JP2012240686A - シュリンクラベルを装着した容器 - Google Patents

Abstract

【課題】シュリンクラベルの高収縮部分において収縮ムラの発生がない幾何条件をもつシュリンクラベルを装着した容器を提供する
【解決手段】シュリンクラベル３を装着した容器であって、容器は容器胴部のラベル装着範囲における最小周長Ａと最大周長Ｂの比が３０％≦（Ａ／Ｂ）×１００≦６０％であり、シュリンクラベル３は最小周長部分におけるシュリンクラベル３の周方向の厚みの最大厚みｔｍａｘと最小厚みｔｍｉｎとの偏肉比ｔｍａｘ／ｔｍｉｎが２．０以下である
【選択図】図１

Description

この発明はシュリンクラベルを装着した容器に関するものである。

近年、生活用ボトル分野では、加飾性向上を目的に、シュリンクラベリングに対する要望、特にフルシュリンクラベリングの要望が高まっている。容器のシュリンクラベリングはビール瓶やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトル等のボトル型の容器の胴部に加飾を目的として、熱収縮性を有する筒状のシュリンクラベルを装着することによって実現している。シュリンクラベルを容器に装着する際には、内面に絵柄や文字などの加飾要素が表示されたシュリンクラベルが容器の胴部に上方から被嵌され、シュリンクラベル収縮装置内で熱風或いは蒸気を吹き付けられ、その熱で収縮して容器に装着され、容器胴部に対する加飾が実現する。しかし、従来のフルシュリンクボトルの場合は、ラベルの収縮率が４０％を越える高収縮部に収縮ムラが発生し易いため、ラベリング品質が低かった。

特開２００６−００１５７３ 特開２００７−１３７５０２ 特開２０００−３２６９３４

従来から収縮ムラの発生を防止して加飾性の品質向上を図る試みが行われている。

特許文献１はシュリンクラベルの容器への装着方法及び装置に関するものであるが、胴部にくびれ部を有する容器にシュリンクラベルを装着する場合に、まず、シュリンクラベルの収縮率が小さい容器下部にシュリンクラベルを熱収縮させて容器に固定し、次に収縮率の大きいくびれ部の熱収縮を行う。これによってくびれ部を熱収縮する際のシュリンクラベルの位置ずれを防止して、加飾性の高品質を維持する。この技術はシュリンクラベルに対する加熱タイミングを調節するだけでシュリンクラベルの収縮ムラを防ぐことができる利点を有するが、ボトルの形状に起因するラベルの収縮ムラの発生を防止する効果については検証されていない。

特許文献２はシュリンク装置の連続加熱方法及びその装置に関するものであって、シュリンクラベルに吹きかける熱風を回収して循環させて温度分布の発生を防止し、シュリンクラベルの均等加熱を実現して、シュリンクラベルの収縮ムラの発生を防止するものである。この技術は、加熱温度ムラに起因するラベルの収縮に対しては良好な解決を与えるが、ボトルの形状に起因するラベルの収縮ムラに対してどこまで発生を防止する効果が得られるかについては検証されていない。
特許文献３はシュリンクラベルの収縮方法及びその装置に関するものであって、ここではボトルの大径部と小径部とでシュリンクラベルの収縮率が異なるところから、シュリンクラベルが部分的に引張られて位置ずれを生じて、加飾品質が低下するので、これを防ぐために、シュリンクラベルの部位に応じて、温度分布を持たせるために加熱と冷却を同時併用することによって、冷却によってシュリンクラベルの一部分をボトルに固定して位置ずれを防止するようにしたものである。しかしこの技術の場合は収縮装置に高温、低温２つの熱媒体系を備えなければならないのでラベリング装置が複雑になるし、またラベルの位置ずれ以外の原因による収縮ムラ、加飾性の低下には解決とならない。

ボトルのシュリンクラベルによる加飾性について、市場のニーズが多様化し、ボトルの形状も様々になり、また、ボトル上のシュリンクラベルの装着位置や装着領域が様々になると、ボトル上のシュリンクラベルの収縮率もきわめて大きくなるが、特にこの発明の発明者の研究では、収縮率が４０％を超えるとシュリンクラベルの収縮ムラが発生し易くなり、ラベリング品質が低下する傾向が顕著であることが明らかとなっている。特にこの発明の発明者の研究では容器の胴部のラベル装着範囲における最小周長Ａと最大周長Ｂの比が３０％≦（Ａ／Ｂ）×１００≦６０％の範囲では、収縮ムラが生じ易く、この範囲での収縮ムラの問題が解決すれば、シュリンクラベル装着ボトルにおける加飾性の品質はほとんど良好に維持されることが見出された。

一方比（Ａ／Ｂ）×１００が６０％を超える範囲ではラベルの収縮率が小さいので、もともとあまり収縮ムラは発生せず、それが問題となることは少ない。

また、比（Ａ／Ｂ）×１００が３０％より小さい場合はボトルの形状は機能的に少数例となるので、この技術を適用する可能性は低くなる。
なお特許文献３には、首部の直径が小さいビール瓶等の容器へ、先端の口部まで覆われるようにシュリンクラベルを装着した例が示されている（図９（ｂ））が、これは王冠、キャップなどによる密封状態を保護する目的のもので、口部から首部の大半の部分には商品表示などの文字・ロゴや装飾模様の印刷は施されておらず、周方向の収縮ムラは問題視されない。

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであって、シュリンクラベルの高収縮部分において収縮ムラの発生がない幾何条件をもつシュリンクラベルを装着した容器を提供することを目的とする。

この目的に対応して、この発明のシュリンクラベルを装着したボトルは、シュリンクラベルを装着した容器であって、前記容器は容器胴部のラベル装着範囲における最小周長Ａと最大周長Ｂの比が３０％≦（Ａ／Ｂ）×１００≦６０％であり、前記シュリンクラベルは最小周長部分における前記シュリンクラベルの周方向の厚みの最大厚みｔｍａｘと最小厚みｔｍｉｎとの偏肉比ｔｍａｘ／ｔｍｉｎが２．０以下であることを特徴としている。

請求項１に記載された発明では、収縮ムラが発生し易い周長比（Ａ／Ｂ）×１００％が３０％≦（Ａ／Ｂ）×１００≦６０％の範囲で（ラベルの収縮率が４０％〜７５％となる）容器の周長が絞り込まれた領域においても、シュリンクラベルの偏肉比が小さい（２．０以下）ので収縮ムラの発生が小さく、シュリンクラベルの内面の絵柄等の加飾要素からの反射光の状態がシュリンクラベルの全域においてほぼ同一となるので、加飾要素がゆがんで視認されることが少なく、加飾の高品質性が維持される。
こうして実用されるボトル形状のほとんどにおいて、収縮ムラの発生は防止される。

請求項２に記載された発明では、容器に装着したシュリンクラベルは厚みの標準偏差が１５以下で、均等な肉厚をなすので、シュリンクラベル内面の加飾要素がゆがんで視認されることが少なく、加飾の高品質性が維持される。

請求項３に記載された発明では、シュリンクラベルの装着範囲が容器の胴部のほぼ全域に亘るので、容器の全域に亘って高品質の加飾を実現することができる。

請求項４に記載された発明では、高収縮率を呈している部分がシュリンクラベルの端縁近傍に限定されず、容器の胴部の所定の広さを有していても、シュリンクラベルの収縮ムラのない高品質の加飾を実現させることができる。
こうしてこの発明では装着ムラのない、意匠性の高い容器が得られる。

シュリンクラベルを装着した容器の正面図 シュリンクラベルを装着した容器上の加飾要素を示す正面図 シュリンクラベルの偏肉比及び標準偏差とラベル収縮率を示すグラフ シュリンクラベル装着装置（連続加熱装置）の一実施の形態にかかる概略平面図 連続加熱装置の一実施の形態にかかる概略縦断面図 連続加熱装置の一実施の形態にかかる概略横断面図 連続加熱装置のそれぞれ一実施の形態にかかるスリットノズルの平面配置図

以下、この発明の詳細を発明を実施するための最良の形態にもとづいて、図面を参照しつつ説明する。
図１にはシュリンクラベルを装着した容器（以下単にラベル容器と称する）の２例のラベル容器１が示されている。
これら２例のラベル容器１はいずれもボトル型容器（以下単に「容器」と称する）２にシュリンクラベル３を装着している。ただしシュリンクラベル３は肉厚が極薄であるのでラベル容器１ではシュリンクラベル３の肉厚は表示されていない。容器の材質はポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などのポリエステル樹脂、その他各種プラスチック材料による単層ボトルまたは多層ボトル、及びガラス製ボトル、スチール、アルミなどの金属製ボトルを用いることができる。シュリンクラベル３の材質はポリスチレン（ＰＳ）、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＬＡなどの樹脂による単層または多層の熱収縮性フィルムを用いることができ、厚みは３０μｍ〜１００μｍを用いることができる。

図１（ａ）に示すラベル容器１ａは容器２の胴部４の上方部分が小径部５をなし下方部分が大径部６をなしている。
一方図１（ｂ）に示すラベル容器１ｂは胴部４の中間部に小径部５をなし、上方部分が大径部６をなしている。
容器２の上端部分には筒状の口部７とその下方にハンドリング鍔８が設けられていて、その鍔８の下面１１から胴部４の底面１２までの長さが容器高さＨである。
なお、容器２の形態によってはハンドリング鍔を設けず、段差やリブで口部７と胴部４の境界とすることもある。
シュリンクラベル３は容器高さＨの範囲内のいずれかの領域に装着されているのであるが、図１（ａ）、（ｂ）で示したラベル容器１では小径部５と大径部６を含む胴部４の中心線方向の容器高さＨとほぼ同じ胴部４の中心線方向のほぼ全域Ｌをラベル装着領域１３とするもので、この場合のラベル容器１はフルシュリンクラベリングボトルであって、ラベル装着領域１３には小径部５と大径部６の両方を含んでいる。

シュリンクラベル３は、収縮前の初期周長が、容器２の胴部の装着部位における最大周長Ｂの１．０１〜１．１０倍である。容器２のラベル装着領域１３に収縮により装着した場合の周長は、小径部５の範囲に最小周長Ａが位置し、大径部６に最大周長Ｂが位置する。シュリンクラベル３の厚みは十分に薄いので、装着部位の容器２の胴部の周長と同じとして扱うことができる。

ラベルの収縮率はシュリンクラベルを装着した容器のシュリンクラベルの上から計測した容器胴部の２測定点での周長の比Ａ／Ｂとするとき（Ｂ−Ａ）／Ｂで近似される。
このラベル容器１においてラベル装着領域１３における最小周長Ａと最大周長Ｂの比は、３０％≦（Ａ／Ｂ）×１００≦６０％である。つまりシュリンクラベル３の対応する周長比は３０％以上６０％以下に限定されている。このときシュリンクラベル３の収縮率は｛（Ｂ−Ａ）／Ｂ｝で、７０％≧｛（Ｂ−Ａ）／Ｂ｝×１００≧４０％となるが、初期周長が最大周長Ｂよりわずかに大きいことを考慮して４０％〜７５％と見込まれる。

小径部５におけるシュリンクラベル３の周方向の厚みの最大厚みと最小厚みとの比は２．０以下に限定される。
シュリンクラベル３のラベル装着領域１３の高さＬが容器高さＨの７０％以上であることが好ましい。
また容器２のラベル装着領域１３における任意の高さ部位における周長Ｃと最大周長Ｂの比が３０％≦（Ｃ／Ｂ）×１００≦６０％を満たす範囲Ｄが容器高さＨの１０％〜５０％であることが好ましい。

このようなラベル容器１を得るためには、シュリンクラベル３の装着方法も重要である。
筒状のシュリンクラベル３を容器２に被せ熱収縮させて装着する方法としては、トンネル状に構成した装置の左右壁面に沿って多数配置した噴射口から装置内を通過する容器に向かって熱風ないし蒸気を吹き付ける方法が知られている。高収縮率の領域においても周方向の収縮ムラをなくすためには、噴射方向を容器に正対させる、複数の噴射口と容器との距離をなるべく等しくする、などにより、全周がほぼ同時に加熱収縮されるように図るのが好ましい。また、できるだけ短時間で収縮させるのが好ましく、収縮が始まるよりも低い温度で予備加熱してから収縮温度まで急速に加熱するのが好ましい。
本発明のラベル容器１の製造に好適なシュリンクラベルの装着装置としては、例えば特許文献２に開示されたものが適用できる。

すなわち図４から図８において、２１は連続加熱装置であり、連続加熱装置２１は、容器２に環状のシュリンクラベル３をかぶせた後、一様に熱風あるいは蒸気で加熱収縮させることで、装着できるようにするものである。

この連続加熱装置２１は、外周が塞がれたトンネル状の加熱部３０を備えるとともに、加熱部３０の底部分に容器２を連続的に搬送するための搬送装置３３が設置してある。

この連続加熱装置２１の加熱部３０は、例えば２つのゾーンに分割され、上流側にシュリンクラベル３を収縮開始温度の手前まで加熱する予備加熱部３１が設けられ、この予備加熱部３１の搬送方向Ｘの下流側に連続してシュリンクラベル３を収縮させて装着する本加熱部３２を設けて構成してある。

予備加熱部３１は、トンネル状の予備加熱部本体３１ａの搬送方向Ｘの両側に熱風あるいは蒸気（なお、以下、熱風の場合を例に説明する。）が入る熱風チャンバ３１ｂが設けられており、これら対向する熱風チャンバ３１ｂには、図５に示すように、多数の孔で構成されたノズル板３１ｃが取り付けられて一様に熱風が吹き出すようになっている。

そして、この予備加熱部３１での温度や吹き出し範囲などの加熱条件は、加熱収縮させるシュリンクラベルの材質や面積、容器２への装着位置によって設定されるが、例えば熱風の温度を７０〜１００℃、好ましくは８０〜９０℃、風速を０．１〜５．０ｍ／ｓ、好ましくは１．０ｍ／ｓ程度として吹き付けことで、予備加熱部３１を通過する間に、シュリンクラベル３を熱収縮が起こる手前まで加熱するようになっている。

したがって、この予備加熱部３１において、容器２にかぶせるようにしたシュリンクラベル３は、搬送装置３３で搬送される間に両側のノズル板３１ｃから吹きつけられる熱風で比較的緩やかに加熱されてシュリンクラベル３全体が均一に加熱される。

また、予備加熱部３１での加熱の際、部分的に熱風（あるいは蒸気）の吹き付け量を増加させてシュリンクラベル３を加熱して容器に一部を仮止めするようにしても良い。

これにより、搬送中あるいは次工程の本加熱部３２に入って吹き付けられる熱風や蒸気によるシュリンクラベル３のずれを防止することができる。

このような予備加熱部３１に連続して設置される本加熱部３２では、予備加熱されたシュリンクラベル３を短時間に均一に加熱収縮させることが、容器２が異形ボトルなどであってもしわやムラの発生を抑制するのに有効であることから、大量の熱風を直接吹き付けること等で短時間に加熱できるようにしている。

この本加熱部３２は、予備加熱部本体３１ａと同一外形のトンネル状の本加熱部本体３２ａを備え、この本加熱部本体３２ａの内側に横断面形状がコ字状の熱風が入る熱風チャンバ３２ｂが、下方が開口するように設けてある。

そして、この熱風チャンバ３２ｂには、図４に示すように、搬送装置３３で搬送される容器２の加熱開始位置に接近したある加熱位置を仮想してこれを加熱中心位置Ｏｈとして設定する。この仮想位置である加熱中心位置Ｏｈに搬送される容器２に向けて熱風を吹き付けるスリットノズル３２ｃが熱風チャンバ３２ｂの搬送方向Ｘの両側に、加熱中心位置Ｏｈに対して略点対称に向かい合う位置に少なくとも二対配置して取り付けてあり、ここでは図７（ａ）に示すように、搬送方向Ｘにそれぞれ４５度で交差して加熱中心位置Ｏｈを通る２対の対角位置に加熱中心位置Ｏｈから等距離に４個のスリットノズル３２ｃを配置して点対称の４箇所に設けてある。

この本加熱部３２での温度や吹き出し範囲などの加熱条件は、加熱収縮させるシュリンクラベルの材質や面積、異形ボトルなどの容器２への装着位置によって設定されるが、予備加熱部３１に比べて温度が高く、大量の熱風を吹き付けることができるよう、例えば熱風の温度を１００〜１８０℃、好ましくは１２０〜１６０℃、風速を２０〜５０ｍ／ｓ、好ましくは３０ｍ／ｓ程度として吹き付けることで、加熱中心位置Ｏｈで短時間に加熱してシュリンクラベル３を均一に収縮させることができるようになっている。
なお、スリットノズル３２ｃの配置は、図７（ｂ）、（ｃ）に３２’で示すように、点対称の位置、方向から多少ずれていても同様の効果を得られる。

このように構成した連続加熱装置２１によれば、非対称三次元ボトルなどの異形ボトルであってもシュリンクラベルを均一に収縮させてしわやムラを発生させることなく装着することができる。

以上のようにして、シュリンクラベル３の収縮率を４０％〜７５％にしてもラベル装着領域１３の全範囲にわたって収縮ムラのない装着が実現し、加飾要素１０（図２参照）にゆがみのない高品質の加飾性をもつラベル容器１を得ることができる。
最小周長部位におけるラベルの周方向の厚みの標準偏差が１５以下であることによって収縮ムラのない装着が実現し光学的にもまた感触的にも加飾要素のゆがみのない一層高品質の加飾性をもつラベル容器１を得ることができる。
ラベルのラベル装着領域１３の高さＬが容器高さＨの７０％以上とすることによって、フルシュリンクラベリングボトルにおいても収縮ムラがなく高品質の加飾性をもつラベル容器１を得ることができる。
周長Ｃ部位のシュリンクラベル３の収縮率が４０％〜７５％である範囲Ｄが容器高さＨの１０％〜５０％とすることによって、シュリンクラベル３のラベル装着領域１３の設定について任意に設定できる範囲の選択の自由が大きくなり、ボトル設計の自由度が大きいラベル容器１を得ることができる。

実験例

図１（ａ）に示す形状の高密度ポリエチレン製ブロー成形ボトル（満注内容量４００ｍｌ、 容器高さ（Ｈ）１４０ｍｍ、 最大周長（Ｂ）部位の胴径８０ｍｍ、 最小周長（Ａ）部位の胴径３０ｍｍ、 ラベル装着範囲（Ｌ）１３５ｍｍ（Ｈの９６％）、 高収縮率範囲（Ｄ）４０ｍｍ（Ｈの２９％））に、厚さ５０μｍのポリスチレン系熱収縮フィルム製シュリンクラベルを装着したラベル容器について、ラベルの収縮率と偏肉比、肉厚の標準偏差を測定した。
図３において、「ムラ無しサンプル」として表示しているものは特許文献２の装置により予備加熱温度７３℃、本加熱温度１４０℃でラベルを装着したもの、「ムラ有りサンプル」として表示しているものは従来の収縮装置により３段階の収縮ゾーンの加熱温度を上流側より７７℃、１０５℃、１２０℃としてラベルを装着したもので、「ムラ無しサンプル」が本発明のラベル容器１である。
（結果）
ラベルの収縮率と編肉比の関係を図３（ａ）に示す。
シュリンクラベル３の収縮率が高い領域（４０％以上）の範囲ではムラ有りサンプルでは偏肉比が２．０を越えており、これでは収縮ムラが発生することを教えている。この場合、加飾要素１０は図２（ａ）に示すようにゆがんだものになっている。
これに対し、本発明ボトル（ムラ無しサンプル）では偏肉比は２．０以下であり、この条件では収縮ムラが発生しないことを意味している。この場合加飾要素１０は図２（ｂ）に示すようにゆがみがない。
ラベルの収縮率とラベル肉厚の標準偏差との関係を図３（ｂ）に示す。
シュリンクラベル３の収縮率が高い領域（４０％以上）の範囲ではムラ有りサンプルでは標準偏差が１５以上であり、これは収縮ムラが大きいことを教えている。この場合、加飾要素１０は図２（ａ）に示すようにゆがんだものになっている。
これに対し本発明ボトルでは標準偏差が１５以下であり、この条件では収縮ムラが小さいことを教えている。この場合、加飾要素は図２に示すようにゆがみがない。

この発明によればシュリンクラベルの高収縮部分において収縮ムラの発生がない幾何条件をもつシュリンクラベルを装着した容器を得ることができる。

１ ラベル容器
１ａ ラベル容器
１ｂ ラベル容器
２ 容器
３ シュリンクラベル
４ 胴部
５ 小径部
６ 大径部
７ 口部
８ ハンドリング鍔
１０ 加飾要素
１１ 下面
１２ 底面
１３ ラベル装着領域
２１ 連続加熱装置
３０ 加熱部
３１ 予備加熱部
３１ａ 予備加熱部本体
３１ｂ 熱風チャンバ
３１ｃ ノズル板
３２ 本加熱部
３２ａ 本加熱部本体
３２ｂ 熱風チャンバ
３２ｃ スリットノズル
３２ｃ´スリットノズル
３３ 搬送装置
Ｏｈ 加熱中心位置
Ｘ 搬送方向

Claims (4)

1. シュリンクラベルを装着した容器であって、
   前記容器は容器胴部のラベル装着範囲における最小周長Ａと最大周長Ｂの比が３０％≦（Ａ／Ｂ）×１００≦６０％であり、
   前記シュリンクラベルは最小周長部分における前記シュリンクラベルの周方向の厚みの最大厚みｔｍａｘと最小厚みｔｍｉｎとの偏肉比ｔｍａｘ／ｔｍｉｎが２．０以下であることを特徴とするシュリンクラベルを装着した容器
2. 前記最小周長部分における前記シュリンクラベルの前記周方向の厚みの標準偏差が１５以下であることを特徴とする請求項１に記載のシュリンクラべルを装着した容器
3. 前記ラベルの装着範囲高さＬが、容器口部を除く容器高さＨの７０％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のシュリンクラべルを装着した容器
4. 前記容器は容器胴部のラベル装着範囲における任意の高さ位置の周長Ｃと最大周長Ｂの比が３０％≦（Ｃ／Ｂ）×１００≦６０％を満たす範囲Ｄが、容器口部を除く容器高さＨの１０〜５０％であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載のシュリンクラべルを装着した容器

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