特表 2024-506727 紙から包装材料を製造する為の装置

(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】2024-02-14

(54)【発明の名称】紙から包装材料を製造する為の装置

(51)【国際特許分類】

   B31F 5/00 20060101AFI20240206BHJP

   B31B 50/59 20170101ALI20240206BHJP

【ＦＩ】

B31F5/00

B31B50/59

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023549852

(86)(22)【出願日】2022-02-16

(85)【翻訳文提出日】2023-09-25

(86)【国際出願番号】 EP2022053777

(87)【国際公開番号】W WO2022179903

(87)【国際公開日】2022-09-01

(31)【優先権主張番号】102021104207.0

(32)【優先日】2021-02-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】102021133913.8

(32)【優先日】2021-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】102022100868.1

(32)【優先日】2022-01-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523311579

【氏名又は名称】パペアー ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】ゾルフ，ファビアン

(72)【発明者】

【氏名】ビッデル，スティーブン

(72)【発明者】

【氏名】サットナー，ベルント

【テーマコード（参考）】

3E075

3E078

【Ｆターム（参考）】

3E075AA01

3E075AA07

3E075BA92

3E075BB12

3E075CA02

3E075DA14

3E075DD33

3E075DE23

3E075FA05

3E075FA06

3E075GA03

3E075GA04

3E078AA20

3E078BB02

3E078BC02

3E078CC06

3E078DD09

3E078DD10

3E078DD13

(57)【要約】

【要約】 本発明は、二つの紙ウェブから包装材料を製造する為の装置及び方法に関しており、紙ウェブの少なくとも一方から成形領域（１１）が作成され、成形領域は紙ウェブ（６）を越えて突出して各々が紙ウェブ平面で閉鎖外周線により画定され、紙ウェブ（６，８）は互いに対向する端部においてもっぱら紙で構成されるとともに、接着及び接続用の合成補助材料を含まず、特にプラスチックフィルムを含まず、そして、成形領域（１１）の間の接続部分（１１０，１１２）において一方の紙ウェブ（６）の紙繊維が他方の紙ウェブ（８）の紙繊維に接続されて成形領域の領域で紙ウェブ（６，８）が閉鎖空洞（１０８）を画定するように、好ましくは紙ウェブ（６，８）の事前調整の後に互いにプレスされる。
【選択図】 図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

紙から包装材料を製造する為の装置であって、
少なくとも一つの第１紙ウェブ（６）と一つの第２紙ウェブ（８）とをエンボス領域（３０）へ、そして前記紙ウェブ（６，８）の給送方向において前記エンボス領域（３０）の下流にあるプレス領域（３２）へ給送する為の手段と、
前記第１紙ウェブ（６）をエンボス加工する為に装置の前記エンボス領域（３０）に配置されるエンボス器具（１６，１８）であって、成形領域（１１）が前記第１紙ウェブ（６）から作成されて前記第１紙ウェブ（６）を越えて突出し、各々が前記第１紙ウェブ（６）の紙ウェブ平面で閉鎖外周線により画定されるように設計及び設定されるエンボス器具と、
接着及び接続用合成補助材料を含まずに、特にプラスチックフィルムを含まずに前記紙ウェブ（６，８）をプレス接合する為に装置の前記プレス領域（３２）に配置されるプレス器具（２０，１８）であって、前記成形領域（１１）の間の接続部分（１１０，１１２）において、前記第１紙ウェブ（６）の紙繊維が前記第２紙ウェブ（８）の紙繊維に接続されるように設計及び設定されるプレス器具（２０，１８）であり、前記紙ウェブ（６，８）は前記成形領域（１１）の領域に閉鎖空洞（１０８）を画定する、プレス器具と、
前記第１紙ウェブ（６）をエンボス加工するか前記紙ウェブ（６，８）を一緒にプレス接合する為に前記第１紙ウェブ（６）及び／又は前記第２紙ウェブ（８）を事前調整する為の少なくとも一つの事前調整器具（１２）を備える、前記給送方向において前記エンボス領域（３０）及び／又は前記プレス領域（３２）の上流に配置される事前調整手段と、
を備える装置。

【請求項2】

好ましくは水であるか、又は水を含有する事前調整液体を前記紙ウェブ（６，８）の少なくとも一方の上又は中に塗着又は導入する為に前記少なくとも一つの事前調整器具（１２，１４）が設計及び設定される、請求項１による装置。

【請求項3】

事前調整液体が関連の紙ウェブ（６又は８）へ噴射、噴霧、又は蒸着されるように、少なくとも一つの事前調整器具（１２，１４）が前記事前調整液体を噴射、噴霧、又は蒸着する為に設計及び設定される、請求項１又は２による装置。

【請求項4】

少なくとも一つの事前調整器具、特に第１紙ウェブ（６）と関連する事前調整器具（１２）が関連の前記紙ウェブ（６）を蒸気で蒸らす為に設計及び設定されている、請求項１乃至３のいずれか一項による装置。

【請求項5】

前記紙ウェブ（６，８）の別々の、特に異なる事前調整の為の別々の事前調整器具（１２又は１４）と前記紙ウェブ（６，８）の各々が関連している、請求項１乃至４のいずれか一項による装置。

【請求項6】

前記第１紙ウェブ（６）は、前記エンボス領域（３０）への前記第１紙ウェブ（６）の給送経路に配置される第１事前調整器具（１２）と関連しており、前記第２紙ウェブ（８）は、前記プレス領域（３２）への前記第２紙ウェブ（８）の給送経路に配置される第２事前調整器具（１４）と関連している、請求項１乃至５のいずれか一項による装置。

【請求項7】

少なくとも一つの事前調整器具、特に前記第２紙ウェブ（８）と関連する事前調整器具（１４）が、セルロース繊維又はセルロース粒子を含有する事前調整液体、好ましくは水を導入又は塗着する為に設計及び設定され、前記セルロース繊維又はセルロース粒子は好ましくは、マイクロセルロース及び／又はナノセルロース、特にセルロースマイクロファイバ（ＣＭＦ）及び／又はセルロースナノファイバ（ＣＮＦ）であるか、あるいは、マイクロセルロース及び／又はナノセルロース、特にセルロースマイクロファイバ（ＣＭＦ）及び／又はセルロースナノファイバ（ＣＮＦ）を含有する、請求項１乃至６のいずれか一項による装置。

【請求項8】

エンボスローラ回転軸（１５）回りに回転可能に取り付けられるとともに、前記第１紙ウェブ（６）に前記成形領域（１１）を形成する為のエンボス凸部（４２）をその外周面に有するエンボスローラ（１６）を備えるローラ配置構成（１０）がエンボス領域（３０）に配置され、前記エンボスローラ（１６）は、エンボスローラ回転軸に平行な回転軸（１９）回りに回転可能に取り付けられるとともに前記エンボスローラの前記エンボス凸部（４２）に対して相補的であるように設計されたエンボス凹部（４４）をその外周面に有する対向ローラ（１８）と係合する、請求項１乃至７のいずれか一項による装置。

【請求項9】

プレスローラ回転軸（２１）回りに回転可能に取り付けられるプレスローラ（２０）が前記プレス領域（３２）に配置され、前記第１紙ウェブ（６）を前記第２紙ウェブ（８）とプレス接合する為に、回転可能に取り付けられた対向ローラ（１８）と協働し、前記紙ウェブ（６，８）の前記接続部分の前記成形領域から離れたところで前記第１紙ウェブ（６）を前記第２紙ウェブ（８）とプレス接合する為に、前記プレスローラ（２０）と前記対向ローラ（１８）との間にプレスローラ間隙が形成されるように、前記対向ローラの回転軸（１９）は、前記プレスローラ回転軸（２１）に対して平行であり、離間している、請求項１乃至８のいずれか一項による装置。

【請求項10】

前記エンボスローラ（１６）の対向ローラと前記プレスローラ（２０）の対向ローラとが共通の対向ローラ（１８）により形成され、それにより、互いに動作係合している三つのローラ（１６，１８，２０）を前記ローラ配置構成（１０）が有する、請求項８又は９による装置。

【請求項11】

前記エンボスローラ回転軸（１５）と前記プレスローラ回転軸（２１）との間の接続直線上に前記対向ローラ（１８）回転軸（１９）が配置される、請求項１０による装置。

【請求項12】

前記プレスローラ回転軸（２１）に対して径方向に延びる線形軸における前記プレスローラ間隙の間隙幅を設定する為に好ましくはモータ駆動式調節器具（１０４）がプレスローラ（２０）と関連している、請求項９乃至１１のいずれか一項による装置。

【請求項13】

前記ローラ（１６，１８，２０）の温度を好ましくは別々に設定する為に、それぞれのローラ（１６，１８，２０）を加熱する為の加熱装置が前記エンボスローラ（１６）及び／又は前記対向ローラ（１８）及び／又は前記プレスローラ（２０）と関連している、請求項８乃至１２のいずれか一項による装置。

【請求項14】

それぞれのローラ（１６又は１８又は２０）の温度を検出する為に、少なくとも一つの温度センサ（９８又は１００又は１０２）が前記エンボスローラ（１６）及び／又は前記対向ローラ（１８）及び／又は前記プレスローラ（２０）とそれぞれ関連している、請求項８乃至１３のいずれか一項による装置。

【請求項15】

前記プレス領域（３２）で互いにプレス接合された前記紙ウェブ（６，８）を乾燥させる為の乾燥手段が、前記給送方向において前記プレス領域（３２）と前記完成包装材料の為の前記保管手段との間に配置される、請求項１乃至１４のいずれか一項による装置。

【請求項16】

前記乾燥手段が、前記給送方向において互いに離間している少なくとも二つの乾燥器具（２４，２６，２８）を有する、請求項１５による装置。

【請求項17】

少なくとも一つの乾燥器具が赤外線放射装置（２４）として設計されて少なくとも一つの乾燥器具（２６，２８）が温風乾燥器具として設計される、請求項１５又は１６による装置。

【請求項18】

前記プレスローラ（２０）は少なくともその外周面において弾性の可撓性材料、特にシリコンで構成される、請求項９乃至１７のいずれか一項による装置。

【請求項19】

少なくとも一つの第１紙ウェブと少なくとも一つの第２紙ウェブとが、エンボス領域と、前記紙ウェブの前記給送方向において前記エンボス領域の下流にあるプレス領域とに給送され、
エンボス器具によって前記エンボス領域で前記第１紙ウェブにより成形領域が作成され、前記成形領域は、前記第１紙ウェブを越えて突出して、各々が前記第１紙ウェブの前記紙ウェブ平面で閉鎖外周線により画定され、
前記成形領域の間の接続部分において、前記第１紙ウェブの紙繊維が前記第２紙ウェブの紙繊維に接続して、前記紙ウェブが前記成形領域の領域で閉鎖空洞を画定するように、接着及び接続用の合成補助材料を含まず、特にプラスチックフィルムを含まない前記紙ウェブは、プレス器具によって前記プレス領域で互いにプレス接合され、
前記エンボス領域でのエンボス作用あるいは前記プレス領域での前記紙ウェブのプレス接合作用の準備として、前記第１紙ウェブ及び／又は前記第２紙ウェブは事前調整される、
紙から包装材料を製造する為の方法。

【請求項20】

好ましくは水であるか、又は水を含有する事前調整液体を導入又は塗着することにより前記紙ウェブの少なくとも一方が事前調整される、請求項１９による方法。

【請求項21】

前記事前調整液体は関連の紙ウェブへ噴射、噴霧、又は蒸着される、請求項２０による方法。

【請求項22】

前記第１紙ウェブを事前調整する為に前記第１紙ウェブは蒸気で蒸らされる、請求項１９乃至２１のいずれか一項による方法。

【請求項23】

別々の事前調整器具によって前記紙ウェブは事前調整され、特に異なる事前調整が行われる、請求項１９乃至２２のいずれか一項による方法。

【請求項24】

前記第１紙ウェブは、前記エンボス領域への前記第１紙ウェブの前記給送経路に配置される第１事前調整器具によって事前調整され、前記第２紙ウェブは、前記プレス領域への前記第２紙ウェブの前記給送経路に配置される第２事前調整器具によって事前調整される、請求項１９乃至２３のいずれか一項による方法。

【請求項25】

少なくとも一つの紙ウェブ、特に第２紙ウェブは、セルロース繊維又はセルロース粒子、好ましくはマイクロセルロース及び／又はナノセルロース、特にセルロースマイクロファイバ（ＣＭＦ）及び／又はセルロースナノファイバ（ＣＮＦ）を含有する事前調整液体、好ましくは水をこれに導入又は塗着することにより、事前調整される、請求項１９乃至２４のいずれか一項による方法。

【請求項26】

エンボスローラ回転軸回りに回転可能に取り付けられたエンボスローラを備えるローラ配置構成が前記エンボス領域で使用され、前記第１紙ウェブの前記成形領域を形成する為のエンボス凸部を前記エンボスローラがその外周面に有し、エンボスローラ回転軸に対して平行な回転軸回りに回転可能に取り付けられて、前記エンボスローラの前記エンボス凸部と相補的であるように設計された前記エンボス凹部をその外周面に有する対向ローラと前記エンボスローラが係合する、請求項１９乃至２５のいずれか一項による方法。

【請求項27】

プレスローラ回転軸回りに回転可能に取り付けられたプレスローラが前記プレス領域で使用され、前記第１紙ウェブを前記第２紙ウェブとプレス接合する為に対向ローラと協働し、前記第１紙ウェブの前記接続部分において、前記成形領域から離れたところで前記第１紙ウェブを前記第２紙ウェブとプレス接合する為に前記プレスローラと前記対向ローラとの間にプレスローラ間隙が形成されるように、前記対向ローラの回転軸が前記プレスローラ回転軸から離間している、請求項１９乃至２６のいずれか一項による方法。

【請求項28】

共通の対向ローラが前記エンボスローラの前記対向ローラとして、そして前記プレスローラの前記対向ローラとして使用され、それにより、前記ローラ配置構成は互いに動作係合する三つのローラを有する、請求項２６又は２７による方法。

【請求項29】

前記エンボスローラ回転軸と前記プレスローラ回転軸との間の接続直線上に前記対向ローラ回転軸が配置される、請求項２８による方法。

【請求項30】

好ましくはモータ駆動式調節器具を備えるプレスローラが、前記プレスローラ回転軸に対して径方向に延びる線形軸上での前記プレスローラ間隙の間隙幅を設定するのに使用される、請求項２７乃至２９のいずれか一項による方法。

【請求項31】

前記エンボスローラ及び／又は前記対向ローラ及び／又は前記プレスローラが加熱される、請求項２７乃至３１のいずれか一項による方法。

【請求項32】

前記エンボスローラ及び／又は前記対向ローラ及び／又は前記プレスローラの温度が測定される、請求項２７乃至３１のいずれか一項による方法。

【請求項33】

前記プレス領域で互いにプレス接合された前記紙ウェブは、前記給送方向において前記プレス領域と前記完成包装材料の為の保管空間との間で乾燥される、請求項１９乃至３２のいずれか一項による方法。

【請求項34】

互いにプレス接合された前記紙ウェブは、前記給送方向において互いに離間した少なくとも二つの乾燥器具により幾つかの段階で乾燥される、請求項３３による方法。

【請求項35】

互いにプレス接合された前記紙ウェブは、赤外線放射装置として設計された少なくとも一つの乾燥器具によって、そして温風乾燥器具として設計された少なくとも一つの乾燥器具により乾燥される、請求項３３又は３４による方法。

【請求項36】

弾性の可撓性材料、特にシリコンで構成されるプレスローラが少なくともその外周面で使用される、請求項１９乃至３５のいずれか一項による方法。

【請求項37】

請求項１乃至１８のいずれか一項による装置を使用して紙から包装材料を製造する為の方法。

【請求項38】

紙製の包装材料であって、
第１紙ウェブ（６）及び第２紙ウェブ（８）、
を備え、
少なくとも一つの紙ウェブ（６）から成形領域（１１）が作成され、前記成形領域は前記紙ウェブ（６）を越えて突出して、各々が前記紙ウェブ平面で閉鎖外周線により画定される、
包装材料において、
前記成形領域（１１）の間の接続部分（１１０，１１２）において前記第１紙ウェブ（６）の紙繊維が前記第２紙ウェブ（８）の紙繊維に接続されるように、好ましくは前記紙ウェブ（６，８）の事前調整の後で、前記紙ウェブ（６，８）は、互いに対向する表面においてもっぱら紙で製作され、接着及び接続用の合成補助材料を含まずに、特にプラスチックフィルムを含まずに互いにプレス接合される、
ことを特徴とする包装材料。

【請求項39】

成形領域（１１）を画定する前記外周線が各事例で円形又は略円形であり、それにより、前記成形領域（１１）が球面のように形成されることを特徴とする、請求項３８による包装材料。

【請求項40】

前記成形領域（１１）は両方の紙ウェブから作成されることと、一つの紙ウェブの前記成形領域が他方の紙ウェブの対応の成形領域に向かい合って配置されるように前記紙ウェブは互いに接続されることとを特徴とする、請求項３８又は３９による包装材料。

【請求項41】

前記成形領域（１１）は規則的パターンを形成し、特に横列及び／又は縦列で配置されることを特徴とする、請求項３８乃至４０のいずれか一項による包装材料。

【請求項42】

前記紙ウェブ（６，８）はリサイクル紙で構成されることを特徴とする、請求項３８乃至４１のいずれか一項による包装材料。

【請求項43】

前記リサイクル紙は、以下の特性パラメータ、すなわち
‐固有の基本重量／坪量［ＩＳＯ ５３６］：６０～１４０ｇ／ｍ^２
‐コッブ６０（Ｃｏｂｂ６０）による吸水性［ＩＳＯ ５３５］：２６～１１３ｇ／ｍ^２
‐ベントセン（Ｂｅｎｄｔｓｅｎ）による粗度［ＩＳＯ ８７９１‐２］：≧３００ｍｌ／分
‐破裂強度［ＩＳＯ ２７５８］：１６０‐２４０ｋＰａ
‐横方向のＳＣＴ指数（ＳＣＴ ＩＮＤＥＸ）［ＩＳＯ ９８９５］：１．１‐１．９ｋＮ／ｍ、
のうち少なくとも一つ、特に全てを有することを特徴とする、請求項４２による包装材料。

【請求項44】

前記成形領域（１１）の間の前記接続部分（１１０，１１２）がウェブ状に設計されることを特徴とする、請求項３８乃至４３のいずれか一項による包装材料。

【請求項45】

前記紙ウェブ（６，８）が前記接続部分（１１０，１１２）の少なくとも一部で圧縮されることを特徴とする、請求項３８乃至４４のいずれか一項による包装材料。

【請求項46】

前記紙ウェブを越えて突出して、各々が前記紙ウェブ平面で閉鎖外周線により画定される成形領域が作成される少なくとも一方の紙ウェブを有する包装材料の製造の為のリサイクル紙の使用であって、以下の特性パラメータ、すなわち、
‐固有の基本重量／坪量［ＩＳＯ ５３６］：６０～１４０ｇ／ｍ^２
‐コッブ６０（Ｃｏｂｂ６０）による吸水性［ＩＳＯ ５３５］：２６～１１３ｇ／ｍ^２
‐ベントセン（Ｂｅｎｄｔｓｅｎ）による粗度［ＩＳＯ ８７９１‐２］：≧３００ｍｌ／分
‐破裂強度［ＩＳＯ ２７５８］：１６０‐２４０ｋＰａ
‐横方向のＳＣＴ指数（ＳＣＴ ＩＮＤＥＸ）［ＩＳＯ ９８９５］：１．１‐１．９ｋＮ／ｍ
のうち少なくとも一つ、特に全てを前記リサイクル紙が有する、
使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紙から包装材料を製造する為の装置に関する。

【背景技術】

【0002】

壊れやすいか圧力に弱い物体を輸送中に保護する為に、プラスチック製の気泡緩衝材が多く使用され、これは例えばポリエチレンで構成され、緩衝効果を達成するように規則的なパターンで配置された複数の気泡状エアポケットを含む。エアポケットの凹凸状形態の為、気泡緩衝材は「凹凸シート」と称されることも多い。

【0003】

対応するプラスチック製の気泡緩衝材は実際には再利用され得るが、しかしながら、他に理由がなくても、ターゲットとされるリサイクルの為に包装材料を回収するシステムが存在しない為に、再利用が行われない。

【0004】

例えばポリエチレン製の気泡緩衝材は実際には技術的にリサイクル可能であっても、比較的高いレベルの複雑性、それゆえ対応してリサイクルには高いコストが伴う。その結果、気泡緩衝材は１回使用の後に廃棄されることが多い。ポリエチレン製の気泡緩衝材は生分解性ではないので、これは実質的な環境汚染につながる。気泡緩衝材により生じるプラスチック廃棄物はとりわけ、いわゆるサーマルリサイクル及び焼却処分に送られることが多い。

【0005】

気泡緩衝材が循環システムの一部として回収される限りにおいては、これが環境汚染を妨げないことが慣行から分かっている。反対に、対応する循環システムからのプラスチックは、環境へ、とりわけ海へ放出されることが多い。プラスチック材料は、劣化しない限り、エコシステムに負担をかけ、例えば海洋動物に危険を与える。例えば機械的衝撃又はＵＶ放射ゆえにプラスチック材料が時間とともに細断されるか劣化する限り、プラスチック粒子は特にマイクロプラスチックの形で形成され、環境に残留するか、又は生物により食物で摂取される。

【0006】

小包及び郵便物の数量の更なる増加ゆえに包装材料によるプラスチック廃棄物の量が増加を続けているという事実により、プラスチックによる環境の汚染は深刻化している。

【0007】

特許文献１は、圧力に弱い物体の為に数層の紙で製作されたパッド入り緩衝材の形の包装材料を開示しており、これは球形又はワッフル形状のエンボスを備える少なくとも１枚の紙ウェブを有し、紙ウェブは互いに接着されている。

【0008】

特許文献２には、上述の刊行物から周知の包装材料の改良が図示及び記載されており、包装材料の外側面は、エンボス加工セルロースの詰め物に接着されている。類似の包装材料は特許文献３からも周知である。

【0009】

特許文献４は、多層の繊維ウェブを製造する為の方法及び器具を開示している。

【0010】

特許文献５は、特許文献６から周知の数層の緩衝材料が上下に載置されて一緒に接着される包装材料を開示している。

【0011】

特許文献７は、波状エンボス紙による輸送用緩衝包装の為の多層構造を図示及び記載している。

【0012】

特許文献８は、段ボールの製造を図示及び記載している。

【0013】

特許文献９は、緩衝効果を達成するように特殊な器具を使用して任意で表面の一部にしわが寄せられた包装材料を開示している。

【0014】

特許文献１０は、多層包装材料を製造する為の器具を図示及び記載している。包装材料は、上下に配置された三つのエンボス加工ウェブで構成されている。

【0015】

特許文献１１は、波形中間ウェブが二つの平滑な担体ウェブに接着される段ボールを製造する為の器具を開示している。

【0016】

特許文献１２は、波状断面を有する二つのウェブが重ねて構成される包装材料を開示しており、一方の内側ウェブは寸法的に安定しており、一方の外側ウェブは可撓性である。

【0017】

特許文献１３は、幾つかのエンボス紙層で構成されるいわゆる緩衝紙を開示しており、紙の層は上下に配置されて、より継ぎ又は波形によって互いに接続されている。

【0018】

特許文献１４は、波状断面を持つウェブが二つの平滑ウェブの間に配置されて打抜き加工によりウェブが互いに接続される段ボール状包装材料を図示及び記載している。

【0019】

特許文献１５は、多層ティッシュペーパーを製造する為の方法及び装置を開示している。

【0020】

特許文献１６は、リサイクル紙と草繊維とを含有する多層紙を開示している。

【0021】

後に公開された刊行物である特許文献１７は、気泡緩衝材と同様である幾つかの紙ウェブで構成される包装材料を開示しており、接着剤、ステープルなどの締結要素により、あるいは縁を折ることにより、紙ウェブが互いに接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0022】

【特許文献1】西独国特許出願公開第６０４４１２号明細書

【特許文献2】西独国特許出願公開第１１５６７０１号明細書

【特許文献3】英国特許出願第８９３０６０号明細書

【特許文献4】独国特許出願公開第１０２００６０００００６号明細書

【特許文献5】西独国特許出願公開第６２２３４０号明細書

【特許文献6】西独国特許出願公開第６０４４１２号明細書

【特許文献7】国際公開第２０２０／２２７６４９号明細書

【特許文献8】西独国特許出願公開第６９７３１号明細書

【特許文献9】米国特許出願公開第２０２０／０１８０２５５号明細書

【特許文献10】欧州特許第０５２３３８２号明細書

【特許文献11】欧州特許出願公開２７９２４７８号明細書

【特許文献12】米国特許出願公開第２０１８／００８６０２１号明細書

【特許文献13】西独国特許第１１５６７０１号明細書

【特許文献14】欧州特許第０６５０８２７号明細書

【特許文献15】欧州特許第１８５３４１９号明細書

【特許文献16】欧州特許第３６８３３５７号明細書

【特許文献17】国際公開第２０２１／０４６３９５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0023】

本発明の目的は、周知の包装材料と比較して改善された包装材料を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0024】

この目的は、請求項１に明記されているように本発明により達成される。

【0025】

請求項１に記載の発明による、紙から包装材料を製造する為の装置は、少なくとも第１紙ウェブと第２紙ウェブとを、装置のエンボス領域へ、そして紙ウェブの給送方向においてエンボス領域の下流に配置された装置のプレス領域へ給送する為の手段を有する。第１紙ウェブをエンボス加工する為のエンボス器具がエンボス領域に配置され、成形領域が第１紙ウェブから作成されて第１紙ウェブを越えて各々が突出して第１紙ウェブの紙ウェブ平面で閉鎖外周線により画定されるようにエンボス器具が設計及び設定される。

【0026】

プレス領域に配置されるのは、接着及び接続用の合成補助材料を含まず、特にプラスチックフィルムを含まずにプレス領域に配置されるように紙ウェブを一緒にプレス接合する為のプレス器具であり、成形領域の間の接続部分において、第１紙ウェブの紙繊維が第２紙ウェブの紙繊維に接続されて成形領域の領域で紙ウェブが閉鎖空洞を画定するようにプレス器具が設計及び設定され、エンボス領域及び／又はプレス領域の給送方向上流に配置される事前調整手段を備え、少なくとも一つの事前調整器具は、第１紙ウェブをエンボス加工するか一緒にプレス接合された紙ウェブをプレスする為に第１紙ウェブ及び／又は第２紙ウェブを事前調整する。

【0027】

本発明では、気泡緩衝材タイプの紙で製作されて第１紙ウェブと第２紙ウェブとを有する包装材料が提供され、少なくとも一つの紙ウェブから成形領域が作成され、成形領域は紙ウェブを越えて突出して各々が紙ウェブの平面で閉鎖外周線により画定される。こうして紙ウェブの少なくとも一方は、成形領域を備える「エンボスウェブ」を形成し、一方で少なくとも一つの他の紙ウェブは平滑な「担体ウェブ」を形成する。第１紙ウェブの成形領域は、例えば、約１０ｍｍの直径と約３から４ｍｍの高さとを有する。

【0028】

本発明によれば、第１紙ウェブの紙繊維と第２紙ウェブの紙繊維との接続、あるいは第１紙ウェブの紙繊維が第２紙ウェブの紙繊維とつながっているか、又は接続されているという事実が、紙ウェブが互いにプレス接合された時に発生する紙繊維の機械的接続を意味することは了解済みである。紙ウェブが互いにプレス接合されると、第１紙ウェブの紙繊維が第２紙ウェブの紙繊維と「交絡」し、こうして紙ウェブ同士の機械的接続が形成される。

【0029】

本発明によれば、互いに対向する表面上で、紙ウェブはもっぱら紙で構成され、好ましくは紙ウェブの事前調整後に、接着及び接続用の合成補助材料を含まず、特にプラスチックフィルムを含まず、成形領域の間の接続部分において第１紙ウェブの紙繊維が第２紙ウェブの紙繊維に接続されて成形領域の領域に紙ウェブが閉鎖空洞を画定するように、紙ウェブがプレス接合される。本発明によれば、閉鎖空洞は、存在するかどうか、そして存在する場合に閉鎖空洞がどの程度の気密状態であるかに関係なく、幾何学的に閉鎖された空洞を意味することは了解済みである。

【0030】

本発明による包装材料は、その基本構造については従来のプラスチック製気泡緩衝材に類似しているが、これとは対照的に全体が紙で構成される。

【0031】

本発明によれば紙ウェブはもっぱら紙で製作され、接着剤及び合成補助材料を含まない、特にプラスチックフィルムを含まないという事実ゆえに、本発明による包装材料は容易かつ完全にリサイクルされ得る。

【0032】

ゆえに本発明による包装材料は、環境負担をかなりの程度まで低下させる。世界中で使用されている大量の気泡緩衝材料及び類似の包装材料を考慮すると、この環境への影響の低下は重大であり、本発明に大きな社会的便益を付与する。

【0033】

本発明は大量のプラスチック廃棄物を回避し、この廃棄物はさもなければ処分が必要であって、経験上分かるように、環境、特に海にかなりの程度ことになる。

【0034】

驚くべきことに、本発明による包装材料の成形領域に形成される閉鎖空洞は、従来のプラスチック製気泡緩衝材料の気泡とは対照的に気密性ではないとしても、従来のプラスチック製気泡緩衝材に匹敵する緩衝効果を有することが判明している。

【0035】

少なくとも「エンボスウェブ」を事前調整した後に、ウェブは、接着剤、他の合成締結材、プラスチックフィルム、又は機械的締結材を必要とすることなく、ウェブをプレス接合することにより互いに充分確実に接続されることも判明している。本発明によれば、ウェブは、事前調整の後のプレス接合中に発生するウェブの紙繊維の接続によりもっぱら互いに接続される。

【0036】

それぞれの要件及び状況に応じて、少なくとも一つの紙ウェブは、事前調整器具により、特に水分および熱を関連するウェブへ導入することにより、適切なやり方で事前調整され得る。本発明の有利な改良により、好ましくは水であるか、又は水を含有する事前調整液体を紙ウェブの少なくとも一方の中又は上に導入又は塗着する為に少なくとも一つの事前調整器具が設計及び設定されることがもたらされる。

【0037】

本発明によれば、適切なやり方で、例えば、事前調整液体の槽、例えば水槽にそれぞれの紙ウェブを通すことにより、事前調整液体が紙ウェブへ導入されるか、又はこれに塗着され得る。上述の実施形態の有利な改良により、事前調整液体が関連の紙ウェブに噴射、噴霧、又は蒸着されるように、少なくとも一つの事前調整器具は事前調整液体を噴射、噴霧、又は蒸着する為に設計及び設定されることがもたらされる。

【0038】

上述の実施形態の特に有利な改良により、少なくとも一つの事前調整器具、特に第１紙ウェブと関連する事前調整器具が、関連の紙ウェブを蒸気で蒸らす為に設計及び設定されることがもたらされる。例えば１００℃から約１５０℃までの温度の蒸気の使用は、水分と熱とが同時にウェブへ導入されるという点でそれぞれのウェブの特に効果的な事前調整を可能にする。

【0039】

本発明によれば、原則として、「エンボスウェブ」つまり成形領域が形成されたウェブのみが事前調整されれば充分である。しかしながら、「エンボスウェブ」と一つあるいは少なくとも一つの「担体ウェブ」の両方が本発明により事前調整されると有利である。原則として、ウェブは同一又は類似のやり方で事前調整され得る。本発明の有利な改良により、紙ウェブの各々が、紙ウェブの別々の、特に様々な事前調整の為の別々の事前調整器具と関連していることがもたらされる。別々の事前調整器具の使用はウェブの事前調整をカスタマイズすることを可能にする。

【0040】

この文脈において、本発明の改良により、第１事前調整器具が第１紙ウェブと関連していてエンボス領域への第１紙ウェブの給送経路に同器具が配置され、第２事前調整器具が第２紙ウェブと関連していてこれがプレス領域への第２紙ウェブの給送経路に配置されることがもたらされる。

【0041】

本発明の極めて有利な改良により、少なくとも一つの事前調整器具、特に第２紙ウェブと関連する事前調整器具が、セルロース繊維又はセルロース粒子を含有する事前調整液体、好ましくは水を導入又は塗着する為に設計及び設定されており、セルロース繊維又はセルロース粒子は好ましくはマイクロセルロース及び／又はナノセルロース、特にセルロースマイクロファイバ（ＣＭＦ）及び／又はセルロースナノファイバ（ＣＮＦ）であるか、又はこれらを含有することがもたらされる。好ましくは水である事前調整液体によって塗着されるセルロースファイバを使用すると、もっぱら紙で構成される包装材料を提供するという本発明の基本的概念を保ちながら、ウェブ同士の接続を更に向上させる。したがって、この実施形態でも、接着剤、プラスチックフィルム、又は他の合成添加物により、包装材料のリサイクルがより困難になることはない。同じように、セルロース繊維に加えて、あるいはセルロース繊維の代わりに、他の天然繊維が使用されてもよい。

【0042】

「エンボスウェブ」のエンボス作用は、それぞれの要件及び状況に応じて異なる形で行われ得る。本発明の有利な改良により、これに関して、エンボスローラ回転軸回りに回転可能に取り付けられるとともに第１紙ウェブに成形領域を形成する為のエンボス凸部を外周面に有するエンボスローラを備えるローラ配置構成が、エンボス器具としてエンボス領域に配置され、エンボスローラ回転軸と平行である回転軸回りに回転可能に取り付けられるとともにエンボスローラのエンボス凸部に相補的なものとして設計されたエンボス凹部を外周面に有する対向ローラと、エンボスローラが係合することがもたらされる。こうして、連続方法によるエンボス加工が可能となる一方で、本発明による包装材料を製造する為の本発明による装置の比較的簡単で故障を生じない構造が同時に得られる。本発明によれば、エンボスウェブのエンボス凸部に対する対向ローラのエンボス凹部の相補的設計は、エンボス凸部がエンボス凹部と係合した時に間隙が残ってその間隙幅が成形領域の領域でのエンボス加工後の紙ウェブの紙の結果として生じる厚さに対応するという意味であることは了解済みである。エンボス凸部の形状、幾何学的配置、及び数は、それぞれの要件及び状況にしたがって広範囲の限度内で選択され得る。

【0043】

本発明の別の有利な改良により、プレスローラ回転軸回りに回転可能に取り付けられたプレスローラがプレス器具としてプレス領域に配置され、第１紙ウェブと第２紙ウェブとのプレス接合を目的として、紙ウェブの接続部分の成形領域から離れたところで、第１紙ウェブを第２紙ウェブとプレス接合する為にプレスローラと対向ローラとの間にプレスローラ間隙が形成されるように、プレスローラ回転軸に対して平行に離間した回転軸を持つ対向ローラと、プレスローラが協働することがもたらされる。

【0044】

この実施形態において、ウェブは連続方法にしたがって互いにプレス接合されるので、本発明による包装材料は連続方法にしたがって全体が製造され得る。装置の動作中にプレスローラが対向ローラにプレスされることにより、装置の動作中に互いにプレス接合される紙ウェブが内側に設置されるプレスローラ間隙を形成する時に印加される接触圧及び／又は駆動力は、それぞれの要件及び状況にしたがって広範囲の限度内で選択され、好ましくは設定され得る。

【0045】

原則として、本発明によれば、エンボス領域はエンボスステーションに実装され、プレス領域は、紙ウェブの給送方向においてエンボス領域から離間したプレスステーションに実装され得る。本発明のきわめて有利な改良により、これに関して、エンボスローラの対向ローラとプレスローラの対向ローラとが共通の対向ローラにより形成され、それにより、ローラ配置構成は、互いに動作係合する三つのローラを有することがもたらされる。この実施形態において、エンボスローラと対向ローラとプレスローラとで構成されるローラ配置構成は、装置のエンボス／プレス複合ステーションを形成する。本明細書のローラ配置構成は、カレンダ加工方式で設計され、本発明によるローラ配置構成は、最も単純な事例では三つのローラ、すなわちエンボスローラと対向ローラとプレスローラのみを有し、したがってＬカレンダに存在する搬送方向で最終の第４ローラが必要とされないという点で、Ｌカレンダと異なっている。この実施形態の特に有利な点は、対向ローラとプレスローラとの間のプレスローラ間隙でウェブが互いにプレス接合されるまで、「エンボスウェブ」でエンボスローラにより形成される成形領域が対向ローラの凹部に残るという事実である。

【0046】

上述した実施形態では、本発明の有利な改良で行われるように、対向ローラ回転軸線は、エンボスローラ回転軸とプレスローラ回転軸との間の接続直線上に便宜上配置される。

【0047】

プレスローラ間隙の間隙幅を設定可能にする為に、本発明の別の有利な改良により、プレスローラ回転軸に対して径方向に延びる線形軸でのプレスローラ間隙の間隙幅を設定する為の好ましくはモータ駆動式の調節器具がプレスローラと関連していることがもたらされる。またこの実施形態により、本発明による装置が、もっぱら「エンボスウェブ」で構成される包装材料を製造するのに使用される場合に、プレスローラを対向ローラから完全に開放することが可能である。調節器具は特に、制御装置により制御可能である電気モータ調節装置であり得る。

【0048】

本発明の有利な改良によれば、それぞれのローラを加熱する為の加熱装置が、好ましくはローラの温度を別々に設定する為に、エンボスローラ及び／又は対向ローラ及び／又はプレスローラと関連している。プレス工程中には、ウェブから水分が押し出され、ローラを加熱することにより、エンボス又はプレス工程中にウェブは事前乾燥される。それに応じてローラの温度を適宜設定することにより、それぞれの要件及び状況にしたがってこの事前乾燥作用は制御され得る。

【0049】

上述した実施形態では、それぞれのローラの温度を検出することを目的として、温度センサがエンボスローラ及び／又は対向ローラ及び／又はプレスローラと関連している。

【0050】

最終製品すなわち包装材料について望ましい残留水分含有量を達成するべく互いにプレス接合されたウェブを更に乾燥させる為に、本発明の別の有利な改良は、プレス領域でプレス接合された紙ウェブを乾燥させる為の乾燥手段が、給送方向においてプレス領域と完成包装材料の為の保管手段との間に配置することがもたらされる。完成包装材料で望ましい残留水分含有量を達成することに加えて、乾燥作用は紙ウェブの間の接続の強度を高めるという効果を有する。

【0051】

乾燥手段の数、熱出力、及び構造的構成は、それぞれの要件及び状況にしたがって広範囲の限度内で選択され得る。本発明の有利な改良により、乾燥手段は、給送方向において互いに離間している少なくとも二つの乾燥器具を有すること、及び／又は、少なくとも一つの乾燥器具は赤外線放射乾燥器具として設計され、かつ少なくとも一つの乾燥器具は温風乾燥器具として設計されることをことがもたらされる。少なくとも一つの温風乾燥器具は、好ましくは紙ウェブの給送方向において少なくとも一つの赤外線放射乾燥器具の下流に配置される。

【0052】

本発明の別の有利な改良により、プレスローラは、少なくともその外周面において弾性の可撓性材料、特にシリコンで構成されることがもたらされる。

【0053】

本出願の開示と本発明の主題とは、請求項１９によれば、紙製の包装材料を製造する為の方法も含み、少なくとも一つの第１紙ウェブと少なくとも一つの第２紙ウェブとはエンボス領域へ、そして紙ウェブの給送方向においてエンボス領域の下流のプレス領域へ給送され、エンボス器具によってエンボス領域では第１紙ウェブから成形領域が作成され、成形領域は第１紙ウェブを越えて突出して各々が第１紙ウェブの紙ウェブ平面で閉鎖外周線により画定され、接着及び接続用の合成補助材料を含まない、特にプラスチックフィルムを含まない紙ウェブは、成形領域の間の接続部分において、第１紙ウェブの紙繊維が第２紙ウェブの紙繊維に接続されるようにプレス器具によってプレス領域で互いにプレス接合され、紙ウェブは成形領域の領域に閉鎖空洞を画定し、エンボス領域でのエンボス作用あるいはプレス領域での紙ウェブのプレス接合の準備として、第１紙ウェブ及び／又は第２紙ウェブは事前調整される。

【0054】

本発明による方法の有利かつ好都合な改良は、請求項１９を引用している従属請求項に明記されている。本発明による装置及びその改良についてのものと同じ利点及び特性が得られる。

【0055】

本発明による方法は、特に本発明による装置を使用して実行され得る。

【0056】

請求項３８によれば、本出願の開示と本発明の主題とは、第１紙ウェブと第２紙ウェブとを有する紙製の包装材料も含み、少なくとも一つの紙ウェブから成形領域が作成され、成形領域は紙ウェブを越えて突出して、各々が紙ウェブ平面で閉鎖外周線により画定され、紙ウェブは、互いに対向するその表面においてもっぱら紙で製作され、成形領域の間の紙ウェブの接続部分で、第１紙ウェブの紙繊維が第２紙ウェブの紙繊維に接続されて成形領域の領域で紙ウェブが閉鎖空洞を画定するように、好ましくは紙ウェブを事前調整した後に、接着及び接続用の合成補助材料を含まずに、特にプラスチックフィルムを含まずに互いにプレス接合される。

【0057】

本発明の意味における成形領域が紙ウェブの平面を越えて突出する紙ウェブのエンボスを意味することは了解済みである。好適な実施形態によれば、本発明による包装材料が成形領域を備える「エンボスウェブ」と平滑な「担体ウェブ」とで製作される場合には、紙ウェブ平面を越えて突出する成形領域は「担体ウェブ」とともに空洞を画定するので、本発明による包装材料は気泡緩衝材のように形成される。プラスチック製の気泡緩衝材で周知のように、成形領域は特に凹凸形状で形成され得る。

【0058】

それぞれの要件及び状況に応じて、第１紙ウェブに作成された成形領域の形状及びサイズは、広範囲の限度内で選択され得る。本発明の有利な改良により、これに関して、成形領域が球体面のように形成されるように、成形領域を画定する外周線は円形又は略円形であることがもたらされる。一方で包装材料に望ましい緩衝効果について、他方では製造に関して、成形領域の対応形状が有利である。

【0059】

破損又は圧力に弱い物体の包装の為の本発明による包装材料は多様な手法で、例えば、特に包装される物体のサイズにしたがってユーザにより切断され得るウェブの形で販売される材料の形で提供される。本発明による包装材料は、既製ブランクの形でも提供され得る。例えば、本発明による包装材料は輸送用ボックスとして、又はクッション封筒のように設計されてもよく、あるいは、このような包装材料の一部を形成してもよい。

【0060】

要件及び状況に応じて、本発明による包装材料が製作される紙ウェブの数は広範囲の限度内で選択され得る。例えば、本発明による包装材料は二つを超える紙ウェブから製作され得る。例えば、そして特に、本発明による包装材料は、成形領域を備える「エンボスウェブ」と平滑な「担体ウェブ」とで製作され得る。上記に対する発明の代替実施形態では、成形領域が両方の紙ウェブから作成されるとともに、一方の紙ウェブの成形領域が他方の紙ウェブの成形領域に対応して互いに向かい合って配置されるように紙ウェブは互いに接続される。この実施形態では、一方の紙ウェブの成形領域は他方の紙ウェブの成形領域とともに、本発明による包装材料の空洞を画定する。

【0061】

本発明による包装材料の別の有利な改良により、成形領域が規則的なパターンを形成し、特に横列及び／又は縦列に配置されることがもたらされる。

【0062】

本発明による包装材料の為の出発材料として、適切な紙が使用され得る。本発明の特に有利な改良により、紙ウェブがリサイクル紙で製作されるか、又はリサイクル紙を含有することがもたらされる。高いエネルギー消費量が製造に必要とされる新紙の使用が完全又は少なくとも部分的に回避されるので、この実施形態は特に環境に優しい。

【0063】

上述の実施形態のさらなる改良により、以下の特性パラメータ、すなわち、
‐固有の基本重量／坪量［ＩＳＯ ５３６］：６０～１４０ｇ／ｍ^２
‐コッブ６０（Ｃｏｂｂ６０）による吸水性［ＩＳＯ ５３５］：２６～１１３ｇ／ｍ^２
‐ベントセン（Ｂｅｎｄｔｓｅｎ）による粗度［ＩＳＯ ８７９１‐２］：≧３００ｍｌ／分
‐破裂強度［ＩＳＯ ２７５８］：１６０‐２４０ｋＰａ
‐横方向のＳＣＴ指数（ＳＣＴ ＩＮＤＥＸ）［ＩＳＯ ９８９５］：１．１‐１．９ｋＮ／ｍ
のうち少なくとも一つ、特に全てをリサイクル紙が有することがもたらされる。

【0064】

本発明による包装材料の有利な改良によれば、成形領域の間の接続部分がブリッジのように設計される。

【0065】

本発明の別の有利な改良により、接続部分の少なくとも一部で紙ウェブが圧縮されることがもたらされる。

【0066】

請求項４６によれば、本発明の主題は、紙ウェブを越えて突出して各々が紙ウェブ平面で閉鎖外周線により画定される成形領域が作成される少なくとも一つの紙ウェブを有する包装材料の製造におけるリサイクル紙の使用も含み、以下の特性パラメータ、すなわち、
‐固有の基本重量／坪量［ＩＳＯ ５３６］：６０～１４０ｇ／ｍ^２
‐コッブ６０（Ｃｏｂｂ６０）による吸水性［ＩＳＯ ５３５］：２６～１１３ｇ／ｍ^２
‐ベントセン（Ｂｅｎｄｔｓｅｎ）による粗度［ＩＳＯ ８７９１‐２］：≧３００ｍｌ／分
‐破裂強度［ＩＳＯ ２７５８］：１６０‐２４０ｋＰａ
‐横方向のＳＣＴ指数（ＳＣＴ ＩＮＤＥＸ）［ＩＳＯ ９８９５］：１．１‐１．９ｋＮ／ｍ
のうち少なくとも一つ、特に全てをリサイクル紙は有する。

【0067】

例示的な実施形態を使用し、高度に概略的な添付図面を参照して、本発明が以下でより詳しく説明される。例示的実施形態の個々の特徴により、単独で、つまり他の特徴から独立して例示的実施形態が改良されることが、当業者には明白である。それゆえ、図面に示されて請求項に記載され、個別に解釈されるとともに技術的に有意な組み合わせで解釈される記載の特徴全てが、請求項内でのその組み合わせ及びその引用にも関わらず、また図面での具体的な記載又は表現にも関わらず、発明の主題を形成することも、当業者には明白である。本出願の主題及び開示は、装置請求項の特徴と方法請求項の特徴との組み合わせも含む。本出願の主題及び開示は、一つの例示的実施形態の特徴と別の例示的実施形態の特徴との組み合わせも含む。本出願の主題及び開示は、請求項の少なくとも一つの特徴が省略されるか別の特徴と置き換えられる請求項の下位組み合わせも含む。

【図面の簡単な説明】

【0068】

【図1】包装材料の製造の為の本発明による装置の第一例示的実施形態を高度に概略的にスケッチ風に示す。

【図2】図１による例示的実施形態の概略側面図を示す。

【図3】図１による例示的実施形態の概略斜視図を示す。

【図4】図１による例示的実施形態のローラ配置構成の径方向概略図を示す。

【図5】図４によるローラ配置構成の斜視図を示す。

【図6】図４によるローラ配置構成についての図５のＡ‐Ａ線における断面図である。

【図7】図４によるローラ配置構成のエンボスローラの斜視図を示す。

【図8】図４によるローラ配置構成の対向ローラを図７と同じ表現で示す。

【図9】図１による装置のウェブ張力センサの例示的実施形態の構造のスケッチを示す。

【図10】図１による装置のシステム制御の構造をブロック図の形で示す。

【図11】気泡緩衝材の形である本発明による包装材料の例示的実施形態のウェブの上面図である。

【図12】成形領域のエリアにおける図１１による包装材料の断面を図１１よりかなり大きく規模を拡大して示す。

【図13】本発明による装置の第二例示的実施形態を図１と類似した表現で示す。

【発明を実施するための形態】

【0069】

紙から包装材料を製造する為の本発明による装置の第一例示的実施形態が、図１乃至１０を参照して以下でより詳しく説明される。

【0070】

図１は、紙製の包装材料の製造の為の本発明による装置又はシステムの例示的実施形態を高度に概略的にスケッチ風に示し、以下ではその機能が簡単に記載される。

【0071】

保管ローラ２，４から、以下略して「ウェブ」とも称される第１紙ウェブ６と第２紙ウェブ８とが偏向を介してローラ配置構成１０へ給送される。ここで第１紙ウェブは、ローラ配置構成１０によって成形領域１１が作成される「エンボスウェブ」を形成し、一方で第２紙ウェブは、完成した包装材料でエンボスウェブを担持し、すなわち、これを目的としてローラ配置構成１０によって「エンボスウェブ」をプレス接合される平滑な「担体ウェブ」を形成する。エンボス作用の為に、給送方向においてローラ配置構成１０の上流で、「エンボスウェブ」が蒸気で蒸らすことにより参照番号１２で事前調整される。例えば、そして特に、１００℃と約１５０℃との間の温度の蒸気が使用され得る。

【0072】

図示されている例示的実施形態において、紙ウェブ６，８はリサイクル紙で製作される。しかしながら、本発明によれば、それぞれの要件及び状況に応じて、他の適切な紙で紙ウェブ６，８が製作されてもよい。

【0073】

給送方向において、ローラ配置構成１０の前で、セルロース繊維又は粒子、特に、好ましくはセルロースナノ繊維（ＣＮＦ）の形のナノセルロースを含有する液体を噴射することにより、「担体ウェブ」は参照番号１４で事前調整される。

【0074】

ローラ配置構成１０は、対向ローラ（負ローラ）１８と係合するエンボスローラ（正ローラ）を有する。紙ウェブ６は、成形領域を形成するようにローラ１６，１８の間でエンボス加工される。エンボスローラ１６と対向ローラ１８とプレスローラとは、以下略して「ローラ」とも称される。

【0075】

プレスローラ２０は対向ローラ１８と係合し、接着及び接続用の合成保持材料を含まない、特にプラスチックフィルムを含まないやり方で、対向ローラ１８とプレスローラ２０との間で紙ウェブ６，８は互いにプレス接合される。

【0076】

互いにプレス接合されて気泡緩衝材のやり方で本発明による包装材料を形成する紙ウェブ６，８は、もっぱら紙で製作される完成気泡緩衝材状の包装材料の為に保管ロールの形で保管手段２２へ給送され、三つの乾燥器２４，２６，２８を備える多段乾燥器具が給送経路に配置される。ここで乾燥器２４はＩＲ放射器であり、乾燥器２６，２８は温風乾燥器である。

【0077】

装置の構造は以下の通りである。

【0078】

装置は、少なくとも第１紙ウェブ６と第２紙ウェブ８とを、エンボス領域３０へ、そして紙ウェブの給送方向においてエンボス領域３０の下流にあるプレス領域３２へ給送する為の手段を有する。紙ウェブ６，８又はプレス接合紙ウェブ６，８の給送方向又は搬送方向は、図１では矢印３４，３６，３８，４０で記されている。

【0079】

成形領域１１が第１紙ウェブ６から作成されて第１紙ウェブ６を越えて突出し、各々が第１紙ウェブ６の紙ウェブ平面で閉鎖外周線により画定されるように、第１紙ウェブをエンボス加工する為のエンボス器具３１がエンボス領域３０に配置される。図示された例示的実施形態において、閉鎖外周線は円形又は略円形である。

【0080】

プレス器具３３は、紙ウェブ６，８を一緒にプレス接合する為のプレス領域に配置され、成形領域の間の接続部分において、第１紙ウェブ６の紙繊維が第２紙ウェブ８の紙繊維と接続されて紙ウェブ６，８が成形領域の領域に閉鎖空洞を画定するように、接着剤及び接続用の合成補助材料を含まずに、特にプラスチックフィルムを含まずに、プレス接合が行われる。

【0081】

第１紙ウェブ６及び／又は第２紙ウェブ８を事前調整する為の少なくとも一つの事前調整器具を備える事前調整手段が、給送方向においてエンボス領域３０及び／又はプレス領域３２の上流に配置される。

【0082】

本発明によれば、液体、特に水で構成されるか、又は水を含有する事前調整液体を紙ウェブ６，８の少なくとも一方の中か、又は上に導入又は塗着する為に少なくとも一つの事前調整器具が設計される。図示された例示的実施形態において、参照番号１２は、エンボス領域３０でのエンボス作用について事前調整を行なう為に第１紙ウェブ６の上又は中へ蒸気の形の水を塗着又は導入する為の事前調整器具を指す。

【0083】

本発明によれば、事前調整液体が関連の紙ウェブへ噴射、噴霧、又は蒸着されるように、少なくとも一つの事前調整器具は、事前調整液体を噴射、噴霧、又は蒸着する為に設計及び設定される。

【0084】

図示されている例示的実施形態では、紙ウェブ６，８についての別々の、図示された例示的実施形態では異なる事前調整の為に、別々の事前調整器具が紙ウェブ６，８の各々と関連している。

【0085】

詳しく記すと、第１事前調整器具１２は第１紙ウェブ６と関連していてエンボス領域３０への第１紙ウェブの給送経路に配置され、第２事前調整器具１４は第２紙ウェブ８と関連していてプレス領域への第２紙ウェブ８の給送経路に配置されている。

【0086】

第１紙ウェブ６と関連する第１事前調整器具１２は、図示された例示的実施形態では１００℃とおよそ１５０℃との間の温度の蒸気で第１紙ウェブを蒸らす為に設計されている。

【0087】

第２紙ウェブと関連する第２事前調整器具１４は、第２紙ウェブ８の中か、又は上に事前調整液体を塗着又は導入する為に設計及び設定され、図示された例示的実施形態の事前調整液体はセルロース繊維又はセルロース粒子を含有する水であり、セルロース繊維又はセルロール粒子は好ましくは、マイクロセルロース及び／又はナノセルロース、特にセルロースマイクロファイバ（ＣＭＦ）及び／又はセルロースナノファイバ（ＣＮＦ）であるか、又はこれらを含有する。事前調整液体でのセルロース繊維の含有量は、第２紙ウェブ８に噴霧され得るか噴霧されるように選択される。

【0088】

エンボスローラ回転軸１５回りに回転可能に取り付けられたエンボスローラ１６を備えるローラ配置構成１０はエンボス領域３０に配置され、このエンボスローラ１６は第１紙ウェブ６に成形領域１１を形成する為のエンボス凸部をその外周面に有し、エンボスローラ回転軸と平行な回転軸１９回りに回転可能に取り付けられて、エンボスローラ１６のエンボス凸部に対して相補的になるように設計されたエンボス凹部をその外周面に有する対向ローラ１８と、エンボスローラ１６が係合する。

【0089】

プレスローラ回転軸２１回りに回転可能に取り付けられたプレスローラ２０はプレス領域３２に配置され、第１紙ウェブ６を第２紙ウェブ８とプレス接合する為に対向ローラ１８と協働し、第１紙ウェブ６の成形領域１１から離れたところで第１紙ウェブ６を第２紙ウェブ８とプレス接合する為にプレスローラ２０と対向ローラ１８との間にプレスローラ間隙が形成されるように、対向ローラの回転軸はプレスローラ回転軸と平行に離間している。

【0090】

プレスローラ２０は平滑な外周面を有して弾性の可撓性材料でその外周面が構成され、図示された例示的実施形態でこれはシリコンである。

【0091】

図示された例示的実施形態では、ローラ配置構成１０が動作接続又は動作係合された三つのローラ１６，１８，２０を有するように、エンボスローラ１６の対向ローラとプレスローラ２０の対向ローラとは共通する一つの対向ローラ、すなわち対向ローラ１８により形成される。図示された例示的実施形態では、エンボスローラ１６は対向ローラ１８とともにエンボス器具３１を形成し、プレスローラ２０は対向ローラ１８とともにプレス器具３３を形成することが分かる。

【0092】

図示された例示的実施形態において、対向ローラ１８とプレスローラ２０とは互いに直接プレス係合状態にある、つまりエンボスローラ１６によってエンボス加工される第１紙ウェブ６の為の搬送部が介在していない。こうして、紙ウェブ６，８は互いにプレス接合され、一方で、エンボスローラ１６によって第１紙ウェブから作成される成形領域１１はやはり対向ローラ１８のエンボス凹部にある。その結果、ローラ１６，１８，２０で構成されるローラ配置構成１０はエンボス・プレス複合ステーションを形成する。

【0093】

図１に見られるように、図示された例示的実施形態において、対向ローラ１８の回転軸１９は、エンボスローラ回転軸１５とプレスローラ回転軸２１との間の接続線上に配置される。

【0094】

図の実施形態において、例示的実施形態ではプレスローラ回転軸２１に対して径方向に延びる線形軸上でのプレスローラ間隙の間隙幅を設定する為のモータ作動式調節器具とプレスローラ２０が好ましくは関連している。調節器具は、成形領域を備える単一ウェブからもっぱら、つまり「担体ウェブ」を含まずに「エンボスウェブ」からもっぱら構成される包装材料が製造される時に、プレスローラ２０を対向ローラ１８から開放させることも可能にする。

【0095】

さらに、本発明によれば、それぞれのローラを加熱する為の加熱装置が、エンボスローラ１６及び／又は対向ローラ１８及び／又はプレスローラ２０と関連している。図示された例示的実施形態では、ローラ１６，１８，２０の各々についての温度が別々に設定され得るように、別々の加熱器具がローラ１６，１８，２０の各々と関連している。この為に、それぞれのローラ１６又は１８又は２０の温度を検出する為の温度センサが、好ましくはエンボスローラ１６及び／又は対向ローラ１８及び／又はプレスローラ２０と関連している。本明細書では、例えば少なくとも一つの電気加熱ロッドの形の加熱装置と温度センサの両方が、例示的実施形態の事例のようにそれぞれのローラ１６又は１８又は２０に一体化されると有利である。こうして、本発明による装置の構造設定が単純化される。

【0096】

本発明によれば、プレス領域で互いにプレス接合された紙ウェブ６，８を乾燥させる為の乾燥手段が、給送方向において、プレス領域３２と、完成包装材料の為の保管ロール２２の形をした保管手段との間に配置される。

【0097】

図示された例示的実施形態において、乾燥手段は、給送方向又は搬送方向において互いに離間している少なくとも二つの乾燥器具を有し、少なくとも一つの乾燥器具は赤外線放射乾燥器具として設計され、少なくとも一つの乾燥器具は温風乾燥器具として設計される。図示された例示的実施形態では、プレス領域３２の直ぐ下流に配設される乾燥器具２４は赤外線放射乾燥器具として設計され、一方で給送方向又は搬送方向において乾燥器具２４の下流にある二つの乾燥器具２６，２８は温風乾燥器具として設計され得る。

【0098】

個々の紙ウェブ６，８及び／又は互いにプレス接合された紙ウェブのウェブ張力は、それぞれの要件及び状況にしたがって適切なセンサにより監視される。これは、図９を参照して以下でより詳しく説明される。

【0099】

ローラ１６，１８，２０は適切な材料で製作され得る。特に、ローラ１６，１８，２０の外周面はそれぞれのローラ本体と異なる材料で製作され得るか、又は別の材料でコーティングされ得る。特に、図示された例示的実施形態と同様に、プレスローラ２０は少なくともその外周面において弾性の可撓性材料、特にシリコンで製作され得る。対照的に、エンボスローラ１６と対向ローラ１８とは、少なくともその外周面において、寸法的に安定した材料、例えば金属で製作され得る。

【0100】

ローラ１６，１８，２０の各々は、別々の回転駆動装置によって互いに独立して回転駆動され得る。別々の回転駆動装置によって互いに独立して各々が回転駆動され得る保管ロール２，４，２２にも、同じことが当てはまる。ローラ１６，１８，２０及び保管ロール２，４，２２と関連する回転駆動装置の制御は、図１１を参照して以下でより詳しく説明される。

【0101】

図２は、図１の例示的実施形態の概略側面図を示し、一方で図３は例示的実施形態の概略斜視図を示す。

【0102】

図２及び３に図示されているように、装置は、様々な組立体及び部品が配置されているフレーム４６を有する。

【0103】

第１事前調整器具１２はハウジング４８を有する。第１紙ウェブ６が水で蒸らされた後に残る余剰水はハウジング４８で回収されるか、あるいは蒸気として吸い出され、排出されてから再利用又は処分される。余剰水は化学添加物を含まないので、環境を汚染することなく下水設備で処分され得る。

【0104】

これに対応するように、第２事前調整器具１４はハウジング５０を有する。第２紙ウェブ８が事前調整された後に残る余剰の事前調整液体がハウジング５０で回収され、排出され、そして再利用又は処分され得る。図示された例示的実施形態の事前調整液体はもっぱら、セルロースナノファイバが追加された水で構成され、それゆえ化学添加物を含まないので、やはり環境を汚染することなく排水設備で処分され得る。

【0105】

図２及び３の参照番号５２は、ローラ配置構成１０が収納されるハウジングを指す。

【0106】

参照符号５４及び５６はそれぞれ、温風乾燥器具２６及び２８がそれぞれ収納されるハウジングを指す。図示された例示的実施形態では、水で構成されて温風乾燥器具２６，２８での乾燥中にウェブ６，８から除去された液体は、このためにこの事例では給送方向における前後端部で開口しているハウジング５４，５６から流出できる。事前調整器具１２，１４に関して上で説明したように、結果的に得られる液体も環境を汚染することなく排水設備で処理され得る。

【0107】

参照番号５８は、第１紙ウェブ６のウェブ張力を検知又は測定する為に給送方向において保管ロール２と第１事前調整器具１２との間に配置されるウェブ張力センサを指す。ウェブ張力センサ５８の構造は、図１０を参照して以下でより詳しく説明される。対応したやり方で、ウェブ張力センサは第２紙ウェブと関連しており、参照番号６０で示されている。ウェブ張力センサ６０はウェブ張力センサ５８と同じように構築され、それゆえより詳しい説明は行わない。

【0108】

装置及び／又はシステムの全てのシステムパラメータ、特に紙ウェブの給送速度又は搬送速度、ウェブ張力、ローラ１６，１８，２０の速度及び温度、そして事前調整器具１２，１４及び乾燥器具２４，２６，２８の動作パラメータは、中央システム制御部により制御され、これについては図１１を参照して以下でより詳しく説明される。

【0109】

ローラ配置構成１０、そしてそのエンボスローラ１６及び対向ローラ１８は、図４乃至８に異なる図で示されている。

【0110】

図４は、ローラ配置構成１０の径方向の図を示す。

【0111】

図５は、ローラ配置構成１０の斜視図を示す。

【0112】

図６は、図４に描かれているローラ配置構成１０のＡ‐Ａ線における径方向断面図を示す。

【0113】

図７は、エンボスローラ１６の斜視図を示し、エンボスローラ１６の外周面に設けられて外周面を越えて突出するエンボス凸部が見られ、図７ではそのうち一つのエンボス凸部のみが参照番号４２で挙げられている。図示された例示的実施形態において、エンボス凸部４２は球体又は球面のように設計されている。図示された例示的実施形態において、その外周面でエンボスローラ１６の周方向にエンボス凸部４２の連続する横列が配置され、エンボス凸部が「千鳥状」に配置されるように周方向の連続する横列が互いに関連して配置されている。エンボス凸部の形状、幾何学的配置、及び数は、それぞれの要件及び状況にしたがって広範囲の限度内で選択され得る。

【0114】

図８は、対向ローラ１８の斜視図を示し、対向ローラ１８のエンボス凹部４４が見られる。

【0115】

プレスローラ２０は平滑な外周面を有することが図５及び６に見られる。図９は、ウェブ張力センサ５８の概略的なスケッチ風の図を示す。ウェブ張力センサ５８は回転可能に取り付けられた三つの従動偏向ロール６２，６４，６６を有し、図１０におけるその回転軸６８，７０，７２は図面平面に向かって延在して三角形の頂点に配置される。偏向ロール６２，６６は固定状態で取り付けられ、一方で偏向ロール６４は両矢印７６の方向において線形測定軸７４上で移動可能に取り付けられている。ここでの偏向ロール６４は、図９に例として示されている初期位置にばね手段により事前張力を受け得る。この開始位置から始めて、第１紙ウェブ６のウェブ張力が上昇すると、図９の偏向ロール６４は上向きに移動する。この移動は、例えばひずみゲージを使用するか他の幾つかの手法で、力変換器を介して検出されて、ウェブ張力センサ５８から装置の中央制御器へセンサ出力信号として供給され、これについては以下でより詳しく説明される。

【0116】

図１０は、制御装置７８を有する装置の中央システム制御部の構造をブロック図の形で示す。制御装置７８は、それぞれの要件及び状況にしたがってハードウェア及びソフトウェアの組み合わせを含む様々な形で、例えば、そして特にプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）として設計される。

【0117】

制御装置７８により制御可能である回転駆動装置８０，８２，８４は、ウェブ６，８の為の保管ロール２，４と、そして完成包装材料の為の保管ロール２２と関連している。装置の動作中には、紙ウェブ６，８に望ましいウェブ張力が設定されるように、制御装置７８が回転駆動装置８０，８２，８４の速度を制御する。このために、ウェブ張力センサ５８，６０は制御装置７８との信号送信接続状態にある。

【0118】

制御装置７８により制御可能である回転駆動装置８６，８８，９０はローラ１６，１８，２０の各々と関連している。装置の動作中に、エンボス領域３０での第１ウェブ６のエンボス加工の為とプレス領域３２でのウェブ６，８のプレス接合の為のローラ１６，１８，２０が同期して動くように、制御装置７８は回転駆動装置８６，８８，９０の速度を制御する。

【0119】

ローラ１６，１８，２０を加熱する為に、好ましくはそれぞれのローラ１６，１８，２０に一体化された、例えば、特にそれぞれのローラ１６，１８，２０に一体化された少なくとも一つの電気加熱ロッドにより形成される加熱装置９２，９４，９６がこれらのローラと関連している。

【0120】

温度を検出する為に、例えば温度センサの形でそれぞれのローラ１６，１８，２０に好ましくはやはり一体化される温度測定装置９８，１００，１０２が、ローラ１６，１８，２０の各々と関連している。温度測定装置９８，１００，１０２は、制御装置７８との信号送信接続状態にある。装置の動作中に、制御装置７８は、加熱装置９２，９４，９６を適切に制御することによりローラ１６，１８，２０の温度を制御する。特に、エンボスローラ１６の温度が対向ローラ１８の温度より高く対向ローラ１８の温度がプレスローラ２０の温度より高いので、エンボスローラ１６からプレスローラ２０への温度勾配が設けられるように、温度が制御され得る。

【0121】

図１０の参照番号１０４は、プレスローラ回転軸２１に対して径方向に延びる線形軸におけるプレスローラ間隙の間隙幅を設定する為の電動調節器具を指す。例えば、「担体ウェブ」を含まずに成形領域を備える単一の「エンボスウェブ」からもっぱら構成される包装材料を製造するのに装置が使用される場合にも、プレスローラ間隙の間隙幅を異なる厚さの紙ウェブに合わせて調節するか、又はプレスローラ２０を対向ローラ１８から開放するように、電動調節器具は制御装置７８によって制御可能である。

【0122】

本発明による装置を使用する本発明による方法によって、本発明による包装材料が気泡緩衝材のやり方で製造される。

【0123】

図１１には、対応する気泡緩衝材のような包装材料のブランク１０６が一例として示されており、格子状に配置された凹凸形状領域１１を包装材料が備えることが分かる。本発明による包装材料の構造組成は従来のプラスチック製気泡緩衝材のものと類似しているが、紙又はセルロールでもっぱら製作されるという点でこれと異なっている。

【0124】

図示された例示的実施形態では円形又は略円形である閉鎖外周線により「エンボスウェブ」６の紙ウェブ平面での成形領域１１の各々が画定されることが、図１１から分かる。

【0125】

図１２は、図１１と比較してかなり大きく規模を拡大して包装材料の断面を示す。第１紙ウェブ６のエンボス加工１１は平滑な第２紙ウェブ８とともに閉鎖空洞１０８を範囲画定することが分かる。エンボス加工１１から離れたところで、紙ウェブ６，８はウェブ状接続部１１０，１１２で互いにプレス接合される。

【0126】

図示された例示的実施形態において、紙ウェブ６，８は、以下の特性パラメータ、すなわち、
‐固有の基本重量／坪量［ＩＳＯ ５３６］：６０～１４０ｇ／ｍ^２
‐コッブ６０（Ｃｏｂｂ６０）による吸水性［ＩＳＯ ５３５］：２６～１１３ｇ／ｍ^２
‐ベントセン（Ｂｅｎｄｔｓｅｎ）による粗度［ＩＳＯ ８７９１‐２］：≧３００ｍｌ／分
‐破裂強度［ＩＳＯ ２７５８］：１６０‐２４０ｋＰａ
‐横方向のＳＣＴ指数（ＳＣＴ ＩＮＤＥＸ）［ＩＳＯ ９８９５］：１．１‐１．９ｋＮ／ｍ
のうち少なくとも一つ、特に全てを有するリサイクル紙で製作される。

【0127】

それぞれの要件及び状況に応じて、他のタイプ又はグレードの紙が紙ウェブ６，８に使用されてもよい。ここで紙ウェブ６，８は、特に、同じタイプの紙で製作され得る。しかしながら、本発明によれば、紙ウェブ６，８に異なるタイプの紙を使用することも可能である。

【0128】

図１３は、主に、ウェブ６，８の給送方向又は搬送方向において装置のプレス領域３２がエンボス領域３０と離間しているという点で、主として第一の例示的実施形態と異なっている本発明による装置の第二例示的実施形態を示す。プレス領域３２とエンボス領域３０との空間的距離ゆえに、この例示的実施形態においてエンボスローラ１６とプレスローラ１８とは共通の対向ローラを有していない。むしろ、対向ローラ１８はエンボスローラ１６と関連しており、別の対向ローラ１１４がプレスローラ２０と関連している。

【0129】

図１乃至１０による第一例示的実施形態では、ローラ配置構成１０のローラ１６，１８，２０はエンボス・プレス複合ステーションを形成するが、第二例示的実施形態は、エンボスステーション（エンボスローラ１６／対向ローラ１８）と、給送方向又は搬送方向においてエンボスステーションから離間しているプレスステーション（プレスローラ２０／対向ローラ１１４）とを有する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】