JPH02209221A - 架橋ストレッチフィルム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として包装材料の用途に供する架橋ストレ
ッチフィルム及びその製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ストレッチ包装に用いられるフィルムには、可塑
剤を多量に、例えば、３０重量％以上も含む軟質塩化ビ
ニル樹脂（ｐｖｃ）を素材としたフィルムのみが商業的
に使用されている。

しかし、このものは大量の可塑剤を混入しなければ加工
も難しく、また、柔軟な性質を持たすこともできない、
また、このように大量の可塑剤、例えば、ジオクチルフ
タレート等を用いているため、水蒸気の透過量が多くな
り、被包装物が変質しやす（、また、可塑剤が被包装物
に移行し汚染しやすいといった問題があった。さらには
、包装作業時にフィルムを溶断すると、可塑剤のガス及
び腐食性の塩素系ガスを発生し、衛生上好ましくない結
果をもたらす、また、使用済のフィルムを焼却する際に
有毒ガスを発生して環境を悪化させ、かつ包装物を低温
で保存する場合に、耐寒性に劣るためフィルムが硬くな
り脆くなって、破れやすくなるといった問題があった。

これらの欠点を改良するものとして、エチレン系樹脂が
着目され、下記のごとき種々の提案がなされてきた。

■酢酸ビニル含有量１０〜４０重量％のエチレン−酢酸
ビニル共重合体を原料とした、４０°Ｃ１９０％ＲＨで
の絶対透湿度が１８０　ｇ／ｒｒ？／２４Ｈｒである無
滴性を有する包装フィルム。

（特開昭４８−６８３９０号公報） ■ブテンー１系樹脂を主成分とする層の両面に、酢酸ビ
ニル含有量が５〜２５重量％のエチレン酢酸ビニル共重
合体樹脂を主成分とする層が積層されてなるストレッチ
包装用フィルム（特開昭６１−８９０４０号公報） ■酢酸ビニル含有量５〜４０重量％、メルトインデック
ス０．０１〜５　ｇ／ｌ　０分のエチレン酢酸ビニル共
重合体樹脂を主成分として、成膜方向に１．５〜５倍、
成膜方向と直角方向に１．　５〜５倍延伸加工され、厚
みが１０〜５０μｍとなるように成膜されたフィルムが
、加速電圧１００〜２００に■、照射線量１〜３０Ｍｒ
ａｄの条件で電子線照射させることにより架橋された、
包装用ストレッチフィルム（時開［５７−１３７１１７
号公報）。

■架橋エチレンー酢酸ビニル共重合体樹脂よりなるスト
レッチフィルム（特開昭５５−３６２５２号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しながら、従来の上記■〜■のフィルムは、フィルム
伸びに対する適度な応力を有するという、ストレッチフ
ィルムに最も必要とされる要件を満足しておらず、市場
のストレッチ包装における多様な条件に対応できない未
完成品である。

ここで、第２図を用いて、ストレッチフィルムに要求さ
れる、フィルム伸びに対する適度な応力について説明す
る。

第２図は、従来技術■〜■に対応するフィルム及びＰｖ
Ｃフィルムの応力−歪曲線を示したものである。

従来技術■のフィルムは、ＰＶＣフィルムに比べて、各
伸度における応力値が低く、また伸度が大きくなっても
応力値の上昇の少ないフィルムである。

このようなフィルムでストレッチ包装を行うと、（ａｌ
ｔ激な変形にフィルムが耐えられず破断してしまう； （ｂ）タテ・ヨコのストレッチのバランスが悪い場合に
ネッキング現象が起こる、という包装上の欠点を有する
； （Ｃ）変形回復が悪く、包装体を指で押さえると凹部が
残る； （ｄ）均一なストレッチができないため、張りが悪く包
装体が緩みやすい； という包装体としての欠点を有している。また、フィル
ムの厚みを増して応力値を高めても、応ノｊ−歪曲線の
傾きは変わらず、上記（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）の欠点は
改良できない。

従来技術■のフィルムは、高結晶性ポリマーと積層する
ことにより高応力化を試みたものであるが、第２図で明
らかなように、応力はそれほど高くなっていない、これ
は高結晶性ポリマーの使用によりネッキング現象が起こ
り易くなるためであり、このような積層化だけでは自由
に応力を調整することができない、該フィルムは実際の
包装において■と同様の欠点を有するものである。

従来技術■のフィルムは、架橋によるフィルムの改質を
狙ったものだが、第２図にあるように高伸度域では応力
の向上はあるものの、ストレッチ包装に使用される低伸
度領域では応力は■と同等であり、■と同様の欠点は依
然として残るものである。

従来技術■のフィルムは、架橋延伸による高配向化した
フィルムであるが、ｐｖｃフィルムに比べると応力が高
すぎ、ストレッチ包装において；（ｅ）ストレッチし難
く、又フィルムが十分延びないため破れ易い； （ｆ）包装体にシワが残る； という欠点を有している。

また、フィルムの延伸倍率を下げ、配向を落として応力
値を下げようとすると、フィルムの厚みの均一性が低下
し、光学特性も劣化してしまいストレッチフィルムとし
ての要求を満たさないものとなる。

以上の理由から、従来技術の■〜■のフィルムは、未だ
市場要求を満足する状態で上布されていないのが現状で
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであって、引張
時のフィルムの伸びに対する適度な応力を有するエチレ
ン系樹脂を主体とするフィルムを見出し、これによりス
トレッチ包装性に対する市場要求を満足している、ＰＶ
Ｃフィルムと類似の応力−歪曲線を有するフィルム及び
その製造方法に係わる本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は； ■エチレン系樹脂を主体としており、ゲル分率１〜２０
％の架橋度を有する架橋フィルムであって、引張試験に
おける５０％伸び応力がタテ・ヨコの平均で１３０〜１
８０ｇ／ｃｍ幅で、１５０％伸び応力がタテ・ヨコの平
均で２００〜５００ｇ／　ｃｍ幅であり、厚みが８〜１
５μｍであることを特徴とする、架橋ストレッチフィル
ム、並びに、■エチレン系樹脂を主体としているフィル
ムをゲル分率１〜２０％に架橋した後に、成膜方向及び
その直角方向にそれぞれ２〜５倍に延伸し、その後再加
熱し、成膜方向に５〜３０％、直角方向に５〜２０％収
縮させることを特徴とする、架橋ストレッチフィルムの
製造方法がある。

本発明において、エチレン系樹脂としては、高圧法低密
度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）ｉ直鎖状低密度ポリエチレ
ン（ＬＬＤＰＥ、中・低圧、又は場合によっては高圧法
でも得られる線状低密度ポリエチレンのことで、特にα
−オレフィンとしてプロピレン、ブテン、ペンテン、ヘ
キセン、ヘプテン、オクテン、４−メチル−１−ペンテ
ン等の炭素数Ｃ３〜Ｃ＋Ｚのα−オレフィン類から選ば
れる少なくとも１種のオレフィンを７モル％以下、好ま
しくは１〜５モル％程度共重合したものである。〕　； ＶＬＤＰＥ　（ＬＬＤＰＥと類似の製法で得られる密度
０．９１５以下の線状超低密度ポリエチレンで、炭素数
Ｃ３〜ＣＩ！のα−オレフィンを１〜２０モル％共重合
したもの〕　； エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）　、エチレン
−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−メ
タアリル酸メチルエステル共重合体（ＥＭＭＡ）が挙げ
られ、かかるエチレン系樹脂の１種又は２種以上の混合
物が用いられる。

以上のうち、本発明のエチレン系樹脂として好ましいの
はＥｖＡとＶＬＤＰＥＴあり、ＥＶＡの場合、その酢酸
ビニル基含量は好ましくは３〜８モル％、さらに好まし
くは３〜７モル％である。

本発明において架橋割合を表すゲル分率は、１〜２０％
の範囲内で選択される。ゲル分率１％未満では、顕著な
架橋効果が表れず、成膜性、弾性回復性、フィルムの腰
強度に関係する初期弾性率等の機械特性、光学特性等の
諸物性において未架橋物との有意義な差がみられず、良
好なストレッチフィルムが得難い、また、ゲル分率が２
０％を超えると、引張りに対する伸び応力が高すぎ、伸
びの減少が大きく、延伸性及び包装時のストレッチ割合
に制約を受けるばかりでなく、ヒートシール性が低下す
る。好ましいゲル分率は、３〜１５％である。

なお、ゲル分率とは、沸騰Ｐ−キシレンで試料を抽出し
、不溶解部分の割合を、次式により求めたものである。

×１００　（％） また、本発明のストレッチフィルムは、引張試験におけ
る５０％伸び応力が、タテ・ヨコの平均で１３０〜２０
０ｇ／ｃｍ幅、好ましくは１３０〜１８０　ｇ／Ｃ１１
幅である。また、タテ／ヨコのバランスは１．５／１〜
３．８／１、より好ましくは１．８／１〜３．０／１で
ある。また、引張試験における１５０％伸び応力がタテ
・ヨコの平均で２００〜５００ｇ／ａｍ幅、好ましくは
２００〜３ｓｏｇ／ｃｍ幅、より好ましくは２００〜２
８０ｇ／ＣＩ幅である。また、タテ／ヨコのバランスは
１．５／１〜３．８／１、より好ましくは１．８／１〜
３．０／ｌである。

引張試験における５０％伸び応力及び１５０％伸び応力
が上記範囲に入ることにより、良好なストレッチ性が確
保され、マシン又はハンドでのストレッチ包装が高いレ
ベルで可能となる。

すなわち、引張時の伸び応力が低すぎたり高すぎたりし
ない範囲であるため、急激な変形を行っても破断せず、
かつ十分に伸びるため、マシン又はハンドによりシワを
発生させることなく、容易にストレッチ包装でき、また
、ストレッチのバランス（タテ・ヨコ）が悪い場合にも
、ネッキング現象を起こさず、変形回復が良好で、包装
体を指で抑えても凹部が残らない、また、均一なストレ
ッチができるため、張りがよく、包装体が緩み難いとい
う特徴を有する。

また、本発明の架橋ストレッチフィルムは８〜１５μ厚
みの穫薄フィルムであることを特徴とするものである。

従来のＰｖＣフィルムは、通常１６μ厚みで使用されて
おり、また、厳しい要求特性の被包装物の場合は２６μ
厚みで使用されている。

これに対して本発明フィルムは、フィルムの腰及び強度
が高く、それ故、包装時のハンドリング特性及び包装後
のフィルム強度に優れるという利点がある。従って、通
常の包装条件のものは、８〜１１μの厚みで、上述の厳
しい包装条件下でも１５μ厚みで、ストレッチ包装に必
要とされる各要件を満足することが可能となるのである
。

このことは、本発明の架橋ストレッチフィルムの単位厚
み当たりの卓越した性能を示しており、マｆ、−１該フ
ィルムがコスト競争力の高いフィルムであることは明白
である。

本発明においては、上記のように単層でも優れたストレ
ッチフィルムとして使用できるが、多層化することによ
って特性をより高度のレベルに高めることができる。

そのような多層フィルムの例として、耐熱性と高弾性率
を有するコア層の両側に、既述の単層フィルムに用いた
本発明に係わるエチレン系樹脂層を設けたフィルムが例
示される。

この場合、コア層としては、ＬＬＤＰＥｉＨＤＰＥ；結
晶性ポリプロピレン（ＩＰＰ）、エチレン−プロピレン
共重合体（ＥＰＰ）等のポリプロピレン；立体規則性を
有するポリブテン−１等のポリオレフィンが使用できる
。コア層の厚み割合は３０％以下が好ましい、また、全
層厚みは、単層フィルムの場合と同じく８〜１５μｍで
ある。

なお、多層化に当たり、ヒートシール性を改良するため
にフィルムの少なくとも片面にヒートシール性の公知の
樹脂を設けることができる。

上記本発明の架橋ストレッチフィルムは、以下に説明す
るエチレン系樹脂を架橋後延伸し、その後、再加熱し収
縮させるという方法によって初めて可能になったもので
ある。

本発明の製造方法においては、エチレン系樹脂を主体と
してなるフィルムをゲル分率１〜２０％架橋した後に、
成膜方向及びその直角方向に夫々２〜５倍延伸する。

エチレン系樹脂を主体としてなるフィルムを架橋するに
は、エチレン系樹脂を主体とする樹脂を押出機でチェー
ブ状またはシート状に押出し、成形し、電子線のごとき
イオン化放射線または紫外線を照射する方法によって行
う。

ゲル分率が２０％を超えると、延伸による配向がかかり
易くなり、伸びにくいフィルムとなる等の既述の問題が
生じるし、また、ゲル分率１％未満では顕著な架橋効果
が現れない。

延伸は、インフレーション法などの公知の方法によって
行われる。延伸倍率が５倍を超えると、フィルムに配向
がかかりすぎ、フィルムが伸びにくくなる、一方、２倍
未満の延伸では、均一な延伸が困難となり、フィルム偏
肉が著しく劣化するとともに、光学特性も低下する。ま
た、延伸温度は１００°Ｃ以上とすることが好ましい。

本発明においては、上記２〜５倍の延伸の後に、再加熱
し、成膜方向に５〜３０％、その直角方向に５〜２０％
収縮させる。この再加熱による収縮がないと、前述の本
発明の独自の優れた緒特性を有する架橋ストレッチフィ
ルムを得ることは不可能である。

その理由は定かではないが、延伸′だけで上記緒特性が
得られないことから、再加熱による収縮によりフィルム
を構成する高分子の高次構造が、単に延伸しただけでは
達成し得ない、特殊なものとなっていることに基づくも
のと考えられる。

以下に、本発明の使用された測定方法等をまとめて記す
。

（１）引張試験： ＡＳＴＭ−Ｄ−８８２−６７法に準して測定した。

５０％伸び時、１５０％伸び時の応力はタテ、ヨコの平
均値として、ｇ１ｃｍ中単位で示した。

（２）ヒートシール範囲： フィルムでポリプロピレン製トレーを包み、トレー底部
にフィルムの４枚重ねと２枚重ねの部分を作り、２ｇ／
ｃｄの力で２秒間熱板の上で抑えて、ヒートシールさせ
た。フィルムを軽く引張って剥離しない熱板温度から、
穴のあく温度までの範囲をヒートシール範囲と定義した
。

（３）変形回復： ハンド包装した包装体サンプルの表面を３０鵬指で押し
下げ、その回復の時間を示したものである。数値が少な
いほど優れていることを表すものである。

〔実施例〕

次に実施例を挙げて本発明を説明するが、これらは本発
明の範囲を制限するものでない。

実施例１ エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有率１０
ｗｔ％、Ｍ、Ｉ、１．０）１００ｗｔ％に対して防曇剤
としてグリセリンモノオレート１゜０ｗｔ％を混合し、
押出機で成形し、１００μｍ厚みのチューブ状原反を得
た。これを電子線照射装置により、ゲル分率１０％にな
るよう架橋した後、１２０℃に加熱し、成膜方向に３倍
、直角方向に４倍延伸し、さらに延伸フィルムを熱風に
より再加熱することにより、成膜方向に１０％、直角方
向に５％収縮させて、最後のフィルムを得た。

フィルムの厚みは１０μｍであった。

実施例２ エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有率１０
ｗｔ％、Ｍ、Ｉ、１．０）１００ｗｔ％に対して防曇剤
としてグリセリンモノオレート１゜０ｗｔ％を混合して
表層用組成物とし、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤ
ＰＥ、共重合モノマー：オクテン−１、密度：　０．　
９１５　ｇ／ｃｍＳＭ・Ｉ、３．０）を芯層用組成物と
して、それぞれ押出機に供給し、環状グイ内で積層する
ことにより、厚み８５μｍのチューブ状原反を得た。層
の構成は、表層／芯層／表層−３４μｍ／１７μｍ／３
４μｍであった。

これを電子線照射装置によりゲル分率８％になるよう架
橋せしめた後、１３０°Ｃに加熱し、成膜方向に３倍、
直角方向に４倍延伸し、さらに延伸フィルムを熱風によ
り再加熱するとともに、成膜方向に２０％、直角方向に
１０％収縮させて、最終のフィルムを得た。フィルムの
厚みは１０ＩＪｍであった。

比較例１：従来の技術のに対応するもの。

市販（７）ＥＶＡ　（ＶＡｃ＝１８ｗｔ％）単層無架橋
ストレッチフィルム（厚み１８μｍ）比較例２：従来の
技術■に対応するもの。

市販のＥＶＡを含む３層無架橋ストレッチフィルム（厚
み１４μｍ） 比較例３：従来の技術■を再現したもの。

ＥＶＡ　（ＶＡｃ＝１０ｗｔ％）より押出成形法により
３００μｍ厚みのチューブ原反を得、これを電子線照射
装置によりゲル分率２５％に架橋せしめた後、１００　
’Ｃに加熱してタテ方向５倍、ヨコ方向６倍に延伸して
、１０μ厚みの架橋ＥＶＡフィルムを得た。

比較例４ 市販の塩化ビニル樹脂ストレッチフィルム（厚み１６μ
ｍ） 以上の実施例１．２、比較例１〜４のフィルムにつき、
破断伸度、破断応力、５０％伸び応力、１５０％伸び応
力、ヒートシール範囲、変形回復の諸物性を測定した結
果を表１に示す、又、引張特性を示す応力−歪曲線を第
１図に示す。

第１図より明らかなように、本発明のフィルムは市場に
おいて優れたストレッチ包装性を有すると認められてい
るＰｖＣフィルム（比較例４）とＲ４Ｏの応力−歪曲線
を有しており、さらに２００％以上の伸度では応力値が
非直線的に増加しており、高い破断強度を有している。

一方、比較例１のフィルムは、ＰｖＣフィルムに比して
、各伸度における応力値及び曲線の傾きが小さく、また
、比較例３は逆に応力値及び曲線の傾きが大きいもので
あった。

また、第１表より、実施例１及び２はそれぞれ未架橋の
オレフィン系フィルム比較例１および２に比べてヒート
シール範囲が広く、変形回復性に優れたものであり、比
較例４のＰＶＣフィルムと比べても類似の応力−歪曲線
を１０μという薄いフィルムで達成しており、高性能の
ものであった。

なお、第２図は第１図の内から従来技術のストレッチフ
ィルムの部分だけを抜粋したもので、第２図の■は比較
例１を、同■に比較例２を、同■は比較例３を、同ｒＰ
ＶｃＪは比較例４を各々示すものである。

第２図の■は従来技術■を再現したものであり、ＥＶＡ
　（ＶＡｃ＝１７％）を縦・横共に３倍の比率でインフ
レーションしたフィルムを電子線照射装置で１０Ｍｒ　
ａ　ｄ照射し、架橋させたものである。

〔実用実施性の確認（１）〕 ハントラッパー〔汎用の手動型包装機（第３図はその代
表的な断面図）〕を実験用に供した。

この包装機の取扱は、例えばボックス１内のストレッチ
フィルム２をガイドローラ３の方向に引き出し、ガイド
ローラ３で反転させるようにして作業台上で被包装物の
外周に筒状に巻き付け、カッター装置６でフィルムを切
断して１個の一次包装体とする。その−次色装体の部両
端開口部の余裕分のフィルムを両手で把持し、筒袖方向
に引張りフィルムを伸張させ、余裕分のフィルムを被包
装物の下側（裏面側）に折り曲げ、かったぐし重ね合わ
せ、速やかに包装体を熱板５上に持ってきてその重ね合
ったフィルム部分を（熱板５に押し付けて）加熱して溶
着シールせしめて、１個のストレッチ包装体とする。

被包装体として発泡ポリスチレンペーパー（ＰＳＰ）製
のトレーに４本のキエーリを載せたものを用い、室温２
５℃と室温１０℃の２水準の環境温度での包装実験を実
施した。この場合の包装材には、幅３０Ｃ１のものを使
用した。また、実験規模は、各１，０００袋作製を目標
の連続作業とし、測定項目は、包装破れ、しわ、歪み変
形、作業能率性知見とした。得られた結果を以下の表２
に示す。

表２ ＊ｌニスムースに包装作業が進捗し、設定時間内に余裕
を持って作業が終了した。また、作業者から苦情もなか
った。

＄２：包装作業の終了の際（約８００袋終了頃）から、
作業者が手の疲れを訴えるようになり、作業性の低下が
認められた。しかし、設定時間内にはどうにか作業は終
了した。

−３：包装作業の中途（約４００袋終了頃）から作業者
が手の疲れを訴えだし、暫時作業性の低下が目立つよう
になった。そして、この包装作業は、設定時間を約３０
％超過して、ようやく終了した。

比較例３のフィルムは破れやすく、また、包装できたも
のでもトレーの歪み変形したものが多数見られた。

比較例４のポリ塩化ビニル樹脂製のフィルムは、室温が
高い作業現場においては良好な包装が可能であったが、
５°Ｃ以下では破れやすいものであった。

〔実用実施性の確認（２）〕 上記「実用実施性の確認（１）」の２５°Ｃでの実験を
、ストレッチ自動包装機〔フジパックシステム■社製、
Ａ−１８χ〕に切り換えて再現した。包装能力は２８個
／分に設定した。その結果を以下表３に示す。

表３ 本４：何のトラブルもなくスムースに包装作業が進捗し
、終了した。

寧５：包装後、輸送中にゆるみが発生するものが７０％
以上あり、商品として使用し難いものであった。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明の架橋ストレッチ
フィルムは、引張りによる伸び応力が低すぎたり高すぎ
たすせず、急激な変形時にも破断したりしないので、十
分に延びてハンド包装、機械包装によって容易にストレ
ッチ包装が行える。

また、タテ・ヨコのストレッチのバランスが悪い場合で
もネッキング現象が起こらず、変形回復が良好であって
、包装体を指で抑えても凹部が残らず、さらに、均一な
ストレッチができ、張りが良く、タイトに包装でき包装
体が緩み難い。

また、本発明の製造方法により上記の優れた架橋ストレ
ッチフィルムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、各種フィルムの応力−歪曲線を示
すグラフである。 第３図は手動式包装機の断面要約図である。 １・・・ボックス ２・・・ストレッチフィルム ３・・・ガイドローラー ４・・・作業台 ５・・・熱板 ・カッター （ほか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレン系樹脂を主体としており、ゲル分率１〜
   ２０％の架橋度を有する架橋フィルムであって、引張試
   験における５０％伸び応力がタテ・ヨコの平均で１３０
   〜１８０ｇ／ｃｍ幅で、１５０％伸び応力がタテ・ヨコ
   の平均で２００〜５００ｇ／ｃｍ幅であり、厚みが８〜
   １５μｍであることを特徴とする、架橋ストレッチフィ
   ルム。
2. （２）エチレン系樹脂を主体としているフィルムをゲル
   分率１〜２０％に架橋した後に、成膜方向及びその直角
   方向にそれぞれ２〜５倍に延伸し、その後再加熱し、成
   膜方向に５〜３０％、直角方向に５〜２０％収縮させる
   ことを特徴とする、架橋ストレッチフィルムの製造方法
   。