JPWO2005014420A1 - 熱可塑性合成樹脂バンドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の熱可塑性合成樹脂バンドの製造方法は、互いに斜交する一定幅の平行凹溝２ａと、この平行凹溝２ａによって区画されるダイヤ形状の多数の凸部２ｂとが外周面に形成された一対のエンボスロール２、２間に、熱可塑性合成樹脂基材１０を通過させ、この熱可塑性合成樹脂基材１０の表裏面に、互いに斜交する一定幅の多数の平行凸条１ａと、この平行凸条１ａによって一定面積に区画されたダイヤ形状の多数の凹部１ｂとを形成する熱可塑性合成樹脂バンド１の製造方法である。凹溝２ａの幅や凸部２ｂの面積を変更することなく、凹溝２ａの周方向の交差角度のみを１５〜３０度としたエンボスロール２、２を用いる。この製造方法によって凸条１ａの長手方向の交差角度ａが１５〜３０度となされた熱可塑性合成樹脂バンド１が得られる。

Description

本発明は、熱可塑性合成樹脂バンドと、その製造方法に関する。

一般に、梱包などに使用される熱可塑性合成樹脂バンドは、ポリプロピレン樹脂を押し出して原反を成形し、６〜１６倍に延伸した後、エンボス処理を施して樹脂基材の表裏面に互いに斜交する多数の平行凸条を形成して作製されている。
従来より、このようなポリプレン樹脂製のバンドを製造する場合、６〜１６倍に延伸した後の樹脂基材を、エンボスロール間に１００ｍ／ｍｉｎ以上の高速で通過させて行われる。この際、エンボスロールは、凸条を形成するための凹溝が形成されており、この凹溝内に樹脂が行き渡ることで、凸条が形成される。ところが、樹脂基材は、エンボスロール間を高速で通過させるため、凹溝によって区画される一区画が大きいと凹溝内に樹脂が行き渡り難くなり、成形されたバンドには、凸条が形成されないこととなる。この場合、エンボスロール間の通過速度を遅くして樹脂基材をしっかりとエンボスロール間で挟持することや、エンボスロールを樹脂基材と同程度の温度に加熱して凹溝内への樹脂の流れを改善するといったことが考えられるが、生産効率が落ちたり、製造コストが嵩んだり、樹脂基材自体に加わる横方向の配向が過剰に大きくなって物性が低下することとなる。したがって、エンボスロールは、１５．５ｍｍ幅のバンドの場合２．４ｍｍ^２±２５％、５ｍｍ幅のバンドの場合０．９ｍｍ^２±２５％の大きさとなるように、凹溝同士によって形成される一区画の面積が設定されていた。
そして、このエンボス処理によって形成される平行凸条は、延伸による繊維化された表面層からの毛羽立ちを抑えるためや、延伸による配向を横方向に乱すことによって、縦割れを防止するためや、見掛け厚みを増すことによって腰強さをアップし、梱包機のアーチ内の走行性を良くするためなどに設けられていた。
ちなみに、従来の熱可塑性合成樹脂バンドにおいて、エンボス処理によって施される平行凸条の長手方向の交差角度は、３５〜５０°であった。
ところで、市場では、昨今の環境問題などから、省資源化、低コスト化を図った単位重量の小さいバンドが望まれている。
しかし、上記従来の熱可塑性合成樹脂バンドの製造方法において、熱可塑性合成樹脂基材の単位重量をそのまま小さくして形成すると、エンボスロールの凹溝の部分に充分に樹脂が行き渡らず、形成された熱可塑性合成樹脂バンドは、平行凸条の部分が充分に形成されず、その結果、腰強さが低下し、梱包機のアーチ内での走行不良が発生することになってしまう。そのため、エンボスロールの凹溝同士によって形成される一区画の面積を設定より小さくして凹溝の部分に樹脂を行き渡らせ易くして梱包機に適した厚み（０．５８ｍｍ以上）にすることが考えられる。しかし、この場合、熱可塑性合成樹脂バンドに占める平行凸条の割合が多くなって単位重量の低下を図ることが出来なくなるとともに、中心の基材部分の厚みが薄くなって引っ張り強度が低下し、本来の機能に支障を来すことになってしまう。
本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであって、腰の強さ、引っ張り強度、その他の梱包機適性に優れた熱可塑性合成樹脂バンド、あるいは、単位重量の減少を図ることができる熱可塑性合成樹脂バンドを提供し、そうした熱可塑性合成樹脂バンドの製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための本発明の熱可塑性合成樹脂バンドは、熱可塑性合成樹脂基材の表裏面に、互いに斜交する一定幅の多数の平行凸条と、この平行凸条によって一定面積に区画されたダイヤ形状の多数の凹部とが形成されてなる熱可塑性合成樹脂バンドであって、凸条の長手方向の交差角度が１５〜３０度となされたものである。また、幅が１２〜１９ｍｍとなされ、見掛け厚みに対する中心部厚みが２０〜３０％となされたものである。さらに、幅が５〜９ｍｍとなされ、見掛け厚みに対する中心部厚みが２０〜３２％となされたものである。
また、上記課題を解決するための本発明の熱可塑性合成樹脂バンドの製造方法は、互いに斜交する一定幅の平行凹溝と、この平行凹溝によって一定面積に区画されるダイヤ形状の多数の凸部とが外周面に形成されてなる一対のエンボスロール間に、熱可塑性合成樹脂基材を通過させ、この熱可塑性合成樹脂基材の表裏面に、互いに斜交する一定幅の多数の平行凸条と、この平行凸条によって一定面積に区画されたダイヤ形状の多数の凹部とを形成する熱可塑性合成樹脂バンドの製造方法であって、凹溝の幅や、この凹溝によって区画されるダイヤ形状の凸部の面積を変更することなく、凹溝の周方向の交差角度のみを１５〜３０度としたエンボスロールを用いるものである。また、この製造方法において、見掛け厚みに対する中心部厚みが２０〜３０％となるように、単位重量が減量された熱可塑性合成樹脂基材を用いて１２〜１９ｍｍ幅の熱可塑性合成樹脂バンドを製造するものである。さらに、この製造方法において、見掛け厚みに対する中心部厚みが２０〜３２％となるように、単位重量が減量された熱可塑性合成樹脂基材を用いて５〜９ｍｍ幅の熱可塑性合成樹脂バンドを製造するものである。
本発明によると、平行凸条の長手方向の交差角度を１５〜３０度とすることにより、腰強さおよび引っ張り強度ともに優れた熱可塑性合成樹脂バンドとなる。また、見掛け厚みに対する中心部厚みを所定の割合とすることで、バンドの性能を維持しながら単位重量を減量して製造コストの低減を図ることができる。また、単位重量の低減によりバンド自体も軽量化されるので、運搬コストの低減も図ることができる。

図１は、本発明熱可塑性合成樹脂バンドの実施形態の一例を示す平面図である。
図２は、図１の要部の拡大図である。
図３は、バンド基材の表裏に凸条が形成される過程を説明する断面図である。
図４は、原反から厚みが減った部分と原反から厚みの増えた部分を示す断面図である。
図５は、腰強さの評価方法の説明図である。
図６（ａ）は実施例１における腰強さと、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合との関係を示すグラフであり、図６（ｂ）は実施例１における引っ張り強度と、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合との関係を示すグラフである。
図７（ａ）は実施例２における腰強さと、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合との関係を示すグラフであり、図７（ｂ）は実施例２における引っ張り強度と、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の梱包用熱可塑性合成樹脂バンド（以下、単にバンドと言う。）１の実施形態の一例を示す平面図であり、図２は図１の要部の拡大図である。バンド１は、熱可塑性合成樹脂基材（以下、単に基材と言う。）１０の表裏面に、互いに斜交する多数の平行凸条１ａが形成され、これら平行凸条１ａに囲まれて区画された各凹部１ｂが、所定面積のダイヤ形状となされている。図２に示すように、αは凸条１ａの長手方向に沿った交差角度を示し、ｔは凸条１ａの幅（リブ幅）、ｐはピッチ（凸条１ａの幅を二等分する中心線が互いに交わる交点間の距離のうち、長手方向の距離）を示している。本実施形態はこの交差角度αを１５〜３０°とすることにより、凸条１ａの幅ｔや凹部１ｂの面積が同一であっても腰が強く梱包機適性の良いバンド１を提供するものである。
図３によりバンド１の表裏に凸条１ａが形成される過程を説明する。
図に於いて１０は基材である。本実施形態において基材１０としては、扁平な帯状に押出成形した後、強度を付与するために６〜１６倍に延伸したものが用いられる。熱可塑性合成樹脂原料としては、ポリプロピレン樹脂が挙げられる。
この基材１０は、延伸後、エンボスロール２、２間に通過させてバンド１に形成される。したがって、基材１０は、形成するバンド１のサイズによって使い分けされる。例えば、幅５ｍｍ、厚さ０．４５ｍｍのバンド１を形成する場合、熱可塑性合成樹脂基材１０として、通常は単位重量１．３ｇ／ｍ以上のものが使用され、幅１２．０ｍｍ、厚さ０．６３ｍｍのバンド１を形成する場合、基材１０として、通常は単位重量３．３ｇ／ｍ以上のものが使用され、幅１５．５ｍｍ、厚さ０．６３ｍｍのバンド１を形成する場合、基材１０として、通常は単位重量４．３ｇ／ｍ以上のものが使用され、幅１９．０ｍｍ、厚さ０．６３ｍｍのバンド１を形成する場合、熱可塑性合成樹脂基材１０として、通常は単位重量５．３ｇ／ｍ以上のものが使用される。本実施形態はこの交差角度ａを１５〜３０°とすることにより、幅５ｍｍ、厚さ０．４５ｍｍのバンド１の場合、単位重量１．２５ｇ／ｍ未満を実現し、幅１２ｍｍ、厚さ０．６３ｍｍのバンド１の場合、単位重量３．２ｇ／ｍ未満を実現し、幅１５．５ｍｍ、厚さ０．６３ｍｍのバンド１の場合、単位重量４．３ｇ／ｍ未満を実現し、幅１９ｍｍ、厚さ０．６３ｍｍのバンド１の場合、単位重量５．２ｇ／ｍ未満を実現する。
エンボスロールは、バンド１の表面に形成される凸条１ａに相当する部分に凹溝２ａが形成され、ダイヤ形状の凹部１ｂに相当する部分に凸部２ｂが形成されたものが用いれらる。エンボスロール２、２間を通過する基材１０の通過速度は、製造するバンド１に応じて１５０〜２５０ｍ／ｍｉｎの範囲で調整される。エンボスロール２、２間の間隙も製造するバンドに応じて調整される。
基材１０は、エンボスロール２、２間を通過すると、エンボスロール２の凹溝２ａに相当する部分に凸条１ａが隆起形成されるとともに、エンボスロール２の凸部２ｂに相当する部分にダイヤ形状の凹部１ｂが形成される。図４において１ｂはバンド１に形成されたダイヤ形状の凹部であり、３は基材１０の原反から厚みが減った部分を示し、４は基材１０の原反から厚みの増えた部分を示している。また、Ｄはバンド１の見掛け厚みを示し、ｄはこの見掛け厚みＤから凸条１ａの高さを取り除いた中心部厚みを示している。
エンボスロール２、２が基材１０と接触する長さは、約１２ｍｍ前後で前記した通過速度からすると成形時間は０．００３〜０．００５秒という非常に短い時間で成形が行われる。したがって、エンボスロール２の凸部２ｂの面積が大きいと、凹溝２ａ内に樹脂が充分に流れ込まず、バンド１の凸条１ａの隆起形成が不十分になる。また、エンボスロール２の凸部２ｂの面積が小さいと、凹溝２ａ内に流れ込む樹脂が多くなり、バンド１の中心部厚みｄが薄くなり過ぎるとともに、配向の乱れが強過ぎて引っ張り強度が確保できなくなってしまう。そのため、エンボスロール２の凸部２ｂの面積は、製造するバンド１に応じて決まったものが用いられる。例えば、１２．０ｍｍ幅、１５．５ｍｍ幅および１９．０ｍｍ幅のバンド１の場合２．４ｍｍ^２±２５％、５ｍｍ幅、６ｍｍ幅のバンド１の場合０．９ｍｍ^２±２５％の大きさとなるように、エンボスロール２の凸部２ｂの面積が設定されている。
本実施形態は、エンボスロール２の凹溝２ａの幅や凸部２ｂの面積を変更せずに、凹溝２ａの周方向に沿った交差角度αのみを、従来（３５度以上）よりも鋭角な１５〜３０度の範囲で適宜変更するので、凹溝２ａ内に充分な樹脂が流れ込むこととなる。その結果、バンド１は、凸条１ａがしっかりと形成される。また、バンド１は、凸条１ａの幅ｔや凹部１ｂの面積が同一であるため、幅に対して凸条１ａの本数が多くなるとともに、長手方向に沿った配向も強くなるので、腰が強くなる。凸条１ａの交差角度αを３０度よりも大きくすると、長手方向に沿った配向を充分に強くすることができず、幅に対して凸条１ａの本数も充分に多くすることができないので、バンド１は、腰強さを充分に強化するだけの効果が得られず、梱包機適性を確保できない。また、凸条１ａの交差角度αを１５度よりも小さくすると、長手方向に沿った配向が強くなり過ぎて凸条１ａがしっかりと形成され過ぎるとともに、中心部厚みｄが薄くなり過ぎ、バンド１は、引っ張り強度が低下するとともに、縦割れを生じ易くなる。
バンド１は、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合が、交差角度αが１５〜３０度の場合に好適となるように調整することが好ましい。幅が１２〜１９ｍｍのバンド１の場合は、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合が２０〜３０％となるように調整される。また、幅が５〜９ｍｍのバンド１の場合は、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合が２０〜３２％となるように調整される。この調整は、製造時に使用する基材１０の単位重量を減量することによって行うことができる。この際、基材１０の単位重量を減量し過ぎると、中心部厚みｄが薄くなり過ぎて、この割合が下限値を下回ることとなり充分な引っ張り強度を確保できなくなってしまう。また、基材１０の単位重量を減量せずに製造すると腰の強さも引っ張り強度も規格値以上の充分なものが得られるが、過剰性能になるだけで基材１０が無駄に浪費することになる。
このようにして製造することで、バンド１は、従来と同性能でありながら、最大で基材１０の単位重量を１０％以上減量することが可能となり、コストの削減を図ることができる。また、単位重量の減量により軽量化されるので運搬コストなどの削減も図ることができることとなる。
次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。

以下の実施例で用いたバンドの製造条件は、
原料 ポリプロピレン（ＭＩ＝２）
延伸倍率 １０倍
バンド巾 １５．５ｍｍ
バンド厚み ０．６３ｍｍ（エンボス加工後の見掛け厚み）
単位重量 ３．８〜４．４ｇ／ｍ
アニールダウン率 １０％
ダイヤ形状の凹部面積 ２．４ｍｍ^２
リブ幅 ０．４ｍｍ
である。
凸条の交差角度を３５〜８度とし、単位重量を３．８〜４．４ｇ／ｍとした以外は、上記製造条件に準じて各種のバンドを製造した。このようにして製造したそれぞれのバンドについて、腰強さ、引張強度、縦割れ、梱包機適性を評価し、それぞれ表１ないし表４に示す。各表において（１）は単位重量、（２）は凸条の交差角度である。
バンド幅当たり２９ｍＮ以上の腰強さであること、単位重量４．３ｇ／ｍから０．１ｇ以上軽量可能であること、引張強度が１２５Ｎ／見かけの断面積（１５．５ｍｍ×０．６３ｍｍ）以上であることをそれぞれ評価基準とした。

なお、上記表１ないし表４中に記載した評価の方法は下記の通りである。
＜腰強さ＞
図５に示すように試料Ｓを長手方向に押して反発力を測定する。
試料長さ：１００ｍｍ
測定機：イマダ製 ＤＰＲＳＸ−０．２５
スパン：８０ｍｍ
測定室温：２０℃
＜引張強度＞
測定機：島津製作所製オートグラフ ＡＧ２０００Ｅ
測定スパン：２００ｍｍ
引張スピード：２００ｍｍ／ｍｉｎ
測定室温：２０℃
＜縦割れ＞
長さ１００ｍｍの試料の中央部をペンチで挟み巾方向に試料を折り、試料を観察する。
○：試料に亀裂などが生じていないもの。
△：試料表面に亀裂が生じたもの
×：試料に裂けが生じたもの
＜梱包機適性＞
ナイガイ製Ｆ１１梱包機で１０００回結束し、アーチ送り不良の回数で評価する。
○：１０００回結束中アーチ送り不良が０回。
△：１０００回結束中１〜３回アーチ送り不良が発生する。
×：１０００回結束中４回以上アーチ送り不良が発生する。
表１ないし表４の結果から、単位重量を軽くしても、凸条の交差角度を１５〜３０度の範囲にした場合では、製品として良好なバンドを製造することが確認できる。特に、交差角度２０度で最大１割以上の単位重量を軽くできることが確認できる。
また、図６に示すように、得られた腰強さおよび引張強度と、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合との関係をグラフ化した。その結果、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合を２０〜３０％とした場合に腰強さおよび引張強度の何れの評価基準をも満たすバンドを製造することができることが確認できた。
なお、例示しないが、バンド幅を１２．０ｍｍ、単位重量を２．８〜３．４ｇ／ｍとした以外は上記実施例１と全く同様に成形したバンドと、バンド幅を１９．０ｍｍ、単位重量を４．８〜５．４ｇ／ｍとした以外は上記実施例１と全く同様に成形したバンドとについても、それぞれ同じようにバンドの製造および評価を行った。
その結果、バンド幅１２．０ｍｍ、バンド幅１９．０ｍｍの双方のバンド共に、単位重量を軽くしても、凸条の交差角度を１５〜３０度の範囲にした場合では、製品として良好なバンドを製造することが確認できた。特に、交差角度２０度で最大１割以上の単位重量を軽くできることが確認できた。また、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合を２０〜３０％とした場合に腰強さおよび引張強度の何れの評価基準をも満たすバンドを製造することができることが確認できた。

以下の実施例で用いたバンドの製造条件は、
原料 ポリプロピレン（ＭＩ＝２）
延伸倍率 ７．５倍
バンド巾 ５．０ｍｍ
バンド厚み ０．４５ｍｍ（エンボス加工後の見掛け厚み）
単位重量 １．０〜１．３ｇ／ｍ
アニールダウン率 １０％
ダイヤ形状の凹部面積 ０．９ｍｍ^２
リブ幅 ０．４ｍｍ
である。
凸条の交差角度を４０〜１０度とし、単位重量を１．０〜１．３ｇ／ｍとした以外は、上記製造条件に準じて各種のバンドを製造した。このようにして製造したそれぞれのバンドについて、腰強さ、引張強度、縦割れ、梱包機適性を評価し、それぞれ表５ないし表８に示す。各表において（１）は単位重量、（２）は凸条の交差角度である。
バンド幅当たり２５ｍＮ以上の腰強さであること、単位重量１．３ｇ／ｍから０．０５ｇ以上軽量可能であること、引張強度が２３３Ｎ／ｍｍ^２以上であること、をそれぞれ評価基準とした。

上記表５ないし表８中に記載した評価の方法は上記実施例１に準じて行った。
表５ないし表８の結果から、単位重量を軽くしても、凸条の交差角度を１５〜３０度の範囲にした場合では、製品として良好なバンドを製造することが確認できる。特に、交差角度１５〜３０度の何れの角度においても、最大１割以上の単位重量を軽くできることが確認できる。
また、図７に示すように、得られた腰強さおよび引張強度と、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合との関係をグラフ化した。その結果、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合を２０〜３２％とした場合に腰強さおよび引張強度の何れの評価基準をも満たすバンドを製造することができることが確認できた。
なお、例示しないが、バンド幅を９．０ｍｍ、単位重量を２．５〜２．８ｇ／ｍとした以外は上記実施例２と全く同様にバンドの製造および評価を行った。
その結果、バンド幅９．０ｍｍのバンドについても、単位重量を軽くしても、凸条の交差角度を１５〜３０度の範囲にした場合では、製品として良好なバンドを製造することが確認できた。特に、交差角度１５〜３０度の何れの角度においても、最大１割以上の単位重量を軽くできることが確認できた。また、見掛け厚みＤに対する中心部厚みｄの割合を２０〜３２％とした場合に腰強さおよび引張強度の何れの評価基準をも満たすバンドを製造することができることが確認できた。

本発明は梱包用の熱可塑性合成樹脂バンドに適用できる。

Claims (6)

1. 熱可塑性合成樹脂基材の表裏面に、互いに斜交する一定幅の多数の平行凸条と、この平行凸条によって一定面積に区画されたダイヤ形状の多数の凹部とが形成されてなる熱可塑性合成樹脂バンドであって、
   凸条の長手方向の交差角度が１５〜３０度となされたことを特徴とする熱可塑性合成樹脂バンド。
2. 幅が１２〜１９ｍｍとなされ、見掛け厚みに対する中心部厚みが２０〜３０％となされた請求項１記載の熱可塑性合成樹脂バンド。
3. 幅が５〜９ｍｍとなされ、見掛け厚みに対する中心部厚みが２０〜３２％となされた請求項１記載の熱可塑性合成樹脂バンド。
4. 互いに斜交する一定幅の平行凹溝と、この平行凹溝によって一定面積に区画されるダイヤ形状の多数の凸部とが外周面に形成されてなる一対のエンボスロール間に、熱可塑性合成樹脂基材を通過させ、この熱可塑性合成樹脂基材の表裏面に、互いに斜交する一定幅の多数の平行凸条と、この平行凸条によって一定面積に区画されたダイヤ形状の多数の凹部とを形成する熱可塑性合成樹脂バンドの製造方法であって、
   凹溝の幅や、この凹溝によって区画されるダイヤ形状の凸部の面積を変更することなく、凹溝の周方向の交差角度のみを１５〜３０度としたエンボスロールを用いることを特徴とする熱可塑性合成樹脂バンドの製造方法。
5. 見掛け厚みに対する中心部厚みが２０〜３０％となるように、単位重量が減量された熱可塑性合成樹脂基材を用いて１２〜１９ｍｍ幅の熱可塑性合成樹脂バンドを製造する請求項４記載の熱可塑性合成樹脂バンドの製造方法。
6. 見掛け厚みに対する中心部厚みが２０〜３２％となるように、単位重量が減量された熱可塑性合成樹脂基材を用いて５〜９ｍｍ幅の熱可塑性合成樹脂バンドを製造する請求項４記載の熱可塑性合成樹脂バンドの製造方法。

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