JP6950388B2 - 透明帯電防止包装材料及び該包装材料を用いた包装袋 - Google Patents
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包装体としては、例えば、1種の包装材料を折ってヒートシール(熱融着)して作製された袋状の包装体(包装袋)や、素材の異なる底材と蓋材とをヒートシールして密封したエンボスキャリアテープ型テーピングのようなものもある。
さらに、収納されている内容物が電子部品等の場合には、電子部品が包装体内壁と接触して発生する静電気、および包装体が剥離される際に発生する静電気により、電子部品の劣化、破壊が生じる危険性があるため、これを防止する手段が包装材料に要求される。
十分な透明性と帯電防止性能とを両立するものとして、平均粒径0.1μm以下の金属酸化物微粒子を帯電防止剤として使用する方法(特許文献1)が知られているが、金属酸化物微粒子の形状が球状である場合、十分な帯電防止性能を得るためには金属酸化物微粒子の添加量を多くしなければならず、透明性の低下、着色などの問題があり、十分な両立は達成されなかった。
金属酸化物微粒子同士の接触が不十分となり、塗膜の表面抵抗率が安定しないという問題があった。
そして、本発明は、以下の点を特徴とする。
前記シーラント層は、少なくとも帯電防止シーラント層を有し、
前記帯電防止シーラント層は、前記透明帯電防包装材料の基材層とは反対側の面の最表面層であり、
前記帯電防止シーラント層は、導電性金属酸化物粒子と、ヒートシール性熱可塑性エラストマーとを含有し、
前記透明帯電防止包装材料の、全光線透過率が、70%以上、95%以下であり、
前記透明帯電防止包装材料の、40℃90%RH環境下における水蒸気透過度は、0.01g/m2/day/atm以上、2.0g/m2/day/atm以下であり、
前記帯電防止シーラント層の表面抵抗率は、1×107Ω/□以上、1×1010Ω/□以
下である、
透明帯電防止包装材料。
2.前記帯電防止シーラント層中の、前記導電性金属酸化物粒子の含有率が、40質量%以上、80質量%以下である、上記1に記載の透明帯電防止包装材料。
3.前記導電性金属酸化物粒子の平均粒径が、長軸方向粒径が0.2μm以上、2.0μm以下であり、短軸方向粒径が0.01μm以上、0.02μm以下であり、長軸/短軸比が20以上、30以下である、上記1または2に記載の透明帯電防止包装材料。
4.前記導電性金属酸化物粒子が、アンチモンドープ酸化錫、錫ドープ酸化インジウム、フッ素ドープ酸化錫、ガリウムドープ酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛、からなる群から選ばれる、1種または2種以上である、上記1〜3の何れかに記載の透明帯電防止包装材料。
5.前記ヒートシール性熱可塑性エラストマーの、ガラス転移温度は、−60℃以上、−
30℃以下である、上記1〜4の何れかに記載の透明帯電防止包装材料。
6.前記ヒートシール性熱可塑性エラストマーの引張弾性率が、23℃において、1.5MPa以上、10MPa以下である、上記1〜5の何れかに記載の透明帯電防止包装材料。
7.前記ヒートシール性熱可塑性エラストマーが、SEBS系ブロックポリマーである、上記1〜6の何れかに記載の透明帯電防止包装材料。
図1及び図2は本発明の包装材料の積層構造の例を示す断面図である。図1における積層構造は、基材層、無機蒸着層、接着剤層、絶縁性シーラント層、帯電防止シーラント層が順に積層された層構成である。図2における積層構成は、図1で示した包装材料に中間層及び中間層を接着する為の接着剤層が加えられた層構成である。
本発明の透明帯電防止包装材料は、透明であり、JIS K7361−1に従った全光線透過率は、70%以上、95%以下であり、好ましくは80%以上、93%以下である。本発明の透明帯電防止包装材料の内容物に印刷されたバーコードを読み取る際に、包装材料が透明であれば目視によって正しい位置に入力端末を当て、且つ正確に読み取ることが可能であり、輸出時の税関においても開封せずに通関処理が可能になる。上記波長のレーザー光の透過率が上記範囲よりも低いと読み取りエラーが発生し易く、上記範囲よりも透過率が高い場合には帯電防止性とのバランスが困難になり易い。
包装される内容物が電子部品や薬品等の場合に、低湿度下で保管されることが好ましいものがあり、包装後の外部環境からの湿気の流入を防止する必要がある。
水蒸気透過度が上記範囲よりも大きいと、内容物が湿気の影響を受け易くなり、上記範囲よりも小さい場合には、透明性やレーザー光透過率とのバランスを採ることが困難になり易い。
次に、本発明の包装材料の各層について説明する。
基材層としては、化学的または物理的強度に優れ、無機蒸着膜を形成する条件等に耐え、それら無機蒸着膜等の特性を損なうことなく良好に保持し得ることができる金属、金属酸化物等の無機材料、樹脂等の有機材料を、例えばフィルムやシートとして使用することができる。尚、本発明においては、フィルムなる語を、フィルムとシートを含む総称として記載する。
基材層として好ましく使用されるフィルムの具体例としては、紙、アルミニウム箔、樹脂フィルムが挙げられる。
基材層としては、単層フィルムまたは多層積層フィルムが用いられるが、特に限定されず、各種包装材料に用いられる任意のフィルムを使用することができる。これらの中から、包装する内容物の種類や充填後の加熱処理の有無等の使用条件に応じて、適するものを自由に選択して使用する。
樹脂フィルムに用いられる樹脂としては、セロファン、ポリアミド系樹脂(ナイロン6、ナイロン66、MXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)等)、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)等)、ポリオレフィン系樹脂(低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリプロピレン、酸変性ポリオレフィン系樹脂等)、ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテン、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアリレート(PA)、ポリエステルエーテル(PEE)、ポリアミドイミド(PAI)等が挙げられる。
無機蒸着層は、水蒸気等の透過を防ぐガスバリア性を有するバリア膜であり、無機物または無機酸化物からなる蒸着膜が挙げられる。
無機蒸着層は、アルミニウム蒸着層、アルミナ蒸着層、及び、シリカ蒸着層、なる群から選ばれる1種または2種以上を有する層であることが好ましく、特に、アルミナ蒸着層を有することが好ましい。
更に、必要に応じて、紫外線等の透過を阻止する遮光性を付与することもできる。また、無機蒸着層は1層または2層以上で構成されていてもよい。2層以上で構成される場合は、それぞれが同一の組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。
無機蒸着層は、従来公知の無機物または無機酸化物を用いて、従来公知の方法により形成することができ、その組成および形成方法は特に限定されない。
形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、およびイオンプレーティング法等の物理気相成長法(PhysicalVaporDeposition法、PVD法)、あるいは、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、および光化学気相成長法等の化学気相成長法(ChemicalVaporDeposition法、CVD法)等を挙げることができる。
中間層は、必要に応じて、基材層とシーラント層との中間に設けられる層である。例えば、包装材料の様々な強度を向上させるために、目的に応じた樹脂のフィルムを中間層として含むことができ、文字、図形、記号、その他の所望の絵柄を通常の印刷方式にて任意に形成した印刷層を設けることもできる。用いられるフィルムの種類や積層方法は基材層
と同様である。
また、各種の樹脂を基材層とシーラント層等に塗布することによって形成することも可能である。
本発明の包装材料はシーラント層を有し、該シーラント層は、少なくとも帯電防止シーラント層を有し、必要に応じて、絶縁性シーラント層を有する。
帯電防止シーラント層は、包装材料の基材層とは反対側の面の最表面層であり、導電性金属酸化物粒子がバインダー樹脂中に分散している構成を有し、帯電防止性とヒートシール性を有する層である。
例えば、帯電防止シーラント層が対向するように折られてヒートシールされて形成された包装袋は、帯電防止シーラント層を有することによって、包装袋の内壁において帯電防止性を発現し、収容されている電子部品等が静電気によって破壊されることを防止し得る。
本発明において、帯電防止シーラント層形成の積層方法は特に限定されず、公知または慣用の積層方法を適用することができる。
また、積層前に、積層対象表面に、必要に応じて、予め、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を施して、接着性を高めても良い。
更に、帯電防止シーラント層には、必要に応じて分散安定剤、ブロッキング防止剤等の添加剤を含有させることができる。
帯電防止シーラント層の厚みは、0.3μm以上、5.0μm以下が好ましく、0.5μm以上、3.0μm以下が更に好ましい。厚みが上記よりも薄いと、ヒートシール時のクッション性が悪くて熱および圧力が均一にかかり辛くなり、更にはヒートシール強度が不足し、上記よりも厚いと、ヒートシールするときの必要熱量が大きくなり、高速ヒートシールが困難となり生産性が低下する。
/□以上、1×1010Ω/□以下が好ましく、1×108Ω/□以上、1×1010Ω/□
以下がさらに好ましい。表面抵抗率が上記範囲をより大きいと、帯電防止効果が極端に悪くなる傾向になり、電子部品等の内容物を静電気障害から保護することが困難になり易く、また、上記範囲よりも小さいと、外部から包装材料を介して電子部品に電気が通電する可能性があり、電子部品が電気的に破壊される危険性があるので好ましくない。
帯電防止シーラント層に用いられるバインダー樹脂には、ヒートシール性熱可塑性エラ
ストマーが好ましく含まれる。ヒートシール性熱可塑性エラストマーの分子構造は、ハードブロックの樹脂とソフトブロックの樹脂とから構成されており、これらのブロックポリマーが非3次元架橋的に結合していることで、熱可塑性と接着性、更には低弾性(ゴム弾性)を発現するものである。
ヒートシール性熱可塑性エラストマーの具体的な市販品としては、クレイトンポリマージャパン(株)社製G1657(SEBSブロックポリマー)、G1652(SEBSブロックポリマー)等が挙げられる。
また、バインダー樹脂には、必要に応じて、ヒートシール性熱可塑性エラストマーと、通常の絶縁性シーラント層に用いられる樹脂とを混合して用いることもできる。
帯電防止シーラント層に用いられる導電性金属酸化物粒子としては、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、ガリウムドープ酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、等が挙げられ、中でも微細針状のものが好ましく、特に、微細針状アンチモンドープ酸化錫が好ましい。これらの導電性金属酸化物粒子は、湿度に依存することのない安定した良好な帯電防止性を包装材料に容易に発現させることができる。
導電性金属酸化物粒子の含有量は、帯電防止シーラント層中に、40質量%以上、80質量%以下が好ましく、50質量%以上、70質量%以下が更に好ましい。上記範囲の割合で導電性金属酸化物粒子を含有することにより良好な帯電防止性能とヒートシール性と透明性とのバランスを採り易くなる。
導電性金属酸化物粒子の一次粒子は、好ましくは、粒子径が0.2μm以上、0.4μm以下であって、長軸方向粒径が0.2μm以上、2μm以下、短軸方向粒径が0.01μm以上、0.02μm以下、長軸/短軸比が20以上、30以下の針状である。
導電性金属酸化物粒子の一次粒子が、上記範囲の粒径の針状の場合には、球状の導電性フィラーを用いた場合に比べて、帯電防止シーラント層中で少ない量で相互に接触しやすい為に帯電防止性に優れ、小サイズで少量であることから帯電防止シーラント層は無色透明になり易く、内容物の視認性に優れ、内容物のバーコード読み取りエラー発生率が低い、優れた包装材料を与え易くなる。
絶縁性シーラント層は、通常の、ヒートシール性を有するシーラント層である。本発明では、帯電防止シーラント層と区別するために、絶縁性シーラント層と記載する。
絶縁性シーラント層は、必要に応じて、帯電防止シーラント層と接して積層される層であり。例えば、帯電防止シーラント層と併用することにより、シーラント層全体として、ヒートシール性と帯電防止性のバランスを採り易くすることができる。
絶縁性シーラント層は、帯電防止シーラント層に対する密着性が良好であり、且つ、帯電防止シーラント層のヒートシール性を阻害しないものであることが必要である。
また、積層前に、積層対象表面に、必要に応じて、予め、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を施して、接着性を高めても良い。
絶縁性シーラント層の層構成としては、単層でもよく、ポリエチレン/ポリプロピレン
+ポリエチレン/ポリプロピレンのような多層でもよい。
また、絶縁性シーラント層の厚みは、10μm以上、150μm以下が好ましく、20μm以上、100μm以下が更に好ましい。絶縁性シーラント層の厚みが上記よりも薄いと、ヒートシール強度が不足し、上記よりも厚いと、ヒートシールするときの必要熱量が大きくなり、高速ヒートシールが困難となり生産性が低下する。
また、絶縁性シーラント層には、必要に応じて各種の添加剤を包含させることができる。
次に、具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
導電性金属酸化物粒子分散体1:微細針状アンチモンドープ酸化スズのMEK分散体(石原産業(株)社製MPT270。累積個数50%メジアン径0.11〜0.16μm。長軸方向粒径が0.2μm以上、2.0μm以下、短軸方向粒径が0.01μm以上、0.02μm以下、長軸/短軸比が20以上、30以下。微細針状アンチモンドープ酸化スズ分30質量%。)
導電性化合物1:AS100(日本乳化剤(株)社製。イオン液体。
バインダー樹脂溶液1:G1657(クレイトンポリマージャパン(株)社製、SEBS系熱可塑性エラストマー。ガラス転移温度−42℃、23℃引張強度23MPa、23℃引張弾性率2.4MPa、MFR22g/10分)のトルエン溶液。固形分20%。
バインダー樹脂溶液2:G1652(クレイトンポリマージャパン(株)社製、SEBS系熱可塑性エラストマー。ガラス転移温度−42℃、23℃引張強度31MPa、23℃引張弾性率4.8MPa、MFR5g/10分)のトルエン溶液。固形分20%。
両面コロナ処理された厚さ25μmの二軸延伸ナイロンフィルム(興人(株)社製ボニールW)と、片面コロナ処理された厚さ12μmのアルミナ蒸着PETフィルム(大日本印刷(株)社製IB−PET−PXB、蒸着厚10nm。)とを、接着剤を介してドライラミネートした。
そして、貼り合せたナイロンフィルムの反対面に、絶縁性シーラント層として、片面コロナ処理された厚さ50μmのポリエチレンフィルム(フタムラ化学(株)社製LL−XMTN)を同様にドライラミネートした。
その後、37℃で3日間エージング処理し、ラミネート積層体Aを得た。
両面コロナ処理された厚さ25μmの二軸延伸ナイロンフィルム(興人(株)社製ボニールW)と、片面コロナ処理された厚さ12μmのアルミナ蒸着PETフィルム(大日本印刷(株)社製IB−PET−PXB蒸着厚10nm。)とを、接着剤を介してドライラミネートした。
そして、貼り合せたナイロンフィルムの反対面に、絶縁性シーラント層として、片面コロナ処理された厚さ50μmの帯電防止ポリエチレンフィルム((株)アイセロ社製L−110R−1)を同様にドライラミネートした。
その後、25℃で7日間エージング処理し、ラミネート積層体Bを得た。
下記原料を混合して塗布溶液を調整して、ラミネート積層体Aのポリエチレンフィルム
面にグラビアコート法で塗布し、80℃で30秒間加熱して乾燥して、帯電防止シーラント層を形成した。乾燥後の帯電防止シーラント層は、0.5μmであった。
導電性金属酸化物粒子分散体1 60質量部
バインダー樹脂1 40質量部
導電性金属酸化物粒子分散体1中の導電性金属酸化物粒子の含有率:30質量%
バインダー樹脂1中の樹脂の含有率:20質量%
よって、
(60×30/100)/(60×30/100+40×20/100)=69.2質量%
次いで、各種評価を実施した。結果を表1に記載する。
実施例1と同様に、表1の配合に従って塗布溶液を調整し、表1に記載のラミネート積層体を用いて、帯電防止シーラント層を形成した。次いで、各種評価を実施した。結果を表1に記載する。
ラミネート積層体Bをそのまま用いて、各種評価を実施した。結果を表1に記載する。
[レーザー光透過率の測定]
JIS K7361−1に従って、全光線透過率を測定した。透過率70%以上を合格とした。
[水蒸気透過度の測定]
各積層体または包装材料をA4サイズに裁断し、米国MOCON社製PERMATRAN3/31を使用し、40℃、90%RHの条件下での水蒸気透過度(g/m2/day
/atm)を測定した。
各積層体または包装材料の帯電防止シーラント層又は帯電防止ポリエチレンフィルム層表面の表面抵抗率を三菱油化(株)製ハイレスタUPにて測定した。
印加電圧:500V
測定環境:25℃、50%RH以下
[ヒートシール強度測定法]
各積層体または包装材料を2つに折り、帯電防止シーラント層同士、又は帯電防止ポリエチレンフィルム層同士をヒートシールし、シール強度を測定した。
ヒートシール条件:140℃、1kgf、1.0s
引張り条件:シール幅15mm、300mm/min
導電性金属酸化物粒子とヒートシール性熱可塑性エラストマーとを帯電防止シーラント層に含有する実施例1〜5は、良好なレーザー光透過率と、水蒸気透過度と、表面抵抗率とヒートシール性を示した。
帯電防止シーラント層を有さず、シーラント層が帯電防止ポリエチレンフィルムのみである比較例1は、表面抵抗率が高くて帯電防止性が不十分であった。
導電性金属酸化物粒子の代わりに、導電性化合物1を帯電防止シーラント層に含有した比較例2は、ヒートシール強度が低い結果を示した。
2 基材層
3 無機蒸着層
4 接着剤層
5 中間層
6 シーラント層
6a 絶縁性シーラント層
6b 帯電防止シーラント層
Claims (7)
- 透明帯電防止包装材料用の、表面抵抗率が1×10 8 Ω/□以上、1×1010Ω/□以下である帯電防止シーラント層を形成する為の、樹脂組成物であって、
前記樹脂組成物は、アンチモンドープ酸化錫、錫ドープ酸化インジウム、フッ素ドープ酸化錫、ガリウムドープ酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛、からなる群から選ばれる、1種または2種以上である導電性金属酸化物粒子が、ヒートシール性熱可塑性エラストマー中に分散している樹脂組成物。 - 前記樹脂組成物の全固形分中の、前記導電性金属酸化物粒子の含有率が、50質量%以上、70質量%以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記導電性金属酸化物粒子の平均粒径が、長軸方向粒径が0.2μm以上、2.0μm以下であり、短軸方向粒径が0.01μm以上、0.02μm以下であり、長軸/短軸比が20以上、30以下である、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 前記ヒートシール性熱可塑性エラストマーの、ガラス転移温度は、−50℃以上、−40℃以下である、請求項1〜3の何れか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ヒートシール性熱可塑性エラストマーの引張弾性率が、23℃において、2MPa以上、6MPa以下である、請求項1〜4の何れか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ヒートシール性熱可塑性エラストマーが、SEBS系ブロックポリマーである、請求項1〜5の何れか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の樹脂組成物から形成された帯電防止シーラント層を有する、透明帯電防止包装材料。
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