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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-02
(54)【発明の名称】張力作動式拡張シート
(51)【国際特許分類】
B65D 81/05 20060101AFI20230222BHJP
【ＦＩ】
B65D81/05 200
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2022538716
(86)(22)【出願日】2020-12-16
(85)【翻訳文提出日】2022-08-09
(86)【国際出願番号】 IB2020062065
(87)【国際公開番号】W WO2021130616
(87)【国際公開日】2021-07-01
(31)【優先権主張番号】62/952,778
(32)【優先日】2019-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/058,116
(32)【優先日】2020-07-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】505005049
【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100130339
【弁理士】
【氏名又は名称】藤井 憲
(74)【代理人】
【識別番号】100135909
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 和歌子
(74)【代理人】
【識別番号】100133042
【弁理士】
【氏名又は名称】佃 誠玄
(74)【代理人】
【識別番号】100171701
【弁理士】
【氏名又は名称】浅村 敬一
(72)【発明者】
【氏名】コリガン，トーマス アール．
(72)【発明者】
【氏名】フレミング，パトリック アール．
(72)【発明者】
【氏名】コスグロブ，ディラン ティー．
(72)【発明者】
【氏名】ランガー－アンダーソン，デロニー エル．
(72)【発明者】
【氏名】ミラー，リサ エム．
(72)【発明者】
【氏名】ニルマル，マノジ
【テーマコード（参考）】
3E066
【Ｆターム（参考）】
3E066AA25
3E066AA34
3E066BA06
3E066CA01
3E066CA03
3E066CA04
3E066CA09
3E066CA12
3E066DB02
3E066GA01
3E066KA01
3E066KA02
3E066KA06
3E066MA01
(57)【要約】
本開示は、概して、張力作動式拡張物品、フィルム、及びシートに関する。いくつかの実施形態では、これらの物品、フィルム、及び／又はシートは、緩衝フィルム及び／又は包装材料として使用される。本開示はまた、これらの張力作動式拡張物品、フィルム、及びシートの製造方法及び使用方法に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
拡張材料であって、軸方向及び横方向を有する平面を画定しているシートと、
前記シートを貫通している第１の複数のスリットであって、前記シートにわたって前記横方向に延びている第１の行を形成しており、前記第１の複数のスリットの各スリットが、第１の終端部から第２の終端部まで延びている、第１の複数のスリットと、
前記シートを貫通している第２の複数のスリットであって、前記シートにわたって前記横方向に延びている第２の行を形成しており、前記第２の複数のスリットの各スリットが、終端部間に延びている、第２の複数のスリットと、
を含み、
前記第１の複数のスリットの各スリットの前記第１の終端部を画定している第１の終端部セグメントが、前記第２の複数のスリットの第１のスリットの前記終端部同士を接続している第１の仮想線と交差している、
拡張材料。
【請求項2】
前記第１の複数のスリットの各スリットの前記第１の終端部が、前記第１の仮想線と整列している、請求項１及び３～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項3】
前記第１の複数のスリットの各スリットが、前記第１の仮想線を通って延びている、請求項１又は２及び４～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項4】
前記第１の複数のスリットの各スリットの前記第２の終端部を画定している第２の終端部セグメントが、前記第２の複数のスリットの第２のスリットの前記終端部同士を接続している第２の仮想線と交差している、請求項１～３及び５～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項5】
前記第１の複数のスリットの各スリットの前記第２の終端部が、前記第２の仮想線と整列している、請求項１～４及び６～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項6】
前記第１の複数のスリットの各スリットが、前記第２の仮想線を通って延びている、請求項１～５及び７～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項7】
前記第１の複数のスリットが、スリットの繰り返しパターンを含む、請求項１～６及び８～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項8】
前記第２の複数のスリットが、スリットの繰り返しパターンを含む、請求項１～７及び９～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項9】
前記第１の複数のスリットの各スリットが、第１の軸方向部分と第２の軸方向部分との間にある横方向部分を含み、前記第１の終端部が、前記第１の軸方向部分に沿っており、前記第２の終端部が、前記第２の軸方向部分に沿っている、請求項１～８及び１０～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項10】
各横方向部分が、ジグザグパターンである、請求項９に記載の拡張材料。
【請求項11】
各横方向部分が、湾曲している、請求項９に記載の拡張材料。
【請求項12】
各横方向部分が、直線である、請求項９に記載の拡張材料。
【請求項13】
前記第１の複数のスリットの各スリットが、第３の終端部及び第４の終端部を含む、請求項１～１２及び１４～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項14】
前記第１の終端部が、前記軸方向の軸線に沿って前記第３の終端部と整列し、前記第２の終端部が、前記軸方向の軸線に沿って前記第４の終端部と整列している、請求項１３に記載の拡張材料。
【請求項15】
前記第２の複数のスリットが、４つの終端部を有する、請求項１３に記載の拡張材料。
【請求項16】
前記シートが、前記軸方向に交互になっている複数の第１の行及び第２の行を更に含む、請求項１～１５及び１７～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項17】
前記シートが、前記シートを貫通している第３の複数のスリットであって、前記シートにわたって前記横方向に延びている第３の行を形成しており、前記第３の複数のスリットの各スリットが、第１の終端部から第２の終端部まで延びている、第３の複数のスリットと、前記シートを貫通している第４の複数のスリットであって、前記シートにわたって前記横方向に延びている第４の行を形成しており、前記第４の複数のスリットの各スリットが、終端部間に延びている、第４の複数のスリットと、
を更に含み、前記第３の複数のスリットの各スリットの前記第１の終端部を画定している第１の終端部セグメントが、前記第４の複数のスリットの第１のスリットの前記終端部同士を接続している第１の仮想線と交差している、
請求項１～１６及び１８～２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項18】
前記シートが、前記軸方向における繰り返しパターンにおいて交互になっている複数の第１の行、第２の行、第３の行、及び第４の行を更に含む、請求項１７に記載の拡張材料。
【請求項19】
前記第１の仮想線が、前記横方向に延びている、請求項１～１８及び２０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項20】
前記第１の複数のスリットの各スリットが、前記第２の複数のスリットのいずれのスリットとも交差していない、請求項１～１９のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項21】
プレテンション平面を画定しているプレテンション状態を有する拡張材料であって、複数のスリットを含む材料であって、前記材料の引張軸に沿って前記材料に閾値量の張力が加えられたときに、前記材料の複数の領域が前記プレテンション平面に対して少なくとも９０°回転する、材料を含む、拡張材料。
【請求項22】
前記引張軸に沿って張力を加える前は、前記材料が、プレテンション状態において実質的に平面状である、請求項２１に記載の拡張材料。
【請求項23】
前記複数のスリットのうちの少なくともいくつかのスリットが、一重スリット、マルチスリット、及び複合スリットのうちの少なくとも１つである、請求項２１又は２２に記載の拡張材料。
【請求項24】
前記少なくともいくつかのスリットが、フック、ループ、正弦波、方形波、三角波、及び交差スリットのうちの少なくとも１つを含む、請求項２１～２３のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項25】
前記スリットパターンが、前記材料の前記軸方向縁部のうちの１つ以上を通って延びている、請求項２１～２４のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項26】
前記材料が、紙、段ボール紙、プラスチック、弾性材料、非弾性材料、ポリエステル、アクリル、ポリスルホン、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、生分解性ポリマー、織布材料、不織布材料、及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項２１～２５のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項27】
前記材料が、紙であり、厚さが、約０．００３インチ（０．０７６ｍｍ）～約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）である、請求項２１～２６のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項28】
前記材料が、プラスチックであり、厚さが、約０．００５インチ（０．１３ｍｍ）～約０．１２５インチ（３．２ｍｍ）である、請求項２１～２７のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項29】
前記材料が、本明細書に記載の相互連結試験に合格している、請求項２１～２８のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項30】
前記スリットが、複数行に並べられており、前記行が、前記引張軸に対して略垂直である、請求項２１～２９のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項31】
各スリットが、横方向の長さを有し、前記複数のスリットの各スリットが、隣接する行において前記スリットの前記横方向の長さの７５％以下だけ互いにオフセットされている、請求項２１～３０のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項32】
前記スリットが、スリットの複数の行に並べられており、前記スリットのそれぞれが、スリット形状及びスリット向きを有し、前記スリット形状又は前記スリット向きが、１行のスリット内で異なっている、請求項２１～３１のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項33】
前記スリットが、複数行に並べられており、前記スリットが、スリット形状及びスリット向きを有し、スリット形状又はスリット向きが、隣接する行で異なっている、請求項２１～３２のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項34】
前記材料が、約０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）～約５インチ（１２７ｍｍ）の厚さを有する、請求項２１～３３のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項35】
前記複数のスリットの前記各スリットが、約０．２５インチ（６．３５ｍｍ）～約３インチ（７６．２ｍｍ）のスリット長を有する、請求項２１～３４のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項36】
前記複数のスリットの各スリットが、スリット長を有し、前記材料が、材料厚さを有し、スリット長の材料厚さに対する比が、約５０～約１０００である、請求項２１～３５のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項37】
拡張材料であって、軸方向及び横方向を有する平面を画定しているシートと、
前記シートを貫通している複数のスリットであって、前記軸方向に延びている第１の複数のビームを画定している、複数のスリットと、を含み、
前記第１の複数のビームが、前記シートにわたって前記軸方向に延びている第１の列を形成しており、前記複数のスリットが、第１のスリットグループを含み、各スリットが、前記第１の複数のビームのビーム間に軸方向に配置された横方向部分を有する、
拡張材料。
【請求項38】
前記複数のスリットが、前記軸方向に延びている第２の複数のビームを画定しており、前記第２の複数のビームが、前記シートにわたって前記軸方向に延びている第２の列を形成し、かつ前記第１の複数のビームから前記横方向に間隔を空けており、前記複数のスリットが、第２のスリットグループを含み、各スリットが、前記第２の複数のビームのビーム間に軸方向に配置された横方向部分を有する請求項３７及び３９～４７のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項39】
前記第１の複数のビーム及び前記第２の複数のビームが、前記軸方向及び横方向において互い違いになっている、請求項３７又は３８及び４０～４７のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項40】
前記第１の複数のビームの各ビームが、前記第２の複数のビームのうちの１つのビームの終端と横方向軸線に沿って整列された終端を有する、請求項３７～３９及び４１～４７のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項41】
前記第１の複数のビームの各ビームが、前記第２の複数のビームのうちの１つのビームの終端によって画定される軸線を通って延びている、請求項３７～４０及び４２～４７のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項42】
前記第１のスリットグループの各スリットが、前記第２の複数のビームを画定している軸方向部分を更に含む、請求項３７～４１及び４３～４７のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項43】
前記第２のスリットグループの各スリットが、前記第１の複数のビームを画定している軸方向部分を更に含む、請求項３７～４２及び４４～４７のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項44】
前記複数のスリットのうちの第１の複数のスリットを更に含み、前記第１の複数のスリットが、前記シートにわたって前記横方向に延びている第１の行を形成しており、前記第１の複数のビームの第１のビームが、前記第１の行内の隣接するスリット間にある材料を含む、請求項３７～４３及び４５～４７のいずれか一項に記載の拡張材料。
【請求項45】
前記第１の複数のスリットが、前記軸方向に延びている第３の複数のビームを画定しており、前記第３の複数のビームが、前記第１の行を形成しており、前記第３の複数のビームの各ビームが、前記第１の行内の隣接するスリット間にある材料を含む、請求項４４に記載の拡張材料。
【請求項46】
前記複数のスリットのうちの第２の複数のスリットを更に含み、前記第２の複数のスリットが、前記シートにわたって前記横方向に延びている第２の行を形成しており、前記第２の複数のビームの第１のビームが、前記第２の行内の隣接するスリット間にある材料を含む、請求項４５に記載の拡張材料。
【請求項47】
前記第２の複数のスリットが、前記軸方向に延びている第４の複数のビームを画定しており、前記第４の複数のビームが、前記第２の行を形成しており、前記第４の複数のビームの各ビームが、前記第２の行内の隣接するスリット間にある材料を含む、請求項４６に記載の拡張材料。
【請求項48】
請求項１～４７のいずれか一項に記載の複合パターンを形成することができるダイ。
【請求項49】
請求項１～４７のいずれか一項に記載の拡張材料で形成された包装材料。
【請求項50】
前記拡張材料が、ロール構成で保存されている、請求項４９に記載の包装材料。
【請求項51】
前記拡張材料が、１つ以上の個々のシートである、請求項４９に記載の包装材料。
【請求項52】
エンベロープであって、前記エンベロープ内に配置された前記拡張材料を有する、エンベロープを更に含む、請求項５１に記載の包装材料。
【請求項53】
請求項１～４７のいずれか一項に記載の拡張材料のうちのいずれかの製造方法であって、押出成型、成形、レーザー切断、ウォータージェット加工、機械加工、ステレオリソグラフィ、レーザーアブレーション、フォトリソグラフィ、化学エッチング、回転ダイカット、スタンピング、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって、前記材料に複合スリットパターンを形成することを含む、製造方法。
【請求項54】
請求項１～４７のいずれか一項に記載の拡張材料のうちのいずれかの使用方法であって、引張軸に沿って前記拡張材料に張力を加えることにより、前記材料を拡張させることを含む、使用方法。
【請求項55】
前記張力を加えることにより、（１）前記スリットが開口部を形成する、及び（２）前記スリットに隣接する前記材料が波形を形成する、のうちの一方又は両方となる、請求項５４に記載の方法。
【請求項56】
前記張力が、手又は機械によって加えられる、請求項５４又は５５に記載の方法。
【請求項57】
前記引張軸に沿って前記拡張材料に張力を加えることにより、前記材料を二次元構造から三次元構造に変化させる、請求項５４又は５５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、張力作動式拡張物品、フィルム、及びシートに関する。いくつかの実施形態では、これらの物品、フィルム、及び／又はシートは、緩衝フィルム及び／又は包装材料として使用される。本開示はまた、これらの張力作動式拡張物品、フィルム、及びシートの製造方法及び使用方法に関する。
【背景技術】
【0002】
２０１６年には、消費者は、店舗よりもオンラインで多くの製品を購入した。（Ｃｏｎｓｕｍｅｒｓ Ａｒｅ Ｎｏｗ Ｄｏｉｎｇ Ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅｉｒ Ｓｈｏｐｐｉｎｇ Ｏｎｌｉｎｅ，Ｆｏｒｔｕｎｅ Ｍａｇａｚｉｎｅ紙，２０１６年６月８日）。具体的には、消費者は、買い物の５１％をオンラインで、４９％を実店舗で行った。同上。消費者行動のこの変化の１つの結果が、一日に郵送及び配送されるパッケージ数の増加である。１３４億個（米国郵便公社によって約５２億個、Ｆｅｄ Ｅｘによって約３３億個、及びＵＰＳによって約４９億個）を超えるパッケージが、一年に世界中の家庭及び事業所に配送される。パッケージ以外の郵便物の配送は年々減少しているが、パッケージの配送は年率約８％で成長している。この成長により、米国郵便公社のビジネスの２５％が、パッケージ配送となっている。（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｅｘａｍｉｎｅｒ紙、「Ｆｏｒ ｅｖｅｒｙ Ａｍａｚｏｎ ｐａｃｋａｇｅ ｉｔ ｄｅｌｉｖｅｒｓ，ｔｈｅ Ｐｏｓｔａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｏｓｅｓ ＄１．４６」、２０１７年９月１日）。Ａｍａｚｏｎは、一日に約３００万個のパッケージを発送し、Ａｌｉｂａｂａは、一日に約１２００万個のパッケージを発送する。
【0003】
それは、事業所の発送パッケージだけではない。成長するメイカームーブメントは、Ｅｔｓｙ（商標）のようなウェブサイトを通じて個人がハンドメイド製品を世界中に発送する機会を生み出す。更に、持続可能性に関する注目の高まりにより、多くの消費者は、中古製品を、ごみ処分場に投げ込むのではなく、ｅＢａｙ（商標）のようなサイトで再販売する。例えば、２５００万人を超える人々が商品をｅＢａｙ（商標）で販売し、１億７１００万人を超える人々がこれらの商品を購入する。
【0004】
これらの商品を発送する個人及び事業所は、それらの物品を、発送対象製品、緩衝材、及び空気を含め、典型的には箱である発送容器に入れて発送することが多い。箱は多くの利点を有する。例えば、箱は、直立可能であり、軽量で、平坦にして保管され、再生利用可能であり、比較的低コストである。しかしながら、箱は標準サイズで提供され、発送対象品のサイズと一致しないことが多く、そのため、ユーザは、大量のフィラー又は緩衝材で箱を満たして、大き過ぎる箱の中で輸送中の品物が周囲に衝突して損傷しないように保護する必要がある。
【0005】
包装緩衝材は、輸送中の品物を保護する。輸送中及び荷積み／荷降ろし中の振動及び衝撃の影響は、緩衝材によって軽減され、製品の損傷の可能性を低減する。緩衝材は、多くの場合、発送容器の内側に配置され、そこで、緩衝材は、例えば、座屈して変形することによって、並びに／又は振動を減少させることによって、もしくは衝撃及び振動を輸送中の品物ではなく緩衝材に伝達することによって、エネルギーを吸収する。他の例では、包装材料は、箱内の発送対象品を動かないようにして所定の位置に固定するなど、緩衝以外の機能にも使用される。あるいは、包装材料は、例えば、発送対象品よりも著しく大きい箱が使用される場合などに、隙間を埋めるためにも使用される。
【0006】
いくつかの例示的な包装材料としては、プラスチック気泡ラップ（商標）、気泡フィルム、クッションラップ、エアピロー、細断紙、しわ紙、細断ポプラ、バーミキュライト、クレイドル、及び波形気泡フィルムが挙げられる。これらの包装材料の多くは、再生利用可能ではない。
【0007】
１つの例示的な包装材料を、図１Ａ～図１Ｃに示す。フィルム１００は、一重スリットパターンの一種である「スキップスリットパターン」と呼ばれることが多い、複数の切り込み又はスリット１１０のパターンを含む紙シートで作製されている。フィルム１００が張力作動される（切り込み又はスリット１１０に実質的に垂直である引張軸（Ｔ）に沿って引っ張られる）と、複数のビーム１３０が形成される。ビーム１３０は、隣接する、同軸のスリットの行の間にある領域である。スリット１１０によって形成されたビーム１３０は、集合的に、ある程度の上向き及び下向きに動く（例えば、図１Ｂ及び図１Ｃを参照）。この上向き及び下向きの移動により、図１Ａの二次元物品（実質的に平坦なシート）が、張力作動されると、図１Ｂ及び図１Ｃの三次元物品になる。このフィルムが包装材料として使用されると、三次元構造が、二次元の平坦な構造と比較して、ある程度の緩衝作用をもたらす。
【0008】
フィルム１００の切り込み又はスリットパターンは、図１Ａに示され、米国特許第４，１０５，７２４号（Ｔａｌｂｏｔ）及び同第５，６６７，８７１号（Ｇｏｏｄｒｉｃｈら）に記載される。このパターンは、複数の個々の直線状スリット１１０からなる複数の実質的に平行な行１１２を含む。所与の行１１２内にある個々の直線状スリット１１０のそれぞれは、直接隣接する、実質的に平行な行１１２内にある個々の直線状スリット１１０のそれぞれと位相がずれている。図１Ａ～図１Ｃの特定の構成では、隣接する行１１２は、垂直方向（図１Ａに関して）間隔の２分の１だけ位相がずれている。このパターンは、スリット１１０及び行１１２からなるアレイを形成し、アレイは、アレイ全体にわたって規則的な繰り返しパターンを有する。直接隣接するスリット１１０の行１１２間には、材料からなるビーム１３０が形成されている。
【0009】
図２Ａは、９０°回転させた図１Ａのフィルム１００の切り込み又はスリットパターンを示す。各直線状スリット１１０は、第１の終端部１１４と第２の終端部１１６との間に延びている長さ（Ｌ）を有する。各直線状スリット１１０はまた、第１の終端部１１４と第２の終端部１１６との間の中間にある中点１１８を有する。中点１１８は、図２Ａの各スリット１１０上に点によって示されている。平行かつ整列したスリット１１０の中点１１８同士は、互いに実質的に整列している。言い換えれば、個別の直線状スリット１１０の中点１１８は、引張軸（Ｔ）に沿って直接隣接するビーム１３０上の個別の直線状スリット１１０の中点１１８と実質的に整列している。このようなスリット１１０は、直接隣接するスリット行１１２内にはなく、代わりに、それらは、交互になっている行１１２上にある。更に、個々のスリット１１０の中点１１８は、引張軸（Ｔ）に沿って直接隣接するスリット（又は切り込み）１１０の終端部１１４と終端部１１６との間にある。スリット１１０の行１１２内の２つの直接隣接するスリット１１０の中心間の距離は、横方向間隔（Ｈ）として識別され、これは、図２Ａに関しては、水平方向間隔である。ビーム１３０の厚さ、又は隣接する直線状スリット１１０からなる２つの隣接する行１１２間の距離は、軸方向間隔（Ｖ）として識別され、これは、図２Ａに関しては、垂直方向間隔である。
【0010】
より具体的には、図２Ａの実施形態では、スリット１１０Ａの中点１１８Ａは、スリット１１０Ｂの中点１１８Ｂと軸方向に（この図に関しては、垂直方向に）整列しており、これは、中点１１８Ａ、１１８Ｂが、軸方向に延びている軸線と整列していることを意味する。スリット１１０Ｂは、スリット１１０Ａが位置しているビーム１３０Ａに直接隣接するビーム１３０Ｂ上にある。また、スリット１１０Ａの中点１１８Ａは、スリット１１０Ｃの終端部１１４Ｃとスリット１１０Ｄの終端部１１６Ｄとの間にある。スリット１１０Ｃ及び１１０Ｄは、軸方向においてスリット１１０Ａに直接隣接している。図２Ａはまた、横方向に隣接する中点１１８間の水平方向ピッチ（Ｈ）と、軸方向ピッチ（Ｖ）もしくはビーム１３０の高さと、スリット長（Ｌ）と、引張軸（Ｔ）を示し、張軸（Ｔ）に沿って張力が与えられ、ビーム１３０の上向き及び下向きの動きをもたらし得る。
【0011】
図２Ｂは、図２Ａのスリットパターンを含む物品が引張軸Ｔに沿った張力により展開されたときに形成される一次張力線（例えば、最高引張応力経路を近似している線）を示している。図２Ｂは、最大引張応力が発生する一次張力線１４０を点線で示している。張力線とは、張力が引張軸Ｔに沿って材料に加えられたときに、最大荷重を伝達する、材料を通る仮想経路である。張力が引張軸Ｔに沿って加えられると、一次張力線１４０は、張力が加えられた軸とほぼ一直線になるように動き、パターンが形成された材料又はシートを歪ませる。一重スリットパターンを展開すると、一次張力線１４０に沿った張力がかかることにより、パターンの実質的に全ての領域が、いくらかの張力又は圧縮（引張応力又は圧縮応力）を受け、次いで、元の二次元フィルムの平面から面外へと座屈し、屈曲する。いくつかの実施形態では、フィルムが完全に展開されたとき、及び／又は張力が所望の程度加えられたとき、フィルムには、シートの元の平面に平行なままである領域は、実質的に存在しない。
【0012】
別の例示的な一重スリットパターンが、米国特許第８，６１３，９９３号（Ｋｕｃｈａｒ）に開示されており、図３に示される。この一重スリットパターン３００では、スリット３１０は、中心で曲がり、「チルダ」と呼ばれる形状を形成している。
【発明の概要】
【0013】
本開示の発明者らは、引張軸に沿って張力がかけられると、元のシートの平面に直交する位置に動く新規のスリットパターンを発明した。本開示は、展開又は張力作動されたときに、材料の一部分が、（プレテンション状態にある材料の元の平面に対して実質的に９０°である、又は直交する）ｚ軸まで回転する、様々な実施形態を説明している。更に、これらの実施形態のいくつかは、他のパターン化構造と比較して、垂直軸に加えられるより大きな負荷への曝露に、押しつぶされることなく耐えることができる。これは、輸送中のパッケージ及び他の用途などのために保護を向上又は強化することができることを意味する。
【0014】
これらのスリットパターンを使用して、張力作動式拡張物品を形成することができる。いくつかの実施形態では、物品は、輸送及び包装用途に使用することができる。しかしながら、物品及びパターンは、多くの他の使用又は用途にも使用することができる。したがって、本開示は、単に１つの例示的な使用又は用途である輸送又は包装材料の用途に限定されることを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0015】
本開示は、本開示の様々な実施形態の以下の詳細な説明を、添付図面と併せて考慮することで、より完全に理解され得る。
【0016】
【0017】
【図1B】先行技術の包装材料の上面図である。
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【図3】別の一重スリットパターンの先行技術の上面線画である。
【0022】
【図4A】例示的な一重スリットパターンの概略上面図である。
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【図5A】例示的な一重スリットパターンの概略上面図である。
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【図6A】例示的な二重スリットパターンの概略上面図である。
【0031】
【0032】
【0033】
【図7A】例示的な二重スリットパターンの概略上面図である。
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【図8A】例示的な複合スリットパターンの概略上面図である。
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【図9A】例示的な複合スリットパターンの概略上面図である。
【0045】
【図9B】図９Ａの複合スリットパターンが切り込まれ、引張軸に沿って張力を加えることによって展開された材料を示す。図９Ｂは、頂部斜視図であり、図９Ｃは、略上面図であり、図９Ｄは、約４５度の角度での図である。
【0046】
【図10A】例示的な複合スリットパターンの概略上面図である。
【0047】
【0048】
【図11】実施例で説明される材料及び／又は物品を作製する際に使用される概略図である。
【図12】実施例で説明される材料及び／又は物品を作製する際に使用される概略図である。
【図13】実施例で説明される材料及び／又は物品を作製する際に使用される概略図である。
【図14】実施例で説明される材料及び／又は物品を作製する際に使用される概略図である。
【図15】実施例で説明される材料及び／又は物品を作製する際に使用される概略図である。
【図16】実施例で説明される材料及び／又は物品を作製する際に使用される概略図である。
【図17】実施例で説明される材料及び／又は物品を作製する際に使用される概略図である。
【図18】実施例で説明される材料及び／又は物品を作製する際に使用される概略図である。
【図19】実施例で説明される材料及び／又は物品を作製する際に使用される概略図である。
【0049】
【0050】
【0051】
【図21】本明細書に開示される技術と整合性のある材料を作製するための例示的なシステムである。
【発明を実施するための形態】
【0052】
以下の発明を実施するための形態では、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照する場合があり、これらの図面には、いくつかの具体的な実施形態が例として示されている。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想定され、実施され得ることを理解されたい。
【0053】
本開示の様々な実施形態は、一重スリットパターン、及び一重スリットパターンを含む物品に関する。「スリット」は、本明細書において、少なくとも２つの終端部を有し、直線状又は湾曲状であり得る、少なくとも１つの線を形成している、物品を貫通している狭い切り込みとして定義される。本明細書に記載のスリットは別個であり、これは、個々のスリットが他のスリットと交差しないことを意味する。スリットは、一般に切り欠きではない。ここで、「切り欠き」とは、スリットがスリット自体と交差するときにシートから除去される、シートの表面領域として定義される。しかしながら、実際には、多くの形成技術では、シートの一部の表面領域が除去される結果となり、これは、本願の目的のための「切り欠き」とは見なされない。具体的には、多くの切断技術では、「カーフ」又はいくらかの物理的幅を有する切り込みが生成される。例えば、レーザーカッタは、シートの一部の表面領域を除去してスリットを作成し、ルータは、材料の一部の表面領域を切り取ってスリットを作成し、クラッシュカットでも、材料の縁部にいくらかの変形を作成し、材料の表面領域にわたって物理的な間隙を形成する。更に、成形技術では、スリットの対向する面の間に材料を必要とし、スリットにおいて間隙又はカーフを作成する。様々な実施形態では、スリットの間隙又はカーフは、材料の厚さ以下となる。例えば、０．００７インチの厚さの紙に切り込まれたスリットパターンは、約０．００７インチ以下の間隙を有するスリットを有し得る。しかしながら、スリットの幅は、材料の厚さの何倍にも増加させることができ、かつ本明細書に開示される技術と整合性があることが理解される。
【0054】
本明細書で使用される場合、「一重スリットパターン」という用語は、個々の行を形成している個々のスリットからなるパターンを指し、各行がシートにわたって横方向に延びており、これらの行は、シートの軸方向長さに沿って、個々の行からなる繰り返しパターンを形成しており、各行内のスリットのパターンは、直接隣接する行内のスリットのパターンとは異なる。例えば、１行内のスリットは、直接隣接する行のスリットと軸方向にオフセットされていてもよいし、又は位相がずれていてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のスリット、フラップ、及び／又は折り曲げ壁形状は、図１Ａ及び図１Ｂの先行技術のスリット形状と比較して、材料又は物品の面外への動きを増幅する。
【0055】
図１Ａ及び図１Ｂの先行技術のスリット／フラップ形状と比較して、材料のシートの平面から面外への材料の回転が強化されることで、有利には、相互連結特徴部が作り出される。材料が相互連結しているかどうかは、以下の試験方法によって判断することができる。
【0056】
３６インチ（０．９１ｍ）の長さ及び７．５インチ（１９ｃｍ）の幅の試料を得た。試料を、引き裂くことなく完全に展開し、次いで、外径（ＯＤ）３．１５インチ（８ｃｍ）及び長さ２３インチ（５８．４ｃｍ）の滑らかなＰＶＣパイプに直接隣接して配置し、巻いている間、試料が完全に展開されたままになるようにした。パイプの上を覆うように試料を巻き付けて、各後続の層が前の層の上を覆うように直接配置され、試料がパイプの（長さに沿った）中心に配置されるようにした。試料を、最低２回パイプの周りに巻き付けた。試料をパイプの周りに巻き付けた後、試料を放し、試料が開いていないか／解けていないかどうかを観察した。１分間の待機後、試料が展開していなければ／解けていなければ、試料を摺動させてパイプから外しテーブルトップなどの平滑な表面上においた。次いで、試料を後縁部で持ち上げて、試料が開いていないか／解けていないか、又はその形状を保持しているかを確認した。
【0057】
試料を解放してから１分以内に、試料をパイプから摺動して外したときに、又は後縁部で持ち上げたときに、試料が開いた／展開した場合、試料は「相互連結していない」と見なした。試料をパイプから摺動して外す間及び外した後、並びに後縁部で持ち上げたときに、試料がその管状の形状を保持していた場合、試料は相互連結している、と見なした。この試験を試料毎に１０回繰り返した。
【0058】
材料シート４００における一重スリットパターンの例示的な実施形態を図４Ａに概略的に示す。材料４００は、引張軸Ｔに平行な軸方向ｘ（この図に関しては、垂直方向）と、軸方向ｘに直交する横方向ｙ（この図に関しては、水平方向）とを有する平面を画定しているシートである。材料４００は、プレテンション状態、すなわち、引張軸Ｔに沿って張力を加える前の状態において、ｘ－ｙ平面を画定している。図４Ａの一重スリットパターンは、シートにわたって横方向ｙに延びている第１の複数のスリット４１０ａを含む第１の行４１２ａのセットを含み、ここで、第１の複数のスリット４１０ａは、第１の形状及び位置を有する。第１の複数のスリット４１０ａは、スリットの繰り返しパターンである。第１の行４１２ａのセットは、シートの軸方向長さに沿って第２の行４１２ｂのセットと交互になっている。第２の行４１２ｂのセットのそれぞれは、シートにわたって横方向ｙに延びている第２の複数のスリット４１０ｂによって画定されている。第２の複数のスリット４１０ｂは、スリットの繰り返しパターンである。第２の行４１２ｂのセットは、同じスリット形状を有するスリットを含むが、それらのスリット４１０は、異なる位置に配置されている（この場合、反転しており、かつ軸方向にオフセットされている）。スリット４１０はそれぞれ、第１の終端部４１４、第２の終端部４１６、及び中間点４１８を含む。
【0059】
第１の複数のスリット４１０ａの各スリットの第１の終端部４１４ａは、第１の終端部セグメント４２１（本実施例では、第１の軸方向部分４２１）によって画定されている。第１の複数のスリット４１０ａの各スリットの第１の終端部セグメント４２１は、第２の複数のスリット４１０ｂの第１のスリットの終端部４１４ｂと終端部４１６ｂとを接続している仮想線ｉと交差している。第１の複数のスリット４１０ａの各スリットの第１の終端部４１４ａは、軸方向及び横方向のそれぞれにおいて第２の複数のスリット４１０ｂの第１のスリットの終端部４１４ｂと終端部４１６ｂとの間にある。この特定の実施例では、第１の複数のスリット４１０ａの各スリットの第１の終端部４１４ａは、仮想線ｉと整列している。言い換えれば、第１の複数のスリット４１０ａの各スリットの第１の終端部４１４ａは、横方向ｙに延びている軸線（仮想線ｉと重なっている）に沿って、第２の複数のスリット４１０ｂの第１のスリットの終端部４１４ｂ、４１６ｂと整列している。
【0060】
第１の複数のスリット４１０ａの各スリットの第２の終端部４１６ａは、第２の終端部セグメント４２３（本実施例では、第２の軸方向部分４２３）によって画定されている。第１の複数のスリット４１０ａの各スリットの第２の終端部セグメント４２３は、第２の複数のスリット４１０ｂの第２のスリットの終端部４１４ｂと終端部４１６ｂとを接続している仮想線ｉと整列している。本実施例では、第１の複数のスリット４１０ａの各スリットの第２の終端部４１６ａは、軸方向及び横方向のそれぞれにおいて第２の複数のスリット４１０ｂの１つのスリットの終端部４１４ｂと終端部４１６ｂとの間にある。具体的には、第１の複数のスリット４１０ａの各スリットの第２の終端部４１６ａは、軸方向及び横方向のそれぞれにおいて第２の複数のスリット４１０ｂの１つのスリットの終端部４１４ｂ、４１６ｂと整列している。様々な実施形態では、第２の複数のスリット４１０ｂの第１のスリット及び第２のスリットは、隣接するスリットである。
【0061】
複数の個々のスリット４１０は、引張軸Ｔに略垂直な行４１２を形成するように整列される。「略垂直」は、本明細書では、５度の誤差の範囲又は３度の誤差の範囲を含む角度として定義される。材料４２０は、概して軸方向に延びているビーム４２０を形成する、行４１２内の隣接するスリット４１０間に存在する。直接隣接するスリット４１０の行４１２間にある材料は、横方向ビーム４３０ａ及び折り曲げ壁領域４３０ｂを形成する。各軸方向ビーム４２０は、軸方向ビーム４２０と交差している各横方向ビーム４３０ａを通って軸方向に延びている。スリット４１０は、（図１Ａ及び図２Ａのスリットパターンのスリット１１０のような）直線ではなく、代わりに、２つの概ね軸方向の部分４２１、４２３を含み、これらの部分４２１、４２３は、引張軸Ｔに略平行であり、かつ引張軸Ｔに略垂直な概ね横方向の部分４２５に接続されている。第１の終端部４１４は、第１の軸方向部分４２１に沿っており、第２の終端部４１６は、第２の軸方向部分４２３に沿っている。スリット４１０は、２つの概ね軸方向の部分４２１、４２３と概ね横方向の部分４２５との間に略垂直な交差角を有する略Ｕ字形状である。折り曲げ壁４５０は、スリット４１０の経路と、終端部４１４と終端部４１６との間の仮想線ｉと、によって概ね囲まれた領域である。本実施例では、軸方向部分４２１、４２３及び横方向部分４２５のそれぞれは、直線セグメントであるが、様々な実施形態では、そのような部分のうちの１つ以上は、曲線、ジグザグなどであり得る。
【0062】
スリット４１０が直接隣接する行同士において互いに対して反転する場合、これは、それらのスリットが、互いに整列して、１つのスリット４１０の１つ以上の終端部４１４、４１６が、直接隣接する行内の１つのスリット４１０の終端部４１４、４１６と横軸ｉ（仮想線ｉと同一線上にある）に沿って整列する状態を作り出す。これらの特有のパターンは、特有のビーム幅、サイズ、及び形状を作り出す。直接隣接する行４１２ａ及び４１２ｂ内のスリット４１０の終端部４１４、４１６は、引張軸Ｔに垂直な、仮想の、本質的に直線状の単一線に近似するように整列するため、ビームのサイズ及び形状は、本明細書で前述した実施形態とは異なる。概ね横方向の部分（引張軸に対して実質的に垂直である）間の連続した横方向領域が、第１のビーム４３０ａを形成している。このビームは、横方向に整列した、直接隣接する行４１２ａと４１２ｂとの２つのセットの間ごとに１つのみ生じている。横方向に整列した、直接隣接する行４１２ａ及び４１２ｂは、直接隣接する、横方向に整列した行内のスリット４１０の終端部４１４と終端部４１６との間に連続する横方向領域が存在しないように配置される。横方向に整列した終端部４１４、４１６を有するスリット４１０が延びている材料４００の領域は、シートにわたって延びている複数の折り曲げ壁４５０を有する折り曲げ壁領域４３０ｂを画定し、横方向ｙに行を形成している。折り曲げ壁領域４３０ｂは、２つの略矩形領域４３１を有するとして更に説明することができ、矩形領域４３１は、それぞれ、（１）対向するスリット４１０の、引張軸Ｔに垂直な、直接隣接する概ね横方向の部分４２５と、（２）直接隣接する対向するスリット４１０の隣接する軸方向部分４２１及び４２３とによって、画定されている。軸方向に延びているビーム４２０を形成している材料は、単一行４１２内の隣接するスリット４１０間に存在する。領域４３３が、ビーム４２０に直接隣接しており、この領域４３３は、ビーム４２０と、概ね横方向の部分４２５とによって軸方向に画定され、２つの略矩形領域４３１によって、横方向に画定された、折り曲げ壁領域４３０ｂ内の残りの材料である。
【0063】
シート４００を通る複数のスリット４１０が、シートの軸方向長さにわたって列に配置された、軸方向に延びた複数のビーム４２０を画定している。材料の引張軸Ｔに平行な延長部を有することにより、軸方向に延びているビーム４２０は、引張軸Ｔに沿って材料のシート４００に張力を加えると張力を伝達するように概ね構成されている。複数のビーム４２０のそれぞれは、略矩形の形状として本実施例に示されているが、様々な実施形態では、複数のビームのうちの一部又は全部が代替の形状を有することがある。いくつかの実施形態では、複数のビームのそれぞれが、不規則な形状を有する。
【0064】
複数のスリット４１０は、第１の列４０２ａを形成している第１の複数の軸方向ビーム４２０ａを形成している。軸方向ｘにおける各ビーム４２０ｂ間には、複数のスリット４１０のうちの１つのスリットの横方向部分４２５がある。このような構成は、引張軸Ｔに沿って張力が加えられたときの材料４００の軸方向の拡張を有利に可能にする。張力は、軸方向ビーム４２０を通して伝達され、隣接する軸方向ビーム４２０の間にある各スリット４１０の周りに伝達され、スリット４１０のそれぞれの軸方向拡張を引き起こす。
【0065】
様々な実施形態では、複数のスリットは、第１のスリットグループ４４０ａを有し、各スリットが、第１の複数のビーム４２０ａの各ビーム間に軸方向に存在している横方向部分４２５ａを有する。複数のスリット４１０は、軸方向ｘに延びている第２の複数のビーム４２０ｂを画定している。第２の複数のビーム４２０ｂは、シート４００にわたって軸方向ｘに延びている第２の列４０２ｂを形成している。第２の複数のビーム４２０ｂは、第１の複数のビーム４２０ａから横方向ｙに間隔が空いている。軸方向ｘにおける各ビーム４２０ｂ間には、複数のスリット４１０のうちの第２のスリットグループ４４０ｂ内のスリットの横方向部分４２５がある。複数のスリット４１０は、第３の複数のビーム４２０ｃ、第４の複数のビームなどを同様に画定することができる。
【0066】
本実施例では、第１の複数のビーム４２０ａと第２の複数のビーム４２０ｂとは、軸方向及び横方向において互い違いになっている。しかしながら、第１の複数のビーム４２０ａの各ビームは、第２の複数のビーム４２０ｂのうちの１つのビームの終端４２４ｂと横方向軸線ｉに沿って整列した終端４２４ａを有する。ビームの「終端」とは、ビームを画定している隣接するスリットの終端部によって画定されているビームの端部である。いくつかの代替の実施形態では、第１の複数のビーム４２０ａの各ビームは、第２の複数のビーム４２０ｂのうちの１つのビームの終端４２４ｂによって画定される軸線を通って延びている。本実施例では、第１のスリットグループ４４０ａ内の各スリットは、第２の複数のビーム４２０ｂのビームを画定している軸方向部分４２１（第２の軸方向部分４２３）を有する。複数のスリット４１０のうちの第２のスリットグループ４４０ｂ内の各スリットは、第１の複数のビーム４２０ａのビームを画定している軸方向部分４２３（第１の軸方向部分４２１）を有する。
【0067】
本実施例では、第１の複数のスリット４１０ａは、第１の複数のビーム４２０ａのビーム４２０ａ／ｃを形成している。具体的には、ビーム４２０ａ／ｃは、第１の行内の隣接するスリット間にある材料によって画定されている。実際には、第１の複数のスリット４１０ａは、第１の行４１２ａにわたって複数のビームを画定しており、これは、第３の複数のビーム４２０ｃと呼ぶことができる。第３の複数のビーム４２０ｃのそれぞれは、軸方向ｘに延びている。第３の複数のビーム４２０ｃの各ビームは、第１の行内の隣接するスリット４１０ａ間にある材料によって画定されている。
【0068】
また、本実施例では、第２の複数のスリット４１０ｂは、第２の複数のビーム４２０ｂのビーム４２０ｂ／ｄを形成している。具体的には、ビーム４２０ｂ／ｄは、第２の行４１２ｂ内の隣接するスリット４１０ｂ間にある材料によって画定されている。更に、第２の複数のスリットは、第２の行４１２ｂにわたって第４の複数のビーム４２０ｄを画定しており、ここで、ビームのそれぞれは、軸方向ｘに延びている。第４の複数のビーム４２０ｄの各ビームは、第２の行４１２ｂ内の隣接するスリット４１０ｂ間にある材料によって画定されている。
【0069】
この例示的な実施形態では、スリットは、２つの終端部を有する。直線状の仮想線が、これらの終端部間に延びており、これらの終端部同士を接続している。この実施形態では、第１のスリットの終端部間に延びており、それらの終端部同士を接続している直線状の仮想線は、直接隣接するスリットの終端部間に延びており、それらの終端部同士を接続している直線状の仮想線と、実質的に同一線上にある。この例示的な実施形態では、１行内のスリット終端部間に延びており、それらのスリット終端部同士を接続している全ての直線状の仮想線は、ほぼ同一直線上にある。
【0070】
当業者であれば、多くの変更が、依然として本開示の範囲内に該当しつつ、このパターンに加えられ得ることを認識するであろう。当業者は、形状及びスリットの長さが様々であってよいことを理解するであろう。あるいは、スリットの長さ、行のサイズ又は形状、及びビームのサイズ又は形状は、様々であってよい。更に、パターンは、２行、３行、４行などで交互にすることができる。あるいは、行のサイズ又は形状、及びビームのサイズ又は形状は、様々であってよい。更に、オフセット又は位相オフセットの程度は、図示されるものとは異なっていてもよい。更に、本明細書の実施例の多くは、軸方向部分が約９０°の角度で横方向部分と交差して角部を形成しているスリットを描写及び説明している。しかしながら、様々な実施形態では、スリットの軸方向部分は、横方向部分と交差して、丸い角を形成してもよい。いくつかの他の実施形態では、例えば、スリットが半円を画定している場合、軸方向部分と横方向部分との間に明らかな移行はない。
【0071】
図４Ｂ～図４Ｄは、紙のシートに形成され、引張軸Ｔに沿って張力がかけられた図４Ａのパターンを示す。材料４００が引張軸Ｔに沿って張力作動又は展開されると、材料４００の一部分は、材料を、張力がかけられていない状態にある材料４００の元の平面から面外へと動かす張力及び／又は圧縮を受ける。引張軸に沿って張力がかけられると、横方向ビーム４３０ａ及び折り曲げ壁領域４３０ｂに２つのことが起こる。横方向ビーム４３０ａは、終端部４１４及び４１６を、プレテンション状態にある材料４００の元の平面に平行な１つの平面内におおよそ維持しながら、波立つ形状に屈曲して、隣接するスリット間にあるビーム４２０を、同じ行内の隣接するビーム４２０に横方向ｙにおいて近付ける。折り曲げ壁領域４３０ｂは、回転して、アコーディオン状の形状に折れ曲がり、それにより、２つの略矩形領域４３１及び略矩形領域４３３の全てが、名目上平坦となり、全ての隣接する略矩形領域４３１と略矩形領域４３３との間に折り目を有し、全ての平坦な表面が、プレテンション状態にある材料４００の元の平面に名目上直交する。行４１２内の隣接するスリット４１０間の軸方向ビーム４２０は、主に、引張軸Ｔと一直線上の張力を受けるため、この領域又は範囲は、第１のビーム４３０ａと共に曲がる傾向がある。材料４００内のこれらの動きは、図４Ｄに見られるように、２つの別個の領域、つまり、引張軸に直交する折り曲げられた壁領域４３０ｂと、プレテンション状態にある材料４００の元の平面とを形成する。その他の領域は、横方向ビーム４３０ａであり、これは、波立ち、図４Ｄに示すように、プレテンション状態にある材料４００の元の平面に対してある角度で傾斜する。
【0072】
図４Ａ～図４Ｄの特定の実装のような実施形態は、独特の利点を有する。例えば、図４Ａ～図４Ｄは、展開又は張力作動されたときに、材料の一部分が（プレテンション状態にある材料４００の元の平面に対して実質的に９０°である、又は直交する）垂直軸まで回転する１セットの実施形態を例示している。更に、これらの実施形態のいくつかは、他の一重スリットパターン化構造と比較して、垂直軸に加えられるより大きな負荷への曝露に、押しつぶされることなく耐えることができる。これは、輸送中のパッケージ及び他の用途などのために保護を向上又は強化することができることを意味する。図４Ａ～図４Ｄに示される特定の実装のような一重スリットパターンの別の利点は、いくつかの実施形態において、構造体が（張力を加えることにより）一度その展開位置になると、張力が加えられなくなった後でも、構造体がその伸展した／張力がかけられた位置に実質的に留まることである。この特徴は、より安定した構造をもたらすことができる。これらの利点のうちのいくつかは、折り曲げられた壁の形状の強度が増加したことによる。折り曲げられた壁もしくはアコーディオン形状の壁、又は回転している／折り曲げられているビームは、展開された（張力又は力の適用によって展開された）物品における大きな断面二次モーメント（area moment of inertia）（面積モーメント又は断面二次モーメント（second moment of inertia）とも呼ばれる）を有し、ここで、断面二次モーメントは、元のシートの平面にある。断面二次モーメントは、折り目のない直線状の垂直壁と比較して、増加している。
【0073】
張力作動式材料４００が物品の周りに巻き付けられる、又は張力作動式材料４００自体に直接隣接して配置されると、アコーディオン状に折り曲げられた折り曲げ壁領域４３０ｂ又は波形になった第１のビーム４３０ａが、互いに、及び／又は開口部４２２と相互連結し、相互連結構造を作り出すことができる。相互連結は、上記に明記した相互連結試験に規定されているように測定することができる。
【0074】
材料５００のシートにおける一重スリットパターンの別の例示的な実施形態を図５Ａに概略的に示す。図５Ａのパターンは、図４Ａでは、スリットの終端部のうちの１つ以上が横方向軸線ｉに沿って直接隣接する行内のスリットの終端部と整列するように、直接隣接する行が互いに整列していることを除いて、図４Ａ～図４Ｄのパターンと類似しており、したがって、図４Ａ～図４Ｄの説明が概して本説明に適用される。対照的に、図５Ａでは、隣接する行のスリットは、互いに入れ子になるか、又は重なり合っており、これは、ある行内のスリットの第１の終端部セグメントが、隣接する第２の行内の第１のスリットの終端部同士を接続している仮想線を通り越して延びていることを意味する。同様に、スリットの第２の終端部セグメントは、隣接する第２の行内の第２のスリットの終端部同士を接続している仮想線を通り越して延びている。この構成は、引張軸Ｔに沿って閾値量の張力が加えられると、材料のビームの幅、サイズ、及び形状に作用する。
【0075】
より具体的には、図５Ａの一重スリットパターンは、第１の形状及び位置を有する第１の複数のスリット５１０ａを含む第１の行５１２ａのセットと、同じスリット形状を有するが、スリットが異なる位置に配置されている（この場合は、反転している）第２の複数のスリット５１０ｂを有する第２の行５１２ｂのセットと、を含む。第１の複数のスリット５１０ａは、スリット５１０ａ間にある材料である第１の複数の軸方向ビーム５２０ａを画定している。第２の複数のスリット５１０ｂは、スリット５１０ｂ間に第２の複数の軸方向ビーム５２０ｂを画定している。第１の行５１２ａのセット及び第２の行５１２ｂのセットの両方におけるスリット形状、一般的な構成、及び可能な代替例は、図４Ａのものと同様であり、上記の説明がここでは繰り返される。
【0076】
しかしながら、本実施例では、第２の複数のスリット５１０ｂは、直接隣接する列内の別のスリット５１０と、具体的には、本実施例では第１の複数のスリット５１０ａと、入れ子になっている、又は重なり合っている。第２の複数のスリット５１０ｂのスリットのそれぞれは、第１の複数のスリット５１０ａのスリットの終端部同士を接続している第１の仮想線ｉ１を通り越して延びている。同様に、第１の複数のスリット５１０ａのスリットのそれぞれは、第２の複数のスリット５１０ｂのスリットの終端部同士を接続している第２の仮想線ｉ２を通り越して延びている。更に、第１の複数のビーム５２０ａの各ビーム５２０は、第２の複数のビーム５２０ｂのうちの１つのビームの終端５２４ｂによって画定されている横方向軸線（第２の仮想線ｉ２と重なっている）を通って延びている終端５２４ａを有する。同様に、第２の複数のビーム５２０ｂの各ビーム５２０は、第１の複数のビーム５２０ａのうちの１つのビームの終端５２４ａによって画定されている横方向軸線（第１の仮想線ｉ１と重なっている）を通って延びている終端５２４ｂを有する。この入れ子又は重なり合いは、特有のビーム幅、サイズ、及び形状を作り出す状態を作り出す。
【0077】
直接隣接する行５１２ａ及び５１２ｂ内のスリット５１０の終端部５１４、５１６が重なり合っており、単一の線（名目上横方向）が、重なり合った行５１２ａ及び５１２ｂ内の全てのスリット５１０の全ての軸方向部分５２１及び５２３の一部分を通過するので、ビームのサイズ及び形状は、本明細書で前述した実施形態とは異なる。概ね横方向の部分（引張軸に対して実質的に垂直である）間の連続した横方向領域が、第１のビーム５３０ａを形成している。このビームは、重なり合った行５１２ａと５１２ｂとの２つのセットの間ごとに１つのみ生じている。重なり合った行５１２ａ及び５１２ｂは、直接隣接する重なり合った行内のスリット５１０の終端部５１４と終端部５１６との間に連続する横方向領域が存在しないように配置される。スリット５１２ａ及び５１２ｂの重なり合った行は、折り曲げ壁領域５３０ｂを含む。折り曲げ壁領域は、２つの略矩形領域５３１を有するとして更に説明することができ、この略矩形領域５３１は、折り曲げ壁領域５３０ｂの対向する側の隣接する概ね横方向の部分５２５によって軸方向に画定され、折り曲げ壁領域５３０ｂの対向する側の隣接する軸方向部分５２１及び５２３によって横方向に画定されている。軸方向ビーム５２０（例えば、軸方向ビーム５２０ａ及び５２０ｂ）は、単一行５１２内の隣接するスリット５１０間に存在する。領域５３３が、ビーム５２０に直接隣接しており、この領域５３３は、ビーム５２０と、概ね横方向の部分５２５とによって軸方向に画定され、２つの隣接する略矩形領域５３１によって、より具体的には、隣接する軸方向部分５２１及び５２３の軸方向延長部によって、横方向に画定された、折り曲げ壁領域５３０ｂ内の残りの材料である。
【0078】
上記の図４Ａ～図４Ｄの説明と同様に、本実施例では、軸方向ビーム５２０は、材料５００のシートの軸方向の長さに延びている列に配置されている。軸方向ビーム５２０は、軸方向ビーム５２０と交差する各横方向ビーム５３０ａからなる隣接する部分を通って軸方向に延びている。スリット５１０の横方向部分５２５は、一般に、列内の軸方向ビーム５２０が、スリットの横方向部分５２５によって互いに分離されるように、各列内のそれぞれの軸方向ビーム５２０の間に配置される。
【0079】
当業者であれば、多くの変更が、依然として本開示の範囲内に該当しつつ、このパターンに加えられ得ることを認識するであろう。当業者は、形状及びスリットの長さが様々であってよいことを理解するであろう。例えば、いくつかの実施形態では、形状は、図５Ａに示すよりも、より丸い縁部を有するＵ字形状である。あるいは、スリットの長さ、行のサイズ又は形状、及びビームのサイズ又は形状は、様々であってよい。更に、パターンは、２行、３行、４行などで交互にすることができる。あるいは、行のサイズ又は形状、及びビームのサイズ又は形状は、様々であってよい。更に、オフセット又は位相オフセットの程度は、図示されるものとは異なっていてもよい。
【0080】
図５Ｂ～図５Ｄは、紙のシートに形成され、引張軸Ｔに沿って張力がかけられた図５Ａのパターンを示す。材料５００が引張軸Ｔに沿って張力作動又は展開されると、材料５００の一部分は、材料を、張力がかけられていない状態にある材料５００の元の平面から面外へと動かす張力及び／又は圧縮を受ける。引張軸に沿って張力がかけられると、２つの異なるタイプのビーム５３０ａ及び５３０ｂに２つのことが起こる。第１のビーム５３０ａは、終端部５１４及び５１６を、プレテンション状態にある材料５００の元の平面に平行な１つの平面内におおよそ維持しながら、波立つ形状に屈曲して、隣接するスリット５１０間にある軸方向ビーム５２０を、同じ行内の隣接するビーム５２０に近付ける。折り曲げ壁領域５３０ｂは回転し、アコーディオン状の形状に折れ曲がり、それにより、略矩形領域５３１及び領域５３３の全てが、名目上平坦になり、２つの略矩形領域５３１と略矩形領域５３３との間に折り目を有し、プレテンション状態にある材料５００の元の平面から少なくとも９０度回転した単一の共通軸（平坦な状態では軸方向軸線であった）を有する。共通軸の回転はまた、それが全ての終端部５１４及び５１６が同じ平面内に引っ張られることによる追加の結果と見なされる場合にも、理解され、更には計算され得る。材料５００におけるこれらの動きは、１連の２つの別個の折り曲げられたビームを形成し、これらのうちの１つが、図５Ｄに見られるように、引張軸及びプレテンション状態にある材料５００の元の平面に少なくとも直交するように回転した。
【0081】
図５Ａ～図５Ｄの特定の実装のような実施形態は、独特の利点を有する。例えば、図５Ａ～図５Ｄは、展開又は張力作動されたときに、材料の一部分が、垂直軸までもしくは垂直軸を越えて、又はプレテンション状態にある材料５００の元の平面に対して実質的に９０°になる、もしくは直交するまで、回転する１セットの実施形態を例示している。更に、これらの実施形態のいくつかは、他の一重スリットパターン化構造と比較して、垂直軸に加えられるより大きな負荷への曝露に、押しつぶされることなく耐えることができる。これは、輸送中のパッケージ及び他の用途などのために保護を向上又は強化することができることを意味する。図５Ａ～図５Ｄに示される特定の実装のような一重スリットパターンの別の利点は、様々な実施形態において、構造体がその（張力を加えることによる）一度その展開位置になると、張力が加えられなくなった後でも、構造体がその展開した／伸展した／張力がかけられた位置に実質的に留まることである。この特徴は、より安定した構造をもたらすことができる。
【0082】
図５Ａ～図５Ｄの実装は、９０度を超えて回転するため、折り目のうちのいくつかにおいて材料を塑性変形させやすい（又は折り目をつけやすい）追加の応力を生成し、これは、図４Ａ～図４Ｄの実装と比較して、張力が加えられなくなっても、構築物がその展開位置に留まる可能性を更に高くする。これらの利点のうちのいくつかは、折り曲げられた壁の形状の強度が増加したことによる。折り曲げられた壁もしくはアコーディオン形状の壁、又は回転している／折り曲げられているビームは、展開された（張力又は力の適用によって展開された）物品における大きな断面二次モーメント（area moment of inertia）（面積モーメント又は断面二次モーメント（second moment of inertia）とも呼ばれる）を有し、ここで、断面二次モーメントは、元のシートの平面にある。断面二次モーメントは、折り目のない直線状の垂直壁と比較して、増加している。
【0083】
張力作動式材料５００が物品の周りに巻き付けられる、又は張力作動式材料５００自体に直接隣接して配置されると、アコーディオン状に折り曲げられた折り曲げ壁領域５３０ｂ又は波形になった第１のビーム５３０ａが、互いに、及び／又は開口部５２２と相互連結し、相互連結構造を作り出すことができる。相互連結は、以下に記載した「相互連結試験方法」により測定可能である。
【0084】
追加の一重スリットパターンは、例えば、本譲受人に譲渡された米国特許出願第６２／９５２，７８９号に示されており、その全体が本明細書に組み込まれる。
【0085】
マルチスリットパターン
【0086】
本開示の様々な実施形態は、マルチスリットパターン、及びこれらのマルチスリットパターンを含む物品に関する。「マルチスリットパターン」という用語は、本明細書では、シートの横方向ｙにわたって第１の隣接する行のセットを形成している個々のスリットのパターンとして定義され、ここで、第１の隣接する行のセット内にある個々のスリットは、横方向ｙに整列している。マルチスリットパターンでは、第１の隣接する行のセットは、シートの軸方向長さに沿って少なくとも第２の行と共に繰り返しパターンを形成しており、ここで、第１の隣接する同一行のセット内にあるスリットは、第２の行内のスリットから横方向ｙにオフセットされている。「マルチスリットパターン」という用語は、二重スリットパターン、三重スリットパターン、四重スリットパターンなどを含む。二重スリットパターンとは、スリットが、シートの軸方向の長さに沿った行のパターンで繰り返される２つの同一の行のセットを形成していることであり、三重スリットパターンとは、スリットが、行のパターンで繰り返される３つの同一の行を形成していること、などである。整列したマルチスリットの終端部の実質的な整列とは、隣接する行内のスリットの２つの終端部間に仮想線を引いた場合に、整列軸（シートの平面内の行に垂直な軸）に対するその仮想線の角度が、＋／－２０度以下であることを意味する。いくつかの実施形態では、マルチスリットを形成する各スリットの長さは、最長又は最短スリットの全長の＋／－２０％以下だけ異なる。いくつかの実施形態では、スリットが直線状である場合、それらは互いに実質的に平行である。スリットが直線状ではないいくつかの実施形態では、整列したマルチスリットは全て、引張軸に対して＋／－２０度以内で実質的に平行に整列している。
【0087】
本明細書で使用される場合、「二重スリットパターン」という用語は、複数の個々のスリットからなるパターンを指す。複数のスリットの各スリットは、スリット自体を横切らない又はスリット自体と交差しない、単一の連続した切り込みによって形成することができる。このパターンは、スリットの複数の行を含み、第１の行内にある個々のスリットは、直接隣接する第２の行内にある個々のスリットと実質的に整列している。二重スリットは、第２の行内のスリットと実質的に整列した第１の行内のスリットから構成される。これら２つの実質的に整列したスリットは共に、二重スリットを形成する。
【0088】
二重スリットパターン、三重スリットパターン、四重スリットパターン、又はマルチスリットパターンは、引張軸に沿って張力がかけられると、一重のスリットパターンよりも大幅に多くの面外波形を作り出す。材料のこの面外波形は、多くの用途に対して大きな価値を有する。例えば、これらの面外波形領域は、面外材料又は面外ループを作り出し、この面外材料又は面外ループは、材料の一部分同士が互いに隣接して配置される、又は一緒に巻き付けられると、面外材料又は面外ループの他の領域と相互連結することができる。このように、マルチスリットパターンは、本質的に相互連結する、及び／又は相互連結特徴部を含む。張力作動されると、これらの特徴部及びパターンが相互連結し、材料を実質的に所定の位置に保持する。相互連結は、上記のように測定することができる。
【0089】
波形はまた、著しい塑性変形なく、ばねのような様式でエネルギーを吸収することができる構造を作り出す。二次元物品（例えば、紙など）に二重スリットパターンを切り込み、その物品に引張軸Ｔに沿って張力を加えると、二次元物品の一部分は、波立つ、又はｚ軸（二次元物品の元のプレテンション状態の平面に垂直な軸）へ動き、三次元物品の形成をもたらす。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のスリット又は折り曲げ壁形状は、図１Ａ～図２Ｂの先行技術のスリットもしくはフラップの形状及び／又は向きと比較して、材料又は物品の面外への動きを増幅する。いくつかの実施形態では、二重スリットパターンが形成される材料は、実質的に非伸張性である。いくつかの実施形態では、二重スリットパターンは、中断及び変化することなく継続し、材料の少なくとも１つの縁部により途切れる。結果的に得られる材料及び／又は物品は、多種多様な利点を提供する。
【0090】
図６Ａは、例示的な二重スリットパターンの概略図である。パターン６００は、スリットの行６１２内に複数のスリット６１０を含む。各スリット６１０は、第１の終端部６１４と第２の終端部６１６との間に中点６１８を含む。スリット６１０の第１の行６１２ａ及びスリット６１０の第２の行６１２ｂはそれぞれ、互いに間隔が空いた複数のスリット６１０を含む。行６１２内の直接隣接するスリット６１０間にある空間は、行６１２内の隣接するスリット６１０間にある材料６２０と呼ぶことができる。直線状の仮想線が、終端部６１４と終端部６１６と間に延びており、終端部同士を接続している。この例示的な実施形態では、第１のスリットの終端部間に延びており、それらの終端部同士を接続している直線状の仮想線は、同じ行内の直接隣接する第２のスリットの終端部間に延びており、それらの終端部同士を接続している直線状の仮想線と、実質的に同一線上にある。この例示的な実施形態では、単一行内のスリット終端部間に延びており、それらのスリット終端部同士を接続している全ての直線状の仮想線は、ほぼ同一直線上にある。
【0091】
スリット６１０の行６１２ａ、６１２ｂは共に、横方向ビーム６３０を形成している。横方向ビーム６３０は、スリット６１０によって横方向に画定されている。オーバーラップビーム６３６は、各横方向ビーム６３０ａ、６３０ｂに直接隣接しており、この実施形態では、各横方向ビーム６３０ａ、６３０ｂの両側にある。オーバーラップビーム６３６は、非整列スリットによって画定されている。横方向ビーム６３０の縁部又は側部を形成する、直接隣接する各行６１２ａ、６１２ｂ内のスリットは、実質的に平行になるように実質的に互いに整列しており、それらの終端部６１４、６１６は、その行の軸線に対して実質的に垂直にかつ互いに等距離になるように整列している。いくつかの実施形態では、整列したスリット同士は、実質的に同じスリット長及びピッチ（引張軸に対するピッチ）を有する。
【0092】
より具体的には、材料６００は、スリット６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｄを含む。スリット６１０ａ及び６１０ｂは共に、二重スリットを形成している。また、スリット６１０ｃ及び６１０ｄは共に、別の二重スリットを形成している。スリット６１０ａ及び６１０ｂは、第１の横方向ビーム６３０ａの一部分の側部又は縁部を形成している。スリット６１０ｂ及び６１０ｃは、オーバーラップビーム６３６の一部分の側部又は縁部を形成し、スリット６１０ｃ及び６１０ｄは、第２の横方向ビーム６３０ｂの一部分の側部又は縁部を形成している。横方向ビーム６３０ａは、オーバーラップビーム６３６に直接隣接している。オーバーラップビーム６３６は、横方向ビーム６３０ｂに直接隣接している。スリット６１０ａ及び６１０ｂは、互いに実質的に整列している。スリット６１０ｃ及び６１０ｄは、互いに実質的に整列している。スリット６１０ｂ及び６１０ｃは、互いに整列していない。代わりに、スリット６１０ｂ及び６１０ｃは、位相が離れている、又は互いに間隔が空いている。図６Ａの実施形態では、スリット６１０は、引張軸Ｔに対して実質的に垂直である。
【0093】
２つの平行で実質的に整列したスリット６１０によって画定された横方向ビーム６３０の各セクションは、中点６３２を含み、この中点４３２は、（１）横方向ビーム６３０の側部を形成しているスリット６１０の第１の終端部６１４と第２の終端６１６との間の中点（横方向）、かつ、（２）横方向ビーム６３０の側部を形成している２つのスリット６１０の間の中点（軸方向）にある。横方向ビーム６３０ａの第１のセクションの中点６３２ａは、直接隣接する横方向ビーム６３０ｂの直接隣接するセクションの中点６３２ｂとは、位相がずれている。図６Ａの実施形態では、横方向ビーム６３０ａの第１のセクションの中点６３２ａは、横方向ビーム６３０ｃの第１のセクションの中点６３２ｃと、軸方向に実質的に整列しており、この横方向ビーム６３０ｃは、横方向ビーム６３０ａから２番目の直接隣接する横方向ビームである。
【0094】
図６Ａはまた、図６Ａの実施形態における、軸方向ｘに実質的に平行であり、かつ横方向ｙに実質的に垂直である引張軸（Ｔ）、及びスリットの行の方向を示している。引張軸（Ｔ）は、この軸に沿って張力が与えられ、パターン６００が形成された材料を展開することができる軸であり、横方向ビーム６３０の上向き及び下向きの動き、及びオーバーラップビーム６３６の回転を生じさせる。
【0095】
図６Ｂ及び図６Ｃは、引張軸Ｔに沿って張力がかけられたときの図６Ａのスリットパターンを含む材料を示す。材料６００が引張軸Ｔに沿って張力作動又は展開されると、材料６００の一部分は、材料６００を、張力がかけられていない状態にある材料６００の元の平面から面外へと動かす張力及び／又は圧縮を受ける。引張軸に沿って張力がかけられると、終端部６１４、６１６が、圧縮され、互いに向かって引き寄せられることにより、材料６００のフラップ領域６５０が、プレテンション状態（図６Ａ）にある材料６００の水平面に対して上向きに動いて、又は座屈して、フラップ６２４を作り出す。横方向ビーム６３０の一部分は、プレテンション状態（図６Ａ）にある材料６００の元の平面から面外へと波立ち、引張軸に名目上平行に留まりながら、ループを形成する。行６１２内の隣接するスリット６１０間にある材料６２０は、プレテンション状態（図６Ａ）にある材料６００の元の平面に実質的に平行に留まる。オーバーラップビーム６３６は、元の材料又はシートの平面から面外へと座屈し、回転する。フラップ領域６５０の動きが、横方向ビーム６３０の波形と組み合わされて、開口部６２２を作り出す。
【0096】
当業者であれば、多くの変更が、依然として本開示の範囲内に該当しつつ、このパターン及び材料に加えられ得ることを認識するであろう。例えば、いくつかの実施形態では、マルチスリットパターンは、二重スリットパターンではなく、三重スリット、四重スリット、又は他のマルチスリットである。あるいは、スリットの長さ、スリットのサイズ、スリットの厚さ、スリットの形状、行のサイズもしくは形状、横方向ビームのサイズもしくは形状、及び／又はオーバーラップビームのサイズもしくは形状は、様々であってよい。更に、オフセット又は位相オフセットの程度は、図示されるものとは異なっていてもよい。スリット、行、又はビームのピッチは、様々であってよい。引張軸とスリットとの間の角度は、様々であってよい。これらの変更の多くは、展開パターンを変更する可能性がある。
【0097】
張力作動式材料６００が物品の周りに巻き付けられる、又は張力作動式材料６００自体に直接隣接して配置されると、横方向ビーム６３０及び／もしくはフラップ６２４が、互いに、及び／もしくは開口部６２２と相互連結し、相互連結構造を作り出す。相互連結は、上記に明記した相互連結試験に規定されているように測定することができる。
【0098】
材料シート７００における別の二重スリットパターンの１つの例示的な実施形態を図７Ａに概略的に示す。材料シート７００は、軸方向ｘ及び横方向ｙを画定しており、ここで、軸方向は、引張軸Ｔに平行である。図７Ａのスリットパターンは、異なる行が、スリットを異なる位置に有し得ることを示している。この一般的な概念の実施例への実装を具体的に参照すると、図７Ａの一重スリットパターンは、第１の形状及び位置のスリット７１０を含む第１の行７１２ａのセットと、同じスリット形状を含むが、スリット７１０が異なる位置に配置され（この場合は、反転されている）、軸方向ｘにオフセットされている第２の行７１２ｂのセットと、を含む。第１の行７１２ａのセット及び第２の行７１２ｂのセットの両方におけるスリット形状は、反転している以外は実質的に同じである。異なる位置に配置されることに加えて、図７Ａのスリットは、隣接する行のスリット７１０の終端部同士が横軸に沿って整列するように入れ子になっている、又は１つの行のスリット７１０が、隣接する行のスリット７１０の終端部によって画定された軸を越えて延び、入れ子構成を作り出している。
【0099】
二重スリットパターンが、材料７００に形成され、複数のスリット７１０を含み、各スリットは、第１の終端部７１４、第２の終端部７１６、及び中点７１８を含む。複数の個々のスリット７１０は、引張軸Ｔに略垂直な行７１２を形成するように整列される。軸方向ビーム７２０を形成している材料は、行７１２内の隣接するスリット７１０間に存在する。軸方向ビーム７２０は、隣接する横方向ビーム７３０ａ、７３０ｂを通って延びている。図７Ａの例示的な実施形態では、スリット７１０は、（図６Ａのスリットパターンのスリット６１０のような）別個の直線ではなく、代わりに、２つの概ね軸方向の部分７２１、７２３を含み、これらの部分は、引張軸Ｔに略平行であり、かつ引張軸Ｔに略垂直な概ね横方向の部分７２５に接続されている。この実施形態では、スリット７１０は、略Ｕ字形状であり、軸方向部分７２１、７２３と、概ね横方向の部分７２５との交点は、互いに略垂直である。
【0100】
シート７００を通る複数のスリット７１０が、シートの軸方向長さに沿って列に配置された、軸方向に延びた複数のビーム７２０を画定している。複数のスリット７１０は、第１の列７０２ａを形成している第１の複数の軸方向ビーム７２０ａを形成している。複数のスリット７１０のうちの１つのスリットの横方向部分７２５は、ビーム７２０ａ間に軸方向に配置されている。前述の実施例とは異なり、この実施例では、各ビームは、スリット７１０の横方向部分７２５によって分離されていない。むしろ、第１の列７０２ａ内の各一連の２つのビーム７２０ａは、その列内の対応するスリット７１０の一連の２つの横方向部分７２５と交互になっている。したがって、第１の列７０２ａは、第１のスリットグループ７４０ａを有し、各スリットが、第１の複数のビーム７２０ａのビーム間に軸方向に存在している横方向部分７２５ａを有する。
【0101】
複数のスリット７１０はまた、軸方向ｘに延びている第２の複数のビーム７２０ｂを画定している。第２の複数のビーム７２０ｂは、シート７００にわたって軸方向ｘに延びている第２の列７０２ｂを形成している。第２の複数のビーム７２０ｂは、第１の複数のビーム７２０ａから横方向ｙに間隔が空いている。軸方向ｘにおけるビーム７２０ｂ間には、複数のスリット７１０のうちの第２のスリットグループ７４０ｂ内のスリットの横方向部分７２５がある。第１の列７０２ａと同様に、第２の列７０２ｂのこの例では、列７０２ｂの長さに沿って、スリットの２つの連続する横方向部分７２５と交互になっている一連の２つの連続するビーム７２０ｂがある。
【0102】
第１の複数のビーム７２０ａと第２の複数のビーム７２０ｂとは、軸方向及び横方向において互い違いになっている。本実施例では、第１のスリットグループ７４０ａ内の各スリットは、第２の複数のビーム７２０ｂにおいてビームを画定している軸方向部分７２１（第１の軸方向部分７２１）を有する。複数のスリット７１０のうちの第２のスリットグループ７４０ｂ内の各スリットは、第１の複数のビーム７２０ａにおいてビームを画定している軸方向部分７２３（第２の軸方向部分７２３）を有する。第１の複数のビーム７２０ａの各ビームは、第２の複数のビーム７２０ｂうちの１つのビームの終端部７２４ｂによって画定される軸（一例として、ｉ１）と整列している。
【0103】
本実施形態では、材料シート７００は、第１の列７０２ａ内の第１の複数のビーム７２０ａと、第２の列７０２ｂ内の第２の複数のビーム７２０ｂと、を画定している複数のスリット７１０を画定している。第１の列７０２ａ及び第２の列７０２ｂは、シートの幅にわたって横方向ｙに交互になっている。言い換えれば、第１の複数のビーム７２０ａ及び第２の複数のビーム７２０ｂは、材料シート７００の横幅にわたってビームの繰り返しパターンを形成している。いくつかの実施形態では、複数のスリット７１０は、シートの幅にわたって第１の列７０２ａ及び第２の列７０２ｂと交互になる第３の列を画定する第３の複数のビームを同様に画定することができる。いくつかの実施形態では、複数のスリット７１０は、シートの幅にわたって第１の列７０２ａ、第２の列７０２ｂ、及び第３の列と交互になる第４の列を画定する第４の複数のビームを同様に画定することができる。
【0104】
材料７００は、第１のスリット７１０ａ、第２のスリット７１０ｂ、第３のスリット７１０ｃ、及び第４のスリット７１０ｄを含み、各スリットは、対応する第１の行７１２ａ、第２の行７１２ｂ、第３の行７１２ｃ、及び第４の行７１２ｄをそれぞれ形成している。各スリットの行は、材料シート７００の幅にわたって横方向ｙに延びている。第１の行７１２ａ、第２の行７１２ｂ、第３の行７１２ｃ、及び第４の行７１２ｄは、材料シート７００の軸方向の長さに沿って行の繰り返しパターンを形成している。本実施例では、第２のスリット７１０ｂは、第３のスリット７１０ｃと入れ子になっており、第１のスリット７１０ａは、第４のスリット７１０ｄと入れ子になっている。したがって、第２の複数のスリット７１０ｂの各スリットの第１の終端部７１４を画定している第１の終端部セグメント（第１の軸方向部分７２１に対応している）は、第３の複数のスリット７１０ｃの１つのスリットの終端部７１４と終端部７１６とを接続している仮想線ｉ１と交差している。より具体的には、第２の複数のスリット７１０ｂの各スリットの第１の終端部７１４は、第３の複数のスリット７１０ｃの１つのスリットの終端部７１４と終端部７１６とを接続している仮想線ｉ１と整列している。同様に、第１の複数のスリット７１０ａの各スリットの第１の終端部７１４を画定している第１の終端部セグメント（第１の軸方向部分７２１に対応している）は、第４の複数のスリット７１０ｄの１つのスリットの終端部７１４と終端部７１６とを接続している仮想線ｉ２と交差している。具体的には、第１の複数のスリット７１０ａの各スリットの第１の終端部７１４は、第４の複数のスリット７１０ｄの１つのスリットの終端部７１４、７１６を接続している仮想線ｉ２と整列している。
【0105】
第１のスリット７１０ａ及び第２のスリット７１０ｂは、第１の横方向ビーム７３０ａの一部分の横方向側部又は縁部を形成している。第１の横方向ビーム７３０ａは、材料７００の横方向の幅にわたって延びている。材料の幅にわたる第１の横方向ビーム７３０ａの長さは、介在するスリットによって中断されない。第２のスリット７１０ｂ及び第３のスリット７１０ｃは、折り曲げ壁領域７３６を形成している。第３のスリット７１０ｃ及び第４のスリット７１０ｄは、第２の横方向ビーム７３０ｂの一部分の横方向側部又は縁部を形成している。横方向ビーム７３０ａは、折り曲げ壁領域７３６に直接隣接している。折り曲げ壁領域７３６は、第２の横方向ビーム７３０ｂに直接隣接している。折り曲げ壁領域は、概ね、隣接するスリット７１０ｂとスリット７１０ｃとの間にある軸方向ビーム７２０を除外した、第２のスリット７１０ｂ及び第３のスリット７１０ｂによって囲まれた全ての領域を含む。横方向ビーム７３０ａ及び７３０ｂは、折り曲げ壁領域７３６に直接隣接している。具体的には、折り曲げ壁領域７３６は、第１の横方向ビーム７３０ａと第２の横方向ビーム７３０ｂとの間にある。スリット７１０ａ及び７１０ｂは、互いに実質的に整列している。スリット７１０ｃ及び７１０ｄは、互いに実質的に整列している。スリット７１０ｂ及び７１０ｃは、互いに整列していない。代わりに、スリット７１０ｂ及び７１０ｃは、位相が離れている、又は互いに間隔が空いている。図７Ａの実施形態では、スリット７１０は、引張軸Ｔに対して実質的に垂直である。
【0106】
スリット７１０が直接隣接する行同士において互いに対して反転する場合、これは、それらのスリットが、互いに整列する、又は互いを越え、１つのスリット７１０の１つ以上の終端部７１４、７１６が、直接隣接する行内の１つのスリット７１０の終端部７１４、７１６と横軸Ｔに沿って整列する状態を作り出す。これらの特有のパターンは、特有のビーム幅、サイズ、及び形状を作り出す。直接隣接する行７１２ａ及び７１２ｂ内のスリット７１０の終端部７１４、７１６は、引張軸Ｔに垂直な、仮想の、本質的に直線状の単一線に近似するように横方向に整列するため、ビームのサイズ及び形状は、本明細書で前述した実施形態とは異なる。概ね横方向の部分７２５（引張軸Ｔに対して実質的に垂直である）間の連続した横方向領域が、横方向ビーム７３０を形成している。このビームは、横方向に整列した、直接隣接する行７１２ａと７１２ｂとの２つのセットの間ごとに１つのみ生じている。横方向に整列した、直接隣接する行７１２ａ及び７１２ｂは、直接隣接する、横方向に整列した行内のスリット７１０の終端部７１４と終端部７１６との間に連続する横方向領域が存在しないように配置される。横方向に整列した終端部７１４、７１６を有するスリット７１０がその内部に延びている材料７００の領域は、隣接するスリット７１０間にある軸方向ビーム７２０を除いて、折り曲げ壁領域７３６を構成する。折り曲げ壁領域７３６は、２つの略矩形領域７３１及び７３３を有するとして更に説明することができ、ここで、矩形領域７３１は、（１）引張軸に垂直な、直接隣接するスリット７１０の概ね横方向の部分７２５と、（２）直接隣接する対向するスリット７１０の隣接する軸方向部分７２１及び７２３とによって、画定されている。軸方向ビーム７２０は、単一行７１２内の隣接するスリット７１０間に存在する。領域７３３が、軸方向ビーム７２０に直接隣接しており、この領域７３３は、ビーム７２０と、概ね横方向の部分７２５とによって軸方向ｘに画定され、２つの略矩形領域７３１によって、より具体的には、隣接する軸方向部分７２１及び７２３の軸方向延長部によって、横方向ｙに画定された、折り曲げ壁領域７３６内の残りの材料である。
【0107】
この例示的な実施形態では、スリットは、２つの終端部を有する。直線状の仮想線が、これらの終端部間に延びており、これらの終端部同士を接続している。この実施形態では、第１のスリットの終端部間に延びており、それらの終端部同士を接続している直線状の仮想線は、直接隣接するスリットの終端部間に延びており、それらの終端部同士を接続している直線状の仮想線と、実質的に同一線上にある。この例示的な実施形態では、単一行内のスリット終端部間に延びており、それらのスリット終端部同士を接続している全ての直線状の仮想線は、ほぼ同一直線上にある。
【0108】
図７Ｂ～図７Ｄは、引張軸Ｔに沿って張力がかけられたときの、図７Ａのスリットパターンを含む材料を示す。材料７００が引張軸Ｔに沿って張力作動又は展開されると、材料７００の一部分は、材料を、張力がかけられていない状態にある材料７００の元の平面から面外へと動かす張力及び／又は圧縮を受ける。引張軸に沿って張力がかけられると、横方向ビーム７３０は、終端部７１４及び７１６を、プレテンション状態にある材料７００の元の平面に平行な１つの平面内におおよそ維持しながら、波立つ形状に屈曲して、隣接するスリット間にある軸方向ビーム７２０を、同じ行内の隣接するビーム７２０に近付ける。波形になった横方向ビーム７３０は、引張軸に平行であり、具体的には、プレテンション状態にある横方向ビーム７３０上で引張軸に平行に引かれた任意の線は、張力がかけられた状態においても依然として引張軸に実質的に平行になる。言い換えれば、それぞれの波形になったスリット面は、実質的に、引張軸に沿って延びた単一曲線である。折り曲げ壁領域７３６は、回転して、アコーディオン状の形状に折れ曲がり、それにより、２つの略矩形領域７３１及び略矩形領域７３３の全てが、名目上平坦となり、全ての隣接する略矩形領域７３１と略矩形領域７３３との間に折り目を有し、全ての平坦な表面が、プレテンション状態にある材料７００の元の平面に名目上直交する。行７１２内の隣接するスリット７１０間の軸方向ビーム７２０は、主に、引張軸Ｔと一直線上の張力を受け、この張力は、同じ横方向ビーム７３０と隣り合う、隣接するビーム７２０によって平衡化されるので、この領域又は範囲は、プレテンション状態にある材料７００の元の平面に対して平坦かつ平行に留まる傾向がある。材料７００におけるこれらの動きは、２つの別個の折り曲げられたビームを形成し、つまり、図７Ｄに見られるように、１）引張軸に平行な波状になったビーム７３０と、２）プレテンション状態にある材料７００の元の平面に直交する折り曲げられたビーム７３６と、を形成する。
【0109】
図７Ａ～図７Ｄの特定の実装のような実施形態は、独特の利点を有する。例えば、図７Ａ～図７Ｄは、展開又は張力作動されたときに、材料の一部分が（プレテンション状態にある材料７００の元の平面に対して実質的に９０°である、又は直交する）垂直軸まで回転する１セットの実施形態を例示している。更に、これらの実施形態のいくつかは、他のマルチスリットパターン構造と比較して、垂直軸に加えられるより大きな負荷への曝露に、押しつぶされることなく耐えることができる。これは、輸送中のパッケージ及び他の用途などのために保護を向上又は強化することができることを意味する。図７Ａ～図７Ｄに示される特定の実装のようなマルチスリットパターンの別の利点は、構造体が（張力を加えることにより）一度その展開位置になると、張力が加えられなくなった後でも、構造体がその伸展した／張力がかけられた位置に実質的に留まることである。この特徴は、より安定した構造をもたらすことができる。これらの利点のうちのいくつかは、折り曲げられた壁の形状の強度が増加したことによる。折り曲げられた壁もしくはアコーディオン形状の壁、又は回転している／折り曲げられているビームは、展開された（張力又は力の適用によって展開された）物品における大きな断面二次モーメント（area moment of inertia）（面積モーメント又は断面二次モーメント（second moment of inertia）とも呼ばれる）を有し、ここで、断面二次モーメントは、元のシートの平面にある。断面二次モーメントは、折り目のない直線状の垂直壁と比較して、増加している。
【0110】
当業者であれば、多くの変更が、依然として本開示の範囲内に該当しつつ、このパターン及び材料に加えられ得ることを認識するであろう。例えば、１列のスリットの終端部は、隣接する列のスリットの終端部と同一線上になる代わりに、隣接する列のスリットの終端部を越え、入れ子式又は重ね合せ式スリットパターンを作り出すことができる。いくつかの実施形態では、マルチスリットパターンは、二重スリットパターンではなく、三重スリット、四重スリット、又は他のマルチスリットである。あるいは、スリットの長さ、スリットのサイズ、スリットの厚さ、スリットの形状、行のサイズもしくは形状、横方向ビームのサイズもしくは形状、及び／又はオーバーラップビームのサイズもしくは形状は、様々であってよい。湾曲度及びスリットの長さは、様々であってよい。更に、オフセット又は位相オフセットの程度は、図示されるものとは異なっていてもよい。スリット、行、又はビームのピッチは、様々であってよい。更に、パターンは、２行、３行、４行などで交互にすることができる。引張軸とスリットとの間の角度は、様々であってよい。これらの変更の多くは、展開パターンを変更する可能性がある。
【0111】
張力作動式材料７００が物品の周りに巻き付けられる、又は張力作動式材料７００自体に直接隣接して配置されると、波形になったビーム７３０及び／もしくは折り曲げ壁領域７３６が、互いに、及び／もしくは開口部７２２と相互連結し、相互連結構造を作り出す。相互連結は、上記に明記した相互連結試験に規定されているように測定することができる。
【0112】
追加のマルチスリットパターンは、例えば、本譲受人に譲渡された米国特許出願第６２／９５２，８１５号及び同第６２／０５８，０８４号に示されており、その全体が本明細書に組み込まれる。
【0113】
複合スリットパターン
【0114】
図８Ａは、例示的な複合スリットパターン８００の概略上面図である。「複合スリット」は、本明細書では、３つ以上の終端部を有するスリットとして定義され、これは、本明細書ではちょうど２つの終端部を有するスリットとして定義される「単純なスリット」とは対照的である。複合スリットパターンは、一重スリットパターン又はマルチスリットパターンと整合性を有し得る。この例では、パターン８００は、スリット行８１２内に複数のスリット８１０を含む。各スリット８１０は、第１の軸方向部分８２１と、第１の軸方向部分８２１から間隔が空いており、第１の軸方向部分８２１に略平行である第２の軸方向部分８２３と、第１の軸方向部分８２１と第２の軸方向部分８２３とを接続している概ね横方向の部分８２５と、を含む。各スリット８１０は、４つの終端部、すなわち、第１の終端部８１４、第２の終端部８１５、第３の終端部８１６、及び第４の終端部８１７を含む。各スリット８１０は、中点８１８を有する。
【0115】
第１の終端部８１４及び第２の終端部８１５は、スリット８１０の第１の軸方向部分８２１の両側の終端部である。第３の終端部８１６及び第４の終端部８１７は、スリット８１０の第２の軸方向部分８２３の両側の終端部である。第１の終端部８１４は、軸方向ｘ（本実施例では第１の軸方向部分８２１に平行である）の軸線に沿って第２の終端部８１５と整列されており、第３の終端部８１６は、軸方向（本実施例では第２の軸方向部分８２３に平行である）の軸線に沿って第４の終端部８１７と整列されている。第１の終端部８１４は、横方向ｙの軸線ｉ１に沿って第３の終端部８１６と整列され、第２の終端部８１５は、横方向の軸線ｉ２に沿って第４の終端部８１７と整列されている。行８１２ａ、８１２ｂ内の直接隣接するスリット８１０間にある空間は、軸方向ビーム８２０と呼ぶことができる。張力がかけられると、行８１２ａ、８１２ｂ内の隣接するスリット８１０間にある軸方向ビーム８２０は、非回転ビーム８２０になる（図８Ｃ～図８Ｅ及び図８Ｇに見ることができる）。非回転ビーム８２０を除いた、概ね横方向の部分８２５によって画定された空間は、折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂを画定している。
【0116】
折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂは、２つの略矩形領域８３１及び８３３を有するとして更に説明することができ、ここで、矩形領域８３１は、（１）引張軸に垂直な、直接隣接する、スリット８１０の概ね横方向の部分８２５と、（２）直接隣接する対向するスリット８１０の隣接する軸方向部分８２１及び８２３とによって、画定されている。軸方向ビーム８２０は、単一行８１２ａ、８１２ｂ内の隣接するスリット８１０間、より具体的には、隣接する軸方向部分８２１と軸方向部分８２３との間にある。領域８３３が、ビーム８２０に直接隣接しており、この領域８３３は、ビーム８２０と、概ね横方向の部分８２５とによって軸方向に画定され、２つの略矩形領域８３１によって、より具体的には、隣接する軸方向部分８２１及び８２３の軸方向延長部によって、横方向に画定された、折り曲げ領域８３０ａ、８３０ｂ内の残りの材料である。隣接する行のスリット８１０同士は、互いに位相がオフセットされている。
【0117】
図８Ａの実施形態では、引張軸Ｔは、軸方向ｘに実質的に平行であり、横方向ｙに実質的に垂直である。引張軸Ｔは、スリット８１０からなる行８１２ａ、８１２ｂの方向に略垂直である。引張軸Ｔは、この軸に沿って張力が与えられ、パターン８００が形成された材料を展開することができる軸であり、材料の一部分の回転及び上下の動きを生じさせる。
【0118】
本実施例では、前述の実施例とは異なり、材料シートの幅にわたって横方向ｙに延びている横方向のビームは存在しない。むしろ、本実施例では、材料８００のシートの軸方向の長さに沿って交互になっている、材料８００の横方向の幅にわたって画定された折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂが存在する。いくつかの前述の実施例と同様に、本実施例では、材料シートのスリットのパターンは、材料８００のシートの軸方向の長さに沿って交互になっている第１の行８１２ａ及び第２の行８１２ｂを画定している。材料のシートの複数のスリット８１０は、すでに説明したものと同様のビームの列及びビームの行を画定している。ただし、本実施例では、軸方向ビーム８２０のそれぞれは、第１の折り曲げ壁領域８３０ａから隣接する第２の折り曲げ壁領域８３０ｂまで延びている。更に、軸方向ビーム８２０のそれぞれは、行内の隣接するスリットの終端部に対応する２つの終端部８２４ａ、８２４ｂを画定している。
【0119】
図８Ｂは、図８Ａのスリットパターンを含む物品が引張軸Ｔに沿った張力により展開されたときに形成される一次張力線８４０（例えば、最高引張応力経路を近似している線）を示している。図８Ｂは、最大引張応力が発生する一次張力線８４０を点線で示している。張力線とは、張力が引張軸に沿って材料に加えられたときに、最大荷重を伝達する、材料を通る仮想経路である。張力が引張軸（Ｔ）に沿って加えられると、一次張力線８４０は、張力が加えられた軸とほぼ一直線になるように動き、シートを歪ませる。張力線８４０は、同じ行内の隣接するスリット間にある軸方向ビーム８２０に集束される。張力がかけられると、これらのビーム８２０は、非回転ビーム８２０になる。図８Ａの実施形態では、これらのビーム８２０又は非回転ビーム８２０は、引張軸に略平行である。図８Ａの実施形態では、これらのビーム８２０又は非回転ビーム８２０は、概ね軸方向である。張力が引張軸Ｔ（この実施形態では、非回転ビームに名目上平行な軸である）に沿って加えられると、張力（又はその張力によって引き起こされる応力の最大集中）は、全ての非回転ビーム８２０上にやや均一に、しかし点線で示されるように折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂのセクションにわたって、存在する。
【0120】
図８Ｃ～図８Ｇは、張力が引張軸Ｔに沿って加えられると、図８Ａのスリットパターンを含む材料が空間内でどのように動くかを示す概略上面図である。複合スリットパターンを展開すると、一次張力線８４０に沿った張力がかかることにより、パターンの実質的に全ての領域が、いくらかの張力又は圧縮（引張応力又は圧縮応力）を受け、それらの領域の一部が、元の二次元フィルムの平面から面外へと回転及び／又は屈曲する。折り曲げ壁領域８３０ａと８３０ｂとを通って伝わる張力は、ビームを回転させると同時に折り曲げ、非回転ビーム８２０同士を互いに近付けて、引張軸Ｔとより整列させる。図８Ｃ～図８Ｅでは、非回転ビーム８２０は、分割されており、力ベクトル（矢印）で接続されているものとして表されている。これは、別々の領域における力の相互作用を視覚化し、材料の動きを明確にするのに役立つ。力を受けている材料８００は比較的薄いため、折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂは、張力が加えられたことに応じて、非回転ビーム８２０の基部において面外へと回転し、折り曲げられることになる。具体的には、図８Ｃは、折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂに力ベクトルが作用している非回転ビーム８２０を示す。この作用により、材料８００は、図８Ｄに概略的に示される位置へと動き、その位置で、折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂは、図８Ｄに示される力ベクトルの結果として回転している。図８Ｅに示されるように、折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂはまた、図８Ｃ～図８Ｅに示される力ベクトルに応じて折れ曲がる、又は屈曲する。折り曲げ又は屈曲の程度は、例えば、材料の剛性率、張力の大きさ、要素の寸法及びスケール、非回転ビームの幅、非回転ビーム間の距離などを含む多くの要因に応じて様々となる。
【0121】
図８Ｄは、図８Ｃの上面斜視図からの回転のみを示した折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂの上面概略図である。図８Ｅは、十分に張力をかけられ展開されたときの、回転及び屈曲した回転ビームの上面図を示す概略図である。上面図によれば、折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂは、一度回転すると、（ｘ－ｙ平面に直交する）Ｚ軸の大きな圧縮力に抵抗することができるアコーディオン状に折れ曲がった垂直壁を形成する。折り曲げられた壁を座屈させるのに要するエネルギーは、この構造体が巻き付けられている物体への損傷を防止するために、この構造体によって吸収され得るエネルギーである。非回転ビーム８２０は、折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂを接続している。図８Ａの複合スリットパターンは、非回転ビーム８２０同士を互い違いにさせ、これは、展開されたときの材料の強度に更に寄与する。非回転ビーム８２０及び折り曲げ壁領域８３０ａ、８３０ｂの動きは、開放領域８２２を作り出し、これは、図８Ｇ～図８Ｊに見ることができる。
【0122】
図８Ａに戻ると、略矩形領域８３３は、非回転ビーム８２０の幅又は横方向寸法に等しい、幅又は横方向寸法を有する。いくつかの実施形態では、この幅は、矩形領域８３１の幅又は横方向寸法と比較して小さいことが好ましい。矩形領域８３３の横方向の幅が矩形領域８３１の横方向の幅と比較して小さいと、矩形領域８３３は、展開されたときに実質的に折り目がつくことになり、図８Ｆの図面によって近似されるように、及び図８Ｇ及び８Ｈで見ることができるように、折り曲げ壁領域８３０の残りの部分から明確に独立して区別することはできない。具体的には、図８Ｉの材料の正面図（上面又は底面）では、開口部８２２の形状は、開口部８２２の形状が八角形であることを正面図でより明確に見ることができる図８Ｊのモデル図と比較して、略六角形であるように見える。矩形領域８３３が十分に幅広い場合、図８Ｊに示される回転／折り曲げビームの折り目には、別の平坦な垂直セクションが存在する。視覚的には、これによって六角形が八角形のように見える。
【0123】
図８Ｈ及び図８Ｉは、紙シートに形成され、引張軸に沿って張力がかけられた、図８Ａの複合スリットパターンの写真からの線画である。図８Ｈは斜視側面図であり、図８Ｉは略上面図であり、図８Ｊは図８Ｉに対応する概略図である。
【0124】
図９Ａは、概ね横方向の部分９２５がジグザグパターンであることを除いて、図８Ａの複合スリットパターンと実質的に同じである例示的な複合スリットパターンである。ジグザグパターンは、材料９００の相互連結機能を有利に改善することができる。これらの特徴部は、材料の別の層に隣接して置かれたとき、及び／又は品物の周りに巻き付けられたときの、材料の相互連結を向上させることができる。更に、これらの特徴部は、好都合には、材料の縁部を有利に軟化させることができる。図９Ａでは、概ね横方向の部分９２５は波状又はｖ波形状を有する。波の「ｖ」部分は、相互連結特徴部を増加させる。引張軸（Ｔ）は、軸方向ｘに対して実質的に平行であり、かつ横方向ｙに対して、及びスリットの行の方向に対して実質的に垂直である。引張軸Ｔは、この軸に沿って張力が与えられ、パターン９００が形成された材料を展開することができる軸であり、材料の一部分の回転及び上下の動きを生じさせる。材料は、図９Ｂ～図９Ｄに示されるように、図８Ａ～図８Ｉに関して上述したように実質的に展開する。物体の周りに巻き付けられた場合など、材料の複数の層が接触している場合、相互連結機構は、それらの層同士が、より強力に及び／又は様々に異なる方法で、互いに相互連結することを可能にする。
【0125】
材料２０００のシートにおける更に別の複合スリットパターンが、図２０Ａ～図２０Ｂに示されており、この複合スリットパターンは、相互連結構造又は特徴部がやや異なる形状を有することを除いて、図９Ａのパターンと同様である。スリットのそれぞれの横方向部分２０２５は、曲線を画定している。具体的には、行２０１２内のスリットの横方向部分２０２５は、概して、スリット２０１０のそれぞれの間の軸方向ビーム２０２０によって中断された、起伏のある波又は正弦波を画定している。図２０Ｃ～図２０Ｅは、材料が引張軸における張力がかけられた後に拡張したときの、図２０Ａ～２０Ｂの複合スリットパターンを有する材料のシートを示す。
【0126】
図１０Ａは、横方向スリット部分１０２５が振動波形の形態を併せて画定していることを除いて、図８Ａの複合スリットパターンと実質的に同様である、材料シート１０００における別の例示的な複合スリットパターンの概略上面図である。図１０Ｂ～図１０Ｄは、紙のシートに形成されて、又は切り込まれてから、引張軸Ｔに沿って張力がかけられた図１０Ａの複合スリットパターンを示す。材料は、図８Ａ～図８Ｉに関して上述したように実質的に展開する。
【0127】
複数のスリット１０１０は、材料１０００の軸方向の長さに沿って交互になっているスリット１０１２の行を画定している。各スリット１０１０は、第１の軸方向部分１０２１と、第１の軸方向部分１０２１から横方向ｙに間隔が空いている第２の軸方向部分１０２３とを有する。概ね横方向の部分１０２５は、第１の軸方向部分１０２１と第２の軸方向部分１０２３とを接続している。各スリット１０１０は、４つの終端部、すなわち、第１の終端部１０１４、第２の終端部１０１５、第３の終端部１０１６、及び第４の終端部１０１７を含む。各スリット１０１０は、中点１０１８を有する。
【0128】
第１の終端部１０１４及び第２の終端部１０１５は、スリット１０１０の第１の軸方向部分１０２１の両側の終端部である。第３の終端部１０１６及び第４の終端部１０１７は、スリット１０１０の第２の軸方向部分１０２３の両側の終端部である。第１の終端部１０１４は、軸方向に延びている軸線（軸方向部分１０２１と同一線上にある）に沿って第２の終端部１０１５と整列されており、第３の終端部１０１６は、軸方向の軸線（軸方向部分１０２３と同一線上にある）に沿って第４の終端部１０１７と整列されている。第１の終端部１０１４は、前に示した例と同様に、横方向ｙの軸線に沿って第３の終端部１０１６と整列されている。第２の終端部１０１５は、前に示した例とまた同様に、横方向の軸線に沿って第４の終端部１０１７と整列されている。行１０１２内の直接隣接するスリット１０１０間にある空間は、行１０１２内の隣接するスリット１０１０間にある軸方向ビーム１０２０と呼ぶことができる。張力がかけられたとき、行１０１２内の隣接するスリット１０１０間にあるビーム１０２０は、非回転ビーム１０２０である（図１０Ｂ及び図１０Ｄに見ることができる）。非回転ビーム１０２０を除いた概ね横方向の部分１０２５によって画定された空間は、折り曲げ壁領域１０３０ａ、１０３０ｂを画定している。
【0129】
前述の実施形態とは異なり、折り曲げ壁領域１０３０は、略矩形領域の組み合わせではない。むしろ、折り曲げ壁領域は、２つの領域の組み合わせであり、第１の領域１０３１は、概して、（１）直接隣接する、スリット１０１０の概ね湾曲した横方向部分１０２５と、（２）直接隣接する対向するスリット１０１０の隣接する軸方向部分１０２１及び１０２３と、によって画定されている。軸方向ビーム１０２０は、単一行１０１２内の隣接するスリット１０１０間、より具体的には、隣接する軸方向部分１０２１と軸方向部分１０２３との間にある。第２の領域１０３３が、ビーム１０２０に直接隣接しており、この領域１０３３は、ビーム１０２０の終端と、概ね横方向の部分１０２５とによって軸方向に画定された、折り曲げ壁領域１０３０内の残りの領域である。第２の領域１０３３は、隣接する軸方向部分１０２１及び１０２３の端部によって横方向に画定されている。直接隣接する、スリット１０１０の行１０１２同士は、横方向ｙに互いにオフセットされている。
【0130】
図１０Ａの実施形態では、引張軸Ｔは、軸方向ｘに実質的に平行であり、かつ横方向ｙに実質的に垂直である。引張軸は、スリット１０１０からなる行１０１２の方向に略垂直である。引張軸は、この軸に沿って張力が与えられ、パターン１０００が形成された材料を展開することができる軸であり、材料の一部分の回転及び上下の動きを生じさせる。
【0131】
この実施例では、材料シートの幅にわたって横方向ｙに延びている横方向のビームは存在しない。むしろ、本実施例では、いくつかの前述の実施形態と同様に、材料１０００のシートの軸方向の長さに沿って交互になっている、材料１０００の横方向の幅にわたって画定された折り曲げ壁領域が存在する。
【0132】
追加の複合スリットパターンが、例えば、本譲受人に譲渡された米国特許出願第６２／９５２，８１５号に示されており、その全体が本明細書に組み込まれる。
【0133】
本明細書に図示又は記載される実施形態のいずれも、本明細書に図示又は記載される他の実施形態と組み合わせることができ、これは、本明細書に図示又は記載される任意の具体的な特徴、形状、構造、又は概念が、本明細書に図示又は記載される他の具体的な特徴、形状、構造、又は概念のいずれかと組み合わせることができることを含む。当業者であれば、依然として本開示の範囲内に該当しつつ、この複合スリットパターン、材料へのパターンの形成、及びそれらの材料の展開に多くの変更が加えられ得ることを認識するであろう。例えば、二重スリットパターンを示した実施形態において、パターンを、二重スリットパターンではなく、三重スリット、四重スリット、又は他のマルチスリットパターンとすることができる。あるいは、スリットの長さ、スリットのサイズ、スリットの厚さ、スリットの形状、行のサイズもしくは形状、横方向ビームのサイズもしくは形状、及び／又はオーバーラップビームのサイズもしくは形状は、様々であってよい。更に、オフセット又は位相オフセットの程度は、図示されるものとは異なっていてもよい。スリット、行、又はビームのピッチは、様々であってよい。引張軸とスリットとの間の角度は、様々であってよい。引張軸及び／又は材料の側部に対するパターンの整列は、様々に異なっていてもよい。これらの変更のうちのいくつかは、展開パターンを変更する可能性がある。
【0134】
本明細書に示されるスリットパターンの大半が、張力が加えられるとシートの元の平面に対して上向き又は下向きのいずれかに動く又は座屈するとして説明される領域を有する。上向きの動きと下向きの動きとの区別は、添付の図面と実質的に一致するように明確にするために使用される任意の説明である。試料は、全て裏返して、下向きの動きを上向きの動きに（及びその逆に）変えることが可能である。更に、試料のそれらの領域が反転する場所において、時折反転が発生し、以前の領域では上向きに動いていた同様の特徴部が今度は下向きに動くこと、またその逆も同様に、正常であり、かつ予想されることである。これらの反転は、単一のスリットのような小さい領域で、又は材料の大きな部分で発生する可能性がある。これらの反転は、ランダムで自然なものであり、材料、製造、及び加えられた力の自然なばらつきの結果である。反転のない材料の領域を製造するための努力を行ったが、試験した結果、全ての試料にこれらの自然なばらつきが存在し、性能には、反転の数又は位置による大きな影響はないと思われた。
【0135】
本明細書に示されるスリットパターンの全ては、引張軸に対して略垂直であるとして示されている。多くの実施形態では、このことは、優れた性能をもたらすことができるが、本明細書に図示又は記載されるスリットパターンのうちのいずれも引張軸に対してある角度で回転することが可能である。引張軸から４５度未満の角度が好ましい。
【0136】
更に、本明細書に示されるスリットパターンの全ては、直接隣接するスリット間の横方向の間隔の約２分の１（又は横方向間隔の５０％）だけ互いに位相がずれている単一のスリットを含む。しかしながら、パターンは、例えば、横方向の間隔の３分の１、横方向の間隔の４分の１、横方向の間隔の６分の１、横方向の間隔の８分の１などを含む任意の所望の量だけ位相がずれていてもよい。いくつかの実施形態では、位相オフセットは、１行内にある直接隣接するスリットの横方向の間隔の、１未満もしくは４分の３未満、又は２分の１未満である。いくつかの実施形態では、位相オフセットは、１行内にある直接隣接するスリットの横方向の間隔の５０分の１超、又は２０分の１超、又は１０分の１超である。
【0137】
いくつかの実施形態では、最小位相オフセットは、交互になった行のスリットの終端部が、隣接する行のスリットの終端部を通る引張軸に平行な線と交差するようになっている。いくつかの実施形態では、最大位相オフセットは、材料の連続経路を作り出すことによって同様に制限される。引張軸に直交するスリットの幅が、全てのスリットで一定であり、値ｗを有し、引張軸に直交するスリット間の間隙が、一定であり、値ｇを有する場合、最小位相オフセット及び最大位相オフセットは次のようになる。
【数1】
【0138】
本開示はまた、本明細書に記載のスリットパターンのうちのいずれかを含む１つ以上の物品又は材料に関する。本明細書に記載されるスリットパターンが形成されることができるいくつかの例示的な材料としては、例えば、紙（厚紙、段ボール紙、コート紙又は非コート紙、クラフト紙、綿ボンド、リサイクル紙）；プラスチック；織布及び不織布材料及び／又は布地；弾性材料（天然ゴム、合成ゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、クロロプレン系ゴム、エチレンビニルアセテート、又はＥＶＡゴムなどのゴムを含む）；非弾性材料（ポリエチレン及びポリカーボネートを含む）；ポリエステル；アクリル；及びポリスルホンが挙げられる。物品は、例えば、材料、シート、フィルム、又は任意の同様の構造体であり得る。
【0139】
本明細書で使用される場合、「紙」は、セルロース（具体的には、（天然もしくは人工の）セルロースの繊維）から作製された、又はそうでなければ、木材、トウモロコシ、草、米などの植物源のパルプから生成可能な、織布又は不織布のシート状の製品又は布（折り畳むことができ、様々な厚さであり得る）を指す。紙には、従来の製紙プロセス及び従来とは異なる製紙プロセスの両方から作製された製品、並びにシートに他のタイプの繊維、例えば強化繊維が埋め込まれている上記のタイプの材料が含まれる。紙は、シート上又は繊維自体上にコーティングを有してもよい。本開示の文脈内における「紙」である従来とは異なる製品の例としては、ＰＡＰＴＩＣ（Ｅｓｐｏｏ、Ｆｉｎｌａｎｄ）から商品名ＴＲＩＮＧＡで入手可能な材料、及び商品名ＳＵＬＡＰＡＣで入手可能な材料のシート形態が含まれる。
【0140】
使用することができる熱可塑性材料の例としては、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン（高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ））、メタロセンポリエチレンなど、及びそれらの組み合わせ、ポリプロピレン（例えば、アタクチック及びシンジオタクチックポリプロピレン））、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリウレタン、ポリアセタール（Ｄｅｌｒｉｎなど）、ポリアクリレート及びポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）など、及びポリ乳酸などの脂肪族ポリエステル、など）、フッ素樹脂（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）製のＴＨＶなど）、及びそれらの組み合わせ、のうちの１種類以上を挙げることができる。熱硬化性材料の例としては、ポリウレタン類、シリコーン類、エポキシ類、メラミン、フェノール－ホルムアルデヒド樹脂、及びそれらの組み合わせのうちの１種類以上を挙げることができる。生分解性ポリマーの例としては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）（本明細書で使用される場合、ポリ（乳酸）及びポリ（ラクチド）の両方を包含することを意図する）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）（本明細書で使用される場合、ポリ（グリコール酸）とポリ（グリコリド）の両方を包含することを意図する）、ポリ（カプロラクトン）、ラクチドとグリコリドとのコポリマー、ポリ（コハク酸エチレン）、ポリヒドロキシブチレート、乳酸、グリコール酸、及びカプロラクトンのうちの２つ以上のコポリマー、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリエステルウレタン、分解性脂肪族－芳香族コポリマー、ポリ（ヒドロキシブチレート）、ヒドロキシブチレートとヒドロキシバレレートとのコポリマー、ポリ（エステルアミド）、及びそれらの組み合わせ、のうちの１種類以上を挙げることができる。
【0141】
一重スリットパターンが形成される材料は、任意の所望の厚さとすることができる。いくつかの実施形態では、材料は、約０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）～約５インチ（１２７ｍｍ）の厚さを有する。いくつかの実施形態では、材料は、約０．０１インチ（０．２５ｍｍ）～約２インチ（５１ｍｍ）の厚さを有する。いくつかの実施形態では、材料は、約０．１インチ（２．５ｍｍ）～約１インチ（２５．４ｍｍ）の厚さを有する。いくつかの実施形態では、厚さは、０．００１インチ超、０．０１インチ超、０．０５インチ超、０．１インチ超、０．５インチ超、１インチ超、１．５インチ超、２インチ超、２．５インチ超、又は３インチ（７６．２ｍｍ）超である。いくつかの実施形態では、厚さは、５インチ未満、４インチ未満、３インチ（７６．２ｍｍ）未満、２インチ未満、１インチ未満、０．５インチ未満、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）未満、又は０．１インチ未満である。
【0142】
材料が紙であるいくつかの実施形態では、厚さは、約０．００３インチ（０．０７６ｍｍ）～約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）である。材料がプラスチックであるいくつかの実施形態では、厚さは、約０．００５インチ（０．１３ｍｍ）～約０．１２５インチ（３．２ｍｍ）である。
【0143】
いくつかの実施形態では、スリット又は切り込みパターンは、シート、フィルム、又は材料の１つ以上の縁部、例えば材料の軸方向縁部などを通って延びている。いくつかの実施形態では、これにより、材料が無制限の長さであることが可能になり、特に非伸張性材料で作製される場合、張力によって展開されることも可能になる。縁部材料の量とは、一重スリットパターンを包囲しているが一重スリットパターンを含まない材料の面積である。いくつかの実施形態では、縁部材料量又はダウンウェブ境界は、長軸が、引張軸に平行で、かつ無限の長さである矩形の幅として定義することができ、スリットに重なること、又は接触することなく基材上に設けることができる。いくつかの実施形態では、縁部材料量は、０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満、又は０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）未満である。いくつかの実施形態では、ダウンウェブ境界の幅は、０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）未満、又は０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）未満である。いくつかの実施形態では、縁部材料の量は、基材の厚さの５倍未満である。いくつかの実施形態では、ダウンウェブ境界の幅は、基材の厚さの５倍未満である。
【0144】
クロスウェブスラブは、長軸が、引張軸に垂直で、かつ無限の長さであり、幅が、有限である矩形を有する矩形領域として定義することができ、スリット又は切り込みに重なること又は接触することなく基材上に設けることができる。いくつかの実施形態では、任意の幅のクロスウェブスラブが、パターンの一体部分として物品内に既に存在してもよい。いくつかの実施形態では、任意の幅のクロスウェブスラブを、有限の長さの物品の端部に追加して、物品を展開し易くしてもよい。いくつかの実施形態では、任意の幅のクロスウェブスラブを、連続的なパターンの入った物品に断続的に追加してもよい。
【0145】
いくつかの実施形態では、単一のスリットの最長間隔が空いた終端部間の距離（スリット長とも呼ぶ）は、長さ約０．２５インチ（６．３５ｍｍ）～長さ約３インチ（７６．２ｍｍ）、約０．５インチ～約２インチ、又は約１インチ～約１．５インチである。いくつかの実施形態では、単一のスリットの終端部間の最長距離（スリット長とも呼ぶ）は、基材厚さの５０倍～基材厚さの１０００倍、又は基材厚さの１００～５００倍である。いくつかの実施形態では、スリット長は、基材厚さの１０００倍未満、９００倍未満、８００倍未満、７００倍未満、６００倍未満、５００倍未満、４００倍未満、３００倍未満、２００倍未満、又は基材厚さの１００倍未満である。いくつかの実施形態では、スリット長は、基材厚さの５０倍超、１００倍超、２００倍超、３００倍超、４００倍超、５００倍超、６００倍超、７００倍超、８００倍超、又は基材厚さの９００倍超である。
【0146】
本明細書に記載のスリットパターン及び物品は、いくつかの異なる方法で製造することができる。例えば、スリットパターンは、押出成形、成形、レーザー切断、ウォータージェット加工、機械加工、ステレオリソグラフィもしくは他の３Ｄ印刷技術、レーザーアブレーション、フォトリソグラフィ、化学エッチング、回転ダイカット、スタンピング、他の適切なネガティブもしくはポジティブ加工技術、又はそれらの組み合わせによって形成することができる。具体的には、図２１を参照すると、紙又は他のシート材料３０を、回転ダイ２０及びアンビル１０からなるニップ内に供給することができる。この例では、材料３０は、中心コアを含んでも含まなくてもよい中心軸の周りに材料が巻かれたロール構成で保管される。回転ダイ２０は、その上に、シート材料３０に切り込むことが望ましいスリットパターンに対応する切り込み面２２を有する。ダイ２０は、所望の位置で材料３０を貫通するように切り込んで、本明細書に記載のスリットパターンを形成する。同じプロセスを、平坦なダイ及び平坦なアンビルを用いて使用することができる。
【0147】
本開示の物品及び材料は、様々な方法で使用することができる。一実施形態では、二次元シート、材料、又は物品は、引張軸に沿って張力が加えられ、これにより、スリットが、本明細書に記載の開口部及び／又は折り曲げ壁を形成する、及び／又は動きをもたらす。いくつかの実施形態では、張力は、手又は機械によって加えられる。
【0148】
本開示は、初めは平坦なシートだが、力／張力が加えられると三次元構造に展開する物品について説明する。いくつかの実施形態では、このような構造は、エネルギー吸収構造を形成する。本明細書に記載のパターン、物品、及び構造は、多数の可能な用途を有し、それらのうちの少なくともいくつかは本明細書に記載されている。
【0149】
１つの例示的な用途は、輸送又は保管のために物体を保護することである。上記のように、既存の発送資材には、様々な欠点があり、例えば、使用前の保管時にスペースを占有し過ぎる（例えば、気泡ラップ、パッキングピーナッツ）ため、輸送コストが高くなる；製造するのに特別な機器を必要とする（例えば、膨張式エアバッグ）；常に効果的であるとは限らない（例えば、しわ紙）；及び／又は、広くリサイクル可能ではない（例えば、気泡ラップ、パッキングピーナッツ、膨脹式エアバッグ）ことが挙げられる。本明細書に記載の張力作動式拡張フィルム、シート、及び物品は、上記のいずれの欠点もなく、輸送中に物品を保護するために使用することができる。持続可能な材料から製造される場合、本明細書に記載の物品は、効果的かつ持続可能である。本明細書に記載される物品は、製造、発送、販売、及び保管時には平坦であり、ユーザが張力／力で作動させたときにのみ三次元になるため、これらの物品は、保管スペースを最大限に活用し、発送／搬送／包装コストを最小限に抑える上で、より効果的かつ効率的である。小売業者及びユーザは、比較的小さいスペースを使用して、元のサイズの１０倍、２０倍、３０倍、又は４０倍以上に拡張する製品を収容することができる。更に、本明細書に記載される物品は、使用が、簡単かつ非常に容易である。ユーザは、単にロールから製品を引き出す、又は製品の平坦なシートを取り出し、引張軸に沿って物品全体に張力を加えて（これは手又は機械で行うことができる）から、発送対象品の周りに製品を巻き付ける。多くの実施形態では、相互連結特徴部により、製品はそれ自体の別の層と相互連結することが可能になるため、テープは必要ない。
【0150】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のスリットパターンは、既存の提供物に勝る利点をもたらす包装材料及び／又は緩衝フィルムを作り出す。例えば、いくつかの実施形態では、本開示の包装材料及び／又は緩衝フィルムは、強化された緩衝能力又は製品保護を提供する。いくつかの実施形態では、本開示の包装材料及び／又は緩衝フィルムは、既存の提供物と比較して同様の又は強化された緩衝能力又は製品保護をもたらすが、既存の提供物よりも、再生利用可能である、及び／又はより持続可能である、もしくは環境に優しい。いくつかの実施形態では、本開示の包装材料及び／又は緩衝フィルムは、既存の提供物と比較して同様の又は強化された緩衝能力又は製品保護をもたらすが、拡張して、発送対象品の周りに巻き付けることができる。張力が加えられると形状を保持する構造が好まれる場合があるが、それは、多くの用途で、材料を所定の位置に保持するためのテープの必要性を排除することができるためである。
【0151】
以下の実施例は、本出願の範囲内の様々な実施形態のいくつかの例示的な構造及び構造化法について説明する。以下の実施例は、例示を目的としたものであり、本出願の範囲を限定することを目的としたものではない。
【実施例】
【0152】
圧縮エネルギー試験：
【0153】
圧縮エネルギー試験を使用して、以下に記載の実施例又は比較例に従って調製された試料のエネルギー吸収能力を測定した。圧縮試験のために、所望のスリットパターンを含む、長さ３６インチ（０．９１ｍ）及び幅７．５インチ（１９ｃｍ）の試料を得た。試料の一端を、接着テープを使用してテーブルトップなどの平坦な表面上に固定した。次いで、試料を完全に展伸するまで延伸した。試料の完全な展伸は、試料が裂けることなく、材料の平面に対して、任意のフラップ領域及び／又は折り曲げ壁領域が面外へと最大限回転するように延伸可能な長さとして定義される。次いで、延伸された試料のテープ留めされていない端部を、幅６インチ（１５．２４ｃｍ）及び長さ８インチ（２０．３２ｃｍ）の矩形フレームの長辺のうちの１つに対して保持し、試料をフレームの周りにその長軸に沿って巻き付けた。試料の巻き付けは、試料の固定された端部に向かってフレームを前方にくるくると回転するように「移動する」（つまり、長軸を中心としてフレームを一度に１８０度回転させる）ことによって行った。フレームが固定された端部まで移動すると、試験試料の完全な展伸を維持しながら、材料のテープで留められた部分を注意深く取り外した。フレームを分解し、取り除いて、試験試料を形成した。本明細書に記載されるように調製された試験試料は、概ね、「ピロー」のような形状であった。
【0154】
圧縮エネルギー試験を、ＭＴＳロードフレーム［ＭＴＳ Ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ Ｃ４３ １０４Ｅ、Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｅｄｅｎ Ｐｒａｉｒｉｅ，ＭＮ）製］を使用して実施した。試験試料（「ピロー」）を、試料を保持するのに十分な大きさの底部プラテン上に置き、直径１．５０インチ（３．８１ｃｍ）のフットを使用して試料を上部から圧縮した。圧縮速度は１．０ｍｍ／秒であり、その力は最大１０００ｌｂｓ［４４５０Ｎ］であった。１秒当たり１００データポイントの速度で各データポイントのタイムスタンプとともに、力対変位の情報を記録した。実施例／比較例ごとに２つの試料を試験した。実施例／比較例ごとに試料を破砕するために必要な平均圧縮エネルギー（すなわち、吸収された総エネルギーの平均）を、各試料の力対変位データを積分することによって計算し、２つの試料の平均を報告した。
【0155】
比較例１
【0156】
比較例１は、商品名「ＧＥＡＭＩ ＷＲＡＰＰＡＫ ＥＸ」でＡｍａｚｏｎ．ｃｏｍから入手した輸送包装材料であった。スリットパターンを含む茶色の紙部分を比較例１として使用した。「ＧＥＡＭＩ ＷＲＡＰＰＡＫ ＥＸ」は、Ｒａｎｐａｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐａｉｎｅｓｖｉｌｌｅ、ＯＨ）によって製造されたと考えられる。比較例１のスリットパターンは、図１Ａに示したものである。
【0157】
比較例２
【0158】
比較例２は、ＨｅｘｃｅｌＰａｃｋ ＬＬＣ．，［Ｂｏｔｓｆｏｒｄ，ＣＴ］から商品名「ＨＥＸＣＥＬＷＲＡＰ」で入手した輸送包装材料であった。
【0159】
比較例３～４及び実施例１
【0160】
比較例３～４及び実施例１の試料を、基材上にスリットパターンをレーザー切断することによって調製した。基材は、Ｂｏｉｓｅ Ｐａｐｅｒ（Ｌａｋｅ Ｆｏｒｅｓｔ，ＩＬ）から入手した白紙であった。この紙は、１００％バージン繊維で作製されており、試験方法ＴＡＰＰＩ Ｔ４１０ ｏｍ－１３に従って測定した場合の坪量が約８２ｇ／ｍ２、試験方法ＴＡＰＰＩ Ｔ４１１ ｏｍ－１０に従って測定した場合の厚さが約０．００４８インチ（０．１２ｍｍ）、試験方法Ｔ４１４ ｏｍ－１２に従って測定した場合の引裂強度が、機械方向で約５０ｇ／プライ（ｐｌｙ）、横断方向で約６０ｇ／プライである。上記の参照試験方法は、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｕｌｐ ａｎｄ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ（ＴＡＰＰＩ）（Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡ）によって規定されている。このレーザー切断法は、高さｚを０に設定して、８０～１００％の出力で切断するＭｏｄｅｌ ＸＬＳ １０．１５０Ｄレーザーカッタ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｌａｓｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（Ｓｃｏｔｔｓｄａｌｅ，ＡＺ）から入手）の使用を含んでいた。「アクリルの連続キャスト」のデフォルト設定を使用した。
【0161】
図１１に示されるスリットパターンを使用して、比較例３を形成した。比較例３のスリットパターンは、比較例１のスリットパターンの複製であった。図１２に示されるスリットパターンを使用して、比較例４を形成した。比較例４のスリットパターンは、米国特許第８，６１３，９９３号（Ｄａｖｉｄ Ｍ．Ｋｕｃｈａｒ）の図８Ｄに示されるスリットパターンである。図１３に示されるスリットパターンを使用して、実施例１を形成した。
【0162】
実施例２～６
【0163】
実施例２～６の試料は、基材上にスリットパターンをレーザー切断することによって調製した。基材は、商品名「Ｓ－７０５１」で、Ｕｌｉｎｅ（Ｐｌｅａｓａｎｔ Ｐｒａｉｒｉｅ，ＷＩ）から入手した茶色の紙であった。その紙は、１００％リサイクル紙で作製されており、試験方法ＴＡＰＰＩ Ｔ４１０ ｏｍ－１３に従って測定した場合の坪量が約１２５ｇ／ｍ２、試験方法ＴＡＰＰＩ Ｔ４１１ ｏｍ－１０に従って測定した場合の厚さが約０．００７５インチ（０．１９ｍｍ）、試験方法Ｔ４１４ ｏｍ－１２に従って測定した場合の引裂強度が、機械方向で約１００ｇ／プライ、横断方向で約１３５ｇ／プライである。このレーザー切断法は、高さｚを０に設定して、８０～１００％の出力で切断するＭｏｄｅｌ ＸＬ Ｓ１０．１５０Ｄレーザーカッタ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｌａｓｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（Ｓｃｏｔｔｓｄａｌｅ，ＡＺ）から入手）の使用を含んでいた。「アクリルの連続キャスト」のデフォルト設定を使用した。
【0164】
図１４に示されるスリットパターンを使用して、実施例２を形成した。図１５に示されるスリットパターンを使用して、実施例３を形成した。図１６に示されるスリットパターンを使用して、実施例４を形成した。図１７に示されるスリットパターンを使用して、実施例５を形成した。図１８に示されるスリットパターンを使用して、実施例６を形成した。
【0165】
実施例７
【0166】
実施例７の試料は、基材にスリットパターンを回転ダイカットすることによって調製した。基材は、実施例２～６において上述した茶色の紙であった。この回転ダイカット方法は、このスリットパターン専用に作製されたカスタムメイドの可撓性回転ダイの使用を含んでいた。ダイのブレード角度は７４．００度で、シリンダーアンダーカットは０．０２４０インチ（０．６１ｍｍ）であった。可撓性ダイを磁気シリンダに取り付け、フレーム内に保持し、紙を完全に切り込むのに十分な力でブランクダイに押し付けた。
【0167】
図１９に示されるスリットパターンを使用して、実施例７を形成した。
【0168】
比較例１～４及び実施例１～７の試料を、上記で提供された圧縮エネルギー試験に従って試験した。比較例１～４及び実施例１～７のそれぞれの平均圧縮エネルギーを以下の表１に記載する。
【0169】
【表1】
【0170】
本文書において、用語「ａ」又は「ａｎ」は、特許文書において一般的であるように、任意の他の例、あるいは「少なくとも１つの（at least one）」又は「１つ以上の（one or more）」の使用と無関係に、１つ又は１つ以上を含むように用いられる。本文書において、用語「又は」は、非排他的な「又は」を指し、そのため、「Ａ又はＢ」は、別途指示のない限り、「Ａであるが、Ｂでない」、「Ｂであるが、Ａでない」、及び「Ａ及びＢ」を含む。本文書において、「含む（including）」及び「そこで（in which）」という用語は、対応する用語「備える／含む（comprising）」及び「そこで（wherein）」の平易な英語の同義語として使用される。また、添付の請求項において、用語「～を含む（including）」及び「～を備える（comprising）」はオープンエンドなものである。すなわち、請求項においてこのような用語の後に列挙された要素に加えて別の要素を含むシステム、装置、物品、組成物、調合物、又はプロセスは、依然として、その請求項の範囲内に含まれるとみなされる。更に、添付の請求項において、「第１の（first）」、「第２の（second）」、及び「第３の（third）」などの用語は、単に標示として使用され、対応する物体に数値的要件を課すことを意図していない。
【0171】
上記の説明は例示であることが意図されており、限定的であるとは意図されていない。例えば、上述の実施形態（又はそれらの１つ以上の態様）は、互いに組み合わせて用いることができる。読者が技術的開示の本質を迅速に把握することを可能にするべく、米国特許法施行規則第１．７２条（ｂ）項に従うために要約書が提供されている。要約書は、請求項の範囲又は意味を解釈又は限定するために用いられることはないという了解の下で提示される。また、上述の発明を実施するための形態では、本開示を合理化するために様々な特徴が１つにまとめられている場合がある。これは、クレームされていない開示された特徴がいずれかの請求項に必須であることを意図するものと解釈されるべきではない。むしろ、本発明の主題は、特定の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴に存し得る。それゆえ、添付の請求項は本明細書において実施例又は実施形態として発明を実施するための形態に組み込まれ、各請求項は別個の実施形態として自立し、係る諸実施形態は様々な組み合わせ又は順列で互いに組み合わせることができることが企図されている。本発明の範囲は、添付の請求項を、係る請求項が主張する権利がある均等物の全範囲と併せて参照して決定することができる。
【0172】
端点による値範囲の記載は全て、その範囲内に含まれる全ての数を含むよう意図される（すなわち、１～１０の範囲には、例えば、１、１．５、３．３３、及び１０が含まれる）。
【0173】
詳細な説明及び特許請求の範囲における、第１、第２、第３などの用語は、類似の要素同士を区別するために使用されるものであり、必ずしも順序又は時系列を説明するものとは限らない。そのように使用される用語は適切な状況下では互換的であること、及び本明細書に記載の本発明の実施形態は本明細書に記載又は例示したもの以外の順序で機能できるということを理解されたい。
【0174】
更に、詳細な説明及び特許請求の範囲における、上部、底部、上、下などの用語は、説明の目的で使用されるものであり、必ずしも相対的な位置を説明するものとは限らない。そのように使用される用語は適切な状況下では互換的であること、及び本明細書に記載の本発明の実施形態は本明細書に記載又は例示したもの以外の向きで機能できるということを理解されたい。
【0175】
当業者であれば、上述の実施形態及び実施態様の詳細には、それらの基礎をなす原理を逸脱することなく多くの変更が行われ得ることを理解するであろう。更に、本開示の趣旨及び範囲から逸脱しない、本開示に対する様々な改変及び変形が、当業者にとっては明らかであろう。したがって、本出願の範囲は、以下の特許請求の範囲及びその均等物によってのみ決定されるべきである。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図8G】
【図8H】
【図8I】
【図8J】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図20C】
【図20D】
【図20E】
【図21】
【国際調査報告】