JPH09267866A - 緩衝部材、および緩衝部材を備えた包装体 - Google Patents
緩衝部材、および緩衝部材を備えた包装体Info
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Abstract
図れると共に、衝撃力の吸収効果の大きい緩衝部材、お
よび収容物の保護機能が優れ、廃棄処理が簡単でリサイ
クル性が高い緩衝部材及び緩衝部材備えた包装体の提
供。 【解決手段】 緩衝部材50はケン化度80〜90モル
%でかつ重合度が500〜2500の水溶性ポリビニル
アルコールを紙基材に貼り合わせた、厚さが90μm以
下で透気度が80万秒/100ml以上の性能を有する
ラミネート紙で構成する。扁平な袋本体51への空気充
填率は50〜80%として、緩衝作用の機能をもたせて
いる。緩衝部材50を使用する包装体100は、容器1
0と物品70の隙間に応じて容器の面側6面に単体、あ
るいは連続したブロック状緩衝部材50を装着する。こ
の場合、必ずしも全面にしきつめることはなく、静荷重
0.07Kgf/cm2(通常の包袋で20Kg程度)を最大
とした接触面積とする。
Description
いは廃棄が容易にできるラミネート紙を使用して、扁平
状態の袋本体を形成させ、使用に際しては空気を封入
し、内部に密閉した空気のバネ効果を利用して緩衝作用
をなす部材及び緩衝部材を備えた包装体に関する。
は段ボール箱内に物品を納め、緩衝部材を容器と物品の
間隙に詰め、収容物品の移動、および外界からの振動衝
撃による影響から収容物品を保護している。一般的に包
装体に使用する緩衝部材の形態としてはバラのまま、あ
るいは袋に入れた状態で容器に入れる粒状緩衝部材と、
収容部品を包んで容器に入れるシート状緩衝部材があ
り、これらを充填緩衝部材と呼んでいる。他方、物品の
形状に合わせ成形されたものを緩衝成形品と呼ばれる。
また、緩衝部材を素材的に分類すると、プラスチック
系、紙系、でん粉系等があって、プラスチック系として
は、ポリスチレンフォーム(EPS)、ポリエチレンフ
ォーム(EPE)、ポリプロピレンフォーム(EP
P)、エチレンとスチレンの共重合体、ポリウレタンフ
ォーム(PU)等による粒状、シート状緩衝部材、紙系
としては、段ボール、成形パルプモールド、三重クラフ
ト紙、紙管、シート状緩衝部材がある。でん粉系として
は、ハイブリットコーンスターチ等による粒状緩衝部材
が流通している。
容易性の面から使い捨て形式をとっており、運搬、内容
物の保護物としての役割を終えると廃棄処分される。し
かし、特に緩衝部材は容器包装材より廃棄体積が大とな
り、貯蔵、保管場所、および廃棄処理問題がおおきな問
題となっている。ここで、上記緩衝部材をみると、紙
系、でん粉系の緩衝部材は耐水、耐圧縮、耐衝撃におい
て、プラスチック系の緩衝部材に比べて劣っているが、
焼却時の熱カロリーが小さく、一般のゴミとして回収可
能であってリサイクルができ、特に生分解性があり、廃
棄処理が容易である。一方、プラスチック系の緩衝部材
は緩衝性能、安定性は優れているが、焼却時の熱カロリ
ーが高く、焼却炉による焼却が不可能であり、かつ、産
業廃棄物として処理されるにあたり、リサイクル性が低
いという問題があった。
するため、緩衝部材として使用しないときの体積を小さ
く、シート状の素材を袋状に形成し、使用時に空気等を
圧入して風船のように膨らませ、外部からの振動、衝撃
を吸収できるエアーマットタイプの緩衝部材が開発され
ている。その素材となるシートは、透気度が高く、空気
等を透過しにくいものでなければならず、ポリエチレン
やナイロン等のプラスチック系フィルムを積層したシー
ト、またはクラフト紙等の紙系素材にポリエチレン等を
ラミネートしたものであった。しかし、このようなプラ
スチック系の素材は焼却時の熱カロリーが高く、あるい
は焼却時に有毒ガスを発生する、等の問題のため、燃焼
炉による焼却が不可能であって、産業廃棄物として、埋
め立て処理に頼らなければならなかった。しかも、これ
らは自然環境下では分解されず、埋め立て施設の問題や
環境汚染を引き起こす原因とみなされ、その廃棄につい
て厳しく制限されつつある。また、紙系の素材にポリエ
チレンを使用しているため、環境問題は完全に解決でき
ず、紙系素材のみを分離回収して、紙を再生しようとす
ると、ラミネートされたプラスチックフィルムとの分離
が容易ではなく、特別な設備が必要であった。このよう
に、回収システムが確立されていないこともあって、ラ
ミネート紙のまま廃棄または焼却されているのが現状で
ある。
部材における使用前の保管、収納場所の省スペース化、
およびゴミ問題解消対策として、使用後の緩衝部材の減
量化、リサイクル可能な材料の選択、非毒性分離可能な
素材の選定等の設計が課題となっていた。しかも、静的
な作用力による緩衝部材のへたりを防止するとともに、
落下等の動的な作用力を収容物に与えない包装体、およ
び動的な作用力を吸収する緩衝部材の開発が要求されて
いる。例えば、特開平7−189182号公報は、緩衝
部材用のラミネート紙を開示している。また、特開平7
−165266号公報は、緩衝部材の製造方法を開示し
ている。
の緩衝部材のもつ問題点を解決し、生分解可能であっ
て、かつ、省スペース化が図れると共に、衝撃力の吸収
効果の大きい緩衝部材、および収容物の保護機能が優
れ、廃棄処理が簡単でリサイクル性が高い緩衝部材及び
緩衝部材を備えた包装体を提供するにある。
記目的を達成するために、気密性とヒートシール性と柔
らかさを有し、かつ衝撃等の動的作用への耐衝撃性を備
えたラミネート紙により構成される。このような特性を
有するラミネート紙は、紙基材にPVA樹脂を接着剤と
して、厚さを15〜40μmの水溶性のPVAフィルム
を貼り合わせる、あるいは紙基材に水溶性のPVA樹脂
を溶融押し出しラミネートして、厚さ15〜40μmの
水溶性のPVAの層を形成させることによって得られ
る。そして、緩衝部材はラミネート紙を重ね合わせ、そ
の周縁部とすべき個所を気体圧入孔にすべき部分を除い
て、ヒートシールすることにより気密性のある扁平な袋
を形成し、その気体圧入孔に気体(空気)を圧入膨張さ
せたのち、気体圧入孔を気密に閉鎖して袋の内部に気体
を閉じ込める構成を具備する。すなわち、緩衝部材はラ
ミネート紙で構成する袋本体への空気充填率と袋の形状
の最適化を図っている。ラミネート紙はケン化度80〜
95モル%でかつ重合度が500〜2500の水溶性ポ
リビニルアルコールを紙基材に貼り合わせ、厚さが90
μm以下で透気度が80万秒/100ml以上の性能を
有する。このラミネート紙からなる扁平な袋本体は、単
体又は長く連続した帯状に形成され、各袋に空気を充填
することにより、緩衝作用の機能をもたせている。緩衝
部材の各袋は折り目を形成していないので紙特有のシワ
の発生がないので、ラミネート紙の本来の性能を低下さ
せることなく加工された緩衝部材を使用してなる包装体
である。
していた袋本体に充填率80%〜50%で順次気体を圧
入し、通気孔密閉加工を施す。ロール状に巻かれたラミ
ネート紙から袋本体を形成する製袋手段と袋本体への空
気の重点を行う空気封入る手段を連結して、複数個の緩
衝部材が連結したブロック状の緩衝部材の製袋、空気封
入を一連に形成することも可能である。
る包装体は、容器と物品の隙間に応じて容器の面側6面
に単体、あるいは連続したブロック状緩衝部材を装着す
る。この場合、必ずしも全面にしきつめることはなく、
静荷重0.07Kgf/cm2(通常の包袋で20Kg程度)
を最大とした接触面積とする。すなわち、静荷重=物品
重さ÷緩衝部材接触面積 であるから、静荷重0.07
Kgf/cm2を越えない限り、物品が動かぬ程度に隙間を埋
めればよい。この構成により、緩衝部材の使用量が少な
く済み、これに伴い緩衝部材のコストが安価となる。ま
た、包装作業性の面から連続体のブロック状緩衝部材で
物品を被覆してから容器に収納すれば1回の緩衝部材の
詰め込みで済み、作業性が向上する。
面を参照して説明する。なお、この実施例においては収
容物としてノート型パソコンを例示している。図1,図
2,図3は収容物であるノート型パソコンを収容した包
装体の説明図である。包装体100は筐体10と、収容
するノート型パソコン70と、筐体10とノート型パソ
コン70との間隙に配設する緩衝部材50とで構成され
る。筐体10は底板10a、側板10b、上蓋10cよ
り構成される。底板10a上に複数個の緩衝部材50を
隙間なく敷設して、下面緩衝層50aを全面的に形成す
る。このとき、緩衝部材50は底板10aには面接触
し、側板10bには側面で接触するように配設する。下
面緩衝層50a上に収納部材であるノート型パソコン7
0を載置する。
0bとの間に緩衝部材50を詰める。そして、筐体50
の側板10bとの間に敷設した緩衝部材50は側面緩衝
層50bを形成する。側面緩衝層50bにおける緩衝部
材50は側板10b、およびノート型パソコン70に面
接触するように配設されている。次に、ノート型パソコ
ン70の上面に緩衝部材50を載置して上面緩衝層50
cを形成する。この場合の緩衝部材50はノート型パソ
コン70の上面に面接触するように配設する。このよう
に、筐体10内のノート型パソコン70は下面を下面緩
衝層50a、側面を側面緩衝層50b、上面を上面緩衝
層50cで被覆され、緩衝部材50が包装体100にか
かる荷重を緩衝する状態で収納されている。
示す(図4,図5参照)。下面緩衝層50aはノート型
パソコン70を固定できる範囲で部分的に面接触するよ
う四隅に配設されている。このような筐体10内のノー
ト型パソコン70は側面50b,50cにおいても同様
に部分的に面接触すれば良い。ここで、表1に上記全面
的面接触と部分的に面接触した場合の緩衝部材の使用個
数と静荷重面積との関係を表1に示す。表1に示す緩衝
部材は(12×12×4)cm、段ボ−ル筐体(30×
38×13)cm、重さ3.3Kgとする。
び静荷重を考慮することで、少ない緩衝部材の使用で確
実なで緩衝性能が維持できる。
の荷重において、本緩衝部材を使用するに当り、必ずし
も全面に敷設しなくてもよく、静荷重0.07Kgf/cm2
を越えない接触面積の方がかえって動的な作用において
緩衝性能が良く、何ら問題は発生せず、少ない緩衝部材
で済み作業性も良い。つまり、包装体として従来の充填
緩衝部材のように収容物と容器の隙間に全面的に緩衝部
材をつめる必要はない。ただし、このような部分的面接
触する包装体については、流通過程による外力によって
生じる緩衝部材の移動をさけるため、図6,図7に示す
ように、緩衝部材を連結したブロック状緩衝部材600
により収容物を包んで使用すると効率が良い。
間隔で筒状ラミネート紙を溶着して連結部610を形成
し、連続した袋本体660を形成する(図8参照)。そ
して、各袋体660に空気を注入して空気袋を構成す
る。このブロック状の連結した緩衝部材600は空気袋
を容易に曲がりえる連結部610を介して連続した空気
袋650を形成しているので、収容物を隙間なく被覆す
ることができる。また、連続したブロック状緩衝部材6
00は収容物を被覆して包装するので、1回の緩衝部材
の詰め込みですみ、作業性が向上する。また、各袋体6
60に開口部を設け、必要に応じて袋体に空気を注入
し、弁閉塞するように構成すると、取扱いが容易とな
り、さらに、溶着連結部610に切取り用のミシン目6
30を形成することにより必要長さの緩衝部材を形成す
ることができる。
尺のブロック状緩衝部材600は、収容する収容物が比
較的軽く、小さな物品の包装体に向いている。図7に示
すような2個〜6個の緩衝部材(空気袋)650が連結
されたブロック状緩衝部材600は、収容する収容物が
比較的重く、大きな収容物の包装体に向いている。そし
て、このブロック状緩衝部材600で収容物の各辺を挾
持して包装する。このように構成する緩衝部材600
は、単体袋の詰め込みに比べ、数回の作業で完了する。
緩衝部材に比べ、材料使用を少なくし、かつ効果的に物
品を固定、緩衝できるものである。また、使用後の包装
体は、段ボール等の筐体680にラミネート紙を使用し
たとき、緩衝部材600も紙であり、容易にかつ効率的
にリサイクル、廃棄もできるものである。
材50はラミネ−ト紙5で形成した筒状の袋本体51に
空気を封入し、両端を接着封止してヒ−トシ−ル部57
を形成した空気袋状態をなしている(図9,図10参
照)。ラミネ−ト紙5は紙基材55と水溶性ポリビニー
ルアルコールフイルム(以下PVAフイルムという)5
3を、ウエットラミネータでラミネートして形成する。
紙基材55は片面にポリビニルアルコール液が塗布され
たポリビニルアルコール層54が形成されており、PV
Aフィルム53はポリビニルアルコール層54を介して
紙基材55に積層されている。ヒ−トシ−ル部57はP
VAフィルム53同士を溶着して形成する。
法を採用している。そこで、ラミネ−ト紙のヒートシー
ル性能をみる。 ヒートシール強さ 試験片のヒートシール部を中央にして180度拡開し、
試験片の両端を引張り、ヒートシール部が破断する荷重
を求め、ヒートシールの強さとした。ラミネート紙の縦
方向、横方向をそれぞれ5回試験を行い、その平均値と
し、表2に示す。
方向、横方向により強度が異なっている。温度条件から
みると、180℃前後が最も強度は強くなっている。ま
た、ラミネート紙5をヒートシール加工して袋体を形成
する場合、PVAフイルム53面同士を溶着させてヒ−
トシ−ル部57を形成するのであるが、このとき、加工
治具に当接する面は紙基材55面である。紙基材は耐熱
性を有し、ヒートシール温度で溶着することがないの
で、ヒートシール加工において高熱治具に紙が当接し
て、PVAフイルム53と治具との粘着を防止し、作業
性が向上すると共に、加工性能が良好となる。
1000vpmの摩擦による帯電測定を行なった。その
結果は、ラミネート紙は1V、ポリエチレンは178V
となり摩擦による静電発生が極めて少ないことが判明し
た。これは、ラミネート紙を用いた緩衝部材と物品の接
触においてホコリ等から物品を保護する役目を果たして
いる。
ル性能。 ラミネート紙5を再生紙として再生する。 (1) ラミネート紙を水と共に離解機にかけ、分散処
理する。 (2) 手すき機により分散処理物をシート化する。 (3) シートの水分をプレスして除去する。 (4) シートを乾燥機に入れて仕上げる。 このようにして、再生されたシートはPVAフイルム5
3が水に溶解されてしまい、紙シ−ト55部分のみが再
生され、異物の混入がない再生紙となる。そして、再生
紙の歩留まり率は平均45%となった。この歩留まり率
は、通常の古紙の再生紙の歩留まり率と同様であり、リ
サイクル性能は良好であることが判明した。
安全性 ラミネート紙を燃焼させ発生する焼ガス中の塩化水素等
の定量をおこなった。測定結果は、シアン化水素は検出
されず、異常がなかった。また燃焼によるカロリーは紙
と同様であって、焼却による廃棄処理をした場合におい
て環境を汚染することがない。また、水溶性PVAは水
分を吸収して、溶解する(表3参照)。
に還元される。
は、 (1) 極めて優れた気体遮断性を有する。 (2) 吸湿性が強く、摩擦による静電気の発生が極め
て少なく、印刷、製袋加工における静電気発生による故
障、トラブルが起こらない。 (3) 熱接着(ヒートシール)性が良く、接着強度が
強い。 (4) 引き裂き強さ、引張り強さが強く、ヒートシー
ル性と相まって加工性、使用用途が広い。 (5) 廃棄処理が確実で、容易にできる。すなわち、
ラミネート紙5を自然環境中に放置したとき、まず、水
溶性PVAが水分を吸収して溶解し、ついで、紙基材が
自然に還元される。 (6) 使用後のリサイクルが確実にできる。 等の特性を有し、誤って人間や動物が採取してもなんら
重大な危険を招くことがなく、非毒性であって、安全で
あり、ラミネート紙はリサイクル可能、PVAフイルム
は溶解し廃棄物となっても安全性を有し、産業資材とし
て有効である。
50の緩衝作用を説明する(図11,図12参照)。こ
の実施例においては、空気を充填しない袋状本体51の
場合そのサイズを、横×縦=15×16cmとしてい
る。緩衝部材50は袋本体51内に空気を注入すること
により構成されるが、袋内に充填する空気量の充填率の
上限は好ましくは80%以下で、より好ましくは80%
〜55%、さらに好ましくは70%前後としている。緩
衝部材50は外力が加わったとき、袋内の空気のばね効
果により外力を吸収するものである。通常、伸縮性を有
する弾性外皮に空気を充填したタイヤ等のチュ−ブ材
は、圧縮すると所定の点までは直線的に圧縮力が上昇
し、所定の圧縮力以上においては内部圧の増加に対して
弾性体が膨張して対応する。しかし、この緩衝部材はラ
ミネート紙5で形成されているので、ラミネート紙は伸
長せず、圧縮力の最大上昇点(限界値)で袋は破裂して
しまう。そこで、この緩衝部材50は袋内の空気量を調
節して袋内を空気が流動できるようにすると共に、圧縮
力の限界値が最大値となる空気量、充填率が80%以下
としている。
さ、および袋体の破裂時の応力を表4に示し、空気充填
率と破裂時の応力との関係を図13のグラフに示す。
した緩衝部材50の中央部分の厚さ寸法Lを表してい
る。ここで、緩衝部材50の厚さ方向を側面、厚さ方向
に直交する面を上下面とすると、収容物には緩衝部材5
0の上下面(15×16cm)が接触している。すなわ
ち、袋本体内に気体を100%充填したとき、緩衝部材
50の厚さ寸法Lは5cm、緩衝部材50の破裂時の応力
は0.005Kg/cm2、充填率80%では緩衝部材50の
厚さLは4cm、破裂時の応力は0.01Kg/cm2となって
いる。そして、充填率に比例して、袋の厚さ寸法Lは小
さくなっている。しかし、緩衝部材50の破裂時の応力
は充填率70%で0.014Kg/cm2と最大値を示す。そ
して、充填率70%を過ぎると充填率を下げるに従って
破裂時の応力は減少する。
縮したとき、緩衝部材50が破裂する限界値を最大にす
るには袋本体51に空気をほぼ70%充填すれば良いこ
とがわかる。また、破裂時の応力が0.01Kg/cm2以上
ある緩衝部材50としての衝撃機能をもたせるには、袋
本体51中の空気は充填率を80%以下から充填率55
%までが破裂しない応力の範囲である。充填率55%〜
80%とした緩衝部材50の破裂する瞬間最大応力と、
充填率90〜100%、50〜20%を比較すると、充
填率55%〜80%の緩衝部材は、瞬間最大応力で他の
充填率の緩衝部材と比較して3倍の強度を有する。従っ
て、紙製の空気袋においては、非弾性体であるので、空
気の充填率は収容物に接触する面の緩衝作用に大きく影
響するものである。
の充填率を一定とした緩衝部材50を形成する方法を例
示する(図15,16参照)。一端を溶着した袋本体5
1を並設する押圧板20間に挿入し、空気を注入する。
このとき、押圧板20の配設間隔を所望する充填率とな
る厚さ寸法Lの間隔となるように移動させ、袋本体51
が寸法L以上に膨らまないように規制する。その後、開
口部を溶着し緩衝部材50を形成する。このように、袋
の厚さ寸法Lを規制して所望の充填率を有する緩衝部材
50を形成する方法の他、図16に示すように、所望す
る充填率となる緩衝部材の厚さ寸法Lに等しい間隔寸法
Lとする中空角柱30内に袋本体を入れて空気を注入す
る方法等がある。
明する(図17参照)。緩衝部材500は上記緩衝部材
50と同様のラミネート紙5で構成され、袋本体810
への空気の注入自在の構成となっている。袋本体810
は筒状ラミネート紙の一端を溶着封止して、ヒートシー
ル部512を形成する。有底筒状他端は開口部515を
形成し、他部分を溶着封止して単体の袋とする。開口部
515には公知の弁体550を備え、開口部515から
空気を注入し、所定の空気量となったとき、弁体550
で開口部を閉塞し緩衝部材500を形成する。このと
き、充填する空気量は80%以下、55%以上とする。
このように構成する緩衝部材500は、流通段階では空
気未注入の重合紙の形態とし、必要に応じて空気を注
入、弁体550で閉塞して緩衝部材500を形成し、使
用する。なお、弁体はPVAフィルムを材料として形成
する。
に空気袋として使用することができ、不使用時には空気
を抜いた扁平形状の重合紙状となっているので、嵩ばら
ず保管収納場所の省スペース化が図れ、流通、販売にお
いても取扱いが容易となる。この緩衝部材500の開口
部はこの実施例以外の場所、例えば、両側部の適当な場
所に形成してもよい。例えば、従来気体流路を設け、そ
れぞれの袋を連続して形成してなる製造方法(特開平7
−165266号公報参照)があるが、この方法は、袋
の形成用紙と、自封弁の用紙とで2重に囲まれるように
しており、紙の使用量が多くなってしまう。そこで、こ
の緩衝部材は、気体ホース部と袋の形成用紙とを一体化
し、個々の各気室に弁体を設けることで紙の使用量を少
量化し、かつ簡単に連続体が作成できるように構成して
いる。
照) 所定の幅で帯状に長いラミネート紙を素材の長手方向中
央から折り曲げる。あるいは、2枚の長いラミネート紙
を重ね合わせて、袋体850を形成する。気体ホース部
800から各気室810へ通じる通気孔820内に、P
VAで作成された開閉弁830をセットして溶着固定す
る。開閉封弁830は内面に非溶着剤を塗布することに
より熱溶着で空気孔820は溶着せずに開閉弁830が
孔内面に溶着固定される。さらに、熱溶着用の金型にて
区画部を熱溶着して気密性のある袋を形成する。そし
て、気体ホース部800に空気を供給し、開閉弁830
から各気室810に空気を注入して空気袋を形成する。
いてロール体90とする。必要に応じて連設した袋本体
815を引き出し、各袋本体に空気を注入して、連続し
たブロック状空気袋(緩衝部材)835を形成する。
包装体の緩衝作用を説明する。なお、ラミネート紙を材
料とした緩衝部材の試作、及びその性能値はこの実施例
に示す数値に限定されるものではない。
作し、その性能を静的荷重、動的荷重テストにより評価
した(図11,図12参照)。緩衝部材の試作は、紙基
材の厚さ39.3μmとPVAシートの厚さ30μmを
ウエットラミネータで貼り合わせ、合計の厚さ69.3
μmとしたラミネート紙を使用する。このラミネート紙
の3方にヒートシールを行ないつつ気体を圧入し、緩衝
部材とする。図11は緩衝部材のヒートシールによる製
袋加工により形成した気体圧入前の平面図である。袋本
体51は幅寸法16cm、長さ寸法15cmとし、上
下、中央のシール幅は6mmとする。図12は、空気注
入後の緩衝部材50を示し、外寸を幅12cm×長さ1
2cm、厚さ5cmとなるように空気を圧入した。この
緩衝部材50は面積が144cm2、荷重を加えた時点
の初期面積は、初期荷重面積=9.5×9.5≒90c
m2となっている。
を形成し、空気を注入して膨らませた緩衝部材50をJ
IS.B7733に定められた圧縮試験機により試験し
た。圧縮速度は10mm/minで最大荷重点まで圧縮
し測定した。結果は、圧縮する前の緩衝部材に対して、
圧縮後の歪み量と荷重の最大数値を表した。
参照):静的荷重による耐圧縮試験と同様に空気を注入
した緩衝部材50を水平な可動板40と固定板41の間
に入れ、定められた荷重で自然に圧縮し、測定した。圧
縮方法はJIS.K6767に定められた方法を用い
た。この試験における圧縮荷重は、0.03Kgf/cm2,
0.05Kgf/cm2,0.07Kgf/cm2の3通りの荷重で行
なった。結果は、圧縮する前の緩衝部材に対して高さ寸
法の外寸の変化(歪み量)を時間と共に測定し、最大1
4日間の荷重における緩衝部材の空気減少経過を歪み量
と時間で表した(図23参照)。
重の圧縮試験と同様に空気を注入した緩衝部材を垂直落
下型の落下試験機(図22参照)を使用した。試験機4
3はおもり45が試験片(緩衝部材50)に衝突する時
点での加速度と緩衝部材50の歪みを測定する。この場
合は、自由落下高さ60cmと30cmからの速度を基
準とし、この測定方法はJIS.Z0235に従うもの
とする。同一試験を3個の試料について行ない、次に負
荷おもりの質量を増加して再び3個の試料に対し、5回
連続して衝撃を加える。結果は、緩衝部材の機能を消失
する最大瞬間の加速度、歪み、応力を表わす。
的荷重による耐圧縮試験と同様に空気を注入した緩衝部
材を段ボール容器内の中芯部に収納される収容物に対
し、上下方向、左右方向、前後方向に均一に全面に充填
する。この包装体を落下高さ60cmから下方向に連続
に20回落下させ、収容物が緩衝部材に衝突する時点で
の加速度を測定する(JIS.Z0202に準拠)。結
果は、落下回数ごとに加速度を表わし、緩衝部材料の耐
久性と緩衝吸収性等を実用面から評価する。
体を想定し、表5に示す3種類(A,B,C)の直方体
の内容品と段ボール容器を使用した。
6に結果を示す。緩衝部材が破裂に至るまでの耐圧縮強
度は、平均で162.6Kgf(0.88Kgf/cm2)であ
り、十分実用に耐える数値である。ここで最大,最小値
を削除した(4回,5回)絶対保証耐圧縮強さは、0.
868Kgf/cm2以上を有する強度をもつ。
図23の表に結果を示す。緩衝部材が荷重により歪みが
発生することにより容器内にある内容品と緩衝部材に隙
間が生じ、内容品の固定ができなくなる数値は、歪率3
0%(15mm)である。試験結果は、荷重0.03Kg
f/cm2において14日間で平均40.1mmの厚さを保
持し、歪み率は17.6%、わずか9.9mmの歪み量
である。同じく荷重0.05Kgf/cm2で14日間で2
9.2%である。最も重い荷重0.07Kgf/cm2では、
7日間で30.5%である。この値から評価すると、通
常包装貨物としての一般的な重さは5Kg以下がほとん
どであり、これを面積荷重に換算すると0.01Kgf/cm
2である。従って、面積荷重0.031Kgf/cm2について
は、42日間荷重を加えた状態でも歪み率30%以内で
ある。又、最も重い荷重0.07Kgf/cm2についても7
日間保証できることから、通常想定される物流環境にお
いて問題なく使用できる数値である。さらに、従来例に
記載した緩衝部材と比較すれば、0.002Kgf/cm
2(140cm2に対し0.3Kgの荷重)で歪み率40
%時点で21時間、約1日で歪みが30%を越えてしま
う。これでは通常想定される緩衝部材には不向きであ
り、実施したラミネート紙を使用した緩衝部材は、0.
002Kgf/cm2で計算すれば約90日(3ヶ月)の使用
が可能であり、従来の部材に比較して比較できないほど
の性能を有する。
7に結果を示す。落下高さ60cm(100G)と30
cm(51G)の加速度を比較すれば2倍程度になり、
緩衝部材としては、バネ系に似た性能を示す。また、緩
衝性能としては、緩衝部材を使用しない段ボールだけの
試験と比べ、3.7倍の衝撃吸収性能をもつ。緩衝部材
として機能する性能値は、瞬間最大応力で0.012Kg
f/cm2、その時の歪みは最大で70%となる。従って、
静的荷重に比べれば瞬間的な圧縮に弱いが通常想定され
る包装貨物の緩衝部材に十分使用可能である。
果:表8、表9、表10に結果を示す。
装体A,Bについては、変化率187%(20回)程度
であり同等の数値を示した。量も重い包装体Cについて
は、変化率155%(20回)と低い値であったが、緩
衝部材の破裂が4個(7.4%)発生した。通常想定さ
れる包装貨物の流通では、1輸送で60cmの落下は、
全体落下数の3%(1回程度)にすぎず、これと比較し
た場合、この試験は非常に厳しい条件であり、試験結果
から見て5Kg以下の包装貨物については問題なく使用
できることが確認できた。また、20Kg程度の包装貨
物についても少々の緩衝部材の破損が発生するが全体の
緩衝部材の受面積から見れば問題はなく十分に使用可能
である。
レタンフォーム角状成形体、発泡ポリエチレンバラ状体
とを緩衝部材として使用した場合の静荷重による圧縮ク
リープの歪み実験を行った。各試験部材(厚さ50c
m)に荷重をかけて14日後の厚さを測定した。荷重は
0.03Kgf/cm2、0.05Kgf/cm2、0.07Kgf/cm2
とした。実験結果は図24のグラフに示す。×印で表す
ウレタンフォーム角状成形体は各荷重とも最も歪みが大
きく、○印で表す緩衝部材50は、△印で表す発泡ポリ
エチレンバラ状体の歪みとほぼ同じ程度の歪みとなって
いる。このように、この実施例に示す緩衝部材50は従
来の緩衝部材と同様、あるいは従来の緩衝部材以上の静
的荷重に対して歪みが発生せず、緩衝効果を有すること
がわかる。
合の作用を説明する。この種の流通形態として、収容物
の重さは5Kg程度が最も多い。そこで、この実施例で
は、5Kgの収容物を収納し、緩衝部材としては、本発
明の緩衝部材、ウレタンフォーム角状成形体、発泡ポリ
スチレンバラ状体を用いた包装体を作成し、60cmの
高さから20回落下させた。そして、、落下した時点で
発生する衝撃を加速度計測機で測定すると共に、20回
落下後の緩衝部材の変化を観測した。その結果を図25
に示す。△印で表す発泡ポリエチレンバラ状体は緩衝部
材の個々がへたりを示し加速度変化率において最も大き
な増加を示している。○印で表す緩衝部材50は、初回
の落下から7回の落下までは4%以内の増加に止まって
いるが、後半、加速度が増加したことにより変化率も増
加しているが、変化率の最も小さい×印で表すウレタン
フォーム角状成形体の次に変化率が小さくなっている。
連続落下による収容物、および緩衝部材の損傷はみられ
ず、観測結果は各緩衝部材とも良好の結果となってい
る。
下高さは30cmから始め、10cmずつ落下高さを高
くし、落下高さ120cmまでとした。その結果を図2
6に示す。直線で示す緩衝部材50、点線で示すウレタ
ンフォーム角状成形体、一点鎖線で示す発泡ポリエチレ
ンバラ状体とも落下高さ70cmまでは同様に加速度が
上昇しているが、落下高さ120cmにおいては発泡ポ
リエチレンバラ状体が975m/s2と最高値となって
いる。また、落下実験後の収容物の状態はいずれの場合
も変化がなかった。しかし、実験後の緩衝部材の変化と
してはウレタンフォーム角状成形体、発泡ポリエチレン
バラ状体ともに底方向への歪み(2cm程度)が発生
し、緩衝性能の劣化がみられた。この結果、この緩衝部
材50は動的な荷重に対してもウレタンフォーム角状成
形体、発泡ポリエチレンバラ状体等の緩衝部材とほぼ同
等の緩衝作用を有する。
落下試験を行った。この結果を図27に示す。落下高さ
30cmから120cmまで加速度の変化を測定できた
のは緩衝部材50のみであり、他の2種類の緩衝部材は
落下高さ70cmから80cmで加速度測定限界を超
え、実験を中止した。本緩衝部材50はエアー保持の緩
衝特性から袋本体が破裂する高さ100cmまでは加速
度が緩く上昇し、破裂時点で加速度が一度低くなり、そ
れから急激に加速度が高くなる。以上のように、収容物
の荷重が重いとウレタンフォーム角状成形体、発泡ポリ
エチレンバラ状体は60cm高さからの落下が限度であ
るが、この緩衝部材50は高さ90cmまでの落下に耐
えることが実証された。以上の実験から、緩衝部材50
は長期間の静的荷重に対して歪みの発生が少なく、ま
た、動的荷重についても他の緩衝部材に対して余裕があ
り、緩衝効果を十分果たし、確実に収容物を保護してい
る。従って、本実施の形態に示す緩衝部材、およびこれ
を使用した包装体は、十分な緩衝効果を有する。
示すが、表記した部、%はすべて重量により、塗布量は
固形分の重量である。評価のための透気度、シートの縦
方向の柔らかさ、引っ張り仕事量(TEA)は、以下の
ように測定した。 〈透気度〉旭精工(株)製の王研式透気度計を使用して
測定した。645mm2を空気100mlが通過する時
間(秒)で示し、値が大きいほど空気の透過性は少な
い。
業(株)製のハンドルオメーターを使用して、(幅方
向)×(シートの抄紙方向)が114mm×224mm
の試料を、隙間10mmに押し込んだときの荷重値で示
し値が小さいほど柔らかい(J.TAPPI紙パルプ試
験方法No.34−80 衛生用薄葉紙の柔らかさ試験方法に
準ずる)。
試験機で破断に要した仕事量を、試験片の単位面積当り
で表わし、引っ張り仕事量(あるいはタフネス)として
次式に表わす。 TEA(Kg・m/m2)=100A/LW ここでTEA:引っ張り仕事量(Kg・m/m2) A:応力ー歪曲線の囲む面積(Kg・cm) L:つかみ間隔(cm) W:試験片幅(c
m) (株)オリエンテック製のテンシロン万能試験機を使用
して測定した。(TAPPI T490m−81 紙お
よび板紙の引っ張り破断特性)
P20部の混合パルプをリファイナーで60°SRまで
叩解して原料パルプとした。この原料パルプ100部に
対し、中性サイズ剤1部、カチオン澱粉5部を添加後、
希釈して完成紙料とし、長網多筒式抄紙機を用いて抄造
し、サイズプレスでPVA(電気化学(株)製デンカサ
イズAー50)25部、酸化澱粉(日本コーンスターチ
(株)製SK100)19部、耐水化剤(住友化学工業
(株)製スミレッツ633)6部からなる5%塗液を塗
布して、坪量35g/m2の原紙を得た。この原紙を水
分8%、ロール表面温度80℃、ニップ圧230Kg/
cm、9ニップで、スーパーカレンダー加工して高密度
の紙基材Aを得た。紙基材Aは密度0.952g/cm
3、透気度5万秒/100ml、シートの縦方向の柔ら
かさが30.6gであった。紙基材Aと水溶性PVAフ
ィルム(アイセロ化学(株)製ソルプロンKA30厚さ
30μm)を、接着剤として重合度1000、ケン化度
88モル%のPVA樹脂を100wt%のエチルアルコ
ール溶液にしたものを使用して貼り合わせ、緩衝部材用
ラミネート紙を得た。
を接着剤で貼り合わせた方が、溶融押し出しラミネート
より、ラミネート紙の合成がやや高くなるものの、引っ
張り仕事量が大きいため、緩衝部材としての適性は高い
ものとなった。水溶紙を紙基材とした場合、坪量30g
/m2以外のものは、ラミネート紙の厚さが大きく、剛
性の高いシートとなり、複雑な形状の緩衝部材としての
適性にかけるものであった。実施例、比較例とも、ヒー
トシールして製袋し、その袋に空気を吹き込み膨らま
せ、最後にヒートシールを封止する方式の緩衝部材製袋
機で(幅)14.5cm×(流れ方向)19cmに製袋
したところ、いずれもヒートシール適性に優れているこ
とは確認できたが、比較例1〜3は柔らかさが測定でき
ないほど剛性が高く、膨らんだ際のヒートシール部の歪
みが大きく、緩衝部材の膨らみ方にもバラツキが見ら
れ、ごわごわして使用しにくいものであった。
ビニルアルコール樹脂を接着剤として、厚さ15〜40
μmの水溶性のポリビニルアルコールフィルムを貼り合
わせるか、または紙基材に水溶性のポリビニルアルコー
ル樹脂を溶融押し出しラミネートして、厚さ15〜40
μmの水溶性のポリビニルアルコールの層を形成させて
なり、透気度が60万秒/100ml以上、全体の厚さ
が45〜100μmで、かつハンドルオメータを用いて
測定したシートの縦方向の柔らかさが50g以下である
ため、プラスチック系素材を用いた場合と同等以上の機
密性を有し、さらにヒートシール性も備えているため、
気体圧入形の緩衝部材が容易に既造できる。得られた緩
衝部材も柔軟なため使用しやすく、収納品の保護機能に
優れている。使い捨てにする場合も、薄いため突起物等
を用いれば破袋も容易で、回収するまでの保管スペース
も少なくて済み、その古紙の再生工程も特別なものは不
要で、通常の古紙と同様に処理することができ、リサイ
クル性に優れている。廃棄処分の際、焼却時の熱カロリ
ーが小さく、たとえ事前環境下に放置されたとしても、
すべての成分が生分解性を有するため、環境汚染を引き
起こす危険を非常に低くすることができる。
ール(PVA)の層が積層されたシートの厚さが、10
0μmを越えたり、100μm以下でもハンドルオメー
ターを用いて測定したシートの縦方向の柔らかさが50
gを越えると、シートが硬くなり過ぎ、袋の成形、特に
複雑な形状の袋の成形が難しくなり、また成形後の袋に
空気を吹き込み、封止して風船のように膨らませた気体
圧入形の緩衝部材とした場合、ラミネート紙が2枚重な
ったヒートシール部分が剛直になって、膨らむにつれ折
れ曲がりが大きくなり空気を充分に吹き込めなくなっ
て、使用しにくくなるだけでなく、緩衝部材としての機
能も低下するからである。ラミネート紙の厚さの上限
は、好ましくは90μm以下、より好ましくは80μm
以下、最も好ましくは70μm以下である。緩衝部材用
のラミネート紙の紙基材の密度は、0.075g/cm
3以上、好ましくは0.8g/cm3以上、さらに好まし
くは0.85g/cm3以上である。
弾性体のラミネート紙を単体、連続体に製袋し、空気を
充填率55〜80%で注入し、空気注入口をヒートシー
ルするか開閉弁を用いて空気を封じ緩衝部材にするもの
で、未使用時は、扁平で保管場所が小容積で済み、使用
に際しては気体を圧入、膨張させて内部に密閉した空気
のバネ効果を利用し、緩衝性を持たせる。
ついて、現状の緩衝部材と比較実験した結果、本発明の
緩衝部材、包装体において、従来の緩衝部材の性能が提
供できる。また、使用後は古紙として再生利用可能ラミ
ネート紙が提供することにある。
面図。
型パソコンを収納し、側面に緩衝部材を差し込んだ包装
体の上面図。
緩衝性を有する状態を示した包装体の断面図。
面図。
面図。
でから筐体へ収納した包装体の説明図。
明図。
図。
えた扁平な形に製作した連続体の緩衝部材を形成する説
明図。
ロック状緩衝部材を形成する説明図説明図。
したグラフ。
したグラフ。
したグラフ。
したグラフ。
Claims (10)
- 【請求項1】 紙基材の1面に厚さ15〜40μmの水
溶性ポリビニルアルコールをラミネートした厚さ90μ
m以下のラミネート紙で形成した袋本体に空気を封入し
た空気袋よりなり、ラミネ−ト紙は透気度が80万秒/
100ml以上、全体の厚さが40〜90μmで、かつ
柔らかさが40g以下、密度が0.75g/cm3以上
の性能を有する緩衝部材。 - 【請求項2】 袋本体は空気を封入する開口部と、開口
部を開閉する開閉弁とを備えてなる請求項1記載の緩衝
部材。 - 【請求項3】 緩衝部材はラミネート紙から袋本体を形
成する製袋手段と、袋本体に空気を封入する空気封入手
段により連続的に形成されてなる請求項1記載の緩衝部
材。 - 【請求項4】 製袋手段は、折り目を有さない袋本体を
形成する請求項3に記載した緩衝部材。 - 【請求項5】 袋本体に封入する空気は充填率を50〜
80%とする請求項1記載の緩衝部材。 - 【請求項6】 筐体に収納される収納物と、筐体と収納
物との間に装填する緩衝部材を備えた包装体において、 緩衝部材は気密性とヒートシール性を有するラミネート
紙で形成する袋本体に空気を封入した空気袋よりなる包
装体。 - 【請求項7】 包装体に装填する緩衝部材は、袋本体を
紙基材と水溶性ポリビニルアルコールをラミネートした
ラミネート紙で形成されてなる請求項6記載の包装体。 - 【請求項8】 緩衝部材は収容物に接触する部分の面積
荷重が、静荷重0.07Kgf/cm2以下のとき、最適な静
的、動的な作用を示すよう構成してなる請求項6記載の
包装体。 - 【請求項9】 緩衝部材は、2個以上の緩衝部材を連結
させたブロック状連結緩衝部材を形成し、収容物をブロ
ック状連結緩衝部材で被覆して筐体に収納してなる請求
項6記載の包装体。 - 【請求項10】 緩衝部材は、収納体および筐体に面接
触するよう装填されてなる請求項6記載の包装体。
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---|---|---|---|
JP8076699A JPH09267866A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 緩衝部材、および緩衝部材を備えた包装体 |
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Family Applications (1)
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