JP2009006556A - 端面封止中空構造板の製造方法 - Google Patents

端面封止中空構造板の製造方法 Download PDF

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昌彦 斉藤
Yuji Hamada
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Abstract

【課題】プラスチック段ボールや気泡ボードなどの、中空部分を有する熱可塑性樹脂製の中空構造板の端面を封止するにあたって、高い密閉性を実現しつつ、端面をフラットな面とし、かつ、高い作業精度を必要とせずに、端面封止中空構造板を製造する。
【解決手段】中空構造板21の封止する端面21cに、別途用意した、前記端面21cを覆うことができる大きさの、中空構造板21と同一の熱可塑性樹脂製である端面封止板22の一方の平板面22aを当て、この端面封止板22の他方の平板面22bにヒートバー24を当てて、端面封止板22とともに前記端面21cを加熱して軟化させて、封止する端面21cに前記端面封止板22の樹脂を押し込んで接着させることで前記端面を封止する
【選択図】図1

Description

この発明は、プラスチック段ボール板などの熱可塑性樹脂製中空構造板の端面を封止して、中空部分への水や塵、埃等の浸入や残留を防ぐ端面封止中空構造板に関する。
ポリプロピレンなどの樹脂で製造されたプラスチック段ボールは、紙製の段ボールに比べて耐水性があり、耐久性も高いため、輸送用コンテナのような物流資材として広く用いられている。このプラスチック段ボールは、互いに平行な板状部分である複数のライナと、そのライナ同士を垂直に連結し、互いに平行に複数並んだリブとを熱可塑性樹脂で製造した、ライナ間に空洞を有する中空構造板である。この平行に並んだリブにより、ライナに対して垂直な力に対しても、リブと平行な端面にかかる力に対しても、プラスチック段ボールは高い強度を発揮する。
このような強度と再利用性を兼ね備えたプラスチック段ボールを用いた箱は、再利用や洗浄が容易であるため、紙製の段ボールに比べてリユースしやすく、包装用途が拡大している。現在、包装する対象は、工業製品のみならず、医薬品や生鮮食料品にも活用する例がある。しかし、プラスチック段ボールは、構造上、リブ間の空間に一旦水が浸入すると、黴が繁殖したりする可能性があるため、収納物が食品、医薬品等である場合には、衛生的に好ましくないという欠点を有している。また、水だけではなく、塵や埃も一旦入り込むと容易には除去できず、汚れが付着しやすかった。このため、リブ間に水や塵、埃等が浸入しないように、端面を封止する方法が検討されている。
その方法としては、例えば、特許文献1に記載の方法が挙げられる。この方法は、図13に記載の手順による。まず、図13(a)に記載のように、ライナ1aとリブ1bからなるプラスチック段ボール板1の一方のライナの端部付近に、プラスチック段ボール板1の厚みt以上の幅を有する平板な底部2aを有するヒートバー2を押し当てる。ヒートバー2はプラスチック段ボール板1の素材を軟化できる温度であり、押し当てられたプラスチック段ボール板1は、図13(b)のように、接触した部分1cが溶けて平板状になるまで圧縮される。圧縮し終わったらヒートバー2を離し、この平板状の部分1cを図13(c)から図13(d)のように折り曲げて、圧縮により生じた新たな端面1dを塞ぐ。さらに、図13(e)のように、ライナ面からはみ出した部分1eを切刃4により切除する。以上の手順により、圧縮された平板状の部分1cによって端部を塞いだプラスチック段ボール板を得ることができる。
また別の方法として、特許文献2に記載の方法が挙げられる。この方法は、図14に記載の手順による。まず、図14(a)に記載のように、プラスチック段ボール板1の一方のライナの端部付近に、先端が直角に尖っており、先端の断面形状が直角二等辺三角形であるV字ヒートバー5を押し当て、樹脂を軟化させて圧縮する。先端はプラスチック段ボール板1を切断するのではなく、図14(b)のように、分けられた三角柱状の部分1fが、プラスチック段ボール板1の本体と薄く繋がっている。この繋がった部分1gから三角柱状の部分1fを折り曲げて、V字ヒートバー5と接していた面同士をくっつけることで、図14(c)のような状態から図14(d)のような状態にする。これにさらにV字ヒートバー5を押し当てて、図14(e)のようにして、さらに三角柱部分1hを折り曲げ、くっつけて、図14(f)のような状態にする。以上の手順により、二度の折り曲げによって生じた三角柱状の部分によって、端面を塞いだプラスチック段ボール板を得ることができる。この方法は、面の接合を二度行うため、特許文献1に記載の方法よりも、内部の空洞に通じるピンホールが生じにくいという利点がある。
さらに別の方法として、特許文献3に記載の方法が挙げられる。この方法は、図15に記載の手順による。すなわち、図15(a)に記載のように、プラスチック段ボール板1の端面側から、プラスチック段ボール板の厚みよりやや厚みが小さい楔形ヒートバー6を押し当てる。これにより、図15(b)のように端面が押し込まれるとともに軟化する。この軟化した部分1iを、図15(c)のように冷却バー7で上下から挟んで、図15(d)(e)のように押しつぶして、この潰し綴じた部分1jにより端面を塞いだプラスチック段ボール板を得ることができる。この方法は端面を丸ごと潰して押さえつけるため、端面を塞ぐ樹脂の量が多く、ピンホールが生じにくい。
さらにまた別の方法として、図16(a)に記載のような、プラスチック段ボール板1の端面1cに、別途用意した同じ樹脂製である端面封止板8を接着させて封止する方法がある。この方法は、図16(b)(c)に記載のように、端面1jと、そこに接着させる端面封止板8の一方の面8aとを、それぞれ樹脂を軟化可能な温度のヒートバー2,2’を当てて加熱する。それぞれの面が軟化したら、ヒートバー2,2’から離して図16(d)のように対向させ、図16(e)のように接着させる。接着したら、図16(f)のように、端面封止板8の上下の余った部分8bを切刃4により切除する。以上の工程を全ての端面に対して行うことで、図16(g)に記載のような、端面封止プラスチック段ボール板1’を得ることができる。
一方、熱可塑性樹脂製の中空構造板としてはプラスチック段ボール板の他にも、複数のキャップ状の突起28bを有するキャップシート28cの一方の面にフラットシート28aを貼り合わせた図4(a)及び(b)に記載のようなプラスチック気泡ボードがある。このような気泡ボードでは、突起28bと突起28bとの間に入った水や塵、埃は比較的除去しやすいが、中空部分として、突起28bが端面に露出して半ばで切られたことで生じるくぼみ28dには水や塵、埃が残存しやすかった。
また、それとは逆に、キャップシート28cの突起28b上にフラットシート28aを貼り合わせた図4(c)及び(d)に記載のようなプラスチック気泡ボード28’が挙げられる。このような気泡ボードでは、フラットシート28cに挟まれたボード全体が中空部分となっており、突起28b同士の隙間は全て繋がっており、端面から水や塵、埃が浸入すると容易に奥まで入り込んでしまい、容易に汚れが除去できなくなってしまうことがあった。
さらに、キャップシート28cの両面にフラットシート28aを貼り合わせた図5(a)及び(b)に記載のようなプラスチック気泡ボード28”でも、突起28b同士の隙間は同様に繋がっており、同様の問題が生じた。従って、これらの気泡ボードでも、衛生上必要があるときは、端面を封止して、端面にくぼみを残さないようにする処理を行う。
特開2004−82428号公報 特開2000−177023号公報 特開2003−312643号公報
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、端面を一回折り曲げただけで密封しているので、ライナ面からはみ出した部分を切除する際、ピンホールが生じやすかった。このため、水だけではなく、塵や埃も一旦入り込むと容易には除去できず、かえって汚れが付着しやすく、除去しにくくなってしまった。
また、特許文献2に記載の方法では、二度の折り曲げにより密封性は高いものとなるが、V字ヒートバー5が下方のライナ1aを融かし切ってしまうと折り曲げることができないので、V字ヒートバー5の押し込む深度を正確に制御する必要があり、高い注意力と精度を必要とするため、作業効率が悪かった。
さらに、特許文献3に記載の方法では、高い密封性を実現できるものの、端部が面ではなく斜めに尖ってしまい、余分な箇所を削り落としたとしても、フラットな端面を得ることが難しかった。このため、得られるプラスチック段ボール板を用いて箱を製造するには不向きであった。
図16に記載の方法では、特許文献2及び3に記載の方法に比べて高い作業効率で封止作業を行うことができるが、軟化して変形しやすくなった端面に端面封止板を押し付けて接着するため、新たな端面1kはフラットなものとなるものの、互いに軟化して変形しつつある端面1jと面8aとを接着させるため、接着面となる元の端面1jと面8aとの間に隙間や孔が生じやすく、その隙間から端面封止板が剥がれ落ちる可能性もあった。さらに、接着を行うそれぞれの面を同時に加熱し、かつ、加熱後速やかに接着面を合わせることができる設備を必要とするため、実施することが難しく、かつ、融けた面同士の接着に当たっては接着むらが生じやすいため、むらなく接着させるために、高い技術が必要となり、作業効率が悪かった。
一方、プラスチック気泡ボードは一般にプラスチック段ボール板よりも薄いものが多く、上記のいずれの封止方法も適用することが難しかった。
そこでこの発明は、プラスチック段ボールやプラスチック気泡ボードなどの、中空部分を有し、端面にのみその中空部分が露出した、熱可塑性樹脂製の中空構造板の端面を封止するにあたって、高い密閉性を実現しつつ、端面をフラットな面とし、かつ、高い作業精度を必要とせずに、端面封止中空構造板を製造することを目的とする。なお、端面にのみ、とは、平板面に中空部分が露出したものは含まないことを示し、平板面に発泡による中空部分が露出した発泡プラスチックボードや発泡プラスチックシートなどは、端面を封止する意義が薄いためこの発明の対象としても意義が薄い。
この発明は、中空構造板の封止する端面に、別途用意した、前記端面を覆うことができる大きさの、前記中空構造板と同一の熱可塑性樹脂製である端面封止板の一方の平板面を当て、この端面封止板の他方の平板面にヒートバーを当てて、端面封止板とともに前記端面を加熱して軟化させて、封止する端面に前記端面封止板の樹脂を押し込んで接着させることで前記端面を封止することで、上記の課題を解決したのである。
別途用意した、同じ材料からなる端面封止板を当てて上記端面を形成させるので、端面封止板と端面との親和性は高く、かつ、端面封止板に上記端面を接触させた上で端面封止板を加熱するために、端面封止板だけでなく上記端面も軟化するので、十分な接着性を確保することができる。これにより、接着面に隙間や孔が生じにくく、さらに、端面封止板の樹脂を上記端面の中空部分に押し込んで接着させるため、十分な密封性のある状態で端面を封止することができる。なお、端面封止板が上下に余った場合には、切刃により切除することで、平板面と揃えることができる。
また、新たな端面となる端面封止板の平板面を加熱することで、その平板面は変形しやすくなるが、接着後、軟化したまま変形可能な強度である間に定規を当てて表面を整えつつ冷却させることで、十分に美しいフラットな端面を形成させることができる。
さらに、接着後に邪魔になる、端面封止板の周辺部を切除するときも、樹脂を端面に押し込んでいるため、ピンホールが生じにくく、高い密閉性を確保できる。これらの作業は、最後の切除以外は位置を正確に調整する必要がなく、要求される作業精度は低く、効率的に作業を行うことができる。
端面封止板としては、無垢板を用いると、ヒートバーの熱が上記端面まで通りやすいため端面封止が容易である。また、端面封止板として、内部に空洞を有する内空板を用いる場合には、その内部の空洞を維持したまま接着させるのではなく、中空部分を圧縮して接着させることで、その中空部分に水などが進入して汚れとなることを防ぐことができる。
また、このような内空板を用いる場合、端面を封止すると共に、その空洞を圧縮する。このような内空板としては、ライナ間にリブを設けたプラスチック段ボール板でもよいし、複数のキャップ状の突起を有するキャップシートの少なくとも一方の面にフラットシートを貼り合わせたプラスチック気泡ボードなどの、端面を封止される中空構造板と同一の樹脂板を用いることができる他に、樹脂を発泡させて独立孔又は連通孔を内部に生じさせつつ、板状に形成した発泡プラスチックボード又は発泡プラスチックシートが挙げられる。なお、発泡プラスチックボードと発泡プラスチックシートとは、厚みが違うだけで、内部構造は同一のものを示し、発泡プラスチックボードの方が比較的厚みの大きいものを示す。便宜上、厚さが5mm未満のものを発泡プラスチックシートとする。また、発泡プラスチックボード又は発泡プラスチックシートは端面だけでなく平板面にも、発泡した空洞部分が露出しているため、上記中空構造板には含まれない。これらの端面封止板として用いる内空板の中でも、特に、発泡プラスチックボード又は発泡プラスチックシートを用いると、板を構成する樹脂が細くなっているために加熱した際に、無垢板よりも融かしやすく、作業効率を高めることができるので特に好ましい。
上記端面封止板を加熱する際には、金属製ヒートバーを用いて接触面をむら無く加熱するとよい。ただし、端面に接着させた端面封止板の他方の平板面をヒートバーから剥がす際に、熱可塑性樹脂がヒートバーに付着して、剥がした後の表面が大きく荒れることがある。このため、接触面をフッ素樹脂加工したヒートバーを使用するか、又は、上記端面封止板と接触させる際に、テフロン(登録商標)シートなどのフッ素樹脂加工したプラスチックシートを挟んで加熱することで、上記端面封止板の軟化した樹脂がヒートバーやシートにへばりついて表面が荒れることを防ぐと好ましい。
上記端面封止板を接着させた後、端面封止板が変形可能な温度である間に、端面封止板の他方の平板面を定規に当てることで、加熱によって樹脂が軟化し表面がフラットでなくなった平板面を、整えつつ冷却して、フラットな端面とすることができる。なお、この定規もフッ素樹脂加工したものを用いるか、上記のフッ素樹脂加工したプラスチックシートを介して当てることで、軟化した樹脂が定規やシートに接着して表面が荒れることを防ぐことができる。
この発明で端面を封止される、プラスチック段ボール板やプラスチック気泡ボードなどの中空構造板は、それらが有する中空部分が端面に露出していることで、くぼみなどを生じて汚れが蓄積しやすいものとなっているが、端面封止によりそのような汚れの蓄積を防ぐことができる。具体的には、プラスチック気泡ボードとしては川上産業(株)のプラパール(登録商標)が挙げられる。
なお、上記の端面封止板に用いる上記内空板として、プラスチック段ボール板やプラスチック気泡ボードを用いる場合は、1〜15mmであると好ましく、特に1〜5mmであるとより好ましい。また、上記内空板として発泡プラスチックシート又は発泡プラスチックボードを用いる場合は、0.5〜10mmであると好ましく、特に0.5〜1.5mm以下であるとより好ましい。一方、上記の端面封止板として無垢板22を用いる場合は、厚さが0.5〜20mmのものを用いると好ましく、0.5〜1mmであるとより好ましい。いずれの場合も、中空構造封止板27や無垢板22を通じて端面21cを加熱するため、厚すぎると端面21cの加熱に時間が掛かりすぎ、場合によっては変形しきらずに封止できなくなる場合があるためである。一方、前記の数値範囲よりも厚みが薄いと、薄すぎて強度が不足する場合があり、封止できたとしても、余った部分を切除する際にピンホールを生じやすくなってしまう場合がある。
なお、プラスチック気泡ボードとしては、例えば川上産業(株)製プラパール(登録商標)が挙げられる。また、発泡プラスチックシート又は発泡プラスチックボードとしては、住友化学工業(株)製スミセラー(登録商標)、古河電気工業(株)製エフセル(登録商標)などが挙げられる。
この発明にかかる方法は、封止する中空構造板の枚数が限定されない。すなわち、複数枚の中空構造板を重ねて端面を揃え、その揃えた端面をまとめて覆うことができる端面封止板を当てて、それらの揃えた端面をまとめて封止することもできる。この場合、複数枚の中空構造板が端面封止板によって接合されているので、その端面封止板を、中空構造板同士が接着した間の接合線に沿って切断し、一枚一枚の中空構造板を切り離す。これにより切り離された個々の中空構造板は、端面を封止されたものとなる。このように接合後に一枚一枚を切り離す方が、中空構造板に一枚ずつ端面封止するべく端面封止板の加熱による接着や表面のフラット化を行うよりも、かかる手間は小さいものとなる。このため、複数の中空構造板をまとめて端面を封止することで作業効率を向上させる効果は大きい。
この発明で製造する端面封止中空構造板は、プラスチックコンテナに用いることができ、端面が封止されているため、端面から水が進入することがなく、汚れが付きにくい衛生的なプラスチックコンテナとすることができる。
この発明により、元の中空構造板と同じ大きさのままの中空構造板を得ることができる。また、端面をフラットに整えることができるため、外観を綺麗に仕上げることができ、かつ、水等の進入を防ぎ、汚れにくく、衛生的な端面封止中空構造板とすることができる。さらに、複数枚の端面封止中空構造板を効率よく製造することが出来る。
以下、この発明について詳細に説明する。この発明は、熱可塑性樹脂製であり、内部に中空部分を有し、端面にのみその中空部分が露出した中空構造板の端面を封止した、端面封止中空構造板の製造方法である。まず、第一の実施形態として、図1(a)に記載のような、ライナ21a間にリブ21bを設けたプラスチック段ボール板21を例に説明する。
この第一の実施形態では、端面を封止する中空構造板として、平板面であるライナ21aが長方形となるようにカットしたプラスチック段ボール板21を使用する。この端面21cのそれぞれについて、下記の封止工程を実行する。なお、この端面21cとは、ライナ21a及びリブ21bの切断面が露出している側の切断面だけではなく、平行に配されたリブ21bに沿った側、すなわち、図1(a)における手前左側と奥右側の端部にある、ライナ21aの切断面により形成される仮想的な平面も含む。リブ21bの切断面が露出している側の端面は、封止することで、リブ21b間に水や塵、埃(以下、まとめて「水等」と略記する。)が浸入することを防ぐことができる。また、リブ21bに沿った側を封止するとライナ21aの切断面が露出するのを防ぎ、フラットな平面を得ることができ、プラスチックコンテナに用いる際に枠材との間に水等が溜まりにくくなる。このため、全ての端面について行うとよい。
この発明にかかる製造方法では、まず、図1(a)に示すように、プラスチック段ボール板21の、封止すべき端面21cに、無垢板22の一方の平板面22aを対向させる。この実施形態では、端面封止板として、封止するプラスチック段ボール板21と同じ熱可塑性樹脂製で、中空部分を持たない無垢板22を使用する。この無垢板22の横幅は、プラスチック段ボール板21の封止する端面と同一以上である必要があり、縦幅は前記の封止する端面よりも長いものであるとよい。このとき、図1(b)に示すように、プラスチック段ボール板21のライナ21aと無垢板22の一方の平板面22aとが垂直に接するように無垢板22をプラスチック段ボール板21の端面21cに当てる。プラスチック段ボール板21と無垢板22を載せる平台23は、この垂直の状態を保持できるように段差23aを有するものが好ましい。段差23aがあることで、図中下方面となるライナ21aの断面よりも下方まで無垢板22を延ばすことができ、ライナ21aまでを十分に覆うことができる。段差23aが無い場合は、無垢板22を十分に平台23の表面にくっつけて、ライナ21aとの間に隙間が生じないようにする必要がある。
上記の、プラスチック段ボール板21を無垢板22に当てたまま、ヒートバー24へ向けて水平移動させ、無垢板22の他方の平板面22bに、ヒートバー24の面を押し当てて加熱する。この状態を図1(c)に示す。このヒートバー24は、無垢板22を十分に加熱可能である熱伝導性のよい物体であり、無垢板22及びプラスチック段ボール板21を構成する熱可塑性樹脂を、軟化可能な温度である必要がある。
そのヒートバー24と接着した無垢板22は、ヒートバー24の熱により軟化される。また、無垢板22と接触しているプラスチック段ボール板21の端面21cも、無垢板22を通して加熱され、無垢板22とプラスチック段ボール板21との接触部分が、互いに軟化して接着可能となるまで加熱する。この実施形態では、無垢板22が中空部分を有していないため、無垢板22の他方の平板面22bに供給される熱が、速やかにプラスチック段ボール板21に伝わりやすく、容易に熱することができる。
無垢板22と、プラスチック段ボール板21の端面21cとが、どちらも十分に接着可能になった状態で、プラスチック段ボール板21を、無垢板22に向かって押し込む。これにより、無垢板22に、プラスチック段ボール板21のライナ21a及びリブ21bの端部が押し込まれて、無垢板22とプラスチック段ボール板21との樹脂同士が接着される。
十分に接着させたら、ヒートバー24を無垢板22から離す。この状態を図1(d)に示す。このとき、一方の平板面22aで接着が可能になるまで加熱するため、直接加熱する他方の平板面22bは、必然的に軟化して凹凸が生じる。ただし、ヒートバー24の接触面24aに、無垢板22の融けた樹脂の一部がへばりつくと、剥がれた無垢板22の表面の凹凸がより激しいものとなってしまう。このため、ヒートバー24の接触面24aを、フッ素樹脂加工しておくか、ヒートバー24と平板面22bとの間にフッ素樹脂加工したプラスチックシートを挟んで加熱するか、いずれかの方法で、樹脂のへばりつきを防ぎ、平板面22bに生じる凹凸を抑える。図では、フッ素樹脂加工したプラスチックシートを用いずに、ヒートバー24により直接加熱した状況を示す。
さらに、他方の平板面22bの抑制しきれない凹凸を平らにするため、他方の平板面22bの樹脂が変形可能な温度であるうちに定規25を当てて、図1(e)のように、端面を冷却しつつフラットに整える。この定規25は、少なくとも、無垢板22の、プラスチック段ボール板21の端面21cの延長線上に存在する部分を平らに整えることができる平板を有しており、無垢板22を冷却できる温度であるものである。また、無垢板22の樹脂がへばりつかないように、定規25の表面もフッ素樹脂加工されたものを用いるか、又は、上記と同様にフッ素樹脂加工したプラスチックシートを介して加熱すると好ましい。上記の定規25によって、直接に、プラスチック段ボール板21の端面となった無垢板22の平板面22bをフラットに整えた状態を図1(f)に示す。
なお、定規25を用いずに、ヒートバー24を当てて無垢板22を加熱した後、そのままヒートバー24を固定して、ヒートバー24とともに冷却して端面を整えることも可能である。しかし、別途、温度の低い定規25を用いて端面を整える方が、冷却を早めて作業時間を短縮することができ、かつ、表面の凹凸を小さくし、綺麗な面に仕上げることができる。なお、この場合もヒートバー24はフッ素樹脂加工したものを用いるか、上記のフッ素樹脂加工したプラスチックシートを介して加熱するとよい。
単に面をフラットにしたままでは端面の上下の余った部分22dが邪魔となるため、図1(g)のように、ライナ21aの高さに揃えるようにして、余った部分22dを切刃26で切除する。なお、端面21cの高さと同じ縦幅の無垢板22を使用すれば、この切除工程は不要となるが、封止する際に位置を正確に合わせる必要があり、作業の要求精度が上がるため、効率よく封止を行うには、端面21cの高さよりも縦幅が長い無垢板22を用いて封止し、封止後に切除することが好ましい。
以上の手順により、一つの端面21cを封止することができる。同様の手順を全ての端面に対して行うことで、図2(h)のように、全ての端面をフラットに整えた端面封止プラスチック段ボール板21’を得ることができる。
この端面封止プラスチック段ボール板21’の端面部分の、ライナ21aに平行な断面図は図2(i)のようになる。図1(c)に示す押し込みによって、端面からリブ21bの間に無垢板22由来の樹脂が入り込んで、強固に接着されている。無垢板22の他方の平板面22b由来の封止した端面21c’は、定規25によってフラットな面を形成している。また、元々一枚の無垢板22として、十分な量の樹脂が接着されているため、密閉性も高くなり、切刃26で余った部分22dを切除する際にも、元のプラスチック段ボール板21の中空部分に入り込めるピンホールはまず生じなくなっている。
次に、この発明の第二の実施形態について説明する。この実施形態では、第一の実施形態で用いた無垢板22の代わりに、内部に空洞を有する内空板であるライナとリブとからなる、中空構造封止板27を使用する。この中空構造封止板27は、プラスチック段ボール板21と同一である。これを用いた手順を図3に示す。
まず、図3(a)に示すように、中空構造封止板27の一方の平板面27aをプラスチック段ボール板21の端面21cに対向させる。中空構造封止板27は、上記の第一の実施形態での無垢板22よりも厚く、厚みがあるため、プラスチック段ボール板21に対して垂直に接した状態で設置しやすい。この状態を図3(b)に示す。
図3(b)のように、プラスチック段ボール板21の端面21cを、中空構造封止板27の一方の平板面27aに接触させた状態で、中空構造封止板27の他方の平板面27bを、ヒートバー24に接触させる。この状態を図3(c)に示す。このヒートバー24の必須条件及び好ましい条件は、上記の第一の実施形態と同一である。中空構造封止板27の他方の平板面27bを加熱することで、中空構造封止板27全体を加熱するとともに、接触しているプラスチック段ボール板21の端面21cも加熱して、樹脂が軟化して接着可能となる温度まで加温する。ただし、第一の実施形態と違って、中空構造封止板27が中空部分を有するため、プラスチック段ボール板21の端面21cまで熱を伝達させるのには、第一の実施形態よりも時間がかかる。
少なくとも中空構造封止板27が軟化可能となったら、プラスチック段ボール板21を、中空構造封止板27へ向かって押し込む。これにより、中空構造封止板27の一方の平板面27aのうち、プラスチック段ボール板21の端面と接触している接触面27c付近が凹みつつ、その付近の樹脂の一部が、プラスチック段ボール板21の端面21cの中空部分に入り込むことで、プラスチック段ボール板21と中空構造封止板27とが接着されていく。この状態を図3(d)に示す。
プラスチック段ボール板21の端面21cに接着する中空構造封止板27を、プラスチック段ボール板21のフラットな面として形成させるため、端面21cとヒートバー24との間に中空部分を残さないように、中空構造封止板27を十分に圧縮する。中空部分が残ると、そこがピンホールの原因となって、汚れを残しやすくするためである。十分に圧縮したら、ヒートバー24を中空構造封止板27から離す。この状態を図3(e)に示す。
接着後に、ヒートバー24から離した後の中空構造封止板27の他方の平板面27bは、上記の第一の実施形態と同様に、凹凸が生じている。特にこの実施形態では、中空構造封止板27を圧縮するために加熱時間が長く、第一の実施形態よりも凹凸が生じやすい。この凹凸を整えてフラットな平面にするために、定規25を押し当てて冷却しつつ、面を綺麗に整える。この状態を図3(f)に示す。なお、上記第一の実施形態と同様に、ヒートバー24及び定規25の中空構造封止板27と接する面にフッ素樹脂加工を施すか、又は、フッ素樹脂加工したプラスチックシートを介した上で、加熱と端面のフラット化を行い、樹脂の接着を防ぐようにしておくことが好ましい。
上記の、接着された中空構造封止板27の他方の平板面27bを、定規25により端面を整えて冷却しフラットにした状態の断面図を図3(g)に示す。この状態でも、中空構造封止板27の上下部分が、プラスチック段ボール板21のライナ21aの上下にはみ出て余るので、この余った部分27dを第一の実施形態と同様に、切刃26により切除する。以上の工程を全ての端面21cに対して行うことで、全ての端面を封止し、それぞれの端面でピンホールが生じるおそれを防ぎ、端面をフラットに整えた端面封止プラスチック段ボール板21’が得られる。
また、この発明で端面を封止される中空構造板としては、上記のプラスチック段ボール板以外に、図4(a)乃至(d)、及び図5(a),(b)に示すような、プラスチック気泡ボード28,28’、28”が挙げられる。まず、図4(a)に断面を、図4(b)に斜視図を示すプラスチック気泡ボード28は、複数のキャップ状の突起28bを有するキャップシート28cのベースとなる一方の面に、フラットシート28aを貼り合わせたものである。このキャップシート28cの突起28bは密ではなく、ベースとなる方向から押し込まれた形に成形されており、この突起28bの部分が中空部分となる。その製造方法は、例えば、溶融押し出しした一枚のシートを、ベースとなる側の面から複数の円柱状突起により押し込んで形成させてキャップシート28cを形成し、そのベースとなる側の面に平面状のフラットシート28aを熱溶着させる方法や、同じ形状のキャップシート28cを射出成形により形成させて同様にフラットシート28aを熱溶着させる方法などが挙げられる。突起28b同士の間は一面が開放されているため、水等が浸入しても、水は蒸発しやすく、塵や埃による汚れも取れやすいが、突起28bの内部が端面に露出したくぼみ28dには、特に端面が他の部品と接していたりすると水等が付着、残存して汚れやすくなる。
また、図4(c)に断面を、図4(d)に斜視図を示すプラスチック気泡ボード28’は、図4(a)(b)に記載のプラスチック気泡ボード28とは逆に、キャップシート28cの突起28bの先端側の一方の面にフラットシート28aを貼り合わせたものである。これは、キャップシート28cのベース部分とフラットシート28aとの間が全て中空部分となっており、その中空部分である突起28b同士の隙間が繋がっているため、端面から水等が浸入すると内部まで到達して容易には汚れが取れない。また、図4(a)(b)に記載の気泡ボード28と同様に端面にはくぼみ28dが露出しており、ここにも水等が残存して汚れやすくなる。
さらに、図5(a)に断面を、図5(b)に斜視図を示すプラスチック気泡ボード28”は、前記のキャップシート28cの両方の面にフラットシート28aを貼り合わせたものである。これは、図4(c)(d)に記載の気泡ボード28’よりも高い強度を有するが、同様にフラットシート28aとキャップシート28cとの間が、繋がった中空部分となっており、水等が浸入すると同様に除去しにくい。
これらの気泡ボード28、28’、28”としては、具体的にはプラパール(登録商標)の名前で呼ばれる製品がある。これらの気泡ボード28、28’、28”の端面を封止する方法は、上記のプラスチック段ボール板21の場合と同様の手順により行うことができる。
いずれの気泡ボード28,28’、28”を用いた場合も、上記のプラスチック段ボール板21の場合と同様に、無垢板22又は中空構造封止板27を当てて、新たな端面28eを形成させることで、図6(a)(b)又は(c)(d)、図7(a)(b)のように端面が封止される。
なお、上記の第二の実施形態において、上記端面封止板として用いる上記内空板として、上記のプラスチック段ボール板の代わりに上記のプラスチック気泡ボード28を用いても、同様に端面を封止できる。なおこの場合、上記の突起部分やその周辺が、上記内空板が内部に有する空洞となる。この場合の実施形態の概略を図8に示す。端面を封止される中空構造板としてプラスチック気泡ボード28を使用し、その端面28dを封止する上記端面封止板である上記内空板として、プラスチック気泡ボード29を垂直に当てる(図8(a))。同様に、ヒートバー24を当てて、上記端面封止板であるプラスチック気泡ボード29を加熱する(図8(b))。十分に上記端面封止板であるプラスチック気泡ボード29を加熱し、軟化可能な温度となった時点で、プラスチック気泡ボード28を押し込んで、上記端面封止板であるプラスチック気泡ボード29を圧縮する(図8(c))。これにより、新たな端面28eをさせて、プラスチック気泡ボード28の端面を封止する(図8(d))。なお、余った部分28fは上記と同様に切除する。この状態を図8(e)に示す。
また、上記の第一の実施形態において、上記端面封止板として用いる無垢板22の代わりに、上記内空板として、樹脂を発泡させて板状に形成した、発泡により生じた連通孔又は独立孔を空洞部分として有する発泡プラスチックボード30を用いた場合の実施形態の概略を図9に示す。発泡プラスチックボード30は、図9(a)に示す様に、泡を形成する薄い膜が重なっているために熱が伝達しやすく、加熱すると無垢板22よりも迅速かつ容易に軟化させることが出来る。この発泡プラスチックボード30を、ヒートバー24で加熱することにより、図9(b)に示すように、空洞を縮めつつ、軟化した発泡プラスチックボード30を圧縮していく。最終的には発泡プラスチックボード30が含んでいた泡のうち、端面21cとヒートバー24とに挟まれた間にあったものを全て排除して、図9(c)に示すような、中空部分の無い端面封止板30’とすることができる。封止後は上記の第一の実施形態と同様に余った部分を切除して、同様の端面封止中空構造板を得ることができる。
さらに、この発明で端面を封止される上記中空構造板としては、上記のプラスチック段ボールやプラスチック気泡ボードに熱可塑性樹脂製の不織布を貼り合わせたり、熱可塑性樹脂製の発泡層の両面に空洞が露出しないシートを積層させたりしたものや、それぞれのプラスチック段ボールやプラスチック気泡ボード同士をさらに積層させたもの、発泡樹脂の層のみからなるものなどが挙げられる。また、上記のプラスチック気泡ボードのキャップシートは、上記の形状に限られるものではなく、例えば、キャップシートが両面から突起を形成するように押し込まれた形となったものや、突起が円柱以外の任意の形となったものも挙げられる。これらの中空構造板も、板全体が熱可塑性樹脂製で中空構造を有して水等が浸入しやすい構造のものであれば、この発明を適用可能であり、端面を封止することによる効果を得ることができる。ただし、いずれの中空構造板も、自重で変形したりしない程度の強度を持っていることが好ましい。自重で変形する程度に柔らかいものであると、端面の封止が難しく、また、板として使いづらいので端面を封止する意義に乏しくなってしまう。
また、この発明で用いる、端面を封止する中空構造板21,28、無垢板22,中空構造封止板27等の上記内空板を構成する材料は、熱可塑性樹脂であることが必要であり、例えばポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィンが挙げられる。この中でも特に、溶融させるために必要な温度上、ポリプロピレン製であると製造しやすい。また、接着を容易にするため、端面を封止する上記中空構造板と、上記端面封止板とは、同じ材質であることが必要である。
次に、上記端面封止板による端面封止作業を、複数枚の上記中空構造板の端面に対してまとめて行った実施形態の例を説明する。中空構造板としてサイズが同一のプラスチック段ボール板21を三枚用意し、端面21cを揃えた状況を図10(a)に示す。ここでは、それぞれのプラスチック段ボール板21は、縦横の位置だけではなく、リブ21bの断面が露出した端面21cの方向を合わせる。なお、リブ21bが露出した面と、露出していない面とを混ぜて揃えると、それぞれのプラスチック段ボール板21の無垢板22との接着強度が違ってくる場合があるが、ほとんどの場合、封止自体は問題なく行うことができる。ただし、完成品の品質管理上、露出した面と露出していない面の方向を合わせておくことが好ましい。
上記の揃えた端面に、上記の実施形態と同様に端面封止板となる無垢板22の一方の平板面22aを当てる。この無垢板22は、重ねたプラスチック段ボール板21の端面全部を覆うだけの幅と高さを有するものである。この状態を図10(b)に示す。この無垢板22の他方の平板面22bに、ヒートバー24を当てて、上記の実施形態と同様にして加熱し、無垢板22と、三枚のプラスチック段ボール板21のそれぞれの端面21cとを、均一な接着強度となるように接着させる。その後、上記の図1(d)の実施形態と同様に、定規を用いて無垢板22の他方の平板面22bにより生じた新たな端面をフラットに整える。接着後に新たな端面を整えた形態を図10(c)に示す。
次に、無垢板22の上下に余った部分22dを、上端及び下端に位置するライナ21aの表面に揃えるようにして削除する。この状態を図10(d)に示す。
それから、プラスチック段ボール板21のうちの一番上の一枚を持ち上げる。このとき、無垢板22における二つのプラスチック段ボール板21の間の接合線22eが回転中心の支点となり、一番上のプラスチック段ボール板21と、次のプラスチック段ボール板21とが、ヒンジのように繋がった状態で開く。この状態を図10(e)に示す。その状態で、接合線22eに切刃26を当てて、接合線22eに沿って無垢板22を切断すると、端面21cを封止したプラスチック段ボール板を切り出すことができる。同様に、図10(f)に示すように、次のプラスチック段ボール板21を持ち上げて接合線22eに沿って切断する作業を繰り返すことで、まとめて端面を封止した端面封止プラスチック段ボール板を図10(g)に示す個別の板に切り出すことができる。
それらのプラスチック段ボール板21について、一つの端面を封止した後、一度上記のように切り離し、次に別の端面を揃えて同様に無垢板22を当てて、図10(b)と同様の封止と面のフラット化とを当該別の端面に対して行い、図10(e)及び図10(f)のようにして切り離す作業を繰り返す。これを各端面について行うことで、四方の端面を全て封止した端面封止プラスチック段ボール板を得ることができる。この方法により、何枚ものプラスチック段ボール板であっても、それぞれの端面をまとめて封止することにより、無垢板22による接着を四回行うだけで全ての端面を封じた端面封止プラスチック段ボール板とすることができる。
このような、複数枚の中空構造板をまとめて端面を封止する方法は、図10に示す実施形態におけるプラスチック段ボール板21に限らず、プラスチック気泡ボード28でも同様に行うことができる。また、上記端面封止板も無垢板22に限らず、上記に示したプラスチック段ボール板、プラスチック気泡ボードや発泡プラスチックシート、発泡プラスチックボードを用いても問題なくまとめて封止することができる。枚数も図10の状況に限らず、装置の規模と用意する端面封止板の大きささえ揃えば、10枚以上の端面封止板の端面を一度に封止しても問題は無い。例えば、プラスチック気泡ボード28を積み上げて揃えた端面に、発泡プラスチックボード30を接着させて封止したものの接合線を切刃26により切断する際の例を図11に示す。
このようにして得られる端面封止中空構造板は、端面を封止することで、水等の浸入や残存を抑えるだけでなく、端面をフラットな面にすることで、端部を破損しにくくする効果が得られる。特に、上記の端面封止プラスチック段ボール板21’は、無垢板22,又は中空構造封止板27の樹脂をライナ21a間に押し込んで固めているので、端部の強度が高く、端面を封止していないプラスチック段ボール板21より端部が破損しにくいものとなる。
上記の実施形態として得られる端面封止中空構造板を用いてプラスチックコンテナを製造するにあたっては、組み立て枠に嵌めて組み立てたり、熱溶着により端面封止中空構造板を接合したりする、一般的な製造方法を用いてよい。例えば、図12(a)に記載のようなプラスチックコンテナの側板などに好適に用いることができる。これは、底盤31の四隅に枠材となる隅柱33を立て、その隅柱33で側板となる端面封止中空構造板21’をガイドし、その上に蓋32を載せたものである。隅柱33が、側板となる端面封止中空構造板21’を支える部分の拡大図を図12(b)に示す。この側板は、端面21c’を封止しているため、隅柱33の凹部との間に隙間がほとんどなく、隅柱33との間に水等が溜まりにくい。また、側板自体への水等の浸入も防いでいる。このため、前記のプラスチックコンテナは医薬品や生鮮食料品の梱包用途にも好適に用いることができる。
また、側板だけでなく、底盤31と蓋32にも、端面封止中空構造板21’を用いてもよい。これらに、端面を封止していない中空構造板21を用いると、例えば底盤31と隅柱33との間が、図12(c)のように、端面に中空部分が露出してしまい、ここから内部に水等が浸入してしまう。また、蓋32でも中空構造板を用いると同様に露出しうる。そこで、図12(d)のように、端面封止中空構造板21’を用いることで、これらの内部に水等が浸入することを防ぐことができる。
(a)第一の実施形態で用いるプラスチック段ボール板と端面封止板との斜視関係図、(b)プラスチック段ボール板と端面封止板とを垂直に接触させた状態の断面図、(c)端面封止板の他方の平板面をヒートバーに押し付けて加熱する際の状態を示す断面図、(d)ヒートバーによる加熱後の状態を示す断面図,(e)定規により端面を整える際の状態を示す断面図、(f)端面を整えた後の状態を示す断面図、(g)余った部分を切刃により切除する際の断面図 (h)全ての端面を封止した端面封止プラスチック段ボール板の斜視図、(i)封止した端面における樹脂の状態を示す断面図 (a)第二の実施形態で用いるプラスチック段ボール板と中空構造封止板との斜視関係図、(b)プラスチック段ボール板と中空構造封止板とを垂直に接触させた状態の断面図、(c)中空構造封止板の他方の平板面をヒートバーに押し付けて加熱する際の状態を示す断面図、(d)プラスチック段ボール板を押し込んで中空構造封止板を圧縮する際の断面図、(e)ヒートバーによる加熱後の状態を示す断面図,(f)定規により端面を整える際の状態を示す断面図、(g)端面を整えた後の状態を示す断面図、(h)余った部分を切刃により切除する際の断面図 (a)この発明で用いるキャップシートのベース側面にフラットシートを貼り付けた気泡ボードの断面図、(b)(a)の斜視図、(c)キャップシートの突起上にフラットシートを貼り付けた気泡ボードの断面図、(d)(c)の斜視図 (a)この発明で用いるキャップシートの両面にフラットシートを貼り付けた気泡ボードの断面図、(b)(a)の斜視図 (a)ベース側面にフラットシートを貼り付けた端面封止気泡ボードの断面図、(b)(a)の斜視図、(c)突起上にフラットシートを貼り付けた端面封止気泡ボードの断面図、(d)(c)の斜視図 (a)両面にフラットシートを貼り付けた端面封止気泡ボードの断面図、(b)(a)の斜視図 (a)プラスチック気泡ボードに端面封止板としてプラスチック気泡ボードを当てる実施形態の斜視図、(b)(a)の断面図、(c)端面封止板であるプラスチック気泡ボードを圧縮する際の断面図、(d)端面封止板を圧縮して端面を封止した状態の断面図,(e)余った部分を切刃により切除する際の断面図 (a)端面封止板として発泡プラスチックボードを用いた実施形態の断面図、(b)発泡プラスチックボードを圧縮する際の断面図、(c)発泡プラスチックボードを圧縮した後の断面図 (a)プラスチック段ボール板を三枚重ねた実施形態での無垢板との斜視関係図、(b)三枚のプラスチック段ボール板を揃えて無垢板と垂直に接触させ、ヒートバーを近づけた状態の断面図、(c)三枚のプラスチック段ボール板をまとめて無垢板に接着させた後の断面図、(d)余った部分を切刃により切除する際の断面図、(e)接合線に沿って切刃で切断して端面封止プラスチック段ボール板を切り出す際の断面図、(f)残りの端面防止プラスチック段ボール板を切り離す際の断面図、(g)個別に切り離した端面封止プラスチック段ボール板の断面図 プラスチック気泡ボードを複数枚重ねた端面を一枚の発泡プラスチックボードで封止した後に切断する斜視概念図 (a)プラスチックコンテナの概念図、(b)プラスチックコンテナの側板の立て方を示す概念図、(c)端面を封止していない底盤を用いた例の拡大図、(d)端面を封止した底盤を用いた例の拡大図 (a)特許文献1に記載の従来例におけるプラスチック段ボール板とヒートバーとの斜視関係図、(b)接触時の状態を示す断面図、(c)平板状の部分を形成した状態を示す断面図、(d)折りたたんだ際の状態を示す断面図、(e)はみ出した部分を切除する際の状態を示す断面図 (a)特許文献2に記載の従来例におけるプラスチック段ボール板とV字ヒートバーとの斜視関係図、(b)接触時の状態を示す断面図、(c)圧縮変形後の状態を示す断面図、(d)折り曲げて接触した状態を示す断面図、(e)2度目のV字ヒートバーによる圧縮後の状態を示す断面図、(f)2度目の折り曲げを終えた後の状態を示す断面図 (a)特許文献3に記載の従来例におけるプラスチック段ボール板と楔形ヒートバーとの斜視関係図、(b)押し込み時の状態を示す断面図、(c)押し込み後の状態を示す断面図、(d)冷却バーによる押しつぶし時の状態を示す断面図、(e)完成時の状況を示す端面側からの概念図 (a)従来技術におけるプラスチック段ボール板と端面封止板との斜視関係図、(b)プラスチック段ボール板の端面をヒートバーで加熱する状態を示す断面図、(c)端面封止板をヒートバーで加熱する状態を示す断面図、(d)プラスチック段ボール板と端面封止板の加熱した面を向かい合わせた状態の断面図、(e)接着後の断面図、(f)余った部分を切除する際の断面図、(g)端面封止プラスチック段ボール板の斜視図
符号の説明
1 プラスチック段ボール板
1’ 端面封止プラスチック段ボール板
1a ライナ
1b リブ
1c 平板状の部分
1d 新たな端面
1e はみ出した部分
1f 三角柱状の部分
1g 繋がった部分
1h 三角柱部分
1i 軟化した部分
1k 新たな端面
2,2’ ヒートバー
2a 底部
3 台
4 切刃
5 V字ヒートバー
6 楔形ヒートバー
7 冷却バー
8 端面封止板
8a 一方の面
8b 余った部分
21 プラスチック段ボール板
21’ 端面封止プラスチック段ボール板(端面封止中空構造板)
21a ライナ
21b リブ
21c 端面
21c’ 封止した端面
22 無垢板
22a 一方の平板面
22b 他方の平板面
22c 接触面
22d 余った部分
23 平台
23a 段差
24 ヒートバー
24a (ヒートバーの)接触面
25 定規
26 切刃
27 中空構造封止板
27a 一方の平板面
27b 他方の平板面
27c 接触面
27d 余った部分
28 (キャップシートのベース側面にシートを貼り付けた)プラスチック気泡ボード
28’ (キャップシートの突起上にシートを貼り付けた)プラスチック気泡ボード
28” (両面にシートを貼り付けた)プラスチック気泡ボード
28a フラットシート
28b 突起
28c キャップシート
28d くぼみ
28e 端面
28f 余った部分
29 (端面封止板として用いる)プラスチック気泡ボード
30 発泡プラスチックボード
30’ (圧縮して中空部分が無くなった)発泡プラスチックボード
31 底盤
32 蓋
33 隅柱

Claims (7)

  1. 熱可塑性樹脂製で内部に中空部分を有し、端面にのみその中空部分が露出した中空構造板の前記端面を封止した端面封止中空構造板の製造方法であって、
    前記中空構造板の封止する端面に、別途用意した、前記端面を覆うことができる大きさの平板面を有し、前記の封止する前記中空構造板と同一の熱可塑性樹脂製である、無垢板又は内部に空洞を有する内空板からなる端面封止板の一方の平板面を当て、
    前記端面封止板を他方の平板面から加熱することにより、前記端面封止板と前記の端面を封止する中空構造板の端面とを変形可能な強度に軟化させ、
    軟化した前記端面封止板の熱可塑性樹脂を前記端面に押し込んで前記端面封止板の一方の平板面を前記端面に接着させて、前記端面に露出した前記中空部分を封止する、端面封止中空構造板の製造方法。
  2. 上記端面封止板が内空板であり、上記一方の平板面を上記端面に接着させる際に、上記端面封止板に用いる内空板の空洞部分を圧縮して接着させることを特徴とする、請求項1に記載の端面封止中空構造板の製造方法。
  3. 上記端面封止板を接着させた後、上記端面封止板が変形可能な温度である間に、上記端面封止板の他方の平板面に定規を当てて上記他方の平板面を平板状に整えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の端面封止中空構造板の製造方法。
  4. 端面を封止される上記中空構造板が、ライナ(21a)間にリブ(21b)を設けたプラスチック段ボール板(21)であり、上記の露出した中空部分が、前記ライナ(21a)間の空間である、請求項1乃至3のいずれかに記載の端面封止中空構造板の製造方法。
  5. 端面を封止される上記中空構造板が、複数のキャップ状の突起(28b)を有するキャップシート(28c)の少なくとも一方の面にフラットシート(28a)を貼り合わせたプラスチック気泡ボード(28)であり、上記の露出した中空部分が、前記キャップシートの前記突起(28b)間の空間と、前記キャップシート(28c)の端面に露出した前記突起(28b)の内部であるくぼみ(28d)とである、請求項1乃至3のいずれかに記載の端面封止中空構造板の製造方法。
  6. 上記中空構造板を複数枚重ねて揃えた端面に、その複数枚分の揃えた端面を覆うことができる大きさである上記端面封止板の一方の平板面を当てて接着させて、それらの端面を一度に封止し、
    封止後の上記端面封止板の、上記中空構造板同士が接着した間を切断して、複数枚の端面封止中空構造板を得る、請求項1乃至5のいずれかに記載の端面封止中空構造板の製造方法。
  7. 請求項1乃至6のいずれかに記載の製造方法により得られた端面封止中空構造板を用いた、プラスチックコンテナ。
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