(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面目の字状の口から押出し成形されたプラスチック材からなる箱体のブランクであって、側面部をループにするための台形形状の糊代の斜辺と該斜辺に隣接する箱体角部が連続して熱溶着され、該溶着により糊代の斜辺の中空部の開口が封止されると共に溶融した樹脂が冷却され前記箱体角部から前記糊代の斜辺に亘り帯状部が形成されたことでその部分の機械的強度を補強したことを特徴とする中空体合成樹脂シート。
【請求項２】
先端加熱面は底辺より高さ寸法が大きい台形であって、該台形の頂辺と斜辺は前記先端加熱面から厚み方向に次第に寸法が大きくなる傾斜面となっている中空体合成樹脂シートの熱溶着用加熱アイロン。
【請求項３】
断面目の字状の口から押出し成形されたプラスチック材からなる箱体のブランクであって、箱体角部となる部分が隣接する側面間に亘り熱溶着され、溶融した樹脂が冷却され両側面間に亘り帯状部が形成されることでその部分の機械的強度を補強すると共に、角部の破損によって中空部の開口となることを防止することを特徴とする中空体合成樹脂シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空体合成樹脂シートの熱溶着加工技術に関し、特に該熱溶着加工が施された中空体合成樹脂シートと該加工に用いられる治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シート部材として中空体合成樹脂を素材とするシートが用いられるようになってきた。これはプラスチック材を断面が目の字状の口から押出成形したもので、２枚の板が一定間隔のリブで橋渡しされた形態となっているのが一般的である。この種中空体合成樹脂シートの接合方法はワイヤステッチやリベット等の機械接合、加熱や超音波等の溶着接合、また不安定ではあるが接着剤を用いた化学接合ある。だだし、最近はゴミを少なくし、省資源を図る立場からリサイクルの社会的要望が高くなっており、中空体合成樹脂シートと材質を異にするワイヤステッチやリベット等の機械接合部材は分離除去する必要があることから敬遠され、異質素材を含まない加熱溶着接合が主として採用されるようになっている。ところでこの中空体合成樹脂シートは、一般に押出し成形であるため押出し方向に目の流れが生じる。すなわち、構造的にリブとリブの間に機械的に弱い部分ができ、外力を受けるとリブに平行に裂けやすいという弱点を有している。この加熱溶着はフラットな面を持つ加熱アイロンを使用するのが主流であるが、フラットな面で中空体合成樹脂シート面に加熱を加えると熱劣化を生じ構造的に弱い目の流れ方向に裂けやすいという問題があった。
【０００３】
また、この中空体合成樹脂シートは近年各種部材を収納する容器として紙製段ボールの箱体に替わり、組立て式の段ボール形態の箱の素材として用いられるようになってきた。この中空体合成樹脂シートは２枚の板が一定間隔のリブで橋渡しされた形態すなわち中空体であるため、軽量となって扱い易い上、リブ構造により補強され更にフレーム部材によって機械的強度が得られるため構造的にも比較的丈夫であり、開口している端部を封止すれば中空部に虫が入ったり埃や水が進入することもなく洗浄することができるため、繰り返し使用に耐える上衛生的であるため食品類を含めて広く収納容器として普及が見込まれているものである。箱体のブランクとなる中空体合成樹脂シートは一般に紙段ボールと同様に側面端部に糊代が設けられ、その糊代が側面の他端部と貼着されループ状にされる構成となっている。この貼着は一般に前述のシート材の加熱溶着技術が用いられいるため、この中空体合成樹脂シート製の箱体もやはり目の方向に裂けやすいという問題を抱えている。また、この箱は繰返し使用に耐えるものであるが、使用過程において構造的に角部に負荷が集中し破損を受けやすく、その部分から裂け目を生じたり、その破損部分で中空部の開口となって虫が入ったり埃や水が侵入したり、洗浄が出来なくなるなどして衛生面での問題を生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の中空体合成樹脂シートの貼着方式としてリサイクルに不適な異質材料を用いずかつ目の流れ方向に裂けることのない機械的強度を確保できる技術と、中空体合成樹脂シートを素材とする箱体の角部の機械的強度を確保できる技術の提供を目的課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
合成樹脂製のシートを貼着して繋ぐに際し、同部材同士を貼着するための貼着部は、平板状であってその両面が鋸歯状の溝形状となっている熱溶着接合用加熱アイロンに当接されて加熱され、しかる後圧接されて両貼着面が鋸歯状の溝形状の層を介して熱溶着接合されるようにする。また、中空体合成樹脂シートを素材とする箱体において機械的に弱い部分となる角部を加熱アイロンを用いて局部的に熱溶着し、隣接部材間に帯状体を形成することにより強度を持たせると共に中空部の開口となることを防止し、更に糊代部端部を熱溶着して中空部の開口となることを同時に防止する。
具体的に本発明の中空体合成樹脂シートは、断面目の字状の口から押出し成形されたプラスチック材からなる箱体のブランクであって、側面部をループにするための台形形状の糊代の斜辺と該斜辺に隣接する箱体角部が連続して熱溶着され、該溶着により糊代の斜辺の中空部の開口が封止されると共に溶融した樹脂が冷却され前記箱体角部から前記糊代の斜辺に亘り帯状部が形成されたことでその部分の機械的強度を補強するようにした。
また、本発明の中空体合成樹脂シートの熱溶着用加熱アイロンは、先端加熱面は底辺より高さ寸法が大きい台形であって、該台形の頂辺と斜辺は前記先端加熱面から厚み方向に次第に寸法が大きくなる傾斜面となっているものとした。
他の形態を採った本発明の中空体合成樹脂シートは、断面目の字状の口から押出し成形されたプラスチック材からなる箱体のブランクであって、箱体角部となる部分が隣接する側面間に亘り熱溶着され、溶融した樹脂が冷却され両側面間に亘り帯状部が形成されることでその部分の機械的強度を補強すると共に、角部の破損によって中空部の開口となることを防止するようにした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を説明する前に、図１により中空体合成樹脂シートを素材とする箱体ブランクについてまず説明する。１が箱体ブランクで素材は目の字状の口から押出し成形によって２枚の板状体が所定間隔のリブで橋渡しされた形態の中空体合成樹脂シートからなる。リブ２の長手方向は押出し方向であり、図面では破断部から判るように上下方向となっている。一枚の中空体合成樹脂シートから木型により図１のような６面形状に切り出され、三角凸状の加熱アイロンによって折り曲げ溝３が形成されたもので、面11,12は蓋部分に、面13,14は側面部に、面15,16は底部分になり、片17は糊代となる。リブ２の長手方向が図面上下方向となっていることで箱体側面は積み上げ方向に強度を確保できる。また、この状態では面11,12の上端部と面15,16の下端部は中空部の開口となっているため本出願人の先願に係る特願平１０−３４０００７号の技術を用いて開口部封止を実施する。すなわち表板と裏板間にリブが等間隔で配置された形態となっている中空体合成樹脂の板状体端部に三角凸状の加熱アイロンを当接し、端部を溶融させてＶ字溝を形成して後該端部を両面から成形板で押圧して開口部を封止する。箱体を形成するために図１に示された６面の箱体ブランクは同形の他のブランクの糊代17'が該ブランクの面14の右端と貼合わされ、該部ランクの糊代17が他のブランクの面14'の右端と貼合わされて箱体側面部がループとなるように２枚の中空体合成樹脂シートを組み合わすことが必要であるが、面12,14,16の右端に面11',13',15'の左端が連結した１２面の箱体ブランクであれば糊代17を他端部の面14'の右端と貼着すれば１枚の中空体合成樹脂シートで箱体を形成することが出来る。ただし、その場合には約倍の幅の中空体合成樹脂シートが必要となる。
【０００７】
本発明は図２Ａに斜視図で示すように中空体合成樹脂シートのような熱可塑性合成樹脂シートの一端を他の熱可塑性合成樹脂シートの一端に加熱アイロンを用いて溶着により貼着する技術に関するもので、その過程は図２Ｂに示すように平板状の190〜250℃に加熱されたアイロンの両面に貼り合わせる両シートの貼着部分を当て、図２Ｃのように両面を溶融状態にした状態で該加熱アイロンを外し、図２Ｄの如く両面を圧接接合させる。これは従来の熱溶着接合と同様であるが、本発明では図３に示すような加熱アイロン４の平板状の加熱面に断面が鋸歯状の溝41をつけたものを用いる点に特徴を有する。この溝は深さが0.1〜１mm、ピッチ幅は２〜１０mmとするのが適当である。このような鋸歯状の溝41のある加熱面に当接された中空体合成樹脂シート面は中空部をつぶすことなく接触面がその形状に溶融し、同様の形状に溶融された他方の中空体合成樹脂シート面と張り合わされる。するとお互いの凹凸部が噛み合わされた状態で溶融した両合成樹脂材が冷却に伴って断面鋸歯状の層を作って溶着されることになる。この断面鋸歯状の層が一種のリブ的機能を果たし機械的強度を増すことになる。この作用によって、従来熱劣化を加え目の流れ方向に亀裂を生じやすかった中空体合成樹脂シート熱溶着の弱点をカバーするものである。この断面鋸歯状の層の方向が中空体合成樹脂シートのリブの長手方向と交差する方向であればリブとこの断面鋸歯状の層が格子状に連結して働き合い、機械的強度を更に増すことができる。したがって、断面鋸歯状の層はリブの長手方向に直交乃至60度の角度で形成されるようにするのが好ましく、使用する加熱アイロンは図３Ａに示すように糊代幅方向に平行乃至図３Ｂのように幅方向30度の角度を有したものが良い。以上の作用は中空体合成樹脂シート材を例に説明したが、平板状の加熱面に断面が鋸歯状の溝をつけられた加熱アイロンを用いる本発明の熱溶着技術は、中空体合成樹脂シート材に限らず加熱アイロンの当接によって溶融面に鋸歯状の溝の形状が残るような厚みと硬度をもった熱可塑性の合成樹脂シートであれば適用することが可能である。
【０００８】
上述した本発明の熱溶着技術は中空体合成樹脂シート材を素材とする箱体ブランク１の糊代17と側面部14の右端部との熱溶着に適用されて目の流れ方向に裂けやすい機械的弱点を補強するが、本発明は更に構造的に負荷がかかり破損し易い箱体角部の補強を図る技術を含む。すなわち箱体角部となる側面部13と側面部14間及び側面部13と糊代部17間の上端と下端に両側面に亘る局所を加熱アイロンを押圧して直線状若しくは曲線状に熱溶着する。加熱アイロンによって溶融した熱可塑性樹脂は冷却されると中空部をつぶした形で新たな帯状部を作るが、この帯状部はこの加工が施されていない箱体の角部を構成する折り曲げＶ字溝端部と比較してＶ字溝方向の引き裂き負荷を始めとする角部にかかる負荷に対し耐久度を増すものとなる。また、中空部をつぶした形で作られた新たな帯状部は中空部をしっかりと封止することになるため角部の傷が従来の箱のように中空部の開口となることを防止するものである。ところで糊代部17にもリブ２の長手方向に中空部の開口ができるので両端でこれを封止することが必要であるが、封止すべき個所は熱溶着接合によって一体とされた他の箱体ブランクの側面面14'とこの箱体側面面13とで形成する箱体角部と位置的に隣接することになるので、適当な加熱アイロンによって、この糊代部17の開口封止と角部溶着は同時に実行するのが合理的である。
【０００９】
【実施例】
中空体合成樹脂シートを資材とした本発明による箱体ブランクの実施例は、図１に関して前述したように目の字状の口から押出し成形によって２枚の板状体が所定間隔のリブで橋渡しされた形態の中空体合成樹脂シートを素材とする。一枚の中空体合成樹脂シートから木型により図１のような形状に切り出され、三角凸状の加熱アイロンによって折り曲げ溝３が側面13,14間と、側面13,14と底面15,16間、側面13,14と蓋面11,12間そして側面13と糊代17間に形成される。このとき、側面14と蓋面12間と側面14と底面16間の折り曲げ溝は側面13と蓋面11間と側面13と底面15間の折り曲げ溝よりシートの厚み分だけ内側に設けるようにする。それは箱組立てに際し底面16と蓋面12は底面15と蓋面11より先に内側に折り込まれるためである。この状態では面11,12の上端部と面15,16の下端部は中空部の開口となっているため本出願人の先願に係る特願平１０−３４０００７号の技術を用いて開口封止を実施する。続いて、側面13,14間の箱体角部の補強加工であるが、これには図４に示すような加熱アイロンを使用する。この加熱アイロンは熱溶着面と接する部分は環状であって、図４Ｂの断面図から判るように該環状部の内外は厚み方向に寸法が大きくなるテーパー面となっている。この加熱アイロンを加熱した状態で側面13,14間の箱体角部に圧接すると中空部がつぶれ断面Ｖ字状の環溝が形成され、アイロンを外して冷却されると熱により環状の溶融した樹脂が個化して図６中８として示すような帯状部となる。収納物による箱を押し広げる力が両側面間の溝部を引き裂く形でかかってくるが、該環状の帯状部８は箱体の角部に両側面間に亘って延在することになるため、この部分の機械的強度を補強し破損を防止することができる。またこの環状帯状部８は中空部を押しつぶしているためこの部分の破損による中空部開口となることはない。
【００１０】
図５に示した加熱アイロンを使用し箱体角部と糊代斜辺部を熱溶着加工する。この加熱アイロンの形状は加熱面上部は底辺より高さ寸法が大きいほぼ台形であって、台形の頂辺部分ａは立面図Ｄから判るように丸くＲをもって角が落された構造であり、部分ｂ（斜線部）は厚み方向に次第に寸法が大きくなる傾斜面となっており、ｃの部分は段部となって前記加熱面上部と平行した面になっている。加熱面上部のｄ部分は側面図Ｃに示されるように若干低くされていて、全体構造は平面図Ａ，側面図Ｂ,Ｃに一点鎖線で表示した中央線に対しは対称の構造となっている。この加熱アイロンは平面図Ａの上半分を用いて台形形状の糊代17の蓋面側傾斜面と側面部13の蓋面側角部の熱溶着を施し、平面図Ａの下半分を用いて台形形状の糊代17の底面側傾斜面と側面部13の底面側角部の熱溶着を施す。該当部分に加熱アイロンが圧接されると傾斜面ｂにより糊代17の底面側傾斜面が溶融して傾斜面で中空部を封止し、頂辺部分ａの圧接により側面部13の蓋面側角部が中空部を押しつぶして溶解される。この側面部13の蓋面側角部と糊代17の蓋面側傾斜面とから溶融した樹脂は側面図Ｃに示されるように若干低くされ空隙部となっている加熱面上部のｄ部分に流れ込む。しかる後この加熱アイロンを外すとこの部分に流れ込んだ溶融樹脂は冷却に伴い図６中９で示すような側面部13の蓋面側角部と糊代17の蓋面側傾斜面との間に亘る帯状体を形成する。この帯状体９は側面部13の角部から糊代17まで連続して延在するので糊代17と側面部13間の折り曲げ溝部３に沿って裂けやすい構造上の弱点を補強することになる。そして、該熱溶着加工によってこの部分の破損による中空部の開口防止と糊代17の傾斜部の開口封止を同時に行うことができる。
【００１１】
以上の加工が施された段階で図３Ａに示す加熱アイロンを使用して２枚の箱体ブランクを連結する。該加熱アイロンの鋸歯状溝は糊代幅方向に平行したもので、溝の深さは0.4mm、溝のピッチ幅は２mmである。図２Ａ，Ｂに示すように側面部14の右端溶着接合部と他方のブランクの糊代17'とで該加熱アイロンの両面を挟むように当て、中空体合成樹脂シートの表面が溝形状に溶融して時点で図２Ｃに示すように加熱アイロンを外し図２Ｄのように両貼着面を合わせて接合する。両貼着面は溶融し鋸歯状の溝形態になっているので互いの凹凸が噛み合い接合される。両部材の境界面には溶融した樹脂が介在し冷却に伴い鋸歯状の溝形態の層となって個化する。該断面鋸歯状の溝形態の層は中空体合成樹脂シートのリブ２の長手方向に直交して延在するので、中空体合成樹脂シートがリブ２に沿って裂けやすいという構造上の弱点を補強することとなり、強い箱体の実現に貢献する。なおこの溶着接合に際しては組み合わされる他方の箱体ブランクにつても角部並びに糊代傾斜部の熱溶着加工は既に実行されているものである。続いて、糊代17と他方のブランクの側面部14'の右端溶着接合部との接合によって４つの側面部をループ状にするのであるが、この溶着接合は前述の側面部14の右端溶着接合部と他方のブランクの糊代17'との溶着接合と全く同じである。この状態で箱体のブランクとしては完成で使用に際しては所定の順序で折り曲げ溝３に沿って折り曲げて箱体を組立てることができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は、断面目の字状の口から押出し成形されたプラスチック部材等相当の厚みと硬度とを有するプラスチックシート部材同士を熱溶着によって貼着する技術であって、その両面に鋸歯状の平行溝形状が施されている平板状の熱溶着接合用加熱アイロンを両部材の貼着部に当接し、該両部材の貼着部は表面が溶融し鋸歯状の溝形状となったところを互いに噛み合うように接合され、溶融した樹脂が冷却に伴って該接合面に鋸歯状の溝形状の層を形成するようにしたものであるため、この接合面の鋸歯状の溝形状の層が一種のリブ的機能を生じ長手方向の引張り強さを持つものである。この技術を目の字状口から押出し成形された中空体合成樹脂シートの貼着に適用した場合は、該接合面に鋸歯状の溝形状の層を中空体合成樹脂シートのリブの長手方向と交差するように形成すれば構造的な弱所を補強してさらに高い機械的強度を持たせることが出来る。
【００１３】
また、本発明は箱体角部を加熱アイロンによって熱溶着させ隣接する側面部間に亘る帯状部を形成させるようにしたので、側面間の折り曲げ溝に沿って裂けやすい構造上の弱点を補強すると共にその他の角部にかかる負荷に対しても耐及度を高めることができる。また、その部分の破損によって中空部の開口となることをも防止するものである。同様に糊代部と隣接する角部を加熱アイロンによって糊代部の中空部の開口となっている辺と共に熱溶着することで、壁面の角部と糊代の辺とに亘る帯状部を形成させるようにしたので、側面と糊代部間の折り曲げ溝に沿って裂けやすい構造上の弱点を補強すると共にその他の角部にかかる負荷に対しても耐及度を高めることができ、糊代部の開口封止と角部の破損によって中空部の開口となることの防止も一度に行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】中空体合成樹脂シ−トの箱体ブランクを示した図。
【図２】熱可塑性樹脂シートを熱溶着接合する過程を示す図で、Ａは溶着部加熱時の状態、Ｂは加熱アイロンを外した状態、Ｃは接合指定る状態である。
【図３】本発明の熱溶着接合に用いられる加熱アイロンの鋸歯状溝を示す図で、Ａは貼着幅方向に溝がとられたもの、Ｂは断面図、Ｃは貼着幅方向30度に溝がとられたもの。
【図４】本発明の側面部間角部の熱溶着に用いられる加熱アイロンを示す図で、Ａは平面図、Ｂは断面図、Ｃは立面図である。
【図５】本発明の側面糊代間角部の熱溶着に用いられる加熱アイロンを示す図で、Ａは平面図、Ｂは左側面図、Ｃは右側面図、Ｄは立面図である。
【図６】本発明の熱溶着加工が施された中空体合成樹脂シ−トの箱体ブランクを示した図。
【符号の説明】
１  箱体ブランク            11,12,13,14,15,16  箱体の面
２  リブ                    11',12',13',14',15',16'  箱体の面
３  折り曲げ溝              17,17'  糊代
４  平板状加熱アイロン      ８，９  帯状体
41  断面鋸歯状の溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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