JP6047013B2 - ボックス用ブランクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は容器、特にポリスチレンペレット、あるいは他の膨張性あるいは発泡性材料（以下、膨張性材料と記載する）から製造される容器の改良に関する。

これまで長期に亘って、ポリスチレン製ボックス（利用可能な他の膨張性材料も含めて総称する）が、例えば農業及び園芸生産物、特に果実及び野菜や、魚等の水産物、医薬品等のプロセス製品など、多くの商品の輸送に利用されてきた。そしてこれらのボックスは要求される最終形状に直接成形されてきた。

ポリスチレン成形の遂行においては、該材料のペレットをツール中に入れてからスチームを該ツール中へ注入し、スチームによってペレットが膨張される。これによりペレットは相互に溶け込みあって癒着し、同時にツール内全体を完全に占有する。

これらボックスは使用に関する限り完全に満足されるものであったが、これらがワンピースとして成形されること、重量の割には極めて大きな容積を占めること、従って「空のまま」を運ぶことは最も不効率であることが大きな欠点とされてきた。そのため、しばしば使用場所あるいはその近隣に所在するボックスメーカー工場を利用する必要性が生じ、またこれらボックスを再利用する可能性も限られてきた。

このことは、環境上の観点からは、これらボックスが通常使用後は破砕されて埋め立てに用いられ、そのために相当な費用がかかることを意味するものである。

従来、例えば本願出願人のＰＣＴ特許出願PCT/AU2007/000693において、平板ブランク片から作製可能なポリスチレンボックスが提案されている。このような方法には一定の利点があるが、作業面において猶完全に完成された方法とは言えない。

本発明は、従来生じていた問題点を最小限に低減し、かつ実質的に新たな用途分野を開拓する新形態のポリスチレンボックスを提供することを目的とする。

本発明では、膨張性材料から作製され、かつ当初概略平板状に成形され、ボックスへの形成を可能にするためにボックス底部とボックス側面及び端面との間の接合部にヒンジ部が作製される、ボックス用ブランクの製造方法であって、第１の工程として、第１のツールが膨張性材料に適用されることによって最初の形状のブランクが成形されるが、この最初の形状のブランクのヒンジ部は最初の形状のブランクの主要部分より厚さが薄いものとして、第１のツールの両縁が角度を有する第１の侵入部によって成形されること、及び第２の工程として、第１のツールとは異なる第２のツールが上記最初の形状のブランクに適用されるが、この第２のツールは、第１のツールの両縁が角度を有する第１の侵入部と同じ角度を有する両縁を有する第２の侵入部を有し、第２のツールが最初の形状のブランクに適用された時、前記最初の形状の厚さが薄い部分の膨張性材料を除去することなく、ヒンジ部の、厚さが薄い部分の厚さを減少させるものであるブランクの製造方法が提供される。

本発明においては、ヒンジ部を形成するため、第１のツールには内側方向へ向いた両側部と、該両側部の中間に位置する平坦部分がある。この平坦部分によって形成されたヒンジ予定部を、その厚さを減じ、ヒンジ部を形成(完成)するため第２のツールが適用され、この第２のツールはその外側形状は第１のツールに一致しており、その内側形状はヒンジ予定部の厚さを減じるようになっている。

ヒンジ予定部からのヒンジ部の形成(完成)は第１のツールによるブランクの成形後に速やかに行うことが好ましいが、その一方において成形処理中に用いられたスチームから凝縮した水分がブランク中に含まれてしまう。従って第１のツールによるブランクの作製と第２のツールによるヒンジ部の形成(完成)は２つの別個の工程において実施される。

ボックスの各部分が相互に当接する部位においては、留め継ぎ接合部を形成できる２面が与えられるように、それら部分が型中において一定角度で成形されることが好ましい。

本発明は、ブランクの少なくとも一つの面に水不透過性材料から成るフィルムを配して防水性ボックスを提供することができる特徴を有する。このフィルムがボックスの内側へ付される場合には、ボックスを着色して表示部材として用いることが可能であり、またフィルムをボックスの外面に配して審美的装飾を施すことも可能である。また、フィルムにプリントあるいはエンボス処理を施してさらに審美性を高めることも可能である。

以上のように本発明では、２つの部材からなる第１のツールを供する工程、この２つの部材は、いずれもブランクの厚い主要部を形成する部分と、それより薄いヒンジ部を形成する部分からなり、相互に付き合わされ、膨張性材料はこのような第１のツール中へ注入され、膨張されて最初のブランクが作製される工程と、作製されたブランクに対して、第１のツールに外側形状は類似するが、内側部にヒンジ部の厚さを減少させるための部分を更に備えた第２のツールで圧縮し、第１のツールで形成されたヒンジ部の材料を取り除くことなく厚さが減じられてヒンジ部が形成（完成）されるようにツールへ圧力を加える工程、から構成されるブランクの製造方法が提供される。

本発明はさらに、本発明に係るブランク製造方法を用いたボックスにも関する。

第一成形工程から得られた本発明に係るブランクを示した図である。 製造の第二工程における加工が行われた完成ブランクを示した図である。 ヒンジ予定部が形成されるブランクの初期の形態を示す、図１の線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。 第二工程の完了後における形成されたヒンジ部を示す、図２の線Ｄ−Ｄに沿った断面図である。 作製工程完了後におけるボックスの断面図である。 ボックスを使用可能状態とするために特定のクリップ取付を行って図２のブランクから組み立てられたボックスを示す図である。 図５は、図４に示したボックスを、クリップが取外され、かつ側面及び端面が完全に折り立てられていない状態で示された図である。 図６は、図４の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図７は、図４の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 ブランクの一側面上におけるフィルムの位置を示す、図３ａに類似した図である。 ブランクの一側面上におけるフィルムの位置を示す、図３ｂに類似した図である。 ブランクの各側面上へ付されるフィルムを示す、図８ａに類似した図である。 ブランクの各側面上へ付されるフィルムを示す、図８ｂに類似した図である。 図１０は、図８ｂに示したブランクの一部の平面図であり、フィルムが本発明に係るブランクの隣接する側面と端面の間の領域上へ延びている状態を示した図ある。 図１１は、フィルムの図示部分がどのようにボックス中へ延びているかを示している、完成されたボックスの部分平面図である。 図１２は、ボックスが一体型蓋と共に作製可能とされる、全体として図２のブランクと類似したブランクを示した図である。 図１３は、一体型蓋の閉じ部材、及びボックスから分離される蓋と共に用いることが可能な閉じ部材を示した図である。

発明を実施するための手段

本発明の理解を容易にするため、以下に本発明に従ったボックスの実施例を用い、さらに添付図面を参照しながら本発明について説明する。

上述したように、ボックスは適当な膨張性材料から成る平たいブランクから作製される。このブランクは、最も簡略な形態としては、底部と底部から外側へそれぞれ拡がった側面１４及び端面１５を与える４つの面２１を有して成り、ヒンジ部によって側面及び端面が底部の周りに折り立てられるようになっている。

ブランク１０の作製は２工程から成る方法に従って行われる。

第一工程においては、図１のブランクのネガティブ形状を持つ２部材から成る第１のツールを用い、この第１のツール中へポリスチレンのペレットあるいはビーズを挿入し、同時に型中へスチームを注入してビーズを軟化、膨張させて、ツールに充満癒着させる。完成されるボックスに必要な密度に基づいて、挿入されるペレットの量及び質は変更される。このような方法は当該技術分野において周知である。

図３ａから理解されるように、第１のツールにはヒンジ予定部を形成するための内側侵入部３１、３２があり、これら侵入部３１、３２は第１のツールによって画定される空間中へと延びている。

これらの侵入部３１、３２はそれぞれブランクを形成する膨張性材料２１の深さの約１／３の部位まで延び、この部分のブランク２１本体の厚さを約１／３で残存させることとなる。

前記侵入部３１、３２には側部３１’、３２’があり、これら側部３１’、３２’は、そのまま延びればブランクの中心近くで終わる角度をなすが、それらの内側末端では平面３１”、３２”を形成している。ブランクは膨張すると第１のツールの内面に密着するため、これら側部や平面は正確に形成される。

図１のブランクは次いで、第１のツールと同様に２つの部材４０、４１から成り、かつ第１のツールの侵入部３１、３２の形状が別となっているだけの、第２のツール中に入れられる。

つまり、第２のツールの一方の部材４０を固定しておき、図１及び図２のブランクを該一方の部材４０上に置き、第２のツールの他方の部材４１を該ブランク上へ降ろし、それらの侵入部とも言える延長部３５、３６によって図３ｂに示す位置と適合するまでブランクのヒンジ部予定部２２を圧縮する。すなわち、ブランクの部分ヒンジ部２２は、それによってヒンジ２３が形成(完成)されるまで変形され、さらにこの図から理解されるように、延長部３５、３６は侵入部３１、３２と同角度であるため、変形は最初の第１のツールによる部分的形成と連続性をなす。この状態は図３ｂの点線状部分から理解されよう。
前記ヒンジ中の材料量は、該材料はロスなく圧縮され、２３で示す強固なウェブ、従って強固なヒンジとして形成されることから、ヒンジ予定部２２中の材料量と同じである。

この第二工程は第一工程においてブランクが成形された後速やかに実施されること、及び前記膨張性材料は暖かい状態ないし熱い状態であること、及び膨張性材料のペレットを膨張させるために材料には相当量の水分が含まれていることがより好ましい。図示されていないが、当該技術分野では周知であるが、過剰なスチーム及び水が材料から放出されるように、ツールにはスチーム抜き孔を備えることが可能である。

ブランクの最終形状の適合化には圧縮が主要な役割を果たすが、それは第二工程において存在する熱や水分で補助されるものである。

上述したように、２つの部材が合わされる面では、部分３１’、３１”及び３２’、３２”は最初の成形工程において極めて正確に形成され、第二工程後の作製においてもこの角度はヒンジ部に対してそのままである。

互いに隣接し合う部材がそれぞれ他方の方へ回動された際、図５及び６から理解されるように、側面１４及び端面１５は接して直角状の留め継ぎ接合部を形成するようになっている。これから離れた側も同様に取り付けることにより、２つの部材の接合部において外角が整然と揃い、ボックスの全体内に平面が効率的に形成される。このような状態は図７に最もよく示されている。

組み立てられたボックスが最も通常的な矩形、あるいは四角形であることが必要であれば、回動は互いにほぼ４５°となり、２つの部材の隣接する平坦部分は、部材が適正位置とされたときに明確な折り返しとなって良好な部材の当接が得られる。この点についても図７から最もよく理解することができる。

また、完成ボックスに対する要求に従って、接合角度を変更することも可能である。

本願記載のブランク平板体作製の一観点によれば、ブランク設計に多大な柔軟性が得られ、本願記載の目的を含めて特定の目的ごとにボックスを設計することが可能である。

例えば、平板体ブランクではブランクの部分によって厚さの変更が可能であり、例えばブランクから作製されるボックスの最大強度が必要とされない面についてはブランクに用いられる材料を節約することが可能である。また、種々形態の側面及び端面の輪郭形成を行って材料を節約することも可能である。さらに、変わった形状をもつ製品に最適保護を与えるブランクとすることも可能である。

さらに、ワンピースボックスの場合には通常不可能であった、アンダーカット（下側くり抜き部）を型から容易に取り除けるようにすることも可能である。

また、本発明によれば、側面を湾曲させたボックスや、ワンピース成形では作製不可能な形状のボックス、例えば断面が三角形で、ヒンジに隣接する面によって形成される角度が直角ではない、例えば６０°等の角度となるボックスの製造も可能となる。

ヒンジ作製中に加えられる圧縮に一部起因して、回転モーメントが加わる部分（ヒンジ部）２３の厚さは、ボックスの他の部分よりも薄いので、回転（折り立て）が相対的に容易になる。

次に図４、図５及び図６に関して、図４は先に説明した図のブランクから作製された完成ボックスを示す図である。側面１４及び端面１５は、それらが互いに接するまで上方へ回動される。本実施態様においては、一定角度に折り曲げられたクリップ４０が用いられ、各クリップ４０の端部に設けられた延長部分４１はボックスの外面中の窪み４２に入るようになっている。これらの窪み４２は前述した最初の成形工程において形成される。クリップ４０は変形可能で、窪みへ嵌め込み、また嵌め込み後に最初の形状に戻ることができる金属あるいはプラスチック材料を用いて作製可能である。

ボックスは、図４、５、及び６に示したように組み立てられ、製品の運搬に利用可能である。これらの図には図示していないが、ボックスの上部へ補足される蓋は、ボックス上部へ被せるか、あるいは上部内に収容して、接着テープ等を用いて密封可能である。ボックスから中身を取り出す場合にはクリップ４０を取り外すだけでよく、側面及び端面を開くことにより、前述した平板体ブランクとすることが可能である。

必要な場合、ボックスの上部に図７及び図１３に示すような形状体５２を設け、蓋を適正位置に確実に保持するための図１３に示す蓋下側の相補的形状体５３と機能し合うように適合化させることも可能である。このマッシュルーム形状で図示されている形状体は型から容易に取り出すことが可能である。

本願に係るブランクは再利用や他の利用のため積み重ね及び運搬が容易であり、必要ならば、これらブランクを廃棄物容器あるいはチップとすることも可能である。一般的に、膨張型プラスチックボックスは輸送コストがかかることを理由として再使用されず、輸送手段によって運ばれるものは比較的少数のボックスだけであり、通常は破砕され廃棄物として処理される。

また、図示されているクリップは、前述した通り単なる例示である。しかしながら、比較的に短いクリップでも十分に満足される機能を果たすものであるが、ボックスいっぱいまで高さのあるクリップは、ボックスが積み重ねられる場合において、特にクリップを直接上下に重なるので、ボックスの強度を高めるのに利用できることが理解されよう。

図示したタイプのクリップとは別に、組み立てられたボックスの保持方法は多種に亘る。例えば、偶部の周りに接着テープを配する、あるいはボックス周縁部の周りにストラップ等を配することができる。ボックスが再利用されるのではなくて、完成されたボックスよりも多くのブランクを運ぶことができることに猶利点があるとするならば、使用に先立ってブランクを接着剤を用いて固定してしまうことも可能である。

クリップを用いてボックスの全高を効率的に延ばすこと、及びクリップの上端部を、その上に位置する隣接ボックスのクリップの下端部を受け、あるいはそれと協力機能するように構成し、これにより、隣接ボックスの一方を他方の上へ配置できるように、また同時にひとつのボックスから他の隣接ボックスへ圧力が掛からないように確保できるスペーサーあるいは台脚としてクリップを効果的に機能させることが可能である。これにより、ボックスの中身がたとえケーキ等であっても、押し潰されるダメージから保護することが可能である。

この種のクリップの使用によって構造面での利点が与えられるが、他方において用途によっては完全に満足されない場合もあろう。例えば、ボックスが再利用可能ボックスである場合は、保管のために分解が可能であり、また製品の包装及び配送のために別個の部品を必要とせずに容易に再組み立てできることが要求される。このような容器は、例えば、上述したケーキ等の、製品の製造と販売場所が離れている製品で、製品へのダメージが最小限となるように搬送しなければならない製品にとって特に有用である。

このような場合、ボックスに別の組立方法を用いることが可能である。最初に、柔軟で弾力性あるいは無弾力性の長いバンドをボックスの周囲に巻き付けて単にボックスを保持する。このバンドを簡単に調節可能なバックル等あるいはベルクロ（登録商標）部品によって結合して、ボックスの周囲を単にラップし、２つのベルクロ（登録商標）部品を相互に接続することによりボックスの状態で保持することが可能である。

さらに、これら部材を、端部あるいは側部に取り付けられたストラップを備える第一ベルクロ（登録商標）部材と側部あるいは端部に取り付けられた第二ベルクロ（登録商標）部材で構成することにより、単にこのストラップをコーナーの周りに動かし、これらべルクロ（登録商標）構成部品を結合させるだけでボックスの状態を保持でき、他方搬送に際してはベルクロ（登録商標）結合を単に分離してボックスを平らにすることが可能である。

あるいは上記に代えて、コーナーの周りを通ってボックスの隣接側部へ結合されるようになっている部材を隣接部材のひとつの側部あるいは端部へ取り付けることによって行うことも可能である。

さらに、上述したように、ボックスの頂部を蓋に設けられた形態と相補的な形態に形状化し、この組み合わせを用いてボックスの組立状態を保持することも可能である。望ましくは、蓋の不注意による外れ、ひいてはボックスの完全性が損なわれる可能性をなくするため、蓋は接着剤を用いて、あるいは他の方法によりボックスに固定される。

一体化された蓋を備えるボックスが要求される場合には、最初の成形段階において、図１２に示すように、側面部材のひとつの外縁部からさらに拡張部分５０を設け、この拡張部分５０の大きさはボックスの上部の大きさと同等とし、この拡張部にボックスの周縁部を取り巻いて拡張部５２と相互機能して、前述したように蓋を適正位置に保持し、かつボックスへ蓋を固定するための周辺形状体５３が設けられる。

ブランクは、第一工程中に第１ツール中で成形されるため、特定の記述を与え、あるいはボックス表面中へ、あるいは表面に広がるように他の材料をエンボス処理するように型を作製することが可能である。

製造を容易にするため、好ましくはボックスの正規の面を超えて材料が拡げられることが望ましく、これはそうなるように型から金属を取り去るだけで良いことが理解されよう。ボックスの表面中へ材料を挿入することが好ましければ、ダイ・インサートを供されれば良く、これはダイ表面全体を取り除かなければならない場合よりもはるかに少ない金属の取り除きしか必要とされない。

図８及び図９に示す実施態様においては、ブランク作製の第二工程前に、図８に示すようにボックスの内側となる面へ、あるいは図９に示すようにボックスの外側となる面、あるいは両面へ、ブランクの表面全体に亘ってプラスチックフィルム６０を配置することが可能である。

前記フィルムはウレタン材層等の接着材を用いてコーティング可能である。そしてこのフィルムがブランク上へ付される際、付されたフィルムが侵入部２４中へ移動してブランクの表面全体が完全に被覆される。

ブランクの内面上にフィルムがある場合、図８に示すように、該フィルムの寸法は、側面１４と端面１５を分離する切り出し部分６２も含めてブランク全体以上に大きいことが好ましい。ボックスを作製する際には、フィルムの部分６２をボックスの内側あるいは外側へ折り畳んで連続フィルム膜とし、ボックスを防水性とすることが可能である。また、必要な場合には、フィルムの部分６２を、フィルム自体、あるいはボックス内面のフィルムに対して密封して漏出が起こらないよう確保することも可能である。

他方、フィルムが外側に使われる場合、このフィルムは、内容物の供給者に関する詳細、おそらく内容物自体、その他必要とされる法定記載事項、さらに必要な場合は宣伝広告が前もって印刷されたフィルムであってもよい。

内面上のフィルムは単なる透明フィルムでよいが、例えば容器がディスプレイ目的利用される場合には、着色フィルム、あるいはパターンやプリントが付されたフィルムを用いることも可能である。

フィルム上へ加熱活性化接着剤が処理されている場合、スチームを用いてフィルム上面へ加熱処理が行われるが、処理熱量は少量とするのが望ましい。この加熱処理により、ブランク表面への加熱活性化接着剤の結合が促進される。

図９に示すように、フィルムはブランクの両面へ処理可能であるため、両面処理を行うことにより、ボックスの内面と外面の双方を滑らかに装飾し、あるいは液体密封ボックスとして得る利点が得られる。この場合、作製後のブランクには、前述したように膨張性材料ペレットを膨張させるために用いたスチームに基因する相当量の水分が含まれるため、外面上のフィルムに複数の空気抜き孔を設けて、水分の排出を可能にしなければならない。ブランクの両面のフィルム共、特に望ましくは、使用後、及び開封後には清浄化あるいは滅菌処理されることが必要である。

本発明に係るボックスは、すべてヒンジ形成部分が薄くなるように作製する平板成形組立の基本概念に基づいて、種々形状及びサイズを取ることが可能なことが理解できよう。また本発明に係るボックスは種々用途に利用可能であり、例えば内面フィルムライニングが施されている場合、魚その他の相当量の液体を伴った荷を航空便を利用して輸送することも可能である。

フィルムライニングを施すことにより、用途の変更に際しての、特に使用場所の変更に際しての分解ブランクの洗浄及び又は滅菌が可能となる。

ボックスが容易に分解でき、また再度組み立てられることは、ボックスが中身が入っている時には必要な空間しか占有せず、ノックダウンして積載して持って帰れるので、短距離輸送にとって極めて有用な特徴である。特に、販売地点から離れた場所で調理されるペースト状商品の配送用途として有用である。

本発明者らは、ブランク中に形成されるヒンジには、ボックスが再利用されても、かなりの寿命があることを見出した。また、本発明者らは、多数の回数にわたってボックスを用いても、ボックスの片面あるいは他面上のフィルム層には上述した特徴だけでなく、狭いヒンジ部分に付加的強度を与える特徴があることも見出した。それゆえ、ボックスの相当回数の組立及び分解後においても、２つの構成部分の接合部分間においてポリスチレンの破損はほとんど認められなかった。

また、前記フィルムを用いて、ボックス本体の少なくとも一方の側面からフィルムを引き延ばし、フィルム下面に熱あるいは他の方法で活性化される接着剤を用いてこれを蓋へ接着させて固定することにより、蓋とボックス本体の間に不正開封不可確認シールを付すことも可能である。このフィルム処理は蓋を適正位置に保持するための閉じ具としても機能するものである。

本願明細書において、本発明に従って作製される数例のボックス形態について説明してきたが、これらの実施例は例示にすぎず、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく変更を加えることが可能なことが理解されるべきである。

Claims (10)

1. 膨張性材料から作製され、かつ当初概略平板状に成形され、ボックスへの形成を可能にするためにボックス底部とボックス側面及び端面との間の接合部にヒンジ部が作製される、ボックス用ブランクの製造方法であって、
   第１の工程として、第１のツールが膨張性材料に適用されることによって最初の形状のブランクが成形されるが、この最初の形状のブランクのヒンジ部は最初の形状のブランクの主要部分より厚さが薄いものとして、第１のツールの両縁が角度を有する第１の侵入部によって成形されること、及び
   第２の工程として、第１のツールとは異なる第２のツールが上記最初の形状のブランクに適用されるが、この第２のツールは、第１のツールの両縁が角度を有する第１の侵入部と同じ角度を有する両縁を有する第２の侵入部を有し、第２のツールが最初の形状のブランクに適用された時、前記最初の形状の厚さが薄い部分の膨張性材料を除去することなく、ヒンジ部の、厚さが薄い部分の厚さを減少させるものであること、
   を特徴とするブランクの製造方法。
2. 第１のツールの、ヒンジ部を形成する部分は、内側に向けられて傾斜した両側面と、これらの両側部をつなぐ平坦部分からなること、
   を特徴とする請求項１記載のブランクの製造方法。
3. 第２の工程は、第２のツールによって最初の形状のブランクのヒンジ部に圧力を適用することからなり、第２のツールは、第１の工程においてヒンジ部を成形する第１のツールの第１の侵入部の両縁と同じ角度を有する両縁を有する第２の侵入部を有し、第２のツールのその第２の侵入部の両縁に連続する内側部が最初の形状のブランクのヒンジ部の厚さを減少させるものであること、
   を特徴とする請求項２記載のブランクの製造方法。
4. 第２の工程におけるヒンジの加工が、第１の工程によるブランクの成形後になされること、
   を特徴とする請求項３記載のブランクの製造方法。
5. 第１の工程におけるブランクの形成の際、膨張性材料はスチームによる熱と圧力が適用され、第２の工程において、ブランクになおスチームに基づく水分が残されていること、を特徴とする請求項１記載のブランクの製造方法。
6. 第１のツールと第２のツールが異なること、
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のブランクの製造方法。
7. 第２の工程において、ブランクのヒンジ部に熱と圧力が適用されること、
   を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のブランクの製造方法。
8. 第２のツールによるヒンジの形成前に、ブランクの一面上に不透水性フィルムが適用さ
   れることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のブランクの製造方法。
9. 第２の工程の前に、ブランクの両面にフィルムが適用されること、
   を特徴とする請求項８記載のブランクの製造方法。
10. 少なくとも一枚のフィルムには接着剤が適用されていること、
    を特徴とする請求項８又は９記載のブランクの製造方法。
    

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