JP4825382B2

JP4825382B2 - 耐破袋性に優れた切取り線付きシュリンクチューブ

Info

Publication number: JP4825382B2
Application number: JP2001301067A
Authority: JP
Inventors: 悟川崎; 正一大森
Original assignee: Fuji Seal International Inc
Current assignee: Fuji Seal International Inc
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003104330A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、瓶容器等のラベル、キャップシール等として使用される切取り線付きシュリンクチューブの改良に係り、切取り線の切れ性を保持しながら耐破袋性を高め、容器に装着する際の切取り線を起点とするチューブの破断等を抑制防止し得るようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
瓶容器などの口部を封緘するキャップシールまたは容器の保護膜を兼ねる商品表示ラベルとして使用されるシュリンクチューブは、横一軸延伸フィルムの延伸方向をチューブの周方向として成形される。シュリンクチューブは、容器口部の開封操作、使用済み容器からのラベル分離（容器/ラベルの分別回収）を容易にするための切取り線を設けられるのが一般である。
【０００３】
図１０は切取り線を設けられたシュリンクチューブの例を示している。同図はチューブのタテ方向に２条の切取り線（１）を平行に形成しチューブ（１０）をテープ状に切取るようにしているが、１条の切取り線を形成される場合もある。従来、切取り線（１）は打ち抜き機（ダイロール,打ちミシン等）で刃物（トムソン刃，回転刃等）をフィルムに押付けることにより、図１４に示すように、スリット（刃物の打抜き痕）（７）の列として形成されている。
【０００４】
シュリンクチューブ（１０）は、図１１に示すように、容器（２０）に被せられ、加熱装置（５０）（例えば、スチームヒーター，温風ヒーター等）で所定温度（例えば80〜120℃）に加熱され、加熱により熱収縮変形（主に周方向の減面収縮）を生じ、図１２のように容器表面に密着状態に装着される。同図は、キャップシールとラベルを兼ねるチューブ（１０）を瓶容器（２０）に対し、その本体（２１）の底面周縁から蓋体（２２）の天面周縁にかけて装着した状態を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
シュリンクチューブ（１０）を容器（２０）に装着する加熱処理工程で、チューブの熱収縮変形が不均一に進むと、切取り線（１）部の応力集中が助長される。殊に図１２のように容器本体（２１）の肩部と蓋（２２）との間がくびれた形状を有する場合、容器のくびれ（図では容器の首部）（２３）と向い合う面域Ａは、それ以外の面域と異なって容器表面に密着しない（容器との間に空隙Ｇが生じる）。このため該面域の熱収縮変形は大きく、しかも切取り線（１）がスリット（７）（図１４）で形成されているために応力集中が顕著となり、スリットの拡大変形（孔拡がり）及び局所的な破断（切取り線１に沿った破断）を生じ易く耐破袋性に乏しい。図１３のように本体（２１）の胴部にくびれ（２３）を有する容器（２０）に装着されるチューブ（１０）についても同様である。従来の切取り線（１）では、スリット長さ（L_７）やスリット間隔（ｐ_７）を調整しても上記不具合は解消し難い。
【０００６】
本発明は上記に鑑み、切取り線の機能（切れ性）を維持しつつ、耐破袋性を高め、容器に装着する加熱収縮工程におけるミシン目孔の過度の拡大変形および局所的なチューブ破断を抑制防止し健全な装着態様を得るための改良された切取り線構造を有するシュリンクチューブを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、横一軸延伸フィルムの延伸方向を周方向としてチューブに成形され、チューブのタテ方向に切取り線が設けられているシュリンクチューブにおいて、切取り線（１）は、厚肉の孔縁（２₁）を有する小孔（２）の列であるミシン目からなり、装着される容器のくびれ部（２３）に向い合う面域（以下「面域Ａ」）のミシン目の小孔（２）は、面域Ａを除く面域（以下「Ａ外面域」）のミシン目の小孔（２）より小さい孔径（ｄ_2A）又は／及び大きい孔ピッチ（ｐ_2A）を有している。図２に示すように、ミシン目の孔径（ｄ₂,ｄ_2A,ｄ_2B）は小孔（２）の差し渡し径であり、孔ピッチ（ｐ₂,ｐ_2A,ｐ_2B）は隣合う小孔間の離隔幅である。
【０００８】
本発明における切取り線（１）は、小孔（２）の列で形成されているので、スリット（刃物の貫通痕=スリットの両尖端部に応力が集中し易い）と異なって応力集中が少ない。しかも面域Ａの小孔（２）の孔径（ｄ_２Ａ）は比較的小さく、及び／又は孔ピッチ（ｐ_２Ａ）が比較的大きく設定されているので、面域Ａの耐破袋性（切取り線を起点とする破断に対する抵抗性）が高められる。また、小孔（２）の孔縁（２_１）が厚肉であることは、厚肉によるフィルムの補強効果として、孔縁（２_１）の亀裂および隣合う孔縁同士の亀裂の連通（チューブ破損）を抑制防止（耐破袋性を増強）する。
【０００９】
切取り線（１）は、所望により小孔（２）の列（ミシン目）の両側に厚肉部（４）が形成される。厚肉部（４）は、厚肉であることによるフィルム補強効果として、切取り途中のチューブのヨコ裂け（切取り方向がミシン目から外れる現象）を抑制防止する。すなわち、厚肉部（４）は、切り取りの進行方向をミシン目方向にガイドする機能を有し、チューブのタテ方向全長に亘るスムースな切り取りを容易化する。
【００１０】
本発明における切取り線（１）は、後述するように、横一軸延伸されたフィルムの表面に照射されるレーザービームの照射量を変化させながら、延伸方向と直交する向きにビーム走査することにより好適に形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明のシュリンクチューブの実施例を示している。このシュリンクチューブ（１０）は、前記図１２のように本体（２１）と蓋（２２）との間にくびれ（２３）のある容器（２０）に、キャップシールとラベルを兼ねて本体（２１）と蓋（２２）とに亘って装着される。
【００１２】
チューブ（１０）にはタテ方向の全長に亘り２条の平行な切取り線（１）が形成されている。容器のくびれ（２３）と向い合う面域Ａは、前記のように容器装着時の熱収縮変形及びミシン目部の応力集中が大であるので、面域Ａのミシン目はＡ外面域のミシン目より高い耐破袋性を必要とする。このため、面域Ａのミシン目の小孔（２）は、Ａ外面域のそれに比し、孔径（ｄ_２）は小さく、孔ピッチ（ｐ_２）は大きく設定される。孔径（ｄ_２）の調整と孔ピッチ（ｐ_２）の調整は、フィルムの材種に応じて択一的に又は併合して施される。
【００１３】
面域Ａにおける小孔（２）の孔径（ｄ_２Ａ）は好ましくはｄ_２Ｂ×２/３以下（ｄ_２Ｂ：Ａ外面域の小孔2の孔径）であり、孔ピッチ（ｐ_２Ａ）は、１．５×ｐ_２Ｂ〜５×ｐ_２Ｂ（ｐ_２Ｂ：Ａ外面域の孔ピッチ）であるのが好ましい。なお、ミシン目の小孔(２)は必ずしも真円であることを要しない。レーザービーム照射で形成される小孔(２)は、ビーム走査方向（ミシン目方向）にやや伸びた長円形（長径/短径の比≒３以下）を呈する場合があり、このような長円形であっても差し支えない。小孔（２）が長円の場合は、長径（ミシン目方向）と短径（ミシン目と直交する向き）の相加平均値（(長径+短径)/2）を孔径（ｄ_２,ｄ_２Ａ,ｄ_２Ｂ）とすればよい。
【００１４】
シュリンクチューブ（１０）は、フィルムの材種により「引裂強さ」（耐破袋性の評価指標となる）を異にする。「引裂強さ」の高いフィルムは、耐破袋性を得る点で有利であるが、容器からチューブを除去する際の切取り線の「切れ性」が低く、他方「引裂強さ」の低いフィルムは、耐破袋性に乏しい反面、「切れ性」の点で有利である。従ってミシン目の孔径（ｄ_２）及び孔ピッチ（ｐ_２）の適切なサイズは、耐破袋性と切れ性の両特性のバランスを得る観点から、使用するフィルムの「引裂強さ」応じて具体的に設計される。
【００１５】
下記の表は、シュリンクチューブ（１０）の代表的なフィルム材であるポリスチレン系樹脂フィルムとポリエステル系樹脂フィルム（市販品）について「引裂強さ」（JIS-Ｋ-7128「A法」）の測定例を示している（引裂き試験方向：フィルム延伸方向=チューブのタテ方向）。
【００１６】

【００１７】
ポリスチレン系樹脂フィルムとポリエステル系樹脂フィルムの「引裂強さ」はタイプにより異なるが、両者の差異は顕著であり、前者の引裂強さは高く、後者のそれは低い。このため、ポリスチレン系樹脂フィルムのチューブ（１０）とポリエステル系樹脂フィルムのチューブ（１０）の切取り線について,例えばその孔ピッチ（ｐ_２）を比較すると、前者（引裂強さが低い）の孔ピッチ（ｐ_２）は後者のそれより大きめに設計される。
【００１８】
ミシン目サイズの好ましい具体例として、ポリスチレン系樹脂フィルム（引裂強さが低い）を使用したチューブでは、Ａ外面域の孔ピッチ（ｐ_２Ｂ）を約０．５〜５ｍｍ（面域Ａの孔ピッチｐ_２Ａ=1.5×ｐ_２Ｂ〜5×ｐ_２Ｂ）とし、ポリエステル系樹脂フィルム（引裂強さが高い）のチューブでは、Ａ外面域の孔ピッチ（ｐ_２Ｂ）を約０．３〜１．５ｍｍ（面域Ａの孔ピッチｐ_２Ａ=1.5×ｐ_２Ｂ〜5×ｐ_２Ｂ）とする例が挙げられる。
【００１９】
図４〜図６は、切取り線の微構造を模式的に示している。図４は平面図、図５は図４のX-X矢視断面、図６はY-Y矢視断面である。図４における鎖線（４_Ｔ）は小孔（２）の列の両側に形成された山状厚肉部（４）の頂部、破線（４_Ｂ）はその裾部を示している。この切取り線はレーザービームの照射（後述）により形成されている。
【００２０】
図４,図５に示すように切取り線のミシン目を形成する各小孔（２）の孔縁（２_１）は、フィルムの肉厚（ｔ_Ｆ）に比しやや厚い肉厚（ｔ_２１）（図７参照）を有している。孔縁（２_１）が厚肉であることは、前記のように孔縁（２_１）の亀裂及び隣合う孔縁同士の亀裂の連通（チューブ破損）の抑制防止に寄与する。このため、孔縁（２１）の肉厚（ｔ_２１）は、約１．１×ｔ_Ｆ以上（ｔ_Ｆ：フィルム肉厚）であるのが好ましい。但しその肉厚が過大になると、チューブを切取る際の切れ性が損なわれるので、好ましくは２×ｔ_Ｆを超えない厚さである。
【００２１】
またミシン目の両側に形成される山状の厚肉部（４）は、前述のようにチューブ切り取り時のガイド機能（切取り時のヨコ裂け防止）を奏する。この効果を十分にするために、厚肉部（４）の肉厚（頂部４_Ｔの膨出高さ）（ｔ_４）（図６）は、約１．１×ｔ_Ｆ以上（通常約１．１×ｔ_Ｆ〜５×ｔ_Ｆ,ｔ_Ｆ：フィルム肉厚）、対向幅（ｗ_４）（ミシン目を挟んで向い合う頂部の離隔幅）は約１．５ｍｍ以下であるのが好ましい。なお、図５に示した山状厚肉部（４）の肉厚（膨出高さ）は小孔（２）の孔ピッチ（ｐ_２）に略一致した周期で凹凸を繰り返しているが、これは後述のようにレーザービームの照射条件によるものである。
【００２２】
上記切取り線の（１）の諸元数値は、シュリンクチューブ（１０）をボトル等の容器（２０）に装着（スチームヒータ等による加熱処理）する際のフィルムの熱収縮変形に伴い、孔径（ｄ_２）の拡大等の若干の変形を生じるので、容器（２０）に装着した状態における切取り線の形態サイズは上記数値とはやや異なる。
【００２３】
切取り線（１）は、所望により、図３のように二重線（１_Ｄ）として形成される。二重線（１_Ｄ）は、２本の切取り線を近接させて（例えば約１ｍｍの線間隔で）形成したものである。チューブ（１０）の端縁部（Ａ外面域である）の切取り線（１）をこのような二重線（１_Ｄ）とすることは、切取り開始の際の切れ性を高めるのに有効である。二重線の線長（Ｌ_１）は例えば５〜２０ｍｍであるが、面域Ａの耐破袋性を低下させないように、面域Ａにかからない長さとするのが好ましい。
【００２４】
図１,図３では２条の平行な切取り線（１）（１）をチューブ（１０）に設けてテープ状に切取る場合を示しているが、これに限定されず、１条の切取り線（１）であってもよく、その場合も切取り線の形態及び形設態様は上述のそれと異ならない。
【００２５】
本発明のシュリンクラベルは横一軸延伸フィルムで製作されるが、その横一軸延伸フィルムには、ヨコ/タテの二軸延伸フィルムであって、実質的に横一軸延伸フィルムとみなせるものをも包含している。その二軸延伸フィルムは、ヨコ方向の延伸倍率がタテ方向のそれの２倍以上（例えば２〜７倍）であって、タテ方向の延伸倍率が約１．５以下である。このような横一軸延伸フィルムの具体例として、熱収縮性ポリエステル系樹脂フィルムである「スペースクリーン（登録商標）S7553」「同S7570」（いずれも東洋紡績(株)製）、熱収縮性ポリスチレン系樹脂フィルムである「ファンシーラップ（登録商標）GMAS」（グンゼ(株)製）等が挙げられる。
【００２６】
次にレーザービーム照射による切取り線の形成について説明する。
プラスチックフィルム表面の微小領域にレーザービームを照射すると、その領域は瞬時に溶解又は蒸発して小孔が形成される。横一軸延伸された熱収縮性フィルムに対しレーザービームの照射量を変化させながら、延伸方向と直交する向きにフィルム表面を走査すると、厚肉の孔縁（２_１）を有する小孔（２）の列（ミシン目）とその両側の厚肉部（４）とからなる切取り線（１）が形成される。
【００２７】
レーザービーム走査による小孔（２）の形成工程で、孔縁（２_１）の厚肉化を生じ、またミシン目の両側に厚肉部（４）が形成されるのは、レーザー照射の熱影響により生じる小孔（２）の近傍の局所的な熱収縮応力及び表面張力の作用によると考えられる。小孔（２）と小孔（２）の間は、レーザービームを照射されないか又は照射エネルギーが微量となるので、小孔（２）の孔ピッチ（ｐ_２）が大きく設定されている場合において、隣合う小孔（２）同士の間における肉厚の膨出がないか又は膨出高さが極く低いときは、厚肉部（４）が断続した形態を呈する。
【００２８】
本発明のシュリンクラベルは、▲１▼横一軸延伸された長尺のフィルムにレーザービームを照射して切取り線（１）を形成する工程、▲２▼切取り線を形成されたフィルムをセンターシールして長尺のチューブに成形する工程、および▲３▼長尺チューブを所定のラベル長さに裁断する工程により効率良く製作することができる。レーザーとして、炭酸ガスレーザー,アルゴンレーザー,ＹＡＧレーザー等が挙げられるが、炭酸ガスレーザーは高エネルギーを得易く、かつポリエステル系樹脂フィルム,ポリスチレン樹脂フィルム等に吸収され易い等の点から、本発明の切取り線の形成に好適である。
【００２９】
図８は、フィルムロール（FR）から送り出される長尺フィルム（３０）に、レーザービームを照射施工して切取り線（１）を形成した状態を示している。鎖線（CL）は製品ラベル（ラベル長さＬ_１０）を採取するための裁断位置であり、Ａは製品チューブの面域Ａに対応する部分である。面域ＡおよびＡ外面域のミシン目はそれぞれ所定の孔径（ｄ_２）及び/又は孔ピッチ（ｐ_２）に調整されている。
【００３０】
切取り線（１）を形成するレーザービームの照射施工は、長尺フィルムの移送ライン、例えばスリットライン（広幅フィルムの幅サイズ調整）又はセンターシールライン（チューブ成形工程）等において、フィルムロールから送り出される長尺フィルム（３０）の連続移送下に行なわれる。一定速度で移送される長尺フィルム（３０）の表面に対するレーザービームの照射量を、裁断間隔（Ｌ_１０）及び面域Ａに対応させて周期的に変化させながらフィルム表面を走査する。その照射量の制御は、長尺フィルム（３０）の裁断位置（CL）を検出する等してレーザービームのON/OFF,出力の高/低等を調整することにより行なわれる。
【００３１】
レーザービーム照射条件の具体的な制御は、フィルムの材種や形成しようとする切取り線の形態等により異なるが、シュリンクラベルの一般的なフィルム材種（ポリエステル系樹脂フィルム,ポリスチレン系樹脂フィルム,ポリプロピレン系樹脂フィルム等）からなる横一軸延伸フィルムにおいて、移送速度約２０〜２００ｍ/分の連続移送下、例えば炭酸ガスレーザー装置を使用して行う場合における出力制御は約５〜１００Ｗ程度の範囲に設定すればよい。
【００３２】
切取り線（１）を形成された長尺フィルム（３０）は、センターシールにより図９に示す長尺のチューブ（４０）に成形される。センターシールは、常法に従って長尺フィルム（３０）の左右の縁部（接着代）（30_Ｅ）（30_Ｅ）を重ね合わせ、適宜の溶剤や接着剤で重ね合わせ面を接着することにより行われる。ついで長尺チューブ（４０）を各裁断位置（CL）で裁断して切取り線付きチューブ（１０）を得る。もっとも、実操業では一般的に、長尺チューブ（４０）を偏平に折り畳みロール状に巻取ったうえ、シュリンクラベル装着装置にセットし、ロール品から連続的に長尺チューブ（４０）を巻き出しながら各裁断位置(CL)で順次裁断すると共に容器（２０）に被せる、という操業形態が採られる。
【００３３】
こうして容器（２０）に被せられたチューブ（１０）は、図１１のように加熱装置（５０）に送給され加熱収縮処理を施される。チューブ（１０）は、面域Ａ（容器20のくびれ部23と向い合う部分）のミシン目の形態が調整されていることにより耐破袋性が高く、前記図１２や図１３等のくびれ（２３）を有する容器（２０）でも孔の拡大変形や破断ない健全な装着状態に仕上げられる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の切取り線付きシュリンクチューブは耐破袋性に優れ、装着される容器がくびれを有する異形状の瓶容器等であっても、くびれ部に対面する部分の切取り線を起点とするチューブの破断を防止し健全な装着状態を得ることができる。また、例えば飲料を充填したプラスチックボトル等にチューブを装着された商品等では、流通過程で誤って手元から取落した場合のような落下衝撃（内圧の急激な変化でボトル胴部は瞬間的に膨出変形する）を受けてもくびれ部の切取り線を起点とする破断を抑制防止される。しかも、耐破袋性と併せて良好な切れ性を備えているので、容器の開封や使用済み容器からのチューブの分離（容器/チューブの分別回収）も容易である。そしてこのような特性を備えた切取り線は、レーザービーム照射施工により効率的よく経済的に有利に形成することができ、大なる実用価値を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシュリンクチューブの実施例を示す外観説明図である。
【図２】本発明における切取り線のミシン目形態の平面説明図である。
【図３】本発明における切取り線の他の形態を示す要部正面図である。
【図４】本発明における切取り線の微構造を模式的に示す平面図である。
【図５】図４のＸ-Ｘ矢視断面図である。
【図６】図４のＹ-Ｙ矢視断面図である。
【図７】切取り線の微構造の諸元サイズの断面説明図である。
【図８】本発明のシュリンクチューブの製作工程の説明図である。
【図９】本発明のシュリンクチューブの製作工程の説明図である。
【図１０】切取り線付きシュリンクチューブを示す外観斜視図である。
【図１１】シュリンクチューブを容器に装着する加熱収縮工程の説明図である。
【図１２】容器にシュリンクチューブを装着した状態を示す一部切欠き正面図である。
【図１３】容器にシュリンクチューブを装着した状態の他の例を示す正面図である。
【図１４】従来の切取り線を示す平面説明図である。
【符号の説明】
１：切取り線
２：小孔
２_１：小孔の孔縁
４：山状の厚肉部
４_Ｔ：厚肉部の頂部
７：スリット
１０：シュリンクチューブ
２０：容器
２１：本体
２２：蓋
２３：くびれ部
３０：長尺フィルム
４０：長尺チューブ
５０：シュリンクチューブ加熱装置
Ａ：チューブの容器くびれ部と向い合う面域
Ｇ：チューブと容器表面との間の空隙
Ｆ：フィルム

Claims

横一軸延伸フィルムの延伸方向を周方向としてチューブに成形され、チューブのタテ方向に切取り線が設けられているシュリンクチューブにおいて、
切取り線（１）は、厚肉の孔縁（２₁）を有する小孔（２）の列であるミシン目からなり、装着される容器のくびれ部（２３）に向い合う面域（以下「面域Ａ」）のミシン目の小孔（２）は、面域Ａを除く面域（以下「Ａ外面域」）のミシン目の小孔（２）より小さい孔径（ｄ_2A）又は／及び大きい孔ピッチ（ｐ_2A）を有することを特徴とする耐破袋性に優れた切取り線付きシュリンクチューブ。
面域Ａの小孔の孔径（ｄ_2A）はｄ_2B×２/３以下（ｄ_2B：Ａ外面域の小孔の孔径）、小孔の孔ピッチ（ｐ_2A）は１．５×ｐ_2B〜５×ｐ_2B（ｐ_2B：Ａ外面域の孔ピッチ）である請求項１に記載の切取り線付きシュリンクチューブ。
小孔の孔縁（２₁）の肉厚は、１．１×ｔ_F〜２×ｔ_F（ｔ_F：フィルムの原肉厚）である請求項１又は請求項２に記載の切取り線付きシュリンクチューブ。
切取り線は、小孔（２）の列に沿って両側に形成された山状の厚肉部（４）を有し、該厚肉部の肉厚（ｔ₄）は、１．１×ｔ_F以上（ｔ_F：フィルム原肉厚）、対向幅（ｗ₄）は１．５ｍｍ以下である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の切取り線付きシュリンクチューブ。
切取り線は、横一軸延伸されたフィルムの表面に対するレーザービームの照射量を変化させながら、ビーム走査することにより形成されたものである請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の切取り線付きシュリンクチューブ。