JP7057853B1

JP7057853B1 - 段ボールシート用打ち抜き型と、破断線、ミシン目、ジッパー及び折り曲げ罫線の少なくとも１つが形成された段ボールシート、及びその段ボールシートの製造方法

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Publication number: JP7057853B1
Application number: JP2021095809A
Authority: JP
Inventors: 一志石井; 裕紀杉田; 淳生石川; 卓生藤宮; 隆将西井
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 2021-06-08
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2022-04-20
Anticipated expiration: 2041-06-08
Also published as: JP2022187685A

Abstract

【課題】段ボールシートを押し潰されることを防止することにより、段ボール箱としたときの必要な圧縮強度を保持し、かつ、段ボールシートの割れが生じるのを抑制することにより、段ボール箱としての品質及び機能を保持する。【解決手段】打ち抜き型１１は、破断線、ミシン目、ジッパー又は折り曲げ罫線を形成するための打ち抜き刃１３を有すると共に、打ち抜き刃の近傍に弾性体１４が連続的に又は断続的に配され、弾性体が段ボールシートと接触した状態から、打ち抜き刃を段ボールシートの一方又は両方のライナを打ち抜くまでに、弾性体が移動した距離をＸとし、弾性体を厚み方向に、Ｘに相当する厚みの分を圧縮したときの弾性体の平面圧縮強さをＹ（ｋＰａ）、段ボールシートの厚み方向の平面圧縮強さをＺ（ｋＰａ）としたとき、ＺはＹ以上であることを特徴とする段ボールシート用打ち抜き型を用いる。【選択図】図１

Description

この発明は、段ボールシート用打ち抜き型と、破断線、ミシン目、ジッパー及び折り曲げ罫線の少なくとも１つが形成された段ボールシート、及びその段ボールシートの製造方法に関する。

従来から、段ボールシートは、所定の形状に打ち抜かれたり、折曲げ用の罫線、ミシン目、ジッパー等が形成されたりして用いられている。
段ボールシートを打ち抜いたり、罫入れを施したりする場合、打ち抜き型に取付けられた打ち抜き刃を段ボールシートに直接押し付けると、その押し付け部位に局部的な伸びが生じ、段ボールシートに割れが生じやすくなる。このような割れは、段ボールシートにミシン目を入れたり、ジッパーを形成したりする場合にも同様に生じる。

これに対し、段ボールを打ち抜くための打ち抜き刃として、鋭利な刃先加工を施すことにより、前記の押し付け部位に局部的な伸びが生じるのを防止し、段ボールシートに割れができるのを防止する方法が開示されている（特許文献１）。

また、打ち抜き刃の周囲に押圧材を設け、打ち抜き部位や罫線を形成する部位の段ボールシートを押し潰すことによりシートを薄くし、ライナを押さえることにより、打ち抜き刃が押し付けられた際、段ボールシートに割れができるのを防止する方法が開示されている（特許文献２）。

実用新案登録第３１１４５８１号公報特許第３４４１９９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、打ち抜き刃の加工の程度によっては、段ボールシートに割れが生じてしまう場合がある。また、特許文献２に記載の方法では、打ち抜き部位や罫線を形成する部位の段ボールシートを押し潰すので、段ボール箱としたとき、必要な圧縮強度が低下し、近年、問題となっている外装箱の胴膨れを誘発するおそれがある。また、打ち抜き刃の刃と刃の間の箇所（以下、「ツナギ」と称することがある。）の寸法が小さい場合だと、割れを抑制できない場合があり、品質面や機能面で問題となる場合がある。

そこで、この発明は、段ボールシートが押し潰されることを防止することにより、段ボール箱としたときの必要な圧縮強度を保持し、かつ、段ボールシートの割れが生じるのを抑制することにより、段ボール箱としての品質及び機能を保持することを目的とする。

この発明は、特定の段ボールシート用打ち抜き型を用いることにより、前記の課題を解決したものであり、その要旨は、下記の［１］～［５］に存する。
［１］段ボールシートに破断線、ミシン目、ジッパー、及び折り曲げ罫線の少なくとも１つを形成するための打ち抜き型であって、前記打ち抜き型は、前記破断線、ミシン目、ジッパー、及び折り曲げ罫線の少なくとも１つを形成するための打ち抜き刃を有すると共に、この打ち抜き刃の近傍に弾性体が連続的に又は断続的に配され、前記弾性体が前記段ボールシートと接触した状態から、前記打ち抜き刃が前記段ボールシートの一方又は両方のライナを打ち抜くまでに、前記打ち抜き刃が移動した距離をＸとし、前記弾性体について、Ｘに相当する分の厚みを圧縮したときの前記弾性体の平面圧縮強さをＹ（ｋＰａ）、前記段ボールシートの平面圧縮強さをＺ（ｋＰａ）としたとき、ＹはＺ以下であることを特徴とする段ボールシート用打ち抜き型。

［２］前記弾性体の高さは、前記打ち抜き刃の高さ－２ｍｍ以上、前記打ち抜き刃の高さ＋４ｍｍ以下であることを特徴とする［１］に記載の段ボールシート用打ち抜き型。
［３］前記打ち抜き型が回転する場合において、前記打ち抜き刃と、その打ち抜き刃の回転方向の近傍に設置される弾性体との距離は、１０ｍｍ以下であることを特徴とする［１］又は２に記載の段ボールシート用打ち抜き型。
［４］［１］～［３］のいずれか１項に記載の段ボールシート用打ち抜き型によって、破断線、ミシン目、ジッパー及び折り曲げ罫線の少なくとも１つが形成された段ボールシート。
［５］［１］～［３］のいずれか１項に記載の段ボールシート用打ち抜き型を段ボールシートに載せ、前記段ボールシート用打ち抜き型の打ち抜き刃及び弾性体を前記段ボールシートに押し付けることにより、破断線、ミシン目、ジッパー及び折り曲げ罫線の少なくとも１つを形成する段ボールシートの製造方法。

この発明に係る段ボールシート用打ち抜き型を用いることにより、破断線、ミシン目、ジッパー又は折り曲げ罫線を形成する際に、段ボールシートをしっかりと固定する程度の圧力をかけつつ、段ボールシートを押し潰すことを抑制し、さらに段ボールシートに割れが生じることが抑制される。また、打ち抜き刃のツナギの寸法が小さい場合であっても、割れが生じることを抑制できる。その結果、得られる段ボール箱について、十分な品質や機能を確保することができる。

本願発明にかかる段ボールシート打ち抜き型の例を示す斜視図本願発明で用いられる打ち抜き刃の例を示す部分正面図弾性体と打ち抜き刃との関係を示す断面図

以下、本願発明について説明する。
本発明は、段ボールシートに破断線、ミシン目、ジッパー、及び折り曲げ罫線の少なくとも１つを形成するための段ボールシートの打ち抜き型（以下、単に「打ち抜き型」と称することがある。）に係る発明である。破断線、ミシン目若しくはジッパーを形成させる場合は、段ボールシートの両方のライナが打ち抜かれる。また、折り曲げ罫線を形成させる場合は、段ボールシートの一方のライナと中芯が押し潰される。

＜打ち抜き型＞
この打ち抜き型は、板状体や円柱状体、円筒状体等の基材の外面に、打ち抜き刃、及び弾性体を配した型である。この打ち抜き型について、図１に示す基材として円筒状体を用いた型を用いて説明する。

図１に示す打ち抜き型１１は、基材１２の側周面に、打ち抜き刃１３及び弾性体１４を配する。この打ち抜き刃１３は、段ボールシートに、前記の破断線、ミシン目、ジッパー又は折り曲げ罫線を形成するための刃である。また、前記弾性体１４は、打ち抜き刃１３の近傍に連続的に又は断続的に配される。

［打ち抜き刃］
前記打ち抜き刃１３は、ミシン目、ジッパー、折り曲げ罫線等を形成させるため、図２に示すように、所定長さの刃が一定間隔で並んで配置された形状を有する。この刃の長さ（ｂ）とツナギの長さ（ｇ）との関係は、ｂ/ｇで０．５以上５．０以下がよい。ｂ／ｇが小さすぎると、段ボールシートに入った切れ込み部が、切れ込み部と隣の切れ込み部との間の距離に比べて短すぎるため、ミシン目、ジッパー等で切り離すことが困難となったり、折り曲げ罫線から確実に折り曲げることが困難となったりするおそれがある。一方、ｂ／ｇが大きすぎると、段ボールシートに入った切れ込み部が繋がってしまい、意図せずに、ミシン目、ジッパー等から切り離しが生じたり、折り曲げ罫線が形成されたライナのめくれが生じたりするおそれがある。
前記の刃の長さ（ｂ）の具体的な値としては、１．５ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下が好ましく、ツナギの長さ（ｇ）の具体的な値としては、１．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。

［弾性体］
前記の弾性体１４は、段ボールシートを押さえ、前記打ち抜き刃１３で段ボールシートを打ち抜く際に割れが生じるのを防止し、打ち抜き後に前記打ち抜き刃１３が段ボールシートから離れることを補助するために用いられる材である。この弾性体１４の材質としては、弾力性を有するものがよく、ゴム類があげられる。この具体例としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロロヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等があげられる。

［打ち抜き刃と弾性体との距離（ｐ）］
前記弾性体１４は、図１からも明らかなように、打ち抜き刃１３の側面の近傍に設けられる。また、図３に示すように、打ち抜き刃１３は曲がって形成される場合が多い。打ち抜き対象の段ボールシートの中芯の段繰り方向（中芯の波の方向）を以下「ＭＤ方向」と称し、ＭＤ方向と直交する方向を以下「ＣＤ方向」と称する。図1のような円筒状の型を使用して段ボーシートを打ち抜く際、通常は段ボールシートをＣＤ方向に流す。以下の説明は段ボールシートをＣＤ方向に流している場合の説明である。

弾性体１４は打ち抜き刃１３の近傍に設けられるものの、その距離は、打ち抜き型１１の軸方向であるＭＤ方向の距離と、打ち抜き型１１の回転方向であるＣＤ方向の距離とで異なった方が好ましい。詳しくは、ＣＤ方向の距離は、ＭＤ方向の距離より、打ち抜き刃１３と弾性体１４の距離ｐが、短い方が好ましい。これは、弾性体１４の弾性力で打ち抜き刃１３を段ボールシートから抜くためである。

ＭＤ方向の弾性体は作業者の切傷を防止するために備えたものである。ＭＤ方向の距離（ｐ）は、５ｍｍ以上がよい。５ｍｍより近いと、弾性体１４の圧力で段ボールシートに割れが生じることがある。また、２０ｍｍ以下がよい。２０ｍｍより遠いと、作業者の切傷を防止する機能を十分に生かせなくなるおそれが生じる。

一方、ＣＤ方向の距離（ｐ）は、ＭＤ方向の距離ｐより短い条件で、１０ｍｍ以下がよく、５ｍｍ以下が好ましい。１０ｍｍより遠いと、後記するような弾性体の特徴を十分に生かせなくなるおそれが生じる。ＣＤ方向においては、できるだけ距離（ｐ）が短い方が、段ボールシートの割れが生じにくくなり、また、段ボールシートから打ち抜き刃が離れやすくなり好ましい。

［打ち抜き刃と弾性体との高さの差（ｍ）］
前記弾性体１４の高さ（ｋ）は、前記打ち抜き刃１３の高さ（ｈ）近傍の高さがあることが好ましい。詳しくは、弾性体１４の高さ（ｋ）と打ち抜き刃１３の高さ（ｈ）との差（ｍ＝ｋ－ｈ）が、－２ｍｍ以上＋４ｍｍ以下が好ましい。ｋがｈに比べて短すぎると、弾性体が打ち抜き対象の段ボールシートに接触するまでに打ち抜き刃１３が段ボールシートに押し付けられることとなる。このとき、この押し付け部位に局部的な伸びが生じ、段ボールシートに割れが生じるおそれがある。また、ｋがｈに比べて長すぎると、打ち抜き対象の段ボールシートに打ち抜き刃１３が接触するまでに、弾性体１４が打ち抜き対象の段ボールシートに押し付けられて圧縮される。このため、打ち抜き刃１３が段ボールシートの所定距離を打ち抜くまでに、弾性体１４の圧縮量がより大きくなり、段ボールシートが押し潰されるおそれが高くなる。

［平面圧縮強さ］
前記弾性体１４としては、特定の平面圧縮強さを有する材料を用いたものが用いられる。
これは、弾性体１４の平面圧縮強さと、打ち抜き対象の段ボールシートの平面圧縮強さとの関係から見いだされる。
すなわち、まず、弾性体１４が段ボールシートと接触した状態とする。次いで、打ち抜き刃１３が段ボールシートの一方又は両方のライナを打ち抜くまでに、打ち抜き刃１３が移動した距離をＸとする。このとき、弾性体１４を厚み方向に、Ｘに相当する厚みの分を圧縮したときの弾性体１４の平面圧縮強さをＹ（ｋＰａ）、打ち抜き対象の段ボールシートの平面圧縮強さをＺ（ｋＰａ）としたとき、ＹをＺ以下とすると、段ボールシートを押し潰すことなく、破断線、ミシン目、ジッパー及び折り曲げ罫線の少なくとも１つを段ボールシートに形成することができる。

この平面圧縮強さは、ＪＩＳＺ０４０３－１：１９９９の段ボール：平面圧縮強さ試験方法に記載の方法に準じて測定することができる。具体的には、次の方法で行うことができる。
まず、ＪＩＳＰ８１１１に従い、段ボールシートを２３℃、５０％ＲＨに調湿する。
次いで、測定対象物（弾性体１４、又は段ボールシート）から３２.２ｃｍ^２（直径６４．０±０．５ｍｍ）となるように、円形に切り取り試験片とする。
そして、圧縮試験機に前記測定対象物をセットし、圧縮速度１２．５±２．５ｍｍ／分で圧縮する。試験片が弾性体１４のときは、弾性体１４を厚み方向に、所定の厚み分を圧縮したときの荷重を測定する。一方、試験片が段ボールシートのときは、当該段ボールシートが圧壊するまでの間の最大荷重を測定する。
そして、最大荷重（ｋＮ）／試験片面積（ｍ^２）と計算することにより平面圧縮強さ（ｋＰａ）を算出することができる。

段ボールシートの平面圧縮強さは、例えば、Ａフルート（厚さ５ｍｍ）で１００～３５０ｋＰａ、Ｂフルート（厚さ３ｍｍ）で１８０～５００ｋＰａ、Ｃフルート（厚さ４ｍｍ）で１３０～４５０ｋＰａ、デルタフルート（厚さ２ｍｍ）で２６０～７１０ｋＰａである。
なお、デルタフルートとは、レンゴー（株）が開発した規格であり、ＢフルートとＥフルート（厚さ約１．５ｍｍ）の中間の厚みを有する段ボールである。

前記弾性体１４は、前記の通り、段ボールシートを押さえる際、段ボールシートが押し潰されない材質を用いればよい。すなわち、打ち抜き刃１３が段ボールシートを打ち抜くまでに変位する量（距離：Ｘ）における弾性体の平面圧縮強さ（Ｙ）と前記した段ボールシートの平面圧縮強さ（Ｚ）が上記した条件を満たす材質を用いればよい。
例えば、クロロプレンゴムの平面圧縮強さは、下記表１に示すとおりである。

なお、この表１における平面圧縮強さは、前記した方法で測定したものであり、表１中の変位量（ｍｍ）とは、圧縮試験機の圧縮治具（圧縮盤）の移動距離（ｍｍ）、すなわち、被測定物であるクロロプレンゴムを圧縮した量（ｍｍ）を示す。

表１から明らかなように、弾性体の平面圧縮強さは、弾性体の厚みが厚いほど小さくなり、変位量（圧縮量）が大きいほど大きくなる。特に、変位量（圧縮量）が弾性体の厚みに近づくにつれ、平面圧縮強さは、急激に大きくなる傾向がある。

［破断線、ミシン目、ジッパー、折り曲げ罫線等が形成された段ボールシート］
前記の特徴を有する弾性体１４を用いた前記打ち抜き型を段ボールシートに載せ、この打ち抜き型の打ち抜き刃及び弾性体を前記段ボールシートに押し付けることにより、破断線、ミシン目、ジッパー、折り曲げ罫線の少なくとも１つが形成された段ボールシートを製造することができる。

以下、実施例を用いて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
まず、本実施例で使用した原材料及び評価方法を示す。

＜測定方法＞
［平面圧縮強さ］
ＪＩＳＺ０４０３－１：１９９９の段ボール：平面圧縮強さ試験方法に記載の方法に準じて測定した。
まず、ＪＩＳＰ８１１１に従い、段ボールシートを２３℃、５０％ＲＨに調湿した。
次いで、弾性体及び段ボールシートを３２.２ｃｍ^２（直径６４．０±０．５ｍｍ）となるように、円形に切り取り、試験片とした。
圧縮試験機（(株)オリエンティックコーポレーション製：ＵＴＭ－１－２５００）に測定対象物をセットする。そして、圧縮盤を圧縮速度１２．５±２．５ｍｍ／分で降下させ、対象測定物に上方から抑え込んだ。
試験片が弾性体のときは、所定の厚みだけ圧縮するまでの荷重を測定した。また、試験片が段ボールシートのときは、当該段ボールシートが圧壊するまでの間の最大荷重を測定した。
そして、次式で平面圧縮強さを算出した。
平面圧縮強さ（ｋＰａ）＝最大荷重（ｋＮ）／試験片面積（ｍ^２）

段ボールシートの平面圧縮強さは、次の範囲内のものであった。
・Ａフルート（厚さ５ｍｍ）…１００～３５０ｋＰａ。
・Ｂフルート（厚さ３ｍｍ）…１８０～５００ｋＰａ。
・Ｃフルート（厚さ４ｍｍ）…１３０～４５０ｋＰａ。
・デルタフルート（厚さ２ｍｍ）…２６０～７１０ｋＰａ。
弾性体としてクロロプレンゴムを用いた場合の平面圧縮強さは、前記した表１に記載の通りとなった。
弾性体として天然ゴム含有コルク、コルクを用いた場合の平面圧縮強さは、次の通りとなった。天然ゴム含有コルクでは、厚みが１２ｍｍの場合、変位量が１ｍｍの場合は２８０ｋＰａ、変位量が２ｍｍの場合は４９０ｋＰａであった。それ以上の変位は、平面圧縮強さが大きくなり過ぎたため、測定しなかった。また、厚さ１２ｍｍのコルクを用いた場合は、１ｍｍ以上の変位は、平面圧縮強さが大きくなり過ぎたため、測定しなかった。

［実施例１～４］
打ち抜き型として、次の特徴を有する型を用いた。
・基材…円筒状
・破断線を形成する打ち抜き刃の高さ（１１．４ｍｍ～１１．６ｍｍ、ｈ１）とその近傍の弾性体の高さ（ｋ１）との差（ｋ１－ｈ１）が０ｍｍ。
・打ち抜き刃と弾性体の距離…ＭＤ方向は５ｍｍ、ＣＤ方向は０ｍｍ。
・打ち抜き刃の長さ（ｂ）：２．７ｍｍ、ツナギの長さ（ｇ）：２．２ｍｍ。
また、弾性体として、クロロプレンゴム（厚さ１２ｍｍ）を用いた。
さらに、段ボールシートとして、デルタフルート（平面圧縮強さ：５９０ｋＰａ、実施例１）、Ｂフルート（平面圧縮強さ：４２０ｋＰａ、実施例２）、Ｃフルート（平面圧縮強さ：３７５ｋＰａ、実施例３）、Ａフルート（平面圧縮強さ：２９０ｋＰａ、実施例４）を用いた。
これらを用いて、打ち抜き刃が段ボールシートの両ライナを打ち抜いた。すなわち、弾性体が段ボールシートに接触した状態から、それぞれの段ボールシートの厚み分だけ、押し付けた。
その結果、いずれも段ボールシートが押し潰されることなく、かつ、割れ等が生じることなく、破断線を形成させることができた。

［比較例１］
Ａフルート（平面圧縮強さ：１００ｋＰａ）を用いた以外は、実施例４と同様にして実験を行った。その結果、段ボールシートは、弾性体の部分で押し潰された状態が見られた。

［比較例２、３］
弾性体として天然ゴム含有コルク（厚さ１２ｍｍ、比較例２）、コルク（厚さ１２ｍｍ、比較例３）を用いた以外は、実施例４と同様にして実験を行った。その結果、段ボールシートは、弾性体の部分で押し潰された状態が見られた。

［実施例５］
打ち抜き刃の長さ（ｂ）とツナギの長さ（ｇ）を表２の試験番号１～４８に示すものとした以外は、実施例２と同様にして実験を４８種類おこなった。その結果、いずれも段ボールシートが押し潰されることなく、かつ、割れ等が生じることなく、破断線を形成させることができた。

［実施例６］
打ち抜き刃の長さ（ｂ）とツナギの長さ（ｇ）を表３の試験番号４９～１０１に示すものとした以外は、実施例３と同様にして実験を５３種類おこなった。その結果、いずれも段ボールシートが押し潰されることなく、かつ、割れ等が生じることなく、破断線を形成させることができた。

１１打ち抜き型
１２基材
１３打ち抜き刃
１４弾性体
ｂ打ち抜き刃の長さ
ｇツナギの長さ
ｋ弾性体の高さ
ｈ打ち抜き刃の高さ
ｍ打ち抜き刃と弾性体との高さの差
ｐ打ち抜き刃と弾性体との距離

Claims

段ボールシートに破断線、ミシン目、ジッパー、及び折り曲げ罫線の少なくとも１つを形成するための打ち抜き型であって、
前記打ち抜き型は、前記破断線、ミシン目、ジッパー、及び折り曲げ罫線の少なくとも１つを形成するための打ち抜き刃を有すると共に、この打ち抜き刃の近傍に弾性体が連続的に又は断続的に配され、
前記打ち抜き刃は、所定長さの刃が、刃と刃の間の箇所の長さが１．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるように一定間隔で並んで配置された形状を有し、
前記弾性体が前記段ボールシートと接触した状態から、前記打ち抜き刃が前記段ボールシートの両方のライナを打ち抜くまでに、前記打ち抜き刃が移動した距離をＸとし、
前記弾性体について、Ｘに相当する分の厚みを圧縮したときの前記弾性体の平面圧縮強さをＹ（ｋＰａ）、前記段ボールシートの平面圧縮強さをＺ（ｋＰａ）としたとき、ＹはＺ以下であり、
前記打ち抜き型は、回転する円筒状の型であり、
前記打ち抜き刃と、その打ち抜き刃の回転方向と直交する方向の近傍に設置される弾性体との距離は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、
前記打ち抜き刃と、その打ち抜き刃の回転方向の近傍に設置される弾性体との距離は、回転方向と直交する方向の近傍に設置される弾性体との前記距離より短い条件で、１０ｍｍ以下であることを特徴とする段ボールシート用打ち抜き型。
前記弾性体の高さは、前記打ち抜き刃の高さ－２ｍｍ以上、前記打ち抜き刃の高さ＋４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の段ボールシート用打ち抜き型。
請求項１または２に記載の段ボールシート用打ち抜き型によって、破断線、ミシン目、ジッパー、及び折り曲げ罫線の少なくとも１つが形成された段ボールシート。
請求項１または２に記載の段ボールシート用打ち抜き型を段ボールシートに載せ、前記段ボールシート用打ち抜き型の打ち抜き刃及び弾性体を前記段ボールシートに押し付けることにより破断線、ミシン目、ジッパー、及び折り曲げ罫線の少なくとも１つを形成する段ボールシートの製造方法。