JP7472603B2 - 防錆性ストレッチフィルム - Google Patents
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Description
本発明による防錆性ストレッチフィルムは、様々な分野の製品に適用することができ、特に、車載用のネジ、シャフト、金属板、等の金属製品、及び電気部品等を収容する為の包装材料として好適に用いることができる。
金属製品内容物への防錆を目的として、常温で揮発して防錆効果を発揮する気化性の高い防錆剤を樹脂に含有させた包装用積層体が、特許文献1~3で提案されているが、外装による密閉が必要であったり、気化した防錆剤が内容物に付着した場合に、内容物が劣化したり機能的障害を生じたり等、防錆効果以外の影響が懸念され、付着した防錆剤を除去するにも手間が煩雑であるために用途が限定されており、揮発性の防錆剤を用いない防錆性ストレッチフィルムが望まれている。
すなわち、本発明は、以下の点を特徴とする。
1.少なくとも2層を有するストレッチフィルムであって、
該2層のうちの、1層は防錆剤と熱可塑性樹脂とを含有する防錆層であり、他層は熱可塑性樹脂を含有する層であり、
該防錆剤は、
アルカリ性を呈し酸性物質を中和するためのアルカリ剤、
酸化防止剤、
脂肪酸、金属脂肪酸、脂肪酸エステルからなる群から選ばれる1種または2種以上、
酸性ガスを吸着するための酸性ガス吸着剤、
からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する、
防錆性ストレッチフィルム。
2.前記他層が、中間層および外面層を有し、
前記防錆層と、中間層と、外面層とは、この順で積層されている、
上記1に記載の、防錆性ストレッチフィルム。
3.前記防錆性ストレッチフィルムの片面または両面の表面が、ヒートシール性を有する、上記1または2に記載の、防錆性ストレッチフィルム。
4.前記防錆性ストレッチフィルムの片面または両面の表面が、前記防錆層である、上記1~3の何れかに記載の、防錆性ストレッチフィルム。
5.前記防錆層が含有する熱可塑性樹脂および/または前記他層が含有する熱可塑性樹脂は、ポリエチレン系樹脂を含有し、
該ポリエチレン系樹脂の密度は、0.85g/cm3以上、0.95g/cm3以下である、
上記1~4の何れかに記載の、防錆性ストレッチフィルム。
6.前記アルカリ剤が、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、アルミニウム化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する、上記1~5の何れかに記載の、防錆性ストレッチフィルム。
7.前記酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤および/またはリン系酸化防止剤を含有する、
上記1~6の何れかに記載の、防錆性ストレッチフィルム。
8.前記の脂肪酸、金属脂肪酸、脂肪酸エステルの、脂肪酸部分の炭素数は、6以上、20以下である、上記1~7の何れかに記載の、防錆性ストレッチフィルム。
9.前記酸性ガス吸着剤が、疎水性ゼオライト、金属担持ゼオライト、アミノ基担持多孔体からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する、上記1~8の何れかに記載の、防錆性ストレッチフィルム。
10.上記1~9の何れかに記載の防錆性ストレッチフィルムからなる、防錆性包装材料。
11.上記10に記載の防錆性包装材料からなる、防錆性包装体。
また、各図においては省略されているが、各層の間に接着剤層を設けることもできる。
さらに、必要に応じて、各層間の接着強度(密着強度)を強固にするために、各層の積層面に、コロナ放電処理、オゾン処理、プラズマ処理、グロー放電処理、サンドブラスト処理等のなどの物理的な表面処理や、化学薬品を用いた酸化処理などの化学的な表面処理を予め施しておくこともできる。
なお、本発明においては、フィルムとシートとは、同義として扱う。
本発明の防錆性ストレッチフィルムは、少なくとも2層を有するストレッチフィルムであって、該2層のうちの、1層は防錆剤と熱可塑性樹脂とを含有する防錆層であり、他層は熱可塑性樹脂を含有する層である。
また、上記の他層は、例えば、中間層および外面層を有することができ、この場合は、防錆層と、中間層と、外面層とは、この順で積層されていることが好ましい。
上記において、防錆層、上記他層(中間層および/または外面層)に含有される熱可塑性樹脂は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
錆の発生を抑制する為には、外部から侵入してくる酸性ガスまたは包装された内部空間に存在する酸性ガスを防錆性ストレッチフィルムに吸着したり、内容物の表面に防錆剤を付着またはコーティングすることによって、内容物表面に撥水性を付与したり、内容物表面の酸化を防止したり、内容物表面に触れる酸性ガスを中和したりすることが効果的であり、上記の防錆剤を併用することによって、これらの手法を併用して、効率的に防錆効果を発揮することができる。
透明度の高い防錆性ストレッチフィルムの全光線透過率は、50%以上であることが好ましい。
透明度の高い防錆性ストレッチフィルムからなる防錆性包装材料の透明度も高く、透明度の高い防錆性包装材料から作製された防錆性包装体は、内容物、内容物に添付されたラベル、内容物に刻印された文字や印章等を容易に視認することができる。
上記において、一般的な添加剤としては、例えば、アンチブロッキング剤、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料、改質用樹脂等を含有することができる。
防錆性ストレッチフィルムは、防錆層を有することによって内容物の錆発生を抑制し、
ヒートシール層を有することによって優れたヒートシール性を有し、中間層および外面層を有することによって用途に応じた様々な特性を有することができる。
防錆剤は防錆層中に均一に分散していてもよく、濃度勾配を有して分散していてもよい。例えば、一方の片面の表面近傍に防錆剤が多く存在し、他方片面の表面近傍に防錆剤が少なく存在するように濃度勾配を設けた場合には、防錆剤が多い側の片面の表面は効率的に防錆性を発揮し易く、防錆剤が少ない側の片面の表面はヒートシール性が高くなる。
防錆剤の濃度を全体的に低くしたり、防錆層の中央部の防錆剤濃度を高くしたりすることによって、防錆層の両界面の接着性を高めることができる。
防錆層中の防錆剤の含有量は、0.1質量%以上、50質量%以下が好ましく、上記範囲未満だと、十分な防錆効果が発現され難く、上記範囲よりも大きいと、製膜性やヒートシール性が劣り易くなる。
なお、表面が防錆層である場合とは、防錆層の全部または一部が表面に露出していることを指す。
防錆性ストレッチフィルムは、中間層と、外面層とを有していることによって、用途に応じた様々な機能や優れたヒートシール性を有することができる。防錆性ストレッチフィルムは、防錆層、中間層、外面層の順に積層されていることが好ましい。
そして、各層間は、接着剤層を介して積層されていてもよい。
防錆剤は、本発明の防錆性ストレッチフィルムによって包装される内容物に錆が発生することを抑制する化合物である。
本発明における防錆剤は、本発明の防錆性ストレッチフィルムの内部に留まって酸性ガスを吸着したり、本発明の防錆性ストレッチフィルムから包装された内容物の表面へと、気化・飛散や、接触転写によって付着して、内容物表面において、酸性物質を中和したり、撥水して水分の付着を抑制したり、酸化を抑制したりすることによって、錆の発生を抑制することができる。
2種以上を併用した場合には、酸性ガス吸着、酸性物質中和、撥水、酸化抑止等の異なる効果が相乗的に寄与して、防錆性は相乗的に向上する。
含有される防錆剤の組み合わせは、例えば、酸化防止剤とアルカリ剤、酸化防止剤と脂肪酸類、酸化防止剤とアルカリ剤と脂肪酸類、アルカリ剤と脂肪酸類、アルカリ剤と酸性ガス吸着剤、脂肪酸類と酸性ガス吸着剤等が好ましい。
本発明におけるアルカリ剤は、自身はアルカリ性を呈する化合物であり、包装される内容物の表面に付着して、錆発生の原因となる酸性物質を中和して、錆の発生を抑制できる。
アルカリ剤の組成としては、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、アルミニウム化合物が挙げられる。
なお本発明におけるアルカリ金属とは広義のアルカリ金属であって、第1族の金属元素である、Li、Na、K、Rb、Cs、Frを指し、これらの中でもLi、Na、Kが好ましい。
また、アルカリ土類金属とは、広義のアルカリ土類金属であって、第2族の金属元素であるBe、Mg、Ca、SrBa、Raを指す。
防錆性ストレッチフィルムの防錆層に含有されるアルカリ剤の含有量は、15質量%以上、50質量%以下が好ましく、上記範囲未満だと、十分な防錆効果が発現され難く、上記範囲よりも大きいと、製膜性やヒートシール性が劣り易い。
本発明における酸化防止剤は、包装される内容物の表面に付着して、内容物表面の酸化による錆発生を抑制することができる。
酸化防止剤としては、包装材料に用いられる公知公用の酸化防止剤を用いることができるが、フェノール系酸化防止剤や、リン系酸化防止剤が好ましく、これらの中でも、親水基と疎水基とを有するものがより好ましい。
具体的なリン系酸化防止剤としては、トリス(2,4-ジターシャリーブチルフェニル)ホスファイト、2,4,8,10-テトラターシャリーブチル-6-(3-(3-メチル-4-ヒドロキシ-5-ターシャリーブチルフェニル)プロポキシ)ジベンゾ(d,f)(1,3,2)ジオクサホスフェピンが好ましい。
本発明における脂肪酸類は、包装される内容物の表面に付着して、撥水作用を呈して、錆発生の原因となる水分が内容物表面に付着することを抑制して、錆の発生を抑制できる。
具体的な脂肪酸類としては、脂肪酸、金属脂肪酸、脂肪酸エステルが挙げられる。
脂肪酸類は、脂肪族鎖部が疎水基、親水基をカルボン酸部が親水基として機能して、内容物表面に親水基が付着して、疎水基部分が外側に向いて付着していることによって、撥水性を発現するものと考えられる。
脂肪酸類の組成としては、脂肪酸部分の炭素数が6以上、20以下のものが好ましい。該炭素数が上記範囲未満だと沸点が製膜温度に近すぎて気泡を生じたり製膜ができなくなったりする虞があり、上記範囲よりも多いと、防錆性フィルムから包装された内容物の表面への、気化・飛散や、接触転写による付着が生じ難くなる虞がある。
具体的な脂肪酸としては、カプロン酸、ヘプタン酸、ノナン酸、オクタン酸、デカン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラキジン酸等が挙げられる。
具体的な脂肪酸エステルとしては、上記の脂肪酸等のアルコールエステルやグリセリン脂肪酸エステル等が挙げられ、グリセリン脂肪酸エステルは、グリセリントリ脂肪酸エステルが好ましく、グリセリン脂肪酸エステルが好ましく、グリセリントリカプリル酸エステルがより好ましい。
上記の脂肪酸類の中でも、ヘプタン酸、オクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、カプリル酸、カプリン酸、ステアリン酸カルシウム、グリセリントリカプリル酸エステルからなる群から選ばれる1種または2種以上を用いることが好ましい。
単層の防錆性フィルムまたは多層の防錆性フィルムの防錆層に含有される脂肪酸類の含有量は、0.1質量%以上、30質量%以下が好ましく、上記範囲未満だと、十分な防錆効果が発現され難く、上記範囲よりも大きくても防錆効果はさほど向上せず、製膜性やヒートシール性が劣り易くなる為、好ましくない。
本発明における酸性ガス吸着剤は、SOx、NOx、炭酸ガス等の酸性ガスを吸着して、包装される内容物の表面がこれらの酸性ガスによって錆を発生させることを抑制することができる。
防錆性ストレッチフィルムは、酸性ガス吸着剤を含有することによって、これらの酸性ガスが包装体外部から防錆性ストレッチフィルムを透過して侵入することを抑制したり、包装体内部の内容物収容部に存在するこれらの酸性ガスを吸着して濃度を下げたりすることができる。
酸性ガス吸着剤は、疎水性ゼオライト、金属担持ゼオライト、アミノ基担持多孔体からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有することが好ましい。
酸性ガス吸着剤は、球状、棒状、楕円状等の任意の外形形状であってよく、粉体状、塊状、粒状等いかなる形態であってもよいが、樹脂中に分散させた際の、均一な分散性や混練特性、製膜性等の観点から、粉体状が好ましい。
防錆性ストレッチフィルムの防錆層に含有される酸性ガス吸着剤の含有量は、0.1質量%以上、30質量%以下が好ましく、上記範囲未満だと、十分な防錆効果が発現され難
く、上記範囲よりも大きくても防錆効果はさほど向上せず、製膜性やヒートシール性が劣り易くなる為、好ましくない。
疎水性ゼオライトは、多孔体であり、構成成分であるSiO2/Al2O3モル比が高い程、疎水性が高くなり、SiO2/Al2O3モル比が30/1~10000/1の疎水性ゼオライトが好ましい。
疎水性が高いことによって、極性の高い水蒸気を吸着せずに、極性の低い酸性ガスを吸着する性能が高くなる。
本発明においては、吸湿性能と入手し易さのバランスから、上記範囲のモル比の親水性ゼオライトが好ましく用いられる。
金属担持ゼオライトは、Si、Alとは異なる金属を担持したゼオライトである。担持される金属は、実際には金属酸化物の形または金属原子そのままの形でゼオライトに担持していると考えられる。本発明では、金属酸化物担持ゼオライトと金属原子担持ゼオライトの両種の総称として、金属担持ゼオライトと表記する。
錆を発生させるガス成分が金属担持ゼオライトに触れると、該ガス成分はイオン化、結合、分解。酸化、還元等の何れかの反応を生じて、錆を発生する能力を喪失すると考えられる。
担持される金属種としては、水分と反応し難いもの、鉄よりもイオン化傾向が小さいものが好ましく、具体的には、銅、亜鉛、銀、白金等からなる群から選ばれる1種または2種以上が好ましく、銅、亜鉛、銀なる群から選ばれる1種または2種以上がより好ましい。
また。担持されるゼオライトは、親水性ゼオライト、疎水性ゼオライトのどちらでもよい。
アミノ基担持多孔体は、アミノ基を有する化学吸着剤を多孔体に担持させたものである。
担持方法としては、公知または慣用の担持方法を適用することができ、例えば、化学吸着剤を含有する溶液を多孔体に含浸させて、乾燥することにより、担持させることができる。
アミノ基担持多孔体は、アミノ基部分がアルデヒド化合物等と選択的に反応して吸着するが、また多孔体の孔部分に対する物理吸着特性も期待できる。
アミノ基を担持させる多孔体としては、その表面に多数の細孔を有する任意の化合物を用いることができ、無機多孔体が好ましく、例えば、ゼオライト、二酸化ケイ素、ケイ酸塩、活性炭、チタニア、燐酸カルシウム等の無機燐酸塩、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、及びこれらの混合物が挙げられる。
特に、吸着対象物質の分子サイズやクラスターサイズに対して有効な孔サイズの多孔状態を有することや安全面の観点から、水酸化アルミニウム、ゼオライト、ケイ酸塩を用いることが好ましい。
防錆剤は、防錆剤を熱可塑性樹脂とメルトブレンドしたマスターバッチを経て含有されることが好ましい。
具体的には、防錆剤を熱可塑性樹脂に相対的に高濃度でメルトブレンドしてマスターバッチを調整し、次いで、防錆剤濃度になるように、マスターバッチと熱可塑性樹脂等の成分とをドライブレンドして用いることが好ましい。
メルトブレンドされる防錆剤や熱可塑性樹脂のそれぞれは、1種であっても2種以上で
あってもよく、ひとつのマスターバッチに防錆剤が1種または2種以上含有されていてもよい。
マスターバッチ中の防錆剤の含有量は、3質量%以上、95質量%以下が好ましく、20質量%以上、90質量%以下がより好ましく、30質量%以上、70質量%以下が更に好ましい。上記の範囲であれば、必要かつ十分な量の防錆剤を分散した状態で含有させることが容易である。
上記の熱可塑性樹脂は、防錆層で含有される熱可塑性樹脂と同じであってもよく、異なっていてもよい。
防錆層は、多層の防錆性ストレッチフィルム中の、防錆剤と熱可塑性樹脂とを含有する層である。
防錆層はヒートシール性を有していてもよく、有していなくてもよい。ヒートシール性を有する場合には、ヒートシール性樹脂を含有することが好ましく、あるいは、熱可塑性樹脂がヒートシール性樹脂を含有していてもよい。
防錆層は、1種または2種以上の防錆剤を含有する1層であってもよく、異なる種類や含有率の防錆剤を含有する2層以上で構成されていてもよい。
防錆層は、多層構成の防錆性ストレッチフィルムの表面に積層されていることが好ましい。表面に積層されていることによって、容易に防錆性を発揮することができる。
防錆層の厚さは、当業者が適宜に設定することができるが、5μm以上、150μm以下が好ましく、10μm以上、100μm以下がより好ましく、10μm以上、50μm以下が更に好ましい。上記範囲よりも薄いと、十分な防錆作用を発揮できない虞があり、上記班よりも厚くても防錆効果はさほど向上せず、防錆性ストレッチフィルム全体の剛性が強くなり過ぎて使いづらくなる虞がある。
防錆層に含有される熱可塑性樹脂は、防錆剤の分散に適した親和性を有し、製膜性に優れた樹脂が好ましく、ストレッチ時の自己伸縮性や耐ピンホール性が高い樹脂がより好ましく、ヒートシール性を有する樹脂がさらに好ましい。
具体的な熱可塑性樹脂の種類としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアラミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、フッ素系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、その他等の樹脂が好ましい。これらの樹脂は、1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
これらの樹脂の中でも、製膜性の観点からは、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。
これらのポリオレフィン系樹脂の中でも、製膜性、特にインフレーション製膜性の観点からは、ポリエチレン系樹脂が好ましい。
本発明におけるポリエチレン系プラストマーは、主鎖が主にエチレンモノマーからなるポリエチレンであるが、側鎖の影響及び分子量分布が狭いことによって、弾性を示すと同時に熱可塑性を示すポリエチレン系ポリマーである。
上記のようなポリエチレン系プラストマーとしては、メタロセンプラストマーと呼ばれる、分子量分布が狭いメタロセン触媒を用いて合成したLLDPEが挙げられる。
本発明におけるポリエチレン系エラストマーとは、エチレンモノマーと他のモノマーとに由来する、ハードセグメントとソフトセグメントとを有する共重合体であり、各モノマーに由来する繰り返し単位の配列状態によって、ランダム共重合型とブロック共重合型に分類される。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
一般的に、ランダム共重合型の方がブロック共重合型よりも、相対的に柔らかく、低融点(軟化点)である。
ポリエチレン系エラストマーの具体例としては、エチレン-プロピレンブロック共重合体、エチレン/ブテンランダム共重合体、エチレン/オクテンブロック共重合体や、エチレンと各種の環状オレフィンコポリマー等が挙げられる。
例えばモノマーAとモノマーBからなるランダム共重合体の主鎖構造は、-A-B-A-A-B-A-B-B-A-B-等で表される。
例えばモノマーAとモノマーBからなるランダム共重合体の主鎖構造は、-A--A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A-等で表される。
上記のポリエチレン系樹脂の中でも、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン(LLDPE)がより好ましく、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン(LLDPE)が更に好ましい。これらのポリエチレン系樹脂は、1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
ィルムとして使い難くなる虞があり、上記範囲よりも大きいと、引張り弾性率が高く硬くなり過ぎ、ストレッチフィルムとしての適性に欠ける虞がある。
中間層には、防錆性ストレッチフィルムに、機械的、物理的、化学的な機能、例えば、支持性、剛性、柔軟性、ストレッチ時の自己伸縮性、耐ピンホール性等の種々の機能を付与または調節できる多種の層を有することができる。
例えば、水蒸気バリア層を有することによって、包装体内の内容物収容部への水分の侵入を抑制したり、内容物収容部の水分を吸着したりして湿度を下げて、結露を抑制し、内容物に対して、優れた防錆性を付与することができる。水蒸気バリア層の具体例としては、無機蒸着層、金属箔層が挙げられる。
中間層に含有される熱可塑性樹脂は、上記の付与または調節しようとする機能のそれぞれに適した樹脂であれば、特に制限は無い。
これらの樹脂の中でも、製膜性の観点からは、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。
これらのポリオレフィン系樹脂の中でも、製膜性、特にインフレーション製膜性の観点からは、ポリエチレン系樹脂が好ましい。
上記のポリエチレン系樹脂の中でも、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン(LLDPE)がより好ましく、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン(LLDPE)が更に好ましい。これらのポリエチレン系樹脂は、1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
率が低く柔らかくなり過ぎ、引張強度、ビカット軟化点等が低くなり過ぎてストレッチフィルムとして使い難くなる虞があり、上記範囲よりも大きいと、引張り弾性率が高く硬くなり過ぎ、ストレッチフィルムとしての適性に欠ける虞がある。
外面層は、防錆性ストレッチフィルムを用いて包装体を作製した際に、包装体の外側向いている層であり、熱可塑性樹脂Cを含有する層である。
外面層は、ヒートシール性を有していなくてもよく、用途に応じて、ヒートシール性を有していてもよい。ヒートシール性を有している場合には、外面層はヒートシール性樹脂を含有する、または熱可塑性樹脂Cがヒートシール性樹脂であることが好ましい。
外面層は防錆剤を含有していてもよく、含有していなくてもよいが、高いヒートシール性を有する為には、防錆剤を含有しないまたは防錆剤の含有率が低いことが好ましい。
ヒートシール性を発揮する為には、外面層は、防錆性ストレッチフィルムの表面に積層されていることが好ましい。
外面層の厚みに特に制限は無いが、10μm以上、100μm以下が好ましい。上記範囲よりも薄いと十分なヒートシール性を発揮できない虞があり、上記範囲よりも厚くてもヒートシール性はそれほど向上せず、防錆性ストレッチフィルムの剛性が強くなりすぎて、ストレッチフィルムの用途としての使い勝手が悪くなる虞がある。
外面層に含有される熱可塑性樹脂は、上記の付与しようとする機能のそれぞれに適した樹脂であれば、特に制限は無い。
本発明の防錆性ストレッチフィルムにおいて用いることができるヒートシール性樹脂は、熱によって溶融して融着し得るものであれば、特に制限無く、公知のヒートシール性樹脂を用いることができる。
ヒートシール性樹脂の具体例としては、ポリエチレン、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、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン、メタロセンポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン-(メタ)アクリル酸エチル共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸その他等の不飽和カルボン酸で変性したポリオレフィン系樹脂、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル-不飽和カルボン酸の三元共重合体樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、環状オレフィンコポリマー、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアクリロニトリル(PAN)などが挙げられる。
これらの中でも、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、ポリオレフィン系樹脂の中でもポリエチレン系樹脂がより好ましく、ポリエチレン系樹脂の中でも低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン(LLDPE)がさらに好ましく、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン(LLDPE)が特に好ましい。
接着剤層に用いられる接着剤に特に制限は無く、DL(ドライラミネート)用接着剤、EC(エクストルージョンコート)用接着剤、ノンソルベントラミネート用接着剤、任意のアンカーコート剤等を用いることができる。
また、接着剤は、熱硬化型、紫外線硬化型、電子線硬化型等のいずれであってよく、水性型、溶液型、エマルジョン型、分散型等のいずれの形態でもよく、また、その性状は、フィルム/シート状、粉末状、固形状等のいずれの形態でもよく、更に、接着機構については、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれの形態でもよい。
本発明の防錆性ストレッチフィルムを製造する方法について説明する。下記に示した作製方法は1例であって、本発明を限定するものではない。
防錆性ストレッチフィルムは、Tダイ押し出し法、押し出しインフレーション法、その他等の任意の方法で作製することができる。
防錆性ストレッチフィルムが多層構成である場合には、各層の積層は、通常の包装材料を製造するときに使用するラミネートする方法、例えば、ウェットラミネーション法、ドライラミネーション法、無溶剤型ドライラミネーション法、押し出しラミネーション法、共押し出しラミネーション法、Tダイ共押し出し法、共押し出しインフレーション法、その他等の任意の方法で行うことができる。
そして、上記の積層を行う際に、必要ならば、例えば、コロナ処理、オゾン処理等の前処理を各層の表面に施すことができる。また、例えば、イソシアネート系(ウレタン系)、ポリエチレンイミン系、ポリブタジェン系、有機チタン系等のアンカーコーティング剤、あるいはポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系、その他等のラミネート用接着剤等のアンカーコート剤等を任意に使用することができる。
防錆性ストレッチフィルムが単層である場合には、先ず、防錆性ストレッチフィルムを形成する為の樹脂組成物を準備して、インフレーション製膜により、防錆性ストレッチフィルムを作製する。
先ず、防錆性ストレッチフィルムを構成する防錆層、中間層、ヒートシール層の各々を形成する為の樹脂組成物を準備する。そして、インフレーション製膜により、防錆層、中間層、ヒートシール層を共押出して積層し、多層の防錆性ストレッチフィルムを作製する。そして、さらに、必要に応じてエージング処理を行ってもよい。
このようにして、液体内容物包装用の積層体または液体内容物用包装材料を作製することができる。
そして、得られた防錆性ストレッチフィルムを、必要に応じて、一軸方向または二軸方向に延伸してもよい。
として、二次加工を施すことができる。
二次加工の例としては、エンボス加工、塗装、接着、印刷、メタライジング(めっき等)、機械加工、表面処理(帯電防止処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、フォトクロミズム処理、物理蒸着、化学蒸着、コーティング、等)等が挙げられる。また、防錆性ストレッチフィルムに、ラミネート加工(ドライラミネートや押し出しラミネート)、製袋加工、およびその他の後処理加工を施すこともできる。
本発明の防錆性包装材料は、本発明の防錆性ストレッチフィルムから作製された包装材料であり、必要に応じて、種々の機能を有する層をさらに含んでいてもよい。
防錆性包装材料は、防錆性ストレッチフィルムと同様な防錆性を有する。
本発明の防錆性包装体は、本発明の防錆性包装材料から作製された包装体である。
本発明の防錆性包装体の形状・形態に特に制限は無く、防錆性包装材料を折り曲げたり、内容物を包むように重ねたり、ヒートシールしたりして、様々な形状・形態にすることができ、印刷装飾によって付加価値を付与することができる。
例えば、パウチ形状の防錆性包装体は、ボトル形状の防錆性包装体と比較して少ない防錆性包装材料で作製可能であり、省資源化に有効である。
上記において、ヒートシールの方法としては、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等の公知の方法で行うことができる。
このように包装されていることによって、防錆性包装体は、外部からの酸性ガスの浸透を抑制したり、内容物表面に防錆剤を付着させて、内容物に錆が発生することを抑制したりすることが、効率的にできる。
防錆性包装体を作製する際には、包装体内の空気を吸引しながら、あるいは、内容物空間を低酸素率や低湿度の空気で置換しながら、密封してもよい。
実施例に用いた原料の詳細は下記の通りである。
・酸化防止剤1:アデカ(株)社製フェノール系酸化防止剤、A060。
・酸化防止剤2:アデカ(株)社製リン系酸化防止剤2112。
・酸化防止剤3:アデカ(株)社製フェノール+リン系混合系酸化防止剤、A-612RG。
・アルカリ剤1:吉澤石灰工業(株)社製酸化カルシウム、HAL-J。平均粒子径1~2μm。
・アルカリ剤2:神島化学工業(株)社製酸化マグネシウム、スターマグPSF-150。平均粒子径0.6μm。
・アルカリ剤3:井上石灰工業(株)社製水酸化カルシウム、平均粒子径3μm。
・脂肪酸1:富士フィルム和光純薬(株)社製ヘプタン酸。
・脂肪酸2:富士フィルム和光純薬(株)社製ステアリン酸。
・金属脂肪酸1:富士フィルム和光純薬(株)社製ステアリン酸カルシウム。
・脂肪酸エステル1:理研ビタミン(株)社製トリグリセライド、アクターM2。
・酸性ガス吸着剤1:(株)シナネンゼオミック社製、酸化銅・酸化亜鉛担持ゼオライト、ダッシュライトCZU。化学反応型。
・酸性ガス吸着剤2:(株)シナネンゼオミック社製、銀担持ゼオライト、ゼオミックAg10D。化学反応型。
・LDPE1:日本ポリエチレン(株)社製LDPE、ノバテックLC520。密度0.923g/cm3、MFR3.6g/10分。
・LLDPE1:(株)プライムポリマー社製LLDPE、エボリューSP0510。密度0.903g/cm3、MFR1.2g/10分。
・LLDPE2:(株)プライムポリマー社製LLDPE、ウルトゼックス1520L。密度0.914g/cm3、MFR2.3g/10分。
・ポリエチレン系プラストマー1:ダウ・ケミカルカンパニー(株)社製AFFINITY PL1880G。密度0.902g/cm3、MFR1g/10分。
・ポリエチレン系プラストマー2:三菱ケミカル(株)社製、カーネルKS340T。密度0.880g/cm3、MFR3.5g/10分。
・ポリエチレン系プラストマー3:三菱ケミカル(株)社製、カーネルKS283。密度0.921g/cm3、MFR2.5g/10分。
・ポリエチレン系エラストマー1:ダウ・ケミカルカンパニー(株)社製INFUSE9107。密度0.866g/cm3、MFR1g/10分。
マスターバッチを下記のように調製した。
[マスターバッチ1の調製]
LDPE1と、酸化防止剤1とを下記割合でメルトブレンドし、マスターバッチ1(MB1)を得た。
LDPE1 95質量部
酸化防止剤1 5質量部
表1の配合に従って、マスターバッチ1と同様に、メルトブレンドし、マスターバッチ2~12(MB2~12)を得た。
先ず、各種類の防錆剤を1種類のみ含有した2層構成の防錆性ストレッチフィルムを作製して、各種評価を実施した。
MB1とLLDPE1とを下記割合でドライブレンドして、防錆層樹脂組成物を得た。
MB1 20質量部
LLDPE1 80質量部
上記で得た防錆層樹脂組成物とLLDPE1とを、共押出し製膜によって製膜及び積層して、下記層構成の防錆性ストレッチフィルム(45μm厚)を得た。そして、各種評価を実施した。
層構成:防錆層/外面層(LLDPE2)=30μm厚/15μm厚
表2の記載に従ってマスターバッチを選択し、実施例1と同様に操作して、防錆性ストレッチフィルムを作製し、同様に評価した。
次に、各種類の防錆剤を1種類または2種類以上含有した3層構成の防錆性ストレッチフィルムを作製して、各種評価を実施した。
MB9とポリエチレン系エラストマー1とを下記割合でドライブレンドして、防錆層樹脂組成物を得た。
MB9 10質量部
ポリエチレン系エラストマー1 90質量部
上記で得た防錆層樹脂組成物とLLDPE1とを、160℃でインフレーション製膜によって製膜及び積層して、下記層構成の防錆性ストレッチフィルム(60μm厚)を得た。そして、各種評価を実施した。
層構成:防錆層/中間層(ポリエチレン系エラストマー1)/外面層(LLDPE2)=15μm厚/30μm厚/15μm厚
表3~10の記載に従ってマスターバッチを選択し、実施例1と同様に操作して、防錆性ストレッチフィルムを作製し、同様に評価した。
防錆層樹脂組成物の代わりにポリエチレン系プラストマー1を用いたこと以外は実施例
1と同様に操作して、防錆性ストレッチフィルムを作製し、同様に評価した。
[製膜性]
防錆性ストレッチフィルムの外観を肉眼で観察し、不良の有無を下記評価基準で評価した。
○:防錆性ストレッチフィルムに皺、ぶつ、剥離等が無かった。
×:防錆性ストレッチフィルムに皺、ぶつ、剥離等が有った。
防錆性ストレッチフィルムを100mm×100mmに切り分け、ヒートシール層がある場合にはヒートシール層同士を対向させて、重ね合せた後にヒートシールテスター(テスター産業社製:TP-701-A)を用いて、端部はヒートシールされずに二股に分かれている状態になるように1cm×10cmの領域をヒートシールし、さらに15mm幅で短冊状に切り分けて、ヒートシール強度測定用の試験片を作製した。
この試験片の二股に分かれている各端部を引張試験機に装着して、ヒートシール部を剥離するように引っ張って、ヒートシール強度(N/15mm幅)を測定して、下記合否基準で合否判定した。
(ヒートシール条件)
温度:160℃
圧力:1kgf/cm2
時間:1秒
(引張強度試験条件)
試験速度:300mm/分
荷重レンジ:50N
(合否判定基準)
○:30N/15mm以上であり、合格。
×:30N/15mm未満であり、不合格。
JIS Z1707に準拠して、防錆性ストレッチフィルムを治具で固定し,直径1.0mm,先端形状半径0.5mmの半円形の針を、試験速度50mm/minで、防錆性ストレッチフィルムの非防錆面から突き刺し,針が貫通するまでの最大力(N)を測定した。
JIS Z1702に準拠して、防錆性ストレッチフィルムから作製した短冊状の試験片を、幅15mm、長さ50mmで掴み、試験速度500mm/minで、試験片が破断するまで引張荷重を加えて引張り、最大荷重及び破断時の標線間隔を求めた。
試験片の厚さの測定は,各試験片の標線間を含む計3か所について行い,その最小値を採用した。
ASTM D3420-プラスチックフィルムの振り子耐衝撃性の標準試験法に準拠して、衝撃破壊試験によって、衝撃強さを測定した。
測定条件は、衝撃秤量を3J、衝撃ヘッド0.5インチ(直径12.7mm真鍮製)を取り付け、常温(25℃)で測定した。
防錆フィルムを12mm×15mmに切り出して、下記金属片に巻き付け、60℃、90%RHに調整した恒温槽で14日間保管後の外観を下記評価基準にて評価した。(金属片)
鉄板:冷間圧延鋼板(SPCC)、50mm×50mm×1mm、脱脂済み。
銅板:タフピッチ銅板(C1100P-1/4H)、50mm×50mm×1mm、脱脂済み。
(評価基準)
◎:錆および変色なし、または点錆およびわずかな変色のみ発生。
〇:試験片の面積に対して10%未満に錆発生。
△:試験片の面積に対して10%以上50%未満に錆発生。
×:試験片の面積に対して50%以上に錆発生。
2 防錆性包装材料
3 防錆層
3a 防錆剤
4 中間層
5 外面層
Claims (11)
- 少なくとも2層を有する防錆性ストレッチフィルムであって、
該2層のうちの、1層は防錆剤と、ポリエチレン系プラストマーおよび/またはポリエチレン系エラストマーとを含有する防錆層であり、他層は熱可塑性樹脂を含有する層であり、
該防錆層は、
15質量%以上、50質量%以下の、アルカリ性を呈し酸性物質を中和するためのアルカリ剤、
0.1質量%以上、15質量%以下の、酸化防止剤、
0.5質量%以上、30質量%以下の、脂肪酸、金属脂肪酸、脂肪酸エステルからなる群から選ばれる1種または2種以上、
0.1質量%以上、30質量%以下の、酸性ガスを吸着するための酸性ガス吸着剤、からなる群から選ばれる1種または2種以上の該防錆剤を含有する、
防錆性ストレッチフィルム。 - 前記他層が、中間層および外面層を有し、
前記防錆層と、中間層と、外面層とは、この順で積層されている、
請求項1に記載の、防錆性ストレッチフィルム。 - 前記防錆性ストレッチフィルムの片面または両面の表面が、ヒートシール性を有する、請求項1または2に記載の、防錆性ストレッチフィルム。
- 前記防錆性ストレッチフィルムの片面または両面の表面が、前記防錆層である、請求項1~3の何れか1項に記載の、防錆性ストレッチフィルム。
- 前記熱可塑性樹脂は、ポリエチレン系樹脂を含有し、
前記ポリエチレン系プラストマー、前記ポリエチレン系エラストマー、及び該ポリエチレン系樹脂のそれぞれの密度は、0.85g/cm3以上、0.95g/cm3以下である、
請求項1~4の何れか1項に記載の、防錆性ストレッチフィルム。 - 前記アルカリ剤が、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、アルミニウム化合物からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する、請求項1~5の何れか1項に記載の、防錆性ストレッチフィルム。
- 前記酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤および/またはリン系酸化防止剤を含有する、
請求項1~6の何れか1項に記載の、防錆性ストレッチフィルム。 - 前記の脂肪酸、金属脂肪酸、脂肪酸エステルの、脂肪酸部分の炭素数は、6以上、20以下である、請求項1~7の何れか1項に記載の、防錆性ストレッチフィルム。
- 前記酸性ガス吸着剤が、疎水性ゼオライト、金属担持ゼオライト、アミノ基担持多孔体からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する、請求項1~8の何れか1項に記載の、防錆性ストレッチフィルム。
- 請求項1~9の何れか1項に記載の防錆性ストレッチフィルムからなる、防錆性包装材料。
- 請求項10に記載の防錆性包装材料からなる、防錆性包装体。
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