(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１側面および第２側面を有するシート材料からなる収納ラップ材料において、
前記第１側面は、第１側面から外方に延びる複数の３次元突出部分を間隔を置いて設けた少なくとも１つの作動領域を有し、前記３次元突出部分は、２次元幾何学的形状の無定形パターンを形成し、前記作動領域は、作動前より作動後の接着剥離強度が大きく、作動後の接着剥離強度は、目標面に対して障壁シールを形成するのに十分であり、前記障壁シールは、前記シート材料および前記目標面の特性と少なくとも同じ障壁特性を有し、前記作動領域は、圧力感応接着剤を含むことを特徴とする収納ラップ材料。
【請求項２】
前記作動領域は、前記材料シートに外側から加えられる力によって作動可能であることを特徴とする請求項１に記載の収納ラップ材料。
【請求項３】
前記作動領域は、前記材料シートに直角な方向に外側から加えられる少なくとも０．１ｐｓｉの圧縮力によって作動可能であることを特徴とする請求項２に記載の収納ラップ材料。
【請求項４】
前記作動側面は、前記シート材料にほぼ平行な方向に外側から加えられる引っ張り力によって作動可能であることを特徴とする請求項２に記載の収納ラップ材料。
【請求項５】
前記作動領域は、前記シート材料から外方に延びる複数の３次元非接着性突出部と、前記非接着性突出部を囲む圧力感応接着剤とを有し、前記圧力感応接着剤の厚さは、作動前の前記非接着性突出部の高さより小さいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の収納ラップ材料。
【請求項６】
前記第２側面は、前記突出部に対応する複数の３次元の中空くぼみを有し、前記突出部は中空であり、前記中空くぼみは、圧力感応接着剤で一部が充填されることを特徴とする請求項５に記載の収納ラップ材料。
【請求項７】
前記シート材料は、作動領域が前記シート材料の構成要素の除去を必要としないようにライナを有していないことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の収納ラップ材料。
【請求項８】
前記シート材料は、使用される前は接着性がなく、接着剥離強度を有していないことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の収納ラップ材料。
【請求項９】
（ａ）  第１側面と第２側面を有し、前記第１側面は、第１側面から外方に延びる複数の３次元突出部分を間隔を置いて設けた少なくとも１つの作動領域を有し、前記３次元突出部分は、２次元幾何学的形状の無定形パターンを形成し、前記作動領域は、作動前より作動後の接着剥離強度が大きいシート材料と、
（ｂ）  周縁によって包囲される少なくとも１つの開口部を有する半分閉じた容器とを有し、
前記シート材料は、作動領域が作動した後前記開口部の周縁に固定され、半分閉じた容器を閉じた容器に変換することを特徴とする容器。
【請求項１０】
（ａ）  第１側面と第２側面を有し、前記第１側面は、第１側面から外方に延びる複数の３次元突出部分を間隔を置いて設けた少なくとも１つの作動領域を有し、前記３次元突出部分は、２次元幾何学的形状の無定形パターンを形成し、前記作動領域は、作動前より作動後の接着剥離強度が大きいシート材料と、
（ｂ）  シート材料に包み込まれる品物とを有し、
前記シート材料は、作動領域が作動した後、前記品物の周りにそれ自身を接着し、品物を包むことを特徴とする容器。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、種々の品物の収容及び保護並びに食品のような腐りやすい材料の保存に使用するのに適したシート状材料に関する。
さらに本発明は、１つのパッケージとしてこのような品物に直接接触するか、または半分包まれた容器の閉鎖体を形成する際に使用するのに適した材料に関する。
発明の背景
種々の品物の収容及び保護並びに食品のような腐りやすい材料の保存に使用するのに適したシート状材料は、この分野でよく知られている。このような材料は、品物を個々に包むのに使用するか、または半分包まれた容器のふたを形成するために使用することができる。今日通常使用されるこのような材料の１つのクラスは、ロール形状で通常送られる薄い、快適なウエブに形成されるポリマー成分を含む。このような材料の通常の例としては、ポリビニルクロライド（ＰＶＤ）、ポリビニリデンクロライド（ＰＶＤＣ）およびポリエチレン（ＰＥ）シート材料である。これらの材料は、それらが形成されるポリマー材料の特性、及び／または可塑剤、粘着付与剤等のような品物の特性による少なくとも１つの表面に付着特性を呈し、品物の周りに折り曲げられるか包まれ、品物またはそれら自身のいずれか一方にはりつく。また、このような材料は、半分包まれた剛性、半剛性、または可撓性容器と組み合わされて完全に閉鎖された容器構造を提供することができる。このような材料の障壁特性、特にそれらの酸素、水分／水蒸気、および臭気の障壁特性は、酸化するか、環境条件に連続してさらに迅速に連続して露出される食品のような腐敗しやすい食品に所望な保存特性を提供する。
これらの材料はある水準の承諾を得ているが、この材料は分配カートンまたは装置に連続的なロールの形で供給され、分配動作を開始するためにロールウエブの現在端部を配置し、隔離することが困難である。これらの問題を解決するために、ロールウエブの現在の端部を認識し隔離するための多数の方法（タブ、色、端部がディスペンサを把持する特徴等）が提案され、これらはある程度の成功を収めた。ロールウエブの端部を取り扱う問題とは無関係に、ウエブがそれ自身にはりつく傾向は、ウエブを巻き戻し、分与部分を正接的に配置するために必要な分与力を増大させ、もしその力が過剰ならば、巻き戻しのための分与力が過剰になる“ロールブロック”として知られている現象が生じる。またロールブロックは、過剰な分与力を生じ、これは、ロールの長手方向の破れが生じ、ユーザはロールウエブの狭い均等ではない部分が分与されることになる。さらに、ユーザは、（材料がそれ自身に早期に張り付き（すなわち、所望の結合面を接触する前に）張り付いた部分を手でほどき及び／または新しい部分の材料を捨てる必要がある。
またこれに関する他の困難性は、最初からまたは容器またはラップされた品物を取り扱った後、気密シールを形成するために十分な所望の目標面への材料の接着の失敗である。もし、このような材料が材料自身と少なくとも同じ程度の大きさの障壁特性を有するシールを形成することができない場合には、収納ラップとして使用中のこのような材料の全体の可能性は、実現することができないシールが容器化に関して最も弱い連結になるからである。したがって、あるユーザは、ゴムバンド、テープ等のような追加的な固定手段を使用する。材料自身にまたは目標面にはりつける材料のしわは、材料と対向面との間の領域に小さい溝を残し、それによって、腐りやすい品物の保存に所望の密封品質を達成することについて失敗が生じる。このようなユーザは、曲がりくねったラビリンスシーリ経路の長さが増大するように所望の品物を２回または３回包むことによって密封性能の欠点を解決する試みを行う。
また、材料は、それら自身および他の表面に張り付き、すなわち、接着面の結合にはない材料の魅力または好みを示すので、補完的な表面の親和性は、化学成分、導電性、表面エネルギー、表面仕上げ等に非常に依存する。したがって、このような材料は、腐り易い品物の保存に適当なシールを形成するために使用する場合、または能力の場合の双方において改良する余地がある。多くの場合、このような材料の張り付き特性を提供するために使用される他の接着添加物は、仕上げウエブに臭いのような望ましくない特性が生じ、環境に対する影響が生じる。
現在、通常使用される他の材料のクラスは、個々のシートまたはロール形態で通常供給される種々の成分の薄い柔軟なウエブを有する。このような材料の通常の例は、アルミニウムフォイル、コートされた（ワックス等がなされた）紙等である。それらが形成される材料のデッドホルド特徴の代わりに、これらの材料は、他の表面に接着または張り付き特徴を示さず、品物の周りで折り曲げられ、または包まれ、それらの折り曲げられ包まれた形状になるように他方の面に接着または張り付き特徴を示さな。また、これらの折り曲げられたまたはしわのある形状を維持するこれらの材料の能力は、半分包まれた剛性の、半剛性のまたは可撓性の容器と組み合わされて使用することによって完全に包まれた容器構造を提供することができる。このような材料、特に、それらの酸素、水分／水蒸気及び臭いに対する障壁特性は、食品または環境条件に連続して露出することによって迅速に劣化する品物のような腐敗し易い品物に所望の保存特性を提供する。
これらの材料は、ある水準の承諾が得られているが、ユーザは、材料が十分に折り曲げられ、それ自身及び／または半分包囲された容器に係合し、品物を適当に包囲し、その品物を保存する（すなわち、折り曲げ線は、時間または機械的な乱れによって折り曲げれない傾向がある）。これによって、折り曲げ部分を再び折り曲げ、外側の固定が必要になり、新しい部分の材料を捨て、包装処理を再び達成することが必要になる。ある場合において、またこのような材料は、所望の程度の適合性を達成するために非常に薄い材料で形成される。これは、ロール方向にウエブが長手方向に破れることなく、ロールから配分する不十分な引っ張り特性を有する材料を生じ、これは、ユーザがロールウエブのさらに狭い不均一な破れ部分を配分されることに導く。
更なる他の困難性は、材料が適当なシールを形成することに失敗することであり、このシールは容器または包装品目の取り扱いの始めまたはその後のいずれかから折り曲げられる。もし、このような材料が少なくとも材料それ自身の障壁特性を有するシールを形成することができないならば、シールとして実現することができない収容ラップとして使用中のこのような材料の完全な可能性は、包装形成において最も弱い連結になる。したがって、あるユーザは、ゴムバンド、テープ等のような固定手段を使用する。材料それ自身に、または目標面にはりつける材料のしわは、材料と対向面との間の領域に小さい溝を残し、それによって、腐りやすい品物の保存に所望の密封品質を達成することについて失敗する。このようなユーザは、曲がりくねったラビリンスシーリ経路の長さが増大するように所望の品物を２回または３回包むことによって密封性能の欠点を解決する試みを行った。
また、このような材料の有効な折り曲げ半径は、ある材料（紙ベース等の）ある材料の折り曲げ半径が繊維長さのような材料の特性によって決定されるので、有効なシールを形成するためにそれらの安定性を決定する際の要因となる。あまりに大きい折り曲げ半径は、有効な密封を形成するためにはこのような材料を不適当にする。さらに、このようなデッドフォルドタイプの材料の大部分が不透明であるという事実によって、このようなパッケージ装置に含まれる品物の条件及び／またはタイプが視野から遮られ、これらを見ることができるように包みをほどき、再びつつむ必要が生じる。
接着性が欠如するこのような材料は、半分包まれた容器と組み合わされて腐り易い品物の保存に有効に使用されることが困難であり、この場合、容器は、（従来のボウルのような）物理的または機械的な係合手段を提供し、この係合手段の周りに材料と容器との間に機械的なラビリンスタイプのシールを行うために材料を折り曲げる。したがって、このような材料は、使用上の容易性並びに腐り易い品物の保存について適当なシールを形成するために改良の余地がある。
したがって、容易に配置された端部部分及び比較的に低い巻戻し力を備えることによって便利で有効な分配を行う改良された貯蔵ラップ材料を提供することが望ましい。
また、広範な材料及び表面を備えた適当なシールを形成し腐り易い品物を有効に保存するために包囲処理中にユーザによって容易に処理され操作することができる材料を提供することが望ましい。
もし二重の包装及び／または追加的な固定手段の必要性をほぼ無くさない場合には、これらを低減することによって十分なように、半分包まれた容器と組み合わせて使用するか、独立して使用するかによって、ユーザによって望まれる品物の収容及び保存の種々のモードにおいて使用することができる材料を提供する。
さらに経済的な及び環境的に効率のよいように容易に製造され、収納され再使用することができるこのような材料を提供することが望ましい。
発明の概要
本発明は、第１の側と第２の側を有するシート材料を有する改良された収容包装材料を提供する。第１の側は、ユーザによって作動される前に呈される装着はがし力より大きい、ユーザによって作動した後の接着剤はがし力を呈する作動側を有する。
収納包装材料は、異なる方法によって行われるが、好ましい実施例において、活性側は、材料シートに作用する外部に作用する力によって作動可能である。この力はシート材料にほぼ直角な方向に作用する外部から加えられる圧縮力であり、またはシート材料にほぼ平行な方向に作用する外部から加えられる引っ張り力である。
収納ラップ材料の活性側は、ユーザによって作動された後、直線的な１インチ（２．５４ｃｍ）当たり少なくとも１オンス、さらに好ましくは直線的な１インチ（２．５４ｃｍ）当たり少なくとも１オンスと約２．５オンスとの間の接着力を呈する。本発明によれば、収納ラップ材料は、所望な場合および所望のとき接着性を提供するために分離した領域でユーザによって選択的に作動可能である。材料の表面に接着剤または接着性物質を使用することによって、起動した後、接着性はがし力を提供し、この力は、材料と同じ大きさの目標面に対して障壁を形成するのに十分であり、食品のような腐り易い品物のような目標面を有効に保存する。
本発明の収納包装材料は、半分包まれた容器と組み合わされて所望の品物を直接適用すること、所望の品物の包装、それ自身への固定を含む種々の用途の方法によって広範な品物の放送及び保護を行うために使用される。
本発明のこのような収納包装材料は、収納包装材料と、周縁によって包囲された少なくとも１つの開口部を備えた半分包まれた容器とを組み合わせて有する容器装置に使用される。この収納包装材料は、半分閉鎖された容器を閉鎖された容器に変換するためにユーザによって作動した後に開口上で周縁に接着される。
【図面の簡単な説明】
この明細書は、本発明を特に指摘し、明確に権利請求する特別の結果で終結しているが、本発明は、同じ部品には同じ参照符号が付されている添付図面と関連して次の図面からさらによく理解できるであろう。
図１は、ロール形状に設けられた本発明の収納包装材料の斜視図である。
図２は、本発明による収納包装材料として使用するのに適した立体のネスト抵抗シート材料の好ましい実施例の平面図である。
図３は、物質がウエブの３次元構造内に含まれる図２のシート材料の側断面図である。
図４は、図３のシート材料として使用するのに適した立体の形成構造の平面図である。
図５は、図４の三次元成形構造の部分断面図である。
図６は、本発明による収納包装材料を形成するのに適当な保存装置の概略図である。
図７は、材料を品物の周りのそれ自身に結合することによって記憶すべき品物の周りで１つのパッケージに形成された本発明の収納包装材料の斜視図である。
図８は、閉鎖された容器を形成するために半分包まれた容器と組み合わされて使用される本発明の収納包装材料の斜視図である。
図９は、品物の上に材料の重複部分を結合することによって収納すべき品物の周りに１つのパッケージが形成された本発明の収納包装材料の斜視図である。
発明の詳細な説明
図１は、本発明による収納包装材料１０の好ましい実施例である。図１に示すように、収納包装材料１０は、可撓性材料のウエブの形に形成されることが好ましく、可撓性材料は、カートン３０のようなディスペンサまたはホルダに使用するのに適したロール２０を形成するためにコア上に巻くことができる。所望ならば、ディスペンサ、ホルダまたは容器が適当な切断装置を含まない場合、材料の予め測定された寸法の分与を容易にするためにミシン目が設けられる。ミシン目のない連続的な形で材料を利用するために、ナイフおよびカミソリのような鋭い器具で手で切断することによって、達成することもできる。他の収納及び分配形状において、収納ラップ材料は、一様な、または非一様な寸法の予め測定された分離したシートの形で形成されてもよく、このシートは、所望の順序及び／または向きで互いに積み重ねられるカートン、バッグまたは他の適当な分配装置から分配される。他の変形された収納及び分配構成において、収納ラップ材料は、連続したウエブの形に形成され、このウエブは、分配カートンにＺ型に折られ、ひだが形成され、配置されている。
本発明によれば、収納ラップ材料１０は、ユーザによって作動されるまで、最小限の接着性、または張り付き特性を有し、好ましくは接着性、または張り付き特性が全くないことを示す。この特徴は、それ自身に早期に張り付き接着する困難性に出会うことなく、及び分離したリリースシート、ライナ、スペーサ等を必要とすることなく所望のモードで収納ラップ１０を収納し、分与することができる。同時に、所望の場所でまた所望の時間に作動するとき、収納ラップ材料は、失敗なく取り扱いを開始するようにするために十分に強い最も共通の材料への接着剤を形成するために十分な接着性を示す。収納包装材料と目標面との間の結合は、腐り易い品物が十分に包まれ、材料それ自身の障壁特性の範囲まで保存するように酸素、水分／水蒸気、臭い等の伝達に対して障壁シールを提供するのに十分である。
収納ラップ材料が２つの活性側面または表面を備えているが、特定の用途において所望ならば、本発明によって、１つのみの作用側、及び１つのみの非作用側のまたは不活性側を提供することが好ましい。
収納包装材料の活性側は、作動領域を提供するためにユーザによって選択的に作動される。目標面は、包装する容器または品物のような分離した表面または材料を有し、収納包装材料それ自身の他の部分を有する。選択的作動は、必要とされるような接着剤特性を備えた作動領域のみに発生し、収納ラップ材料の残りの部分は、非反応性または不活性のままである。したがって、包装材料は、活性側および不活性側を有する能力に加えて材料の同じ側に不活性および活性領域を形成することができる。圧縮、伸長、熱加工等のような本発明の範囲内にある作動の種々の手段が考慮される。しかしながら、作動方法にわたる所望の程度の制御をユーザが提供する場合、圧縮作動方法が好ましい。
作動方法とは無関係に、本発明の収納ラップ材料材料は、単なる張り付きまたは固着特性に対して固着性または親和性を呈する。したがって、このような収納ラップ材料は、このような表面に単に張り付くことに対してそれ自身または他の目標面に接触するとき、結合またはシールを形成するであろう。所望の接着特性を提供するために選択的に接着材料を使用するような多数の方法が使用されるが、現在、圧力感応接着剤を使用することが好ましい方法である。本発明による収納ラップ材料を設計するとき、永久的な接着剤または特定の用途に所望な接着剤のいずれかを提供するように接着剤の特定の選択を行うことが望ましい。永久的な結合が望ましい場合、品物へのアクセスのためにラップまたは包囲した容器の開放は、収納ラップ及び／または容器の破壊を必要とする。他方で開放可能な接着剤は、破壊することなく結合場所でそれ自身または容器からラップを分離することができることによってラップされた品物へ接近する。さらに、収納ラップ材料の設計において使用される作動機構に依存して、開放可能な結合部分は、もし、最初の作動／結合／開放サイクルの後に十分な接着性が残る場合には開放可能な結合部は再固定可能である。
本発明による適当な収納ラップ材料の設計及び構造において、いくつかの物理的特徴または特性が重要であると考えられている。
半分包まれた容器と組み合わされて使用されるとき、形状及び寸法に関してラップされ包装されるべき広範な品物並びに広範な容器の形状に適合するために、収納ラップ材料は、所望の表面に容易に適合するために十分に可撓性を有することが好ましい。同時に、材料のメモリまたは柔軟性は、復元力を示さないように十分に小さくなければならず、この復元力は、材料が、容器／品物／目標面との接触を破壊し、経時的に固定されず、または密封されなくなる傾向がある。意図した用途において収納ラップ材料の構成は、種々の物理的な特性のバランスを必要とし、通常の提案として、弾性より可塑性が大きい材料を選択するために広範な用途を有することが好ましい。
本発明による収納ラップ材料を設計する際に重要であることが分かっている他の特性は、ユーザによって使用された後の接着剤の程度である。さらに詳細には、腐り易い品物の保存が保証されるように、品物、それ自身、または一緒についている半分つつまれた容器と所望の水準の密封を維持しながら、品物または添付した半分包まれた容器の本発明の収納ラップ材料は、ラップされた品物または包まれた容器が使用中に遭遇し、使用中の取り扱いと同じ程度を復活するために十分な接着性を示す。
この接着性を測定または数量化する１つの方法は、圧力感応テープカウンシル方法ＰＳＴＣ−１によって測定されることが好ましい接着性はがし値に関連する。１２イオン（３０．５ｃｍ）の長さと１インチ（２．５ｃｍ）の幅のフィルムのストリップは、４．５ポンド（２．０４ｋｇ）のローラを使用して毎分１２インチ（３０．５ｃｍ）の速度で円滑なステンレススチール表面に対して巻かれ、約１ないし約５０オンス／インチ（０．０１２ないし０．６００ｋｇ／ｃｍ）の範囲のピーク接着剤はがし力値、さらに好ましくは、ストリップの幅の約１ないし２．５オンス／インチ（０．０１２ないし０．０２７ｋｇ／ｃｍ）のピーク接着はがし力を有するものとして試験される。通常、収納ラップのために密封を維持する最小限の接着力が必要とされ、ラップは収納する品物に接近するために容易にはがして開放される。
好ましい実施例において、本発明の改良された収納ラップ材料は、市販されている収納ラップ材料に接触する張り付きのないラップ材料である。上述したように、このような材料は、それらが接近したときは、望むと望まないにかかわらず、それら自身および互いに接着するように接触することを基礎とした“接着”特性を示す。このような材料は、接着の目標水準を達成するために樹脂、添加剤、または他の材料を組み込む。この接着特性を測定及び数量化する適当な方法は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ６４５８−９５及びＤ３３５４−８９に示されている。試験方法Ｄ５４５８−９５は、伸長したまたは伸長されない状態で２つの層の間で接着性を測定するために有効であり、傾斜面に接着された平坦なフィルムに接着された１インチ（２．５４ｃｍ）の広いフィルムストリップを使用する。平坦なフィルムからフィルムストリップを除去するために必要な力を測定する。試験方法Ｄ３３５４−８９は、プラスティックフィルムの重複した層の間に存在する（望ましくない接着性）をブロックする程度を測定するために有効である。フィルムとフィルムの接着は、２層のポリエチレンフィルムを１００平方センチメートルの接触面積で分離するブロック荷重をグラムとして表現される。
本発明による接着性ラップ材料は、上述したタイプのものを含む“接着性添加剤”としてこの技術分野で公知の十分な量の材料を避けることを含む材料の適当な選択によって製造される。さらに、添加剤または添加物は、もし削除しない場合には、それら自身および他の表面にはりつくこのような材料の傾向をさらに減少するように必要なように組み込むことができる。このような材料は、非スタティック材料を含む。本発明の改良された収納ラップ材料は、多数の形を有し、種々の異なる方法によって製造される。必要な特性を提供することができる１つの設計カテゴリは、そのように意図する前に、接着面が外面と接触することを防止するスタンドオフの使用を組み込むことができる。ユーザの動作を通して、スタンドオフは、表面表面への接着を意図したとき、接着剤を露出するために変形可能、除去可能、再配置可能でもろくなるように設計されている。現在、好ましいと考慮されている設計概念内の１つの特別の方法は、一体的に形成された変形可能な突出部分またはスタンドオフによって他の表面と接触しない圧力感応接着剤の層を備えた３次元のポリマーフィルムを形成することである。材料を作動するために、（それ自身の他の部分である）所望の表面上に材料が配置されると、ユーザは材料の所望の場合に圧力を与え、突出部をつぶし、接着剤を目標面に係合させて所望の係合部分を係合させる。このような材料は、１９９６年の６月１０日にＰｅｔｅｒＷ．ＨａｍｉｌｔｏｎおよびＫｅｎｎｅｔｈ  Ｓ．ＭｃＧｕｉｒｅ，の“目標面に押されたとき開放可能で密封可能な複合材料およびその製造方法”と題された米国特許第０８／５８４，６８３号にさらに詳細に示されており、この内容な参照してここに組み込まれている。
このような３次元構造は、本発明によって収納ラップとして使用される場合には、例えば、外部接触面は柔軟性があるか、または剛性か平坦かまたは非平坦なものである。３次元構造の変形例は、剛性の目標面とともに使用することが好ましい。もし、基板が接着性を有し、構造の変形の後に、目的物が構造の変形の後に目標面に対して着脱可能な接着性を有する場合には、接着性の程度は重要である。特にＨＤＰＥからつくられた突出物の反転部分は、比較的弱いシールの欠陥を防止するために大きな接着力が必要ではなくなるように突出部のばねの戻りを最小限にする。この実施例において、突出部は、反転した後、またはつぶれた後に“デッド”すなわち非弾性のままであることが好ましい。しかしながら、弾性突出部は、例えば、永久的に結合されるか、強い接着性がばねを戻す場合に使用することができる。また弾性部分は、材料を繰り返し使用する場合に望ましい。
図２ないし図３は、本発明の収容ラップ材料として使用されるのに適した前述したハミルトン等によって製造された通常の収納ラップ材料１０を示す。好ましい実施例において、図２ないし図３に示す３次元の突出部は、材料のシートがロール製品で起こるような層がかたまることを防止するように２次元の形状の無定形性パターンに形成される。このような３次元の対ネスティング材料およびパターンは、ＫｅｎｎｅｔｈＳ．ＭｃＧｕｉｒｅ，ＲｉｃｈａｒｄＴｗｅｄｄｅｌｌ，およびＰｅｔｅｒＷ．Ｈａｍｉｌｔｏｎ，の“３次元対ネスティングシート材料およびその製造方法”として１９９６年１１月８日に出願された社内Ｎｏ６３５６にさらに詳細に説明されている。この内容はここに参考例として組み込まれている。
コンパクトな収納を目的としてマンドレルまたはそれ自身（コアレスロール）上に巻き付ける意図をもって細長いウエブに材料が形成されるとき、本発明によって、ウエブは、少なくともロール方向に、もっとも好ましくはローリング方向に及びローリング方向を横断する方向の双方に非均一なパターンを示す。ある適用について、繰り返しでないパターンが望ましいが、最小限において、本発明の材料は、製品のロールのロール周縁の最大限に意図されたと少なくとも同じ大きさのウエブの距離にわたって非一様なパターン特性を示す。
大きな程度の対ネスティングを提供するために、３次元の本発明の対ネスティングシート材料は、性質においてほぼ無定形性である３次元の突出部分の２次元のパターンを示すことが好ましい。この明細書で使用する“無定形性”は、成分エレメントの組織、規則性または向きを容易には知覚できないパターンを言う。この用語の“無定形性”の定義は、ウエブスター９版ニューカレッジディクショナリの対応する定義によって明らかな用語の通常の意味による。このようなパターンにおいて、隣接するエレメントに関する１つのエレメントの向き及び構成は、次の連続したエレメントの構成と予期できない関係である。
これに対し、この明細書で使用する用語の“配列”は、規則的で順序に並んだグループまたは構成を示す構成エレメントのパターンを言う。この明細書で使用する用語の“配列”の定義は、ウエブスター９版ニューカレッジディクショナリの対応する定義によって明らかな用語の通常の意味による。このような配列のパターンにおいて、隣接するエレメントに関して１つのエレメントの向きおよび構成は、次に続くエレメントとの予期することができる関係を有する。
３次元の突出部の配列パターンに順序が存在する度合いは、ウエブによって示されるネスティングの度合いに対して直接的な関係を有する。例えば、接近してパックされた６角形の配列の一様な寸法と形状の中空の突出部の高度に並んだ配列パターンにおいて、各突出部は他の突出部の繰り返しである。全体的なウエブにおいて事実でないならば、このようなウエブの領域のネスティングは、与えられた方向において１つの突出間隙以上ではない重複したウエブ部分またはウエブ部分の間でウエブ整列シフトによって達成することができる。順序の小さい程度がネスティングの小さい傾向を示すが、ある程度の順序は、ある程度のネスタビリティを示すと考慮されている。したがって、突出部の無定形性、順序ではないパターンは、対ネスティングの最も大きな可能性を示さない。
本発明によるウエブの全体面がこのような無定形性のパターンを示さないことが好ましいが、ある環境において、このようなパターンを呈するのがこのようなウエブ全体以下であることが望ましい。例えば、ウエブの比較的小さい部分は、突出部の規則的なパターンを示し、実際はほぼ平坦な表面を示すように突出部がない。さらに、シート材料が、折り曲げるかそれ自身巻かれるべき比較的大きな材料のシート及び／または細長い連続したウエブとして形成され、製造的な拘束がウエブ内で周期的に繰り返される無定形性パターンを必要とする。ウエブ内の繰り返しパターンはネスティングが生じる可能性をつくるが、このような可能性は、重複したウエブ部分が正確な整合がパターンの正確な１つの繰り返しを表す（または連続的に巻かれるまたは折られたウエブの繰り返し数が整数のとき）ウエブ部分によって生じるときのみ存在する。これは、繰り返し距離が１つの突出空間であるように各突出部が隣接した突出部との繰り返しになるように配列パターンに一様な形状の突出部で形成されたウエブのネスティング特徴に対比することができる。このような形状において、ウエブ整合が１つの突出間隙以下のシフトで生じる場合にはネスティングの整合が生じる。３次元の無定形性パターンを有するウエブにおいて、たとえ、ある環境において所定の突出部がパターンの範囲内で独特のものではない場合にも本発明の範囲内で隣接する複数の突出部の選択は独特である。無定形性パターンを使用することによって、３次元の材料のシート（中空の３次元の突出部の場合）は、同じ無定形性パターンを有する材料のシートの正確な重複が生じない限りネスティングを生じない。
性質においてほぼ無定形性である３次元の突出部の二次元のパターンを有する三次元のシート材料は、“イソモルフィズム（ｉｓｏｍｏｒｐｈｉｓｍ）”を示すと考慮されている。ここに示すように、この明細書で使用する用語の“イソモルフィズム”およびその語源の“イソモルフィック”は、このような領域がパターン内で描かれるときはいつでも所定の限界を画された面積において形状的で構造的な特性においてほぼ一様なことを言う。この明細書で使用する“イソモルフィック”は、ウエブスターの９版のカレッジエートディクショナリの対応する定義によって示される用語の通常の意味による。例として、無定形性パターン全体に関して静止的に十分な数の突出部を有する領域は、突出部の面積、突出部の数密度、全体の突出部の壁の長さのようなウエブ特性のほぼ等しい値を使用する。このような関連は、ウエブ面にわたって一様に所望なとき、物理的構造的なウエブ特性に関して、及び突出部のつぶれ抵抗のようなウエブの表面に直角に測定されたウエブ特性に関して望ましいと考慮される。
３次元の突出部の無定形性パターンを使用することは同様に他の利点を有する。例えば、材料の平面内に最初は等方性である材料から形成された３次元のシート材料は、材料の平面内の方向の物理的なウエブ特性に関してほぼ等方性を有するままである。この明細書で使用する用語の“等方性”は、材料の平面内の全方向にほぼ等しい程度に示されるウエブ特徴を言うために使用される。同様に用語の“等方性”の定義は、ウエブスターの９版のニューカレッジディクショナリの対応する定義によって明らかなような用語の通常の意味による。理論によることなく、これは、無定形性パターン内の３次元の突出部の順序でなく、向きのない構成によるものと考えられる。逆に、ウエブの方向によって変化するウエブ特性を呈する方向性を有するウエブ材料は、材料上に無定形性パターンを導入した後、同様の方法でこのような特性を呈する。例として、このようなシート材料は、もし、開始材料が引っ張り特性において等方性である場合には、材料の平面内のすべての方向においてほぼ一様な引っ張り特性を示す。
物理的な意味での無定形性パターンは、パターン内の所望の点からの光線として所定の方向に外側に引かれるラインによって出合う単位当たりの長さにおいて突出部の統計学的に等しい数に変えられる。他の統計学的に等しいパラメータは、突出壁、平均突出領域、突出部分の間の平均の全体の空間等を含む。ウエブの平面の方向に関して構造的な形状の特徴に関する統計学的な均等性は、方向性を有するウエブの特性に関して統計学的な均等性に変換されると考えられる。
配列と無定形性パターンの間の区別について配列の概念を再び考慮する。なぜならば、配列は、突出部の寸法、形状、間隙及び／または向きにある程度の規則性を呈する。配列は、物理的な意味の“順序”と定義されるからである。したがって、パターンにおいて所定の点から引かれる線または光線は、この光線が突出壁、平均突出面積、突出部の間の平均全体空隙の数としてパラメータとして伸長する方向に依存して統計学的異なる値をとり、方向性を有する特性において対応して変化する。
好ましい無定形性パターン内において、突出部は、寸法、形状、ウエブに関する向き、隣接する突出部の中心の間の空隙に関して非一様であることが好ましい。理論によって境界をつけることを望むことなく、隣接する突出部の中心から中心への空隙の差は、フェイストゥバックネスティングシナリオで生じるネスティングの可能性を低減する際に重要な役割を演じると考慮される。パターン内の突出部の中心から中心への空隙の差は、物理的な意味において、全体的なウエブに関して異なる空間的な場所にある結果を生じる。したがって、突出部／スペース場所に関して１つまたはそれ以上のウエブの重複部分の間で生じる“合致”の可能性は、全く小さい。さらに、重なったウエブまたはウエブ部分の隣接した複数の突出部／空間の間で生じる“合致”の可能性は、突出パターンの無定形性の性質によってさらに低い。
現在好ましいとされる完全な無定形性パターンは、中心と中心の空隙がランダムであり、少なくとも設計者が特定した境界の範囲において、ウエブの平面内の所定の角度位置において生じる所定の突出部において最も近い等しい可能性がある。またウエブの他の物理的な形状の特徴は、好ましくはランダムであり、突出部の側面の数、各突出部内に含まれる角度、突出部の寸法等のようなパターンの境界条件内で少なくとも非一様であることが好ましい。しかしながら、それは可能であるが、ある環境において、隣接する突出部の間の空隙が非一様及びランダムであることが望ましく、相互にロックすることができる多角形の形状の選択は、隣接する突出部の間の一様な空隙を可能にする。これは特に、以下に詳述するように、３次元の対ネスティング材料のいくつかの適用に特に有効である。
材料のシートまたはウエブが、２つまたはそれ以上のこのような領域の同じ無定形性パターンの再生点でさえも同じシートまたはウエブ内の複数の無定形性面積によって意図的につくられる。この設計者は、目的によって規則的に定義された、非無定形性パターンまたはアレイまたは突出部の全くない“余白領域”で無定形性領域を分離するか、その組み合わせを使用する。非無定形性領域内に収容された構成は、数密度、高さまたは形状である。さらに、非無定形性領域の形状および寸法は、所望なようにあつらえることができる。構成形状の追加の例は、あますところなく点から発せられるくさび、切頭型のくさび、多角形、円、曲線形状またはその組み合わせである。
さらに、１つの無定形性領域は、１つまたはそれ以上の非無定形性面積を完全に包み、描く。１つの例が、シートまたはウエブの中央近傍に完全に包囲された非無定形性パターンを備えた１つの連続した無定形性領域である。このような埋め込まれたパターンは、ブランドネーム、メーカー、インストラクション、材料の表と裏の指示、他の情報または簡単な装飾である。
複合した非無定形性領域は、１つの無定形性パターンを複数の領域にほぼ分割するように、または予めの１つの無定形性領域より大きい部分ではない複数の無定形性領域を分割するようにほぼ連続した方法で隣接されるか重複される。
前述した内容から、３次元の突出部分の無定形性パターンを使用することによって、このような用途において、主にネスタビリティおよびアニソトロピズムにおいて配列を使用する大きな不利益を受けることなく、配列パターンの利点、例えば、領域／場所を基礎としたウエブの特性における統計上の一様性を有するウエブの製造が可能になる。
本発明によるウエブは、実質的に３次元形状から形成された突出部を有し、したがって、凸型の多角形状である必要は全然ない。しかしながら、材料の一方の表面の平面に凸型形状の多角形のベースを有し、相互に固定された隣接する平行な側壁を有するほぼ平行な高さの円錐台の形状の突出部を形成することが好ましい。しかしながら、他の用途において、突出部は、必ずしも多角形状である必要はない。この明細書で使用する、“多角形”（および形容詞の“多角形状の”）は、３つまたはそれ以上の側面を備えた二次元形状の図面を言う。なぜならば、１つまたは２つの側面を備えた多角形はラインを画定するからである。したがって、３角形、四角形、６角形等は、用語の多角形の範囲に含まれ、不確定な数の側面を有する円、楕円等のような曲線形状も含まれる。
３次元の構造を設計するとき、結果としての構造の所望の物理的な特性は、寸法、形状、３次元の外形的な特徴並びに材料の選択及び技術の形状を記述する。例えば、変形可能な３次元の突出部は、通常、それらの断面形状および平均的に等価な直径に依存して変形性、特にクラシャビリティの可変の程度を示す。全体のウエブの曲げ係数及び／または可撓性は、３次元の突出部の間の２次元の材料のような相対的な比率に依存する。
非一様な、特に円形ではない形状および非一様な空隙の３次元構造の特性を説明するとき、“平均”の量および／または“等価”の量を利用することがときどき有利である。例えば、二次元のパターンで３次元の突出部の間の直線的な距離の関係を特徴とすることの見地から、ここでは、中央と中央を基礎として、またはここの空隙をベースとして、“平均”の空隙の用語は、結果としての構造を特徴とすることが有利である。平均という見地で説明することができる他の量は、突出部。突出部領域、突出部の周縁、突出部の直径等によって占有される。突出部の周縁および突出部の直径のような他の寸法において、液体の実施例において行われるような仮説的な等価的な直径を構成することによって非円形である突出部において概算が行われる。
個々の突出部の３次元の形状は、個々の突出部の物理的な特性並びに全体のウエブ特性の双方を決定する場合において、所定の役割を演じると考えられる。ある適用における特別の関心は、突出部のクラッシュ抵抗（すなわち、材料の平面にほぼ直角な方向にクラッシュ及び／または反転することによって変形に抵抗する能力）である。理論に制限されることなく、所定の突出部のクラッシュ抵抗は、突出部の周縁に沿って各小面を画定する個々のパネルセグメントのクラッシュ強度に依存する。最も低いクラッシュ強度を備えたパネルセグメントは、最も弱いリンクが所定の長さのチェインの強度を画定する程度に突出部のクラシュ強度を制限する。
個々のパネル強度の固定強度は、クラッシュ方向に直角な平面のパネルに曲率を導入することによって増大することができ、これにより曲率半径を減少することによってバックリング強度が増大する。個々のパネルのバックリング強度は、一定の高さにおいてパネルの幅を低減することによって（すなわち、アスペクト比を減少させる）増大される。ほぼ平坦な形状の側面の有限数を有する比曲線的な突出部の場合、これらの原理の適用は、突出部が側面の長さの均等性および挟角が“最も弱いリンク”効果を最小限にすることによって増大するとき、突出部が大きなクラッシュ抵抗を示すことが示唆されている。したがって、他方の側面より長い一方の側面を有する突出部が最も長い側面のバックリング動作によってクラッシュ強度によっておいて制限される。したがって、所定の周縁および所定の壁厚のクラシュ強度は、多数の小さい側面を有する突出部において大きく、ほぼ同様の寸法の側面を有することによってクラシュ抵抗を最大限にすることによってもっとも弱いリンク効果を最大限にする。
前述した説明は、形状的にサウンド形状の形成構造から３次元構造の形状的な再生することを仮定する。曲率、成形性の度合い、コーナーの半径等のような“リアルワールド”は、極端に示される物理的特性を計算に入れなければならない。
円錐台の相互固定ネットワークの使用は、全体のウエブ構造にある意味の一様性を提供し、これは、パターンにおいて所望の程度の無定形性を維持しながら、ウエブストレット、引っ張り強度ロール輪郭及び厚さ等のようなウエブ特性全体の制御および設計の補助となる。さらに、米国特許第０８／５８４，６３８号で使用される上述した通常組み込まれて説明する接着剤または他の活性物質を塗布するためのベース構造として使用するとき、突出部の相互に固定された多角形のベースパターンの使用は、突出部の間の制御可能な幅と谷部分の空隙を提供し、目標面と活性剤との接触に有効な面積をあつらえることができる。円錐台の側面が外側に伸びている外側の多角形ベースの使用は、圧縮力によってある程度の予測性と均一性を突出部がつぶれることに付加され、対応する形成構造から形成材料の開放特性を改良する。
相互に固定される関係に配置された無定形パターンの有限数の側面を有する多角形の使用は、円形またはほぼ円形を使用する構造について利点を有する。密接にパックされる円を使用する配列のパターンは、面積の量に関して制限され、円は隣接する円の間の非円形の領域に関して占めることができる。さらに詳細には、隣接する円が正接点に接触するパターンにおいてさえも、正接の連続した点の間の“コーナ”に“捕捉された”所定の空隙の量がある。したがって、円形状の無定形のパターンにおいてさえ、どれくらいわずかな非円形の領域が構造に設計することができるかに関して制限される。逆に、側面の有限数を備えた相互に固定される多角形形状（すなわち、曲面側を有さない形状）は、密接にパックするように設計することができ、制限する意味において、隣接する多角形の隣接する側面がコーナの間に“捕捉された”自由空隙がないように全体の長さに沿って接触するようにパックすることができる。したがって、このようなパターンは、０％からほぼ１００％まで多角形領域の全体に可能な範囲まで開放し、これは、自由空間の下端が機能的な観点で重要になるある用途において特に望ましい。
望ましい突出部の寸法、形状、テーパ、間隙、繰り返しの距離等に関する適当な設計上の能力を提供する中空の台形の相互に固定する多角形の構成を設計するために適当な方法を使用することができる。また設計の手動による方法も使用することができる。このようなパターンは手動による方法および突出部を個々に注文製作する方法を含む適当な方法で始めのウエブ材料に付与することができる。
しかしながら、本発明によれば、このような突出部を設計および形成する能率的な方法が提供され、この方法によれば、望ましい突出部の寸法、形状、テーパ、および無定形パターン内の空隙、無定形パターンの繰り返し距離等、並びに自動的処理においてこのような突出部を含むウエブの連続的な形成を正確に行うことができる。
ウエブの３次元の中空の突出部の全体にランダムなパターンは、理論的に、フェーストゥーバックネスティングを示さない、なぜならば、各円錐台の形状および整列が独特であるからである。しかしながら、このような全体的にランダムなパターンの設計は、非常に時間がかかり、適当な形成構造を製造する方法がそうであるように複雑な問題になる。本発明によれば、非ネスティング構成は、セルまたは構造の全体的な形状の特徴がそうであるように、互いに対して隣接するセルまたは構造の関係が特定されるパターンまたは構造を設計することによって得られるが、この場合、セルまたは構造の正確な寸法、形状および向きは、非一様であり、繰り返されない。この明細書で使用する“繰り返されない”という用語は、定義された領域内の２つの場所に同一の構造または形状が存在しないパターンまたは構造を言う。問題のパターンまたは面積内に所定の寸法および形状の１つ以上の突出部はあるが、非一様な寸法および形状のそれらの周りの他の突出部の存在は、複数の場所に存在する同一のグループの突出部の可能性を無くす。突出部のパターンは、全体のパターン内の突出部のグループが他の突出部のグループと同じではないようにある面積を通して非一様である。３次元のシート材料のビーム強度は、その突出部が１つの合致した凹部上にそれ自身が重なったことを見いだした場合でも、所定の突出部を包囲する材料の領域を十分にネスティングすることを防止する。なぜならば、１つの突出部を包囲する突出部は、他の突出部／凹部を包囲するものから寸法、形状、及びその結果の中心から中心の空隙において異なるからである。
マンチェスター大学のDavies教授は、多孔性セルセラミック薄膜を研究し、さらに詳細には、リアルワールド性能をシミュレートするために機能的なモデリングを行うように分析モデルをつくった。この仕事は、J.BroughtonおよびG.A.Daviesによって書かれた多孔性セルセラミック薄膜：アノディクオキサイド薄膜の構想を説明するストカスティックモデル”と題された刊行物に詳細に説明されており、これは、薄膜化学ジャーナル１９９５年第１０６巻、ｐｐ８９−１０１に現れている。この内容は参照して個々に組み込まれている。他の関連する機械的なモデリング技術は、D.F.Watsonによって書かれた“Voronoi polytopesに適用されるｎ方向のデローネイテセレーションを計算する”に詳細に説明され、これは、コンピュータジャーナル１９８１年２４巻第２号、ｐｐ．１６７−１７２に、またＪ．Ｆ．Ｆ．Ｌｉｍ，Ｘ．Ｊｉａ，Ｒ．ＪａｆｆｅｒａｌｉおよびＧ．Ａ．Ｄａｖｉｅｓによって書かれた“多孔性セラミック薄膜の構造を説明する統計学的モデル”に説明されており、これは、分離化学及び技術１９９３年２８（１−３），ｐｐ８２１−８５４に示されており、この双方の内容は、参照して個々に組み込まれている。
この仕事の一部として、Davies教授は、２スペースの拘束されたVoronoiテセレーションに基づいた２次元の多角形構造を開発した。この方法において、上述した刊行物を再び参照すると、凝集点が完成したパターンで所望な多角形の数に等しい数の境界づけられた（予め決定された）平面にランダムに配置される。コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムが等しい速度で各凝集点から同時に半径方向に円として各点で“成長”する。隣接する凝集点から成長フロントが合致するとき、成長が停止し、境界線が形成される。これらの各境界線は、多角形の縁部を形成し、境界線の交差点によって頂点が形成される。この理論的な背景は、このようなパターンがどのように発生するかを理解する上で有効であるが、所望の分野を通して完了するのに凝集点を外側に伝搬するように、上述した数値の繰り返しを実行する問題が残る。したがって、この問題を能率的に実行するために、コンピュータプログラムは、もし、適当な境界条件および入力パラメータが与えられる場合には、これらの計算を実行し、所望の出力を供給するように書かれることが好ましい。
３次元形成構造をつくるパターンを発生する第１のステップは、所望の形成構造の寸法を確立することである。例えば、もし、ドラムまたはベルト並びにプレートに選択的に形成するために２０．３２ｃｍ（８インチ）の広さ、及び２５．４ｃｍ（１０インチ）の長さを製造することが好ましい。次にＸ−Ｙ座標システムは、最大限Ｘ方向の寸法が２０．３２ｃｍ（８インチ）及び最小限のＹ方向（ＹMAX）は、２５．４ｃｍ（１０インチ）で確立される（またはその逆）。
座標系および最大限の寸法が特定された後、次のステップは、凝集点の数を決定することであり、この“凝集点”は、形成構造の画定された境界内に所望の突出部の数に対応する多角形になる。この数は、０と無限の間の整数であり、最後のパターンで所望の平均の寸法および多角形の間隔に関して選択すべきである。大きな数字が小さい多角形に対応し、その逆もある。凝集点または多角形の適当な数を決定する有効な方法は、所望の形成構造を満たすために必要な人工の、仮説の、一様な寸法および形状の数を計算することである。測定の共通のユニットを仮定すると、多角形の直径とポリゴンの間の空隙の合計の二乗によって分割された形成構造領域（長さ時間幅）は、（もっとも近い整数の周りの）所望の数字の値Ｎを形成する。
この公式は次のようになる。
Ｎ＝ＸMAX・ＹMAX／（ポリゴン寸法＋ポリゴン空隙）2
次のステップにおいてランダム数発生器が必要となる。“シードナンバー”を必要とし、クロノロジカル時間のような目的に応じて決定される開始値を使用することを含む、当業者に公知のランダム数発生器が必要となる。多くのランダム数発生器は、ゼロと１つの間の数を提供するように作動し、以降の説明はこのような発生器を使用することを仮定する。もしこの結果が、ゼロと１との間のある数に変換されるか、適当な変換要因を使用される場合には異なる出力を有する発生器が使用される。
コンピュータプログラムは、ランダム数発生器を作動するように書かれ、所望の数反復して上述して計算した“凝集点”の所望の数の二倍に等しくなるように必要な多数のランダム数を発生するように作動する。数字が発生されると、最大限Ｘの寸法か、または最大限Ｙ寸法のいずれが掛けられ、ゼロと最大限Ｘの寸法との間のＸの値と、ゼロと最大限Ｙ寸法との間のＹの値を有するすべてのＸとＹ座標のランダムな対を発生する。これらの値は、“凝集点”の数に数が等しい（Ｘ，Ｙ）座標の対として記憶される。
もし、結果としてのパターンを発生するために前のパラグラフで説明した方法が使用される場合には、パターンは真にランダムである。これはその性質によって、多角形形状の寸法および形状の大きな配分を有し、これはある意味においては望ましくない。例えば、多角形寸法の大きな配分はウエブの種々の領域のウエブの特性において大きな変化に導き、選択された形成方法に依存してウエブの形成において困難性を生じる。“凝集点”の発生に関連してランダムな度合いについてある程度の制御を行うために、制御要因または“拘束”が選択され、以降β（ベータ）と称される。この拘束は、排除距離Ｅの導入を通して隣接する凝集点の場所の近傍を制限し、これは、２つの隣接する凝集点の間の最小限の距離を表す。この排除点Ｅは次のように計算される。
0003784416.tif 000002
ここでλ（ランダ）は、点の密度数（ユニット面積当たりの点）およびβは０ないし１の範囲である。
“ランダムな度合い”の制御を行うために、第１の凝集点は、上述したように配置される。つぎにβが選択され、Ｅは上の等式から計算される。βおよびＥは、凝集点の位置を通して一定である。発生された連続した凝集点（Ｘ，Ｙ）毎に、すでに配置された他の凝集点に対してこの点からの距離が計算される。もしこの距離が他の点に関してＥ以下である場合には、新しく発生された（Ｘ，Ｙ）座標は削除され、新しい設定が発生される。この方法は、すべてのＮ点がうまく配置されるまで繰り返される。もしβが０で排除距離がゼロである場合には、パターンは真にランダムである。もしβが１である場合には、排除距離は、６角形に密接に配置された最も近い距離に等しい。０と１との間の選択βは、これら２つの値の間で“ランダム性の度合い”に関して制御することができる。
凝集点の完全な組が計算され記憶されると、完成した多角形パターンを発生するために前ステップとしてデラーネイトリアングレーション（Ｄｅｌａｕｎａｙ  ｔｒｉａｎｇｕｒａｔｉｏｎ）が実行される。この方法のデラーネイトリアングレーションの使用は、シンプラを構成するが、上述した理論的なモデルに説明したような同時に円としての凝集点からの反復して“成長する”ための機械的に等価であるものである。トライアンギュレーションを実行する背後にあるテーマは、３つの点を通過するように構成された円が円内の他の凝集点を含まないように３つの凝集点形成三角形の組を発生することである。デラーネイトリアングレーションを実行するために、コンピュータプログラムは、３つの凝集点の可能な組み合わせ毎に組み立てるように書かれており、各凝集点は、単に識別を目的として独特の数（整数）が割り当てられている。３つの３角形に配置された点の各組を通過する円について半径と中心点の座標が計算される。特定の三角形を画定するために使用されない各凝集点の座標の場所は、円の座標（半径と中心点）の座標と比較され、他の凝集点が３点の円内にあるかどうかについて決定される。もし、３点について構成された円がテスト（円内に他の凝集点がない）を通過する場合には、３点の数、それらのＸおよびＹ座標、円の半径、円の中心のＸおよびＹ座標が記憶される。もしこれらの３点について構成された円がテストに落ちた場合には、結果は記憶されず、計算はつぎの３点の組に進む。
デラーネイトリアングレーションが完了すると、２スペースのボロノリテレセレーションが実行され完成した多角形を発生する。このテレセレーションを完成するために、デラーネイトリアングレーションの頂点として記憶された各凝集点は、多角形の中心を形成する。デラーネイトライアングルの各々で描かれた円の中心点を接続することによって多角形の外形が構成され、これは時計回りに連続した頂点を含む。時計回り順序でこれらの円の中心点を記憶することによって凝集点の領域を順に通って各多角形の頂点の座標を記憶することが可能になる。多角形をつくるときに、パターンの境界の三角形の頂点が計算から除去される。なぜならば、それらは完全な多角形を画定しないからである。
相互に固定する多角形の二次元形状の完成したパターンが発生すると、本発明によって相互に固定される形状のネットワークは、材料のウエブの一方の表面についての構成として使用され、このパターンは、スターティング材料の最初の平坦なウエブから形成された３次元の中空の突出部のベースの形状を画定する。始めの材料の最初に平坦なウエブからの突出部のこの形成を達成するために、負の所望の完成した３次元構造を有する適当な構造がつくられ、このスタート材料は、スタート材料を永久に変形するために十分な適当な力を及ぼすことによって適合される。多角形頂点の座標の完全なデータファイルからラインドローイングのような物理的出力が多角形の完成パターンでつくられる。このパターンは、金属スクリーンエッチングの入力パターンのような従来の方法で使用され、本発明の材料を形成するために適している３次元形成構造を形成する。もし、多角形の間の大きな空隙が所望ならば、コンピュータプログラムは、それらの幅を増大する（よって多角形の寸法を対応する量減少する）ように各多角形側面に１つまたはそれ以上の平行線を付加するために書くことできる。
好ましくは、上述したコンピュータプログラムは、その出力でコンピュータグラフィック（ＴＩＦＦ）ファイルを提供する。このデータファイルから、材料の完成したウエブにおいて所望の円錐台形に対応してベース材料に負の形状を形成するためにフォトエッチング処理において使用するために写真ネガを使用することができる。別の例として、完成したウエブを形成するためにネガの形成構造を発生する所望の方法に依存して機械的な方法を使用する場合に有効であることが照明されるように、多角形処理の座標点を配分するためにコンピュータプログラムの出力をつくることが望ましい。さらに、もし、メールパターンを形成することが望ましい場合には、コンピュータ出力は、負の（フィーメル）パターンとは異なる程度まで所望の情報を形成装置まで送るためにつくられる。
βの種々の値によって得られる増大した水準の拘束を増大する効果をさらに説明するために、０．２５の極端なβの値（すなわち、０ないし１の範囲の下端において）は、凝集点の中心から中心の間隙の大きな変化をつくり、よって、０．７５の例示的なβの値以外の結果の多角形が生じる。形状的な意味において中心から中心の間隙のこのような変化は、結果としての多角形の側面の数並びにポリゴンの寸法の変化の対応する程度に代わり、この効果は上述した。多角形の結果としてのパターンに無定形性の所望の水準をつくるために、現在βとして好ましい値は０．７５であるが、もちろんこの値は、特定の用途に適するようにするために合わせられることができる。
制限値（β）が大きくなると、多角形領域が減少する。制限パターンが小さくなればさらに制限されたパターンより広い範囲の多角形寸法を示す。さらに、パターン内で引かれた所定のサンプル“テストボックス”において、％の多角形の範囲に影響を与えるテストボックスの領域の変化は、所定のパターンである。テストボックスの面積が減少すると、％多角形領域の変化性が増大する。逆に、ある点を越えてテストボックスの領域が増大すると、％多角形領域の定数がパターンを通して一定になる。（大きな制限β）の制限材料が％ポリゴン領域のかなり狭い範囲を示し、小さい制限材料よりさらに小さいテストボックス寸法で一定の％ポリゴン面積に集中する。さらに、ウエブを通して物理的な特性において矛盾しないために、さらに制限されたテセレーションが小さい大気密度、すなわち、突出部の局所化された数およびユニット面積あたりの対応する突出部ウエルを少なくする。
これらの観察に基づいて、制限の予期可能な水準は、パターン内に無定形性が観察された場合であっても本発明の好ましい方法によって発生されるパターンに一貫した予期可能な水準を組み込むことができることは明らかである。したがって、３次元の、無定形性パターンの対ネスティング材料は、統計学的に予期可能な形状及び物理的な材料の特性によって形成される。
図面を再び参照すると、特に図２を参照すると、本発明の収納ラップ材料として使用されるのに適した代表的な３次元の、無定形性パターンの対ネスティングシート材料の平面図が示されており、これは参照符号１０として示されている。図２は、０．７５の制限因子を使用する上述した方法によって発生される無定形性の二次元パターンを表す。材料１０は、その間の空隙または谷１４によって包囲された非一様な形状寸法の、好ましくは中空の複数の突出部を有する。これは無定形性パターン内の連続した空隙のネットワークを形成するために相互に接続されることが好ましい。また図２は、突出部の底部で隣接したほぼ平行な壁の間のほぼ直角な距離で測定された空隙１４の幅を示す。好ましい実施例において、空隙１４の幅は突出部のパターンを通してほぼ一定であることが好ましい。
本発明の突出部１２は、非一様な寸法および形状で発生し、材料１０はロール内の材料層の間でネスティングが生じることなくロールに巻かれる。対ネスティング特徴は達成される。なぜならば、上述したような突出部の無定形性パターンは、他の層の後ろに整列するために１つの層の面の能力を制限し、それによって１つの層の突出部は、隣接する層の各突出部の後ろに形成されたくぼみに入る。突出部の間の狭い制限幅の利点は材料層１０が面対面として配置されたとき突出部１２がスペース１４に入ることができないことである。
好ましくは、突出部１４は、突出部の間の谷の容積、したがってそれらの間に配置された物質の量を最小限にするために２つの突出部のベースの直径の平均の中心から中心への距離を離すか、接近させることが好ましい。突出部が変形可能であることを意図する用途において、突出部１４は、それらの直径以下の高さを有することが好ましく、それらが変形するとき、それらは、材料の平面にほぼ直角な軸線に沿って反転及び／またはクラッシュすることよって変形する。変形のこの突出部の形状およびモードは、材料の平面に平行な方向に突出部１４が折れ曲がることが防止され、その結果、突出部は、目標面に接触することからそれらの間の谷に存在する物質をブロックすることができない。
図３は、突出部全体１２および隣接する空隙または谷部分１４の双方を断面で見ることができる場所でとられた材料１０の部分側断面図を示す。この図３において、図２で見るものに面し、突出部１２の突出部分を含むウエブの上面は、参照符号１５で示され、以降、材料のオス側と称する。それと対応して、突出部の中空部分の開口部を有する図２の見るものから離れる方に面するウエブの下面は参照符号１７で示され、材料のメス側と称される。
図３は、スペース１４に並びに突出部１２の下側に加えられた物質１６を示す。これは、１９９６年ピータＷ．ハミルトンおよびケネスＳマクガイヤの名称で“変形可能なスタンドオフによって保護された物質を有する材料およびその製造方法”と題された米国特許出願（５９２２Ｒ）によるものであり、これは参照してここに組み込まれている。物質１６は、スペーサ１４を部分的に満たし、突出部１２の外面は、突出部が材料のオス側の物質１６が外面と接触することを防止するように物質１６の表面水準の外側に残るように空隙１４の一部を満たす。材料のオス側に関して、物質１６は、各突出部の間の谷および空隙の反対側が突出部内の物質１６が外面と接触することを防止する際に同じ機能を果たすように中空の突出部を部分的に満たすものである。材料１０の異なる側の物質および／または材料１０の側の異なる形状の明確な領域内の物質は同じ物質を必要とせず、事実明らかに異なる物質が明らかに異なる機能を果たす。
“物質”は、本発明において、３次元構造の開放した谷および／またはくぼみに保持することができる材料として定義される。本発明において、この明細書で使用する用語の“物質”は、目標面に送られる前には流れないが流れ可能な物質を意味する。また“物質”は、繊維性のまたは他の相互固定材料のようなまったく流れない材料をも意味する。例えば、接着剤、静電気、機械的固定、毛細管吸引、表面吸着および摩擦を谷およびくぼみに物質を保持するために使用する。この物質は、谷および／またはくぼみに永久的に保持され、または外面に接触するために露出されたとき、または３次元構造が変形され、加熱され、または作動されるとき物質がそこから開放されるようにされる。もちろん、本発明の現在の問題は、ジェル、ペースト、泡、粉末、かたまった粒子、プリル、マイクロエンカプセル液、ワックス、懸濁液、液体およびその組み合わせのような物質を含む。
本発明の３次元構造の空隙は、通常開放しており、したがって、所定の位置に物質を有し、作動ステップなく構造から流れでないことが望ましい。本発明の作動ステップは、圧縮によって３次元構造を変形することが好ましい。しかしながら、物質を流す作動ステップは、材料を室温以上に加熱し、室温以下に冷却する。または重力を越える力を提供することを含む。また、引っ張り力およびこれらの起動現象のような他の変形力を含む。
この明細書で使用する“変形可能な材料”は、フォイル、ポリマーシート、布、織物または不織布、紙、セルロース繊維シート、コエクストルージョン、ラミネート、およびその組み合わせを含む。選択された変形可能な材料の特性は、多孔性、無孔性、微小孔、ガスまたは液体透過性、非透過性、親水性、疎水性、透視性、親油性、オレオフォビック、高い表面張力、低い表面張力、プレテキスチャ、弾性的なたわみ可能性、塑性的なたわみ可能性、導電性、非導電性を含むがそれには制限されない。例示的な材料は、木、金属、剛性ポリマー原料、セラミック、ガラス、硬化樹脂、熱硬化性材料、クロスリンク材料、ゴム、冷凍液、コンクリート、セメント、石、人工材料等を含む。このような材料は、均質なものであるか、成分が組み合わされたものである。
特に好ましい実施例において、突出部は約０．０１５インチ（０．０３８ｃｍ）ないし約０．０３０インチ（０．０７６ｃｍ）、さらに好ましくは約０．０２５インチ（０．０６４ｃｍ）の平均のベース直径を有する。また、それらは、０．０３インチ（０．０８ｃｍ）から０．０６インチ（０．１５ｃｍ）、好ましくは０．０５インチ（０．１３ｃｍ）の中心から中心までの空隙を有する。これは高密度の突出部を形成する。単位面積当たりの突出部が大きくなると、所定の変形力に抵抗するために材料および突出部の部分の壁が薄くなる。好ましい実施例において、平方インチ毎の突出部の数は２００を越え、突出部は材料の部分の突出側の約３０％から約７０％を占める。それらは、約０．００４インチ（０．０１０ｃｍ）ないし０．０１２インチ（０．０３０ｃｍ）、さらに好ましくは約０．００６インチ（０．０１５ｃｍ）の突出部の高さを有する。好ましい材料は０．０００３インチ（０．００７６ｍｍ）の正規の厚さの高密度のポリエチレン（ＨＤＰＥ）である。
接着剤を含む、３次元のネスティング抵抗シート材料の製造において、物質１６の好ましい層は、約０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）の厚さのラテックス圧力感応接着剤が好ましい。さらに好ましくは、基板１６の層は、ＭＮのバドネイスハイツのＨ．Ｂ．フューラ社によって製造されるフューラＨＬ−２１１５Ｘの約０．０００５インチ（０．０１３ｍｍ）の厚さの層から約０．００２インチ（０．０５１ｍｍ）の厚さの層である。材料の用途の必要性に適した接着剤を使用することができる。接着剤は、再固定、着脱可能な永久的なまたは他の性質のものが可能である。突出部の寸法および空隙は、機密シールが目標面によってつくられるように突出部を包囲する連続した接着剤の通路を提供するように選択されることが好ましい。
フィルムはその均一な樹脂またはその混合物からつくられる。コエクスツルーデド、エクスツルジョンコート、ラミネートまたは他の公知の手段によって組み合わされるかどうかによって、フィルム構造内の１つまたは複数の層が考慮される。フィルム材料の重要な特徴は、突出部および谷部をつくるために変形可能であることである。有効な樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴ、ＰＶＣ，ＰＶＤＣ，ラテックス構造、ナイロン等を含む。低コストであること、形成が容易であることによってポリオレフィンが好ましい。好ましい材料寸法は、約０．０００１インチ（０．０２５ｍｍ）乃至約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）である。さらに好ましい材料寸法は、約０．０００２インチ（０．００５ｍｍ）乃至約０．００２インチ（０．０５１ｍｍ）である。さらに好ましい材料寸法は、約０．０００３インチ（０．００７６ｍｍ）乃至約０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）である。使用中にフィルム強度を最小限にするために十分に強い弾性のフィルム係数を提供することは、材料１０を目標面に密封するために有利である。伸長されたフィルムは、接着剤の平面に平行な残留力を生じ、これは弱い接着結合部分を破る。突出部が大きくさらに密接に間隔をおくと、与えれたフィルムで伸長が起こる可能性が大きくなる。材料１０の弾性は容器を密封する容器ラップとして使用するためには望ましくないと考慮されるが、物質のパターンを含む弾性材料に使用する多数の他の用途を有する可能性がある。製造可能なもっとも接近したあの得な空隙に突出部の空隙を減少することは、材料の伸長を増大するが、突出部の間の物質の量を低減する際に有利である。本発明の形成材料の異なる用途は、突出部の理想的な寸法および突出部の密度並びにそれとともに使用する物質の選択を示している。
３次元シート材料の材料特性の“ビーム強度”はその突出部が互換性形状の１つの合致または大きなくぼみ上に重なってそれ自身を見いだす場合であっても所定の突出部を包囲する材料の領域の多きなネスティングを防止するビーム強度に関して上述したようなものである。なぜならば、問題の１つの突出部を包囲する突出部は、他の突出部／くぼみを包囲するものと寸法、形状および空隙において異なるからである。材料のタイプと厚さ並びに突出部の密度およびパターンを選択するときビーム強度は考慮する上で重要な要因である。多数の小さい突出部は、少数の大きな突出部より所定の材料のタイプおよび厚さに関して多いな水準のビーム強度を提供する。薄くてさらに柔軟な材料が使用され、ほぼ比較的小さく、比較的に大きな数の密度の突出部を有する無定形のパターンを使用することを通してネスティングのない利点を実現する。
突出部の寸法、形状および空隙、可撓性係数、材料のこわさ、材料の厚さ、堅さ、偏向温度並びに形成処理はウエブ材料の強度を決定すると考慮される。形成方法は例えば、ポリマーフィルムにおいて重要である。なぜならば、“冷却形成”またはエンボスは上昇温度で熱硬化することによって製造される残留応力並びに異なる壁厚配分を発生する。ある適用において、物質が外面と接触して突出部を実質的に変形することなく１平方インチあたり少なくとも０．１ポンドの圧力（０．６９ｋＰａ）の圧力に耐えるに十分な堅さ（変形抵抗）を提供することが望ましい。この要求の例は、搬送及び／または分配においてロールにウエブを巻く必要がある。１平方インチ毎に０．１ポンドの非常に低い圧力であっても、ロールの内側に巻かれた残留圧力は、重複するウエブ層を基板に接触させるために十分なようにウエブ内で突出部を変形させる。巻の損傷を生じることを防止するために“スレショルド”突出部かたさが必要とされる。同様にウエブが収納されまたは分離したシートとして分配されるとき、この“スレッショルド”こわさは、シートの重複層の重量によって、または搬送中の振動、取り扱いミス、落下等によって誘導されるような他の力によって製品の早期の作動を防止するために必要とされる。
変形モード及び力は、さらに望ましい結果を提供するために側壁の厚さ輪郭によって影響される。突出部の側壁は、突出部の最も外側の部分を突出部のベース周縁に隣接する非成形材料に接続する。また定義されるような側壁は、最も外側の部分の内側領域よりかなり薄い最も外側の部分内に周縁領域を含む。側壁の少なくとも一部分がベースの周縁に隣接する非成形材料よりかなり薄い突出部がユーザにおける変形おいて好ましいと考慮される。突出部の最外側部分の材料に比較して側壁の少なくとも一部分で薄い側壁は、側壁構造内で変形が起こるように傾斜する。
比較的小さい突出部を含む構造において、大きな密度の突出部パターンが見いだされ、このような薄い側壁寸法は、特に有効である。
突出部１２は、突出部が形成されたとき薄くなり、意図したような突出部１２の変形を保証するように側壁２２を有する。低い密度のポリエチレンに対して高密度のポリエチレンが好ましい。なぜならば、一旦変形されると、ＨＤＰＥは、ＬＤＰＥの突出部がそうであるように、変形されない最初の形状に戻る傾向がない。
好ましくは、突出部１２は、凸形状の多角形のベース形状を有し、この変形は以下に説明する。凸形状の多角形の形状によって、突出部は、複数の（３つまたはそれ以上の）直線的な側面を有し、これは隣接する側面において１８０°以下の外側に測定された角度を形成しない。もちろん、他のベース形状は等しく有効である。しかしながら、好ましいベース形状は最も容易に発生すると考慮される。好ましくは、多角形状は下方またはめすの表面１７の平面で、テセレーションにおいて相互に固定され、それらの間で一定の幅空隙を提供する。空隙１４の幅Ａは、突出部の間で望まれる物質の容積に依存して選択される。好ましくは、幅Ａは、常に、複数の突出部１２の最小限の突出部寸法以下である。複数の突出部１２によって占められる面積は、平面２０に平行に測定して材料１０のシートの有効面積の約３０％から約７０％，さらに好ましくは約５０％が好ましい。
図４ないし図６は、材料の適当な製造方法および装置、参照符号３０で指示された方法を示す。方法３０は、代表例であり、結果生じる材料１０の特定の寸法、成分等に適するように変形つくられる。方法３０は、凹部３４と凹部３４の間にランド３６を有する３次元スクリーンが好ましい形成面３２を使用する。このような形成構造または形成構造は、めす型の形成構造を構成し、この構造は、使用中に、形成材料の構造接触側において、対応するメール型突出部を形成する。別の例として、形成面３２は、ピン３４の間でその周りに凹部３６を有する所望の多角形状の隆起されたピン３４を有することによっておす型の３次元の形成構造を有する。使用中において、このような形成構造は、形成された材料の構造接触側の対応するめす型くぼみを形成する。
さらに詳細には、図４は、図２に示すような対応する３次元材料１０を形成するために使用することができる形成面を示している。材料１０は、形成面３２上で加熱成形されるとき、突出部１２は、材料１０を柔軟な温度まで加熱するとき、真空によって凹部３４にそれらを引くことによって形成し、材料１０が硬化温度まで冷却されながら、突出部１２を溝３４に引かれることを維持することが好ましい。この方法において、ランド３６は、突出部１２の間で空隙１４のベースを画定する。突出部１２は、可能である場合には平面２０とほぼ直角であるように側壁２２が形成されることが好ましいが、ある傾斜は通常である。突出部１２の最も外側の端部は、対応する多角形形状の円錐台を形成するようにドーム型か円錐台形状である。
材料１０は、真空加熱形成、エンボス加工、ハイドロフォーム加工されるか、永久的の薄い材料を変形するために当業者に公知の他の形成手段によって形成される。
図４は、多角形溝３４を包囲する相互接続されたランド３６を有する好ましい形成スクリーン３２を示す。ランド３６は、ステンレススチールから製造され、リリース剤でコートされることが好ましい。もっとも好ましいのは、スクリーン３２は、図６に示すように連続ベルト３８につくられる。別の例として、スクリーン３２は、剛性のドラムに形成された平坦なプレート形状に使用される。図５は、２つの連続したランドを通る断面を示す場所で切った形成スクリーン３２の部分断面図を示す。ランド３６は、ほぼ平行な隣接するランド縁部の間で測定して一定であることが好ましいランドの幅を示す寸法Ｂと、スクリーンの厚さを示す寸法Ｔとを有する。
形成スクリーンの無定形パターンは、上述した発明によって発生されることが好ましい。
製造方法は、スクリーンの穴を画定する基本的に直線的なスクリーンの壁によって形成スクリーンの使用において側壁の厚さの輪郭に影響を与える場合がある。このような方法は、薄い側壁の厚さを可能にする。なぜならば、突出部は、ベースの周縁から形成スクリーンの溝に内側のバックアップスクリーンの接触点まで自由に引かれるからである。内側のバックアップスクリーンの目的は、突出部がさらに引かれることを防止するためである。この方法は、側壁内でさらに変化する寸法の輪郭をつくる。
本発明を実施するために、物質の高温溶融接着を使用するとき、他の物質を処理するとき以上に困難であることが分かった。この困難性は、高温溶融接着剤が形成面に適用されるときに形成される突出部が、その側壁においてさらに薄くなる傾向があることである。この高温溶融接着剤は、金属形成面に接触するとき冷却し、硬化し、一様な厚さの谷が生じるように接着剤に接触するウエブ材料が溝に引かれることを防止するとされる。ラテックス接着剤のような他の物質に関して、突出部の側壁があまり薄くならない。なぜならば、形成面のランドまたはピンの上部で接着剤に接触するウエブ材料が、加熱形成中に溝に流れ込むからである。
図６は、参照符号１８０で支持された本発明の材料１０のような材料をつくる適当で好ましい方法および装置を示す。形成材料は、変形される前に正確に位置決めすることができるように透明か半透明であることが好ましい。しかしながら、透明性は、目標の面に対してどの面を配置するかを知るために３次元構造のどの側を配置するかについて決定する新しい問題が導入される。物質側の識別は、３次元の構造の表面に目印をつけることによって、３次元構造とは異なる色合いで物質に色づけするかによって、または例えば、異なる色合いの薄い材料構造を提供することによって解決することができる。ラベルの場合、透明性は、必要ではない。なぜならば、材料の縁部が適当な位置決めによって使用されるからである。また、材料の一方の側と他の側との間の区別を行う際に成形中に材料をマイクロテキスチャ処理することは有効である。３次元構造の最も外側のマイクロテキスチャ処理は、本発明において、例えば、小さい開口部を有する真空ドラムのようなマイクロテキスチャ面に対して材料の部分を成形スクリーン溝に引くことによって達成される。
ステンレススチール成形スクリーン１８１が製造されるとき、ベルトがシームされる。いくつかの工程においてそれが製造される。溝のパターンは上述した方法によってコンピュータプログラムによおて開発されることが好ましく、フォトエッチングのフォトマスクを提供するためにフィルム上に印刷することが好ましい。フォトマスクはエッチング領域及び非エッチング領域をつくるために使用される。フォトエッチングによって金属スクリーンを製造する方法は、ラデルおよびトンプソンへ米国特許第４，３４２，３１４号、ラデルへの米国特許第４，５０８，２５６号、ミュランへの米国特許第４，５０９，９０８号に詳細に説明されている。この内容は参照してここに組み込まれている。
さらに、溝パターンは金属の代わりに光感応ポリマーにエッチングされている。これらの例は、ジョンソンらに付与された米国特許第４，５１４，３４５号、スマコスキらへの米国特許第５，０９８，５２２号、トロカンらへの米国特許第４，５２８，２３９号、トロカンらへの米国特許第５，２４５，０２５号に示されており、これらの内容は参照してここに組み込まれている。次に、成形スクリーンは、レーザか電子ビーム溶接を使用して端部を一緒にバット溶接することによって連続ベルトに変換される。これはほとんど検知できないシームであり、これは凹部パターンにおいて崩壊を最小限にする必要がある。最後の工程は、ＴＮのメンフィスにあるＴＮ社のプラズマコーティングによって製造され、適用されるシリーズ２１０００の特徴のリリースコーティングのような非常に低い表面張力（張り付かない）コーティングでエンドレスベルトをコーティングする工程である。このコーティングは、オルガノシリコンエポキシであると考慮される。本発明で使用されるステンレススチール成形スクリーンに適用されるとき、このコーティングは、約１８ダイン／ｃｍの臨界表面張力を提供する。減少する臨界表面張力を提供するために適した他の材料は、パラフィン、シリコン、ＰＴＦＥ等を有する。このコーティングは、望ましくない引っ張りまたは破れを起こすことなく成形材料をベルトから除去することができる。ベルト成形スクリーンは、平坦なプレートまたはドラム成形スクリーンにとって有利であると考えられている。なぜならば、ベルトがスクリーンパターンおよびパターンの長さをさらに容易に変化させることができ、大きな回転部材を用いることなく大きなパターンを使用することができるからである。しかしながら、成形される材料の所望の品質および寸法に依存して平坦なプレートまたは剛性ドラムのような成形構造または他の成形構造およびこの技術分野で公知の方法をつくることが適当である。
突出部を形成するために使用されるような材料に物質を移送するために同じ共通の成形スクリーンが使用される。好ましい実施例において、成形スクリーン３２の上面は、溝３４を除いて連続しており、物質のパターンはこの形状において全体として相互に接続されている。しかしながら、物質の非連続的なパターンは、成形スクリーン３２上にコートされ、突出部の間の非連続的な物質が得られる。
３次元のネスティング抵抗シート材料１０を接続する好ましい方法によれば、３次元突出部は、それ自身変形可能なシートから形成され、一方の側にくぼみを有し、このくぼみは、各々が、それらの各突出部の寸法および３次元形状にほぼ対応する寸法および３次元形状を有する。しかしながら、いくつかの用途において、材料のシートから１つの単位として一体的に又は分離して形成された中実の突出部を使用することが望ましく、これは変形可能か変形不可能である。
通常、本発明は、構造がつぶれて接着剤が外面と接触するように露出するように圧縮力を適用することによって達成される３次元のシート材料の形をとる収納ラップ材料である。しかしながら、本発明の観点は圧縮以外の手段によって作動可能である収納ラップ材料に適用される。例えば、発明者は、同じ３次元構造に適用される引っ張り力が、それを長手方向に変形させ、それによって厚みまたは厚さを収納させ同様に物質を露出し解放することができる。十分な張力の下では突出部の間の材料は、材料の平面の力に応答して変形し、突出部は同じ方向に細長くなると考慮される。突出部が細長いとき、それらは高さが減少する。十分に細長くなることによって、突出部は高さが減少し、それらの間の物質がそれらの中で双方が露出される。
１インチ（２．５４ｃｍ）の幅の材料１０のストリップにおいて、０．０００３インチ（０．００７６ｍｍ）の厚さのＨＤＰＥ、および０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）の高さ、および０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）の直径、０．０４５インチ（１．１４ｍｍ）離れている突出部を有するように形成されている。突出部の間の谷部分に接着剤の０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）厚さのコーティングを露出させるようにする引っ張り力は、１インチのストリップの幅ごとに０．８０ポンド（０．３６ｋｇ）である。
圧縮力および引っ張り力の組み合わせは、３次元構造から物質を露出するようにするために本発明の材料に適用される。本発明の好ましい実施例において、外面に物質を露出するために３次元構造の十分な変形を達成するために必要な力は、同じ力を達成するために圧縮力よりかなり大きく、特定の平坦な方向に適用される張力によって容易に変形される構造が設計される。例えば、構造は、突出部の代わりに平行な波を有し、波部分は、波部分に直角ではあるが波の平面内で構造を伸長することによって容易に平坦にされる。引っ張り応答構造およびその背後にある原理は、チャペルらに付与された米国特許第５，５１８，８０１号に示されており、この内容は参照によりここに組み込まれている。
他の例において、収縮可能なフィルムからつくられた同じ構造の厚さを低減して同様に物質を解放し露出するために熱が適用される。
ここに説明するように、成形材料の対抗面に異なる物質を堆積することができる。複数の物質を形状的に互いに離れるようにまたは混合するように材料の同じ面に配置することができる。物質は部分的に層状になっていてもよい。１つの例は、接着層の露出側に接着された中実の粒子を備えた材料面に隣接した接着層がある。さらに、ある用途において、双方の面が変形可能な突出部分になるように形成された材料の両側から外側に伸びる突出部を有することが望ましいと考慮されている。
突出部のパターンは、他の大きな突出部の上部に配置された１つのまたは複数の“マイクロプロトルージョン”のような同様の寸法の尺度または異なる寸法の尺度のいずれかに重複することができる。図６の方法のさらに他の方法並びに上述した３次元材料に関する追加的な詳細は、前述した社内ＮＯ５９２２の特許出願に示されている。
ある環境において、その作動面に接着剤の間断的なまたは非連続的な層を有することによってそれ自身または他の目標面との非連続的な結合パターンを形成するように収納ラップ材料を形成することが受け入れ可能で好ましいが、それ自身と十分に連続した目標面との連続シールまたは結合部分を形成するために能力を示すように収納ラップ材料を形成することが好ましい。
図７ないし図９は、収納ラップ材料１０を示す代表的な用途を示している。
さらに詳細には、図７は、品物６０の閉鎖容器を形成するために独立して使用される収納ラップ材料を示している。このように使用するために、収納ラップ材料１０の一方の側のバージョンが一方の側の材料を作動するが、両側の材料も使用することができるように使用されることが好ましい。収納ラップ材料をこのように使用するために、品物６０の最大限の寸法を越えて外側に伸びる境界縁部を残すように、材料が所望の品物６０の周りに包まれ折り曲げられる。図７に示すように、収納ラップ材料１０のウエブは、折り曲げられた縁部５５に沿って材料を折り曲げ、品物６０のこの場合３つの辺の残りの周縁の周りにフィンタイプのシール５０を形成することによって品物６０の上にまたその周りに折り曲げられる。この実施例において、収納ラップ材料１０は対面するようにそれ自身に結合されるか接着され、ここでは材料の活性側が互いに接触される。したがって、ユーザ７０がフィンシール５０の領域で材料の重複部分または重なった部分の少なくとも一方好ましくは双方で接着剤を作動させるとき、重複部分は、品物６０の閉鎖を完全に行うようにしっかりと互いに接着される。別の例として、包囲体を形成するためにそれ自身に材料残り大きなウエブを折り曲げるのではなく、収容ラップ材料１０の２つまたはそれ以上の別の小さい部品を表と表または表と裏の向きで互いに品物６０上にそれらをつつみ、それらを密封することによって使用する。
図８は、半分包囲された剛性、または半剛性の容器１０のふたとして収容ラップ材料１０の有効な他の使用例を示す。図８の構成において、収容ラップ材料が容器のリム部分１０５に接着された容器の構造が示された組み合わせ容器構造が示され、この収容ラップ材料は、開口部の対応するふたを形成するために開口部１１０を包囲している。収容ラップ材料１０は、図８に示すように開口部１１０の平面内にあるリム１０５の表面にのみ適用される場合には、適用な密封シールを形成し、開口部の平面にほぼ直角な方向に伸長している容器の壁部分への結合によってリム１０５の周囲の周りの追加的な領域上にシールを行うように適用される。また有効なシールは、容器の壁部分１１５にのみ収容ラップ材料を結合することによって達成することができる。このようなふたは、容器１００の内容（図示せず）を完全に包囲するが、内容物は容器の外側の外部環境から保護され、ロスを生じないように収容され保護される。
収容ラップ１０と協働する突出構造を有する容器１００が、比較的円滑で一様な表面を有する金属、ガラス、セラミックまたは木のような剛性または半剛性の材料から構成される。したがって、本発明による収容ラップ材料１０は、このような容器のふたを有効に形成するために非柔軟性の、剛性、または半剛性の表面と組み合わされて所望の水準の接着力を提供する。さらに、収納ラップ材料は、隣接する壁材料にほぼ直角の容器の壁の平面の開口部に関連して使用される。このような、用途の広さは、収容ラップ材料の接着特性によるものであり、ワックスの紙またはアルミニウムフォイルのようなデドホルドラップ材料とは異なり、本発明の収容ラップ材料がリムリップの周りにラップアングルを形成するか、または容器の開口部に隣接した他の構造体を必要とすることなく適当なシールを形成することができるようにする。図９は、収容ラップ１０の他の共通の用途を示すが、所望の寸法の収納ラップ１０の別のウエブが品物６０を完全に包囲するように品物６０の周りに連続的に包まれる。品物と収納ラップ１０の他の部分全体にかかる収納ラップ１０の縁部部分８０は、それらが密封の関係で固定されるように作動後に他の部分に固定される。品物をつつむこの態様は、図９に示す品物６０のように不規則な形状を有するとき、特に有効である。この態様において、収納ラップ１０は、収納ラップが材料のシフトまたはゆるみに対して追加的な固定を行うように品物上に作動するように品物６０に向かって内側に面する作動側に向いていることが好ましい。別の例として、収納ラップ１０は、もし品物への接着が望ましくない場合には外側に面する作動側によって品物の周りをつつむことができる。開発モードのいずれかにおいて、収納ラップ材料１０の重複部分８０は、表と裏の関係で互いに作動し接着され、世服部分の一方は接着特性を提供するように作動され、他の重複部分は非作動であり、したがって受動目標面である。
もし２つの側の作動可能な収納ラップ材料が上述した例において使用され場合には、重複部分８０の重なった表と裏の部分の一方または双方は、密封領域を形成するために作動することができる。
本発明の改良された収納ラップ材料は腐敗可能なおよび腐敗不可能な広範な品物を含むように使用される。このような品物は、所定の容器／パッケージ装置内に１つの品物並びに同じかまたは異なるタイプの複数の品物を含む。包まれる品物は、事実、例えばパレット上に一緒につつまれる一群にカートンのようなそれ自身がつつまれる容器またはパッケージである。この品物は、容器内の１つの室に一緒にまとめられるか、または収納ラップ材料それ自身か、容器の他の部分によって形成された異なる室または空間内に分離される。
本発明の特別な実施例を図示し説明したが、本発明の製品及び範囲から逸脱せずに種々の他の変形例および変更がなされることは当業者に明らかであろう。本発明の範囲内にあるこのような変更および変形は添付した請求の範囲によってカバーされる。
【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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