JP4689109B2 - 形状保持体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状物または袋状物の形状を保持するための形状保持体に関する。
【0002】
なお、本明細書において「変形形状保持状態」とは、外力が作用しなくなっても元の形状に戻らず、概ねそのままの形状を保持した状態を指すものとする。
【0003】
【従来の技術】
従来、軟銅やアルミニウム等の金属線材を芯材とし、この芯材を細長いビニルテープや樹脂フィルム等の被覆材で挟んで接着したものがシート状物または袋状物の緊縛材、あるいは結束材として用いられている。これら緊縛材、あるいは結束材は、容易に切断でき、手指で容易に折り曲げたり、捻ったりでき、その上、塑性変形特性を有する金属線材を芯材としているため、折り曲げたり、捻ったりした後、外力が作用しなくなっても元の形状に戻らずそのままの形状を保持し、かつ、捻った時の結束性に優れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の金属線材を芯材としたものは、大量生産される食品の包装に用いようとすると、最終段階で行われる金属探知器による異物混入検査で反応するため、最終の安全確認ができなくなるという問題があるとともに、廃棄時の焼却処理において残さを生じてしまうという問題があった。
【0005】
このような金属線材を芯材とした結束材の問題点に対処するため、金属線材の代わりに1本の樹脂性線材を芯材とした結束材も提案されているが、変形形状保持状態を保つ特性、すなわち、塑性変形性能(賦型性能)と変形形状保持性能(賦型保持性能)、および結束性が十分であるとはいえない場合があった。
【0006】
また、プラスチック樹脂に賦型性付与剤を配合した単一樹脂のみからなる構成の薄板状の結束材も提案されているが、変形形状保持状態を保つ特性が十分であるとはいえない場合があった。
【0007】
そこで本発明は、上記課題を解決するために、変形形状保持状態を保つ特性、すなわち、塑性変形性能(賦型性能)と変形形状保持性能(賦型保持性能)を増した形状保持体を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の形状保持体は、可塑性を有する芯材が、樹脂からなる2枚の被覆材の間に挟み込まれて保持されており、前記芯材の塑性変形により変形形状保持状態を保つことができる形状保持体において、
【0009】
前記芯材が200MPa以上の破断強度を有し、熱可塑性樹脂からなる前記芯材の形状が帯形状であることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の形状保持体は、可塑性を有する芯材が、前記芯材の融点以上の融点を有する樹脂からなる2枚の被覆材の間に挟み込まれて保持されており、前記芯材の塑性変形により変形形状保持状態を保つことができる形状保持体において、
【0011】
前記芯材が200MPa以上の破断強度を有し、前記各被覆材間に、樹脂からなる複数の前記芯材が挟み込まれていることを特徴とする。
【0012】
上述の通り構成された本発明の形状保持体は、樹脂からなる複数の芯材を有することで、樹脂からなる一本の芯材の構成の結束材に比べて高い変形形状保持状態を保つ特性および結束力を得ることができる。
【0013】
さらに、本発明の形状保持体は、可塑性を有する芯材と、前記芯材を保持し、樹脂からなる被覆材とを有し、前記芯材の塑性変形により変形形状保持状態を保つことができる形状保持体において、
【0014】
前記芯材が200MPa以上の破断強度を有し、前記芯材が、幅方向の両側端を折り返して袋とじされた1枚の前記被覆材の間に保持されていることを特徴とする。
【0015】
また、本発明の形状保持体は、2枚の被覆材のうち、一方の被覆材の幅方向の両側部が、他方の被覆材の幅方向の両側端を包み込むように折り返されているものであってもよい。
【0016】
また、本発明の形状保持体は、被覆材が、複数の層が積層されてなるものであるものであってもよいし、芯材が、0.05mm2〜1.0mm2の断面積を有するものであってもよいし、芯材が、5000MPa以上の引張り弾性率を有するものであってもよい。
【0017】
さらに、本発明の形状保持体は、各層が、熱可塑性樹脂からなる層、熱可塑性樹脂が混合された紙からなる層、紙からなる層、金属箔からなる層よりなる群より選ばれる層を含むものであってもよい。
【0018】
また、本発明の形状保持体は、各被覆材の互いに対向する各対向面を形成するそれぞれの層が、熱可塑性樹脂からなる層、あるいは熱可塑性樹脂が混合された紙からなる層の場合、各対向面同士を溶融接合させているものであってもよいし、各被覆材の互いに対向する各対向面を形成するそれぞれの層が、紙からなる層、あるいは金属箔からなる層の場合、各対向面同士を接着剤、粘着剤、あるいは接着性フィルムで接合させているものであってもよい。
【0019】
また、本発明の形状保持体は、所定の材質からなる芯材を少なくとも1つ含むものであってもよい。
【0020】
さらに、本発明の形状保持体は、芯材の表面を溶融させて、芯材を被覆材に溶融接合させているものであってもよいし、芯材の表面を溶融させて、芯材を接着剤、粘着剤、あるいは接着性フィルムに溶融接合させているものであってもよい。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0022】
図1に本発明における形状保持体の一実施形態の模式的な断面図を、また図2に図1に示した形状保持体の斜視図をそれぞれ示す。
【0023】
本実施形態の形状保持体1は、2枚の被覆材2の間に、可塑性を有する樹脂からなる3本の芯材3が挟み込まれた構成となっている。
【0024】
各芯材3は、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂を含む)、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、生分解性ポリマー等の1種または2種以上からなる結晶性熱可塑性合成樹脂と、ガラス繊維、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、シリカアルミナ、酸化チタン、酸化カルシウム、珪酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭素繊維、カーボンブラック等の無機充填材とからなる。なお、各芯材3は、可塑性を有する樹脂であれば上述した材料に限定されるものではない。
【0025】
各被覆材2はその融点が芯材3の融点以上であり、その材質は、芯材3の材質としてポリエチレンを用いた場合、ポリエチレンと熱融着するポリマーであることが好ましい。
【0026】
また、この他、各被覆材2の材質としてはPVC、PE、PET等の熱可塑性フィルムや、紙も好適であるが、これらに限定されるものではない。
【0027】
さらに、被覆材2は、図1に示すように単一の層で形成されてもよいが、図3に示すように、複数の層で形成されているものであってもよい。また、図3(a)、図3(b)に示すように2枚の被覆材2を用いる場合には、2枚の被覆材2がともに複数の層で形成されているものであってもよいし、図面は省略したが、2枚の被覆材2のうち、いずれか一方が複数の層で形成されるものであってもよい。このように、複数の層で形成されている場合、各層は熱可塑性樹脂からなる層、熱可塑性樹脂が混合された紙からなる層、紙からなる層、不織布からなる層、金属箔からなる層を含むものであってもよい。例えば、図3(a)において、第1の層2cが熱可塑性樹脂からなる層、あるいは熱可塑性樹脂が混合された紙からなる層、第2の層2dがアルミニウム等の金属箔からなる層とするものであってもよい。
【0028】
各被覆材2の互いに対向する各内面2aを形成するそれぞれの層である第1の層2cが、熱可塑性樹脂からなる層、あるいは熱可塑性樹脂が混合された紙からなる層の場合、各内面2a同士を溶融接合させることができる。
【0029】
また、各被覆材2の第1の層2cが、紙からなる層、あるいは金属箔からなる層の場合は、図3(b)に示すように、各被覆材2を張り合わせ、かつ、芯材3を固定保持するための接合層2fが第1の層2c上に設けられているものであってもよい。この接合層2fは、接着剤、粘着剤、接着性フィルム、あるいは粘着性フィルム等、各被覆材2の張り合わせおよび芯材3の固定保持が可能なものであればいかなるものであってもよい。この接合層2fは、第1の層2cが熱可塑性樹脂からなる層、あるいは熱可塑性樹脂が混合された紙からなる層の場合に、より強固な接合を得るために形成されているものであってもよい。
【0030】
次に、芯材3の形状・性能について説明する。
【0031】
本実施形態の芯材3は略0.05mm2〜1.0mm2の断面積を有する熱可塑性樹脂を主ポリマーとする延伸線状物である。なお、本実施形態の芯材3の形状は必ずしも断面が円形状の線材ばかりでなく、楕円形でも角形でもよく、要は塑性変形性を有する線材であればどのような形状であってもよい。例えば、図4に示すように、形状保持体は、断面が角形の、テープ状、あるいはリボン状の帯形状芯材3aを芯材として有する形態であってもよい。
【0032】
また、本実施形態の芯材3はその破断強度が200Mpa以上の高強度である。また、その引張り弾性率が5000MPa以上の高弾性率を有する延伸線状物であることが望ましい。これは、限りなく金属線に近い賦型性能を得るためには破断強度をできる限り高く持っていく必要があるためであり、発明者らの実験によれば良好な賦型性を得るためには200Mpa以上の強力が好ましい。一方5000MPa以上の引張り弾性率は繰り返し屈曲が要求される場合に線材の折損等を防ぐことができる。
【0033】
次に、本実施形態における形状保持体の他の例の拡大断面図を図5および図6に示す。
【0034】
図5に示す形状保持体は、芯材3が2枚の第1の被覆材20a、第2の被覆材20bの間に挟み込まれて保持されており、かつ第2の被覆材20bの幅方向の両側部22が、第1の被覆材20aの幅方向の両側端部を包み込むように折り返された形態となっている。
【0035】
図6に示す形状保持体は、1枚の被覆材2のみの袋とじによって芯材3を保持する形態となっている。すなわち、被覆材2の幅方向の第2の側端部24bが内側になるようにして第1の側端部24aを折り返すことで1枚の被覆材2が袋とじされており、この1枚の被覆材2の間に芯材3が保持されている。
【0036】
本実施形態はより高度な変形形状保持状態を保つ特性、すなわち、塑性変形性能(賦型性能)とより強固な変形形状保持性能(賦型保持性能)を付与するため、高強度張力をもつ熱可塑性樹脂を線状化することによりその絶対容積を小さくして塑性変形が容易でかつ大きい芯材3を得ると共にこの芯材3と柔軟な被覆材2を組み合わせて用いることにより形状保持体1として必要な一定の幅形状を付与すると同時に塑性変形性能を損なうことなくより強固な変形形状保持性能を得るという全く新しい形状の保持体1を見出すに至ったのである。
【0037】
なお、用いる芯材3の太さや本数は要求される塑性変形力と変形形状保持力の程度により定めることができる。すなわち、大きな塑性変形力を要したとしても、大きな変形形状保持力が必要な場合は芯材3の本数を増やすか、線径を太くし、逆に小さな塑性変形力での変形(賦型)が必要な場合は少数本にするか細い線径の芯材を用いる。あるいは、形状保持体1の利用用途によっては、芯材の形状が図4に示したように帯形状とするものであってもよい。
【0038】
次に、図3(b)に示されるような、上下2枚の被覆材2が第1の層2cと第2の層2dと接合層2fとの3層構造からなる形状保持体1を例に取り、その製造方法の一例を説明する。
【0039】
芯材3は芯材3の表面が十分に溶融する程度の温度に設定された予備加熱槽を通過した後、被覆材2同士及び被覆材2と芯材3を接着するに十分な温度に加熱された加熱圧着ロールに送られ、同ロール間にて被覆材2に挟み込まれた状態で強く圧着される。これにより、被覆材2同士及び被覆材2と芯材3が圧着され、両被覆材2間に3本の芯材3を並列に保持した形状保持体1が形成される。なお、被覆材2の間に保持された各芯材3は、各芯材3自体が被覆材2に上下から圧着されることで被覆材2間に保持されるものであってもよいが、図3のように、各芯材3が被覆材2に上下より圧着されるばかりではなく、各被覆材2同士及び各芯材3同士をも同時に圧着させるものであってもよい。この場合、これらの接着をより強固にするために、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の層2c上の接合層2fをフィルム状の接着性フィルムのかわりに芯材3とよく接着する接着剤が塗布されているものであってもよい。
【0040】
なお、本実施形態では、一例として3本の芯材3を有する形状保持体1を図1に示しているが、芯材3の本数は、用途に応じて、2本、あるいは4本以上であってもよい。また、各芯材3は、所定の材質からなる芯材3を少なくとも1つ含む構成、すなわち、それぞれの芯材3の材質が同一であってもよいし、それぞれ異なる材質であってもよい。
【0041】
以上のように、本実施形態の形状保持体1は、3本の樹脂製の芯材3を被覆材2に挟んだ構成とすることで、1本の樹脂性線材を芯材とした従来の結束材、あるいは単一樹脂のみからなる構成の薄板状の結束材では達成することができなかった、金属線材を芯材とした結束材と同等の高い変形形状保持状態を保つ特性、および結束力を得ることができる。また、本実施形態の形状保持体1は、芯材3が樹脂製であるため、被覆材2も、紙、あるいは樹脂等の焼却可能な非金属材料であれば廃棄時に焼却処理がなされた場合においても残さを生じない。さらに、本実施形態の形状保持体1は、食品の包装用として利用された場合においても、金属探知器に反応しないため、金属探知器を使用しての異物混入検査で金属製の異物として誤って検知されることがない。
【実施例】
本実施例では、被覆材2は厚さ50μmのPETフィルム、芯材3は3000デニール(直径略0.67mm)の線材を用い、幅4.0mmの形状保持体1を作成した。そして、この形状保持体1の機械的性能、塑性変形性能(賦型性能)、および変形形状保持性能(賦型保持性能)に関して調べた。
【0042】
図7に、本実施例の形状保持体の塑性変形性能(賦型性能)と変形形状保持性能(賦型保持性能)の測定状況を示す説明図を示す。図7(a)はループ状に攣曲させた試料の曲部に荷重をかけた状態の試料の斜視図、図7(b)は荷重を取り除いた状態での試料の変形角度(賦型角度)の1例を示す斜視図、図7(c)は、図7(b)の試料の変形角度及び試料を放置した時の試料の戻り角度を示す概念図である。
【0043】
同様に、比較例としての、単一樹脂のみからなる薄板状結束材に関しても、その機械的性能、塑性変形性能、および変形形状保持性能に関して調べた。
【0044】
表1に、本実施例の形状保持体の形状保持体、および比較例の薄板状結束材の機械的性能、塑性変形性能、および変形形状保持性能の測定結果を示す。
【0045】
【表1】
【0046】
表1の結果に示されるように、本実施例の形状保持体1は賦型度が170度、復元率1.2%という特性を有しており、賦型度が147度、復元率2.7%である比較例の薄板上結束材よりも、塑性変形が容易で、かつ変形形状保持状態に極めて優れていることがわかった。
【0047】
【発明の効果】
1本の樹脂性線材を芯材とした結束材、あるいは単一樹脂のみからなる構成の薄板状の結束材では、外力が作用しなくなると元の形状に戻ってしまい、形状を保持する機能が不十分であったが、以上説明したように本発明の形状保持体は、樹脂からなる複数の芯材を有することで高い変形形状保持状態を保つ特性、および結束力と同等の特性を得ることができた。さらに、本発明の形状保持体は、各芯材が樹脂性であるため、紙、あるいは樹脂等の焼却可能な非金属材料であれば、焼却処理において残さを生じず、かつ、食品の包装用として利用された場合においても、金属探知器を使用しての異物混入検査で金属製の異物として誤って検知されることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における形状保持体の一実施形態の模式的な断面図である。
【図2】図1に示した形状保持体の斜視図である。
【図3】本発明における形状保持体の他の実施形態の模式的な断面図である。
【図4】本発明における形状保持体の他の実施形態の模式的な斜視図である。
【図5】本発明における形状保持体の他の実施形態の模式的な断面図である。
【図6】本発明における形状保持体の他の実施形態の模式的な断面図である。
【図7】本発明における一実施例の形状保持体の塑性変形性能(賦型性能)と変形形状保持性能(賦型保持性能)の測定状況を示す説明図である。
【符号の説明】
1 形状保持体
2 被覆材
2a 圧着部
2b 内面
2c 第1の層
2d 第2の層
2f 接合層
3 芯材
3a 帯形状芯材
20a 第1の被覆材
20b 第2の被覆材
21 側端部
22 側部
24a 第1の側端部
24b 第2の側端部
Claims (13)
- 可塑性を有する芯材が、樹脂からなる2枚の被覆材の間に挟み込まれて保持されており、前記芯材の塑性変形により変形形状保持状態を保つことができる形状保持体において、
前記芯材が200MPa以上の破断強度を有し、熱可塑性樹脂からなる前記芯材の形状が帯形状であることを特徴とする形状保持体。 - 可塑性を有する芯材が、前記芯材の融点以上の融点を有する樹脂からなる2枚の被覆材の間に挟み込まれて保持されており、前記芯材の塑性変形により変形形状保持状態を保つことができる形状保持体において、
前記芯材が200MPa以上の破断強度を有し、前記各被覆材間に、樹脂からなる複数の前記芯材が挟み込まれていることを特徴とする形状保持体。 - 可塑性を有する芯材と、前記芯材を保持し、樹脂からなる被覆材とを有し、前記芯材の塑性変形により変形形状保持状態を保つことができる形状保持体において、
前記芯材が200MPa以上の破断強度を有し、前記芯材が、幅方向の両側端を折り返して袋とじされた1枚の前記被覆材の間に保持されていることを特徴とする形状保持体。 - 前記2枚の被覆材のうち、一方の前記被覆材の幅方向の両側部が、他方の前記被覆材の幅方向の両側端を包み込むように折り返されている請求項1または2に記載の形状保持体。
- 前記被覆材が、複数の層が積層されてなるものである請求項1ないし4のいずれか1項に記載の形状保持体。
- 前記芯材が、0.05mm2〜1.0mm2の断面積を有する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の形状保持体。
- 前記芯材が、5000MPa以上の引張り弾性率を有する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の形状保持体。
- 前記各層が、熱可塑性樹脂からなる層、熱可塑性樹脂が混合された紙からなる層、紙からなる層、金属箔からなる層よりなる群より選ばれる層を含む請求項5ないし7のいずれか1項に記載の形状保持体。
- 前記各被覆材の互いに対向する各対向面を形成するそれぞれの層が、前記熱可塑性樹脂からなる層、あるいは前記熱可塑性樹脂が混合された紙からなる層の場合、前記各対向面同士を溶融接合させている請求項8に記載の形状保持体。
- 前記各被覆材の互いに対向する各対向面を形成するそれぞれの層が、前記紙からなる層、あるいは前記金属箔からなる層の場合、前記各対向面同士を接着剤、粘着剤、あるいは接着性フィルムで接合させている請求項8に記載の形状保持体。
- 所定の材質からなる前記芯材を少なくとも1つ含む請求項1ないし10のいずれか1項に記載の形状保持体。
- 前記芯材の表面を溶融させて、前記芯材を前記被覆材に溶融接合させている請求項1ないし11のいずれか1項に記載の形状保持体。
- 前記芯材の表面を溶融させて、前記芯材を前記接着剤、前記粘着剤、あるいは前記接着性フィルムに溶融接合させている請求項10ないし12のいずれか1項に記載の形状保持体。
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