JP2680668B2 - 組立式箱 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明はコルゲート芯体に平板ライナー材を接着して
構成した複合コルゲート体を用いて製函してなる組立式
箱に関するものである。

《従来の技術》 従来の複合コルゲート体１としては、第17図示すよう
にシート材に垂直方向の山部と谷部とを交互に施して形
成したコルゲート条列２を平面直線状に多数配列してコ
ルゲート芯体３を形成し、このコルゲート芯体の片面に
平板ライナー４を接着した片面ダンボールまたはコルゲ
ート芯体の両面に平板ライナーを接着した両面ダンボー
ルが公知となっている。

そして、片面ダンボールと両面ダンボールとを比較し
た場合、コスト的には片面ダンボールの方が断然有利で
あることから、片面ダンボールを用いて組立式箱を作成
することが考えられる。そして、この片面ダンボール１
を用いて第18図（Ａ）に示すように上方が開口された容
器５に蓋体６を被蓋した構造の組立式箱７を製函しよう
とするには、通常、第18図（Ｂ），（Ｃ）に示すように
コルゲート条列２をブランクスの短手あるいは長手方向
に配向して図示したような所定の寸法に裁断するととも
に罫線を付設し、自動製函機に供給して製函する。

《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、従来の片面ダンボールでは、第18図
（Ｂ），（Ｃ）のコルゲート条列２に直交するｘ方向、
即ちダンボールの横目方向における面内圧縮強度が極め
て低いものとなってしまう。従って、組立式箱７全体の
強度維持を図るため容器５と蓋体６との配向方向を直交
するようにしなければならず、片面ダンボールの裁断方
向が限定されることになっていた。

また、従来の片面ダンボールでは、第17図のｘ方向に
直交する垂直面方向の面外曲げ強度も極めて低く曲がり
やすいため、第18図（Ａ）に示した組立式箱では胴膨れ
が発生しやすく、また湿潤時には底面の底抜けが発生し
やすいものとなる。

そして、上記のように従来の片面ダンボールでは面外
圧縮強度が低いため、箱各面の充分な緩衝性が得られ
ず、その結果として、比較的重い内容物を収納運搬する
箱として或いは比較的大型な組立式箱としては全く不向
きであった。

また、従来の片面ダンボール１においては、コルゲー
ト条列２と平板ライナー４との接合部がコルゲート条列
２の山部に沿った平行線状となるため、この片面ダンボ
ールの罫線付け部（製函時の折曲部）が上記平行線状部
と合致する場合はその部分に沿って折れ曲げ易いが、そ
の他の罫線付け部が上記平行線状部に対してずれた場合
には罫線に沿った正確な折曲が困難であった。

即ち、従来の片面ダンボールにおいては、コルゲート
条列の縦目方向（ｙ方向）の罫線付け部の正確な折曲を
困難とし、その製函加工時に箱の寸法精度が著しく損わ
れるため、罫線部の周辺に対応する部位のみを両面ライ
ナー貼りとするかまたは二重中芯として補強を行なう
等、高コストな構造となっていた。

また、従来の片面ダンボールは反り変形が発生し易
く、平板ライナー面に縞状溝ができて印刷適性が劣り、
特にPOSバー等の精密印刷に不適当であった。

また、第18図（Ｂ），（Ｃ）からも明らかなように、
組立式箱を形成するための片面ダンボールの展開状シー
トは、コルゲート条列方向を所定の方向となるように裁
断しなければならないため、裁断方向が限定されるため
に端切れが発生しやすく、裁断効率が低下すると言った
問題が指摘されていた。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は面内圧縮強度，面外曲げ強度及び面外圧
縮強度の全てにおいて充分な強度を有し、これ故コルゲ
ート条列の配列方向に拘束されることなくコルゲート条
列の任意の方向で裁断して製函することができ、しかも
胴膨れや底抜けが発生しにくく、罫線付け部（折曲部）
の正確な寸法精度が得られ、印刷適正に優れ、裁断効率
を向上させることができる組立式箱を提供するにある。

《課題を解決するための手段》 上記の目的を達成するため、本発明に係る組立式箱で
は、シート材に垂直方向の山部と谷部とを交互に施して
コルゲート条列を水平方向のなめらかな蛇行状波形に形
成するともに該コルゲート条列における実質振幅率H/L
を0.4以上1.4以下、実質蛇行率D/Nを0.35以下、実質蛇
行重合率D/Lを0.5以上、該コルゲート条列の進行方向の
幅寄せ率ｉを８％＋該シート材の延伸歪み率以下とし、
かつ、該コルゲート条列の頂，底部の断面形状を湾曲状
ないしは狭小幅の面取り状ないしは肩落ち状としてコル
ゲート芯体を形成し、該コルゲート芯体の少なくとも片
面に平板ライナーを接着して複合コルゲート体を形成
し、該複合コルゲート体に展開図において中央に比較的
大きな矩形区分を設け、その矩形区分の各辺には、側壁
部となるフラップ片を配置させるとともに、その各フラ
ップ片間の隣接する側縁の少なくとも一方に糊代を形成
し、該矩形区分に対し該フラップ片を略90゜で折曲げる
とともに該糊代を隣接するフラップ片に接着して製函す
るようにして容器と蓋体とを形成し、かつ該容器に該蓋
体を被蓋してなる。

《実施例》 以下に本発明の好適な実施例について添附図面を参照
にして説明する。

第１図は本発明に係る組立式箱を構成する片面強化複
合コルゲート体10の一例を示し、これはコルゲート芯体
11と平板ライナー12とから構成されている。このコルゲ
ート芯体11は垂直方向に山部Ｍと谷部Ｖとを施したもの
をｘ方向に交互に施して形成したコルゲート条列13を平
面的にｙ方向に波形に蛇行させ、これらコルゲート条列
相互を平行としている。そして、平板ライナー12はこの
コルゲート条列13の山部Ｍ並びに谷部Ｖにおいてコルゲ
ート条列13と一体的に接着されている。

さらに、上記したコルゲート芯体11のコルゲート条列
13の形状は、所望の強度を有するとともに実用化を図る
必要上製造のしやすさも考慮して決定される。そして、
まず、所定の強度をもたせるために、実質振幅率H/L,実
質蛇行重合率D/L及び実質蛇行率D/Nが、以下に示す数値
としている。

なお、ここで実質振幅率H/Lとはコルゲート条列13を
第１図におけるｘ方向の垂直面で切断した断面波の振幅
Ｈと波長Ｌとの関係を示し、より具体的には、以上の様
にして定められる。すなわち、第２図に示すコルゲート
条列13の断面波形において各斜壁部の勾配を上下両方向
に直線的に延長して得られる実質断面波形15の実質振幅
Ｈを定め断面波形の周期Ｌ対する上記実質振幅Ｈの比率
である。

また実質蛇行率D/Nは、各コルゲート条を平面的に見
た場合の振幅Ｄと波長Ｎとの関係を示すもので、具体的
には、上記実質蛇行率D/Nは以下のように定められる。
すなわち第３図のコルゲート条列13の平面波形すなわち
蛇行形16において各中立軸周辺の蛇行形16の勾配を上、
下両方向に直線直線的に延長して得られる参考蛇行形17
と該蛇行形17の参考振幅Ｄ′と蛇行形の振幅Ｄとにより
実質蛇行形18の実質蛇行ＤをＤ＝D₀＋（Ｄ′−D₀）×
ｋ、但しｋ≒0.3として定めた上、蛇行形周期Ｎに対す
る上記実質振幅Ｄの比率である。

さらに、実質蛇行重合率D/Lは第１図に示されている
ように、コルゲート条列を平面的に見た場合における各
コルゲート条の振幅Ｄと上記断面波の波長Ｌとの関係を
示している。

＜実質振幅率＞ コルゲート条列13の斜壁部20の平板ライナー12に対す
る傾斜勾配α、すなわち同条列の断面波形における実質
振幅率H/Lを変数として、その変数の変化に対するｘ−
ｙ面内ｘ方向の剪断応力Gx（第４図参照）の変動値を実
験的に確認し、その結果を第５図に形状−剪断強度曲線
群としてグラフ化した。ここで曲線群の関数式はGx＝g_j
（L/H）として表記され、Gxがｘ方向の最大剪断応力指
数,gが関数記号を示す。また、ｊはパラメータであり、
具体的にはコルゲート条列13の平面波形における実質蛇
行率D/Nである。

同図から明らかなように、各曲線は実質蛇行率ｊが０
から0.5へとその値を大きくすると次第に上方に一見平
行移動様にシフトし、かつその相互の間隔を次第に小と
するが、最も特徴的なものは各曲線が傾斜角α＝10゜
（L/H≒0.1）からα＝40゜（L/H≒0.4）にかけて比較的
急勾配で上昇しGx＝1.0をこえ、その後α＝45゜（L/H＝
0.5）附近でやや勾配がゆるやかとなり、ついにはθ≒5
5゜（L/H＝0.7）附近で頂上に達するが、その後θ≒70
゜（L/H＝0.4）附近まで比較的急勾配で降下し、θ≒70
゜以後やや勾配をゆるやかにしてα≒90゜に至ると言う
ことである。すなわち各曲線の特徴はα≒55゜（L/H＝
0.7）附近で共通のピーク効果が表われている点であ
る。

換言すれば上記事実から判断してそもそも実用に供さ
れる所定の剪断強度Gxが得られる適性な傾斜角αは55゜
を中心とした40゜≦α≦70゜であり、実質振幅率H/Lに
おきかえると近似的に0.4≦H/L≦1.4を適正なる実質振
幅率として限定することが可能となる（同図中の斜線部
分）。

なおGx＝1.0は、ｊ＝０、すなわち現行の段ボール様
の複合コルゲート体に見られるピーク時のｘ方向最大剪
断応力である。

＜実質蛇行重合率＞ 強化複合コルゲート体の構造強度を実用性あるものに
するには、上記した剪断応力（強度）に他にコルゲート
条列直交方向の面外曲げ剛性がある。すなわち、第６図
に示すようにｚ−ｙ面内ｘ方向の最大曲げ応力である。

ここで、コルゲート条列13の断面波形における周期Ｌ
に対する平面波形における振幅Ｄの比率、すなわち実質
蛇行重合率D/Lを変数とし、その変数の変化に対する上
記最大曲げ応力（指数）の変動値を実験的に確認し、そ
の結果を第７図に形状−曲げ強度線群として示す。

そして、その曲線群の関数式はMx＝h_j（D/L）として
表記され、Mxがｘ方向の最大曲げ応力指数,hが関数記号
を示す。また、ｊはパラメータであり、具体的には実質
蛇行率D/Nである。

同図から明らかなように、その各曲線は実質蛇行率ｊ
値が０から0.15へと増大するとそれに応じてやや勾配を
かえつつ上方にシフトし、またその曲線相互の間隔を次
第に小とするが、最も特徴的であるのは各曲線が実質蛇
行重合率D/Lの０から0.5にかけて緩勾配であるが一旦D/
Lが0.5を過ぎるとともに急勾配で上昇し、そして更にD/
Lが1.0を過ぎると前にもまして急勾配となって上昇を続
けていくことでありすなわち各曲線に上記２つの折曲点
を発生せしめる特定の各D/L値があり、その値がｊを異
にする各曲線に共通していることである。

なお、Mx＝1.0はｊ＝０としたすなわち現行の段ボー
ル様の複合コルゲート体に見られる曲げ応力である。

上記の通り実質蛇行重合率D/Lが0.5及び1.0において
形状−曲げ強度曲線Mx＝h_j（D/L）は二つの折曲点をも
つことが明らかにされたが、そのD/L値の変化をコルゲ
ート条列平面蛇行形の相互の位置関係について観察する
と、まずD/L＜0.5のときコルゲート条列の底部蛇行形の
山中心軸上の各屈曲部が隣接するコルゲート条列の頂部
蛇行形の谷中心軸上各屈曲部を連結して得られるｙ方向
線より手前に位置し（第８図（Ａ））、D/L＝0.5のとき
コルゲート条列の該屈曲部が隣接するコルゲート条列の
該ｙ方向線を越えて位置し（第８図（Ｂ））、そしてD/
L＝1.0のときコルゲート条列の頂部蛇行形の山中心軸上
の各屈曲部が隣接するコルゲート条列の該ｙ方向線上に
移動し（第８図（Ｃ））、D/L＞1.0となるとコルゲート
条列の該屈曲部が隣接するコルゲート条列の該ｙ方向線
をさらに越えて位置することになる（第８図（Ｄ））。

またさらに上記D/Lの値にともなうコルゲート条列の
平面蛇行形の位置関係の変化を強化複合コルゲート体の
該ｙ方向線上の断面形について観察すると強化複合コル
ゲート体のもつトラス様構造の形態的特徴とそのもつｘ
方向の面外曲げ強度Mxの変化がより明らかとなる。すな
わち、まず強化複合コルゲート体の該断面形においてD/
L＜0.5のとき、強化コルゲート体は片面の平板ライナー
12に対してのみ接合されるためそのトラス様構造がやや
不安定であることにより曲げ強度Mxは著しく小さい。そ
して、D/L＝0.5のとき強化コルゲート体は上下両面の平
板ライナーと接合されるためそのトラス様構造が上記ト
ラス様構造と比べその形態的特徴を急激に安定的なもの
に変えられ、さらにD/L＞0.5としその値を次第に増大す
るにしたがいそのトラス様構造のウェッブ（斜材）の傾
斜角が急となるため強度MxはD/L＜0.5のときよりその増
加率を大とする。さらにD/L＝1.0のとき、強化コルゲー
ト体は上下両面の平板ライナーとの接合密度をD/L＝0.5
のそれに比較して倍加するためそのトラス様構造が上記
トラス様構造と比べその形態的特徴をより安定的なもの
に急変せしめられ、D/L＞1.0としその値を順次増大する
にしたがいそのトラス様構造のウエッブの傾斜角がより
急となり、片面平板ライナーのみに接合するウエッブと
平板ライナーとで構成する三角形の垂直高が大となるた
め、強度MxはD/L＜1.0の場合より一段と増加率を大とし
て上昇する。

以上の通り、形状−曲げ強度曲線式Mx＝h_j（D/L）に
はD/L＝0.5とD/L＝1.0において曲げ強度Mxを急激に増大
させる２特異点があることが明らかにされたが、本発明
の強化複合コルゲート体を実用化するのに適した曲げ強
度Mxを確保するためには、実質蛇行重合率D/LをD/L≧0.
5とすることでありその範囲を第７図の斜線及び網目線
の部分として示しす、そしてさらに好ましくはD/LをD/L
≧1.0とすることでありその範囲を同図の網目線の部分
に示した。

＜他の要件＞ コルゲート条列に所望の強度を得るためには、上記し
た各種条件に加えて、以下に示す条件を満たす必要があ
る。

すなわち、本発明に係る強化複合コルゲート体のもつ
各種構造強度は、強化コルゲート体と平板ライナーとの
接合一体化によって始めて得られるものであり、とりわ
け前記ｘ方向剪断強度，同ｘ方向曲げ強度は、該強化コ
ルゲート体と平板ライナーの接合面積に大きく左右さ
れ、接合方法，接着剤などを同等とすればその接合面積
に比例する。

したがって、その接触面積を比較的広くすることであ
る。具体的には第９図に示すように、コルゲート条列の
頂・底部の断面形状を、その頂・底部の折曲幅ｗを可及
的に大とする様に強化コルゲート体を形成せしめること
である。

次に、製造しやすい強化コルゲート体を製造するため
に、コルゲート条列が以下に示す要件を満たす必要があ
る。

＜第１の要件（幅寄せ率）＞ ここで幅寄せ率とは、コルゲート条列を形成する前の
平板状のシートの幅に対する形成後の幅の収縮率をい
う。

ここでまず強化コルゲート体の製造工程について説明
すると、第10図に示すように製造するコルゲート条列と
略符合する歯型条列22を周面周方向に多段に設けられて
なる一対のフォーミングローラ23間に、予め所定の幅寄
せを施された波付き被加工シート24を挿入する。そし
て、両フォーミングローラ23間で加圧成型されることに
より所望形状のコルゲート条列が製造される（ロールフ
ォーミング方法）。なお、上記波付け被加工シート24に
施した幅寄せ（事前幅寄せ率i₀）は、最終的な幅寄せ率
ｉと略同一（厳密には加工時にシート自体が収縮するた
めややｉ≧i₀となる）に設定してある。

そして、上記幅寄せ率ｉ（事前幅寄せ率i₀）をある限
度を越えて大きくすると、ｘ方向の余剰じわと破断が多
発する。これは、コルゲート芯体11の断面波形のH/Lが
過大となり、フォーミングローラ23間に供給された直後
において加圧される該断面波形において局部的に不規則
な座屈変形をおこし、倒れ込みとそれにともなうひきつ
れなどを発生せしめられると同時に幅方向に均一なる幅
寄せ率ｉの分布を著しく妨げられるためである。

より詳しくは、倒れ込み発生量と事前幅寄せ率i₀との
相関を示す第11図のグラフをもとに所定幅寄せ率ｉの限
度について述べると、そもそもロールフォーミングによ
って得られるコルゲート芯体11に求められる所定の幅寄
せ率ｉは、ｉ＞i₀＋βにより与えられる。ここでβは波
付き被加工シート24の幅方向限界延伸歪率であり、その
限界を越えると材質強度を劣化（該強度が当面の30％減
となる状態）が著しいために実用に供されなくなる限界
値である。そして、延伸限度の低い紙シート，鋼板シー
ト，半硬質プラスチックシートなどでは2.0％を限界延
伸歪率βの上限し、アルミニウムシート，プラスチック
シートの場合はやや延伸限度が高いことにより5.0％を
限界延伸歪率βとする。

なお、図中倒れ込みの頻度指数は事前幅寄せ率i₀をi₀
＝5.0％としたときの倒れ込み頻度を1.0としている。

同図から明らかなように、倒れ込み頻度の値は事前幅
寄せ率i₀の変化とともに増大するが、ほぼi₀＝8.0％を
境としてその増大が急激なものとなる。したがって、被
加工シート01の倒れ込みなどの発生を極力低く押えるた
めには事前幅寄せ率i₀を０＜i₀≦8.0％の範囲内（図中
斜線部分）にする必要がある。

したがって最終的なコルゲート芯体11が安定的かつ高
速なるロールフォーミング方法により加工形成されるた
めには、０＜ｉ≦８＋βとすることであり、具体的には
被加工シートの延伸変形率βを０≦β≦2.0％とした場
合、その値を０＜ｉ≦10.0％の範囲とされることであ
る。

＜第２の要件＞ 上記したごとく所定の強度をもたせる必要から、コル
ゲート条列の頂・底部に所定の折曲幅ｗを有するように
したが、この条件を満たすため、例えば第12図に示すよ
うにコルゲート条列13′の頂・底部Ｍ・Ｖが平坦なる断
面略台形とすると、前記ロールフォーミングにおいて、
加工形成されるときに微視的にみるとコルゲート条列の
頂・底部の台形平坦面は主として山，谷中心軸l1,l2付
近の屈曲部において面内の湾曲変形を余儀なくされる。
そして台形面が平坦状であるがためにその屈曲部周辺の
台形面の条列平面外側部（図中斜線部分）において引張
りによる延伸変形を受け、著しい歪み変形ないしは破談
損傷を集中的に発生せしめられ実用に耐えないものとな
る。

係る問題を解決するため、頂・底部Ｍ・Ｖの各種断面
形状を、第９図（Ａ）〜（Ｄ）に示されるような形状と
する。すなわち、各頂・底部Ｍ・Ｖの断面形状では平坦
面をまったく排除するか（同図Ａ−1,A−2,A−4,B−1,B
−3,C,D）ごく限られた少い平坦面を残すようにして
（同図Ａ−3,B−２）形成する。

そして、前者の結合はｙ方向の所定の幅寄せにともな
う、主として該屈曲部の面内湾曲変形を容易なるものと
することにより歪み変形など残留歪応力の発生を極力押
え、結果として破断損傷などの発生を完全に防止するこ
とが可能となった。

また後者の場合は頂・底部断面形に残る平坦面がごく
わずかであるためすなわち狭小幅の帯状平坦面となるた
めｙ方向の所定の幅寄せにともなう該屈曲部の面内湾曲
変形において局部の面内延伸歪み量が僅小となり何ら破
断損傷もおきなければ残量歪応力もほとんど無視できる
ものとなる。

＜第３の要件＞ さらに本発明ではコルゲート条列13の平面蛇行形をな
めらかな平面波形状の蛇行形としている。具体的にはコ
ルゲート条列13の全長において連続曲線状としたり（第
13図（Ａ））、屈曲部を湾曲線状としそれら直線で連結
したり（同図（Ｂ））、屈曲部をに直線状としそれらを
曲線で連結したり（同図（Ｃ））、全長に直線分の連結
による台形状としその角部を面取り状としたり（同図
（Ｄ））、全長に直線分の連結による台形状としその対
向斜辺の内角θを120゜以上とした比較的平坦にしたり
（同図（Ｅ））、内角θを120゜以上とした比較的平坦
なるジグザグ形状としたり（同図（Ｆ））、屈曲部を湾
曲線分としそれらを比較的周期の小さな波状曲線で連結
したりする（同図（Ｇ），（Ｈ））ことである。

上記の通り本発明に係るコルゲート条列の蛇行形がな
めらかな平面波形として形成されることにより、波形中
の鋭角的な各種突起を除去することができたが、それは
さらにフォーミングローラの歯型条列22をなめらかな平
面波形状の蛇行形をしたこととなりロールフォーミング
時において波付き被加工シート24が該歯型状列22によっ
て比較的広範囲にわたり分散加圧される。その結果局部
的な歪変形をまぬがれると同時に被加工シートがｘ方向
の段繰りにともなう歯型上の滑動を何ら妨げられず、ｘ
方向の引張り歪み変形とそれによる破断の発生を防止で
きる。

さらにまたｙ方向の幅寄せの微調整にともなう波付き
被加工シート24の歯型状列22上の滑動が何ら妨げられな
いため、ｙ方向の引張り歪み変形とそれによる破断の発
生を充分に抑制することができ、その結果本発明の強化
コルゲート体のロールフォーミングが安定的かつ高速度
で行われるようになる。

＜総合形状条件について＞ コルゲート条列の好適な形状条件は、上記した強度上
並びに製造上の両要件を満たすことにより初めて達成さ
れるが、具体的には、以下のものとなる。

すなわち、第14図のグラフに示される形状曲線群であ
りその形状曲線式はH/L＝f_i（D/N）として表記されてい
る。なお、この曲線式に実質蛇行重合率D/L,折曲幅ｗは
係りをもたない。

上記形状曲線式は個別の形状値H,L,D,Nの絶対値には
無関係に成立する。すなわち形状比によって成立ち、本
コルゲート芯体11の形状特性のみを説明する原理的関数
関係であり、コルゲート芯体のもつ構造強度及び加工性
の良否とは無縁である。

より詳しくはパラメータ可変定数ｉの一固定値に対し
て上記形状曲線式を満足する変数値の組合せH/L,D/Nが
唯一存在し、たとえば可変定数ｉの値と変数H/Lの値の
組合せが変数D/Nの値を一義的に決定し又は可変定数ｉ
の値と変数D/Nの値の組合せが変数H/Lを決定し又は変数
H/L,D/Nの値の組合せが定数ｉの値を決定する。

なお、図中の形状曲線群は平行移動によって得られる
相似様双曲線群として描かれ、幅寄せ率ｉを５％≦ｉ≦
20％とした形状曲線のみが例示されその周辺のｉ＜５％
及びｉ＞20％の形状曲線は省略されている。

なお、上記形状曲線群は、実質振幅率H/L＝０におけ
る各種実質蛇行率D/Nをもった実物コルゲート体が幅寄
せ率ｉを変動せしめられて加工形成された各部位形状す
なわち実質振幅率H/L,実質蛇行率D/Nの変化を計測する
ことにより作図し得たものである。構造強度，加工性に
係る両形状条件のうち、実用化を可能ならしめるのに最
も重要不可欠なる実質振幅率，幅寄せ率を同時に満す最
適範囲は適性実質振幅率H/LがH/L＝0.7を最適値としそ
の最適範囲を0.4≦H/L≦1.4として限定され、かたや適
性幅寄せ率ｉをもった形状曲線が０＜H/L≦10％（D/N）
とした範囲に限定されてそして適性なる実質蛇行率D/N
が最適なる０＜D/N≦0.35の範囲と結果的に限定される
ものであり第14図のグラフ中の斜線部分がその最適範囲
を示している。

上記形状曲線群のその形状の最適範囲が示される本グ
ラフを用いて本発明に係る強化コルゲート体のコルゲー
ト条列の形状設計やフォーミングローラの歯型条列の形
状設計通を効率的に実施することができ、たとえばあら
かじめ適性なるH/L,iを設定しておいてから高い構造強
度を優れた加工性をあわせもつ強化コルゲート体を可能
とするD/Nを決定し設計する方法やあらかじめ適性なるH
/L,D/Nを設定しておきそれを可能とするｉ値を算定し制
御する事前波付けローラ（平板状のシートを波付き被加
工シート24に加工する装置）の自動制御システムへの応
用などに役立つものである。

なお上記形状曲線は被加工シートの素材の種類に無関
係に成立つものである。

＊実験結果 多くの実施例のうちから三つの特徴的ケースを紹介す
ると、まず第１のケースにおいて、紙シートを用いてコ
ルゲート条列の形状が実質振幅率H/L＝0.7,実質蛇行率D
/N＝0.18,実質蛇行重合率D/L＝1.0,幅寄せ率ｉ＝５％と
して、平面波形を連続曲線からなるなめらかな波形状と
してさらに条列頂・底部の断面型を湾曲状として形成せ
られてなる強化コルゲート体は分速150m程において何ら
加工トラブルの発生もなく所定の加熱型フォーミングロ
ーラによりロールフォーミングせられて得られた。

なお、そのロールフォーミング時において事前幅寄せ
率５％，延伸歪率β≒０とされたために、その強化コル
ゲート体は位相幾何学的に実質上展開可能であることを
特徴とした理想的なる折版構造として得られた。

さらに該強化コルゲート体がその両面に二葉の平板紙
シートとの一体貼合により得られた強化複合コルゲート
体は、シート材質条列振幅H₀,同周期L,同折曲幅ｗを同
等とした公知の段ボールと比較してそのシートの使用量
が２％ほど増加したが該ｘ方向最大剪断強度において50
％程、該ｘ方向曲げ強度において60％度上廻ると言う成
果が確認された。

次に第２のケースとして紙シートを用いてコルゲート
条列の実質振幅率H/L＝0.7,実質蛇行重合率D/L＝1.0,実
質蛇行率D/N＝0.24,幅寄せ率ｉ＝８％としてかつ条列蛇
行型を連続曲線になめらかな平面波形状としかつ条列頂
・底部の断面形を湾曲状として形成されてなる強化コル
ゲート体は分速100mほどにおいて何ら加工トラブルの発
生もなく所定の加熱型フォーミングローラによりロール
フォーミングせられて得られた。なおそのロールフォー
ミング時において事前幅寄せ率6.5％，シートの延伸歪
率β≒1.5％として加工されたため、位相幾何学的にや
や展開が困難であり、被加工シートの幅方向の材質強度
は多少劣化したと言える。さらに該強化コルゲート体が
その両面に二葉の平板紙シートとの一体貼合により得ら
れた強化複合コルゲート体は、公知の段ボールと同等の
条件下において比較し、その被加工シートの使用量は３
％ほど増加したが、該ｘ方向最大剪断強度が55％程、該
ｘ方向曲げ強度において75％程上廻ったと言う成果が確
認された。

第３のケースとしては、第１のケースの強化コルゲー
ト体と同等のロールフォーミング法により加工形成し同
等の形状をもった紙シートによる強化コルゲート体の片
面に一葉の平板紙シートを一体貼合して得られた片面強
化コルゲート体は公知の片面型段ボールと同等のシート
の材質，条列振幅H₀,同周期L,同折曲幅ｗなどの条件下
で比較して、そのシートの使用量が３％ほど増加した
が、該ｘ方向曲げ強度が220％程上廻ると言う著しい成
果が確認された。

上記第１及び第２のケースにみられた通り、公知の段
ボールと比較して製品コストの上昇分が10％以下（但し
材料増４％以下、ロールフォーミング速度の低下による
製造コスト増６％以下とした）に抑えられるとともに各
種構造強度の差異が50％以上とされるために製品価値＝
強度／コスト≧150/110＝1.36となり、他の性能は同等
とされることから約40％以上の製品価値の格差が明らか
とされ、また第３のケースでは製品コストの上昇分が７
％（但し材料増３％以下，製造コスト増４％とした）に
おさえられるとともに曲げ強度の差異が220％とされる
ため製品価値＝強度／コスト≧320/107＝2.99となり他
の性能は同等とされることから約200％以上の製品価値
の格差が明らかとされた。

次に、上記のようにして得られた本発明に係る片面強
化複合コルゲート体（H/L＝0.5,D/L＝1.1,D/N＝0.32）
を従来の第18図に示したような片面ダンボール（H/L＝
0.5）と強度の比較をした。

第１表には面内圧縮強度の試験結果が示されている。

この第１表から明らかなように、本発明に使用する複
合コルゲート体と従来の片面ダンボールとを比較する
と、ｙ方向の面内圧縮強度は両者ほぼ同じであるが、ｘ
方向については複合コルゲート体の方が従来のものより
も３倍強の強度を有することが明らかである。

第２表には面外圧縮強度の試験結果が示されており、
この表から本発明に使用する片面強化複合コルゲート体
の方が従来の片面ダンボールよりも２倍弱の面外圧縮強
度を有することが明らかである。

第３表には第１図及び第17図のｘ方向に垂直な面方向
の面外曲げ強度の試験結果が示されており、この表から
本発明に係る片面強化複合コルゲート体は従来の片面ダ
ンボールよりも約22倍もの極めて大きな曲げ強度を有す
ることが明らかである。

以上のように、各種構造的強度性能において、本発明
の片面複合コルゲート体が従来の片面ダンボールよりも
大幅に優れていると言える。

上記のように多くの優れた特性を有する片面強化複合
コルゲート体を所定の形状に裁断しかつ折曲げて本発明
に係る組立式箱を得るのである。

第15図（Ａ）には本発明の第１実施例に係る組立式箱
を構成する容器25を得るたけの展開シート26が示され、
この展開シート26ではその短手方向に沿ってコルゲート
条列13が蛇行状に配設され、また製函された箱の内面に
コルゲート芯体11が位置するようにコルゲート芯体11の
片面には平板ライナー材12が接着されている。

そしてこの展開シート26では、その中央部分に製函時
に底部となる比較的大きな長方形の矩形区分Ｉを設け、
その矩形区分Ｉの長辺には細幅な第１フラップ片II,II
を配置している。この第１フラップ片II,IIは、製函時
には矩形区分Ｉに対して90゜折曲させ、側壁部を構成す
るようになっている。また、この第１フラップ片II,II
の両側縁には、糊代27が設けられている。

一方、上記矩形区分Ｉの短辺には、第１フラップ辺II
と略同一幅からなる第２フラップ片IIIが配設されてい
る。この第２フラップ片III,IIIは、上記第１フラップ
片IIと同様に矩形区分Ｉに対して90゜折曲げ、側壁部を
構成するようになっている。そしてこの展開シート26,2
6′は自動製函機に送入されると各フラップ片間の境界
線に沿って折曲げられ、上記糊代27が第２フラップ片II
Iに接着され第15図（Ｂ）に示したような、組立式箱28
の一部を構成する容器25が得られる。

また、容器25に被蓋される蓋体29は第15図（Ｃ）に示
す展開シート26′から形成される。そしてこの展開シー
ト26′は、基本的には容器25用の展開シート26と同一で
あり、異なる点のみ説明すると、糊代27′が第２フラッ
プ片III′側に設けられるとともに、矩形区分Ｉ′の形
状を容器25の矩形区分Ｉより一回り大きくしている点で
ある。なお、本例では蓋体29の高さと容器25のそれを略
同一にしているが、本発明では、必ずしもそうする必要
はない。

第16図には本発明の第２実施例に係る組立式箱を示し
ている。

この実施例では上記第１実施例と相違して蓋体29a用
の展開シートにおいて、同図（Ｃ）に示すようにブラン
クスの長手方向にコルゲート条列13を配向している。こ
れにより形成される箱におけるコルゲート条列13の配向
方向が容器25と蓋体29とで直交するようになっている。

なお、その他の構成は第１実施例の場合と同様であ
る。

なおまた、上記第１及び第２実施例では、平板ライナ
ー材12が製函された箱の外表面に位置するように接着さ
れているが、これは表面に印刷を施す場合の便利さを考
慮してのことであり、所要の場合には平板ライナー材が
内面に位置するようにしても良い。

また、上記実施例ではコルゲート条列が展開シートの
長手方向または短手方向に沿って延長している場合のみ
について説明したが、コルゲート条列を展開シートの長
手方向に対して任意の角度で傾斜させた状態で形成また
は裁断しても良い。

次に、本発明の第１実施例に係る組立式箱（第15図
（Ｂ））と第18図（Ａ）に示された従来型組立式箱（K1
80−SCP120）とを上下方向（Ｉ−Ｉ′方向）、横方向
（II−II方向）、前後方向（III−III方向）の圧縮強度
試験に供し、その結果を第４表に示す。

この試験結果から明らかなように、本発明品と従来品
とを比較した場合、すべての方向で強度が向上してい
る。

尚、本発明に係る片面強化複合コルゲート体の素材は
紙または紙を基材としたものであるが、それは各種紙類
の単体、ないしは各種紙類と各種非紙系物質によるフイ
ルムとのラミネート複合体、ないしは各種セルロースま
たは非セルロース系物質を塗布，含浸ないしは付着せし
められた各加工紙類など、このほかにも様々なものがあ
り上記各種素材を適宜組合せたものも本発明に有効であ
る。

また、上記実施例ではコルゲート芯体の片面に平板ラ
イナーを接着した片面強化複合コルゲート体を用いた組
立式箱の場合について説明したが、このコルゲート芯体
の両面に平板ライナーを接着した両面強化複合コルゲー
ト体を用いて組立式箱を形成した場合にも、従来の両面
ダンボールを用いて組立式箱を形成した場合と比較し
て、前記実施例における片面ダンボールと片面強化複合
コルゲート体の関係と同様な相対関係で優れた効果を奏
するものである。

《効 果》 以上のように本発明に係る組立式箱は垂直方向に山部
と谷部とを交互に施してコルゲート条列を形成するとと
もにこのコルゲート条列を平面的に蛇行させてなるコル
ゲート芯体を用いているため、このコルゲート芯体自体
の有する優れた面内圧縮強度、鉛直方向面外圧縮強度及
び面外曲げ強度により、製造された組立式箱は前後及び
左右に大きな圧縮強度を有し、内容物を外部衝撃に対し
て保護する緩衝性能に優れ、開口部のフラップ片は大き
な曲げ強度を有するために折曲，破損等に対して充分に
保護される。

特に、本発明において用いられる片面強化複合コルゲ
ート体はｘ方向面内圧縮強度が従来の片面ダンボールに
比べて極めて大きく、ｙ方向面内圧縮強度と同等または
それ以上の強度を有するものであるから、コルゲート条
列を任意の方向として裁断して展開シートを得、そして
全ての面方向に充分な強度を有する組立式箱を製函する
ことができる。

上記のコルゲート条列を任意の方向として裁断し得る
と言うことは、最も経済的な最大幅で連続的に片面強化
複合コルゲート体を製造するとともにその最大幅の中で
展開シート体を縦横に組合せて最小の端切れとなるよう
に裁断することができるということになり、幅効率が向
上し、その結果として高い生産性を得ることができる。

また、従来の組立式箱を構成する芯材は一方向（ｙ方
向）にのみ直線的コルゲート条を平行に形成していただ
けであるから、展開型シートの状態において反り変形を
発生しやすく、自動製函機内でとかく故障を起こしがち
であるが、本発明の組立式箱の場合にはコルゲート芯体
のｘ方向,y方向に波形が形成されており、展開型シート
の状態においても全く反り変形が発生せず、製函後の箱
本体にも形状歪みが全く生じない。

また、従来の組立式箱を構成する芯材と平板ライナー
材とは平行な直線状に貼合されているため貼合密度が低
く、貼合部と非貼合部とによって縞状凹凸面を形成しや
すく印刷適性が劣っていた。これに対し、本発明の組立
式箱の場合にはコルゲート芯体と平板シート材との貼合
が蛇行した平行な曲線上にあるため、貼合密度が高まり
反り変形が防止され、上記のような縞状凹凸面の発生を
阻止し、箱各面の平坦性が保持され、POSバー等の精密
印刷適性が大幅に向上する。

また、本発明ではコルゲート芯体と平板ライナー材と
の貼合部が蛇行した曲線上にあるため、コルゲート条列
の長手方向に沿った折り曲げ部を施す場合、この部分
が、多くの場合、上記貼合部を断続的に通過するため、
罫線折曲を確実かつ精密に行なうことができる。特に、
蛇行重合率D/L≧１の時には、上記罫線を任意の位置に
施しても必ずコルゲート条列と複数個所で交叉するた
め、その折曲はより精密なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる複合コルゲート体の平板ライナ
ー材を一部破断して示す部分斜視図、第２図は本発明に
係る複合コルゲート体のコルゲート条列ｘ方向の断面形
状を示す図、第３図（Ａ）は本発明の複合コルゲート体
とその形状的特徴を示す平面図、第３図（Ｂ）はコルゲ
ート条列蛇行形の稜線部を示す平面波形図、第４図は本
発明の複合コルゲート体における剪断応力の方向を模式
的に示す図、第５図は複合コルゲート体におけるｚ−ｘ
面内ｘ方向の最大剪断応力指数と条列斜壁面の勾配θな
いしは条列の実質振幅率H/L取り相関を示す形状−剪断
強度曲線のグラフ、第６図は複合コルゲート体における
曲げ応力の方向を模式的に示す図、第７図は複合コルゲ
ート体におけるｙ−ｘ面外ｘ方向の最大曲げ応力指数と
条列の実質蛇行重合率D/Lおよび実質蛇行率D/Nの相関を
示す形状−曲げ強度曲線のグラフ、第８図は複合コルゲ
ート体を構成するコルゲート条列の異なった蛇行重合率
におけるコルゲート条列間の位置関係とコルゲート条と
平板ライナー材との位置関係を示す図、第９図は複合コ
ルゲート体のコルゲート条列ｘ方向各横断面波形図、第
10図は強化コルゲート体を加工成形するために用いられ
るロールフォーミング方法を模式的に示した破断斜視
図、第11図は複合コルゲート体のロールフォーミング時
における波付き被加工シートの倒れ込み発生頻度指数と
事前幅寄せ率との関係を示す図、第12図は製造上の第２
の要件を満たすコルゲート条列の一例を示す図、第13図
は複合コルゲート体コルゲート条列の蛇行波形を示す各
種平面波形図、第14図は本発明に係る複合コルゲート体
におけるコルゲート条列の実質振幅率H/Lと実質蛇行率D
/Nとｙ方向幅寄せ率ｉとの相関関係を示す形状曲線のグ
ラフ、第15図は本発明の第１実施例を示す図、第16図は
第２実施例を示す図、第17図は従来の片面ダンボールの
平板ダンボール紙を一部破断して示す部分斜視図、第18
図（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ従来の組立式箱の展開シー
ト図と製函図である。 10……複合コルゲート体 11……コルゲート芯体 12……平板ライナー材 13……コルゲート条列 25……容器 26,26′……展開シート 27……糊代 28……組立式箱 29……蓋体 Ｍ……頂部、Ｖ……谷底部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シート材に垂直方向の山部と谷部とを交互
   に施してコルゲート条列を水平方向のなめらかな蛇行状
   波形に形成するともに該コルゲート条列における実質振
   幅率H/Lを0.4以上1.4以下、実質蛇行率D/Nを0.35以下、
   実質蛇行重合率D/Lを0.5以上、該コルゲート条列の進行
   方向の幅寄せ率ｉを８％＋該シート材の延伸歪み率以下
   とし、かつ、該コルゲート条列の頂，底部の断面形状を
   湾曲状ないしは狭小幅の面取り状ないしは肩落ち状とし
   てコルゲート芯体を形成し、該コルゲート芯体の少なく
   とも片面に平板ライナーを接着して複合コルゲート体を
   形成し、 該複合コルゲート体の展開図において、中央に比較的大
   きな矩形区分を設け、その矩形区分の各辺には、側壁部
   となるフラップ片を配置させるとともに、その各フラッ
   プ片間の隣接する側縁の少なくとも一方に糊代を形成
   し、該矩形区分に対し該フラップ片を略90゜で折曲げる
   とともに該糊代を隣接する該フラップ片に接着して製函
   するようにして容器と蓋体とを形成し、かつ該容器に該
   蓋体を被蓋してなることを特徴とする組立式箱。