(57)【要約】【課題】  罫線加工が施されたシート状材料であっても適用することが可能であって、実用的な側面から折曲げ適性を適切に評価することができる方法を提供すること。【解決手段】  シート状材料の面内に設定した折曲げ位置で該シート状材料を９０°〜１８０°の範囲内で選択される指定角度まで折曲げた時の回転モーメントを測定し、該指定角度に折曲げたシート状材料に、前記指定角度まで折曲げた時の回転モーメントより小さい一定の回転モーメントをかけ続けた時の包装材料の反発角度を測定し、測定された回転モーメントと反発角度に基づいてシート状材料の折曲げ適性を評価する。【選択図】    図１
2005077321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状材料の面内に設定した折曲げ位置で該シート状材料を９０°〜１８０°の範囲内で選択される指定角度まで折曲げた時の回転モーメントを測定し、該指定角度に折曲げたシート状材料に、前記指定角度まで折曲げた時の回転モーメントより小さい一定の回転モーメントをかけ続けた時の包装材料の反発角度を測定し、測定された回転モーメントと反発角度に基づいてシート状材料の折曲げ適性を評価することを特徴とする、シート状材料の折曲げ適性の評価方法。
【請求項２】
反発角度を測定する際にシート状材料にかける回転モーメントを、反発角度が５°〜９０°の範囲内になるように選択する請求項１に記載の評価方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法によって特定種のシート状材料を指定角度に折曲げた時の回転モーメントと反発角度を測定し、その測定結果に基づいて回転モーメントと反発角度の関係式をあらかじめ求めておき、新たなシート状材料を指定角度に折曲げた時の回転モーメントを測定するとともに、反発角度を前記関係式から算出し、測定された回転モーメントと算出された反発角度に基づいて当該新たなシート状材料の折曲げ適性を評価することを特徴とする、シート状記録材料の折曲げ適性の評価方法。
【請求項４】
シート状材料の最大折曲げモーメントとテーバーこわさ（ＪＩＳ Ｐ−８１２５）を測定し、これらの比（最大折曲げモーメント／テーバーこわさ）を評価することを特徴とするシート状材料の折曲げ適性の評価方法。
【請求項５】
比（最大折曲げモーメント／テーバーこわさ）が０．３〜１．５の範囲内にあるシート状材料を適性ありと評価することを特徴とする請求項４に記載の評価方法。
【請求項６】
シート状材料が包装材料である請求項１〜５のいずれか１項に記載のシート状材料の折曲げ適性の評価方法。
【請求項７】
シート状材料が板紙である請求項１〜５のいずれか１項に記載のシート状材料の折曲げ適性の評価方法。
【請求項８】
シート状材料の折曲げ線の近くを押圧固定するためのクランプ、
回転自在な回転軸に固定されたアーム
該アームに設置されたシート状材料の一端を固定するための固定具、
該回転軸に回転モーメントを与える動力機構を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載される評価を行うための測定装置。
【請求項９】
前記回転軸に固定された伝達プーリ、該伝達プーリに吊るされ折曲げアームを折曲げ方向に回転させるモーメントを与える錘Ａ、該伝達プーリに吊るされ折曲げアームを展開方向に回転させるモーメントを与える錘Ｂ、錘Ｂによる展開方向への回転モーメントを作用及び開放することができる機構、折曲げアームを折曲げ方向に回転させるモーメントを与えることができ該モーメントを測定できる引張・測定機構をさらに有することを特徴とする、請求項８に記載の測定装置。
【請求項１０】
引張・測定機構が錘Ａが吊される糸を通して折曲げアームに回転モーメントを与えることを特徴とする、請求項９に記載の測定装置。
【請求項１１】
シート状材料を載置するためのベッドを有し、前記クランプがシート状材料をべットに向かって押圧することによりシート状材料を固定することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板紙などのシート状材料の折曲げ適性を評価する方法とそれに用いるための測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
板紙などのシート状材料を折り曲げて包装材料などを加工することが頻繁に行われている。シート状材料を特定の位置で折曲げるためには、あらかじめ当該箇所に筋押し、ハーフカット、ミシン線などの罫線を、単独または組合わせて加工しておくことが多い。罫線における折曲げ適性を高めるためには、包装材料そのものの曲げ剛性（曲げこわさ）が高く、罫線が適度な曲げ剛性を持つのが望ましいことが、経験的に知られている。
【０００３】
包装材料そのものの曲げ剛性の評価法として、ＪＩＳ Ｐ−８１２５に定めるテーバーこわさ試験方式が一般に知られている。その一方で、罫線加工の評価法としては決まった評価方法がない。罫線加工には、筋押し深さ、ハーフカット深さ、ミシン線ピッチなどの意図的にコントロールできる制御因子が多いことから、罫線加工に対する適切な評価方法を確立することが必要とされている。
【０００４】
そこで、上記のテーバーこわさ試験を罫線加工の評価に応用することが考えられる。しかしながら、テーバーこわさ試験は、幅３８ｍｍ、長さ７０ｍｍの試験片を角度１５°だけ曲げた時の弾性変形による反発力を測定して、これを曲げモーメントに換算する試験方法である。試験片は均一でなくてはならず、ハーフカットや筋押しなどの罫線から塑性変形させて、その加工状態を評価するには不適である。
【０００５】
罫線加工がハーフカットである場合については、包装材料が板紙であれば、ハーフカットされた層のみを指で剥して残った部分の厚さ（いわゆる残肉）をマイクロメータやダイヤルゲージで測定する方法が知られている。しかし、板紙の抄紙は複数層の抄き合わせが一般的である。例えば、円網方式だと紙厚に応じて３〜９層を抄き合わせる。このため、この方法では剥れやすい場所が決まっているために正確性に欠けるという問題がある。また、包装材料が板紙以外の場合（例えば樹脂シートなど）、この方法は当然ながら使えない。
【０００６】
一方、シート状材料を折り曲げて完成品を作る際にスムーズに折り曲げることができるようにするために、シート状材料をあらかじめ仮折りして元の状態に展開しておくことが行われている。折りぐせをつけにくい板紙などは、仮折りをするために折曲げると元の状態に戻ろうとする反発が大きい。このため、シート状材料の折曲げ適性を評価する際には、仮折りに必要な力だけでなく、仮折り後の反発の程度も考慮する必要がある。
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｐ−８１２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来はシート状材料の折曲げ適性を適切に評価する方法がなかった。そこで本発明は、罫線加工が施されたシート状材料であっても適用することが可能であって、実用的な側面から折曲げ適性を適切に評価することができる方法を提供することを目的とする。また、本発明はこの方法を実施するために用いることができる装置を提供することも目的とする。特に、シート状材料の折曲げに必要な回転モーメントの測定と、その回転モーメントより小さい一定の回転モーメント下での反発角度の測定と、測定系の機械抵抗の測定を簡単な操作で行うことが可能な装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討を重ねた結果、以下の構成を有する本発明によれば目的を達成しうることを見いだした。
【０００９】
本発明は、シート状材料の面内に設定した折曲げ位置で該シート状材料を９０°〜１８０°の範囲内で選択される指定角度まで折曲げた時の回転モーメントを測定し、該指定角度に折曲げたシート状材料に、前記指定角度まで折曲げた時の回転モーメントより小さい一定の回転モーメントをかけ続けた時の包装材料の反発角度を測定し、測定された回転モーメントと反発角度に基づいてシート状材料の折曲げ適性を評価することを特徴とする、シート状材料の折曲げ適性の評価方法である。本発明の評価方法では、例えば反発角度を測定する際にシート状材料にかける回転モーメントを反発角度が５°〜９０°の範囲内になるように選択しうる。
【００１０】
また本発明は、上記の方法によって特定種のシート状材料を指定角度に折曲げた時の回転モーメントと反発角度を測定し、その測定結果に基づいて回転モーメントと反発角度の関係式をあらかじめ求めておき、新たなシート状材料を指定角度に折曲げた時の回転モーメントを測定するとともに、反発角度を前記関係式から算出し、測定された回転モーメントと算出された反発角度に基づいて当該新たなシート状材料の折曲げ適性を評価することを特徴とする、シート状記録材料の折曲げ適性の評価方法も提供する。
【００１１】
また本発明は、シート状材料の最大折曲げモーメントとテーバーこわさ（ＪＩＳ Ｐ−８１２５）を測定し、これらの比（最大折曲げモーメント／テーバーこわさ）を評価することを特徴とするシート状材料の折曲げ適性の評価方法も提供する。例えば、比（最大折曲げモーメント／テーバーこわさ）が０．３〜１．５の範囲内にあるシート状材料を適性ありと評価することができる。本発明の測定対象となるシート状材料として板紙や包装材料を例示することができる。
【００１２】
さらに本発明は、シート状材料の折曲げ線の近くを押圧固定するためのクランプ、回転自在な回転軸に固定されたアーム、該アームに設置されたシート状材料の一端を固定するための固定具、該回転軸にモーメントを与える動力機構を有することを特徴とする、上記の評価を行うための測定装置も提供する。本発明の装置は、前記回転軸に固定された伝達プーリ、該伝達プーリに吊るされ折曲げアームを折曲げ方向に回転させるモーメントを与える錘Ａ、該伝達プーリに吊るされ折曲げアームを展開方向に回転させるモーメントを与える錘Ｂ、錘Ｂによる展開方向への回転モーメントを作用及び開放することができる機構、折曲げアームを折曲げ方向に回転させるモーメントを与えることができ該モーメントを調整し測定できるモーメント調整機構をさらに有していてもよい。本発明の装置では、例えばモーメント調整機構が錘Ａが吊される糸を通して折曲げアームに回転モーメントを与えるようにすることができる。また、本発明の装置はシート状材料を載置するためのベッドを有していて、クランプがシート状材料をべットに向かって押圧することによりシート状材料を固定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のシート状材料の折曲げ適性の評価方法によれば、実用的な側面から折曲げ適性を適切に評価することができる。また、本発明のシート状材料の折曲げ適性の評価方法は、罫線加工が施されたシート状材料の評価にも適用することができる。
【００１４】
また、本発明の装置を用いれば、上記の評価に必要な測定を行うことができる。また、シート状材料の折曲げに必要な回転モーメントの測定と、一定の逆方向の回転モーメント下での反発角度の測定と、測定系の機械抵抗の測定を簡単な操作で行うことができる。
【発明の実施の形態】
【００１５】
以下において、本発明のシート状材料の折曲げ適性の評価方法とそれに用いる装置について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１６】
本発明の評価方法は、シート状材料の面内に設定した折曲げ位置で該シート状材料を９０°〜１８０°の範囲内で選択される指定角度まで折曲げた時の回転モーメントを測定する工程（第１工程）、該指定角度に折曲げたシート状材料に、前記指定角度まで折曲げた時の回転モーメントより小さい回転モーメントをかけ続けた時の包装材料の反発角度を測定する工程（第２工程）、第１工程で測定された回転モーメントと第２工程で測定された反発角度に基づいてシート状材料の折曲げ適性を評価する工程（第３工程）を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の評価対象となるシート状材料は、折曲げ加工することを前提とした材料であって、形状がシート状であればその他の条件は特に制限されない。例えば、感光材料を収納するための包装箱を作るための板紙などを例示することができる。材質は抄紙材料に限定されず、合成紙などであってもよい。また、本発明の評価方法は、折曲げ位置に罫線加工が施されたシート状材料の評価に特に好ましく適用される。罫線加工としては、筋押し、ハーフカット、ミシン線などがあり、これらを組み合わせたものであってもよい。折曲げ位置は、完成品の形状に応じて決定される。
【００１８】
第１工程では、折曲げられていないシート状材料を折曲げ位置で９０°〜１８０°の範囲内で選択される指定角度まで折曲げる。ここでいう角度は、折曲げられた部分のシート状材料が移動した角度であり、折曲げ前は０°になる。指定角度は、好ましくは１１０〜１６０°、より好ましくは１５０°前後である。折曲げは、角速度すなわち引張・測定機構の引張動作を一定速度で行うことが好ましい。また、比較検討すべき測定対象によって折曲げ速度が大きく変わらないように注意する。また、回転モーメントは、シート状材料の端部のみを回転方向に引っ張ることにより加えてもよいし、折り曲げられる部分全体を引張ることにより加えてもよい。
【００１９】
指定角度まで折曲げたときの回転モーメントは、回転モーメントを与える動力機構に取り付けられた動力表示を読み取るなどの方法により測定することができる。具体的には、後述する装置に組み込まれた引張・測定機構の引張力を測定することにより行うことができる。
【００２０】
第２工程では、指定角度に折曲げたシート状材料に、前記指定角度まで折曲げた時の回転モーメントより小さい回転モーメントをかけ続けた時の包装材料の反発角度を測定する。ここでいう反発角度とは、反発することによって指定角度から戻る角度をいう。したがって、例えば第１工程で１５０°まで折り曲げた後に第２工程で１００°まで戻った場合は、反発角度は５０°となる。
【００２１】
第２工程で加える回転モーメントは、反発角度が好ましくは５〜９０°、より好ましくは１０〜８０°、さらに好ましくは１０〜７０°の範囲におさまる程度になるように選択することが望ましい。第２工程における回転モーメントのかけ方は特に制限されないが、測定対象に衝撃がかからない程度に、第１工程のときの回転モーメントを短時間に小さくすることが好ましい。また、比較検討すべき測定対象によって第２工程における回転モーメントのかけ方が大きく変わらないように注意する。第１工程においてシート状材料の端部のみを回転方向に引っ張ることにより回転モーメントを加えた場合は、第２工程においても端部のみを回転方向により小さな力で引っ張ることにより回転モーメントを加えることが好ましい。
【００２２】
第３工程では、第１工程で測定された回転モーメントと第２工程で測定された反発角度に基づいてシート状材料の折曲げ適性を評価する。評価の具体的な方法は、経験則や物理計算などに基づいて適宜決定することができる。２つの測定値を用いた評価算定式を作成して評価を数値化してもよい。
【００２３】
第３工程の評価基準は、シート状材料を折曲げる際に用いる装置の機構や駆動環境、折曲げることにより製造される完成品の使用態様、使用目的、使用環境、内包物などによって異なるものである。例えば、ある特定の折曲げ装置では許容範囲内であるシート状材料が、別の折曲げ装置では許容範囲外である場合がある。したがって、シート状材料の評価基準は個別に決定することが好ましい。
【００２４】
また、特定種のシート状材料を複数用意し、各シート状材料について第１工程と第２工程を行って回転モーメントと反発角度を測定し、得られたデータから回転モーメントと反発角度の関係式をあらかじめ求めておいてもよい。このように特定種のシート状材料について、あらかじめ回転モーメントと反発係数の関係式を求めておけば、同じ種類の新しいシート状材料について折曲げ適性を評価する必要が生じたときに、第１工程による回転モーメントの測定だけを行えば評価することができるという利点がある。すなわち、第１工程で得られた回転モーメントの値を用いれば、あらかじめ求めておいた関係式から反発角度を算出することができるため、１度の測定で簡単に折曲げ適性を評価することができる。
【００２５】
本発明の別の評価方法では、シート状材料の最大折曲げモーメントとテーバーこわさを測定し、これらの比（最大折曲げモーメント／テーバーこわさ）を評価する。テーバーこわさはＪＩＳ Ｐ−８１２５にしたがって行う。また、最大折曲げモーメントは、テーバーこわさで用いたのと同じサイズの試験片を用いて測定する。最大折曲げモーメントは、試験片を指定角度まで折り曲げるのに必要な回転モーメントの最大値をいう。折曲げは、角速度すなわち引張・測定機構の引張動作を一定速度で行うことが好ましい。
【００２６】
比（最大折曲げモーメント／テーバーこわさ）の評価基準も、上記の第３工程における評価基準と同様に、シート状材料を折曲げる際に用いる装置の機構や駆動環境、折曲げることにより製造される完成品の使用態様、使用目的、使用環境、内包物などによって異なるものである。例えば、熱現像画像記録材料や感熱記録材料などのシート状感光材料の集積体を直接収納するために用いる包装材料（当てボール）には、比（最大折曲げモーメント／テーバーこわさ）が０．３〜１．５のシート状材料を用いることが好ましい。より好ましくは０．５〜１．２、最も好ましくは０．７〜０．９である。
【００２７】
以下において、本発明の評価方法を実施する際に使用することができる装置について説明する。図１は、本発明の装置の一態様を示す斜視図であり、図２は図１のＡ方向からみた断面図である。この装置において、シート状材料１は、ベッド３の上に折曲げ前の状態で載置される。シート状材料１の上面には、折曲げ位置５の近くまでを覆うように押さえ板７が設置され、これらがクランプ９で固定されている。押さえ板７で覆われていないシート材料の端部は図２に示すように折曲げアーム１１の固定部１３に挟持されている。折曲げアーム１３は、回転自在に支持され重量バランスが取られた回転軸１５に固定されており、回転軸１５の回転に伴って回転軸の円周方向に動くようになっている。回転軸１５は、台座１７に固定された筒状体１９内を回転自在な状態で貫通している。回転軸１５の端部には伝達プーリ２１が設置されており、錘Ａ２３と錘Ｂ２５が糸２７を介して伝達プーリ２１に吊されている。また、錘Ａ２３の先には回転モーメントを与えるとともに測定をすることができる引張・測定機構２９が糸２７で繋げられている。
【００２８】
この装置において、錘Ａ２３はシート状材料１を折曲げ位置５で折曲げる方向に折曲げアーム１１を回転させるように回転モーメントを与える。また、錘Ｂ２５は、シート状材料１を逆の方向（展開方向）に回転させるように回転モーメントを与える。この装置には、錘Ｂ２５による展開方向への回転モーメントを作用及び開放することができる機構が備えられている（図示せず）。例えば、錘Ｂ２５と糸２７の間を脱着可能な形態（例えばフックなど）にしておいてもよいし、錘Ｂ２５を載せる台を用意して必要に応じて錘Ｂ２５を台の上に載せて展開方向の回転モーメントがかからないようにしてもよい。
【００２９】
引張・測定機構２９は、錘Ａ２３および錘Ｂ２５を繋ぐ糸２７に対する引張力を適宜調整することによって、回転モーメントと折曲げアームの動きを制御しうる。後述する校正を容易に行うことができるようにするために、錘Ｂ２５の重さは錘Ａ２３よりも重いことが好ましい。例えば、錘Ｂ２５の重さを１００ｇ、錘Ａ２３の重さを５０ｇにすることができる。
【００３０】
このような装置を用いて測定を行うには、まずシート状材料１を折り曲げない状態でクランプ９と固定部１３で固定する。ついで、錘Ｂによる展開方向への回転モーメントが作用しない状態で、引張・測定機構２９により一定速度で回転モーメントをかけて行き、９０°〜１８０°の範囲内で選択される指定角度まで折り曲げる。指定角度まで折り曲げた時点における引張・測定機構２９の引張力から回転モーメントを求める。次いで、引張・測定機構２９の引張力を減じてシート状材料１にかかる回転モーメントを小さくする。このときのシート状材料１の反発角度を測定する。以上の操作によって、指定角度まで折り曲げたときの回転モーメントと、その回転モーメントを小さくしたときの反発角度を求めることができる。このように本発明の装置を用いれば、単一の機構を用いて回転モーメントと反発角度を連続的かつ容易に求めることができる。なお、この測定は、錘Ｂによる展開方向への回転モーメントが作用する状態で行っても構わない。
【００３１】
最大曲げモーメントも、これと同様にして測定することができる。すなわち、シート状材料１を折り曲げない状態でクランプ９と固定部１３で固定する。ついで、引張・測定機構２９により一定速度で回転モーメントをかけて行き、回転量が指定角度になるまで回転させる。このときにかけた最大回転モーメントを引張・測定機構２９の引張力から求める。
【００３２】
本発明の装置は、錘Ａ２３と錘Ｂ２５と引張・測定機構２９が糸２７を介して連動するため、校正も簡単に行うことができる。測定精度の校正時は、錘Ｂによる展開方向への回転モーメントが作用する状態にしておく。そして、引張・測定機構２９による引張力をゼロにして、錘Ｂ２５による回転モーメントを錘Ａ２３による回転モーメントより大きくする。このとき、錘Ｂ２５の重さと錘Ａ２３の重さの差による引張力が引張・測定機構２９にかかる。この引張力と引張・測定機構２９が認識する引張力の差を確認することによって校正を行うことができる。
【００３３】
上記のように、本発明の装置によれば必要な測定と校正を極めて簡単に行うことができる。また、機構が複雑ではないことから、装置を安価に製造することが可能であり、メンテナンスも容易である。さらに、様々なシート状材料に広く適用することができるうえ、自動化することも可能である。
【００３４】
以上、本発明の装置の一実施形態について説明したが、本発明はこの他にも種々の実施形態を採ることができる。例えば、錘Ａ２３を使用せずに、折曲げるための回転モーメントを引張・測定機構２９だけでかけるようにしてもよい。また、錘Ａ２３や錘Ｂ２５を使用せずに、錘Ｂ２５側の糸２７の先に第２の引張機構を設置し、回転モーメントを２つの引張機構によりかけるようにしてもよい。また、折曲げアーム１１の固定部１３は、折り曲げられるシート状部材１の大部分を固定するものであってもよい。その他の当業者に明らかな改変や設計変更についても、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のシート状材料の折曲げ適性の評価方法と装置は、様々な種類のシート状材料を幅広く評価するために利用することができる。特に、本発明のシート状材料の折曲げ適性の評価方法と装置は、罫線加工が施されたシート状材料の評価にも適用することができるため、産業上の利用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の装置の一態様を示す斜視図である。
【図２】図１においてＡ方向から見た断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  シート状材料、３  ベッド、５  折曲げ位置、７  押さえ板、９  クランプ
１１  折曲げアーム、１３  固定部、１５  回転軸、１７  台座、１９  筒状体
２１  伝達プーリ、２３  錘Ａ、２５  錘Ｂ、２７  糸、２９  引張・測定機構
【図１】
2005077321.tif 000003
【図２】
2005077321.tif 000004