JP4479795B2

JP4479795B2 - 合成樹脂製気泡シート

Info

Publication number: JP4479795B2
Application number: JP2007545208A
Authority: JP
Inventors: 正基岩坂; 達男市川
Original assignee: Kawakami Sangyo KK
Current assignee: Kawakami Sangyo KK
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: WO2007058106A1; US20090274880A1; TW200722281A; JPWO2007058106A1; EP1952976A1; TWI298044B

Description

本発明は、多数の凹凸部が形成された凹凸状シートと平坦状シートとが接合され、ガスが密閉された多数の気泡部が形成されている合成樹脂製気泡シートに関する。

従来より、多数の凹凸状突起部が形成された凹凸状シートに平坦状シートを接合した合成樹脂製気泡シートが梱包材等に広く用いられている。図５に従来の気泡シートＪ１０の断面構成を示す。図５に示すように、凹凸状シートＪ１１に平坦状シートＪ１２が接合され、円柱状の気泡部Ｊ１３にガスが密閉されている。気泡部Ｊ１３に荷重がかかった場合には、気泡部Ｊ１３内のガスの存在により、荷重を薄肉の凹凸状シートＪ１１の抗張力で受けとめる。つまり、気泡シートでは、気泡部Ｊ１３の圧縮を凹凸状シートＪ１１の引っ張りに転換して薄肉シートの強度を最大限に生かす緩衝材として構成されている。

このような構成の凹凸状シートＪ１１において、抗張力を最大限に生かすためには、凹凸状シートＪ１１の厚みがすべての箇所で均一であることが理想的である。すなわち、平坦状シートＪ１１と接合している接合部Ｊ１１ａの厚みｔ１と、側壁部Ｊ１１ｂの厚みｔ２と、先端角部Ｊ１１ｃの厚みｔ３と、先端平坦部Ｊ１１ｄの厚みｔ４とができるだけ均一に近いことが望ましい。

従来の気泡シートでは一般的に、気泡部Ｊ１３を構成する凹凸状シートＪ１１の寸法割合を以下のように設定している。凹凸状シートＪ１１における平坦状シートＪ１２との接合部位の直径をＡとした場合、側壁部Ｊ１１ｂの高さＢ＝Ａ×４０％とし、先端角部Ｊ１１ｃの曲率半径Ｒ＝Ａ×１０％とし、先端平坦部Ｊ１１ｄの直径Ｃ＝Ａとしている。

しかしながら、発明者らの検討によれば、上記寸法割合で気泡シートを製造した場合、凹凸状シートＪ１１の厚みの分布は、ｔ１が最も厚く、ｔ２＝（３／４）ｔ１、ｔ３＝（１／４）ｔ１、ｔ４＝（１／２）ｔ１となる。したがって、凹凸状シートＪ１１における最も肉厚が薄い最薄部の厚みｔ３は、最も肉厚が厚い最厚部の厚みｔ１の１／４となっている。凹凸状シートＪ１１の強度は、最も肉厚が薄い最薄部の肉厚で決定されるので、最薄部より厚い肉厚は強度に寄与せず、むだ肉となりデッドウェイトになる。この結果、気泡シートは強度の割に重くなるという問題がある。

また、凹凸状シートＪ１１の肉厚分布のバラツキが小さくするために、側壁部Ｊ１１ｂの高さＢを低くして、凹凸部形成時におけるシートの延伸量を少なくすることが考えられる。しかしながら、側壁部Ｊ１１ｂの高さＢを低くした場合には、気泡部Ｊ１３に荷重がかかった際に底付きを起こす可能性があり、この場合には緩衝材としての機能に支障がでるという問題がある。

本発明は上記点に鑑み、気泡シートの緩衝材としての機能を確保しつつ、凹凸状シートの肉厚をできるだけ均一化することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、凹凸状シート（１１）と平坦状シート（１２）とが接合され、凹凸状シート（１１）と平坦状シート（１２）との間に密閉空間を構成する多数の気泡部（１３）が形成されている合成樹脂製気泡シートであって、気泡部（１３）は、先端に向かって直径が小さくなる円錐台形状であり、最も直径が大きい部位の直径をＡとした場合に、平坦状シート（１２）からの高さＢがＡ×３５％〜Ａ×４０％の範囲内であり、最も直径が小さい先端部（１１ｄ）の直径ＣがＡ×５０％〜Ａ×８０％の範囲内であり、先端部（１１ｄ）と側壁部（１１ｂ）との境に形成される先端角部（１１ｃ）の曲率半径ＲがＡ×１０％〜Ａ×２０％の範囲内であることを特徴としている。

これにより、気泡部に荷重がかかった際に底付きをすることを防いで緩衝材としての機能を確保しつつ、密閉気泡部を構成する凹凸状シートの厚みのバラツキを抑えることができる。

また、気泡部を構成する凹凸状シートの厚みを薄くしても、従来の合成樹脂製気泡シートと同様の強度を確保することができるので、本発明の合成樹脂製気泡シートでは軽量化を図ることができる。また、本発明の合成樹脂製気泡シートは従来技術に比べて大幅に減容化することができるため、保管時の保管効率や輸送時の積載効率を大幅に向上させることができる。

また、本発明の合成樹脂製気泡シートは、原材料の使用量を削減できるので、石油資源の省資源化につながる。さらに、本発明の合成樹脂製気泡シートは、廃棄焼却時における燃料カロリーを削減することができ、二酸化炭素排出量を削減することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

実施形態の合成樹脂製気泡シートの斜視図である。実施形態の合成樹脂製気泡シートの断面図である。実施形態の気泡シートの気泡部を示す拡大断面図である。実施形態の気泡シート製造装置の主要構成部を示す概念図である。従来技術の気泡シートの気泡部を示す拡大断面図である。

符号の説明

１０…気泡シート、１１…凹凸状シート、１２…平坦状シート、１３…気泡部。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す合成樹脂製気泡シート１０の斜視図であり、図２は断面図である。

図１、図２に示すように、本実施形態の気泡シート１０は、多数の凹凸状突起部が形成された凹凸状シート（キャップフィルム）１１と、平坦状の平坦状シート（バックフィルム）１２とから構成される２層構造となっている。本実施形態の凹凸状シート１０には、多数の円柱状突起部がエンボス加工されており、凹凸状シート１１の突起部開口側に平坦状シート１２が接合されている。これにより、凹凸状シート１１と平坦状シート１２との間には、空気が密閉された気泡部１３が形成される。

本実施形態では、気泡シート１０を構成する合成樹脂として、ポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィン系樹脂を用いており、柔軟性が必要とされる用途に用いる場合にはポリエチレンを用いることが望ましい。また、合成樹脂製気泡シート１０は、用途が包装材のような柔軟性が必要とされる場合には単位面積当り重量（目付重量）を３５〜２００グラム／ｍ²とすることが望ましい。

次に、本実施形態の気泡シート１０の気泡部１３を構成する凹凸状シート１１の寸法割合について図３に基づいて説明する。図３は、本実施形態の気泡シート１０の気泡部１３を示す拡大断面図である。図３に示すように、本実施形態の気泡部１３は、断面が台形形状であり、先端に向かって直径が徐々に小さくなる円錐台形状となっている。

本実施形態では、平坦状シート１１と接合している接合部１１ａの厚みｔ１と、側壁部１１ｂの厚みｔ２と、側壁部１１ｂと先端平坦部１１ｄとの境に形成される先端角部１１ｃの厚みｔ３と、先端平坦部１１ｄの厚みｔ４とをできるだけ均一化するために、凹凸状シート１１の寸法割合を次のように設定している。

具体的には、気泡部１３の最も直径が大きい部位、すなわち凹凸状シート１１における平坦状シート１２との接合部位の直径をＡとした場合、側壁部１１ｂの高さＢをＡ×３５％〜Ａ×４０％の範囲内とし、先端角部１１ｃの曲率半径ＲをＡ×１０％〜Ａ×２０％の範囲内とし、気泡部１３の最も直径が小さい部位、すなわち先端平坦部１１ｄの直径ＣをＡ×５０％〜Ａ×８０％の範囲内としている。側壁部１１ｂの高さＢとは、平坦状シート１２から凹凸状シート１１における先端平坦部１１ｄまでの最短距離である。本実施形態では、Ａ＝１０ｍｍとし、凹凸状シート１１における側壁部１１ｂの高さＢを３．５ｍｍ（＝Ａ×３５％）とし、先端角部１１ｃの曲率半径Ｒを１ｍｍ（＝Ａ×１０％）とし、先端平坦部１１ｄの直径Ｃを８ｍｍ（＝Ａ×８０％）としている。なお、凹凸状シート１１における平坦状シート１２との接合部位の直径Ａ、側壁部１１ｂの高さＢ、先端角部１１ｃの曲率半径Ｒ、先端平坦部１１ｄの直径Ｃの各寸法は、成形ロール２２の凹部の寸法を計測することで正確に計測することができる。

図４は、本実施形態の気泡シート１０を製造する気泡シート製造装置の主要構成部の一例を示している。図４に示すように、２つの合成樹脂製シート供給部２０、２１が設けられている。第１のシート供給部２０からは凹凸状シート１１となる合成樹脂製シート１１０が供給され、第２のシート供給部２１からは平坦状シート１２となる合成樹脂製シート１２０が供給される。これらのシート供給部２０、２１はそれぞれ、押出機（図示せず）に連結したフラットダイから構成されている。また、気泡シート製造装置には、外周に多数の凹部が形成された成形ロール２２と、加圧ロール２３とが設けられている。

成形ロール２２の表面には、気泡シート１０の気泡部１３に対応した凹部が多数形成されている。成形ロール２２の凹部のパターンは、図３で示した上述の凹凸状シート１１の寸法割合に形成されている。成形ロール２２の凹部の底は図示しない真空ポンプに接続されており、凹部で真空吸引が可能となっている。

次に、本実施形態の気泡シート１０の製造方法の一例について説明する。第１のシート供給部２０より供給された高温の凹凸形成前のシート１１０は、成形ロール２２上で真空に吸引されることにより、気泡部１３を構成する凹凸パターンが形成され、凹凸状シート１１となる。第２のシート供給部２１より供給された高温の合成樹脂製シート１２０は、加圧ロール２３により凹凸状シート１１に押しつけられ、剥離ロール２４で剥離される。これにより、凹凸状シート１１と平坦状シート１２とが融着して接合し、気泡部１３に気体が封入された気泡シート１０が成形される。

以上の工程で製造された気泡シート１０は、気泡部１３の最も直径が大きい部位の長さＡに対して、側壁部１１ｂの高さＢを確保しているので、気泡部１３に荷重がかかった際に底付きをすることを防いで緩衝材としての機能を確保できる。また、気泡部１３を構成する凹凸状シート１１を上記寸法割合とし、気泡部１３を先端に向かって直径が小さくなる形状とすることで、成形ロール２２での真空吸引による凹凸状シート１１の延伸量が減少し、気泡部１３を構成する凹凸状シート１１の厚みのバラツキを抑えることができる。

本実施形態の気泡シート１０では、凹凸状シート１１における各部の厚みは、ｔ１が最も厚く、ｔ２＝（３／４）ｔ１、ｔ３＝（１／２）ｔ１、ｔ４＝（３／５）ｔ１となった。つまり、最も薄い部分である先端角部１１ｃの厚みｔ３が、最も厚い部分である接合部１１ａの厚みｔ１の１／２となった。

上記従来技術の構成では、最も薄い部分の厚みｔ３が最も厚い部分の厚みｔ１の１／４であったため、本実施形態の構成によれば、従来技術に比較して最も薄い部分の厚みｔ３と最も厚い部分の厚みｔ１との差を大幅に小さくすることができた。このため、気泡部１３を構成する平坦状シート１１における各部の厚みを均一に近づけることができた。

これは、気泡部１３を構成する凹凸状シート１１の厚みを薄くしても、従来の気泡シートと同様の強度を確保することができることを意味する。本発明者らの検討によれば、図３で示した本実施形態の気泡シート１０は、図５で示した従来の気泡シートＪ１０とを比較した場合、原材料の使用量を２０％程度削減しつつ、同一強度を確保することができた。

これにより、本実施形態の気泡シート１０は、従来技術より２０％程度の軽量化を図ることができる。また、通常気泡シート１０はロール状に巻かれた状態で保管及び輸送されるが、本実施形態の気泡シート１０は従来技術より２０％程度の減容化を図ることができるため、保管時の保管効率や輸送時の積載効率を大幅に向上させることができる。

また、本実施形態の気泡シート１０は、原材料の使用量を削減できるので、石油資源の省資源化につながる。さらに、本実施形態の気泡シート１０は、廃棄焼却時における燃料カロリーを２０％程度削減することができ、二酸化炭素排出量を２０％程度削減することができる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、１枚の凹凸状シート１１と１枚の平坦状シート１２からなる２層品の気泡シート１０について説明したが、本発明は２枚の平坦状シートで１枚の凹凸状シートを挟み込んで形成する３層品の気泡シートにも適用可能である。

Claims

凹凸状シート（１１）と平坦状シート（１２）とが接合され、前記凹凸状シート（１１）と前記平坦状シート（１２）との間に密閉空間を構成する多数の気泡部（１３）が形成されている合成樹脂製気泡シートであって、
前記気泡部（１３）は、先端に向かって直径が小さくなる円錐台形状であり、最も直径が大きい部位の直径をＡとした場合に、前記平坦状シート（１２）からの高さＢがＡ×３５％〜Ａ×４０％の範囲内であり、最も直径が小さい先端部（１１ｄ）の直径ＣがＡ×５０％〜Ａ×８０％の範囲内であり、前記先端部（１１ｄ）と側壁部（１１ｂ）との間に形成される先端角部（１１ｃ）の曲率半径ＲがＡ×１０％〜Ａ×２０％の範囲内であることを特徴とする合成樹脂製気泡シート。