JP4338241B2

JP4338241B2 - プラスチック結束タイ及びその製造方法

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Publication number: JP4338241B2
Application number: JP27073798A
Authority: JP
Inventors: 智次阿部; 米夫平川
Original assignee: Kyowa Ltd
Current assignee: Kyowa Ltd
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2018-09-25
Also published as: JP2000095267A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、袋詰め食品の開封口の結束、ゴミ袋の開封口の結束、栽培植物のつる・茎の支柱への結束、野菜類の保護結束、電線等線状物の結束に適した、小さな力で変形でき、しかも強固に結束し、かつ結束保持状態を長く維持できるリボン形状のプラスチック結束タイ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、これらに使用される結束タイとしては、例えば図５に示すような針金を芯材として、これにＰＶＣ、ＰＥ、ＰＥＴ等の熱可塑性樹脂を被覆材として押出し被覆した押出し有芯結束タイや図６に示すような芯材を上下より二枚のプラスチックフィルムまたはラミネート紙で被覆した貼り合わせ有芯結束タイがある。また最近では、例えば実開昭６０−１９０６５４号公報に示されているように芯材として針金を用いる代わりにプラスチックワイヤーを用いたものも提案されている。
【０００３】
しかし、これらの結束タイはいずれも芯材と被覆材からなる有芯構造であるため、被覆材と芯材の接着または溶着不足によって芯材と被覆材が剥離したり、被覆材の収縮によって、芯材の端末が被覆材より飛び出したりした場合、使用者の手や被結束物を傷つける恐れがあるなどの欠点がある他、軽量化できないこと、金属の芯材を用いる場合は錆の問題から食品関係に使用できないことなど用途上の制限がある。また、製造工程においても、被覆材と芯材の２種類の材料保管スペースが必要であること、被覆材と芯材を接着または溶着しなければならないので、接着工程や加熱工程が必要であること、被覆材と芯材の接着（溶着）力を規格以上に保つ必要から工程スピードが制限されること、両者の接着（溶着）力を測定する検査員が必要であることなど、不具合点を数多く有している。
【０００４】
一方、これらの問題点を解決するため、ＵＳＰ４７９７３１３号公報、特許第２５２０４０３号公報や特開平３−１２４５７３号公報にみられるような非金属重合体捩り結束タイや無芯ツイストタイが本発明の出願人等により提案され、上市されるに至り上記の有芯結束タイの欠点を補えるものとして市場より高い評価を受けている。
【０００５】
しかし、市場の要求品質は常にレベルアップするものである。これらの製品については、結束性には特に問題ないものの、変形時の変形しやすさ（例えばねじり時のねじり易さ）について、さらなる改善の要望が日増しに高くなってきている。
【０００６】
例えば、今高い結束性を有する線状物のみをプラスチック成型物で得ようとする場合に、変形に要する外力の大きさを無視するのであれば、鉄材等の金属が持つ高い引張り弾性率（ＪＩＳＫ−７１６１、'９４，ＩＳＯ５２７−１、'９３）になるべく近い引っ張り弾性率、即ち剛性を持つ配合物を作り、これを線状化すればよいはずである。
【０００７】
しかしながら、結束タイという製品のいわゆる変形保持機能には、このような結束性以外に小さな力で変形できるという、変形時の柔軟性（変形させ易さ）が今ひとつのファクターとして加えられなければならない。
【０００８】
例えば、図５に示すような芯線として、１．０ｍｍφ〜０．４ｍｍφの針金を使用し、ＰＶＣで被覆した従来の有芯結束タイを例にとって説明すれば、この有芯結束タイの針金の引張り弾性率は１４５０ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、後述するように本発明において初めて数値化に成功した結束性能のひとつである変形保持力は１２．７ｋｇ／３回捩り〜１．５ｋｇ／３回捩りである。そして、もう一つの構成材料である被覆材ＰＶＣ（無延伸軟質体）の引張り弾性率は４５ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、変形保持力は０ｋｇ／３回捩りである。
【０００９】
このように、有芯結束タイにあっては、前述の欠点を別にすれば、引張り弾性率が高く、結束性に優れる鉄線を芯材とし、引張り弾性率を低くして結束性はないが柔軟性に優れる被覆材を羽根部とすることにより、言い換えれば引張り弾性率の異なった２つの素材を組み合わせることにより、互いに矛盾する２つの要求品質、即ち変形時の柔軟性と変形後の高い結束性が共に必要であるとする市場の要求品質をクリアしているのである。
【００１０】
一方、プラスチック成型物であるプラスチック結束タイにあっては有芯結束タイにおける前述した欠点は当然克服できるものの、変形時の柔軟性と変形後の高い結束性（柔軟性と剛性）の付与という相矛盾する機能を引張り弾性率が同じであるひとつの素材で同時に満足させなければならないという、言い換えれば軟質プラスチックが一般的に持つ柔軟性と針金が持つ高い結束性をひとつのプラスチック成型物で引張り弾性率を変えることなく同時に付与しなければならないという相矛盾した宿命を有する結果、結束性を上げれば上げるほど、変形時の変形し易さ（柔軟性）からは遠のく原因となり、変形し易さを強調すればするほど結束タイのもう一つの重要な機能である結束性を損なう原因となるのである。そして従来の非金属重合体捩り結束タイ等では、どちらかといえば結束性に重きをおいた製品形態となっていたのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来のプラスチック結束タイの欠点を解消するために創案されたものであり、その目的は市場が要求する高い変形後の結束性（剛性）と変形時の変形し易さ（柔軟性）を同時に有し、それによって小さな力で変形でき、結束保持状態を良好に維持できるプラスチック結束タイ及びその製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前述したとおり、今高い結束性を有する単なる線状物のみをプラスチック成型物で得ようとするのであれば、鉄材等の金属が持つ高い引張り弾性率（ＪＩＳＫ−７１６１、'９４，ＩＳＯ５２７−１、'９３）になるべく近い引張り弾性率即ち剛性を持つプラスチック配合物を作り、これを線状化すればよいはずである。しかしながら、この方法では、本発明の目的とするプラスチック結束タイは得られない。そこで本発明者らは、針金等を有芯結束タイの芯材として用いる場合には、芯材は必ず変形を与えるために加える外力を考慮すること、即ち加えられる外力に対して変形しうる程度の線径とする必要があることに着目し、この線径自体の剛性をみる尺度として引張り弾性荷重という新しい概念を導入することにより本発明の完成に至ったのである。
【００１３】
例えば、図５，図６に示すような有芯結束タイ（ビニタイ（登録商標）、（株）共和製）に用いられている鉄芯の材料である鉄材の引張り弾性率は１４５０ｋｇｆ／ｍｍ^２である。そしてこれを少なくとも一般の人の手で簡単に捩ることができ、しかもしっかりと結束できるような鉄線（針金）として利用しようとする場合のその鉄線（針金）の線径は、個人差もあるが略１．０ｍｍφ〜０．４ｍｍφ、好ましくは０．８ｍｍφ〜０．４ｍｍφであり、これらを断面積に換算すれば０．７８５ｍｍ^２〜０．１２６ｍｍ^２、好ましくは０．５０ｍｍ^２〜０．１２６ｍｍ^２である。
【００１４】
そして、これらの引張り弾性荷重は後述するとおり、「引張り弾性率×断面積」で表すことができるので、１．０ｍｍφ〜０．４ｍｍφ、好ましくは０．８ｍｍφ〜０．４ｍｍφの鉄線の引張り弾性荷重は略１１３８ｋｇｆ〜１８３ｋｇｆ、好ましくは略７２５ｋｇｆ〜１８３ｋｇｆとなる。このことは仮に引張り弾性率が低くある程度の柔軟性を持つプラスチック成型物であっても少なくとも引張り弾性荷重が略７２５ｋｇｆ〜１８０ｋｇｆの範囲となるよう線径を選択することができれば十分な結束性を得ることができるということを示唆するものである。
【００１５】
即ち、今引張り弾性率が５００ｋｇｆ／ｍｍ^２のプラスチック配合物を得たとした場合、これを十分な結束性を有するプラスチック結束タイとするには、上記の引張り弾性荷重値を得る必要があり、そのためにはその断面積が１．４５ｍｍ^２〜０．３６６ｍｍ^２の芯部線径を有するプラスチック結束タイとすればよい。
【００１６】
一方、結束タイとして必要なもう一つの重要な性能である変形し易さ（柔軟性）を図５，図６に示す市販の有芯結束タイ（ビニタイ（登録商標）、（株）共和製）に用いられている被覆材で調べてみると、用いられている被覆材の引張り弾性率は４５ｋｇｆ／ｍｍ^２〜１００ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、断面積（厚み×幅）は０．８４ｍｍ^２（厚み０．２４ｍｍ×幅３．５ｍｍ）であった。従って、この場合の引張り弾性荷重は計算により３７．８ｋｇｆ〜８４ｋｇｆとなる。
【００１７】
これらの数値により、仮に引張り弾性率が５００ｋｇｆ／ｍｍ^２のプラスチック配合物を得たとした場合、これを十分な変形性（柔軟性）を有するプラスチック結束タイとするには上記の引張り弾性荷重を得ればよく、そのためには断面積が略０．０７５６ｍｍ^２〜０．１６８ｍｍ^２の羽根部を設けることにより得られるはずである。
【００１８】
また、有芯結束タイにおいては芯線と被覆材という素材の違いから、それぞれの剛性、即ち引張り弾性率を変えることができ、この結果芯部にあたる針金の引張り弾性荷重は羽根部となる被覆材の引張り弾性荷重に対し２倍以上を有している。この解決には引張り弾性率が５００ｋｇｆ／ｍｍ^２のプラスチック配合物を結束タイとする場合を例にとれば、芯部の断面積を羽根部の断面積の２倍以上となるように設計することにより、芯部の引張り弾性荷重を羽根部の引張り弾性荷重の２倍以上とすることができる。即ち、引張り弾性率を変えなくてもその断面積を変化させることにより、同様の結果を得ることができるのである。
【００１９】
以上のことにより、本発明者らは同じ素材で芯部と羽根部を形成するものであっても引張り弾性荷重という新しい視点でとらえれば異なった素材を用いる有芯結束タイの芯部と羽根部（被覆材）と同様の性能、即ち良好な結束性と柔軟性（変形し易さ）を結束タイに付与できることを見出し、本発明の完成に至ったのである。
【００２０】
尚、本発明でいう引張り弾性率及び引張り弾性荷重は次の式によって得られる。
【数１】

式中、
σ_１＝ひずみε_１において測定された引張り応力（ｋｇｆ／ｍｍ^２）
σ_２＝ひずみε_２において測定された引張り応力（ｋｇｆ／ｍｍ^２）
Ｆ_１＝ひずみε_１において測定された荷重（ｋｇｆ）
Ｆ_２＝ひずみε_２において測定された荷重（ｋｇｆ）
Ａ＝試験片の初めの断面積（ｍｍ^２）
を示す。
【００２１】
さらに本発明者らは、別の視点から結束タイとして必要な変形保持性について実験を繰り返して調べた結果、結束タイとしての変形保持性は、本発明ではじめて測定された変形保持力で示しうることを見出した。即ち、例えば、図５に示す市販の有芯結束タイ（ビニタイ（登録商標）、（株）共和製）において、芯径が１．０ｍｍφ（断面積０．７８５ｍｍ^２，引張り弾性荷重１１３８ｋｇｆ／ｍｍ^２）の時の変形保持力は１２．７ｋｇｆ／３回捩り、０．８ｍｍφ（断面積０．５０ｍｍ^２，引張り弾性荷重７２５ｋｇｆ／ｍｍ^２）では８．３ｋｇｆ／３回捩り、０．４ｍｍφ（断面積０．１２６ｍｍ^２，引張り弾性荷重１８３ｋｇｆ／ｍｍ^２）では１．５ｋｇｆ／３回捩りの変形保持力を有していた。そして、驚いたことに、この変形保持力は芯材の断面積または引張り弾性荷重と正の相関関係を有していた。また、更に線径を変えた実測値から、同じ素材で芯部と羽根部を構成するプラスチック結束タイにおいてより良い結束保持状態を保つには少なくとも５００ｇ／３回捩り以上の変形保持力で変形を保持できる一定以上の断面積と引張り弾性荷重を有する芯部を形成することが必要であることも判明した。
【００２２】
なお、変形保持力は図７に示すとおり、長さ１００ｍｍのサンプルの両端を揃えて径約２０ｍｍのループを作り、ループ部を持って３回回転させて結束させ、次いでループ結束部と対向するループカット部をカットし、カットによりできたループ端末を引張り試験機の上下チャックにセットし、３００ｍｍ／分の速度で結束部の張力を測定することにより得ることができる。
【００２３】
以上の知見に基づき、本発明者は下記のようなプラスチック結束タイ及びその製造方法の発明を完成させた。
即ち、本発明は熱可塑性合成樹脂を主成分とする配合物からなる、芯部の役目をする凸面部と羽根部の役目をする平面部を有する、幅１．５ｍｍ〜２０ｍｍのリボン形状のプラスチック結束タイであって、凸面部の引張り弾性荷重値が１００ｋｇｆ〜６２５ｋｇｆであり、平面部の引張り弾性荷重値が２０ｋｇｆ〜１２０ｋｇｆであり、凸面部の引張り弾性荷重値が平面部の引張り弾性荷重値の２倍以上であることを特徴とするプラスチック結束タイである。
また、本発明は熱可塑性合成樹脂を主成分とする配合物を、配合物に用いられた樹脂が有する最も高い融点又は軟化点以上の押出温度で、芯部の役目をする凸面部と羽根部の役目をする平面部を持つリボン形状に押出し、次いでその押出し物を１００℃以下に冷却し、更に８０℃〜１８０℃の延伸温度、２．０倍〜４．０倍の延伸倍率で延伸することを特徴とする前記プラスチック結束タイの製造方法である。
【００２４】
本発明のプラスチック結束タイは、▲１▼手でもしくは結束治具で簡単に変形させることができる（変形機能）、▲２▼被結束物を強固に結束できる（結束機能）、▲３▼変形した後、変形部分が独りでにほどけない（変形保持機能）、▲４▼変形部分を破壊することなしに容易にほどくことができる（解き戻し機能）などの機能的性能と、▲５▼結束時の締め圧によって被結束物を痛めない（被結束物非損傷機能）、▲６▼取扱い上の危険がない（使用者保護機能）、▲７▼製造メーカー、産地名、品名、用途、ロットナンバー等の被結束物の表示ができる（表示機能）、▲８▼被結束物を区別できる各種の色調を有することができる（識別機能）などの保護・表示性能とを同時に満足しようとするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は芯部の役目をする凸面部がリボン形状の略中央部に位置するように形成された本発明のプラスチック結束タイの一部破断斜視図、図２は芯部の役目をする凸面部がリボン形状の両端部に位置するように形成された本発明プラスチック結束タイの一部破断斜視図、図３（ａ）は図１に示す本発明のプラスチック結束タイの一使用例図、図３（ｂ）は図２に示す本発明のプラスチック結束タイの一使用例図、図４は本発明のプラスチック結束タイの一製造工程図、図５，図６は従来の有芯結束タイの一部破断斜視図、図７は変形保持力の測定方法の略図である。尚、図中１は芯材、２は被覆材、２ａ，２ｂは上下のプラスチックフィルムまたはラミネート紙、３は本発明のプラスチック結束タイ、３ａは芯部の役目をする凸面部、３ｂは羽根部の役目をする平面部、４は押出機、５は押出し口、６は冷却バス、７は第１引取りドラム、８は延伸槽、９は第２引取りドラム、１０は巻取りドラム、１１はループカット部、１２はループ結束部、１３はループ端末部、ｗはプラスチック結束タイの幅、ｗ１は凸面部の幅、ｗ２は平面部の幅、ｈ１は凸面部の最大厚さ、ｈ２は平面部の厚さを示す。
【００２６】
図１，図２に示す本発明のプラスチック結束タイ３は、図５，図６に示すような例えば針金の芯材１をプラスチック樹脂の被覆材２で被覆し、針金の芯部１とプラスチック樹脂の羽根部で構成した従来の２種の素材を用いる有芯結束タイとは全く異なり、芯部の役目をする凸面部３ａも羽根部の役目をする平面部３ｂも同一材料で構成されている。即ち、本発明のプラスチック結束タイ３は熱可塑性合成樹脂を主成分とし、これに充填剤、ステアリン酸亜鉛等の滑剤、フタレート系、アジペート系またはポリエステル系の可塑剤、要すれば結晶化促進剤、及び顔料等が適宜選択添加された賦形性を付与しうる配合物より構成されている。
【００２７】
前述したように、本発明のプラスチック結束タイ３はそれ自体で多くの機能を有さなければならない。その第１は図３（ａ），図３（ｂ）に示すように、結束治具を用いて変形させることは勿論、手でも簡単に変形させることができる変形機能と、被結束物を強固に結束できる結束機能を有さなければならない。このためには、手でもしくは結束治具を用いて容易に変形させることができ、かつ変形させた時、折れたり、割れたり、ちぎれたりしない柔軟性と結束性を高める剛性とが必要である。また一方において、第２の機能として、変形部分が独りでにほどけない変形保持機能を有さなければならない。
【００２８】
さらに、第３の機能として、変形部分を容易に解くことのできる、解き戻し機能を有さなければならない。この場合も解き戻すときに折れたり、割れたり、ちぎれたりしないことが必要である。
【００２９】
これらの機能（即ち、変形機能、結束機能、変形保持機能、解き戻し機能）を有するためには、変形または解き戻しによる破壊を伴わない柔軟性と結束性を高める剛性と変形を保持できる変形保持性を有することが必要である。
本発明者らはこの点について鋭意研究した結果、柔軟性と剛性という２つの相矛盾する性質を同時に有する、変形しやすくしかも強固に結束できかつ変形保持状態を維持できるリボン形状のプラスチック結束タイ３に引張り弾性荷重という新しい概念を導入することで解決した。
【００３０】
まず、本発明者らは前述の知見をもとに超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、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、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂等の１種又は２種以上からなる熱可塑性合成樹脂に無方向性の充填剤、例えば炭酸カルシウム、クレー、ホワイトカーボン、チタン白、硫酸バリウム、亜鉛華等の充填剤を多量に添加した配合物を芯部の役目をする凸面部３ａと羽根部の役目をする平面部３ｂとを有するリボン形状に押出した後、無延伸もしくは２．０倍以下の低延伸倍率で延伸してサンプルを作成した。しかしながら、これらの配合及び製造方法で得られたものは、製造面では、平面部３ｂを薄く均一に押し出すことがかなり困難であり、性能面では、平面部３ｂに柔軟性がなく、変形時もしくは解き戻し時に折れやすく、到底実用に供し得ないものであった。つまり、充填剤の大量添加によって平面部３ｂの柔軟性が損なわれる結果、変形時及び解き戻し時に折れ、割れ、ちぎれが生じ、変形機能、解き戻し機能が極めて不十分なものになった。
【００３１】
次に本発明者らは、配合物の機械的強度及び耐屈撓性を高める方法として、ガラス繊維の添加を充填剤の存在下及び非存在下で試してみた。しかしながら、かかる条件下で得られた延伸物のうち引張り弾性率が１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２を越えるものは、剛性と強度が予想以上に強くなりすぎ、手で変形を与えることが困難なばかりか、無理に変形してもすぐに独りでにもとに戻るという逆効果を与えた。また、ガラス繊維及び充填剤を大量に混入した配合物は特定形状のリボン形状物とするには押出しそのものも困難であった。
【００３２】
これらの結果から本発明者らは次に充填剤等を加えない熱可塑性合成樹脂単体をリボン形状に押出した後、延伸倍率５倍以上の高延伸倍率で延伸してサンプルを作成しテストした。
しかし、このサンプルも剛性がありすぎ、変形による破壊は伴わないものの、その剛性と弾性のため、手で変形させることが困難で、変形させた後でも独りでにもとに戻るという、結束タイとしての基本的機能（変形機能と変形保持機能）を満足し得ないものであった。
【００３３】
このような試行錯誤の後、本発明者らは、前記熱可塑性合成樹脂に配合物の強度と柔軟性を損ねることの少ない範囲での充填剤、可塑剤、柔軟剤、結晶化促進剤、または顔料等を適宜添加して、これを２．０倍〜４．０倍の延伸倍率で延伸し、一定範囲の引張り弾性率と特定の寸法形状を付与した場合に、簡単に変形させることができ、かつ容易に解き戻すことができる程度の柔軟性があり、しかも被結束物を強固に結束することができ、さらに変形を保持するに十分な変形保持性を有するプラスチック結束タイを得る可能性があることをつきとめた。
【００３４】
この結果に基づき、本発明者らは更に研究を進め、まず熱可塑性合成樹脂として、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、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、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂等を選択し、これらの樹脂の１種又は２種以上を主成分とする配合物を作り、芯部の役目をする凸面部３ａと羽根部の役目をする平面部３ｂの寸法（幅と肉厚）を種々変形させて押し出し、さらに延伸倍率を２．０倍〜４．０倍の範囲で変えて延伸し、それぞれの引張り弾性荷重と変形保持力を測定した。
【００３５】
繰り返して述べれば、本発明は図５，図６に示す有芯結束タイ、即ち剛性を表す引張り弾性率自体が異なる芯材１と被覆材（羽根部）２を用いて柔軟性と剛性を同時に付与する有芯結束タイと異なり、羽根部の役目をする平面部３ｂと芯部の役目をする凸面部３ａを同じ配合物で構成する関係上、引張り弾性率は凸面部３ａも平面部３ｂも共に同じである。そこで本発明は、引張り弾性荷重が断面積×引張り弾性率で表されることに注目し、凸面部３ａと平面部３ｂの断面積を変化させることにより、即ち凸面部３ａの断面積を大きくし平面部３ｂの断面積を小さくして両者に差を設けることにより、両者の引張り弾性荷重値を変えて、凸面部３ａに剛性を、平面部３ｂに柔軟性を与えようとするものである。
【００３６】
尚、凸面部３ａの断面積は凸面部の幅ｗ１と最大厚みｈ１の平均を直径とした簡易法により、また算定に精度を期すときは比重法（サンプルｇ÷サンプル比重÷サンプル長さ）により算出した。また、平面部３ｂの断面積は「平面部の幅ｗ２（またはｗ−ｗ１）×平面部の厚みｈ２」で算出した。また算定に精度を期すときは凸面部と同様に比重法を用いた。
【００３７】
このような考えのもとに作製した、例えば４．０倍延伸のＰＥＴを主成分とするサンプルでは引張り弾性率が１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２の値を有し、凸面部３ａの断面積が最大で０．６２５ｍｍ^２（厚みｈ１：０．７８５ｍｍ、幅ｗ１：１．０ｍｍ）、最小で０．２４ｍｍ^２（厚みｈ１：０．５０ｍｍ、幅ｗ１：０．６０ｍｍ）、平面部３ｂの断面積が最大で０．１２ｍｍ^２（厚みｈ２：０．０８ｍｍ、幅ｗ−ｗ１：１．５ｍｍ）、最小で０．０４ｍｍ^２（厚みｈ２：０．０４ｍｍ、幅ｗ−ｗ１：１．０ｍｍ）の寸法形状を有するものが得られた。即ち、換算すれば、凸面部３ａの引張り弾性荷重が６２５ｋｇｆ〜２４０ｋｇｆ、平面部３ｂの引張り弾性荷重が１２０ｋｇｆ〜４０ｋｇｆ、平面部３ｂに対する凸面部３ａ引張り弾性荷重の倍率、言い換えれば断面積の倍率が１５．６倍〜２．０倍のものが得られた。また、このサンプルの変形保持力を測定したところ７．０ｋｇ／３回捩り〜２．３ｋｇ／３回捩りの強力を得た。
【００３８】
また、前記のＰＥＴを主成分とする延伸倍率３．０倍のサンプルでは引張り弾性率が５５０ｋｇｆ／ｍｍ^２、凸面部３ａの断面積が最大で１．１３６ｍｍ^２（厚みｈ１：１．０ｍｍ、幅ｗ１：１．４ｍｍ）、最小で０．１８２ｍｍ^２（厚みｈ１：０．３６ｍｍ、幅ｗ１：０．６０ｍｍ）、平面部３ｂの断面積が最大で０．０９ｍｍ^２（厚みｈ２：０．０６ｍｍ、幅ｗ−ｗ１：１．５ｍｍ）、最小で０．０３６ｍｍ^２（厚みｈ２：０．０４ｍｍ、幅ｗ−ｗ１：０．９ｍｍ）の寸法形状を有するものが得られた。即ち、換算すれば、凸面部３ａの引張り弾性荷重が６２５ｋｇｆ〜１００ｋｇｆ、平面部３ｂの引張り弾性荷重が５０ｋｇｆ〜２０ｋｇｆ、平面部３ｂに対する凸面部３ａ引張り弾性荷重の倍率、言い換えれば断面積の倍率が３１．２５倍〜２．０倍のものが得られた。また、このサンプルの変形保持力を測定したところ７．０ｋｇ／３回捩り〜２．３ｋｇｆ／３回捩りの強力を得た。
【００３９】
さらにまた、前記のＰＥＴを主成分とする延伸倍率２．０倍のサンプルでは引張り弾性率が１８０ｋｇｆ／ｍｍ^２、凸面部３ａの断面積が最大で３．４７ｍｍ^２（厚みｈ１：２．０ｍｍ、幅ｗ１：２．２ｍｍ）、最小で１．３３ｍｍ^２（厚みｈ１：１．２ｍｍ、幅ｗ１：１．４ｍｍ）、平面部３ｂの断面積が最大で０．６７ｍｍ^２（厚みｈ２：０．０４ｍｍ、幅ｗ−ｗ１：１６．７５ｍｍ）、最小で０．１１ｍｍ^２（厚みｈ２：０．０４ｍｍ、幅ｗ−ｗ１：２．７５ｍｍ）の寸法形状を有するものが得られた。即ち、換算すれば、このタイの凸面部３ａの引張り弾性荷重が６２５ｋｇｆ〜２４０ｋｇｆ、平面部３ｂの引張り弾性荷重が１２０ｋｇ〜２０ｋｇ、平面部３ｂに対する凸面部３ａ引張り弾性荷重の倍率、言い換えれば断面積の倍率が３１．２５倍〜２．０倍のものが得られた。また、このサンプルの変形保持力を測定したところ７．０ｋｇｆ／３回捩り〜２．３ｋｇｆ／３回捩りの強力を得た。
【００４０】
これらの結果より、熱可塑性合成樹脂を用いて得られた本発明のプラスチック結束タイは断面積が略０．１８ｍｍ^２〜３．４７ｍｍ^２の芯部の役目をする凸面部３ａと断面積が略０．０４ｍｍ^２〜０．６７ｍｍ^２の羽根部の役目をする平面部３ｂを持ち、かつ平面部３ｂに対する凸面部３ａの引張り弾性荷重の倍率、言い換えれば断面積の倍率が２倍以上あって、引張り弾性率が１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２〜１８０ｋｇｆ／ｍｍ^２、変形保持力が２．０ｋｇ／３回捩り以上の力を有することによって、小さな力で変形でき、しかも強固に結束でき、かつ０．５ｋｇ／３回捩り以上の変形保持力で変形保持状態を維持できることがわかった。
【００４１】
尚、引張り弾性率（ＪＩＳＫ−７１６１、 '９４）が１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２を越えるのものはその断面積を最小とした場合でも、剛性が強すぎて柔軟性がなく、変形させにくかった。一方、引張り弾性率が１００ｋｇｆ／ｍｍ^２未満のものは芯部の役目をする凸面部３ａの柔軟性が大きくなりすぎ、変形保持力が０．５ｋｇ／３回捩り未満となり、変形保持状態が保ちにくく、少しの外力で簡単にはずれてしまった。またこれを克服するため、凸面部の断面積を大きくすることも試みたが、このために生じる変形しにくさ（ねじりにくさ）を解消することができなかった。
【００４２】
次に、本発明のプラスチック結束タイは図４に示すような製造工程で製造できるが、結束タイとしての機能を満足させるためには、上記配合物を変形させ易く、しかも強固に結束できかつ変形保持状態を維持できる形状、即ち芯部の役目をする凸面部と羽根部の役目をする平面部を有するリボン形状に形成することが不可欠である。
【００４３】
図４の製造工程を説明すると、４は押出機（６点温調盤付）、５はギアポンプ装置付き押出口、６は冷却バス、７は第１の延伸機（第１引き取りドラム）、８は延伸槽、９は第２の延伸機（第２引き取りドラム）、１０は巻取り機（巻取りドラム）である。
【００４４】
ここにおいて押出機４に投入された熱可塑性合成樹脂の１種又は２種以上を主成分とする配合物は押出口５を経て芯部の役目をする凸面部３ａと羽根部の役目をする平面部３ｂを持つリボン形状に押出される。なお、この場合の押出し温度条件は使用樹脂のうち最も高い融点または軟化点を有する樹脂の融点または軟化点以上の押出温度で押出しする。
【００４５】
次に、押出しされたリボン状形成物は１００℃以下の冷却バス６によって１００℃以下に冷却された後、第１引き取りドラム７に巻かれ、さらに用いる樹脂の溶融温度より低く、冷却温度よりも高い温度、即ち略１８０℃〜８０℃の温度を有する延伸槽８を通って、第２引き取りドラム９に巻かれるが、この際、第１引き取りドラム７と第２引き取りドラム８とのスピード差によって２．０倍〜４．０倍の延伸倍率に延伸される。次いで巻取り機１０で巻取られ、要すれば所望の長さにカットされて、変形しやすくしかも強固に結束できかつ一定の保持力で変形保持状態を維持できるプラスチック結束タイ３が得られる。
【００４６】
なお、製造条件としては、押出しに際しては、用いる樹脂の融点または軟化点により適正な押出し温度条件を定めなければならないが、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂を主成分とする配合物の場合においては、押出機第１ゾーン温度２５０℃以上、第２ゾーン２６５℃以上、第３ゾーン２８０℃以上、第４ゾーンならびにヘッド及びダイス温度３００℃以上、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂を主成分とする配合物では押出機第１ゾーン温度２３５℃以上、第２ゾーン２５０℃以上、第３ゾーン２６５℃以上、第４ゾーンならびにヘッド及びダイス温度２８５℃以上、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂を主成分とする配合物においては押出機第１ゾーン温度２１０℃以上、第２ゾーン２２５℃以上、第３ゾーン２４０℃以上、第４ゾーンならびにヘッド及びダイス温度２６０℃以上、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂を主成分とする配合物では押出機第１ゾーン温度１６０℃以上、第２ゾーン２００℃以上、第３ゾーン２３０℃以上、第４ゾーンならびにヘッド及びダイス温度２４５℃以上が必要である。またこれら形成物の冷却温度は１００℃以下、延伸温度は１５０℃〜８０℃、延伸倍率２．０〜４．０倍が適当である。
【００４７】
【実施例】
実施例１
表１の配合例（配合１）を用いて押出しした後、２．０〜４．０倍に延伸して、表２の寸法形状を有するサンプル１−１〜１−１６を得た。またこれらの性能を調べた結果は表３の通りであった。なお、変形保持力及び解き戻し性は以下のようにして測定した。
【００４８】
変形保持力
図７に示すとおり、長さ１００ｍｍのサンプルの両端を揃えて、径約２０ｍｍのループを作り、ループ部を持って３回回転させて結束させる。次にループ結束部１２と対向するループカット部１１をカットし、カットによりできたループ端末を引張試験機の上下チャックにセットし、張力３００ｍｍ／分を測定する。
【００４９】
解き戻し性
５名の被験者に実際に結束作業と解き戻し作業を行ってもらい、作業毎に解き戻し性が「大変良い」を優、「良い」を良、「やや良い」を可、「悪い」を不可とした。なお、評価は５名中の最も悪い評価をそのサンプルの評価とした。
【００５０】
【表１】

【００５１】
【表２】

【００５２】
【表３】

【００５３】
実施例２
表４の配合例（配合２〜７）を用いて押出しした後、２．７５倍に延伸して、凸面部３ａの断面積が０．５６７ｍｍ^２（厚みｈ１：０．９ｍｍ、幅ｗ１：１．０ｍｍ）、平面部３ｂの断面積が０．２８ｍｍ^２（厚みｈ２：０．０７ｍｍ、幅ｗ−ｗ１：４．０ｍｍ）、凸面部の断面積に対する平面部の断面積の倍率が２．０倍の各サンプルを得た。またこれらの性能を調べた結果は表５の通りであった。なお、変形保持力及び解き戻し性は実施例１と同じようにして測定した。
【００５４】
【表４】

【００５５】
【表５】

【００５６】
表３，表５の結果にみられるように、本発明のプラスチック結束タイは変形させやすく、しかも強固に結束でき、かつ変形保持状態を維持できるなど、結束タイとしての機能を十分に満足できるものであった。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のプラスチック結束タイは上述のように構成されているので、以下のような効果を奏する。
▲１▼変形させ易さと強固な結束性、即ち柔軟性と剛性という２つの相矛盾する性能を１つの成型品の中で同時に満足することができる。
▲２▼変形保持が良く、結束保持状態を長く維持できる。
▲３▼軽量化できる。
▲４▼安全性が高い。
▲５▼錆からの解放を図ることができる。
▲６▼透明品を得ることができる。
▲７▼製造工程の省力化ができる。
▲８▼容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】芯部の役目をする凸面部がリボン形状の略中央部に位置するように形成された本発明のプラスチック結束タイの一部破断斜視図である。
【図２】芯部の役目をする凸面部がリボン形状の両端部に位置するように形成された本発明のプラスチック結束タイの一部破断斜視図である。
【図３】（ａ）は図１に示す本発明プラスチック結束タイの一使用例図であり、（ｂ）は図２に示す本発明プラスチック結束タイの一使用例図である。
【図４】本発明のプラスチック結束タイの一製造工程図である。
【図５】従来の有芯結束タイの一部破断斜視図である。
【図６】従来の有芯結束タイの一部破断斜視図である。
【図７】変形保持力の測定方法の略図である。
【符号の説明】
１芯材
２被覆材
２ａ，２ｂ上下のプラスチックフィルムまたはラミネート紙
３本発明プラスチック結束タイ
３ａ芯部の役目をする凸面部
３ｂ羽根部の役目をする平面部
４押出機
５押出口
６冷却バス
７第１引取りドラム
８延伸槽
９第２引取りドラム
１０巻取りドラム
１１ループカット部
１２ループ結束部
１３ループ端末部
ｗプラスチック結束タイの幅
ｗ１凸面部の幅
ｗ２平面部の幅
ｈ１凸面部の最大厚さ
ｈ２平面部の厚さ

Claims

熱可塑性合成樹脂を主成分とする配合物からなる、芯部の役目をする凸面部と羽根部の役目をする平面部を有する、幅１．５ｍｍ〜２０ｍｍのリボン形状のプラスチック結束タイであって、凸面部の引張り弾性荷重値が１００ｋｇｆ〜６２５ｋｇｆであり、平面部の引張り弾性荷重値が２０ｋｇｆ〜１２０ｋｇｆであり、凸面部の引張り弾性荷重値が平面部の引張り弾性荷重値の５倍以上であること、凸面部の断面積が０．１８ｍｍ^２〜３．４７ｍｍ^２であり、平面部の断面積が０．０４ｍｍ^２〜０．６７ｍｍ^２であり、かつ凸面部の断面積が平面部の断面積の５倍以上であること、及びプラスチック結束タイの引張り弾性率が１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２〜１８０ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、プラスチック結束タイの変形保持力が２．０ｋｇ／３回捩り以上であることを特徴とするプラスチック結束タイ。
配合物が超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、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、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂及びポリウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの熱可塑性合成樹脂を主成分としていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック結束タイ。
凸面部がリボン形状の略中央部に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか記載のプラスチック結束タイ。
凸面部がリボン形状の両端部に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のプラスチック結束タイ。
熱可塑性合成樹脂を主成分とする配合物を、配合物に用いられた樹脂が有する最も高い融点又は軟化点以上の押出温度で、芯部の役目をする凸面部と羽根部の役目をする平面部を持つリボン形状に押出し、次いでその押出し物を１００℃以下に冷却し、更に８０℃〜１８０℃の延伸温度、２．０倍〜４．０倍の延伸倍率で延伸することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のプラスチック結束タイの製造方法。