JP3886272B2 - 中空合成樹脂板の端面処理方法及びその装置 - Google Patents

中空合成樹脂板の端面処理方法及びその装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製段ボール箱を形成するためのケースブランク等の中空合成樹脂板の端面処理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、従来の紙製段ボール箱に代えて、図２（ａ）に示すような、表壁２と裏壁２’間に複数のウェブ３が等間隔に一体成形された中空合成樹脂板１からなるケースブランクで形成された樹脂製段ボール箱が多用されてきている。これらの樹脂製段ボール箱は、紙製に比べて強度があり通い箱等として繰返し使用でき、且つ洗浄等が容易であり、長期間繰返し清潔に使用できる利点がある。しかしながら、中空合成樹脂板は従来の段ボールと同様にウェブ軸方向に対して、その端面が開口した多数の開口溝４を有しているため、繰返し使用過程で該開口溝４にごみ等の異物が侵入しまう欠点がある。そのため、異物の侵入を防ぐために開口溝の両端部を封鎖するための端面処理が行われている。
【０００３】
従来行われている端面処理方法として、中空合成樹脂板の開口溝が面している端面部を上下より熱板により挾圧して熱溶着する方法、又は超音波熱溶着により溶着する方法が知られている。また、中空合成樹脂板は、ケースブランクのみに限らず、パット等種々の用途に使用されているが、これらの用途における製品でも上記と同様な方法で必要に応じて端面処理が行われている。そして、これらの端面処理は、例えばケースブランクの場合は、開口溝が面しているフラップ各辺や切込端部等を別々の工程で行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の端面処理方法のうち、上下より熱圧着する方法は、内部のウェブを熱溶融する必要があるため表壁と裏壁面を必要以上に高温で加熱しなければならない。そのため表壁と裏壁は直接端面シールに関与しない部分まで必要以上に大きく加熱され、而も圧着に対して各ウェブがバラバラな方向に座屈しながら溶着するので、熱溶着部（即ち、端面処理部）の表面積と形状が不均一になり製品の仕上がり寸法が不安定になると共に反りが発生し易い欠点がある。また、端面のシールも不均一になり、ピンホールが発生し易く、シール性が不安定である等の欠点がある。一方、超音波溶着による端面処理方法は、処理速度が遅く加工寸法に制限を受ける欠点があると共に、処理端面にシール部エッジが立ち易い等の欠点があった。さらに、前記方法によるケースブランクの端面処理は、熱溶着部が不均一であるためブランクの反りが発生し易く、また多数工程で行っているため生産性の向上を阻害する要因となっている等の問題点がある。
【０００５】
本発明は、従来技術の上記実情に鑑み創案されたものであって、熱溶着部の表面形状が均一で製品の仕上がり寸法が正確で安定し、また反りの発生も少なく、且つピンホールも発生しにくく均一にシールでき、さらにシールエッジも発生しない安全性・衛生性・美観性に優れた端面処理部を有する中空合成樹脂板を得るための中空合成樹脂板端面処理方法及びその装置を得ること、及びケースブランクを一工程で端面処理ができるケースブランクの端面処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の中空合成樹脂板の端面処理方法は、表壁と裏壁に複数のウェブが等間隔に一体成形された中空合成樹脂板の端面処理方法であって、前記中空合成樹脂板を所定位置で保持し、該中空合成樹脂板の溝開口部が面している端面に対して、頂部が三角柱状に形成されその頂角が３０°〜１００°の範囲にある成形熱板を前記頂部がウェブに突き当たるように変位させることにより、前記ウェブの端部を端縁から軸方向に略三角状に加熱溶融させると共に、前記成形熱板の傾斜辺が前記表壁端部及び裏壁端部に接触することによって前記表壁端部及び裏壁端部をその内面側から加熱し、該表壁端部と裏壁端部を成形板により前記ウェブ端部の溶融部を包込むように屈曲成形して表壁端縁と裏壁端縁を互いに溶融接合させることにより、前記ウェブ間の溝開口部が面している端面をシール成形することを特徴とする。
【０００７】
前記中空合成樹脂板がケースブランクの場合は、ケースブランクは少なくとも底壁フラップ端面部及び上壁フラップ端面部を前記シール成形し、糊代部の両側端面部及びフラップ間の切込端面部は、上方から熱板により熱溶着シールする。そして、同一ステーションで、ケースブランクの形状に対応して前記底壁フラップ端縁部及び上壁フラップ端部の前記シール成形と、糊代部の両側端面部及びフラップ間の切込端面部の熱溶着シールを一工程で同時に行うのが望ましい。
【０００８】
また、本発明の中空合成樹脂板の端面処理装置は、中空合成樹脂板の開口端面に対して側方から直角にウェブにその頂部が突き当たるように変位駆動可能に配置され、前記頂部が三角柱状に形成されその頂角が３０°〜１００°の範囲にあり、ウェブ端部を端縁から軸方向に向かって加熱溶融して該ウェブ端部に加熱溶融部を形成すると共に、その傾斜辺が中空合成樹脂板の表壁端部及び裏壁端部に接触して前記表壁端部及び前記裏壁端部をその内面側から加熱する成形熱板と、前記表壁端部と前記裏壁端部を、前記ウェブ端部の加熱溶融部を包込むように屈曲成形して表壁端縁と裏壁端縁を互いに溶融接合させる成形型面を有する上下変位可能に設けられた成形板と、前記中空合成樹脂板を端面処理中押さえて保持する押え板とを備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】
そして、本発明の中空合成樹脂板からなるケースブランクの端面処理装置は、
中空合成樹脂板の開口端面に対して側方から直角にウェブにその頂部が突き当たるように変位駆動可能に配置され、前記頂部が三角柱状に形成されその頂角が３０°〜１００°の範囲にあり、ウェブ端部を端縁から軸方向に向かって加熱溶融して該ウェブ端部に加熱溶融部を形成すると共に、その傾斜辺が中空合成樹脂板の表壁端部及び裏壁端部に接触して前記表壁端部及び前記裏壁端部をその内面側から加熱する成形熱板と、前記表壁端部と前記裏壁端部を、前記ウェブ端部の加熱溶融部を包込むように屈曲成形して表壁端縁と裏壁端縁を互いに溶融接合させる成形型面を有する上下移動可能に設けられた成形板と、前記中空合成樹脂板を端面処理中押さえて保持する押え板とを備えてなるフラップ端面処理装置、上下駆動される加熱加圧板を有するフラップ間の切込端面処理装置、及び上下駆動される加熱加圧熱板を有する糊代端面処理装置からなり、前記フラップ端面処理装置、切込端面処理装置及び前記糊代端面処理装置が、ケースブランクの底壁フラップ端面、フラップ間の切込端面、糊代端面に対応して同一ステーションにそれぞれ配置されてなることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る中空合成樹脂板の端面処理方法の概略を示している。端面処理前の中空合成樹脂板は、図２（ａ）に示すように、段ボールのライナーに相当する表壁２、裏壁２’間に等間隔に設けられたウェブ３によって形成された両端面が開口している貫通の開口溝４を有してなり、押出し成形により、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の合成樹脂で一体に成形されている。該中空合成樹脂板１は製品によって適宜大きさに打ち抜き形成され、次のようにして開口溝の端面処理がなされる。
【００１１】
端面処理ステーションには、中空合成樹脂板１を受ける受け板６、端面を位置決めするゲージ板７、端面部を上下から挾んで熱成形する成形型面１１、１１’を有する一対の成形板８、８’、及び押え板９が配置され、且つ開口端面部に対して側方から直角に中空合成樹脂板のウェブにその頂部が突き当たるように成形熱板１０が変位可能に配置されている。成形板８、８’の成形型面の形状によって、中空合成樹脂板の端面処理部５の形状が画成され、本実施形態では、端面処理部５が図２（ｂ）に示すような表壁２及び裏壁２’の端部が円弧上に屈曲しながら略中央部で溶融接合する形状となるように成形型面１１、１１’を図１に示すように互いに対称的に円弧状に形成してある。成形熱板１０はその基部がヒータ１５に固着されて、該ヒータ１５はヒータ変位駆動装置であるシリンダ装置１６のロッド１７の先端に固定され、該シリンダ装置は予め設定された変位量及び変位スピードで変位できるように図示しない制御手段により制御される。
【００１２】
成形熱板１０は、図の実施形態では、先端部が三角柱状をし、その頂点がちょうどウェブ３の中間高さ位置に当たる高さに設定され、ウェブを中間から加熱しながら押し込むことによって、ウェブを先端から三角切込み状に溶融する。成形熱板頂部の頂角θは任意の角度が採用できるが、表壁及び裏壁の端縁を互いに確実に接合させ端面処理部を最小範囲で且つピンホールを発生させることなくきれいに均一にシールするには、３０°〜１００°の範囲が望ましく、より最適な範囲は５０°〜９０°である。頂角が３０°以下であると成形熱板先端が鋭角になり過ぎ、中空合成樹脂板の表壁及び裏壁が成形熱板の三角面に接して加熱軟化させるには、それだけ深くウェブに進入させる必要があり、ウェブの溶融部が多くなる。逆に頂角が１００°以上であるとウェブの溶融部の深さが浅くなり過ぎ、端面処理部の成形が困難になる。
【００１３】
本実施形態の中空合成樹脂板の端面処理装置は以上のように構成され、図１（ａ）において中空合成樹脂板１は、受板６上に適宜の搬送手段により搬送されて、その開口溝４が開口している端面をゲージ位置に下降しているゲージ板７に付き当たることにより、端面が位置決めされる。次に押え板９が下降することにより中空合成樹脂板１が押えられてその位置で保持され、ゲージ板７が上昇する。この状態で、シリンダ装置１６が作動して予めヒータ１５により所定温度に加熱されている成形熱板１０を中空合成樹脂板側に変位させることにより、まず成形熱板の先端がウェブの中間部に当たってウェブを中間部から溶融しながら所定量変位することにより、三角柱状の成形熱板の傾斜辺でウェブを略三角形状に溶融させ、且つ表壁及び裏壁が成形熱板の傾斜辺に接触することによって表壁及び裏壁先端部も軟化する（図１（ｂ））。前記成形熱板の温度は、中空合成樹脂板１の材質によって選定されるが、ポリプロピレン又はポリカーボネート等の場合は２００℃〜２４０℃程度を維持するのが好ましい。また、成形熱板１０は図１（ｂ）に示す状態で、端面処理部の樹脂が溶融軟化するまで、３〜２０秒間程度保持しておくことが望ましい。
【００１４】
その後、成形熱板１０が復帰して退避すると同時に、成形板８、８’が上下から移動して中空合成樹脂板１を挟圧して溶融部を加圧成形する。その際、ウェブが断面三角状に溶融しているために表壁及び裏壁が容易に変形し、表壁端縁及び裏壁端縁が中空合成樹脂板の中間厚さ部で接合するので、端面処理部表面にしわ等の発生も少なく図２（ｂ）に示すようなスムーズに円弧した端面処理形状を得ることができる。なお、図２（ｂ）における１８は、ウェブ３の溶融部を示している。
【００１５】
なお、端面処理部の形状は、前記実施形態のものに限らず、製品によって任意形状のものが採用でき、図３にその一例を示している。図３（ａ）に示す中空合成樹脂板１ａの端面処理部５ａは上下の成形型面の形状を変えて、上側の成形型面を湾曲状、下側の成形型面を略水平面に形成した場合を示し、図３（ｂ）に示す中空合成樹脂板１ｂの端面処理部５ｂは成形型面を所定角度の直線状傾斜面にして成形した場合の例を示している。
【００１６】
図４及び図５は、上記中空合成樹脂板の端面処理方法及び装置を、図６に示すような中空合成樹脂板で形成されたケースブランクの端面処理装置に適用した場合の実施形態を示している。本実施形態のケースブランク２０では、開口溝の開口端が露出する部分を全て端面処理する場合を示し、底壁フラップ端面部２１、上壁フラップ端面部２２、糊代部の両端面部２３、２３’、フラップ間の切込端面部２４の端面処理を行う。本実施形態では上記端面処理のうち、最も端面処理部が大きく正確な端面処理が要求される底壁フラップ端面部２１と上壁フラップ端面部２２を前記実施形態における端面処理方法で行い、端面処理部が短い部分あるいはスポット的な部分については単純な熱溶着方法によって行った。
【００１７】
本実施形態のケースブランクの端面処理装置は、同一ステーションにケースブランクの形状に対応してフラップ端面処理装置３０、糊代端面処理装置４５及び切込端面処理装置３７がそれぞれ配置されており、一工程で同時に全ての端面処理行われるようになっている。図４は、フラップ端面処理装置３０と切込端面処理装置３７を示し、図において前記実施形態と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。フラップ端面処理装置３０は、前記実施形態と同様な技術的手段によって構成されているが、ゲージ板及び成形熱板装置の図示は省略されている。本実施形態では、成形板８、８’は本体フレーム３１に固定されたシリンダ装置３３、３３’のロッド先端部に適宜のブラケットを介して固定され、シリンダ装置により上下駆動される。同様に押え板９も本体フレーム３１に固定されたシリンダ装置のロッド先端部に固定され、該シリンダ装置より端面処理の間、ケースブランク２０を一定圧力で押圧して保持する。
【００１８】
以上のように構成されたフラップ端面処理装置が、ケースブランクの搬送路に沿って左右のフラップに対応して左右それぞれ４組づつ配置されている。各フラップ端面処理装置の前記成形板８、８’は、それぞれのフラップ辺の長さに相当する長さをものが採用されている。
【００１９】
切込端面処理装置３７は、ケース組立後コーナ部上下端に位置する切込端部をシールするためのものであり、傾斜型面３８を有する成形熱板３９がヒータ４０に固定され、該ヒータがシリンダ装置４１のロッド先端に取り付けられて、傾斜型面３８が丁度切込端面に当たるように上下駆動可能にケースブランクの切込端部位置上方に配置されている。所定温度に加熱された成形熱板３９がシリンダ装置４１により下降すると、傾斜型面３８が切込端面２４に当たって該部を傾斜状に溶融圧着することにより、図４に示すように切込端部２４を傾斜状に熱溶着シールすることができる。
【００２０】
糊代端面処理装置４５は、図５に示すように、傾斜型面４６を有する成形熱板４７がヒータ４８に固定され、該ヒータがシリンダ装置４９のロッド先端に取り付けられて、傾斜型面４６が糊代端面に当たるようにシリンダ装置により上下駆動可能にケースブランクの糊代部の両端部位置上方に配置されている。なお、５０は押え板であり、ヒータ４８と共にシリンダ装置４９のロッドにブラケット５１を介して取り付けられている。５２はブラケット５１に対し押え板５０を下方に付勢するためのスプリングであり、それにより端面処理作業中糊代部を所定の圧力で押圧することができる。所定温度に加熱された成形熱板４７がシリンダ装置４９により下降すると、傾斜型面４６が糊代端面に当たって該部を傾斜状に溶融圧着することにより、図５に２３で示すように糊代端面を傾斜状に熱溶着シールすることができる。
【００２１】
以上の実施形態に示すように、本発明のケースブランクの端面処理装置は、同一ステーションにケースブランクの形状に対応してフラップ端面処理装置、糊代端面処理装置及び切込端面処理装置がそれぞれ配置されているので、一度にケースブランクの端面処理を行うことができるので、生産速度を従来の２０c/s／Ｈ程度から４０c/s／Ｈ以上に向上させることができ、従来と比べて生産性を格段に向上させることができる。なお、上記実施形態ではフラッブ端面処理装置をそれぞれのフラップに対応する大きさに形成して配置してあるが、一のフラップ端面処理装置で底壁又は表壁フラップ端面部の複数又は全ての端面処理ができるように成形板及び成形熱板の長さを長く形成して配置しても良い。
【００２２】
以上本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限るものでなく、その技術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施形態では、開口溝が面している端面の端面処理を示したが、中空合成樹脂板を単独のパット等として使用する場合は、溝開口部が面している端面以外の端面も、同様な方法で外側のウェブを軸方向長さにわたって溶融して、溝開口部が面している端面と同様に端面処理することによって、全周縁部を均一形状に端面処理ができ、体裁の良いパットを得ることができる。また、上記溝開口部が面している端面処理は、直線部に限らず、熱成形板及び成形板をその形状に合わせて変更することによって、曲線や斜線等任意形状の端面部の端面処理が可能である。なお、本発明は、厚さが３〜７ｍｍの中空合成樹脂板の端面処理により好適に適用できるが、それ以上の厚物の中空合成樹脂板の端面処理にも適用が可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１〜５によれば、ウェブを所定形状に直接加熱溶融するので、表壁及び裏壁を必要最低限度に加熱して表壁端縁と裏壁端縁を熱溶着することができ、端面処理の表面形状が均一で製品の仕上がり寸法が安定し、また反りの発生も少なく、且つピンホールも発生しにくく均一に確実にシールでき、さらにシールエッジも発生しない安全性・衛生性・美観性に優れた端面処理部を有する中空合成樹脂板、そして該合成樹脂板からなるケースブランクを得ることができる。
【００２４】
また請求項５記載の発明によれば、ケースブランクの形状に対応してフラップ端面処理装置、糊代端面処理装置及び切込端面処理装置がそれぞれ配置されているので、一度にケースブランクの端面処理を行うことができ、従来と比べて生産性を格段に向上させることができる。また、特にフラップ端面処理を上記方法でシール成形しているので、処理後の寸法精度が安定し製品寸法に優れたケースが得られる。さらに、最小限度の加熱溶融であるので、ブランクの反り及びピンホールの発生が非常に少ないケースブランクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の中空合成樹脂板の端面処理工程を示す模式図である。
【図２】（ａ）は端面処理前の中空合成樹脂板の斜視図であり、（ｂ）は端面処理後の中空合成樹脂板の斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｂ）はそれぞれ他の実施形態の端面処理後の中空合成樹脂板の模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係るケースブランクの端面処理装置の要部概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係るケースブランクの端面処理装置の他の要部概略図である。
【図６】ケースブランクの平面図である。
【符号の説明】
１中空合成樹脂板 ２ 表壁
２’ 裏壁 ３ ウェブ
４ 開口溝 ５ 端面処理部
７ ゲージ板 ８、８’ 成形板
９、５０ 押え板 １０、２９、４７ 成形熱板
１１、１１’ 成形型面 １５、４０、４８ ヒータ
１６、３３、４１、４９ シリンダ装置
２０ ケースブランク ３０ フラップ端面処理装置
３７ 切込端面処理装置 ４５ 糊代端面処理装置

Claims (2)

  1. 表壁と裏壁間に複数のウェブが等間隔に一体成形された中空合成樹脂板の端面処理方法であって、前記中空合成樹脂板を所定位置で保持し、該中空合成樹脂板の溝開口部が面している端面に対して、頂部が三角柱状に形成されその頂角が３０°〜１００°の範囲にある成形熱板を前記頂部がウェブに突き当たるように変位させることにより、前記ウェブの端部を端縁から軸方向に略三角状に加熱溶融させると共に、前記成形熱板の傾斜辺が前記表壁端部及び裏壁端部に接触することによって前記表壁端部及び裏壁端部をその内面側から加熱し、該表壁端部と裏壁端部を成形板により前記ウェブ端部の溶融部を包込むように屈曲成形して表壁端縁と裏壁端縁を互いに溶融接合させることにより、前記ウェブ間の溝開口部が面している端面をシール成形することからなり、前記中空合成樹脂板がケースブランクであり、該ケースブランクは少なくとも底壁フラップ端面部及び上壁フラップ端面部を前記シール成形し、前記ケースブランクの糊代部の両側端面部及びフラップ間の切込端面部は、上方から熱板により熱溶着シールしてなり同一ステーションで、ケースブランクの形状に対応して前記底壁フラップ端面部及び上壁フラップ端面部の前記シール成形と、糊代部の両側端面部及びフラップ間の切込端面部の熱溶着シールを一工程で同時に行うことを特徴とする中空合成樹脂板の端面処理方法。
  2. 表壁と裏壁間に複数のウェブが等間隔に一体成形された中空合成樹脂板からなるケースブランクの端面処理装置であって、中空合成樹脂板の開口端面に対して側方から直角にウェブにその頂部が突き当たるように変位駆動可能に配置され、前記頂部が三角柱状に形成されその頂角が３０°〜１００°の範囲にあり、ウェブ端部を端縁から軸方向に向かって加熱溶融して該ウェブ端部に加熱溶融部を形成すると共に、その傾斜辺が中空合成樹脂板の表壁端部及び裏壁端部に接触して前記表壁端部及び前記裏壁端部をその内面側から加熱する成形熱板と、前記表壁端部と前記裏壁端部を前記ウェブ端部の加熱溶融部を包込むように屈曲成形して表壁端縁と裏壁端縁を互いに溶融接合させる成形型面を有する上下移動可能に設けられた成形板と、前記中空合成樹脂板を端面処理中押さえて保持する押え板とを備えてなるフラップ端面処理装置、上下駆動される加熱加圧板を有するフラップ間の切込端面処理装置、及び上下駆動される加熱加圧熱板を有する糊代端面処理装置からなり、前記フラップ端面処理装置、前記切込端面処理装置及び前記糊代端面処理装置が、ケースブランクの底壁フラップ端面、フラップ間の切込端面、糊代端面に対応して同一ステーションにそれぞれ配置されてなることを特徴とするケースブランクの端面処理装置。
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