(57)【要約】      （修正有）【課題】高い剛性強度とその長期維持が可能な両面複合型２方向波形コルゲ−ト体の実現を図ること。【解決手段】水分率がその特異値１０．０％以下７．０％以上の範囲に調整されて設けられる両面複合型２方向波形コルゲ−ト体。【選択図】図２．
2005205596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
なめらかな蛇行状平面波形としたコルゲ−ト体３に加工された中芯紙の表裏両面において２葉のライナ−紙１、２が一体貼含されるとともに、その水分率が特異値１０．０％以下７．０％以上の範囲に調整せられて、設けられることを特徴とした両面複合型２方向波形状コルゲ−ト体。
【請求項２】
本複合コルゲ−ト体の製造過程にあって、好ましくは周方向に直行状歯型が巾方向に多段として設けられた複数のフォ−ミング対ロ−ルの働きにより中芯紙３を加工して得られる流れ方向に直行状コルゲ−ト体をして、巾方向になめらかな蛇行状歯型が周方向に多段として設けられたフォ−ミング対ロ−ルにより加工して得られる２方向波形状コルゲ−ト体をして、さらに上記フォ−ミング対ロ−ル及びプレスロ−ルにより第一のライナ−紙１と一体貼合して片面複合型２方向波形状コルゲ−ト体が形成されるシングルフェ−サ−関連のＡ工程において、もしくは該片面複合型２方向波形状コルゲ−ト体を第二のライナ−紙２と熱板により一体貼合して両面複合型２方向波形コルゲ−ト体が形成されるダブルフェ−サ−関連のＢ工程において、もしくはＡ、Ｂ両工程において上記３種平板紙又は上記３種コルゲ−ト体又は貼合用接着剤などの一部又は全部に対する強制的水分管理方法各種が単独採用もしくは適宜組合わされて複数採用されることにより、Ａ、Ｂ全工程の完了時において最終水分率がその特異値１０．０％以下７．０％以上の範囲に調整されて設けられることを特徴とした請求項１に記載の両面複合型２方向波形コルゲ−ト体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】本発明は、高い剛性強度とその安定的維持を可能とする水分率の必要・充分条件が満たされて設けられた両面複合型２方向波形状コルゲ−ト体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００１】従来技術として、直行状平面としたコルゲ−ト体に加工された中芯紙３が２葉のライナ−紙１、２との間にはさまれ一体貼合されて形成される両面複合型１方向波形状コルゲ−ト体（以下「段ボ−ル」という。）がよく知られ以下のような大きな問題点を抱えていた。
第一の問題点は、その製造装置により形成された段ボ−ルが、その形成直後において充分に高い剛性強度を与えられながら、形成以降の保管、輸送時などにおいてしばしば無視しがたい強度劣化の発生を余儀なくされていた。つまり段ボ−ルはその形成時水分が雰囲気の影響をうけやすいコルゲ−ト体の形状をもつために、形成以降の高温多湿などの雰囲気に放置されると吸湿し、強度劣化の著しい水分渦多へと移行するからである。【０００２】その結果として包装資材などに利用される場合、この段ボ−ルは、その形成時の水分率が、その後の雰囲気内で長期安定して維持され難いことから、形成以降において各種水分管理方法の実施を不可欠とされている。そのため、製造装置とは別に水分管理のための諸装置、機材やそのスペ−ス、スタッフなどに関るコスト負担が第二の問題点である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】上記のように問題に鑑み、本発明では、高い剛性強度の達成を可能とする水分管理のもとに形成された両面複合型２方向波形状コルゲ−ト体（以下「本複合コルゲ−ト体」と云う。）が、その形成以降も長期にわたり、その剛性強度が安定的に維持されるとともに、水分管理のための諸コストを大幅削減されて得られる包装資材などの実現をその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】本発明の準備段階において、各種水分率として形成された本複合コルゲ−ト体について、その水分率と剛性強度の相関及びその水分率の雰囲気内遷移の特性に関する２つの計測分析が行われ、まず前者の分析において高度な剛性強度を約束される水分の適正域１０．０％以下７．０％以上が明らかにされ、後者の分析において高温多湿の雰囲気内においても上記適正域の水分率が、大きく遷移することなく安定的に維持されることが確認された。その結果として高い剛性とともにその安全維持を可能とする必要かつ充分な条件を同時に満足する水分１０．０以下７．０以上が、本発明の特異値として選択された。
前記目的を達成するために本発明では、なめらか蛇行状平面波形コルゲ−ト体に加工された中芯紙３と２葉のライナ−紙１、２との一体貼合により形成される過程もしくは形成後出荷前の段階において、本複合コルゲ−ト体が上記水分率の特異値内に調整されて設けられることである。
【０００５】上記の通り形成時において、水分率の特異値内に調整されて設けられる本発明の本複合コルゲ−ト体では、すぐれて高い剛性強度が得られるとともに形成以降も水分率の大きな遷移がなく長期安定的にその剛性強度が維持され梅雨どきもその強度劣化が完全に抑止された。さらにまた、本複合コルゲ−ト体が成形以降ないしは出荷後の水分管理から解放されることから、その調湿のための装置、スペ−ス、手間、スタッフなどのコストが削減された。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
まづ図１は従来例としてとおりあげた段ボ−ルの部分破断斜視図であり、図２は本発明に関わる本複合コルゲ−ト体の部分破断斜視図である。
図３は本複合コルゲ−ト体及び段ボ−ルについて各レベルの水分率に調整した複数サンプルの平面圧縮（以下「ＦＣ」と云う。）強度・測定値の指数グラフであり、図４は本複合コルゲ−ト体、図５は段ボ−ルについて各レベルの水分率に調整した複数サンプルの各雰囲気内水分率の遷移・測定値の指数グラフである。【０００７】本発明では図２に示される通り、なめらかな蛇行状平面波形としたコルゲ−ト体に加工された中芯紙３の平面が２枚のライナ−紙１、２と一体貼合され本複合コルゲ−ト体が形成されている。その本複合コルゲ−ト体の形成時もしくは出荷前において、あらかじめ適正に水分管理されることにより、図３の斜線部に示される通り確実かつ高度なＦＣ強度が得られることが明らかになった。つまり水分率を１０．０％以下７．．０％以上とした適正域に水分管理されて設けられた本複合コルゲ−ト体は、必要とされる高度なＦＣ強度を発揮出来ると云う包装資材などとして適わしい必要条件を満すことが確認された。【０００８】それとともに図４の斜線部分に示される通り、１０．０％以下７．０％以上の水分率とされた本複合コルゲ−ト体サンプルには、形成以降もしくは出荷以降において高温多湿の雰囲気にあっても吸湿による大きな水分率増加が発生しないことが明らかとなった。つまり上記水分率適正域１０．０％以下７．０％以上として形成された本複合コルゲ−ト体は、形成後もその水分率が安定的に維持されるという包装資材などに適わしい充分条件を満たすことが確認された。
以上のことから本複合コルゲ−ト体の形成時途上において上記の通り必要・充分両条件を同時に満す水分率の範囲つまり水分率の特異値１０．０％以下７．０％以上としてあらかじめ水分管理して設けられることを特徴ととする、これまでに例を見ない包装資材が世に出現した。【０００９】第一に、上記本複合コルゲ−ト体の対剛性・水分率適正域について、段ボ−ルのそれと対比しながら詳細に説明する。図３のＦＣ強度・水分率相関グラフにおいて本複合コルゲ−ト体と段ボ−ルの各対剛性・水分率曲線Ａ、Ｂが示され、横軸は９種水分率とした９種サンプル、横軸はＦＣ強度の指数値である。両曲線とも右上がりのＳ字カ−ブを描き本複合コルゲ−ト体の曲線Ａは、段ボ−ルの曲線Ｂより上方に位買するのが特徴的である。
これは、本複合コルゲ−ト体の曲線Ａは、段ボ−ルよりも同一の前提ではすぐれて高いＦＣ強度を示すことであり、それは両コルゲ−ト体の構造形式の差異すなわち本複合コルゲ−ト体の各フル−ト壁面５が二次曲面状、後者のそれが一次曲面状として設けられることから来ている。【００１０】図３のグラフ上に斜線部分に、高いＦＣ強度が保証される水分率の範囲すなわち対剛性・水分率適正域が示されているが、その適正域とは曲線ＡとＢに共通して１０．０％の水分率を上限７．０の水分率を下限とされている。上限水分率１０．０％のＦＣ強度は曲線ＡＢともにその変曲点と一致しており、水分率１０．０を境としてＦＣ強度の増加率が急増することを意味する。下限水分率７．０％のＦＣ強度は曲線Ａ、Ｂともにその頂点（グラフでは省略されている）に近い所にあり、この７．０％がパルプ系シ−トの水分管理上、実用的な水分率の下限値として知られている。【００１１】なお、図３、図４、図５示される本複合コルゲ−ト体及び段ボ−ルの両サンプルにおいてその共通部位の材質、寸法が同一とされており、中芯紙３をＢ級１１５ｇ／ｍ２、ライナ−紙１、２をジュ−トライナ−１８５ｇ／ｍ２、コルゲ−ト体の断面波形の振巾を１，７５ｍｍ、波長を２．０ｍｍとされ、接着剤をコンスタ−チとした。
また図３のＦＣ強度・水分率相関分析において、そのＦＣ強度の算定方法は原紙構成、寸法構成などの仕様を同一とした上９種水分率とされた９種サンプルについて、そのＦＣ最大応力を計測し、指数表示した。図４、５の両雰囲気内の水分率遷移分析において、その算定方法は、原紙構成と寸法構成を同一とした９種水分率の９種サンプルについて、３種雰囲気イ、ロ、ハ内に４８時間放置後その水分率の遷移値を計測し、指数表示した。【００１２】第二には、形成時に高い剛性強度を約束する適正域内の水分率１０．０以下７．０以上として設けられた本複合コルゲ−ル体と段ボ−ルについて、形成後の各種雰囲気内においてもたらされる上記水分率の遷移度合を図４、５にもとずき詳細に説明する。
図４、５では横軸に形成直後の９種水分率として設けられた９種サンプルが、縦軸に遷移前の９種サンプルの各水分率を１００とした遷移後の水分率指数が示されている。各図３本の直線は遷移後の各水分率指数を連結したものであり、いずれも右上がり傾斜とされる。
図４に示される３本の直線１、２、３は雰囲気イ、ロ、ハに対応しており、ゆるやかな右上り傾斜を特徴とする。雰囲気イは温度２５℃湿度８０％とした梅雨どきの過酷な状態であり、雰囲気ロからハへとその状態は緩くなる。斜線部で示された水分率の適正域に注目して、上限水分率１０．０％とした形成時サンプルが雰囲気イ内に放置後の水分率を１０．６％（１０．０％×１．０６）とした形成後サンプルとして得られ、下限水分率を７．０％とした形成時サンプルが雰囲気イ内に放置後の水分率を８．４％（７．０×１．２）とした形成後サンプルとして得られる。以上のことから、本複合コルゲ−ト体では、形成時の適正域とした水分率が、過酷な雰囲気内においてもほぼその適正域にとどまり大きくはづれないため、形成後如何なる気候条件においても高い剛性強度をして安定的に維持される適正域すなわち水分率の特異値１０．０％以下、７０％以上が存在することが明らかとなった。【００１３】図５に示される３本の直線４、５、６は各雰囲気イ、ロ、ハに対応しており、やや急な右上り傾斜をその特徴とする。斜線で示された水分率の適正域に注目して、上限水分率１０．０％とした形成時サンプルが雰囲気イ内に放置後の水分率を１３．０％（１０．０％×１．３）とした形成後サンプルとして得られ、下限水分率を７．０％とした形成時サンプルが雰囲気イ、内に放置後の水分率を１０．８％（７．０％×１．５４）の形成後サンプルとして得られる。以上のことから、段ボ−ルでは、形成時に適正域とした水分率が過酷な雰囲気内においてその適正域からことごとく外れてしまうことから、形成後のきびしい気候要件において、高い剛性強度をして安定的に維持される適正域すなわち水分率の特異値が存在しないいことが判明した。【００１４】上記の通り、本複合コルゲ−ト体と段ボ−ルにおける、雰囲気内の水分率遷移特性の大きなちがいは、図１、２に示される両コルゲ−ト体の特徴的形状によりもたらされ、以下にその作用を説明する。
中芯紙３から加工されたコルゲ−ト体の両面と２葉のライナ−紙１、２が一体化され、形成される複合コルゲ−ト体においてその水分の発散、吸収は中芯紙３とライナ−１、２の両表面で発生する。その大半の水分は吸水仕様とされる中芯３に含れ、その水分移動は非吸水仕様とされた両ライナ−１、２を介する間接的径路よりも、複合コルゲ−ル体の端部開口４を通じた直接的径路を経て行われる。【００１５】段ボ−ルでは、直行状コルゲ−ト体に加工された中芯紙３と、平板状ライナ−紙１、２により構成される半円筒状シリンダ−４が多数並列して設けられる。そのシリンダ−４が直行状とされることから、中芯紙３とライナ−紙１、２から発生する水蒸気又は大気からくる水蒸気はシリンダ−内移動を大きく妨げられることなく端部開口４を介して行われ、両蒸気圧の迅速な平衡達成が完了する。結果として段ボ−ルの形成時水分率が大気の湿度によりその値を左右されやすいため、高温多湿とした過酷な気候ではその形成時以降、水分率が大巾に高いものとならざるを得ないとした問題をかかえていた。【００１６】それに対して本複合コルゲ−ト体にには、蛇行状コルゲ−ト体に加工された中芯紙３と平板状ライナ−紙１、２より構成される、蛇行する半円筒状シリンダ−４が多数並列して設けられる。そのシリンダ−４が小刻に屈曲するため中芯紙、ライナ−紙から発生する水蒸気又は大気中水蒸気はシリンダ−内移動を極度に妨げられる。その結果として端部開口４の有無にかかわらず、実質的に密封されたシリンダ−内の蒸気圧が一定に保たれることから高温多湿とした過酷な気候においても、形成時水分率が吸湿によりいたずらに上昇させられることもなく当初数値を維持されることが立証された。【００１７】なお本コルゲ−ト体の中芯３を構成するなめらかな蛇行状平面波形としたコルゲ−ト体の構造とは、平板シ−トの単純折曲により形成されるおおまかには版状立体であり、詳細にはその平面、断面両方向に各固有の波形が設けられることを特徴とする二次曲面状立体であるとともに、ふたたび展開により折曲前の２次元平面に実質的に復元可能な幾何法則下の構造体である。【００１８】さらに本発明内の、水分率特異値を１０．０％以下７．０％以上とおして形成される本複合コルゲ−ト体について、その形成時におけるその水分管理のための具体的手順・方策を手短に述べるとすれば以下の通りである。
本複合コルゲ−ト体の製造過程にあって好ましくは、周方向に直行状歯型が同方向に多段に設けられた複数のフォ−ミング対ロ−ルの働きにより中芯紙３を加工して得られる流れ方向に直行状コルゲ−ト体をして、巾方向になめらかな蛇行状歯型が周方向に多段として設けられたフォ−ミング対ロ−ルにより加工して得られる２方向波形状コルゲ−ト体をして、さらに上記フォ−ミング対ロ−ル及びプレスロ−ルにより第一のライナ−紙１と一体貼合して片面複合型２方向波形状コルゲ−ト体が形成されるシングルフェ−サ−関連のＡ工程において、もしくは該片面複合型２方向波形状コルゲ−ト体を第二のライナ−紙２と熱板により一体貼合して両複合型２方向波形状コルゲ−ト体（本複合コルゲ−ト体）が形成されるダブルフェ−サ−関連のＢ工程において、もしくはＡ、Ｂ両工程において上記３種平板紙又は上記３種コルゲ−ト体又は貼合用接着剤などの一部又は全部に対する強制的水分管理方法の各種が単独採用もしくは適宜組合わされて複数採用されることにより、Ａ、Ｂ全工程の完了時において本複合コルゲ−ト体はその最終水分率が特異値上限１０．０％、下限７．０％の範囲に調整されて設けられるのである。【００１９】上記諸水分管理方法について、Ａ・Ｂ両工程における具体的方策・手順の好ましい実施例を述べる。
シングルフェ−サ−周辺のＡ工程では、あらかじめ中芯紙３、第一のライナ−紙１が６〜５％の水分率として巻ロ−ルから供給され、中芯紙は巾寄せロ−ルにより流れ方向に直行状コルゲ−ト体のロ−ルフォ−ミングが開始される段階において加湿装置と加熱装置により１１〜１０％の水分率に調整されることである。
次にその中芯紙３が２方向波形状コルゲ−ト体にロ−ルフォ−ミングされる段階において高圧・高温オイルによる加熱装置又は磁気誘導加熱装置などが組込まれ、巾方向になめらかな蛇行状歯型が周方向に多段として設けられた段ロ−ルは２５０〜３５０℃に昇温されるとよい。そして予熱ロ−ルにより８０℃ほどに昇温された第一のライナ−紙１と、可能なかぎり水分量をしぼられたコンスタ−チもしくはＥＶＡなどの接着剤を介して段ロ−ルの間で一体貼合されるとよい。本Ａ工程における以上の様な各種水分管理方法によって水分率が１１〜８％とされた片面複合型２方向波形状コルゲ−ト体が得られることである。【００２０】さらにダブルフェ−サ−周辺のＢ工程では、予熱ロ−ルにより８０℃ほどに昇温された第二のライナ−紙２と加工済みの片面複合型２方向波形状コルゲ−ト体は、可能なかぎり水分量をしぼられたコンスタ−チもしくはＥＶＡなどの接着剤を介して、熱板により一体貼合されるとよい。その熱板は１００〜２００℃に、より好ましくは２００〜３００℃に昇温されるとともに段ボ−ル用の熱板よりも、その流れ方向スパンを拡大延長されるとよい。Ｂ工程における以上の様な水分管理方法によって水分率が１０．０％以下７．０％以上とされた両面複合型波形状コルゲ−ト体（本複合コルゲ−ト体）が最終的に得られることである。【００２１】上記には、本発明の水分率１０．０％以下７．０％以上として形成された本複合コルゲ−ト体を得るための水分管理方法の一実施例を示したが、それら管理方法が適宜選択されまたそのレベル調節されて実施されてもよい。この他に多くの水分管理方法が容易に考案され、それらが単独にもしくは複数が組合されて採用されてもよい。なお本発明には、本複合コルゲ−ト体の形成時にかぎらず、形成以降・出荷前において、高温・多湿空気の両端部開口を介した吸入、排出などによる強制的水分管理方法各種を採用した水分率の上記特異値内調整がされて設けられる本複合体コルゲ−ト体とその製造方法が含まれ、いずれも本発明に有効である。
［効  果］【００２２】本発明により、従来の段ボ−ルの原紙構成、形状寸法と同等とした本複合コルゲ−ト体では、剛性強度がきわだつとともにその剛性が高温多湿の雰囲気内においても安定的に維持されると云う、包装資材として優れた性能が確認された。さらその成果として段ボ−ルの様に梅雨どきにハイコストの非吸水型中芯、ライナ−紙にきりかえることなくロ−コストタイプの吸水型、準非吸水型原紙を通年用いることが可能となり、また形成後ないしは出荷後の水分管理がフリ−とされ、ないしは軽減されることから関連設備費、人件費などの削減により、これまでに期待すべくもなかった低価格の包装資材が実現した。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１．】従来例とされる段ボ−ルの部分破断斜視図
【図２．】本発明に関わる本複合コルゲ−ト体の部分破断斜視図
【図３．】本複合コルゲ−ト体など段ボ−ルの各９種水分率として設けられた各９種サンプルについてそのＦＣ強度（最大応力）・測定値の指数グラフ。
【図４．】本複合コルゲ−ト体の９種水分率とした９種サンプルの３種雰囲気内放置後の水分率遷移・測定値の指数グラフ。
【図５．】段ボ−ルの９種水分率とした９種サンプルの３種雰囲気内放置後の水分率遷移・測定値の指数グラフ。
【符号の説明】
【００２４】１．第一のライナ−（紙）
２．第二のライナ−（紙）
３．中芯（紙）、コルゲ−ト体
４．シリンダ−断面、端部開口
５．フル−ト壁面
【図１．】
2005205596.tif 000003
【図２．】
2005205596.tif 000004
【図３．】
2005205596.tif 000005
【図４．】
2005205596.tif 000006
【図５．】
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