JP5609017B2

JP5609017B2 - 合成樹脂製気泡シート

Info

Publication number: JP5609017B2
Application number: JP2009139844A
Authority: JP
Inventors: 岩坂　正基; 正基岩坂; 勇気二橋; 佐藤　浩司; 浩司佐藤; 敏之森島
Original assignee: Kawakami Sangyo KK
Current assignee: Kawakami Sangyo KK
Priority date: 2009-06-11
Filing date: 2009-06-11
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2029-06-11
Also published as: JP2010284857A

Description

本発明は、多数の突起部が形成された凹凸シートに平坦シートを接合した合成樹脂製気泡シートに関し、特に気泡シートを気泡面同士で張り合わせる目的に適合した気泡形状を有するものに関する。

従来、多数の突起部が形成された凹凸シートに平坦シートが接合され、気体が密閉された多数の気泡部が形成された合成樹脂製気泡シートが知られている（特許文献１参照）。このような気泡シートは、気泡部の存在によって緩衝効果に優れており、包装材料として多く用いられている。

特開平１１−１２９３６６号公報

気泡シートはその構造上、面内に気泡部と気泡部が形成されていない平面部が交互に連続しており、気泡部が形成されていない平面部では緩衝効果を発揮することができない。これに対し、２枚の気泡シートを気泡部が形成された気泡面同士を対向させ、一方のシートの気泡部が他方のシートの気泡部間に入り込むように張り合わせることで、一方の気泡シートの気泡部が他方のシートの平面部に位置することとなり、気泡シートにおける気泡部が形成されていない部位をなくすことができる。

この場合、気泡部の断面形状と気泡部に囲まれた空間の形状が一致していると、気泡シートにおける気泡部が形成されていない面積を極力小さくすることができる。しかしながら、気泡部の断面形状と気泡部に囲まれた空間の形状が完全に一致していると、一方のシートの気泡部を他方のシートの気泡部に囲まれた空間に入れ込むことが困難である。一方、気泡部を小さくすると、気泡シートにおける気泡部が形成されていない面積が大きくなってしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、気泡面同士を張り合わせる合成樹脂製気泡シートにおいて、張り合わせ後の気泡シートにおける気泡部が形成されていない面積を小さくしつつ、気泡シートを張り合わせ易くすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、気泡部（１１）の壁面（１１１）は、シート面に垂直な方向に対して傾斜しており、気泡部（１１）は、シート面からの距離が大きくなる程、シート面に垂直な方向の断面積が小さくなるように構成されており、気泡部（１１）におけるシート面上の部分である基部（１１２）の面積が、平面部（１２）の面積より大きくなっており、基部（１１２）の角部（１１４）は、シート面に垂直な方向から見たときに基部（１１２）の外方側に向けて凸となる断面円弧状の湾曲形状とされ、前記気泡部（１１）はそれぞれ独立して形成されている合成樹脂製気泡シートであって、折曲げ部（１５）を境にして第１領域（Ｌ）と第２領域（Ｒ）とに区画され、前記第１領域（Ｌ）の気泡部（１１ａ）は前記第２領域（Ｒ）の平面部（１２）と対称位置に設けられ、前記第２領域（Ｒ）の気泡部（１１ｂ）は前記第１領域（Ｌ）の平面部（１２）と対称位置に設けられ、前記折曲げ部（１５）を境にして前記第１領域（Ｌ）と前記第２領域（Ｒ）の前記気泡部（１１）が形成された面同士が対向するように折曲げ可能となっており、第１領域（Ｌ）と第２領域（Ｒ）の気泡部（１１）が形成された面同士を張り合わせる際に、第１領域（Ｌ）の気泡部（１１ａ）が第２領域（Ｒ）の気泡部（１１ｂ）間に入り込み、第２領域（Ｒ）の気泡部（１１ｂ）が第１領域（Ｌ）の気泡部（１１ａ）間に入り込むようになっていることを特徴としている。

このように、気泡部（１１）の壁面（１１１）をシート面に垂直な方向に対して傾斜させるとともに、気泡部（１１）をシート面からの距離が大きくなる程シート面に垂直な方向の断面積が小さくなる、いわゆる先細り形状とすることで、気泡シートの気泡部（１１）が形成された気泡面同士を張り合わせる際に、一方のシート（もしくは領域）の気泡部（１１）が他方のシート（もしくは領域）の平面部（１２）に入り込み易くなる。このため、気泡シートを張り合わせ易くすることが可能となる。

また、気泡部（１１）の基部（１１２）の面積を平面部（１２）の面積より大きくすることで、気泡シートにおける気泡部（１１）の存在割合を大きくすることができる。このため、張り合わせ後の気泡シートにおける気泡部（１１）が形成されていない面積を小さくすることが可能となる。

さらに、基部（１１２）の角部（１１４）を、シート面に垂直な方向から見たときに基部（１１２）の外方側に向けて凸となる断面円弧状の湾曲形状とし、気泡部（１１）をそれぞれ独立して形成することで、隣接する気泡部（１１）同士が重なり合うことなく、気泡部（１１）の基部（１１２）の面積を平面部（１２）の面積より大きくすることができる。

また、請求項２に記載の発明のように、当該合成樹脂製気泡シートにおける気泡部（１１）と平面部（１２）とが形成された部位の合計面積のうち、気泡部（１１）の基部（１１２）の面積の合計が５割を上回っており、平面部（１２）の面積の合計が５割を下回っているとすることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。

本発明の実施形態の気泡シート１０を示す平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ部拡大図である本発明の実施形態における気泡シート１０を半折する半折装置を示す模式図である。本発明の実施形態における第１領域Ｌと第２領域Ｒとが融着した状態の気泡シート１０を示す平面図である。図５のＣ−Ｃ断面図である。他の実施形態の気泡シート１０を示す拡大平面図である。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。

図１は、本実施形態の気泡シート１０を示す平面図である。なお、図１において、斜線で示した部位が気泡部１１を示している。

図１に示すように、気泡シート１０には、気体が封入された気泡部１１が多数形成されている。本実施形態の気泡部１１は略四角柱状に構成されている。気泡シート１０のシート面には、気泡部１１に加えて、気泡部１１に囲まれた部位である平面部１２が設けられており、平面部１２は気泡部１１が形成されていない部位として構成されている。図１に示す例では、平面部１２は少なくとも二方向から気泡部１１に囲まれるようになっている。気泡シート１０では、気泡部１１と平面部１２とが、市松模様のように２次元的に交互に形成されている。

本実施形態では、気泡部１１のシート面に垂直な方向から見た断面形状が、略正方形となっている。また、平面部１２は、気泡部１１のシート面に垂直な方向から見た断面形状に対応する形状をしており、本実施形態では、四角形（正方形）となっている。

図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、気泡シート１０は、多数の凹凸状突起部が形成された凹凸シート（キャップフィルム）１３と、平坦シート（バックフィルム）１４とから構成される２層構造の合成樹脂製気泡シートとなっている。凹凸シート１３には、多数の略四角柱突起部がエンボス加工されており、凹凸シート１３の突起部開口側に平坦シート１４が接合されている。これにより、凹凸シート１３と平坦シート１４との間で空気が密閉され、気泡部１１が形成される。平面部１２は、凹凸シート１３と平坦シート１４とが接合された部位として構成されている。

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好適に用いることができ、本実施形態ではポリエチレンを用いている。本実施形態の気泡シート１０は、柔軟性を有する薄肉シートから構成され、単位面積当り重量（目付重量）を２０〜３００グラム／ｍ^２としている。

気泡部１１は、シート面に平行な方向から見た断面形状が台形となっている。また、気泡部１１は、シート面から立ち上がった壁面１１１がシート面に垂直な方向に対してそれぞれ傾斜しており、シート面から遠ざかる方向に向かって先細る形状となっている。すなわち、気泡部１１は、シート面から遠ざかる程、シート面に垂直な方向から見た断面の断面積が小さくなるように構成されている。

以下、気泡部１１におけるシート面上の部位を基部１１２といい、気泡部１１におけるシート面から最も離れている面を頂部１１３という。頂部１１３は、基部１１２と平行になっている。

図３は図１のＢ部拡大図である。図３に示すように、頂部１１３は、シート面に垂直な方向から見た断面形状が正方形となっている。基部１１２の面積は、平面部１２の面積より大きくなっている。気泡部１１の頂部１１３と平面部１２は対応した形状となっており、頂部１１３の面積と平面部１２の面積が略同一になっている。つまり、基部１１２の辺の長さをＤ_１、Ｄ_２とし、平面部１２の辺の長さ（頂部１１３の辺の長さ）をＤ_３、Ｄ_４とすると、基部１１２の面積（Ｄ_１×Ｄ_２）＞平面部１２の面積（Ｄ_３×Ｄ_４）となっている。さらに、気泡シート１０における気泡部１１と平面部１２とが形成された部位の合計面積のうち、気泡部１１の基部１１２の面積（Ｄ_１×Ｄ_２）の合計が５割を上回っており、平面部１２の面積（Ｄ_３×Ｄ_４）の合計が５割を下回っている。

ところで、気泡部１１の基部１１２の面積（Ｄ_１×Ｄ_２）を平面部１２の面積（Ｄ_３×Ｄ_４）より大きくすると、基部１１２の辺の長さＤ_１（Ｄ_２）が平面部１２の辺の長さＤ_３（Ｄ_４）、すなわち隣り合う気泡部１１間の距離より長くなるので、隣接する気泡部１１の角部１１４同士が重なり合ってしまい、隣接する気泡部１１同士が連通するおそれがある。これに対し、本実施形態では、基部１１２の角部１１４は、所定半径ｒを有する円弧形状（いわゆるＲ形状）となっている。換言すると、基部１１２の角部１１４は、シート面に垂直な方向から見たときに基部１１２の外方側に向けて凸となる断面円弧状の湾曲形状になっている。このため、基部１１２の面積を平面部１２の面積より大きくしても、隣接する気泡部１１の角部１１４同士が重なり合うことはなく、各気泡部１１を独立して形成することができる。

なお、凹凸シート１３と平坦シート１４とを融着させる際に、隣接する気泡部１１の角部１１４の間にある程度の間隔が必要となる。安定した融着を行うためには、隣接する気泡部１１の角部１１４同士の間隔を０．５ｍｍ以上とすることが好ましく、１ｍｍ程度とすることがより好ましい。

図１に戻り、気泡シート１０の中央には、気泡部１１が形成されていない直線状の部位が設けられており、この直線状部位が折曲げ部１５を構成している。折曲げ部１５は、気泡シート１０のシート幅方向（図１の左右方向）中央付近において、シート長さ方向（図１の上下方向）に沿って設けられている。気泡シート１０は、折曲げ部１５を境にして２つの領域に区画されている。

図１の左側に存在する第１領域Ｌと図１の右側に存在する右側の第２領域Ｒは、気泡部１１の位置が対称ではなく、第１領域Ｌの気泡部１１ａは第２領域Ｒの平面部１２と対称位置に設けられ、第２領域Ｒの気泡部１１ｂは第１領域Ｌの平面部１２と対称位置に設けられている。つまり、第１領域Ｌと第２領域Ｒでは、気泡部１１の位置が１個分ずつずれている。

気泡シート１０は、折曲げ部１５を境にして第１領域Ｌと第２領域Ｒの気泡部１１同士が対向するように折曲げ可能となっている。このとき、気泡シート１０は一方の領域の気泡部１１が他方の領域の平面部１２に対応する位置に形成されているので、第１領域Ｌと第２領域Ｒを重ね合わせる際に、一方の領域の気泡部１１が他方の領域の平面部１２に入り込むことができる。

図４は、本第１実施形態における気泡シート１０を半折する半折装置を示す模式図である。図４に示すように、半折装置は、三角板２０と一対の送りロール３０、３１と一対の加圧コンベア４０、４１と加熱装置５０とを備えている。なお、図４では、加熱装置５０を破線で示している。

半折装置には、気泡シート１０がロール状に巻かれた原反供給部１６から気泡シート１０が供給される。三角板２０は、略正三角形の板状部材であり、１つの角部２０ａ（図４における奥側に位置する角部）が原反供給部１６から供給された気泡シート１０に当接する。三角板２０の角部２０ａは、気泡シート１０の幅方向における中央付近の折曲げ部１５に当接するようになっており、折り曲げ部１５を境にして気泡シート１０を二つ折りするようになっている。気泡シート１０は、気泡部１１同士が対向するように折曲げられる必要があるので、三角板２０には、気泡シート１０における気泡部１１が形成された気泡面側が当接するようになっている。

送りロール３０、３１は、原反供給部１６から気泡シート１０を引き出すとともに、シート流れ下流側の加圧コンベア４０、４１に気泡シート１０を連続的に供給するものである。送りロール３０、３１は、三角板２０のシート流れ下流側に設けられており、平行に配置された円柱状の一対のロールから構成されている。本実施形態の送りロール３０、３１は、金属あるいは樹脂からなる芯材の表面に摩擦係数が高い材料（例えばゴム）からなるシートが表面に貼り付けられたニップロールとして構成されている。一対の送りロール３０、３１は、二つ折りされた気泡シート１０を挟み込んだ状態で互いに反対方向に同期回転するように構成されている。

加圧コンベア４０、４１は、送りロール３０、３１のシート流れ下流側に設けられており、気泡シート１０を挟んで対向する位置に配置されており、二つ折りされた気泡シート１０を両外側から加圧しながらシート流れ下流側に送り出すように構成されている。加圧コンベア４０、４１は、それぞれ一対のコンベアロール４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂとコンベアベルト４０ｃ、４１ｃを備えており、上側に位置する加圧コンベア４０のコンベアベルト４０ａと下側に位置する加圧コンベア４１のコンベアベルト４１ｂは、二つ折りされた気泡シート１０を挟み込んだ状態で互いに反対方向に同期回転するように構成されている。

加熱装置５０は、加圧コンベア４０、４１と同じ位置に設けられており、加圧コンベア４０、４１で挟み込まれた状態の気泡シート１０を加熱するように構成されている。加熱装置５０としては、加熱炉（オーブン）や熱風炉を用いることができる。本実施形態では、加熱装置５０による加熱温度を、気泡シート１０を構成するポリエチレンの融点（１２０℃）より高い温度としている。加熱装置５０による加熱時間は、加圧コンベア４０、４１の回転速度によって適宜調整される。

ここで、本実施形態の半折装置の作動を説明する。まず、送り出し工程と半折工程を行う。一対の送りロール３０、３１を作動させ、気泡シート１０を連続的に下流側に送り出す。

送りロール３０、３１により原反供給部１６から引き出された気泡シート１０は、三角板２０で進行方向を変え、シート流れ方向に沿って、送りロール３０、３１に向かって流れる。

そして、三角板２０における気泡シート１０が当接する角部２０ａにより、気泡シート１０のシート幅方向中央付近の折曲げ部１５で折り目が形成される。三角板２０により長さ方向に沿って折り目が形成された気泡シート１０は、二つ折りにされた状態で一対の送りロール３０、３１の間に引き込まれ、さらに送りロール３０、３１の下流側に送り出される。

次に、加圧工程と加熱工程を行う。送りロール３０、３１の下流側に送り出された気泡シート１０は、一対の加圧コンベア４０、４１の間に供給される。折曲げ部１５で二つ折りにされた気泡シート１０は、一対の加圧コンベア４０、４１で加圧されることで、第１領域Ｌの気泡部１１ａが第２領域Ｒの気泡部１１ｂ間に入り込み、第２領域Ｒの気泡部１１ｂが第１領域Ｌの気泡部１１ａ間に入り込み、第１領域Ｌと第２領域Ｒとが重なり合う。

加圧コンベア４０、４１で加圧された状態の気泡シート１０は、第１領域Ｌと第２領域Ｒとが重なり合った状態で、加熱装置５０により加熱される。これにより、気泡シート１０の表面層が溶融し、第１領域Ｌと第２領域Ｒとが融着される。加熱装置５０内を移動する過程で対向する面同士が融着した気泡シート１０は、加熱装置５０から外部に排出された後で冷却される。

図５は本第１実施形態における第１領域Ｌと第２領域Ｒとが融着した状態の気泡シート１０を示す平面図で、図６は図５のＣ−Ｃ断面図である。図５および図６に示すように、折曲げ部１５で二つ折りされた気泡シート１０は、第１領域Ｌの気泡部１１ａと第２領域Ｒの気泡部１１ｂが交互に並んでいる。つまり、第１領域Ｌの平面部１２の位置には第２領域Ｒの気泡部１１ｂが存在し、第２領域Ｒの平面部１２の位置には第１領域Ｌの気泡部１１ａが存在している。このため、気泡シート１０のシート面には、気泡部１１が存在しない部位がほとんどなくなり、シート面のいずれの部位においても緩衝効果を発揮させることができる。

本実施形態では、気泡部１１の壁面１１１をシート面に垂直な方向に対して傾斜させるとともに、気泡部１１をシート面からの距離が大きくなる程シート面に垂直な方向の断面積が小さくなる、いわゆる先細り形状としているので、気泡シート１０の気泡面同士を張り合わせる際に、折り曲げ部１５を境にした一方の領域の気泡部１１が他方の領域の平面部１２に入り込み易くなる。このため、気泡シート１０を張り合わせ易くすることが可能となる。

また、本実施形態では、気泡部１１を単に先細り形状とするだけでなく、気泡部１１の基部１１２の面積の合計が気泡シート１０全体の面積の５割を上回るように構成しているので、気泡シート１０の気泡面同士を張り合わせたときに、第１領域Ｌの気泡部１１ａと第２領域Ｒの気泡部１１ｂとの間に隙間が生じることを防止できる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。

例えば、上記実施形態では、気泡部１１の断面形状を正方形としたが、気泡部１１の断面形状は気泡部１１に挟まれた平面部１２の形状と対応していればよく、例えば、図７（ａ）に示すような菱形等の正方形以外の四角形とすることでき、あるいは図７（ｂ）に示すような三角形等の四角形以外の形状とすることができる。

また、上記実施形態では、気泡部１１の基部１１２の角部１１４をＲ形状としたが、隣接する気泡部１１同士が重なり合わないような形状であればよく、例えば、角部１１４をＣ面取り、すなわち直線状に面取りされた形状とすることができる。

また、上記実施形態の気泡シート１０を構成する凹凸シート１３と平坦シート１４を単一材料からなる一層のシートとして構成したが、これに限らず、凹凸シート１３と平坦シート１４を多層シートとして構成してもよい。例えば表面層にポリオレフィン性樹脂材料を用いて融着性を確保した上で、中間層にガスバリア性フィルムを用いることで、気泡部１１からのガス漏れを低減することができる。ガスバリア性フィルムとしては例えばナイロンやＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）を用いることができる。

また、上記実施形態では、１枚の気泡シート１０を二つ折りにして融着させるように構成したが、これに限らず、２枚の気泡シートを気泡面同士が対向するように張り合わせて融着させるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、柔軟性を有する気泡シート１０を用いた例について説明したが、これに限らず、本発明は曲げ剛性を有する合成樹脂製気泡シート（気泡ボード）にも適用可能である。この場合、単位面積当り重量（目付重量）が３００〜３０００グラム／ｍ^２となる。

１０…気泡シート、１１…気泡部、１２…平面部、１３…凹凸シート、１４…平坦シート、１１１…壁面、１１２…基部、１１４…角部。

Claims

凹凸シート（１３）と平坦シート（１４）とが接合され、気体が密閉された多数の気泡部（１１）と前記気泡部（１１）に囲まれた平面部（１２）とが形成されており、
前記気泡部（１１）の壁面（１１１）は、前記シート面に垂直な方向に対して傾斜しており、
前記気泡部（１１）は、前記シート面からの距離が大きくなる程、シート面に垂直な方向の断面積が小さくなるように構成されており、
前記気泡部（１１）における前記シート面上の部分である基部（１１２）の面積が、前記平面部（１２）の面積より大きくなっており、
前記基部（１１２）の角部（１１４）は、前記シート面に垂直な方向から見たときに前記基部（１１２）の外方側に向けて凸となる断面円弧状の湾曲形状とされ、前記気泡部（１１）はそれぞれ独立して形成されている合成樹脂製気泡シートであって、
折曲げ部（１５）を境にして第１領域（Ｌ）と第２領域（Ｒ）とに区画され、前記第１領域（Ｌ）の気泡部（１１ａ）は前記第２領域（Ｒ）の平面部（１２）と対称位置に設けられ、前記第２領域（Ｒ）の気泡部（１１ｂ）は前記第１領域（Ｌ）の平面部（１２）と対称位置に設けられ、前記折曲げ部（１５）を境にして前記第１領域（Ｌ）と前記第２領域（Ｒ）の前記気泡部（１１）が形成された面同士が対向するように折曲げ可能となっており、
前記第１領域（Ｌ）と前記第２領域（Ｒ）の前記気泡部（１１）が形成された面同士を張り合わせる際に、前記第１領域（Ｌ）の気泡部（１１ａ）が前記第２領域（Ｒ）の気泡部（１１ｂ）間に入り込み、前記第２領域（Ｒ）の気泡部（１１ｂ）が前記第１領域（Ｌ）の気泡部（１１ａ）間に入り込むようになっていることを特徴とする合成樹脂製気泡シート。
当該合成樹脂製気泡シートにおける前記気泡部（１１）と前記平面部（１２）とが形成された部位の合計面積のうち、前記気泡部（１１）の基部（１１２）の面積の合計が５割を上回っており、前記平面部（１２）の面積の合計が５割を下回っていることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製気泡シート。