ロール用キャップとその製造方法及びロール搬送用枠材
【課題】 従来の紙製の芯材を使わない、シート状の材料や製品のみからなるロールの中心孔の形崩れによるロールの中心側のシート状の材料や製品が損傷することを防止でき、環境への負荷を激減させることのできるロール用キャップと、このロール用キャップを台紙上に複数個配置したロール搬送用枠材を提供する。
【解決手段】 中心部６と該中心部６から放射状に外側に延出した複数の分割片７，７，７，・・・とからなる積層平板合紙の型紙を成形加工して製作したフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップ１であって、フランジ付き有底略円筒形状のフランジ部３の底側には、該フランジ部３の平面形状と略同一の円環状の積層平板合紙からなる補強部材５が接着固定されたロール用キャップ１を台紙３４上に複数個配置してロール搬送用枠材３３を完成する。
【解決手段】 中心部６と該中心部６から放射状に外側に延出した複数の分割片７，７，７，・・・とからなる積層平板合紙の型紙を成形加工して製作したフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップ１であって、フランジ付き有底略円筒形状のフランジ部３の底側には、該フランジ部３の平面形状と略同一の円環状の積層平板合紙からなる補強部材５が接着固定されたロール用キャップ１を台紙３４上に複数個配置してロール搬送用枠材３３を完成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取ったロールの形崩れ及びその端部の損傷を防止するために、端部に取り付けられるロール用キャップと、このロール用キャップを台紙上に複数個配置したロール搬送用枠材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紙、布、合成樹脂等からなるシート状の製造ラインや加工ラインの最終工程でシート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取った各種ロールが存在していた。これらのロールの中心部には一般に紙製の円筒状の芯材があり、この芯材によってロールの形崩れが防止されるようになっていた。
【０００３】
そこで、紙製の芯材は、二次加工の際に巻き取り機の軸に通したり、搬送の際にその中空部にワイヤ等を通してロールをクレーンやフォークリフトの爪に吊り下げて移動することが行われるため、紙製の芯材の端部が潰れたり傷が付いてしまうことがあった。そのため、巻き取られたシート状の材料や製品を使い切った後の紙製の芯材を回収したとしても再利用できるものは僅かであり、そのほとんどは焼却処分されコストの増大と資源の無駄遣いを招いていた。
【０００４】
このような状況に鑑み、一部では、紙製の芯材を使わずに紙、布、合成樹脂等からなるシート状の材料や製品を巻き取る技術が開発され、紙製の芯材の使用によるコストの増大や資源の無駄遣いの問題を解決することが行われている（たとえば、特許文献１を参照のこと）。
【０００５】
この紙製の芯材を使わない、シート状の材料や製品のみからなるロールにあっても、次の工程や他のユーザーへ搬送しなければならず、その搬送の際にロールの中心孔の形崩れによるロール中心側のシート状の材料や製品が損傷することがある。そのため、ロールの中心孔の両端開口部に筒状部の一端にフランジ部を一体に形成した合成樹脂製の短筒状保護具を嵌着することで、ロール中心側のシート状の材料や製品の損傷を防止することが考えられていた。
【０００６】
この短筒状保護具を使用すれば、紙製の芯材を使わない、シート状の材料や製品のみからなるロールであっても、ロールの中心孔とその両端部が保護されるから、次の工程や他のユーザーへ搬送の際の取扱いにおいても、ロール中心側のシート状の材料や製品の損傷が防止されることになる。
【特許文献１】特開２００１−２２５９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、巻き取られたシート状の材料や製品を使い切った後は、合成樹脂製の短筒状保護具を回収して再利用することになるが、樹脂成分によっては再利用が難しい場合があり、その場合には埋め立て処分とならざるを得なかった。そして、埋め立てする場合は、それが生分解樹脂以外のものでは環境への負荷を防止するものとはいえない。
【０００８】
そこで、この発明は、従来の紙製の芯材を使わない、シート状の材料や製品のみからなるロールの中心孔の形崩れによるロール中心側のシート状の材料や製品が損傷することを防止でき、環境への負荷を激減させることのできるロール用キャップと、このロール用キャップを台紙上に複数個配置したロール搬送用枠材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、中心部と該中心部から放射状に外側に延出した複数の分割片とからなる積層平板合紙の型紙を成形加工して製作したフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップであって、前記フランジ付き有底略円筒形状のフランジ部の底側には、該フランジ部の平面形状と略同一の円環状の積層平板合紙が接着固定されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロール用キャップが、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙に前記ロール用キャップのフランジ部で固定されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、中心部と該中心部から放射状に外側に延出した複数の分割片とからなる積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水した原料型紙を、フランジ付き有底略円筒形状の空間を形成した雄型と雌型とからなる成形金型にセットし、前記原料型紙に０．７〜１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力を加え、前記原料型紙を１００〜２５０℃の温度に加熱し、前記原料型紙の吸水率が２〜３％になるまで加圧加熱脱水加工を行うことにより、加工終了時の板厚が吸水前の前記積層平板合紙の板厚の５０〜８０％である成形品を得ることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加えて、前記雌型のフランジ付き有底略円筒形状の空間のフランジ部の底側には、前記フランジ部の平面形状と略同一の円環状の空間を設けており、該円環状の空間に積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水した補強部材の原料型紙をセットすることで、前記フランジ付き有底略円筒体の原料型紙と前記補強部材の原料型紙とを一体成形することを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の構成に加えて、一つの原料型紙の分割片同士の間の切り欠き部を他の原料型紙の分割片が塞ぐように複数の原料型紙を重ねたことを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５のいずれか一つに記載の構成に加えて、前記雄型と前記雌型との間には中間金型を有し、該中間金型には前記原料型紙の位置決め手段と前記雄型が通り抜けることのできる貫通孔を有し、前記原料型紙が前記雄型に押し下げられて前記中間金型を通過した後、前記雌型に導入されるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項３乃至６のいずれか一つに記載の製造方法によって成形されたロール用キャップが、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙に前記ロール用キャップのフランジ部で固定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
この発明は以上のような構成を有するため、請求項１に記載の発明によれば、フランジ付き有底略円筒形状のフランジ部の底側には、該フランジ部の平面形状と略同一の円環状の積層平板合紙が接着固定されているので、円環状の積層平板合紙の内形がフランジ付き有底略円筒部の上端の外形形状を規制するとともに、円環状の積層平板合紙の分だけフランジ部の厚みが増加することで、フランジ部の強度が大きくなることは勿論ロール用キャップの全体の剛性を高めることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙にロール用キャップのフランジ部で固定されているので、ロール用キャップにシート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取ったロールの中心孔を嵌合すれば、搬送用容器の内形とロールの外形との間隔又はロールの外形と他のロールの外形との間隔を所定寸法に維持した状態でロールを搬送することができる。そのため、搬送の際にロールの中心孔の形崩れによるロール中心側のシート状の材料又は製品を損傷することなく目的の場所まで移動することができる。
【００１８】
また、ロール搬送用枠材を構成するロール用キャップと台紙がともに紙製品であるため、耐用回数に達したものを回収した後、合紙として再生することが可能であるから、従来のものに比べて環境への負荷を激減することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、中心部と該中心部から放射状に外側に延出した複数の分割片とからなる積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水した原料型紙を、フランジ付き有底略円筒形状の空間を形成した雄型と雌型とからなる成形金型にセットし、原料型紙に０．７〜１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力を加え、原料型紙を１００〜２５０℃の温度に加熱し、原料型紙の吸水率が２〜３％になるまで加圧加熱脱水加工を行うことにより、加工終了時の板厚が吸水前の積層平板合紙の板厚の５０〜８０％である成形品を得るようにしたので、紙製の高密度立体成形品であるロール用キャップが完成する。このロール用キャップをロールの中心孔に嵌合することでロール中心側のシート状の材料又は製品を損傷することなく目的の場所まで移動することができ、耐用回数に達したロール用キャップは合紙として再生することが可能であるから、従来のものに比べて環境への負荷を激減することのできる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加えて、雌型のフランジ付き有底略円筒形状の空間のフランジ部の底側には、フランジ部の平面形状と略同一の円環状の空間を設けており、該円環状の空間に積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水した補強部材の原料型紙をセットすることで、フランジ付き有底略円筒体の原料型紙と補強部材の原料型紙とを一体成形するようにしたので、円環状の空間に円環状の原料型紙をセットした後、雄型と雌型とからなる成形金型を型締めを行い加圧加熱脱水加工を行うことで、フランジ部の底側には、フランジ部の平面形状と略同一の円環状の積層平板合紙が一体化されるため、フランジ部の強度が大きくなるとともに全体の剛性を高めたロール用キャップを完成することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の発明の効果に加えて、一つの原料型紙の分割片同士の間の切り欠き部を他の原料型紙の分割片が塞ぐように複数の原料型紙を重ねているので、加圧加熱脱水加工後の製品にあっては、重なり合った積層平板合紙のそれぞれの切り欠き部の繋ぎ目が重なり合うことなく一体化されるため繋ぎ目の強度不足を補うことができるため、板厚の増加と相俟ってより耐荷重の大きなロール用キャップを完成することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項３乃至５のいずれか一つに記載の発明の効果に加えて、雄型と雌型との間には中間金型を有し、中間金型には原料型紙の位置決め手段と雄型が通り抜けることのできる貫通孔を有し、原料型紙が雄型によって中間金型を通過した後、雌型に導入されるようにしたので、雄型を中間金型が通過する段階で平板形状の原料型紙を大凡の有底略円筒形状の立体形状に変形させてから雄型と雌型とからなる成形金型を型締めを行い加圧加熱脱水加工を行うことができるため、原料型紙に複数の積層平板合紙を使用する場合や一枚の板厚の大きな積層平板合紙を使用する場合でも成形性を損なうことのない成形加工が可能となる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、請求項３乃至６のいずれか一つに記載の発明の効果に加えて、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙にロール用キャップのフランジ部で固定しているので、ロール用キャップにシート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取ったロールの中心孔を嵌合すれば、搬送用容器の内形とロールの外形との間隔又はロールの外形と他のロールの外形との間隔を所定寸法に維持した状態でロールを搬送することができるロール搬送用枠材を完成することができる。また、ロール搬送用枠材を構成するロール用キャップと台紙がともに紙製品であるため、耐用回数に達したものを回収した後、合紙として再生することが可能であるから、従来のものに比べて環境への負荷を激減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
［発明の実施の形態１］
【００２６】
図１はこの発明の実施の形態１に係るロール用キャップの斜視図であり、図２はその成形前の主たる素材の形状を示した平面図であり、図３はその成形前の従たる素材の形状を示した平面図である。
【００２７】
この発明の実施の形態１に係るロール用キャップ１は、この発明者が既に発明し提案した、特開２０００−１７７０３３号公報に記載された合紙を原料とする精密三次元立体薄硬紙プレス形成法、又はこれに準じた成形方法を採用して、積層平板合紙を立体形状に成形したものであって、有底略円筒部２の一端にフランジ部３を有するフランジ付き有底略円筒形状をしているフランジ付き有底略円筒本体４と、そのフランジ付き有底略円筒本体４のフランジ部３の底側（下面側）に一体的に固定された円環状の補強部材５とを有している。
【００２８】
具体的には、図２に示したような、中心部６とこの中心部６から放射状に外側に延出した複数の分割片７，７，７，・・・とからなる積層平板合紙の型紙８の破線部９に沿って谷折りして有底略円筒部２を立ち上げ、二点鎖線部１０を山折りしてフランジ部３を外側に開くように成形加工している。
【００２９】
積層平板合紙の型紙８に設ける切り欠き部１１の開き角θは、有底略円筒部２の立ち上がり部１２の個数と、立ち上がり部１２の立ち上がり角度、及び型紙８の板厚に応じて、成形後に隣り合う立ち上がり部１２同士の間に隙間が生じないように、その角度を調節する。
【００３０】
実施の形態１で示したものであれば、８個の立ち上がり部１２からなり、立ち上がり角度を８５度としたフランジ付き有底略円筒本体４を板厚３ｍｍで成形した場合、積層平板合紙の型紙８の切り欠き部１１の開き角θを約４０度とすることで、隣り合う立ち上がり部１２の側端面同士が互いに接触した隙間のないものが完成できた。
【００３１】
有底略円筒部２の立ち上がり部１２の分割数は、有底略円筒部２の機械的強度を大きくするためには少ない程よい。この発明のように、紙によって合成樹成形品と同等の剛性を持たせた高密度圧縮成形品を製作する場合には、予め成形前に積層平板合紙の型紙８に吸水させて成形性を向上させるようにしているが、それにしても積層平板合紙自体は可塑性や伸延性が極めて小さいので、有底略円筒部２の立ち上がり部１２の分割数が少ない場合には、成形後の製品にクラックが発生するといった問題が生じるおそれがある。そのため、成形品の仕様によって、適当な分割数を決定しなければならない。
【００３２】
実施の形態１で示したフランジ付き有底略円筒本体４は、高さが３４ｍｍ、有底略円筒部２の最大径が７５ｍｍ、フランジ部３の外径が９４ｍｍであり、全幅が約１５ｍｍの立ち上がり部１２を８個としたが、このような仕様であれば立ち上がり部１２の分割数を５以上にすることが望ましい。
【００３３】
有底略円筒部２の立ち上がり角度は、垂直荷重強度のみを考えると９０度とするのが良いが、ロールの中心孔に嵌合させる際の作業性を考慮し、８５〜９０度未満に設定するとよい。
【００３４】
円環状の補強部材５は、フランジ付き有底略円筒本体４と同じ積層平板合紙から型抜きしたものに水溶性の接着剤を塗布して、フランジ付き有底略円筒本体４のフランジ部３の底側（下面側）に固定した状態で、成形金型の中でフランジ付き有底略円筒本体４と一体成形する。これにより、目的とする紙製の高密度圧縮成形品であるロール用キャップ１が得られる。
【００３５】
この発明の実施の形態１に係るロール用キャップ１によれば、積層平板合紙からなる円環状の補強部材５の内側の形状によって有底略円筒部２の上端の外形形状を規制するとともに、積層平板合紙からなる円環状の補強部材５の分だけフランジ部３の厚みが増加することで、フランジ部３の強度が大きくなることは勿論ロール用キャップ１の全体の剛性を高めることができる。
【００３６】
円環状の補強部材５とフランジ付き有底略円筒本体４とを接着する接着剤としては、水溶性の酢酸ビニル系接着剤を使用する。具体的には、たとえば、ペガール２１０ＰＲ、ペガール１００ＨＨＲ、ペガール１５４０，ペガール５１７Ｒ等（高圧ガス工業株式会社製）が推奨できる。これらは、食品衛生法・食品、添加物等の規格基準（昭和３４年厚生省告示第３７０号）に適合することが確認されており、作業者や環境に対する負荷が小さい。また、塗布し易くするため、接着剤に対し水を体積比で１０％乃至１００％添加して、薄めて使用してもよい。
【００３７】
水溶性の酢酸ビニル系接着剤を使用した場合には、ロール用キャップ１全体を水に浸すことで、フランジ付き有底略円筒本体４、円環状の補強部材５、接着剤の全ての構成部材を水に溶かすことができるので、新たな積層平板合紙の原料として容易に再利用ができることとなる。
【００３８】
次に、実施の形態１に係るロール用キャップ１の第１の製造方法について説明する。
【００３９】
図４はこの発明の実施の形態１に係るロール用キャップの成形金型の要部断面図であり、図５はその雌型の主要部の平面図である。
【００４０】
成形金型１３は、完成品であるフランジ付き有底略円筒形状をしたロール用キャップ１の外形形状と同じ大きさのフランジ付き有底略円筒形状の空間１４を形成した雄型１５と雌型１６とからなっている。そして、完成品であるロール用キャップ１の有底略円筒部２の最小外径部１７とフランジ部３の内径部１８との屈曲部位にクラックが発生しないように、積層平板合紙の型紙８の破線部９の谷折りする箇所と二点鎖線部１０の山折りする箇所に相当する雄型１５と雌型１６の角部は、所定の大きさのＲ状に形成している。
【００４１】
実施の形態１の仕様のものを製作する成形金型１３の場合では、雄型１５の凸部角１９ａは半径３ｍｍ、凹部角１９ｂは半径６ｍｍとし、雌型１６の凹部角１９ｃは半径約６ｍｍのＲ状とした。その結果、後述する成形条件で成形した完成品の屈曲部位にクラックは認められなかった。
【００４２】
また、雌型１６のフランジ付き有底略円筒形状の空間１４のフランジ部空間２０の下面には、フランジ付き有底略円筒本体４のフランジ部３の平面形状と略同一の円環状の空間２１を設けている。
【００４３】
このような成形金型１３を使用して実施の形態１に係るロール用キャップ１を成形する場合には、まず、中心部６とこの中心部６から放射状に外側に延出した複数の分割片７，７，７，・・・とからなる厚さ３ｍｍの積層平板合紙を使ったフランジ付き有底略円筒本体４の型紙８の成形性を向上させるため、成形前に積層平板合紙の型紙８を１５〜５０％の吸水率になるよう吸水させたフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａを準備する。同時に、フランジ付き有底略円筒本体４と同じ積層平板合紙から円環状に型抜きした補強部材５を１５〜５０％の吸水率になるよう吸水させた補強部材の原料型紙５ａを準備する。
【００４４】
次に、雌型１６の円環状の空間２０に補強部材の原料型紙５ａをセットし、補強部材の原料型紙５ａの表面に水溶性の接着剤を塗布する。その上にフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａを重ねるようにして雌型１６のフランジ付き有底略円筒本体４の平面形状の彫り込み部２２にセットする。
【００４５】
補強部材の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの所定位置へのセッティングが完了したら、雄型１５を雌型１６側に向けて降下させて行き型締めすることで、補強部材５の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａとに０．７〜１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力を加える。この圧縮工程と同時に、補強部材５の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａを１００〜２５０℃の温度に加熱し、最終的に完成品であるロール用キャップ１全体が吸水率が２〜３％になるまで加圧加熱脱水加工を行う。これにより、加工終了時の板厚が吸水前の積層平板合紙の型紙８の板厚の５０〜８０％である圧縮成形品を得る。
【００４６】
ここで、圧縮成形による圧縮率は、吸水前の積層平板合紙の型紙８の板厚を１００％として、板厚が１ｍｍ〜３ｍｍ以下の場合には７０〜８０％、板厚が３ｍｍを超え３０ｍｍ以下の場合、又は３ｍｍ以下の板厚のものを複数枚重ねて３ｍｍ以上にした場合には５０〜７０％とすると、圧縮成形品の機械的性質が高い値を示すことを確認している。
【００４７】
また、積層平板合紙の型紙８を複数枚重ね合わせる場合には、フランジ付き有底略円筒本体４の一つの原料型紙８ａの分割片７同士の間の切り欠き部１１を他の原料型紙８ａの分割片７が塞ぐように複数の原料型紙８ａを重ねることで、重なり合った積層平板合紙の原料型紙８ａのそれぞれの切り欠き部１１の繋ぎ目が重なり合うことなく一体化されるため繋ぎ目の強度不足を補うことができる。これにより、板厚の増加と相俟ってより機械的強度の大きなロール用キャップ１を完成することができる。
【００４８】
なお、複数枚重ねる場合、重ね面には水溶性の接着剤を塗布するが、水を３０％以上加えた接着剤を用いると、圧縮成形品の機械的強度が１割弱低下する場合がある。使用する用途に応じて、圧縮成形品の機械的強度を重視する場合は原液接着剤を使用し、塗布の作業性を重視する場合は適宜薄めた接着剤を使用するとよい。
【００４９】
実施の形態１に係る第１の製造方法によって製造されたロール用キャップ１によれば、シート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取ったロール２３の中心孔を嵌合すれば、搬送用容器２４の内形とロール２３の外形との間隔又はロール２３の外形と他のロール２３の外形との間隔を所定寸法に維持した状態でロール２３を搬送することができる。そのため、搬送の際にロール２３の中心孔２５の形崩れによるロール２３の中心側のシート状の材料又は製品を損傷することなく目的の場所まで移動することができる。
【００５０】
［発明の実施の形態２］
【００５１】
次に、実施の形態１に係るロール用キャップ１の第２の製造方法について説明する。
【００５２】
図６は、この発明の実施の形態１に係るロール用キャップの第２の製造方法に関する成形金型の断面図である。
【００５３】
この第２の製造方法では、雄型１５と雌型１６との間に中間金型２６を使用する点が特徴である。中間金型２５の上面には、予め積層平板合紙の型紙８に設けられた位置決め用の丸孔２７に嵌合する位置決めピン２８が設けられている。なお、図６で示した成形金型１３では、積層平板合紙の型紙８に設けられた位置決め用の丸孔２７と中間金型２５に設けられた位置決めピン２８とで位置決め手段が構成ているが、位置決め手段はこれに限らず、たとえば、積層平板合紙の型紙８の素材の外形に一致した彫り込みを中間金型２５の表面に設けるといったように、必要に応じて他の位置決め手段を採用してもよい。
【００５４】
中間金型２５には、雄型１５が通り抜けることのできる貫通孔２９が形成されており、原料型紙８ａが雄型１５によって中間金型２５を通過した後、雌型１６に導入されるようになっている。
【００５５】
そこで、この第２の製造方法の作業手順としては、最初に、１５〜５０％の吸水率に吸水させたフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａと補強部材５の原料型紙５ａを準備することは、第１の製造方法と同様である。
【００５６】
次に、雌型１６の円環状の空間２２に補強部材５の原料型紙５ａをセットし、補強部材５の原料型紙５ａの表面に水溶性の接着剤を塗布する。
【００５７】
次に、中間金型２５の位置決めピン２８にフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａに設けられている位置決め用の丸孔２７を嵌合させるようにして、フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａをセットする。
【００５８】
次に、雄型１５を雌型１６側に向けて降下させていくと、雄型１５の先端面３０が中間金型２４にセットされたフランジ付き有底略円筒本体４の原料素材からフランジ付き有底略円筒本体４の平面形状の原料型紙８ａを抜き去り、中間金型２５の貫通孔２９を通過した後、雌型１６の中に導入されることになる。このとき、雄型１５の先端面３０でフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの中心部６が押し下げられながら中間金型２５の貫通孔２９通過することになり、その際に貫通孔２９の内壁によって分割片７が立ち上げられた状態になってから、フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａが雌型１６の中に導入されることになる。
【００５９】
フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａが雌型１６の底面３１に最も接近した位置に到達すると同時に、雄型１５のフランジ押圧部３２の下面が雌型１６の表面に最も接近し、フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの分割片７の外周部を外側に開くことでフランジ部３が成形される。このとき、雌型１６の表面の円環状の空間２２には水溶性の接着剤が塗布された補強部材５の原料型紙５ａをセットされているので、補強部材５の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａのフランジ部３とが固着されて一体に成形されることになる。
【００６０】
ここで、雄型１５と雌型１６とによる成形金型１３を型締めすることで、補強部材５の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａとには、０．７〜１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力が加わるようになっている。また、この圧縮工程と同時に、補強部材の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａを１００〜２５０℃の温度に加熱し、最終的に完成品であるロール用キャップ１全体が吸水率が２〜３％になるまで加圧加熱脱水加工を行う。これにより、加工終了時の板厚が吸水前の積層平板合紙の型紙８の板厚の５０〜８０％であるロール用キャップ１を得る。
【００６１】
加圧加熱脱水加工が完了したら、完成品であるロール用キャップ１を雌型１６から取り出すとともに、中間金型２５の表面からフランジ付き有底略円筒本体４の平面形状の素材８ｂが抜き去られた後の積層平面合紙の型紙８の素材を取り出せば、次の成形作業が行えるようになる。
【００６２】
次に、この第２の製造方法の変形例として、積層平板合紙の型紙８を複数枚重ね合わせた機械的強度の大きなロール用キャップ１を製作する場合の製造方法について説明する。
【００６３】
図７は、この発明の実施の形態１に係るロール用キャップの第２の製造方法（実施の形態２）で使用する中間金型の主要部の平面図であり、第１の積層平板合紙の型紙の素材をセットした状態を示したものである。図８は、同じく第２の製造方法（実施の形態２）で使用する中間金型の主要部の平面図であり、第２の積層平板合紙の型紙の素材をセットした状態を示したものである。
【００６４】
まず、図７では、１２個の分割片７のうちの９０度置きに位置する４個の分割片７の中心が図面上の上下左右に配置した形態になるようにフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの型抜き形状を象ったものとしている。これに対して、図８では、１２個の分割片７のうち９０度置きに位置する４個の分割片７の中心が図７の形態と３０度ずらした位置になるようにフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの型抜き形状を象ったものとしている。そのため、図８では、図面上の上下左右に分割片７同士の間の切り欠き部１１の中心が配置されることになる。
【００６５】
そこで、最初に、フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの型抜き形状が図７の状態のもので第１回目の型締めして加圧加熱脱水加工することで、１枚目のフランジ付き有底略円筒本体４の成形を行う。次に、フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの型抜き形状が図８の状態のもので第２回目の型締めして加圧加熱脱水加工することで、２枚目のフランジ付き有底略円筒本体４の成形を行う。このようにすることで、自動的にフランジ付き有底略円筒本体４の一つの原料型紙８ａの分割片７同士の間の切り欠き部１２に他の原料型紙８ａの分割片７が塞ぐように２枚目の原料型紙８ａを重ねることができる。
【００６６】
これにより、重なり合った積層平板合紙の原料型紙８ａのそれぞれの切り欠き部１１の繋ぎ目が重なり合うことない成形品が完成する。したがって、この方法によれば、複数の原料型紙８ａの位置決めを作業者が目視で行う必要がなくなり、歩留まりが向上するとともに作業効率の向上が図れる。 なお、１枚目のフランジ付き有底略円筒本体４と２枚目のフランジ付き有底略円筒本体４との間は水溶性の接着剤にて固着されるようにすれば、より強固な高密度成形品となるので望ましい。
【００６７】
この発明の実施の形態２に係る製造方法によれば、雄型１５を中間金型２５が通過する段階で平板形状の原料型紙８ａを大凡の有底略円筒形状の立体形状に変形させてから雄型１５と雌型１６とからなる成形金型１３を型締めを行い加圧加熱脱水加工を行うことができるため、原料型紙８ａに複数の積層平板合紙を使用する場合や一枚の板厚の大きな積層平板合紙を使用する場合でも成形性を損なうことのない成形加工が可能となる。
【００６８】
［発明の実施の形態３］
【００６９】
以下、実施の形態１又は２に係るロール用キャップを所定の大きさの平板状の台紙に固定したロール搬送用枠材について説明する。
【００７０】
図９は、この発明の実施の形態３に係るロール搬送用枠材の斜視図である。図１０は、この発明の実施の形態２に係るロール搬送用枠材を搬送容器に納めた状態の斜視図である。
【００７１】
実施の形態３に係るロール搬送用枠材３３は、実施の形態１又は２に係るロール用キャップ１を所定の大きさの平板状の台紙３４に所定の間隔を保って配置固定したものである。
【００７２】
具体的には、平板状の台紙３４は、板厚が３〜５ｍｍ程度の積層平板合紙又は紙製段ボールを使用し、その外形を搬送用容器２４の平面形状の内形と一致させている。また、予め平板状の台紙３４に所定間隔で設けられている取付孔３５に、フランジ部３に水溶性の接着剤を塗布したロール用キャップ１の有底略円筒部２を挿入して、平板状の台紙３４とロール用キャップ１とを一体化させている。
【００７３】
この実施の形態３に係るロール搬送用枠材３４を使用する場合には、ロール用キャップ１にシート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取ったロール２３の中心孔２５を嵌合すれば、搬送用容器２４の内形とロール２３の外形との間隔又はロール２３の外形と他のロール２３の外形との間隔を所定寸法に維持した状態でロール２３を搬送することができる。そのため、搬送の際にロール２３の中心孔２５の形崩れによるロール２３の中心側のシート状の材料又は製品を損傷することなく目的の場所まで移動することができる。
【００７４】
また、この実施の形態３に係るロール搬送用枠材３３を構成するロール用キャップ１と平板状の台紙３４がともに紙製品であるため、耐用回数に達したものを回収した後、積層平面合紙又は紙製段ボールとして再生することが可能であるから、従来の合成樹脂製のものに比べて環境への負荷を激減することができる。
【００７５】
なお、搬送するロール２３の仕様や搬送形態によっては、台紙３４の素材である積層平板合紙又は紙製段ボールの機械的強度を向上させることが必要なるが、この場合には、前述したこの発明者が発明した合紙を原料とする精密三次元立体薄硬紙プレス形成法、又はこれに準じた成形方法を採用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明の実施の形態１に係るロール用キャップの斜視図である。
【図２】同実施の形態１に係るロール用キャップの成形前の主たる素材の形状を示した平面図である。
【図３】同実施の形態１に係るロール用キャップの成形前の従たる素材の形状を示した平面図である。
【図４】同実施の形態１に係るロール用キャップの第１の製造方法に使用する成形金型の要部断面図である。
【図５】同実施の形態１に係るロール用キャップの第１の製造方法に使用する雌型の主要部の平面図である。
【図６】同実施の形態１に係るロール用キャップの第２の製造方法（同実施の形態２）に関する成形金型の断面図である。
【図７】同製造方法（実施の形態２）で使用する中間金型の主要部の平面図であり、第１の積層平板合紙の型紙の素材をセットした状態を示したものである。
【図８】同製造方法（実施の形態２）で使用する中間金型の主要部の平面図であり、第２の積層平板合紙の型紙の素材をセットした状態を示したものである。
【図９】この発明の実施の形態３に係るロール搬送用枠材の斜視図である。
【図１０】同実施の形態３に係るロール搬送用枠材を搬送容器に納めた状態の一部透視した斜視図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ ロール用キャップ
２ 有底略円筒部
３ フランジ部
４ フランジ付き有底略円筒本体
５ 補強部材
５ａ 補強部材の原紙型紙
６中心部
７ 分割片
８ 型紙
８ａ 原料型紙
１２ 立ち上がり部
１３ 成型金型
１４ フランジ付き有底略円筒形状の空間
１５ 雄型金型
１６ 雌型金型
２２ フランジ部空間
２１ 円環状の空間部
２２ 彫り込み部
２２ ロール
２４ 搬送容器
２５ 中心孔
２５ 中間金型
２７ 丸孔
２８ 位置決めピン
２９ 貫通孔
３２ フランジ押圧部
３３ ロール搬送用枠材
３４ 台紙
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取ったロールの形崩れ及びその端部の損傷を防止するために、端部に取り付けられるロール用キャップと、このロール用キャップを台紙上に複数個配置したロール搬送用枠材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紙、布、合成樹脂等からなるシート状の製造ラインや加工ラインの最終工程でシート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取った各種ロールが存在していた。これらのロールの中心部には一般に紙製の円筒状の芯材があり、この芯材によってロールの形崩れが防止されるようになっていた。
【０００３】
そこで、紙製の芯材は、二次加工の際に巻き取り機の軸に通したり、搬送の際にその中空部にワイヤ等を通してロールをクレーンやフォークリフトの爪に吊り下げて移動することが行われるため、紙製の芯材の端部が潰れたり傷が付いてしまうことがあった。そのため、巻き取られたシート状の材料や製品を使い切った後の紙製の芯材を回収したとしても再利用できるものは僅かであり、そのほとんどは焼却処分されコストの増大と資源の無駄遣いを招いていた。
【０００４】
このような状況に鑑み、一部では、紙製の芯材を使わずに紙、布、合成樹脂等からなるシート状の材料や製品を巻き取る技術が開発され、紙製の芯材の使用によるコストの増大や資源の無駄遣いの問題を解決することが行われている（たとえば、特許文献１を参照のこと）。
【０００５】
この紙製の芯材を使わない、シート状の材料や製品のみからなるロールにあっても、次の工程や他のユーザーへ搬送しなければならず、その搬送の際にロールの中心孔の形崩れによるロール中心側のシート状の材料や製品が損傷することがある。そのため、ロールの中心孔の両端開口部に筒状部の一端にフランジ部を一体に形成した合成樹脂製の短筒状保護具を嵌着することで、ロール中心側のシート状の材料や製品の損傷を防止することが考えられていた。
【０００６】
この短筒状保護具を使用すれば、紙製の芯材を使わない、シート状の材料や製品のみからなるロールであっても、ロールの中心孔とその両端部が保護されるから、次の工程や他のユーザーへ搬送の際の取扱いにおいても、ロール中心側のシート状の材料や製品の損傷が防止されることになる。
【特許文献１】特開２００１−２２５９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、巻き取られたシート状の材料や製品を使い切った後は、合成樹脂製の短筒状保護具を回収して再利用することになるが、樹脂成分によっては再利用が難しい場合があり、その場合には埋め立て処分とならざるを得なかった。そして、埋め立てする場合は、それが生分解樹脂以外のものでは環境への負荷を防止するものとはいえない。
【０００８】
そこで、この発明は、従来の紙製の芯材を使わない、シート状の材料や製品のみからなるロールの中心孔の形崩れによるロール中心側のシート状の材料や製品が損傷することを防止でき、環境への負荷を激減させることのできるロール用キャップと、このロール用キャップを台紙上に複数個配置したロール搬送用枠材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、中心部と該中心部から放射状に外側に延出した複数の分割片とからなる積層平板合紙の型紙を成形加工して製作したフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップであって、前記フランジ付き有底略円筒形状のフランジ部の底側には、該フランジ部の平面形状と略同一の円環状の積層平板合紙が接着固定されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロール用キャップが、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙に前記ロール用キャップのフランジ部で固定されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、中心部と該中心部から放射状に外側に延出した複数の分割片とからなる積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水した原料型紙を、フランジ付き有底略円筒形状の空間を形成した雄型と雌型とからなる成形金型にセットし、前記原料型紙に０．７〜１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力を加え、前記原料型紙を１００〜２５０℃の温度に加熱し、前記原料型紙の吸水率が２〜３％になるまで加圧加熱脱水加工を行うことにより、加工終了時の板厚が吸水前の前記積層平板合紙の板厚の５０〜８０％である成形品を得ることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加えて、前記雌型のフランジ付き有底略円筒形状の空間のフランジ部の底側には、前記フランジ部の平面形状と略同一の円環状の空間を設けており、該円環状の空間に積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水した補強部材の原料型紙をセットすることで、前記フランジ付き有底略円筒体の原料型紙と前記補強部材の原料型紙とを一体成形することを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の構成に加えて、一つの原料型紙の分割片同士の間の切り欠き部を他の原料型紙の分割片が塞ぐように複数の原料型紙を重ねたことを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５のいずれか一つに記載の構成に加えて、前記雄型と前記雌型との間には中間金型を有し、該中間金型には前記原料型紙の位置決め手段と前記雄型が通り抜けることのできる貫通孔を有し、前記原料型紙が前記雄型に押し下げられて前記中間金型を通過した後、前記雌型に導入されるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項３乃至６のいずれか一つに記載の製造方法によって成形されたロール用キャップが、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙に前記ロール用キャップのフランジ部で固定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
この発明は以上のような構成を有するため、請求項１に記載の発明によれば、フランジ付き有底略円筒形状のフランジ部の底側には、該フランジ部の平面形状と略同一の円環状の積層平板合紙が接着固定されているので、円環状の積層平板合紙の内形がフランジ付き有底略円筒部の上端の外形形状を規制するとともに、円環状の積層平板合紙の分だけフランジ部の厚みが増加することで、フランジ部の強度が大きくなることは勿論ロール用キャップの全体の剛性を高めることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙にロール用キャップのフランジ部で固定されているので、ロール用キャップにシート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取ったロールの中心孔を嵌合すれば、搬送用容器の内形とロールの外形との間隔又はロールの外形と他のロールの外形との間隔を所定寸法に維持した状態でロールを搬送することができる。そのため、搬送の際にロールの中心孔の形崩れによるロール中心側のシート状の材料又は製品を損傷することなく目的の場所まで移動することができる。
【００１８】
また、ロール搬送用枠材を構成するロール用キャップと台紙がともに紙製品であるため、耐用回数に達したものを回収した後、合紙として再生することが可能であるから、従来のものに比べて環境への負荷を激減することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、中心部と該中心部から放射状に外側に延出した複数の分割片とからなる積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水した原料型紙を、フランジ付き有底略円筒形状の空間を形成した雄型と雌型とからなる成形金型にセットし、原料型紙に０．７〜１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力を加え、原料型紙を１００〜２５０℃の温度に加熱し、原料型紙の吸水率が２〜３％になるまで加圧加熱脱水加工を行うことにより、加工終了時の板厚が吸水前の積層平板合紙の板厚の５０〜８０％である成形品を得るようにしたので、紙製の高密度立体成形品であるロール用キャップが完成する。このロール用キャップをロールの中心孔に嵌合することでロール中心側のシート状の材料又は製品を損傷することなく目的の場所まで移動することができ、耐用回数に達したロール用キャップは合紙として再生することが可能であるから、従来のものに比べて環境への負荷を激減することのできる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加えて、雌型のフランジ付き有底略円筒形状の空間のフランジ部の底側には、フランジ部の平面形状と略同一の円環状の空間を設けており、該円環状の空間に積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水した補強部材の原料型紙をセットすることで、フランジ付き有底略円筒体の原料型紙と補強部材の原料型紙とを一体成形するようにしたので、円環状の空間に円環状の原料型紙をセットした後、雄型と雌型とからなる成形金型を型締めを行い加圧加熱脱水加工を行うことで、フランジ部の底側には、フランジ部の平面形状と略同一の円環状の積層平板合紙が一体化されるため、フランジ部の強度が大きくなるとともに全体の剛性を高めたロール用キャップを完成することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の発明の効果に加えて、一つの原料型紙の分割片同士の間の切り欠き部を他の原料型紙の分割片が塞ぐように複数の原料型紙を重ねているので、加圧加熱脱水加工後の製品にあっては、重なり合った積層平板合紙のそれぞれの切り欠き部の繋ぎ目が重なり合うことなく一体化されるため繋ぎ目の強度不足を補うことができるため、板厚の増加と相俟ってより耐荷重の大きなロール用キャップを完成することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項３乃至５のいずれか一つに記載の発明の効果に加えて、雄型と雌型との間には中間金型を有し、中間金型には原料型紙の位置決め手段と雄型が通り抜けることのできる貫通孔を有し、原料型紙が雄型によって中間金型を通過した後、雌型に導入されるようにしたので、雄型を中間金型が通過する段階で平板形状の原料型紙を大凡の有底略円筒形状の立体形状に変形させてから雄型と雌型とからなる成形金型を型締めを行い加圧加熱脱水加工を行うことができるため、原料型紙に複数の積層平板合紙を使用する場合や一枚の板厚の大きな積層平板合紙を使用する場合でも成形性を損なうことのない成形加工が可能となる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、請求項３乃至６のいずれか一つに記載の発明の効果に加えて、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙にロール用キャップのフランジ部で固定しているので、ロール用キャップにシート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取ったロールの中心孔を嵌合すれば、搬送用容器の内形とロールの外形との間隔又はロールの外形と他のロールの外形との間隔を所定寸法に維持した状態でロールを搬送することができるロール搬送用枠材を完成することができる。また、ロール搬送用枠材を構成するロール用キャップと台紙がともに紙製品であるため、耐用回数に達したものを回収した後、合紙として再生することが可能であるから、従来のものに比べて環境への負荷を激減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
［発明の実施の形態１］
【００２６】
図１はこの発明の実施の形態１に係るロール用キャップの斜視図であり、図２はその成形前の主たる素材の形状を示した平面図であり、図３はその成形前の従たる素材の形状を示した平面図である。
【００２７】
この発明の実施の形態１に係るロール用キャップ１は、この発明者が既に発明し提案した、特開２０００−１７７０３３号公報に記載された合紙を原料とする精密三次元立体薄硬紙プレス形成法、又はこれに準じた成形方法を採用して、積層平板合紙を立体形状に成形したものであって、有底略円筒部２の一端にフランジ部３を有するフランジ付き有底略円筒形状をしているフランジ付き有底略円筒本体４と、そのフランジ付き有底略円筒本体４のフランジ部３の底側（下面側）に一体的に固定された円環状の補強部材５とを有している。
【００２８】
具体的には、図２に示したような、中心部６とこの中心部６から放射状に外側に延出した複数の分割片７，７，７，・・・とからなる積層平板合紙の型紙８の破線部９に沿って谷折りして有底略円筒部２を立ち上げ、二点鎖線部１０を山折りしてフランジ部３を外側に開くように成形加工している。
【００２９】
積層平板合紙の型紙８に設ける切り欠き部１１の開き角θは、有底略円筒部２の立ち上がり部１２の個数と、立ち上がり部１２の立ち上がり角度、及び型紙８の板厚に応じて、成形後に隣り合う立ち上がり部１２同士の間に隙間が生じないように、その角度を調節する。
【００３０】
実施の形態１で示したものであれば、８個の立ち上がり部１２からなり、立ち上がり角度を８５度としたフランジ付き有底略円筒本体４を板厚３ｍｍで成形した場合、積層平板合紙の型紙８の切り欠き部１１の開き角θを約４０度とすることで、隣り合う立ち上がり部１２の側端面同士が互いに接触した隙間のないものが完成できた。
【００３１】
有底略円筒部２の立ち上がり部１２の分割数は、有底略円筒部２の機械的強度を大きくするためには少ない程よい。この発明のように、紙によって合成樹成形品と同等の剛性を持たせた高密度圧縮成形品を製作する場合には、予め成形前に積層平板合紙の型紙８に吸水させて成形性を向上させるようにしているが、それにしても積層平板合紙自体は可塑性や伸延性が極めて小さいので、有底略円筒部２の立ち上がり部１２の分割数が少ない場合には、成形後の製品にクラックが発生するといった問題が生じるおそれがある。そのため、成形品の仕様によって、適当な分割数を決定しなければならない。
【００３２】
実施の形態１で示したフランジ付き有底略円筒本体４は、高さが３４ｍｍ、有底略円筒部２の最大径が７５ｍｍ、フランジ部３の外径が９４ｍｍであり、全幅が約１５ｍｍの立ち上がり部１２を８個としたが、このような仕様であれば立ち上がり部１２の分割数を５以上にすることが望ましい。
【００３３】
有底略円筒部２の立ち上がり角度は、垂直荷重強度のみを考えると９０度とするのが良いが、ロールの中心孔に嵌合させる際の作業性を考慮し、８５〜９０度未満に設定するとよい。
【００３４】
円環状の補強部材５は、フランジ付き有底略円筒本体４と同じ積層平板合紙から型抜きしたものに水溶性の接着剤を塗布して、フランジ付き有底略円筒本体４のフランジ部３の底側（下面側）に固定した状態で、成形金型の中でフランジ付き有底略円筒本体４と一体成形する。これにより、目的とする紙製の高密度圧縮成形品であるロール用キャップ１が得られる。
【００３５】
この発明の実施の形態１に係るロール用キャップ１によれば、積層平板合紙からなる円環状の補強部材５の内側の形状によって有底略円筒部２の上端の外形形状を規制するとともに、積層平板合紙からなる円環状の補強部材５の分だけフランジ部３の厚みが増加することで、フランジ部３の強度が大きくなることは勿論ロール用キャップ１の全体の剛性を高めることができる。
【００３６】
円環状の補強部材５とフランジ付き有底略円筒本体４とを接着する接着剤としては、水溶性の酢酸ビニル系接着剤を使用する。具体的には、たとえば、ペガール２１０ＰＲ、ペガール１００ＨＨＲ、ペガール１５４０，ペガール５１７Ｒ等（高圧ガス工業株式会社製）が推奨できる。これらは、食品衛生法・食品、添加物等の規格基準（昭和３４年厚生省告示第３７０号）に適合することが確認されており、作業者や環境に対する負荷が小さい。また、塗布し易くするため、接着剤に対し水を体積比で１０％乃至１００％添加して、薄めて使用してもよい。
【００３７】
水溶性の酢酸ビニル系接着剤を使用した場合には、ロール用キャップ１全体を水に浸すことで、フランジ付き有底略円筒本体４、円環状の補強部材５、接着剤の全ての構成部材を水に溶かすことができるので、新たな積層平板合紙の原料として容易に再利用ができることとなる。
【００３８】
次に、実施の形態１に係るロール用キャップ１の第１の製造方法について説明する。
【００３９】
図４はこの発明の実施の形態１に係るロール用キャップの成形金型の要部断面図であり、図５はその雌型の主要部の平面図である。
【００４０】
成形金型１３は、完成品であるフランジ付き有底略円筒形状をしたロール用キャップ１の外形形状と同じ大きさのフランジ付き有底略円筒形状の空間１４を形成した雄型１５と雌型１６とからなっている。そして、完成品であるロール用キャップ１の有底略円筒部２の最小外径部１７とフランジ部３の内径部１８との屈曲部位にクラックが発生しないように、積層平板合紙の型紙８の破線部９の谷折りする箇所と二点鎖線部１０の山折りする箇所に相当する雄型１５と雌型１６の角部は、所定の大きさのＲ状に形成している。
【００４１】
実施の形態１の仕様のものを製作する成形金型１３の場合では、雄型１５の凸部角１９ａは半径３ｍｍ、凹部角１９ｂは半径６ｍｍとし、雌型１６の凹部角１９ｃは半径約６ｍｍのＲ状とした。その結果、後述する成形条件で成形した完成品の屈曲部位にクラックは認められなかった。
【００４２】
また、雌型１６のフランジ付き有底略円筒形状の空間１４のフランジ部空間２０の下面には、フランジ付き有底略円筒本体４のフランジ部３の平面形状と略同一の円環状の空間２１を設けている。
【００４３】
このような成形金型１３を使用して実施の形態１に係るロール用キャップ１を成形する場合には、まず、中心部６とこの中心部６から放射状に外側に延出した複数の分割片７，７，７，・・・とからなる厚さ３ｍｍの積層平板合紙を使ったフランジ付き有底略円筒本体４の型紙８の成形性を向上させるため、成形前に積層平板合紙の型紙８を１５〜５０％の吸水率になるよう吸水させたフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａを準備する。同時に、フランジ付き有底略円筒本体４と同じ積層平板合紙から円環状に型抜きした補強部材５を１５〜５０％の吸水率になるよう吸水させた補強部材の原料型紙５ａを準備する。
【００４４】
次に、雌型１６の円環状の空間２０に補強部材の原料型紙５ａをセットし、補強部材の原料型紙５ａの表面に水溶性の接着剤を塗布する。その上にフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａを重ねるようにして雌型１６のフランジ付き有底略円筒本体４の平面形状の彫り込み部２２にセットする。
【００４５】
補強部材の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの所定位置へのセッティングが完了したら、雄型１５を雌型１６側に向けて降下させて行き型締めすることで、補強部材５の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａとに０．７〜１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力を加える。この圧縮工程と同時に、補強部材５の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａを１００〜２５０℃の温度に加熱し、最終的に完成品であるロール用キャップ１全体が吸水率が２〜３％になるまで加圧加熱脱水加工を行う。これにより、加工終了時の板厚が吸水前の積層平板合紙の型紙８の板厚の５０〜８０％である圧縮成形品を得る。
【００４６】
ここで、圧縮成形による圧縮率は、吸水前の積層平板合紙の型紙８の板厚を１００％として、板厚が１ｍｍ〜３ｍｍ以下の場合には７０〜８０％、板厚が３ｍｍを超え３０ｍｍ以下の場合、又は３ｍｍ以下の板厚のものを複数枚重ねて３ｍｍ以上にした場合には５０〜７０％とすると、圧縮成形品の機械的性質が高い値を示すことを確認している。
【００４７】
また、積層平板合紙の型紙８を複数枚重ね合わせる場合には、フランジ付き有底略円筒本体４の一つの原料型紙８ａの分割片７同士の間の切り欠き部１１を他の原料型紙８ａの分割片７が塞ぐように複数の原料型紙８ａを重ねることで、重なり合った積層平板合紙の原料型紙８ａのそれぞれの切り欠き部１１の繋ぎ目が重なり合うことなく一体化されるため繋ぎ目の強度不足を補うことができる。これにより、板厚の増加と相俟ってより機械的強度の大きなロール用キャップ１を完成することができる。
【００４８】
なお、複数枚重ねる場合、重ね面には水溶性の接着剤を塗布するが、水を３０％以上加えた接着剤を用いると、圧縮成形品の機械的強度が１割弱低下する場合がある。使用する用途に応じて、圧縮成形品の機械的強度を重視する場合は原液接着剤を使用し、塗布の作業性を重視する場合は適宜薄めた接着剤を使用するとよい。
【００４９】
実施の形態１に係る第１の製造方法によって製造されたロール用キャップ１によれば、シート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取ったロール２３の中心孔を嵌合すれば、搬送用容器２４の内形とロール２３の外形との間隔又はロール２３の外形と他のロール２３の外形との間隔を所定寸法に維持した状態でロール２３を搬送することができる。そのため、搬送の際にロール２３の中心孔２５の形崩れによるロール２３の中心側のシート状の材料又は製品を損傷することなく目的の場所まで移動することができる。
【００５０】
［発明の実施の形態２］
【００５１】
次に、実施の形態１に係るロール用キャップ１の第２の製造方法について説明する。
【００５２】
図６は、この発明の実施の形態１に係るロール用キャップの第２の製造方法に関する成形金型の断面図である。
【００５３】
この第２の製造方法では、雄型１５と雌型１６との間に中間金型２６を使用する点が特徴である。中間金型２５の上面には、予め積層平板合紙の型紙８に設けられた位置決め用の丸孔２７に嵌合する位置決めピン２８が設けられている。なお、図６で示した成形金型１３では、積層平板合紙の型紙８に設けられた位置決め用の丸孔２７と中間金型２５に設けられた位置決めピン２８とで位置決め手段が構成ているが、位置決め手段はこれに限らず、たとえば、積層平板合紙の型紙８の素材の外形に一致した彫り込みを中間金型２５の表面に設けるといったように、必要に応じて他の位置決め手段を採用してもよい。
【００５４】
中間金型２５には、雄型１５が通り抜けることのできる貫通孔２９が形成されており、原料型紙８ａが雄型１５によって中間金型２５を通過した後、雌型１６に導入されるようになっている。
【００５５】
そこで、この第２の製造方法の作業手順としては、最初に、１５〜５０％の吸水率に吸水させたフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａと補強部材５の原料型紙５ａを準備することは、第１の製造方法と同様である。
【００５６】
次に、雌型１６の円環状の空間２２に補強部材５の原料型紙５ａをセットし、補強部材５の原料型紙５ａの表面に水溶性の接着剤を塗布する。
【００５７】
次に、中間金型２５の位置決めピン２８にフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａに設けられている位置決め用の丸孔２７を嵌合させるようにして、フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａをセットする。
【００５８】
次に、雄型１５を雌型１６側に向けて降下させていくと、雄型１５の先端面３０が中間金型２４にセットされたフランジ付き有底略円筒本体４の原料素材からフランジ付き有底略円筒本体４の平面形状の原料型紙８ａを抜き去り、中間金型２５の貫通孔２９を通過した後、雌型１６の中に導入されることになる。このとき、雄型１５の先端面３０でフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの中心部６が押し下げられながら中間金型２５の貫通孔２９通過することになり、その際に貫通孔２９の内壁によって分割片７が立ち上げられた状態になってから、フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａが雌型１６の中に導入されることになる。
【００５９】
フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａが雌型１６の底面３１に最も接近した位置に到達すると同時に、雄型１５のフランジ押圧部３２の下面が雌型１６の表面に最も接近し、フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの分割片７の外周部を外側に開くことでフランジ部３が成形される。このとき、雌型１６の表面の円環状の空間２２には水溶性の接着剤が塗布された補強部材５の原料型紙５ａをセットされているので、補強部材５の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａのフランジ部３とが固着されて一体に成形されることになる。
【００６０】
ここで、雄型１５と雌型１６とによる成形金型１３を型締めすることで、補強部材５の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａとには、０．７〜１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力が加わるようになっている。また、この圧縮工程と同時に、補強部材の原料型紙５ａとフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａを１００〜２５０℃の温度に加熱し、最終的に完成品であるロール用キャップ１全体が吸水率が２〜３％になるまで加圧加熱脱水加工を行う。これにより、加工終了時の板厚が吸水前の積層平板合紙の型紙８の板厚の５０〜８０％であるロール用キャップ１を得る。
【００６１】
加圧加熱脱水加工が完了したら、完成品であるロール用キャップ１を雌型１６から取り出すとともに、中間金型２５の表面からフランジ付き有底略円筒本体４の平面形状の素材８ｂが抜き去られた後の積層平面合紙の型紙８の素材を取り出せば、次の成形作業が行えるようになる。
【００６２】
次に、この第２の製造方法の変形例として、積層平板合紙の型紙８を複数枚重ね合わせた機械的強度の大きなロール用キャップ１を製作する場合の製造方法について説明する。
【００６３】
図７は、この発明の実施の形態１に係るロール用キャップの第２の製造方法（実施の形態２）で使用する中間金型の主要部の平面図であり、第１の積層平板合紙の型紙の素材をセットした状態を示したものである。図８は、同じく第２の製造方法（実施の形態２）で使用する中間金型の主要部の平面図であり、第２の積層平板合紙の型紙の素材をセットした状態を示したものである。
【００６４】
まず、図７では、１２個の分割片７のうちの９０度置きに位置する４個の分割片７の中心が図面上の上下左右に配置した形態になるようにフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの型抜き形状を象ったものとしている。これに対して、図８では、１２個の分割片７のうち９０度置きに位置する４個の分割片７の中心が図７の形態と３０度ずらした位置になるようにフランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの型抜き形状を象ったものとしている。そのため、図８では、図面上の上下左右に分割片７同士の間の切り欠き部１１の中心が配置されることになる。
【００６５】
そこで、最初に、フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの型抜き形状が図７の状態のもので第１回目の型締めして加圧加熱脱水加工することで、１枚目のフランジ付き有底略円筒本体４の成形を行う。次に、フランジ付き有底略円筒本体４の原料型紙８ａの型抜き形状が図８の状態のもので第２回目の型締めして加圧加熱脱水加工することで、２枚目のフランジ付き有底略円筒本体４の成形を行う。このようにすることで、自動的にフランジ付き有底略円筒本体４の一つの原料型紙８ａの分割片７同士の間の切り欠き部１２に他の原料型紙８ａの分割片７が塞ぐように２枚目の原料型紙８ａを重ねることができる。
【００６６】
これにより、重なり合った積層平板合紙の原料型紙８ａのそれぞれの切り欠き部１１の繋ぎ目が重なり合うことない成形品が完成する。したがって、この方法によれば、複数の原料型紙８ａの位置決めを作業者が目視で行う必要がなくなり、歩留まりが向上するとともに作業効率の向上が図れる。 なお、１枚目のフランジ付き有底略円筒本体４と２枚目のフランジ付き有底略円筒本体４との間は水溶性の接着剤にて固着されるようにすれば、より強固な高密度成形品となるので望ましい。
【００６７】
この発明の実施の形態２に係る製造方法によれば、雄型１５を中間金型２５が通過する段階で平板形状の原料型紙８ａを大凡の有底略円筒形状の立体形状に変形させてから雄型１５と雌型１６とからなる成形金型１３を型締めを行い加圧加熱脱水加工を行うことができるため、原料型紙８ａに複数の積層平板合紙を使用する場合や一枚の板厚の大きな積層平板合紙を使用する場合でも成形性を損なうことのない成形加工が可能となる。
【００６８】
［発明の実施の形態３］
【００６９】
以下、実施の形態１又は２に係るロール用キャップを所定の大きさの平板状の台紙に固定したロール搬送用枠材について説明する。
【００７０】
図９は、この発明の実施の形態３に係るロール搬送用枠材の斜視図である。図１０は、この発明の実施の形態２に係るロール搬送用枠材を搬送容器に納めた状態の斜視図である。
【００７１】
実施の形態３に係るロール搬送用枠材３３は、実施の形態１又は２に係るロール用キャップ１を所定の大きさの平板状の台紙３４に所定の間隔を保って配置固定したものである。
【００７２】
具体的には、平板状の台紙３４は、板厚が３〜５ｍｍ程度の積層平板合紙又は紙製段ボールを使用し、その外形を搬送用容器２４の平面形状の内形と一致させている。また、予め平板状の台紙３４に所定間隔で設けられている取付孔３５に、フランジ部３に水溶性の接着剤を塗布したロール用キャップ１の有底略円筒部２を挿入して、平板状の台紙３４とロール用キャップ１とを一体化させている。
【００７３】
この実施の形態３に係るロール搬送用枠材３４を使用する場合には、ロール用キャップ１にシート状の紙、布、合成樹脂を円筒状に巻き取ったロール２３の中心孔２５を嵌合すれば、搬送用容器２４の内形とロール２３の外形との間隔又はロール２３の外形と他のロール２３の外形との間隔を所定寸法に維持した状態でロール２３を搬送することができる。そのため、搬送の際にロール２３の中心孔２５の形崩れによるロール２３の中心側のシート状の材料又は製品を損傷することなく目的の場所まで移動することができる。
【００７４】
また、この実施の形態３に係るロール搬送用枠材３３を構成するロール用キャップ１と平板状の台紙３４がともに紙製品であるため、耐用回数に達したものを回収した後、積層平面合紙又は紙製段ボールとして再生することが可能であるから、従来の合成樹脂製のものに比べて環境への負荷を激減することができる。
【００７５】
なお、搬送するロール２３の仕様や搬送形態によっては、台紙３４の素材である積層平板合紙又は紙製段ボールの機械的強度を向上させることが必要なるが、この場合には、前述したこの発明者が発明した合紙を原料とする精密三次元立体薄硬紙プレス形成法、又はこれに準じた成形方法を採用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明の実施の形態１に係るロール用キャップの斜視図である。
【図２】同実施の形態１に係るロール用キャップの成形前の主たる素材の形状を示した平面図である。
【図３】同実施の形態１に係るロール用キャップの成形前の従たる素材の形状を示した平面図である。
【図４】同実施の形態１に係るロール用キャップの第１の製造方法に使用する成形金型の要部断面図である。
【図５】同実施の形態１に係るロール用キャップの第１の製造方法に使用する雌型の主要部の平面図である。
【図６】同実施の形態１に係るロール用キャップの第２の製造方法（同実施の形態２）に関する成形金型の断面図である。
【図７】同製造方法（実施の形態２）で使用する中間金型の主要部の平面図であり、第１の積層平板合紙の型紙の素材をセットした状態を示したものである。
【図８】同製造方法（実施の形態２）で使用する中間金型の主要部の平面図であり、第２の積層平板合紙の型紙の素材をセットした状態を示したものである。
【図９】この発明の実施の形態３に係るロール搬送用枠材の斜視図である。
【図１０】同実施の形態３に係るロール搬送用枠材を搬送容器に納めた状態の一部透視した斜視図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ ロール用キャップ
２ 有底略円筒部
３ フランジ部
４ フランジ付き有底略円筒本体
５ 補強部材
５ａ 補強部材の原紙型紙
６中心部
７ 分割片
８ 型紙
８ａ 原料型紙
１２ 立ち上がり部
１３ 成型金型
１４ フランジ付き有底略円筒形状の空間
１５ 雄型金型
１６ 雌型金型
２２ フランジ部空間
２１ 円環状の空間部
２２ 彫り込み部
２２ ロール
２４ 搬送容器
２５ 中心孔
２５ 中間金型
２７ 丸孔
２８ 位置決めピン
２９ 貫通孔
３２ フランジ押圧部
３３ ロール搬送用枠材
３４ 台紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部と該中心部から放射状に外側に延出した複数の分割片とからなる積層平板合紙の型紙を成形加工して製作したフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップであって、前記フランジ付き有底略円筒形状のフランジ部の底側には、該フランジ部の平面形状と略同一の円環状の積層平板合紙が接着固定されていることを特徴とするロール用キャップ。
【請求項２】
請求項１に記載のロール用キャップが、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙に前記ロール用キャップのフランジ部で固定されていることを特徴とするロール搬送用枠材。
【請求項３】
中心部と該中心部から放射状に外側に延出した複数の分割片とからなる積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水したフランジ付き有底略円筒体の原料型紙を、フランジ付き有底略円筒形状の空間を形成した雄型と雌型とからなる成形金型にセットし、前記原料型紙に０．７〜１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力を加え、前記原料型紙を１００〜２５０℃の温度に加熱し、前記原料型紙の吸水率が２〜３％になるまで加圧加熱脱水加工を行うことにより、加工終了時の板厚が吸水前の前記積層平板合紙の板厚の５０〜８０％である成形品を得ることを特徴とするフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップの製造方法。
【請求項４】
前記雌型のフランジ付き有底略円筒形状の空間のフランジ部の底側には、前記フランジ部の平面形状と略同一の円環状の空間を設けており、該円環状の空間に積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水した補強部材の原料型紙をセットすることで、前記フランジ付き有底略円筒体の原料型紙と前記補強部材の原料型紙とを一体成形することを特徴とする請求項３に記載のフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップの製造方法。
【請求項５】
一つの原料型紙の分割片同士の間の切り欠き部を他の原料型紙の分割片が塞ぐように複数の原料型紙を重ねたことを特徴とする請求項３又は４に記載のフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップの製造方法。
【請求項６】
前記雄型と前記雌型との間には中間金型を有し、該中間金型には前記原料型紙の位置決め手段と前記雄型が通り抜けることのできる貫通孔を有し、前記原料型紙が前記雄型に押し下げられて前記中間金型を通過した後、前記雌型に導入されるようにしたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一つに記載のフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップの製造方法。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか一つに記載の製造方法によって成形されたロール用キャップが、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙に前記ロール用キャップのフランジ部で固定されていることを特徴とするロール搬送用枠材。
【請求項１】
中心部と該中心部から放射状に外側に延出した複数の分割片とからなる積層平板合紙の型紙を成形加工して製作したフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップであって、前記フランジ付き有底略円筒形状のフランジ部の底側には、該フランジ部の平面形状と略同一の円環状の積層平板合紙が接着固定されていることを特徴とするロール用キャップ。
【請求項２】
請求項１に記載のロール用キャップが、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙に前記ロール用キャップのフランジ部で固定されていることを特徴とするロール搬送用枠材。
【請求項３】
中心部と該中心部から放射状に外側に延出した複数の分割片とからなる積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水したフランジ付き有底略円筒体の原料型紙を、フランジ付き有底略円筒形状の空間を形成した雄型と雌型とからなる成形金型にセットし、前記原料型紙に０．７〜１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力を加え、前記原料型紙を１００〜２５０℃の温度に加熱し、前記原料型紙の吸水率が２〜３％になるまで加圧加熱脱水加工を行うことにより、加工終了時の板厚が吸水前の前記積層平板合紙の板厚の５０〜８０％である成形品を得ることを特徴とするフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップの製造方法。
【請求項４】
前記雌型のフランジ付き有底略円筒形状の空間のフランジ部の底側には、前記フランジ部の平面形状と略同一の円環状の空間を設けており、該円環状の空間に積層平板合紙の吸水率が１５〜５０％となるように吸水した補強部材の原料型紙をセットすることで、前記フランジ付き有底略円筒体の原料型紙と前記補強部材の原料型紙とを一体成形することを特徴とする請求項３に記載のフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップの製造方法。
【請求項５】
一つの原料型紙の分割片同士の間の切り欠き部を他の原料型紙の分割片が塞ぐように複数の原料型紙を重ねたことを特徴とする請求項３又は４に記載のフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップの製造方法。
【請求項６】
前記雄型と前記雌型との間には中間金型を有し、該中間金型には前記原料型紙の位置決め手段と前記雄型が通り抜けることのできる貫通孔を有し、前記原料型紙が前記雄型に押し下げられて前記中間金型を通過した後、前記雌型に導入されるようにしたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一つに記載のフランジ付き有底略円筒形状のロール用キャップの製造方法。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか一つに記載の製造方法によって成形されたロール用キャップが、搬送用容器の平面形状の内形と一致する外形を有する平板状の台紙に前記ロール用キャップのフランジ部で固定されていることを特徴とするロール搬送用枠材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−５２９０５（Ｐ２０１０−５２９０５Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２０８２８（Ｐ２００８−２２０８２８）
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（５９８１７１９１１）株式会社イシバシ (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（５９８１７１９１１）株式会社イシバシ (7)
【Ｆターム（参考）】
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