段ボール

段ボール、段ボール紙、またはコルゲートは、溝付き段ボールシートと1枚または2枚の平らなライナーボードで構成される包装材料の一種です。^{[1]これは、「フルートラミネート機」または「コルゲーター」で製造され、}段ボール箱の製造に使用されます。段ボール中板とライナーボードは、通常0.25ミリメートル（0.01インチ）を超える厚さの 板紙材料であるクラフトコンテナボードで作られています。

段ボール（プリーツ紙とも呼ばれる）は1856年にイギリスで特許が取得され、トールハットのライナーとして使用されましたが、段ボール箱の特許は1871年12月20日まで出荷資材として使用されていませんでした。特許は、片面段ボールに対してニューヨーク市のアルバート・ジョーンズに発行されました。 ^[2]ジョーンズは、ボトルやガラスランタンの煙突を包むために段ボールを使用しました。大量の段ボールを製造する最初の機械は、1874年にG・スミスによって構築され、同じ年にオリバー・ロングはジョーンズの設計を改良して、両面にライナーシートを備えた段ボールを発明し、^[3]現代に知られているような段ボールを発明しました。

スコットランド生まれのロバート・ゲールは、 1890年にプレカットの紙箱を発明した。これは、箱に折りたたんで大量に製造される平らなピースである。ゲールの発明は、事故から生まれた。彼は1870年代にブルックリンで印刷業者兼紙袋製造業者だった。種子袋を印刷していたとき、袋に折り目をつける金属定規がずれて袋を切ってしまった。ゲールは、1回の作業で切断と折り目をつけることで、プレファブリケーションの紙箱を作れることを発見した。このアイデアを段ボール箱に適用することは、20世紀初頭に材料が利用可能になったときに、簡単に開発できた。^{[4] [5]}

段ボール箱は、ガラスや陶器の容器を梱包するために最初に使用されました。1950 年代半ばには、段ボール箱によって果物や農産物を傷めることなく農場から小売店に輸送できるようになり、生産者の収益が向上し、輸出市場が開拓されました。

段ボールには、いくつかの特性と特徴を測定できます。その一部を以下に示します。

• 水分含有量は6.5 ～ 9.5% です。水分が一定限度を下回ると段ボールにひび割れが生じ、一定限度を超えると段ボールの圧縮強度が低下します。
• エッジ クラッシュ テストは、単位幅あたりの力を測定し、ボックスの圧縮強度を予測します。KN/m または lb/インチで報告されます。
• 破裂強度は、波形シートを破裂させるために必要な圧力です。KPa または lb/inch2 で表されます。
• 箱の圧縮強度は、段ボール箱の性能を直接測定するものです。kgf または N で報告されます。
• フラットクラッシュテストでは、フルートの剛性を測定し、KPa で報告します。
• 曲げ抵抗
• 耐衝撃性
• クッション性、衝撃吸収性^[6]
• 耐引裂性
• 重量は、あらゆる材料の平方メートルあたりの重量です。g/m2で報告されます。

段ボールは異方性があり、その特性の多くは方向性がはっきりしています。たとえば、エッジの潰れ、曲げ剛性、引張、表面特性は、段の向きや製造の機械方向によって異なります。

段ボールは、コルゲーターと呼ばれる大型の高精度機械ラインで製造され、通常は毎分約 500 フィート (150 m/分) 以上の速度で稼働します。これらの機械は、段ボール製造における反りやウォッシュボード化などの一般的な問題を回避する目的で、時間の経過とともに非常に複雑になってきました。

段ボールの主な原材料は紙で、段ボール箱を構成する各層には異なる等級の紙が使用されています。サプライ チェーンと規模の問題から、紙は製紙工場と呼ばれる別の工場で生産されます。ほとんどの段ボール工場では、紙のリールの在庫を保管しています。

従来の段ボール製造機では、紙は高圧蒸気で柔らかくされます。段ボールが形成された後は、いわゆるドライエンドで乾燥されます。ここで、新しく形成された段ボールは、ホットプレートによって下から加熱されます。上部では、ベルト上の負荷システムによってさまざまな圧力が加えられます。

米国では、段ボール紙の坪量は 0.026 ポンド/平方フィート (130 グラム/平方メートル) であることが多いです。英国では、90 グラム/平方メートル (0.018 ポンド/平方フィート) の溝付き紙が一般的です。シングルフェーサーでは、加熱され、湿らされ、ギア付きホイール上で溝付きパターンに成形されます。これは、デンプンベースの接着剤で平らなライナーボードに接着され、片面ボードになります。ダブルバッキングでは、2 枚目の平らなライナーボードが溝付き段ボール紙の反対側に接着され、単層段ボールになります。ライナーボードは、テストライナー (再生紙) またはクラフト紙(さまざまなグレード) です。ライナーは、漂白された白、まだら模様の白、色付き、または印刷済みの場合があります。

一般的なフルートのサイズは、「A」、「B」、「C」、「E」、「F」またはマイクロフルートです。文字の指定は、フルートが発明された順序に関係しており、相対的なサイズではありません。フルートのサイズは、1 フィートあたりのフルートの数を指しますが、実際のフルートの寸法は、コルゲーター製造業者によって若干異なる場合があります。1 フィートあたりのフルートの数を測定することは、製造条件によって異なるボードの厚さを測定するよりも、フルートのサイズを識別するより信頼性の高い方法です。段ボール箱で最も一般的なフルートのサイズは、「C」フルートです。

段ボールは、構造（片面、単壁、二重壁など）、段ボールサイズ、破裂強度、端部圧潰強度、平面圧潰、構成部品の基本重量（1,000平方フィートあたりの重量、1平方メートルあたりの重量など）、表面処理、コーティングなどによって指定できます。 これらの試験方法はTAPPIおよびASTMで標準化されています。

段ボールの媒体、フルートのサイズ、組み合わせる接着剤、ライナーボードの選択を変えることで、さまざまな用途に適した特定の特性を持つ段ボールを設計できます。また、積み重ね強度と突き刺し抵抗力に優れた二重壁および三重壁段ボールも製造されています。

ほとんどの段ボール製造機は2 枚のナイフを備えた段ボール製造機で、2 つの異なる長さのシートを並べて製造できます。これにより、カッティング ストック問題と呼ばれる最適化問題が発生します。

梱包エンジニアは、 出荷される製品の特定のニーズ、出荷環境の危険性（衝撃、振動、圧縮、湿気など）、小売業者や消費者のマーケティングニーズを満たすように 段ボール箱を設計します。

最も一般的な箱のスタイルは、レギュラー スロット コンテナ (RSC) です。すべてのフラップは、スコアから端まで同じ長さです。通常、長い主フラップは中央で合流しますが、副フラップは合流しません。ただし、電子商取引の台頭と小売環境の競争の激化により、箱のデザインはより動的で機能的になり、一般的な配送箱のデザインから逸脱しています。

製造業者の接合部は、ほとんどの場合接着剤で接合されますが、テープで留めたり縫い付けたりする場合もあります。箱は平らな状態で（倒して）梱包業者に発送され、梱包業者が箱の組み立て、中身の詰め込み、出荷用に箱を閉じます。箱を閉じる方法は、テープ、接着剤、ホッチキス、ストラップなどです。

箱のサイズは、内部寸法 (製品のフィット用) または外部寸法 (機械の取り扱いやパレット積み込み用) で測定できます。箱は通常、内部寸法で指定および注文されます。

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  レギュラースロットコンテナ（RSC）
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  RSC ブランクには、スコア ライン、スロット、および左端のメーカー ジョイントが表示されています。

箱製造業者の証明書（「箱証明書」または「箱製造業者の証明書」とも呼ばれる）は、箱の外側、通常は箱の底に印刷されるシールで、箱の強度に関する情報が記載されている。証明書は必須ではないが、使用された場合、証明書に関連する規制に準拠していることを意味する。^[8] 重要な情報には以下が含まれる：^{[9] [10]}

• 破裂試験またはエッジクラッシュ試験
• サイズ制限（箱の長さ、幅、奥行きを合計した完成箱の最大外寸）
• 総重量制限

箱は、コルゲーターと同じ工場で製造できます。このような工場は「統合工場」と呼ばれます。スコアリングとカッティングの一部は、コルゲーターのインラインで行われます。または、段ボールのシートを別の製造施設に送って箱を製造することもできます。これらは「シート工場」または「コンバーター」と呼ばれることもあります。

段ボールには折り目や溝が付けられ、ボードの曲げを制御します。ほとんどの場合、スロットは箱にフラップを付けるために切り込まれます。溝と溝は、ダイカットによっても作成できます。これらの工場では、箱に印刷も行われます。これらの変換は、行われる変換に応じて、「フレキソフォルダーグルアー (FFG)」、「ロータリーダイカッター (RDC)」、「プリンタースロッター」、または「印刷機」などのさまざまな機械で行われます。

一般的な段ボール素材の限界は、情報提供やマーケティングの目的で細かいグラフィック印刷を施すのが難しいことです。その理由は、板紙などの固体繊維紙の薄くて圧縮できない性質と比較して、プレハブ段ボールシートが比較的厚くてスポンジ状であるという事実に起因します。段ボールのこれらの特性のため、主にフレキソ印刷プロセスを使用して印刷されてきましたが、これは本質的に粗い塗布で、位置合わせ特性が緩いものです。

より最近普及した開発は、以前は紙製の折りたたみ式カートンに限定されていたリソグラフィーの高グラフィック印刷と、段ボールの構造上の利点を組み合わせたハイブリッド製品です。一般に「片面ラミネート」(SFL) と呼ばれるこの用途は、従来の溝付き媒体を単一のライナーボード (片面) に貼り付けるプロセスから始まりますが、2 番目の長繊維ライナーの代わりに、SBS (固体漂白硫酸塩) などの印刷済み紙板シートを外側にラミネートします。その後、シートは他の段ボール製造に使用されるのと同じプロセスで、任意の希望する形状に変換できます。

SFL の材料構成には特殊な機器が必要なので、ユーザーはこれらの製品に割高な料金を支払うことを覚悟するかもしれません。ただし、このコストは、別個の紙製スリーブと完成したパッケージを組み立てるのに必要な労力の節約によって相殺されることがよくあります。

古い段ボール箱 (OCC) は、リサイクル用の優れた繊維源です。圧縮して梱包すれば、輸送コストを節約できます。梱包された箱は、洗浄と処理のために温水の入った大きなタンクであるハイドロパルパーに入れられます。その後、パルプスラリーを使用して、新しい紙や繊維製品が作られます。

工場や段ボール製造業者のスクラップ、つまり「破片」は、リサイクルに最も適した資源です。使用済み製品のリサイクル率が高いのは、リサイクル工場が入庫した材料を効率的に洗浄、処理しているからです。リサイクル紙を分類、ふるい分け、ろ過、化学処理するための技術はいくつかあります。

多くの異物は簡単に取り除けます。より糸やストラップなどは「ラガー」でハイドロパルパーから取り除かれます。^{[さらに説明が必要]}金属製のストラップやホッチキスは、磁石でふるいにかけたり取り除いたりできます。フィルムで裏打ちされた感圧テープはそのまま残ります。PSA 接着剤と裏打ちの両方が一緒に取り除かれます。^[11]

除去するのがより困難な物質としては、段ボール箱のワックスコーティングや「粘着物」と呼ばれる柔らかいゴム状の粒子があり、製紙機を詰まらせ、再生紙を汚染する可能性がある。粘着物は、本の装丁、ホットメルト接着剤、紙ラベルの感圧接着剤、強化ガムテープのラミネート接着剤などから発生する可能性がある。 ^{[12] [13]}

使用済みの段ボールを特殊な細断プロセスで梱包材や緩衝材に変換する段ボールシュレッダーが利用可能になりました。

実践されている規格には次のようなものがあります。

• D1974 ファイバーボード箱の閉鎖、密封および補強方法に関する標準規格
• D4727 段ボールおよびソリッドファイバーボードシートストック（コンテナグレード）およびカット形状の標準仕様
• D5118 ファイバーボード輸送箱の製造に関する標準規格
• D5168 三層段ボール箱の製造および閉鎖に関する標準規格
• D5639 性能要件に基づく段ボール材料および箱構造の選択に関する標準実施方法
• D6804 段ボール箱のハンドホール設計に関する標準ガイド

• ボックス圧縮テスト
• 箱
• バルクボックス
• 段ボール箱のデザイン
• クローズドループボックス再利用
• 作文ボード
• 波形プラスチック
• エッジクラッシュテスト
• フォームコア（フォームボード）
• 包装とラベル
• 紙のリサイクル
• 板紙
• 貼り付けボード
• ポスターボード
• Sypaq Corvo 精密ペイロード配送システム

• ファイバーボックス協会 (2015)。ファイバーボックスハンドブック。エルクグローブビレッジ、イリノイ州、米国: ファイバーボックス協会。OCLC 964090311  。
• McKinlay, Alfred (2002 年 3 月 25 日)。「小包配送の梱包ガイド」(PDF)。包装専門家協会。2017年 8 月 30 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。2023 年3 月 18 日閲覧。
• Koning, John W. (1995)。 『Corrugated Crossroads: a reference guide for the corrugated containers industry』。アトランタ、ジョージア州、米国：TAPPI Press。ISBN 0-89852-299-4. OCLC  33282128.
• ソロカ、ウォルター (2009)。パッケージング技術の基礎。イリノイ州ネイパービル: パッケージング専門家協会。ISBN 978-1-930268-28-9. OCLC  526833358.
• ヤム、キット L. (2009)。『ワイリー包装技術百科事典』。ニュージャージー州ホーボーケン：ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。ISBN 978-1-4443-5010-4. OCLC  902892413.

• アジア段ボール協会
• 欧州段ボール産業
• 段ボールおよび固形板紙の包装に関する適正製造規範 この GMP 基準により、食品業界向けの包装を消費者の安全に関する最高基準で製造できます。詳細は、欧州段ボール製造業者連盟 (FEFCO) の Web サイトをご覧ください。