JP4802563B2 - 端面を閉鎖したプラスチック中空板とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、端面を閉鎖したプラスチック中空板とその製造方法に関する。本発明において「プラスチック中空板」とは、「プラスチック気泡ボード」、「プラスチック段ボール」および「プラスチック折り畳みハニカム」をあわせて称する語である。

「プラスチック気泡ボード」とは、プラスチック、代表的にはポリプロピレンをＴ−ダイから溶融押出しし、そのシートを加熱成形、通常は真空成形して多数のキャップ状の突起を有するキャップシートとし、そのキャップの底面と頂面とに平坦なバックシートおよびライナーシートを融着させて、中空の板としてなる成形品をいう。「プラスチック段ボール」とは、プラスチックの溶融押出しにより形成された、２枚のシートとそれらを連結して平行に走る多数のリブとからなる成形品をいう。「プラスチック折り畳みハニカム」とは、ヨーロッパ特許第１１２３１１９号の対象である、プラスチックシートに所定の間隔で垂直方向の部分を与え、長手方向に順次折り重ねて行くことにより製造した、ハニカム構造を有する成形品をいう。以下の説明は、プラスチック気泡ボードを中心に進める。

上記したようなプラスチック中空板、とくにプラスチック気泡ボード（以下「気泡ボード」と略称する）は、その軽量であることと、剛性が高いという特性を買われて、建築材料や、自動車部分を製造する構造材など、さまざまな用途に使用されている。

気泡ボードの重要な用途に、包装または輸送用の容器の製造があるが、容器の用途によっては、気泡ボードの端面が開放された構造であることが支障になる場合が少なくない。たとえば、水洗いされる鮮魚の容器がその例であり、鮮魚に限らず、一般に食品の容器は、開放された端面から気泡ボード内部に水やほこりが入ることを防がなければならない。

そこで、気泡ボードの開放された端面を閉鎖する技術が種々考案されており、一部は実用化されている。端面の閉鎖は、プラスチックの押出し成形により２枚のシートを平行に走る多数のリブで接続した構造の、「プラスチック段ボール」（略称「プラ段」）と呼ばれる中空の板に関してまず試みられ、感熱接着剤の層を設けた枠板を端面に当て、この枠板を加熱加圧して、接着剤を溶融させてリブの間に充填して固化させるという方法が提案された（特許文献１）。プラ段は、リブの端の２面だけ閉鎖すれば足りるが、この方法は、感熱接着剤の層を設けた、プラ段の幅に合わせた幅の枠板を用意しなければならない。

出願人も、広義のプラスチック段ボール（上記したプラ段に、気泡ボードを含めた、剛性をもつプラスチック中空板の総称）の縁部を処理する方法を開発して、すでに開示した（特許文献２）。その縁部処理方法は、化粧帯を使用する態様と使用しない態様とがある。

化粧帯を使用する態様は、プラスチック段ボールの縁部とその外側を両面から押さえ板で規制しつつ、プラスチック段ボールの厚さに等しい幅をもったプラスチックの化粧帯を縁部に当て、その外側から金属製の当て板を当て、当て板を介して背後からヒーターで加熱して化粧帯を縁部に融着させることからなる。化粧帯を使用しない態様は、プラスチック段ボールの少なくとも縁部近くを、ある幅だけ残して両面から押さえ板で規制しつつ、断面コ字型で両辺から底面に移行する部分の断面が曲面である金属製の治具を縁部に当て、背後からヒーターで加熱しつつ治具を押しつけることにより、縁部近くのプラスチック材料を軟化融着させ、曲面に沿って変形させることからなる。

この縁部処理方法は、美麗な端面が与えられる点ですぐれたものといえるが、目的に合わせて用意した装置が必要であり、かつ、工程が複雑で処理に時間がかかるのが難点である。そこで出願人は、その点を改善した縁部の処理方法を開発し、これも提案した（特許文献３）。その処理方法は、端面に熱線を照射して、端面に露出したキャップの壁、バックシートおよびライナーシートの縁を軟化させ、軟化した縁部を押しつぶして、断面が「イルカの頭」状の融着部とすることからなる。

後者の方法は、簡易な装置を使用して実施することができ、所要時間も短いから、端面の形状を問わない場合には、有力な手法である。しかし、気泡ボードの用途には、処理した端面がボード面に垂直な断面の形をもった、整った形状であることが望ましい場合が多い。そこで、そのような端面形状を与える処理方法であって、構成部品が少ない装置で簡単に実施でき、所要時間が短くて済む技術が、引き続き求められていた。

特開平６−３４４４４９ 特開２００３−６２９１７ 特開２００５−３５０７１

本発明の目的は、上述の要望に応えて、端面を閉鎖処理したプラスチック中空板であって、処理した端面が板面に垂直な断面の形をもった、整った形状であるものを提供することと、そのようなプラスチック中空板、代表的には気泡ボードを得る方法、すなわち、処理した端面が板面に垂直な断面の形をもった、整った形状であることを確保しつつ、構成部品が少ない装置で簡単に実施することができ、処理に要する時間が短くて済む、プラスチック中空板の端面を閉鎖処理する方法を提供することにある。

本発明のプラスチック中空板は、気泡ボードを例にとって説明すれば、図１に示すように、溶融押し出しされたプラスチックのシートを成形して多数のキャップ状の突起を有するキャップシート（１１）とし、そのキャップの底面および頂面にそれぞれ平坦なバックシート（１２）およびライナーシート（１３）を貼り合わせてなるプラスチック気泡ボード（１）に対して、その開放された端面の少なくともひとつに、端面の全体を覆う寸法形状のプラスチックのテープ（２）を融着させることにより端面を閉鎖してなり、このテープの融着を、隣接する少なくとも二つの端面に関して連続的に行なったことを特徴とするプラスチック気泡ボードである。

このような気泡ボードを与える本発明のプラスチック中空板の端面閉鎖方法は、これも気泡ボードを例にとって説明すれば、基本的には図２のＡないしＤに示すように、プラスチック気泡ボード（１）の閉鎖しようとする端面を加熱溶融し、それと同時に、プラスチック気泡ボードの厚さにほぼ等しい幅をもつプラスチックのテープ（２）の一方の表面を、少なくともプラスチック気泡ボードの端面の長さにわたって加熱溶融し、溶融した面どうしを圧着して一体にしたのち、プラスチックのテープの余分な部分を取り除いて端面が閉鎖されたプラスチック気泡ボードを得ることからなる。

本発明の端面を閉鎖したプラスチック中空板は、気泡ボードなどの開放端を確実かつ美麗に、低廉なコストで閉鎖したものであるから、気泡ボードの内部に水やほこりが入ることがない。したがって、この気泡ボードは、食品を取り扱う容器の材料として問題なく使用できるほか、端面を閉鎖してあることが望まれる、そのほかの任意の用途に向けることができる。この端面を閉鎖した気泡ボードを与える本発明の方法は、プラスチックテープの繰出し手段、加熱板とその出入手段、および圧着手段を用意すれば容易に実施できるから、設備費が嵩むことはない。操作は簡単で、所要時間が短く、製造コストも低廉で済む。

本発明の端面閉鎖方法の代表的な態様を、図面を参照して説明すれば、まず図２Ａに示すように、プラスチックのテープ（２）を、気泡ボード（１）の端面の長さを少し超える長さで繰り出し手段（コイル）から引き出し、閉鎖すべき端面（１４）と対向する位置に置く。テープの引き出しは、その端を真空吸着手段（５）によって捉えて移動させることによってもよいし、端をクリップ手段で挟んで引き取ってもよい。つぎに、図２Ｂに示すように、気泡ボードの端面とプラスチックのテープとの間に、両面が加熱できる板状の電熱式ヒーター（６）を挿入し、加熱溶融させるべき気泡ボードの端面とテープとを、ヒーターの両面に接触させることによって、接触面を溶融させる。

続いて、気泡ボードの端面とプラスチックのテープとの間隔を少し広げてヒーターを後退させる。ヒーターは、溶融したプラスチックと離れやすいように、表面にフッ素樹脂加工を施しておくとよい。ヒーターを後退させたとろで、図２Ｃに示したように、プラスチックのテープを、その後ろ側から、圧着ロール（７）や押圧バーのような押圧手段を用いて気泡ボードの端面に向けて押しつけ、溶融面どうしを融着させる。融着が完了したら、図２Ｄに見るように、プラスチックのテープの余分な部分をカッター（８）で切断して取り除けば、ひとつの端面が閉鎖された気泡ボードが得られる。押圧手段は溶融部の熱を受けて温度が上昇するので、内部に冷却水を通すなどの手段によって冷却することにより、作業能率を高めることが推奨される。

上述の操作を、気泡ボードの閉鎖すべき各端面に対して施す。閉鎖すべき端面は、用途によって異なるが、四面とも閉鎖すれば、内部へ水やホコリが侵入することのない気泡ボードが得られる。そのような製品を所望する場合、また、少なくとも隣接する二つの端面に閉鎖処理を施す場合、ひとつの閉鎖が終わったところでプラスチックのテープの余分な部分を切断することなく、気泡ボードを９０度回転させて、隣接する未処理の端面に対して閉鎖の作業を行なえばよい。四面に対し順次、端面の閉鎖を行ない、最後にプラスチックのテープの余分な部分を切断することにより、完全閉鎖の気泡ボードが完成する。

本発明の変更態様によれば、一挙に複数枚の気泡ボードに対して端面の閉鎖処理ができる。その態様は、プラスチックのテープに代えて広幅のプラスチックのシートを使用するものである。すなわち、図３に示すように、プラスチック気泡ボード（１）を複数枚、その閉鎖しようとする端面をそろえて積み重ね、積み重ねた端面を加熱溶融し、それと同時に、プラスチック気泡ボードの積み重ねた厚さにほぼ等しい幅をもつプラスチックのシート（３）の一方の表面を、少なくともプラスチック気泡ボードの端面の長さにわたって加熱溶融し、溶融した面どうしを圧着して一体にしたのち、プラスチックのシートの余分な部分を取り除くとともに、プラスチック気泡ボードごとにプラスチックのシートを切り離して、複数枚の端面が閉鎖されたプラスチック気泡ボードを得ることからなる。

気泡ボードごとにプラスチックのシートを切り離す作業は、適宜のカッターを使用して行なえばよいが、図４に示すように、融着させるプラスチックのシートにあらかじめミシン目（５）を設けておき、それを利用して行なうこともできる。

上述した気泡ボードの４端面を一時に閉鎖する手法は、複数枚の気泡ボードの端面を１枚のシートで同時に閉鎖する場合にも適用できることは、いうまでもない。そのような実施態様を示すのが、図５である。図５のＡは４周にわたる閉鎖を行なっている途中を示し、図５のＢは、閉鎖を完了したところを示す。このとき、シートのはじめと終わりとは、辺の中途で突き合わせてもよいし、角部で突き合わせてもよいが、一般に、角部からの剥離を避ける意味で、辺の途中で突き合わせることが推奨される。

ここで「突き合わせ」というのは、図６のＡにみるような、字義どおりにテープの端を突き合わせた態様だけでなく、図６のＢに示したような、若干の重ね合わせ部分がある態様を包含する。後者は、隙間から水やホコリが侵入することを完全にシャットアウトできるという点で、端面を閉鎖した気泡ボードの用途によっては好ましい。なお、端面閉鎖処理の対象となる気泡ボードは、通常、正方形を含む長方形であるが、その角部は、いわゆる「面取り」をしたものであってもよいし、「アール」をつけたものであってもよいことは、いうまでもない。

本発明が適用できる気泡ボードは、前記したポリプロピレンを材料とするものが有力であるが、そのほかの任意のプラスチックを材料とするものにも有用である。好適な気泡ボードは、単位面積（ｍ²）当たりの重量にして０．３〜５kgの範囲のものであるが、それ以外でも、剛性のある気泡ボードであれば本発明の端面閉鎖が実施できる。

使用するプラスチックのテープ（シートを含むが、テープで代表させる）の厚さは、気泡ボードの厚さによっても異なるが、通常の厚さが３〜２０mmの気泡ボードに対しては、０．５〜３mmの範囲のものが適切である。テープの幅は、気泡ボードの厚さに合致させた幅とするか、またはわずかに狭いものが好適である。テープの材料は、気泡ボードの材料と同質のものがよいが、その場合、端面のプラスチックを十分に溶融させるまで気泡ボード側を加熱すると、テープが軟らかくなりすぎて押圧作業に支障を生じることがある。

この問題への対策は、さまざま考えられる。そのひとつは、ヒーターの両側の温度が異なっていて、テープ側の温度が気泡ボード端面側の温度より若干低くなるように設計した、１本のヒーターを使用することであり、いまひとつは、ヒーターを２本用意し、それぞれの加熱温度を異ならせることによって、気泡ボード端面とテープとが、それぞれに適した温度に到達するようにはかることである。気泡ボード端面とテープとへの接触時間が異なるようにし、気泡ボード側が長くなるように操作しても、同じ効果を得ることができる。

気泡ボードの材料と、テープの材料とは、同質のものであることが、リサイクルの観点からは好ましい。上記の加熱溶融の調節という観点からは、テープの材料として、気泡ボードと同質ではあるが、より融点が高いものを選択すれば、この問題は解消できる。そこで、プラスチックとしては実質上同質のもの、たとえば、ともにポリプロピレンであって、しかし重合度ないし分子量、あるいは分子量分布が異なるものを選択して組み合わせるなどの工夫が好ましい。

別の選択としては、テープとして、２層以上の構造のものを用いることもできる。そのようなテープは、共押出しの技術によって、容易に製造することができる。このテープは、気泡ボードの端面に融着する側は気泡ボードと同等の融点の材料を用い、外側には高融点で高強度の材料を用いれば、上に論じた融着の作業性を確保した上で、製品である端面を閉鎖した気泡ボードの物性に対する、高度な要求に応えることができる。

本発明には、上述したほかにも、さまざまな変更態様が可能である。一例を挙げれば、気泡ボードの端面を閉鎖するプラスチックのテープには、融着に先だって着色したり印刷を施したりしておくことが可能である。それにより、一般的な効果としては、意匠性が高くなって、この気泡ボードを材料として製造した、包装容器その他の製品がもつ美観を増すことが容易に考えられる。そのほか、製品にした際の付加的な機能を視覚的に表示することができる。たとえば、この気泡ボードを材料として製造した箱が、同一方向に積み重ねれば積み上げ（スタッキング）ができ、表と裏とを交互にして重ねればネスティングができる、というような場合、材料の端面の色や模様によって、そのことが示されれば、取り扱う者にとって好都合である。

以上、本発明を、加工の対象がプラスチック気泡ボードである場合について説明したが、本発明は、必要な変更を加えることにより、他の２種のプラスチック中空板すなわちプラスチック段ボールおよびプラスチック折り畳みハニカムに対しても適用できる。たとえば、プラスチック段ボールにおいては、リブの方向に対して板をバイアスに切り出した場合は４辺とも端面の閉鎖が必要になるが、リブの方向に直角に切り出した板の場合は、リブと平行な２辺は、通常は閉鎖の必要がない。

他の２種のプラスチック中空板を具体的に挙げれば、図７のＡ、ＢおよびＣはプラスチック段ボールの例であり、図８は、その製造工程とともに示したプラスチック折り畳みハニカムである。これらは、プラスチック気泡ボードを含めて、同一のカテゴリーの中で同種または異種のものを２枚またはそれ以上、また、異なるカテゴリーに属するものを２枚またはそれ以上、貼り合わせた積層体として使用することができる。

本発明の端面を閉鎖したプラスチック中空板は、各種の容器とくに通い箱を製造する材料として、また自動車の部品を製造する材料として、さらには建築材料たとえば断熱材として水が侵入するおそれのある部分に使用するものなど、さまざまな用途を有する。

本発明に従って端面を閉鎖したプラスチック中空板（プラスチック気泡ボード）の端面付近の断面図。 本発明のプラスチック中空板の端面を閉鎖する方法を、プラスチック気泡ボードを例にとって説明する図であって、Ａは、プラスチックのテープを繰り出した段階を示す平面図であり、Ｂは、プラスチック気泡ボードの端面とプラスチックのテープの一方の面とを、加熱板に接触させて溶融させている段階を示す断面図であり、Ｃは、溶融したプラスチック気泡ボードの端面とプラスチックのテープの一方の面とを圧着して一体にしている段階を示す平面図であり、そしてＤは、プラスチックのテープの余分な部分を切り捨てている段階を示す平面図。 本発明のプラスチック中空板の端面を閉鎖する方法のひとつの変更態様として、重ねた複数枚のプラスチック気泡ボードの端面にプラスチックのシートを融着させる場合を示す斜視図。 本発明の方法の、図３とは別の変更態様を示す斜視図。 図３または図４の変更態様に従う方法の、ひとつの実施例を示す斜視図であって、Ａは閉鎖の途中の段階、Ｂは閉鎖が終えた段階。 図５の方法において、プラスチック気泡ボードの端面を閉鎖したプラスチックのシートの端の処理法を示す図であって、Ａは突き合わせタイプ、Ｂは重ね合わせタイプ。 Ａ，ＢおよびＣは、プラスチック気泡ボードとともに本発明の適用対象であるプラスチック段ボールの諸態様を、とくに断面の構造を明らかにして示した斜視図。 やはり本発明の適用対象であるプラスチック折り畳みハニカムを、その製造工程とともに構造を示した斜視図。

符号の説明

１ プラスチック気泡ボード
１１ キャップシート
１２ バックシート
１３ ライナーシート
１４ 閉鎖すべき端面
２ プラスチックのテープ
３ プラスチックのシート
４ ミシン目
５ 真空吸着手段
６ ヒーター
７ 圧着ロール
８ カッター

Claims (8)

1. プラスチック中空板の開放された端面の少なくともひとつに、端面の全体を覆う寸法形状のプラスチックのテープを融着させることにより端面を閉鎖してなり、このテープの融着を、隣接する少なくとも二つの端面に関して連続的に行なったことを特徴とするプラスチック中空板。
2. プラスチック中空板が、溶融押出しされたプラスチックのシートを成形して多数のキャップ状の突起を有するキャップシートとし、そのキャップの底面および頂面にそれぞれ平坦なバックシートおよびライナーシートを貼り合わせてなるプラスチック気泡ボードである請求項１の端面を閉鎖したプラスチック中空板。
3. プラスチック中空板が、プラスチックの溶融押出しにより形成された、２枚のシートとそれらを連結して平行に走る多数のリブとからなるプラスチック段ボールである請求項１の端面を閉鎖したプラスチック中空板。
4. プラスチック中空板の閉鎖しようとする端面を加熱溶融し、それと同時に、プラスチック中空板の厚さにほぼ等しい幅をもつプラスチックのテープの一方の表面を、少なくともプラスチック中空板の端面の長さにわたって加熱溶融し、溶融した面どうしを圧着して一体にしたのち、プラスチックのテープの余分な部分を取り除いて端面が閉鎖されたプラスチック中空板を得ることからなるプラスチック中空板の端面を閉鎖する方法。
5. プラスチック中空板を複数枚、その閉鎖しようとする端面をそろえて積み重ね、積み重ねた端面を加熱溶融し、それと同時に、プラスチック中空板の積み重ねた厚さにほぼ等しい幅をもつプラスチックのシートの一方の表面を、少なくともプラスチック中空板の端面の長さにわたって加熱溶融し、溶融した面どうしを圧着して一体にしたのち、プラスチックのシートの余分な部分を取り除くとともに、プラスチック中空板ごとにプラスチックのシートを切り離して、複数枚の端面が閉鎖されたプラスチック中空板を別々に得ることからなるプラスチック中空板の端面を閉鎖する方法。
6. プラスチック中空板ごとにプラスチックのシートを切り離す操作を、プラスチックのシートにあらかじめ設けたミシン目を利用して行なう請求項５の端面閉鎖方法。
7. プラスチック中空板の端面の加熱溶融と、プラスチックのテープまたはシートの一方の面の加熱溶融とを、これらの面を対向させておき、その間に電熱式の加熱板を挿入し、加熱溶融すべき面を加熱板の両面に接触させることによって行なう請求項４または５の端面を閉鎖する方法。
8. プラスチックのテープまたはシートを、１枚の、または積み重ねた複数枚の長方形のプラスチック中空板の端面の全周にわたって融着させ、端面が完全に閉鎖されたプラスチック中空板を得る請求項４または５の端面閉鎖方法。

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