(57)【要約】静電気の影響を受け易い物品を収容するための静電気拡散性のパッケージであって、静電気拡散特性を有する非発泡高分子材料を含むことと、同高分子材料はポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）及び熱可塑性加工可能な澱粉の混合物を含有することと、からなるパッケージ。【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電気の影響を受け易い物品を収容するための静電気拡散性のパッケージであって、
静電気拡散特性を有する非発泡高分子材料を含むことと、
同高分子材料はポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）及び熱可塑性加工可能な澱粉の混合物を含有することと、からなるパッケージ。
【請求項２】
高分子材料のうちの少なくとも一部はフィルムである請求項１に記載のパッケージ。
【請求項３】
パッケージはバッグである請求項２に記載のパッケージ。
【請求項４】
バッグは高分子材料を含む閉止機構を有する請求項３に記載のパッケージ。
【請求項５】
クラムシェル、ブリスターパック、又はＩＣチューブである請求項１に記載のパッケージ。
【請求項６】
非発泡高分子材料はパッケージ全体を含む請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項７】
材料は重量で１０％以上の澱粉を含有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項８】
材料は重量で２５％以上の澱粉を含有する請求項７に記載のパッケージ。
【請求項９】
材料は重量で１０％以上のＰＶＯＨを含有する請求項１乃至８のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１０】
材料は重量で２０％以上のＰＶＯＨを含有する請求項９に記載のパッケージ。
【請求項１１】
材料は重量で２５％以上のＰＶＯＨを含有する請求項１０に記載のパッケージ。
【請求項１２】
材料は重量で４０％以上のＰＶＯＨを含有する請求項１１に記載のパッケージ。
【請求項１３】
材料は、ほぼ等量の澱粉及びＰＶＯＨを含有する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１４】
パッケージに電磁遮蔽特性を提供する１つ以上の添加剤を含む請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１５】
静電気の影響を受け易い物品を収容するための静電気拡散性のパッケージを製造するための、熱可塑性加工可能な澱粉（ＴＰＳ）及びポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）の混合物を含有する非発泡高分子材料の使用。
【請求項１６】
熱可塑性加工可能な澱粉（ＴＰＳ）及びポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）の混合物を含有する高分子材料の繊維を含む、静電気拡散特性を有する織物。
【請求項１７】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のパッケージによりパッケージ化されたときに静電気の影響を受け易い物品。
【請求項１８】
請求項５に記載のパッケージの製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気を拡散する特性を示す高分子材料を含む、静電気拡散性パッケージに関する。詳細には、本発明は、生分解性及び堆肥化可能のうちの一方又は両方であるそうした材料を含む、フィルムパッケージ、成型パッケージ、又は押出パッケージに関する。加えて、本発明はそうした材料を含む、織物を含む、他の物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性加工可能な澱粉（ＴＰＳ）から製造されたフィルム材料、成型材料、又は押出材料は、堆肥化可能かつ生分解性であるが、それらの材料は静電気拡散特性の必要な全ての用途において、充分な性能を提供しない。しかしながら、発明者らは、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）の添加によって、得られる組成物が堆肥化可能かつ生分解性のままでありながら、さらに押出又は他の手段によって満足に加工され、例として、クリーンルームにおいて用いられるパッケージ（コンテナ又はエンベロープなど）、履物、マット、及び衣服への後の変換に適切な、有益な静電気拡散特性を提示するフィルム基材、ブロー成型コンテナ、射出成型コンテナ、及び押出糸又は押出形材（ｐｒｏｆｉｌｅ）を製造することが可能であることを見出した。なお、製品及び用途に関する上述の一覧は、限定では決してない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００３】
本発明の一態様では、静電気の影響を受け易い物品を収容するための静電気拡散性のパッケージが提供される。実質的に、このパッケージは静電気拡散特性を有する非発泡高分子材料からなる。この高分子材料は、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）及び熱可塑性加工可能な澱粉（ＴＰＳ）の混合物を含有する。有利には、パッケージは生分解性かつ堆肥化可能である。さらに、パッケージは耐久性を有し、壊れにくい。
【０００４】
上述の態様の一実施形態では、高分子材料のうちの少なくとも一部はフィルムである。加えて、パッケージはバッグであり得る。好適には、バッグは高分子材料を含む閉止機構を備える。
【０００５】
さらなる一実施形態では、パッケージは、クラムシェル、ブリスターパック、又はＩＣチューブである。
好適には、パッケージ全体の適切な静電気拡散特性を保証するように、パッケージは完全に非発泡高分子材料からなる。
【０００６】
好適には、材料は重量で１０％以上、さらに好適には２５％以上の澱粉を含有する。好適には、材料は重量で１０％以上のＰＶＯＨを含有する。さらに好適には、材料は重量で２０％以上のＰＶＯＨを含有する。さらに好適には、材料は重量で２５％以上のＰＶＯＨを含有する。さらに、材料は、ほぼ等量の澱粉及びＰＶＯＨを含有してもよく、澱粉又はＰＶＯＨのいずれかを７５％まで含有してもよい。当然のことながら、加工、用途、又はその両方の要件によって、材料がいずれかの原料をより高い割合で含有することも可能である。
【０００７】
加えて、パッケージは密閉可能である。好適には、パッケージ化されている物品を完全に封入するために、パッケージは密閉可能である。より好適には、パッケージはパッケージが密閉されることを可能とする閉止機構を備える。さらに好適には、閉止機構は静電気拡散特性を有する高分子材料を含む。
【０００８】
さらに、本発明は、静電気の影響を受け易い物品を収容するためのパッケージを形成するための、非発泡高分子材料の使用を含む。この材料は、熱可塑性加工可能な澱粉（ＴＰＳ）及びポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）の混合物を含有する。高分子材料の組成物は、静電気拡散性パッケージの実施形態における上述の任意の組成物と同じであってよい。
【０００９】
また、本発明は、熱可塑性加工可能な澱粉（ＴＰＳ）及びポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）の混合物を含有する高分子材料の繊維を含む、静電気拡散特性を有する織物を含む。高分子材料の組成物は、静電気拡散性パッケージの実施形態における上述の任意の組成物と同じであってよい。
【００１０】
また、本発明は、本明細書の任意の記述によるパッケージによりパッケージ化されたときに静電気の影響を受け易い物品を含む。
本発明は、本明細書に参照される機能又は限定の任意の組合せを、そうした機能が相互排他的でない限り、含んでよい。
【００１１】
本発明によって製造される製品は、強化された静電気拡散性能を提示するとともに、欧州統一規格ＥＮ  １３４３２に規定されるように、堆肥化可能かつ生分解性であることができる。
【００１２】
以下のテーブル（テーブル１）には、本発明を実施する材料、並びにポリエチレンを含有する材料、１００％のＰＶＯＨを含有する材料、及び１００％の澱粉を含有する材料についての、静電荷減衰データを示す。このテーブルには、被試験材料、試験番号、材料の表面に印加された電荷がその開始値の１０％まで減衰するのに要した時間（電荷減衰時間）、及び材料の静電容量負荷を示す。静電容量負荷は、良い誘電体の薄膜について単位電荷当たりに得られる表面電圧と、同様の電荷分布を有する試験材料について単位電荷当たりに得られる表面電圧との比である。
【００１３】
テーブルにおける「外側」及び「内側」の参照は、被試験材料の異なる表面を表す。例として、従来技術の材料において用いられる帯電防止剤は高分子表面へ移行する傾向を有するので、材料の外側及び内側の表面の両方を試験することが必要である。
【００１４】
【表１】
2008522911.tif 000002
【００１５】
本発明を実施する材料の電荷減衰時間は、１００％のＰＶＯＨ材料と同様であり、１００％の澱粉材料の電荷減衰時間よりはるかに短いことが、テーブルから分かる。さらに、本発明を実施する材料が高い静電容量負荷を示すことが分かる。したがって、本発明を実施する材料は良好な静電気拡散特性を有することが分かる。
【００１６】
静電気拡散は雰囲気の湿分含量の増大によって改良され得ることが従来技術から知られているため、高分子の表面に湿分を引き付けることによって高絶縁性熱可塑性高分子の静電気拡散特性を改良するために、様々な手段が用いられている。これは、従来法により外部帯電防止コートを施すことによって、或いは高分子内に体積分散した、即ち、成型若しくはフィルム成形に先立って又はその最中に、混合又は押出によって高分子へ組み込まれる内部帯電防止剤を含有させることによって行われた。これらの試薬はブルーミング効果として知られている効果により高分子表面に移行することによって作用し、湿分を引き付けて、静電気の電荷の減衰を強化する。
【００１７】
なお、本発明により製造されたパッケージ物品は、特定の強化された性能レベルが必要とされる場合にはそうした帯電防止剤が添加され得るが、現行の従来のパッケージ物品によって得られるよりも高い静電気拡散性能を達成するためには、外部、内部のいずれの帯電防止剤も必要としない。さらに、この発明に含まれる高分子材料は、雰囲気における湿分と平衡状態にあり、現行の従来製品の場合よりも良好な、２０％〜８０％の相対湿度における変化に応答する性能を提供することが分かった。さらに、本発明に含まれる高分子材料の帯電防止特性はそれらの材料の本質的な特性であり、また、既存の材料において帯電防止剤の一様な分布を保証することは困難であるため、それらの材料を用いるパッケージ及び物品の静電気拡散特性は、既存のパッケージ化材料のものより調和している。
【００１８】
好適には、パッケージ物品が製造される材料は１０％以上、より好適には２５％以上の澱粉を含有し、１０％以上、好適には２０％以上、さらに好適には２５％以上のＰＶＯＨを含有する（重量で）。例えば、等しい割合の澱粉及びＰＶＯＨを含有してもよく、１つの成分を７５％まで含有してもよい。また、組成物は可塑剤を含んでもよい。例えば、澱粉のペレットが可塑剤を含んでもよく、ＰＶＯＨのペレットが可塑剤を含んでもよく、或いはその両方であってもよい。
【００１９】
澱粉とＰＶＯＨとは化学的には無関係であり、それらの物理的性質は著しく異なるが、驚くべきことに、それらが外見の一様な均一なフィルムを形成することが見出された。これはＰＶＯＨ及びポリエチレンの混合物の押出の結果と対比され得て、糸及び織物状の不均一なフィルムを生成する。フィルムは均一性を失うことなく、２０μｍの薄さまでブロー成形され得る。
【００２０】
さらに、得られるフィルムはＰＶＯＨ（水性環境に晒されるまで生分解を開始しない）より相当容易に生分解性である。また、ＰＶＯＨ単独より相当に安価であるという利点を有する。
【００２１】
澱粉及びＰＶＯＨのペレットは均一なブレンドを形成するために単軸押出機により溶融ブレンドされ、それから押し出される。明らかに、ペレットは押出機へ供給される前に混合されてもよいし、押出機へ別々に供給され、その中で混合されてもよい。結果的に、単に各々のペレットの数を調整することによって、２つの成分、ＰＶＯＨ及び澱粉の比率を調整することは非常に簡単である。本明細書に用いられる用語「溶融」は、以下に限定されないが、押出のために単に高分子を充分に軟化させることを含む。等級に依存して、澱粉の融点は約１２０〜１３０℃であり、ＰＶＯＨの融点は約１８０〜２２０℃である。好適には、押出加工は約１６０℃〜１８５℃の範囲（ＰＶＯＨの等級に依存する）の温度、
即ち、澱粉の融点より高いがＰＶＯＨの融点より低い温度で実行される。
【００２２】
ブローフィルム押出は、プラスチックバッグ及びプラスチックシートの製法として、よく知られている。通常、溶融プラスチックのチューブは環状のダイから押し出され、次いで内部の空気圧及びローラーによる張力によって伸展され、より大きな直径及び小さな径厚みへ膨張する。熱いチューブは雰囲気空気によって冷却される。また、雰囲気空気は、チューブ内の内部空気圧を提供し、フィルムチューブのサイズ及び厚みを制御するために用いられる。したがって、必要な冷却の程度を得るために、外部の表面のみを通じて空気の流れが存在してもよく、チューブの外部及び内部の表面の両方を通じて空気の流れが存在してもよい。チューブ内の空気圧を注意深く制御することによって、チューブの最終的な直径や、フィルムの厚みを制御することが可能である。
【００２３】
本明細書における用語「澱粉」は、主としてアミロース、アミロペクチン、又はその両方からなる、天然の、野菜起原の炭水化物を表す。この用語が、未変性澱粉や、熱可塑性澱粉、ゼラチン化澱粉、又は調理澱粉などの物理的な加工澱粉、澱粉の酸性値（ｐＨ）をｐＨで３〜６の範囲に低下させるように酸が添加されている酸性値変更澱粉、非ゼラチン化澱粉、又は架橋澱粉を含むことが理解される。澱粉の源として、例えば、じゃがいも、小麦、トウモロコシ、又はタピオカなど、様々な植物が用いられてもよい。
【００２４】
ここで、単なる例として、本発明の一実施形態を示す。
実施例１
ホッパーを組み込む従来のブローフィルム押出装置のシュートを通じて、澱粉及びＰＶＯＨのペレットを供給した。ペレットは、通常、直径が２〜３ｍｍの範囲、長さが２〜４ｍｍの範囲であった。ホッパー中のペレットの混合物を、高分子を混合及び加熱する単軸押出機へ供給し、得られる溶融混合物を環状のダイへ供給した。その混合物は高分子チューブとして出現した。チューブの直径が増大するように、ダクトからチューブの内側へ圧縮空気を供給した。通常、２．５〜４．５倍の範囲で直径の増大が可能である。チューブが冷却されるにつれ、その物理的な寸法がセットされる（「霜点（ｆｒｏｓｔ  ｐｏｉｎｔ）」と呼ばれる場合もある点にて）。次いで、２つの平らなフィルムを形成するように、チューブを、角度を有するガイドによって、チューブを平らにする１組のニップローラーへ案内した。ニップローラーは、ダイを通じて押し出されたのよりも速い速さでチューブを引き、（気圧によって側方に伸展されることに加え）チューブは長手方向に伸展された。次いで、フィルムを貯蔵ローラー上に供給した。この製法において用いられたような装置は既知であり、少なくともポリエチレンからフィルムを形成することに関しては、例えば、米国特許第３，９５９，４２５号明細書及び米国特許第４，８２０，４７１号明細書に記載されている。
【００２５】
生分解性フィルム、水溶性フィルム、又は水分散性フィルムは、このように比較的低価格で、良好な物理的性質を備えて製造され得る。これは、テーブル２に示すように、得られたフィルムの測定された特性から明らかである。テーブル２では、従来のＰＶＯＨフィルムに対し得られる測定値が、各成分を５０％含有するＰＶＯＨと澱粉との混合物から得られる測定値と比較されている。この場合、ＰＶＯＨは１０℃の冷水に可溶な等級である。本発明を実施する２つのフィルムは、公称厚さが２５，７５μｍであった。機械的性質（ドライフィルムの）は、押出の長手方向である機械方向（ＭＤ）と、横断方向（ＴＤ）との両方において示される。分解及び溶解の時間は、１０℃の水中においてフィルムが分解又は溶解するのに要する時間である。
【００２６】
【表２】
2008522911.tif 000003
【００２７】
ここでテーブル３を参照する。従来のＰＶＯＨフィルムと、ＰＶＯＨ及び澱粉の混合物から製造されたフィルムとに関する、フィルムについての測定値を示す。この場合、ＰＶＯＨは６０℃の温水に可溶の等級である。なお、本発明を実施するフィルムは異なる厚みであった。機械的特性（ドライフィルムの）は、押出の長手方向である機械方向（ＭＤ）と、横断方向（ＴＤ）との両方において示される。分解及び溶解の時間は、６３℃の水中においてフィルムが分解又は溶解するのに要する時間である。
【００２８】
【表３】
2008522911.tif 000004
【００２９】
本発明の第１の実施形態では、上述の製法によって製造された２０〜１００マイクロメートルの厚みのフィルム基材は、静電気の影響を受け易い電子部品のパッケージ化において用いられるバッグへ変換され得る。任意の閉止機構、例えば、Ｋｗｉｋ  Ｌｏｋ（登録商標）、Ｚｉｐ−ｐａｋ（登録商標）、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標）、又は自己接着性の固定具を含む、本発明の組成物全体を通じて製造されるのは、これらのバッグの好適な機能である。当然のことながら、バッグはヒートシールによって閉止されてもよい。
【００３０】
第２の実施形態では、上述の製法によって製造された８０〜３００マイクロメートルの厚みのフィルム基材は、静電気拡散特性を提示するブリスターパック及びクラムシェルパックへ熱成形することによって変換され得る。そうした物品は、熱成形若しくは真空成形又はそれらの組み合わせによって、押出キャストシート又は押出ブローシートから形成され得る。
【００３１】
本発明の第３の実施形態では、形材及び好適にはチューブ状形材（ＩＣチューブなど）が押し出され、これは、例えば、シングル及びデュアル・インラインのチューブの両方において、集積回路をパッケージ化するための生分解性パッケージとして用いられ得る。静電気拡散チューブ状パッケージを提供する現行の方法は、ＰＶＣ形材を押し出し、次いで、形材の内側及び外側の両方に帯電防止コートを施すことである。これは、コーティングが不連続であり、例えば、チューブ内でのパックされた部品の移動によって使用の際に損傷され得る点、加えて、形材は堆肥化可能かつ生分解性でないという点で不利である。本発明を実施する材料を用いると、形材及びエンドプラグは、本質的に静電気拡散性、堆肥
化可能かつ生分解性に製造されるため、多くの用途において利点を提供する。
【００３２】
したがって、ピッチが０．３”又は０．６”の標準ＳＩＬ又はＤＩＬのパッケージを含む一定の範囲の集積回路を含むように設計されたチューブ、表面実装部品、及びエレクトロニクス産業を通じて認識される標準チューブ形材に対しマッピングされた全ての範囲の半導体パッケージが提供され得る。チューブは長さが、例えば、２０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲であってよい。
【００３３】
加えて、パッケージのウェルにおいてクアッド又はＤＩＬの表面実装集積回路パッケージを収容するように設計された成型パッケージは、機械的保護や静電気拡散特性を提供するために、提供されてもよい。
【００３４】
本発明の第４の実施形態では、織布又は不織布の衣服の製造において用いられ得る繊維を押し出すことが可能であることを見出した。これによって、静電気拡散性であり、堆肥化可能かつ生分解性である、静電放電（ＥＳＤ）の影響を受け易い領域への出入りに用いられる衣服及びマットを製造することが可能である。
【００３５】
第５の実施形態では、遮蔽特性を得ることによって、パッケージの中身が、例えば、製造業者から需要家への輸送中にパッケージが通過し得る電界によって影響を受けないように、さらなる添加剤が本発明の組成物に添加される。これらの添加剤は、パッケージの遮蔽特性を改良するために、電気伝導性を有する。通常、添加剤は炭素ベースの粉末及び繊維、金属粉末及び繊維、並びに炭素及びガラスの金属コート繊維を含む。パッケージにおいて用いられる伝導性の添加剤の割合又は種類を変化させることによって、得られる遮蔽の程度を変化させることが可能となる。
【００３６】
ここで理解されるように、本発明は、現行の従来の静電気拡散性の製品と比較して、２０％〜８０％の相対湿度における変化に対する応答の強化された、本質的に、静電気拡散性、堆肥化可能かつ生分解性である、新規なパッケージ及び個人保護具を提供する。
【００３７】
本発明の一変形では、静電気拡散性パッケージの高分子材料は、１００％のＰＶＯＨを含有する。
【国際調査報告】
2008522911.tif 000005
2008522911.tif 000006