JP2005024355A

JP2005024355A - シート状物品の折れ試験装置

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Publication number: JP2005024355A
Application number: JP2003189175A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yuasa; 裕明湯浅; Takahiro Sato; 高広佐藤; Hiroaki Yamamoto; 大昭山本
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】実機製函との相関関係が十分でなく、試験も煩雑で、精度も低かった。
【解決手段】基台１５と、基台１５に連結された天板１３とを具備し、基台１５と天板１３とのなす角度を自在に調節する取っ手１７ａ及び蝶番１７ｂと、基台１５と天板１３とのなす角度を確認する分度器１９を有する、折れ試験装置１１を用いて、下記（１）〜（４）の各工程を行ってライナー紙１等のシート状物品の折れ適性を評価する。
（１）ライナー紙を所定の大きさに切り出したサンプルを乾燥させる。
（２）サンプルを、その表面を下にして、試験装置に設置する。
（３）天板と基台との角度を６０°に調節した後、天板を基台側に落とす。
（４）サンプルの折れ目箇所のひび割れ状況を、４段階に評価点を付ける。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、折り曲げて使用に供されるシート状物品の折れ試験装置に関し、更に詳細には、雑誌・書籍の表紙、カバー、チラシ等に使用される印刷用紙、角底袋、手提げ袋、封筒等に使用される塗工紙、クラフト紙、上・中質紙、各種フィルム類、段ボールや牛乳パックなどの各種容器などに用いられる多層紙等、折り曲げて使用に供されるシート状物品の折れ適性を一つの試験方法で且つ高精度に評価可能なシート状物品の折れ試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種包装や容器に供せられるシート状物品は、その加工、製袋工程において各種の折れ工程を経て製造されている。折れの物理的挙動は、素材や厚み、物品の大きさ、重さ等変動要因が多く、画一された折れの特性を評価する指標は無かった。特に、段ボールや各種液体容器用のライナー紙は、抄紙機上で複数の紙層が重ねられておりその折れ特性を簡便に、実質的評価できる試験方法が無かった。
例えば、段ボールの場合、コルゲーター（貼り合わせ機）で、２枚のライナー紙間に波状に加工された中芯紙を糊付けして形成されてなり。
このような３層構造で形成された段ボールシートは、更に製函機で印刷、箱形状に切り抜き、折り曲げるための罫線を、通常、シートの４カ所に付け、製函機の折り曲げ部で糊付けと４個の罫線のうち２カ所が折り曲げられるなどして段ボール箱となされている。
【０００３】
この製函折り曲げ時において、また、ケースを箱に組み立てる際に、段ボールシートの表側は相当に延ばされるため、表側のライナー紙が破断する場合がある。この破断を「罫線割れ」といい、軽度の場合にはひび割れ状となり、重度の場合には、紙全体がその厚さ方向に割れてしまう。
そこで、このような罫線割れを防止するために、種々の提案がなされており、これらの提案にかかるライナー紙等の紙の罫線割れ適性を評価するために、従来、耐折強度、引張強度、伸び、破裂強度、引裂強度等の方法が採用されていた。
【０００４】
しかし、これらの方法では、実機製函との相関が低く、各試験単独で評価することができなかった。また、これらの試験方法から得られた結果を総合的に判断しても、総合的な判断の基準が明確でなく、十分な評価ができなかったのが現状である。
そこで、下記特許文献１において、ライナー紙を半分に折り畳み、所定のクリアランスに設定したキャレンダーを通過させることにより罫線割れ適性を評価する罫線割れ評価装置が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２００２７９号公報（段落番号００２３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の従来の提案では、実機製函との相関関係が十分でないばかりか装置が大型で移動が困難であった。そのため、良好な実機製函との相関関係をもって、簡易的な試験で、精度の高い評価が可能な、ライナー紙等の紙の罫線割れの試験装置が要望されているのが現状である。
従って、本発明の目的は、良好な実機製函との相関関係をもって、罫線割れ適性を含むシート状物品の折れ適性の評価が可能であり、また、簡易に、且つ高精度に折れ適性を評価できるシート状物品の折れ試験装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基台と、該基台に連結された天板とを具備し、該基台と該天板とに渡って少なくとも一端を固定したシート状試験片を設置するシート状物品の折れ試験装置であって、該基台と該天板とのなす角度を自在に調節可能な角度調節手段と、該基台と該天板とのなす角度を確認する角度確認手段とを有する、シート状物品の折れ試験装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載のシート状物品の折れ試験装置において、基台と天板の少なくとも一方は、天板に必要に応じて設けられる加圧手段により変形を生じない素材にて構成されていることを特徴とする折れ試験装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のシート状物品の折れ試験装置において、基台と天板との連結部に該基台と該天板の合せ面を並列にした際に間隙を設ける手段を有することを特徴とする折れ試験装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。なお、以下の説明においては、本発明の折れ試験装置を用いてライナー紙を試験対象とする形態を例示して説明するが、本発明の折れ試験装置により評価できるのは、ライナー紙に限らず、種々のシート状物品が可能である。
ライナー紙は、多層構成を有しており、厚みも多岐に渡り、塗工紙、クラフト紙、上・中質紙、各種フィルム類を代表したシート状物品として好適であるとの判断から代表例として詳説する。
まず、本発明の試験装置により好適に評価されるライナー紙について、図面を参照して説明する。
ここで、図１は、本発明の試験装置において好適に評価されるライナー紙の好ましい１実施形態を示す断面図である。
本実施形態のライナー紙１は、図１に示すように、表面層２及び裏面層４、表面層２及び裏面層４間に位置する中間層３、並びに表面層２及び中間層３間に位置する表下層５からなる。
【００１０】
本実施形態においては、表面層２と裏面層４とはそれぞれ別の構成材料で構成されている。
そして、表面層２及び裏面層４の厚さは、それぞれ同じであっても異なっていても良いが、通常は、表面層の方が薄く形成されている。
また、表面層２及び裏面層４の坪量は、それぞれ同じであっても異なっていても良いが、通常は表面層の方が少ない坪量とされている。
また、本実施形態においては、表面層２と表下層５、中間層３と表下層５及び裏面層４と中間層３とは、それぞれ接着剤を介して接着されている。
ここで、本明細書において「表面層」とは、段ボールなどを形成した際に形成される箱の最外表面もしくは最内表面を形成する層であり、「裏面層」とは、中芯（フルート）と接着される面を形成する層である。そして、「表面」という場合には、表面層の表面を意味する。
【００１１】
上記ライナー紙の構成材料について簡単に説明する。
表面層を構成する紙としては、通常段ボールのライナー紙に用いられるものは特に制限なく用いることができるが、通常は、下記するパルプ材料を用いてなる紙が用いられる。
パルプ材料；古紙パルプ、ＬＵＫＰやＬＢＫＰ等のＬＫＰ、ＮＵＫＰやＮＢＫＰ等のＮＫＰ、ＧＰやＴＭＰなどの機械パルプ、ケナフやバガス等の非木材繊維、合成繊維。
また、前記表面層には、紙力増強剤、サイズ剤や定着剤等の添加剤が適宜添加混合される。
【００１２】
裏面層は、表面層と同じパルプ材料を用いて形成しても、異なるパルプ材料を用いて形成しても良いが、通常、コストや生産性などの点から古紙パルプ材料で構成されている。
中間層は、パルプを主たる構成材料としてなる紙からなる層である。パルプとしては、古紙パルプ、ＬＢＫＰやＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰやＴＭＰなどの機械パルプ、ケナフやバガス等の非木材繊維、合成繊維等が用いられる。
表下層は、パルプを主たる構成材料としてなる紙からなる層である。パルプとしては、古紙パルプ、ＬＢＫＰやＮＢＫＰなどの化学パルプ、ＧＰやＴＭＰなどの機械パルプ、ケナフやバガス等の非木材繊維、合成繊維等が用いられる。
前記表下層は、通常、紙表面を観察したときの美粧性の点から、中間層と夾雑物やピッチ、古紙の未溶解物の含有量の点で異なるように形成されている。
【００１３】
裏面層や中間層、表下層にも前述の表面層と同様に紙力増強剤やサイズ剤、定着剤などの他の成分を添加混合しても良い。
このように、表面層と裏面層との間には、中間層１層のみを配したり、中間層と表下層とを配したりすることができ、さらには３層〜８層の層を配することもできる。また、多層構造とした場合には、各層の構成材料は同じでも異なっていても良い。
このようなライナー紙は、通常の段ボールに使用される中芯紙を組み合わせて、２枚のライナー紙で波状形状の中芯紙を狭持して形成された３層構造の段ボールとして使用することができる。また、牛乳パックなどの各種容器や包装用容器の形成用紙としても利用できる。
【００１４】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る折れ試験装置について図２〜４を参照して説明する。
本実施形態の折れ試験装置１１は、図２〜４に示すように、基台１５と、基台１５に連結された天板１３とを具備し、基台１５と天板１３とに渡ってライナー紙１を設置するライナー紙の試験装置である。
そして、基台１５と天板１３とのなす角度を自在に調節する角度調節手段としての取っ手１７ａ及び蝶番１７ｂを有し、基台１５と天板１３とのなす角度を確認する角度確認手段として分度器１９を有する。
【００１５】
さらに具体的には、基台１５及び天板１３は、いずれも長方形状の板状体であり、両者の側縁において蝶番１７ｂを介して連結されている。また、取っ手１７ａは天板１３の上面に設けられて、天板１３の開閉動作を容易にしていると共に天板１３と基台１５とのなす角度の調節ができるようになされている。
また、分度器１９は、基台１５の端縁に取り付けられており、天板１３と底板１５との角度を目測できるようにしてある。
天板１３や基台１５の形成材料は、特に制限されないが、天板に必要に応じて設けられる加圧手段により変形が生じない素材、例えばステンレス製とするのが好ましい。
天板に必要に応じて設けられる加圧手段は、任意の位置に設置される分銅のような加圧物品でも、機械装置による物理的な加圧手段を取ることも可能である。
【００１６】
また、作業性を考慮して、天板１３のサイズは、横２０〜３０ｃｍ（本実施形態においては２５ｃｍ）、奥行き１０〜２０ｃｍ（本実施形態においては１５ｃｍ）、厚み０．５〜５ｃｍ（本実施形態においては１ｃｍ）とするのが好ましい。また、天板１３（取っ手を含む）の重量はシート状物品に対応させて適宜設定すればよい。なお、天板１３自体の重量を軽く設定し、その上に錘を載せることで重量を調整することも可能である。
基台１５のサイズは、横２０〜３０ｃｍ（本実施形態においては２５ｃｍ）、奥行き１０〜２０ｃｍ（本実施形態においては１５ｃｍ）とするのが好ましく、また厚み・重量は特に制限されないが、使用時の安定性から、天板より厚く、重く、変形を生じないことが望ましい。
【００１７】
本発明の試験装置１１を用いて行う評価方法は、シート状物品の多岐に渡る性状、品質等により特定できるものではないが、折れ部分を目視又は光学的観察手段を用い又組み合わせることにより折れ部分の物理的変化を適正に評価可能である。
ライナー紙の割れ適性を評価する方法としては、特に制限はされないが、例えば以下の（１）〜（４）の各工程を行うことにより実施することができる。
（１）ライナー紙を所定の大きさに切り出しサンプルを作成し、得られたサンプルを１５０〜１６０℃で５〜２０秒間乾燥させる。
（２）上記サンプルを、その表面を下にして、試験装置の天板と基台とに渡って且つ基台側を固定して設置する。
（３）天板と基台との角度を６０°に調節した後、天板を基台側に落とす。
（４）サンプルの折れ目箇所のひび割れ状況を、以下の評価基準に従い４段階に評価点を付ける。
【００１８】
（評価基準）
１；５ｍｍ以上の割れが多い。
２；３〜５ｍｍ程度の割れが３〜４個ある。
３；３〜５ｍｍ程度の割れが２個以下ある。
４；１、２箇所に３ｍｍ以下の割れがある。
【００１９】
以下、さらに詳述する。
上記工程（１）について；
上記サンプルは、例えば、１枚の全幅試料からマシン表側、マシン中及びマシン裏側の各部位についてサンプル用片を採取し、得られたサンプル用片それぞれを、マシン幅方向１０ｃｍ、マシン流れ方向２５ｃｍに裁断して短冊状とすることにより作成できる。このようにして得られたサンプルは短冊状となるが、サンプルの形状は特に制限されない。
また、上記工程（１）において、上述の温度で上述の時間乾燥させることにより、実機製函との相関性をより良好にすることができる。また、上述の範囲内で適宜調節することにより、微小な改善傾向についても対策の効果が判断できる。本実施形態では、１６０℃で１０秒間乾燥を行った。
【００２０】
上記工程（２）について；
あらかじめ試験装置１１を基台１５と天板１３とを１８０°に開いた状態とし、巾５ｃｍのガムテープを長さ２０ｃｍ程度に切って準備しておく。この際、試験装置１１にガムテープが付着している場合は、エタノール等で除去しておく。そして、サンプルを乾燥機から取り出した直後、サンプル長辺の両端が試験装置１１の蝶番１７ｂに対し直角に且つ上に載るようにし、表面を下にして置く。また、蝶番１７ｂ側の端から手前方向に１ｃｍ離して、端と平行になるようにサンプルをガムテープ２１で貼り付ける。
【００２１】
上記工程（３）について；
天板１３と横の分度器１９を見ながら基台１５に対して６０°までねかせ、取っ手１７ａをもったまま６０°にしばらく保持する。次いで、６０°から取っ手を離して天板１３を基台１５側に落下させる。
【００２２】
上記工程（４）について；
上記工程（３）終了後、すぐに試験装置を開いてサンプルを剥がし、その折れ目の状態により上記の評価基準に従って目視により判定する。
本発明のライナー紙の評価方法によれば、良好な実機製函との相関関係をもって、また、簡易的な試験で、高精度をもってライナー紙の評価が可能である。
また、乾燥温度、乾燥時間を上述の範囲内で適宜変えることで、紙の用途に応じた割れ適性を評価でき、微小な改善傾向についても対策の効果が判断できる。
【００２３】
さらに、本発明の第２の実施の形態に係る試験装置２２について図５〜８を参照して説明する。なお、試験装置１１と同じ構成部分には同じ符号を付すことで説明を省略する。
符号２３は基台を示し、符号２５は補助基台を示す。補助基台２５と天板１３は、両者の側縁において蝶番１７ｂを介して連結されている
基台２３にはネジ穴２７が形成され、補助基台２５には上下方向に延びた貫通長穴２９が形成されている。符号３１は蝶ネジを示し、この蝶ネジ３１をワッシャ３３及び貫通長穴２９に通し、更にネジ穴２７に入れて締めると、前方基台２１と後方基台２３とが結合される。貫通長穴２９の上下方向の長さ分だけ、基台２３に対する補助基台２５の相対的な高さ位置を調整できる。
補助基台２５の高さを上げると、天板１３と基台２３の合せ面を並列にした際に間隙を生じしめる。従って、試験に供するシート状物品が薄いライナー紙の場合には、図５、図６に示すように、基台２３と補助基台２５の上面を合せればよいし、試験に供するシート状物品が厚いライナー紙の場合には、図７、図８に示すように、基台２３より補助基台２５の上面を高く調節して間隙（Ｍ）を設ければよい。
【００２４】
試験装置２２は、ライナー紙の厚みに応じて間隙の大きさを調整した後は、試験装置１１と同様に使用することで、ライナー紙３５の罫線割れ適性を評価できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明のシート状物品の折れ試験装置によれば、良好な実機製函との相関関係をもって、罫線割れ適性の評価が可能であり、また、簡易に、高精度にライナー紙等の紙の罫線割れ適性を評価できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の試験装置により好適に評価されるライナー紙の好ましい１実施形態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る試験装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す試験装置にライナー紙を装着した態様を示す側面図である。
【図４】図４は、図２に示す試験装置の天板を落とした状態を示す側面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る試験装置に薄いライナー紙を装着した態様を示す側面図である。
【図６】図６は、図５に示す試験装置の背面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る試験装置に厚いライナー紙を装着した態様を示す側面図である。
【図８】図８は、図７に示す試験装置の背面図である。
【符号の説明】
１‥‥ライナー紙２‥‥表面層
３‥‥中間層４‥‥裏面層
５‥‥表下層
１１‥‥試験装置
１３‥‥天板１５‥‥基台
１７ａ‥‥取っ手１７ｂ‥‥蝶番
１９‥‥分度器２１‥‥ガムテープ
２２‥‥試験装置
２３‥‥基台２５‥‥補助基台
２７‥‥ネジ穴２９‥‥貫通長穴
３１‥‥蝶ネジ３３‥‥ワッシャ
Ｍ‥‥間隙

Claims

基台と、該基台に連結された天板とを具備し、該基台と該天板とに渡って少なくとも一端を固定したシート状試験片を設置するシート状物品の折れ試験装置であって、
該基台と該天板とのなす角度を自在に調節可能な角度調節手段と、
該基台と該天板とのなす角度を確認する角度確認手段とを有する、
シート状物品の折れ試験装置。
請求項１記載のシート状物品の折れ試験装置において、基台と天板の少なくとも一方は、天板に必要に応じて設けられる加圧手段により変形を生じない素材にて構成されていることを特徴とする折れ試験装置。
請求項１又は２記載のシート状物品の折れ試験装置において、基台と天板との連結部に該基台と該天板の合せ面を並列にした際に間隙を設ける手段を有することを特徴とする折れ試験装置。