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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024027904
(43)【公開日】2024-03-01
(54)【発明の名称】紙材の圧着型及び圧着方法
(51)【国際特許分類】
   B42B 5/00 20060101AFI20240222BHJP
【FI】
B42B5/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022131084
(22)【出願日】2022-08-19
(71)【出願人】
【識別番号】000191537
【氏名又は名称】森 昭平
(71)【出願人】
【識別番号】000115980
【氏名又は名称】レンゴー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100130513
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 直也
(74)【代理人】
【識別番号】100074206
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 文二
(74)【代理人】
【識別番号】100130177
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 弥一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100117400
【弁理士】
【氏名又は名称】北川 政徳
(74)【代理人】
【識別番号】100161746
【弁理士】
【氏名又は名称】地代 信幸
(74)【代理人】
【識別番号】100166796
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 雅至
(72)【発明者】
【氏名】森 昭平
(72)【発明者】
【氏名】藤谷 慶一
(57)【要約】
【課題】波状の段構造を有する段ボールの圧着部の剥離強度を向上させ、表層の割れを抑制し、商品の輸送に耐えうる包装体を形成できるようにする。
【解決手段】オス型1とメス型2とは、それぞれ土台3,4に挟圧部5,6を備え、挟圧部5,6は、それぞれ複数本の凸条の歯7,8が谷筋9,10を介し並行して波状断面をなし、互いに噛合するものとされた圧着型において、オス型1は、歯7の両端面が20°以上かつ45°未満のテーパ角度をなす緩やかな傾斜面7bとされ、歯7の頂部7aと傾斜面7bの境界部分のエッジ1aに丸みが付与された形状とされ、オス型1の歯7の頂部7aの幅が、メス型2の歯8の頂部8aの幅よりも小さくなっているものとする。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数枚の紙材のうち、少なくとも1枚は波状の段をなす中しん(11a)にライナ(11b)を貼着した段ボール(11)とし、前記紙材同士を重ね合わせて圧着する圧着型であって、
前記重なり合った紙材を挟み込むオス型(1)とメス型(2)とから成り、前記オス型(1)及び前記メス型(2)は、それぞれ土台(3,4)に挟圧部(5,6)を備え、前記オス型(1)及び前記メス型(2)の挟圧部(5,6)は、それぞれ幅方向に延びる複数本の凸条の歯(7,8)が谷筋(9,10)を介し長さ方向に並行して波状断面をなし、対向して互いに噛合するものとされ、前記オス型(1)及び前記メス型(2)の土台(3,4)の幅方向の寸法は同一とされ、
前記オス型(1)は、前記歯(7)の両端面が、前記土台(3)から頂部(7a)へかけて20°以上かつ45°未満のテーパ角度をなす緩やかな傾斜面(7b)とされ、前記歯(7)の頂部(7a)と傾斜面(7b)の境界部分のエッジ(1a)に丸みが付与された形状とされ、
前記メス型(2)は、前記歯(8)の両端面が、前記土台(4)から頂部(8a)へかけて45°以上かつ70°以下のテーパ角度をなす急な傾斜面(8b)とされ、前記傾斜面(8b)の基部と前記土台(4)との間に平坦部が存在せず、
前記オス型(1)における歯(7)の頂部(7a)の幅(w1)が、前記メス型(2)における歯(8)の頂部(8a)の幅(w’1)よりも小さくなっていることを特徴とする紙材の圧着型。
【請求項2】
前記オス型(1)の土台(3)の両方の肩部(3a)が、前記歯(7)の傾斜面(7b)の基部より幅方向の外側へ張り出しており、前記傾斜面(7b)の基部と前記肩部(3a)の丸みが付与された部分との間に平坦部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の紙材の圧着型。
【請求項3】
前記オス型(1)には、前記歯(7)の傾斜面(7b)と前記土台(3)の肩部(3a)の境界部分のエッジ(1b)と、前記肩部(3a)の外側のエッジ(1c)とにそれぞれ丸みが付与されていることを特徴とする請求項2に記載の紙材の圧着型。
【請求項4】
前記オス型(1)と前記メス型(2)の挟圧部(5,6)を重なるように噛合させたとき、前記オス型(1)の歯(7)の傾斜面(7b)と前記メス型(2)の歯(8)の頂部(8a)から傾斜面(8b)に至る部分とが幅方向側面視で交差することを特徴とする請求項3に記載の紙材の圧着型。
【請求項5】
複数枚の紙材のうち、少なくとも1枚は波状の段をなす中しん(11a)にライナ(11b)を貼着した段ボール(11)とし、前記紙材同士を重ね合わせて圧着する圧着型を使用する圧着方法であって、前記圧着型は、
前記重なり合った紙材を挟み込むオス型(1)とメス型(2)とから成り、前記オス型(1)及び前記メス型(2)は、それぞれ土台(3,4)に挟圧部(5,6)を備え、前記オス型(1)及び前記メス型(2)の挟圧部(5,6)は、それぞれ幅方向に延びる複数本の凸条の歯(7,8)が谷筋(9,10)を介し長さ方向に並行して波状断面をなし、対向して互いに噛合するものとされ、
前記オス型(1)は、前記歯(7)の両端面が、前記土台(3)から頂部(7a)へかけて20°以上かつ45°未満のテーパ角度をなす緩やかな傾斜面(7b)とされ、前記歯(7)の頂部(7a)と傾斜面(7b)の境界部分のエッジ(1a)に丸みが付与された形状とされ、
前記オス型(1)における歯(7)の頂部(7a)の幅(w1)が、前記メス型(2)における歯(8)の頂部(8a)の幅(w’1)よりも小さくなっており、
との構成要件を備えたものとし、
前記段ボール(11)の中しん(11a)の段頂が延びる段目方向を、前記オス型(1)及び前記メス型(2)の長さ方向へ向けて圧着することを特徴とする紙材の圧着方法。
【請求項6】
請求項5に記載の紙材の圧着方法において、
前記紙材を中しん(11a)の片面にのみライナ(11b)が貼着された片面段ボール(11)とし、2枚の片面段ボール(11)を、その中しん(11a)同士を対向させて重ね合わせることを特徴とする紙材の圧着方法。
【請求項7】
請求項5又は6に記載の紙材の圧着方法において、
前記圧着型は、前記オス型(1)及び前記メス型(2)のそれぞれの歯(7,8)の谷筋(9,10)からの高さである歯高(h,h’)と、重ね合わせた片面段ボール(11)を構成する個々の原紙の紙厚の合計である合計紙厚の寸法比は、合計紙厚/歯高が0.4倍以上かつ1.4倍以下になるものとすることを特徴とする紙材の圧着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、段ボールを含む複数枚の紙材を挟み込んで圧着する圧着型及びその圧着型を使用した圧着方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
紙材のリサイクル性の向上等を目的として、綴じ針、糊、糸、紐などを使用しないで、複数枚の紙材を綴じ込む装置が提供されており、そのような装置に適用される綴じ込み用金型セットとして、特許文献1には、次のようなものが記載されている。
【0003】
この金型セットは、対向面に互いに噛合する挟圧部を備えた一対の金型から構成され、一対の金型で重ね合わせた複数枚の紙材を挟み込んで圧着するものであり、一対の金型の挟圧部は、直方体状の土台から幅方向に延びる複数本の凸条の歯が凹溝の谷筋を介し長さ方向に並行するように隆起し、歯の一方の端面又は両方の端面が頂部へかけて狭幅方向に傾斜する傾斜面部となった形状とされている。
【0004】
この金型セットを使用すると、例えば、複数枚の枚葉紙を重ね合わせて綴じ込んでパンフレット等の冊子を作製する際、枚葉紙は薄手で柔軟に撓むことから、破れることなく綴じ込むことが可能となる。
【0005】
ところで、近年、インターネットを利用した通信販売が広く普及しており、その商品の発送用の包装体として、図10に示すようなものが提案されている。この包装体は、波状の段をなす中しんの片面にライナが貼り合わされた片面段ボール11である紙材を2枚用意し、その中しん同士を向き合わせて、書籍等の商品Gを2枚の片面段ボール11の間に挟み込み、片面段ボール11同士を周囲のそれぞれ対向する2辺に沿った縁部12,13で圧着して形成される封筒状のものである。
【0006】
この包装体の一方の対向する2辺に沿った縁部12は、片面段ボール11の製造工程で規定された搬送方向に延び、2枚の片面段ボール11を、接着剤を使用して圧着成形した貼合接着とされている。
【0007】
また、他方の対向する2辺に沿った縁部13は、片面段ボール11の搬送方向に直交する幅方向に延び、2枚の片面段ボール11を、接着剤を使用することなく、綴合部13aで挟圧して綴じ合わせた綴合接着とされている。
【0008】
この包装体は、図11及び図12に示す圧着装置で形成される。この圧着装置は、下盤21と上盤22とを有し、下盤21に対して上盤22が昇降する。
【0009】
下盤21及び上盤22には、それぞれ貼合接着用の押圧部材23と綴合接着用の圧着型24とが対向して設けられ、下盤21と上盤22の接近に伴い、押圧部材23と圧着型24により接着が行われる。押圧部材23は、弾力を有する頂部が連続的に細長い平坦な押圧面をなすものであり、圧着型24は、一列に並ぶ金属製のブロック体の押圧面に凹凸の挟圧部が形成されたものである。
【0010】
上記のような圧着装置を使用して、包装体を形成するには、2枚の片面段ボール11の縁部12の中しん側に接着剤を塗布し、2枚の片面段ボール11の中しん同士を向き合わせ、その中間部に商品を挟み込み、上記圧着装置により、一側の縁部13を対向する圧着型24の挟圧部で挟圧して、縁部13を綴合接着する。
【0011】
そして、2枚の片面段ボール11を搬送し、下盤21と上盤22とを接近させると、対向する押圧部材23に挟圧されて、2枚の片面段ボール11の両側の縁部12が貼合接着され、これと同時に、他側の縁部13が対向する圧着型24の挟圧部で挟圧されて、綴合部13aで綴合接着される。
【0012】
その後、下盤21と上盤22を離反させて、形成された包装体を圧着装置から取り出すと、包装体は、図10に示すように、片面段ボール11の2組の対向辺のうち、一方の対向辺に沿った縁部12が貼合接着とされ、他方の対向辺に沿った縁部13が綴合接着とされたものとなっている。このような包装体は、片面段ボールの表面となったライナに配送用伝票を貼り付け、そのままの状態で輸送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】特許第5080691号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
しかしながら、特許文献1に記載された圧着型を、図11及び図12に示す圧着装置に使用し、波状の段をなす中しんの片面にライナが貼着された片面段ボールや、中しんの両面にライナが貼着された両面段ボールを重ね合わせて、図10に示すような包装体を形成すると、段ボールは複数枚の紙材が重なり合ったものであるため、十分な接着性が得られない可能性がある。
【0015】
このため、輸送過程において、包装体の綴合部13aが剥がれて縁部13で圧着した段ボール間に隙間が開いたり、綴合部13aの近傍に破れが生じたりする恐れがある。
【0016】
そこで、この発明は、波状の段構造を有する段ボールの圧着部の剥離強度を向上させ、表層の割れを抑制し、商品の輸送に耐えうる包装体を形成しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
上記課題を解決するため、この発明は、複数枚の紙材のうち、少なくとも1枚は波状の段をなす中しんにライナを貼着した段ボールとし、前記紙材同士を重ね合わせて圧着する圧着型であって、
前記重なり合った紙材を挟み込むオス型とメス型とから成り、前記オス型及び前記メス型は、それぞれ土台に挟圧部を備え、前記オス型及び前記メス型の挟圧部は、それぞれ幅方向に延びる複数本の凸条の歯が谷筋を介し長さ方向に並行して波状断面をなし、対向して互いに噛合するものとされ、前記オス型及び前記メス型の土台の幅方向の寸法は同一とされ、
前記オス型は、前記歯の両端面が、前記土台から頂部へかけて20°以上かつ45°未満のテーパ角度をなす緩やかな傾斜面とされ、前記歯の頂部と傾斜面の境界部分のエッジに丸みが付与された形状とされ、
前記メス型は、前記歯の両端面が、前記土台から頂部へかけて45°以上かつ70°以下のテーパ角度をなす急な傾斜面とされ、前記傾斜面の基部と前記土台との間に平坦部が存在せず、
前記オス型における歯の頂部の幅が、前記メス型における歯の頂部の幅よりも小さくなっているものを提供することとしたのである。
【0018】
また、前記オス型の土台の両方の肩部が、前記歯の傾斜面の基部より幅方向の外側へ張り出しており、前記傾斜面の基部と前記肩部の丸みが付与された部分との間に平坦部が形成されているものとしたのである。
【0019】
また、これらの紙材の圧着型において、前記オス型には、前記歯の傾斜面と前記土台の肩部の境界部分のエッジと、前記肩部の外側のエッジとにそれぞれ丸みが付与されているものとしたのである。
【0020】
さらに、これらの紙材の圧着型において、前記オス型と前記メス型の挟圧部を重なるように噛合させたとき、前記オス型の歯の傾斜面と前記メス型の歯の頂部から傾斜面に至る部分とが幅方向側面視で交差するものとしたのである。
【0021】
そして、複数枚の紙材のうち、少なくとも1枚は波状の段をなす中しんにライナを貼着した段ボールとし、前記紙材同士を重ね合わせて圧着する圧着型を使用する圧着方法であって、前記圧着型は、
前記重なり合った紙材を挟み込むオス型とメス型とから成り、前記オス型及び前記メス型は、それぞれ土台に挟圧部を備え、前記オス型及び前記メス型の挟圧部は、それぞれ幅方向に延びる複数本の凸条の歯が谷筋を介し長さ方向に並行して波状断面をなし、対向して互いに噛合するものとされ、
前記オス型は、前記歯の両端面が、前記土台から頂部へかけて20°以上かつ45°未満のテーパ角度をなす緩やかな傾斜面とされ、前記歯の頂部と傾斜面の境界部分のエッジに丸みが付与された形状とされ、
前記オス型における歯の頂部の幅が、前記メス型における歯の頂部の幅よりも小さくなっており、
との構成要件を備えたものとし、
前記段ボールの中しんの段頂が延びる段目方向を、前記オス型及び前記メス型の長さ方向へ向けて圧着する方法を提供することしたのである。
【0022】
また、前記紙材を中しんの片面にのみライナが貼着された片面段ボールとし、2枚の片面段ボールを、その中しん同士を対向させて重ね合わせることとしたのである。
【0023】
また、この圧着方法において、前記圧着型は、前記オス型及び前記メス型のそれぞれの歯の谷筋からの高さである歯高と、重ね合わせた片面段ボールを構成する個々の原紙の紙厚の合計である合計紙厚の寸法比は、合計紙厚/歯高が0.4倍以上かつ1.4倍以下になるものとしたのである。
【発明の効果】
【0024】
この発明に係る圧着型は、オス型の挟圧部の歯の両端面を緩やかな傾斜面とし、挟圧部のエッジに丸みを付与し、オス型の歯の頂部の幅をメス型の歯の頂部の幅よりも小さく設定したので、この圧着型を使用して、段ボールを含む複数枚の紙材を重ね合わせて圧着すると、重なり合った紙材がスムーズに圧縮されて互いに強く接触し、段ボールの表層割れが生じることなく、十分な剥離強度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
図1】この発明に係る紙材の圧着型の第1実施形態のオス型とメス型をそれぞれ示す斜視図
図2】同上のオス型の各面及び挟圧部詳細を示す図
図3】同上のメス型の各面及び挟圧部詳細を示す図
図4】同上のオス型とメス型の挟圧部が対向した状態を示す幅方向側面図
図5】同上のオス型とメス型の挟圧部の噛合状態を示す幅方向側面図
図6】この発明に係る紙材の圧着型の第2実施形態のオス型とメス型の挟圧部が対向した状態を示す幅方向側面図
図7】同上のオス型とメス型の挟圧部の噛合状態を示す幅方向側面図
図8】上記第1実施形態の圧着型による片面段ボール同士の圧着前の状態を示す幅方向側面図
図9】同上の圧着過程を示す幅方向側面図
図10】片面段ボール同士を圧着した包装体を示す(a)斜視図、(b)貼合接着した縁部からの側面図
図11】同上の包装体の形成用の圧着装置を示す斜視図
図12】同上の圧着時の状態を示す側面図
図13】剥離試験に関するオス型とメス型の各部の規定名称を示す図
【発明を実施するための形態】
【0026】
<圧着型>
図1に示すように、この圧着型は、金属製のオス型1とメス型2とから成り、オス型1及びメス型2は、それぞれ土台3,4に挟圧部5,6を備え、挟圧部5,6は、それぞれ幅方向に延びる複数本の凸条の歯7,8が凹溝の谷筋9,10を介し長さ方向に並行して波状断面をなし、対向して互いに噛合するものとされている。オス型1及びメス型2の土台3,4の幅方向の寸法は同一とされている。
【0027】
図2に示すように、オス型1は、歯7の両端面が、土台3から頂部7aへかけて20°以上かつ45°未満のテーパ角度αをなす緩やかな傾斜面7bとされている。なお、テーパ角度αは、25°以上かつ35°以下がより好ましい。テーパ角度αがこれよりも大きい場合は、効果が薄いため不適である。また、テーパ角度αがこれよりも小さい場合は、土台3に対して頂部7aの幅が極端に狭くなることから、必要な頂部7aの長さを確保するために土台3の幅を大きくする必要があり、設備上不都合が生じるため不適である。
【0028】
このオス型1は、第1実施形態に係るものであり、土台3の両方の肩部3aが傾斜面7bの基部より幅方向の外側へ張り出しており、傾斜面7bの基部と肩部3aの丸みが付与された部分との間に平坦部が形成され、歯7の頂部7aと傾斜面7bの境界部分のエッジ1aと、歯7の傾斜面7bと土台3の肩部3aの境界部分のエッジ1bと、肩部3aの外側のエッジ1cとにそれぞれ丸みが付与された形状とされている。
【0029】
図3に示すように、メス型2は、歯8の両端面が、土台4から頂部8aへかけて45°以上かつ70°以下のテーパ角度βをなす急な傾斜面8bとされ、歯8の頂部8aと傾斜面8bの境界部分のエッジ2aに丸みが付与された形状とされている。テーパ角度βがこれよりも大きい場合は、効果が薄いため不適である。また、テーパ角度βがこれよりも小さい場合は、オス型1も同様にテーパを設けていることから、メス型2の頂部8aの幅がオス型1よりも狭くなる恐れがあり、その場合は接着に支障が出るため不適である。メス型2では、歯8の傾斜面8bの基部と土台4との間に平坦部は形成されていない。
【0030】
そして、図4に示すように、オス型1とメス型2の挟圧部5,6を対向させ、図5に示すように、オス型1とメス型2の挟圧部5,6を重なるように噛合させたとき、オス型1の歯7の傾斜面7bとメス型2の歯8の頂部8aの両端側の部分とが幅方向側面視で交点Kにおいて交差するようになっている。
【0031】
なお、オス型1は、図6に示す第2実施形態のように、土台3に歯7の傾斜面7bの基部より外側へ張り出す部分がなく、上記第1実施形態に示す両方の肩部3aに相当する部分が存在しないものもある。
【0032】
また、図5及び図7に示すように、オス型1とメス型2の挟圧部5,6を重なるように噛合させたとき、オス型1の歯7の傾斜面7bとメス型2の歯8の傾斜面8bとが幅方向側面視で交差する交点Kの位置は、オス型1の歯7の傾斜面7bのテーパ角度αやメス型2の歯8の傾斜面8bのテーパ角度β、オス型1の土台3の両方の肩部3aの有無(図4及び図6参照)によって変化し、図7に示すように、オス型1の歯7の傾斜面7bとメス型2の歯8の傾斜面8bとが幅方向側面視で交点Kにおいて交差する形態も想定される。
【0033】
<圧着具による圧着>
(圧着方法)
図8及び図9に示すように、上記のような圧着型を使用して、中しん11aの片面にのみライナ11bが貼着された2枚の片面段ボール11を圧着するには、オス型1及びメス型2を、図11に示すような圧着装置に圧着型24に代えて取り付ける。図8及び図9では、圧着型として、第1実施形態のものを図示している。
【0034】
そして、2枚の片面段ボール11を、中しん11a同士を対向させて重ね合わせ、中しん11aの段頂が延びる段目方向をオス型1及びメス型2の長さ方向へ向けて、オス型1及びメス型2の挟圧部5,6の間に2枚の片面段ボール11を挟み込む。
【0035】
ここで、片面段ボール11との関係において、圧着型は、オス型1及びメス型2のそれぞれの歯7,8の谷筋9,10からの高さである歯高h,h’が、片面段ボール11の中しん11aの波高Hよりも低く、オス型1及びメス型2の歯高h,h’と、重ね合わせた片面段ボール11を構成する個々の原紙の厚さの合計である合計紙厚の寸法比は、合計紙厚/歯高が0.4倍以上かつ1.4倍以下になるものとする。なお、この合計紙厚の算出に際しては、ライナ11bの長さに対する中しん11aの長さの比率である段繰率を利用する。例えば、2枚の片面段ボール11を重ね合わせている場合は、(ライナ原紙の厚さ+中しん原紙の厚さ×段繰率)×2とし、2枚の両面段ボールを重ね合わせている場合は(ライナ原紙の厚さ+中しん原紙の厚さ×段繰率+ライナ原紙の厚さ)×2とする。
【0036】
また、圧着型は、オス型1における歯7の頂部7aの幅w1が、メス型2における歯8の頂部8aの幅w’1よりも小さくなっているものとする。
【0037】
(効果)
上記のような圧着型によると、オス型1の挟圧部5の歯7の両端面を緩やかな傾斜面7bとし、挟圧部5のエッジ1a,1b及び土台3の両方の肩部3aのエッジ1cに丸みを付与し、オス型1の歯7の頂部7aの幅w1をメス型2の歯8の頂部8aの幅w’1よりも小さく設定したので、この圧着型を使用して、2枚の片面段ボール11を重ね合わせて圧着すると、重なり合った片面段ボール11がスムーズに圧縮されて互いに強く接触し、片面段ボール11の表層割れが生じることなく、十分な剥離強度が得られる。
【0038】
特に、2枚の片面段ボール11を、中しん11a同士を対向させて重ね合わせる場合、圧着時に片面段ボール11の中しん11aがスムーズにS字状に折り込まれ、中しん11a同士が部分的に多重に重なり合って、互いに強く接触しつつ皴に入り込むことにより、剥離強度が向上すると推測される。
【実施例0039】
<圧着型の具体例及び検証>
圧着型について、どのような形状・寸法にすれば十分な接着性及び割れ抑制効果が得られるのかを検証するため、図13に示すように、オス型とメス型の各部の寸法を規定し、これらの各部の寸法をパラメータとして、[表1]に示す様々な条件の試料を作製した。また、[表2]に示す紙材を圧着する資材とした。各試料について資材の圧着時の割れ抑制効果を目視で確認すると共に、接着性を評価する剥離試験(第1の試験)を行った結果を[表3]に示す。また、第1の試験の実施例に関し、資材の合計紙厚と歯高との関係を変化させた剥離試験(第2の試験)を行った結果を[表4]に示す。
【0040】
(紙材)
[表2]に示すとおり、第1の試験で資材として使用した紙材は、ライナ(LC)の坪量が120g/m2、中しん(MC)の坪量が115g/m2のEフルート(EF)の片面段ボールであり、ライナと中しんとが貼着された片面段ボールのシートの厚み(フルート厚)は約1.5mm、段繰率は1.25のものとしている。
【0041】
また、第2の試験においては、ライナ及び中しんが坪量50g/m2のクラフト紙から成るフルート厚が1.5mmで段繰率が1.25のEフルート(EF)の片面段ボール、第1の試験で使用した仕様のEフルート(EF)の片面段ボール、坪量が160g/m2のライナと120g/m2の中しんから成るフルート厚が3.0mmで段繰率が1.40のBフルート(BF)の片面段ボール、坪量が160g/m2の2枚のライナと120g/m2の中しんから成るフルート厚が1.5mmで段繰率が1.25のEフルート(EF)の両面段ボール、坪量が160g/m2の2枚のライナと120g/m2の中しんから成るフルート厚が3.0mmで段繰率が1.40のBフルート(BF)の両面段ボールを使用している。
【0042】
これらの紙材は、23℃、50%RH環境下で24時間以上調質し、プレス機を用いて15barの油圧で接着を行い、23℃、50%RH環境下で24時間以上調質した上で、剥離試験を行った。
【0043】
(剥離試験方法)
剥離試験は、JIS Z 1707食品包装用プラスチックフィルム通則の「7.4 ヒートシール強さ試験」を基にして、これを改変して行った。
【0044】
使用した装置は、島津製作所製オートグラフAGS-Xである。試験片の大きさは幅50mmとし、試験片の両端部をチャックで挟み、チャック間の距離が50mmとなり、圧着部がチャック間の中央になるように試験片を180°開き、引張速度を300mm/minとして、圧着部が剥離するまで引っ張り、剥離強度(N)を測定して、割れの抑制状況と接着性を観測した。接着性については接着したもの、接着しなかったものに大別し、更に接着したものの中で、剥離試験時に材破(接着部が強固に接着し、剥離時に接着部以外の部分が破れる現象)、部分材破、擬似接着(接着が弱く、剥離時に接着部が完全に分かれる現象)に分けて観測した。
【0045】
この剥離試験では、肩部エッジ形状、歯のテーパ角度、歯幅、歯高をパラメータとして変更した比較例と、肩部エッジ形状、歯のテーパ角度、歯幅は統一して、歯高とオス型の平坦部のみ変更した実施例を製作し、各試料の結果から検討を行った。
【0046】
【表1】
【0047】
【表2】
【0048】
【表3】
【0049】
【表4】
【0050】
(試験結果)
第1の試験においては、比較例と実施例を比較すると接着性はいずれも良好だったが、割れ抑制効果には、肩部エッジ形状、歯のテーパ角度、歯幅が影響していることが判明した。この結果を踏まえ、実施例に関して紙材の種類を増やして行った第2の試験においては、片面段ボールでは試料F,G,H(歯高:0.88mm、0.99mm)、両面段ボールでは試料F(歯高:0.99mm)が接着性において良好な成績を得た。
【0051】
(検証)
このことから、オス型の肩部エッジに丸みを付与し、オス型の歯のテーパ角度(表1では、α)を20°以上かつ45°未満、より好ましくは25°以上かつ35°未満とし、メス型の歯のテーパ角度(表1では、β)を45°以上かつ70°以下とし、オス型及びメス型の歯高(表1では、オス型:h、メス型:h’)と、重ね合わせた段ボールを構成する個々の原紙の厚さの合計である合計紙厚の寸法比は、合計紙厚/歯高が0.4倍以上かつ1.4倍以下になるものとすると、片面段ボールの表層であるライナに割れが生じることなく、十分な接着性が得られることが確認された。
【0052】
この条件下では、オス型の肩部エッジに付した丸みにより、片面段ボールの表層が割れにくくなり、圧着時の耐衝撃性が向上したと推測され、また、オス型とメス型の歯のテーパ角度を比較例よりも緩やかにしたことによっても、段ボールの表層が割れにくくなり、圧着時の耐衝撃性が向上したと推測される。
【0053】
また、歯幅(表1では、オス型:W、メス型:W’)を比較例よりも大きく設定したので、片面段ボール同士の接着面積が増加して、接着時の安定性が増して割れ抑制効果が向上したと推測され、さらに、歯高(表1では、オス型:h、メス型:h’)を比較例よりも大きく設定したので、重ね合わされた片面段ボールが強く圧縮され、接着性が向上したと推測される。
【0054】
なお、オス型とメス型との間に挟み込む紙材は、2枚とも片面段ボールである場合のほか、片面段ボールとクラフト紙等の単葉の紙材との組み合わせである場合、両面段ボールと片面段ボールとの組み合わせである場合、2枚とも両面段ボールである場合、片面又は両面段ボールを含む3枚以上の紙材の組み合わせである場合のように、少なくとも1枚が波状の段をなす中しんにライナを貼着した段ボールを圧着する場合において、接着性の向上及び割れの抑制効果が期待できると解される。
【符号の説明】
【0055】
1 オス型
1a,1b,1c エッジ
2 メス型
2a エッジ
3,4 土台
3a 肩部
5,6 挟圧部
7,8 歯
7a,8a 頂部
7b,8b 傾斜面
9,10 谷筋
11 片面段ボール
11a 中しん
11b ライナ
12,13 縁部
13a 綴合部
21 下盤
22 上盤
23 押圧部材
24 圧着型
図1
図2
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