JP6980973B2 - 紙筒ブロック - Google Patents

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本発明は、長尺状切込とミシン目状切込が一連に周回する部位を境にして複数の筒ブロック片に分離できる紙筒ブロックに関するものである。
本出願人は、複数の筒ブロック片が連なって構成されている紙筒ブロックの隣接する筒ブロック片の境界に周回するミシン目状切込を形成し、当該ミシン目状切込に沿って折り曲げることにより、鋏を使うことなく、各筒ブロック片に切り離すことができる紙筒ブロックを提案した(特許文献1参照)。
特開2007−44259号公報
前記紙筒ブロックはミシン目状切込に沿って切り離す際に両手で挟んでちぎる動作を要することから少なからず紙筒ブロックを把持した両指に力が入り、円筒形の筒ブロック片が平たく潰れた状態になり、当該筒ブロック片が予め予定された形状の立体構造物の一部品として組み込まれたときに見栄えが良くないという問題点があった。
そこで、本発明者は、ミシン目状切込の位置にて紙筒ブロックを折り曲げる動作を行っても紙筒ブロックを潰すことなく略円筒形のまま破断して各筒ブロック片に分離できる紙筒ブロックを提供することを技術的課題として、その具現化をはかるべく研究・実験を重ねた。
以下に本発明者が実施した試験について説明する。
本発明者は、図1に示すように、縦横250mm×87mm、紙厚0.12mmの長方形の薄紙シート1を複数枚用意した。当該薄紙シート1に対して長辺一方端(紙筒ブロックの外周端となる端辺)1aから相対する長辺他方端(紙筒ブロックの内周端となる端辺)1bの同じ位置に向かって薄紙シート1の短辺1cと平行に長尺状切込(以下、単に「切込」ともいう。)2とミシン目状切込(以下、単に「ミシン目」ともいう。)3とを一連に形成し、ミシン目の長さを87mm(全長ミシン目)、ミシン目80mmと切込7mm、ミシン目70mmと切込17mm、ミシン目60mmと切込27mm、ミシン目50mmと切込37mm、ミシン目47.5mmと切込39.5mm、ミシン目42.5mmと切込44.5mm、ミシン目40mmと切込47mm、ミシン目37.5mmと切込49.5mm、ミシン目35mmと切込52mm、ミシン目32.5mmと切込54.5mm、ミシン目30mmと切込57mm、ミシン目27.5mmと切込59.5mm及びミシン目25mmと切込62mm、とした各薄紙シート1を各複数枚用意した。
当該各薄紙シート1を巻き筒の内周にミシン目3が位置し、外周に切込2が位置し、内径が約φ8mmとなるように薄厚円筒状に巻いて、この周回位置にて分離する巻筒部位4を形成した紙筒ブロック5の試験体を五本づつ用意し、各試験体のサンプルとした(図2参照)。当該各試験体の巻き筒状態は一周約25mmの約3.48周となっており、4層巻部分と3層巻部分とが存在していた(図3参照)。なお、図3では各層の一周を離して図示したが実際には図2に示す状態であり、紙厚0.12mmの薄紙においては各層の一周は略同じ長さと見做した。
試験体(1)においては、巻筒部位4の全周にミシン目3を有し、試験体(2)においては、巻筒部位4の最内周を含んで該最内周から3.2周までミシン目3を有し、試験体(3)においては同じく2.8周まで有し、試験体(4)では2.4周まで、試験体(5)では2周まで、試験体(6)では1.9周まで、試験体(7)では1.7周まで、試験体(8)では1.6周まで、試験体(9)では1.5周まで、試験体(10)では1.4周まで、試験体(11)では1.3週まで、試験体(12)では1.2周まで、試験体(13)では1.1周まで、そして、試験体(14)においては巻筒部位4の最内周にミシン目を有していた。なお、切込2の形成においては、前記長辺一方端側が離れないないように約1mm残して紙面を貫通して切り込み、ミシン目3はピッチを1mm間隔の3mm加工とした。したがって、前記各ミシン目3と切込2との形成長には誤差が存在し、ミシン目3と切込2の長さにおいて約との表現を付記してもよい。各試験体における一連の直線上におけるミシン目3の長さを表1及び表2に示した。
Figure 0006980973
Figure 0006980973
表1及び表2において、ミシン目周回とは、前述の通り、各試験体における紙筒ブロック5の巻筒部位4に現れるミシン目3の巻き回数である。試験体(1)における全周とは巻筒部位4の全周がミシン目3になっていることを示しており、試験体(14)の周回1は巻筒部位4の最内周における一周がミシン目3になっていることを示している。
次に、紙筒ブロック(試験体)5の折れ具合を数値化するために、両手で挟んで折る動作を摸した図4に示す試験冶具6を作製した。当該試験冶具6は矢印A方向にて進退する第一台座7にフルスケール20kgfのトルクゲージ8を固定し、当該トルクゲージ8の測定子9に先端をφ8mmの丸Rに成形した幅8mm、高さ25mmのアタッチメント10を取り付け、当該アタッチメント10の前方にて約40mm離して第二台座11に立設した固定ピン12間を二分するように位置付け、且つ、二本の固定ピン12とアタッチメント10の先端との間に前記紙筒ブロック5を倒設した際に、アタッチメント10の長手方向と紙筒ブロック5の長手方向とが直交するように設けた。
そして、前記試験冶具6の両固定ピン12とアタッチメント10との間に各試験体のサンプルを倒設し、図4及び図5に示すように、サンプルの巻筒部位4にアタッチメント10の先端を当接させた後、矢印A方向へゆっくり前進させ、巻筒部位4において割れが現れたときのストロークを測定した(図6参照)。結果を表1及び表2、図7に示す。表1及び表2における各試験体に対するサンプルの数値は、アタッチメント10を巻筒部位4に当接させた状態を0として前進距離(ストローク長)を単位mmで示したものであり、ストローク平均にはサンプル五本の平均を単位mmにて示したものてあり、ストローク最短はサンプル五本中で最も早く割れが発生したサンプルのストローク長を示したものである(当該試験例の各サンプルを比較例、実施例とした。)。なお、図6において、(a)は接触時を示し、(b)及び(c)は紙筒内径以内のストロークを示し、(d)は略紙筒内径のストロークを示し、(e)はつぶれが発生したストロークを示した。図7に示すグラフは、横軸を周回、左側縦軸をストローク長mm、右側縦軸を割れ時のトルクkgfとしたものである。
表1、表2及び図7より、いずれの試験体においてもトルクは略同じ1kgf前後であったことから、紙筒部位4に対する負荷について大きな誤差は無く影響はないことが確認できた。
前記試験冶具6を用いて前記各試験体ついて破断試験を実施した。結果は表1、表2及び図7に示す。
試験体(1)〜(3)は全サンプルにおいて、紙筒ブロック5の内径φ8mmを超えるストローク長を示し、図6の(e)に示すように、いずれも分離する前に巻筒部位の筒が潰れて折れ曲がることを確認した。また、試験体(1)では切込2は存在せず(比較例1)、試験体(2)では巻筒部位4の最外周に位置する0.28周に切込2が存在し(比較例2)、試験体(3)では巻筒部位4の最外周に位置する0.68周に切込2が存在しており(比較例3)、いずれも、巻筒部位4の最外周を一周して切込2が存在しているものではなかった。
試験体(4)〜(14)では、巻筒部位4の最外周を含む1.08周に切込2が存在する試験体(4)の一サンプルにおいて最短ストローク長7.5mmを示して割れが発生し(実施例1)、最外周を含む1.48周に切込2が存在する試験例(5)の一サンプルにおいて最短ストローク長8mmを示して割れが発生し(実施例2)、最外周を含む1.58周に切込2が存在する試験例(6)の一サンプルにおいて最短ストローク長8mmを示して割れが発生し(実施例3)、最外周を含む1.78周に切込2が存在する試験例(7)の一サンプルにおいて最短のストローク長6mmを示して割れが発生し(実施例4)、最外周を含む1.88周に切込2が存在する試験体(8)の一サンプルにおいて最短ストローク長6mmを示して割れが発生し(実施例5)、最外周を含む1.98周に切込2が存在する試験体(9)の一サンプルにおいて最短ストローク長5.5mmを示して割れが発生し(実施例6)、最外周を含む2.08周に切込2が存在する試験体(10)の一サンプルにおいて最短ストローク長5mmを示して割れが発生し(実施例7)、最外周を含む2.18周に切込2が存在する試験体(11)の一サンプルにおいて最短ストローク長5mmを示して割れが発生し(実施例8)、最外周を含む2.28周に切込2が存在する試験体(12)の一サンプルにおいて最短ストローク長5.5mmを示して割れが発生し(実施例9)、最外周を含む2.38周に切込が存在する試験体(13)の一サンプルにおいて最短ストローク長5.3mmを示して割れが発生し(実施例10)、最外周を含む2.48周に切込2が存在する、すなわち、残りの巻筒部位4の最内周にミシン目3が存在する試験体(14)の一サンプルにおいて最短ストローク長4mmを示して割れが発生し(実施例11)、巻筒部位4の筒が潰れてしまうことなく割れて破断し、分離することを確認した。
また、前記破断試験において、紙筒ブロック5が割れる際に音を発することを発見し、折れ曲がる場合と割れる場合との発生する音の違いを明確にすることを目的として発する音をオシロスコープにて拾ったところ、試験体(1)〜(3)のサンプルにおいては図8に示す波形或いは略同類の波形が表れ、試験体(4)〜(14)においては図9に示す波形或いは略同類の波形が表れた。そこで、発明者は、図10に示すように、実際に各試験体(1)〜(14)を両手に持って巻筒部位4にて折る動作をしたところ、試験体(4)〜(14)においては分離する際に、はち切れるように破断して図9に示す波形の甲高く折れる音と共に、挟んだ両指に伝わる心地よい振動を体感した。これは、試験体(1)〜(3)においては、図11に示すように、巻筒部位4にて折れ曲がる際に巻き筒が略潰れた状態で開口するために音が筒内に伝わらず共鳴せず、試験体(4)〜(14)においては、図12に示すように、巻筒部位4にて割れる際に巻き筒の形状が略保持された状態で、或いは、巻き筒の形状が楕円形状態で割れが発生した場合には円形に戻ろうとしながら開口するために、音が筒内に伝わって共鳴することによるものと推定した。
さらに、前記薄紙シートをφ7mm及びφ10mmとなるように薄厚円筒状に巻いて、同様の試験を行ったところ、φ7mmの紙筒ブロックにおいてもφ8mmの紙筒ブロックと同様の結果が得られ、φ10mmの紙筒ブロックにおいても、図13に示すように、ミシン目周回2.4に対してストローク長約9.5mm、ミシン目周回2に対してストローク長約9mm、ミシン目周回1.7に対してストローク約8mm、1.6に対して約7.5mm、1.5に対して約7.5mm、1.4に対して約7.0mm、1.3に対して約6.5mm、1.2に対して約5mm、1.1に対して約6mm、1に対して約5mmとなり、φ8mmの紙筒ブロックにて確認できた試験体(4)〜(14)における結果である図7に示すグラフに準ずる効果が得られることを確認した。
本発明者は、前掲の各試験を通じて、紙筒ブロックの巻き筒における長尺状切込とミシン目状切込との割合を選択的に特定すれば、両手に持って折る動作をしても紙筒ブロックを潰すことなく、前記巻筒部位にて容易に破断できるいう知見を得て前記技術的課題を達成したものである。
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。
即ち、本発明に係る紙筒ブロックは、紙を該紙の先端辺から薄厚円筒状に巻き取って該紙の端を巻き取った薄厚円筒側面に接着して形成してなる所望長さの紙筒ブロックを所定の巻筒部位にて複数の筒ブロック片に分離して該筒ブロック片を立体構造物の部品として組み立てる紙筒ブロックにおいて、前記巻筒部位が、前記巻筒部位の最外周を一周するように任意に連続して走る長尺状切込と、前記巻筒部位の内周側にて前記長尺状切込と一連に連続して少なくとも最内周を一周するミシン目状切込とを備えて形成されているものである。
また、本発明は、前記紙筒ブロックにおいて、ミシン目状切込を、最内周を含んで該最内周から外周側に向かう一周の略半周を含んで一連に連続して形成したものである。
さらに、本発明に係る紙筒ブロックは、紙を該紙の先端辺から薄厚円筒状に巻き取って該紙の端を巻き取った薄厚円筒側面に接着して形成してなる所望長さの紙筒ブロックを所定の巻筒部位にて複数の筒ブロック片に分離して該筒ブロック片を立体構造物の部品として組み立てる紙筒ブロックにおいて、前記紙の一面には予め前記各筒ブロック片を構成するデザインが施されて隣接する筒ブロック片同士の境界には、前記先端辺から向かい合う他端辺の前記紙の端に向かって長尺状切込と該長尺状切込に連続して走るミシン目状切込が形成されており、前記長尺状切込は前記巻筒部位の最外周を一周するように連続する長尺状切込となり、前記ミシン目状切込は前記巻筒部位の内周側にて前記長尺状切込に一連に連続して少なくとも最内周を一周するミシン目状切込となっているものである。
本発明によれば、紙筒ブロックを周回するように巻き筒の外周側には長尺状切込を形成し、内周側には長尺状切込に沿って一連に連続するミシン目状切込を形成した巻筒部位を設けたので、この巻筒部位において紙筒ブロックを折り曲げるようにすれば、紙筒ブロックを潰すことなく破断して略円筒形を保持した筒ブロック片に分離することができる。
破断試験に用いた薄紙シートを説明する斜視図である。 破断試験を行った紙筒ブロックの斜視図である。 図2に図示する紙筒ブロックにおける巻筒部位を示す縦断面の説明図である。 破断試験に用いた試験冶具の説明図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。 破断試験を説明する斜視図である。 破断試験におけるアタッチメントのストロークを説明する図である。 各試験体の破断試験の結果を表すグラフである。 潰れた状態で破断した時に発生した破断音を拾ったオシロスコープに現れた波形(横軸ns/d、縦軸1V)を示す図面代用写真である。 割れた状態で破断した時に発生した破断音を拾ったオシロスコープに現れた波形(横軸1ms/d、縦軸1V)を示す図面代用写真である。 両手で紙筒ブロックを持って折る動作をする説明図である。 折る動作による紙筒ブロックの状態を説明する斜視図である。 折る動作による紙筒ブロックの状態を説明する斜視図である。 内径φ10mmの紙筒ブロックに対する破断試験の結果を表すグラフである。 一実施の形態における薄紙シートの斜視図である。 図14に図示する薄紙シートを巻き取って形成される紙筒ブロックの斜視図である。 紙筒ブロックを構成する筒ブロック片を組み込んだ立体構造物である。 太い紙筒ブロックの一例の説明図である。
以下、本発明の実施の形態を図1〜図13を参照して図面に基づき説明する。
実施の形態1.
図1〜図6及び図10〜図12と同一符号は同一又は相当部分を示し、図14において、1は矩形薄紙シートであり、当該薄紙シート1の片面には、円筒状に巻き取って紙筒ブロック5(図2参照)を成形した際に紙筒ブロック5の外側面に現れる位置の長尺一方端側に帯状にデザイン等の模様やユニットを表す図形等がブロック13単位で印刷されている。そして、隣接するブロック13の境界には、薄紙シート1の長辺一方端(紙筒ブロック5の外周端となる端辺)1aから相対する長辺他方端(紙筒ブロック5の内周端となる端辺)1bの同じ位置に向かって薄紙シート1の短辺1cと平行に長尺状切込2とミシン目状切込3とが一連に連続して形成されている。
そして、前記薄紙シート1を該薄紙シート1の長辺他方端1bから薄厚円筒状に巻き取って薄紙シート1の長辺一方端1aを巻き取った薄厚円筒側面に接着することにより図15に示す所望長さの紙筒ブロック5が形成され、一連に連続する前記長尺状切込2と前記ミシン目状切込3は同じ周回位置に巻き取られて巻筒部位4を形成し、各巻筒部位4により複数の筒ブロック片14が連結された状態となっている。そして、前記筒ブロック片14は前記ブロック13の巻き取りにより形成されている。
前記巻筒部位4は、図3に示すように、巻筒部位4の最外周を一周するように任意に連続して走る長尺状切込2と、巻筒部位4の内周側にて長尺状切込2と一連に連続して少なくとも最内周を一周するミシン目状切込3とを備えて形成されている。
これにより、この巻筒部位4において紙筒ブロック5を折り曲げるようにすれば、紙筒ブロック5を潰すことなく破断することができ、略円筒形を保持した筒ブロック片14に分離することができる。当該各筒ブロック片14は予め予定された形状の立体構造物(図15参照)15の一部品として組み込まれる。
巻筒部位4における長尺状切込2とミシン目状切込3との関係は、ミシン目状切込3を、最内周を含んで該最内周から連続する外周側において二周とさらにその外周側における略半周を含んで一連に連続して形成されて残りが少なくとも長尺状切込2であればよく(試験体(4))、さらに好ましくは、ミシン目状切込3を、最内周を含んで該最内周から連続する外周側の二周目における略半周を含んで一連に連続して形成されて残りが少なくとも長尺状切込2であればよい(試験体(7))。また、前記長尺状切込2は薄紙シート1の長辺一方端1aから形成してもよく、長辺一方端1aの切込端が離れることを防ぐ必要があれば、複数個のミシン目状切込(すなわち、所望幅残して)3形成してもよい。さらに、長尺状切込2からミシン目状切込3へと連続させるまでの長尺状切込2の任意の位置にてミシン目状切込3の一つのピッチ幅に相当する間隔の所望幅の間欠部位を設けるようにしてもよい。すなわち、先端から長尺状切込2を形成してもよく、先端を数ミシン目までの所望幅残して長尺状切込2を形成してもよく、ミシン目状切込3を形成するまでの長尺状切込2間に一ミシン目程の繋が設けられていてもよく、これらを包含して任意に連続して走る長尺状切込であればよい。
本実施の形態によれば、紙筒ブロックを潰すことなく破断して略円筒形を保持した筒ブロック片に分離することができる。
また、分離する際に、はち切れるように破断して図9に示す波形の甲高く折れる音と共に、挟んだ両指に伝わる心地よい振動を得ることができる。
さらに、外周側に長尺状切込を形成するようにしたので、従来の紙筒ブロックの巻き数及び巻厚を変更する必要がないから、同じシリーズの立体創造物の筒ブロック片として用いることもできる。
実施の形態2.
本実施の形態においては、径の異なる二種類の紙筒ブロック5に巻筒部位4を形成したものであり、細い紙筒ブロック(以下、「細筒ブロック」ともいう。例えば、φ7mm)の筒ブロック片14は太い紙筒ブロック(以下、「太筒ブロック」ともいう。例えば、φ8mm)の円筒内に摺動状態で挿入できると共に、該太筒ブロックの側面に開口した組込穴に摺動状態で装着でき、それぞれ、予め予定された形状に組み立てられる立体創造物15の一部品としての筒ブロック片14に分離して用いるものである。
図1〜図16と同一符号は同一又は相当部分を示し、図17において、16は、前記太筒ブロック、17は、前記組込穴である。組込穴17は、巻筒部位4を挟んで隣接する筒ブロック片18において所望位置に形成されている。
本実施の形態では、巻筒部位4にて折り曲げ動作をする際に前記組込穴17の存在により、紙筒ブロックの剛性が損なわれない位置に離して形成することにより、前記実施の形態1と同様の作用・効果を得ることができる。
実施例1(試験体(4))
縦横250mm×87mm、紙厚0.12mmの長方形の薄紙シート1を用意し(図14参照)、当該薄紙シート1に対して長辺一方端1aから相対する長辺他方端1bの同じ位置に向かって薄紙シート1の短辺1cと平行に切込2を44.5mmと切込2に続けて一連にミシン目3を60mm形成し、内径が約φ8mmとなるように薄厚円筒状に巻いて、この周回位置にて分離する巻筒部位4を形成した紙筒ブロック5(試験体(4))とした。
紙筒ブロック5の巻き筒状態は一周約25mmの約3.48周となっており、4層巻部分と3層巻部分とが存在し、巻筒部位4の最内周を含んで該最内周から2.4周にミシン目3を有していた。
当該紙筒ブロック5の巻筒部位4を挟んで両手で持ち、折る動作をしたところ(図10の(a)、図10の(b)参照)、ストローク長7.5mmにおいて、はち切れるように破断して図9に示す波形の甲高く折れる音と共に、挟んだ両指に伝わる心地よい振動を体感した。紙筒ブロック5から分離された筒ブロック片14は潰れることなく円筒形が保持されていた。
実施例2(試験体(5))〜実施例11(試験体(14))
実施例1と同様にして、表1及び表2に示す紙筒ブロック5を作製した。実施例2(試験体(5))及び実施例3(試験体(6))はいずれもストローク長8mmにおいて破断し、実施例4(試験体(7))及び実施例5(試験体(8))はいずれもストローク長6mmにおいて破断し、実施例6(試験体(9))はストローク長5.5mmにおいて破断し、実施例7(試験体(10))及び実施例8(試験体((12))はいずれもストローク長5mmにおいて破断し、実施例9(試験体(12))はストローク長5.5mmにおいて破断し、実施例10(試験体(13))はストローク長5.3mmにおいて破断し、実施例11(試験体(11))はストローク長4mmにおいて破断し、図10の(a)及び(b)に示すように、両手で把持して巻筒部位4にて折り曲げたところ、はち切れるように破断し、図9に示す波形が得られた。
比較例1(試験体(1))〜比較例3(試験体((3))
実施例1と同様にして、表1及び表2に示す紙筒ブロック5を作製した。比較例1(試験体(1))及び比較例2(試験体(2))は最短のストローク長が18mmにて初めて切れが見受けられ、比較例3(試験体(3))は最短のストローク長が13mmにて初めて切れが見受けられた。いずれも、図6の(e)に示す潰れた状態であった。
本発明によれば、紙筒ブロックを周回するように巻き筒の外周側には長尺状切込を形成し、内周側には長尺状切込に沿って一連に連続するミシン目状切込を形成した巻筒部位を設けたので、紙筒ブロックを潰すことなく破断して略円筒形を保持した筒ブロック片に分離することができるから、鋏などの刃物を持ち込めない空間において利用でき、制限されることなくブロック玩具を楽しむことができる。
1 薄紙シート
1a 長辺一方端
1b 長辺他方端
1c 端辺
2 長尺状切込
3 ミシン目状切込
4 巻筒部位
5 紙筒ブロック(試験体、サンプル)
6 試験冶具
7 第一台座
8 トルクゲージ
9 測定子
10 アタッチメント
11 第二台座
12 固定ピン
13 ブロック
14 筒ブロック片
15 立体構造物
16 太い紙筒ブロック
17 組込穴

Claims (3)

  1. 紙を該紙の先端辺から薄厚円筒状に巻き取って該紙の端を巻き取った薄厚円筒側面に接着して形成してなる所望長さの紙筒ブロックを所定の巻筒部位にて複数の筒ブロック片に分離して該筒ブロック片を立体構造物の部品として組み立てる紙筒ブロックにおいて、前記巻筒部位が、前記巻筒部位の最外周を一周するように任意に連続して走る長尺状切込と、前記巻筒部位の内周側にて前記長尺状切込と一連に連続して少なくとも最内周を一周するミシン目状切込とを備えて形成されていることを特徴とする紙筒ブロック。
  2. ミシン目状切込が、最内周を含んで該最内周から外周側に向かう一周の半周を含んで一連に連続して形成されている請求項1記載の紙筒ブロック。
  3. 紙を該紙の先端辺から薄厚円筒状に巻き取って該紙の端を巻き取った薄厚円筒側面に接着して形成してなる所望長さの紙筒ブロックを所定の巻筒部位にて複数の筒ブロック片に分離して該筒ブロック片を立体構造物の部品として組み立てる紙筒ブロックにおいて、前記紙の一面には予め前記各筒ブロック片を構成するデザインが施されて隣接する筒ブロック片同士の境界には、前記先端辺から向かい合う他端辺の前記紙の端に向かって長尺状切込と該長尺状切込に連続して走るミシン目状切込が形成されており、前記長尺状切込は前記巻筒部位の最外周を一周するように連続する長尺状切込となり、前記ミシン目状切込は前記巻筒部位の内周側にて前記長尺状切込に一連に連続して少なくとも最内周を一周するミシン目状切込となることを特徴とする紙筒ブロック。
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