JP3547763B2 - 重ねることができる箱素材とその形成方法 - Google Patents

Description

本発明は箱素材とその形成方法に関する。
箱のようなコンテナはいたるところにあり、様々な品物および製品を保管、梱包、運搬するのに必要である。板紙箱は概して貨物を運送するためのプラスチックおよび様々な箱素材のような他の材質の箱より好まれるが、これは軽くてかさばらず且つリサイクルできるためである。このような箱は箱素材として形成され、空の時は体積を最小限にし、箱を形成するために組み立てることができる。しかしながら、従来の板紙箱は損傷しやすく弱いヒンジを有するため、重ねることに適しておらず且つ重い積荷を入れることができないという欠点を有している。さらに、板紙箱は一般的に該板紙箱の頂部を覆うフラップが凹んだり開いたりしないようにするために、このフラップを留める接着剤を必要とする。
改良された箱素材を提供することが本発明の目的である。
本発明において、箱はプラスチック材で形成され、またこの箱は該箱の複数の面を形成するために複数のパネルを連結する複数のヒンジ要素を具備し、該ヒンジ要素とパネルとは別々のプラスチック材料で作られるという第一の特徴を有する。
ヒンジ要素は好ましくはパネルを形成するプラスチック材料より靱性があるが剛性がないプラスチック材料で形成され、これにより両構成要素は一つの材料でできた箱素材では達成し得ない構造的利点を有する。
さらにヒンジ要素は好適にはパネルを形成する材料よりメルトインデックスが小さいプラスチック材料で形成され、且つその表面に形成される複数の突出物を有する。
本発明において、第二の特徴は次の工程を具備する箱を形成する方法であり、その工程とは第一のプラスチック材料でヒンジ要素のネットを形成する工程と、ネットの要素の間の空間に第二のプラスチック材料のパネルを形成する工程とである。
好ましくはネットが射出成形金型に配置され、第二のプラスチックがネットの要素の間の空間に射出され、パネルを形成する。好ましくは射出成形過程はそれぞれのパネルごとに別々に制御され、パネルは均一に形成される。
ネットは好ましくは第二のプラスチック材料のメルトインデックスより小さいメルトインデックスを有する第一のプラスチック材料で形成され、第二のプラスチック材料が射出された時、この第二のプラスチック材料は第一のプラスチック材料の表面を溶かし、両プラスチック材料が融合して箱素材を形成する。
好ましくはネットには該ネット上に形成される複数の突出部が設けられ、これら突出部はまず、第二の材料が射出される時に表面張力を減少させ、第二の材料が接着する島を形成する。さらに突出部はパネルが形成されると、パネルの水平面から僅かに突出し、この突出部が非硬質材料で形成された時には、該突出部は箱が重ねられると箱の間に摩擦接触をもたらす非スライドパネルを形成する。
本発明の第三の特徴はヒンジによって連結された複数のパネルを具備する箱素材を提供することにあり、該パネルは箱の複数の面を形成する構造パネルと荷重支持パネルとを有し、この荷重支持パネルは該荷重支持パネルが荷重を支持する方向と平行に形成されるヒンジ要素により構造パネルに連結される。
第三の特徴に従って構成された箱素材において、荷重支持パネルは結果として破損をまねいてしまう可能性のあるストレスを受けやすい所定の荷重支持の方向にヒンジ要素が介在することなく構造パネルに付加的な柱のような支持作用を提供した。
一例として添付した図面を参照しながら本発明の実施例を以下に述べる。
図１は本発明の実施例である箱素材のヒンジ部を補強するために使用されるネットの斜視図である。
図２は図１のＣ−C'に沿った断面図である。
図３はネットの使用を示した箱素材の斜視図である。
図4A、図4Bおよび図4Cは図１に示したネットに沿った溶融プラスチックの流れを段階的に示し、この流れにより図３に示したような箱素材で使用されるヒンジ要素が形成される。
図5Aは図３の箱素材を更に詳細に示す。図5B、図5C、図5Dおよび図5Eは箱を形成するために箱素材が折り曲げられる様子を段階的に示す。
図６は二つの箱が互いに重ねられた部分の断面図である。
図１を参照すると、一種類の物質、好ましくはゴム状に変質されたポリプロピレンで形成される射出成形されたネット２を示す。ゴム状に変質されたポリプロピレンのエラストマーは好ましくは箱素材が新たに一つの塊に粒状化されても問題を引き起こさない量である。ネット２は箱素材のヒンジを形成するために使用される。第一の射出成形金型はネット２を製造するために使用される。射出成形過程における圧力および温度は公知の技術に従う。
ネット２は軸線Ａ−A'およびＢ−B'に対して対称であり、ハシゴ状の外観を有する。このネット２は細長い二つの矩形のストリップ８および10を具備し、これらストリップは該ストリップより短く互いに平行な四つの矩形のストリップ12、14、16および18により連結せしめられ、これらストリップ12、14、16および18はストリップ８および10に垂直で互いに予め定められた間隔だけ離されている。短いストリップ12、14、16および18の間隔は必要とされる箱の寸法に依存する。ストリップ12、14、16および18の細長い縁部は等しくない寸法で形成され、ストリップ８および10の外側の縁部に沿って切れ目19があり、よってストリップ12、14、16および18の長さ方向に沿ってこれらストリップを簡単に折り曲げることできる。ネット２は好ましくは一定の厚さである。
図２は断面Ｃ−C'の拡大図であり、ネット２のパネル４および６を示し、これらパネルはストリップ８、10、12、14、16および18の幅に沿って四列で配設され且つ等間隔に離された凸状部20を有する。
箱素材を形成するためには、ネット２は図３に示したような箱素材35を製造するための形状を有する第二の射出成形用金型（図示せず）内に配置せしめられる。ネット２が型内に配置せしめられると、溶融プラスチック、好ましくはネット２用に使用されるゴム状に変質されたポリプロピレンよりメルトインデックスが僅かに大きく、15〜20であるポリプロピレンコポリマーが射出され、型内を満たす。ネット２の中間にある空間に溶融ポリプロピレンコポリマーを射出するのに複数の射出点が使用され、さらに空間を同時に満たすために射出がそれぞれの射出点で個別に制御されることで溶融ポリプロピレンコポリマーの制御された且つ均一な流れが確実になる。溶融ポリプロピレンコポリマーの流れはネット２の要素間の空間内の射出点から生じる層流であり、射出点からネット２の縁部に向かって外側へと移動する。その後、図4A、4Bおよび4Cに示したように、溶融ポリプロピレンは32と34との間の型の縁部までネット２を覆うように流れる。ネット２のゴム状に変質されたポリプロピレンはメルトインデックスが僅かに小さいので、このゴム状に変質されたポリプロピレンは溶融ポリプロピレンコポリマーと接触して部分的に溶融し、そして両物質は箱素材を形成するために融合し、同時にネット２の構造物を保護する。図4Cに示したように溶融ポリプロピレンコポリマーの流れは各ストリップ８、10、12、14、16に沿ったライン32およびライン34に達すると型により止められる。
ネット２の凸状突出部20は溶融ポリプレンコポリマーのパネル張力を小さくして溶融ポリプロピレンコポリマーの層流を補助し、且つポリプロピレンコポリマーとネット２とのグリップを増加させ、よって箱素材35の強度を確実に上げる。凸状突出部20は図4Cの平面図に示したように箱素材35のパネル36および38から僅かに突出する。
箱素材35は図5Aに示したようにヒンジ要素70、72、74、76、78、80、82、84、86、90、92、94、96および98を有し、これらヒンジ要素はネット２のストリップに沿った図4Bのライン32と34との間のポリプロピレンコポリマーが満たされていない空間により形成され、さらにこれらヒンジ要素は形成されたパネル40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66および68を連結する。これらパネルは箱の複数の面および蓋となる構造パネル40、44、48、50、52、54、56、58、60、64および68と荷重支持パネル42、46、62および66とを具備する。荷重支持パネルの使用法は図６を参照して以下に詳述する。
図5Aに示したように、パネル54は四隅のそれぞれの近傍に凸部120aを有するように成形される。凸部120aはこれら凸部120aがパネル54の反対側で凹部となるように形成される。パネル50およびパネル58はそれぞれヒンジ要素80および86の近傍に凹部120b（凸部120aと形状は同じだが、突出する方向が反対である）を有し、凹部120bはパネル54の反対側で凸状突出部となるように形成される。またパネル42は縁部105とヒンジ要素72とにより形成される角の近傍に直径方向両側を切り込まれた凹部122を有する。この凹部122はパネル42の反対側で凸状突出部となる。パネル46、62および66はそれぞれ縁部107とヒンジ要素76とにより形成される角、縁部115とヒンジ要素92とにより形成される角および縁部117とヒンジ要素96とにより形成される角の近傍に同様な凹部122を有する。パネル44および64はそれぞれ縁部135および137の両端に矩形の開口124を有する。この開口124は凹部122の凸状突出部がこの開口124にスナップ式に嵌められるように形成される。パネル44および64はさらにそれぞれの矩形の開口124の近隣にＵ字型開口126を有する。そのうえパネル44および64は丸められた角とヒンジ要素74および94に平行である長さとを備えた矩形の開口132を有する。パネル40、48、60および68はそれぞれ一つのＵ字型のスリットと環状の凹み130とを有する。このＵ字型のスリットはＵ字型の開口126にスナップ式に嵌められるＵ字型部分128となるように形成される。環状の凹み130は凹部122の凸状突出部がこの環状の凹み130にスナップ式に嵌められるように形成される。パネル50および58はそれぞれ二つのＶ字型突出部142と二つのＶ字型受口144とを有する。
図5A、5B、5C、5Dおよび5Eは箱を形成するために箱素材35が特別な方法で折り曲げられる様子を段階的に示す。パネル44およびパネル64はそれぞれヒンジ要素74および94に沿って互いの方に向かって九十度に折り曲げられる。パネル42および62もそれぞれヒンジ要素72および92に沿って互いの方に向かって九十度に折り曲げられる。同様にパネル46および66もそれぞれヒンジ要素76および96に沿って互いの方に向かって九十度に折り曲げられる。この段階で箱素材35は図5Bの状態に類似している。パネル52および56はそれぞれヒンジ要素82および84に沿って互いの方に向かって九十度に折り曲げられる。パネル42の縁部102とパネル46の縁部104とはそれぞれヒンジ要素74と一列になり、そして縁部106と縁部108とが接する。同様にパネル62の縁部112とパネル66の縁部114とはそれぞれヒンジ要素94と一列になり、そして縁部116と縁部118とが接する。この段階で箱素材35は図5Cの状態に類似している。パネル42および46にある凹部122の凸状突出部はパネル44の矩形の開口124にスナップ嵌めされ、したがってパネル42、44および46を離れないように保持する。同様にパネル62および66にある凹部122の凸状突出部はパネル64の矩形の開口124にスナップ嵌めされ、したがってパネル62、64および66を離れないように保持する。さらに凹部122の凸状突出部は矩形の開口124にスナップ嵌めされた後にこの矩形の開口124から突き出る。
図5Dはパネル50がヒンジ要素80に沿って九十度に折り曲げられる様子を示し、この時ヒンジ要素70はパネル42の縁部105とパネル44の縁部135の一部とに沿って一列になり、ヒンジ要素90はパネル62の縁部115とパネル64の縁部137の一部とに沿って一列になる。同様に、パネル58がヒンジ要素86に沿って90度に折り曲げられ、ヒンジ要素78はパネル46の縁部107とパネル44の縁部135の一部とに沿って一列になり、ヒンジ要素98はパネル66の縁部117とパネル64の縁部137の一部とに沿って一列になる。パネル50のＶ字型突出部142は対応したフラップ58のＶ字型受口に嵌り、また逆も同様である。パネル40および48はヒンジ要素70および78に沿って九十度に折り曲げられ、これらパネル40および48のそれぞれのＵ字型部分128はパネル44のＵ字型開口126にスナップ嵌めされ、同時に凹部122の凸状突出部がパネル44の外へ突出し、環状の凹み130にスナップ嵌めされる。したがってパネル40、42、44、46および48は離れないように保持される。同様にパネル60および68はヒンジ要素90および98に沿って九十度に折り曲げられ、スナップ嵌めされ、パネル60、62、64、66および68は離れないように保持される。こうして箱が形成され、この箱を図5Eに示す。丸い角を備える矩形の開口132は箱を持ち運ぶのに使用される。
図６は互いに重ねられた二つの箱を示している。下側の箱のパネル50および58の凹部120bの凸状突出部はパネル54の凸部120aの凹部内にある。したがって二つの箱は適切な位置に保持され、上側の箱は下側の箱の上で滑ることがなくなる。さらに自重により上の箱から下の箱にはたらく力は原則的に荷重支持パネル46（同様にパネル42、62および66）により支持され、よってパネル44および64（および同様なパネル）とヒンジ要素70、78、74、90、98および94に形成されるヒンジとにかかる圧力が減少する。またネット２の凸状突出部20の僅かに突出した部分により付加的な摩擦が作られ、この付加的な摩擦により箱が互いに滑ることがさらに防止される。
図5Aのように箱が解体された状態にある時、これら箱は積み重ねられた箱のパネル上の凸部120aが近隣の箱のパネル上の凸部120aの凹部に嵌まり、積み重ねられた箱のパネル上の凹部120bの凸状突出部が近隣の箱のパネル上の凹部120bに嵌まるように互いに重ねられ、これにより箱が互いに滑ることが防止される。
上述の本発明の実施例は制限して解釈すべきではない。例えば、箱には補強ネットおよび新しい荷重耐性構造が組み込まれると述べたが、これらの特徴は別々に使用されてもよい。さらに箱と補強用のネットとはポリプロピレンのようなポリエチレンとは別の物質で作られてもよい。このように本発明の精神を離れることなく上述の実施例を修正できることが理解されるべきである。

Claims (25)

1. プラスチック材料で形成された箱素材であって、
   第一プラスチック材料から形成される複数のヒンジ要素と、第二プラスチック材料から形成され箱の面を形成する複数のパネルとを具備し、前記複数のヒンジ要素は一つのネットとして一体的に形成され、各パネルはヒンジ要素間に形成される空間に配置される箱素材。
2. 前記ネットは前記パネルを形成する第二のプラスチック材料より靱性があるが剛性のない第一のプラスチック材料で形成される請求項１に記載の箱素材。
3. 前記ネットと前記パネルとは同じ種類の化合物に属するプラスチック材料で形成される請求項１または２に記載の箱素材。
4. 前記ネットはゴム状に変質されたポリプロピレンで形成される請求項１〜３のいずれか一つに記載の箱素材。
5. 前記パネルはポリプロピレンで形成される請求項１〜４のいずれか一つに記載の箱素材。
6. 前記ネットはゴム状に変質されたポリエチレンで形成される請求項１〜３のいずれか一つに記載の箱素材。
7. 前記パネルはポリエチレンで形成される請求項１〜３のいずれか一つまたは請求項６に記載の箱素材。
8. 前記ネットは前記パネルが形成されるプラスチック材料よりメルトインデックスが小さいプラスチック材料で形成される請求項１〜７のいずれか一つに記載の箱素材。
9. 前記パネルと前記ヒンジ要素とは融合される請求項１〜８のいずれか一つに記載の箱素材。
10. 前記ヒンジ要素は該ヒンジ要素に形成される複数の突出部を有する請求項１〜９のいずれか一つに記載の箱素材。
11. 前記突出部は前記パネルから突出する請求項10に記載の箱素材。
12. 前記パネルは荷重支持パネルと箱の複数の面を形成する構造パネルとを有し、前記荷重支持パネルは該荷重支持パネルが荷重を支持する方向に対して垂直でないように形成されるヒンジ要素により前記構造パネルに連結される請求項１〜11のいずれか一つに記載の箱素材。
13. 前記ネットには簡単にネットを折り曲げられるようにするための切れ目が設けられる請求項１〜12のいずれか一つに記載の箱素材。
14. 一つのネットとして一体的に形成される複数のヒンジ要素を第一プラスチック材料で形成する工程と、
    前記ネットのヒンジ要素間の空間に第二プラスチック材料で複数のパネルを形成する工程であって、前記複数のパネルのそれぞれが前記ネットのヒンジ要素を部分的に覆うように形成される工程と、
    前記形成された複数のパネルのそれぞれを前記ネットのヒンジ要素に接着する工程とを具備する箱素材を形成する方法。
15. 前記ネットは射出成形で形成される請求項14に記載の方法。
16. 前記パネルは射出成形で形成される請求項14または15に記載の方法。
17. 前記ヒンジ要素となる前記ネットおよび前記パネルは別々の射出成形工程で形成される請求項15および16に記載の方法。
18. 前記パネルを形成するための第二のプラスチック材料の射出成形は各パネル毎に別々に制御される請求項16または17に記載の方法。
19. 前記パネルおよび前記ヒンジ要素は共に融合される請求項14〜18のいずれか一つに記載の方法。
20. 前記第一のプラスチック材料はメルトインデックスが前記第二のプラスチックより小さい請求項14〜19のいずれか一つに記載の方法。
21. 前記ネットには複数の突出部が形成される請求項14〜20のいずれか一つに記載の方法。
22. 前記第一のプラスチック材料はゴム状に変質されたポリプロピレンであり、前記第二のプラスチック材料はポリプロピレンである請求項14〜21のいずれか一つに記載の方法。
23. 前記ネットには簡単にネットを折り曲げられるようにするための切れ目が設けられる請求項14〜22のいずれか一つに記載の方法。
24. 一つのネットとして一体的に形成されたヒンジ要素により連結され且つ該ヒンジ要素に融着された複数のパネルを具備する箱素材であって、該パネルは荷重支持パネルと箱の複数の面を形成する構造パネルとを有し、前記荷重支持パネルは該荷重支持パネルが荷重を支持する方向に対して垂直でないように形成されるヒンジ要素により前記構造パネルに連結され、前記パネルおよび前記ネットはプラスチックで形成される箱素材。
25. 前記ネットには簡単にネットを折り曲げられるようにするための切れ目が設けられる請求項24に記載の箱素材。

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