JPH0735094B2 - 枚葉物包装用フィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、エチレン系樹脂を主体とする収縮性フィルム
に関するものである。又、本発明のフィルムは封書・葉
書等の枚葉物の収縮包装の分野に有用なものである。

〈従来の技術〉 従来、郵便物をはじめとして、ノート、紙皿、紙類等の
枚葉物は積み重ねられた後に集積包装されている。特
に、封書・葉書等の郵便物は中央局に集められた後、地
区別に区分けされ、ひもで結えたり、プラスチックフィ
ルムの袋に入れて各地域の局に輸送し、その後、包装を
解き、各宅へ配達されるシステムをとっている。しかし
郵便物、特に封書はその形状が定型ではなく様々の形の
ものが混在する。角が鋭利である等のために、ひもや袋
の如き方法では、ひもがゆるんだり、袋が破れることに
より、郵便物がバラバラになったり破損したりするとい
うトラブルが頻発していた。又、区分けされた郵便物に
バーコードを付けて包装し作業・流通を合理化したいと
いう要求にも、ひもや袋による包装では対応が難しい。

これに対して、区分けされた郵便物を収縮性フィルムで
おおい、加熱して、緊縮包装を行うことが提案されてい
る。例えば、特開昭60−228220号公報、特開昭61−1132
5号公報等に示されているような包装方法である。該公
報によると、酢酸ビニル含有量５〜15wt％のエチレン酢
酸ビニル共重合体からなる架橋延伸フィルムを２枚重ね
したものが郵便物の如き枚葉物の収縮包装に好ましいと
されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述のフィルムは、（ａ）包装機械に対
する適性が不十分で、積み重ねられた郵便物が包装時に
崩れる。フィルムが機械に巻き付く等のトラブルが起こ
り易い。（ｂ）フィルムを２枚重ねにして強度を高めて
いるものの十分ではなく、フィルムが破れ易い。これを
補なおうとするとフィルムが厚いものとなり、コストが
高くなる。（ｃ）郵便物は定形サイズばかりではなく、
様々な形状のものが混在しており、又、包装枚数も十数
枚から百枚以上まで多岐にわたる、このような被包装物
をゆるみなく、変形させることなく包装することは困難
である。このように従来のフィルムでは、包装機械適
性、強度、収縮特性が十分ではなく、実質的には、郵便
物で代表される枚葉物の包装を満足に行うことのできな
いものである。

〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するために、エチレン系樹脂を主体とす
る収縮性フィルムであって、引張弾性率20kg/mm²以上、
引裂強度6g以上、縦方向の120℃における30％収縮後の
収縮応力が30〜80g/mm²であることを特徴とする枚葉物
包装用フィルムを採用することを提案する。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。

まず本発明フィルムの収縮性について説明する。前述の
如く、郵便物をはじめとする枚葉物はその形状・積み重
ね枚数によるバラエティが多様であり、これをタイトに
かつ変形させないで包装するためには、フィルムに特殊
な収縮特性が要求される。一般にフィルムの収縮特性
は、加熱収縮率（ASTM−Ｄ−2732）と収縮応力（ASTM−
Ｄ−2838）により評価されるが、枚葉物の包装に必要と
される特殊な収縮特性はこれらで表わすことは困難であ
る。本発明者らは、この特殊な収縮包装の分野について
検討を重ねた結果、高収縮した後に一定の収縮応力を保
持するフィルムを用いることにより、枚葉物のタイトで
かつ変形のない収縮包装を達成できることを見出したも
のである。すなわち、本発明のフィルムは、縦方向の12
0℃における30％収縮後において、30〜80g/mm²の収縮応
力を有するフィルムである。この条件における収縮応力
が30g/mm²未満のフィルムではタイトな包装を維持する
ことが難しく、郵送中に包装がゆるむというようなトラ
ブルが発生しやすく、一方、80g/mm²を超えるフィルム
は、枚葉物が少ない枚数の場合に変形がおこる。時には
枚葉物を破損させることのあるものである。又、フィル
ムの配向方向は１軸でも２軸でもかまわないが縦配向の
強い２軸配向フィルムであることが好ましい。120℃に
おける30％収縮後の、縦方向、即ちフィルムの成形加工
方向（Machine Direction,以下MDという）と横方向、即
ち、フィルムの幅方向（Transverse Direction,以下TD
という）の比、MD:TDは1:1〜1:0.1であることが好まし
い。

次に本発明フィルムの包装機械適性について説明する。
第１図に枚葉物の収縮包装に用いられる包装機械を例示
する。第１図に従って包装工程を説明する。包装用上及
び包装用下フィルム７、８は前段の包装作業によりその
先端部同士がシールされた状態にある。そこへ、積み重
ねられた枚葉物９が投入フォーク１により押出され、第
１コンベアー２に運ばれる。この際、包装用上及び包装
用下フィルム７、８が引出され、枚葉物９を上下から覆
う。次に胴シーラー３が下降し、上下から２枚のフィル
ムを挟み、シールとカットを行う。包装体はシュリンク
トンネル６に運ばれ、シュリンクコンベア５で移動しつ
つ、温風発生装置４により作られた温風によりフィルム
が収縮し、第２図に示すような形態の包装が完了する。
このような包装工程中で重要となるのが枚葉物９を第１
コンベアー２へ運びフィルムを引出すところと、胴シー
ラー３が下降しフィルムを挟みつけるところであり、枚
葉物が崩れる、フィルムがロールや胴シーラーに巻き付
く等のトラブルが発生しやすい。このようなトラブルを
防ぎ、安定したフィルムの走行を実現するためには、フ
ィルムに腰があることが要求される。これを満たすため
には引張弾性率が20kg/mm²以上であることが必須であ
る。好ましくは引張弾性率25kg/mm²以上である。

次に本発明フィルムの強度について説明する。枚葉物、
例えば葉書・封書等の郵便物は第２図に示す如き包装体
となり、麻袋などに投入され、トラック便、貨物列車等
で収集局から配達先の郵便局へと輸送される。この間の
郵便物包装体の取扱いは放り投げる等乱暴なものであ
り、さらに郵便物は角や辺が鋭利なため、包装体は破れ
易いものである。包装体がこのような酷使に耐えるため
にはフィルムは引裂強度が6g以上である必要がある。好
ましくは、該フィルムの引裂強度は8g以上であることが
望まれる。

以上のように本発明の枚葉物包装用フィルムには30％収
縮後の収縮応力、引張弾性率、引裂強度という３つの特
性を同時に満たす必要がある。しかしながら、収縮特性
の優れたフィルムは高配向ゆえに引裂強度が低下する傾
向にあり、高弾性なフィルム基材は高結晶性ゆえに引裂
強度が低下する傾向にあり、又、高弾性な基材に高配向
の延伸をしようとすると安定な延伸が難しいというよう
に上述の３つの特性は相反する面があり、すべてを満足
するフィルムを得ることは困難なものであった。本発明
者らはエチレン系樹脂の延伸による配向度のコントロー
ラ及びフィルムの高次構造と特性値の関係についての検
討の結果、以下に示す独自の延伸配向方法を用いること
により、収縮特性、引張弾性率、引裂強度の３つの特性
を同時に有するフィルムが得られることを本発明者らが
初めて見い出したものである。

即ち、収縮性フィルムは、例えばチューブラー方式の延
伸の場合、まず延伸の前段として樹脂をサーキュラーダ
イから溶融押出し、冷却固化せしめ、チューブ状未延伸
フィルムを得る。次に一般的には、チューブ状未延伸フ
ィルム内部に空気等を注入しつつ、加熱し、縦横両方向
に同時に延伸し、配向せしめるものである。これに対し
て、本発明者らの見い出した独自の方法の特徴は、まず
延伸前に好ましくは架橋処理を行い、次いで，フィルム
を加熱しつつ、空気の注入圧によりMDに延伸を行うと同
時にTDに収縮させる。さらに次の段階で、フィルムを使
用樹脂の融点付近から、融点以上30℃までの温度でMDに
さらに延伸を行い、同時にTDにも延伸を行うというもの
である。このような逐次的な延伸配向方法により、フィ
ルムは特異な高次構造が付与され、配向のコントロール
が容易になるものと推察される。この延伸方法において
好ましい延伸倍率は、未延伸フィルムに対して、MDで３
〜８倍、TDで1.5〜６倍である。例えばMD7倍、TD3倍の
延伸を行う場合、未延伸フィルムにゲル分率20％程度の
架橋処理を施し、第１段で加熱しつつMD4倍延伸すると
同時にTD0.8倍の収縮を行い、第２段で、140℃（これが
加熱最高温度となる）において、MD1.75倍、TD3.75倍の
延伸を行い、全体で、MD＝４×1.75＝７倍、TD＝0.8×
3.75＝３倍の延伸となるというものである。ただし、こ
こで開示された具体例は一例であり、該延伸配向方法の
概念にそったものであればよく、従って本発明のフィル
ムがこの例示に限定されるものではない。

上述の如き延伸方法により得られた本発明フィルムは、
優れた収縮特性を有し、かつ高い引張弾性率を有し、引
裂強度も強いという画期的なものであった。そればかり
か、上述の延伸方法によると、厚み均一性の優れたフィ
ルムが安定して生産できたことは驚くべきことであっ
た。

又、本発明のフィルムを製造する際に、延伸の前の工程
で架橋処理を行うことは好ましい例であり、このような
場合、α線、β線、γ線、中性子線、加速電子線等の電
離性放射線をフィルムに照射することにより架橋させる
ことができる。照射の程度は0.5〜15M radが好ましい。

本発明におけるエチレン系樹脂とは、高密度ポリエチレ
ン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状
低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン
と共重合可能なビニル化合物との共重合体（例えばエチ
レン酢酸ビニル共重合体）をさし、これらのエチレン系
樹脂から選ばれ１種又は２種以上の混合物をフィルムの
基材樹脂の少なくとも50wt％以上の比率で主体として用
いられるものである。これらのエチレン系樹脂の中で、
エチレンと他のα−オレフィンとの共重合体である直鎖
状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレンが好まし
く用いられ、その際の他のα−オレフィンとしては、例
えばブテン−１、４−メチルペンテン−１、ヘキセン−
１、オクテン−１等が挙げられる。

本発明フィルムは単層フィルムとして用いてもよいし、
多層フィルムとして用いてもよい。又、単層又は多層の
フィルムを複数枚密着重ね合して用いることも好ましい
１例である。

本発明フィルムは本発明の目的を損わない範囲で通常プ
ラスチックフィルムに用いられる各種添加剤、例えば、
酸化防止剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤、帯電防
止剤等を含有せしめてもよい。特に、グリセリン脂肪酸
エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸ジエ
タノールアミド等の非イオン性界面活性剤をフィルムに
添加することにより、フィルムはスリップ性・帯電防止
性が与えられ、包装時、解包時の作業性が向上するた
め、好ましく用いられる。

実施例に使用した樹脂のリストを以下に記す。

LLDPE−a:（直鎖状低密度ポリエチレン、 ｄ＝0.925g/cm³、MI＝2.0g/10min、コモノマー＝オクテ
ン−１） LLDPE−b:（ｄ＝0.930g/cm³、MI＝2.1g/10min、コモノ
マー＝４−メチルペンテン−１） VLDPE−a:（超低密度ポリエチレン、 ｄ＝0.910g/cm³、MI＝3.6g/10min、コモノマー＝４−メ
チルペンテン−１） LDPE−a:（ｄ＝0.920g/cm³、MI＝0.4g/10min） LDPE−b:（ｄ＝0.928g/cm³、MI＝0.5g/10min） EVA−a:（エチレン酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル含
有量＝10wt％、MI＝1.0g/10min） HDPE−a:（ｄ＝0.954g/cm³、MI＝0.8g/10min） ［実施例］ 以下、実施例を用いて本発明により具体的に説明する
が、本発明はこれらの例によって限定されるものではな
い。

なお、実施例中の測定方法、評価方法は、以下の通りで
ある。

（１）引張弾性率 ASTM−Ｄ−882法に準じて測定した。

（２）引裂強度 JIS−Ｐ−8116法に準じて、フィルムのMD、TDの測定を
行い、数値の低い方を用いた。

（３）30％収縮後収縮応力 基準温度を120℃とし、測定長（サンプルチャック間距
離）の1.3倍の長さのサンプルをたるませてセットし、A
STM−Ｄ−2838法に従って測定した。

（４）包装機械テスト 第１図の包装機を用いて、葉書、封書の混在物で重量が
100g〜800gのものを取り混ぜてｎ数100で包装テストを
行った。包装の際に郵便物が崩れて、フィルムで覆うこ
とができないトラブルの発生率により評価した。

◎：郵便物崩れ０％で、連続包装性の優れたもの ○：郵便物崩れ３％未満で、連続包装の可能なもの △：郵便物崩れ３％以上10％未満で、連続包装性不良の
もの ×：郵便物崩れが10％以上発生し、連続包装不能のもの （５）包装体落下テスト 郵便物を第１図の装置を用いて、第２図の如き形態に包
装した後、高さ1.5mから自然落下させて、その際の破れ
率により評価した。

◎：フィルムに破れのない強固な包装であるもの ○：フィルムに１部傷があるものの、当初の包装形態を
維持したもの △：フィルムが破れ、包装が解けてしまう不良が10％未
満発生したもの ×：同上の不良が10％以上発生したもの （６）包装体ゆるみテスト 郵便物を第１図の装置で包装した後、包装体を麻袋にラ
ンダムに投入し、東京−大阪間往復のトラック輸送を行
い、到着後の包装体のゆるみの状態を観察して評価し
た。

◎：タイトな包装が維持されたもの ○：フィルムがややゆるんだものの郵便物を保持してい
るもの △：フィルムがゆるみ、郵便物が脱落する不良が10％未
満発生したもの ×：同上不良が10％以上発生したもの （７）包装体変形テスト 郵便物を第１図の装置で、張り等の調整をしないで同一
条件で包装した際の郵便物の変形の状態を観察して評価
した。

◎：郵便物が変形しなかったもの ○：郵便物に曲率半径50cm以上のわずかな歪みの発生し
たもの △：郵便物に曲率半径5cm以上50cm未満の歪みが発生し
たもの ×：郵便物に曲率半径5cm未満の歪みが発生し、円まっ
てしまうか折れ曲ったもの ただし、（５）、（６）、（７）のテストにおいて、被
包装物である郵便物として以下の３種の物を用いた。

A:葉書、封書混在で約100gの少枚数のもの B:葉書、封書混在で約400gの平均的なもの C:葉書のみ約800gで高重量のもの 〈実施例１〉 第１表に記載の各種ポリマーを押出機に供給し環状ダイ
より押出して、急冷し、厚さ400〜500μの未延伸チュー
ブ状フィルムを得た。この際、帯電防止剤としてグリセ
リンモノオレートを0.5wt％押出機に注入、混練し、含
有せしめた。次に、該フィルムの延伸に当り、本文明細
書に記載の本発明でいう特徴的な延伸配向方法を採用し
た。即ち、チューブ状フィルムをフラットに折畳み、電
子線照射装置で、1.0〜10.0M rad照射し、架橋処理を行
った。次にこのチューブを延伸機で、加熱しつつ、MDで
２〜５倍延伸すると同時にTDで0.9〜0.6倍に収縮させ、
次に加熱最高温度100〜150℃で、MDに1.2〜３倍に延伸
すると同時にTDに1.5〜5.5倍に延伸し、冷却して巻きと
り、フィルムを得た。フィルム厚みは20μであった。こ
れを試料No.1〜No.6とした。

第１表のこれらのフィルムの特性値及び実用特性の評価
の結果を示す。

第１表によると試料No.4のフィルムは引張弾性率が18kg
/mm²とフィルムの腰の不足するフィルムであり、第１図
の包装機により包装テストを行うと、断続的な投入フォ
ーク１及び枚葉物９の動きにフィルムが十分追従でき
ず、供給されるフィルム長に長短が生じ不安定となる。
このような状態で包装を続けると、フィルム長が規定長
より短くなった場合は強く張られたフィルムにより枚葉
物が崩れ、又、フィルム長が長すぎる場合はフィルムと
枚葉物との余裕が過大になり、収縮前の移動時に、枚葉
物が崩れてしまうというようなトラブルが発生する。さ
らに試料No.5のフィルムの如き、腰が著しく不足するフ
ィルムにおいては、上述の供給フィルム長の長短が著し
くなり、枚葉物の崩れが多発するばかりか、フィルムが
ガイドローラーや胴シーラーに巻きつき、包装作業が中
断されることもあり、円滑な包装にはほど遠いものであ
った。一方、試料No.6のフィルムは腰があり、包装は極
めて円滑に行われたものの、該フィルムは引裂強度が弱
く落下テストにおいて、フィルムが破れ、枚葉物がバラ
バラになる現象が認められた。地区別に仕分けされた郵
便物が、包装が解けてしまうことにより混合されるこの
トラブルは再仕分け再包装に多大な労力がかかり、又、
郵便物も傷付き、折曲り等がおこり、致命的な問題であ
る。

これに対して、試料No.1〜３のフィルムはフィルムの弾
性率と引裂強度がともに優れており、包装は円滑かつ能
率的に行われ、包装体の落下テストにおける強度も十分
なものであった。

これらのことより、上述の枚葉物の包装にあたり、包装
用フィルムは、引張弾性率20kg/mm²以上の腰を有しか
つ、引裂強度6g以上を必要とすることが明らかになっ
た。又、フィルム基材のポリマーとしては、エチレンα
オレフィン共重合体を含有することが望ましい。

〈実施例２〉 実施例１の試料No.2の原料を用いて、実施例１と同様の
方法で未延伸チューブ状フィルムを作成した。これに、
電子線照射装置で２〜8M rad照射し、架橋処理を行った
後、延伸装置で加熱しつつ、MDで３〜４倍延伸すると同
時にTDで0.8〜0.7倍収縮させ、次に加熱最高温度120〜1
40℃近傍で、MDにさらに1.5〜2.5倍延伸し、同時にTDに
２〜６倍に延伸して、冷却後、巻取ってフィルムを得
た。フィルム厚みは20μであり、これを試料No.7,8とし
た。比較のために、同一の原料を用いて、従来の一般的
な延伸方法、即ち延伸温度110〜140℃でMDに３〜10倍、
TDに１〜５倍、同時延伸する方法を採用して作ったフィ
ルム、厚みが20μのものを試料No.9〜11とした。第２表
に各フィルムの特性値と、枚葉物の形態をＡ、Ｂ、Ｃと
変えた際の、ゆるみ、変形、落下の実用テストの結果を
記した。

第２表の結果を考慮すると、試料No.7、８のフィルムは
30％収縮後の収縮応力であらわされるフィルムの特殊な
配向状態が適性値を有し、なおかつフィルムの強度の優
れたものである。これらのフィルムは、包装体ゆるみテ
ストにおいて、葉書、封書等の大小の枚葉物が混在した
最っともゆるみやすい被包装物（Ｂ）においても、又、
少枚数、多枚数の場合も、同一条件下でタイトな包装が
維持されており、同時に包装体変形テストにおいては、
少枚数で枚葉物自体の強度の低い変形しやすい被包装物
（Ａ）をも原形を維持して包装できるものであり、バラ
エティに富んだ枚葉物を美しい仕上り包装できるもので
あった。さらに試料No.7、８のフィルムは、落下テスト
における強度も抜群に優れており、重量物であり、鋭利
な葉書を多枚数重ねた被包装物（Ｃ）までも強固に保護
し、破れないものであった。

これに対して、比較例、即ち試料No.9、10、11のフィル
ムは、従来の製造方法により得られたものである。

試料No.9のフィルムは包装体の包装直後の変形はないも
ののフィルムの張りが弱く、輸送後にゆるんだフィルム
から枚葉物が脱落してしまうものであった。落下テスト
における強度は、Ｃを除いてほぼ満足するものであっ
た。試料No.10のフィルムは配向度を実施例と同様の水
準としたものだが、フィルムの強度が低下し、落下テス
トの結果、Ａ、Ｂ、Ｃの各枚葉物で破れが発生した。試
料No.10のフィルムは高配向のフィルムであり、Ａの枚
葉物で顕著に変形、折曲りがおこるものであり、又、強
度的にも劣るものであった。これらのことより、試料N
o.9〜11のフィルムは、それぞれ、ゆるみ、強度、変形
の実用テストにおいて、劣るものがあり、実用性に乏し
いものであった。

〈発明の効果〉 本発明のフィルムは、上述の構成を持つことにより収縮
性、強度、包装機械適性に優れており、郵便物をはじめ
とする枚葉物の包装に対して、極めて高い包装適性を有
するものである。即ち包装時に積み重ねた枚葉物が崩れ
ることがなく、フィルムが包装機の一部に巻き付くこと
もなく、又破れにくいので比較的薄肉のフィルムが使用
できる。更に枚葉物の形状や枚数が不揃いのものにも適
用し易く、枚葉物を変形、折損させることがなく、それ
でいて緊縮状態がゆるんで枚葉物が脱落することもな
い。このような性能を持つフィルムは、ノート、雑誌、
紙皿、等の他の枚葉物の収縮包装にも応用できて有用で
ある。

従って本発明は、産業界に果す役割の高い優れた発明で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明でいう枚葉物を包装する装置の１例の説
明図である。第２図は第１図の装置で得られる包装体例
の斜視概念図である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 7:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エチレン系樹脂を主体とする収縮性フィル
   ムであって、引張弾性率20kg/mm²以上、引裂強度6g以
   上、縦方向の120℃における30％収縮後の収縮応力30〜8
   0g/mm²であることを特徴とする枚葉物包装用フィルム。