JP2021181322A - 気泡シート、気泡シートの製造装置、気泡シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明は、易カット性を向上させた気泡シート、気泡シートの製造装置、気泡シートの製造方法の提供を目的とする。
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態の気泡シート1を説明する図である。
図1(A)は、気泡シート1を気泡室35側(表側Z2)から見た図である。
図1(B)は、図1(A)のB−B断面図である。
図1(C)は、図1(B)のC部拡大図である。
図2は、第1実施形態の気泡シート1を分断する態様を説明する図である。
図2(A)は、気泡シート1の分断作業を説明する図である。
図2(B)から図2(E)は、気泡シート1が易分離線部45で分断する態様を、拡大して示す断面図である。
これらの図面では、説明と理解を容易にするために、XYZ直交座標系を設けた。この座標系は、図1に示すように、気泡シート1の横方向X、縦方向Y、厚さ方向Z(裏側Z1、表側Z2)を表す。また、各図は、シート、フィルムの厚さ、横線状突起12に関連する形状等を、適宜、誇張して図示した。
気泡シート1は、緩衝性能を利用することにより、例えば、包装の緩衝材、引越し、模様替え時の養生材等として使用される。
また、気泡シート1は、保温性能、断熱性能を利用することにより、例えば、建築材、コンクリート打設時の養生シート等として使用される。
図1に示すように、気泡シート1は、キャップフィルム10、バックフィルム20、気泡領域30、融着領域40を備える。
キャップフィルム10は、中空突起11、横線状突起12を備える。
中空突起11は、縦方向Y、横方向Xに複数配列されている。中空突起11は、表側Z2に膨出している。中空突起11の内部は、中空である。
表側Z2から見た状態で、横線状突起12の形状は、キャップフィルム10の横方向Xの一端から他端までを結ぶような、横方向Xに平行な直線状である。
横線状突起12は、キャップフィルム10の裏面を表側Z2に窪ませたような形状であり、溝状に形成される。
横線状突起12は、一定又は不定の列数ごとに隣接する中空突起11の列間に設けられている。本実施形態では、横線状突起12は、3列ごとに隣接する中空突起11の列間に設けられた例を説明する。
このように、一定又は不定の列数ごとに隣接する中空突起11の列間に横線状突起12を設けることにより、作業者は、メジャー等の測定器を用いなくても、縦方向Yの長さを把握できるため、気泡シート1を分断する場合の作業効率がよい。
気泡領域30は、気泡シート1のうち気泡室35が設けられた領域である。気泡室35は、キャップフィルム10内に空気が封入されて形成される。
融着領域40は、気泡シート1のうち気泡領域30が設けられていない領域であり、また、キャップフィルム10とバックフィルム20とが融着された領域である。
融着領域40は、易分離線部45を備える。
なお、易分離線部45の面積は、十分に小さいため、本実施形態では、易分離線部45は、融着領域40の一部領域に設けられたものとして説明する。
このため、図2に示すように、易分離線部45は、引っ張り又はせん断方向に力が加わった場合に、易分離線部45の周囲の融着領域40よりも、破断しやすい。
図2(B)から図2(E)に示すように、これは、易分離線部45の周囲では、キャップフィルム10とバックフィルム20と融着されており、両者が一体となって力を受け止めるのに対して、易分離線部45では、キャップフィルム10とバックフィルム20とが融着しておらず、両者が分離しているために、一体となって力を受け止めることができないためと考えられる。
さらに、易分離線部45では、横線状突起12が湾曲したような形状になっているために、バックフィルム20が単独で力を受け止める。そのため、バックフィルム20は、縦方向Yに伸びやすく、横線状突起12に比べると伸び量が多くなるために、分断されやすくなる。このため、易分離線部45では、最初に、バックフィルム20が単独で伸びた後に、横線状突起12が伸びる態様となる。なお、図2(D)、(E)には、バックフィルム20が分断後に、横線状突起12が分断される態様を示すが、バックフィルム20が伸びた後、さらに、バックフィルム20及び横線状突起12が、一緒に伸びることにより分断される態様でもよい。
気泡シート1の製造装置50について説明する。
図3は、第1実施形態の気泡シート1の製造装置50を模式的に示す図である。
図4は、第1実施形態の成形ロール70の外周部分を周方向に展開した構成を説明する図である。
図4(A)は、成形ロール70の外周部分を外周面の法線方向から見た図である。
図4(B)は、図4(A)のB−B部断面図である。
製造装置50は、フラットダイ51,52、静電付与部60(積層部)、成形ロール70、剥離ロール81、巻き取りロール82を備える。フラットダイ51,52、静電付与部60、成形ロール70、剥離ロール81、巻き取りロール82は、気泡シート1、フィルム10,20の流れ方向B(つまりMD方向)の上流側B1から下流側B2に向けて、この順番で配置されている。
流れ方向Bは、気泡シート1の縦方向Yに対応しており、奥行方向A(配向方向とは直交する方向)は、気泡シート1の横方向Xに対応している。成形ロール70、剥離ロール81、巻き取りロール82は、流れ方向Bに対応した方向に回転駆動される。
なお、本実施形態では、このような溶融状態の樹脂フィルムも、キャップフィルム10、バックフィルム20という。
図3に示す例では、静電付与部60は、奥行方向Aに一列に配置された放電針61と、これらの放電針61と対になる対電極62とを備える。バックフィルム20は、放電針61と対電極62との間に通される。そして、放電針61と対電極62との間に直流電圧を印加することにより、電子をバックフィルム20に放電する。これにより、静電付与部60は、バックフィルム20を帯電させる。
なお、放電針61の設置位置を適宜調整することで、成形ロール70を対電極として利用して、図示するような対電極62を省略してもよい。
図4に示すように、成形ロール70の外周面は、吸引キャビティ71、横線状突起成形溝72を備える。
なお、吸引キャビティ71の底部には、キャップフィルム10を吸引するための吸引口71aが設けられている。
すなわち、横線状突起成形溝72は、吸引キャビティ71以外の領域であって、キャップフィルム10とバックフィルム20との間の融着領域40に対応する領域に、線状に設けられた溝であり、キャップフィルム10に横線状突起12を成形する。横線状突起成形溝72は、奥行方向A(成形ロール70の回転軸の軸方向)に沿って設けられている。
巻き取りロール82は、剥離ロール81から送られてきた気泡シート1を巻き取ることにより、気泡シート1をロール状のロール体1aにするためのロールである。
図3、図5等を参照して、上記製造装置50を用いて、気泡シート1を製造する方法について説明する。
図5は、第1実施形態の積層工程を拡大して説明する図である。
製造装置50は、気泡シート1を、以下の製造工程に従って製造する。
図3に示すように、フィルム10,20をフラットダイ51,52から連続供給しながら、成形ロール70、剥離ロール81、巻き取りロール82を回転することにより、フィルム10,20、気泡シート1を流れ方向Bに送る。
なお、フィルム10,20は、溶融状態でフラットダイ51,52から送り出されることにより、押し出されながら延伸するため、MD方向である縦方向Yに配向する。
フラットダイ51から送られてきたキャップフィルム10の裏面を、成形ロール70の外周面に載置するようにして、両者を接触させる。キャップフィルム10は、溶融状態であるので、成形ロール70の外周面に倣うようにして、変形する。これにより、成形ロール70は、キャップフィルム10を吸引して中空の中空突起11を真空成型により形成し、また、キャップフィルム10を成形して横線状突起12を形成する。
静電付与部60は、フラットダイ52から送られてくるバックフィルム20に放電することにより、バックフィルム20を帯電させる。
静電付与部60によって帯電されたバックフィルム20は、成形ロール70の回転に応じて、その周面に沿って送られるキャップフィルム10に対して、静電気の作用によって密着する。両フィルム10,20は、融着可能な程度に溶融状態を維持しており、密着することにより融着する。このように、静電付与部60は、バックフィルム20を帯電させることにより、キャップフィルム10とバックフィルム20とを密着させて、融着することができる。
成形ロール70は、回転することにより、密着した両フィルム10,20を剥離位置に送る。この過程において、両フィルム10,20は、冷却されることにより、溶融状態から固化する。また、両フィルム10,20は、固化にともない、より強固に融着される。
気泡シート1は、剥離ロール81に掛け渡されている。このため、気泡シート1は、剥離位置で成形ロール70から剥離し、その後、剥離ロール81に掛け渡されている方向に、進行方向が変化する。
さらに、気泡シート1は、巻き取りロール82に掛け渡されている。このため、気泡シート1は、剥離ロール81から巻き取りロール82の方向にガイドされて、巻き取りロール82に巻き取られる。
これにより、気泡シート1は、縦方向Yを巻き取り方向にして、ロール体1aの形態に巻き取られる。
例えば、従来の中空突起が高さ3.5mmであったのに対して、本実施形態の中空突起11は、高さ3.0mmにすることができた。これにより、ロール体の外形は、従来380mmであったのに対して、本実施形態では330mmにすることができた。
このように、本実施形態にあっては、中空突起11の形状をほぼ直方体とするのが好ましいが、中空突起11の形状は特に限定されない。
また、気泡シート1は、静電付与部60、成形ロール70を備える製造装置50を用いることにより、容易に製造することができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
第2実施形態は、製造装置の成形ロールを第1実施形態から変更したものである。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾(下2桁)に同一の符号を適宜付して、重複する説明を適宜省略する。
図6は、第2実施形態の成形ロール270の一部断面図である。
図6(A)は、吸引キャビティ71、横線状突起成形溝272近傍を拡大した断面図である。
図6(B)は、横線状突起成形溝272近傍をさらに拡大した断面図である。
成形ロール270の横線状突起成形溝272の底部は、溝吸引口272aを備える。
溝吸引口272aは、吸引キャビティ271の吸引口271aと同様に、外部空気を吸引する。つまり、溝吸引口272aは、横線状突起成形溝272内部の空気を吸引する。
これに加えて、横線状突起成形溝272は、溝吸引口272aを備えるので、溶融状態のキャップフィルム10を吸引することにより、横線状突起12を十分な深さに成形できる。
このため、横線状突起成形溝272の直上の空間における横線状突起成形溝272の開口縁部とキャップフィルム10との隙間Sは、その周囲の空間における隙間よりも小さい。そのため、溝吸引口272aに吸引作用による空気の流速(矢印F参照)は、ベンチェリ効果によって、横線状突起成形溝272の直上付近の空間の方が、その周囲の空間よりも大きくなる。
また、キャップフィルム10を横線状突起成形溝272に吸引する構成は、溝吸引口272aに限定されず、負圧の作用によってキャップフィルム10を横線状突起成形溝272に吸引できる構成であればよい。
図7は、第3実施形態の気泡シート301を説明する図である。
図7(A)は、気泡シート301を気泡室35側(表側Z2)から見た図である。
図7(B)は、図7(A)のB−B断面を拡大した図である。
図7(C)は、図7(A)のC−C断面を拡大した図である。
図8は、第3実施形態の横方向Xに沿って切断した気泡シート301の斜視図を拡大したである。
図7、図8に示すように、本実施形態の気泡シート301は、上記実施形態の気泡シート1に対して、気泡シート301を配向方法(MD方向)に沿って引き裂き易くし、かつ、引き裂き方向をガイドする屈曲加工線部346を追加したものである。易分離線部345、横線状突起312等の構成は、上記実施形態と同様である。
なお、本実施形態では、横線状突起312等によって形成される易分離線部345は、2列ごとに隣接する中空突起11の列間に設けられている。
縦線状突起313は、配向方向である縦方向Yに平行に設けられている。
縦線状突起313は、向き及び断面形状が横線状突起312とは異なるものの、表側Z2に膨出していること等の構成は横線状突起312と同様である。
なお、縦線状突起313は、横線状突起312とは異なり、バックフィルム320に対して融着していてもよい。このため、縦線状突起313は、バックフィルム320との間に隙間を有さなくてもよい。
縦線状突起313は、一定又は不定の列数ごとに隣接する中空突起11の列間に設けられている。本実施形態では、縦線状突起313は、4列ごとに隣接する中空突起11の列間に設けられている。
このため、作業者は、シート分断作業時において、横線状突起312と同様に、縦線状突起313を、気泡シート301の横方向Xの長さを把握するために利用できる。
横線状突起312の突出高さh312(キャップフィルム310の裏面から横線状突起312の頂部までの長さ)は、縦線状突起313の突出高さh313(キャップフィルム310の裏面から縦線状突起313の頂部までの長さ)よりも十分に高い。このため、成形上の理由によって、横線状突起312の頂部の厚さt312は、縦線状突起313の厚さt313よりも薄くなっている。なお、横線状突起312及び縦線状突起313が交差する交差部分312a(図8参照)は、肉厚が最も薄くなる。
つまり、図8に示すように、縦線状突起313は、横線状突起312の側面に連結しており、横線状突起312の頂部の肉厚部分には連結していない。
図7(C)、図8に示すように、屈曲加工線部346は、キャップフィルム310の縦線状突起313、及びこの縦線状突起313の裏面に密着するバックフィルム320等によって、構成される。
一方、バックフィルム320は、例えば、HDPE(高密度ポリエチレン)を50%の配合にすること等によって、縦方向Yへの配向がより高くなるように、設計されている。このため、キャップフィルム310及びバックフィルム320が積層された気泡シート301の状態において、屈曲加工線部346は、易分離線部345と同様に、十分に切断されやすい作用を奏する。
図9(A)、図9(B)に示すように、キャップフィルム310は、第1実施形態と同様な手法によって(図2(A)参照)、工具等を用いることなく、易分離線部345、屈曲加工線部346から分断することができる。
図9(A)に示すように、前述したように、易分離線部345は、横線状突起312の頂部が薄いこと等の理由によって、切断時の横方向Xへの直進性がよく、また、交差部分312aを通過する場合に、屈曲加工線部346側に逸れることが抑制される。
図9(B)に示すように、屈曲加工線部346も同様に、キャップフィルム310の配向、及びバックフィルム320の上記配向等によって、切断時の縦方向Yへの直進性がよく、また、交差部分312aを通過する場合に、易分離線部345側に逸れることが抑制される。
特に、環状オレフィン・コポリマーを添加することで、他の樹脂材料中に環状オレフィン・コポリマーが微細な島状に点在し、気泡シート301が引き裂かれる際には、島状の環状オレフィン・コポリマーが優先的に破壊され、その破壊される作用力が隣接する同様の島状の環状オレフィン・コポリマーへ次々と伝播しながら破壊されることから、易カット性を発揮させることができる。本実施形態では、易分離線部345や屈曲加工線部346を備えることと相俟って、少量の環状オレフィン・コポリマーの添加により、易カット性のさらなる向上を図ることができるため、製造コストの面からも有利である。
図10は、第3実施形態の成形ロール370の外周部分を周方向に展開した構成を説明する図である。
図10(A)は、成形ロール370の外周部分を外周面の法線方向から見た図である。
図10(B)は、図10(A)のB−B断面を拡大した図である。
図10(C)は、図10(A)のC−C断面を拡大した図である。
気泡シート301は、第1又は第2実施形態と同様な製造装置(図3、図6等参照)を用いて製造することができる。
すなわち、図10に示すように、本実施形態の成形ロール370は、第1又は第2実施形態と同様に、吸引キャビティ371、横線状突起成形溝372等を備える。
また、成形ロール370は、これらの構成に加えて、キャップフィルム310に屈曲加工を施す屈曲加工線部加工溝としてのV溝373を備える。
V溝373は、溶融状態のキャップフィルム310に、縦線状突起313を成形するための溝である。V溝373は、縦線状突起313に対応した位置に設けられている。
すなわち、V溝373は、吸引キャビティ371以外の領域であってキャップフィルム310及びバックフィルム320間の融着領域40に対応する領域に、線状に設けられた溝であり、キャップフィルム310に縦線状突起313を成形する。V溝373は、流れ方向B(成形ロール370の回転方向)に、平行となるように、成形ロール370の周方向に沿って設けられている。
このため、キャップフィルム成形工程(図3のキャップフィルム成形工程♯2参照)において、溶融状態であるキャップフィルム310は、成形ロール370のV溝373に倣うようにして変形する。これにより、縦線状突起313が、キャップフィルム310に形成される。
このとき、キャップフィルム310の縦線状突起313の突出高さh313(図7参照)が十分に低いため、静電気の作用によって、縦線状突起313の裏面(つまりキャップフィルム310の裏面)と、バックフィルム320の表面とが密着し溶着する。これにより、屈曲加工線部346が形成される。
(1)前述した実施形態において、線状突起は、直線状である例を示したが、これに限定されない。線状突起の形状は、例えば、用途等に応じて適宜に設定でき、曲線等でもよい。また、線状突起は、連続した形態に限定されず、例えば、断続的に設けられた点線状でもよい。
1a ロール体
10,310 キャップフィルム
11 中空突起
12,312 横線状突起
20 バックフィルム
30 気泡領域
35 気泡室
40 融着領域
45,345 易分離線部
50 製造装置
51,52 フラットダイ
60 静電付与部
61 放電針
62 対電極
70,270,370 成形ロール
71,271,371 吸引キャビティ
71a,271a 吸引口
72,272,372 横線状突起成形溝
81 剥離ロール
82 巻き取りロール
272a 溝吸引口
313 縦線状突起
346 屈曲加工線部
373 V溝
Claims (10)
- 中空状に膨出する多数の中空突起が規則的に配列されたキャップフィルムと、前記中空突起内に空気を封入するバックフィルムとを積層してなる気泡シートであって、
一定又は不定の列数ごとに隣接する前記中空突起の列間に、前記キャップフィルムと前記バックフィルムとが融着されていない易分離線部を備える
ことを特徴とする気泡シート。 - 前記易分離線部は、前記中空突起の突出方向と同じ方向に、前記キャップフィルムが線状に突出した中空の線状突起を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の気泡シート。 - MD方向に分子配向した前記キャップフィルムと前記バックフィルムとが、配向方向を揃えて積層されており、
前記線状突起が、MD方向に直交する方向に沿って設けられている
ことを特徴とする請求項2に記載の気泡シート。 - 一定又は不定の列数ごとに隣接する前記中空突起の列間に、前記中空突起の突出方向と同じ方向に突出する屈曲加工線部が、MD方向に沿って設けられている
ことを特徴とする請求項3に記載の気泡シート。 - 前記キャップフィルムが、高密度ポリエチレン15〜40重量%、低密度ポリエチレン20〜50重量%、直鎖状低密度ポリエチレン5〜40重量%を含み、
前記バックフィルムが、高密度ポリエチレン25〜50重量%、低密度ポリエチレン10〜40重量%、直鎖状低密度ポリエチレン5〜40重量%、環状ポリオレフィンコポリマー4〜10重量%を含む
ことを特徴とする請求項4に記載の気泡シート。 - MD方向を巻き取り方向にしてロール状に巻き取られた
ことを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載の気泡シート。 - 中空状に膨出する多数の中空突起が規則的に配列されたキャップフィルムと、前記中空突起内に空気を封入するバックフィルムとを積層してなる気泡シートの製造装置であって、
フィルム状に押し出された溶融状態の前記キャップフィルムを成形する成形ロールと、
前記成形ロールによって成形された前記キャップフィルムと、溶融樹脂をフィルム状に押し出してなる前記バックフィルムとを積層する積層部とを備え、
前記成形ロールの外周面には、前記中空突起に対応する配列で形成され前記中空突起を真空成形する多数の吸引キャビティと、一定又は不定の列数ごとに隣接する前記吸引キャビティの列間に形成され前記キャップフィルムに線状突起を成形する線状突起成形溝とが設けられており、
前記積層部は、前記キャップフィルムに成形された前記線状突起と、前記バックフィルムとの間に、空隙を形成しつつ、前記キャップフィルムと前記バックフィルムとを積層することにより、前記キャップフィルムと前記バックフィルムとが融着されていない易分離線部を形成する
ことを特徴とする気泡シートの製造装置。 - 前記線状突起成形溝は、前記成形ロールの軸方向に沿って設けられている
ことを特徴とする請求項7に記載の気泡シートの製造装置。 - 前記成形ロールの外周面には、一定又は不定の列数ごとに隣接する前記吸引キャビティの列間に形成され、前記キャップフィルムに屈曲加工を施す屈曲加工線部加工溝が周方向に沿って設けられている
ことを特徴とする請求項8に記載の気泡シートの製造装置。 - 請求項7〜9のいずれか一項に記載の気泡シートの製造装置を用いた気泡シートの製造方法であって、
溶融樹脂をフィルム状に押し出しながら連続供給して、前記成形ロールの外周面と接触させることにより、前記キャップフィルムに、前記中空突起を真空成形するとともに、前記線状突起を形成するキャップフィルム成形工程と、
前記積層部によって、前記キャップフィルムの前記線状突起と、前記バックフィルムとの間に、空隙を形成しつつ、前記キャップフィルムと前記バックフィルムとを積層することにより、一定又は不定の列数ごとに隣接する前記中空突起の列間に、前記キャップフィルムと前記バックフィルムとが融着されていない易分離線部を形成するシート積層工程とを備える
ことを特徴とする気泡シートの製造方法。
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