JP4224125B1 - 抜型用基材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水分の影響による収縮・膨張を防止することができるとともに、加工刃が植え込まれる溝を一定の溝幅で容易に形成することができ、しかも安価な抜型用基材およびそれを用いた抜型を提供する。
【解決手段】木質繊維を原料とする中密度の繊維板５の板面に表層材６が貼り付けられてなる抜型用基材２であって、繊維板５は、その厚み方向の密度が一定であるものとする。また、表層材６は、３枚の繊維配向性を有した木材単板１２からなり、かつこれら木材単板１２同士が互いの繊維方向を直交させて配されるものとする。かかる抜型用基材２に打抜き刃３や罫線押し刃４などを植え込むことで構成されるトムソン抜型１は、安価かつ容易に作製可能で打抜加工精度にも優れるものとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば板紙を打ち抜いて紙器などのブランクを製造する工程で使用される抜型のベース部となる抜型用基材およびその製造方法に関するものである。

例えば紙器用の抜型として、板状の抜型用基材に、打抜き刃や罫線押し刃などの加工刃を植え込むようにしているものがある(特許文献１参照)。

特開２００６−９５６５３号公報

従来、抜型用基材の構成材料としては、合板が広く一般的に用いられている。合板は、原木丸太からロータリレースなどを用いて切り出された複数の単板を、木目が交互に直交するように重ね合わせて接着することによって作製される。合板製の抜型用基材に対して打抜き刃や罫線押し刃などの加工刃を植え込むにあたっては、所望のブランク形状やブランクの折り目に対応するようにレーザ光線を抜型用基材に照射することにより、加工刃を挿入するための細幅の貫通溝が抜型用基材に形成される。そして、レーザ加工によって形成された貫通溝に加工刃を植え込むことでトムソン抜型が組み上げられる。

このトムソン抜型においては、被加工シートに対して加工刃を押し付けることにより、被加工シートに対する打抜加工が行われる。したがって、加工刃が挿入される貫通溝の溝幅を適正に形成しておかないと、打抜加工を繰り返し行っている間に、加工刃の植込み状態に緩みが生じ、打抜加工精度の悪化を招くことになる。

ところで、近年、中国やインドなどの新興国の経済発展により、合板の作製に必要な原木が不足している。原木の入手難により、合板の価格が高値で推移し、しかも良質の合板を安定的に得るのが難しい状況となっている。

そこで、抜型用基材の構成材料として、合板に代えて、パーティクルボードやファイバーボードなどのような安価で入手が容易な木質ボードを採用することが考えられる。ここで、パーティクルボードは、木材チップを接着剤と混合し、熱圧処理を経て板状に成形したものである。また、ファイバーボードは、蒸解した木材繊維を接着剤と混合し、熱圧処理を経て板状に成形したものである。

しかしながら、抜型用基材の構成材料を上記例示の木質ボードとした場合には、以下のような問題点を生じることになる。
（１）上記例示の木質ボードは水分の影響によって収縮・膨張し易いため、型寸法が安定せず、打抜加工精度が悪くなる。
（２）上記例示の木質ボードにおいて、その厚み方向の中心部は密度が低いのに対して板面付近は密度が高いといった具合に厚み方向の密度にバラツキがあるため、当該木質ボードにレーザ加工が施されると、レーザ光線によって刻まれる溝の溝幅が高密度の板面付近では狭く低密度の中心部分では広くなり、加工刃が植え込まれる貫通溝の溝幅が厚み方向で一定とならずにその加工刃の植込み状態に緩みが生じ、打抜加工精度が悪くなる。

本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、水分の影響による収縮・膨張を防止することができるとともに、加工刃が植え込まれる溝を一定の溝幅で容易に形成することができ、しかも安価な抜型用基材およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明による抜型用基材は、
木質繊維を原料とする繊維板の板面に表層材が付されてなる抜型用基材であって、
前記繊維板は、熱圧処理を経て板状に成形された厚み調整前繊維板の表側および裏側の各表層部を削り取って芯部を出現させることによりその厚み方向の密度が一定にされていることを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記表層材は、少なくとも２枚以上の繊維配向性を有した木材単板からなり、かつこれら木材単板同士が互いの繊維方向を直交させて配されるのが好ましい（第２発明）。

次に、第３発明による抜型は、
木質繊維を原料とする繊維板の板面に表層材が付されてなる抜型用基材の製造方法であって、
原料の木材チップを細かく裁断し、蒸煮・解繊したものに接着剤となる合成樹脂を加え、熱圧処理を経て板状に成形して厚み調整前繊維板を得る工程と、この厚み調整前繊維板の表側および裏側の各表層部を削り取って芯部を出現させて厚み方向の密度が一定の繊維板を得る工程と、得られた繊維板の表側および裏側の板面に表層材を貼り付ける工程よりなることを特徴とするものである。

本発明によれば、抜型用基材の芯部が木質繊維を原料とする繊維板で構成されているので、抜型用基材を安価に提供することができる。また、繊維板の板面には表層材が付されているので、繊維板に対する水分の出入りを表層材で抑えることができ、水分の影響による抜型用基材の収縮・膨張を未然に防ぐことができる。また、繊維板はその厚み方向の密度が一定とされているので、加工刃が植え込まれる溝をレーザ加工により一定の溝幅で容易に形成することができる。

ここで、表層材は、少なくとも２枚以上の繊維配向性を有した木材単板からなり、かつこれら木材単板同士が互いの繊維方向を直交させて配されるものとすることにより、抜型用基材の曲げ剛性をより高めることができるとともに、含水率変化による収縮・膨張や、反り、捩れなどをより効果的に抑えることができる。したがって、抜型用基材の寸法安定性をより高めることができ、打抜加工精度を高水準でより安定的に保つことができる。

次に、本発明による抜型用基材およびその製造方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、板紙を打ち抜いて包装容器のブランクを製造する工程で使用される抜型のベース部となる抜型用基材に本発明が適用された例である。

図１には、本発明の一実施形態に係るトムソン抜型の全体斜視図が示されている。
図２には、繊維板の製造工程説明図が示されている。
図３には、図１のＡ部拡大図で、表層材の構造を説明する図が示されている。
図４には、抜型用基材の要部断面図で、加工刃が植え込まれる前の状態図（ａ）および加工刃が植え込まれた後の状態図（ｂ）がそれぞれ示されている。

図１に示されるトムソン抜型１は、四角板状の抜型用基材２と、この抜型用基材２に植え込まれる打抜き刃３および罫線押し刃４とより構成されている。打抜き刃３は、製造しようとするブランクの外形形状と一致するように配置されている。また、罫線押し刃４は、製造しようとするブランクの折り目に応じて配置されている。

抜型用基材２は、その芯部を構成する芯材としての繊維板５と、この繊維板５の表側板面および裏側板面のそれぞれに接着剤を用いて貼り付けられる表層材６，６とを備えて構成されている。

繊維板５は、木質繊維を原料とする所定厚み寸法ｄの成形板であり、その厚み方向の中心部から表側板面および裏側板面の各板面に亘って密度が一定とされている。この繊維板５は、以下の製造工程１および製造工程２を経て作製されたものである。

（製造工程１：図２（ａ）参照）
生長が早く容易に再生できる樹種の植林木を破砕して得られる木材チップを細かく裁断し、蒸煮・解繊したものに接着剤となる合成樹脂を加え、熱圧処理を経て板状に成形して、図２（ａ）に示されるような厚み寸法Ｄの厚み調整前繊維板１０を得る。

この製造工程１で得られる厚み調整前繊維板１０は、その芯部１０ａ（厚み寸法：ｄ）の密度が例えば０．５ｇ／ｃｍ^３程度であり、その表側および裏側の各表層部１０ｂ（厚み寸法：ｔ）の密度が例えば０．７ｇ／ｃｍ^３程度であり、従来公知のいわゆる中密度繊維板（密度：０．３５〜０．８０ｇ／ｃｍ^３）である。
従来公知の中密度繊維板は、木質繊維を圧縮し固めるという製法上、不可避的に、その厚み方向の中心部分の密度が低く（本例では０．５ｇ／ｃｍ^３程度）、板面付近の密度が高い（本例では０．７ｇ／ｃｍ^３程度）。つまり、厚み調整前繊維板１０は、厚み方向の密度にバラツキがある。

（製造工程２：図２（ｂ）参照）
製造工程１で得られた厚み調整前繊維板１０に対して、図２（ｂ）に示されるように、厚み調整用サンダー１１を用いてサンディング処理を施し、厚み調整前繊維板１０の表側および裏側の各表層部１０ｂを削り取る。

こうして、厚み方向の密度にバラツキのある厚み調整前繊維板１０の各表層部１０ｂを削り取って図２（ｃ）に示されるように芯部１０ａを出現させることにより、厚み方向の密度が一定の繊維板５を得ることができる。

図３に示されるように、表層材６は、３枚の木材単板１２が重ね合わされて構成されている。この表層材６は、原木からロータリレースもしくはスライサを用いて得られた比較的厚みの薄い３枚の木材単板１２に接着剤を塗布し、これら３枚の木材単板１２を、繊維方向を互い違いに重ねて木材単板１２の積層物を作製し、この木材単板１２の積層物に熱と圧力を加えて接着剤を完全に硬化させることで製造され、その密度が０．５ｇ／ｃｍ^３程度のものである。

図１に示されるように、抜型用基材２に対して打抜き刃３や罫線押し刃４を植え込むにあたっては、所望のブランク形状やブランクの折り目に対応するようにレーザ光線を抜型用基材２に照射することにより、図４（ａ）に示されるように、打抜き刃３や罫線押し刃４を挿入するための細幅の貫通溝１３が抜型用基材２に形成される。そして、図４（ｂ）に示されるように、貫通溝１３に打抜き刃３や罫線押し刃４を植え込むことにより、トムソン抜型１が組み上げられる。

本実施形態の抜型用基材２によれば、以下のような作用効果を奏する。
（１）抜型用基材２の芯材が、計画生産可能な植林木から得られる木質繊維を原料とする繊維板５で構成されているので、抜型用基材２を安価かつ安定的に提供することができる。
（２）繊維板５の板面には表層材６が付されているので、繊維板５に対する水分の出入りを表層材６で抑えることができ、水分の影響による抜型用基材２の収縮・膨張を未然に防ぐことができる。
（３）繊維板５はその厚み方向の密度が一定とされ、また繊維板５の密度と表層材６の密度とが同じとされているので、打抜き刃３や罫線押し刃４を挿入するための貫通溝１３をレーザ加工により抜型用基材２の厚み方向に一定の溝幅で容易に形成することができる。
（４）３枚の木材単板１２を繊維方向が互いに直交するように貼り合わせて構成される合板が表層材６として用いられているので、抜型用基材２の曲げ剛性をより高めることができるとともに、含水率変化による収縮・膨張や、反り、捩れなどをより効果的に抑えることができる。したがって、抜型用基材２の寸法安定性をより高めることができ、打抜加工精度を高水準でより安定的に保つことができる。
このような作用効果を奏する抜型用基材２に打抜き刃３や罫線押し刃４などの加工刃が植え込まれてなるトムソン抜型１は、安価かつ容易に作製可能で打抜加工精度にも優れるという利点がある。

以上、本発明の抜型用基材およびそれを用いた抜型について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

例えば、本実施形態においては、繊維板５の板面に合板製の表層材６を接着剤を用いて貼り付けて抜型用基材２を構成した例を示したが、合板製の表層材６に代えて、ａ）樹脂フィルム、ｂ）樹脂フィルムと紙等を組み合わせた複合フィルム、ｃ）樹脂板などの中から適宜選択したものを繊維板５の板面に接着剤を用いて貼り付けることで抜型用基材を構成するようにしてもよい。
また、繊維板５の板面に表層材６を貼り付けるという構成に限定されるものではなく、繊維板５の板面に、防水性塗装や、ポリエステル樹脂加工、防水性プリント加工などの成膜手段を施すことにより、繊維板５の板面に表層材を付して抜型用基材を構成するようにしてもよい。

本発明の抜型用基材は、水分の影響による収縮・膨張を防止することができるとともに、加工刃が植え込まれる溝を一定の溝幅で容易に形成することができ、しかも安価であるという特性を有していることから、紙器などのブランクを製造する工程で使用される抜型のベース部材の用途に好適に用いることができるほか、例えば、合成樹脂シートや布、皮革等の各種シート材を所望の形状に打ち抜く抜型のベース部材の用途にも用いることができる。

本発明の一実施形態に係るトムソン抜型の全体斜視図 繊維板の製造工程説明図 図１のＡ部拡大図で、表層材の構造を説明する図 抜型用基材の要部断面図で、加工刃が植え込まれる前の状態図（ａ）および加工刃が植え込まれた後の状態図（ｂ）

符号の説明

１ トムソン抜型
２ 抜型用基材
３ 打抜き刃
４ 罫線押し刃
５ 繊維板
６ 表層材
１２ 木材単板

Claims (3)

1. 木質繊維を原料とする繊維板の板面に表層材が付されてなる抜型用基材であって、
   前記繊維板は、熱圧処理を経て板状に成形された厚み調整前繊維板の表側および裏側の各表層部を削り取って芯部を出現させることによりその厚み方向の密度が一定にされていることを特徴とする抜型用基材。
2. 前記表層材は、少なくとも２枚以上の繊維配向性を有した木材単板からなり、かつこれら木材単板同士が互いの繊維方向を直交させて配される請求項１に記載の抜型用基材。
3. 木質繊維を原料とする繊維板の板面に表層材が付されてなる抜型用基材の製造方法であって、
   原料の木材チップを細かく裁断し、蒸煮・解繊したものに接着剤となる合成樹脂を加え、熱圧処理を経て板状に成形して厚み調整前繊維板を得る工程と、この厚み調整前繊維板の表側および裏側の各表層部を削り取って芯部を出現させて厚み方向の密度が一定の繊維板を得る工程と、得られた繊維板の表側および裏側の板面に表層材を貼り付ける工程よりなることを特徴とする抜型用基材の製造方法。

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