JP2011131923A - 防錆包装材 - Google Patents

Abstract

【課題】金属部品などを包装した時に、包装後の初期段階より長期に渡り防錆状態を継続する効果を付与した包装材を提供する。
【解決手段】防錆フィルム層を有する防錆包装材において、前記防錆フィルム層が、樹脂密度の異なる熱融着性ポリオレフィン系樹脂の別々の層に、速効性の気化性防錆剤、又は遅効性の気化性防錆剤のいずれかを別々に含有し、且つ両層を併用したものである。ここで、「速効性」の気化性防錆剤は、室温で蒸気圧０．２Ｐａ以上、「遅効性」の気化性防錆剤は、室温で蒸気圧０．２Ｐａ未満と定義する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属からなる機械・器具や電気電子部品等を包装して、保管、搬送、輸送中に、金属表面が酸化されて発錆したり、破損するのを防止するための防錆包装材に関する。

防錆包装の目的は、金属材料やその部品に対して材質、形状、表面仕上げの程度およびその機能を考慮して適切な防錆包装材料を用い、輸送・保管などにおける物理的あるいは温湿度、排気ガス、光などの環境から物品の劣化や損傷を防ぐことにある。防錆包装の技術は、第二次世界大戦中の米国において、兵器や軍需品の海上長距離輸送やこれらを高温多湿地域で保管中に発生する錆を防止することを契機に急速に発達した。わが国では１９５９年（昭和３４年）に、ＭＩＬ−Ｐ−１１６Ｂ（米軍規格：防錆包装方法）を参考にして、ＪＩＳ−Ｚ−０３０３（さび止め包装方法通則）が制定され、防錆管理に広く利用されている。

防錆油等の塗布による防錆を行えない様な機械・器具、精密機器や電子部品などの保管、搬送、輸送については、気化性防錆剤が多く用いられている。通常、被防錆対象物を包装する際に当該包装体の内部空間に気化性防錆剤を挿入しておき、揮発する防錆成分を被防錆対象物の表面に化学的もしくは物理的に吸着させることによって、大気中の酸素や湿気などによる酸化（腐食）を防止する。

通常の気化性防錆剤は、常温で揮発して防錆効果を発揮するものであるため、粉末状あるいは液体状の気化性防錆剤を直接被防錆対象物に散布ないし塗布しただけでは、防錆成分が短期間のうちに揮発してしまい防錆効果を喪失する。また、粉末状や液体状の気化性防錆剤では、それを被防錆対象物に散布あるいは塗布するのに手間がかかり、多孔質の小袋等に気化性防錆剤を別包する必要がある。また、それら防錆成分の担体成分が被防錆対象物の表面に付着すると、特に精密機器等では機能障害を起す原因になることがあり、除去の手間が非常に煩雑である。

そこで、例えば、特許文献１等に開示されているように、上記した気化性防錆剤をポリエチレンなどプラスチックフィルムに塗布あるいは練りこんだ、「防錆フィルム」が多く使われている。しかしながら、金属加工部品を保存する際に使用する防錆包装材の機能に関しては、気化性防錆剤が保存対象に防錆皮膜を生成するのに時間を要し、防錆対象物への防錆皮膜を生成し難いため、結果的に発錆防止効果がうまく発現しない問題点がある。

特開昭４９−１６４４号公報

本発明は上記した実情を考慮し問題点を克服するために発明されたもので、金属部品などを包装した時に、包装後の初期段階より長期に渡り防錆状態を継続する効果を付与した包装材を提供することを課題としている。

本発明の請求項１に係る発明は、防錆フィルム層を有する防錆包装材において、前記防錆フィルム層が、樹脂密度の異なる熱融着性ポリオレフィン系樹脂の別々の層に、速効性の気化性防錆剤、又は遅効性の気化性防錆剤のいずれかを別々に含有し、且つ両層を併用したものであることを特徴とする防錆包装材である。
ここで、「速効性」の気化性防錆剤は、室温で蒸気圧０．２Ｐａ以上、「遅効性」の気化性防錆剤は、室温で蒸気圧０．２Ｐａ未満と定義する。

また本発明の請求項２に係る発明は、前記防錆フィルム層が、もう一方の層に対して樹脂密度が低い熱融着性ポリオレフィン系樹脂層に速効性の気化性防錆剤を含有する内層と、他方の層に対して樹脂密度が高い熱融着性ポリオレフィン系樹脂層に遅効性の気化性防錆剤を含有する外層とからなることを特徴とする請求項１に記載する防錆包装材である。

従来の防錆包装材に使用されている気化性防錆剤は、保存対象に防錆被膜を生成するのに一般的な作業環境下であれば２〜３時間程度を要する。梱包後に即時で発錆促進環境（多湿環境等）に移動が必要な場合、防錆効果が発現する迄に対象物に発錆する可能性がある。そこで、初期防錆の効果を向上させるために防錆剤の皮膜生成速度を上げ、対象物側への気化移動速度を上げることが必要である。本発明の防錆包装材は、防錆フィルム層が、樹脂密度の異なる熱融着性ポリオレフィン系樹脂のそれぞれ別層に、速効性の気化性防錆剤、又は遅効性気化性防錆剤のいずれかを、それぞれ含有したものである。本発明における気化性防錆剤の「速効性・遅効性」の定義は、防錆剤の常温環境下における蒸気圧で区別される。室温で蒸気圧０．２Ｐａ以上を速効性、室温で蒸気圧０．２Ｐａ未満を遅効性とし、速効性に分類する気化性防錆剤は、０．５時間程度で金属表面に防錆皮膜を形成し、また、遅効性に分類する気化性防錆剤は２〜３時間程度で金属表面に防錆皮膜を形成する。そのため、本発明の防錆包装材で金属部品を包装した時に、包装後の初期段階より長期に渡り防錆状態を継続する効果が得られる。

また、鉄用途、銅用途など、各対象金属別で効果のある防錆剤は異なる。これらを併用する場合 、複数の防錆剤を樹脂中に混練することによる相互作用で各々の防錆効果が減少する可能性がある。本発明の防錆包装材は、それぞれの防錆剤含有層を、内層と外層に分けた別々の樹脂層として併用する構成としているため、各々が影響を及ぼし難い環境を作りながら、本来の防錆機能が発揮される。そこで、大気側となる樹脂密度が相対的に高い熱融着性ポリオレフィン系樹脂に遅効性の気化性防錆剤を含有させた外層と、金属部品側となる樹脂密度が相対的に低い熱融着性ポリオレフィン系樹脂に速効性の気化性防錆剤を含有する内層の構成とすることにより、初期防錆効果を付与しながら長期に渡る防錆状態を保持することが可能となる。

本発明の防錆包装材の一実施形態での防錆フィルム構成を断面で説明する模式図。 本発明の防錆包装材の実施例及び比較例の防錆フィルム構成を断面で示す模式図。

以下、本発明を一実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の防錆包装材の一実施形態での防錆フィルム構成例を断面で説明する模式図である。本発明の防錆包装材の防錆フィルム（１００）は、図１に示すように、樹脂密度が相対的に低い熱融着性ポリオレフィン系樹脂（１）に速効性の気化性防錆剤（３）を含有する内層（１０）と、樹脂密度が相対的に高い熱融着性ポリオレフィン系樹脂（２）に遅効性の気化性防錆剤（４）を含有する外層（２０）とが併用される構成となっている。

本発明の防錆包装材（１００）を用いて包装対象の金属加工部品を充填・密封した場合、まず蒸気密度が０．２Ｐａ以上の速効性の気化性防錆剤（３）を含有する樹脂密度が相対的に低い熱融着性ポリオレフィン系樹脂（１）からなる内層から気化性防錆剤が包装袋内に気化して、防錆効果が速やかに発揮される。そして、時間の経過とともに、蒸気密度が０．２Ｐａ未満の遅効性の気化性防錆剤（４）を含有する樹脂密度が相対的に高い熱融着性ポリオレフィン系樹脂（２）からなる外層から気化性防錆剤が徐々に包装袋内に気化して、長期間に渡って防錆効果が発揮される。

前述したように、本発明の防錆包装材に係る気化性防錆剤の「速効性・遅効性」の定義は、防錆剤の常温環境下における蒸気圧で区別される。室温で蒸気圧０．２Ｐａ以上を速効性、室温で蒸気圧０．２Ｐａ未満を遅効性とし、速効性に分類する気化性防錆剤は、０．５時間程度で金属表面に防錆皮膜を形成し、また、遅効性に分類する気化性防錆剤は２〜３時間程度で金属表面に防錆皮膜を形成する。そのため、本発明の防錆包装材で金属部品を包装した時に、包装後の初期段階より長期に渡り防錆状態を継続する効果が得られる。表１に、代表的な気化性防錆剤の常温環境下における蒸気圧を示す。

熱融着性ポリオレフィン系樹脂に練りこまれる防錆剤は鉄用途、非鉄用途、マルチメタル用途など被防錆対象物によって選択される。本発明の防錆包装材の特性をより有効に発揮するものとして、ポリオレフィン系樹脂への練り込み性が良好でフィルム化し易く、金属の表面への汚染性の少ないものが望ましい。具体的には、それ自身が気化性を有し、金属表面に吸着した水分中に溶解して金属に防錆性能のある皮膜を生成する、安息香酸ナトリウム、亜硝酸塩類のジイソプロピルアンモニウム・ナイトライト（ＤＩＰＡＮ）、ジシクロヘキシルアンモニウム・ナイトライト（ＤＩＣＨＡＮ）、ニトロナフタリンアンモニウム・ナイトライト（ＮＩＴＡＮ）、およびそれらの混合物も使用可能である。また、本発明の防錆包装材には、鉄鋼製品以外の銅及び銅合金に防錆効果のあるベンゾトリアゾールまたはその誘導体を使用することも可能である。なお、これらの気化性防錆剤は人体に有害なものが多く、その取り扱いには注意が必要である。特に、作業員の健康面に配慮すべきものとしてアミン系カルボン酸塩を主成分とする気化性防錆剤が提案されており、その使用が好ましい。また、気化性防錆剤の添加量は、被防錆対象製品の包装空間容積と、防錆期間で選定され、概ね包装内部空間体積に対して５ｇ／ｍ^３以上の防錆成分の濃度が維持されることが望ましく、熱融着性ポリオレフィン系樹脂層全体の０．１質量％以上、好ましくは１質量％から１５質量％添加するのが防錆成分の放散性およびフィルムの製膜性、さらには熱シール性の点で好ましい。

本発明の防錆包装材の各層のベースとなる熱融着性ポリオレフィン系樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、エチレン−αオレフィン共重合体、ポリプロピレン（ＰＰ）、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−αオレフィン共重合体、シクロペンタジエンやノルボルネンなどの環状オレフィンを共重合させた、エチレン−環状オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体あるいはその部分または完全けん化物、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体あるいはこのエステル化物、あるいはイオン架橋物、エチレン−（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル三元共重合体などから選定することが可能である。またこれら熱融着性ポリオレフィン系樹脂の２種以上のブレンド物でも構わない。本発明においては、上記した樹脂の密度の異なるものを別々の層として併用する。これらの熱融着性ポリオレフィン系樹脂には、さらに各種添加剤、例えば酸化防止剤、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、分散剤、光安定剤など各種添加剤を配合してもかまわない。

樹脂密度が相対的に低い熱融着性ポリオレフィン系樹脂に、速効性の気化性防錆剤を添加した内層と、樹脂密度が相対的に高い熱融着性ポリオレフィン系樹脂に遅効性の気化性防錆剤を添加した外層とを、例えば、共押し出し法で一体として成膜する形態がある。これらは、インフレーション法あるいは押し出しキャスト法、カレンダー法等公知の方法で製膜できる。フィルム厚みは特に問わないが、重量物である場合は内容物保護の観点から内層、外層合わせて厚み８０μｍ〜１２０μｍ程度が好ましい。

以下に本発明の具体的実施例及び比較例について説明する。

＜実施例１＞
鉄用途の遅効性の気化性防錆剤を１質量％添加し混練した密度０．９３８のＬＬＤＰＥ樹脂４０μｍ厚の外層、及び、鉄用途の速効性の気化性防錆剤を１質量％添加し混練した密度０．９２０のＬＤＰＥ樹脂４０μｍ厚の内層を、インフレーション製膜法で共押し出し加工し、図２（ａ）に示す、厚み８０μｍの防錆フィルムを作製した。次いで、このフィルムの３方をシールして、包装袋の外寸が、縦：３００ｍｍ、横：３００ｍｍ、シール幅：１０ｍｍの包装袋を作成した。作成した包装袋に、寸法：１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．５ｍｍの鉄プレートを入れ、開口部を熱シールして密封し実施例１の防錆包装材を作成した。

［防錆皮膜の生成状況評価］
この防錆包装材を３０℃環境下で、０．５時間、１時間、１．５時間、２時間の条件で保管した。保管後の鉄プレートを取り出し、気化性防錆剤による防錆被膜の有無を確認するために、鉄プレート表面に５質量％濃度のＮａＣｌ（食塩）水溶液を３滴滴下して、室温環境下に４時間放置し、発錆有無の確認を行った。その結果を表２に示す。

［長期保存による防錆効果持続性評価］
実施例１の防錆包装材を、３０℃６５％Ｒ．Ｈ．環境下で半年、１年、２年、３年の長期保存を行い、発錆状況の確認を行った。その結果を表３に示す。

＜比較例１＞
内層の樹脂を外層の樹脂と同じ密度０．９３８のＬＬＤＰＥ樹脂とした以外は実施例１と同じ材料・方法を用いて、図２（ｂ）に示す、厚み８０μｍの防錆フィルムを作成した。このフィルムを用いて実施例１と同様にして、比較例１の防錆包装材を作成し、実施例１と同様の防錆皮膜の生成状況評価及び長期保存による防錆効果持続性評価を行った。その結果を、表２及び表３に示す。

＜比較例２＞
密度０．９３８のＬＬＤＰＥ樹脂に対して、鉄用途の遅効性の気化性防錆剤及び鉄用途の速効性の気化性防錆剤をそれぞれ１質量％添加し混練した、図２（ｃ）に示す、単層構成の厚み８０μｍの防錆フィルムをインフレーション製膜法にて作成した。このフィルムを用いて実施例１と同様にして、比較例２の防錆包装材を作成し、実施例１と同様の防錆皮膜の生成状況評価及び長期保存による防錆効果持続性評価を行った。その結果を、表２及び表３に示す。

＜比較例３＞
密度０．９３８のＬＬＤＰＥ樹脂に対して、鉄用途の速効性の気化性防錆剤単独で１質量％添加し混練した、図２（ｄ）に示す、単層構成の厚み８０μｍの防錆フィルムをインフレーション製膜法にて作成した。このフィルムを用いて実施例１と同様にして、比較例３の防錆包装材を作成し、実施例１と同様の防錆皮膜の生成状況評価及び長期保存による防
錆効果持続性評価を行った。その結果を、表２及び表３に示す。

＜比較例４＞
密度０．９３８のＬＬＤＰＥ樹脂に対して、鉄用途の遅効性の気化性防錆剤単独で１質量％添加し混練した、図２（ｅ）に示す、単層構成の厚み８０μｍの防錆フィルムをインフレーション製膜法にて作成した。このフィルムを用いて実施例１と同様にして、比較例４の防錆包装材を作成し、実施例１と同様の防錆皮膜の生成状況評価及び長期保存による防錆効果持続性評価を行った。その結果を、表２及び表３に示す。

＜比較結果＞
表２に示す通り、実施例１と比較例１の比較で、樹脂の密度差をつけることによる気化放出速度の上昇効果が確認できた。また、比較例１と比較例２との比較で、異種の防錆剤を添加混練することで、異種の防錆剤の相互作用による気化速度の低下が認められた。実施例１の結果で示されたように、本発明の防錆包装材は、鉄に対する防錆皮膜の生成時間が短縮され、初期防錆効果が十分に発揮されていることがわかった。また、表３に示す通り、長期保存評価の結果、本発明の防錆包装材は、樹脂の密度差をつけることにより遅効性防錆剤の放出も必要十分になされ、長期の防錆効果が得られた。

以上の結果より、本発明の防錆包装材の有用性が明らかとなった。本発明においては、防錆フィルム層への添加材料が増えるためコストは上がることが懸念されるが、初期防錆効果の向上、及び長期防錆効果が発現できることを考慮すると、その費用対効果は大きいものとなる。

１・・・熱融着性ポリオレフィン系樹脂（密度:低）
２・・・熱融着性ポリオレフィン系樹脂（密度:高）
３・・・速効性気化性防錆剤 ４・・・遅効性気化性防錆剤
１０・・・内層 ２０・・・外層 １００・・・防錆包装材

Claims (2)

1. 防錆フィルム層を有する防錆包装材において、前記防錆フィルム層が、樹脂密度の異なる熱融着性ポリオレフィン系樹脂の別々の層に、速効性の気化性防錆剤、又は遅効性の気化性防錆剤のいずれかを別々に含有し、且つ両層を併用したものであることを特徴とする防錆包装材。
   ここで、「速効性」の気化性防錆剤は、室温で蒸気圧０．２Ｐａ以上、「遅効性」の気化性防錆剤は、室温で蒸気圧０．２Ｐａ未満と定義する。
2. 前記防錆フィルム層が、一方の層に対して樹脂密度が低い熱融着性ポリオレフィン系樹脂層に速効性の気化性防錆剤を含有する内層と、他方の層に対して樹脂密度が高い熱融着性ポリオレフィン系樹脂層に遅効性の気化性防錆剤を含有する外層とからなることを特徴とする請求項１に記載する防錆包装材。

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