JPS634788B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は圧力瓶の収縮保護スリーブ形成用シ
ートに関し、炭酸飲料等の内圧の加わる液体の収
納に用いるガラス瓶に対して、被覆保護するため
の収縮性スリーブ用素材として好適なものを提供
しようとしている。 従来よりガラス瓶等の外面に熱収縮性を有する
合成樹脂シートからなるスリーブを被せ、加熱す
ることにより該スリーブを収縮させてガラス瓶等
の外面形状に密着するよう被覆し、ガラス瓶等の
保護を図ることが行なわれている。 そして特に炭酸飲料のように内圧の加わるガラ
ス瓶の場合、破損時における瓶破片の飛散を防止
することが安全上重要な問題となる。 そこで上記安全上の基準としてJIS−S2306（炭
酸飲料用ガラスびんの飛散防止性能試験方法）を
適用し、保護スリーブの適正を判断していた。本
発明者はスリーブの素材として種々の合成樹脂シ
ートを使用し、上記破瓶テストを行なつたとこ
ろ、破損時の安全性（破片の飛散率）は素材シー
トの引張強度および伸びに相関関係があることが
判明した。 即ちスリーブ形成用シートの引張り強度と伸び
（スリーブの円周方向について測定）を両軸にと
つて上記破瓶テストの結果を図表化したところ、
第１図に示すように波瓶テストに合格するスリー
ブ形成用シートは引張強度および伸びが一定の範
囲のものに限られた。そして引張強度または伸び
が一定値以下であれば全て不合格であり、また引
張強度および伸びが一定値以上になると、破片が
軸方向へ砲弾状になつて飛散し非常に危険である
ことが判つた。 なお、上記テストにおいては試験用ガラス瓶と
して300mlの炭酸飲料用瓶（170ｇ／個）に4.0〜
4.5Kg／cm²の内圧をかけ、瓶温度25℃で測定した。
測定方法はJIS−S2306に準拠し、落下高さ75cm
で実施した。また、引張強度は、幅10mm×長さ40
mmのサンプルをスリーブの円周方向に沿つて採取
し、引張試験を行なつて測定した。なお、伸びは
上記試験で上記サンプルが切断するまでの伸び量
を測定し、その数値を100mmに換算したものであ
る。 現在使用されている各種合成樹脂シートのう
ち、前記テストに合格する収縮スリーブの素材と
してはポリ塩化ビニルシートあるいは延伸ポリス
チレンシートなどが関発されている。 ところが、上記保護スリーブとしては破損時の
安全性だけでなく、ガラス瓶の輸送時等における
振動や衝撃力に対する耐久性も必要とされるが、
前記従来のポリ塩化ビニルシート等はこれら外力
に対するガラス瓶の緩衝保護性に劣る欠点があ
る。 また、従来の素材のうち、例えば上記ポリ塩化
ビニルシートは引張強度は非常に強いが伸びが少
なく、延伸ポリスチレンシートは伸びに優れてい
るが引張強度に劣り、何れも収縮時の被覆性能や
使用時の強度等の点で問題があり、引張強度と伸
びの適度のバランスも必要とされ、改善が望まれ
ていた。 そのため、スリーブの素材として発泡ポリスチ
レンシート等の発泡シートを使用することも提案
されたが、発泡シートの場合には緩衝性には非常
に優れる反面、前記引張強度および伸びが少なく
破損時の安全性が劣り実用性に欠ける問題があつ
た。 そこで本発明者は上記発泡シートの性質を改善
し、輸送時等の緩衝性および破損時の安全性の何
れにも優れ、且つ収縮被覆性等をも良好にしたス
リーブの素材を開発したものであり、その構成と
しては、収縮性発泡ポリスチレンシートと収縮性
非発泡ポリスチレンフイルムとが積層されてあ
り、上記発泡シートには0.5〜25重量％のゴム分
を含有し、また発泡シートは非発泡フイルムより
収縮率が大きく且つその表皮層は非発泡フイルム
との積層面より非積層面の方が厚く、また非発泡
フイルムの伸びは発泡シートと同じか、より大き
く、さらに積層されたシートは流れ方向の収縮率
が60％以下、幅方向の収縮率が10％以下で且つ流
れ方向の収縮率が幅方向の収縮率より大きく、ま
た流れ方向の引張強度が1.5〜７Kgで且つ伸びが
13mm以上であり、発泡シート側を内面にして流れ
方向の両端を接合することを特徴としている。 次いでこの発明の実施態様について図を参照し
ながら以下に例示する。 まず、この発明のスリーブ形成用シートＳは収
縮性発泡ポリスチレンシート１と収縮性非発泡ポ
リスチレンフイルム２とが積層されたものであ
り、両者１，２は何れも加熱することによつて収
縮する、いわゆる熱収縮性を有するものである。 上記収縮性は押出成形時の延伸等によつて付加
されるものであるが、収縮力の大きさまたは収縮
率は上記延伸量等の成形条件あるいは素材となる
樹脂の組成によつて変わる。また発泡シート１の
場合、押出発泡によつて両面に樹脂による表皮層
が形成されるが、その厚さは成形時の冷却度合に
よつて変わるものである。 従つて上記成形条件あるいは素材の組成等を適
宜設定することによつて、この発明の収縮保護ス
リーブ形成用シートＳが形成されるものである。 先ず、発泡シート１の素材となるポリスチレン
樹脂としては、スチレン、ビニルトルエン、イソ
プロピルスチレン、α−メチルスチレン、核メチ
ルスチレン、クロロスチレン、第三ブチルスチレ
ン等のビニル芳香族モノマーの重合により得られ
るスチレン重合体、あるいはスチレンモノマー
と、１−３−ブタジエン、アクリル酸ブチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル
等のアクリル酸アルキル、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘ
キシル等のメタクリル酸アルキル、アクリロニト
リル、ビニルアセテート、α−メチルエチレン、
ジビニルベンゼン、ジメチルマレエート、ジエチ
ルマレエートとの共重合により得られる、スチレ
ンモノマーをその50重量％以上含有するスチレン
共重合体が使用され、上記樹脂にプロパン、ブタ
ン、イソブタン、ペンタン、ネオペンタン、イソ
ペンタン、ヘキサン、ブタジエン等の脂肪族炭化
水素類、シクロブタン、シクロペンタン、シクロ
ヘキサン等の環式脂肪族炭化水素類及びメチルク
ロライド、メチレンクロライド、ジクロロフルオ
ロメタン、クロロトリフルオロメタン、ジクロロ
ジフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、ト
リクロロフルオロメタン等のハロゲン化炭化水素
類等の発泡剤を加えて加熱発泡させて発泡シート
１を形成する。 そして、この発明の特徴としては上記発泡シー
ト１に0.5〜25重量％、好ましくは0.5〜15重量％
のゴム分を含有させるものであり、このゴム分の
含有によつて発泡シート１の物性、特に後述する
引張強度と伸びの値を調整して破損時の安全性等
を高めるものである。なおゴム分が25重量％以上
になると、延伸処理によつても充分な収縮性を付
与することが困難になり、スリーブとしての収縮
被覆作用が発揮できず不適当である。 発泡シート１の厚みは0.1〜１mmの範囲で使用
でき、１mm以上になるとロール状に捲回すること
が困難であることと、折れシワ発生の原因となる
のでスリーブ形成できず好ましくない。 非発泡フイルム２としては、上記発泡シート１
の素材と同様のスチレン系の樹脂が使用でき、非
発泡フイルム２に、ブタジエン、ブテン等のゴム
分を含有させることもできる。そしてゴム分を含
有させることによつて、共押出機を用いて非発泡
フイルム２と発泡シート１とを同時に押出して積
層する際、非発泡フイルム２の延伸を自由にコン
トロールすることが可能となる。 即ち本願発明では、非発泡フイルム２と発泡シ
ート１との延伸差を設けておくことが必要であ
り、仮に非発泡フイルム２と発泡シート１との収
縮率を同じくすると、この積層シートを用いてス
リーブを形成し、これを瓶体に収縮被覆させたと
き、非発泡フイルム２に割れが生じる。これを防
止するためには、非発泡フイルム２の収縮率を発
泡シート１より小さくしておくことが必要とさ
れ、その為に非発泡フイルム２の延伸をコントロ
ールし得るゴム分を押出時に加えておくことが有
効となるのである。 但し、ゴム分の含有量は20重量％以下、好まし
くは２〜10重量％の範囲とするものとし、20重量
％を越えると非発泡フイルム２に印刷した場合
に、印刷インクの溶剤に浸され易いから好ましく
ない。また非発泡フイルム２にチタンホワイト等
の顔料を含有させると光透過性を減じ反射率を高
める為、発泡シート１と積層した場合に印刷時の
発色が良く、表面の艶あるいは光沢を良くする効
果もある。なおチタンホワイトの含有量は好まし
くは５重量％以下で実施する。 さらに非発泡フイルム２の伸びを発泡シート１
に比べて、同じかもしくはより大きくすることに
よつて、後述する積層後のスリーブ形成用シート
Ｓの伸びを良くしている。 即ち、伸びを後述の下限値以上に設定するため
には、発泡シート１または非発泡フイルム２の何
れの伸びを向上させてもよいが、発泡シート１は
充分な収縮性を持たせるために延伸をコストロー
ルする必要があり、その為に伸びを向上させるこ
とには限界が生じる。従つて非発泡フイルム２の
伸びを向上調整することによつて、積層したシー
トＳ全体の伸びを良好にするのである。なお非発
泡フイルム２の伸びを調整するには、前記した含
有ゴム分等の組成を調整すればよい。 上記非発泡フイルム２の厚みは２〜160μの範
囲のものであり、2μ以下では強度が弱く印刷時
に傷が生じ易くなり、160μ以上では前記発泡シ
ートについて述べたのと同様に捲回性が悪くなつ
て折れシワ発生の原因ともなるので好ましくな
い。 さらに、上記発泡シート１および非発泡フイル
ム２の片方または双方に、溶解度パラメータ
（SP値）が８〜11.0の範囲にある可塑剤を0.01〜
３重量％含有させれば、下塑剤のポリスチレン樹
脂に対する溶剤効果によつて、発泡シート１と非
発泡フイルム２との積層接着性が非常に良くな
り、両者の一体性が良好になる。 従つてスリーブでガラス瓶を収縮被覆する際、
あるいはスリーブを被覆したガラス瓶の使用中、
特に加圧噴射水による洗浄作業の際などにおける
発泡シート１と非発泡フイルム２との剥離を防止
するのに効果がある。 以上のごとき組成構造を有する発泡シート１と
非発泡フイルム２は別々に成形した後、熱接着等
にて積層してスリーブ形成用シートＳを製造する
方法と、同時押出にて発泡シート１と非発泡フイ
ルム２との成形と同時に積層する方法の何れでも
製造できる。 先ず、同時押出による方法について説明する
と、例えばインフレーシヨン成形の場合、発泡シ
ート１が内側、非発泡フイルム２が外側になるよ
うにして押出ダイから同時に押出し、冷却エアー
を内側の発泡シート１側のみにかけるか、もしく
は発泡シート１側のエアーを外側の非発泡フイル
ム２側に比べて強くすることによつて、内外の冷
却度合に差をつけて延伸させた後、引取つて積層
シートを成形する。 上記延伸によつてスリーブ形成用シートＳとし
ての収縮性が生じるのであるが、冷却度合の大き
い発泡シート１は非発泡フイルム２よりも大きな
収縮率を示し、且つ発泡シート１自体としても、
直接エアーが当る非発泡フイルム２に積層されて
いない面１１の方に、非発泡フイルム２との積層
面１０よりも厚い表皮層が形成されると共に、収
縮率も大きくなる。 また延伸時の引取り速度およびブローアツプ比
を適当に設定し、流れ方向と幅方向の延伸量をコ
ントロールすることによつて、積層されたシート
の流れ方向の収縮率を60％以下、幅方向の収縮率
が10％以下で且つ流れ方向の収縮率が幅方向の収
縮率より大きくなるようにする。 なお発泡シート１と非発泡フイルム２との収縮
率の差は、上記冷却エアーの強さで調節すると共
に、非発泡フイルム２に含有させるゴム分を増減
させて調整する。 次に熱接着により積層する方法では、予め発泡
シート１および非発泡フイルム２を別々に押出成
形し、その際の延伸量等を調節することによつ
て、成形された発泡シート１の収縮率が非発泡フ
イルム２の収縮率より大きくなるようにする。ま
た発泡シート１の押出成形時には、両面の冷却度
合に差をつけることによつて、表皮層の厚さおよ
び収縮率が発泡シート１の表裏で異なるようにす
る。さらに発泡シート１の流れ方向と幅方向の延
伸量に差をつけて成形することによつて、両方向
の収縮率を調整しておく。 こうして別々に成形された発泡シート１および
非発泡フイルム２を、発泡シート１のうち表皮層
が薄い面１０に非発泡フイルム２を当接させて熱
接着し両者を積層すれば、スリーブ形成用シート
Ｓが形成されるが、直接的な熱接着に代えてエチ
レン−酢酸ビニル共重合体等のバインダーによる
接着にて両者１，２を積層することも可能であ
る。 そして、以上のごとく形成されたスリーブ形成
用シートＳについて、引張強度および伸びを測定
したとき、引張強度1.5〜７Kg、伸び13mm以上の
ものが後述する破瓶テストに合格すると共に、好
適に使用できることになる。 なお測定は、スリーブ形成用シートＳの流れ方
向に沿つて切り取つたダンベル試験片（幅10mm×
長さ40mm）を用いて引張試験を行なつた。なお、
伸びの数値は前記した従来のスリーブ形成用シー
トの場合と同様にして算出する。 上記引張強度および伸びの値と破瓶テストとの
関係について詳しく説明すると、まず瓶が落下し
て割れる時には、保護スリーブが急激に膨脹して
スリーブを構成するシートが破れる。 この際の衝撃力をシートの引張強度で受けと
め、その後シートの伸びによつて徐々に衝撃力を
吸収して瓶の破片の飛散力を低下させ、破片の飛
後距離を減少させるのである。 従つて引張強度および伸びの値が破瓶テストの
結果に大きな影響を与えることになり、前記引張
強度の範囲および伸びの値が重要となるのであ
る。 なお、上記のごとく形成されたスリーブ形成用
シートＳのうち、発泡シート１に含まれていた発
泡剤による残存ガス量は、後述する使用時すなわ
ちスリーブの加熱収縮時点において0.3mol／Kg
以下にしておく、これはスリーブが収縮する際
に、残存ガス量が多いと加熱による膨脹でスリー
ブの厚み増加が大きくなつて、非発泡フイルム２
の印刷面が剥離したり亀裂がはいるのを防ぐため
であり、上記残存ガスは押出成形後、経時と共に
徐々に発散するが、熱ロール等で加熱押圧して積
極的に発散させて調整するのが好ましい。 以上のようにして発泡シート１を非発泡フイル
ム２とが積層されたスリーブ形成用シートＳは非
発泡フイルム２側に印刷を施したりした後、適宜
大きさに裁断されて円筒状のスリーブＡに形成さ
れる。このときスリーブ形成用シートＳの発泡シ
ート１側を内面にすると共に、シートの流れ方向
がスリーブＡの円周方向になるようにして筒状に
捲回し、その流れ方向の両端を熱接着等の手段で
接合してスリーブＡを形成するものである。 そして、このスリーブＡを炭酸飲料用等のガラ
ス瓶Ｇに被せた後、加熱することによつてスリー
ブＡを収縮させガラス瓶Ｇにぴつたり密着させて
被覆し、ガラス瓶Ｇの保護を果すものである。な
お上記スリーブＡの大きさは、スリーブＡをガラ
ス瓶Ｇに被せた際に、ガラス瓶ＧとスリーブＡと
の間に１mm程度の〓間が生じるように形成された
ものが、収縮したときの密着性あるいは外観上も
好ましい。またスリーブＡは円周方向に収縮する
と同時に厚み方向には厚くなるが、この厚み変化
が極端になると、発泡シート１と非発泡フイルム
２の収縮度合の違いによつて、印刷面が盛り上が
つたり、表面に亀裂が入るおそれがある。従つて
上記厚みの変化が収縮前後で2.0倍以下になるよ
うに、ガラス瓶Ｇに対するスリーブＡの大きさを
調整して実施する。 以上のようにしてガラス瓶ＧにスリーブＡを被
覆した後、前記破瓶テスト（JIS−S2306に準拠）
を行なつて安全性を検証し、下表に示した。試験
条件としては300ml用の炭酸飲料用ガラス瓶は4.0
〜4.2Kg／cm²の内圧をかけ、飛散した破片のうち
半径100cmのわくを超えないものの質量百分率
（％）が95％以上を合格とした。 表中KSポリマーはポリスチレン樹脂95％にア
クリル酸ブチルエステル５％を含有し、平均分子
量P_o＝2000、ガラス転位温度90℃の物質である。 また試験品１８は延伸コントロールができず、
収縮保護スリーブとして使用できなかつた為、波
瓶テストは行なつていない。

【表】 上記のごとく構成された、この発明のスリーブ
形成用シートＳによれば、収縮性発泡ポリスチレ
ンシート１と収縮性非発泡ポリスチレンフイルム
２とが積層されていることにより、スリーブとし
てガラス瓶Ｇに収縮被覆させたときに内面側にな
る発泡シート１によつて良好な緩衝性を発揮し、
ガラス瓶Ｇの輸送・保管中等における振動や衝撃
から確実に保護することができる。 しかも、表面側の非発泡フイルム２によつて表
面が平滑で印刷性が非常に良くなり、強度的にも
発泡シート１単体に比べて強くキズもつき難いた
めガラス瓶Ｇに対する保護性は一層優れたものと
なる。 従つてガラス瓶Ｇ自体の厚さを薄くしても充分
使用に耐えることになり、従来の約1/2程度まで
軽量化することが可能となる。しかも表面の滑性
がよい為、ガラス瓶Ｇの振動コンベアやシユート
による移送もスムーズに行なえ取扱い易いものと
なる。 またスリーブの内面側となる発泡シート１の収
縮率が、外面側の非発泡フイルム２の収縮率より
大きく、発泡シート１自体としても、非発泡フイ
ルム２との積層面１０より非積層面１１の表皮層
が厚く収縮率も良いため、ガラス瓶Ｇに収縮被覆
したときにより大きな収縮量を要する内面側が良
好に収縮してガラス瓶Ｇにぴつたり密着させるこ
とができ、収縮被覆が非常に好適に行なえる。 そしてスリーブ形成用シートＳ全体としては、
流れ方向の収縮率が幅方向の収縮率より大きく、
スリーブＡの円周方向が上記流れ方向になるよう
に捲回形成することによつて、収縮被覆時にはス
リーブＡはガラス瓶Ｇの主に円周方向のみに収縮
し、軸方向にはほとんど収縮しないため、ガラス
瓶Ｇの軸方向の所定範囲を充分に被覆保護でき
る。 さらに、この発明においては、発泡シート１側
にゴム分を含有させていることにより、スリーブ
形成用シートＳの引張強度および伸びを向上調整
し、前記圧力瓶による落下破瓶テストに合格で
き、破損時の安全性の非常に高い被覆保護スリー
ブＡを形成することが可能となる。即ち発泡シー
ト１単体では引張強度や伸びが不足して実用上充
分な安全性を発揮できないのを、発泡シート１へ
のゴム分含有によつて改善し、引張強度および伸
びを向上させると共に、引張強度や伸びが高くな
り過ぎると破損時に破片が砲弾状に飛散して危険
性が生じたりする為、ゴム分の含有量または引張
強度および伸びを安全性等の為に最適な範囲に設
定しているものである。 従つて、この発明によれば従来のポリ塩化ビニ
ルシート等あるいは発泡ポリスチレンシート単体
の両者の欠点を何れも解消し、破損時の安全性お
よび輸送時等の緩衝保護性の両方を兼ね備えたス
リーブ形成用シートを提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は種々のスリーブ素材の使用適性を示す
グラフ図、第２図はこの発明によるシートの断面
図、第３図はスリーブの斜視図、第４図は使用状
態の断面図である。 １……収縮性発泡ポリスチレンシート、１０…
…積層面、１１……非積層面、２……収縮性非発
泡ポリスチレンフイルム、Ｓ……スリーブ形成用
シート、Ａ……スリーブ、Ｇ……ガラス瓶。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 収縮性発泡ポリスチレンシートと収縮性非発
   泡ポリスチレンフイルムとが積層されてあり、上
   記発泡シートには0.5〜25重量％のゴム分を含有
   し、発泡シートは非発泡フイルムより収縮率が大
   きく且つその表皮層は非発泡フイルムとの積層面
   より非積層面の方が厚く、また非発泡フイルムの
   伸びは発泡シートと同じか、より大きく、さらに
   積層されたシートは流れ方向の収縮率が60％以
   下、幅方向の収縮率が10％以下で且つ流れ方向の
   収縮率が幅方向の収縮率より大きく、また流れ方
   向の引張強度が1.5〜７Kgで伸びが13mm以上であ
   り、発泡シート側を内面にして流れ方向の両端を
   接合することを特徴とする圧力瓶の収縮保護スリ
   ーブ形成用シート。