JP2005220149A - 吸湿性樹脂組成物および湿分吸収容器 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥剤入りの小袋を詰めたり、ラミネート用の樹脂フイルム中に配合させたりせず、またただ単に乾燥剤を樹脂に配合した材料よりも、優れた吸湿効果を発揮、維持する吸湿性樹脂組成物、またこれを用いた湿分吸収容器を提供することが求められていた。
【解決手段】ポリオレフィン系樹脂に、少なくとも、水分収着性もしくは吸湿性の繊維素構造体と、該繊維素構造体に対して優先的に吸湿可能な吸湿性無機化合物を、該繊維素構造体を配合した該ポリオレフィン系樹脂全体に分布せしめたことを特徴とする吸湿性樹脂組成物、およびこの吸湿性樹脂組成物を用いて成形された容器構造体と、少なくともその外側に、防湿性を有するポリオレフィン系材料から構成された容器構造体とを含む多層構造とすることを特徴とする湿分吸収容器を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、吸湿性材料を配合した吸湿性樹脂組成物、またこれを用いた湿分吸収容器に関し、湿気を嫌う食品、医薬品、精密機器、電子部品等各種製品の保存容器に適し、詳しくは、上記保存容器内の湿分透過性を改善して吸湿効果を高めた吸湿性樹脂組成物と、充填製品を容器内湿分から保護可能な吸湿性樹脂組成物を内層側に構成する、湿分吸収容器に関する。

従来より、湿気を嫌う食品、医薬品、精密機器、電子部品等各種製品の保存には、容器内部の湿気を除去するため、シリカゲル、塩化カルシウム、ゼオライト等乾燥剤を詰めた小袋を、製品と一緒に入れて保管している。しかし、これらの乾燥剤は、粒状あるいは粉末状の形態で紙や不織布に包装されるか容器等に封入された状態で使用されており、そのため、容器容積を占有されたり、製品の充填に支障があったり、また乾燥剤が本来有する吸湿効果及び吸湿速度を制御しにくい。さらに乾燥剤を詰めた包装材破損による製品への乾燥剤の付着、混入などの問題がしばしば発生している。

そこで近年は、上記の欠点を改良するために乾燥剤を熱可塑性樹脂に配合したシート状の樹脂フイルムを容器類の内壁にラミネ−トして容器内の湿気を除去することも行われているが、この方法では製造が煩雑となり生産コストが増大するため好ましくない。しかも、熱可塑性樹脂中への乾燥剤の混入量は、得られる樹脂フイルムを箱類や袋類等容器の内面にラミネ−トするために、熱可塑性樹脂中への混入量が制限されてしまう。このため、乾燥剤入り樹脂フイルムでは、容器内の湿気除去に十分な効果が期待できないのが現状である。

一方、乾燥剤を熱可塑性樹脂に配合すること自体は公知の技術であり、また、ただ単に乾燥剤を熱可塑性樹脂中に配合したとしても、一定環境での吸湿速度は基本的に熱可塑性樹脂の水分透過性に支配され制御は困難である。樹脂材料を発泡させるなどの手法により、湿分透過性を改善する事例もあるが、全体的に乾燥剤を配合可能な量が少なくなるなどの欠点がある。

本発明の課題は上記の実情を考慮したものであり、乾燥剤入りの小袋を詰めたり、ラミネート用の樹脂フイルム中に配合させたりせず、またただ単に乾燥剤を樹脂に配合した材料よりも、優れた吸湿効果を発揮、維持する吸湿性樹脂組成物、またこれを用いた湿分吸収容器を提供することにある。

本発明は上記課題を克服するために考え出されたものであり、請求項１記載の発明においては、ポリオレフィン系樹脂に、少なくとも、水分収着性もしくは吸湿性の繊維素構造体と、該繊維素構造体に対して優先的に吸湿可能な吸湿性無機化合物を、該繊維素構造体を配合した該ポリオレフィン系樹脂全体に分布せしめたことを特徴とする吸湿性樹脂組成物を提供するものである。

これにより、樹脂組成物に対して、湿分透過速度を早める効果の得られる吸湿性樹脂組成物を得ることができる。この場合の吸湿性にはこの水分吸着性を含むものとする。なお、このときの水分吸着性とは、水分に対して吸着性を有することを指す。

請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、繊維素構造体と吸湿性無機化合物は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、繊維素構造体を１〜１００重量部、吸湿性無機化合物を１〜１００重量部配合したことを特徴とする吸湿性樹脂組成物を提供するものである。これにより、吸湿速度に効果が得られる樹脂組成物の配合比を例示することができる。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の発明において、繊維素構造体が、合成繊維、セルロース繊維、架橋セルロース繊維およびこれらの混合物から選択されることを特徴とする吸湿性樹脂組成物を提供するものである。これにより、湿分透過性に効果のある繊維素構造体を、具体的に例示することができた。

請求項４の発明は、請求項１、２または３記載の発明において、ポリオレフィン系樹脂に含有される吸湿性無機化合物が、ゼオライト、酸化カルシウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウムなどの硫酸塩化合物、アルミナ、活性炭、粘土鉱物、シリカゲルの少なくとも１種以上から選択されることを特徴とする吸湿性樹脂組成物を提供するものである。これにより、湿分吸収性に効果のある吸湿性無機化合物を、具体的に例示することができた。

請求項５の発明は、請求項１、２、３または４記載の発明の吸湿性樹脂組成物を用いて成形された容器構造体と、少なくともその外側に、防湿性を有するポリオレフィン系材料から構成された容器構造体とを含む多層構造とすることを特徴とする湿分吸収容器を提供するものである。これにより、湿分吸収性に効果のある吸湿性有機化合物を、具体的に例示することができた。

本発明は、優れた吸湿効果を発揮、維持する吸湿性樹脂組成物、またこれを用いた湿分吸収容器を提供することが可能である。

本発明の樹脂組成物とこれを用いた湿分吸収容器を、一実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。

本発明の吸湿性樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂に、少なくとも、水分に対して収着性を有するか、もしくは吸湿性を有する繊維素構造体を、該ポリオレフィン樹脂全体にわたって分布させるよう配合し、該繊維素構造体に対して、優先的に吸湿可能な吸湿性無機化合物を、該繊維素構造体を配合した該ポリオレフィン系樹脂全体に分布せしめたことを特徴とする、吸湿性樹脂組成物により構成されるものとしている。

繊維素構造体に対して、優先的に吸湿可能である吸湿性無機化合物とは、一時的に繊維素構造体が収着・透過させた湿分を、基本的には、吸湿性無機化合物が吸湿することを示している。

また、繊維素構造体と吸湿性無機化合物は、ポリオレフィン系樹脂に対して全体に分布させるものとしており、それぞれが均一に分散しているのが好ましいが、必ずしもそれぞれが均一に分散している必要はない。

ポリオレフィン系樹脂としては、特に制限されるものではないが、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、エチレン−αオレフィン共重合体などのエチレン系樹脂や、ポリプロピレン、ブロックポリプロピレンなどのαオレフィン−エチレ
ン共重合体、あるいはニ種以上のα−オレフィンを共重合させたものなどが挙げられる。またエチレン−環状オレフィン共重合体などのポリオレフィン樹脂も使用可能である。またポリオレフィン樹脂とは区別されるが、エチレン−α、β不飽和カルボン酸のエステル化物あるいはそのイオン架橋物、特にエチレン−（メタ）アクリル酸メチル、エチレン−（メタ）アクリル酸エチル、エチレン−（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、エチレン−（メタ）アクリル酸ｉ−ブチル、エチレン−（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル等も使用可能である。これらから選ばれる樹脂の単体あるいは二種以上のブレンド物から選択されるのが好ましい。

本発明によれば、繊維素構造体と吸湿性無機化合物は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、繊維素構造体を１〜１００重量部、吸湿性無機化合物を１〜１００重量部配合したことを特徴とする、吸湿性樹脂組成物から構成されているものとしている。

この内容から、吸湿速度や吸湿量などの要求能力に応じて任意に設定することで目的の効果が得られ、また、その組み合わせにより樹脂組成物の加工性を、自由に設定することが可能である。

本発明によれば、繊維素構造体は、合成繊維、セルロース繊維、架橋セルロース繊維およびこれらの混合物から選択されることを特徴とする、吸湿性樹脂組成物から構成されるものとしている。特にカルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体や、ポリビニルアルコールなどの吸湿性樹脂を繊維上に加工したもの、不織布上のものなどが利用可能である。繊維素構造体は、水分に対して収着性を有するか、もしくは吸湿性を有する材料である、前記複数の材料の混合物を配合する場合を含むものとしている。

繊維素構造体を、吸湿性無機化合物を含むポリオレフィン系材料に配合することで、ポリオレフィン系材料に比べ水分透過性の高い繊維素構造体を選択的に湿分が透過することで、吸湿性無機化合物が吸湿可能となるため、吸湿速度の改善に効果が得られると考える。繊維素構造体種類に合わせ、繊維素構造体が繊維状構造の場合においては、その繊維長も吸湿性樹脂組成物の特性を決めうる要素であるが、これは要求能力や加工性に応じて自由に設定することが可能である。

基本的に吸湿性無機化合物が湿分を優先的に捕獲する成分であるが、繊維素構造体も、吸湿性無機化合物との湿分分圧差や、また吸湿性無機化合物との量的配分に応じて、湿分捕獲の成分として機能させても差し支えない。そのため、吸湿性樹脂組成物の初期の環境湿度や、吸湿性樹脂化合物によって得られる保持可能な環境湿度における、幅広い設計が可能となる。

本発明によれば、ポリオレフィン系樹脂に含有される吸湿性無機化合物が、ゼオライト、酸化カルシウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウムなどの硫酸塩化合物、アルミナ、活性炭、粘土鉱物、シリカゲルの少なくとも１種以上から選択されることを特徴とする、吸湿性樹脂組成物としている。

前記吸湿性無機化合物はそれぞれ異なる吸湿特性を示すため、相対湿度との平衡吸収量や物性、内容物適性などを参考に、目的の吸湿特性に応じた吸湿性無機化合物を、複数の混合物を配合する場合も含めて、選定することが可能である。

本発明によれば、吸湿性樹脂組成物を用いて成形された容器構造体と、少なくともその外側に、防湿性を有するポリオレフィン系材料から構成された容器構造体とを含む多層構造とすることを特徴とする、湿分吸収容器としている。

防湿性を有するポリオレフィン系樹脂材料としては、前記吸湿性樹脂組成物にて例示したものと同じポリオレフィン系材料を使用することが可能である。ポリオレフィン系樹脂材料は、その樹脂自体の防湿性を特性として挙げられるが、吸湿性樹脂組成物に使用するポリオレフィン系樹脂材料と同じものを使用する必要はなく、充填製品の吸湿用途や適性に合わせて選定する。

なお、防湿性を有するポリオレフィン系材料から構成される容器構造体は、単一材料層である必要はなく、吸湿性樹脂組成物の外側を構成する容器構造体の表面の諸効果を向上させるために、各種物理的、化学的表面処理を施すものであっても、目的の効果を阻害せずに防湿効果を現すものであれば構わないことは当然である。

本発明における湿分吸収容器の吸湿性樹脂組成物の容器構造体より外側の容器構造体において、特に例を挙げると、ポリオレフィン系樹脂部材の内面もしくは外面に、無機化合物蒸着層などのコーティング層を設けることで、より高い防湿性を付与することも可能である。必要に応じて、これらの樹脂に対し、各種添加剤（酸化防止剤、粘着付与剤、充填剤、分散剤、各種フィラーなど）を配合しても構わない。

本発明の吸湿性樹脂組成物を容器構造体に成形する方法は、公知のブロー成形法、延伸ブロー成形法、射出成形法、シート成形法などを用いることができる。もちろん繊維素構造体もしくは吸湿性無機化合物を、ポリオレフィン系樹脂に、押出成形などによりあらかじめ混合しておくことも可能である。容器構造体の形態としては、ボトル形状、トレー形状、ケース形状など、内容物や吸湿性樹脂組成物の物性に応じて、種々の形状に適用することが可能である。

［ポリオレフィン系材料］
吸湿性樹脂側材料 ：低密度ポリエチレン樹脂
防湿性樹脂側材料 ：ポリプロピレン樹脂
を使用した。

［繊維素構造体］
カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ、粉末）
を使用した。

［吸湿性無機化合物］
酸化カルシウム（粉末）
を使用した。

「吸湿性樹脂組成物、評価サンプルＡ−１の作製」
低密度ポリエチレン６５ｗｔ％、酸化カルシウムが３０ｗｔ％、カルボキシメチルセルロースが５ｗｔ％になるよう、酸化カルシウムの吸湿に配慮して二軸押出機により空冷ペレタイズしたコンパウンドを作製し、吸湿性樹脂組成物コンパウンドを作製した。この吸湿性樹脂化合物コンパウンドを用いて、容器形状に射出成形を行った。

「吸湿性樹脂組成物、評価サンプルＡ−２の作製」
低密度ポリエチレン６０ｗｔ％、酸化カルシウムが３０ｗｔ％、カルボキシメチルセルロースが１０ｗｔ％になるよう、酸化カルシウムの吸湿に配慮して二軸押出機により空冷ペレタイズしたコンパウンドを作製し、吸湿性樹脂組成物コンパウンドを作製した。この吸湿性樹脂化合物コンパウンドを用いて、容器形状に射出成形を行った。

「吸湿性樹脂組成物、評価サンプルＡ−３の作製」
低密度ポリエチレン７０ｗｔ％に対して、酸化カルシウムが３０ｗｔ％になるよう、酸化カルシウムの吸湿に配慮して二軸押出機によりペレタイズし、ブランクの吸湿性樹脂組成物コンパウンドを作製した。このブランクの吸湿性樹脂組成物コンパウンドを用いて、容器形状に射出成形を行った。

「防湿性を有する容器構造体Ｂの作製」
ポリプロピレン樹脂を用いて、前記評価サンプルＡ−１、Ａ−２、Ａ−３を嵌合可能な容器形状に射出成形した。また同樹脂を用いてスクリューキャップ部分の射出成形を行った。

「評価容器の形状」
今回評価に使用する容器の内側形状は、高さが約３０ｍｍ、底面積が約１０００ｍｍ²で容積約５０００ｍｍ²の筒状容器であり、最内層側部材とその外側のスクリューキャップを含む外側部材ともに、厚さ２ｍｍで容器目付け量がおおよそ１０ｇとなっている。この側央部断面概略図を図１に示す。

［評価方法］
防湿性を有する容器構造体Ｂに、吸湿性樹脂組成物の評価サンプルＡ−１、Ａ−２、Ａ−３をそれぞれ入れ込み、スクリューキャップを取り除いた状態として、４０℃９０％Ｒｈ環境に保管した際の容器重量を測定し、重量増加分を吸湿量として評価した。

これら実施例における配合比組成を表１に、結果を図２に示す。

（実施例１）
前記評価サンプルＡ−１、Ｂを用いた容器構成とした。

（実施例２）
前記評価サンプルＡ−２、Ｂを用いた容器構成とした。

（比較例１）
前記評価サンプルＢだけを用いた容器構成とした。

（比較例２）
前記評価サンプルＡ−３に、Ｂを用いた容器構成とした。

これが表１である。

本発明の実施例では、吸湿能力の比較をし易くするために、実施例１、実施例２、比較例２の吸湿性無機化合物の配合比を揃え、各成形サンプルの含有量をほぼ等量とした。繊維素構造体を配合することで、比較例２に示すような従来の湿分吸収容器に比べ、吸湿速度を早める効果があることを確認できる。

本発明の実施例では、高温高湿環境における重量増加量を比較したが、これは吸湿特性を把握するための促進試験であり、実際の使用においても同等の効果があると考えられる。よって、本発明の吸湿性樹脂組成物を容器形態にして、密封容器内に装填する、または繰り返し容器を開閉するようなリクローズ容器内に装填することで、乾燥剤を別途充填する必要なく、単に樹脂中に乾燥剤を練りこんだものより早く、吸湿効果を得ることが可能となる。

以上の結果より、本発明の吸湿性樹脂組成物およびこれを用いた湿分吸収容器は、容器構造も多様に対応が可能であり、吸湿能力に優れることから、あらゆる用途の吸湿性容器として展開が可能である。

湿気を嫌う食品、医薬品、精密機器、電子部品等各種製品の保存のための容器として利用できる。

本願発明容器構成の実施例を示す概略図である。 実施例および比較例の吸湿量のグラフである。

符号の説明

Ａ：吸湿性樹脂組成物による内側容器
Ｂ：防湿性樹脂組成物による外側容器

Claims (5)

1. ポリオレフィン系樹脂に、少なくとも、水分収着性もしくは吸湿性の繊維素構造体と、該繊維素構造体に対して優先的に吸湿可能な吸湿性無機化合物を、該繊維素構造体を配合した該ポリオレフィン系樹脂全体に分布せしめたことを特徴とする吸湿性樹脂組成物。
2. 前記繊維素構造体と吸湿性無機化合物は、前記ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、繊維素構造体を１〜１００重量部、吸湿性無機化合物を１〜１００重量部配合したことを特徴とする、請求項１記載の吸湿性樹脂組成物。
3. 前記繊維素構造体が、合成繊維、セルロース繊維、架橋セルロース繊維およびこれらの混合物から選択されることを特徴とする、請求項１または２記載の吸湿性樹脂組成物。
4. 前記ポリオレフィン系樹脂に含有される吸湿性無機化合物が、ゼオライト、酸化カルシウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウムなどの硫酸塩化合物、アルミナ、活性炭、粘土鉱物、シリカゲルの少なくとも１種以上から選択されることを特徴とする、請求項１、２または３記載の吸湿性樹脂組成物。
5. 請求項１、２、３または４記載の吸湿性樹脂組成物を用いて成形された容器構造体と、少なくともその外側に、防湿性を有するポリオレフィン系材料から構成された容器構造体とを含む多層構造とすることを特徴とする湿分吸収容器。

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