(57)【要約】【解決手段】大きな製品を衝撃から保護し、支持するための改良された支持柱が提供されている。柱は、マンドレルの回りに巻き付けられ、所望の形状に成形されたシート（１０、５０又は６０）から作られている。改良点は、シートを複数の厚さの紙で作って、シートを管へと巻く際に、管の中間層が外側の層よりも厚くなるようにしている点である。この柱は、同じ量（重量）の材料で作った従来型の柱よりも、高い軸圧縮強度を有している。【選択図】図４
2007502243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの外側に面する層と、１つ又はそれ以上の層を備え且つ前記外側に面する層の間に挟まれている中間層とを有する中空の管へと巻かれて柱の壁を形成するベースシート（１０、５０又は６０）を備えている、製品を支持し衝撃から保護するための改良された柱において、
前記中間層を形成する前記層の少なくとも１つが、少なくとも一部の領域では、前記外側に面する層よりも厚くなっている、柱。
【請求項２】
前記中間層はエンボス加工紙（１４）である、請求項１に記載の柱。
【請求項３】
前記エンボス加工紙（１４）には、窪みが付けられている、請求項２に記載の柱。
【請求項４】
前記エンボス加工紙（１４）には、一方の側にのみエンボス加工が施されている、請求項２に記載の柱。
【請求項５】
前記ベースシート（１０）は単一の連続するシートであり、前記単一の連続するシートの前記中間層（１４）を形成する部分にのみエンボス加工が施されている、請求項２に記載の柱。
【請求項６】
前記ベースシート（１０）は、縁部同士が機械横断方向に接合された非エンボス加工シート（１２、１６）とエンボス加工シート（１４）とを備えている、請求項２に記載の柱。
【請求項７】
前記柱の壁は一様な壁厚さを有している、請求項１に記載の柱。
【請求項８】
前記柱の壁厚さは変動する、請求項１に記載の柱。
【請求項９】
前記柱の壁は、直線部分と湾曲部分を備えており、前記湾曲部分は前記直線部分よりも厚くなっている、請求項８に記載の柱。
【請求項１０】
前記中間層は低密度紙（５４）である、請求項１に記載の柱。
【請求項１１】
前記低密度紙（５４）は、再生利用繊維を備えている、請求項１０に記載の柱。
【請求項１２】
前記低密度紙（５４）は、平滑なライナー（５８）の間に挟まれた低密度中間部分（５７）を備えている、請求項１１に記載の柱。
【請求項１３】
前記ベースシート（６０）は、１つ又はそれ以上の第２のシート（６２）を、基板（６４）の選択された領域の上に積層して、前記ベースシート（６０）が機械横断方向に交互する厚さを有するようにして形成されている、請求項１に記載の柱。
【請求項１４】
前記第２のシート（６２）は低密度紙である、請求項１３に記載の柱。
【請求項１５】
前記第２のシート（６２）はエンボス加工紙である、請求項１３に記載の柱。
【請求項１６】
前記柱（２６）は、実質的にＬ字形の断面形状を有している、請求項１に記載の柱。
【請求項１７】
前記柱（２６）は、実質的にＩ字形の断面形状を有している、請求項１に記載の柱。
【請求項１８】
前記柱（２６）は、実質的に三角形の断面形状を有している、請求項１に記載の柱。
【請求項１９】
前記柱（２６）は、実質的に丸い断面形状を有している、請求項１に記載の柱。
【請求項２０】
前記柱（２６）は、実質的に隅角形の断面形状を有している、請求項１に記載の柱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯機、乾燥機、冷蔵庫の様な大型電気製品用の保護梱包材に関する。より具体的には、本発明は、同じ量（重量）の材料を使った従来型の隅柱に比べて高い軸圧縮強度を有する改良された管型の保護隅柱又は側柱に関する。
【背景技術】
【０００２】
管型の隅柱は、軸圧縮荷重を支え、洗濯機、乾燥機、冷蔵庫、皿洗い機、ストーブの様な製品の隅を保護するのに使用されている。従来型の管状の隅柱は、１枚の紙を包旋状の管に巻いて作られている。紙の層を結合するのに接着剤が使用されている。接着剤が乾燥する前に、管は所望の形状、通常は、電気製品の隅とその容器の隅の間ぴったりと嵌る変形Ｌ字形断面形状、に成形される。
【０００３】
様々な隅柱が文献に記載されている。共有されている引用米国特許第６，１８６，３２９号は、例えば、複数枚の紙の端部同士を接合し、マンドレルの回りに巻き付けて、柱の壁が横断方向に強−弱−強のプロフィールとなるように作った隅柱を記述している。換言すると、比較的弱い低コストの紙が、比較的強い高価な紙の層の間に挟まれている。全体としてのシート、及び柱は、一様な厚さを有している。
【特許文献１】米国特許第６，１８６，３２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
軸圧縮荷重が掛かった隅柱の故障モードは、座屈である。従って、柱構造の曲げ剛性は重要なパラメータである。壁の厚さと、隅柱の壁の外側の材料の物理的特性が、曲げ剛性を決めることが分かっている。
【０００５】
本発明の目的は、従来型の隅柱と同じ量（重量）の材料を使って、隅柱の曲げ剛性を上げることである。
【０００６】
この他の目的は、以下の詳細な説明、添付図面、及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、引用特許３２９号に教示されている同様な厚さの複数の種類の紙の代わりに、異なる厚さの紙を使用して、複数の種類の紙から支持柱を作る構想に立脚している。
【０００８】
Ｉ字梁壁の隅柱は、大きな製品を衝撃から保護し支持するのに使用されている支持柱である。柱は、長方形のシートをマンドレルの回りに巻き付け、所望の形状に成形して作られる。改良点は、シートを複数の厚さの紙で作って、シートを管へと巻く際に、管の中間層の一部又は全部を外側層より厚くしている点である。
【０００９】
中間層を厚くすると、従来型の隅柱と同じ量（重量）の材料を使用して、より高い軸圧縮強度を有する柱となる。原理は、Ｉ字型断面を有する鉄又は鋼のＩ字梁と同じである。その形状の故に、Ｉ字梁は、同じ重量の中実矩形断面を有する梁よりも、大きな曲げ剛性を有する。この原理は、段ボールの原理とも同じで、この場合、段ボールの中間層はひだ状になっていて、板の厚さを、従って剛性を増している。
【００１０】
本発明では、柱の中間層で通例見られる繊維の一部を空気で置き換えることによって、中間層を厚くしている。
【００１１】
第１の実施形態では、中間層は、構造化又はエンボス加工された紙で作られている。エンボス加工紙は、その表面上に隆起した領域を作り出してニップル成形効果を呈し、全体重量を変えることなく紙のキャリパ（厚さ）を効果的に増す。エンボス加工紙は、一枚の紙を一対の相対するローラーの間に通して、紙の上に、圧縮された領域と、隆起した領域を作り出すために紙の繊維が上向きに押し出されている領域とを作り出すことによって作られる。代わりに、エンボス加工紙は、エンボス加工されたシートの端部から端部まで１枚又はそれ以上のエンボス加工されていないシートと接合することによって作ることもできる。何れの場合も、出来上がった長方形のシートは、機械横断方向に交互する厚さを有することになる。（機械横断方向とは、完成した柱の軸に直角な方向である。）
Ｉ字梁壁の柱を作るには、エンボス加工紙を多層管に巻き、厚い、エンボス加工された部分がエンボス加工されていない外側層の間に挟まれるようにする。紙の層の間に塗布された接着剤が硬化する前に、管は、マンドレル上で、所望の断面形状を有する柱に成形される。
【００１２】
第２の実施形態では、中間層は、低密度紙で作られる。低密度紙は、平滑な表面（ライナー）の間に挟まれた非常に低密度な中間部分を有している。低密度紙は、再生利用繊維と、他の低密度材料の混合物から作られ、低い密度と大きな体積（厚さ）を提供する。低密度紙は、端部から端部まで従来型の紙と接合され、長方形のシートを形成し、次に、マンドレルの回りに巻かれて、従来型の紙の比較的薄い外側の相対する層の間に挟まれた比較的厚い中間層を有する管を形成する。管は、次いで、所望の柱形状に成形される。
【００１３】
第３の実施形態では、柱の中間層の厚さは、第２のシート（エンボス加工された、又は低密度のシート）を基板の選択された領域の上に積層することによって作り出され、その結果、機械横断方向に厚さの交互する組合せシートとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
これより図を参照してゆくが、図１は従来型の管型隅柱２の斜視図である。隅柱２は、通常、製品包装材の底部に位置するベースパッド（図示せず）から頂部のキャップ又は蓋（図示せず）まで伸張している。隅柱２は、取扱中に横（水平）方向の力から製品を保護し製品に掛かる衝撃を緩和する。加えて、隅柱は、包装された製品が積み重ねられるときなど、軸（垂直）方向の圧縮力に抗して包装された製品を保持する助けとなる。
【００１５】
図２の断面図を見ればよく分かるように、隅柱は、実質的に互いに垂直で丸味の付いた端部３、１１で終端している２つの脚部４、５を備えている。脚部４、５は、（製品７に近接する壁を形成する）内側の壁６と、（容器のスリーブ１３に近接する壁を形成する）外側の壁８とで形成され、両壁は、互いに概ね平行で間隔の空いた関係にあり、中空のコアを形成している。
【００１６】
外側の壁８には、各脚部に沿って、丸味の付いた端部３、１１から間隔を空けた点に、内向きに伸張するビード又は溝９が形成されている。図１を見ればよく分かるように、ビード９は、外側の壁８の全垂直方向長さに亘って伸張している。ビード９は、内側の壁６と接触し、隅柱２内に、複数の閉じた領域を形成している。
【００１７】
隅柱は、以下のように使用される。製品（代表的には大きな電気製品）は、製造後、電気製品を収容するため電気製品の幅と深さよりも大きな寸法諸元を有しているパレット又はベース上に、配置され、固定される。通常は板紙、又は段ボールで作られた保護スリーブが、容器の４つの側壁を形成するため電気製品を覆って配置される。スリーブは、ベースの外周の内側に嵌め込まれる。隅柱は、電気製品を取り囲んで、電気製品と保護スリーブの間に配置される。紙の板、又は段ボールの頂部部材が、包装を覆って配置される。紐が容器の回りに巻き付けられ、隅柱が電気製品と容器の間にしっかりと固定される。包装された電気製品は、互いに上下に積み重ねられる。
【００１８】
隅柱は、代表的には、管状の構造に巻かれ、所望の形状に成形された紙又は板紙で形成されている。図２Ａに示すように、従来型の隅柱は、単一等級の紙で作られている。単一のシートが、複数の層を有する紙の管に巻かれる。例えば、図２Ａに示す隅柱の壁は、５層の巻かれた紙を有している。
【００１９】
紙の層の間に接着剤が塗布される。接着剤が乾燥する前に、包旋形の管は所望の断面形状に成形される。隅柱は、電気製品の隅角と電気製品容器の隅角の間にぴったりと嵌め込まれる。
【００２０】
図２Ａに示すように、隅柱の壁の外側に面する層１５と中間層１７は、厚さが同じである。
【００２１】
柱の剛性を上げて軸圧縮強度を増すためには、外側の層の間に挟まれた厚い中間層を有する隅柱を形成するのが望ましい。我々は、外側に面する層と、外側に面する層の間に挟まれた中間層とを有し、中間層の一部又は全部が外側層より厚くなっている中空管へと巻かれた材料のベースシートを備えたユニークな隅柱を開発した。
【００２２】
本発明の第１の実施形態では、中間層は、エンボス加工を施して厚くされている。エンボス加工された紙は、紙のシートに高い全体キャリパ（厚さ）が意図的に付与され、但し肉厚は一様ではない構造化された紙である。エンボス加工された紙は、一枚の紙を、一方又は両方が変化に富んだ模様を有する一対の相対するローラーの間に通して、紙の上に、圧縮された領域と、隆起した領域を作り出すため紙の繊維が上向きに押し上げられている領域とを作り出すことによって作られる。エンボス加工された紙は、ニップル状の模様を有しているのが望ましいが、本発明では、適していればどの様な形状でも使用することができる。エンボス加工模様は、紙の一方の側のみにあるのが望ましい。
【００２３】
図３に示すように、ベースシート１０は、柱の中間層を形成することになるシートの部分１４のみにエンボス加工が施された、単一の連続するシートから形成されているのが望ましい。従って、機械横断方向には、ベースシートは、第１の非エンボス加工部分１２、エンボス加工部分１４、及び第２の非エンボス加工部分１６を備えている。
【００２４】
代わりに、ベースシートは、機械横断方向に非エンボス加工シートとエンボス加工シートの縁部同士を接合することによって作ってもよい。各シートは、接着剤で、紙裏打ちテープで一体にテーピングして、又は何か他の適した手段で、相互に接合してもよい。シートの縁部同士は、突き合わせ接合しても、斜め削ぎ接合しても、何か他の適した様式で接合してもよい。
【００２５】
部分的にエンボス加工されたベースシート１０がどの様に形成されたかに関わらず、長方形のベースシート１０が管に巻かれるとき、エンボス加工部分１４は、非エンボス加工部分１４と１６の間に横方向に挟まれる。
【００２６】
図４は、緩く巻かれたときの各部分１２、１４、１６の相対的構成を示している。緩く巻かれた管２４の、管の中空の内部に面する外側に面する層は、第１の非エンボス加工部分１２で形成され、緩く巻かれた管２４の、外側に面する層は、第２の非エンボス加工部分１６で形成され、管２４の内部の、即ち中間の層は、ベースシート１０の肉厚のエンボス加工部分１４で形成される。
【００２７】
ベースシート１０が管に巻かれた後（そして、紙の層の間に塗布された接着剤が硬化する前）に、管２４は、マンドレル上で、所望の断面形状を有する隅柱に成形される。その様な隅柱２６の一例を図５に示す。図２の従来型の隅柱２と同様に、図５の隅柱２６は、実質的に互いに垂直で丸味の付いた端部２９、３１で終端している２つの脚部２８、３０を備えている。脚部２８、３０は、内側の壁３４と外側の壁３６とで形成され、両壁の間に中空の空間が設けられている。外側の壁３６には、各脚部２８、３０に沿って、随意のビードが形成され、外側の壁３６の垂直方向の全長に亘って伸張している。ビード３８、３９は、内側の壁３４と接触して、隅柱２６内に複数の閉じた領域を形成している。
【００２８】
単一の肉厚を有する材料のシートから形成されている図２の隅柱２とは違って、図５の隅柱は、少なくとも２つの異なる肉厚を有する材料のシートから形成されている。拡大図５ａ、５ｂでよく分かるように、第１の非エンボス加工部分１２は、隅柱２６の一方の外側に面する表面４２、即ち中空の内部に面する表面を形成している。第２の非エンボス加工部分１６は、隅柱の他方の外側に面する表面４４を形成している。肉厚のエンボス加工部分１４は、第１及び第２の非エンボス加工部分の間に挟まれており、従って隅柱２６の頂部及び底部に沿う箇所を除いて表に現れることはない。出来上がった隅柱２６は、横断方向に、薄−厚−薄の構造を有している。
【００２９】
図５の隅柱を形成する際には、紙のベースシートがロールから切断ステーションに供給され、そこでシートは所望の垂直方向長さに切断される。切断されたシートは、エンボス加工ローラーの間に流され、そこでシートの選択された部分にエンボス加工が施され、機械横断方向に薄−厚−薄のキャリパを有するシートが作り出される。加工工程の残りの部分は、従来型の管型隅柱を作る際のものと同じである。
【００３０】
代わりに、２つの非エンボス加工紙のロールと１つの事前にエンボス加工された紙のロールを、エンボス加工ロールが非エンボス加工ロールの間にくるように配置して、縁部同士を整列させてもよい。紙がロールを離れる際に、各縁部は斜めに削がれ、次いで紙のシートの各縁部は、２つの小さな糊壺を使って一体に糊付けされる。次に、この合成シートは、所望の垂直方向長さ、即ち完成した隅柱の長さを有する長方形のベースシートに切断される。加工工程の残りの部分は、従来型の管型隅柱を作る際のものと同じである。
【００３１】
図５に示す隅柱は、実質的に一様な壁の厚さを有しているが、同じ量の材料から作られた従来型の柱よりも高いキャリパを有している。即ち、柱の壁の厚さは、実質的に何処も同じである。１つの考えられる変形例では、本発明の隅柱は、均一な壁厚さを有しておらず、或る領域が厚くなっている。例えば、図６に示すように、丸味の付いた端部２９、３１の中間層１４を形成することになる紙の部分だけにエンボス加工を施すことによって、端部２９、３１のような柱の湾曲した部分だけを、厚くすることもできる。逆に、直線状の壁の部分を、湾曲した部分より厚くすることもできる。
【００３２】
本発明の第２の実施形態では、図７に示すベースシートは、中間部分５４が、キャリパーを増した低密度の紙で作られ、従来型の、又は薄い肉厚の紙５２、５６と縁部同士が接合されている。低密度の紙５４は、所与の重量で体積を大きくするため、再生利用繊維から作ってもよい。低密度の紙５４は、低密度の中間部分５７が平滑表面（ライナー）５８の間に挟まれ、隣接するシートに積層できるようになっているのが望ましい。隅柱は、長方形のベースシート５０から、既に説明したのと同じやり方で製造される。
【００３３】
本発明の第３の実施形態では、柱は、図８に示す、積層又は他の方法で基板６４の選択された領域に取り付けられた１つ又はそれ以上の第２のシート６２を備えた合成シート６０から形成されている。合成シート６０は、機械横断方向に交互する厚さを有している。第２のシート６２は、低密度紙であるのが望ましいが、エンボス加工紙でも、所与の重量で体積の増えたどの様な紙でもよい。
【００３４】
上記実施形態は、何れも、実質的にＬ字形断面形状を有する隅柱であるが、柱は、Ｉ字形断面形状を有する側柱や、三角、丸、又は隅角断面形状を有する柱のような他の形状を採ることもできる。側柱は、隅柱のように、複数のシートブランク材を管に巻き、マンドレル上で所望の断面形状を有する柱に成形して作られる。側柱は、製品の側部を支え、衝撃から保護するのに使用される。
【００３５】
以上の教示及び特許請求の範囲に記載する内容によって定義される本発明の範囲から逸脱することのない、本発明のこの他の変更例及び代替実施形態も考えられる。請求項は、この範囲に入るこの様な変更例を全て包含するよう意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】先行技術による隅柱の斜視図である。
【図２】図１の先行技術による隅柱の断面図であり、均一な紙の層の構造を部分的に拡大して示している。
【図３】本発明の隅柱を形成するのに使用されるベースシートの斜視図であるが、縮尺は合っていない。
【図４】図３のベースシートを緩く巻いた状態の上面図である。
【図５】本発明に従って作られた隅柱の断面図である。
【図５ａ】図５の隅柱の壁の部分拡大図である。
【図５ｂ】図５の隅柱の壁の部分拡大図である。
【図６】本発明に従って作られた別の隅柱の断面図である。
【図６ａ】図６の隅柱の壁の部分拡大図である。
【図６ｂ】図６の隅柱の壁の部分拡大図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の隅柱を形成するのに使用されるベースシートの斜視図であるが、縮尺は合っていない。
【図８】本発明の第３の実施形態の隅柱を形成するのに使用されるベースシートの斜視図であるが、縮尺は合っていない。
【図１】
2007502243.tif 000003
【図２】
2007502243.tif 000004
【図２Ａ】
2007502243.tif 000005
【図３】
2007502243.tif 000006
【図４】
2007502243.tif 000007
【図５】
2007502243.tif 000008
【図５ａ】
2007502243.tif 000009
【図５ｂ】
2007502243.tif 000010
【図６】
2007502243.tif 000011
【図６ａ】
2007502243.tif 000012
【図６ｂ】
2007502243.tif 000013
【図７】
2007502243.tif 000014
【図８】
2007502243.tif 000015
【国際調査報告】
2007502243.tif 000016
2007502243.tif 000017