JP4642296B2 - 包装積層板に折り目を付ける方法、包装用積層板および包装 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明はセルロース繊維から作製された包装積層板に折り目を付ける方法に関し、この包装用積層板は、セルロース繊維の網目構造からなるバルクプロモート層（ここではバルク層と称する）と、バルク層の少なくとも１側面上の少なくとも１つの側面層からなり、この側面層とバルク層は基本的に互いに対向する表面全体にわたって互いに直接または間接に接合されている。
【０００２】
（従来技術および課題）
包装を作製する際には、材料に圧痕を設けるための折り目付け装置を使用して、通常は包装積層板から構成される材料に折り目を付ける。前記折り目付け装置は、丸みのついた滑らかなエッジを有する薄い帯板（ｒｕｌｅｒ）の形状、あるいは丸みのついた滑らかなエッジを有する溝切りホイールの形状とすることができ、母型中に注意深く形成される凹みの形に材料を押し込む。この凹みによって、材料はいわゆる折り目ラインのところで脆弱になる。折り目を付ける際に、積層材は積層板の平面外へ変形し、これによって、積層板の１側面、すなわち圧痕が付けられた側面とは反対側の側面上で、折り目ラインのところに突起が形成される。これによって、折り目ラインは折り代として働き、材料を所望の角度で真っ直ぐ折りたたむことを可能にする。この角度は通常は９０°であるが、他の角度例えば１８０°でもよい。できるだけはっきりした折り代を得るためには、（異なる積層板の特性および積層板のタイプに対応する）異なる材料品質に合わせて、異なる形状の折り目付け帯板または類似物、および母型が用いられる。通常は、帯板または他の折り目付け装置の厚さ、母型の凹みの幅または折り目の深さ、すなわち折り目付け装置が押し込まれる深さが変化する。
【０００３】
従来の折りたたみは、材料に設けられた圧痕の側から外側へ折りたたむことを特徴とする。これによって折りたたみに伴って形成される角の内側にバルジが形成される。例えば１８０°の折りたたみでは、折りたたまれた２枚の積層板の厚さの２倍以上の厚さを持つことになる。また、それよりも小さな角度では、このような折り目付けと折りたたみによって、角の内側に、折り目ラインに沿って延びたバルジが形成される。
【０００４】
従来の積層板を折りたたむ際にバルジが形成される理由は、折りたたみで圧縮される積層板の側に圧縮破壊が生じるからである。折りたたみ作業によって、折り目付け帯板によって形成された突起が圧縮されるので、圧縮破壊はバルジへと成長する。折りたたみラインに材料が集まるため、積層板はスプリングバックして元の平坦な形状へ戻る傾向がある。このことは、特に平行六面体の形をした包装に取っ手などを取り付けたり、または数個の包装を互いに上下に積み重ねる際など、荷重がかかることによって、折りたたみエッジが容易に丸まることを意味する。
【０００５】
したがって、従来の積層板に従来の方法で折り目を付ける方法の問題点および欠点は、平面外へ材料が移動し、および／または折りたたみラインの方に材料が移動して、バルジとなり、折りたたんだ積層板の厚みが増加することである。さらにこれに関連する問題として、この変形のために折りたたみラインが完全に直線にならず、美的欠陥となるだけでなく、互いに横に並べあるいは上下に積み重ねられる包装の形状がそれぞれ異なってくることである。折りたたみラインでの変形は、例えばアルミニウムフィルム、プラスチックフィルム、ラッカーなどの可能なバリア層またはフィルム層中において破壊を引き起こす圧痕として作用することがある。例えば積層板の一面にフィルムが貼られ、このフィルムが積層板の板紙よりも脆い場合、折りたたむ際にできたバルジあるいは他の何らかの不規則形状が、フィルム層にクラックを発生させることがある。印刷または高品位の表面仕上げを必要とする高級な板紙は、コーティング、濃色での印刷または塗装などを施すことがある。この場合、折り目付け帯板による圧痕は、折り目付け帯板の圧痕の外側へ折りたたむ際に、表面のコーティングを損傷させてクラックを生じ、下地の繊維材料を露出させる可能性がある。
【０００６】
このバルジの問題を軽減させる既知の方法は、ＳＥ４６７ ３０２に記載されており、この方法では、突起している折り目付け帯板の変形を機械的方法で除去している。しかし、この方法には、強度の低下や粉塵発生などの欠点がある。
【０００７】
バルジ形成の影響を少なくする他の既知の方法は、ＳＥ４３２、９１８に記載されており、この方法では、折り目ライン自体から材料を移動させるために補助の折り目ラインが用いられる。
【０００８】
また、何本かの平行した折り目ラインを配置することも一般に知られており、その際に、１つの角度が、互いに隣り合わせに配置されたいくつかの角度に分割される。しかしながら、この方法の欠点は全体の厚さが非常に厚くなることである。例えば、１８０°で折りたたむ場合、全体厚みは積層板厚みの２倍よりもかなり厚くなる。
【０００９】
さらに、折り目ラインからバルジを移動する他の方法は、ＳＥ５０７ ０９５に記載されており、それぞれの層が独立して変形するように、積層板の異なる層間の接着をなくしている。
【００１０】
折り目付けに伴う変形によって折りたたみラインのところで材料が移動する問題に対する、上述した解決策の全ての例において、折りたたみラインから材料を除去または移動させようと、あるいは代替策として、折りたたみラインに材料が集まるのを防止しようと努力が払われている。
【００１１】
他の問題に関するＥＰ５６５ ０１３には、数層からなる材料が記載されており、芯板は圧縮した細断紙で形成されている。また、この材料にはいくつかの溝を設けることができ、それによって可撓性が得られ、また異形の物体を包むのに使用できることが記載されている。したがって、同文書は、折りたたみによって形成される包装には関係せず、また、普通の意味での折り目または折り目付けの方法を示していない。
【００１２】
ＥＰ４８４ ７２６には、折りたたむ際、アルミニウム箔層の伸び応力を減少させるために、発泡接合材がどのように圧縮されるかが記載されている。
【００１３】
ＥＰ５４６ ９５６には、発泡セルロース繊維の中心層を持つ材料が記載されており、加工性が向上すると述べている。
【００１４】
ＵＳ２，７７０，４０６から、折りたたむと圧縮される多孔性のバルク層を備える、包装積層板が知られる。同文書によると、バルク層は発泡プラスチック層、特に閉孔セルを持つポリスチレン層によって形成される。このような材料は、１９５６年には確かに非常に良い材料であったが、今日の環境上の要求、再使用などの要求を考慮すると、明らかに材料として望ましくない。ＵＳ２，７７０，４０６には更に、ここに示されているものと同種の板紙は、成形の際に、板紙の隅のところで、クラフト紙の最外層にクラックが発生することが記述されている。すなわち、同文書によると、クラック形成の問題は、セルロース繊維とプラスチックの両方からなる積層板に関してのみ解決されているが、本質的にセルロース繊維で形成された積層板においては解決されていない。さらに、同文書は、この折り目付け方法そのものが、実際にどのように行われたかについては全く記述していない。
【００１５】
ＦＲ１，３４１，８５５は波形板紙の積層板について記述しており、この積層板は勿論セルロース繊維からなるが、本発明による積層板とは異なり、バルク層が、基本的に互いに対向する表面全体にわたってセルロース繊維の側面層と接合されたセルロース繊維の網目構造体では形成されてはいない。ＦＲ１，３４１，８５５の図２ａ−ｂにはこの出願に関係する従来技術が示されており、それは損傷と変形が問題であると述べている。すなわち、図２ａ−ｂによる折り目を付ける方法は問題のある方法として示されている。図３ａ−ｂには、従来の折り目を付ける方法が示されており、図２ａ−ｂの方法よりもいくらかは良いと述べているが、ＦＲ１，３４１，８５５の発明による解決法は、その代わりに、図４ａ−ｃに示されている、いわゆる最外層を切断／ミシン目を入れる「折り目を付ける方法」からなる。
【００１６】
（解決および利点）
本発明はセルロース繊維から作製された包装積層板に折り目を付ける方法であって、この包装積層板はバルクプロモート層（ここではバルク層と称する）と、バルク層の少なくとも一方の側面上の少なくとも１つの側面層を備え、この側面層とバルク層は基本的に互いに対向する表面全体にわたって互いに直接または間接に接合されている方法を提供することを目的とし、この方法は上述の問題を回避することを狙いとしている。
【００１７】
本発明はまた、前記の方法に従って折り目ラインを設けた包装積層板、および上述の積層板を折りたたんで作製した包装に関する。前記の積層板は液体あるいは固形の食品を包装する材料として、また、工業製品および商品の包装、あるいはこのような材料または最終製品を作製するための中間製品として使用することが好ましい。
【００１８】
本発明により、請求項１に記載の包装用積層板に折り目をつける方法が提示される。
【００１９】
すなわち、この折り目を付ける方法は、積層板の第１の面に押し込まれる折り目付け装置を利用し、また積層板の反対の側面に平面保持具を使用することによって実施される。したがって、平面保持具はあらゆる異なる種類の折り目ラインを作製するために、１個の同じ平坦かつ堅固な保持部からなるものでよい。このことは、折り目を付ける方法そのものに関して、また折り目付け装置のパターン変更だけで折り目の幾何形状の配列を変更するという点で、かなり簡単で速い、安価な方法を提供するものである。従来の折り目を付ける方法では、折り目の幾何形状を変更する必要があるときは、折り目付け装置および母型のパターンを変更しなければならない。
【００２０】
本発明の一態様では、積層板の前記第１の層に配設された側面層は、この方法では、前記側面層が折り目ラインのところのバルク層の中に落ち込み、これによって落ち込んだ側の層とは反対側の積層板は、折り目ラインのところで本質的に平坦性を維持する。
【００２１】
この折り目つけ方法では、バルク層が折り目ラインのところで圧縮され、大きな利点となる。圧縮によってバルク層の単一セルロース繊維で形成された網目構造が脆弱化する。引き続き折り目ラインのところで折りたたむ際に、側面層は圧縮荷重を受け、網目構造が脆弱化したことによって、側面層にかかるこの圧縮荷重に耐えることができない。この結果側面層がバルク層の中に落ち込むことになる。これによって、従来の折りたたみ方法で起こるバルジの形成、層剥離、側面層に発生し易い亀裂の問題を、引き続き折りたたむ際には回避することができる。バルク層の圧縮作用は、併願ＳＥ−Ａ０−９８０２９６７−１に記述した特に好ましい積層板を本発明で用いるならば達成できる。
【００２２】
本発明の一態様では、バルク層はその全体または主材が紙または板紙から構成され、セルロース繊維から別途形成した後、側面層に貼り合わせるか、または直接側面層上に形成する。そのためにバルク層は湿式または乾式で配設される。
【００２３】
本発明の一態様によれば、バルク層は濾水度５５０〜９５０ｍｌＣＳＦを有する４０〜９５％のセルロース繊維からなり、側面層はバルク層よりも大きな密度を持ち、積層板の曲げ剛性インデクスは、機械方向および横断方向の幾何平均値で２．５Ｎｍ⁷／ｋｇ³よりも大きく、１４Ｎｍ⁷／ｋｇ³よりも小さい。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、バルク層の少なくとも６０％は濾水度の値が６００ｍｌＣＳＦよりも大きい繊維からなり、積層板の曲げ剛性インデクスは３．０Ｎｍ⁷／ｋｇ³よりも大きい。あるいは、さらに好ましくは、少なくともバルク層の６０％は濾水度の値は６５０ｍｌＣＳＦよりも大きく、最も好ましくは少なくとも７００ｍｌＣＳＦ、ただし８５０ｍｌＣＳＦより小さい繊維からなり、積層板の曲げ剛性インデクスは４．０Ｎｍ⁷／ｋｇ³よりも大きい。積層板の曲げ剛性インデクスが５．０Ｎｍ⁷／ｋｇ³より大きければ特に好ましい。
【００２５】
バルク層の密度は５０〜３００ｋｇ／ｍ³であるのが適切であり、好ましくは７０〜２００ｋｇ／ｍ³、さらに好ましくは１００〜１８０ｋｇ／ｍ³である。側面層の密度はバルク層より少なくとも２倍、好ましくは少なくとも３倍、最も好ましくは少なくとも４倍であり、側面層の密度は３００〜１５００ｋｇ／ｍ³であるのが適切であり、４００〜８５０ｋｇ／ｍ³であることが好ましい。バルク層の基礎重量は３０〜３００ｇ／ｍ²であるのが適切であり、４０〜１２０ｇ／ｍ²であることが好ましく、側面層の基礎重量は２０〜１５０ｇ／ｍ²であるのが適切であり、積層板の基礎重量は５０〜５００ｇ／ｍ²が適切であり、９０〜２００ｇ／ｍ²であることが好ましい。
【００２６】
低密度の前記バルク層は、ケミカル―サーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）あるいは高い濾水度を有する例えばＴＭＰのような軟質木材を主とした他の「メカニカル」パルプを、乾式または湿式で積層することにより有利に製造することができる。１つの態様によれば、あらゆる既知の技術を用いることができるので乾式積層が好ましいが、積層技術とは関係なく、パルプの濾水度は５５０ＣＳＦより大きくなければならず、好ましくは６００ＣＳＦより大きく、さらに好ましくは６５０ＣＳＦより大きく、最も好ましくは７００ＣＳＦより大きいことである。前記第１の層のための繊維材料が高い濾水度を持つことで、シートの脱水および圧搾の際に、シートの密度が不要に高くならず、確実に圧縮できるようになる。濡れ弾力性の高い他の繊維材料、例えば化学的に架橋した繊維もある程度バルク層の構成要素となり得るが、これらの材料はしばしば湿式圧縮の後に耐脱水性が低く、高い弾力性を示し、少なくともコストの点で好ましくない。
【００２７】
考え得る他の繊維材料は、ポリエステル、ポリエテンおよびポリプロピレンなどの合成繊維であって、これらも低い耐脱水性および濡れた状態で高弾力性を示す。好ましい実施形態では、バルク層のための低密度層の原材料は、通常積層板の中間層を形成するが、機械的に製造された、少なくとも７５％、適切には少なくとも８０％の木材収率の、たとえば基本的に軟質木材を主材料とするＣＴＭＰおよびＴＭＰパルプ、いわゆる高収率パルプから、その全体または主材として選択される。但し、パルプが上で指定した濾水度の値を持つことが条件である。
【００２８】
バルク層には２５乾燥重量％まで損紙を混ぜてもよい。ここで、損紙とは紙または積層板紙の等級落ち品で、パルプ製造機の中で液状にされており、主に分離した繊維を示している。
【００２９】
バルク層はまた、少なくとも１種の、好ましくはラテックス接合材を含み、その含有量は、乾燥重量で計算して積層板の１〜３０重量％、好ましくは５〜３０重量％、より好ましくは７〜３０重量％、および最も好ましくは１０〜２０重量％である。
【００３０】
本発明の一態様によれば、両側面層の少なくとも１面は漂白された、または無漂白のケミカル硫酸塩パルプ、亜硫酸パルプまたはオルガノソルブセルロースパルプからなり、主に軟質／硬質木材からなる原材料から好ましく製造される。側面層はまた、金属箔層、好ましくはアルミニウム箔、ポリマーフィルム、金属化ポリマーフィルムまたは塗料などの１層または多層のバリア層を含んでもよい。特に積層板の最外層表面は高度に仕上げをした上述の種々材料のフィルムで構成してもよい。
【００３１】
包装積層板が折り目ラインに押し込まれたバルク層の側面に数種の側面層を持つ場合は、これらのすべての側面層はこの折り曲げ方法に則してバルク層の中に沈み込む。
【００３２】
本発明の他の利点は、本発明によって折り目ラインを与えられた積層板を折りたたんで包装を作製する際に、折り目ラインを形成する圧痕のいずれの方向へも折りたたむことができる点である。従来の折り目付け方法によって折り目ラインを付与された積層板を折りたたむ場合は、折り目付け装置で実施された圧痕の外側へ折りたたまなければならない。圧痕に向かって折りたたむのは、特に積層板が容易に損傷を受ける表面仕上げがされている場合、また、反対側の表面特性に高い要求がある場合、代わりに裏面に折り目を付けてもよく、大きな利点となる。
【００３３】
図を参照しながら本発明を以下に説明する。
【００３４】
図１Ａ〜Ｄは従来の折り目を付ける方法で折り目を付けた包装積層板、母型に対向する折り目付け帯板によって折り目を付けた板紙積層板（図１Ａ）、および上述の従来技術の問題を示している。従来の折り目付けの後、平面の外側へ出た永久変形（図１Ｂ）、折りたたみラインのところのバルジ／剥離（図１Ｃ）、および１８０°に折りたたんだ際の永久的な厚みの増加（図１Ｄ）。
【００３５】
図２は従来の折り目付けに伴なって圧縮荷重を受けた側面層の初期圧縮破壊を示している。図１Ｃによって圧縮破壊がバルジの形成へ成長することを示す。
【００３６】
図３は本発明によって包装用積層板に折り目を付ける方法を示す。積層板はバルクプロモート層１、積層板の第１の側面上の側面層２ｂ、および積層板の第２の側面上の２つの側面層２ａ、３からなる。積層板の第２の側面上の最外層３は、この実施の態様に示したように、高品位の表面仕上げを施された高級な表面層で構成される。積層板は折り目付け装置６で折り目を付けられ、これによって折り目ライン４が形成され、バルク層は折り目ライン４の部分で圧縮５を呈する。これによって側面層２ｂはバルク層１の中へ沈み込む。折り目付けに通常使用される保持具７が平坦なので、積層板の第２の側面上は、側面層２ａおよび３を含む積層板は平坦である。
【００３７】
図４には折り目ライン４のところでどのように９０°に折りたたまれるかが示されている。これによって、積層板の第１の側面にある、層２ｂが沈み込んだ方向に向かって折たたみが行われているのが明らかである。このことは高級なそして脆い側面層３は折り目付けの際にも、折りたたみの際にも損傷を受けないことを意味する。最も有益なことには、折りたたみラインのところにバルジまたは同様の変形が形成しないし、剥離またはクラックも起きないことも明らかである。
【００３８】
図５は特に好ましい積層板の側面層が、どのようにバルク層の中に沈み込んでいるかを示す顕微鏡写真である。この図は図４で概要を示した本発明の原理を示している。
【００３９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲内で変更することもできる。したがって例えば、場合によっては、折り目付け装置で折り目を付ける側面層を、積層板の側面から除外してもよいことが理解され、これによって側面層が中へ沈み込むことなくバルク層が圧縮される。また、本方法は、指定された濾水度の値および指定された曲げ剛性インデクスを有するバルク層を持つ積層板に限定されるものではなく、この種の積層板は、本発明を実施するために好適な積層板を提供しているだけであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の包装用積層板の折り目付けを示す図であり、図１Ａは折り目付け帯板による折り目付け方法を、図１Ｂは、その方法で折り目がつけられた積層板を、図１Ｃは、その積層板を９０°折り曲げたときのバルジの状態を、図１Ｄは、１８０°折り曲げたときの積層板の厚みを示す。
【図２】 従来の折り目を付けに伴って圧縮荷重を受けた包装用積層板の側面層の初期圧縮破壊の状態の一例を示す図である。
【図３】 本発明により包装用積層板に折り目ラインを付ける方法を示す図である。
【図４】 図３の積層板が折り目ラインで９０°折りたたまれた状態を示す図である。
【図５】 本発明により折り目を付けた図４に対応する特に好ましい包装積層板の側面層の顕微鏡写真である。

Claims (10)

1. セルロース繊維から作製された包装積層板に折り目を付ける方法であって、前記包装積層板が、セルロース繊維の網目構造からなるここではバルク層と称する、バルクプロモート層（１）と、バルク層の少なくとも一方の側面上の少なくとも１つの側面層（２ｂ）とを備え、前記側面層とバルク層は基本的に互いに対向するその表面全体にわたって互いに直接または間接に接合されており、折り目ライン（４）を形成するために、スタンピング装置を積層板の第１の側面に押し込み、他方、積層板の前記側面とは反対側のもう一方の側面でスタンピング装置の位置に対応する領域が平坦である保持具を使用することを特徴とする方法。
2. 側面層（２ｂ）が積層板の前記第１の側面に配置され、前記側面層（２ｂ）は、折り目ラインのところでバルク層中に沈下させられ、折り目ライン（４）の領域内の沈下した側面層（２ｂ）とは反対側で積層板が本質的に平坦に保たれることを特徴とする、請求項１に記載の折り目を付ける方法。
3. 前記バルク層（１）が折り目ライン（４）の領域で圧縮構造（５）を有するようにされ、それによって層間でバルジの形成または層剥離を生じることなく、または積層板の１つまたは２つの最外層（２ｂ、３）に折り目付けに伴うクラックを形成せずに、折り目ライン（４）のところでの折りたたみを容易にすることを特徴とする、請求項１または２に記載の折り目ラインを付ける方法。
4. バルク層（１）の４０〜９５％までが濾水度５５０〜９５０ｍｌＣＳＦのセルロース繊維からなり、側面層（２ｂ）がバルク層よりも高い密度を有し、積層板の曲げ剛性インデクスが、流れ方向および幅方向の幾何平均値で２．５Ｎｍ⁷／ｋｇ³よりも大きく、１４Ｎｍ⁷／ｋｇ³よりも小さいことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の折り目を付ける方法。
5. バルク層（１）の少なくとも６０％が、濾水度が６００ｍｌＣＳＦよりも大きい繊維からなり、積層板の曲げ剛性インデクスが３．０Ｎｍ⁷／ｋｇ³よりも大きいことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の折り目を付ける方法。
6. 積層板が、折り目ライン（４）のところで積層板の前記第一の側面に向かって折りたたまれることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の折り目を付ける方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の折り目を付ける方法によって作製された、折り目ラインを備える包装積層板。
8. 積層板が、折り目ライン（４）のところで積層板の前記第１の側面からまた積層板の前記第１の側面に向かって折りたたむように構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の折り目ラインを備える包装積層板。
9. 請求項１から６のいずれか一項に記載の折り目を付ける方法によって折り目を付けた包装用積層板を折りたたんで形成することによって作製した包装。
10. 前記包装が、少なくとも１本の折り目ライン（４）のところで、積層板を積層板の前記第１の側面に向かって折りたたむことによって形成されることを特徴とする、請求項９に記載の包装。

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