説明

防錆包装材料

【課題】金属部品などを包装した時に、防錆効果の立ち上がりが早く、少ない防錆剤の添加量で長期間防錆効果を有し、且つ、シール性、耐突刺し性が優れた防錆包装材料を提供する。
【解決手段】外側から、少なくとも、バリア基材層、接着性樹脂層、水分吸収フィルム層、防錆フィルム層が順に積層された積層フィルムからなる。防錆フィルム層は、熱融着性ポリオレフィン系樹脂に気化性防錆剤を練り込んだもので、水分吸収フィルム層は、ポリオレフィン系樹脂に乾燥剤を練りこんだ水分吸収能力を有するフィルムである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属からなる機械・器具や部品等を包装して、保管、搬送、輸送中に、金属表面が酸化されて発錆するのを防止するための包装材料に関し、特に、シールし易く、安定して優れた防錆効果を持続する防錆包装材料に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
防錆油等の塗布による防錆を行なえない様な機械・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。
【0004】
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。
【0005】
そこで、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。通常、防錆フィルム単体で包装するために、包装の外部にも防錆成分が逃げ出し、防錆効果が長持ちしないため、長期間効果を保持するためには無駄に多くの防錆剤を練りこむ必要がある。またフィルムベースがポリエチレン単体フィルムのために、ヒートシールがしにくく、インパルスシール等を用いてもシール部のピンホールやエッジ切れが発生し易くなっており、防錆剤を閉じ込めることが出来ない場合がある。
【0006】
そこで、防錆フィルム単独ではなく、バリア性の包材でその外側を二重に包む必要があった。また、包装時に大気中の水分を包材内に閉じ込めてしまうため、そのままでは包装空間内に閉じ込められた水分の行き場がなく、防錆成分が散逸した時、温度変化を受けた場合の結露発生による錆の進行等の問題があるため、多孔質の小袋等に乾燥剤を別包して同時に包装するか、気化性防錆剤練り込みフィルムに乾燥剤を加えて練りこむ必要がある。しかしながら、包装空間内を最初から低湿状態にした場合には、ポリエチレンへの練り込み性にすぐれ、金属製品表面に残留性が少ないことで多用されている亜硝酸塩類等の気化性防錆剤の種類によっては、気化性防錆剤の効果の立ち上がり、すなわち防錆成分のフィルムからの気化が遅れて、錆が発生してしまうという問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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ある。本発明の目的は、金属部品などを包装した時に、防錆効果の立ち上がりが早く、少ない防錆剤の添加量で長期間防錆効果を有し、且つ、シール性、耐突刺し性が優れた防錆包装材料を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の請求項1に係る発明は、外側から、少なくとも、バリア基材層、接着性樹脂層、水分吸収フィルム層、防錆フィルム層の順序で積層された積層フィルムからなることを特徴とする防錆包装材料である。
【0009】
また本発明の請求項2に係る発明は、前記バリア基材層が、前記防錆フィルム層の熱融着温度では溶融しない延伸フィルムに金属箔をラミネートするか、または、前記延伸フィルムに金属、又は金属酸化物の薄膜を形成した、水蒸気および酸素バリア性基材であることを特徴とする請求項1に記載する防錆包装材料である。
【0010】
また本発明の請求項3に係る発明は、前記防錆フィルム層が、熱融着性ポリオレフィン系樹脂に気化性防錆剤を練りこんだ防錆フィルムであることを特徴とする請求項1または2に記載する防錆包装材料である。
【0011】
また本発明の請求項4に係る発明は、前記気化性防錆剤が、その主たる成分として亜硝酸塩または亜硝酸塩類を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載する防錆包装材料である。
【0012】
また本発明の請求項5に係る発明は、前記水分吸収フィルム層が、ポリオレフィン系樹脂に乾燥剤を練りこんだ水分吸収能力を有するフィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載する防錆包装材料である。
【発明の効果】
【0013】
本発明の防錆包装材料は、外側から、少なくともバリア基材層、接着性樹脂層、水分吸収フィルム層、防錆フィルム層がこの順序で積層・接着された積層フィルムからなるため、金属部品などを包装した時に、外部からの水分や酸素あるいは腐食性ガスの浸入を防ぎながら、防錆成分が散逸せずに長期間防錆効果が維持できる。バリア基材のベースフィルムとして防錆フィルム層の熱融着温度では溶融しない耐熱性の延伸フィルムを用い、アルミ等の金属箔をラミネートするか、または、金属蒸着膜や金属酸化物の薄膜からなるバリア層を形成した、水蒸気および酸素バリア性基材からなるバリア基材を外層としているため、安定したヒートシール性、金属部品等の角が当たってもピンホール等が発生しない耐突刺し性が優れた、取り扱い性の優れた防錆包装材料とすることができる。
【0014】
また、シーラントが熱融着性のポリオレフィン系樹脂に気化性防錆剤を練りこんだ防錆フィルムであるため、シールによる密閉性が安定しているとともに、防錆効果成分が包装空間内に徐々に放出されることで、長期的に防錆効果が発揮させることができる。さらに、乾燥剤を練りこんだ水分吸収フィルム層をバリア基材との中間にサンドイッチするかたちで、最内層にポリオレフィン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亜硝酸塩又は亜硝酸塩類を含む防錆剤を含む防錆フィルム層が積層されている構成とすることで、金属表面に吸着している残存水分に気化した防錆成分が溶解して金属をブロックする、あるいは、包装内の残存水分が防錆剤と反応して気化し包装内に素早く充満して、初期効果の良い防錆効果を発揮するとともに、包装空間内に残った水分や外から浸入した水分を水分吸収フィルムで吸収・補足することで長期間防錆効果の高い防錆包装材料とすることが出来る。後述する、水分吸収フィルム層を内側にする、あるいは、乾燥剤を気化性防錆剤と一緒に練りこんだ構成では初期の防錆効果が低いか、防錆効果が発揮されない場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
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料の積層構成を断面で説明する概略図である。また、図2は、本発明の防錆包装材料で金属部品等の被防錆対象物を密封包装したときの状態を説明する模式図である。
【0016】
本発明の防錆包装材料は、外側から、少なくとも、バリア基材層1、接着性樹脂層4、水分吸収フィルム層3、防錆フィルム層2の順で積層された積層フィルムからなっている。水分吸収フィルム層3と防錆フィルム層2との積層は、接着性樹脂または接着剤を用いて行うか、あるいは、ベース樹脂を同一の樹脂として共押し出し法で積層することができる。
【0017】
ここで、バリア基材層1は、外側から包装内部への水分の侵入や、包装内部から外側への防錆成分の蒸散を防止するバリア機能と、ヒートシール時の耐熱性を向上させ、内外からの突き刺し耐性を持たせる機能を担うものである。バリア性を有する基材であれば使用可能であり、防錆フィルム層2の熱融着温度では溶融しない延伸フィルムにアルミニウム等の金属箔をラミネートしたもの、あるいは、延伸フィルムにアルミニウム等の金属又は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム等の金属酸化物の薄膜を真空蒸着法やスッパタリング法、あるいはCVD(Chemical Vapor Deposition)法等で形成したものが使用できる。ハイバリア性を有したものを用いることが防錆効果が高くなるので好ましい。外部から水分が入ってくるのを防止する水蒸気バリア性としては、10g/m2/day(40℃×90%R.H.)以下が好ましい。また、気化した防錆成分が包装の外側に出て行くのを防止する指標として酸素バリア性を指標とすることが出来、酸素バリア性としては、30×10-63/m2/day/MPa(30℃×70%R.H.)以下が好ましい。ベースフィルムとしては、2軸延伸したポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(ONY)、ポリプロピレン(OPP)等の延伸フィルムが、突き刺し強度が高く、耐熱性があるため好ましい。
【0018】
次に、接着性樹脂層4は、前記バリア基材1と、水分吸収フィルム層3または水分吸収フィルム層と防錆フィルム層との共押し出し複合フィルムを接着・積層するものである。例えば、バリア基材にアンカーコートをしてポリエチレンをエキストルージョンラミネーションする、または、アンカーコート無しで、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体(EMAA)、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)等の接着性樹脂を単独で、あるいは、該接着性樹脂に粘着付与剤を添加したものをエキストルージョンラミネーションすることで形成される。なお、接着性樹脂層4は、上記した溶融樹脂を用いずに、例えば2液硬化型のウレタン系接着剤等でドライラミネートして形成することも可能である。
【0019】
次に、水分吸収フィルム層3は、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂に乾燥剤を公知の方法で混練し、インフレーション法、押し出し法等の公知の製法で製膜した水分吸収能力を有するフィルムである。ここで、乾燥剤としては、酸化カルシウム、ゼオライト、シリカゲル、硫酸マグネシウムや明礬石などの硫酸塩化合物、塩化カルシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、アルミナ、活性炭、粘土鉱物から選択される少なくとも1種以上からなり、更にポリビニルアルコール(PVA)系やポリエチレングルコール(PEG)系等の吸水性ポリマーを併用することも可能である。乾燥剤の添加量は、防錆包装体の内部空間量及び防錆期間によって変更するが、水分吸収効果及びフィルム製膜の安定性から、水分吸収フィルム層の3質量%以上20質量%以下とするのが望ましい。水分吸収フィルム層は、包装空間内に残った水分や外から浸入した水分を吸収・補足することで長期間防錆効果の高い防錆包装材料とする機能を発揮する。
【0020】
次に、防錆フィルム層2は、熱融着性ポリオレフィン系樹脂に気化性防錆剤を練りこんで製膜した防錆フィルムである。インフレーション法あるいは押し出しキャスト法、カレンダー単独で製膜したフィルムを接着性樹脂や接着剤で、前記したバリア基材層1/接着性樹脂層4/水分吸収フィルム層3に積層するか、水分吸収フィルム層上に直接押し出しラミネートすることも可能である。また、水分吸収フィルムと共押し出しで複層一体化したフィルムとして作製することも可能である。
【0021】
防錆フィルム層に練りこまれる防錆剤としては気化性防錆剤が望ましく、被防錆対象物によって選択される。本発明の防錆包装材料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亜硝酸塩または亜硝酸塩類を含むことが望ましい。具体的には、それ自体気化性は有していないが、雰囲気中の水分および炭酸ガス等の酸成分の存在下で加水分解を起こし、鉄鋼材料に対して優れた防錆効果を発揮するNO2-ガスを生成する亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸カルシウム等の亜硝酸塩があげられる。金属と水酸化物イオンが結合するより前に、気化ガス中の亜硝酸イオンと結合して金属表面に防錆皮膜を形成する。また、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、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料には、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併用することも可能であり特に制限されない。なお、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/m3以上の防錆成分の濃度が維持されることが望ましく、防錆フィルム層全体の2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。
【0022】
上記した、水分吸収フィルム層及び防錆フィルム層のベースとなる熱融着性のポリオレフィン系樹脂としては、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、エチレン−αオレフィン共重合体、ポリプロピレン、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。またこれら熱可塑性樹脂の2種以上のブレンド物でも構わない。これらの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。
【0023】
次に、上記した、水分吸収フィルム層及び防錆フィルム層のベースとなる熱融着性のポリオレフィン系樹脂に対する乾燥剤及び防錆剤の添加・配合は、上述したそれぞれ必要とされる吸湿機能及び防錆機能により設定した各種所定配合量の材料を、リボンミキサー、タンブラーミキサー、ヘンシェルミキサーなどを用いてドライブレンドし、単軸押出機、二軸押出機などの押出機、バンバリーミキサーなどの混練機を用いて、ベースとなる熱可塑性樹脂にもよるが、融点以上280℃以下、好ましくは260℃以下、さらに好ましくは240℃以下で混練することで得られる。得られたストランドは空冷により冷却し、ペレタイズ後、アルミ包装袋などの包装形態中で保管する。その後、前述した方法を用いて
防錆包装材を得ることが可能である。
【0024】
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。
【0025】
<実施例1>
バリア基材層として、酸化アルミニウムの透明蒸着フィルム(凸版印刷株式会社製 GL−AEY)15μmを用い、その蒸着面に水分吸収フィルム60μmと、防錆フィルム60μmとを、順次、それぞれドライラミネートして積層し、実施例1の包装材料を得た。ここで、水分吸収フィルムは、低密度ポリエチレン樹脂(旭化成社製 L1850K)に、焼き明礬(カリミョウバンKAl3(OH)6(SO42・の無水物)を、ポリエチレン95質量%/焼き明礬5質量%の配合としたものを押し出し製膜したものを用いた。また、防錆フィルムは、低密度ポリエチレン樹脂(旭化成社製 L1850K)に、予めマスターバッチ化した亜硝酸ナトリウムを主成分とする気化性防錆剤を、ポリエチレン95質量%/気化性防錆剤5質量%の配合としたものを押し出し製膜したものを用いた。
【0026】
<実施例2>
バリア基材層として、酸化アルミニウムの透明蒸着フィルム(凸版印刷株式会社製 GL−AEY)15μmを用い、その蒸着面をコロナ放電処理して、その蒸着面に、EMAA系接着性樹脂(三井デュポンケミカル社製「ニュクレルN0908C])を13μm厚みで押し出して水分吸収フィルム60μmとサンドラミネートし、次いで、低密度ポリエチレン樹脂(旭化成社製 L1850K)を13μm厚みで押し出し防錆フィルム60μmとサンドラミネートして積層し、実施例2の包装材料を得た。ここで、水分吸収フィルムおよび防錆フィルムは、実施例1と同じものを使用した。
【0027】
<比較例1>
バリア基材層として、酸化アルミニウムの透明蒸着フィルム(凸版印刷株式会社製 GL−AEY)15μmを用い、その蒸着面をコロナ放電処理して、その蒸着面に、EMAA系接着性樹脂(三井デュポンケミカル社製「ニュクレルN0908C])を13μm厚みで押し出して水分吸収フィルム60μmとサンドラミネートし、次いで、低密度ポリエチレン樹脂(旭化成社製 L1850K)を13μm厚みで押し出して低密度ポリエチレン(旭化成社製 L1850K)の単体フィルム60μmとサンドラミネートして積層し比較例1の包装材料を得た。ここで、水分吸収フィルムは、実施例1と同じものを使用した。
【0028】
<比較例2>
バリア基材層として、酸化アルミニウムの透明蒸着フィルム(凸版印刷株式会社製 GL−AEY)15μmを用い、その蒸着面をコロナ放電処理して、その蒸着面に、EMAA系接着性樹脂(三井デュポンケミカル社製「ニュクレルN0908C])を13μm厚みで押し出して低密度ポリエチレン(旭化成社製 L1850K)の単体フィルム60μmとサンドラミネートし、次いで、低密度ポリエチレン樹脂(旭化成社製 L1850K)を13μm厚みで押し出し防錆フィルム60μmとサンドラミネートして積層し、比較例2の包装材料を得た。ここで、防錆フィルムは、実施例1と同じものを使用した。
【0029】
<比較例3>
バリア基材層として、酸化アルミニュウムの透明蒸着フィルム(凸版印刷株式会社製 GL−AEY)15μmを用い、その蒸着面をコロナ放電処理して、その蒸着面に、EMAA系接着性樹脂(三井デュポンケミカル社製「ニュクレルN0908C])を25μm厚みで押し出して、防錆剤と乾燥剤の両方を練りこんだフィルム100μmとサンドラミネートし、比較例3の包装材料を得た。ここで、防錆および水分吸収フィルムは、低密度ポリエチレン樹脂(旭化成社製 L1850K)に、予めマスターバッチ化した亜硝酸ナトリウムを主成分とする気化性防錆剤と、焼き明礬を、ポリエチレン90質量%/気化性防錆剤5質量%/焼き明礬5質量%の配合としたものを押し出し製膜したものを用いた。
【0030】
<比較例4>
単体の防錆フィルムとして、低密度ポリエチレン樹脂(旭化成社製 L1850K)に、予めマスターバッチ化した亜硝酸ナトリウムを主成分とする気化性防錆剤を、ポリエチレン95質量%/気化性防錆剤5質量%の配合としたものを厚み100μmで押し出し製膜し、比較例4の包装材料を得た。
【0031】
上記した、実施例1,2及び比較例1〜4の包装材料を用いて、以下に示す、防錆効果、シール性、突刺し性(耐ピンホール性)について評価を行った。その結果を、表1に示す。
【0032】
【表1】

・防錆効果: 各包装材料を用いて、寸法60mm×60mmの袋を作り、寸法50mm
×50mm×厚み2mmの普通鋼を包み、40℃90%RHの環境中で1ヶ月、半年間
保存し錆の発生度合いを評価。 ○:錆発生なし、△:薄く錆発生、×:錆発生
・シール性: 包装材料が完全に熱融着する温度からプラス30度高い温度でヒートシー
ルし、シール部のピンホール発生やエッジ切れの有×、無○を確認した。
・突刺し性: 上記防錆効果評価で作製したと同じサンプルを、各10個づつ箱に入れて
、振動試験(加速度0.75G;5〜50Hz×60分)を行って、袋にピンホールが
空くかを評価した。ピンホール発生は×。
【0033】
<比較結果>
表1に示すとおり、本発明の防錆包装材料の構成を持つ実施例1及び実施例2の包装材料は、防錆効果と包装機能双方とも良好な結果を得た。それに対して、気化性防錆剤を使用していない比較例3は当然のこととして、防錆剤フィルムのみで水分吸収フィルムを構成に用いなかった比較例4、および、乾燥剤を防錆剤とともに練り込み最内層側に用いた比較例5でも防錆効果が不十分な結果となった。防錆フィルム単独で用いた比較例6ではば初期の防錆効果はあったものの気化性防錆剤の蒸散が速く、長期間保存では防錆効果が低下し、またシール性、突刺し性が悪く、包装材料としての取り扱い性、機能が不足している結果となった。以上の結果より、本発明の防錆包装材料の有用性が明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の防錆包装材料の積層構成を断面で説明する概略図。
【図2】本発明の防錆包装材料で金属部品等の被防錆対象物を密封包装したときの状態を説明する模式図
【符号の説明】
【0035】
1・・・バリア基材層 2・・・防錆フィルム層 3・・・水分吸収フィルム層4・・・接着性樹脂層 5・・・金属部品 6・・・水蒸気
7・・・防錆成分

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外側から、少なくとも、バリア基材層、接着性樹脂層、水分吸収フィルム層、防錆フィルム層の順で積層された積層フィルムからなることを特徴とする防錆包装材料。
【請求項2】
前記バリア基材層が、前記防錆フィルム層の熱融着温度では溶融しない延伸フィルムに金属箔をラミネートするか、または、前記延伸フィルムに金属、又は金属酸化物の薄膜を形成した、水蒸気および酸素バリア性基材であることを特徴とする請求項1に記載する防錆包装材料。
【請求項3】
前記防錆フィルム層が、熱融着性ポリオレフィン系樹脂に気化性防錆剤を練りこんだ防錆フィルムであることを特徴とする請求項1または2に記載する防錆包装材料。
【請求項4】
前記気化性防錆剤が、その主たる成分として亜硝酸塩または亜硝酸塩類を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載する防錆包装材料。
【請求項5】
前記水分吸収フィルム層が、ポリオレフィン系樹脂に乾燥剤を練りこんだ水分吸収能力を有するフィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載する防錆包装材料。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2010−52751(P2010−52751A)
【公開日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−217877(P2008−217877)
【出願日】平成20年8月27日(2008.8.27)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】