(57)【要約】  【課題】カートン等に物体を梱包する際に用いる支柱であって、カートンに加わる軸方向荷重を支持するために用いられる複数重ね支柱および複数重ね支柱の製造方法を提供する。  【解決手段】板紙重ねをマンドレルに向けて直線的に進め、重ね部の縁部をマンドレルの軸に平行にした状態で重ね部をマンドレルに巻き付けることにより、板紙支柱が形成される。重ね部は互いに接着されて管状物を形成し、管状物はマンドレルに沿って直線的に進められて、所望の長さに切断される。管状物は、壁の中間の比較的低グレードの重ね部と、管状物の内側および外側に向かって比較的高グレードの重ね部を、一ないし多数有する複数グレード構造である。一ないし複数の中間重ね部にエンボス加工を施すかまたは波形を付けて、その有効厚さを増大させることもできる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支柱に加わる軸方向荷重を支持する複数グレード構成の直線引出し支柱であって、
互いに重なって軸に巻き付けられるとともに接着されて管状物を形成し、それぞれの両縁部が軸と平行に延びる、複数の別個の板紙重ね部を備え、
この重ね部は、他の比較的高グレードの重ね部間に軸方向に配置される比較的低グレードの重ね部を含む複数グレード構成の直線引出し支柱。
【請求項２】
前記比較的低グレードの重ね部は、この重ね部の長さ方向および幅方向に沿って離間した不連続な複数の突出部のエンボス加工が施され、前記重ね部の有効厚みを増大させる請求項１に記載の複数グレード構成の直線引出し支柱。
【請求項３】
前記比較的高グレードの重ね部間に半径方向に配置される複数の比較的低グレードの重ね部がある請求項１に記載の複数グレード構成の直線引出し支柱。
【請求項４】
前記比較的低グレードの重ね部の少なくとも１つには、この重ね部の長さ方向および幅方向に沿って離間した不連続な複数の突出部のエンボス加工が施され、前記重ね部の有効厚みを増大させる、請求項３に記載の複数グレード構成の直線引出し支柱。
【請求項５】
前記比較的低グレードの重ね部のうちの２つのそれぞれには、この重ね部の長さ方向および幅方向に沿って離間した不連続な複数の突出部のエンボス加工が施され、前記重ね部のそれぞれの有効厚みを増大させた請求項３に記載の複数グレード構成の直線引出し支柱。
【請求項６】
前記２つのエンボス加工された比較的低グレードの重ね部は、非エンボス加工の中間重ね部から分離している請求項５に記載の複数グレード構成の直線引出し支柱。
【請求項７】
前記エンボス加工された比較的低グレードの重ね部の軸方向外側に複数の重ね部がある請求項２に記載の複数グレード構成の直線引出し支柱。
【請求項８】
前記エンボス加工された比較的低グレードの重ね部の半径方向内側に、複数の重ね部がある請求項２に記載の複数のグレードの直線引出し支柱。
【請求項９】
前記比較的低グレードの重ね部は波形であり、この重ね部の有効厚みを増大させた請求項１に記載の複数のグレードの直線引出し支柱。
【請求項１０】
前記波形の低グレードの重ね部の縦溝は、この支柱の軸と平行に延びる請求項９に記載の複数グレード構成の直線引出し支柱。
【請求項１１】
前記比較的高グレードの重ね部間に半径方向に配置される複数の低グレードの重ね部があり、この低グレードの重ね部は、介在する非波形重ね部により分離される２つの波形重ね部を含む請求項１に記載の複数グレード構成の直線引出し支柱。
【請求項１２】
複数グレード構成の支柱を製造する方法であって、
軸に沿って延びるマンドレルを設けるステップと、
内側板紙重ねを前記マンドレルに巻き付けながら該マンドレルの軸と平行に前記内側板紙重ねを進行させ、それにより、前記内側重ね部の両側縁部が互いに近接し、前記マンドレルの軸と平行になる、内側板紙重ねを進めるステップと、
一から多数の板紙中間重ね部のそれぞれを前記マンドレル上の内側重ね部に巻き付けながら、このマンドレルの軸と平行に前記中間板紙重ねを進行させ、それにより、前記各中
間重ね部の両側縁部が互いに近接し、前記マンドレルの軸と平行になる、中間板紙重ねを進めるステップと、
板紙外側重ね部を前記マンドレルに巻き付けながらこのマンドレルの軸と平行に前記外側板紙重ね部を進行させ、それにより、前記外側重ね部の両側縁部が互いに近接し、前記マンドレルの軸と平行になる、外側板紙重ねを進めるステップと、
前記内側重ね部、前記中間重ね部、および前記外側重ね部を接着剤で互いに接合して、それにより、前記マンドレル上に管状物が形成され、この管状物は前記マンドレルに沿って直線的に引き出される、接合のためのステップと
を含み、前記内側重ね部および前記外側重ね部は比較的高グレードの板紙を備え、少なくとも１つの前記中間重ね部は比較的低グレードの板紙を包含する複数グレード構成の支柱を製造する方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの比較的低グレードの中間重ね部には、この重ね部の長さ方向および幅方向に沿って離間した不連続な突出部が設けられ、この突出部は前記重ね部の有効厚みを増大させる請求項１２に記載の複数グレード構成の支柱を製造する方法。
【請求項１４】
前記突出部が設けられた複数の比較的低グレードの中間重ね部を備えた請求項１３に記載の複数グレード構成の支柱を製造する方法。
【請求項１５】
２つのエンボス加工された重ね部間に、非エンボス加工の重ね部が配置される請求項１４に記載の複数グレード構成の支柱を製造する方法。
【請求項１６】
前記管状物を前記マンドレルから取り外した後、前記接着剤が硬化する前に、前記管状物を変形させ、それにより前記管状物の所望の断面形状を形成する、管状物を変形させるステップと、前記管状物が変形した形状であるうちに、前記接着剤を硬化させるステップと、をさらに含む請求項１２に記載の複数グレード構成の支柱を製造する方法。
【請求項１７】
支柱に加わる軸方向荷重を支持する直線引出し支柱であって、
互いに重なって軸に巻き付けられるとともに接着されて管状物を形成し、それぞれの両縁部が前記軸と平行に延びる、複数の別々の板紙重ね部を備え、
２つの重ね部間に半径方向に位置する少なくとも１つの重ね部は、長さ方向および幅方向に沿って離間した不連続な複数の突出部のエンボス加工が施され、この有効厚みを増大させる直線引出し支柱。
【請求項１８】
他の重ね部間に半径方向に位置する少なくとも２つのエンボス加工された重ね部がある請求項１７に記載の直線引出し支柱。
【請求項１９】
前記２つのエンボス加工された重ね部は互いに接していない請求項１８に記載の直線引出し支柱。
【請求項２０】
前記エンボス加工された重ね部は比較的低グレードの板紙を含み、前記２つの他の重ね部は比較的高グレードの板紙を含む請求項１７に記載の直線引出し支柱。
【請求項２１】
支柱に加わる軸方向荷重を支持する直線引出し支柱であって、
互いに重なって軸に巻き付けられるとともに接着されて管状物を形成し、それぞれの両縁部が前記軸と平行に延びる、複数の別々の板紙重ね部を備え、
２つの重ね部の間に半径方向に位置する少なくとも１つの重ね部には波形が付され、この重ね部の有効厚みを増大させる直線引出し支柱。
【請求項２２】
前記重ね部の少なくとも２つに波形が付されている請求項２１に記載の直線引出し支柱
。
【請求項２３】
前記少なくとも２つの波形の重ね部は、介在する非波形重ね部により分離される請求項２２に記載の直線引出し支柱。
【請求項２４】
支柱に加わる軸方向荷重を支持する直線引出し支柱であって、
互いに重なって軸に巻き付けられるとともに接着されて管状物を形成し、それぞれの両縁部が前記軸と平行に延びる複数の別々の板紙重ね部を備え、
少なくとも１つの重ね部は、この管状物の他の重ね部に対して比較的幅狭であり、この比較的幅狭の重ね部は、この管状物の他の領域に対して、管状物の局部的領域の厚みを増大させるものである直線引出し支柱。
【請求項２５】
支柱の製法であって、
軸に沿って延びるマンドレルを設けるステップと、
複数の板紙それぞれを前記マンドレルに重ねて巻き付けながら、このマンドレルの軸と平行に前記複数の板紙重ねを進行させるステップであって、それにより、前記各重ね部の両側縁部が前記マンドレルの軸と平行になる、複数の板紙重ね部を進めるステップと、
前記重ね部を接着剤で互いに接合し、それにより前記マンドレル上に管状物が形成され、この管状物は前記マンドレルに沿って直線的に引き出される、接合するステップと、
を含み、前記板紙重ね部の少なくとも１つはこの管状物の他の重ね部よりも実質的に幅狭であり、それによりこの管状物の局部的領域の厚みが増大して補強される支柱の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートン等に物体または物体群を梱包する際に用いる支柱に関する。当該支柱は、カートンに加わる軸方向荷重を支持するために用いられ、梱包された物体の角等における側方からのクッションまたは保護も任意に与える。本発明は特に、板紙材料から管状構造として形成されるような支柱に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸方向荷重を支持し、かつ／または特に角部における側方衝撃から物体（複数可）を守る（cushioning）のに十分な強度をそれ自体が与えないカートンまたは他のパッケージに、一または複数の物体を梱包する場合、パッケージに支柱および／またはコーナープロテクタを設けて、必要な軸方向荷重支持および／または側方衝撃保護を与えることが知られている。このような支柱またはコーナープロテクタは、一般的には板紙材料からできている。１つの公知のタイプのコーナープロテクタまたは支柱は、板紙シートをマンドレルに複数回、回旋状に（convolutely）巻いて、隣接する巻き層（windings）同士を接着し、多層管を構成することにより形成される。管状物は、まだ湿っている間に、所望の断面形状に変形させてから、乾燥および硬化させることができる。
【０００３】
米国特許第６，１８６，３２９号には、複数グレード構成の回旋巻きコーナープロテクタが記載されている。このコーナープロテクタは、まず、異なるグレードの別個の３つの板紙片から１つの板紙シートを製作することにより形成される。特に、比較的高グレード（すなわち、所与の厚さに対して高密度および高剛性）の第１の板紙片の一縁部が、比較的低グレード（すなわち、所与の厚さに対して低密度および低剛性）の第２の板紙片の縁部に接合される。第２の板紙片の反対側の縁部は、より高グレードの第３の板紙片に接合される。板紙シートはマンドレルに回旋状に巻かれて複数層すなわち複数巻きを形成し、層同士が接着される。出来上がった管状物は、任意所与の円周方向位置で少なくとも３層から成る壁を有し、内側層および外側層は高グレードの板紙を含み、一ないし複数の中間層は低グレードの板紙を含む。
【特許文献１】米国特許第６１８６３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
米国特許第６，１８６，３２９号のプロセスは、複数グレード構成の管構造の製造には効果的であるが、必然的に一度に１つの管しかできないバッチ式のプロセスとなる。バッチプロセスは、特に３つの別個の板紙片からスターティングシート（starting sheet）を製作することが必要なことを考えると、本質的に非効率的である。このプロセスは、例えば、高／低／高／低／高グレード等の、より複雑な重ね部構成を有する管状物の製造に用いる場合は、さらに効率が悪いと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数重ね支柱、および連続式の製造プロセスを用いて、複数重ね支柱および複数重ね支柱の製造方法を提供することにより、上記のニーズに対応するとともに、他の利点も得るものである。本発明の一実施形態によると、複数重ね支柱を製造する方法であって、
軸に沿って延びるマンドレルを設けるステップと、
内側重ね部をマンドレルに巻き付けながらマンドレルの軸と平行に内側板紙重ねを進行させ、それにより、内側重ね部の両側縁部が互いに近接し、マンドレルの軸と平行になる、内側板紙重ねを進めるステップと、
一から多数の中間重ね部のそれぞれをマンドレルに巻き付けながら、マンドレルの軸と平行に中間板紙重ねを進行させ、それにより、各中間重ね部の両側縁部が互いに近接し、マンドレルの軸と平行になる、中間板紙重ねを進めるステップと、
外側重ね部をマンドレルに巻き付けながら、マンドレルの軸と平行に外側板紙重ねを進行させ、それにより、外側重ね部の両側縁部が互いに近接し、マンドレルの軸と平行になる、外側板紙重ねを進めるステップと、
内側重ね部、中間重ね部、および外側重ね部を接着剤で互いに接合して、それによりマンドレル上に管状物を形成し、この管状物がマンドレルに沿って直線的に引き出される、接合するステップと
を含み、内側重ね部および外側重ね部は比較的高グレードの板紙を含み、少なくとも１つの中間重ね部は比較的低グレードの板紙を含む、複数重ね支柱を製造する方法が提供される。
【０００６】
したがって、管状物はマンドレル上に連続的に形成され、マンドレルに沿って直線的に引き出される。管状物は、下流のステーションにおいて所望の長さに切断されてもよい。次に、接着剤を硬化させるために管状物を一定時間静置させてもよく、硬化プロセスは、所望であれば、オーブン等で管状物を加熱することにより加速してもよい。したがって、出来上がった管状物は、その管状物の形成に用いられたマンドレルと同じ断面形状を有する。あるいは、管状物がまだ湿っている間に、管状物を異なる断面形状（例えば、管状物がコーナープロテクタとして用いられる場合はほぼＬ字形の形状）に変形させた後、硬化させてもよい。連続製造プロセスは、回旋巻きに用いられるバッチプロセスよりも効率がよく、種々の数およびグレードの重ね部を、管状物の壁に種々の順序で配置することが、かなり自由にできるようになる。
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態では、複数の低グレードの中間重ね部を管状物の壁に設けてもよい。低グレード重ね部は全て接していてもよく、あるいは高グレード重ね部を介在させることにより分離されてもよい。
なお、ここで高グレードとは、例えば剛性が高いことを指し、低グレードとは、例えば剛性が低いことを意味する。
【０００８】
低グレードの板紙材料を管状物の壁に設けることにより、支柱のコストを削減することができる。それと同時に、低グレードの板紙材料は管状物の壁の中間に位置し、曲げ剛性に、主に寄与するのは、一から多数の低グレード重ね部の内側および外側に位置する高グレード重ね部であるため、管状物の曲げ剛性は実質的に低下しない。
【０００９】
本発明の別の実施形態では、直線引出し支柱は、互いに重なって軸に巻き付けられるとともに接着されて管状物を形成する複数の別々の板紙重ね部を備え、各重ね部の両縁部は軸と平行に延び、他の２つの重ね部間に半径方向に位置する少なくとも１つの重ね部は、この重ね部の長さ方向および幅方向に沿って離間した不連続な複数の突出部のエンボス加工が施され、重ね部の有効厚みを増大させる。突出部により、管状物の壁における重ね部の有効厚みが増大し、その結果、非エンボス加工の重ね部に対し、エンボス加工された重ね部の質量が実質的に増えることなく、また、エンボス加工された重ね部における両側の重ね部の間隔がさらに離れる。内側重ね部と外側重ね部との間の間隔が増大することにより、管状物の曲げ剛性を高めることができ、これにより軸方向荷重下での管状物の座屈に対する抵抗が高まり、側壁の圧縮剛性も向上する。エンボス加工される重ね部は、管状物の他の重ね部と同じグレードであってもよく、または他の重ね部よりも比較的低いグレードであってもよい。
【００１０】
本発明を概括的に説明したが、次に添付図面を参照する。図面は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで、添付図面を参照して本発明を、本明細書中の以下において、より詳細に説明するが、添付図面には本発明の全てではなく一部の実施形態が示されている。実際には、これらの発明は多くの異なる形態で具現することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。これらの実施形態は、むしろ、本開示が適用される法律の要件を満たすように提供されるものである。図面を通して同様の符号は同様の要素を指す。
【００１２】
本発明の一実施形態による複数グレード構成の直線引出し支柱を製造する装置および方法を図１に示す。本装置は、軸に沿って延び、かつその長さの大半にわたってほぼ一定の断面サイズおよび形状を有するマンドレルＭを含む。マンドレルの断面は、図示のように円形であってもよく、または非円形であってもよい。
本装置は、一対の対向するローラＲ（またはベルト等の他の回転装置）等の管状物搬送機構も包含している。これは、マンドレル上に形成される管状物の両側に摩擦係合して、管状物搬送機構の作動によって、管状物がマンドレルに沿って、直線的に引き出されるようにする。図示のように、管状物がマンドレルに沿って引き出される際に、管状物を構成する種々の重ね部が、それぞれの供給ロールから引き出される。本装置は、プラウ（plow）等の巻き付け機構（図示せず）も含み、これは、マンドレル、あるいは、すでにマンドレルに巻き付いている一ないし多数の重ね部の回りに重ね部を巻き付けるため、各重ね部を操作するよう動作可能である。本装置はさらに、重ね部が互いに重なってマンドレルに巻き付けられる前に、隣接する重ね部の対向面に接着剤を塗布する接着剤塗布器（図示せず）を含む。このような接着剤塗布器は当該技術分野では公知である。
【００１３】
したがって、図１に示す例では、また図２により詳細に示すように、管状物２０は、それぞれの供給ロールからそれぞれが引き出された４つの重ね部１０、１２、１４、１６により形成される。各重ね部は、マンドレルＭの外面回りの曲線距離（すなわち、図示の円形マンドレルの場合はマンドレルの円周）とほぼ等しい幅を有するため、重ね部の幅がマンドレルのほぼ全体を包む。各重ね部の両側縁部は、マンドレルの軸と平行に延び、互いに近接する。縁部は接合してもよく、あるいは縁部間にわずかな隙間またはわずかな重なりがあってもよい。好ましくは、図２の重ね部１２および１４について示すように、隣接する重ね部の縁部は円周方向に、互いにずれて（staggered）いるため、各重ね部の接合位置は互いに整列しない。
【００１４】
紙は、多種多様なグレードのものが利用可能である。概して、紙の剛性（所与の厚さに対する）は、板紙パルプを機械的に精製することにより向上させることができる。したがって、十分に叩解された（well-beaten）パルプからは、通常、同じ厚さで叩解が少ない（lightly beaten）パルプと比較して剛性の高いグレードの紙ができる。また、紙の剛性は、製造中に一組の高圧ニップロールにウェブを通して板紙を圧縮することにより向上させることができる。
さらに、板紙の剛性は繊維のタイプおよび品質の影響も受ける。一般には、剛性が高い板紙シートほど、同じ厚さで剛性の低い板紙シートよりも高い密度を有する。別の言い方をすれば、概して、上記の処理によって板紙の密度が増すとともに板紙の剛性も増す。紙の密度および剛性が高くなるほどコストも増加する。
【００１５】
本発明によれば、内側重ね部１０および外側重ね部１６は、比較的高い剛性および高密度の板紙から成り、高グレード板紙とも呼ばれる。理論上の計算および実験的試験により、多層管状物の長さ方向の曲げ剛性は、主に２つの要因、すなわち、管状物の内面および外面に最も近い一から多数の重ね部の剛性と、これら重ね部の間の半径方向の間隔との関数であることを示すことができる。所与の厚さに対する重ね部の剛性は、板紙のグレード
と相関するため、高グレードの板紙から成る所与の重ね部は、他は同条件の低グレードの板紙から成る重ね部よりも剛性が高い。管状物の内側および外側に高グレード重ね部を置くことにより、管状物の曲げ剛性に対するこれらの重ね部の寄与が最大になる傾向がある。
【００１６】
他方、管状物の壁の中間にある中間重ね部の剛性は、管状物全体の曲げ剛性に対し、わずかに寄与するにすぎないが、これらの重ね部は、高グレードの内側重ね部と外側重ね部とを互いに離間させるという重要な機能を果たす。したがって、中間重ね部は、梁の曲げ剛性に最も寄与する２つのフランジを離間させるＩビームのウェブと概略類似している。他の条件が全て同じ場合、内側重ね部と外側重ね部との間隔が離れるほど、管状物の曲げ剛性が高くなる。したがって、本発明によれば、管状物の剛性に対する中間重ね部の寄与は、内側重ね部および外側重ね部の寄与と比較してわずかであるため、中間重ね部の一から多数は、低グレードの板紙であるように選択される。
【００１７】
よって、中間重ね部１２および１４の一方または両方は、比較的低い剛性および密度の板紙、すなわち低グレードの板紙を含む。管状物の壁の中間にこのような低グレードの板紙を用いることによって、高グレードの板紙で全体が形成される管状物と比較して、管状物の曲げ剛性を実質的に低下させることなく、コストを大幅に削減することができる。
【００１８】
管状物２０は、マンドレルＭ上に形成されると、マンドレルに沿って下流の切断ステーション（図示せず）に直進し、そこで管状物が所望の長さに切断される。出来上がった管状物は、次に接着剤を硬化させるために留置することができ、それにより、管状物がマンドレルから取り外した時と同じ形状を有するようになる。管状物は、複数のパッケージが互いに積み重ねられる場合等に、パッケージに加わる軸方向荷重を支えるための、パッケージの支柱として用いることができる。
【００１９】
あるいは、管状物が種々の長さに切断された後、または切断プロセス中で、接着剤がまだ湿っている間に、管状物を異なる断面形状に変形させてから乾燥させてもよい。一例として、図３は、軸方向荷重を支持するとともに、梱包された物体０の角を保護するために、カートンＣの支柱およびコーナープロテクタとして用いられ、ほぼＬ字形の断面になるよう変形された管状物２０’を示す。このようなコーナープロテクタの形成および使用は、米国特許第６，１８６，３２９号（参照により本明細書に援用される）に記載されているため、本明細書ではこれ以上説明しない。
【００２０】
本発明は、４つの重ね部から成る支柱に限定されず、かつ、一から多数の低グレードである中間重ね部の半径方向内側および半径方向外側に、高グレード重ね部を１つだけ有する支柱に限定されることもない。本発明による支柱は、一から多数の低グレード重ね部の半径方向内側に位置する、一から多数の高グレード重ね部を有することができ、一から多数の低グレード重ね部の半径方向外側に位置する、一から多数の高グレード重ね部を有することもできる。上述のように、一から多数の低グレードの中間重ね部を含ませることができる。複数の低グレード重ね部を含ませる場合、このような重ね部は全て接していてもよく、あるいは中間重ね部の間に介在する高グレード重ね部が存在してもよい。
【００２１】
本発明の別の態様では、中間重ね部の一から多数にエンボス加工を施すことにより、支柱の内側重ね部と外側重ね部との間の半径方向の間隔を、支柱の質量を事実上増大させずに、広げることができる。図４は、重ね部の片面から突出する不連続な複数の突出部３２を有するエンボス加工された重ね部３０の一例を示す。本明細書で用いる「エンボス加工」という用語は、重ね部の局部的領域が強制的に変形されて、ダイまたはローラ等の工具の表面にある凹部、すなわち窪みに入り込み、変形力が除かれた後も変形が残っているようなプロセスを指す。「突出部」は、このようにして形成された重ね部の局部変形領域を
指す。この突出部は、２つの直交方向に離間している（したがって、重ね部の長さ方向および幅方向の両方に離間している）。突出部は、円錐台形（図示せず）、角錐台形等の種々の形状を有することができる。
以下でさらに説明するように、エンボス加工は概して、重ね部が湿っている、すなわち、しっとりとしている間に、重ね部を変形させることにより行われ、その後、重ね部は乾燥させられる。突出部は、隣接する重ね部に当接するスペーサとしての役割を果たし、これらの突出部どうしが離れすぎていない限り、隣接する重ね部は、エンボス加工された重ね部の突出部間の領域から離間しているため、エンボス加工された重ね部と隣接する重ね部との間には空所が存在する。したがって、エンボス加工された重ね部が、支柱に組み込まれると、管状物の壁の中間は空所を有することになるため、エンボス加工された重ね部がない場合によりも低密度になる。
エンボス加工された重ね部の有効厚みは、非エンボス加工の同じ重ね部よりも厚いため、エンボス加工された重ね部の両側の重ね部は、エンボス加工された重ね部が存在しない場合より、さらに離れる。その結果、支柱の曲げ剛性を高めることができる。
【００２２】
図５は、内側重ね部４２、３つの中間重ね部４４、４６、４８、および外側重ね部５０を含み、全部で５つの重ね部を有する支柱４０の一例を示す。中間重ね部４６にはエンボス加工が施されているが、この場合、図４の片面エンボス加工とは対照的に、重ね部の両面に突出部が突出している。前記５つの重ね部は、全て同じグレードの板紙から成るものであっても、または異なるグレードの板紙から成っていてもよい。一の実施形態では、エンボス加工された重ね部４６は、比較的低グレードの板紙であってもよく、残りの重ね部は剛性が比較的高くなっている。別の実施形態では、中間重ね部４４、４６および４８は、全て剛性が比較的低くてもよいが、内側重ね部４２および外側重ね部５０は、剛性が比較的高い。
【００２３】
板紙重ね部は、図６において概略的に示すプロセスを用いてエンボス加工を施すことができる。まず、重ね部３０が加湿ユニット６０で加湿され、繊維結合が弛められる。加湿された重ね部はエンボッサー（embosser）６２に通される。エンボッサー６２は、加湿された重ね部を通すニップ（nip）を形成する一対の対向したエンボスロール６４、６６を備えることができる。
ロール６４の外面には、複数の凹部、すなわち窪みが画定されている。ロール６６は、ロール６４の窪みと位置合わせされるとともに、加湿された重ね部の局部的領域を変形させて、ロール６４の窪みに入れるように構成され、対応する複数の突起を有している。エンボッサーから送出された後、重ね部をドライヤ６８で乾燥させる。製紙機械で板紙を製造するプロセス中において、重ね部がまだ湿っているうちにエンボス加工する場合、加湿ステップを省略することができる。
【００２４】
上述のように、本発明は、エンボス加工された重ね部を１つだけ有する支柱に限定されない。図７は、２つのエンボス加工された重ね部（７６，８０）、および４つの非エンボス加工の重ね部を有する管状物７０を代替する実施形態を示している。より詳細には、管状物の壁は、２つの隣接する非エンボス加工の重ね部７２、７４から成る半径方向内側の部位を有する。管状物の壁における半径方向中間の領域は、３つの重ね部から成り、これらは、重ね部７４に隣接する内側のエンボス加工された重ね部７６、内側のエンボス加工された重ね部７６のすぐ外側に続く中間の非エンボス加工の重ね部７８、および重ね部７８のすぐ外側に続く外側のエンボス加工された重ね部８０を含む。最も外側の非エンボス加工の重ね部８２は、外側のエンボス加工された重ね部８０の回りに巻き付けられる。したがって、各エンボス加工された重ね部は、２つの非エンボス加工の重ね部に挟まれる。このように、板紙グレードの種々の組み合わせを、管状物における異なる重ね部に用いることができる。
【００２５】
本発明の実施においては、重ね部を通常の非エンボス加工の重ね部として供給ロールから引き出すことができ、重ね部をマンドレルＭに向けて進めながら、図６に示すものと同様のプロセスを用い、エンボス加工することができる。あるいは、エンボス加工された重ね部を、単に供給ロールから引き出してマンドレルに進めるように、エンボス加工された重ね部を予め製造してから、エンボス加工された材料をロールの形態で供給してもよい。
【００２６】
本発明によると、支柱の中間重ね部の有効厚さを「人工的に」増大させるのに用いられる方法は、エンボス加工だけに限らない。一または複数の波形重ね部によっても、同様の結果を得ることができる。一または複数の重ね部における軸方向の剛性を最大にするには、支柱の軸と平行に波形または縦溝が延びるべきである。図８は、内側重ね部１４２、３つの中間重ね部１４４、１４６、１４８、および外側重ね部１５０を有する支柱の一実施形態を示す。中間重ね部１４６は、縦溝が支柱の軸と平行に（図の平面に対して垂直に）延びるようにして波形を付され、実際には、波形層の両面が、非波形板紙層に接着されるような両面波形板紙から成る。両面波形板は、予め製造してロール形態で供給してもよいが、直線引出し支柱の製造中にインラインで形成することも可能である。種々の重ね部は、全て同じグレードの板紙から成るものでもよく、または異なるグレードの板紙から成っていてもよい。一実施形態では、波形重ね部１４６は、比較的低グレードの板紙であってもよく、残りの重ね部は比較的剛性が高くなっている。別の実施形態では、中間重ね部１４４、１４６、および１４８は、全て剛性が比較的低くてもよいが、内側重ね部１４２および外側重ね部１５０は剛性が比較的高い。
【００２７】
図９は、２つの波形重ね部、および４つの非波形重ね部を有する支柱１７０の別の実施形態を示す。より詳細には、管状物の壁は、２つの隣接する非波形重ね部１７２、１７４から成る半径方向内側の部位を有する。管状物の壁における半径方向中間の領域は、３つの重ね部から成り、これらは、重ね部１７４に隣接する波形内側重ね部１７６、この波形内側重ね部１７６のすぐ外側に続く非波形中間重ね部１７８、およびこの重ね部１７８のすぐ外側に続く波形外側重ね部１８０を含む。最も外側の非波形重ね部１８２は、波形外側重ね部１８０の回りに巻き付けられる。したがって、各波形重ね部は、２つの非波形重ね部に挟まれる。このように、板紙グレードの種々の組み合わせを、管状物の異なる重ね部として用いることができる。波形重ね部のそれぞれは、成形用マンドレルに向けて重ね部を進める前に、少なくとも１つの隣接する非波形重ね部に予め接着することができる。例えば、波形重ね部１８０および隣接する非波形重ね部１７８は、互いに予め接着され、いわゆる片面波形板が形成される。この板は、片面板の供給ロール（図示せず）から引き出してマンドレルに進めてもよく、またはインラインで製造してもよい。同様に、重ね部１７４および１７６は、供給ロール（図示せず）から引き出される片面板を形成してもよく、またはインラインで製造してもよい。あるいは、重ね部１８０および１８２は、片面波形板から成っていてもよく、重ね部１７４、１７６、および１７８は両面波形板から成っていてもよい。
このように、非波形、波形、片面、および／または両面の重ね部構成における種々の組み合わせを、本発明による支柱に組み込むことが可能である。
【００２８】
支柱を構成する他の重ね部の幅よりも、一または複数の板紙重ね部の幅を狭くし、その部位が壁の他の部分よりも厚くなるようにすることで、支柱の壁の一または複数の特定の領域を補強することも、本発明の範囲内である。
図１０は、本発明の一実施形態によって達成される装置および製法を示す。この製法は、図１に関連して説明したものと、ほぼ同様である。複数の重ね部２１０、２１２、２１３、２１４、および２１６が、マンドレルＭに向けて直線的に進められ、マンドレルに巻き付けられる。図１の説明で述べたように、重ね部は、全てマンドレルの回りに円周方向に整列するように図示されているが、実際には、出来上がった管状物２２０において、重ね部の縁部間における継ぎ目の位置が、隣の層同士で整列しないように、各重ね部は互い
にずれている。重ね部２１３は、実質的に他の重ね部よりも幅が狭く、形成後の（later-form）支柱２２０’（図１１）の特定の部位の厚みを増大させることで補強するように、この支柱に対して位置付けされる。例えば、図１１に示すように、幅狭の重ね部２１３は、支柱２２０’の内側における角部の領域の厚みを増大させ、補強するために、この領域に位置付けされる。もちろん、２つ以上の幅狭の重ね部を、支柱の所与の部位で用いてもよい。すなわち、管状物は、補強用の一または複数の幅狭の重ね部を、それぞれが有する２つ以上の補強部位を含んでもよい。一または複数の幅狭の補強重ね部を有する部位は、一または複数の補強重ね部がない場合よりも、高い曲げ剛性を有する傾向がある。したがって、例えば、支柱において、使用時に、最も高い曲げ応力を受ける傾向がある部位、または本質的にその幾何学的形状に起因して比較的曲げに弱い部位を、本発明による一または複数の、幅狭の重ね部で補強することができる。
【００２９】
上記の説明に基づき、本発明の連続直線引出し製造プロセスは、従来技術で用いられるバッチ回旋巻き（batch convolute winding）プロセスよりも効率がよく、種々の数、およびグレードの重ね部について、管状物の壁における種々の順序での配置が、かなり自由に可能であることが理解される。本発明の複数グレード構成の直線引出し支柱により、軸方向荷重支持力を、実質的に維持することができ、かつ、他の場合に必要とされる高コストで高グレードの板紙の替わりに、一定の割合の低コストで低グレードの板紙を用いることができる。
さらに、一または複数のエンボス加工された重ね部、または波形重ね部を有する直線引出し支柱により、支柱の形成に必要な板紙材料の量を減らすことができる。支柱に幅狭の補強重ね部を用いることにより、支柱の特定の領域が補強されて、より高い曲げ剛性および／またはクッション性を得ることができる。
【００３０】
上記の説明および関連する図面に示す教示を利用すれば、本明細書に記載した本発明の多くの変更形態および他の実施形態は、これらの発明が属する技術分野の当業者には想定できる。
したがって、本発明は開示される特定の実施形態に限定されず、変更形態および他の変形形態も添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。本明細書では特定の用語を用いているが、これらは包括的かつ説明的な意味でのみ用いたものであり、限定のためではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による複数グレード構成の直線引出し支柱を製造する装置および製法の概略図である。
【図２】図１の製法により形成される支柱の部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるコーナープロテクタを示す図である。
【図４】本発明による支柱に組み込まれるエンボス加工された重ね部を例示する図である。
【図５】本発明の別の実施形態において、エンボス加工された中央重ね部を有する支柱の断面図である。
【図６】本発明による重ね部にエンボス加工を施す製法を示す概略図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態による、介在する非エンボス加工の重ね部により分離される２つのエンボス加工された重ね部を有する支柱の断面図である。
【図８】本発明のさらなる実施形態において、壁に波形重ね部が含まれる支柱の断面図である。
【図９】本発明の別の実施形態による、介在する非波形重ね部により分離される２つの波形重ね部を有する支柱の断面図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による、幅狭の補強重ね部を有する複数グレード構成の直線引出し支柱の製造装置および方法の図である。
【図１１】図１０の製造方法により製造される支柱の断面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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