱圧縮試験機)は、組み立てられた箱を垂直方向圧縮下で破損点まで試験する。例えば、典型的なBCT機を概略的に示す図1を参照されたい。図示のように、組み立てられた形の箱10が上プレート12によって下プレート14に対して圧縮されており、各プレートは4つの隅柱16に取り付けられている。図示のような機械は、上プレート12を下プレート14に対して下降及び上昇させるための少なくとも1つのねじ駆動装置18を更に有する。力の数値がこの装置によって測定され(ニュートン(N)及びμmで圧縮距離に対する圧縮抵抗に関して)、これらの数値は、数値がその後コンピュータ画面22上でグラフを使って可視化されるか又はこのような製品/材料の承認基準と比較されることができるように、コンピュータ20に供給される。箱の破損点は、顧客のために箱の性能特性を判定する。これは、負荷力がその最大負荷から減少する点で分かる。その結果、箱が合格又は不合格であることが示される。

0006

しかしながら、この試験は、破壊試験であり、箱の組み立てを含む試験であり、試験装置の大きさ及び干渉(ボード/ブランク製造ラインのノイズ及び振動によって引き起こされ得るものや組み立てられた箱の重大な振動を引き起こし得るものなど)がない設備の必要性によって、箱用のブランクの製造ラインのそばで行うのが困難な試験でもある。結果として、このように行われる試験は、製造ラインから離れ、従って製品に試験を行うことに関わるダウンタイムによって時間がかかりすぎて高速製造技術として実用的でない傾向がある。

0007

試験工程中に製品又はブランクの製造を同時に継続することも、そうすることによって試験しているケース又は箱がその試験で不合格であると分かった(例えば、それが顧客の要件を満たすのに十分なほど構造的に強くない)場合に過剰な廃棄物が出るため、実用的でないことも心に留められたい。結局のところ、ケース又は箱の製造は恐らく毎分20から400ケース又は箱の機械送り速度で行われ、各ケース又は箱は恐らく1から8平方メートルの波形材料の使用又は加工を含み、それにより1回の箱圧縮試験を行うのに要する時間内に、すなわち恐らく5分以内に、恐らく2000ケース以上の波形材料が加工され、従って継続的なプロダクションラン中に箱圧縮試験で製品不具合があった場合に無駄になる!
また、このような箱の製造の利益率に加え、このような無駄の環境への影響を考えると、これらの廃棄のレベルは、材料が最終的にリサイクル可能であり得るにしても、商業的にも環境的にも全く容認できない。プロダクションランは従って、サンプル試験手続き中は常に停止されている。

0008

各プロダクションランが異なるコンバーターの設定とひいては更なるサンプル試験を含むので、そのダウンタイム中に異なるプロダクションランを行うこともできないことにも注目すべきである。

0009

従って、この使われていないダウンタイムを回収することはこのような機械のオペレーターに大きな利点であろう。

0010

製造業者オーダー又は連続稼働あたり恐らく平均2000から5000ケースを含む典型的なオーダー又はプロダクションラン量を有する場合に特に利点があることが分かり、それによって、古い試験、すなわち5分間の試験を行うのに要する時間に、試験を有する全体のプロダクションランが一般的に完了し、従って長いダウンタイムは必要とされないであろう。従って、ダウンタイムを大幅に短縮するステップが非常に望ましい。

0011

従来技術のBCT試験の時間の欠点に加えて、段ボール梱包材料/組み立てられた箱の破損への試験は、それがボード自体の強度ではなく、最終的な圧潰強度を見ているため、比較的大雑把な方法の試験であるとも認識されている。従って、より好ましい試験の選択肢は、箱の構造特性ではなく、波形材料特性の試験である。結局のところ、波形の強度を試験することは、形成されたブランクの角の構造特性が、例えば不正確強度試験データをもたらすのを防ぐ。

0012

従って、波形材料自体の品質又は強度を試験するために様々な技術が開発されており、その一部は波形材料の強度特性の数値を提供し、一方、他のものは単に材料のキャリパーを調べる。

0013

キャリパーに関して、ボードの特定の形態は、そのデザイン(すなわち、表裏層及びフルートに使用される材料、及びそのフルートの形、例えば、Aフルート、Bフルート、Cフルート、Eフルート、Fフルート、Gフルート、Nフルート又はRフルート(登録商標))に与えられた既知目標キャリパー(すなわち厚さ)を有することになる。加工後の(例えば、それを形成するコルゲーターを出るときの、又は印刷しわ折り目穿孔又は他の後形成ステップを加え得る機械であるコンバーター装置のための供給地点での(すなわち、その供給ローラーの挟み込みより前の)、又はそのコンバーター装置を出た後の)ボードの厚さ、すなわちキャリパーがその目標キャリパーを下回る場合、それは過度に圧縮され、従って潜在的に損傷を受けていることが分かる。しかしながら、波形は弾力がある傾向があり、従ってそれはある程度の圧縮から完全に目標キャリパーに又は実質的にその目標キャリパーにスプリングバックし、従ってその過圧縮によってボードに引き起こされる程度の損傷又は小さな圧潰損傷のしるしをほとんど残さないので、この基本的な試験は小さな圧潰損傷に対して比較的大雑把又は鈍感である。

0014

より信頼性の高い別の試験は、動的剛性試験又はDSTとして知られる、代わりにより最近開発された試験である。この試験は、波形シートから切り取られたサンプルの、ねじり力が加えられた後の抵抗特性を測定する。このような試験に使用される装置の画像については図2を参照されたい。この図において、サンプル24がその両端で2つのクランプ26、28内に取り付けられ、クランプの一方がセンサーユニット30に取り付けられ、クランプの他方28がアセンブリフレーム32に固定されている。固定クランプ28は、レバー34を用いて開閉されることができる。同様に、可動クランプ26は、この場合代わりにセンサーユニット30のヘッド38にあるレバー36を用いて開閉されることができる。試験を行うために、ヘッド38は最初に固定クランプ28に対して回転され、回転用クランプ26を回転させ、その結果サンプル24をねじる。次に、ヘッド38は元の位置に戻ることが許され、それはサンプル24のねじり剛性弾力性によって影響されるヘッド38の振動によって起こる。従って、例えばその振動の周波数振幅及び減衰率に基づいてセンサーユニット30によってサンプル24の剛性と弾力性の数値が作られることができる。その数値は従って、サンプル24内の波形への損傷のような既にボードに生じているあらゆる永久的な損傷指標となる、代表的な剛性特性図を提供する。

0015

波形が損傷している場合、剛性は波形がまだ損傷していない状態にある場合よりも低くなり、上記試験は損傷しているサンプルと損傷していないサンプルとの明確な区別を提供する。この動的剛性試験は従って、コルゲーター又は加工機(例えば、印刷機切断機、又は湾曲機/穿孔機など)のいずれかから出てくる波形材料に関する品質保証情報を提供する上で非常に有効であることが見出され、これまでに複数の波形製造工場によって使用されてきた。しかしながら、この試験は、比較的時間がかかり、以下で説明するように、その正確性についてはオペレーターの努力に著しく依存する可能性がある。

0016

図3に示すように、サンプル24の製造工程は、2つの平行な切断ガイド42を有するガイドフォーム40を手で使うことを含み、ガイドフォーム40によってサンプルを切り取るのにスタレーナイフ(登録商標)などのクラフトナイフが使用される可能性がある。次に、一貫した長さを与えるために、サンプル24用に予め定められた長さを切断するためのガイドとして外側長辺を使用するために、ガイドフォーム40は回転させられる。これらのサンプルは次に、2つのクランプ26、28内に取り付けられ、その後、試験されることができる。使用される刃の鋭さによりサンプルがきれいに切断されるか否かが決まる可能性があり、且つきれいでない切断はそれ自体、波形/フルートに損傷をもたらす可能性があり、これにより注意の使用、特に鋭いナイフの使用が重要になる。同様に、ガイドフォーム40に加えられる圧力はユーザーごとに変わる可能性があり、あまりにも激しく圧力が加えられると、フルートが損傷する可能性がある。また更に、クランプでのサンプルの固定は、例えばあまりにもきつく締められた場合(及び全てのサンプルが共通の厚さでない、例えば異なるカードタイプからのサンプルである場合)、エラー又は損傷をもたらす可能性がある。最後に、実際の試験は時間がかからない(約15秒)が、製造ラインから取り出したシートからのサンプルの準備、及び試験装置へのサンプルの取り付けにより、熟練したオペレーターでも全体の手順にサンプルあたり恐らく2、3分かかる可能性がある。従って、これは箱圧縮試験よりも速く且つ単なるキャリパー試験よりも正確かもしれないが、この試験でさえも遅すぎてすべての商用的用途に、又は所与の製造ラインでのすべてのプロダクトランに、又はローラー調整後に複数回の繰り返し試験によってプロダクションランを微調整するのに、展開することができない。従って、これは実際には一貫性なく、又は不規則にしか行われない。

発明が解決しようとする課題

0017

従って、定期的に且つ一貫して使用されることを可能にし、従って製造業者が常に試験を行い且つその結果ローラー圧力をより良く調整することを可能にするために、また同時に製造ラインを出る製品に関する適合証を顧客に提供するために、製造ラインの内部又はそばで使用するための高速であるにもかかわらず同様に正確な試験方法を提供することが望ましい。これはその結果、顧客に提供されるブランク又は梱包製品の品質、一貫性及び性能特性に関して顧客に保証を提供することができる。

課題を解決するための手段

0018

本発明の第1の態様によれば、段ボールの構造特性を試験する方法であって、コルゲーター又はコンバーターから段ボールを取り出すことと、段ボールの少なくとも一部を試験機内に配置することと、試験機内で段ボールの一部のサンプル領域非破壊圧縮試験を行い、段ボールのその領域の圧縮試験特性の数値を提供することと、その特性の数値をその段ボールのデザインが有するべき事前に定められた許容可能な圧縮試験特性の数値と比較することと、比較から段ボール又は段ボールのサンプル領域が必要な圧縮剛性パラメーターを満たしているか否かについて決定することとを含む方法が提供される。

0019

好ましくは、段ボールは箱又は梱包材料を形成するための完成したブランクである。好ましくは、それはまだ折り曲げられていないか又はまだ箱に組み立てられていない間に試験される。しかしながら、段ボールは、好ましくは試験機に挿入するための利用可能なボードの縁を有するにもかかわらず、折り曲げられたブランク、部分的に折り曲げられた製品又は完全に組み立てられた箱であることができる。試験機は、好ましくは、その縁を受け入れるためのスロットを有する。

0020

一般的に、試験は、平らな又は折り曲げられていないブランクではなく、ボードがその折り曲げられ、組み立てられ、又は部分的に組み立てられた状態で製造ラインを出るときに、箱、又は折り曲げられたブランク、又は部分的に折り曲げられた製品に行われる。

0021

代替的な実施形態は、試験される段ボールがコンバーターを通過する前の段ボールのシートの場合である。

0022

別の実施形態は、同じ段ボール、ブランク又は折り曲げられたブランクが、コンバーター通過前の試験とコンバーター通過後の後続の試験とを含め、複数回試験される場合である。これは、プロダクションランの初期設定のための好ましい構成である。

0023

段ボールは、好ましくは、製造ラインを出るシートから切り取られるサンプルでないが、代わりに、例えば少なくとも30cmの幅や長さなどの直線寸法を有する、完成したブランクのような大きい波形部材である。

0024

製造ラインを出るシートから切り取られるサンプルではなく、製造ラインから直ぐであることによって、ボード又はシートの試験を行う前にほとんど又は全く処理が必要ない。
従って、これにより試験工程が大幅にスピードアップし、潜在的に毎分複数の試験が可能になる。

0025

好ましい構成は、シートを持ち上げ、試験を行い、シートを供給領域に戻すのに10秒しかかからないように、試験はコンバーターの供給領域に乗っているシート又はボードに10秒以内で行われることができる場合である。

0026

好ましい実施例において、シート又はボードは少なくとも幅30cmであることが好ましい。より好ましくは、それは同様に少なくとも長さ20cmである。より好ましくは、それは少なくとも幅1mであり、より好ましくは、それは少なくとも長さ30cmである。

0027

以前は、完成したブランク(又は20cm、30cm又は1mよりも大きな寸法を有するシート/ボード)は、それらが試験装置に対してあまりにも大きかったので、一般に品質試験方法又は品質試験装置で直接使用することができなかった。箱圧縮でもブランクは「直接」使用されず、それらは最初に箱を形成するように折り曲げられる必要があり、従って、箱圧縮試験装置はブランク自体ではなく、ブランクから作られた組み立てられた箱のみを試験した。

0028

本発明の第2の態様によれば、段ボール(波形ボード)の構造特性を非破壊で試験する方法を行うように適合された試験機であって、方法は、コルゲーター又はコンバーター装置から取り出され且つその後少なくとも部分的に試験機の中に配置された段ボールのサンプル領域の非破壊圧縮試験を行うことと、その試験からそのサンプル領域の圧縮試験特性の数値を提供することと、その特性と段ボールのそのデザインが有するべき事前に定められた許容可能な特性とを比較することと、段ボール又は段ボールのその領域が必要な圧縮剛性パラメーターを満たしているか否かについて決定することとを含み、試験機は、
a)その上に段ボールの領域が乗ることができる支持面と、
b)段ボールの厚さを横切って支持面に向かって圧縮力を加えるために段ボールの反対側に試験力を加えることができる圧力プレートと、
c)段ボールによる撓みと段ボールからの力とを感知するための1つ以上のセンサー
d)感知されたデータを予め定められた撓みあたりの力のパラメーターと照合するためのルックアップテーブルとを含む試験機も提供される。

0029

方法は、本発明の第1の態様に関して先に記載されたようであることができる。

0030

好ましくは、圧縮試験は、試験される段ボール又はその一部分を入れることを可能にするために段ボールの厚さを収容するように適合されたスロットを有する試験装置を提供することを含む。

0031

好ましくは、試験は、段ボールの表面積又は幅又は長さのいたる所で様々な圧縮試験特性を提供するように、例えば段ボールの異なるサンプル領域での複数の段ボールの試験を含む。段ボールの全体的な予め定められた特性は、その結果、それらの数値の平均であり得る。複数の試験結果は必須ではないが、段ボールの形成又は加工に使用されるローラーはそれらの機械を通過するシートの幅にわたって不均一に配置される可能性があり且つ形成される物の各面を試験したいので、特に多面の物を形成するのに使用されるブランクにとって好ましい。

0032

ローラーに関して、シート又はブランクにその幅にわたって不均一な圧力を与えるように、間違った設定によって又はローラーの先細りとして現れ得るローラーの摩耗によって一貫性のないローラー圧力が発生することがある。バレルテーパーもボードの一方又は両方の縁部分に比べて広い(又は狭い)ボードの中央部分を形成し且つもたらすことがある。摩耗の他の形又は間違った設定は、ボードの幅又は長さにわたって凹凸を生じることもある。複数の位置での試験は、製造ラインにおいて局所的な欠陥又は不正確なローラーアラインメントを特定することができ、従って、製造装置用のコントロールパネルの1つ又は複数のボタンを押すことによって多くの場合、簡単にそれらをできる限り修正することを可能にする。

0033

ブランクから切り取られるサンプルではなく完全なブランクに試験を行うので、試験実施は非常に短時間であることができる。実際には、好適な実施形態で示される試験装置によれば、複数の試験及び装置の調整を1分以内に行うことができ、それにより最初のサンプルに試験を行うことができ、不合格と分かると、(一般的にボタン操作される制御装置又は上記コントロールパネルによって)プレス重量又は送り速度などを変えることによってコルゲーター又は加工装置を調整することができ、その後、次のサンプルを製造ラインから出すことができ、問題が解決されたか否かを確認するために繰り返し試験が行われる。このようにして、任意の小さな圧力/供給アライメント変更が必要な場合、少なくとも4つのこのような検査を1分以内に行うことができることが見出され、それにより本発明は、製造ラインに作業命令の間の素早い製造ライン設定時間又は迅速な不良の特定及び修正をもたらすことができる。従って、本発明は、製造ラインの設備におけるダウンタイムを大幅に短縮することができる。このことはボード加工設備に特に有用であり、それは、このような機械が複数の異なる工程を行うことがあり、工程の多くが誤って行われた場合に又はギャップ距離や圧力の点などで誤ったローラー設定によって波形のシートに損傷を与えるからである。これらの工程は、接着剤の塗布と、色又はインクの塗布と、バーコードの付加と、折り目、しわ、切り込み線ミシン目又は切れ目の付加と、加えて一部の状況では製品自体の実際の組み立てをも含むことができる。これらのコンバーターはまたブランクを機械に供給するためにブランクを挟むための供給ローラーを有し、供給ローラーは誤って設定された場合にブランクに容易に損傷を与える可能性がある。

0034

本発明によれば、ボード、すなわち波形の材料は、好ましい実施形態において、ボードの縁にアクセスすることができ且つそれを試験装置のスロットに挿入することができさえすれば、平らな形又は組み立てられた(又は一部が組み立てられた)形のどちらでも試験されることができる。

0035

局所的な欠陥を特定することができ、従って傾向に気付くことができるように、又は、些細な傷又は珍しい欠陥のみによって必ずしもボード全体が不合格にならないように、試験がブランクの複数の領域で行われ、結果が比較され又は平均化処理を施されることが好ましい。これにより、局所的な又は不定期の/一貫性のない欠陥によって著しい製品の廃棄が引き起こされることが回避される。このことは、一般的に箱全体の完全性はただ1つの局所的な領域の欠点によって損なわれないため、有益である。

0036

試験サンプルをボードから切り取る必要がないので、本発明はまた、工場フロアの製造ラインに隣接するがそれとは別個のナイフ又は切断装置の存在による健康及び安全性の問題を回避する。このことは本発明の更なる利点である。

0037

本発明の第3の態様によれば、完全な破損点ではなく、波形の破損特性に焦点を当てた新規な試験方法も提供される。

0038

本発明者によって、損傷を受けていない波形は単一の破損点を有しておらず、代わりに3つの異なる破損点を有する多段の破損モードによって特徴付けられることが認められた。このことは、図5から10の負荷に対する撓みのトレースの検討から明らかである。本発明者は、従って、この特定の破損特性を利用して、より迅速な試験結果を非破壊で提供するために試験装置を微調整してきた。動的剛性試験と同様であるが、箱圧縮試験とは異なり、ボードの完全な破損は試験の一部ではなく、それにより本発明の試験は、サンプルが試験装置内に配置された時点でそのサンプルに迅速に行うことができる。しかしながら、動的剛性試験とは異なり、本発明は、ボードから切り取られるサンプルを必要とするのではなく、ボード自体に行うことができる。本発明の第3の態様によれば、従って、試験機によって行われるボード試験方法であって、試験機の支持プレートと圧力プレートとの間に既知のタイプの波形材料のボードを配置することと、支持プレートに対する圧力プレートの移動によってそれらの間でボードを圧縮するようにボードに負荷をかけることと、試験機上に又は試験機内に取り付けられた1つ以上のセンサーで負荷と撓みの数値を測定することと、そのボードタイプのその指定された撓みに対して予め定められた数値との比較のために少なくとも1対の負荷と撓みの数値を出力することとを含み、その撓みはそのタイプの波形材料に対して予め定められた平均第1破損点の90%を超えない距離である方法が提供される。

0039

好ましくは、この方法はまた、負荷が負荷の領域で20N/cm2(又はより好ましくは負荷の領域で10N/cm2)を超えないが、好ましくは1N/cm2(又はより好ましくは3N/cm2)を超える時点でボードのキャリパーを測定することを含む。このキャリパーは、実質的に想定される撓みゼロの基準キャリパーであると解釈することができる。このようなキャリパーの数値は、一般的に先に示した負荷のレベルを有する、一般に「ソフトランディング」と称されるものを用いて測定される。これは、一部の実施形態では全体で5Nから30Nであることができる。約10Nが好適なソフトランディングの負荷である。

0040

典型的な試験機では、圧力プレートはボードに面する平らな円盤状の表面を有する。好ましくは、それは約20mmの直径を有する。従って、それは約3.14cm2のボードに当接する表面積を有する。形状又は直径は異なってもよいが、好ましくは、それは2から10cm2の間の面積を有する。

0041

好ましくは、圧力プレートは、少なくとも500Nまで、又は他の実施形態では少なくとも1000Nまでのブランクに対する負荷力を与えるための駆動機構に接続されている。好ましくは、想定される実質的にゼロの撓みに対応する基準キャリパーは10から40Nの間の負荷で測定される。

0042

この方法は、支持プレートに対する圧力プレートの移動によってゼロキャリパー基準を測定することと、その後、ボードをそれらの間に挿入するのに完全に先立って、それを退避させることとを含んでもよい。

0043

段ボールの第1破損点は、第1ピーク負荷が発生するボードの撓みの点である。これは、ボードのフルートの第1アーチ(すなわち、波形)が最初に機能しなくなる(すなわち、それが曲がる)点に対応する。続いて次に反対側のフルートのアーチが機能しなくなる(すなわち、それも曲がる)第2段階の破損がある。次に(フルートのアーチを接合する)フルートの壁も機能しなくなる(すなわち、それらも曲がる)最終段階の破損がある。
その結果、これが波形の完全な構造破損であると考えられる。図35から38は、第1タイプの接着された波形(アーチがそれぞれ、ボードの上下面に接着されている)のこれらの破損の携帯の代表的な画像を示す。

0044

試験装置はボードのキャリパー測定値も測定することが好ましく、それはこれがゼロ撓み点基準を提供するからである。しかしながら、これはまた、予め定められた数値を含むルックアップテーブル内での相互参照のためであってもよい。キャリパー測定値は、ボードのキャリパー測定値がそのボードタイプの予め定められた平均キャリパー測定値と一致しないか又はそれから予め定められた増分を超えて変動する場合に、損傷の大雑把な指標を提供することができる。

0045

また、2つのキャリパー数値、コンバーター装置によるボードの加工前の第1キャリパー数値とその加工後の第2キャリパー数値とが測定されることが好ましい。これは、更なる大雑把なキャリパーによる破損の決定を提供することができ、例えば、2つのキャリパー数値がボードタイプの予め定められた量より大きく異なる場合、より有用に破損の決定のための追加データを提供する。

0046

好ましい実施形態では、試験は指定された負荷に対する撓みの増分を求める。好ましい構成では、これは当初キャリパー測定値(例えば、供給端キャリパー(すなわち、コンバーターがその供給ローラーでそれを挟む前の)からパネルキャリパー測定値(すなわち、加工後に測定された第2キャリパー測定値)を引いて、そのパネルが試験の予め設定された荷重下に置かれたときにその第2キャリパー測定値から測定される撓みを加えたものとして算出される。その存在する負荷は、サンプルのボードタイプの予め定められた第1破損点に達するための負荷の50から95%程度であり、最も好ましくは第1破損点の負荷の約85%である。撓みの増分が目標増分を超える場合、それは不合格である。超えない場合、それは合格である。

0047

2つのキャリパー(加工前のものと加工後のもの)の使用は、その約85%の負荷での加工後の小さな撓みが誤判定をもたらすのを防止する。結局のとこと、ボードがコンバーターによってあまりにも多く押しつぶされた場合、それは潜在的に弾性回復せず、従ってソフトランディング点でより小さいキャリパーを有し、従ってより大きな剛性を有することになる(従って、ほとんど撓まず、加工前キャリパーの存在がそれを補正しない限り、誤判定を引き起こす)。

0048

図5から10は、様々な異なる材料がその作成に使用されている、様々な異なるボードタイプの様々なトレースを示す。トレースは、ある破損点(例えば、第1又は第2段階であるが第3段階の(完全な)破損ではない)までのボードへの第1の試験とその同じボードサンプルへのフォローアップ試験の両方のトレースを(いくつかの例で)含み、その結果、その部分的に破損したボードが第3段階の(完全な)破損まで負荷に対してどのように異なる応答を提供するかを示し、従って完全な破損が発生していなくてもボードの圧縮破損を特定することが可能であることを示す。それは、少なくとも第1段階の破損が予想された点を通るより下方のトレース経路によって特定されることができる。

0049

従って、本発明は、試験しているボードの撓みに対する力のデータをこのようなボードの予想される応答(良好な状態であることが分かっている同じタイプのボードの事前の試験によって予め定められた)に対して分析することを特徴としている。

0050

本発明は、好ましくは、ボードの第1の撓みをもたらすのに必要な負荷を調べ、その撓みは第1の破損撓み点の約85%の点にあり、或いは逆に撓みは(第1の破損撓み点を達成するのに必要な負荷の)85%の負荷後に達成され、その撓み/力に対する実際の力/撓みと予想された力/撓みとの比較に基づいて試験しているボードの合格又は品質特性指標を提供する。

0051

第1の破損点を超えていないので、これは非破壊試験である。

0052

好ましくは、試験の撓み又は力は、第1の破損点を達成するのに必要な予想される撓み又は力の50から90%である。

0053

好ましくは、システムは、装置が指定されたボードの構造に適した数値を調べることができるように、様々な異なるタイプのボードに関する試験データを含むデータベース又はルックアップテーブルを含む。好ましくは、このルックアップテーブルは、a)上ウェブ材料、b)下ウェブ材料、c)フルート材料、d)層構造(すなわち、3つの壁又は2つの壁のデザイン)、及びe)キャリパーの少なくとも一部に関する個別データを含む、フルート形状タイプ材料重量及び材料タイプの少なくとも一部のような、ボード自体の形態に関するデータに加えて、撓み及び/又は力の応答に関するデータと、恐らく第1段階の破損の撓み/力だけでなく、第2段階の破損の撓み/力及び第3段階の破損の撓み/力をも有する。

0054

好ましくは、各ボードの構造に対して識別用「ボードタイプコード」が割り当てられ、それによりルックアップテーブルは、そのコードを参照することによって指定されたボードタイプに関するすべての詳細を迅速に調べることができる。

0055

好ましくは、試験方法は、最終的なボードがコンバーター装置から出る所での最終的なボードへの試験より前に基準試験を含む。その基準試験は、コルゲーターから取り出された、すなわちコンバーターへの移動前のボードに関するものであることができる。別の可能性は、コンバーターからそれを取り出すことであるが、それが最初にコンバーターの供給ローラーによって挟まれる前である。これは一般に供給ボードと呼ばれている。

0056

基準試験は、コルゲーター又はコンバーターユニットによりボードに加えられた損傷に別々に気付くことを可能にし、それにより必要に応じてコルゲーターを調整することができ、或いは代わりに損傷がコンバーターユニットでのみ発生した場合にコンバーターユニットを調整することができる。例えば、損傷が発生した場所を特定するためのコルゲーター及びコンバーターユニットでのトライアンドエラープロセスを必要とするのではなく、コンバーターユニットは、ボードがそれを通過するときにボードへの損傷がないことを確実にするように調整された、その供給ローラー圧力、そのインクローラー圧力又はその切断/折り目付け/穿孔/折り曲げローラー圧力を有する必要があり得る。それは、加工後圧縮試験でのその撓みにの合格を与えさせないために、ひどく損傷した最終的なボードに関する補正又は基準キャリパーを提供することもできる。

0057

本発明によれば、試験結果は試験装置へのボードの挿入の5秒以内又は10秒以内に提供されることができ、それは数値を得るのに必要な圧縮の程度が小さいからである(通常は1mm未満、恐らく0.8mm又は0.5mm未満、より好ましくは約0.4mm以内)。異なるボードタイプは試験を行うのに異なる圧縮の程度を必要とする場合があるが、一部のものは不合格又は合格を決定するのに0.35mm以内の圧縮しか必要としない。
このように試験を迅速に行うことができるので、複数の試験及び調整を1分以内にコンバーターユニット又はコルゲーターに対して行うことができ、従ってコンバーターユニット又はコルゲーターの迅速な微調整を可能にし、従ってオーダー取り換え中の又は任意の指定された日にローラー又は材料供給の変更がある場合のそれらのダウンタイムを削減する。

0058

好適な試験装置は、ローディングアーム、すなわち圧力プレートに対して、約12.5mm毎分、又は5から20mm毎分の送り速度を有する。

0059

試験に使用される負荷は時としてトルク負荷と称される。これは圧力プレートの駆動部の形式によるものであり、それはモーターを有し、それはモーターのトルク出力である。
従って、例えば、第1段階の破損を達成するのに必要なモーターのトルクは、第1段階の破損のトルク又は100%のトルクである。これは、サンプルボードに試験することによって予め定められている。しかしながら、合格/不合格試験用のトルクは、その100%のトルクの一定の割合、すなわち、その100%のトルクのうちの50から95%の間、すなわち、好ましくはその第1破損点のトルク負荷の約85%であろう。しかしながら、負荷は、ボード自体に加えられるトルクではなく、一般的にボードの圧縮負荷である。実際に、負荷はボード又はパネルへのトルク負荷ではないことが好ましく、代わりにより簡単に支持プレートと圧力プレートとの間の圧縮試験である。

0060

従って、好適な構成では、合格/不合格の結果を得るための2つのオプションがあり得る。

0061

1.第1段階の破損の約85%のトルク値を入力し、撓みを測定する。撓みが目標撓み値未満である場合、ボードは合格であるが、撓みが目標撓み値を超える場合、ボードは不合格である。

0062

2.シリンダーがソフトランポイントから達成する目標撓み値を入力し、目標撓み値を達成するのにシリンダーによって必要とされた結果のトルクを測定し、それが例えば第1段階の破損のトルクの約80%である場合、ボードは良好であるが、それがはるかに低い、約30から40%である場合、ボードは既に第1段階の破損によって押しつぶされており、従って不合格である。

0063

合格点と不合格点の間のデルタ、すなわち、潜在的に決定的でない結果を示すため又は小さい局所的な欠陥を受け入れる余地を組み込むための「黄色」状態、があり得ることを心に留められたい。しかしながら、これは必須ではない。

0064

本発明はまた、梱包材料又は箱に組み立てる準備ができている予め形成されたブランクであって、上部層と、下部層と、それらの間の少なくとも1つの波形とを含み、且つ上記の又は本明細書に記載の方法又は装置を用いてそのブランクのためのプロダクションラン中に確認されたその構造特性に関する証明書を更に含む予め形成されたブランクを提供する。

0065

好ましくは、ボードは調整されたプロダクションランの結果であり、試験方法からのフィードバックは、ローラーギャップ、ローラーアライメント又はローラー圧力の調整などの、コルゲーター又はコンバーターユニットの調整によって、プロダクションランの調整を可能にする。

0066

本発明はまた、波形のボードを試験するための装置であって、支持プレートと、圧力プレートと、フレームと、支持プレートに対して圧力プレートを移動させるための機構と、圧力プレート又は支持プレート又は両方が経験する運動及び力を測定するための、好ましくは荷重センサー及び運動センサーの形態のセンサー装置と、支持プレートと圧力プレートとの間にボードを受け入れるためのスロットであって、装置の全幅に広がるスロットとを提供する試験装置を提供する。

0067

好ましくは、圧力プレート48は力感知変位機構56によって移動するように適合され、従ってその中に変位センサーと共に荷重センサーを組み込んでいる。

0068

好ましくは、装置は一体化された画面を含む。

0069

好ましくは、画面は装置の動作を制御するためのタッチスクリーンである。

0070

好ましくは、画面はボードの合格又は不合格の情報を表示する。これは、例えば合格又は暫定的な合格用の緑又は黄色と不合格用の赤とを有する、信号機インジケーターによるものでもよい。

0071

好ましくは、装置は、複数の試験数値を測定し、且つ複数の数値に基づいて合格又は不合格のスコアを提供するように構成されている。これは、好ましくは、ただ1つの数値を使用する代わりであるが、試験ごとに個別の合格又は不合格のスコアを提供することもできる。

0072

好ましくは、複数の結果は、合格又は不合格のスコアを提供するために平均化される。

0073

圧力プレートの移動は、機械的に、油圧式に、空気圧式に、ねじ駆動装置を使って又はベルト駆動装置を使ってもたらされ得る。好ましい手段は、その精度によって、可動コイルアクチュエータを使用する。それは、ボイスコイル形アクチュエータであることもできる。

0074

好ましくは、圧力プレートは支持プレートより小さい。

0075

好ましくは、圧力プレートは、30mmを超えない外のり寸法を有し、より好ましくは25mm又は20mmの円形ディスクである。小さな圧力プレートを設けることによって、試験を行うのに小さな負荷しか必要でなく、それは大きい面積にわたるほど、ボードの撓みを引き起こすのに必要な全体の圧縮を提供するのに大きな力が必要とされるからである。

0076

装置は、好ましくは、上述の試験方法の任意の1つ以上を行うように適合されている。

0077

本発明はまた、先に定められた装置をその上に実装することを特徴とする波形ブランク製造ラインを提供する。

0078

本発明はまた、そこから製造されるブランク又は製品に先に定められた方法を実施することを特徴とする波形ブランク製造ラインを提供する。

0079

本発明はまた、先に定められた試験機をその上に実装することを特徴とする波形ブランク製造ラインを提供する。

0080

本発明はまた、先に定められた波形ブランク製造ラインであって、特定の一連のブランク又はそれらのブランクから作られる製品のためにそのコルゲーター又はそのコンバーターのいずれか用に調整されたローラー圧力を有する波形ブランク製造ラインを提供する。このような調整されたローラーは、より確実に不良のない製品の供給をもたらし、従って返品の可能性を低減する。

0081

本発明はまた、一連のブランクからの波形ブランク又は製品であって、一連のブランクは、その特定の一連のブランク又は製品のためにそのコルゲーター又はそのコンバーターのいずれか又は両方用に調整されたローラー圧力を有する、先に定められた波形ブランク製造ラインで製造される、波形ブランク又は製品を提供する。ブランクは、本発明の波形ブランク製造ラインの使用によって材料の重みに関して最適化されることができ、そのコルゲーター又はそのコンバーターのローラーによって過度の圧力又は少ない圧力が加えられることがないため、一般に不良がない。

0082

本発明はまた、一連のブランクからのブランクのスタック又はベールであって、一連のブランクは、その特定の一連のブランクのためにそのコルゲーター又はそのコンバーターのいずれか又は両方用に調整されたローラー圧力を有する、先に定められた波形ブランク製造ラインで製造される、ブランクのスタック又はベールを提供する。スタック又はベールは、本発明の波形ブランク製造ラインの使用によって材料の重みに関して最適化されることができ、そのコルゲーター又はそのコンバーターのローラーによって過度の圧力又は少ない圧力が加えられることがないため、一般に不良がない。

図面の簡単な説明

0083

本発明のこれら及び他の特徴は、添付の図面を参照して更に詳細に説明される。
箱試験装置を示す。
動的剛性試験装置を示す。
図2の動的剛性試験機で使用するサンプルを切り取るためのテンプレートカッター装置を示す。
損傷を受けていないサンプル50を試験することによって本発明で使用するルックアップテーブル用のデータを形成するために使用される圧縮/撓み試験装置を示す。
図4の装置を用いて行った試験による試験データ結果又はプロット示す。
図4の装置を用いて行った試験による試験データ結果又はプロット示す。
図4の装置を用いて行った試験による試験データ結果又はプロット示す。
図4の装置を用いて行った試験による試験データ結果又はプロット示す。
図4の装置を用いて行った試験による試験データ結果又はプロット示す。
図4の装置を用いて行った試験による試験データ結果又はプロット示す。
本発明のボード試験装置のための第1の配置を示す。
その装置の支持プレート及び圧力プレートの詳細を示す。
内部に試験されるボードを受け入れるためのスロットを有する本発明による試験装置の更なる実施形態を示す。
内部に試験されるボードを受け入れるためのスロットを有する本発明による試験装置の更なる実施形態を示す。
好適な試験工程中に試験装置の画面で使用するサンプル画面レイアウトを示す。
好適な試験工程中に試験装置の画面で使用するサンプル画面レイアウトを示す。
好適な試験工程中に試験装置の画面で使用するサンプル画面レイアウトを示す。
好適な試験工程中に試験装置の画面で使用するサンプル画面レイアウトを示す。
好適な試験工程中に試験装置の画面で使用するサンプル画面レイアウトを示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
試験装置の好ましい配置及びその製造方法を示す。
そのコアに良好なコルゲーションを有する波形シートの断面を概略的に示し、フルートの形状を明確に示す。
同じ波形シートであるが、コルゲーションの波形の部分の頂部がつぶれている第1段階の破損後の波形シートを示す。ボードの高さは図35と比べて相応に減少している。
反対側の頂部又はすべての頂部が今や破損している、第2段階の破損後の同じ波形シートを示す。ボードの高さは図36に比べて相応に再び減少している。
頂部と頂部間の壁の両方が破損している、コルゲーション/フルートの完全な破損を示す。このシートは従って、段ボールが完全に崩壊したようなものであり、その後、コルゲーションは最小の圧縮抵抗しか提供しない。ボードの高さは従って、図37に比べて更に減少している。

実施例

0084

最初に図1を参照すると、箱圧縮試験(BCT)装置が示されている。前述のように、この装置では、箱10が上プレート12と下プレート14との間に配置され、破損点まで圧縮される。一般的に破損は、箱10の角として又は上プレート12と下プレート14との間に延びている縁で広がる皺を見ることによって観察可能である。この破損はまた、箱10によって提供される圧縮支持力の明確な低下をもたらし、それは力対撓みのグラフで容易に見ることができ、そのプロットはコンピュータ20の隣接するコンピュータ画面22に表示されることができる。この試験は、箱の絶対圧縮強度を提供するための当技術分野でよく知られる試験である。しかしながら、残念なことに、この試験によって特定される破損は、箱の材料の構造破損ではなく、箱の構造破損によって決定されるので、部分的に破損したボードの特定に関してはやや不正確である。また、試験を行う前に箱を組み立てる必要性と破損の検出を達成するのに必要な大きな撓みによって、実施するのに及び従って「箱強度」の数値(その値又は例えば目標強度がある場合には合格/不合格の表示)を提供するのに比較的時間がかかる。

0085

また、箱の一領域だけでなく箱全体が試験されるので、箱が機械の圧縮サイクルにある時に、角の直角度又は折り目の正確さの不完全性も重大な初期撓みつながり、それにより試験は破損の値とは対照的に詳細な強度の数値を提供するのに苦労することが認められる。これは完全なブランク又はそれから作られた箱に行われる試験に共通の問題であるが、ブランクから抽出されたサンプルに対して行われる試験には問題が少ない。

0086

次に図2を参照すると、ブランクから抽出されたサンプルに行われる、このようなより信頼性の高い試験が示されている。この試験では、サンプルがブランクから取り出され、それは動的剛性テスター又はDST装置によって試験される。また、既に先に開示されているように、この装置は、ブランク全体に関する強度の数値ではなく、この場合にはそのサンプルのトルク負荷によって、ブランクの材料に関する動的剛性の数値を提供する。それは、ボードの品質に関する数値の提供の点ではより正確且つ再現可能であると考えられる。しかしながら、これらのDST試験は、ブランクからサンプルを切り取り、その後まず2つのクランプ(サンプルの各端部に1つ)の間でサンプルに負荷をかけ、その後にのみDST試験を行う必要があるため、どちらかといえばかなり時間がかかる試験工程である。

0087

恐らくBCTより速く、且つDST装置はBCT装置よりかなり小さいため、よりポータブルであるが、サンプルを準備することを含む試験方法はやはり数分かかることがあり、段ボール梱包材料の製造ラインで発生する1日あたり20から30のプロダクトランで行われる場合(異なる製品を製造する各ランは、単純に異なるプリントラン又は異なるボードタイプ、又は異なるカット形状である)、恐らく加工装置のプレス重量、又は製造ライン内の他のローラー、カッターフォルダーなどを微調整するために任意の指定された製品に複数の試験が必要とされ、このより速い試験でもまだ遅すぎてすべてのプロダクトランに商業的に実行可能ではないと考えられる。結局のところ、各試験に2分かかる場合、製品ごとに1つの試験であっても1時間(2分×30のプロダクトラン変更)の追加のダウンタイムとなり、その時間はプロダクトランの間のローラー/材料切り替えによって作りだされる本質的なダウンタイムに加えてとなる。それにもかかわらず、試験結果は、再現可能であり且つ信頼性があり、従ってボードの品質の良好な指標として認識されている。このため、複数の製造ラインが現在、コルゲーションの品質試験方法としてこのような試験を利用している。

0088

しかしながら、DST試験の展開による更なる問題が確認された。製造ラインを出るボードからサンプルを切り取り、それらのサンプルを必ず試験装置内に入れる必要があるため(サンプルにねじれを与え、その後弾性回復を分析する試験方法よって)、サンプルを切り取る工程又はサンプルをクランプ26、28内に装着する装着によってサンプルに入れられる破損により試験結果のばらつきを引き起こしやすい。例えば、高すぎるクランプ力を提供することがあり、ボードは異なる厚さ及び強度を有する可能性があるので、そのクランプ力の制御又は標準化は容易ではない。或いは、サンプルを切り取るのに使用される刃が次のサンプルではあまりシャープでない場合、コルゲーションは可変的に損傷を受ける可能性がある。

0089

サンプルの切り取り中にガイドフォーム又はサンプルテンプレートに加えられる負荷、又は切断の速度(又は切断を完了するのに必要な刃の通過の数)もすべて不確定要素を導入する可能性がある。

0090

新たな試験方法は、従って、波形がそのボードのタイプの標準的な強度要件を満たしているか否かを決定する際の精度と速度の両方を与えるのに有益であろう。

0091

製造ラインでの刃の使用(すなわち、試験用サンプルを切り取るための)を排除することも、それが作業場でのこのような刃の使用を取り巻く健康及び安全の懸念を解消することができるので、望ましいであろう。

0092

試験のもう1つのタイプもそれが迅速であるため実際に行われており、それは単なるボードのキャリパー、すなわちボードの厚さの試験又は判定である。その測定された厚さは、そのボードの形の標準と比較されることができ、ボードが薄すぎる(又は(可能性が低いが)厚すぎる)場合、ボードはそのボードタイプの要件を満たしておらず、従って不合格になるであろう。しかしながら、コルゲーションはある程度の弾力性を有する傾向があり、それによりそれらがある量だけ圧縮された場合に最初の厚みにスプリングバックできるため(ボード内のフルートの構造に何らかの損傷を引き起こすのに十分な第1の撓みであっても)、キャリパー試験はボードが部分的にのみ破損しているのか否かを決定するのには不十分であることが認識されている。キャリパー試験は、従って、フルートがボードの面の間の高さ又は間隔を正確に支持しているか否かの正確な判定を提供することはできるが、キャリパー試験は、フルートが事前のつぶれ又は弾性回復を起こしているか否かを判定することはできない。その後者の不足は問題である。何故なら、フルートが第1の予備的なつぶれ(別名、第1の破損)を起こしている場合、波形は、ガラス繊維クラッシュヘルメットのように(それらは最初の衝突後、それほど強くない)、フルートがこのような第1のつぶれを起こしていなかった場合と同じ全体的な剛性及び強度特性を有していない。

0093

第1の部分的な圧縮後に与えられたフルートのこの弱さは、図10のグラフにおける撓み/負荷トレースから分かる。図10において、様々なサンプルについて、それぞれ異なる破損の程度まで、このような状況で異なるトレース特性を示すように繰り返し試験を行った。

0094

実施した試験は、1から6まで番号が付けられている。

0095

第1の試験は単に第1、第2及び第3段階の破損の有無を説明するためだけに行われた。これらの破損の一般的な形については、各破損点でのフルートの形の一般化した断面図を提供することによってこれらの3つの破損のそれぞれのモードを表す、図35から38を参照されたい。

0096

3段階の破損はトレース内の3つのピーク58、60、62で表され、第1のピーク58は図36に示されるような第1のフルートの破損に対応する。これは、フルートの波形内で2つの反対側のフルートの第1のものの頂部が破損する(又は曲がる)所である。第2のピーク60は、フルートの上下両方の波形の頂部がつぶれ、破損し又は曲がる、図37に対応する第2のフルートの破損を示す。第3のピーク62は、ボードの最終的なつぶれを示す。この破損では、頂部間の壁もつぶれ、破損し又は曲がり始める。図38を参照されたい。

0097

次に、第2の試験は損傷がない新しいサンプルに行われた。そのトレースは第1のトレースに対してX軸に沿って移動するように示されているが、これは単にそれに沿った異なる始点を表しており、負荷の間に測定された力の特性はその他の点では明らかに第1のトレースに似ている。

0098

図から分かるように、この第2の試験では、負荷は開始されたが、それはまた第1の破損点58に対応する負荷力を発生させる程度の圧縮より前に終了され、すなわち、第1段階の破損が第1のトレースで約600Nの負荷で発生したのに対して、負荷は約500Nで最大になった。従って、ある程度の撓みはフルートによって行われたが、フルートは破損しなかった。

0099

圧縮を解除すると、ボードは弾性的に再びその最初の厚さを取った。

0100

同じサンプルはその後、第3の試験(第2のサンプルのための2回目の試験)で再び試験された。トレースは、再び異なる開始点を有するためにグラフ内でX軸に沿って再び(約0.1mmだけ)ずれているにもかかわらず、同じ曲線を繰り返していることが明確に分かる(例えば、弾性回復が完璧ではなかったので、それによりわずかに小さいキャリパー(上記の恐らく0.1mm)があったかもしれない)。

0101

第4の試験は別の新しいサンプルに行われた(この第3のサンプルのための最初の試験)。そのサンプルは、第1の破損点を通過して試験したが、第2の破損点の直前に更なる撓みから(第1の破損点58の負荷点の上だが、第2の破損点60よりも低い撓み点で)終了した。これは、その後の試験を同じ第3のサンプルに行うことを可能にするために行われたが、このときそのサンプルはもはや部分的に破損したサンプルであった。

0102

第5の試験は、その第3のサンプルへの2回目の試験、すなわち部分的に破損したサンプルへの試験であり、図から分かるように、第1のピークの破損58は単に起こらず、トレースは最初に第2段階の破損に向かってはるかに低い経路をたどっている。その後、トレースは、単に第2段階の破損60に向かって上方に流れているだけである(この第3のサンプルの圧縮は再びその第2段階の破損60まで持ち込まれなかったが)。

0103

第6の試験は再びその第3のサンプルに行われたが、このときは代わりに最終的な破損まで持ち込まれた。トレースは再び異なる開始点によりわずかにずれているが、それは最初に概ね第5の試験のトレースをたどっている。

0104

また、この第6の試験のトレースで、第2段階の破損60に必要な負荷が第1の試験とほぼ同じ(約900N)であることも分かる。同様に、その最終的な破損のため負荷も第1の試験と同様であった(約1700N)。

0105

上向きに進むトレースの最後は単に、試験装置のプレートが圧縮された波形のサンプルを介して互いに押すので負荷が大きくなる、ボードの完全な圧縮を示す。

0106

従って、上記から、初期の撓みに応じた荷重特性観測はボードが既に第1段階の破損を経験しているか否かの指標を与えることが、明らかである。このような破損は、コルゲーション工程中又は加工工程中に、例えばローラーギャップ又はローラー圧力が間違って設定されている場合に段ボールに与えられる可能性があるタイプの破損であるが、今のところキャリパー試験によって検出可能ではない。従って、本発明は、供給されたボードが供給されているボードタイプの要件を満たしていると認定されることを可能にするために、このような破損を検出しようとするものである。

0107

第1のフルート破損の結果として損傷を受けたボードに第1の破損点が存在しないことによって、トレース又は力対撓み曲線の比較は、ローラーベースのコンバーター又はコルゲーターで加工を行ったボードがその工程によって損傷を受けたか否かについてのこのような決定を可能にする。それが損傷を受けていないボードの初期の強度特性を示す場合、それは第1の破損点に向かう経路をたどるが、それがその加工によって損傷されて既にフルートに損傷を受けている場合、それは代わりに第2段階の破損点に向かって戻る前に最初に低い荷重特性を示すであろう。

0108

従って、生のサンプルに関する試験データの比較及びそれを損傷していない形の予備試験サンプルに対する予測された試験データと比較することによって、サンプルがそのように損傷を受けているか否かを非破壊試験で判定することができる。

0109

次に図4を参照すると、損傷を受けていない製品に関するルックアップテーブル用のサンプルデータを生成するのに使用することができる試験装置が示されている。この実施例において、損傷していないことが分かっているボードから一般的に直径80mmのディスクを切り取り、試験データをそれらから得ることができ、図10の第1の試験のそれに対応する曲線の背後にあるデータを製造ラインによって製造されるボードのすべての異なる形に対して得ることができる。これは、様々な異なる上シート、異なる下シート、異なるコルゲーション(形状、周波数及び振幅)と、加えて、様々な異なるコルゲーション/ボードの厚さ、及び層数から作られるボードの試験データを含むことができる。このデータは、製造ラインの実際の製品に関する、例えば生の製品のための生データとの比較のためにルックアップテーブルに提供されることができる。

0110

次に図5を参照すると、破損に至るまでの別々の試験の6つのトレースが示されており、それらの4つは損傷を受けていないストックに関するものであり、それらの2つは損傷を受けたストックに関するもので、従って第2破損点に向かって異なる経路をたどっており、第1段階の破損は発生していない。図から分かるように、損傷を受けていないストックは、各々が前述の3つの破損点のうちの1つを表す3つの明確な変曲を有する経路をたどるトレースを有する。他の2つのトレースは2つの明確な変曲のみを有する。

0111

図6は、波形がより堅い材料から作られている異なるタイプのボードへの同様の試験を示す。この試験では、先と同様にトレースのうちの4つが実質的に同じ形をたどり、一方、他の2つは明らかに第1の破損点の変曲を示していない。従って先と同様に、曲線の初めの部分(又は撓み負荷に対する初期の応答)の解析から損傷を簡単に特定することができる。

0112

図7は6つの更なるトレースを示し、先と同様に4つのボードが3つの破損点を示し、一方、2つのボードが2つの破損点のみを示す。これらのサンプルでは、より厚いフルート材料が使用され、最終的な破損点でより大きなばらつきが示されている。それでもなお、2つの損傷したボードのトレースには損傷を受けていないボードと比較して明確な違いがあるので、第1の破損点はやはり判定を行うことを可能にするために十分に再現可能である。従って先と同様に、初期の撓みへの負荷応答調査は、ボードが損傷を受けているか否かを示すことができる。

0113

図8及び9は、より堅いフルート材料から作られたボードの更に別のトレースを示しており、先と同様に、試験に合格するボードにおける第1の破損点の存在は、破損している2つのボードと比較した場合に見てすぐに分かり、それによりボードの合格又は不合格を負荷に対する初期の応答に基づいて得ることができる。

0114

従って、所与の撓みに対する生のサンプルの圧縮抵抗(ここではニュートンで測定)を求め、それをこのような撓みに対して予測される応答と比較し、恐らく例えば予想される第1の破損点の50から90%の間の点でそれを見ることによって、フルーティングの品質を判定することができることは明らかである。同様に、一定の負荷から生じる撓みが測定され、再び第1段階の破損の約50から90%の間、より好ましくは約85%のその負荷に対して予想される撓みと比較されることができ、フルートの状態の指標を提供することができる。ボードが試験に合格した場合、フルーティングは的確な又は許容可能な状態にあり、一方、不合格であった場合、フルーティングは、例えば波形の加工によって不利に損傷している。

0115

本発明は、試験を行い且つ信頼性の高い数値を確保するのに波形をつぶす必要が全くないため、迅速な試験が行われることを可能にするので、最初にその試験方法に関するものである。好ましくは、試験は、ボードが製造ラインを出るときに、その加工前又は後のいずれかで、すなわちそのボードからサンプルを切り取ることなく、ボードに直接行なわれる。試験装置は従って、ボードの縁を受け入れるためのギャップ又はスロットを有する。

0116

より速い試験の観点から、製造ラインのそばで試験を行うことも可能であり、それによりオペレーターは、ボードの製造又はボードのそれぞれのブランクの更なるお客様への加工中のボードへの損傷を回避するために、試験を行い且つローラー圧力を微調整することができる。これは、試験結果を得るのに非常に小さな撓み(一般的に1mmより小さいか又は0.5mmより小さい)しか必要ないので、1分間に複数回を行うことができる。

0117

本発明者らはまた、コルゲーター又はコンバーター内のローラーの摩耗又は設定にはばらつきがある可能性があるので、コルゲーションマシン又はコンバーターを通過する波形の幅への単一の試験が常にボード全体に対して十分又は正確ではないことを認識している。例えば、ボードの一方の縁が他方よりも圧縮される場合があり、又は中間が縁よりも圧縮される場合がある。これは、例えばローラーが例えばその長さに沿って徐々に細くなるように摩耗している場合又はそれがわずかに正しく位置合わせされていない場合にも起こり得る。従って、本発明はまた、単一ボードの幅の全域で複数の試験を行う方法を提供する。従来技術の方法では、サンプルはボードから切り取らなければならなかったので、これはその結果ボードの幅から複数のサンプルを切り取ることを含み、従って試験工程を更に長くする。しかしながら、本発明は、ボードからこのようなサンプルを切断することなく完全な複数の試験工程を達成し、それにより時間が節約される。何故なら、サンプルを切り取ることは試験工程を恐らく許容できないレベルまで低速にするからである。従って、本発明によれば、試験のためにボードからサンプルを切り取るのではなく、ボードはそのまま試験されることが望ましい。また、試験の準備及び実施のサイクルは20秒未満であることが好ましい。

0118

好ましい構成では、そのままのボード又はブランクはボード又はブランク上の複数の場所で試験される。例えば、4つの側面を有する箱用のブランクの場合、試験は箱の側面を形成する4つのパネルすべてで行われ得る。すべての側面を試験することは必須ではないが、より多くの側面があれば、より多くの試験が適切であり得る。同様に、蓋又は他の重要なパネルがあれば、それらも試験され得る。しかしながら、先と同様にそれは必須ではない。

0119

これらの試験の各々について試験の準備及び実施のサイクルは20秒未満であることが好ましい。合計では、それらは20秒以上かかる場合がある。

0120

好ましくは、本発明は複数の場所で、より好ましくは4つ以上の場所でボードを試験することを含む。

0121

ボードは、完成したブランクであってもよいし、或いはそれは切断されたボード又はコルゲーターからの、すなわちコンバーターに入れる前のボードの幅、又は部分的に形成されたブランク又はコンバーターユニットの供給トレイに乗っているボードであってもよい。後者の2つへの試験は、加工後の又は完成したブランクに対する基準を提供することができる。その結果、加工機がブランクに損傷を与えると、加工工程後の初期のブランクへの後続の試験によって、これを後で特定することができる。その後、加工機の設定エラーを修正又は除去するために、加工機を適合させることができ又はその圧力を低下させることができる。しかしながら、代わりに第1の試験によってコルゲーションマシンが損傷を引き起こしていることが示された場合、代わりにコルゲーションマシンを調整することができる。製造ライン内の機械はローラーの圧力等を調整するためのボタンコントロールを有する傾向があるので、コルゲーター又はコンバーター用の制御装置のそばに試験装置を有することによって、迅速且つ容易なローラー圧力の調整と組み合わせたボード又はブランクの迅速な試験が、望ましい結果をもたらすようにコンバーター装置から出てくるブランクを迅速に微調整することを可能にすることができる。

0122

本発明によれば、毎分3つ以上、恐らく4つ以上の試験を必要な機械への調整と共に行うことができ、試験自体は恐らく3から6秒しかかからないことが見出された。試験は制御された環境で行われることが好ましい。これはルックアップテーブルを追加するために行われる試験と製造工程中に製造ラインで行われる試験とを含むであろう。ほとんどの段ボール包装産業において好ましい環境温度は23℃、相対湿度50%、±1度及び±2%である。制御された環境はボードに予見可能又は再現可能な特性をもたらし、それは木材又はセルロース繊維ベースの波形には特に重要な可能性がある。

0123

既に示したように、製造ラインに隣接して試験装置を配置することによって、製造ラインが停止されている間に製品を容易に製造ラインから取り出すことができる。その製品を試験し、必要ならば製造ラインを調整することができる。その後、必要な基準への適合のために修正された製品を確認するために(例えば、調整が既に行われた場合)試験用の次の製品を投げ出すように製造ラインの運転製造モードに戻すことができる。

0124

試験が、製品から切り取られたサンプル又は再形成された製品(例えば、製品から組み立てられた箱)ではなく、製品に行われるので、また試験が負荷に対する初期応答を見ているだけなので、試験方法は、複数の試験及び製造ラインの調整と製造の再開とが1分以内に、又は箱クラッシュ試験又は動的剛性試験を行うのに以前かかっていた時間内に行われることを可能にするのに十分な高速である。

0125

従って、このより迅速な試験により、プロダクションランの間のダウンタイムが削減され、従って生産性が向上する。それはまた、製造ラインの損傷を低減することができ、従って材料の使用の効率を高めることを可能し、選択された材料は得られる波形シート/製品のより一貫した強度特性を達成することができる。この方法は製造ラインによって引き起こされる損傷を特定し、従ってその後そのプロダクションランの残りの製品の製造においてその損傷を排除することができので、顧客のための製造は強度に関するより小さい安全マージンを用いることができ、従って依然として顧客に要求される必要な強度性能を一貫して提供しながら、より軽量の梱包材料を提供することができる。

0126

これらの軽量化は、梱包材料がより少ない原料を使用するので、環境被害を減らすこともでき、輸送/リサイクルする梱包材料がより少ないので、輸送コストを削減することもできる。

0127

次に図11を参照すると、本発明の試験装置の第1の実施形態が示されている。それは、その上に試験されるボードを配置することができる支持面46と、その下にあるボードに試験圧力を与えるための圧力プレート48と、圧力プレート48を支持するためのフレーム54とを含む。本実施形態では、フレームは、圧力プレートの駆動ロッド64と、力感知変位機構56と、ケーブル68(この場合は、別個のPC/ラップトップへのUSBケーブル)を介してコンピュータ66にデータを送信するための荷重センサー又は送信機52とを更に支持する。装置はまた、力感知変位機構56と荷重センサー52に電力を供給するために設けられた電源ユニット70を含む。この実施形態はまた、異なる電圧で作動する構成要素があるために又は干渉を避けるために駆動モーターとセンサーとの間の電力供給の分離が望まれるために設けられた、第2の電源ユニットを有する。しかしながら、コストを削減することが好ましい場合は、代わりに単一の電源ユニットが設けられてもよい。本実施形態の支持プレート46は、テーブルの上に試験装置を立たせるための脚部72を有する単一部品から形成されている。支持プレート46はフレーム54と一体化されたデザインであることも可能である。

0128

圧力プレートは本実施形態の支持プレートより著しく小さい。しかしながら、例えば図1又は4に示されるような(それらが同じサイズである)異なる構成も可能である。しかしながら、圧力プレートを支持プレートのサイズの10%より小さくすることが好ましい。小さな圧力プレートを有することは、圧力プレート用の駆動装置が小さいにもかかわらず、依然として試験装置内のボード上に十分な圧力を提供できることを可能にする。一方、大きな支持プレートを有することは、試験されるボードの安定した支持面を依然として提供することができるので好ましく(ボードが支持プレートを揺らす傾向が減少するであろう)、ボードがオペレーターによって試験装置内で保持され得ることを踏まえれば潜在的に重要な利益である。

0129

電源70は、更なるケーブル74を使って主電源に接続されることができ、且つ電圧変換器を含むことができる。本実施形態では、力感知変位機構56は可動コイルアクチュエータ、又はボイスコイルの形態であり、少なくとも50マイクロメートル、より好ましくは10マイクロメートル、又は更に良い5マイクロメートル又は1マイクロメートル以下の精度の変位測定を提供することができることが好ましい。1から0.1マイクロメートルの間以下の精度も一部の場合に有益であり得るが、一般にこれは必須ではない。約5マイクロメートルが好適な装置の精度である。

0130

上述のような小さな圧力プレートに対して、駆動ユニットは100N又は150N又は200N以下の荷重を加えることができることが好ましい。より大きな力は、圧力プレートが小さいので不必要になる。好適なデバイスが185N以下の負荷を提供する。これは一般的に直径25又は20mmの円盤の形態の圧力プレート48を有する試験装置に適している。当然ながら、圧力プレートはそれより大きくても小さくてもよい。同様に、駆動ユニットの力の能力は185ニュートンより大きくても小さくてもよい。

0131

フルーティングが試験中に完全に破損する必要がないため且つ負荷面積が小さいため、箱圧縮試験又は図4の80mmのディスクを試験するのに使用されるラボ装置より小さい負荷しか必要とされない。

0132

本発明の試験装置に適している電源ユニットの一形式は、可動コイルアクチュエータである。このような機器の製造業者はSMACを含む。このようなデバイスは線形及び線形/回転型アクチュエータであることができ、2つの可能なモデル番号はLAL300とLAL500であり、両方共SMACによる。その他はSMACによるLAL95−015−85ユニットを含む。好ましくは、それらは高速単軸コントローラーを有する。適切な制御装置が、SMACによるLAC−1コントローラーであってもよい。

0133

装置は15mm、25mmの又は50mm以内のストローク長で変位測定とその変位に対する負荷の数値とを提供することが好ましく、それにより装置は波形シート(このようなシートはほとんど10mmより厚くない)を試験するのに完全に適している。次に図13及び14を参照すると、試験装置の修正版が示されている。この修正版では、コンピュータはハウジング自体に組み込まれ、従って試験装置の前面に画面がある。この画面は、試験方法を制御するためのユーザー対話を可能にするタッチスクリーンである。図14にも示されるように、スロットが設けられ、スロット内に試験のためにボードを滑り込ませることができる。そのスロット76は、好ましくは、一般的に段ボール事業に見られるボードの厚さに対応するために少なくとも幅10mmである。より大きなボードをサンプリングするのに適切な場合、より広い厚さのスロットも使用され得る。スロットは一定の幅のものであるように示されているが、所望であれば、例えば、試験の期間中ボードをスロット内に固定するために調節可能であってもよい。とはいえ、このような固定はボードの損傷の原因になる場合があるため存在しないことが好ましいことに留意されたい。

0134

スロットの配置は、ボードの縁が試験装置内に非常に迅速に差し出されるのを可能にするので、有益である。スロットは、迅速に波形シートを受け取るための試験装置の能力を妨げることなく、それが提供するアクセスに関して制限的であるので、スロットは安全ガード機構を提供することもできる。例えば、スロットは、指が追加的にスロット内に収まりにくいのでシートを保持するオペレーターの指の挿入に抵抗するであろうが、ボードの縁を容易に受け入れるのに十分な幅である。

0135

使用するとき、タッチスクリーン78は、画面上に多数のソフトウェアアイコン又はボタンを有することができ、これらのボタンやアイコン80は試験装置のモードによって異なることができる。図13には、様々なオプションボタンが存在する初期モードが示されている。例えば、行われる試験のタイプを選択することができ、又は試験されるボードのタイプを選択することができる。機械は、自動的に現在のプロダクションランの詳細を提供されることができるように、又はデータベースから、例えば製品オーダー番号からそれらをアップロードすることができることように、製造ラインのネットワークに接続されていることが好ましい。しかしながら、代わりに、例えばドロップメニュー又はキーボード(画面上の仮想の又は別個のハードウェアのもの)のような入力デバイスを介して、詳細を画面上でユーザーが選択できてもよい。

0136

図15から19は、例えば後の試験ステップのための、更なる画面のオプションを示す。

0137

図15の画面は、ボードの材料が示され又は設定されることを可能にする。製造オーダー番号(MFO)が第1テーブル82の上部に示されており、このテーブルにはそのオーダーに予定されているボードのタイプの指定された詳細が示されている。この実施例では、平方メートルあたり130グラムの重量(GSM)を有するFHYタイプの材料から作られたCフルートと、KBR又はクラフトタイプ及び平方メートルあたり135グラムの重量を有する上下ライナーとを有するボードがある。

0138

第1テーブルの右側にある第2テーブルでは、提示されているドロップダウンリスト(例えば、この場合はフルートタイプ)から必要に応じて他のオプションを選択することができる。このために、左側のテーブルでエントリー「フルートタイプ」が、それに対する矢印で示されるように選択されている。タッチスクリーンなので、これは指でテーブル82の該当するボックスを押すことによることができる。従って、適切な場合(例えば、プロダクションランを何らかの理由でデフォルトから変更する場合)、右側のドロップダウンリストから異なるフルートタイプを選択することができる。

0139

ボードのタイプが画面に表示され、それが試験されるボードと一致すると、ユーザーは確認ボタンを押して次のステージに移動することができる。

0140

本実施形態では、基準試験が最初に行われ、この例ではそれは供給ボード試験の形態である。プロダクションランごとに又は(加工機だけでなく)コルゲーターが調整されたときはいつでも、これが行われることが好ましい。このために、コルゲーターの作り出したものからの、又はより好ましくは加工機の供給端からの、すなわち加工機の送りローラーによる把持位置より前のボードが取り出され、それに試験を行うことができるように試験機に挿入される。これは、コルゲーターが正確なボードを製造し且つそのローラー圧力を更新又は変更する必要がないことを確認するためである。この基準試験はまた、全体の圧縮試験の一部としても有益に使用される。それは、ボードの加工後に、好ましい実施形態に関連して以下に更に詳細に説明するように、加工機に供給する前のボードのキャリパーを提供するからである。

0141

試験の工程において、撓み及び力の数値が測定され、実験室条件下で予め決められたそのボードタイプの通常の数値を有する、ルックアップテーブルからのデータと比較される。供給ボードがこれらの基準を満たしているとすれば、コンバーターからのボード、すなわち加工されたボード又は製品はその後、次のステージで試験されることができる。

0142

図17は、ブランクを受け入れるための準備ができている、好ましい次のステージの画面を示す。そのブランクは印刷済であるか又は無地である(か又は事前印刷されている)可能性があり、これを選択するために画面上でボタンを押すことができる。これは好ましいオプションである。何故なら、ブランクへの印刷のタイプは、例えば事前印刷されたカバー紙を使用する場合、それが潜在的にボード上の更なる層であることに起因して、ボード全体の特性を変える可能性があり、或いは印刷ローラーの使用を含むインライン印刷工程の場合、それはボードに更なる圧縮サイクルが行われたことを意味するからである。その後、試験を始めることができる。

0143

図18に示されるように、ボードの第1領域が試験され、合格した。その試験では、ボードがスロットに挿入され、「試験実行」ボタンが押された。その後、圧力プレートがボード上に、ボードを支持プレートに対して圧縮するように押し下げられ、装置は同時にそのボードタイプの(実験室条件下で予め定められたような)既知の「第1段階の破損点」に対して恐らく85%の撓みの点で撓み/負荷の数値を測定した。50%から90%も可能である。しかしながら、負荷の前に、ボードの圧縮前の厚さを測定するために、ソフトランディングキャリパーを測定した。これは、それが供給ボードだったときの、すなわち加工前のボードに対して測定された同様のキャリパーと比較されることができる。

0144

次に図19では、第2及び第3の部分が試験された。第2の部分は合格したが、第3の部分は不合格であった。このような結果を得るために、試験されたボードは、不合格の結果を引き起こすように3番目の試験の領域が意図的に損傷されていた(例えば、指で圧縮されていた)。実際には、不合格は一般に、製造機械が損傷を引き起こした場合にのみ起こる。

0145

試験工程を改善するために、単一の不合格を有することがボード全体を不合格にするのではなく、この実施例のように、試験工程が局所的な破損を無視するのを助けるように、必要に応じてルールを適用することができる。そのため、単一の不合格は一般に製品を不合格にするのに十分ではない。

0146

図19に見られるように、左側にある画像領域86の下に、ボード又はブランクが全体として合格か不合格かを示すための信号機システムもある。これは、オプションであるが、複数試験の試験方法と共に有益に機能する。この場合、第3の部分が不合格にもかかわらず、製品は全体的にまだ合格である(まだ4番目の試験があるが)。何故なら、不合格を引き起こすのに必要な全体の平均スコア(指定されたボードタイプに対して絶対的であるか又は顧客の需要を満たすために個別に設定されることができる数字(一部の人は指定されたボードに対して大きな強度を望むが、他の人はボードの強度についてあまり気にしていない))を記録する交通信号システムの一番上の行88に移動平均スコア90がまだ到達していないからである。実際には、最初の2つの試験は良い結果を有し、3番目の試験がぎりぎりの不合格だったので、その移動平均スコア90は実質的にまだ青信号領域92に重なっている。

0147

その後、4番目の試験後の平均スコアが黄色の警告領域94(又は、一番上の行(又は合格バー88)は破損が発生する点を定めているため、この実施例の赤色領域96)に入った場合は、それぞれに見合った全体的な警告又は不合格が生じるであろう。

0148

従って、本発明は、試験を行うだけでなく、平均スコア試験を提供することができる。
これは、局所的な不良によりブランク全体が不合格にならないことを可能にするので、有益である。

0149

また、顧客又は製造業者は、不合格(平均の不合格/1つだけの不合格、黄色の不合格、赤色の不合格)の条件を規定することができ、それにより柔軟性が追加される。その結果、これにより、製造業者が他の顧客に完全に受け入れられるであろうボードを不合格にするのを防ぐことが可能になる。その結果、これは、プロダクションランを更にスピードアップし、或いは仮の材料の仕様が必要とされる顧客の仕様を満たすことができない状況に比べて潜在的に大量の紙が無駄になるのを防止することができ、明らかに環境的な利益をもたらす。

0150

最後に図20から34を参照すると、本発明のフルート完全性試験装置のための好ましいアセンブリが示されている。図20で分かるように、フルート完全性試験装置100は、内部機構102と、その前面にタッチスクリーン78を有するヒンジで連結されたカバー104とを含む。ヒンジで連結されたカバー94のエッジの下には、(概ね図13に見られるように、カバー94がその閉位置にあるとき)、スロット76を見ることができる。この図では、圧力プレート48は、例えばゼロ基準を得るために、その駆動ロッド64を延長した力感知変位機構56によって支持プレート46に対して既に下降されている。

0151

装置の内部のケーブルは、参照を容易にするためにこれらの図面には示されていないが、用いられ得るケーブルのタイプの例として図11を参照されたい。

0152

力感知変位機構56はロッドを上下に移動させるためのシリンダーを動作させ、本実施形態ではこれは可動コイルアクチュエータ又はボイスコイルシステムによるが、機械式、空気圧式、油圧式、ねじ駆動装置又はベルト駆動装置、他の既知のロッドの移動方法などの代替的な移動方法も可能である。

0153

駆動機構は本実施形態ではシリンダー用の制御装置に接続され、その制御装置106は図34に見られるように第1の電源70に接続されている。

0154

本実施形態では、第1の電源70に対してフレームの反対側に第2の電源108が設けられ、第2の電源108は駆動ロッドではなく、センサーを制御するために異なる電圧下で動作する。他の制御装置又はセンサーのために他の電圧要件が必要とされる場合がある。単一の電源ユニットも可能である(又は代わりに複数の電圧制御装置を設けることができる)。

0155

次に図21から34を参照すると、製品を組み立てるのに必要なステップが示されている。

0156

この方法は、すべてが1部品又は互いに接続された複数部品であることができる、バックフレームアセンブリ110を有するベースプレート又は支持プレート46から始める。
図21は側面図を示し、図22は上からの平面図を示す。分かるように、それは単一の部品、例えば単一の成形品から構成されている。

0157

その後、バックフレームアセンブリ110に支持フレーム54がボルト止めされ、図24で分かるように、本実施形態のフレーム54はその中に力感知変位機構56又はそのアクチュエータを受け入れるために概ねU字形状を有する。

0158

その上部に、荷重センサー52又は制御装置106が取り付けられる。図25から28を参照されたい。

0159

図示され且つ説明された様々な構成要素の位置は、本実施形態にとって好ましい位置である。代わりに、他の構成要素の位置及び配置も当然ながら可能である。

0160

その後、ユニットの前及び後ろガードプレート114が取り付けられ、次いで、より大きなフィンガーガード116が試験装置内への指のアクセスを防ぐための障壁を作るためにそのベースに取り付けられる。スロットの形はこのようにして定められる。しかしながら、代わりに、スロットの形は、装置のハウジング又はカバー104の下端によって形成されることができる。

0161

次に、電源ユニットは、例えば、図31及び32に示されるように取り付けられることができる。本実施形態では、それらは、カバーがその後そのすべての上部を覆って取り付けられる前に、フレームの側面に取り付けられる。

0162

このアセンブリは、一体化された画面とタッチスクリーン制御とを有するワンボックス型の試験装置であって、スロットがボードを直接受け入れるために設けられ、その内部でいかなるボードの予備クランプもない試験装置を提供する。

0163

従って、本発明は、製造ラインの長いダウンタイムを引き起こすことなく製造ラインでブランク及びボードを試験するための新規な試験装置と高精度且つ高速の方法とを提供する。

0164

製造されるボードタイプは圧縮荷重に対する基準の応答を決定するために事前に試験され、生の試験は実際に使用されるボードが基準を満たしているか否かを決定するのにルックアップテーブルを見さえすればよいので、試験結果は迅速で且つ合格又は不合格が認識しやすい。

0165

特注の又は試験されていないボードが指定される場合もあり、従って製造されるボードがたまたま予備試験されていない、すなわち、ルックアップテーブルで基準が見られない場合、システムは不足を警告することができ、試験データは将来の使用のためにアップロードすることができ、その結果データベースの柔軟性を増大させる。

0166

ルックアップテーブルのデータベースは、1つの製造ラインから次の製造ラインまで一定であることができるので、それらは集中管理され且つネットワークで結ばれることができ、それにより複数の機械が単一又は複数の製造ラインの場所で又は異なる国でそれらに依存することができる。また、実験室試験から新たな試験結果/基準が得られ且つ追加される場合、すべての場所でその新たな試験結果/基準を受け取り又はそれにアクセスすることができる。

0167

また、供給ボードを最終的な加工の前に試験することができるので、オペレーターは供給ボードの目視検査にのみ依存する必要はない。

0168

また、供給ボードへの試験結果は不合格のボードが加工前に又は加工後にのみ基準を満たしていたか否かの指標を提供することができる。これは、不良が発生した場所を特定するのに必要な時間を削減する。

0169

新たな試験に加えて、好ましくはキャリパー厚さも本発明によって測定される。何故なら、それらも基準と比較され又はデフォルト状態からの実際の圧縮/撓みを測定するのに使用されることができるからである。しかしながら、基本のキャリパー値はキャリパー試験を行うことを可能にし、それは、キャリパーの有意な変化に気付いた場合に、新たな圧縮試験に誤判定を与えさせるかもしれないような重大な損傷の指標となる可能性もあるため重要であり、それによりダブルチェックが存在。

0170

また、本発明は、(比較的幅が広いが薄いスロット、及びその上の比較的小さいハウジングを有する)試験ユニットの形状によって、平らなブランクの試験だけでなく、適切なサイズの場合及び試験装置のスロット内に収まるアクセス可能な縁を有する場合、組み立てられた箱の試験をも可能にする。例えば、試験装置は、好ましくは、約20cmの幅と、約20cmのスロットより上の高さとを有する。従って、少なくとも20cmの幅及び少なくとも20cmの長さを有する上部開口部と、ボードが圧力プレートと支持プレートとの間を通過することを可能にするのに十分な穴の高さとを有する箱は、その4つの側面すべてに沿って試験可能である。好ましくは、寸法(高さと幅)は40cm未満である。

0171

本発明の例示された試験は、ボードの4つの被試験部分の数値の平均値に関して記載されている。しかしながら、合計スコアを使用することが好ましい場合がある。

0172

本発明によれば、試験は数秒以内に、概ね10秒よりも速く行われることができ、それによりコルゲーター又はコンバーターの印刷又はローラー圧力も、ボタンを押すことにより印刷又はローラー圧力を調整することができ且つ試験結果が画面上に非常に速く戻ってくるので、数分以内ではなく数秒以内に再調整することが可能である。

0173

現在、システムは、インラインコルゲーターと加工デバイスに別の機械で実行されるように設計されている。しかしながら、コルゲーション又は加工機の幅にわたって複数の試験装置を提供し、一般的に各々がスロットではなくギャップを画定することなどにより、製造ラインにインラインで組み込まれ得ることが予想される。しかしながら、視覚的な印刷品質と視覚的なフルートの品質とを確認するためにいずれにしても誰かが機械のそばにいる必要があり、彼に同様に試験を行わせることは、特に製品の加工速度を変更するものではない。実際には、それはBCT又はDST試験を用いる現在の方法と比較してそれを加速することができる。

0174

従って、本発明は純粋に例として説明されている。詳細な修正が添付の特許請求の範囲内で本発明に対してなされ得る。

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