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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-18
(45)【発行日】2024-11-26
(54)【発明の名称】梱包材、及び梱包材を製造する方法
(51)【国際特許分類】
B65D 81/03 20060101AFI20241119BHJP
【ＦＩ】
B65D81/03
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2023504354
(86)(22)【出願日】2021-07-22
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-25
(86)【国際出願番号】 US2021042719
(87)【国際公開番号】W WO2022020557
(87)【国際公開日】2022-01-27
【審査請求日】2023-03-17
(31)【優先権主張番号】17/197,889
(32)【優先日】2021-03-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/054,853
(32)【優先日】2020-07-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/197,837
(32)【優先日】2021-03-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】523011543
【氏名又は名称】ハーマンソン，テリー
【氏名又は名称原語表記】ＨＥＲＭＡＮＳＯＮ， Ｔｅｒｒｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100111039
【弁理士】
【氏名又は名称】前堀 義之
(72)【発明者】
【氏名】ハーマンソン，テリー
(72)【発明者】
【氏名】モン－スエン，ホアン
【審査官】米村 耕一
(56)【参考文献】
【文献】特開平０７－２３７６６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５７－１５９４４０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０６－２４７４７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６０６７７７９（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平０８－２４４８５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第１０３５７９３６（ＵＳ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｄ ８１／０３－８１／０９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
成形梱包材であって、複数のセルロース緩衝要素と、
前記複数のセルロース緩衝要素を互いに結合する、セルロース繊維を含むマトリックスと、
を含み、
前記複数のセルロース緩衝要素及びマトリックスは外面及び内部を有する形状に成形された集合体を形成し、前記複数のセルロース緩衝要素の一部は前記集合体の前記外面にあり、前記複数のセルロース緩衝要素の残りの部分は前記集合体の前記内部にある、成形梱包材。
【請求項2】
前記集合体の前記外面の少なくとも１つに結合された少なくとも１つのセルロースシートをさらに含む、請求項１に記載の成形梱包材。
【請求項3】
前記複数のセルロース緩衝要素の各セルロース緩衝要素は、シワ状セルロースシートである、請求項１または２に記載の成形梱包材。
【請求項4】
前記複数のセルロース緩衝要素の各セルロース緩衝要素は、少なくとも１つの空気ポケットが形成される幾何学的形状に形成されたセルロース材料である、請求項１または２に記載の成形梱包材。
【請求項5】
前記複数のセルロース緩衝要素の各セルロース緩衝要素は、球状の形状を有する、請求項１～４のいずれか１つに記載の成形梱包材。
【請求項6】
前記複数のセルロース緩衝要素の各セルロース緩衝要素は、円筒状である、請求項１～５のいずれか１つに記載の成形梱包材。
【請求項7】
前記セルロース緩衝要素はセルロース繊維を含み、前記セルロース緩衝要素は前記マトリックスの前記セルロース繊維と同じである、請求項１～６のいずれか１つに記載の成形梱包材。
【請求項8】
前記マトリックスが、接着剤をさらに含む、請求項１～７のいずれか１つに記載の成形梱包材。
【請求項9】
前記複数のセルロース緩衝要素の各セルロース緩衝要素は、複数の折り目を有し、ある形状に形成され、前記マトリックスの前記接着剤及びセルロース繊維は、前記セルロース緩衝要素のそれぞれの前記折り目の間に分散される、請求項８に記載の成形梱包材。
【請求項10】
前記マトリックスの前記接着剤は生分解性接着剤である、請求項８または９に記載の成形梱包材。
【請求項11】
前記集合体が、少なくとも１つの凹部を含む形状に成形される、請求項１～１０のいずれか１つに記載の成形梱包材。
【請求項12】
前記凹部を形成する前記集合体の前記外面の少なくとも１つに接続した少なくとも１つのセルロースシートをさらに含む、請求項１１に記載の成形梱包材。
【請求項13】
梱包材を製造する方法であって、モールドに複数のセルロース緩衝要素を充填することと、
セルロース繊維及び接着剤の水性スラリーを、前記モールド内の前記複数のセルロース緩衝要素に塗布することと、
前記水性スラリー及び前記複数のセルロース緩衝要素を乾燥させ、成形梱包材を形成することと、
前記成形梱包材を前記モールドから取り出すことと、
を含む、前記方法。
【請求項14】
前記複数のセルロース緩衝要素の各セルロース緩衝要素は、シワ状セルロースシートである、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記複数のセルロース緩衝要素の各セルロース緩衝要素は、少なくとも１つの空気ポケットが形成される幾何学的形状に形成されたセルロース材料である、請求項１３に記載の方法。
【請求項16】
前記複数のセルロース緩衝要素の各セルロース緩衝要素は、球状の形状を有するシワ状セルロースシートである、請求項１３～１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項17】
前記水性スラリーの前記接着剤は生分解性接着剤である、請求項１３～１６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項18】
前記モールドに前記複数のセルロース緩衝要素を充填する前に、前記モールドにセルロースシートを設置することをさらに含む、請求項１３～１７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項19】
前記水性スラリーを塗布した後に、前記複数のセルロース緩衝要素の露出面にセルロースシートを設置することをさらに含む、請求項１３～１８のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、２０２１年３月１０日に出願された米国特許出願第１７／１９７，８３７号、２０２１年３月１０日に出願された米国特許出願第１７／１９７，８８９号、及び２０２０年７月２２日に出願され、「ＰＡＣＫＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＴＨＥ ＰＡＣＫＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬ」と題された米国仮特許出願第６３／０５４，８５３号に基づく優先権を主張し、それらの出願の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、２０２１年３月１０日に出願された米国特許出願第１７／１９７，８３７号、２０２１年３月１０日に出願された米国特許出願第１７／１９７，８８９号、及び２０２０年７月２２日に出願され、「ＰＡＣＫＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＴＨＥ ＰＡＣＫＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬ」と題された米国仮特許出願第６３／０５４，８５３号に基づく優先権を主張し、それらの出願の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は梱包材に関し、特に、紙から作られた複数の別個の緩衝要素を含む梱包材に関する。また、本発明は梱包材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
様々な梱包材を使用して、ダンボール等の配送用コンテナにアイテムを固定することによって、配送中の配送用コンテナ内でアイテムが動く場合、このアイテムへの損傷、または配送中の落下もしくは衝突等の他の衝撃を防止する。そのような梱包材は、気泡緩衝材、膨張したポリスチレン（発泡スチロール）、及び他のプラスチック発泡体梱包材を含み、これらは、ブロックに成形され得る、または、他の形状、ピーナッツ、及び膨らませたビニール袋（エアピローとしても知られる）に成形され得る。これらのプラスチック製品は、配送中に使用された後、ごみとして廃棄され得る。プラスチックごみは分解するのに長時間かかり、分解過程で二酸化炭素が発生する。さらに、発泡スチロールは容易に生分解されず、分解するのに何年も何年もかかり得る。しかしながら、プラスチック及び発泡スチロールが環境に及ぼす悪影響に対する認識が高まるにつれ、消費者は、環境に優しくリサイクル可能な生分解性製品を梱包材として使用することを求めることが増えている。手頃な価格で十分な緩衝効果を提供する、環境に優しくリサイクル可能な望ましい生分解性製品が存在する。
【発明の概要】
【0004】
一態様では、本発明は、複数のセルロース緩衝要素、複数のセルロース緩衝要素の片側に配置された上部セルロースシート、及び複数のセルロース緩衝要素の反対側に配置された底部セルロースシートを含む梱包材に関する。複数のセルロース緩衝要素の各セルロース緩衝要素は、複数の折り目（ｆｏｌｄ）を有し、ある形状に形成される。底部セルロースシートは上部セルロースシートに接続され、複数のセルロース緩衝要素は上部セルロースシートと底部セルロースシートとの間に位置付けられる。
【0005】
別の態様では、本発明は、複数の別個の緩衝要素と、複数の別個の緩衝要素を接続するフレキシブルリンク機構とを含む梱包材に関する。複数の別個の緩衝要素は第１の方向に配列され、複数の別個の緩衝要素の各緩衝要素が複数の別個の緩衝要素の少なくとも１つの他の緩衝要素に隣接するように整列される。複数の別個の緩衝要素のうちの少なくとも１つの他の緩衝要素は第１の隣接緩衝要素であり、各緩衝要素は各々の第１の隣接緩衝要素から離間され、第１のギャップは、各緩衝要素と各々の第１の隣接緩衝要素との間に形成される。各緩衝要素は、フレキシブルリンク機構によって各々の第１隣接緩衝要素に接続される。フレキシブルリンク機構は、各緩衝要素と各々の第１の隣接緩衝要素との間の第１のギャップにまたがる。
【0006】
さらなる態様では、本発明は梱包材を製造する方法に関する。本方法は、第１のセルロースシートの複数のポケットに複数のセルロース緩衝要素を充填することを含む。各ポケットは、ポケットが充填される開口部を有する。本方法は、さらに、セルロース繊維及び接着剤の水性スラリーを、第１のセルロースシートの各ポケット内の複数のセルロース緩衝要素に塗布することと、水性スラリー及び複数のセルロース緩衝要素を乾燥させることと、第２のセルロースシートを第１のセルロースシートに結合し、第１のセルロースシートの複数のポケットの開口部を覆うことと、を含む。
【0007】
さらに別の態様では、本発明は、複数のセルロース緩衝要素と、複数のセルロース緩衝要素を互いに結合する結合部（ｂｏｎｄｓ）とを含む梱包材に関する。複数のセルロース緩衝要素の各セルロース緩衝要素は、複数の折り目を有し、ある形状に形成される。結合部は接着剤及びセルロース繊維を含む。結合部の接着剤及びセルロース繊維は、セルロース緩衝要素のそれぞれの折り目の間に分散される。
【0008】
さらに別の態様では、本発明は、成形梱包材を製造する方法に関する。本方法は、モールドに複数のセルロース緩衝要素を充填することと、セルロース繊維及び接着剤の水性スラリーを、モールド内の複数のセルロース緩衝要素に塗布することと、水性スラリー及び複数のセルロース緩衝要素を乾燥させ、成形梱包材を形成することと、成形充填材をモールドから取り出すことと、を含む。
【0009】
さらに別の態様では、本発明は、梱包材を製造する方法に関する。本方法は、セルロースシートを提供することを含む。セルロースシートは厚さ及びフェース面を有する。フェース面は表面積を有する。セルロースシートは、厚さ方向と、厚さ方向に直交する直交方向とを有する。また、本方法は、セルロースシートを圧縮して圧縮セルロースシートを形成することと、圧縮セルロースシートをねじり、シワ状セルロースシートを形成することと、を含む。
【0010】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下の開示から当業者には明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図7A】図７Ａは、別個の緩衝要素を接続するリンク機構を伴う梱包材を示し、梱包材は、別個の緩衝要素として図１Ａに示されるセルロース緩衝要素が使用され、リンク機構がセルロース緩衝要素に取り付けられる１つの状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本明細書に開示される梱包材は基材として緩衝要素１００を利用する。図１Ａは、下記にさらに説明される梱包材に使用され得る好ましい緩衝要素１００を示す。この緩衝要素１００は、好ましくは、セルロース繊維から成る紙から形成されるセルロース緩衝要素１１０である。下記の特定の実施形態で説明されるように、他の適切な緩衝要素１００も本明細書に説明される梱包材で使用され得る。紙は生分解性であるため、紙はセルロース緩衝要素１１０に使用される好ましい材料である。本明細書に使用される紙は、好ましくは、再生紙（例えば、古紙）である。本明細書に説明されるセルロース緩衝要素１１０には、様々な適切な基本重量及び厚さを使用し得て、それらは用途によって変わり得る。下記にさらに説明されるように、紙は、好ましくはボール状、球状、または円筒状の形状になるようにシワ状であることが好ましい。セルロース緩衝要素１１０は、直径約０．２５インチ等の比較的小さなサイズ、または直径約１インチ等の比較的大きなサイズであり得る。しかし、そのようなサイズは例示であり、他の様々な適切な直径を使用し得る。したがって、シワ状セルロース緩衝要素１１０は、複数の折り目と、セルロース緩衝要素１１０の折り目の間に形成された隙間または空気ポケットとを含む。
【0013】
代替のセルロース緩衝要素１１１は図１Ｂに示される。代替のセルロース緩衝要素１１１を形成するために使用された紙は、薄い片（例えば、幅０．２５インチ）に切断され、次に、代替のセルロース緩衝要素１１１を形成する形状に複数回折られ得る。したがって、代替のセルロース緩衝要素１１１が折られ、図１Ｂに示される正方形等の幾何学的形状が形成される。しかし、他の適切な幾何学的形状が形成され得る。セルロース緩衝要素１１０と同様に、代替のセルロース緩衝要素１１１は、複数の折り目と、折り目と紙片との間に形成された空気ポケットを含む。
【0014】
しかしながら、本発明は、上記に説明され、そして図１Ａ及び図１Ｂに示されるサイズ及び形状に限定されない。また、セルロース緩衝要素１１０及び代替のセルロース緩衝要素１１１は、例えば、下記で図６Ａに示されるフォームを含む他の形状または形態を有する要素を形成するために、シワ状にされ得る、または折られ得る。代替のセルロース緩衝要素１１１は、下記にさらに説明される梱包材のそれぞれにおいて、シワ状セルロース緩衝要素１１０の代わりに使用され得る。
【0015】
これらのセルロース緩衝要素１１０は、梱包材として単独で使用され得る。図２は、例えば、出荷予定アイテム１０４が設置される配送用ボックス１０２を示す。配送用ボックス１０２は、段ボール箱を含む任意の適切な配送用ボックスであり得る。セルロース緩衝要素１１０は、配送用ボックス１０２内に設置され、出荷予定アイテム１０４を取り囲み得る。セルロース緩衝要素１１０は弾性的に変形可能であり、エネルギーを吸収し、出荷予定アイテム１０４を保護するが、押しつぶされたときでも、追加のエネルギー（衝撃）吸収を提供して、出荷予定アイテム１０４を保護する。所望の保護のために修正され得る、吸収されるエネルギーの量に影響を与える要因は、紙の重量、セルロース緩衝要素１１０の体積またはサイズ（例えば、直径）、及びセルロース緩衝要素１１０の密度を含む。
【0016】
図３Ａ～図３Ｄを参照して、セルロース緩衝要素１１０を形成する方法、及び本方法で使用される機械アセンブリ２００を説明する。最初に、紙のシート１１２がダイ２１０の上に送られ、本実施形態では、カバープレート２１２とダイ２１０との間に送られる。シート１１２は、表面積を伴うフェース面１１４を含む。シート１１２は、また、上記に説明したように、任意の適切な厚さであり得る厚さを有する。シートは、厚さ方向と、厚さ方向に直交する直交方向とを有する。図３Ａでは、シート１１２は、シート１１２の直交方向に送られる。シート１１２は送りローラ２０２によって挟まれて送られる。送りローラ２０２は、本実施形態では送りプレート２０４であるニップ（ｎｉｐ）形成部材を伴うニップを形成するが、別のローラ等の任意の適切なニップ形成部材を使用し得る。本実施形態では、シート１１２はロール１１６からの連続シートである。しかしながら、シート１１２は、サイズに合わせて切断され、ダイ２１０に１つずつ送られるシート１１２のスタック等、他の適切な形態で提供され得る。
【0017】
ダイ２１０は、漏斗形状を形成するダイ２１０の入口にテーパ２１６を伴う円筒孔２１４を有する。シート１１２は、プランジャ２２０を用いて、ダイ２１０を通してプレスされる。プランジャ２２０は、ダイ２１０の形状に対応する形状を有する。本実施形態では、プランジャ２２０は、球状先端２２２を伴う円筒形状であるが、任意の適切な形状を使用し得る。ダイ２１０の円筒孔２１４は直径を有し、プランジャ２２０の直径は円筒孔２１４の直径よりも小さく、これにより、プランジャ２２０は円筒孔２１４に挿入できる。プランジャ２２０は、カバープレート２１２の孔２１８を通って下降し、シート１１２の直交方向と交差する方向にシート１１２をプレスし、本実施形態では、その直交方向と交差する方向は厚さ方向である。プランジャ２２０の先端２２２は、シート１１２のフェース面１１４に接触し、シート１１２をダイ２１０の円筒孔２１４に押す。シート１１２は、ダイ２１０の出口における円筒孔２１４の表面積よりも大きい表面積を有する。プランジャ２２０がシート１１２をダイ２１０のテーパ２１６及び円筒孔２１４に押すと、シート１１２はダイ２１０及びプランジャ２２０の形状に適合し、加工セルロースシート１１８が形成される。したがって、本実施形態では、加工セルロースシート１１８は、球状先端を伴う中空円筒形状を有する。プランジャ２２０がダイ２１０の円筒孔２１４に挿入されることにより、プランジャ２２０は、加工セルロースシート１１８をダイ２１０の出口（底部）から排出させる。
【0018】
シート１１２がロール１１６によって供給されるとき、カッタ２２４を使用して、シート１１２を適切な長さに切断し得る。本実施形態では、カッタ２２４は、ダイ２１０の上部と送りプレート２０４との間でプランジャ２２０とともに移動するように構成される。カッタ２２４は、先端２２２がシート１１２のフェース面１１４に接触する直前にまたは接触するとシート１１２を切断して、シート１１２をダイ２１０に押す。
【0019】
図３Ｂに示されるように、加工セルロースシート１１８がダイ２１０を出た後、加工セルロースシート１１８は、フォーム２３０の第１の部分２３０Ａと第２の部分２３０Ｂとの間を通過する。次に、図３Ｃに示されるように、フォーム２３０の第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂを互いに接触させて、フォーム２３０のキャビティ２３２内で加工セルロースシート１１８を圧縮する。フォーム２３０の第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂのそれぞれには、凹面２３４が形成され、第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂが一緒に連結されるとき、凹面２３４は球形のキャビティ２３２を形成する。本実施形態では、凹面２３４のそれぞれは半球状であり、キャビティ２３２を形成する。
【0020】
フォーム２３０が、フォーム２３０の第１の部分２３０Ａと第２の部分２３０Ｂとの間を通過すると、フォーム２３０は加工セルロースシート１１８をキャッチするのを助けるキャッチャ２４０も含む。本実施形態のキャッチャ２４０は、フォーム２３０の第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂの接触部分から外側に広がる複数の歯２４２を含む。第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂが一緒に連結されると、歯２４２の発散角度（ｄｉｖｅｒｇｉｎｇ ａｎｇｌｅ）は加工セルロースシート１１８を圧縮してキャビティ２３２内に誘導するのを助ける。本実施形態では、歯２４２は、第１の部分２３０Ａの歯２４２が第２の部分２３０Ｂの歯２４２と噛合するように互いに噛み合う歯２４２である。
【0021】
加工セルロースシート１１８がキャビティ２３２内で圧縮されると、第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂは、第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂが一緒に連結（または分離）される方向に延在する軸を中心に回転し得る。フォーム２３０の第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂを回転させることで、加工セルロースシート１１８をねじり、結果として生じるセルロース緩衝要素１１０に追加の折り目及びポケットを作成するのを助け得る。このプロセスを容易にするために、凹面２３４のそれぞれは鋸歯状の外面２３６を含む。加工セルロースシート１１８を圧縮してねじることにより、セルロース緩衝要素１１０が形成される。第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂが回転した後、第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂは、それらの部分を一緒に連結する方向とは反対方向に移動させることによって分離する。図３Ｄに示されるように、第１の部分２３０Ａ及び第２の部分２３０Ｂが分離されると、セルロース緩衝要素１１０はフォーム２３０から取り出される。これらのステップを繰り返して、追加のセルロース緩衝要素１１０を形成する。
【0022】
図４Ａ～図４Ｄは、セルロース緩衝要素１１０を形成するための代替の方法と、本方法で使用される機械アセンブリ３００とを示す。上記に説明した方法及び機械アセンブリ２００の場合と同様に、紙のシート１１２を使用して、セルロース緩衝要素１１０を形成する。シート１１２は上記に説明したものと同様であり得るが、本実施形態のシート１１２は、好ましくは、幅よりも長い長さ（下記にさらに説明される）を有する紙片である。図４Ａに示されるように、シート１１２は、一対の送りローラ（第１の送りローラ３０２及び第２の送りローラ３０４）によって挟まれて送られ、弓形シリンダ３１０（本明細書では、弓形シリンダ３１０）に送り込まれる。図５は、第１の送りローラ３０２、第２の送りローラ３０４、及び弓形シリンダ３１０の斜視図である。
【0023】
第１の送りローラ３０２及び第２の送りローラ３０４は滑らかな外面を有し得るが、シート１１２が送られると、それらの送りローラがシート１１２を厚さ方向にも加工するように構成され得る。図５に示されるように、例えば、第１の送りローラ３０２は溝３０６を含む。本実施形態の溝３０６はＶ字形であるが、例えばＵ字形またはＷ字形を含む任意の適切な形状を使用し得る。第２の送りローラ３０４は、対応する表面を有し、本実施形態では、それはＶ字形突起３０８である。突起３０８はシート１１２を溝３０６にプレスし、溝３０６及び突起３０８に対応する形状をシートに生じさせる。図６Ａは、シート１１２が滑らかな外面を有する第１の送りローラ３０２及び第２の送りローラ３０４を用いて送られるとき、本方法及び機械アセンブリ３００を使用して生成されるセルロース緩衝要素１１０を示す。図６Ａに示されるセルロース緩衝要素１１０は、それらの要素の間にギャップを伴う複数の折り目を有する。図６Ｂは、シート１１２が図５に示される第１の送りローラ３０２及び第２の送りローラ３０４を用いて送られるとき、本方法及び機械アセンブリ３００を使用して生成されるセルロース緩衝要素１１０を示す。図６Ｂに示されるセルロース緩衝要素１１０は、図１Ａに示されるセルロース緩衝要素１１０と同様であり、複数の折り目を有するが、球形と言うより、円筒形の形状を伴う。
【0024】
図４Ａに示されるように、弓形シリンダ３１０には、入口３１４及び出口３１６を伴うチャネル３１２が形成される。シート１１２は、入口３１４を通ってチャネル３１２に送られ、次に、出口３１６に位置するラム（ｒａｍ）３２２にシート１１２が接触するまで、チャネル３１２を通ってスライドする。本実施形態では、シート１１２（紙片）は、チャネル３１２の長さよりも長い長さを有するようにチャネル３１２に送られ、シート１１２は、チャネル３１２内で前後に波立つ。しかしながら、シート１１２の長さは、そのように限定されるものではなく、例えば、その長さはより短くなり得る。
【0025】
シート１１２が所望の長さに達するとき、シート１１２はカッタ３２４で切断される。本実施形態では、カッタ３２４は、弓形シリンダ３１０の入口３１４の縁とプランジャ３２６との間に形成される。プランジャ３２６は、円周方向に回転するロータ３２８に接続される。図４Ｂに示されるように、プランジャ３２６は弓形シリンダ３１０の入口３１４に入り、そのとき、シート１１２を切断する。プランジャ３２６はチャネル３１２に沿って移動するにつれて回転し、プランジャ３２６によってシートをラム３２２に接触させて圧縮する。本実施形態のラム３２２及びプランジャ３２６は、上記に説明したフォーム２３０の第１の部分２３０Ａと、フォーム２３０の第２の部分２３０Ｂとに類似する。ラム３２２及びプランジャ３２６は、それぞれ、半球状の凹面２３４を含み、図４Ｃに示されるように一緒に連結されるとき、キャビティ２３２を形成して、シート１１２を圧縮して、セルロース緩衝要素１１０を形成する。図４Ｄに示されるように、プランジャ３２６が回転し続けると、ラム３２２が枢動してキャビティ２３２を開き、セルロース緩衝要素１１０を取り出す。
【0026】
図４Ａ～図４Ｄに示されるプロセスを繰り返して、追加のセルロース緩衝要素１１０を形成する。図４Ｃに見られるように、プランジャ３２６が入口３１４を通過した後、次のシート１１２が弓形シリンダ３１０の入口３１４に送られる。したがって、前のシート１１２が圧縮され（図４Ｃ）、セルロース緩衝要素１１０として取り出される（図４Ｄ）と、次のシート１１２が送られる。
【0027】
複数のセルロース緩衝要素１１０が配送用ボックス１０２（図２を参照して上記に説明したもの）で使用されるが、そのような構成は乱雑になり得る。出荷予定アイテム１０４を梱包または開梱するとき、個々のセルロース緩衝要素１１０は容易にこぼれて散乱する可能性があり、片付ける必要がある。この問題を回避するために、図７Ａ及び図７Ｂに示されるように、複数のセルロース緩衝要素１１０のうちのセルロース緩衝要素１１０のそれぞれを互いに接続できる。図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の好ましい実施形態による梱包材を示す。本明細書に説明される他の梱包材を明確にするために、本実施形態の梱包材はロープ状梱包材１２０と呼ばれる。
【0028】
ロープ状梱包材１２０は、長さ方向Ａに配列された複数の別個の緩衝要素１００を含む。本実施形態の別個の緩衝要素１００のそれぞれは、上記に説明したセルロース緩衝要素１１０であるが、それらはそのように限定されない。代わりに、個々の緩衝要素１００のそれぞれは、例えば、図８に示されるパッキングピーナッツ１０６であり得る。パッキングピーナッツ１０６はＳ字形の発泡スチロール等の発泡体ポリマ樹脂材料であり得る。トウモロコシ等のデンプンの樹脂材料から作られる生分解性パッキングピーナッツを含む、他のパッキングピーナッツ１０６を使用し得る。
【0029】
ロープ状梱包材１２０は図７Ａ及び図７Ｂを参照してさらに説明されるが、図８に示される他の緩衝要素１００にも適用される。セルロース緩衝要素１１０は整列して長さ方向Ａに配列される。図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ異なる文字（ａ～ｅ）が付された５つのセルロース緩衝要素１１０を示す。セルロース緩衝要素１１０のそれぞれは、少なくとも１つの他のセルロース緩衝要素１１０に隣接する。例えば、セルロース緩衝要素１１０ａはセルロース緩衝要素１１０ｂに隣接し、セルロース緩衝要素１１０ｂはセルロース緩衝要素１１０ａ及びセルロース緩衝要素１１０ｃの両方に隣接する。本実施形態では、隣接するセルロース緩衝要素１１０は、隣接するセルロース緩衝要素１１０の間に形成されたギャップ（本明細書では、第１のギャップ１２２と呼ばれる）で互いに離間しているが、例えば、隣接するセルロース緩衝要素１１０は互いに接触する他の適切な実施形態が可能であり得る。
【0030】
隣接するセルロース緩衝要素１１０は、フレキシブルリンク機構１２４によって互いに接続される。フレキシブルリンク機構１２４は、セルロース緩衝要素１１０のそれぞれに接続され、隣接するセルロース緩衝要素１１０の間の第１のギャップ１２２にまたがる。本実施形態では、フレキシブルリンク機構１２４はストリングである。セルロース緩衝要素１１０は、例えば接着剤等の任意の適切な方法を使用して、フレキシブルリンク機構１２４に取り付けられ得る。図７Ａでは、フレキシブルリンク機構１２４（ストリング）は、セルロース緩衝要素１１０のそれぞれの周りに少なくとも１回巻き付けられる。図７Ｂでは、セルロース緩衝要素１１０のそれぞれは、セルロース緩衝要素１１０の直径（中央部分）を通って形成された孔１２６を有し、フレキシブルリンク機構１２４（ストリング）は孔１２６を通り抜ける。
【0031】
他の適切なフレキシブルリンク機構１２４を使用し得る。図９は、代替のフレキシブルリンク機構１２４を伴うロープ状梱包材１２０の例を示す。本実施形態のフレキシブルリンク機構１２４は、上部テープ１３２及び下部テープ１３４を含む。任意の適切なテープを使用できるが、上部テープ１３２及び下部テープ１３４のそれぞれは、好ましくは、その幅よりもはるかに大きい長さを有する紙片（またはセルロース片）である（図１０参照）。ロープ状梱包材１２０全体が生分解性がありリサイクル可能であるように、特にセルロース緩衝要素１１０とともに使用されるとき、紙が好ましい。本実施形態では、上部テープ１３２及び下部テープ１３４は互いに整列され、その間にセルロース緩衝要素１１０を挟む。接着剤１３６は、好ましくは、上部テープ１３２及び下部テープ１３４のそれぞれの内側に塗布され、上部テープ１３２及び下部テープ１３４を互いに結合し、それらのテープをセルロース緩衝要素１１０に結合する。任意の適切な接着剤１３６を使用し得るが、本実施形態では、好ましくは、生分解性接着剤である。
【0032】
本実施形態では、上部テープ１３２及び下部テープ１３４の両方が使用されるが、そのように限定されず、セルロース緩衝要素１１０は、単一のテープ（例えば、上部テープ１３２または下部テープ１３４のいずれか）によって接続され得る。そのような場合、第１のギャップ１２２内のテープの部分から接着剤１３６を省くまたは除去することが好ましい。
【0033】
別個の緩衝要素１００とともに、上記に説明したフレキシブルリンク機構１２４を使用して、他の梱包材を形成し得る。図１０は、上記に説明したフレキシブルリンク機構１２４を使用する別の梱包材を示す。本明細書に説明される他の梱包材を明確にするために、本実施形態の梱包材はネット状梱包材１４０と呼ばれる。他の実施形態と同様に、緩衝要素１００の要素は任意の適切な緩衝要素であり得るが、本実施形態では、緩衝要素１００はセルロース緩衝要素１１０である。
【0034】
ネット状梱包材１４０のセルロース緩衝要素１１０は２方向に配列される。セルロース緩衝要素１１０は、上記に説明したように長さ方向Ａに配列され、幅方向Ｂにも整列して配列される。例えば、セルロース緩衝要素１１０ｂは、長さ方向Ａにおいてセルロース緩衝要素１１０ａ及びセルロース緩衝要素１１０ｃに加えて、幅方向Ｂにおいてセルロース緩衝要素１１０ｙ及びセルロース緩衝要素１１０ｚに隣接する。幅方向Ｂは長さ方向Ａと交差する方向であり、本実施形態では、幅方向Ｂは長さ方向Ａに対して直角である。
【0035】
また、セルロース緩衝要素１１０は離間し、ギャップ（第２のギャップ１４２）が幅方向Ｂにおいて隣接するセルロース緩衝要素１１０の間に形成される。１つのフレキシブルリンク機構１２４、第１のフレキシブルリンク機構１４４は、長さ方向Ａにおいてセルロース緩衝要素１１０を接続し、別のフレキシブルリンク機構１２４、第２のフレキシブルリンク機構１４６は幅方向Ｂにおいてセルロース緩衝要素１１０を接続する。本実施形態では、複数の第１のフレキシブルリンク機構１４４及び複数の第２のフレキシブルリンク機構１４６があり、これらのフレキシブルリンク機構が一緒に連結され、ネット状梱包材１４０のネット状構造を形成する。図１０は、テープ（例えば、上部テープ１３２及び下部テープ１３４）を使用して構築された第１のフレキシブルリンク機構１４４及び第２のフレキシブルリンク機構１４６を示しているが、上記に説明したように、ストリング等の他の適切なフレキシブルリンク機構１２４を使用し得る。
【0036】
ネット状梱包材１４０は図１Ａに示される方式で出荷予定アイテム１０４を梱包するために使用され得るが、ネット状梱包材１４０は他の適切な梱包配置で使用され得る。例えば、図１１に示されるように、ネット状梱包材１４０は気泡緩衝材と同様に使用され、ボトル１０８等の出荷予定アイテム１０４の周りに巻き付けられ得る。
【0037】
ロープ状梱包材１２０を形成する方法は図９に示され、図１２を参照して、本方法で使用される機械アセンブリ４００を説明する。上記に説明した機械アセンブリ２００及び機械アセンブリ３００を含む任意の適切な方法または機械を使用して、セルロース緩衝要素１１０を形成し得る。例えば、機械アセンブリ２００は図１２に示される。図１２に示される機械アセンブリ４００は、上部テープ１３２になる紙片の第１のロール４０２と、下部テープ１３４になる紙片の第２のロール４０４とを含む。
【0038】
上部テープ１３２は第１のロール４０２と第１のラミネートローラ４１２との間で伸び、下部テープ１３４は第２のロール４０４と第２のラミネートローラ４１４との間で伸びる。第１のラミネートローラ４１２及び第２のラミネートローラ４１４のそれぞれは、それらの外面に形成された複数の凹部４１６を有する。凹部４１６の間にランド（ｌａｎｄ）４１８がある。第１のラミネートローラ４１２及び第２のラミネートローラ４１４は、それらの間に結合ニップを形成するように配置され、各ラミネートローラの凹部４１６は結合ニップで互いに対向し、各ラミネートローラのランド４１８は結合ニップで互いに対向する。
【0039】
接着剤１３６は、上部テープ１３２及び下部テープ１３４の少なくとも１つに塗布される。本実施形態では、接着剤１３６は、接着剤塗布ユニット４２０によって上部テープ１３２に塗布される。代替として、別の接着剤塗布ユニット４２０を使用して、接着剤１３６を下部テープ１３４にも塗布し得る。接着剤塗布ユニット４２０は、接着剤１３６を保持するリザーバ４２２を含む。接着剤１３６は、リザーバ４２２から塗布ローラ４２４の外面に移される。接着剤塗布ユニット４２０は、また、塗布ローラ４２４とともに接着剤塗布ニップを形成するバッキングローラ４２６を含む。上部テープ１３２は接着剤塗布ニップを通過し、接着剤１３６は、塗布ローラ４２４によって上部テープ１３２の表面（内面になる）に塗布される。例えばスプレー接着剤塗布器を含む、他の適切な接着剤塗布ユニット４２０を使用し得る。
【0040】
セルロース緩衝要素１１０が形成され、フォーム２３０から排出された後、セルロース緩衝要素１１０は、例えば、シュート４０６によってニップの入口に誘導される。次に、セルロース緩衝要素１１０は、２つの対向する凹部４１６によって形成されたキャビティ内に位置し、対向するランド４１８によって隣接するセルロース緩衝要素１１０から分離される。上部テープ１３２は、第１のロール４０２とセルロース緩衝要素１１０との間に挟まれ、下部テープ１３４は、第２のロール４０４とセルロース緩衝要素１１０との間に挟まれる。上部テープ１３２及び下部テープ１３４が、それらの間にセルロース緩衝要素１１０がない状態で結合ニップを通過すると、上部テープ１３２及び下部テープ１３４は、互いに結合されて、第１のギャップ１２２を形成する。
【0041】
図１３には、別の梱包材が示される。本明細書に説明される他の梱包材を明確にするために、本実施形態の梱包材はサンドイッチラップ１５０と呼ばれる。サンドイッチラップ１５０は、上部シート１５２及び底部シート１５４を含む。任意の適切なシートを使用し得るが、上部シート１５２及び底部シート１５４は好ましくは紙（セルロース）シートである。上部シート１５２は底部シート１５４に接続され、複数の別個の緩衝要素１００はそれらのシートの間に位置付けられる。図１３に示されるように、本実施形態の別個の緩衝要素１００は、セルロース緩衝要素１１０である。本実施形態では、セルロース緩衝要素１１０は長さ方向Ａ及び幅方向Ｂに配列される。しかし、隣接するセルロース緩衝要素１１０の間にギャップが存在し得る。本実施形態の隣接するセルロース緩衝要素１１０は互いに接触する。上部シート１５２及び底部シート１５４のそれぞれは内面１５６を含む。接着剤１３６は上部シート１５２及び底部シート１５４のそれぞれの内面１５６に塗布され、セルロース緩衝要素１１０が上部シート１５２及び底部シート１５４に取り付けられ、上部シート１５２及び底部シート１５４が互いに接続される。
【0042】
上記に留意したように、緩衝要素１００は上部シート１５２と底部シート１５４との間に位置付けられ得て、緩衝要素１００は互いに離間する。図１４及び図１５には、そのような梱包材の１つが示される。本明細書に説明される他の梱包材を明確にするために、本実施形態の梱包材はラップ状梱包材１６０と呼ばれる。図１５は、図１４の線１５－１５に沿ったラップ状梱包材１６０の断面図である。本実施形態のラップ状梱包材１６０は、サンドイッチラップ１５０と類似する。例えば、ラップ状梱包材１６０は底部シート１５４に接続された上部シート１５２を含み、セルロース緩衝要素１１０はそれらのシートの間に位置付けられる。上部シート１５２及び底部シート１５４の少なくとも１つは、複数のポケット１６２を含む。本実施形態では、上部シート１５２及び底部シート１５４の両方は複数のポケット１６２を含む。ポケット１６２のそれぞれは開口部１６４を含む。図１５に示されるラップ状梱包材１６０では、上部シート１５２の開口部１６４のそれぞれは、底部シート１５４の対応する開口部１６４に対向し、組み合わされたポケットを形成する。ポケット１６２のそれぞれまたは組み合わされたポケットを囲む領域は、本明細書ではウェビング（ｗｅｂｂｉｎｇ）領域１６６と呼ばれる。上部シート１５２及び底部シート１５４は、例えば、ウェビング領域１６６において上記に説明した接着剤１３６を使用して互いに接着される。
【0043】
少なくとも１つのセルロース緩衝要素１１０は、組み合わされたポケットのそれぞれに位置する。本実施形態では、ポケット１６２のそれぞれは、複数のセルロース緩衝要素１１０を含む。下記にさらに説明されるように、ポケット１６２のそれぞれまたは組み合わされたポケット内の複数のセルロース緩衝要素１１０は、接着剤及びセルロース繊維を含む結合部によって互いに結合され得る。上部シート１５２及び底部シート１５４の両方が複数のポケット１６２を有する代わりに、上部シート１５２及び底部シート１５４の１つにポケット１６２が形成され得る。図１６は、図１４の線１５－１５に沿ったラップ状梱包材１６０の断面図であり、複数のポケット１６２が底部シート１５４に形成されるが、上部シート１５２には形成されていない。本実施形態では、上部シート１５２が底部シート１５４に結合されることにより、上部シート１５２は底部シート１５４における複数のポケット１６２の開口部１６４を覆う。
【0044】
図１７及び図１８に示されるように、ラップ状梱包材１６０の柔軟性を高めるために、上部シート１５２及び底部シート１５４の両方を貫通する複数の孔１６８を形成し得る。図１７に示されるラップ状梱包材１６０は、長さ方向Ａ及び幅方向Ｂにおいてポケット１６２のそれぞれの間に位置する孔１６８を有する。孔１６８を伴うラップ状梱包材１６０の別の構成は図１８に示され、孔１６８がポケット１６２の間の間隙部分に形成される。
【0045】
単一のセルロース緩衝要素１１０が、ラップ状梱包材１６０の組み合わされたポケットのそれぞれに位置するとき、図１２を参照して上記に示され及び説明した、修正された方法及び機械アセンブリ４００が使用され得る。第１のラミネートローラ４１２及び第２のラミネートローラ４１４はより長くなり得て、機械アセンブリ２００は、第１のラミネートローラ４１２及び第２のラミネートローラ４１４の長さに沿って複数のセルロース緩衝要素１１０を設置するように構成される。第１のロール４０２及び第２のロール４０４がテープである代わりに、それらのロールは、上部シート１５２及び底部シート１５４を形成するために使用された紙のロールであり得る。
【0046】
図１６に示されるロープ状梱包材１６０を形成する方法、及び本方法で使用される機械アセンブリ５００は、図１９を参照して説明される。底部シート１５４には、複数のポケット１６２が形成される。第１のステーション５０２において、複数のセルロース緩衝要素１１０はポケット１６２のそれぞれに充填される。随意に、第２のステーション５０４において、ポケット１６２のそれぞれにおけるセルロース緩衝要素１１０は一緒に結合され得る。セルロース緩衝要素１１０は、好ましくは生分解性接着剤である接着剤によって一緒に結合され得る。さらにより好ましくは、水、接着剤、及びセルロース（紙）繊維のエマルションは、第２のステーション５０４においてポケット１６２のそれぞれに噴霧される。ポケット１６２のそれぞれは、第１のラミネートローラ４１２とプレスローラ５１２との間に形成された結合ニップを通って、上記に説明した第１のラミネートローラ４１２等のバッキング部材によって搬送され、支持される。上部シート１５２はプレスローラ５１２によって結合ニップに搬送され得て、上部シート１５２は底部シート１５４に結合される。エマルションが使用される場合、エマルションは乾燥し得て、成形梱包材１７０に関連してさらに後述するように、セルロース繊維及び接着剤を含む結合部ならびに／またはセルロース繊維のマトリックス及び接着剤によって結合された複数のセルロース緩衝要素１１０が生じる。
【0047】
上記に説明したように、上部シート１５２として紙シートを単独で使用する代わりに、セルロース緩衝要素１１０で充填され、随意に結合されたポケット１６２を伴う上部シート１５２は、底部シート１５４と同様の方式で形成され得る。次に、ポケットを伴うこの上部シート１５２は、結合ニップ内で底部シート１５４と一緒に連結して、図１５に示される梱包材のようなラップを形成し得る。代替として、図１６に示されるラップ状梱包材１６０のうちの２つが一緒に連結され、図１５に示されるラップ状梱包材１６０を形成し得る。これらの場合のいずれかでは、上部シート１５２及び底部シート１５４は、好ましくは生分解性接着剤である接着剤で一緒に結合され得る。
【0048】
本明細書に説明されるセルロース緩衝要素１１０は、発泡スチロール（または他のプラスチック発泡体）の代替品を作るのにも適切であり得る。図２０及び図２１は、本発明の好ましい実施形態による、そのような梱包材を示す。本明細書に説明される他の梱包材を明確にするために、本実施形態の梱包材は成形梱包材１７０と呼ばれる。成形梱包材１７０は図２０に示され、図２１は、図２０の線２１－２１に沿った、図２０に示される成形梱包材１７０の断面図である。
【0049】
成形梱包材１７０は、出荷予定アイテム１０４を梱包するためにある形状に形成される。そのような成形形状は、凹部及び凸部を含み得る。例えば、図２０に示される成形梱包材１７０は、出荷予定アイテム１０４の一部が設置できる半球状のキャビティ１７２を含む。本実施形態の成形梱包材１７０は所望の形状に形成され、次に、一緒に接合される複数のセルロース緩衝要素１１０を含む。複数のセルロース緩衝要素１１０は、接着剤及びセルロース（紙）繊維を含む結合部によって互いに接合され得る。いくつかの実施形態では、複数のセルロース緩衝要素１１０は、セルロース繊維のマトリックス、好ましい実施形態では、セルロース（紙）繊維のマトリックス及び接着剤によって一緒に接合され得る。結合及びマトリックスの追加の特徴は、成形梱包材１７０を製造する方法に関連して下記に説明される。随意に、成形梱包材１７０の外面は、外側シート１７４で覆われ得る。外側シート１７４は、好ましくは、セルロース（紙）シートである。
【0050】
図２２を参照して、図２０に示される成形パッキン材１７０を製造する方法を説明する。まず、所望の形状を有するモールド５２０が提供される。モールド５２０は、好ましくは、シリコンであり得る。外側シート１７４が使用される場合、外側シート１７４はモールド内に設置される。次に、モールド５２０にセルロース緩衝要素１１０を充填する。次に、水、セルロース（紙）繊維、及び好ましくは接着剤のエマルションは、セルロース緩衝要素１１０を伴うモールド５２０に噴霧される。エマルションは、セルロース緩衝要素１１０の周り及びその間を流れる。さらに、エマルションは、また、通路の少なくとも一部を通り、複数のセルロース緩衝要素１１０の外面に露出された隙間に流れ得る。外側シート１７４が使用される場合、外側シート１７４は、セルロース緩衝要素１１０の露出面１７６の上に設置され得る。次に、モールド５２０を逆さまにすること等によって、エマルションを伴うセルロース緩衝要素１１０をモールド５２０から取り出し、次に、それを乾燥させ、成形梱包材１７０を形成する。また、セルロース緩衝要素１１０をモールド５２０から取り外す前に、乾燥ステップは行われ得る。
【0051】
エマルションを伴うセルロース緩衝要素１１０が乾燥すると、セルロース緩衝要素１１０のそれぞれの折り目の間に、またセルロース緩衝要素１１０の間にも結合部が形成される。また、エマルションが乾燥すると、セルロース緩衝要素１１０の周りにもマトリックスを形成し得て、セルロース繊維によって、使用されるとき、マトリックスの接着剤によって、セルロース緩衝要素１１０は互いに接続され得る。したがって、成形梱包材１７０は、セルロース繊維によって互いに相互接続された複数のセルロース緩衝要素１１０を含み得る。セルロース緩衝要素１１０は、その中に空気ポケットの一部を保持し得て、成形梱包材１７０は、また、セルロース（紙）集合体（ｍａｓｓ）内に散在する空気（気体）ポケットの別個のグループを有するものとして説明され得る。
【0052】
上記に説明したように、吸収されるエネルギーの量に影響を与える要因は、紙の重量、セルロース緩衝要素１１０の体積またはサイズ（例えば、直径）、及びセルロース緩衝要素１１０の密度を含む。本実施形態では、また、エマルションの量、ならびにセルロース繊維のエマルションの量及び接着剤のエマルションの量を変更して、所望の強度及びエネルギー吸収特性がある梱包材も作成し得る。本明細書に説明されるエマルションは、本明細書では、セルロース繊維及び接着剤の水性スラリーと呼ばれ得る。本明細書に説明されるエマルションでは、セルロース繊維は、好ましくは、セルロース緩衝要素１１０のための紙に使用されるものと同じ繊維である。また、接着剤のエマルションは、好ましくは、生分解性エマルションである。
【0053】
本発明はある特定の例示的な実施形態に関して説明されてきたが、多くの追加の修正及び変形は、本開示に照らして当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、具体的に説明された内容とは別の方法で実践され得ることが理解される。したがって、本発明の例示的な実施形態は、全ての点で例示的であり、限定的ではないと考えるべきであり、本発明の範囲は、前述の説明ではなく、本願及びその等価物によって立証できるいずれかの請求項によって決定するべきである。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】