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かずきひのと
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1 表年当時の素材のマトリックスナイロン同時ニ軸延伸フィルムはじめに筆者は本年度の包装学会大会においてはからずも平成 24 年度日本包装学会賞を受賞する栄に浴したそのため予定していた包装用プラスチックフィルムの歴史に先んじて受賞に直接関係したナイロン同時ニ軸延伸フィルムの歴史を述べてみたい 1. 開発初期 1965 年当時の状況ナイロン同時ニ軸延伸フィルム ( ナイロンニ軸延伸フィルムと略称 ) はユニチカ ( 当時の日本レイヨン ) が1968 年に世界で初めて商業生産を開始しその後興人東洋紡さらに三菱化成出光石油化学なども参入して包装用の基材フィルムとして大きな地歩を築いていることは周知の通りであるナイロンニ軸延伸フィルムはシーズから生まれた商品である当時の各種プラスチック素材の一軸延伸品である繊維とフィルムの商品化の状況は表年当時の素材のマトリックスの通りであった当時四大合繊といわれたナイロンポリエステルアクリルニトリルビニロンの各種繊維のなかで日本が開発し大量に使用されていたビニロンアクリロニトリルナイロンの各素材が延伸フィルム化はされておらずかつ溶融押出しが一般的な素材であるナイロンポリエステルポリプロピレンの中ではナイロンのみが延伸フィルム化されていなかった 2. ナイロン二軸延伸フィルムの開発 2.1 ナイロン二軸延伸フィルムの選定 1965 年のセロファンの生産量は年間で約 6 万トンくらいであったセロファン生産量のピークは 1970 年頃であるからまさにセロファンの全盛期であったプラスチック延伸フィルムの生産状況は PET については東レが 1958 年 5 月に試験生産設備を設置 1959 年 9 月には 1.5t/dの生産開始しているその後 1960 年は 380 トン程度の生産 1964 年には 190t/mの設備を完成している OPP に関しては東レ

2 日本包装学会誌 Vol.22 No.4(2013) は 1962 年に食品包装分野を中心とする包装関係用途へのフィルム事業拡大を目差して, ポリプロピレンフィルムの事業化を決定し, 同年 2 月から試験機により二軸延伸ポリプロピレンフィルムの試験生産を開始し,1963 年 7 月, 月産 150t 規模の生産機を完成している ( 東レ 50 年史から ) また 1965 年当時の生産量は PET は年間 2 千トン程度と推定され OPP が正確な数字がないが数百トン以下量産体制が整ったのは 1967 年頃で 1 千トン程度とされている各フィルムの 1965 年のおおまかな用途比率は表年当時の基材フィルムの用途比率 (%) 高橋儀作の通りである当時の日本レイヨンはナイロン繊維は先発メーカーとして55 年から生産をしており PET 繊維は64 年に生産開始をしたばかりであったまたナイロンについては樹脂の販売も58 年から開始していたこのような状況下でセロファンは既に12 社が生産をしていたこと OPP PETが既に上市されていたことも配慮してユニチカの得意な材料を生かしてまだ市場にないナイロン二軸延伸フィルムの開発を開始したわけである 2.2 製造技術手回しバッチ式の同時二軸延伸機による A4 版以下の大きさの枚葉のナイロンフィルムの顔を見たのが1964~ 65 年にかけてで連続延伸中間機が出来たのが66 年 2 月で同年 5 月実生産を開始した幅は510mmで1967 年 1 月時点での生産可能量は 2t/mであった生産用 1 号機が出来たのは1968 年 7 月で幅は 1500mmであったこの製造技術は1974 年にナイロン二軸延伸フィルムの製造研究と工業化という表題で高分子学会賞を受賞し表年当時の基材フィルムの用途比率 (%) 高橋儀作セロファン PET OPP 包装用 ( 国内 ) 92 3 内訳食品 65 薬品 10 繊維 12 雑貨 5 その他 8 電絶材コンデンサー 31 テープ磁気テープ 7 製図写真用 7 離形建材 6 金銀系 35 ラベル 7 その他

3 翌年の高分子学会で受賞記念講演を行っているその中からナイロン同時二軸延伸フィルム製造技術の特徴を述べると先行技術の PET,OPPで採用されている逐次二軸延伸方法ではナイロンの場合二段目の横延伸応力が大きくネック延伸となって均一な延伸が不可能であること未延伸フィルムの水分含量を2% にすることにより同時二軸延伸で均一な延伸が出来るのが特徴だとしているこの基本特許は1965 年 9 月に出願され 68 年に特許が成立しているまた同時二軸延伸であるためフィルムを保持するチャックの間隔が逐次延伸の場合と異なり可変でなければならないことから図 1に示すような画期的な親子リンク方式を開発するなど延伸機の開発にも苦労している 2.3 市場開発当時社内にはフィルムの市場のことを知っている人間は1 人もなく全てはゼロからのトライであったしたがってバッチ試験機による枚葉の顔を見てすぐに市場調査を始め中間機のサンプルで加工試験や用途開発のための試験販売を行っているナイロン二軸延伸フィルムはシーズからスタートしたため商品のコンセプトをつかむまでにたいへん苦労をしている目標の1つは先行するプラスチックフィルムの代替 Jということで全方面を探索した先行するプラスチックフィルムの代替( と言っても具体的にはPETしかなかった ) ということでPETフィルムの全用途について使用可能か否かのトライを行っている当社の図 1 同時二軸延伸用の従来型パンタグラフ式リンクと親子リンク

4 日本包装学会誌 Vol.22 No.4(2013) ナイロン二軸延伸フィルムの最初のカラーパンフレットを見ると磁気テープ粘着テープ金銀糸等の写真が載っておりナイロンの特性を知らずにPETの後追いを考えていたことがわかる当時筆者は本社でフィージビリティスタディをしていたが他部門の人からこのようなフィルム用途があるのを知っているかといわれた時全てに既にトライしていると回答できる自信があったほどである笑い話になるがナイロンフィルムが磁気テープに使えない一番単純な理由はナイロンィルムが吸湿伸長すると磁気コート面を内側にしてカールが起こり磁気テープを垂れ下げるときれいな円状にならないということであった開発当初のユニチカが示したナイロンの用途は上述のように延伸プラスチックフィルムの全ての用途であったがユニチカが1 号機による生産を開始した1968 年から10 年後の 78 年加工技術研究会が出版したラミネート加工便覧の延伸ナイロンフィルムの項では用途は特化され包装用しか記載されておらず改めてユニークな素材を世界で初めて市場化する苦労が理解できる 2.4 当時のフィルム包装の技術背景前にも述べたが開発当初ユニチカにはフィルムの市場を知っている者は誰もいなかったまた当時は現在と異なって参考になる図書がほとんどなかったのが担当者の吉労をいっそう大きくした日本包装技術協会ができたのが1963 年の3 月で同協会が包装技術便覧を発行したのが65 年 11 月であるその刊行のことばに包装については適切な指導書を欠きこの部門に携わる方々を困惑せしめておりましたと書かれているこの本は広範な領域にわたって非常によくまとまっているまた第 1 回の東京パックが1966 年 ( 昭和 41 年 ) に開催されているプラスチックフィルムに関しては66 年 12 月に高橋儀作氏のプラスチックフィルムが出版されており桜田一郎先生が新しい分野の開拓的一書という推薦序文を記しておられる食品の保存性については木村進先生他 2 名による食品の変色とその化学という本が67 年 11 月に発行されているやはりその始めに大島康義先生が食品の加工貯蔵時の色素変化について既存の書物は記載が少なくこの本が明快に説明していると推薦の言葉を書かれているこのように見るとナイロン二軸延伸フィルムの試作品が出だした頃がいわゆる近代包装の技術が成文化されだした時であるということができる 3. 食品包装用途開発とは言うものの素人集団による用途開発は決して容易なものではなかった 1968 年 7 月月産 70トンの1 号機が稼働し 71 年には

5 号機の増設を行っているが当時の拡販のための悪戦苦闘ぶりを思いつくままに並べてみるこのころになるとナイロンフィルムの物性からポリエステルフィルムの後追いでは駄目で食品包装に特化すべきであるという認識が生まれ始めてきている以下に並べる用途開発の苦労のほかにこのインフラともいうべきインキ接着剤加工機などにおける苦労も多かったが省略する所などであるまたこのような試験所から使用ユーザーの紹介も受けて訪問したりしたまたユーザーまわりをすると包装機械に対する知見も必要となる味噌の縦ピロー機の川島製作所ガゼット袋詰め機の横浜自動機液体スープ充填機の小松製作所その他の機械メーカーにもよく訪問してユーザーの使用機械の種類や取扱い方の教示を受けた 3.1 ユーザーまわり ( 食品メーカーまわり ) 当初われわれはナイロンニ軸延伸フィルムをコンバーター各社に紹介したしかしながらコンバーターにとって二軸延伸ナイロンフィルムを使用することは単に例えばセロファンからの素材の変更であるケースが多いため積極的な取組みが得られずなかなか販売量が伸びなかったそこで食品メーカーに直接ナイロンの良さを理解してもらいそこから逆にコンバーターにサンプル要求をしてもらおうということでユーザー ( 食品メーカー ) まわりを始めることとしたまたそれと並行して食品包装の問題点を把握するため ( 当時食品メーカーはなかなか包装の問題点を言ってくれなかった ) 各県で食品メーカーの指導をしている県の試験所などを訪問し問題点の調査を行った食品総合研究所 ( 当時は都内にあった ) 愛知県広島県の食品全般新潟県の餅徳島県の漬物長野の味噌研究所高知県の鯉生節全漁連の海苔研究 3.2 用途別実用試験今から思うと当然のことであるが食品メーカーに行っていわゆるフィルムの物性表を出してナイロンフィルムは引張り強度が大きいと言ってもなかなか理解してもらえないしまた我々もそれがどのように包装に寄与するのか理解できないそこで実用試験をどんどん行うこととしたこの試験によりユニチカの人間は営業マンも含めて誰でも同じようにナイロンフィルムの説明ができかつお客さんにも容易に理解してもらうことができる百の理屈より一つの事実というわけである実用試験は顧客とよく相談し顧客の現実の問題が解決できるかまた他素材との差が明らかに出るかなどを考えて試験方法を定めたこのような試験は大変手間もかかったがわれわれにとってもユーザーにとっても貴重な知識となったと考える現在のエチレイニチロと行った冷凍かぼちゃマルハと行った冷凍枝豆ハナマルキ味噌と

6 日本包装学会誌 Vol.22 No.4(2013) 行ったピロー包装の味噌双葉食品と行った平餅ユニチカが独自に行った水漬物など当時集中的に行った試験の一部である幸いなことにいずれの試験においてもナイロンニ軸延伸フィルムは他素材に比較して非常に優れた性質を示したこともありこれらの試験結果を積極的に業界誌に発表したまたこれが我々をさらに新たな実用試験に駆り立てさらに次に述べる特性要因のモデル化試験に意欲を燃やした原因である 3.3 特性要因のモデル化このような実用試験の間に実用試験の種々のファクターを分析モデル化して各々の特性要因を個別に評価することも試みたこれにより実用試験における乱因を排除するとともにその簡略化や適切な評価にも寄与すると考えたわけであるその最初のものは現在食品衛生法のレトルトパウチにも採用されているピンによる突刺しピンホール試験である現在の愛知県食品工業技術センターが 1969 年に行った第 1 回食品包装展示会に筆者が責任者となってユニチカが展示したものは台秤の上の台に各種のフィルムを貼った木枠を置きポールペンで破れるまで突いてもらって台秤も針の位置を見てもらう突刺しピンホール試験 3 9 尺の透明アクリル板の下に空気で膨らませた袋を6 個置き大勢の人に乗ってもらう袋の圧縮試験洗濯カゴにフィルムを張り上から砲丸投げのボールを落としてもらう衝撃試験などであったユニチカ社内では学園祭みたいなどと評判は悪かったが当時の愛知県試験所の課長がこれは教育的だと喜んでくれテレビの取材グループを連れてきてくれたのも懐かしい思い出である本機稼働から約 4 年後に同センターの包装食品技術協会の食品の包装 1972 年第 1 号に筆者が投稿した包装用フィルムのピンホールについてにはモデル試験結果としてピンによる突刺しピンホール落下衝撃試験機を用いピンによる衝撃突刺しピンホールワッシャーとガラス板の間に置いたフィルムの衝撃カット試験 MIT 試験機によるフィルムの折れ角の屈曲疲労によるピンホール染色堅牢度試験機を改造した折れ角の摩擦ピンホール手作りの6 角回転ドラムによるピンホール試験などが記してありピンホールについていろいろなモデル試験を行ったことがわかる当時はまだ理論的解析は行っていなかったが後述するようにその後数式を用いた理論的な解析へと進んで行った 3.4 食品衛生問題今ではまったく常識になってしまっているが開発当初はこの問題で非常に苦労をした当時の状況を見ると有名な告示第 434 号が 1966 年 10 月に公布され規制項目がそれまでのフェノールホルムアルデヒドの2 項目から

7 重金属蒸発残留物過マンガン酸カリ消費量を加えた5 項目になったばかりであった業界団体としては塩ビ食品衛生協議会が 1967 年 6 月に設立されている初の個別樹脂規格ができたのは73 年 6 月の告示第 178 号による塩ビでポリオレフィン等衛生協議会は 71 年からの準備期間を経て73 年 9 月に設立されているナイロン樹脂に関しては 73 年にポリアミド樹脂技術研究会が設立され 79 年ポリ衛協に加入している個別樹脂規格ができたのは82 年の告示 20 号である告示 20 号制定時筆者は輪番でポリ衛協ナイロン部会主査を仰せつかっており制定に苦労をした特に困ったのは海外規格であるナイロンニ軸延伸フィルムは前述の通りユニチカが世界で初めて企業化したものであるため当初から海外販売を図った 68 年 10 月のロンドン 70 年 4 月のニューョークの展示会に出品している 74 年には輸出課を作り 76 年からはニューョークにフィルム専門の駐在員を置いている当然 FDAの規制の問い合わせがくるがさっぱり分からない FDA 規格の原文を探してCFR21を試験機関や米国大使館を訪ね歩いているそのような苦労の末 76 年にナイロン二軸延伸フィルムのFDAのマスターファィルNo.208をもらっている現在インターネットでFDAの規格が容易に入手できることを考えると夢のようである 4. 特性把握の向上ナイロンフィルムの特性をより深く理解しかつ包装設計にも寄与させるためユニチカは開発当初から種々の努力を行ってきたのは前述の通りであるがその後も解析能力を深める努力をしている月刊プラスチックス ( 工業調査会 ) の1982 年 5 月号に筆者は自社の小松崎と一緒にそれまでの理論的解析の試みをまとめている例えば落下破袋については 77 年の製化研報告を踏まえ落下高さは理論的にシール強力の2 乗をラミネートフィルムのヤング率で除した数値に比例することを説明し実験値と適合していることを示しているナイロンフィルムによる水物包装の場合充填直後よりもしばらく放置した後のほうが落下強力が大きくなるのはナイロンフィルムが内容品の水分を吸湿してヤング率が低下するためであることがこれから説明できたそのほかに薄肉鋼管の破裂強度の式を用いて破裂強度及び圧縮強力がシール強度と袋の厚さに関連する事を理論化し実験と一致することさらにこの式を用いて袋全周のシール強さを袋に充填した空気の内圧で測定する方法も述べているまたこれらの式を応用して 85 年にはポテトチップの袋の設計指針として段ボール箱にポテトチップ入りの袋を手で入れる場合に袋のパンクを防ぐのに必要なシール強力とポテトチップの割れた角によるフィルムのピ

8 日本包装学会誌 Vol.22 No.4(2013) ンホールを防ぐのに必要なフィルムの破断強度を解析し工業材料 ( 日刊工業新聞社 ) の89 年 11 月号に説明している 2009 年には包装材料の特性評価法に絞った著作を当学会の包装学基礎講座 No.11として包装材料評価法の科学として刊行することが出来たここでは上記評価法のほかにプラスチックのコロナ処理面の濡れ性評価法間欠送りの場合のオイラーの定理の利用イメージセンサーを用いたリアルタイム寸法変化測定法含気ボイル袋の評価法詳細などを記している 5. ナイロンフィルムのグローバル化このような経過によりマイロン同時二軸延伸フィルムは国内及び米国で順調に需要を伸ばしその結果 1985 年頃に米国に製造技術輸出を行ったその販売の穴をふさぐためにヨーロッパでの拡販を始め数年でヨーロッパへの技術輸出を行うまでになったまたその後東南アジア中国での拡販を行い現在では両地域でも生産が行われているこれらの国々での販促活動において日本国内で行った実用試験モデル試験を英文技術資料として大いに役立てたのは言うまでもない包装材料として揺るぎのない地位を占めていて 2012 年のシートを含めた国内出荷数量は 4 万 3 千トンとなっているナイロンフィルムはシード型の開発であったと述べたがセロファンからプラスチックフィルムの移行時によき競争相手であるOPP フィルム PETフィルムと競合しながら市場を作ることが出来たのは時流の後押しを受けたと言えようまた価格差をカバーして現在の地位を占めているのはその特徴ある性能によるものであるがその特性を明確化する評価法の開発も一翼を担っていると思われるシード型商品の用途開発の歴史例としてナイロン同時二軸延伸フィルムについて記した大須賀技術士事務所大須賀弘 7. おわりにナイロン同時二軸延伸フィルムはその後も順調な発展を見せその特徴ある性質により

VN100 エコシアール VN100 はハーデンフィルム N1100 をベースにセラミック ( シリカ / アルミナ蒸着を施しベース ONY の強靱性を保持しつつ優れたバリア性を付与したフィルムです 1 防湿性および高湿度下のガスバリア性が優れています無色透明です 3 二次加工におけるフィ

VN100 エコシアール VN100 はハーデンフィルム N1100 をベースにセラミック ( シリカ / アルミナ蒸着を施しベース ONY の強靱性を保持しつつ優れたバリア性を付与したフィルムです 1 防湿性および高湿度下のガスバリア性が優れています無色透明です 3 二次加工におけるフィ VE50 エコシアール VE50 は VE500 に静電防止効果を付与したフィルムです静電防止性と VE500 と同等の優れたバリア性を兼ね備えたフィルムです静電気によるトラブルを防止に有効です 1 加工時の帯電によるヒゲインキ飛び等のトラブル防止充填時の袋の枚取り粉体のシール部の噛み込み付着等の防止食品薬品等の粉体顆粒等で帯電防止の必要なもの電子部品等の産業資材用途で帯電防止の必要なもの