JP4734682B2 - 導電性を有するプラスチック気泡シートまたはプラスチック段ボール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック気泡シートおよびプラスチック段ボールの改良に関し、導電性を有するとともに防湿性およびガスバリヤ性を維持したプラスチック気泡シートまたはプラスチック段ボールを提供する。
【０００２】
【従来の技術】
多数の突起を設けたプラスチック製のキャップフィルムの突起の底面に、平坦なプラスチック製のバックフィルムを貼り合わせて、多数の密閉された気泡を形成してなるプラスチック気泡シート（以下、「気泡シート」と略す）が、緩衝材として、主に包装の分野で広く使用されている。プラスチック材料としては、ポリエチレンが最も多く使用されていて、用途に応じて、ポリプロピレンなど、そのほかのプラスチックが単独で、またはポリエチレンなどと組み合わせて使用されている。
【０００３】
一方、２枚のプラスチック製のシートを対向させて配置し、それらの間を平行な直線状または曲線状のリブで連結することにより中空体を形成してなるプラスチック段ボール（以下、「段ボール」と略す）も、緩衝材または断熱材として、包装や建築の分野で使用されている。この場合も、プラスチック材料としては、ポリエチレンが最も多く使用されているが、ポリプロピレンそのほかのプラスチックも、単独で、またはポリエチレンなどと組み合わせて使用されている。
【０００４】
上記の気泡シートを用いて行なう包装の対象が、電子部品のような静電気の発生を嫌うものである場合、帯電防止機能をもった気泡シートが要求される。
【０００５】
プラスチックを材料とする気泡シートに一応の帯電防止機能を与えるには、ある種の界面活性剤を帯電防止剤として混練し、表面抵抗を下げた材料を使用すればよいが、この方法で実現できる表面抵抗の低下には、限界がある。加えて、界面活性剤はプラスチック内部からブリードアウトし、表面に到達してはじめて役立つものなので、出尽くしてしまえば帯電防止効果がなくなる。高度の、かつ持続性のある帯電防止は、プラスチックに導電性物質を混合して、フィルムに導電性をもたせることによってはじめて実現できる。
【０００６】
そこで、ポリエチレンなどのプラスチックにカーボンの粉末を練りこんだもので、気泡シートを製造ずることが行なわれている。カーボンの粉末は、導電機構から考えても明らかなことであるが、球状のものは効果が乏しく、フレーク状で粉末の粒子相互の接触が保ち易いのものが好ましい。好適な形状をもったカーボン粉末を十分な量混練することにより、その表面抵抗を十分満足できる程度まで低下させることが可能である。しかし、プラスチック気泡シートの導電性に関して、より高いものに対する希望は際限がないことはもちろんである。
【０００７】
ところで、カーボン粉末を練り込んだポリエチレンフィルムは、導電性と引き換えに、防湿性およびガスバリヤ性が著しく低下することが避けられない。もともとポリエチレンは透過防止性能が高いプラスチックではないが、それに３０〜４０重量％という多量のカーボン粉末を混合することにより、防湿性・ガスバリヤ性は大いに引き下げられる。それ以前の問題として、多量のカーボン粉末、しかもフレーク状のものを混合したポリエチレンは製膜が困難であって、薄いフィルムとすることができないから、気泡シートが緩衝包装材として要求される性能を満たす上で必要とする以上の、厚いフィルムをつくらなければならないことが多い。
【０００８】
カーボン粉末を混合したフィルムで製造した気泡シートは、直射日光を受けると異常に温度が上がり、それ自身の変形が生じたり、被包装物に悪影響を与えたりするという問題もある。
【０００９】
気泡シートについて上に論じたところは、ほとんどがそのままプラスチック製の段ボールに関してもあてはまる。段ボールは、それを形成するシートが気泡シートより厚いから、防湿性・ガスバリヤ性の問題は軽減されるが、その他の問題は共通である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は、帯電防止機能を有する緩衝包装材として使用するための、導電性を有するプラスチック製の気泡シートにおいて、従来品に比べて同等以上の導電性を有し、かつ被包装物を静電気から保護する機能が高められ、一方で防湿性およびガスバリヤ性の低下はほとんどなく、日光による温度上昇の問題も解消した気泡シートを提供することにある。
【００１１】
本発明の第二の目的は、帯電防止機能を有する緩衝包装材として使用するための、導電性を有するプラスチック製の段ボールにおいて、高い導電性を有し、かつ被包装物を静電気から保護する機能が高められ、一方で、日光が当たったときの温度上昇の問題がない段ボールを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の導電性を有するプラスチック気泡シートは、いくつかの態様が可能あるが、基本的な態様の構造は、図１に断面を示すように、多数の突起を設けたプラスチック製のキャップフィルム（２）の突起の底面に、平坦なプラスチック製のバックフィルム（１）を貼り合わせて多数の密閉された気泡（４）を形成してなるプラスチック気泡シートにおいて、キャップフィルムとしてポリエチレンにカーボンの粉末を練りこんだポリエチレンフィルムを使用し、バックフィルム（２）として気泡シートの外側に出る面に金属の蒸着層（５）を設けたプラスチックフィルムを使用したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の導電性を有するプラスチック段ボールは、これにもいくつかの態様があり得るが、代表的な構造は、図４に断面を示すように、一方（７）および他方（８）の２枚のプラスチック製のシートを対向させて配置し、それらの間を平行な直線状または曲線状のリブ（９）で連結することにより中空体を形成してなるプラスチック段ボールにおいて、一方のシートとしてカーボンの粉末を練りこんだシートを使用するか、または一方のシートにカーボンの粉末を練りこんだポリエチレンフィルム（１０）を貼り合わせ、他方のシートとしてその外側に出る面に金属の蒸着層を設けたプラスチックシートを使用するか、または金属の蒸着層（５）を設けたポリエチレンフィルム（１１）を貼り合わせたものを使用したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施態様】
本発明の導電性を有するプラスチック気泡シートの変更態様は、多数の突起を設けたプラスチック製のキャップフィルムの突起の底面に、平坦なプラスチック製のバックフィルムを貼り合わせて多数の密閉された気泡を形成するとともに、突起の頂面に平坦なライナーフィルムを貼り合わせてなるプラスチック気泡シートにおいて、バックフィルムおよびライナーフィルムの一方に、カーボンの粉末を練りこんだフィルムを使用し、他方に、その気泡シートの外側に出る面に金属の蒸着層を設けたプラスチックフィルムを使用したことを特徴とする。これには二種類あるが、要するに、バックフィルムとライナーフィルムとが入れ替わった構成である。
【００１５】
そのひとつは、図２にその断面を示すように、多数の突起を設けたプラスチック製のキャップフィルム（１）の突起の底面に、平坦なプラスチック製のバックフィルム（２）を貼り合わせて多数の密閉された気泡（４）を形成するとともに、突起の頂面に平坦なライナーフィルム（３）を貼り合わせてなる３層構成のプラスチック気泡シートにおいて、バックフィルム（２）にカーボンの粉末を練りこんだフィルムを使用し、ライナーフィルム（３）に、その気泡シートの外側に出る面に金属の蒸着層（５）を設けたプラスチックフィルムを使用したことを特徴とする。
【００１６】
いまひとつは、図３にその断面を示すように、上記したものと同様な３層構成のプラスチック気泡シートにおいて、ライナーフィルム（３）に、カーボンの粉末を練りこんだフィルムを使用し、バックフィルム（１）に、その気泡シートの外側に出る面に金属の蒸着（５）を施したプラスチックフィルムを使用したことを特徴とする。
【００１７】
これら３層構成の態様において、キャップフィルムとしてカーボンの粉末を練りこんだものを使用することが、いっそう好ましい。
【００１８】
金属の蒸着層としては、アルミニウムの蒸着層が、形成が容易であってコストも低く、好適である。以下の記述においては、アルミニウムをもって金属を代表させる。
【００１９】
上記した基本的な態様におけるバックフィルムとしては、高密度ポリエチレンそのほか任意のプラスチックが使用できるが、ポリエステル(代表的にはポリエチレンテレフタレート)のフィルムが適当である。変更態様におけるバックフィルムまたはライナーフィルムであって、アルミニウム蒸着層を設けるものも、同様である。バックフィルムまたはライナーフィルムであってカーボン粉末を練りこむものは、低密度ポリエチレンが、製膜性が高くて好適である。
【００２０】
上記した本発明のいずれの態様においても、バックフィルムまたはバックフィルムおよびライナーフィルムの一方または両方に、キャップフィルムに貼り合わされる面に低融点のポリエチレンフィルムの層を有する積層フィルムを使用することが推奨される。図１ないし図３において、符号（６）で示される部分がその層である。とくに、バックフィルムまたはライナーフィルムとしてポリエステルフィルムを使用する場合は、キャップフィルムとの融着のために、この層を設ける必要がある。
【００２１】
本発明の伝導性を有するプラスチック気泡シートの製造は、常用の装置を使用して実施することができる。すなわち、ポリエチレンを溶融させてＴダイから押出してフィルムとし、気泡の形状に対応する凹部を多数設けた円筒状の成形ロールを用いた真空成形によってキャップフィルムを成形し、それにバックフィルムを、またはバックフィルムおよびライナーフィルムを熱溶着させることにより、気泡シートを形成するという工程に従えばよい。
【００２２】
ただし、プラスチックだけからなる通常の気泡シートは、バックフィルムもライナーフィルムも、キャップフィルムと同時の溶融押出しによって用意し、成形したキャップフィルムと貼り合わせることにより、バックフィルムやライナーフィルムに残っている熱量ないし可塑性を利用して、有利に気泡シートの製造を行なうことができるが、アルミニウム蒸着層を有するポリエチレンフィルムは、別に用意して、キャップフィルムと貼り合わせるほかない。
【００２３】
熱融着に必要な熱は、この場合はキャップフィルムが与えるだけであるから、融着が不完全になるおそれがある。この問題への対策のひとつは、アルミニウム蒸着層を設けたバックフィルムまたはライナーフィルムを予熱して、融着しやすくしておくことである。いまひとつは、前述したように、バックフィルムまたはライナーフィルムのキャップフィルムに貼り合わされる面に、低融点のポリエチレンフィルムの層を設けておくことである。
【００２４】
ポリエチレンへのカーボン粉末の混合量は、多いほど表面抵抗を低くできて好ましいが、製造しようとする気泡シートを構成するカーボン粉末入りフィルムの厚さと、ポリエチレンの物性とによって限度が与えられる。通常、重量基準で４０％程度が上限である。基本的な２層構成の態様の場合、また３層構成の変更態様であってキャップフィルムにカーボン粉末を混合した場合、ポリエチレンを円滑にキャップフィルムに加工できることが必要であるから、若干低くする必要がある。
【００２５】
本発明の導電性を有するプラスチック段ボールの別の態様は、図５にその構造を示すように、一方および他方の２枚のプラスチック製のシートを対向させて配置し、それらの間を平行な直線状または曲線状のリブで連結することにより中空体を形成してなるプラスチック段ボールにおいて、一方のシート（７）としてカーボンの粉末を練りこんだシートを使用するとともに、リブ（９）としてカーボンの粉末を練りこんだリブを使用し、他方のシート（８）としてその外側に出る面にアルミニウムの蒸着層を設けたプラスチックシートを使用するか、またはアルミニウムの蒸着層（５）を設けたポリエチレンフィルム（１１）を貼り合わせたものを使用したことを特徴とする。
【００２６】
上記したどちらの態様においても、２枚のプラスチック製のシートを連結するリブの形状は、図４および図５に示したような、断面が直線状のリブがそれぞれ孤立して存在するものに限られるわけではなく、連続した１枚のシートが波形断面をもつようにした、段ボールのいわゆる中芯の形状をもつものでもよい。そのような態様のプラスチック段ボールの断面を、図６に示す。
【００２７】
プラスチック段ボールを製造する技術には、２枚のシートおよびリブを一体で押出して一挙に段ボールを得る方法と、３個の構成成分を別々に押出してのち一体化して段ボールにする方法と、大別して２種ある。別々に押出す技術には、さらに、各構成成分を同時に押出して融着させる手法と、２枚のシートまたはリブのどちらかを溶融押し出しして、その熱で接触する相手と融着させる手法とがある。後者によるとき、リブは、図６に示したように、１枚のシートを断面が波型になるように成形して使用することになり、異形ダイからの押出しによるか、またはシートのプレス成形により波型断面を与える。異形ダイからの押出しは直線状のリブを形成するのに適し、プレス成形によれば直線状も曲線状も任意にできる。
【００２８】
ポリエチレンフィルムへのカーボン粉末の混合そのほか、導電性を有する気泡シートに関して述べたところは、いずれも導電性を有する段ボールに適用可能である。
【００２９】
【実施例１】
ポリエチレンテレフタレートの厚さ３０μｍのフィルムの、一方の面にアルミニウムの蒸着層（厚さ８００Å）を設け、他方の面に、低密度ポリエチレンの厚さ１５μｍの層を、押出しコーティングによって設けた。アルミニウム蒸着層のある面の表面抵抗は、１０⁸Ω／□であった。
【００３０】
低密度度ポリエチレン中にカーボン粉末を４０重量％混練したものを使用し、空気室の高さが４mm、直径が１０mmの気泡を有するキャップフィルムに加工し、これに上記のアルミニウム蒸着層を有するポリエステルフィルムを、バックフィルムとして貼り合わせることにより、図１に示す断面構造をもつ二層構成の気泡シートを製造した。この気泡シートを材料とし、カーボン粉末を混練したキャップフィルムを内側に、アルミニウム蒸着層のあるバックフィルムを外側にして、三方シールにより包装袋を製造した。
【００３１】
【実施例２】
低密度ポリエチレンに、実施例１で使用したものと同じカーボン粉末を４０重量％混練したものを溶融押出しし、厚さ５０μｍのフィルムを製造した。これをバックフィルムとして使用し、実施例１で用意した、アルミニウム蒸着層を有するポリエステルフィルムをライナーフィルムとして使用し、キャップフィルムの材料にはカーボン粉末の入らないポリエチレンだけを使用して、図２に示す断面構造をもつ三層構成の気泡シートを製造した。
【００３２】
【実施例３】
実施例１においてバックフィルムとして用意した、アルミニウム蒸着層を有するポリエステルフィルムを、ここでもバックフィルムとして使用した。一方、実施例２においてバックフィルムとして用意した、カーボン粉末入りのポリエチレンフィルムをライナーフィルムとして使用した。キャップフィルムは、実施例１と同様、低密度ポリエチレンにカーボン粉末を４０重量％混練したものを材料として使用し、図３に示す断面構造をもつ三層構成の気泡シートを製造した。
【００３３】
【実施例４】
カーボン粉末を４０重量％練りこんだポリエチレンで厚さ４０μｍのシートを製造し、これを一方のシートとした。一方、アルミニウム蒸着層を有するポリエステルフィルムに対して厚さ４０μｍの低密度ポリエチレンのシートを積層したものを、他方のシートとした。上記と同じカーボン練りこみポリエチレンを異型ダイから押出すことにより、断面が矩形波の形状の溶融シートを得、この両面に一方および他方のシートを接触させることにより、図５に示す断面構造図の段ボールを製造した。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の導電性を有するプラスチック気泡シートは、一方の面にカーボン混練ポリエチレンが存在し、他方の面にアルミニウムの蒸着層が存在するから、気泡や中空構造体がもたらす緩衝能力とともに、高い帯電防止機能を発揮する。その上で、この層構成は、水蒸気およびガスの気泡シート透過を効果的に阻止するから、被包装物に対する防湿や酸化防止の効果が高い。
【００３５】
本発明の導電性を有するプラスチック段ボールも、帯電防止機能に関して、プラスチック気泡シートについて上記したところと同様な性能を発揮する。
【００３６】
この気泡シートおよび段ボールは、包装用に袋または箱を形成する場合、アルミニウム蒸着層が外側に、カーボン混練層が内側に位置するように配置することが好ましい。それにより、一種のシールド効果が得られるからである。すなわち、アルミニウム蒸着層の方がカーボン混練層より表面抵抗が低く、外部の静電気は蒸着層より内部には透過せず、内部で発生した静電気は低い接地抵抗により直ちに逃れでて蓄積しない。
【００３７】
上記のような典型的な使用法によれば、導電性を有する気泡シートや段ボールが直射日光で温まったり変形したりすることが避けられる。それにより、被包装物への悪影響が未然に防止される。美観の点からいっても、もちろんカーボンの黒色よりは、アルミニウム蒸着層の銀色の方がすぐれている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の導電性を有するプラスチック気泡シートの基本的な態様を示す断面図。
【図２】 本発明の導電性を有するプラスチック気泡シートの変更態様のひとつを示す断面図。
【図３】 本発明の導電性を有するプラスチック気泡シートの変更態様のいまひとつを示す断面図。
【図４】 本発明の導電性を有するプラスチック段ボールの一例を示す断面図。
【図５】 本発明の導電性を有するプラスチック段ボールの別の例を示す断面図。
【図６】 本発明の導電性を有するプラスチック段ボールの、さらに別の例を示す断面図。
【符号の説明】
１ キャップフィルム
２ バックフィルム
３ ライナーフィルム
４ 気泡
５ アルミニウム蒸着層
６ 低融点ポリエチレンの層
７ 一方のシート
８ 他方のシート
９ リブ
１０ カーボン粉末を練りこんだポリエチレンの層
１１ アルミニウム蒸着層を有するポリエチレンの層

Claims (2)

1. 一方および他方の２枚のプラスチック製のシートを対向させて配置し、それらの間を平行な直線状または曲線状のリブで連結することにより中空体を形成してなるプラスチック段ボールであって、一方のシートとしてカーボンの粉末を練りこんだシートを使用するか、または一方のシートにカーボンの粉末を練りこんだポリエチレンフィルムを貼り合わせ、他方のシートとしてその外側に出る面に金属の蒸着層を設けたプラスチックシートを使用するか、または金属の蒸着層を設けたポリエチレンフィルムを貼り合わせたものを使用した、導電性を有するプラスチック段ボールを材料とし、金属の蒸着層が外側に、カーボンの粉末を練りこんだ層が内側に位置するようにして袋または箱に加工してなる帯電防止包装用容器。
2. 一方および他方の２枚のプラスチック製のシートを対向させて配置し、それらの間を平行な直線状または曲線状のリブで連結することにより中空体を形成してなるプラスチック段ボールであって、一方のシートとしてカーボンの粉末を練りこんだシートを使用するとともに、リブとしてカーボンの粉末を練りこんだリブを使用し、他方のシートとしてその外側に出る面に金属の蒸着層を設けたプラスチックシートを使用するか、または金属の蒸着層を設けたポリエチレンフィルムを貼り合わせたものを使用した、プラスチック段ボールを材料とし、金属の蒸着層が外側に、カーボンの粉末を練りこんだ層が内側に位置するようにして袋または箱に加工してなる帯電防止包装用容器。

Images