JP4519384B2 - 波形材料の製造方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、少なくとも一つの第一の平面シートと、波形形状に整えられた一つの第二の可塑性材料シートが互いに密着するよう集められ、波形形状シートがコアバーを亘って走る波形材料の製造方法および装置に関するものである。第一の部材は、少なくとも一つの平面シートと、コアバーを亘って走る一つの第二の可塑性材料シートを供給するために配置され、第二の部材は、シートを密着させ一緒にするために配置されている。
【０００２】
（従来技術）
長い間、とりわけ梱包等のために、様々な形態の段ボールが製造され、使用されてきた。段ボールは、非常に良好な保温性と衝撃吸収性を有するが、同様にいくつかの欠点によって損なわれている。最大の欠点は、おそらくその中の耐湿性が悪いということである。段ボールが湿ったとき、その中の支持能力や耐久性の大部分が損なわれる。
【０００３】
同様に、波形形状をつけるために可塑性材料シートを形成し、そのような波形形状シートと同様な材料の平面シートとをつなぐこと自体は知られている。このような例は、ＵＳ-Ａ-４８９７１４６に示され記載されている。波形形状をつけられるシートは、特殊な加熱部材により加熱され、材料に可塑性を帯びさせる。その後、材料はコアバーで波形をつけるために成形され、波形をつけられた材料の一側面は、リング形状であってコアバーに適合するくぼみを有する成形ドラムにより予め加熱された平面シートに押しつけられる。付加的な平面シートは、同様な方法で加熱され、第二の好ましくは冷却されたドラムによって波形をつけられた材料の他の側面に押しつけられる。
【０００４】
シートを形成する材料は比較的硬く、少なくても波形をつけられるシートは、材質が可塑性を帯びるような高温まで加熱されなければならないようなシートの厚さである。結合されたシートが冷却されたとき、結果として波形をつけられたシート材料（例えば、屋根や壁のパネルとして用いられ得る）となる。ＵＳ-Ａ-４８９７１４６に従った装置および方法は、所定の目的のためにはよく機能するが、他の目的、すなわち、梱包等のための波形材料の製造には適さない。
【０００５】
（発明の要約）
本発明の目的は、効率的な方法でコアバーに渡され、加熱され、結合された複数の材料シートからなる波形材料の製造方法を提供することにある。さらに、少なくとも１枚の第一のシートおよび１枚の第二のシートからなる波形材料の製造装置を提供することにある。これらの目的は、それぞれ請求項１および請求項６に記述された特徴を備えた本発明により達成される。
【０００６】
方法によれば、少なくとも１枚のシートはコアバーに隣接して加熱され、第一および第二のシートは、加熱部で互いに隣接している。
【０００７】
装置は、コアバーから、コアバーに隣接し可塑性材料を備える少なくとも一つのシートまで熱を伝達する加熱部材および加熱部に第一および第二のシートを集めるためのガイド部材を備えている。
【０００８】
本発明によれば、波形をつけられた製品の異なる層に対して複数の異なる材料を使用することが可能である。異なる剛性、靭性、摩擦および衝撃吸収等の材料が選択され得る。同様に、本発明はドラム等の広範囲の加熱無しに、工程をすばやく立ち上げることを可能とする。また、製造工程はすばやく終了することが可能であり、一時的に停止することも可能である。
【０００９】
完成品は、非常に良好な保温性と衝撃吸収性といった段ボールのいくつかの利点を有するが、加えて高い耐湿性や耐久性も有する。さらに、完成品から製造された包装容器は、加熱蒸気を吹き付け得る。このような包装容器は、塵埃の放出もない。本発明に関連した適切な材料は、充填材としてチョークを含む吹込ポリエチレンフィルムである。多くの用途のために、フィルム厚さは０．０３−０．４ｍｍの範囲が適切である。
【００１０】
本発明に従って製造された包装容器や他の製品は、食品産業に特に適している。また、製薬産業や医療分野においても、本発明の利用は有益である。
【００１１】
（本発明）
図１は、本発明に従った運転される生産ラインがどのように形成されるかを示す図である。一点鎖線で示される第一の部分Ａは、従来のシート引き伸ばし部材１３と同様に、好適なシート材料を巻き上げる第一のローラー１０、第二のローラー１１および第三にローラー１２を備える。異なるシート材料は、第二の部分Ｂで寄せ集められ、完成した波形材料の異なる層を形成する。図１における材料の厚さ、異なる要素間の相互距離および、他の幾何学的な関係は、以降の図と同様に実寸ではないことに注意すべきである。複数の寸法や距離が、本発明の特徴をより明確に示すために実際の状態との関係において変化している。
【００１２】
部分Ａに含まれている要素は、全て従来技術に従って製作されてもよい。しかし、厚さや材質等の様々なシート材料が異なるローラー上に配置しうることに注目することは重要である。ほとんどの応用において、いわゆる充填材含有若しくは不含有のポリエチレン（ＰＥ）およびポリプロピレン（ＰＰ）を使用することが適当である。好適な充填材は、チョークであってもよい。
【００１３】
本発明の範囲内において、全く他の材料が使用されることも可能である。例えば、ガス浸透に対する高い緊密性を達成するために一部の層にアルミニウム若しくは他の同様な材料を使用することが可能である。それ自体で近傍のシート材料とともに加熱し得ない材料は、可塑性層で覆われるか可塑性層の隣に配置されるべきである。
【００１４】
波形をつけられるあるいは波形の形状に成形されるシート１６のシートは、好ましくは他のシートよりも幅広く、より幅広いローラー上を進み、完成した波形材料は、均等な幅の層を備える。シート１６の幅がより狭いときは、しわ寄せの間に引き伸ばされる。このシート１６は、他のシートと寄せ集められるまで、波形成形装置内で適当に波形がつけられる。示された実施例において、波形成形装置は、図６および図７でより詳細に記載された上部板１４および下部板１５を備える。波形成形装置の他の実施例においては、２つのシリンダーを備える。このような実施例においては、シート１６は波形成形前に予熱し、その後冷却するのが適当である。
【００１５】
波形成形装置後、波形をつけられたシート１６は、少なくとも一組の上部コアバー１７と一組の下部コアバー１８との間に導入される。これらについてさらに、図２乃至５を参照して以下に述べる。第一のローラー１０からの上部シート１９および第三のローラー１２からの下部シート２０は、コアバー１７および１８で、波形をつけられたシート１６と一緒になる。コアバー１７および１８は、シートの共通長手方向Ｖ（図１の矢印で示される）に延在する。特定の応用において、波形成形装置は省略されてもよいし、コアバーと一体化されてもよい。二組のコアバー１７および１８は、不図示の方法でシートの裏側もしくは外側に取り付けられている。
【００１６】
シートは、コアバー１７および１８によって加熱され、上部プレスローラー２１と下部プレスローラー２２との協調を通じて、波形をつけられたシート材料と合流する。合流後、成形準備ができたシート材料は、上部駆動ローラー２３の送りと下部駆動ローラー２４の送りによる従来の方法で、矢印Ｖの方向にさらに導かれる。上部プレスローラー２１と下部プレスローラー２２は、実施例によっては、シート材料を望ましい方向に送ってもよい。このような場合には、駆動ローラー２３および２４は省略されてもよい。
【００１７】
駆動ローラー２３および２４は、第三の部分Ｃに含まれ、従来の方法において少なくとも１つのガイドローラーと一つの切断機構とを備え得る。実施例に示されるように、切断機構は上部ナイフ２６とそれとともに協調する下部ナイフ２７とを備える。ナイフ２６および２７は、適切に上下移動し、シート材料を適切な長さのシートに切断する。付加的な切断装置は、シートを望ましい幅に切断する。シートのサイズは、意図される利用に大きく依存する。第三の部分Ｃは、それ自体本発明の部分を構成せず、当該応用に依存した他の設計が与えられ得る。
【００１８】
図２の例では、その内の１つが波形を付けられた３層を有するシート材料が製作されるとき、コアバーがどのように配置され得るかが示されている。この場合、コアバー１７の上部列は、隣接するコアバー間の特定の相互距離で配置されている。コアバー１８の下部列は、同様な相互距離で配置されているが、上部列に対してずれており、コアバー間の間隙は、中間材料シートの広がりで埋められる。
【００１９】
この実施例において、全てのコアバーは三角形の断面形状を有するが、当該用途に応じて他の形状が選択されてもよい。波形をつけられるシート１６は、コアバー１７の上部列と、コアバー１８の下部列との間を走る。上部シート１９は、コアバー１７の上部列のちょうど上を走り、コアバー１８の下部列と上部プレスローラー２１との間のシート１６に対して押しつけられる。それに応じて下部シート２０は、コアバー１８の下部列のちょうど下を走り、コアバー１７の上部列と下部プレスローラー２２との間のシート１６に対して押しつけられる。
【００２０】
プレスローラー２１および２２によりもたらされる圧力は、他の実施例において、周囲圧力の相違やシート材料が緯度方向に引き伸ばされるという事実によって生じ得る。このような場合には、プレスローラー２１および２２は省略されてもよい。プレスローラー２１および２２の他の選択肢は、往復運動をするプレス板であってもよい。プレス板は、すみやかにコアバーに向かって移動し、シートが一体化される段階において、上述した方法でシートの部分を押しつける。次に、プレス板は引っ込み、シートは前方に送り込まれ、シートの新しい部分が一体化のための適切な位置に到着する。
【００２１】
シート１６および／または上部シート１９および／または下部シート２０に接しているコアバー１７および１８部の少なくとも部分には、加熱部材２８が設けられている。加熱部材２８によって、熱がシートの接合が可能な程度に隣接する近傍の材料シートに伝達される。加熱は、より小さな接触面で局所的に行われ、望ましい温度が迅速に達成される。好適実施例において、シートを前方に駆動するプレスローラー２１および２２と関連して、結果的にシートが移動中に接合が生じる。他の部分においては、コアバー１７および１８は加熱されない。
【００２２】
簡単な実施例において、加熱部材２８はコアバーの長手方向に延在し、従来の電源ユニット（不図示）から電源供給される電熱導体を備える。他の方法で、隣接するシート部分に熱を伝達してもよい。必要なエネルギーは、例えば超音波、レーザーおよびエネルギーの局部的あるいは直接的な伝達を可能とする他の同様なエネルギー形態を通じて接触面に供給されてもよい。エネルギーの伝達も、誘導的あるいは同様な方法行われ、その後コアバー１７および１８に集中され、過熱が局部的に発生する。
【００２３】
上述したように、異なるシートにおいて異なる材料組成が存在し得る。アルミフォイルや同様な材料はある層に用い得る。特定の用途においては、多くの充填材や少ない充填材を有する二つの外側層とともに、例えば、シート１６のような中間層を用いることが適当である。これにより、シート材料は、外側層は非常に弾性があると同時に、通路方向で高い耐荷重性を生じる。このようなシート材料は、梱包用に非常に適している。
【００２４】
材質の厚さは、異なる層においておよび当該用途に応じて変化する。波形をつけられるシート１６は、耐久性や耐衝撃性に関する非常に良い特性を達成するためにそれに関して他の層よりもかなり厚く、強く作られてもよい。同様な方法で、他の層も例えば耐久性や耐衝撃性に関する望ましい特性を与えられてもよい。
【００２５】
図３は、コアバー１７の上部列とコアバー１８の下部列との間に挿入されたコアバー２９の第三の組を有する他の実施例を示す。コアバー２９の第三の列は、他のコアバーに適合する断面および加熱部材２８'および２８”の第二の組が設けられている。実施例に示されるように、コアバー２９は四角い断面形状で作られている。波形をつけられるシートはまた、上部波型シート１６と下部波型シート１６'で二重になっている。二つの加熱部材２８'および２８”は、上部コアバー１７および下部コアバー１８の加熱部材２８とともに、より複雑なシート材料の組成を可能とする。図３に見られるように、結果として、２つの外側平面層と２つの内側波形層が存在する。
【００２６】
図４は、二つの材料シートのみを有する簡単な実施例を示す。下部シート２０は平面であり、シート１６は上述したのと同様な方法で、波形がつけられている。図５において、他の実施例は、第一の波形をつけられたシート１６と第二の波形をつけられたシート１６'とともに示されている。他の点に関しては、図４および図５に従った実施例は、上述した実施例と同等である。
【００２７】
図６の概略断面図は、シート１６の波形成形のための装置がどのように作られるかを示す図である。下部板１５はＶ形状であり、シート１６は板の先端部に向かって移動する。シート１６は、矢印Ｖの方向に移動する。板１５は、交互のＶ形状のくぼみ部とＶ形状の隆起部で作られている。もし、結果的なシート材料があまり広くないならば、波形成形装置は全く省略されてもよい。対応する形状を有する上部板１４（図７参照）は、下部板１５のそれぞれのくぼみ部および隆起部にはめこまれる。
【００２８】
波形成形装置の実施例は、図７においてより明確に示されている。Ｖ形状のくぼみ部および隆起部は、それぞれ図に明確に示されている。くぼみ部および隆起部の形状は、それぞれコアバーの形状と適合するので、シートはコアバーに到達する前に所望の方法で波形が付けられる。シート１４および１５のＶ形状に基づいて、シート１６は中心部分において波形がつけられ始める。その後、シート１６は、シートが前方に送られるにつれて、中心部分から側方に向かって外側へ波形がつけられる。これにより、波形成形工程中のシート材料に、あまりに大きな荷重が加わることが避けられる。
【００２９】
他の実施例に従って、コアバーは図６のシート１４および１５と同様なＶ形状で配置され、これにより省略され得る。
【図面の簡単な説明】
以下に、本発明は、実施例および添付図面の参照によって、詳細に説明される。
【図１】 本発明に沿った装置の実施例の側面図である。
【図２】 第一の実施例に沿って、どのように波形を付けられた材料が製造されるかを示す断面図である。
【図３】 第二の実施例に沿って、どのように波形を付けられた材料が製造されるかを示す断面図である。
【図４】 第三の実施例に沿って、どのように波形を付けられた材料が製造されるかを示す断面図である。
【図５】 第四の実施例に沿って、どのように波形を付けられた材料が製造されるかを示す断面図である。
【図６】 材料の波形成形のための部材の図７の直線Ａ−Ａに沿った長手方向断面図である。
【図７】 図６の部材の図６の直線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。

Claims (15)

1. 互いに密着するように集められる、少なくとも一つの第一の平面シート（１９、２０）と、波形形状に整えられた可塑性材料の一つの第二のシート（１６）と、波形形状のシート（１６）はコアバー（１７、１８）を亘って走る波形材料の製造方法において、
   コアバー（１７、１８）は、波形形状のシート（１６）の長手方向に延在し、 少なくとも一つのシートの部分は、コアバー（１７、１８）に隣接して加熱され、
   第一のシート（１９、２０）は、シート（１６、１９、２０）が互いに接合するように、第二のシート（１６）に対して隣接するように動かされ、
   エネルギーは、接しているシートの部分の接触面に局所的に供給されることを特徴とする波形材料の製造方法。
2. 少なくとも一つのシート（１６、１９、２０）の少なくとも一つの部分は、コアバー（１７、１８）に配置された加熱部材（２８）で、隣接するシート（１６、１９、２０）間の接触面で直接加熱されることを特徴とする請求項１に記載の波形材料の製造方法。
3. 少なくとも一つのシートの少なくとも一つの部分は、コアバー（１７、１８）から離れて配置された加熱部材（２８）で、間接的に加熱されることを特徴とする請求項１に記載の波形材料の製造方法。
4. 波形形状に整えられた第二のシート（１６）は、コアバー（１７、１８）に到達する前に、波形がつけられることを特徴とする請求項１に記載の波形材料の製造方法。
5. 第一のシート（１９、２０）および第二のシート（１６）は、コアバー（１７、１８）の列と、少なくとも一つのプレスローラー（２１、２２）の間で、互いに対して加圧されつけられることを特徴とする請求項１に記載の波形材料の製造方法。
6. 第一の部材は、少なくとも一つの第一の平面シートと、波形形状に整えられ、コアバー（１７、１８）を亘って走る一つの可塑性材料の第二のシートを送るために配置され、第二の部材は、シートを集めて接合するために配置されている波形材料の製造装置において、
   コアバー（１７、１８）は、波形形状のシート（１６）の長手方向に延在し、
   加熱部材（２８）は、コアバーに隣接し、可塑性材料を含んでいる少なくとも一つのシート（１６、１９、２０）の接触面の部分に局所的に熱を伝達するために配置され、
   ガイド部材（１７、１８、２１、２２）は、隣接部分で第一および第二のシートを集め、加熱部材（２８）によって加熱された部分で接合するように配置されていることを特徴とする波形材料の製造装置。
7. コアバー（１７、１８）は、加熱部材（２８）を備え、少なくとも波形をつけられたシート（１６）の直接加熱のための加熱部材（２８）を備えることを特徴とする請求項６に記載の波形材料の製造装置。
8. 加熱部材（２８）は、隣接部分へのエネルギー伝達のためにコアバー（１７、１８）から離れて配置されていることを特徴とする請求項６に記載の波形材料の製造装置。
9. 加熱部材（２８）は、コアバー（１７、１８）へのエネルギー伝達のためにコアバー（１７、１８）から離れて配置され、同様に加熱されることを特徴とする請求項６に記載の波形材料の製造装置。
10. 波形成形部材（１４、１５）は、第二のシート（１６）がコアバー（１７、１８）に到達する前に、第二のシート（１６）の波形成形のために配置されていることを特徴とする請求項６に記載の波形材料の製造装置。
11. 波形成形部材（１４、１５）は、交互のくぼみと隆起で形成される上部板（１４）と、該上部板（１４）と適合する交互のくぼみと隆起で形成される下部板（１５）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の波形材料の製造装置。
12. コアバー（１７、１８）は、波形成形部材（１４、１５）を構成する間、シートの中央部分でより大きな長さを有し、中央部分から外れたシートと交差する方向でより短い長さを有して形成されることを特徴とする請求項６に記載の波形材料の製造装置。
13. コアバー（１７、１８）は、コアバー（１７、１８）に隣接する材料シート（１６、１９、２０）を加熱するための電気抵抗線を備えることを特徴とする請求項６に記載の波形材料の製造装置。
14. コアバー（１７、１８）は、上列（１７）および下列（１８）に整列されていることを特徴とする請求項６に記載の波形材料の製造装置。
15. 少なくとも第三のコアバーの組（２９）は、上列（１７）および下列（１８）の間の列に整列されていることを特徴とする請求項１４に記載の波形材料の製造装置。

Images