会社のニュース 段ボールのスリッターが上刃と下刃を必要とする理由は何ですか？

段ボール加工のスリット工程において、多くの専門家が疑問に思います。なぜ、普通の紙を切るように単一のナイフを使用せず、「上刃＋下刃」の組み合わせが必要なのでしょうか？その核心的な理由は、段ボールの特殊な多層波構造にあります。段ボールは、表紙、中芯、裏紙で構成されており、中央の中芯が波型（山と谷）を形成しています。単一のナイフでは山が潰れ、端部の剥離やバリが発生しますが、「能動的な切断＋受動的な支持」という方法により、上刃と下刃の協調作用により、段ボール構造を保護しながら、スムーズで効率的なスリットを実現します。この記事では、段ボールの構造的特徴、上刃と下刃の機能分担、協調の利点、および主要なパラメータという観点から、この設計の必要性を解説し、「なぜ上刃と下刃が不可欠なのか」という根本的なロジックと、スリット結果を改善するための協調の最適化方法を理解するのに役立ちます。

上刃と下刃の必要性を理解するには、まず段ボールと普通の紙の本質的な違いを明確にする必要があります。それは単層の平坦な構造ではなく、「サンドイッチ状」の複合構造です。この構造は、スリットが2つの中心的なニーズ—「切り抜く」と「構造を保護する」—を同時にバランスさせる必要があり、単一のナイフではこれを満たすことができないことを意味します。

具体的な問題: 単一のナイフ（例：上部に設置された円形ナイフ）を使用した場合、刃は最初に表紙を押し、次に中芯に作用します。底部の支持がないと、中芯の山が潰れます（指で波型の紙を押すように）。これにより、段ボールの圧縮強度が30％〜50％低下するだけでなく、裏紙が未切断のままになり、その後の箱の折り畳み中に「剥離とひび割れ」が発生します。

「上刃＋下刃」の組み合わせは、単に「2つのナイフを重ねた」ものではなく、段ボール構造のために設計された専門的なシステムです。2つのナイフは、タイプ、材質、設置位置、機能が完全に異なり、どちらも欠かすことはできません。

単一ナイフスリットと比較して、上下刃の組み合わせは、スリット品質、効率、コストにおいて大きな利点があり、すべて段ボール加工（例：カートン成形）の下流の合格率と生産性に直接影響します。

下刃の溝は、中芯のフルートタイプ（例：Aフルートの場合は4.5mm幅、Bフルートの場合は2.5mm）に正確に適合します。スリット中、上刃のみが中芯の山を切り、谷は下刃によって支持されたままになります。この「山のみを切り、谷は切らない」方法は、中芯の波構造の100％を保持します。

• 実用的なテストデータ：上下刃でスリットされた段ボールは、単一ナイフでスリットされた段ボールよりも25％〜35％高い圧縮強度を持っています。それから作られたカートンは、1〜2層多く積み重ねることができます（例：単一ナイフスリットの場合は5層、上下刃スリットの場合は6〜7層）。

上下刃の「ピンチ切断」により、「同期切断」が可能になります。上刃が最初に表紙と山を切り、下刃が下から裏紙を支持し、上刃がさらに押すと、2つが協力して裏紙を切断します。このプロセス中に繊維の引き抜きは発生せず、バリの長さを≤0.1mmに制御できます。

• 比較効果：単一ナイフスリットでは、0.3〜0.5mmのバリが頻繁に発生し、その後の箱の折り畳み中に「繊維の破断」によりひび割れが発生します。上下刃スリットでは、平らなエッジが得られ、箱の折り畳み合格率が85％（単一ナイフ）から99％以上に向上します。

上下刃を備えた最新のスリッターは、200〜300m/min（1時間あたり120,000〜180,000メートルに相当）のスリット速度を達成でき、停止することなく4〜6時間連続して稼働できます。これは、サーボモーターが上下刃の回転速度を正確に同期（速度差≤0.5％）させ、単一ナイフスリットでよく見られる「ナイフの詰まり」や「位置ずれ」を回避するためです。

• 効率の比較：単一ナイフスリットの速度はわずか80〜150m/minであり、バリの清掃やナイフの調整のために1〜2時間ごとに停止する必要があります。上下刃スリットの1日の出力は、単一ナイフスリットの1.5〜2倍です。

単一のナイフは、すべての切断圧力と中芯の反力を受け、急速な摩耗につながります（例：通常の合金単一ナイフの耐用年数はわずか300〜500時間）。対照的に、上下刃の協調作用は力を分散させます。上刃は主に切断力に耐え、下刃は主に支持力に耐え、より均一な摩耗をもたらします。

• コスト計算：上刃にタングステンカーバイド（耐用年数800〜1200時間）を使用し、下刃に合金を使用した場合（耐用年数1500〜2000時間）、段ボール1トンあたりのナイフコストは約1.2〜1.5元です。単一ナイフスリットの場合、コストは2.0〜2.5元であり、上下刃ソリューションはコストを30％〜40％削減します。

適切な上下刃の材料を使用しても、不適切な協調パラメータはバリや山の潰れを引き起こす可能性があります。以下は、業界で厳密に管理する必要がある3つのパラメータです。

ギャップとは、上刃のエッジと下刃の溝の間の距離を指します。段ボールの総厚さ（表紙＋中芯＋裏紙）に基づいて柔軟に調整する必要があります。

• 薄い段ボール（例：Bフルート、総厚さ2〜3mm）：ギャップ0.1〜0.15mmで、ギャップが大きすぎるために裏紙が未切断になるのを防ぎます。
• 厚い段ボール（例：Aフルート、総厚さ4〜5mm）：ギャップ0.2〜0.3mmで、ギャップが小さすぎるために上下刃間の摩擦によるエッジの摩耗が加速するのを防ぎます。
• 一般的な誤解：「ギャップが小さいほど良い」—過度に小さいギャップは、上下刃が直接接触し、タングステンカーバイドのエッジが欠ける原因になります。過度に大きいギャップは、中芯が通過し、バリや剥離を引き起こします。

上刃のエッジ角度は、切断抵抗とエッジ品質に直接影響します。中芯の基本重量（硬度）に基づいて調整する必要があります。

• 柔らかい中芯（基本重量≤110g/m²）：角度30°〜35°で、切断抵抗を減らし、中芯の引き裂きを防ぎます。
• 硬い中芯（基本重量≥140g/m²）：角度40°〜45°で、切断力を高め、完全な山の切断を確保します。
• 不適切な角度の結果：角度50°では、中芯が圧迫され、山が変形します。

スリット中、上刃（円形ナイフ）の線速度（π*直径*回転速度）は、下刃の線速度と完全に同期して、「相対的なスライド」を回避する必要があります。

• 上刃が速すぎる場合：紙を引っ張り、エッジに「尾状のバリ」が発生します。
• 下刃が速すぎる場合：紙を押し、スリット幅の偏差が±0.3mmを超える（例：目標幅500mmに対して実際500.5mm）ことになります。
• 解決策：最新のスリッターにはデュアルサーボモーターが搭載されており、手動調整を頻繁に行うことなく、±0.5％の速度同期精度を実現しています。

事実: 下刃の支持効果は、スリット品質を直接決定します。摩耗または変形した下刃の溝（例：平らになった溝底）は、谷に適合せず、中芯の潰れを引き起こします。鋭い上刃を使用しても、スリットされた段ボールは構造的な損傷を受けます。高摩耗シナリオ（例：毎日のスリット>100,000メートル）では、下刃にタングステンカーバイドが推奨されます。合金は通常のシナリオで機能しますが、溝の平坦度は800時間ごとにチェックする必要があります。

事実: 下刃は、段ボールのフルートタイプに基づいて交換する必要があります。たとえば、Aフルート（山の高さ4.5mm）とBフルート（山の高さ2.5mm）をスリットするには、下刃の溝の深さと幅を調整する必要があります—Bフルート紙にAフルートの下刃を使用すると、谷が支持されません（溝幅が大きすぎる）。Aフルート紙にBフルートの下刃を使用すると、山が圧迫されます（溝幅が不十分）。どちらもスリット不良の原因となります。

事実: ナイフの摩耗によりギャップが変化し、定期的なチェックと調整が必要になります。たとえば、500時間の使用後、上刃のエッジは約0.05〜0.1mm摩耗します。時間内にギャップを減らさないと、バリが発生します。200時間ごとにシックネスゲージでギャップをチェックし、摩耗に基づいて微調整（毎回0.02〜0.05mm）することをお勧めします。

段ボールスリット用の上下刃の設計は、本質的に、その「多層波構造」によって引き起こされる「切り抜くことの難しさ」と「構造を保護することの難しさ」という2つの問題点を解決します。単一のナイフではこれらのニーズをバランスさせることができませんが、上下刃の「能動的な切断＋受動的な支持」の協調作用は、エッジ品質を確保し、段ボール構造の圧縮性能を保護し、工業的な大量生産の効率とコストの要件に適応します。

タングステンカーバイド業界の専門家にとって、上刃の材料選択（タングステンカーバイドが最適）と下刃の適応性（シナリオに基づいてタングステンカーバイドまたは合金を選択）に焦点を当ててください。さらに、「パラメータ調整」の重要性を顧客に伝えてください—高品質のナイフは、その価値を最大化するために正確なパラメータが必要です。

段ボールスリットでナイフの摩耗が速い、またはエッジ品質が悪いなどの問題に直面している場合は、お気軽にお問い合わせください。お客様のスリット段ボールのフルートタイプと厚さに基づいて、適切なタングステンカーバイド上刃の仕様と下刃の材料を推奨し、最適化されたギャップと角度のパラメータソリューションを提供できます。