JP7213826B2 - 拡張可能なスリットシートストック材料、ダンネージ変換システム、及び、拡張方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

［関連出願］
本出願は、２０１７年４月１０日に出願された米国特許出願第６２／４８３，６８８号に基づく優先権を主張し、上記出願は、参照することによりその全体が本明細書に援用される。
［技術分野］
本発明は、概して、シートストック材料、ダンネージ変換システム、及び、シートストック材料をダンネージ製品に変換するための方法に関し、より詳細には、拡張可能なスリットシートストック材料、ダンネージ変換システム、及び、スリットシートストック材料を拡張ダンネージ製品に変換するための方法、に関する。
［背景］
１つ以上の物品を、ある場所から別の場所へ輸送する過程において、梱包者は、通常、例えば段ボール箱などの輸送コンテナ内に、輸送される１つ以上の物品と共に何らかのダンネージ材を配置する。ダンネージ材は、通常、物品を包装するため、または、コンテナ内の物品の周囲の空間または空隙容積を、部分的に、または、完全に充填するために用いられる。空隙容積を充填することにより、ダンネージは、輸送工程中の損傷を引き起こしうる物品の移動を阻止するか、または、最小限にする。ダンネージは、また、遮断、固定、または、緩衝機能を果たすことも可能である。いくつかの一般的に用いられるダンネージ材は、発泡プラスチックピーナッツ（ｐｌａｓｔｉｃ ｆｏａｍ ｐｅａｎｕｔｓ）、プラスチックバブルパック（ｐｌａｓｔｉｃ ｂｕｂｂｌｅ ｐａｃｋ）、エアバッグ、及び、加工紙ダンネージ材である。

スリットシート材料、スリットシートストック材料、ストック材料、または、シート材料とも称される、拡張可能なスリットシート梱包材料は、物品を包装するための緩衝材として、且つ、梱包のための空隙充填材料として有用である。本明細書で用いられる「拡張」という用語は、三次元の拡張、または、体積膨張を指す。材料は、幅が縮小する一方で長さ及び厚さが拡張し、体積の増加及び相当する密度の減少をもたらす。スリットシート材料は、一般的には、シート材料にわたって何列にも配列される複数のスリットを有する。スリットシート材料が、スリット方向を横断する方向に伸長される場合に、材料は変形し、長さ及び厚さが増加する。スリットシート梱包材料の伸長及び厚さの増加は、拡張と称される。

例示的なスリットシート梱包材料及びその製造は、米国特許第５，６６７，８７１号及び５，６８８，５７８号でより詳細に説明され、これらの開示は、参照することによりそれらの全体が本明細書に援用される。その中に説明されるように、ダンネージ製品に変換するための１つの例示的なスリットシート梱包材料は、紙製である。紙梱包材料は、リサイクル可能、生分解可能であり、且つ、再生可能資源にて構成される環境に配慮した梱包材料である。
［発明の概要］
既存のスリットシートストック材料が、結果として得られる適切な拡張ダンネージ製品を提供するために用いられうる一方で、既存のストック材料は、理想的な製造工程を有していないかもしれず、全ての用途にとって理想的ではないかもしれず、または、スリットシートストック材料を拡張するための全てのダンネージ変換システムで使用するために理想的ではないかもしれない。変換用のスリットシート材料の設計においては、拡張用のスリットを開放するために必要な張力と、例えば、未拡張のスリットシート材料を巻き取る間、または、スリットシート材料の拡張の間などに、スリットシート材料の引き裂きを回避するための、張力下におけるシート材料の十分な強度と、の間のバランスをとらなければならない。

スリットシートストック材料の複数のスリットの開放を、例えば制限するなど、制御することを補助し、それにより引き裂きを最小限にするかまたは阻止するように構成される改善されたスリットシートストック材料が提供される。例えば、改善されたスリットシートストック材料は、スリットシート材料がロールから引き出されるときの変換機におけるその後の拡張のために、未拡張のスリットシート材料をロール状に巻き取る間に、複数のスリットの開放を最小限にするか、または、完全に阻止するように構成されてもよい。改善されたスリットシートストック材料は、スリットシート材料を拡張するためのそれぞれのダンネージ変換システムにおいて、それぞれのスリットがさらに下流に来るまで、複数のスリットの開放を遅らせる、または、スリットの開放を最小限にするように、代替的に、または、追加的に構成されてもよい。

縦方向とも称されるシステムの下流方向は、ストック材料が、ストック材料の供給部からシステムの出口へ、システムを通って移動する方向である。上流方向は、ストック材料の下流方向とは反対に配置される。

上述した拡張可能なスリットシートストック材料は、一般的には、プレスリットシートストック材料であり、これは、シートストック材料の表面にわたって配置される横方向に延在する複数のスリット列を有する。巻き取り、及び、拡張の両方の間に、一般的には張力がシート材料の長さ寸法と平行に加えられるので、スリットは、下流及び縦方向に沿う長さ寸法を横断するように方向付けられる。これらの列は、縦方向に互いに間隔をあけている。それぞれの列は、列にわたって断続的に分散する複数のスリットを有する。そして、それぞれの列のスリットは、通常、隣接する列のスリットに対して、互い違い、または、オフセットされた関係で配置される。

複数のスリットのうちのそれぞれのスリットは、スリットの対向する縦方向の側の間に延在し、スリットの対向する横端点の間に配置される、１つ以上の非スリット、例えば、補強つなぎなどの補強部を有する。これらのスリットでない補強部は、列の隣接するスリットの間に延在する非スリット間隙部の長さよりも、横方向に短く、しかしながら、引き出される間にスリットを一時的に保持するのに十分な強度をもたらす。

例示的な拡張可能なスリットシートストック材料は、供給支持部上で支持されてもよく、本発明による例示的な拡張可能なスリットシートストックは、横方向に延在し、縦方向に間隔をあける複数のスリット列に配置される複数の拡張可能なスリットであって、それぞれのスリットは縦方向に拡張可能であり、それぞれのスリットは、それぞれのスリットの上流側から、上流側から縦方向に間隔をあける下流側へ延在する非スリット補強つなぎをその中に有し、非スリット補強つなぎは、複数のスリットの開放を一時的に制限する、複数の拡張可能なスリット、を有する。

それぞれの非スリット補強つなぎは、それぞれのスリットを、横方向に間隔をあけて対向するスリット部に分離してもよい。
それぞれのスリットは、それぞれのスリットの上流側と、上流側から縦方向に間隔をあける下流側と、の間に十分に延在する１つ以上のさらなる非スリット補強つなぎをその中に有してもよい。

非スリット補強つなぎ、及び、１つ以上のさらなる非スリット補強つなぎは、それぞれのスリットを、同一の長さで横方向に延在する、横方向に間隔をあけて対向するスリット部に分離してもよい。

非スリット補強つなぎ、及び、１つ以上のさらなる非スリット補強つなぎは、それぞれのスリットを、少なくとも２つの異なる長さで横方向に延在する、横方向に間隔をあけるスリット部に分離してもよい。

非スリット補強つなぎ、または、１つ以上のさらなる非スリット補強つなぎのうちの１つのうちの少なくとも１つは、他の非スリット補強つなぎ及び１つ以上のさらなる非スリット補強つなぎと比較して、異なる長さで横方向に延在してもよい。

複数の拡張可能なスリットのうちの少なくとも１つのスリットは、それぞれのスリットの上流側と、上流側から縦方向に間隔をあける下流側と、の間に十分に延在する、１つのさらなる非スリット補強つなぎをその中に有してもよく、少なくとも１つのスリットは、対向するスリット端点の間に横方向に延在し、非スリット補強つなぎ及びさらなる非スリット補強つなぎのそれぞれと、それぞれの対向するスリット端点と、の間の間隔は、非スリット補強つなぎと、さらなる非スリット補強つなぎと、の間の間隔よりも小さい。

縦方向に間隔をあけるスリット列のそれぞれは、縦方向に間隔をあけて隣接する上流スリット列、及び、縦方向に間隔をあけて隣接する下流スリット列から横方向にオフセットされてもよい。

拡張可能なスリットシートストック材料は、結果として得られる拡張製品が、未拡張の拡張可能なスリットシートストック材料に比べて低い密度を有するように、縦方向、横方向、及び、厚さが拡張するように構成されてもよい。

それぞれのスリットの非スリット補強つなぎは、それぞれのスリットの縦方向への拡張の間にも、縦方向に分離された対向する破断部に分離するように構成されてもよい。
スリットシートストック材料は紙を含んでもよい。

拡張可能なスリットシートストック材料は、リサイクル可能、生分解可能であってもよく、且つ、再生可能資源により構成されてもよい。
スリットシートストック材料は、ロールを形成するために巻き取られてもよい。

拡張可能なスリットシートストック材料から拡張ダンネージ製品を作成する例示的な方法は、（ａ）供給ロールを形成するように巻き取られた、または、供給スタックにファンフォールドされた（ｆａｎ－ｆｏｌｄｅｄ）上述のスリットシートストック材料を供給するステップ、（ｂ）供給部からシートストック材料を引き出すステップ、（ｃ）補強つなぎを破断するステップ、（ｄ）スリットを開放するステップ、を含み、開放及び破断するステップは、シートストック材料に対して、スリットを横断する縦方向に力を加えることを含む。

破断及び開放するステップは、それぞれのスリット列に対して並行して発生してもよい。
スリットシートストック材料を、拡張ダンネージ製品に変換するための例示的なアセンブリは、スリットシートストック材料と、スリットシートストック材料を供給部から引き出す手段と、補強つなぎを破断する手段と、スリットを開放する手段と、を備えてもよい。

破断する手段及び開放する手段は、共通の一組の対向するロールを備えてもよい。
共通の一組の対向するローラのうちのそれぞれのローラは、スリットシートストック材料に係合するための複数の接触部を有してもよく、接触部は、それぞれのローラのそれぞれの長手方向の軸に沿って間隔をあけ、接触部は、それらの間に間隔をあける中間部よりも、それぞれの長手方向の軸から半径方向にさらに遠くに延出する。

改善されたスリットシートストック材料を拡張するための例示的なダンネージ変換システムは、改善されたスリットシートストック材料の供給部と、ダンネージコンバータと、を備える。改善されたスリットシートストック材料は、非スリット間隙部により横方向に間隔をあける複数のスリットを有する。非スリット間隙部は、維持するために設けられ、破断されるために設けられるのではない。ストック材料はまた、複数のスリットのうちのそれぞれのスリットにおいて中間に配置される１つ以上のスリットでない補強部も有する。非スリット補強部は、スリットの横方向において、非スリット間隙部よりも小さく、破断されるまで、複数のスリットの完全な開放を制限するために設けられる。ダンネージコンバータとも称されるダンネージ変換機は、一組の対向するローラを備える。対向するローラは、ストック材料の引き裂きを最小限にするか、または、阻止する一方で、非スリット補強部の破断、及び、スリットシートストック材料の拡張をもたらすために、ストック材料に係合するための互いに間隔をあける接触部を有してもよい。

本発明の上述の、及び、他の特徴は、以下に十分に説明され、特に特許請求の範囲にて指摘される。以下の説明及び添付図面は、本発明のいくつかの例示的な実施形態を詳細に説明するが、しかしながら、これらの実施形態は、本発明の原理が採用されうる様々な方法のほんの一部を示している。

添付図面は、必ずしも正確な縮尺ではなく、本開示の様々な態様を示す。
本発明によるスリットシートストック材料の部分図である。 図１のスリットシートストック材料から形成される拡張ダンネージ製品の部分図である。 本発明による別のスリットシートストック材料の部分図である。 本発明によるさらに別のスリットシートストック材料の部分図である。 本発明によるまた別のスリットシートストック材料の部分図である。 本発明による別のスリットシートストック材料の部分図である。 本発明によるさらに別のスリットシートストック材料の部分図である。 本発明によるまた別のスリットシートストック材料の部分図である。 本発明により提供される例示的なダンネージ変換システムの概略図であり、ダンネージ変換機と、図１のスリットシートストック材料の１つ以上の供給部と、の両方を備える。 図６の変換機の部分概略図である。 本発明による別の変換機の破断部材を通る断面図である。 本発明による別の変換機の破断部材を通る断面図である。

［詳細な説明］
本発明は、例えば、未拡張のストック材料の製造中、または、ストック材料の拡張の間などに、スリットシートストック材料の複数のスリットの開放を一時的に制限することを補助するように構成される改善された拡張可能なスリットシートストック材料を提供する。改善されたスリットシートストック材料は、ストック材料の製造または拡張に関して、歩留まり及び性能を改善しうる。改善された性能は、製造または拡張の間のストック材料の最小限の詰まり、及び、最小限の引き裂きのうちの一方、または、両方を含むであろう。

ここで図１及び図２を詳細に参照すると、例示的なスリットシートストック材料が１６に示される。簡潔にする目的のために本明細書中でシート材料１６とも称されるスリットシートストック材料１６は、例えば、クラフト紙などの紙を含んでもよく、通常は、単層のクラフト紙を含む。適切なクラフト紙は、例えば、２０ポンドまたは４０ポンドなど、様々な坪量を有してもよい。紙は、リサイクル可能、生分解可能であり、且つ、再生可能資源にて構成される。いくつかの実施形態において、シート材料１６は、ラミネートされてもよく、または、例えば、別の紙、プラスチックシート、金属箔、または、これらの任意の組み合わせなど、任意の他の適切な材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、シート材料１６は、紙を含まなくてもよい。

シート材料１６は、通常、１つ以上の層を含むシート材料１６の供給部で供給されてもよい。シート材料１６は、それぞれのダンネージ変換システムで用いるために、一般に、１つ以上のロールで供給される。他の実施形態においては、シート材料１６は、例えば、材料がほぼ矩形のページの束に交互に折り畳まれるファンフォールドスタック(ｆａｎ－ｆｏｌｄｅｄ ｓｔａｃｋ）などの別の適切な構成で、追加的に、または、代替的に供給されてもよい。

スリットシート材料１６は、概して、シート材料１６に切り込まれたスリット２０の、縦方向に間隔をあけて横方向に延在する複数の列１８を有する。複数のスリット２０を有する例示的なシート材料１６は、ダンネージ変換システムを通って移動するにつれて、下流方向でもある縦送り方向３０に沿って拡張されるように構成される。スリット２０は、例えば、シート材料１６をスタンピング、または、ダイカットにより切断することにより、また、そうでなければ、シート材料１６にわたって断続的にシート材料を弱くすることにより形成されてもよい。このようにして、シート材料１６は、上流から下流へ方向付けられる縦送り方向３０にもたらされる縦張力下で、大部分の、そして、好ましくはそれぞれのスリット２０にわたって分離する。

例示的なシート材料１６は、その幅または長さの何れよりも大幅に小さい最小厚さを有する均一な平面形状を有する。シート材料１６は、本明細書で、体積膨張（ｖｏｌｕｍｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｒ ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）とも称される、１つ以上の次元で拡張するように構成される。スリット２０の方向を横断する方向、通常は、シート材料１６の幅寸法に垂直な縦送り方向３０に、シート材料１６に対して力が加えられる場合に、シート材料１６は長さが伸長する。十分な力が加えられる場合、スリット２０の上流側２２に隣接するシート材料は、スリット２０の下流側２６に隣接するシート材料から分離する。下流側２６は、縦送り方向３０に、上流側２２から縦方向に間隔をあける。側２２及び２６の分離により、シート材料１６の側縁部３４間の材料の横幅寸法が減少する一方で、材料の縦方向の長さ及びその厚さが増加する。

シート材料１６が縦方向に伸長されるときの厚さの増加は、スリット２０の上流側２２と下流側２６とが分離するにつれて未拡張のシート材料１６の平面に対して回転する、スリット２０の列１８の間のシート材料１６の非スリット間隙部４０を介して少なくとも部分的に引き起こされる。厚さ寸法は、シート材料１６の面に対する法線方向に拡大し、隣接する横方向列１８のスリット２０間の縦方向距離に依存する。法線方向は、材料の縦方向長さに対してほぼ直交し、また、シート材料１６の側縁部３４間の横方向の広がりに対してほぼ直交するとして定義される。

スリットシート材料１６の厚さは、この方法で伸長される場合、元の厚さに対して１桁以上増加することが可能である。拡張スリットシート材料１６は、未拡張のスリットシート材料１６と比較して、増加した長さ及び厚さ、及び、減少した幅を有する。この縦方向の伸長及び厚さの増加は、体積膨張したダンネージ製品３６（図２）をもたらす。増加した体積は、拡張ダンネージ製品３６が、コンテナ内で物品を梱包するための、目打ちされた保護用の空隙充填、または、クッション包装としての機能を果たすことを可能にする。

図示された図１の実施形態におけるシート材料１６のスリット２０をここでより詳細に参照すると、スリット２０は、側縁部３４間のシート材料１６の幅にわたって横方向３２に延在する。横方向３２は、関連するダンネージ変換システムを通る材料１６の縦送り方向３０を横断する。一般的には、スリット２０は、例えば、縦方向に間隔をあける横方向の列１８などの列１８に設けられる。列１８は、概して互いに平行であり、概して周期的であり、概して互いに等しく間隔をあける。そうでなければ、列１８は、他の実施形態において、互いに対して適切に配置されてもよい。

それぞれの列１８のスリット２０が、直接隣接する上流及び下流の列１８のスリット２０に対して、例えば、オフセットされるなど、ほぼ互い違いにされて、スリット２０は列１８にわたり断続的に分散される。スリット２０は、非スリット間隙部４０により互いから横方向に分離される。スリット２０のそれぞれの列１８にわたって、スリット２０は、横方向に間隔をあける非スリット間隙部４０の長さよりも長い組み合わせ長さを、スリット２０の対向するスリット端点４２の間で有してもよく、これは、シート材料１６の最適な拡張量をもたらす。

それぞれのスリット２０は、側縁部３４の間に配置されるスリット端点４２の間に横方向３２に延在する。それぞれのスリット２０は、非スリット補強つなぎ５０を、それらの中間に有し、これは、スリット２０の上流側２２と下流側２６との間に十分に延在し、これらを接続する。非スリット補強つなぎ５０は、好ましくは、それぞれのスリット２０を、横方向に間隔をあけて対向する部分５４に分離するために、スリット２０の横端点４２の間に配置される。示されるように、横方向に間隔をあけた部分５４は、横方向長さが等しくてもよい。非スリット補強つなぎ５０は、横方向に間隔をあけて対向する部分５４の何れかよりも、横方向３２の長さが短くてもよい。非スリット補強つなぎ５０はまた、列１８にて隣接するスリット２０の間に横方向に配置される非スリット間隙部４０よりも、横方向３２において小さくてもよい。

縦送り方向３０にもたらされる十分な張力下で、非スリット補強つなぎ５０は、横方向のスリット長さ、または、非スリット部分の長さと比較して、横方向におけるその最小厚さにより、縦方向に分離された対向する破断スリット部５２（図２）に分離するように構成される。補強つなぎ５０が破断されるとき、横方向に隣接するスリット部５４は、互いに開放される。

一組のスリット端点４２の間の非スリット補強つなぎ５０の寸法及び位置により、非スリット補強つなぎ５０は、それぞれのスリット２０の開放を一時的に制限するように構成される。一時的に開放が制限される有益な１つの例は、未拡張のシート材料１６が製造される間である。具体的には、スリット２０がベースストック材料に形成された後で、その新たにスリットが形成された未拡張のストック材料１６は、それぞれのダンネージ変換システムにて用いられる前に、最終状態に引き込まれる。上述したように、他の構成が適切であるかもしれないが、最終状態は、拡張可能なスリットシートストック材料１６のファンフォールドスタックまたは巻き取りロールとしてもよい。

それぞれのセクションのための一時的な巻き取り、または、折り畳み工程の間、例えば、スリット２０が部分的にでさえ開放することは決して好ましくない。非スリット補強つなぎ５０は、スリット２０の上流及び下流側２２及び２６が互いから分離することを促す張力に一時的に耐えるために、スリット２０の中間に形成される。非スリット補強つなぎ５０は、縦送り方向３０に延在し、それゆえに、ストック材料１６がその最終状態に引き込まれる、同じ方向に強度をもたらす。そして、スリット２０の開放は最小限にされ、好ましくは阻止され、結果として、シート１６が束になること、引き裂かれること、または、詰まることも最小限にされ、好ましくは阻止される。例えば、横端点４２から非スリット間隙部４０への、シート材料１６の横方向３２の引き裂きが最小限にされる。その結果として、新たにスリットが形成された未拡張のストック材料１６の巻き取りまたは折り畳みにおいて、例えば、ストック材料１６が、ファンフォールドスタック、または、巻き取りロールの形態をなすまでの効率が改善される。

非スリット補強つなぎ５０は、同様に、それぞれのダンネージ変換システムにおいて、スリットシートストック材料１６の拡張の間、少なくとも一時的に縦送り方向３０の張力に耐えるように構成される。その後、非スリット補強つなぎ５０は、スリット２０の完全な開放を可能にするために破断するように構成される。補強つなぎ５０によるスリット２０の開放の初期制限、及び、その後の補強つなぎ５０の破断により、スリットシートストック材料１６は、拡張の間に引き裂かれること、束になること、及び、詰まることが、阻止されるとはいかないまでも、制限される。

特に、製造工程の間に加えられた張力よりも高い張力が、拡張工程の間にスリットシートストック材料に加えられて、シート材料１６が縦送り方向３０に引き出されるとき、スリット２０は開放を始める。上述したように、スリット２０の上流側２２は、スリット２０の下流側２６からの分離を開始する。この段階にて、それぞれのスリット２０は、その中に配置され、縦方向３０に延在する補強つなぎ５０により、縦送り方向３０への開放から一時的に制限される。

スリット２０の開放を一時的に制限することにより、補強つなぎ５０は、シート材料１６の拡張の制御を容易にする。例えば、スリット２０の上流及び下流側２２，２６の間でいくらかの張力を維持することにより、補強つなぎ５０は、スリット２０の急激過ぎる開放を阻止する。急激過ぎる開放は、横端点４２から非スリット間隙部４０への、シート材料１６の横方向３２の引き裂きを引き起こすであろう。

ダンネージ変換システムにおいて、ストック材料１６のそれぞれの縦方向に延在する部分を、縦送り方向３０にさらに引き出すと、補強つなぎ５０が、縦方向に分離された破断スリット部５２に分離される。スリット２０は、その後完全に開放可能となり、横方向に隣接するスリット部５４は、互いに開放され、スリット２０の間に横方向に配置される非スリット間隙部４０は、シート材料１６の面から回転可能にされる。このようにして、シート材料１６は、継続する拡張により体積が変化し続ける。

以下でより詳細に論じられるそれぞれのダンネージ変換システムは、ダンネージ変換システム内の特定の位置で補強つなぎ５０の破断をもたらすように構成されてもよい。このさらなる制御は、それぞれのスリット２０が、ダンネージ変換システム内のさらに下流、例えば、ダンネージ変換システムの出口のより近傍などに来るまでの間、スリット２０の完全な拡張を最小限にするか、または、好ましくは阻止するであろう。

次に簡潔に図３を参照すると、別の例示的なシート材料が１１６にて示される。シート材料１１６は、上述のシート材料１６と実質的に同一であり、それゆえに、１００が添えられるけれども対応する参照番号が、シート材料１１６内で、類似の構造に対応する構造を示すために用いられる。加えて、シート材料１６の前述の説明は、以下の記述を除いて、シート材料１１６に同様に適用できる。さらに、シート材料１６及びシート材料１１６の態様が、適用可能な場合は、互いに代用されうるか、または、互いに連動して用いられうる次の説明を読み、理解することが好ましいであろう。

シート材料１１６は、縦方向に間隔をあけて横方向に延在する、シート材料１１６に切り込まれたスリット１２０の複数の列１１８を有する。それぞれのスリット１２０は、横方向に間隔をあける２つの非スリット補強つなぎ１５０をその中に有する。一組の非スリット補強つなぎ１５０は、それぞれのスリット１２０の対向する横端点１４２の間で間隔をあけている。それぞれの補強つなぎ１５０は、それぞれのスリット１２０の上流側１２２と、それぞれのスリット１２０の下流側１２６との間に十分に延在し、これらを接続する。補強つなぎ１５０は、それぞれのスリット１２０を、横方向に間隔をあける３つの部分１５４に分離し、これらは、横方向長さが等しくてもよい。補強つなぎ１５０が破断し、それぞれのスリット１２０が開放するとすぐに、横方向に間隔をあける３つの部分１５４は、互いに開放される。

シート材料１１６のそれぞれのスリット１２０に２つ以上の補強つなぎ１５０を設けることは、スリットの開放の進展した制御をもたらしうる。それゆえに、スリット１２０の開放の制限は、それぞれの製造工程の間、または、それぞれのダンネージ変換システムを通る間に、スリット１２０が単一の補強つなぎ１５０を有する場合よりも、より長い引き出し時間、一時的に制限されうる。スリット１２０を開放するために増加した抵抗力が有用となりうる場合の１つの例は、低坪量のシート材料１１６が用いられる場合である。例えば、坪量２０ポンド未満のクラフト紙などの低坪量の材料は、坪量４０ポンドのクラフト紙などの高坪量の材料よりも、より容易に裂けるであろう。

シート材料のさらなる実施形態は、（ｉ）任意の適切な横方向長さのスリット、（ｉｉ）任意の適切な横方向長さの横方向に間隔をあけるスリット部、（ｉｉｉ）１つ以上の任意の適切な数の補強つなぎ、及び、（ｉｖ）任意の適切な横方向の幅の補強つなぎ、のうちの何れか１つ以上を含んでもよい。

例えば、次に、図４Ａ～４Ｃを見てみると、拡張可能なスリットシートストック材料の３つの異なる実施形態が部分的に図示され、例えば、横方向に間隔をあける、異なる長さのスリット部を含むスリットなどの不均一なスリットを有する。図４Ａは、単一の補強つなぎ１６４を含む１つ以上のスリット１６２を有する。補強つなぎ１６４は、補強つなぎ１６４が端点１６６の間の中間点からオフセットされるように、横方向に対向するスリット端点１６６の間に配置される。それゆえに、横方向に間隔をあける、長さの異なる２つのスリット部１６８が形成される。最左のスリット部１６８は、最右のスリット部１６８よりも横方向長さが長い。

図４Ｂは、３つの補強つなぎ１７４を含む１つ以上のスリット１７２を有するシート材料１７０を図示する。補強つなぎ１７４は、互いに等間隔で配置されるが、スリット端点１７６及び１７７の間で横方向に等間隔にされてはいない。むしろ、補強つなぎ１７４は、対向する右スリット端点１７７よりも、左スリット端点１７６寄りにそれぞれ配置される。この間隔で、横方向に間隔をあける４つのスリット部１７８が形成され、ここで、スリット部１７８のうちの３つは等しい長さであり、（右スリット端点１７７に最も近い）最右のスリット部１７８は、他の３つのスリット部１７８よりも長さが長い。

図４Ｃは、２つの補強つなぎ１８４を含む１つ以上のスリット１８２を有するシート材料１８０を図示する。補強つなぎ１８４は、対向するスリット端点１８６に隣接してそれぞれ配置される。非スリット補強つなぎ１８４のそれぞれと、それぞれの対向するスリット端点１８６との間の間隔は、非スリット補強つなぎ１８４の間の間隔に満たない。２つの補強つなぎ１８４は、図示されるそれぞれのスリット１８２を、少なくとも２つの異なる長さで横方向に延在し、横方向に間隔をあけるスリット部１８８に分離する。具体的には、横方向に間隔をあける３つのスリット部１８８が形成され、ここで、中央スリット部１８８は、横方向長さの等しい２つの外側スリット部１８８よりも長い。２つの非スリット補強つなぎ１８４の配置により、図示されるスリット１８２は、例えば、図示されるスリット１８２が開放される間などに、縦送り方向１８７に張力が加えられる場合に、スリット端点１８６から横方向外側への引き裂きを最小限にするために、スリット端点１８６、または、その近傍にさらなる強度を有して構成される。スリット１８２は、最初に開放されるとき、スリット端点１８６に隣接する非スリット部分１８９が裂けるよりもむしろ、つなぎ１８４が最初に裂けるように構成される。

ここで図５Ａ及び５Ｂを参照すると、拡張可能なスリットシートストック材料の２つの異なる実施形態が部分的に図示され、例えば、少なくとも１つの補強つなぎが、他の補強つなぎとは異なる横方向長さであるなど、異なる横方向長さの補強つなぎを含むスリットを有する。図５Ａは、１つ以上のスリット１９１を有するシート材料１９０を描写する。図示されるスリット１９１は、横方向に間隔をあける２つの補強つなぎ１９２を有し、それぞれの補強つなぎ１９２は、異なる横方向長さである。図５Ｂは、３つの補強つなぎ１９５を含むスリット１９４を有するシート材料１９３を描写する。中央つなぎ１９５は、等しい横方向長さの２つの外側つなぎ１９５よりも、横方向長さが短い。拡張の間に、中央つなぎ１９５は、２つの外側つなぎ１９５の破断に先立って破断するであろう。図４Ｃの実施形態に類似して、２つの外側の非スリット補強つなぎ１９５の配置により、図示されるスリット１９４は、例えば、図示されるスリット１９４が開放される間などに、縦送り方向１９７に張力が加えられる場合に、スリット端点１９６から横方向外側への引き裂きを最小限にするために、スリット端点１９６、またはその近傍でさらなる強度を有して構成される。

次に図６では、本発明は、例えば上述のシート材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０及び１９３などのスリットシートストック材料を拡張するためのダンネージ変換システム２００をさらに提供する。ダンネージ変換システム２００は概略的に示されるけれども、変換システム２００の説明は、その中間に配置される単一の補強つなぎ５０をそれぞれ含むスリット２０を有するシート材料１６を参照してなされるであろう。

ダンネージ変換システム２００は、スリットシートストック材料１６の供給部２２０、及び、ダンネージ変換機２４０を備える。示されるように、シート材料１６は、それぞれの供給支持部２２６上に収容されうる中空コア２２４の周りに巻き取られたロール２２２状である。例示的な供給支持部は、シート材料１６がロール２２２から引き出されるにつれて、中空コア２２４と共に回転するか、または、中空コア２２４がその周りを回転する軸（図示なし）を備えてもよい。

概して、本明細書で変換機２４０またはコンバータ２４０とも称されるダンネージ変換機２４０は、スリットシートストック材料１６を供給部２２０から引き出す手段と、補強つなぎ５０を破断する手段と、スリット２０を開放する手段と、を備える。任意の２つ以上の手段が、例えば同時に（ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ）提供されるなど、単一のサブアセンブリにより並行して（ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔｌｙ）提供されてもよい。本明細書で用いられるように、（それぞれのイベントの重複を含むかまたは含まない）並行イベントは、互いに対して断続的に発生するか、または、与えられた時間にわたって継続的に重複してもよく、同時イベントは、与えられた時間にわたって継続的に重複する。

概略的に描写されるように、変換機２４０は、シート材料１６を、供給部２２０から受け取る。シート材料１６は、変換機２４０の入り口２４２から変換機２４０の出口２４４へ、下流方向に前進する。変換機２４０は、少なくとも拡張機２５０を備え、しかしながら、拡張機２５０から出力される連続拡張ダンネージストリップ２５６から個別のダンネージ製品３６を分離するために、分離装置２５４を任意に拡張機２５０の下流に備えてもよい。拡張機２５０は、供給部２２０の下流で、任意の分離装置２５４の上流に配置される。

次に図７を参照すると、拡張機２５０の部分図が示される。拡張機２５０は、対向するローラ２６０及び２６２を支持するフレーム（図示なし）を備える。描写されるように、対向するローラ２６０及び２６２は、スリット２０を開放するための開放手段、及び、補強つなぎ５０を破断するための破断手段の両方として構成される。例えば、描写される対向する破断部材２６０及び２６２などの対向するローラ２６０及び２６２は、複数のスリット２０を拡張する間に、非スリット補強つなぎ５０を破断するように構成される。

一組の対向する破断部材２６０及び２６２は、それぞれの平行軸２６４及び２６６周りに回転可能である。対向する破断部材２６０及び２６２は、互いに対して、同一の、または、反対の方向に、それぞれの軸２６４及び２６６周りに回転してもよい。対向する破断部材２６０及び２６２は、供給部２２０から受け取ったシート材料１６をその間で挟持するために、法線方向に間隔をあける。対向する破断部材２６０及び２６２は、それぞれ区分けされ、破断部材２６０及び２６２のそれぞれの対向する横端点２７２の間で、互いに横方向に間隔をあける複数の接触部２７０をそれぞれ有する。破断部材２６０及び２６２を区分けすることは、その拡張の間に、シート材料１６の一部の、シート材料１６の元の面から外れる回転の増加を促進することを補助するであろう。

接触部２７０は、それらの間に配置される中間部２７３よりも、軸２６４及び２６６から半径方向外側にさらに遠くに延出する。例えば、図示される接触部２７０は、それぞれ、接触部２７０の周縁の範囲に挟持面２７８を有するディスク型の部分であり、これは、シート材料１６に係合するために設けられる。挟持面２７８は、例えばゴムを含む、例えば半径方向外側に延出する突起、または、他の摩擦を与える面などの任意の適切な挟持手段としてもよい。

いくつかの実施形態において、供給部２２０の軸は、回転可能に張力がかけられてもよい。このことは、供給部２２０と拡張機２５０との間に引き出される未拡張のシート材料１６に張力を与え、上述の並行する破断及び拡張をもたらすであろう。

いくつかの実施形態において、拡張機２５０は、シート材料１６を、変換システム２００を通して前進させるために、フレームに回転可能に結合される１つ以上の個別の駆動搬送部材を備えてもよい。これらの搬送部材は、例えば、ローラ２６０及び２６２の下流に配置されてもよい。搬送部材のシート材料１６への挟持力に対して、ローラ２６０及び２６２のシート材料１６への挟持力を設定することにより、スリット２０は、ローラ２６０及び２６２と搬送部材との間を前進する間に拡張されるであろう。

いくつかの実施形態において、一方、または、両方の破断部材２６０及び２６２が駆動されてもよい。他の実施形態において、変換機２４０の出口２４４における引張力は、さらなるアセンブリによりもたらされてもよく、または、ユーザにより与えられる力であってもよい。

いくつかの実施形態において、一方、または、両方の破断部材２６０及び２６２は、シート材料の厚さの相違、または、異なる厚さのシート材料の使用を考慮して、他方の破断部材２６０及び２６２に向けて付勢されてもよい。付勢部材の付勢力を調節するために、調節部材を備えてもよい。

次に、図６に図示される任意の分離装置２５４を見ると、連続ダンネージストリップ２５６は、所望の長さの別個のダンネージ製品を提供するために、分離、または、切断されてもよい。分離装置２５４は、手動または自動で動作されうる１つ以上の切断部材を備えてもよい。例示的な切断アセンブリは、オハイオ州コンコルドタウンシップ（Ｃｏｎｃｏｒｄ Ｔｏｗｎｓｈｉｐ，Ｏｈｉｏ）所在のランパク コーポレーションに付与された米国特許第４，６９９，６０９号に記載されている。

いくつかの状況において、分離装置２５４は、例えば、個別の長さのシート材料が拡張機２５０に供給される場合などには、完全に省略されてもよい。別の代替手段は、ダンネージ製品の全長が、ダンネージストリップ２５６から引き裂かれうるように、その幅を横断して目打ちされたシートストック材料を用いることである。目打ちは、拡張機２５０に供給される前にストック材料に形成されるか、または、変換工程の一部として形成されてもよい。追加的に、または、代替的に、拡張機２５０は、目打ちされたストック材料で作成されるダンネージストリップから所望の長さのダンネージ製品を自動的に分離するように構成されてもよい。これは、対向ローラ２６０及び２６２の上流または下流に第２の一組の回転部材を設け、下流の一組の回転部材を通してシート材料の搬送を継続する一方で、何れかの上流にある一組を停止することにより達成されるであろう。

上記を考慮して、本発明は、ロールまたはファンフォールドスタック状に供給部２２０を形成するために巻き取られたスリットシートストック材料１６，１１６，１７０，１８０，１９０，１９３を拡張するための方法も提供する。本方法は、（ａ）シート材料１６，１１６を供給部２２０から引き出すステップ、（ｂ）非スリット補強つなぎ５０，１５０を破断するステップ、（ｃ）スリット２０，１２０を開放するステップ、を含む。開放及び破断するステップ（ｂ）及び（ｃ）は、シート材料１６，１１６に対して、スリット２０，１２０を横断する縦方向に力を加えること、を含む。いくつかの実施形態において、破断及び開放するステップ（ｂ）及び（ｃ）は、スリット２０，１２０のそれぞれの列１８，１１８に対して、並行して、例えば同時に、発生してもよい。

次に図８の代替の実施形態を見ると、横方向に間隔をあけるそれぞれの接触部３７０は、歯車３７０としてもよい。歯車３７０は、歯３８０が、シート材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０，１９３の補強つなぎに摩擦を与えるか、または、これらを引き裂くかまたは破断さえしうるように、法線方向に互いに間隔をあけてもよい。対向する破断部材３６０及び３６２は、それぞれの軸３６４及び３６６周りに、互いに対して同一または反対方向に回転してもよい。

それぞれの歯車３７０は、歯車中心３８２から延出し、円周方向に間隔をあける複数の歯３８０を有してもよい。間隔をあける歯３８０は、歯車３７０がそれぞれの軸３６４及び３６６周りに回転可能に、それらの間にスペース３８４を規定する。第１破断部材３６０の歯車３７０の複数の歯３８０が、破断部材３６０及び３６２が回転するにつれて、第２破断部材３６２の歯車３７０の歯３８０と連続的に組み合わさるように、第１破断部材３６０の歯車３７０は、第２破断部材３６２の歯車３７０に対して回転可能に配置されてもよい。

いくつかの実施形態において、破断部材３６０及び３６２は、複数の個別の歯車３７０を有しなくてもよい。その代わりに、歯３８０が、単一の接触部３７０を形成するために、一方、または、両方の破断部材３６０及び３６２の横方向長さに沿って延在してもよい。

最後に図９のさらなる代替の実施形態を見ると、横方向に間隔をあけるそれぞれの接触部４７０は、対向する破断部材４６０及び４６２のそれぞれの軸４６４及び４６６周りに、円周方向に少なくとも部分的に、しかしながら、好ましくは円周方向全体に延出する毛４７２を有するブラシ４７０としてもよい。接触部は、毛４７２が、シート材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０，１９３の補強つなぎに摩擦を与えるか、または、これらを引き裂くかまたは穿孔しうるように、法線方向に互いに間隔をあけてもよい。毛４７２は、例えば、ポリマーまたは金属などの、１つ以上の任意の適切な材料で作成されてもよい。対向する破断部材４６０及び４６２は、それぞれの軸４６４及び４６６周りに互いに対して同一、または、反対方向に回転してもよい。

いくつかの実施形態において、破断部材４６０及び４６２は、複数の個別の接触部４７０を有しなくてもよく、毛４７２が、単一の接触部４７０を形成するために、一方または両方の破断部材４６０及び４６２の横方向長さに沿って、代わりに延在してもよい。

要約すれば、改善された拡張可能なスリットシートストック材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０，１９３は、例えば、未拡張のスロット材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０，１９３の巻き取りの間、または、このストック材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０，１９３の拡張の間などに、スリットシートストック材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０，１９３の複数のスリット２０，１２０，１６２，１７２，１８２，１９１，１９４の開放を一時的に制限することを補助するように構成されてもよい。複数のスリット２０，１２０，１６２，１７２，１８２，１９１，１９４のそれぞれのスリット２０，１２０，１６２，１７２，１８２，１９１，１９４は、例えば、スリット２０，１２０，１６２，１７２，１８２，１９１，１９４の対向する縦方向の側の間に十分に延在し、対向する横方向のスリット端点４２，１４２，１６６，１７６，１８６，１９６の間に配置される補強つなぎなどの１つ以上の非スリット補強部５０，１５０，１６４，１７４，１８４，１９２，１９５を有する。補強つなぎ５０，１５０，１６４，１７４，１８４，１９２，１９５は、巻き取り、または、拡張の間のストック材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０，１９３の引き裂きを最小限にするか、または、阻止する。スリットシートストック材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０，１９３を拡張するためのダンネージ変換システム２００は、一組の対向するローラ２６０，２６２，３６０，３６２，４６０，４６２を有する拡張機２５０を備える。ローラ２６０，２６２，３６０，３６２，４６０，４６２は、非スリット補強部５０，１５０，１６４，１７４，１８４，１９２，１９５の破断、及び、スリットシートストック材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０，１９３の拡張をもたらすためにスリットシートストック材料１６，１１６，１６０，１７０，１８０，１９０，１９３に係合する。

本発明が、特定の図示された実施形態に関して示され、説明されてきたが、本明細書及び添付された図面を読んで理解することにより、当業者は、同等の変更及び修正に想到するであろう。特に上述の整数（構成要素、アセンブリ、装置、構成など）により実施される様々な機能に関して、そのような整数を説明するために用いられる用語（「手段」に対する言及を含む）は、別段の指示がない限り、本発明の実施形態が示される本明細書において機能を実施する開示された構造と構造的に等価でなくとも、特定の機能を実施する（つまり、機能的に等価である）いかなる整数にも対応することが意図される。

Claims (16)

1. 供給支持部で支持可能である、拡張可能なスリットシートストック材料であって、
   横方向に延在し、縦方向に間隔をあける複数のスリット列に配置される複数の拡張可能なスリットであって、前記それぞれのスリットは、縦方向に拡張可能であり、前記それぞれのスリットは、前記それぞれのスリットの上流側から下流側に延在する非スリット補強つなぎをその中に有し、前記下流側は前記上流側から縦方向に間隔をあけ、前記非スリット補強つなぎは、前記複数のスリットの開放を一時的に制限し、前記非スリット補強つなぎ、または、前記１つ以上のさらなる非スリット補強つなぎのうちの１つ、のうちの少なくとも１つは、他の前記非スリット補強つなぎ及び前記１つ以上のさらなる非スリット補強つなぎと比較して、異なる長さで横方向に延在する、複数の拡張可能なスリット、を有し、
   縦方向に間隔をあける複数の前記スリット列のそれぞれは、縦方向に間隔をあけて隣接する上流スリット列、及び、縦方向に間隔をあけて隣接する下流スリット列から横方向にオフセットされる、
   拡張可能なスリットシートストック材料。
2. それぞれの前記非スリット補強つなぎは、前記それぞれのスリットを、横方向に間隔をあけて対向するスリット部に分離する、請求項１に記載の拡張可能なスリットシートストック材料。
3. 前記それぞれのスリットは、前記それぞれのスリットの前記上流側と、前記上流側から縦方向に間隔をあける前記下流側と、の間に延在する１つ以上のさらなる非スリット補強つなぎをその中に有する、請求項１及び２の何れか１項に記載の拡張可能なスリットシートストック材料。
4. 前記非スリット補強つなぎ、及び、前記１つ以上のさらなる非スリット補強つなぎは、前記それぞれのスリットを、同一の長さで横方向に延在する、横方向に間隔をあけて対向するスリット部に分離する、請求項３に記載の拡張可能なスリットシートストック材料。
5. 前記非スリット補強つなぎ、及び、前記１つ以上のさらなる非スリット補強つなぎは、前記それぞれのスリットを、少なくとも２つの異なる長さで横方向に延在する、横方向に間隔をあけたスリット部に分離する、請求項３に記載の拡張可能なスリットシートストック材料。
6. 前記複数の拡張可能なスリットのうちの少なくとも１つのスリットは、前記それぞれのスリットの前記上流側と、前記上流側から縦方向に間隔をあける前記下流側と、の間に延在する、１つのさらなる非スリット補強つなぎをその中に有し、前記少なくとも１つのスリットは対向するスリット端点の間に横方向に延在し、前記非スリット補強つなぎ及び前記さらなる非スリット補強つなぎのそれぞれと、それぞれの前記対向するスリット端点との間の間隔は、前記非スリット補強つなぎと前記さらなる非スリット補強つなぎとの間の間隔よりも小さい、請求項１及び２の何れか１項に記載の拡張可能なスリットシートストック材料。
7. 結果として得られる拡張製品が、未拡張の当該拡張可能なスリットシートストック材料に比べて低い密度を有するように、縦方向、横方向、及び、厚さが拡張するように構成される、請求項１～６の何れか１項に記載の拡張可能なスリットシートストック材料。
8. 前記それぞれのスリットの前記非スリット補強つなぎは、前記それぞれのスリットの縦方向への拡張の間にも、縦方向に分離された対向する破断部に分離するように構成される、請求項１～７の何れか１項に記載の拡張可能なスリットシートストック材料。
9. 当該スリットシートストック材料は紙を含む、請求項１～８の何れか１項に記載の拡張可能なスリットシートストック材料。
10. 当該拡張可能なスリットシートストック材料は、リサイクル可能、生分解可能であり、且つ、再生可能資源により構成される、請求項１～９の何れか１項に記載の拡張可能なスリットシートストック材料。
11. 当該スリットシートストック材料は、ロールを形成するために巻き取られる、請求項１～１０の何れか１項に記載の拡張可能なスリットシートストック材料。
12. 拡張可能なスリットシートストック材料から拡張ダンネージ製品を作成する方法であって、
    供給ロールを形成するように巻き取られた、または、供給スタックにファンフォールドされた請求項１～１１の何れか１項に記載の前記スリットシートストック材料を供給するステップ、
    供給部から前記シートストック材料を引き出すステップ、
    前記補強つなぎを破断するステップ、
    前記スリットを開放するステップ、
    を含み、
    前記開放及び破断するステップは、前記シートストック材料に対して、前記スリットを横断する縦方向に力を加えることを含む、
    方法。
13. 前記破断及び開放するステップは、それぞれのスリット列に対して並行して発生する、請求項１２に記載の方法。
14. スリットシートストック材料を、拡張ダンネージ製品に変換するためのアセンブリであって、
    請求項１～１１の何れか１項に記載の前記スリットシートストック材料と、
    前記スリットシートストック材料を供給部から引き出す手段と、
    前記補強つなぎを破断する手段と、
    前記スリットを開放する手段と、
    を備えるアセンブリ。
15. 前記破断する手段及び前記開放する手段は、共通の一組の対向するローラを備える、請求項１４に記載のアセンブリ。
16. 前記共通の一組の対向するローラのそれぞれのローラは、前記スリットシートストック材料に係合するための複数の接触部を有し、前記接触部は、前記それぞれのローラのそれぞれの長手方向の軸に沿って間隔をあけ、前記接触部は、それらの間に間隔をあける中間部よりも、前記それぞれの長手方向の軸から半径方向にさらに遠くに延出する、請求項１５に記載のアセンブリ。

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