JPH068035B2 - 段ボールパネルを製造する方法 - Google Patents

段ボールパネルを製造する方法

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JPH068035B2 JP61206933A JP20693386A JPH068035B2 JP H068035 B2 JPH068035 B2 JP H068035B2 JP 61206933 A JP61206933 A JP 61206933A JP 20693386 A JP20693386 A JP 20693386A JP H068035 B2 JPH068035 B2 JP H068035B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は段ボール箱の上下の圧縮強度を従来よりも十分
に高くできる段ボールの製造方法に関する。
段ボール箱は近代の物理的流通システムにおいて重要な
役割を果しており、持続して加えられる荷重の下での段
ボール箱の上下方向の圧縮強度は、それに対して要求さ
れる主な機能の１つである。
〔従来の技術〕
従来の段ボールは波状板（乃至溝付板）とライナー（平
らな板）とから成つており、ここでは次のタイプのもの
を想定する。
片面タイプ……１つの波状板の片側に１つのライナーを
接着したもの。
単一壁タイプ……２つの波状板の間に１つのライナーを
接着したもの。
二重壁タイプ……３つライナーと２つの波状板を用い、
中央のライナーの両側に波状板を接着したものの更に両
側にライナーを接着したもの。
従来の波状板にはそれらに通常次の名称が付けられてお
り、それらの構造の諸特性は次の通りである。
アール・シー・マツキー（R.C.Mckee）、ジエー・ダブ
リユー・ガンダー（J.W.Gander）およびジエー・アール
・ワシユータ（J.R.Wachuta）の研究「段ボール箱の圧
縮強度算出式（Compressive strength formula for cor
rugated boxes）」ペーパーボード・パツケージング（P
aperboard Packaging）48(8)149(1963)は、エンジニヤ
リング力学（engineering mechanics）の原理を用いて
いるもので、ライナーおよび中間体（すなわち波状板）
のここ２０年間における進歩に大きく寄与した簡単化し
た圧縮の式を導いている。その式は臨界座屈荷重および
極限破壊荷重の間の実験的な関係を基にしている。
上下方向の圧縮強度に影響を及ぼす最も重要な組合わせ
段ボールの性質は、溝に平行な方向の緑部圧縮強度であ
ることが示されている。両方向のたわみスチフネス特性
も重要であることが示されている。箱の性能についての
それらの簡単な指標は、最高の圧縮強度を達成する際の
ボール紙の品質の最も重要な面に注意を集めるために強
調され、それらの指標は段ボール産業に良く寄与した。
しかし、実際の箱の性能が前記マツキーの式により予測
される性能とは異なることがあり、とくに、簡単な指標
が維持されるとしても、ボール紙の使用状態または特性
上のバランス面での変化がある場合には実際の箱の性能
が前記マツキーの式により予測される性能とは異なるこ
とがある。
〔発明の概要〕
本発明は、段ボール紙の臨界座屈特性が、縁部圧縮強度
よりも箱の内側のライナーの局所的な座屈に対する抵抗
値により良く表されるという発見を基にしている。より
正確にいえば、それは座屈している（しかしまだ破壊さ
れていない）箱パネルのくぼんでいる側のライナーであ
る。箱の内容物のために内側への座屈は阻止されるか
ら、そのライナーは普通は内側のライナーである。した
がつて、普通でない構造のより厚い段ボールは、マツキ
ーの式から予測される圧縮強度対段ボール重量比より高
い比を持ち得ることがわかる。
そのために、本発明は２枚の平らな板の外部層と、溝の
ピークで互いに接合される少くとも２つの波状板の内部
溝付層とを備える段ボールの製造方法を提供するもので
ある。
この構造は、ボール紙の厚さを増し、ボール紙の強度を
外側ライナーに集中させることにより、圧縮対重量比を
最も高くできるという発見を基にしているものである。
従来の二重壁段ボールは厚さを増すというこのねらいを
達成してはいるが、中央のライナーは曲げスチフネスお
よび内側ライナーの座屈強度に対しては何も寄与してい
ない。したがつて、中央のライナーを無くすことにより
圧縮対重量比を更に高くできる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
本発明による段ボールの２つの実施例がそれぞれ第１図
および第２図に示されており、これらはＸ溝付構造と呼
ぶことにする。
段ボールの４枚パネルより成り、垂直縁部がひだにより
接合されている構造の予測圧縮強度を計算するために、
コンピュータモデルを用いた。カラー（collar）と呼ば
れる上記構造は、その垂直パネルの水平縁部が、箱にお
けるパネルの比較的軟かい、ひだをつけられている水平
縁部より硬くて、曲りにくいと考えられる点において、
箱とは異なるものである。この予測のために仮定されて
いるカラーは、縦390ｍｍ、横390ｍｍ、高さ290ｍｍで
あつた。比較された段ボールは、２つの215g／ｍ２のラ
イナーと１枚の117g／ｍ２の波状板を有する単一壁段ボ
ール紙と、２つの130g／ｍ２と、２枚の117g／ｍ２波状
板を有するＸ溝付段ボール紙とである。両方の段ボール
紙の全重量は同じで、600g／ｍ２である。
予測される結果を第１表に示す。
Ｘ溝付構造で約５０％の改善を示すそれらの予測結果を
基にして、Ｘ溝付段ボールの実験室試料がカラーに製作
され、そのカラーの圧縮試験により予測された結果が確
認された。
Ｘ溝付構造の段ボールの構成要素は140g／ｍ２ライナー
と117g／ｍ２の従来の「Ｃ」溝付波状板を用いた２枚の
片面タイプの段ボールであつた。それらの部品に慎重に
接着剤を塗布し、波の頂部同士を接合した。
市販されている従来の段ボールから、実験的に製作した
Ｘ溝付構造の段ボールに重量が近いものを２枚選択し
た。第１の段ボールは２×240g／ｍ２のライナーと117g
／ｍ２の従来の「Ａ」溝付のもので構成され、第２の段
ボールは２×293g／ｍ２のライナーと117g／ｍ２の従来
の「Ｃ」溝付のものであつた。Ｘ溝付構造のものと従来
の段ボールとを、縦400ｍｍ、横400ｍｍ、高さ270ｍｍ
のカラーに作つた。
その結果を第２表に示す。
この表に示すカラー圧縮試験の結果、モデルにより予測
されたＸ溝付構造では上下方向圧縮強度が５０％向上し
たことが確認された。この結果はマツキーの式により予
測されなかつたものである。
Ｘ溝付構造段ボールの実験室試料と、従来の単一壁段ボ
ールおよび二重壁段ボールとの別の一連の試験を、種々
の部品の組合わせから実験室において行つた。ある組合
わせはカラーに作り、ある組合わせは箱に作り、またあ
る組合わせはカラーおよび箱の両方に作つた。
それらの段ボールについての選択された試験結果を、第
３表および第４表と第３図，第４図および第５図に示
す。曲げスチフネス測定と座屈荷重測定を、230ｍｍ幅
スパンの中心に荷重をかけた７５ｍｍ幅のビームに対し
て行つた。
第３表および第４表でかつこ内に示されている数字は従
来の段ボールと比較した場合の、段ボールの単位重量当
りのＸ溝付構造段ボールの％改善を示す。
それらの段ボールの場合には、カラー圧縮強度対段ボー
ルの重量比の、Ｘ溝付構造段ボールの従来の単一壁段ボ
ールに対する向上は４０〜５０％であつた。箱圧縮強度
における従来の単一壁段ボールに対するＸ溝付段ボール
の向上は、カラー圧縮強度のそれよりは低いが、２０％
をこえていた。
従来の二重壁段ボールと比較すると、Ｘ溝付段ボールの
カラーおよび箱の圧縮強度対段ボール重量比は１０〜２
０％向上していた。
従来の二重壁段ボールの重量が小さい時の欠点は、中央
ライナーを設ける必要があること、外部ライナーを軽く
しなければならないこと、したがつて段ボールは波の頂
部の間でのこれらの外側ライナーの座屈により段ボール
が破壊されやすいことである。第４表と第５図に示され
ているＭＤ座屈荷重に対する試験結果は、この面におけ
るＸ溝付構造の大きな利点を示している。したがつて、
Ｘ溝付構造は、ライナーが溝付チツプすなわち波の頂部
の間の座屈によりライナーが破壊しやすくなる前に、よ
り低い組合わされた段ボール重量限度を有する。
二重壁段ボールと比較したＸ溝付構造の別の利点は、そ
れが必要な部品が１つ少いこと、および接着剤を塗布す
る線が１本少いことである。
本発明は従来のＡ，Ｂ，ＣまたはＥ溝付形状のいずれか
のチツプ（波の頂部）とチツプ（波の頂部）を組合わせ
ることに限定されるものではなく、平らな頂部の溝付構
造のような従来のものとは異なる溝付構造の組合わせも
含むものである。第２図はそのような平らな頂部の溝付
構造を示すものである。
本発明を行うに至つた主な動機は、段ボールを厚くし、
低い溝押しつぶし強度、低い溝せん断強度または波の頂
部同士の間隔が過大であるというような構造的な弱点を
生ずることなしに、外側ライナーに強度を集中すること
である。
Ｘ溝付構造の段ボールを形成する方法が第６図に示され
ている。２つの波状板が従来の溝付けローラーで溝すな
わち波を付けられ、これらがライナーの取付け前に組合
わされる。
ライナー１０と、ライナー１１と、中間の波状板１２，
１３が一緒にされてＸ溝付段ボール１４を形成する。
波状板用紙１２はローラー１５の上を通つて、吸引用真
空箱１９付きの溝付けローラー１７の表面上へ送られ、
そこで溝付構造にされる。
波状板用紙１３が波状板１２と同様にローラー１６の上
を通つて、真空箱２０付きの溝付けローラー１８の表面
上へ送られ、付着部２１により接着剤を塗布される。
波状板１２と１３は溝付けローラー１７と１８の間の接
触点において一緒に接合される。それらの溝付けローラ
ー１７，１８は溝の先端すなわちピークで確実に接合す
るように同期させられる。溝の形成および接合を助ける
ために、各ローラー１５，１６，１７または１８を加熱
することができる。
組合わされた波状板１２，１３は真空箱２５の作用によ
り、同期されている溝付きの送りローラ２４へ送られ
る。溝を付けられた波状板に接着剤付着部２７により接
着剤が塗布される。
ライナー１１がローラー２８と２４の上に送られて、組
合わされている波状板１２，１３に接合する。ライナー
１１と波状板１２，１３がローラー２４の上にある間の
接着剤の乾燥は、外部からの熱源またはマイクロ波源か
らのエネルギーにより助けることができる。
ライナー１０はベルト３５の上に送られる。このベルト
はローラー３６と３７の周囲を動かされる。これにより
ライナー１０は、組合わされて、接着剤付着部３４にお
いて接着剤が塗布されている媒体波状板１２と１３に接
合させることができる。このようにして形成された段ボ
ールは、ベルト２９と３５の間を通つて抜き出される。
ベルト２９はローラー３０と３１の周囲を動いて、ベル
ト３５に逆の圧力を加える。最後の接着剤を乾燥させる
エネルギーはベルト２９と３５の所で加えることもでき
れば、その後で加えることもできる。
任意の部品または全ての部品を予熱、加湿または前処理
してから製造装置に送りこむことにより、形成および接
合を助けることができ、または製造された段ボールに特
殊な性質を持たせることができる。
溝付きローラー２４には、完全に整形したしわではなく
て、機械加工されただけの溝を設けることができる。し
わを形成するためにはそのローラーは必要ではないか
ら、硬い耐磨耗鋼すなわちクロームめつきされた鋼から
作る必要はない。これはローラー１５〜１８でも同様で
ある。それらのローラーは非金属材料で作ると適当であ
る。
Ｘ溝付構造を形成するこの基本的な方法では、第６図の
ローラー２４の代りに同期されたベルトを用いることが
できる。
この基本的な方法の別の実施例は、第６図のローラー２
４を用いず、一緒に接合されている波状板１２と１４が
元の溝付けローラーの一方にある間に、ライナー１１を
それらの波状板に接合させることができる。
次に本発明により得られる利点を記す。
1)Ｘ溝付構造により段ボールを非常に厚くでき、かつ外
部ライナーに従来の段ボールより大きい圧縮強度を集中
させることができる。
2)本発明の段ボールは溝付構造の他の構造的な要求、す
なわち、溝が押しつぶされることに対する適切な抵抗、
適切なせん断スチフネス、および受け容れることができ
るほど小さい溝先端部の距離、を満す。
3)Ｘ溝付構造の箱およびカラーの圧縮強度対段ボール重
量比は従来の単一壁段ボールのそれより２０〜５０％高
い。
4)Ｘ溝付構造の箱およびカラーの圧縮強度対段ボール重
量比は従来の二重壁段ボールのそれより２０〜３０％高
い。
5)Ｘ溝付構造の段ボールでは、段ボールの単位重量当り
の曲げスチフネスは、試験の方向と段ボールの構造に応
じて従来の段ボールの10〜90％高い。
6)Ｘ溝付構造の段ボールでは、単位重量当りの座屈荷重
に対する抵抗値は従来の二重壁段ボールのそれより120
％高い。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は本発明の段ボール紙の２つの可能
な構造を示す図、第３図，第４図および第５図は本発明
の段ボール紙と従来の段ボール紙の試験結果を示すグラ
フ、第６図は本発明の段ボール紙を製造する装置の略図
である。 １７，１８，２４・・・・溝付けローラー、１９，２
０，２５・・・・真空箱、２１・・・・接着剤付着部、
２９，３５・・・・ベルト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・アーチダル・ストツト オーストラリア国3114ヴイクトリア州・ク ーヨング・モナロ ロード・12エイ (56)参考文献 特開 昭50−77193（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−317（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭38−7389（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２枚の平らな外部層と、溝のピークで相互
    に接合された、２枚の内部溝付層とを有する段ボールパ
    ネルを製造する方法であって、 (a)２枚の板紙を、溝形成ローラーを別々に通し、もっ
    て、溝のピークをそれぞれ有する、２つの溝付層を形成
    する工程と、 (b)２つの溝付層の少なくとも一方の溝付層のピークに
    接着剤を塗布する工程と、 (c)２つの溝付層を整列させて２つの溝付層それぞれの
    溝のピーク同士を互いに接触させ、もって溝のピークに
    おいて２つの溝付層を互いに接合させる工程と、 (d)少なくとも一方の溝付層を支持することにより、溝
    のピーク同士が正しく接触している相互の整列状態を、
    ２つの溝付層が互いに確実に接着されるまで、維持する
    工程と、 (e)２枚の平らなシートを２つの溝付層にそれぞれ接合
    して２枚の外側ライナーを形成する工程とを備える、段
    ボールパネルを製造する方法。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
    て、前記維持する工程では、相互の整列状態が、少なく
    とも一方の溝付層を溝付きの送りローラで支持すること
    により維持され、続いて、片方の溝付層にシートがライ
    ナーとして接合されることを特徴とする、段ボールパネ
    ルを製造する方法。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の方法におい
    て、工程(a)においては溝付きローラが使用され、それ
    らの溝付きローラは、２つの溝付層それぞれの溝のピー
    ク同士が接触するよう、同期をとられていることを特徴
    とする、段ボールパネルを製造する方法。
JP61206933A 1985-09-04 1986-09-04 段ボールパネルを製造する方法 Expired - Fee Related JPH068035B2 (ja)

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