(57)【要約】【課題】  縦方向、横方向共に伸張性を有し、プレス成型に適した段ボールシート及び段ボールシートにより成型した成型物を得る。【解決手段】  ライナー及び中芯を、ともに伸張紙で構成することにより、縦方向、横方向ともに十分な破断伸びをもつ段ボールシートを得る。そして、この段ボールシートを用いることにより、特殊な前処理なしでプレス成型により亀裂の無い成型物を得る。【選択図】  図１
2005105482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライナー及び中芯が、ともに伸張紙から構成されることを特徴とする段ボールシート。
【請求項２】
前記伸張紙が、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールと、ロール周面が平坦な軟質ロールとからなる一対のプレスロールを備え、加圧下で前記硬質ロールの周速度に対して前記軟質ロールの周速度を遅くまたは速く回転するようにした収縮付与装置のプレスロール間に、湿紙シートを通紙して該湿紙シートに収縮を与え、その後乾燥することにより製造されたことを特徴とする請求項１に記載の段ボールシート。
【請求項３】
前記伸張紙が、紙中水分２０〜５０％の湿紙シートを、上記収縮付与装置のプレスロール間に通紙して製造されたことを特徴とする請求項２に記載の段ボールシート。
【請求項４】
縦方向、横方向ともに破断伸びが１２％以上であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の段ボールシート。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４に記載の段ボールシートを用いて成型したことを特徴とする成型物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特にプレス成型に適した段ボールシート及びこの段ボールシートにより成型した成型物に関する。
【背景技術】
【０００２】
段ボールシートは、波形状の中芯とライナーを組み合わせた構造体であり、断熱性があり、また強度に優れ、様々な分野で利用されてきている。段ボールシートには、中芯の一方の面にのみライナーを貼り合わせた片面段ボールと、中芯の両面にライナーを貼り合わせた両面段ボールがあり、中芯の一方の面にのみライナーを貼り合わせた片面段ボールはクッション材、パッキング材等に使用され、中芯の両面にライナーを貼り合わせた両面段ボールは箱に使用されることが多い。また、箱に使用される場合でも、段ボールシートの種類によってその用途は多岐にわたり、例えば、段ボールシートは中芯の段の高さが小さくなるほど表面が平滑になり優れた印刷が可能となることから、小さな段の段ボールシートでは美粧性を生かし化粧箱等として用いられ、また逆に段が大きくなると強度に優れることから、輸送等の箱として使用される。
【０００３】
さらに、これらの用途以外にも、段ボールシートをプレス成型し自動車、航空機等の天井、側壁の内装材として使用したり、深絞り成型し食品容器として使用したりする場合がある。
【０００４】
しかしこれら成型用途では、成型物の形状によっては成型時に段ボールシートに亀裂が発生する問題がある。このような問題を解決する手段として、少なくとも一層のライナーを伸張紙とすることにより罫線割れを防止しようとした段ボールシートが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１０５５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の段ボールシートでは、ライナーに伸張紙を使用するだけなので、ライナーの亀裂は防げても、中芯が先に切れる問題が残っている。段ボールシートが縦方向（中芯の段の方向に対して垂直方向）に伸ばされる場合には、中芯は、その波形状の構造が伸ばされるので、中芯自体の伸びは関係しない。そのため、中芯の波形が伸びきって段がつぶれてしまわない限り、段ボールシートは、ライナーに使用する伸張紙の伸びに依存して伸びる。しかし横方向（中芯の段の方向に対して平行方向）に伸ばされた場合には、中芯の段は中芯に使用している紙自体が伸びる分だけしか伸びない。従って、中芯に使用している紙の破断伸びが、段ボールシートの伸びを規制してしまい、ライナーがいくら伸びたとしても、中芯に使用している紙の破断伸び以上に段ボールシートを伸ばすと、この中芯に亀裂を生じさせてしまうことになる。このように、段ボールシートの横方向の伸びによって、中芯が破れた場合、例えば、段ボールシートが、中芯の両面にライナーを貼り合わせた三層構造の両面段ボールである場合、中芯の破れた部分ではライナーのみの二層構造となるので強度が低下するといった問題がある。
【０００６】
更には、前記ライナーに使用する伸張紙の破断伸びが２０％以上である場合、段ボール製造時にライナーにかかるテンションによりトラブルが発生するおそれがあるといった問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、縦方向、横方向共に伸張性を有し、プレス成型に適した段ボールシート及び段ボールシートにより成型した成型物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明の手段を説明すると、次の通りである。  
請求項１に記載の段ボールシートは、ライナー及び中芯が、ともに伸張紙から構成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の段ボールシートは、請求項１に記載の、前記伸張紙が、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールと、ロール周面が平坦な軟質ロールとからなる一対のプレスロールを備え、加圧下で前記硬質ロールの周速度に対して前記軟質ロールの周速度を遅くまたは速く回転するようにした収縮付与装置のプレスロール間に、湿紙シートを通紙して該湿紙シートに収縮を与え、その後乾燥することにより製造されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の段ボールシートは、請求項２に記載の、前記伸張紙が、紙中水分２０〜５０％の湿紙シートを、上記収縮付与装置のプレスロール間に通紙して製造されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の段ボールシートは、請求項１，２又は３に記載の、縦方向、横方向ともに破断伸びが１２％以上の段ボールシートであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の成型物は、請求項１，２，３又は４に記載の前記段ボールシートを用いて成型したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記請求項１に記載の段ボールシートによれば、ライナー及び中芯が、ともに伸張紙から構成されるので、縦方向、横方向ともに十分な破断伸びをもつ段ボールシートを得ることができ、これにより特殊な前処理なしでプレス成型により亀裂の無い成型物の成型が可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の段ボールシートによれば、前記伸張紙が、ロール周面に周方向に沿った溝をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロールと、ロール周面が平坦な軟質ロールとからなる一対のプレスロールを備え、加圧下で前記硬質ロールの周速度に対して前記軟質ロールの周速度を遅くまたは速く回転するようにした収縮付与装置のプレスロール間に、湿紙シートを通紙して該湿紙シートに収縮を与え、その後乾燥することにより製造されるので、前記伸張紙は、該湿紙シートが硬質ロールと軟質ロールの周速度差で発生する剪断力の作用を受け、湿紙シートのＭＤ方向（抄紙機の進行方向）は、硬質ロールと軟質ロールの周速度差に相当する分の紙が圧縮され縦収縮が付与され、一方、ＣＤ方向（抄紙機の進行方向に対して直角の方向）は、周速度差に伴い、硬質ロールの周方向に沿った溝に湿紙シートが押し込まれ収縮が付与されることから、ＭＤ方向及びＣＤ方向ともに十分な破断伸びをもち、かかる伸張紙からなるライナー及び中芯で構成される段ボールシートも、縦方向、横方向ともに十分な破断伸びをもつものとなる。しかも、かかる伸張紙からなるライナー及び中芯で構成される段ボールシートは、その製造時においてテンションによるトラブルを発生させ難い。
【００１５】
請求項３に記載の段ボールシートによれば、前記伸張紙が、紙中水分２０〜５０％の湿紙シートを、上記収縮付与装置のプレスロール間に通紙して製造されるので、湿紙シート中の水分が可塑剤として効果的に働き、収縮付与装置により湿紙シートに十分な収縮が付与でき、かかる伸張紙からなるライナー及び中芯で構成される段ボールシートは、縦方向、横方向ともに十分な破断伸びをもつものとなる。
【００１６】
請求項４に記載の段ボールシートによれば、請求項１，２又は３に記載の、縦方向、横方向ともに破断伸びが１２％以上の段ボールシートであるので、これにより特殊な前処理なしでプレス成型により亀裂の無い深絞りの成型物の成型が可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の成型物によれば、前記請求項１，２，３又は４に記載の段ボールシートを用いて成型したので、亀裂の無い成型物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。  
本発明に係る段ボールシートは、ライナー及び中芯が、ともに伸張紙から構成される。前記伸張紙は、本発明の目的を満たすものであれば特に限定されるものではないが、十分な三次元成型性を得るためには、ＭＤ方向、ＣＤ方向ともに１２％以上の破断伸びであることが好ましい。段ボールシートの伸びは、縦方向についてはライナーの伸びが大きく影響し、横方向についてはライナー、中芯両方の伸びが大きく影響する。前記ライナー及び中芯を構成する伸張紙が、ＭＤ方向、ＣＤ方向ともに１２％以上の破断伸びであると、段ボールシートも縦方向、横方向ともに１２％以上の破断伸びとなり、十分な三次元成型性が得られる。
【００１９】
かかる伸張紙としては、例えば、特表平１１−５０９２７６号に開示された方法により製造される伸張紙があり、イタリア国カリオラーロ社より入手することができる。
【００２０】
この伸張紙は、図１に示す収縮付与装置により得ることができる。収縮付与装置は、ロール周面に周方向に沿った溝１をロール幅方向に所定の間隔をあけて設けた硬質ロール２と、ロール周面が平坦な軟質ロール３からなる一対のプレスロール４と、硬質ロール２と軟質ロール３の周速度を調整する周速度調整手段５と、硬質ロール２と軟質ロール３による加圧を調整する加圧力調整手段６を備え、加圧力調整手段６で調整された加圧下で、周速度調整手段５が前記硬質ロール２の周速度に対して前記軟質ロール３の周速度を遅く又は速く回転するように調整されており、この収縮付与装置のプレスロール４間、即ち、硬質ロール２と軟質ロール３の間に湿紙シートを通紙して収縮を与える。伸張紙は、このようにして収縮を与えられた湿紙シートを、その後乾燥することにより製造される。
【００２１】
前記硬質ロール２と軟質ロール３の間に通紙された湿紙シートは、硬質ロール２と軟質ロール３の周速度差で発生する剪断力の作用を受け、湿紙シートのＭＤ方向は、硬質ロール２と軟質ロール３の周速度差に相当する分の紙が圧縮され縦収縮が付与され、一方、ＣＤ方向は、周速度差に伴い、硬質ロール２の周方向に沿った溝１に湿紙シートが押し込まれ収縮が付与されることになる。
【００２２】
このとき、湿紙シート中の水分は２０〜５０％であることが好ましい。湿紙シート中の水分は２０〜５０％であると、湿紙シート中の水分が可塑剤として効果的に働き、収縮付与装置により湿紙シートに十分な収縮が付与できることから、ＭＤ方向及びＣＤ方向とも十分な破断伸びをもつ伸張紙を製造でき、ひいては、かかる伸張紙からなるライナー及び中芯で構成される段ボールシートに、縦方向、横方向ともに十分な破断伸びを与えることとなる。湿紙シート中の水分が２０％未満では、湿紙シートの可塑剤として作用している水分が少なく剛性が高いため、湿紙シートを収縮させるためのエネルギーが多く必要とされ、該湿紙シートに充分な収縮が得られない場合があり、また、湿紙シート中の水分が５０％を超えると、湿紙シートの可塑性は維持できるが、加圧によって搾水された水によって収縮処理時等にスリップを起こし易く、十分な収縮が得られない場合があるからである。
【００２３】
また、前記硬質ロール２と軟質ロール３との周速差は、硬質ロール２の周速度１に対して軟質ロール３の周速度を０．９５〜０．５とすることが好ましい。軟質ロール３の周速度が硬質ロール２の周速度に対して０．９５を超えると湿紙シートを収縮させる剪断力が少なく、また、軟質ロール３の周速度が硬質ロール２の周速度に対して０．５未満であると湿紙シートを収縮させる剪断力は十分得られるが機械的負荷が大きくなり、軟質ロール３の破損や動力負荷の増大を招き、好ましくない。
【００２４】
前記硬質ロール３の材料としては、例えば、ステンレス、鉄、アルミニウム、銅、真鍮、セラミックス等が使用でき、また、軟質ロール３の材料としては、ポリウレタンゴム、クロルプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、ポリサルファイドゴム、ニトリルゴム、エピクロルヒドリンゴム等のゴムロールが使用できる。紙層に剪断力を効果的に伝播させるためには、紙表面とゴムロール間の摩擦力が十分に得られること、及び、表面が摩耗し難く、耐久性に優れることが重要であるので、上記したような公知の材料から、こうした性質に優れたものを、適宜選択して使用すればよい。
【００２５】
このようにして得られた伸張紙は、現在知られている他の方法により得られる伸張紙と違い、ＭＤ方向及びＣＤ方向ともに１２％以上の破断伸びが得られるという大きな特徴がある。さらにこのようにして得られた伸張紙は、２０％以上の破断伸びであっても、段ボールシート製造時のテンションによるトラブルが発生し難いことを、本発明者らは見出した。
【００２６】
本発明で使用される伸張紙は、環境への負荷低減という観点から、繊維は天然パルプを５０％以上含むことが好ましい。天然パルプとしては、針葉樹または広葉樹の木材繊維、ミツマタ、コウゾなどの靭皮繊維、バガス、ケナフなどの非木材繊維、木綿繊維、古紙などの通常の製紙原料を使用できるが、汎用性などから針葉樹、広葉樹の木材繊維が好適である。
【００２７】
伸張紙の坪量については、本発明の段ボールシートが用いられる用途により適宜選択すればよい。また段ボールシートの用途に応じ、上記伸張紙中にサイズ剤、紙増強剤、湿潤紙力増強剤等を添加することも可能である。
【００２８】
さらに、本発明の段ボールシートにおいては、耐水性、耐油性等を付与する目的で、抄紙後にコーターまたはラミネーターにより樹脂を主成分とした層を設けたものをライナーに使用することができる。例えば、食品用途で一般の紙容器に使用されている低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂等がラミネート樹脂の例として挙げられるが、これに限定されるわけではなく、例えば耐熱性などを基準にし、使用する用途により適宜選択することができる。ただし、このように樹脂を主成分とした層を設けた場合でも、出来上がりの段ボールシートの破断伸びが、縦方向、横方向ともに１２％以上であることが好ましい。
【００２９】
このような伸張紙をライナー又は中芯に使用し段ボールシートを製造する方法としては、従来から使用されている一般的なコルゲーターを用いることができる。
【００３０】
ライナーと中芯を貼合する接着剤としては、従来から使用されているものが任意に使用できる。例えば、澱粉、アラビアゴム、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、酢酸ビニルアルコール、ＳＢＲ、ＮＢＲ等の水溶性若しくは水分散性の接着剤とこれらの混合物、段ボール製造用のステンレスホール糊やその他貼合剤、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エボキシ樹脂等の溶剤系の接着剤、ホットメルト接着剤、溶融樹脂等が使用可能である。
【００３１】
このようにして製造されるライナーと中芯に伸張紙を使用した段ボールシートの種類としては、一般的な段であるＡ、Ｂ、Ｃ及びＥ段フルート、マイクロフルートとよばれるＦ、Ｇ及びＮ段フルートなど、一般に製造されている規格のものすべての種類を製造することができる。さらにライナーと中芯の数の組合せについても制限はなく、片面段ボール、両面段ボール、複両面段ボール等のいずれでも製造することができる。
【００３２】
次に、前記の段ボールシートにより成型した成型物を実施する最良の形態の使用例を説明する。  
本発明に係る成型物は、前記の段ボールシートを用いて、真空成型、圧空成型、プレス成型などにより成型することができる。もっとも、Ａ、Ｂ及びＣ段フルートは強度が強いので、プレス成型により成型することが好ましい。成型される成型物の用途や形状にあっては、特に限定されるものではない。
【実施例】
【００３３】
次ぎに、本発明の実施例及び比較例を挙げ、実施例及び比較例で得られた段ボールシートについてプレス成型を行った結果を示す。
【００３４】
＜実施例１＞
ライナーに使用する伸張紙として、特表平１１−５０９２７６号の方法により得られた、坪量２００ｇ／ｍ２、破断伸びがＭＤ方向２８．９％、ＣＤ方向１２．９％の紙を、中芯に使用する伸張紙として、やはり特表平１１−５０９２７６号の方法により得られた、坪量１５０ｇ／ｍ２ 、破断伸びがＭＤ方向１４．６％、ＣＤ方向１４．６％の紙（イタリア国、カリオラーロ社製）を使用し、コルゲーターにより、破断伸びが縦方向２７．２％、横方向１２．５％のＢ段両面段ボールシートを製造した。なお、この製造にあたり、テンションによるトラブルは、段ボールシートの貼合工程においても発生しなかった。
【００３５】
＜実施例２＞
ライナー及び中芯に使用する伸張紙として、特表平１１−５０９２７６号の方法により得られた、坪量１００ｇ／ｍ２、破断伸びがＭＤ方向２６．２％、ＣＤ方向１６．４％の紙（イタリア国、カリオラーロ社製）を使用し、コルゲーターにより、破断伸びが縦方向２３．５％、横方向１６．１％のＧ段段ボールシートを製造した。なお、実施例１と同様、この製造にあたり、テンションによるトラブルは、段ボールシートの貼合工程においても発生しなかった。
【００３６】
＜比較例１＞
ライナー及び中芯に使用する伸張紙として、坪量１００ｇ／ｍ２、破断伸びがＭＤ方向８．２％、ＣＤ方向１０．０％のクルパック紙を使用し、コルゲーターにより、破断伸びが縦方向７．２％、横方向９．４％のＧ段両面段ボールシートを製造した。
【００３７】
＜比較例２＞
ライナーに使用する伸張紙として、特表平１１−５０９２７６号の方法により得られた、坪量１００ｇ／ｍ２、破断伸びがＭＤ方向２６．２％、ＣＤ方向１６．４％の紙（イタリア国、カリオラーロ社製）を使用し、中芯に使用する伸張紙として、坪量１００ｇ／ｍ２、破断伸びがＭＤ方向８．２％、ＣＤ方向１０．０％のクルパック紙を使用し、コルゲーターにより、破断伸びが縦方向１７．４％、横方向９．７％のＧ段両面段ボールシートを製造した。なお、この段ボールの横方向の破断伸びは中芯が破断した段階での値である。このとき、ライナーはまだ破断していない状態であった。
【００３８】
○プレス成型の結果
上部の直径１７０ｍｍ、底部の直径１１５ｍｍ、深さ２０ｍｍの丸皿の型を用い、実施例１，２及び比較例１，２で得られた段ボールシートについて、各５枚づつプレス成型を行った。実施例１，２で得られた段ボールシートについては、全て問題なく成型できたが、比較例１で得られた段ボールシートについては、５枚全て、プレス成型途中で、ライナーと中芯がともに皿の底部で裂けてしまった。また、比較例２で得られた段ボールシートについては、皿の形状に成型できたものの、５枚全て、皿の底部中央付近で中芯が破れていた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る段ボールシートを構成する伸張紙の製造に使用される収縮付与装置を示した斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１  溝
２  硬質ロール
３  軟質ロール
４  プレスロール
５  周速度調整手段
６  加圧力調整手段
【図１】
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