Product packaging material and a method for manufacturing

【発明の詳細な説明】 製品包装材およびその製造方法発明の技術分野 本発明は、製品包装材およびその製造方法、特に所定長さのロールド波形紙から形成される製品包装材およびその製造方法に関するものである。 発明の背景多くの製品は、衝撃クッションを与えるよう選択された包装材にて貯蔵および／または輸送する必要がある。 今日の環境問題は、減少しつつある化石燃料資源に対し並びに益々過負荷となった埋立廃棄処分地に対しできるだけ影響を少なくするようなクッション材を要求する包装材の買手、専門家および／または設計者を生ぜしめている。 その結果、リサイクル廃棄材料から製造されて、それ自身でもリサイクルしうるような材料を益々要求している。 波形紙は、しばしば同様に再使用しうるようなリサイクル可能な包装材の要件に合致する。 典型的には、「片面」の波形紙が使用され、すなわち平面状紙シートをシヌソイド状シートの１面に固定する。 さらに段ボールも入手でき、すなわち２枚の平面シートの間にシヌソイド状シートを挟み込む。 しばしば波形紙は多層状で使用される。 しかしながら、波形紙は一般にたとえば或る種の光学装置およびコンピュータのフロッピーディスク ドライブなど極めて脆い製品の包装につき要求されるようなクッション用途には推奨されない。 従来技術の開示ポリエチレンフォームが、光学装置およびコンピュータのフロッピーディスク ドライブの包装につき知られている。 しかしながら、この材料は石油を原料とし、不足した再生不能の資源を使用する。 使用後に環境に対し殆ど悪影響を与えずに捨てるのが困難であり、しばしば単に埋め込まれる。 木材に基づく紙はリサイクル可能である。 波形紙は一般にリサイクル廃紙から作成され、これ自身もリサイクル可能である。 波形紙は種々の適する形状に成形することができ、製造業者により課せられる所要の形状が適する接着剤の使用により保持される（少なくとも成形製品を包装業者が使用するまで）。 発明の要点本出願人は、波形紙（片面もしくは段ボール）の性質を改変すると共に多層状の場合にはクッション特性を向上した材料としての使用を可能にするよう検討した。 本発明の１つの特徴として本出願人は波形がもはやシヌソイダルでない改変波形紙を提供する。 一般に、波形はクラッシュ形もしくはチルト形であるが依然として存在し、仕上（市販）材料における波形を偏平にするよう「クラッシュ」が作用せずに波形のシヌソイド形状における固有の強度を除去（破壊）するのが極めて困難である。 本出願人は、波形紙を形成させる材料の内部繊維構造が衝撃後に波形紙を回復するのに要する弾性を付与して他の衝撃に直ちに耐えうるようにするという認識から本発明を開発し、さらに材料を伝統的に波形にしたシヌソイド形状が高過ぎる変形モジュラスを有すること、すなわち小さい力を加えた際に充分に降伏もしくは変形せず、したがって製品の運動を吸収しうるクッション（および衝撃を吸収した後のその初期状態まで或いはその近くまで復帰する弾性を有するクッション）としてではなく包装製品が「弾撥」するのに要する「堅固な壁部」として効果的に作用することをも認識した。 精密装置は特に（ａ）衝撃を吸収するよう降伏する構造、および（ｂ）その初期状態まで復帰する組成の包装材により緩和に緩衝する必要がある。 したがって本発明の他の特徴によれば波形紙を備える製品包装材が提供され、 この波形紙は非シヌソイド状波形を備える。 本発明の他の特徴によれば、シヌソイド状波形を持ったシートを有する波形紙を形成させ、波形を変形させてシヌソイド形状を破壊する工程を含む包装材の製造方法が提供される。 波形は、包装材に必要とされる形状まで波形紙を形成する前に変形させることができ、或いは波形紙を成形した後に変形することもできる。 便利には波形紙は、波形間の分離が予備決定され、次いで波形が交互に圧縮力により片側まで傾斜し或いはその頂点を偏平にするよう基礎シートに付着された波形紙シートを有する。 本発明の他の特徴によればクッション材の作成方法も提案され、この方法は波形シートに非シヌソイド状波形を付与し、このシートを基礎シートに接着することにより圧縮波形紙を与えることからなっている。 従来の機械を用いて製造する場合、この方法によれば波形紙は先ず最初にシヌソイド状波形を与えて作成し、 次いでこれら波形をたとえばニップローラ間に通過させたり或いはプレス内に入れて変形させる。 本出願人は、この種の改変「変形」波形が反復衝撃（長い移動または他の振動条件）に対し製品保護に必要な材料の弾性および復帰を保持するが、変形した非シヌソイド状波形はより低い力を加えても向上したクッション作用により一層容易に偏位することを突き止めた。 典型的には包装材は多層状で使用され、したがって高い振動もしくは衝撃負荷が予想される用途につき包装材は便利には２層以上の圧縮波形紙を有するが、代案として一層深い波形を用いてこの種の「より厚い」包装材を与えることもできる。 図面の簡単な説明以下、添付図面を参照して本発明をさらに実施例により説明する。 第１図は本発明による片面波形紙のシートの１部の断面図であり、 第２図は多数ロールに巻回した波形紙の側面図であり、 第３図は偏平にした第２図のロールの側面図であり、 第４図はブロックまで切断した第３図の偏平ロールの側面図であり、 第５図は本発明による多層製品包装材まで圧縮した第４図のブロックの略図であり、 第６図は輸送すべき製品のエッジ部を収容する形状の多層包装材の略図であり、 第７図は波形紙のシヌソイド状波形を変形させるべく使用する１対のニップローラの略図であり、 第８図は多層製品包装材の波形を変形させたプレスの略図であり、 第９図は多層製品包装材の他の実施例を示す分解図であり、 第１０図は片面波形紙のシートの代案実施例における部分断面図である。 好適実施形態の詳細な説明第１図において、紙シート１０は一般に平面セクションを有し、これには位置１２に接着剤により同様であるが波形１６、１８に成形されたシート１４を接着する。 すなわち、片面波形紙２０のシートが得られる。 この実施例において、波形１６、１８は変形されており（たとえば第４図のニップローラ４０による）、 その結果として波形１６はその頂点１７がもはや接着部１２の各点、各線もしくは各位置の間の正中面に存在しないよう傾斜するのに対し、波形１８は一般に押し潰され、すなわちその頂点が扁平化されると共にその壁部１３が変形して部分的に押し潰される。 他の実施例において、１枚のシートにおける波形は全て同様に変形され、すなわち波形は全て押し潰され或いは波形が全て傾斜される。 さらに他の実施例において、変形した波形の形状はランダムである。 代案の公知実施例においては、波形の頂点を第２の平面シートに接着しうると共に、波形を２枚の平面シートの間に挟んで段ボールを形成する。 包装材もしくはクッション材として使用するには、波形紙を慣用方法で多層形態に巻回し或いは積層する。 波形紙の片面シートは波形の頂点に接着剤を塗布し、次いでそれ自身に対し（ マンドレルの周囲）巻付けて巻付ロール２２を製造する。 その後、ロールを接着剤が硬化するまで「成形」機内に保持することにより、包装材の所要の最終形状（すなわちこの実施例では偏平化ロール２４（第３図））を与える。 次いで偏平化ロール２４を包装材２６の１個もしくはそれ以上のブロックを供給する長さに切断し（第４図）、次いでこれらブロックを圧縮し（たとえば第８図のプレス５ ０による）、波形を変形させると共に包装材のブロック２７を得る（第５図）。 波形紙はそれ自身に対し巻付けられので（この実施例ではダブルコイルとして或いは巻付物として）、最内部のロールの巻付物における波形２８ａ、ｂは噛み合い状態となり、すなわち第５図に見られるように下側の２枚のシート部分は上方向に波形を有するのに対し上側の２枚のシート部分は下方向に波形を有することが了解されよう。 この実施例において、ロール２２は４層の積層された片面波形紙を有する包装材に形成されて包装材を供給するが、他の実施例ではより多数もしくは少数の積層した層を用いることもできる。 第６図の代案実施例においては、ロールを「Ｌ」セクションのコーナー片３０ に形成し、これは輸送すべき物品の隅部を保護するするのに適する。 このコーナ片も同様に２個のブロック２２を互いに９０°で接着して形成することができる。 包装材の他の適する形状は、たとえば「形成されたまま」或いは適する形状のブロックの組合せによって与えることができる。 第１図の実施例においてシートは圧縮され、すなわち波形は多層包装材を形成する前に変形される。 これは、第７図に示したような１対のニップローラ４０によって行うことができる。 すなわち、波形紙１４が平面状シート１０に常法で接着された後、片面波形紙２０のシートをローラ４０の間に通過させ、これらローラは（未変形） シヌソイド状波形４２の高さより小さい間隔を有する。 ローラ４０の間を通過すると、波形は第１図のクラッシュ状態１８または傾斜状態１６まで或いはこれら状態のランダムの組合せまで変形する。 圧縮の程度はローラ４０の間隔により決定することができ、波形の変形はシート２０の許容される通過速度に対するローラ４０の回転速度により部分的に決定することができる。 第５図の実施例において、波形は包装材が成形された後にのみ圧縮により変形されている。 第８図に示したように、公知種類の既に成形された製品包装材２７ は往復型プレス５０の下に置かれ、圧縮工程から復帰するよう示されている。 プレスの接触前に包装材における波形はシヌソイド状であるが、プレスにより圧縮された後にたとえば第５図に示したような変形状態になることが了解されよう。 第５図において、形成された層５２、５３および５４は全て変形して示したが、プレス５０により加えられる圧力を外側層の波形でなく内側層５３の波形のみを優先的に変形させるよう配備する。 同様に第１図のシート１０から形成された製品包装材においては、ロール巻付けの前に必ずしも全ての波形を変形させないよう配備することもでき、たとえば包装材のブロックの外側層を構成する波形シートの部分をニップローラ４０に通過させず、内側層を構成する波形シートの部分をニップローラに通過させる。 代案として、異なる程度の圧縮（すなわち波形変形）を異なるシート部分に、 たとえばニップローラ４０間の空隙をシートが通過する際に変化させることにより或いは成形ブロックを湾曲もしくは非偏平プレスで圧縮することにより加えることができる。 使用する圧縮程度は製品包装材の性質に影響を及ぼす。 さらに、波形を形成させる紙の厚さ、波形の寸法および間隔、用いる波形シートの層の個数、並びに圧縮の程度を全て変化させて、仕上材料および包装製品の性質を決定することができる。 さらに第９図の代案実施例（分解図）において、所定の寸法および形状を有する偏平に作成された波形紙のシート６０を互いに積層して付着させ、多層包装材６２を形成させる。 この実施例において、隣接片の波形紙の波形を隣接層の波形に対し垂直に延在するよう配置するが、代案実施例において、平行に延在させることもできる。 この実施例における波形はシートを積層体まで付着させる前に変形させることができ（第１図）、或いは包装材６２をたとえばシートが互いに接着された後に第８図のプレス５０により圧縮することもできる。 単一の平面シート６４を波形の上側層（図示）に加えて、製品包装材がその頂面および底面に平面を示すようにするが、或る状況下では平面シート６４を必要としない。 第１０図の実施例における波形紙７０のシートは非標準的は波形成ローラで作成され、製造される波形紙シート７２の形状は非シヌソイド状となり、組込（すなわち予備形成）変形部もしくはショルダー部７４を有し、これら部分は使用に際し荷重量を減少させれば波形紙の優先的圧縮を可能にするよう作用すると思われる。 すなわち波形紙７０は、 シヌソイド状波形を有する紙よりも低い耐圧縮性を示す。 波形紙７０は、第２図に関し説明した巻付法により或いは第６図に関し説明した層状化法により包装材に形成することができる。 このように作成された包装材は、標準的（シヌソイド状）波形紙で作成された包装材よりも向上したクッション能力を有することが判明した。 波形紙７０およびそれから作成された包装材は、向上したクッション特性を得るよう、その後の或いは別途の圧縮過程を必要としない。 異なる形態の不規則な波形を有する他の実施例も、所要のクッション特性を与えるべく開発しうることが了解されよう。 包装材は、包装材に対し低い静的荷重を有して軽いが嵩張る製品につき特に効果的であると判明した。 １例において、２４層の波形紙からなる包装材を完全に圧縮し、すなわち全ての波形を材料全体にわたり偏平状態まで変形させた。 この材料の弾性は材料を約４５ｍｍの厚さまで弾撥させ、したがってこの材料は０． ０１５〜０．０３ｋｇ／ｃｍ ²の静的荷重につき３００ｍｍ落下における最大クッション保護を与えることが判明した。 さらに、各試験が示唆したところでは、製品を「正常」な移行条件（すなわちメールオーダー落下試験仕様、または一般的材料取扱仕様）にかける場合、厚さ４０ｍｍの包装材（完全に圧縮された２０層の波形紙からなる）は充分なクッションを与えることが要求される。 しかしながら明かに、使用の条件を一層良好に制御しうる場合は、必要とされる厚さを４０ｍｍ未満とすることもできる。

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