説明

気泡シート

【課題】気泡シート本来の柔軟性を損なうことなく、適度の腰の強さを備えた気泡シートを提供する。
【解決手段】中空状に膨出するとともに、円形状に開口する同一形状の多数の突起20が規則的な配列で成形されたキャップフィルム2に、突起20の開口部を封止するバックフィルム3を少なくとも積層してなる気泡シートにおいて、任意に選択した隣接する三つの突起20a,20b,20cの中心O,O,Oを結んでなる三角形Oの三つの角のそれぞれの角度を60±2.5゜として、三角形Oが正三角形状となるように相互の位置関係を維持しつつ、三角形Oの各辺の長さをP、突起20の基部の外径をDとしたときに、両者の間に、1.05D≦P≦1.15Dなる関係が成り立つように各突起20を配列させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、独立した多数の気泡を有する気泡シートに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、中空状に膨出する多数の突起が形成されたキャップフィルムに、突起内に空気を封入するバックフィルムを積層することによって形成された、独立した多数の気泡を有する気泡シートが、包装用の緩衝材をはじめとする各種の用途に広く利用されている。
【0003】
このような気泡シートは、例えば、多数の吸引孔が設けられた成形ロールの外周面に、溶融状態にある樹脂製のフィルム材を接触させて中空状に膨出する突起を真空成形した後に、成形された突起の開口部を封止するバックフィルムを積層するなどして製造することができる(特許文献1など参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平11−216770号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、このような気泡シートを緩衝材として実際に使用する場面では、例えば、ロール状に巻き取られた長尺な気泡シートを巻き出しながら大きな荷物に巻き付けて梱包したり、予め所定の大きさに切り揃えられた気泡シートを菓子箱などの中敷きとして利用したりするなど、種々の使用態様がある。
【0006】
これらの使用態様においては、その作業効率を高めることが求められるものの、柔軟な素材からなる気泡シートは腰が弱く、作業者が片手で持ったときに手元で垂れ下がってしまうことが多々ある。そうすると、作業者は、その都度、両手で気泡シートを持ち直すなどしなければならず、作業効率を低下させる原因にもなっていた。
また、気泡シートの裁断や製袋を自動機で行う場合にも、腰の弱い気泡シートはガイドロールなどの送り機構に巻き付き易く、運転の障害となることもあった。
【0007】
このような不具合を改善するために第一に考えられるのは、気泡シートを厚肉にするなどして、気泡シートの腰を強くして折れ曲がり難くすることである。
しかしながら、気泡シートを単に厚肉にしたのでは、気泡シートが本来的に備える柔軟性が損なわれてしまい、包装に不向きなものになってしまいかねない。
【0008】
そこで、本発明者は、気泡シート本来の柔軟性を損なうことなく、適度の腰の強さを備えた気泡シートを提供すべく鋭意検討を重ねたところ、気泡シートに形成される突起の配列に着目し、本発明を完成するに至った。
すなわち、従来の気泡シートにおける突起の配列の一例を図6に示すが、この例にあっては、突起120が形成されていない部分が、図中に示す一点鎖線に沿って一定の幅で直線状に連なって存在している。そして、このような部分では、キャップフィルムとバックフィルムとが平面的に融着されているだけであり、この部分で気泡シートが折れ曲がり易くなっているという知見を得た本発明者は、突起が形成されていない部分が直線状に連ならないように所定の配列で突起を形成することで、気泡シートの腰が適度に強くなることを見出して本発明を完成させた。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る気泡シートは、中空状に膨出するとともに、円形状に開口する同一形状の多数の突起が規則的な配列で成形されたキャップフィルムに、前記突起の開口部を封止するバックフィルムを少なくとも積層してなる気泡シートであって、前記突起から任意に選択した隣接する三つの突起の中心を結んでなる三角形の三つの角のそれぞれの角度が60±2.5゜となるとともに、当該三角形の各辺の長さPと、前記突起の基部の外径Dとの間に、1.05D≦P≦1.15Dなる関係が成り立つように前記突起が配列されている構成としてある。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、その柔軟性を損なわせたりすることなく、従来品と同等の肉厚としたままで気泡シートの腰を適度に強くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明に係る気泡シートの製造工程の一例を示す説明図である。
【図2】本発明に係る気泡シートにおける突起の配列の一例を示す説明図である。
【図3】本発明に係る気泡シートにおける突起の配列を説明する説明図である。
【図4】図2のA−A断面図、及び当該断面に相当する部位における突起を成形する吸引孔の断面図である。
【図5】本発明の実施例及び比較例における評価試験についての説明図である。
【図6】従来の気泡シートにおける突起の配列の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明に係る気泡シートの製造工程の一例を示す説明図であり、本実施形態における気泡シート1は、例えば、次のようにして製造することができる。
【0013】
まず、図示しない押し出し機に取り付けられたフラットダイ21から材料樹脂を押し出してなる樹脂フィルム2aを、多数の吸引孔41が設けられた成形ロール4の外周面に当該樹脂フィルム2aが溶融状態で接触するように供給する。成形ロール4に設けられた吸引孔41のそれぞれは、図示しない真空ポンプにつながれており、吸引孔41内を減圧して成形ロール4の外周面に接触する樹脂フィルム2aを真空成形することによって、中空状に膨出する多数の突起20が成形されたキャップフィルム2を形成する。
このとき、本実施形態にあっては、気泡シート1の柔軟性を損なうことなく、気泡シート1の腰が適度に強くなるように、キャップフィルム2には、円形状に開口する同一形状の多数の突起20が所定の配列で成形されるようにするが、これについては後述する。
【0014】
次に、真空成形によって突起20が成形されたキャップフィルム2には、成形ロール4に密着した状態のまま、突起20の開口側にバックフィルム3を積層する。バックフィルム3は、図示しない押し出し機に取り付けられたフラットダイ31から押し出され、成形ロール4に密着するキャップフィルム2と押圧ロール50との間に溶融状態で供給されて、熱融着によってキャップフィルム2と積層一体化される。
【0015】
これにより、突起20内に空気を封入してなる独立した多数の気泡を有する気泡シート1が製造され、剥離ロール6によって成形ロール4から剥離された気泡シート1は、図示しない巻き取りロールに巻き取られていく。
なお、各フラットダイ21,31から材料樹脂を押し出してなる樹脂フィルム2b及びバックフィルム3の厚みは、それぞれの材料樹脂の吐出量やラインスピードなどを適宜調整することで所定の厚みとすることができるが、通常は、5〜150μm程度とされる。
【0016】
気泡シート1の製造に用いる材料樹脂としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂を単独で、又は二種以上を混合して用いることができる。
ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレンホモポリマー、又はプロピレンと他のオレフィンとの共重合体などが例示できる。プロピレンと共重合される他のオレフィンとしては、エチレン、ブテン−1、イソブチレン、ペンテン−1などのα−オレフィンが挙げられ、これらの他のオレフィンとの共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体のいずれであってもよい。
また、ポリエチレン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、直鎖状超低密度ポリエチレン(LVLDPE)、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが例示できる。
【0017】
前述したように、本実施形態にあっては、気泡シート1の柔軟性を損なうことなく、気泡シート1の腰が適度に強くなるように、円形状に開口する同一形状の多数の突起20が所定の配列で成形されるようにする。そのような配列の一例を図2に示すが、この例では、気泡シート1の横方向(TD:Transverse Direction/前述したようにして製造される気泡シート1の送り方向に直交する方向に相当)に沿って複数の突起20が並んでおり、このような突起20の列が、同じ列の横方向に隣接する突起20の間に、隣の列の突起20が互い違いに位置するように、気泡シート1の縦方向(MD:Machine Direction/前述したようにして製造される気泡シート1の送り方向に相当)に沿って連続している。
【0018】
そして、任意に選択した隣接する三つの突起20の中心を結んでなる三角形の三つの角のそれぞれの角度を60±2.5゜として、当該三角形が正三角形状となるように相互の位置関係を維持しつつ、当該三角形の各辺の長さをP、突起20の基部の外径をDとしたときに、両者の間に、1.05D≦P≦1.15Dなる関係が成り立つように、各突起20を規則的に配列させてある。
このような配列とすることで、任意に選択した隣接する三つの突起20のうち二つの突起20の基部の外周縁に共通に接する接線が、残りの一つの突起20と交差するようになる。
【0019】
このことを、図3に基づいて説明する。図3には、隣接する三つの突起20a,20b,20cの中心O,O,Oを結んでなる三角形Oが正三角形状となり、かつ、二つの突起20a,20bの基部の外周縁に共通に接する接線に、残りの一つの突起20cの基部の外周縁も接するように配置した例を実線で示している。
なお、図3にあっては、突起20a,20b,20cの基部の外周縁のみを実線で示している。
【0020】
この図3に実線で示す配置において、突起20cの中心Oから三角形Oの辺Oにおろした垂線と当該辺Oとの交点をhとすると、三角形Oの辺Oの長さPと線分Ohの長さとの比は2:31/2であるから、線分Ohの長さは31/2×2−1×Pとなる。そして、図中実線で示す配置では、線分Ohの長さは突起20の基部の外径Dと等しくなることから、線分Ohの長さが突起20の基部の外径Dよりも小さくなれば、すなわち、
1/2×2−1×P<D・・・(1)
なる関係が成り立てば、図中鎖線で示すように、突起20c側において二つの突起20a,20bの基部の外周縁に共通に接する接線が、突起20cと交差することになる。
なお、図中鎖線で示す突起20a,20b,20cは、上記(1)式の関係を満足するように、図中実線で示す突起20a,20b,20cの配列を修正したものである。また、図中鎖線で示すのは、配列が修正された突起20a,20b,20cの基部の外周縁である。
【0021】
したがって、上記(1)式をPについて解くと、P<3−1/2×2×D≒1.154Dとなり、P≦1.15Dなる関係が成り立つことが、二つの突起20a,20bの基部の外周縁に共通に接する接線が、残りの一つの突起20cと交差する条件になる。
ここで、隣接する三つの突起20の中心を結んでなる三角形の各辺の長さPの下限を1.05D(1.05D≦P)とするのは、当該長さPがこれよりも小さくなると、突起20が近接しすぎてしまい、突起20に空気を封入してなる気泡の密閉性を保つのが難しくなってしまうためである。
【0022】
このように、任意に選択した隣接する三つの突起20の中心を結んでなる三角形の三つの角のそれぞれの角度が60±2.5゜となるように突起20を配列させるとともに、当該三角形の各辺の長さPと、突起20の基部の外径Dとの間に、1.05D≦P≦1.15Dなる関係が成り立つように突起20を配列させることにより、気泡シート1を任意の方向(図2に代表的な三方向を一点鎖線で示す)に沿った直線上には、必ず突起20が形成された立体的な部分が存在することになる。これにより、突起20が形成されていない平面的な部分が直線状に連ならないようにして、気泡シート1が折れ曲がり難くなるようにすることができる。
【0023】
その結果、本実施形態によれば、前述したようにして気泡シート1を製造するに際して、樹脂フィルム2b(キャップフィルム2)やバックフィルム3の厚みを従来品と同等にしたままで気泡シート1の柔軟性を損なうことなく、気泡シート1の腰を適度に強くすることが可能になり、緩衝材として使用する際の作業性が向上する。
また、気泡シート1に形成される突起20の配列を上記のようにすることで、突起20が密に配列され、緩衝材としての機能向上を図ることができる。緩衝材としての機能を向上させるにあたり、気泡シート1の平面に占める突起20の総面積は50%以上であるのが好ましく、より好ましくは65%以上である。
なお、突起20の総面積は、突起20の基部の外周縁によって囲まれる部分の面積の総和をいうものとする。
【0024】
ここで、前述したようにして気泡シート1を製造するにあたり、成形ロール4に設けられる吸引孔41は、成形しようとする突起20の形状や、その配列に応じて設けられている。
なお、図4(a)は、図2のA−A断面図であり、図4(b)は、当該断面に相当する部位における突起20を成形する吸引孔41の断面を示している。
【0025】
本実施形態において、突起20の基部は、キャップフィルム2とバックフィルム3との融着部から突起20が立ち上がりはじめる部位をいうものとし、図示する例では、成形ロール4に設けられた吸引孔41の面取りされた開口部の周縁に相当する。このとき、吸引孔41の形状がそのまま忠実に転写されて突起20が成形されれば、吸引孔41の開口部の径Dが、突起20の基部の外径Dに等しくなるが、実際にはそのようにならないこともある。このため、成形ロール4に吸引孔41を設けるにあたっては、実際に成形される突起20の基部の外径Dを考慮して、吸引孔41の開口部の径Dや吸引孔41の配列を適宜調整するのが好ましい。
また、突起20の開口形状は、必ずしも真円に成形されるわけではない。このような場合には、突起20の基部の外径Dは、気泡シート1の横方向に沿った突起20の基部の最大外径部の径を実際に測定した値と、気泡シート1の縦方向に沿った突起20の基部の最大外径部の径を実際に測定した値との相加平均によって求められた値とする。さらに、突起20が真円に成形されない場合、突起20の中心は、気泡シート1の横方向に沿った突起20の最大外径部を通る線と、気泡シート1の縦方向に沿った突起20の最大外径部を通る線との交点とする。
【0026】
また、突起20内に空気が封入される際、通常、その雰囲気温度は100℃以上の高温になっているが、これが常温に低下すると、突起20内に空入された空気が収縮する。このため、気泡シート1に形成された突起20の大きさは、一般には、成形ロール4に設けられた吸引孔41よりも小さくなっているが、気泡シート1に形成された突起20から、成形ロール4に設けられた吸引孔41の形状を推測するのは可能である。
【0027】
例えば、適当な大きさに揃えて裁断された気泡シート1と、厚さ1mmの板紙とを、水平面上に気泡シート1、板紙の順に交互に十枚ずつ重ねて200gのおもりを載せたときの水平面から最も上位に重ねられた板紙の上面までの高さをRとすると、突起20の高さHは(R−10)/10から求められるが、このようにして求めた突起20の高さHと、吸引孔41の深さHとの間には、H≒0.8Hなる関係が成り立つ。これは、突起20内に封入される際の空気の体積(吸引孔41の体積に相当する)をV1、そのときの温度をT1(例えば、100℃)とし、温度T2(例えば、20℃)のときに突起20内に封入されている空気の体積をV2とすると、V1/T1=V2/T2なる関係が成り立ち(シャルルの法則)、V2/V1=T2/T1=(273+20)/(273+100)≒0.8となることからも裏づけられる。
【0028】
したがって、前述したようにして成形された突起20は、一般に、突起20の頂面側の角部が最も薄肉となるように成形される傾向にあるが、このことと、上記のようにして求められた気泡の高さHとを勘案すれば、気泡シート1に形成された突起20の形状から、成形ロール4に設けられた吸引孔41の形状を推測することができる。
【実施例】
【0029】
次に、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【0030】
[実施例]
材料樹脂として、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を用いて、図1に示す装置により、キャップフィルム2の目付け量が26g/m、バックフィルム3の目付け量が14g/mとなるようにして、目付け量40g/mの気泡シート1を製造した。
【0031】
成形ロール40の外周面に設けられた各吸引孔41は、円柱状に穿設され(図4(b)参照)、その寸法は、深さdが4.0mm、C0.2mmで面取りした開口部の直径Dが10.4mm、それ以外の部分の直径Dが10mm、底面側の角部の曲率半径がR1mmであった。
また、気泡シート1に形成される突起20の配列が、図2に示す配列と同様となるようにしたところ、製造された気泡シート1において、任意に選択した隣接する三つの突起20の中心を結んでなる三角形の三つの角のそれぞれの角度は60゜であった。また、当該三角形の各辺の長さPは11.0mm、突起20の基部の外径Dは10.4mmであり、1.05D≦P≦1.15Dの条件を満たしていた。
なお、本実施例の気泡シート1の平面に占める突起20の総面積は81.0%であった。
【0032】
(評価試験)
得られた気泡シート1から、TD100mm×MD300mmで矩形状の試験片10を切り出した。そして、突起20側が上面になるようにして、この試験片10の長手方向に沿った半分の部分を載置台7に水平に支持させた(図5参照)。このとき、試験片10の載置台7に支持されていない部分の先端側が載置台7の支持面に対して垂れ下がった長さxを測定したところ、その値は58mmであった。また、TD300mm×MD100mmで矩形状の試験片10を切り出して、同様の評価試験を行ったところ、試験片10の載置台7に支持されていない部分の先端側が載置台7の支持面に対して32mm垂れ下がった。
なお、図5は、上記した評価試験についての説明図であるが、図中突起20の図示を省略している。
【0033】
[比較例]
突起の配列が、任意に選択した隣接する三つの突起の中心を結んでなる三角形の三つの角のそれぞれの角度は60゜であるものの、当該三角形の各辺の長さPが14.5mm、突起20の基部の外径Dが10.4mmであり、1.05D≦P≦1.15Dの条件を満たしていない以外は、実施例と同様にして気泡シートを製造した。
なお、本比較例の気泡シートの平面に占める突起20の総面積は46.6%であった。
【0034】
(評価試験)
得られた気泡シートから、TD100mm×MD300mmで矩形状の試験片10を切り出して、実施例と同様の評価試験を行ったところ、試験片10の載置台7に支持されていない部分の先端側が107mm垂れ下がった。また、TD300mm×MD100mmで矩形状の試験片10を切り出して、これについても同じように評価試験を行ったところ、試験片10の載置台7に支持されていない部分の先端側が76mm垂れ下がった。
いずれの場合も実施例に比べて大きく垂れ下がっており、実施例の気泡シートは折れ曲がり難く、腰が強くなっていることが確認できた。
【0035】
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
【0036】
例えば、前述した実施形態では、気泡シート1の横方向に沿って複数の突起20が並び、このような突起20の列が、同じ列の横方向に隣接する突起20の間に、隣の列の突起20が互い違いに位置するように、気泡シート1の縦方向に沿って連続する配列を示して説明した。しかしながら、突起20の配列は、気泡シート1の縦方向に沿って複数の突起20が並び、このような突起20の列が、同じ列の縦方向に隣接する突起20の間に、隣の列の突起20が互い違いに位置するように、気泡シート1の横方向に沿って連続するようにしてもよく、任意に選択した隣接する三つの突起20の配列が前述したような関係を満足していれば、これらに限定されない。
【0037】
また、前述した実施形態では、気泡シート1をキャップフィルム2とバックフィルム3とからなる二層構造としたが、本発明では、これに限定されない。特に図示しないが、必要に応じて突起20の頂面側にライナーフィルムを積層した三層構造としてもよい。このとき、ライナーフィルムは、押出機に取り付けられたフラットダイから材料樹脂を押し出して連続供給することによって、突起20の頂面側に積層されるようにすることができる。さらに、アルミニウム箔などの金属箔や、これ以外の素材からなる層を本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて積層することもできる。
【0038】
また、前述した実施形態では、キャップフィルム2とバックフィルム3とを積層一体化するにあたり、押圧ロール5を用いているが、例えば、バックフィルム3をキャップフィルム2に積層するに先だって、バックフィルム3に静電気を帯びさせることにより、静電気によってバックフィルム3をキャップフィルム2に密着させて両者を互いに熱融着させるようにしてもよい。このようにすれば、バックフィルム2に余計な外力が作用せず、バックフィルム3の偏肉化を抑制することができる。
【0039】
また、前述した実施形態では、突起20が真空成形されてキャップフィルム2となる樹脂フィルム2bと、キャップフィルム2に形成された突起20に空気を封入するバックフィルム3とが、押し出し機に取り付けられたフラットダイ21,31から押し出されて供給される例を示したが、本発明では、これに限定されない。当該樹脂フィルム2bと当該バックフィルム3とは、予め所定の厚みでフィルム状に成形されたものを加熱溶融しつつ、突起20の真空成形や、熱融着が可能な溶融状態で供給するようにしてもよい。これは、必要に応じて突起20の頂面側に積層されるライナーフィルムについても同様である。
【0040】
また、前述した実施形態では、突起20が円柱状に成形される例を示したが、本発明では、これに限定されない。突起20は、円錐台状に成形されたものであっても、半球状に成形されたものであってもよい。円形状に開口する同一形状の多数の突起20が、前述したような配列で成形されていればよい。
【0041】
また、本発明に係る気泡シートは、緩衝材として使用する以外にも、断熱材としての用途など従来品と同様に各種の用途に広く利用することができ、断熱材として使用する場合にも、これを敷設する際の作業性の向上が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【0042】
本発明は、柔軟性を損なうことなく、適度の腰の強さを備えた気泡シートを提供する。
【符号の説明】
【0043】
1 気泡シート
2 キャップフィルム
20 突起
3 バックフィルム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空状に膨出するとともに、円形状に開口する同一形状の多数の突起が規則的な配列で成形されたキャップフィルムに、前記突起の開口部を封止するバックフィルムを少なくとも積層してなる気泡シートであって、
前記突起から任意に選択した隣接する三つの突起の中心を結んでなる三角形の三つの角のそれぞれの角度が60±2.5゜となるとともに、当該三角形の各辺の長さPと、前記突起の基部の外径Dとの間に、1.05D≦P≦1.15Dなる関係が成り立つように前記突起が配列されていることを特徴とする気泡シート。
【請求項2】
任意に選択した隣接する三つの突起のうち二つの突起が横方向又は縦方向に沿って並び、
残りの一つの突起側において当該二つの突起の基部の外周縁に共通に接する接線が、当該残りの一つの突起と交差する請求項1に記載の気泡シート。
【請求項3】
気泡シートの平面に占める前記突起の総面積が50%以上である請求項1又は2のいずれか一項に記載の気泡シート。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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