JP6410566B2 - カートン収容段ボール箱及び段ボール箱の製造方法 - Google Patents
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Description
このようなことから、カートンの上面と段ボール箱の内フラップ部との間に上部空間となる空隙を大きく設ける対策が採られている。しかしながら、上部空間を大きくすると、下段側のダンボール箱が重みによって上部空間を圧縮するように潰れて側面が膨らむ胴膨れという現象が発生し、ダンボール箱が潰れると共にカートンが潰れ易くなったり、保管時に段ボール箱が傾いて危険な状態になるおそれがある。また、段ボール箱のサイズが大きくなるため、輸送効率が低下する。一方、ダンボール箱やカートンの強度を高めて潰れ難くすると、コストアップに繋がってしまう。
すなわち、本発明は、段ボール箱に収容されるカートンのサイズを小さくすることなく、段ボール箱の内フラップによるカートンの潰れを抑制したカートン収容段ボール箱及び段ボール箱の製造方法の提供を目的とする。
そこで、本発明者らは、内フラップの圧縮量を大きくすると、段ボール箱に荷重が掛かってカートンが内フラップで圧縮されても、内フラップが潰れやすいため、内フラップだけでなく、外フラップを含めた段ボール箱の全面でカートンを圧縮するため、カートンが潰れにくくなることを見出した。
前記カートンは紙からなり、その坪量が250〜400g/m2であることが好ましい。
(前記カートン内の前記紙製品の組数)/(前記カートンの高さ)で表される比が、2.8〜4.3であることが好ましい。
図1は、本発明の実施形態に係るカートン収容段ボール箱100の上面を開口した状態の斜視図、図2はカートン収容段ボール箱100の外フラップに沿う断面図である。カートン収容段ボール箱100は、紙製品入りのカートン20を段ボール箱10に複数個収容してなる。段ボール箱10は、上下面にそれぞれ一対の外フラップ2と、一対の内フラップ4とを有し、カートン20は長辺方向を上下方向Uに沿って2段に重ねて段ボール箱10に収容されている。
段ボール箱10は、展開図3に示すように、縦折り罫線R3、R3、R3により分割された4枚の胴部6と、そのうち2つの離間する胴部6の上下に横折りの外フラップ罫線R1を介してそれぞれ繋がる外フラップ2と、別の2つの胴部6の上下に横折りの内フラップ罫線R2を介してそれぞれ繋がる内フラップ4と、を有している。隣接する外フラップ2と内フラップ4との間には切断線Cが入れられ、各フラップ2,4が切り離されている。最外側の胴部6の端部には糊代パネル6fが設けられ、糊代パネル6fを他端側の胴部6の外面又は内面に接着等することで、胴部6が四角柱状に起函される。
なお、ホットメルトによって固定する場合、上記一対の内フラップ4の面積に対する上記一対の外フラップ2の面積の割合は、1.1〜2.0であることが好ましい。上記割合が上記範囲を超えると、外フラップ2の面積が内フラップ4の面積に対して大きくなり過ぎ、ホットメルト用の接着剤をつける部分(糊代)が少なくなり、フラップをうまく固定できない場合がある。一方、上記割合が上記範囲未満であると、段ボールが正方形に極めて近くなり(上記割合が1.0の場合、正方形になる)、カートンの収納形態が制限される場合がある。また、フラップの面積が大きくなり、コスト増となる場合がある。内フラップ4の面積に対する外フラップ2の面積の割合は、1.1〜1.8が好ましく、1.2〜1.6がより好ましく、1.2〜1.4が更に好ましい。
ここで、対向する外フラップ2同士を合わせると両者は突合せとなり、外フラップ2同士の合計幅は、段ボール箱10の幅とほぼ一致して段ボール箱10の底面及び上面を形成する。一方、対向する内フラップ4同士を合わせても突合せにならず、内フラップ4同士の合計長さは、段ボール箱10の長手方向の長さより短くなり、対向する内フラップ4の間に段差が生じる。このように突合せにならない内フラップ4の場合、上述のようにカートン収容段ボール箱100を複数積み上げると、下段側の段ボール箱が重みで潰れて内部のカートンも潰れるおそれがある。
そのため、本発明は、突合せにならない内フラップ4を有する段ボール箱10を対象とする。
ここで、内フラップ4および外フラップ2の厚さ方向の圧縮量は、圧縮試験機(カトーテック株式会社製のハンディー圧縮試験機KES−G5)を用いて、次のように測定する。まず、内フラップ罫線R2から外側に向かって30mm以内の部分よりも外側(自由端側)の位置で、内フラップを8cm×8cmに切り取り、採取する。8cm×8cmの寸法の内フラップを確保できない場合には、3cm以上×3cm以上のサンプルを準備する。上記圧縮試験機の測定子の面積が2.0cm2(半径が0.8cmの円形)と小さいため、上記の3cm×3cmの大きさがあれば測定に差し支えないが、サンプルサイズは大きい方が好ましい。次に、このサンプルを4枚積層し、積層したフラップ群の中心に上記測定子(面積2.0cm2)を、速度0.01cm/秒の条件で押し込む。測定子がフラップを押す圧力が0.5gf/cm2のときの押し込み深さをT0、圧力が500gf/cm2のときの押し込み深さをTmとして、(Tm−T0)を圧縮量とする。測定は、5回行い(フラップは、積層数4枚×5回=20枚準備する)、測定結果を平均する。なお、圧縮前の厚さからTmの値を引き、4(積層数)で割ることで、圧縮時のフラップ1枚当たりの厚さを算出することができる。
なお、圧縮時のフラップの1枚当たりの厚さが、2.0〜4.0mmとなることが好ましく、2.5〜3.5mmとなることがより好ましい。
又、フラップの断面を目視することで、圧縮部と比圧縮部の違いは区別できる。
このようなことから、各フラップの圧縮量を上述のように規定した。
内フラップ4の厚さ方向の圧縮量は1.0〜2.2mmが好ましく、1.0〜2.0mmがより好ましい。
又、外フラップ2の厚さ方向の圧縮量は0.10〜0.70mmが好ましく、0.20〜0.60がより好ましい。
内フラップ4の厚さ方向の圧縮量が2.5mmを超えると、内フラップ4が潰れ過ぎて内フラップ4の強度、ひいては段ボール箱10の強度が低下し、段ボール箱10及びその内部のカートン20が潰れ易くなる。または、内フラップ4を潰す際、過度に潰すため、操業性が劣る。
同様に、外フラップ2の厚さ方向の圧縮量が0.10mm未満であると、外フラップが潰れにくく強度は高いが、段ボールの製造コストが高くなる。なお、外フラップ2は厚さ方向に実際には潰されていない(=圧縮量が0である)ことが好ましいが、外フラップ2を潰さない場合であっても、上記圧縮試験機で圧縮したときに圧縮量が0以上として測定されるため、圧縮量の下限を0.10mmとした。
外フラップ2の厚さ方向の圧縮量Aが0.90mmを超えると、外フラップ2が潰れ過ぎて外フラップ2の強度、ひいては段ボール箱10の強度が低下し、段ボール箱10及びその内部のカートン20が潰れ易くなる。
(内フラップ4の圧縮量)/(外フラップ2の圧縮量)が15.0を超えると、外フラップが潰れにくく強度は高いが、段ボール箱を構成するシートの強度が高い分、シートの坪量が高過ぎる等の理由のため、段ボール箱の製造コストが高くなる。又、内フラップ4を過度に潰す必要があるため、段ボール箱10の生産性(操業性)が低下する。
(内フラップ4の圧縮量)/(外フラップ2の圧縮量)は2.5〜10.0が好ましく、2.5〜6.0がより好ましい。
外フラップ2の厚さ2t、内フラップ4の最小厚さ4ptは、シックネスゲージ(尾崎製作所製のダイヤルシックネスゲージ「PEACOCK G」)を用いて測定する。測定条件は、測定力1.8N以下、測定子直径10mmで、測定子の間に試料をセットし、測定子を1秒間に1mm以下の速度で下ろしたときのゲージを読み取った。なお、測定は、10カ所測定し、厚さ2tの場合はその10点の平均値を採用し、最小厚さ4ptの場合は10点のうちの最小値5点を平均する。
一方、内寸ILが510mmを超えると、段ボール箱10に収容されるカートン20の長辺Lも250mmを超えて大きくなり、カートン収容段ボール箱100を複数積み上げたときに下段側の段ボール箱10が重みで潰れ、内部のカートン20も潰れ易くなる場合がある。内寸ILは、430〜490mmが好ましく、450〜470mmがより好ましい。
なお、カートン20が紙からなる場合、その坪量が250〜400g/m2であることが好ましい。カートン20の坪量が250g/m2未満であると、カートン20の強度が低下してカートン20が潰れ易くなる。カートン20の坪量が400g/m2を超えると、カートン20の強度は高くなるがコストアップになる。
カートンの坪量は、250〜360g/m2であることが好ましく、250〜300g/m2であることがより好ましい。カートン20の坪量は、上記範囲においてなるべく低坪量の方が好ましい。これは、内フラップ4及び外フラップ2を内側に折り込んだ際に内フラップ4を潰す効果が大きくなり、カートン20のコストも低くなるからである。
曲げこわさSLは、4.0〜6.5mN・mがより好ましく、4.3〜5.5mN・mが最も好ましい。曲げこわさSTは、8.4〜13.0mN・mがより好ましく、8.8〜11.0mN・mが最も好ましくい。
曲げこわさは、ISO−2493に記載された方法に準じ、L&W Bending Tester(Lorentzen & Wettre社製)を用い、幅38mm、長さ100mmの試験片の一端側を試料台のチャックに片持ち梁式で固定し、試験片の一端側より外側の片面を試料台上の検出部の突状係合部に接触させる。このとき、試験片の他端は拘束されないフリーの状態となる。この状態で、曲げ長(試料台のチャックと係合部との間隔、つまり、試験片のスパン(梁間))を10mmとし、曲げ角度(試験片の一端を保持したチャックの回転角、この回転の際に試験片は係合部に押し付けられ、試験片が撓む)を15度としたときの曲げ抵抗(荷重)を測定し、次の算出式によって求めた。曲げこわさ(mN・m)=60×曲げ抵抗(mN)×曲げ長10(mm)2÷{π×曲げ角度15(°)×サンプル幅38(mm)×1000}。
曲げこわさSLは、試験片の長辺方向(梁間)がカートン20の長辺方向に等しい場合をいう。曲げこわさSTは、試験片の長辺方向(梁間)がカートン20の幅方向に等しい場合をいう。
一方、上記部位4eが潰されると、上記接続部位の強度が低下し、段ボール箱10の開口部が歪んだりして保形性が低下するため、カートン20を段ボール箱10に梱包(収容)し難くなって操業性が劣ることがある。
なお、最大厚さ4etは上述のPEACOCK Gを用いて上述の条件で測定する。測定は、部位4e内を10カ所測定し、10点のうちの最大値5点を平均する。又、PEACOCK Gの測定子は上述のように直径が10mmであり、部位4eとして内フラップ罫線R2から先端(内フラップ4の自由端)に向かって5mm以内の領域を設定した場合に、この領域のみを測定することは難しい。但し、PEACOCK Gの測定条件下では、内フラップ4が測定子で潰される影響は小さいため、部位4eが一部含まれるように測定子をセットして測定した時の値を最大厚さ4etとして差し支えない。
なお、図6に示すようにして、フラップ間隙Dを測定する。まず、内フラップ4の隅部の上面4aに分銅(質量100g、直径28mm、圧力1.59kPa)を置き、内フラップ4の下面をカートン20の上面20aに接しさせる。このとき、内フラップ4の上面4aから外フラップ罫線R1までの距離(高さ)を測定し、フラップ間隙Dとする。なお、外フラップ罫線R1の位置(高さ)は、外フラップ2を段ボール箱10の外面に接するように折ったときの頂点とする。又、フラップ間隙Dがマイナスとは、図6において、内フラップ4の上面4aが外フラップ罫線R1よりも上側に位置することをいう。
なお、図5に示すように、内フラップ4のうち罫線R2に近い部位4xは、罫線R2を設ける際に若干圧縮され、段ボールに起函する前のシートの厚さに比べて薄くなる場合がある。又、内フラップ4の領域4pを潰す際、領域4pより内側の部位4eも圧縮されることがある。
従って、部位4eを積極的に圧縮せず、シートの厚さが外フラップ2と内フラップ4で同一であったとしても、内フラップ4の最大の厚さ4etが圧縮前のシートの状態での厚さ(=外フラップ2の厚さ2t)より小さくなることもあり、この場合、各フラップの厚さは、外フラップ2の厚さ2t≧内フラップ罫線R2から先端に向かって30mm以内の一部の内フラップ4の最大厚さ4et>内フラップ4の最小厚さ4ptとなる。
又、段ボール箱の材質は、公知のものを使用できる。
中芯の坪量は100〜200g/m2が好ましい。中芯の坪量が200g/m2を超えるとコストが高くなったり、段ボール箱の内フラップを潰す際に、生産性(操業性)が低下する場合がある。一方、中芯の坪量が100g/m2未満になると、段ボール箱の強度が弱くなり、カートンや段ボール箱が潰れ易くなる場合がある。中芯の坪量は110〜180g/m2がより好ましく、120〜150g/m2が最も好ましい。
内フラップの圧縮量は、段ボール箱10を構成する中芯の強度、坪量、フルート、および、段ボール箱の製造工程で内フラップを潰す程度等を調整することで、適宜設定することができる。
カートン及びそれに収容される紙製品の種類、材質や、紙製品の積層態様も限定されない。
なお、実施例2の段ボール箱は、中芯として、Cフルートをベースとし、30cm当たりの山数を変えずに段繰率を高めて、フルートの段の高さを他の実施例より1.5mm高くした。実施例3の段ボール箱は、実施例2と同様に中芯の段繰率を高め、フルートの段の高さを他の実施例より1.0mm高くした。
ここで、段ボール箱10のシート(図3参照)のうち、内フラップ4の自由端から内フラップ罫線R2に向かう領域4p全体を、シートに罫線及び切断線を設ける際に厚さ方向に潰した。この時、領域4pより内側で罫線R2に至る部位4e全体は潰さないようにした。内フラップ4のうち、領域4p及び部位4eの占める面積割合を表1、表2に示す。
外フラップ2及び内フラップ4の厚さ方向のそれぞれの圧縮量A,Bは、圧縮試験機(カトーテック株式会社製のハンディー圧縮試験機KES−G5)を用いて、上述のように測定した。
2回目の試験として、まず、圧縮荷重を7,300(N)とし、開梱してカートンを確認した結果、カートン潰れが3%未満であった。次に、同一条件で梱包した新規の段ボールを用いて、圧縮荷重を7,400(N)とし、カートンを確認した結果、カートン潰れが3%以上であり、これを圧縮強度値とした。
3回目の試験として、まず、圧縮荷重を7,300(N)とし、開梱してカートンを確認した結果、カートン潰れが3%未満であった。次に、同一条件で梱包した新規の段ボールを用いて、圧縮荷重を7,400(N)とし、カートンを確認した結果、カートン潰れが3%未満であった。同様に、同一条件で梱包した新規の段ボールを用いて、圧縮荷重を7,500(N)とし、カートンを確認した結果、カートン潰れが3%以上であり、これを圧縮強度値とした。
そして、評価基準として、圧縮強度値が7,000(N)以上を「5」、6,500(N)以上を「4」、6,000(N)以上を「3」、5,000(N)以上を「2」、5,000(N)未満を「1」とした。圧縮強度値が「3」以上(6,000(N)以上)であれば良好である。
又、上記圧縮強度の測定の際、カートンの潰れの評価に併せて、カートン収容段ボール箱100の潰れの有無を目視評価した。評価は、実用上問題ない通常レベルの潰れを「3」とし、これよりやや優れているを「4」、優れているを「5」とした。同様に、「3」より劣っているを「2」、著しく劣っているを「1」とした。評価が3〜5であれば問題ない。
また、カートン潰れは、カートンの4隅のもとの寸法を基準とし、この基準よりも高さ方向に凹んだ部位の凹み量を測定した。カートンの上下面がいずれも凹んだ場合は、凹み量が大きい面の値を採用した。
又、段ボール箱10の製造コスト(坪量、フラップの厚さ)を評価した。さらに、段ボール箱10の製造の際、内フラップ4を厚さ方向に潰すとき、及び内フラップ罫線と外フラップ罫線を入れるときの操業性を評価した。又、段ボール箱10にカートン20を梱包するときの操業性を評価した。各評価は、従来品のコスト(坪量)と同等なものを「3」とし、これを基準として上記と同様に5段階評価した。
又、ティシュペーパー(紙製品)のサイズ(1組ずつのシート)、カートン20内の組数とコストのバランス、及び取り出し性を評価した。評価は、従来品と同等なものを「3」とし、これを基準として上記と同様に5段階評価した。なお、カートン内の組数が少なくなり過ぎると、カートン内のティシュペーパーをすぐに使い切ってしまい、その交換頻度が高くなるので、組数とコストのバランスが悪く、カートン内の組数が多くなり過ぎると、ティシュペーパーのコストが高くなるので、やはり組数とコストのバランスが悪くなる。
内フラップの圧縮量Bが1.0mm未満、かつB/Aが2.5未満である比較例3の場合、内フラップの圧縮量が小さく、内フラップがカートンに片当たりするのを防止することが困難になり、カートンが潰れた。
なお、比較例2の場合、(紙製品の組数)/(カートンの高さH)で表される比Tが4.3を超え、カートン20の中身のティシュペーパーが多く、カートン内の隙間が少なくなり、ティシューの取り出し性が劣った(ティシュペーパーをカートンから取り出しにくくなった)。
又、比較例4の場合、段ボール箱のライナーの坪量が140g/m2未満、中芯の坪量が100g/m2未満であった。
なお、比較例5の場合、段ボール箱のライナーの坪量が200g/m2を超え、中芯の坪量が200g/m2を超え、段ボール箱を構成するシートの強度が高くなり過ぎたものと考えられる。
段ボール箱の内寸が510mmを超え、カートンの長辺、幅及び高さが規定範囲を超えた比較例7の場合、カートンが潰れた。さらに、比較例7の場合、カートン20内の紙製品の組数が200組を超え、カートン内の紙製品のコストが高くなって組数とコストのバランスが劣った。
又、ティシュペーパーの組数を180組としたこと以外は比較例9と同一の条件とした比較例10の場合、比Tが2.8未満となり、カートン20の高さHに対する紙製品の組数が少なくなった。このため、カートン内のティシュペーパーが少なく、カートンが形状を保ちにくくなり、カートンが潰れ易くなった。
又、フラップ間隙Dをマイナス(0mm未満)としたこと以外は比較例9と同一の条件とした比較例11の場合、カートンの上面に内フラップが常時接触して押圧するので、カートンがさらに顕著に潰れた。
又、フラップ間隙Dが18mmを超えたこと以外は比較例9と同一の条件とした比較例12の場合、カートンの上面と段ボール箱との間の上部空間が大きくなり過ぎ、下段側のダンボール箱が重みによって上部空間を圧縮するように潰れて側面が膨らむ胴膨れが発生し、ダンボール箱が潰れ、その内部のカートンがさらに顕著に潰れた。
2t 外フラップの厚さ
4 内フラップ
4e 内フラップの潰されなかった部位
4et 内フラップの最大厚さ
4p 内フラップの潰された部位
4pt 内フラップの最小厚さ
10 段ボール箱
20 カートン
25 紙製品
100 カートン収容段ボール箱
L カートンの長辺
W カートンの幅
H カートンの高さ
U 段ボール箱の上下方向
IL 段ボール箱の上下方向の内寸
R1 外フラップ罫線
R2 内フラップ罫線
G カートンの上面と段ボール箱の外フラップの内面との距離
D フラップ間隙
Claims (5)
- 紙製品入りのカートンを段ボール箱に複数個収容してなるカートン収容段ボール箱において、
前記段ボール箱の上下面にそれぞれ外フラップと、突合せにならない内フラップとを有し、
前記カートンは長辺方向を前記段ボール箱の上下方向に沿って2段に重ねて前記段ボール箱に収容され、
前記内フラップの少なくとも一部が厚さ方向に潰され、
前記段ボール箱の前記上下方向の内寸が430〜510mm、前記外フラップの厚さ方向の圧縮量が0.10〜0.90mm、前記内フラップの厚さ方向の圧縮量が1.0〜2.5mm、かつ(前記内フラップの前記圧縮量)/(前記外フラップの前記圧縮量)=2.5〜15.0であり、
前記カートンの前記長辺が210〜250mm、幅が100〜130mm、前記紙製品の積層方向に沿った前記カートンの高さが40〜65mmであり、
前記内フラップのうち、当該内フラップを折るための内フラップ罫線から先端に向かって30mm以内の部位の少なくとも一部が厚さ方向に潰されずに最大の厚さになっていることを特徴とするカートン収容段ボール箱。 - 前記カートンの上面に前記内フラップを接しさせたとき、該内フラップの上面と、前記外フラップを折るための外フラップ罫線との距離で表されるフラップ間隙が0〜18mmである請求項1記載のカートン収容段ボール箱。
- 前記カートンは紙からなり、その坪量が250〜400g/m2である請求項1又は2記載のカートン収容段ボール箱。
- (前記カートン内の前記紙製品の組数)/(前記カートンの高さ)で表される比が、2.8〜4.3である請求項1〜3のいずれか一項に記載のカートン収容段ボール箱。
- 紙製品入りのカートンを複数個収容可能な段ボール箱の製造方法において、
前記段ボール箱の上下面にそれぞれ外フラップと、突合せにならない内フラップとを有し、
前記内フラップの少なくとも一部を厚さ方向の圧縮量が1.0〜2.5mmになるように潰し、
前記内フラップのうち、当該内フラップを折るための内フラップ罫線から先端に向かって30mm以内の部位の少なくとも一部を厚さ方向に潰さないことを特徴とする段ボール箱の製造方法。
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