JP3230971B2 - 超音波融着で面結合してなる合成樹脂製中空ボード - Google Patents

超音波融着で面結合してなる合成樹脂製中空ボード

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、函などの包装材
や仕切り、壁などの建築資材として使用される各種形態
の熱可塑性樹脂製中空ボードに関し、特に、面接合部を
超音波による照射手段により面接合部分を圧縮し、か
つ、融着し接合物質を同化させる合成樹脂製の中空ボー
ドに関するものである。
【０００２】
【技術的背景】この発明は、熱可塑性合成樹脂のシート
の２葉が平行しその対面間を多数のリブを介して一体成
形した中空ダンプラボードは、通函の素材、包装材およ
び該包装材の仕切り板、また、壁などの建築資材のほ
か、さまざまな分野で多用されている。
【０００３】
【従来の技術】合成樹脂製の中空ボードの加工手段の１
種として超音波融着方式を用いた技術は、本願特許出願
人と同一出願人が平成７年１１月１４日にした特許願が
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】元来、合成樹脂製中空
ボード（以下中空ボードと称する。）は、周知の段ボー
ルの代替素材として開発されたもので、従来からの紙質
の段ボールに比し中空ボードは、その耐久性がすこぶる
優れているものであるから、開発当初は紙質段ボールの
代替素材として研究され、従前の紙質段ボール製品をそ
のまま踏襲する方向に経過してきたが、該紙質段ボール
製品よりも耐久性が高いことから紙質段ボールの用途範
囲を逸脱し、その製品も多用化の一途に進展しつつあ
る。
【０００５】しかしながら、中空ボードは、前記した紙
質段ボールと比較してその加工性において難度の点が挙
げられる。それは、接着技術にある。
【０００６】前記紙質段ボールにおける接合手段は、接
着剤による接合をはじめとして、粘着テープ、ホチキス
止め、リベット止め等が用いられている。
【０００７】合成樹脂製中空ボードにおいても上記した
接合手段で事たりる場合もあるが、特に接着剤による接
合の場合、中空ボードは紙質段ボール製よりも耐荷重が
大であることから、重量大なる内容物と想定した容器に
する場合、その接着性の信頼度が低い点を筆頭にあげる
ことができるし、また、粘着テープ使用の場合も同様で
ある。
【０００８】また、ホチキス、リベット等を接合手段と
した場合は気密性、水密性を所望する場合にあっては全
く不可である。
【０００９】これらに反して、合成樹脂製中空ボードに
対しては、紙質段ボールには全く使用できなかった熱溶
着、高周波融着等が、その素材が合成樹脂であるが故に
基本的な技術的思想としては可能であるが、実質面で、
その仕上がりの出来栄え、施工個所の焼き切れ等の不都
合な場合が多く、これらを克服させるには高度な技術を
必要とするとともに、生産性の低さ等を多いに改善しな
ければならない欠点がある。
【００１０】したがって、本発明の第１の目的は、２つ
の端部を重ね合わせて材質的に同化するように接合した
中空ボードを提供することにある。
【００１１】本発明の第２の目的は、ボード面に超音波
を利用した加熱融着手段（以下超音波融着と称する）に
よる面接合の融着部を有する中空ボードを提供すること
にある。
【００１２】本発明の第３の目的は、面接合の融着部を
被融着個所の厚さと同等もしくは同等以下の厚さにする
中空ボードを提供することにある。
【００１３】本発明の第４の目的は、２枚の中空ボード
を各々の端部を重ね合わせて面接合し、該接合個所を融
着して１枚の中空ボードを提供することにある。
【００１４】本発明の第５の目的は、１枚の中空ボード
を曲成して、その両端を重ね合わせて面接合し、該面接
合個所を融着して丸形もしくは角形の筒状の中空ボード
を提供することにある。
【００１５】本発明の第６の目的は、立方体容器を製品
目的とする場合に、必要面の端部同志を面接合とし、該
面接合個所を融着してなる立方体容器を提供することに
ある。
【００１６】１枚の中空ボード端部を必要所望層数が層
成できるように折り込み、これを圧縮し、かつ、融着し
て端辺に強靱剛性の縁部を形成する中空ボードを提供す
ることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成させるための手段として、第１の発明は、平行す
る２葉のシートを多数のリブを介して一体成形した熱可
塑性合成樹脂製中空ボードの端部を面接合し、該面接合
部をその両外面を圧接し、かつ、該圧接個所を超音波融
着し、該融着個所を１枚の中空ボードの厚さと同等もし
くは同等以下となるように圧縮して接ぎ合わせてなるも
のである。
【００１８】第２の発明は、平行する２葉のシートを多
数のリブを介して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空
ボードの２枚のそれぞれ一方端を面接合し、該面接合部
をその両外面を圧接し、かつ、該圧接個所を超音波融着
し、該融着個所を１枚の中空ボードの厚さと同等もしく
は同等以下となるように圧縮して接ぎ合わせてなるもの
である。
【００１９】第３の発明は、平行する２葉のシートを多
数のリブを介して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空
ボード１枚の両端を面接合して丸形の筒状とし、該面接
合部をその両外面を圧接し、かつ、該圧接個所を超音波
融着し、該融着個所を１枚の中空ボードの厚さと同等も
しくは同等以下となるように圧縮して接ぎ合わせてなる
ことを特徴とする超音波融着で面結合してなるものであ
る。
【００２０】第４の発明は、平行する２葉のシートを多
数のリブを介して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空
ボード１枚の両端を面接合して角形の筒状とし、該面接
合部をその両外面を圧接し、かつ、該圧接個所を超音波
融着し、該融着個所を１枚の中空ボードの厚さと同等も
しくは同等以下となるように圧縮して接ぎ合わせてなる
ものである。
【００２１】第５の発明は、平行する２葉のシートを多
数のリブを介して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空
ボードを素材とし、立方体の容器を形成するに必要な展
開形状と、その周側辺の必要個所に重ね合わせ代を増補
するとともに、対向側辺に重ね合わせ面とを設ける展開
形状板を形成し、該展開形状板における各構成面部との
境界線を折り曲げて立方体を形成し、隣接させる構成面
の重ね合わせ代と重ね合わせ面とを接合して圧接し、か
つ、該圧接個所を超音波融着し、該融着個所を１枚の中
空ボードの厚さと同等もしくは同等以下となるように圧
縮して接ぎ合わせて立方体の容器を形成することができ
るようにしてなることを特徴とする超音波融着で面結合
してなる合成樹脂製中空ボード。
【００２２】第６の発明は、平行する２葉のシートを多
数のリブを介して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空
ボード素材として、立方体の容器を形成するに必要な各
面部で、かつ、その側辺縁部に重ね合わせ代、重ね合わ
せ面等を有する単位面部材を形成し、該単位面部材を立
方体の容器形成に必要な面部となるように単位面部材の
側辺縁部を重ね合わせて圧接し、かつ、該圧接個所を超
音波融着し、該融着個所を１枚の中空ボードの厚さと同
等もしくは同等以下となるように圧縮して接ぎ合わせて
立方体の容器を形成することができるようにしてなるも
のである。
【００２３】第７の発明は、平行する２葉のシートを多
数のリブを介して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空
ボードの端部を適宜幅寸法をもって二重もしくは二重以
上の複数層となるように折り込み、該折り込み個所を折
り込み層数の素材合計厚さ寸法よりも小寸法となるよう
に圧縮し、かつ、超音波照射により融着結合して中空ボ
ードの側縁部に強靱剛性部を形成してなることを特徴と
する超音波融着で面結合してなるものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】この発明に係る合成樹脂製の中空
ボード１は、２枚のシート、これを便宜上表シート１
ａ、そして裏シート１ｂと命名して以下説明するが、こ
れら中空ボード１には実質的に表・裏としての区別はな
い。前記した表シート１ａと裏シート１ｂとを平行さ
せ、これらを数多のリブ１ｃにより一体成形した一枚の
板状体である。
【００２５】中空ボード１は前記した表・裏シート１
ａ，１ｂおよびリブ１ｃとの各形成部材の厚さ、リブ１
ｃの高さならびに間隙幅等の各々が異なる複数種が存在
する。
【００２６】上記のように表・裏シート１ａ，１ｂそし
てリブ１ｃと各部ごとに説明したが、これら中空ボード
１は各リブ１ｃで形成された中空１ｄの長手方向に押し
出されて形成する押し出し成形体で、その素材はポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート等の熱可塑
性の合成樹脂である。
【００２７】このようにした中空ボード１に超音波加工
を施す手段につき、その作用の大略について簡単に説明
すれば、中空ボード１における所望する位置の表裏方向
に超音波を照射するものである。したがって、照射され
た超音波は表・裏いずれか一方の表材を透過し、かつ、
リブ１ｃを伝播し、その発振作用で発熱し溶融するもの
であり、よって、超音波の伝播経路としてのリブ１ｃの
存在が重要な要素部所となる。
【００２８】また、この中空ボード１自体は、その表・
裏方向に加圧すれば、物理的に素材厚まで圧縮すること
ができる。すなわち、中空１ｄ部を加圧によって排除す
ることができるものである。
【００２９】この発明では、中空ボード１，１の異方向
の端部２，２を所望する重ね合わせ代３を中空ボード
１，１の表裏方向に重ね合わせて、該表裏方向から加圧
して被融着部分における融着後の接合厚さが、加工前の
中空ボード１の単位厚さと同等もしくは同等以下の厚さ
となるように圧縮するもので、この加圧作用により、２
重の中空ボード１，１に超音波を設定時分照射すること
により、分子振動（エントロピー）による発熱作用でそ
の重ね合わせ面３ａ（中層部）部分より溶融し、双方の
接合部分の溶融部１ｅは一物質に同化して融合させてか
ら照射作業を終了する。
【００３０】超音波の照射作業を完了させれば比較的短
時分で該溶融個所は常温に降下するとともに分子同化に
よって固結化し溶着部４が完成するものである。
【００３１】なお、超音波照射時における溶融現象を生
じさせる時点で変化する容積を、照射工程前の圧縮時に
これを読み込んで、融着後の出来上がり厚さ寸法が所望
する厚さとなるように加圧圧縮させることが肝要であ
る。
【００３２】本発明においては、超音波における融着作
用は面接合を主態とするもので、主にその手段は中空ボ
ード１の端部とするもので、２枚の中空ボード１，１の
左端と他板の右端というように接ぎ合わせ融着を行って
１枚の板状体５を形成することを基本形とするものであ
る。
【００３３】また、１枚の中空ボード１をまるめて筒状
とし、その左右両端を重ね合わせて所望する接合面幅６
の寸法の重合部を加圧圧縮し、かつ、超音波を照射し、
溶融現象を生ぜしめ融着するものである。
【００３４】このように１枚の中空ボード１の両端を接
合すれば筒状体７を形成し、該筒状においてはその形状
を丸形７ａもしくは角形７ｂとするものである。
【００３５】本発明の筒形成形にした形状物の用途の主
目的は、函体胴部を構成することにある。
【００３６】さらに詳しくは、函体素材８全体を合成樹
脂製の中空ボード１を素材として形成する場合に、立方
体容器戸して必要な側壁面材８ａと底部材８ｂとを要
し、これらには前記した筒状体７（図８参照）の角形７
ｂに底部材８ｂを付加する場合、立方体の容器として必
要な展開形状（図１０参照）に素材形成する場合、立方
体の容器として各構成面部の単位面部材を素材とする場
合とがあり、これらは側縁を接合することにより立方体
が形成される。
【００３７】これらの接合手段は、接合しようとする２
つの側辺の一方に重ね合わせ代３を張出し他方の側辺に
は、その一部を重ね合わせ面３ａとし、これらを重ね合
わせて、この２枚を中空ボード１の１枚の厚さと同等ま
たは同等以下の厚さ寸法となるように圧縮し、かつ、超
音波を照射して融着接合するものである。
【００３８】これら前記のように２層となるように重ね
合わせた個所を圧縮して１枚の中空ボード１の厚さ寸法
と同等もしくは同等以下にすることができるので、中空
ボード１の単体の厚さ寸法を溝幅とする断面略コ字形の
枠体９を溶着部４の長手方向と直交する端縁辺に嵌合合
体することができるものである。
【００３９】また、平行する２葉のシートを多数のリブ
１ｃを介して一体成形した熱可塑性合成樹脂製の中空ボ
ード１の端部を適宜幅寸法をもって二重もしくは二重以
上の複数層となるように折り込み、該折り込み個所１０
を折り込み層数の素材合計厚さ寸法よりも小寸法となる
ように圧縮し、かつ、超音波照射により融着結合して中
空ボード１の側縁部に強靱剛性部１１を形成してなるも
のである。
【００４０】以上のように超音波照射による溶融手段は
合成樹脂製の中空ボード１におけるリブ１ｃの長手方向
と合致させる方向性をもって説明したが、その融着方向
は中空ボード１の方向性に関係するものではなく、任意
の方向性で実施し得るものである。
【００４１】
【発明の効果】この発明は以上のように、平行する表裏
シートを多数のリブを介して一体成形した合成樹脂製の
中空ボードの２つの端部同志を重ね合わせ、該重ね合わ
せ個所を圧接作用で圧縮し、かつ、超音波融着手段によ
り接合することによつて、該接合個所が２枚の中空ボー
ドでありながら１枚の中空ボードと同等もしくは同等以
下の厚さに圧縮融着できるので、均一厚さ寸法に厳しい
板体あるいは筒状体を提供することができるとともに、
中空ボード固有の端部開溝部または開口部を潰して中空
部に対する物質の流通作用を遮断し、さらに、端辺に突
出辺の痕跡を排除して、平滑な接ぎ面を構成できる効果
あるものである。
【００４２】また、中空ボード端部を所望する層数とな
るように折り込み、該折り込み個所を折り込み層数の合
計厚さ寸法よりも小なる任意厚さ寸法になるように圧縮
し、かつ、超音波を照射し該圧縮形態を維持しつつて溶
融して同化し、中空ボード端部縁辺に強靱剛性部を形成
できる効果あるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 接ぎ合わせ部を示す合成樹脂製中空ボード拡
大断面図、
【図２】 合成樹脂製中空ボード単板の拡大断面図、
【図３】 接ぎ合わせ手段を示す合成樹脂製中空ボード
拡大断面図、
【図４】 接ぎ合わせ溶融手段を示す合成樹脂製中空ボ
ード拡大断面図、
【図５】 超音波加工状態を示す合成樹脂製中空ボード
拡大断面図、
【図６】 複数枚を接ぎ合わせて一枚となったものを示
す合成樹脂製中空ボード拡大断面図、
【図７】 １枚の両端部を接ぎ合わせて丸形の筒状合成
樹脂製中空ボードの断面図、
【図８】 １枚の両端部を接ぎ合わせて角形の筒状合成
樹脂製中空ボードの断面図、
【図９】 接ぎ合わせて１枚となった中空ボードの縁端
部に枠体材を嵌合した部分的斜視図、
【図１０】 中空ボードで形成する函体の展開形状板の
平面図、
【図１１】 中空ボードで形成する函体を構成要素の各
単位面部材の平面図、
【図１２】 縁端部を折り込んだ中空ボード端部の拡大
断面図、
【図１３】 縁端部を折り込み部の溶融個所を示す中空
ボード端部拡大断面図。
【符号の説明】
１ 中空ボード、１ａ 表シート、１ｂ 裏シート、
１ｃ リブ、１ｄ 中空、１ｅ 溶融部、２ 端部、
３ 重ね合わせ代、３ａ 重ね合わせ面、４ 溶着
部、５ 板状体、６ 接合面幅、７ 筒状体、７
ａ 丸形、７ｂ 角形、８ 函体素材、８ａ 側壁面
材、８ｂ 底部材、８ｃ 展開形状板、８ｄ 単位面部
材、８ｅ 境界線、９ 枠材、１０ 折り込み個
所、１１ 強靱剛性部。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−9563（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−120412（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−53029（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−11960（ＪＰ，Ｕ) 国際公開94／2364（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 65/00 - 65/78 B32B 3/12 B65D 5/00 - 5/76

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平行する２葉のシートを多数のリブを介
    して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空ボードの端部
    を面接合し、該面接合部をその両外面を圧接し、かつ、
    該圧接個所を超音波融着し、該融着個所を１枚の中空ボ
    ードの厚さと同等もしくは同等以下となるように圧縮し
    て接ぎ合わせてなることを特徴とする超音波融着で面結
    合してなる合成樹脂製中空ボード。
  2. 【請求項２】 平行する２葉のシートを多数のリブを介
    して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空ボードの２枚
    のそれぞれ一方端を面接合し、該面接合部をその両外面
    を圧接し、かつ、該圧接個所を超音波融着し、該融着個
    所を１枚の中空ボードの厚さと同等もしくは同等以下と
    なるように圧縮して接ぎ合わせてなることを特徴とする
    超音波融着で面結合してなる合成樹脂製中空ボード。
  3. 【請求項３】 平行する２葉のシートを多数のリブを介
    して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空ボード１枚の
    両端を面接合して丸形の筒状とし、該面接合部をその両
    外面を圧接し、かつ、該圧接個所を超音波融着し、該融
    着個所を１枚の中空ボードの厚さと同等もしくは同等以
    下となるように圧縮して接ぎ合わせてなることを特徴と
    する超音波融着で面結合してなる合成樹脂製中空ボー
    ド。
  4. 【請求項４】 平行する２葉のシートを多数のリブを介
    して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空ボード１枚の
    両端を面接合して角形の筒状とし、該面接合部をその両
    外面を圧接し、かつ、該圧接個所を超音波融着し、該融
    着個所を１枚の中空ボードの厚さと同等もしくは同等以
    下となるように圧縮して接ぎ合わせてなることを特徴と
    する超音波融着で面結合してなる合成樹脂製中空ボー
    ド。
  5. 【請求項５】 平行する２葉のシートを多数のリブを介
    して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空ボードを素材
    とし、立方体の容器を形成するに必要な展開形状と、そ
    の周側辺の必要個所に重ね合わせ代を増補するととも
    に、対向側辺に重ね合わせ面とを設ける展開形状板を形
    成し、該展開形状板における各構成面部との境界線を折
    り曲げて立方体を形成し、隣接させる構成面の重ね合わ
    せ代と重ね合わせ面とを接合して圧接し、かつ、該圧接
    個所を超音波融着し、該融着個所を１枚の中空ボードの
    厚さと同等もしくは同等以下となるように圧縮して接ぎ
    合わせて立方体の容器を形成することができるようにし
    てなることを特徴とする超音波融着で面結合してなる合
    成樹脂製中空ボード。
  6. 【請求項６】 平行する２葉のシートを多数のリブを介
    して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空ボード素材と
    して、立方体の容器を形成するに必要な各面部で、か
    つ、その側辺縁部に重ね合わせ代、重ね合わせ面等を有
    する単位面部材を形成し、該単位面部材を立方体の容器
    形成に必要な面部となるように単位面部材の側辺縁部を
    重ね合わせて圧接し、かつ、該圧接個所を超音波融着
    し、該融着個所を１枚の中空ボードの厚さと同等もしく
    は同等以下となるように圧縮して接ぎ合わせて立方体の
    容器を形成することができるようにしてなることを特徴
    とする超音波融着で面結合してなる合成樹脂製中空ボー
    ド。
  7. 【請求項７】 平行する２葉のシートを多数のリブを介
    して一体成形した熱可塑性合成樹脂製中空ボードの端部
    を適宜幅寸法をもって二重もしくは二重以上の複数層と
    なるように折り込み、該折り込み個所を折り込み層数の
    素材合計厚さ寸法よりも小寸法となるように圧縮し、か
    つ、超音波照射により融着結合して中空ボードの側縁部
    に強靱剛性部を形成してなることを特徴とする超音波融
    着で面結合してなる合成樹脂製中空ボード。
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