以下、本発明の実施の形態に係る包装体及び包装体の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
以下の説明において参照する図面は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示しているに過ぎない。即ち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。
本出願において、変形とは、一体的に形成された物体を塑性変形又は弾性変形させる狭義の変形の他、一体的に形成された物体を分割し、或いは、複数の部材からなる物体において、個々の部材の形状は変化させることなく、これらの部材を互いに分離させることにより物体全体の形状を変化させることを含むものとする。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る包装体を例示する斜視図である。また、図2は、図1に示す包装体の縦断面図である。図1及び図2に示すように、本実施形態に係る包装体1は、包装の対象物(以下、単に対象物という)10と、対象物10を包装する包装材20とを備える。
包装材20は、熱可塑性を有する材料(以下、熱可塑性材料という)を用いた熱成形法(真空成形法)により形成されている。熱可塑性材料としては、例えば、熱可塑性樹脂材料や、熱可塑性樹脂を含有する複合材料が挙げられる。包装材20を形成する熱可塑性材料の具体例については後述する。
図1においては、対象物10として円柱状の物体を例示しているが、対象物10の形状、寸法、材料は特に限定されず、熱可塑性材料を用いた真空成形法による被覆が可能な固形の物体であれば、あらゆるものを対象物10として包装することができる。
包装材20は、対象物10を被覆する被覆部21と、被覆部21と一体的に形成された支持部22と、被覆部21の反対側において支持部22と一体的に形成されたベース部23とを含む。被覆部21の一部には開口24が設けられ、支持部22は一端側においてこの開口24の開口端と接続されている。この開口24の寸法(幅や径など)は対象物10の寸法(同上)よりも小さく、対象物10がこの開口24から脱出することはできない。また、ベース部23の一部には開口25が設けられ、支持部22は他端側においてこの開口25の開口端と接続されている。
被覆部21は、対象物10の表面を保護する部分である。被覆部21は、開口24を除き、対象物10の表面に密着するように形成されているので、被覆部21の外部から対象物10の形状や表面状態を視認することが可能である。
図1及び図2に示すように、支持部22は、被覆部21に被覆された対象物10を、ベース部23から浮いた状態で支持することにより対象物10を保護する筒部である。支持部22の内部の空間26は空洞(即ち筒状)であるため、支持部22を圧縮させることができる。例えば、図2に示す対象物10に対し、図の上方から力を加えた場合、支持部22を圧縮させることにより、対象物10に対する衝撃を緩和することができる。また、支持部22が圧縮した状態であっても、支持部22の内部には空間26が保持されているので、支持部22がクッションとなり、やはり対象物10に対する衝撃を緩和することができる。
本実施形態において、支持部22は、2つの底面が台形状をなす台柱を、台形の短い方の底辺が下側となるように横向きに配置した形状を有している。しかし、支持部22の形状は図1及び図2に示すものに限定されない。例えば、支持部22の形状を、開口24、25が円形状や楕円形状や多角形状等をなす筒状としても良い。また、支持部22の形状を、開口24側から開口25側に向かって幅が広がるテーパ状としても良い。反対に、開口25側から開口24側に向かって幅が広がる逆テーパ状としても良い。テーパ状又は逆テーパ状とする場合には、全ての側面が傾斜する錐台形状であっても良いし、本実施形態のように、一部の側面のみを傾斜させ(図2の側面22a、22b参照)、残りの側面を開口24、25と直交させても良い。さらには、開口24と開口25は必ずしも対向している必要はなく、支持部22の形状を、開口24に対して開口25を平行移動させた斜めの柱状、テーパ状、又は逆テーパ状としても良い。要は、支持部22内の空間26が、該空間26に充填した物体(固形物)を開口25から取り出すことができるような形状であれば良い。例えば、支持部22が柱状又はテーパ状(所謂抜きテーパ状)である場合には、空間26に充填した物体を変形させることなく開口25から取り出すことができる。他方、支持部22がアンダーカット形状である場合には、空間26に充填した物体を変形させることにより開口25から取り出すことができる。ここで、アンダーカット形状とは、成型加工において通常型を移動させる方向(本実施形態においては、開口25と直交する方向)に当該型を移動させるだけでは離型できない形状のことであり、具体例として、図2に示すような逆テーパ状や、支持部の側面の一部が内側に突出している形状や、支持部の側面が湾曲している形状などが挙げられる。
ベース部23は、被覆部21により被覆された対象物10及び支持部22を自立可能に支持する。このベース部23の形状及び寸法は特に限定されない。例えば、包装体1を箱等に梱包する場合、箱等の底面に合わせてベース部23をカットしても良い。また、包装体1を陳列棚等に陳列しておく場合には、陳列棚等のスペースに合わせてベース部23をカットしても良い。
なお、支持部22の機能、例えば、被覆部21に被覆された対象物10を支持する機能や対象物10への衝撃を緩和する機能のみが必要である場合には、ベース部23そのものを設けないこととしても良い。
また、図2においては、包装材20の開口25を露出させた状態を示しているが、包装体1を展示したり、梱包したりする際には、ベース部23に包装材20とは別の部材(板材等)を貼り付けるなどして、開口25を塞いでも良い。
次に、包装体1の製造方法について説明する。図3は、包装体1の製造に用いられる熱成形(真空成形)装置の概略構造を示す斜視図である。また、図4は、図3に示す熱成形装置の内部構造を模式的に示す正面図である。図5は、包装材20の材料となる熱可塑性を有するシート材SHを保持する固定カセットの構造を模式的に示す斜視図である。
ここで、本出願においては、一般的にフィルムと呼ばれる厚さ約0.20mm未満(又は約0.25mm未満)の部材と、一般的にシートと呼ばれる厚さ約0.20mm以上(又は約0.25mm以上)の部材とを区別せず、これらを総称してシート材という。
図3及び図4に示すように、熱成形装置100は、チャンバ101と、チャンバ101内に設置された加熱源102と、空気抜き孔106が穿孔されたステージ105と、ステージ105に対して加熱源102の反対側に設置された真空吸引源107とを備える。以下の説明においては、ステージ105に対して加熱源102が設けられた方向を上方、真空吸引源107が設けられた方向を下方という。
チャンバ101の寸法や形状は特に限定されず、対象物10の寸法や形状に合わせて適宜選択すれば良い。本実施形態においては、机上に載置可能な程度に小型化された略直方体状のチャンバ101を用いている。
チャンバ101の正面の一部(ステージ105の上側部分)は、開放された窓部Wとなっており、この窓部Wを通して対象物10や固定カセット120等をチャンバ101から出し入れすることができる。
窓部Wの下方のパネルには、チャンバ101内の温度を測定して表示する温度計103と、加熱源102の電源スイッチ104と、真空吸引源107の電源スイッチ108とが設けられている。
加熱源102は、例えば電熱ヒーターであり、シート材SHを加熱源102の近傍(下方)に配置した際に、このシート材SHを十分に軟化させることができる温度に制御されている。例えば、シート材SHの材料として、塩化ビニール樹脂等の汎用樹脂を用いる場合、チャンバ101内(具体的には加熱源102近傍)の雰囲気が例えば40℃〜90℃程度となるように加熱する。チャンバ101内の温度や加熱源102の設定温度は、シート材SHの材料や厚さ等に応じて適宜決定すれば良い。
ステージ105は、包装体1を製造する際に対象物10等が載置される台座である。ステージ105には、周縁部105bに対して中央部105aが若干高くなるように段差が設けられている。このような段差を設けることにより、包装体1を製造する際に、固定カセット120をステージ105の中央部105aの高さまで十分に引き下げることができる。また、ステージ105の中央部105aの全面には、多数の空気抜き孔106が形成されている。本実施形態においては、パンチングボードによってステージ105を作製することで、パンチングボードに設けられた小孔を空気抜き孔106として使用している。
真空吸引源107は、例えばチャンバ101の下部に内蔵させた真空ポンプ及びモーターによって構成され、ステージ105に形成された空気抜き孔106を介して、チャンバ101内を強制排気する。
チャンバ101内には、固定カセット120を支持するカセット固定枠111が、上下方向に移動可能に配置されている。カセット固定枠111は、固定カセット120を挿入させる案内溝112が設けられたコの字状の枠体である。また、チャンバ101内の四隅には、カセット固定枠111の角部の4か所を貫通するように、4本の案内ポール113が設置されている。固定カセット120は、これらの案内ポール113に沿って、ステージ105に平行な状態を維持したまま上下に移動することができる。
チャンバ101の両側面には、ガイドスリット109が設けられている。カセット固定枠111には、これらのガイドスリット109を挿通する2つのハンドル114が連結されている。これらのハンドル114をガイドスリット109に沿って上下動させることにより、加熱源102とステージ105との間においてカセット固定枠111を移動させることができる。また、ハンドル114にはストッパが設けられており、カセット固定枠111を所望の高さに一時的に固定することができる。
図5は、シート材SHを保持する固定カセット120の構造を示す斜視図である。図5に示すように、固定カセット120は、シート材SHを挟み込む第1枠体121及び第2枠体122を備える。第1枠体121及び第2枠体122には、互いに嵌め合わされる段差凹部123及び段差凸部124がそれぞれ設けられている。これらの段差凹部123の外側縁、及び、段差凸部124の外側縁は、シート材SHの外側縁にほぼ対応した大きさとなっている。
段差凹部123には、ピン状の雄刃126が所定の間隔で設けられている。また、段差凸部124の雄刃126と対向する位置には、雄刃126が嵌合可能な凹状の雌刃127が設けられている。第1枠体121の段差凹部123にシート材SHを配置して第2枠体122を被せ、第1枠体121及び第2枠体122によってシート材SHを強く挟むと、雄刃126及び雌刃127によってシート材SHの周縁部に固定取付孔SH1が穿孔される。また、これらの固定取付孔SH1に雄刃126が噛み合った状態となり、シート材SHが固定カセット120に固定される。
なお、シート材SHの固定取付孔SH1は、予め形成しておいても良い。この場合、シート材SHを第1枠体121の段差凹部123に配置する際に、固定取付孔SH1を雄刃126に嵌め込めば良い。
また、固定カセット120の構造は、図5に示すものに限定されない。例えば、第1枠体121と第2枠体122とを、1つの辺においてヒンジで連結しても良い。或いは、第1枠体121側に雌刃127を設け、第2枠体122側に雄刃126を設けても良い。
包装体1を製造する際に使用される熱成形装置の構成は、図3〜図5に示すものに限定されない。また、熱成形装置の詳細については、特許第5723043号も参照されたい。
図6は、包装体1の製造方法を示すフローチャートである。また、図7は、包装体1の製造工程において使用される支持体を例示する斜視図である。図8〜図11は、包装体1の製造方法を説明するための断面図である。
熱成形装置100の準備として、シート材SHを固定カセット120にセットして、予めカセット固定枠111に挿入しておく。また、カセット固定枠111を上方に引き上げ、加熱源102の直下に留まるようにストッパをかけておく。
ここで、シート材SHは、対象物10を包装する包装材20となる部材である。シート材SHの材料(熱可塑性材料)としては、加熱により軟化して成形加工可能な状態となる熱可塑性を有し、且つ、シート状又はフィルム状に成形可能な材料であれば、限定せずに用いることができる。具体例として、ポリ塩化ビニール(PVC)、アモルファスポリエチレンテレフタレート(A−PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレン(PE)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂(ABS樹脂)等の熱可塑性樹脂(プラスチック)が挙げられる。また、発泡ポリスチレン(PSP)、発泡ポリエチレン(PEF)等により形成された発泡シートをシート材SHとして用いても良い。さらには、ポリカーボネート(PC)、アクリル等のエンジニアリングプラスチックにより形成されたシートをシート材SHとして用いることもできる。
或いは、シート材SHの材料として、熱可塑性樹脂に他の材料を分散させた複合材料を使用しても良い。分散させる材料としては、繊維やセラミックの粉体等が挙げられる。また、炭素繊維に熱可塑性樹脂を含浸させた複合材料によりシート材SHを形成しても良い。このような複合材料は、炭素繊維樹脂素材、或いは炭素繊維強化樹脂(炭素繊維CFRP)とも呼ばれている。
シート材SHの厚さは特に限定されず、包装体1を作製する目的や用途、包装体1に付与したい機能、シート材SHの材料等に応じて適宜厚さを選択すれば良い。例えば、作製した包装体1を段ボール箱等に梱包して運搬する場合には、支持部22が容易に圧縮して緩衝材として機能を発揮し、且つ開梱し易いように、薄め(例えば0.05mm〜0.3mm程度)のシート材SHを用いると良い。或いは、包装体1を陳列棚等に展示しておく場合には、支持部22が自立した状態を維持できるように、厚め(例えば0.4mm〜2.0mm程度)のシート材SHを用いると良い。
また、シート材SHとしては、無色透明のシートを用いても良いし、透明若しくは不透明の色付き又は柄付きのシートを用いても良い。透明のシートを用いる場合、包装体1の外から対象物10を見ることができる。また、色付き又は柄付きのシートを用いる場合、包装体1に装飾性を付与することができる。
このようなシート材SHとしては、熱成形用や包装用として市販されている熱可塑性シートや熱収縮性フィルム等を使用しても良いし、上述した熱可塑性材料を所望の厚さに加工したシート又はフィルムを使用しても良い。
工程S10において、チャンバ101内のステージ105上に支持体を設置する。本実施形態においては、支持体として、図7に示すように、少なくともステージ105への設置面(下面30a)において分離可能な複数(図7においては3つ)の部材31、32、33からなる支持台30を用いる。
図7に示す支持台30は、全体として、台形状の底面(図7においては面30b及び面30c)を有する柱状をなしている。この支持台30を、短い方の底辺30dがステージ105と接するように、即ち、逆テーパ状となるように配置する。各部材31、32、33の形状やサイズについては、支持体30をステージ105に載置した向きで、部材31、32、33のうちの少なくとも1つを下面30aの方向に引き抜くことができる形状(例えば柱状又は抜きテーパ状)であれば、特に限定されない。図7においては、センターの部材32の形状を四角柱状としている。
続く工程S11において、図8に示すように、支持体(即ち、支持台30)上に対象物10を載置する。
続く工程S12において、チャンバ101内を加熱及び排気しながら、シート材SHを対象物10及び支持体(支持台30)に被せる。詳細には、加熱源102の電源スイッチ104をオンにしてチャンバ101内を加熱し、シート材SHを軟化させる。また、真空吸引源107の電源スイッチ108をオンにして、チャンバ101内を排気する。この状態で、カセット固定枠111のストッパを外してハンドル114を引き下げることにより、対象物10及び支持台30に軟化したシート材SHを被せる。この際、シート材SHがステージ105の中央部105aに接触するまで、カセット固定枠111を十分に下方まで引き下げると良い。
それにより、軟化したシート材SHが熱収縮しつつ対象物10及び支持台30に密着し、図9に示すように、対象物10及び支持台30が熱可塑性材料SH’によって被覆される。この熱可塑性材料SH’のうち、対象物10を被覆した部分が被覆部21となり、支持台30を被覆した部分が支持部22となり、ステージ105に貼り付いた部分がベース部23となる。ここで、熱成形装置100においては、ステージ105の下方から、空気抜き孔106を介してチャンバ101を排気しているので、対象物10の上方(シート材SHが下りてくる方向)から見て影になる領域、具体的には、対象物10の裏側や、支持台30の側面や、対象物10と支持台30とが接している領域の周辺にも、熱可塑性材料SH’を密着させることができる。例えば、縦断面を見たときに、対象物10と支持台30とが90度又は鋭角的に接している場合であっても、両者が接している領域の隅まで熱可塑性材料SH’を行き渡らせることができる。
その後、加熱源102の電源スイッチ104及び真空吸引源107の電源スイッチ108をオフにして、熱可塑性材料SH’(即ち、包装材20)を硬化させ、包装材20に被覆された対象物10及び支持台30をチャンバ101から取り出す。
続く工程S13において、包装材20から支持体(即ち、支持台30)を取り出す。ここで、支持台30の下面30aはステージ105と接触していたため熱可塑性材料SH’に被覆されておらず、開口しているので、この開口25から支持台30を取り出す。この際、図9に示すように支持台30が逆テーパ状である場合、支持台30を被覆する熱可塑性材料SH’の部分(支持部22)がアンダーカット形状となるため、支持台30を開口25からそのまま取り出すことができない。そこで、部材31、32、33を複数回に分けて取り出す。具体的には、図10に示すように、柱状の部材32を最初に開口25から取り出し、続いて、図11に示すように、部材32があった空間に部材31、33を寄せるようにして、開口25から取り出す。
それにより、図1及び図2に示す包装体1が得られる。この後、必要に応じて、ベース部23の一部又はベース部23そのものをカットしても良い。
次に、支持台30として使用可能な物体の条件について説明する。支持台30は、熱成形を行う際に対象物10をステージ105から浮かせた状態で支持すると共に、包装材20における支持部22の芯になる支持体(台状の支持体)である。そのため、支持台30としては、熱成形による被覆が可能であり、且つ、対象物10を安定した状態で支持できる形状及びサイズを有する物体が用いられる。
支持台30の材料としては、図6の工程S12において加熱及び排気が行われても形状を維持できる材料であれば、あらゆる材料を用いることができる。具体的には、金属、木、ガラス、セラミック、石材、硬質プラスチックの他発泡スチロールや発泡ウレタン、ゴム等の樹脂材料、段ボール等の紙材、塑像用粘土などが挙げられる。樹脂材料を用いる場合には、材料シートSHよりも耐熱性の高い材料を選択することが好ましい。
図8に示すように、支持台30の上面30e、即ち、対象物10との接触面は、図2に示す包装体1における開口24になる部分である。この開口24からの対象物10の脱出を防ぐためには、対象物10の表面のうち、開口24を含む面の方向を向いている領域の少なくとも一部が被覆部21によって覆われていれば良い。そのためには、支持台30の上面から対象物10の一部をはみ出させ、対象物10の表面のうちステージ105側を向く領域の一部を露出させれば良い。
つまり、対象物10と支持台30との接触面を含む面における少なくとも1つの方向において、対象物10の長さが支持台30の長さよりも長くなるように、支持台30の形状及びサイズを決定すれば良い。例えば図8においては、ある径方向の縦断面において、対象物10の下面の長さL1を、支持台30の上面30eの長さL2よりも長くしている。
また、支持台30の下面30a、即ち、ステージ105への設置面は、図2に示す開口25になる部分であり、包装材20から支持台30を取り出す際(工程S13参照)の出口になる。従って、支持台の形状が柱状又は抜きテーパ状である場合には、支持部22の形状を維持したまま支持台を取り出すことができる。また、支持台が逆テーパ状であったり、湾曲したりしている場合には、支持部22がアンダーカット形状となるため、複数の部材によって支持台を形成し、これらの部材を複数回に分けて開口から取り出せばよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、緩衝材として機能する支持部が一体化された包装材により対象物を包装した包装体を、簡単な工程で製造することができる。
また、本実施形態によれば、シート材のみによって対象物を被覆するので、包装体を開梱した際に発生する廃棄物が1種類で済む。つまり、スキンパック包装のようにフィルムと台紙とを分別する手間が生じない。
また、本実施形態によれば、ステージ105の下方から空気抜き孔106を介して排気しながら熱成形を行うので、包装材により対象物及び支持台の隅々まで被覆することができる。従って、例えば、対象物の下面が湾曲していたり、対象物の下面と支持台の上面とが鋭角的に接したりしている場合であっても、対象物と支持台の接触面の周囲、特に、接触している角の領域にも十分に包装材を密着させることができる。
また、本実施形態によれば、複数の部材によって支持部を構成することにより、包装材の支持部を、柱状やテーパ状に限らず、様々な形状に形成することができ、形状選択の自由度を高めることができる。従って、包装体にデザイン性を付与することが可能となる。
(変形例)
図12は、本発明の第1の実施形態に係る包装体の製造工程において使用される支持台の変形例を示す斜視図である。図12に示す支持台40は、全体として円錐台状をなし、2つの底面40a、40bのうち、径が小さい方の底面40aがステージ105と接触するように配置される。そのため、この支持台40を被覆する包装材の部分(支持部)はアンダーカット形状となる。
支持台40のように全ての側面40cが傾斜している場合には、支持台40を、ステージ105への設置面(底面40a)において少なくとも2方向に分離可能な複数の部材によって支持台40を形成すると良い。図12においては、支持台40を5つの部材41〜45によって形成している。このうち、部材41と、部材42と、部材43〜45とはx方向において分離可能であり、部材43と、部材44と、部材45とはy方向において分離可能となっている。また、これらの部材41〜45のうちの少なくとも1つを柱状又は抜きテーパ状にしておく。本変形例においては、部材44を四角柱状にしている。
このような支持台40を用いて包装体を製造する場合、支持台40上に包装の対象物を載置して包装材で被覆した後、支持台40とステージ105とが接触していた部分の開口から、まず、四角柱状の部材44を取り出す。続いて、部材43、45を、部材44があった空間に寄せるようにして開口から取り出し、その後で、部材41、42を、部材43〜45があった空間に寄せるようにして開口から取り出す。これにより、逆テーパの円錐台状をなす支持部を有する包装体を得ることができる。
図13は、本発明の第1の実施形態に係る包装体の製造工程において使用される支持台の別の変形例を示す斜視図である。図13に示す支持台50が有する2つの側面50a、50bは波状に湾曲しているため、この支持台50を被覆する包装材の部分(支持部)はアンダーカット形状となる。
支持台50は、湾曲する側面50a、50bをそれぞれ含む部材51、53と、四角柱状をなす部材52との3つの部材によって形成されている。このような支持台50を用いて包装体を製造する場合、支持台50上に包装の対象物を載置して包装材で被覆した後、支持台50とステージ105とが接触していた部分の開口から、まず、四角柱状の部材52を取り出す。その後で、部材51、53を、部材52があった空間に寄せるようにして開口から取り出す。これにより、波状に湾曲する支持部を有する包装体を得ることができる。
図14は、本発明の第1の実施形態に係る包装体の製造工程において使用される支持台のさらに別の変形例を示す斜視図である。図14に示す支持台60は、図7に示す支持台30と同様に、全体として台形の底面60aを有する台柱状をなし、台形の短い方の底辺60bがステージ105と接するように配置される。この支持台60は、台柱の底面60aが平行四辺形と台形とに分かれるように、2つの部材61、62に分離可能となっている。
このような支持台60を用いる場合、支持台60を被覆した包装材から支持台60を取り出す際には、まず、部材61を、部材62との境界面60cに沿って斜め方向にスライドさせるようにして、包装材の開口から取り出す。その後、部材62を、部材61があった空間に寄せるようにして、包装材の開口から取り出す。本変形例においては、支持台60を形成する部材の数が少ないので、包装体の製造工程における支持台60の取り扱いが簡単になる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る包装体の製造方法は、全体として第1の実施形態と同様であり、包装体の製造工程において使用される支持体の構成が第1の実施形態と異なっている。
図15は、本実施形態において使用される支持体を例示する斜視図である。図15に示す支持体200は、包装の対象物が載置される支持台部210と、該支持台部210上に配置された壁状部材221、222とを有する。
支持台部210は、3つの部材211、212、213によって形成され、全体として逆テーパ状をなしている。これらの部材211、212、213のうち部材212が、柱状又は抜きテーパ状(図15においては抜きテーパ状)となっている。
壁状部材221、222は、支持台部210上に載置される対象物と干渉することなく、該対象物を囲めるよう、支持台部210の端部近傍に配置されている。壁状部材221、222は、支持台部210の上に乗せるだけでも良いし、ピンやスリット等により支持台部210に対してスライド及び挿抜可能に嵌合させても良い。
なお、本実施形態においては、支持台部210上の2箇所に2つの壁状部材221、22を対向するように配置しているが、壁状部材221、222の数や配置はこれに限定されない。例えば、支持台部210の上面の中心部を囲むように3つ以上の壁状部材を配置しても良い。或いは、壁状部材の代わりに、支持台部210の上面の中心部を囲むように枠体を配置しても良い。
図16及び図17は、本発明の第2の実施形態に係る包装体の製造方法を説明するための断面図である。図15に示す支持体200を用いて包装体を製造する場合、図16に示すように、支持体200をステージ105上に載置し、さらに、支持台部210上の壁状部材221、222の間に対象物230を載置する。
なお、対象物230が、当該対象物230を被覆する包装材の部分がアンダーカットとなる形状を有する場合(例えば、図16に示すように断面が楕円形の場合)、支持台部210の上面内に収まるように対象物230を配置しても良い。しかし、対象物230が、当該対象物230を被覆する包装材の部分がアンダーカットにならない形状を有する場合(例えば断面が抜きテーパ状の場合)には、対象物230の一部を支持台部210の上面からはみ出させることにより、アンダーカットになる状態を形成すると良い。要は、対象物230と支持台部210とが接触していた部分は包装材により被覆されないから、支持台部210を除去した後、この部分から対象物230が脱出しないように対象物230を包装材によって被覆できれば良い。
このような支持体200及び対象物230を、図3に示す熱成形装置100を用いて、材料シートSHを軟化させた熱可塑性材料SH’により被覆する。この熱可塑性材料SH’のうち、対象物230を被覆した部分が被覆部231となり、支持台部210を被覆した部分が支持部232となり、壁状部材221、222を被覆した部分が壁部233となり、ステージ105に貼り付いた部分がベース部234となる。このうちの支持部232は、支持台部210が逆テーパ状をなしていることから、アンダーカット形状となる。
図17に示すように、熱可塑性材料SH’が硬化した後、支持体200とステージ105とが接触していた部分の開口235から支持体200を取り出す。詳細には、まず、部材212を下方に引き出す。続いて、部材211、213を、部材212があった空間に寄せるようにスライドさせ、開口235から取り出す。その後で、壁状部材221、222を取り出す。それにより、対象物230と、該対象物230を被覆する被覆部231、対象物230を支持する支持部232、被覆部231の周囲に配置されて対象物230を側方から保護する壁部233、及びベース部234が一体的に形成された包装材236とを備える包装体2を得ることができる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態に係る包装体の製造方法は、全体として第1の実施形態と同様であり、包装体の製造工程において使用される支持体の構成が第1の実施形態と異なっている。
図18は、本実施形態に係る包装体の製造工程において使用される支持体を例示する斜視図である。図18に示すように、本実施形態においては、各々が円筒状をなす複数(図18においては5つ)の部材301を、側面の一部がステージ105と接するように並べたものを支持体300として用いる。
図19及び図20は、本発明の第3の実施形態に係る包装体の製造方法を説明するための断面図である。図18に示す支持体300を用いて包装体を製造する場合、図19に示すように、複数の部材301をステージ105上に載置し、これらの部材301上に対象物310を載置する。複数の部材301上における対象物310の向きは、対象物310を安定して載置することができれば特に限定されず、図19に示すように、各部材301の長手方向と対象物310の長手方向とが互いに直交又は斜めに交差する向きであっても良いし、両者が平行となる向きであっても良い。また、少なくとも対象物310によって覆われていない部材301の領域においては、隣接する部材301同士の間に隙間が生じないように、これらの部材301を密接させて配置する。
このような複数の部材301及び対象物310を、図3に示す熱成型装置100を用いて、熱可塑性材料SH’により被覆する。この熱可塑性材料SH’のうち、対象物310を被覆した部分が被覆部311となり、複数の部材301を被覆した部分が支持部312となり、ステージ105に貼り付いた部分がベース部313となる。このうちの支持部312は、両端に配置された部材301とステージ105との接触領域近傍にも熱可塑性材料SH’が回り込むことから、アンダーカット形状となる。
図20に示すように、熱可塑性材料SH’が硬化した後、複数の部材301の下側の開口314から部材301を順次取り出す。この際、両端以外の部材301を先に取り出すことにより、開口の内側に空間を形成し、最後に両端の部材301を取り出す。それにより、対象物310と、該対象物310を被覆する被覆部311、対象物310を支持する支持部312、及びベース部313が一体的に形成された包装材315とを備える包装体3を得ることができる。
本実施形態によれば、複数の部材301を並べることにより支持体300を形成するので、専用の支持体を用意する必要なく、対象物310の形状や大きさに合わせて支持部312を形成することが可能となる。
なお、本実施形態においては、円筒状の部材301を用いることとしたが、その代わりに、円筒の側面の一部を平面状にした、断面がD字型の柱状部材を用いても良い。この場合、平面状の部分をステージ105に当接させることにより、各部材をステージ105上に安定して配置することができる。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。本実施形態に係る包装体の製造方法は、全体として第1の実施形態と同様であり、包装体の製造工程において使用される支持体の構成が第1の実施形態と異なっている。
図21は、本実施形態に係る包装体の製造工程において使用される支持体を例示する斜視図である。図21に示すように、本実施形態においては、各々が球状をなす部材401をステージ105上に並べたものを支持体400として用いる。部材401としては、軸受用鋼球、樹脂球、ビー玉、パチンコ玉等の汎用の部材を用いることができる。なお、球状の部材の表面の一部を平面状にすることにより、転がり難くしても良い。また、図21においては複数の部材401をマトリックス状に配列しているが、部材401の配列はこれに限定されず、例えば円形状や多角形状、その他任意の形状に配列しても良い。
支持体400を用いて包装体を製造する場合、図19の断面図と同様に、複数の部材401をステージ105上に載置し、これらの部材401上に対象物を載置する。この際、対象物は全ての部材401上に跨っている必要はないが、少なくとも対象物によって覆われていない部材401は、隣接する部材401同士の間に隙間が生じないように密接させて配置する。
このような複数の部材401及び対象物を、図3に示す熱成型装置100を用いて、熱可塑性材料SH’により被覆する。この熱可塑性材料SH’のうち、対象物を被覆した部分が被覆部となり、複数の部材401を被覆した部分が支持部となり、ステージ105に貼り付いた部分がベース部となる。このうちの支持部は、最外周に配置された部材401とステージ105との接触領域近傍にも熱可塑性材料SH’が回り込むことから、図19に示す支持部312と同様に、アンダーカット形状となる。
熱可塑性材料SH’が硬化した後、複数の部材401の下側の開口から部材401を順次取り出す。それにより、図22に示すように、対象物410と、該対象物410を被覆する被覆部411、対象物410を支持する支持部412、及びベース部413が一体的に形成された包装材414とを備える包装体4を得ることができる。
本実施形態によれば、複数の部材401を並べることにより支持体400を形成するので、支持部412の形状の自由度をさらに高めることができる。また、球状の部材401を用いることにより、支持部412にデザイン性を付与することもできる。
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。本実施形態に係る包装体の製造方法は、全体として第1の実施形態と同様であり、包装体の製造工程において使用される支持体の構成及び配置が第1の実施形態と異なっている。
図23は、本実施形態に係る包装体の製造工程において使用される支持体を例示する斜視図であり、支持体に包装の対象物を載置した状態を示している。図23に示すように、本実施形態においては、対象物520が載置される支持台500と、支持台500及び対象物520の周囲に配置される枠体510とを、支持体として用いる。支持台500は、1つの部材によって形成しても良いし、第1の実施形態と同様に複数の部材によって形成しても良い。
枠体510は、内周側に配置された柱状の内枠511と、外周側に配置された逆テーパ状の外枠512とを有し、外枠512はさらに、4つの部材513〜516によって形成されている。枠体510の高さは、支持台500に対象物520を載置した状態の対象物520の上端の高さ以上とすることが好ましい。
なお、本実施形態においては、支持台500を囲むように連続する枠体510を設けているが、支持台500の周囲を断続的に囲んでも良い。後者の場合、枠体510の代わりに、複数の壁状部材を、支持台500を囲むように、或いは、支持台500を挟むように配置する。この場合、各壁状部材を変形可能に形成する。
図24及び図25は、本発明の第5の実施形態に係る包装体の製造方法を説明するための断面図である。図23に示す支持体(支持台500及び枠体510)を用いて包装体を製造する場合、図24に示すように、支持台500及び枠体510をステージ105上に載置し、支持台500上に対象物520を載置する。なお、支持台500は必須ではなく、対象物520が、当該対象物520を被覆する包装材の部分がアンダーカットとなる形状を有する場合には、対象物520をステージ105上に直接載置しても良い。
このような支持台500、枠体510、及び対象物520を、図3に示す熱成型装置100を用いて、熱可塑性材料SH’により被覆する。この熱可塑性材料SH’のうち、対象物520を被覆した部分が被覆部521となり、支持台500を被覆した部分が支持部522となり、枠体510を被覆した部分が壁部523となり、ステージ105に貼り付いた部分がベース部524となる。このうちの壁部523は、枠体510が逆テーパ状をなしていることから、アンダーカット形状となる。
図25に示すように、熱可塑性材料SH’が硬化した後、支持台500の下面の開口525から支持台500を取り出す。また、枠体510の下面の開口526から、まず、内枠511を取り出す。次いで、部材513、514(図23参照)を、内枠511があった空間に寄せるようにして取り出し、その後で、部材515、516を取り出す。それにより、対象物520と、該対象物520を被覆する被覆部521、対象物520を支持する支持部522、対象物520を側方から保護する壁部523、及びベース部524が一体的に形成された包装材527とを備える包装体5を得ることができる。
本実施形態によれば、枠体を複数の部材で形成することにより、様々な形状の壁部を形成することができる。例えば、上述した逆テーパ状以外にも、高さ方向において湾曲する形状や部分的に凹凸が設けられた形状にすることも可能である。従って、包装体のデザイン性をさらに高めることが可能となる。
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。本実施形態に係る包装体の製造方法は、全体として第1の実施形態と同様であり、包装体の製造工程において使用される支持体の構成が第1の実施形態と異なっている。また、本実施形態は、第2又は第5の実施形態のように壁部を形成する場合にも適用することができる。
本実施形態においては、支持体を、塑性変形又は弾性変形などによる変形可能な材料によって一体的に形成する。具体的には、硬化する前の塑像用粘土、天然又は合成ゴム材(シリコーンゴム等)、スポンジ(天然スポンジ、ウレタンスポンジ、メラミンスポンジ等)、発泡ポリエチレン等の発泡体などを支持体の材料として用いることができる。或いは、繊維を編んだネット、布類、不織布、新聞紙やコピー用紙等の紙類、ビニール袋などを丸めたり折り畳んだりしたものを支持体として用いても良い。さらには、気泡緩衝材や段ボール紙等のように、一般に緩衝材として用いられる材料を丸めたり折り畳んだりして用いても良い。なお、いずれの材料を用いる場合であっても、熱可塑性材料(図8に示す材料シートSH)により包装の対象物及び支持体を熱成形によって被覆する際の耐熱性を考慮する。
例えば塑像用粘土により支持体を形成する場合、図3に示す熱成形装置100を用いて包装の対象物及び支持体を熱可塑性材料により被覆した後(図6の工程S12)、支持体が硬化する前に該支持体を塑性変形させて熱可塑性材料から取り出す(同工程S13)。この場合、支持体を被覆する熱可塑性材料の部分(対象物を支持する支持部や、対象物の周囲に配置される壁部)の形状の自由度をさらに高めることができる。なお、工程S13においては、塑像用粘土を分割して複数回に分けて取り出しても良い。
また、ゴム材により支持体を形成する場合には、熱成形装置100を用いて包装の対象物及び支持体を熱可塑性材料により被覆した後(工程S12)、支持体を弾性変形させて熱可塑性材料から取り出す(工程S13)。この場合、支持体を一体的に形成するので、支持体の取り扱いが簡単であり、且つ、同じ支持体を繰り返し使用することができる。なお、ゴム材を用いる場合には、支持体の内部を空洞にしておくことで、外形を弾性変形させ易くなるので、より好ましい。
また、丸めた(又は折り畳んだ)布や紙類を支持体とする場合には、熱成形装置100を用いて包装の対象物及び支持体を熱可塑性材料により被覆した後(工程S12)、支持体をほぐしつつ熱可塑性材料から取り出せば良い(工程S13)。
別の例として、変形可能な構造を有する物体を支持体として用いても良い。例えば、ハードカバーの本は一般に、表紙及び背表紙の寸法に対して本文用紙の寸法が若干小さいので、表紙又は背表紙がステージ105と平行となる向きに本を載置すると、アンダーカットの状態となり、また、見開くことで形状が大きく変化する。この場合、熱成形装置100を用いて包装の対象物及び支持体(本)を熱可塑性材料により被覆した後(工程S12)、本を開いて変形させることで、熱可塑性材料から支持体を取り出すことが可能である(工程S13)。
本発明は、上記第1〜第6の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、第1〜第6の実施形態及び変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、第1〜第6の実施形態及び変形例に示した全構成要素からいくつかの構成要素を除外して形成しても良いし、第1〜第6の実施形態及び変形例に示した構成要素を適宜組み合わせて形成しても良い。