JP2020158557A - 包装用シート - Google Patents
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Abstract
Description
この種の包装用シートとしては、ポリオレフィン系樹脂発泡シート単独のシートやポリオレフィン系樹脂発泡シートに表装シートが積層された積層シートなどが知られている。
該包装用シートは、保管中や運搬中における衝撃から被包装物を保護する目的で用いられており、フラットディスプレイパネルの基板となるガラス板、半導体基板、金属板などの部材を保管したりする際には、部材間に介挿させる合紙などとしても用いられている。
ポリオレフィン系樹脂発泡シートに帯電防止性を発揮させる方法としては、高分子型帯電防止剤と称されるポリマータイプの帯電防止剤や、低分子型帯電防止剤と称される界面活性剤をポリオレフィン系樹脂発泡シートの形成材料中に含有させる方法が知られている。
一方で、ポリマータイプの帯電防止剤は、金属イオンを含んでいる場合が多く、この金属イオンがこのような被包装物に移行して悪影響を及ぼすおそれがある。
そこで、本発明は、被包装物への成分の移行が少なく、且つ、帯電防止性に優れた包装用シートの提供を課題としている。
ドナー・アクセプター型の帯電防止剤が練り込まれているポリオレフィン系樹脂発泡シートを備え、該ポリオレフィン系樹脂発泡シートが少なくとも一方の表面に露出するように備えられている包装用シート、を提供する。
また、ドナー・アクセプター型の帯電防止剤が練り込まれたポリオレフィン系樹脂発泡シートでは、界面活性剤などのブリードアウトの原因となる化合物を含有させなくても良好な帯電防止性が発揮される。
従って、このようなポリオレフィン系樹脂発泡シートを少なくとも一方の表面に露出させるようにして備えた包装用シートでは、被包装物への成分の移行を抑制しつつ優れた帯電防止性が発揮され得る。
以下においては、包装用シートがポリオレフィン系樹脂発泡シートだけで構成された単層シートで、表裏両面がポリオレフィン系樹脂発泡シートで構成されている場合を例に本発明の実施の形態について説明する。
また、以下においては該ポリオレフィン系樹脂発泡シートが押出発泡体である場合を例示する。
より詳しくは、以下においては、ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂組成物を押出発泡させることによって形成されたポリオレフィン系樹脂発泡シートを備えた包装用シートを電子部品の袋やガラス板の合紙として利用する場合を例示しつつ本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態の前記包装袋100は、プリント回路基板X1よりも面積の大きな矩形状の表シート100aと裏シート100bとの2枚の包装用シートで構成されている。
本実施形態の前記包装袋100は、前記表シート100aと前記裏シート100bとを輪郭を揃えて重ね合わせた積層品に対して3方シールが施されたものである。
即ち、前記包装袋100は、表シート100aや裏シート100bの4辺の内の3辺に沿ってこれが互いに接着されているシール部101を有し、残り1辺に沿った部分が接着されずに前記プリント回路基板X1を出し入れするための開口部102を構成している。
本実施形態の前記包装袋100は、表シート100aと裏シート100bとの両方が、同じポリオレフィン系樹脂発泡シート1によって構成されている。
図に示しているように、本実施形態のポリオレフィン系樹脂発泡シート1は、包装袋100の内面を構成して前記プリント回路基板X1に接する第1面1aと、包装袋100の外面を構成する第2面1bとを備えている。
ポリオレフィン系樹脂発泡シートを構成するポリオレフィン系樹脂組成物には、ポリオレフィン系樹脂を1種単独で含有させる必要はなく、2種以上を含有させてもよい。
ポリオレフィン系樹脂組成物に含有させるポリオレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂が好ましい。
前記ポリプロピレン系樹脂は、タクティシティーが特に限定されず、アイソタクチックポリプロピレン(iPP)、シンジオタクチックポリプロピレン(sPP)、アタクチックポリプロピレン(aPP)などのいずれであってもよい。
前記共重合体は、プロピレンとエチレンとがランダム共重合されているランダムポリプロピレン(rPP)であってもよい。
前記共重合体は、プロピレンの重合反応の後期にエチレンが導入されることによってプロピレン−エチレン共重合体がホモポリプロピレンのマトリックス相中にドメイン相を構成するように分散されているブロックポリプロピレン(bPP)であってもよい。
高溶融張力ポリプロピレン(HMS−PP)に対するブロックポリプロピレン(bPP)の質量割合(bPP:HMS−PP)は2:8以上であることが好ましく、3:7以上であることがより好ましく、4:6以上であることが特に好ましい。
前記質量割合(bPP:HMS−PP)は、8:2以下であることが好ましく、7:3以下であることがより好ましく、6:4以下であることが特に好ましい。
前記溶融張力は、4cN以上であることがより好ましく、5cN以上であることが特に好ましい。
前記溶融張力は、30cN以下であることが好ましく、28cN以下であることがより好ましい。
(溶融張力測定方法)
試料は、測定対象がペレットの場合はそのまま使用し、ポリオレフィン系樹脂発泡シートなどのシート状の場合は当該ポリオレフィン系樹脂発泡シートをペレタイザー(例えば、株式会社東洋精機製作所製の「ハンドトゥルーダ 型式PM−1」)を使用し、シリンダ温度220℃、試料充填から押し出し開始までの待機時間2.5分の条件でペレット化したものを用いる。
溶融張力は、ツインボアキャピラリーレオメーターRheologic5000T(イタリア チアスト社製)を用いて測定する。
具体的には、試験温度に加熱された径15mmのバレルに測定試料樹脂を充填後、5分間予熱したのち、上記測定装置のキャピラリーダイ(口径2.0mm、長さ20mm、流入角度フラット)からピストン降下速度(0.1546mm/s)を一定に保持して紐状に押出しながら、この紐状物を上記キャピラリーダイの下方27cmに位置する張力検出のプーリーに通過させた後、巻取りロールを用いて、その巻取り速度を初速8.7mm/s、加速度12mm/s2で徐々に増加させつつ巻き取って行き、紐状物が切断する直前の極大値と極小値の平均を試料の溶融張力とする。
なお、張力チャートに極大点が1個しかない場合はその極大値を溶融張力とする。
前記低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)としては、樹脂密度が910kg/m3以上、930kg/m3以下のものが好ましい。
前記直鎖低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE)としては、樹脂密度が910kg/m3以上、925kg/m3以下のものが好ましい。
上記のメルトマスフローレイトは、本明細書中においては、特段の断りがない限りにおいて、後述する高分子型帯電防止剤のMFRについても、JIS K 7210:1999「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)」及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」B法記載の方法(但し、試験温度190℃、荷重21.18N)により測定される値を意図している。
該ドナー・アクセプター型の帯電防止剤としては、ポリオレフィン系樹脂との相溶性に優れたものが好ましく、ある程度の長さのアルキル鎖を有していることが好ましい。
前記ポリオレフィン系樹脂組成物における前記ドナー・アクセプター型帯電防止剤の含有量としては、ポリオレフィン系樹脂組成物に含まれている全てのポリオレフィン系樹脂の合計量を100質量部としたときに3.0質量部以下であることが好ましく、2.8質量部以下であることがより好ましく、2.6質量部以下であることがさらに好ましい。
この発泡のための成分としては、発泡剤や気泡調整剤を挙げることができる。
なかでも、前記発泡剤としては、イソブタンとノルマルブタンとの混合ブタンが好ましい。
一方、ポリオレフィン系樹脂との相溶性が優れるノルマルブタンが、連続気泡率の増大を抑制するので、収縮が少なく、かつ連続気泡率の少ないクッション性に優れたポリオレフィン系樹脂発泡シート1を得ることができる。
通常、発泡剤の添加割合がこのような範囲とされるのは、発泡剤が5質量部未満であると十分な発泡を得にくく、25質量部を超えると気泡膜が破れて良好なポリオレフィン系樹脂発泡シートが得られなくなるおそれを有するためである。
これらは単独で用いても、複数のものを併用してもよい。この気泡調整剤の添加量は、ポリオレフィン系樹脂100質量部あたり0.5質量部以下とすることが好ましい。
即ち、ポリオレフィン系樹脂発泡シート1を構成しているポリオレフィン系樹脂組成物におけるポリオレフィン系樹脂とドナー・アクセプター型帯電防止剤との合計割合は90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましい。
このような密度を選択するのが好ましいのは、密度が上限以下であることでポリオレフィン系樹脂発泡シート1に優れた柔軟性と緩衝性とが確実に与えられ得るためであり、密度が下限以上であることでポリオレフィン系樹脂発泡シート1に優れた強度が発揮され得るためである。
そのようなことから、ポリオレフィン系樹脂発泡シート1の密度は、10kg/m3以上とすることが好ましく、15kg/m3以上とすることが好ましい。
(密度測定方法)
ポリオレフィン系樹脂発泡シートから、100cm3以上の試料を作製し、この試料をJIS K7100:1999の記号23/50、2級環境下で16時間状態調節した後、その寸法、質量を測定して、見掛け密度を下記式により算出する。
見掛け密度(g/cm3)=試料の質量(g)/試料の体積(cm3)
なお、試料の寸法測定には、例えば、Mitutoyo Corporation社製「DIGIMATIC」CD−15タイプを用いることができる。
前記ポリオレフィン系樹脂発泡シートの厚さは、6mm以下であることが好ましく、5mm以下であることがより好ましく、4mm以下であることがさらに好ましい。
前記ポリオレフィン系樹脂発泡シートの坪量は、600g/m2以下であることが好ましく、500g/m2以下であることがより好ましく、400g/m2以下であることがさらに好ましい。
具体的には、100cm2以上のサンプルを10枚切り取り、それぞれの質量と面積とを測定し次式により求めることができる。
坪量(g/m2)=10000×試験片質量(g)/試験片面積(cm2)
試料を100mm×100mmのサイズに切り出し、120mm×170mmの厚手のチャック袋に試料を入れる。
そこに、20mlのメタノールを注加して、出来るだけ空気を抜くようにしてチャックを閉じ、袋を手で約100回振とうさせる。
振とう後チャックを開けてメタノールをビーカーに取り出し、24時間105℃の恒温槽で加熱して蒸発乾固させる。
その後、デシケーターで放冷し、常温に戻った蒸発乾固物の質量を計量する。
尚、測定は原則的にn=3で実施することとする。
前記第1面1aにおけるアルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンの量は、1mg/m2以下であることがより好ましく、0.5mg/m2以下であることがさらに好ましい。
試料を100mm×100mmのサイズに切り出し、120mm×170mmの厚手のチャック袋に試料を入れる。
そこに、20mlのイオン交換水を注加して、出来るだけ空気を抜くようにしてチャックを閉じ、60℃の恒温槽内に保持し、30分経過後に10回手で振とうする。
さらに30分後に同様に手で10回振とうした後、イオン交換水を採取し、マルチタイプICP発光分光分析装置(商品名「ICPE−9000」、島津製作所(株)製)を用いて、下記測定条件にて測定を行う。
(測定条件)
観察方向:軸方向
露光時間:30秒
高周波出力:1.20kW
キャリア流量:0.7mL/min
プラズマ流量:10.0mL/min
補助流量:0.6mL/min
具体的には、エタノールによる拭き取り後において温度20℃、相対湿度60%RHの条件下で測定される前記表面抵抗率は、1×108Ω以上であることが好ましく、1×109Ω以上であることがより好ましく、1×1010Ω以上であることがさらに好ましい。
前記表面抵抗率は、1×1012Ω以下であることが好ましく、1×1011Ω以下であることがより好ましい。
即ち、試験装置((株)アドバンテスト製デジタル超高抵抗/微少電流計、型名「R3840」及びレジスティビティ・チェンバ、型名「R12702A」)を使用し、ポリオレフィン系樹脂発泡シートから採取した試料に、約30Nの荷重にて電極を圧着させ500Vで1分間充電後の抵抗値を測定し、次式により算出する。
試料は、幅100mm×長さ100mm×厚さ(ポリオレフィン系樹脂発泡シートのままの厚さ)とする。
測定は、温度20±2℃、相対湿度65±5%RHの環境下で24時間以上状態調節後に実施し、試験環境は、温度20±2℃、相対湿度65±5%RHとする。
試料数(n数)は5個とし、原則的に、それぞれ表裏両面を測定することとする。
尚、試料は状態調節後に表面をエタノールによって拭き取る。
エタノールでの拭き取りは、次のようにして実施する。
状態調整後の100mm角の試料の測定する面全体を、エタノールを少量しみこませた紙ワイパー(例えば、商品名「キムワイプ」)を用いて数回ふき取る。
表面抵抗率は、このふき取りの後、1時間試験環境下に保持した後に実施する。
ρs=(π(D+d)/(D−d))×Rs
ρs: 表面抵抗率(MΩ)
D: 表面の環状電極の内径(cm)
d: 表面電極の内円の外径(cm)
Rs: 表面抵抗(MΩ)
ポリオレフィン系樹脂発泡シートにおける高分子型帯電防止剤の含有量は、1質量%以下とされることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂発泡シートは、高分子型帯電防止剤を含有していないことがとりわけ好ましい。
ポリオレフィン系樹脂発泡シートにおける界面活性剤の含有量は、1質量%以下とされることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂発泡シートは、界面活性剤を含有していないことがとりわけ好ましい。
但し、前記第2面1bは、被包装物であるプリント回路基板X1とは接することが無いので、本実施形態の包装用シート(表シート100a,裏シート100b)は、ポリオレフィン系樹脂発泡シート1の片面に繊維シート(紙、布帛など)、フィルム(樹脂フィルム、金属フィルム、複合フィルムなど)、及び、ドナー・アクセプター型の帯電防止剤が含まれていない樹脂発泡シートなどの何れかを積層した多層構造であってもよい。
即ち、本実施形態における包装用シートは、ドナー・アクセプター型の帯電防止剤が練り込まれているポリオレフィン系樹脂発泡シートが少なくとも一方の表面に露出するように備えられていればよい。
本実施形態における包装用シートの他の実施態様について図3を例に説明する。
包装袋100を構成していた包装用シートは、両表面の内の一面側(第1面1a)だけを被包装物であるプリント回路基板X1に接するように使用されているが、図3に示す包装用シートは、ポリオレフィン系樹脂発泡シート1の第1面1aと第2面1bとの両方が被包装物であるガラス板2に当接される当接面となっている。
従って、この種の実施態様で用いられる包装用シートは、ドナー・アクセプター型の帯電防止剤が練り込まれているポリオレフィン系樹脂発泡シートが両表面において露出するように備えられていることが好ましい。
即ち、包装用シートは、一面側に設けられた第1の表面層と他面側に設けられた第2の表面層とがそれぞれドナー・アクセプター型の帯電防止剤が練り込まれているポリオレフィン系樹脂発泡シートで構成されている2層構造を有するものであってもよく、前記第1の表面層と前記第2の表面層との間に1又は2以上の中間層を備えた3層以上の積層構造を有し、前記第1の表面層と前記第2の表面層とのそれぞれがドナー・アクセプター型の帯電防止剤が練り込まれているポリオレフィン系樹脂発泡シートで構成されたものであってもよい。
具体的には、ポリオレフィン系樹脂発泡シート1は、前記ポリオレフィン系樹脂組成物を押出機の先端に装着したサーキュラーダイなどから連続的にシート状に押出発泡して押出発泡シートを作製する押出工程を行って製造することができる。
該押出工程では、ドナー・アクセプター型帯電防止剤がポリオレフィン系樹脂に対して親和性を示すため、該ドナー・アクセプター型帯電防止剤が良好な分散状態でポリオレフィン系樹脂発泡シート中に練り込まれた状態となる。
前記押出工程では、冷却用マンドレルの下流側に設けたカッターで筒状の発泡体が押出方向に切断しつつ引き取られる。
したがって、該2次冷却は、冷却用マンドレルの外周面を1次冷却された筒状の発泡体の内周面に摺接させることによって実施される。
該2次冷却では、1次冷却された筒状の発泡体を冷却しつつ同時に冷却用マンドレルによる拡径も行われる。
前記のように押出方向にカッターで切断された発泡体は、展開されて帯状とされた後で前記原反ロールを構成すべく巻き取られる。
前記ポリオレフィン系樹脂組成物は、上記のようなことから結晶化度が40%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましい。
即ち、ポリオレフィン系樹脂組成物の結晶化熱量は、83J/g以下であることが好ましく、62J/g以下であることがより好ましい。
具体的には次のようにして求めることができる。
(結晶化熱量の求め方)
示差走査熱量計装置(例えば、エスアイアイナノテクノロジー社製、型名「DSC6220」)を用いアルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約6mg充てんして、窒素ガス流量20mL/minのもと、30℃から−40℃まで降温した後10分間保持し、−40℃から220℃まで昇温(1st Heating)し、10分間保持後220℃から−40℃まで降温(Cooling)し、10分間保持後−40℃から220℃まで昇温(2nd Heating)してDSC曲線を得る。
なお、全ての昇温・降温は速度10℃/minで行い、基準物質はアルミナを用いる。
前記結晶化熱量は、Cooling過程にみられる結晶化ピークの面積から求められる。
結晶化熱量は装置付属の解析ソフトを用い、高温側のベースラインからDSC曲線が離れる点と、そのDSC曲線が再び低温側のベースラインへ戻る点とを結ぶ直線と、DSC曲線に囲まれる部分の面積から算出することができる。
尚、ポリオレフィン系樹脂発泡シート1の結晶化が抑制されていることは結晶化熱量を求める操作における「1st Heating」での融解熱量が、「2nd Heating」において求められる融解熱量よりも値が低くなることで確認することができる。
ポリオレフィン系樹脂発泡シート1の「2nd Heating」での融解熱量(Qm2)に対する「1st Heating」での融解熱量(Qm1)の割合(Qm1/Qm2)は、0.9以下であることが好ましい。
前記割合(Qm1/Qm2)は、0.8以下であることがより好ましい。
また、前記被包装物は、これらが組み込まれたパソコン、モニター、ビデオレコーダー、スマートフォン、タブレットなどといった電気機器や電子機器であってもよい。
即ち、本発明の包装用シートは、特に用途が限定されるわけではない。
また、本発明の包装用シートは、用途以外の事項に関しても上記例示に何等限定されるものではない。
(実施例1)
押出機として、一段目(上流側)の押出機が口径90mmの単軸押出機、二段目(下流側)の押出機が口径115mmの単軸押出機から構成されたタンデム押出機を用いてポリプロピレン系樹脂発泡シートを作製した。
高溶融張力ポリプロピレン(HMS−PP)と、ブロックポリプロピレン(bPP)と、が50:50の質量比率で含まれている混合ポリプロピレン系樹脂100質量部に対し、ドナー・アクセプター型の帯電防止剤(有機ホウ素化合物と塩基性窒素化合物との混和物)が0.5質量部となる割合で添加され、気泡調整剤(タルク系気泡調整剤)が0.2質量部となる割合で添加された配合物を用意した。
この配合物を一段目の口径90mmの押出機のホッパーに供給し、200℃で加熱溶融した後、この溶融樹脂100質量部に対する割合が4質量部となるように発泡剤であるブタン(イソブタン/ノルマルブタン=35/65)を一段目の押出機の途中から圧入し、該押出機で溶融混練した。
溶融混練によって得られた混練物を接続管を通して二段目の押出機に供給し、該押出機の内部で前記混練物の混練を継続しつつ該混練物の温度を170℃にまで低下させた。
このようにして温度低下させた混練物を押出量98.5kg/時間となるように押出機先端に接続された口径140mm、スリット間隙0.95mmのサーキュラーダイの円環状のスリットから大気中へ筒状に押出して前記混練物を発泡させ、筒状の発泡体を形成させた。
冷却されているマンドレル(マンドレル径:φ414mm、長さ:500mm)で該発泡体を拡径して引き取りつつ、エアリングを用いて該発泡体の外面に空気を吹き付けて該発泡体を冷却し、カッターを用いて該冷却した発泡体を切り開いてポリオレフィン系樹脂発泡シートを作製した。
混合ポリプロピレン系樹脂に代えて低密度ポリエチレン(LDPE)を用いたこと、ドナー・アクセプター型帯電防止剤の量を0.5質量部から0.3質量部へと変更したこと、及び、押出条件を変更したこと以外は実施例1と同様にポリオレフィン系樹脂発泡シートを作製した。
ドナー・アクセプター型帯電防止剤の量を0.3質量部から2.0質量部へと変更したこと以外は実施例2と同様にポリオレフィン系樹脂発泡シートを作製した。
ドナー・アクセプター型帯電防止剤に代えて高分子型帯電防止剤を用いたこと、混合ポリプロピレン系樹脂100質量部に対する高分子型帯電防止剤の添加量を8質量部としたこと以外は実施例1と同様にポリオレフィン系樹脂発泡シートを作製した。
ドナー・アクセプター型帯電防止剤に代えて界面活性剤(ステアリン酸モノグリセリド)を用いたこと、低密度ポリエチレン(LDPE)100質量部に対する界面活性剤の量を1.5質量部としたこと以外は実施例2と同様にポリオレフィン系樹脂発泡シートを作製した。
界面活性剤をステアリン酸モノグリセリドからアルキルジエタノールアミドに変更したこと、低密度ポリエチレン(LDPE)100質量部に対する界面活性剤の量を1.5質量部から3.4質量部としたこと以外は比較例2と同様にポリオレフィン系樹脂発泡シートを作製した。
(物性評価項目)
厚さ:ポリオレフィン系樹脂発泡シートの厚さ
坪量:ポリオレフィン系樹脂発泡シートの厚さ
表面抵抗率:ポリオレフィン系樹脂発泡シートの表面をエタノールで拭き取った後において温度20℃、相対湿度60%RHの条件下で測定した表面抵抗率
ブリードアウト量:ポリオレフィン系樹脂発泡シートの表面でのブリードアウト量
金属イオン量:ポリオレフィン系樹脂発泡シートの表面でのアルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンの総量
即ち、上記のようなことから、本発明の包装用シートは、被包装物への成分の移行が少なく、且つ、帯電防止性に優れることがわかる。
Claims (3)
- ドナー・アクセプター型の帯電防止剤が練り込まれているポリオレフィン系樹脂発泡シートを備え、該ポリオレフィン系樹脂発泡シートが少なくとも一方の表面に露出するように備えられている包装用シート。
- 前記ポリオレフィン系樹脂発泡シートに含まれている前記帯電防止剤の含有量は、該ポリオレフィン系樹脂発泡シートに含まれているポリオレフィン系樹脂100質量部に対して0.1部以上3部以下である請求項1記載の包装用シート。
- 前記ポリオレフィン系樹脂発泡シートの厚さが0.15mm以上5mm以下で、坪量が15g/m2以上500g/m2以下であり、
該ポリオレフィン系樹脂発泡シートの前記表面は、
ブリードアウト量が0.2質量%以下で、
アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンの量が1mg/m2以下であり、且つ、
エタノールによる拭き取り後において温度20℃、相対湿度60%RHの条件下で測定される表面抵抗率が1×109Ω以上1×1012Ω以下である請求項1又は2記載の包装用シート。
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