(57)【要約】【課題】  環境的に好ましい方法で廃棄処分することが可能なエア緩衝材を提供する。【解決手段】プラスチックフィルムからなる袋体内に気体が封入されているエア緩衝材１であって、前記プラスチックフィルムが、生分解性樹脂からなり、静摩擦係数が０．５０以上１．３０以下、半減期が３０秒以下の生分解性フィルムであり、かつエア緩衝材に対する圧縮荷重が９８０Ｎ／個のときの静的緩衝係数が８．０以下であり、かつエア緩衝材が破袋するまでの動的緩衝係数の最小値が、８．０以下であることを特徴とする。エア緩衝材。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックフィルムからなる袋体内に気体が封入されているエア緩衝材であって、
前記プラスチックフィルムが、生分解性樹脂組成物からなり、静摩擦係数が０．５０以上１．３０以下、半減期が３０秒以下の生分解性フィルムであり、かつ
エア緩衝材に対する圧縮荷重が９８０Ｎ／個のときの静的緩衝係数が８．０以下であり、エア緩衝材が破袋するまでの動的緩衝係数の最小値が、８．０以下であることを特徴とするエア緩衝材。
【請求項２】
前記生分解性樹脂組成物が、脂肪族ポリエステル樹脂および／または脂肪族−芳香族コポリエステルからなることを特徴とする請求項１記載のエア緩衝材。
【請求項３】
前記生分解性フィルムの、縦方向の破断強度が３０Ｎ／ｍｍ２以上、横方向の破断強度が３０Ｎ／ｍｍ２以上、かつ横方向の破断強度を１としたときの縦方向の破断強度の比が１．０以上１．３以下であることを特徴とする請求項１または２記載のエア緩衝材。
【請求項４】
前記生分解性フィルムの、縦方向の引裂強度が２００Ｎ／ｍｍ以上４００Ｎ／ｍｍ以下、横方向の引裂強度が２００Ｎ／ｍｍ以上４００Ｎ／ｍｍ以下、かつ横方向の引裂強度を１としたときの縦方向の引裂強度の比が０．８以上１．０以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエア緩衝材。
【請求項５】
複数個のエア緩衝材が、前記生分解性フィルムの縦方向に沿って、ミシン目を介して連結されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のエア緩衝材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を利用したエア緩衝材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエア緩衝材の例として、下記文献１には、バリヤー層を備えたプラスチックシートを２枚対向させ、間に気体が封入された状態で該２枚のシートを互いに固着させた包装用緩衝材が記載されている。気体が封入されている部分はヒートシールにより複数の気体封入分割部に分割されている。バリヤー層の形成材料としては、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの熱可塑性樹脂が用いられている。
【０００３】
また、下記特許文献２には、２枚のプラスチックシートを重ね合わせ、接着部により複数区域に区画し、接着部で囲まれた区域内を空気室とし、該空気室に空気を封入してなる梱包用緩衝材が記載されている。プラスチックシートの例として、ポリエチレン２軸延伸フィルムが挙げられている。
【特許文献１】特開平５−２０１４７３号公報
【特許文献２】特開平５−４６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなエア緩衝材は、破損し易い物品等の梱包や包装に用いられるものであるが、不要になったエア緩衝材のほとんどが焼却処分や埋め立て処分されるため、環境的に好ましくないという問題があった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、環境的に好ましい方法で廃棄処分することが可能なエア緩衝材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、エア緩衝材のプラスチック材料として生分解性フィルムに着目した。しかしながら、従来のエア緩衝材の製造装置に、既存の生分解性フィルムを適用してエア緩衝材を製造してみたところ、エア緩衝材の強度が大幅に不足したり、簡単に空気漏れが生じてしまうという不都合が生じた。また製造装置でトラブルが発生してしまい成形すらできない場合もあった。
そこで鋭意研究を重ねた結果、特定の条件を満たす生分解性フィルムを用い、静的緩衝係数および動的緩衝係数が特定の範囲を満たすようにエア緩衝材を構成することによって、良好な緩衝材特性を有するエア緩衝材が得られ、製造上の問題も解決できることを見出して本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明のエア緩衝材は、プラスチックフィルムからなる袋体内に気体が封入されているエア緩衝材であって、前記プラスチックフィルムが、生分解性樹脂からなり、静摩擦係数が０．５０以上１．３０以下、半減期が３０秒以下の生分解性フィルムであり、かつエア緩衝材に対する圧縮荷重が９８０Ｎ／個のときの静的緩衝係数が８．０以下であり、かつエア緩衝材が破袋するまでの動的緩衝係数の最小値が、８．０以下であることを特徴とする。
【０００７】
前記生分解性樹脂が、脂肪族ポリエステル樹脂および／または脂肪族−芳香族コポリエステルであることが好ましい。
前記生分解性フィルムの、縦方向の破断強度が３０Ｎ／ｍｍ２以上、横方向の破断強度が３０Ｎ／ｍｍ２以上、かつ横方向の破断強度を１としたときの縦方向の破断強度の比が１．０以上１．３以下であることが好ましい。
【０００８】
前記生分解性フィルムの、縦方向の引裂強度が２００Ｎ／ｍｍ以上４００Ｎ／ｍｍ以下、横方向の引裂強度が２００Ｎ／ｍｍ以上４００Ｎ／ｍｍ以下、かつ横方向の引裂強度を１としたときの縦方向の引裂強度の比が０．８以上１．０以下であることが好ましい。
また、複数個のエア緩衝材が、前記生分解性フィルムの縦方向に沿って、ミシン目を介して連結されている形態が好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、生分解性フィルムからなり、良好な特性を有するエア緩衝材を、製造上のトラブルを生じることなく製造することができる。本発明のエア緩衝材は、土中や水中等で生分解するので、焼却せずに廃棄処分することができ、環境上好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明のエア緩衝材の一実施形態を示した斜視図である。
図１は、複数個のエア緩衝材１，１…がミシン目２を介して互いに連結された連結体１０を示している。１個のエア緩衝材１は、矩形の生分解性フィルム（以下、単にフィルムということもある）が２つ折りにして重ね合わされ、上側フィルム１ａと下側フィルム１ｂとの間に空気が充填された状態で、開放されている３方の端縁部がヒートシールにより気密に閉じられた形状となっている。
連結体１０の長さ方向Ｘがフィルムの縦方向（フィルム成形時の長さ方向）である。フィルムの横方向（フィルム成形時の幅方向）をＹで示す。
【００１１】
本実施形態において、エア緩衝材１の周囲をなす４辺のうち、２つの短辺はＸ方向に沿っており、２つの長辺はＹ方向に沿っている。
一方の短辺は上側フィルム１ａと下側フィルム１ｂとが連続している折り返し部１１となっている。他方の短辺においては、フィルム端縁より若干内側に、Ｘ方向に沿う短辺ヒートシール部１２が設けられており、これによって上側フィルム１ａと下側フィルム１ｂとが気密に固着されている。短辺ヒートシール部１２とフィルム端縁との間は短辺とじ代部１２ａであり、ここでは上側フィルム１ａと下側フィルム１ｂとが互いに分離されている。
また、２つの長辺においては、Ｙ方向に沿う長辺ヒートシール部１３，１３がそれぞれ設けられており、これによって上側フィルム１ａと下側フィルム１ｂとが気密に固着されている。長辺ヒートシール部１３の外側には長辺とじ代部１３ａが設けられており、ここでは上側フィルム１ａと下側フィルム１ｂとが互いに分離されている。
連結体１０において、隣り合うエア緩衝材１，１の長辺ヒートシール部１３は互いに平行であり、隣り合うエア緩衝材１，１は長辺とじ代部１３ａを介して互いに連結されている。ミシン目２は、この長辺とじ代部１３ａの略中央に長辺ヒートシール部１３と略平行に（Ｙ方向に沿って）設けられている。
【００１２】
本実施形態のエア緩衝材１の連結体１０は、例えば次のようにして製造することができる。
まず、後述する好ましい特性を有する生分解性フィルムを製造する。生分解性フィルムの特性は、フィルム材料である生分解性樹脂組成物の配合、フィルム成型時の条件、フィルムの厚さ等を変えることによって調整可能である。
生分解性フィルムの製造方法は特に限定されないが、例えば、インフレーション成形、Ｔ−ダイ成形等、既存の方法を用いることができるが、特に、縦、横の延伸比率の設定が比較的自由に行えるインフレーション成形が好ましい。
生分解性フィルムの厚さは、特に限定されないが、２０μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、より好ましくは３０μｍ〜８０μｍ程度である。
生分解性フィルムは、長尺筒状に成形されたフィルムが芯材に巻き取られた形態のフィルム原反、または長尺帯状のフィルムが幅方向中央を折り目として半折りされた状態で芯材に巻き取られた形態のフィルム原反として、緩衝材製造工程へ供することが好ましい。
【００１３】
緩衝材製造工程は、上記半折り状態の長尺のフィルムまたは筒状の長尺のフィルムに対して、長さ方向（Ｘ方向）における所定の間隔毎に、幅方向（Ｙ方向）に沿うヒートシール部１３を形成する手段と、長さ方向（Ｘ方向）における所定の間隔毎にミシン目２を形成する手段と、２本のヒートシール部１３と折り返し部１１で囲まれた袋体内に気体を充填する手段と、長さ方向（Ｘ方向）に沿うヒートシール部１２を形成する手段とを備えた製袋機を用いて行うことができる。
また、原反として筒状の長尺のフィルムを用いる場合には、前記気体を充填する手段よりも前段に、幅方向（Ｙ方向）の一方の端部の折り返し部近傍を切り開く手段を設ければよい。
このような製袋機としては、既存の製袋機を適用することができる。
【００１４】
本実施形態のエア緩衝材１を使用する際には、連結体１０を手で引き裂いてミシン目２で分離し、１個ずつ分離されたエア緩衝材１、または複数のエア緩衝材１が連結された所望の長さの連結体１０の形態で用いられる。
【００１５】
本発明における生分解性フィルムの形成材料としては、生分解性樹脂組成物が用いられる。生分解性樹脂組成物としては、脂肪族ポリエステル樹脂、脂肪族−芳香族コポリエステル、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン等の公知の生分解性樹脂から選ばれる１種または２種以上を用いることができる。これらの生分解性樹脂は市販品として入手可能である。中でも、脂肪族ポリエステル樹脂、脂肪族−芳香族コポリエステル、または脂肪族ポリエステル樹脂と脂肪族−芳香族コポリエステルの混合物が好適である。
エア緩衝材１の望ましい特性を実現するために、組成が異なる生分解性樹脂を２種以上混合して用いることが好ましい。
また、生分解性樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で適宜の添加剤を含有させてもよい。
【００１６】
脂肪族ポリエステル樹脂の具体例としては、ビオノーレ＃１００１、ビオノーレ＃３００１、ビオノーレ＃１９０３、ビオノーレ２００１Ｇ、ビオノーレ５００１Ｇ（いずれも商品名、昭和高分子社製）等が挙げられる。
脂肪族−芳香族コポリエステルの具体例としては、ＥＣＯＦＬＥＸ（商品名、ＢＡＳＦ社製）等が挙げられる。
【００１７】
本発明で用いられる生分解性フィルムは、静摩擦係数が０．５０以上１．３０以下、好ましくは０．６０以上１．２０以下である。
本明細書における静摩擦係数の値は、ＡＳＴＭ  Ｄ  １８９４に準処する方法により、試験片上を、鏡面に仕上げたステンレス板が相対速度３０００ｍｍ／分で滑るときの静摩擦係数を測定して得られる値とする。
生分解性フィルムの静摩擦係数が上記の範囲を超えると、製袋機を用いて連結体１０を製造する際に、装置内でのフィルムの滑りが悪くなりトラブルを生じるおそれがある。また静摩擦係数が上記の範囲より小さいと、フィルムどうしが滑りやすくなり、フィルム原反において巻きずれが生じやすくなる。このようなフィルム原反の巻きずれは製袋機におけるトラブル発生の原因となるし、またフィルム原反自体の取り扱い性も悪くなる。
【００１８】
本発明で用いられる生分解性フィルムは、半減期が３０秒以下、好ましくは２０秒以下である。
本明細書における半減期の値は、ＪＩＳ  Ｌ  １０９４に準処する方法により測定して得られる値とする。この半減期の測定方法は、概略、試験片をコロナ放電場で帯電させた後、この帯電圧が１／２に減衰するまでの時間を測定する方法である。
生分解性フィルムの半減期が上記の範囲を超えると、帯電によりフィルムどうしがくっつき易くなるため、製袋機の排出口に緩衝材１が留まり易くなり、トラブルの原因となる。またフィルムや連結体１０の表面に埃やゴミが吸着され易くなる。
【００１９】
また、生分解性フィルムの縦方向の破断強度が３０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましく、より好ましくは４０Ｎ／ｍｍ２以上である。縦方向の破断強度の上限値は特に限定されないが、製造上の限界もあるので、一般的には１００Ｎ／ｍｍ２以下である。
生分解性フィルムの横方向の破断強度は３０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましく、より好ましくは４０Ｎ／ｍｍ２以上である。横方向の破断強度の上限値は特に限定されないが、製造上の限界もあるので、一般的には１００Ｎ／ｍｍ２以下である。
そして、横方向の破断強度を１としたときの縦方向の破断強度の比が１．０以上１．３以下であることが好ましく、１．２以下であることがより好ましい。
本明細書における破断強度の値は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１６１に準処する方法により、引張速度２００ｍｍ／分の条件で測定して得られる値とする。なお試験片の作製はＪＩＳ  Ｋ  ６７３４−１９９５に準処し、１号ダンベル形状とする。
生分解性フィルムの縦方向の破断強度および横方向の破断強度ともに、上記の範囲より小さいと緩衝材１の強度が不足してしまい、良好な緩衝特性が得られなくなる。
また横方向の破断強度に対する縦方向の破断強度の比が、上記の範囲を超えると、フィルムの方向性が大きすぎて、緩衝材１が破袋し易くなる。一方、該破断強度の比が上記の範囲より小さいと、フィルムにコシがなくなり、製袋機内でフィルムがスムーズに送られなかったり、排出口から連結体１０が排出され難くなるなど、トラブルの原因となる。
【００２０】
また、生分解性フィルムの縦方向の引裂強度が２００Ｎ／ｍｍ以上４００Ｎ／ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２５０Ｎ／ｍｍ以上３５０Ｎ／ｍｍ以下である。
生分解性フィルムの横方向の引裂強度は２００Ｎ／ｍｍ以上４００Ｎ／ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２５０Ｎ／ｍｍ以上３５０Ｎ／ｍｍ以下である。
そして、横方向の引裂強度を１としたときの縦方向の引裂強度の比が０．８０以上１．００以下であることが好ましく、０．８０以上０．９５以下であることがより好ましい。
本明細書における引裂強度の値は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２８−３に準処する直角法により、引裂速度２００ｍｍ／分の条件で測定して得られる値とする。
生分解性フィルムの縦方向の引裂強度が、上記の範囲を超えると連結体１０を製造する際に、ミシン目２が形成され難くなる。また上記の範囲より小さいとフィルムが裂け易くなり、緩衝材１の強度が不足してしまう。
生分解性フィルムの横方向の引裂強度が、上記の範囲を超えると連結体１０をミシン目２で分割し難くなる。また上記の範囲より小さいとフィルムが裂け易くなり、緩衝材１の強度が不足してしまう。また連結体１０を引っ張ってミシン目２で分割しようとしたときに、ミシン目２以外の部位が裂けてしまう不都合が生じやすくなる。
また横方向の引裂強度に対する縦方向の引裂強度の比が、上記の範囲を超えると、連結体１０をミシン目２で分割し難くなる。一方、該引裂強度の比が上記の範囲より小さいと、フィルムの方向性が大きすぎて、緩衝材１が破袋し易くなる。
【００２１】
かかる特性を有する生分解性フィルムを用いて緩衝材１を形成することにより、圧縮荷重が９８０Ｎ／個のときの静的緩衝係数が８．０以下であり、かつ破袋するまでの動的緩衝係数の最小値が、８．０以下の緩衝特性を達成することができる。
静的緩衝係数のより好ましい範囲は７．０以下である。また動的緩衝係数のより好ましい範囲は７．０以下である。
【００２２】
本明細書における静的緩衝係数の値は、ＪＩＳ  Ｚ  ０２３５に準処した方法によって得られる値とする。測定器具は、テスター産業（株）の容器圧縮試験機（型名：CO−702）を用いる。試験片としての緩衝材１は、図中のＸ方向の寸法が１２０ｍｍ、Ｙ方向の寸法が２００ｍｍの大きさに製袋され、ミシン目２により連結した２つの緩衝材１を１組として用いる。圧縮速度を１０ｍｍ/分とし、圧縮荷重が９８０Ｎ／個のときの静的緩衝係数の値を求める。
【００２３】
本明細書における動的緩衝係数の値は、ＪＩＳ  Ｚ  ０２３５に準処した方法によって得られる値とする。測定器具は吉田精機（株）（型名：CST−180）を用い、試験片としての緩衝材１は、図中のＸ方向の寸法が１２０ｍｍ、Ｙ方向の寸法が２００ｍｍの大きさに製袋され、ミシン目２により連結した２つの緩衝材１を１組として用いる。高さ３０ｃｍより荷重を自由落下させ、緩衝材１が破袋するまで荷重を増加させて測定を行う。
【００２４】
静的緩衝係数および動的緩衝係数が上記の範囲を満たすように緩衝材１を構成することによって、良好な強度および良好な緩衝性能を有する緩衝材１が得られる。
具体的には、静的緩衝係数が上記の範囲を超えると耐圧縮性が不足し、圧縮応力が印加されたときに破袋するおそれがある。静的緩衝係数の下限値は１であり、これは緩衝材として最も優れた値であるが、緩衝材を構成するフィルムの厚さを著しく厚くするなど、実際の製造は困難である。
また動的緩衝係数が上記の範囲を超えると耐衝撃性が不足し緩衝材としての十分な強度が得られない。
緩衝材１の静的緩衝係数および動的緩衝係数は、生分解性フィルムの特性、内部に封入する気体の量、ヒートシール条件、製袋された緩衝材の大きさ等を変えることによって調整可能である。
【００２５】
本実施形態によれば、生分解性フィルムからなり、良好な緩衝性能と強度を有する緩衝材を製造することができる。また生分解性フィルムを用いるにもかかわらず、既存の製袋機を適用しての連続生産が可能であり、製造時のトラブルも抑えられるので、生分解性を有する緩衝材１を歩留まりよく製造することができ、製造効率も良い。
また生分解性フィルムに帯電防止剤を添加しなくても、良好な帯電防止性能が得られるので、生分解による廃棄処理を行ううえで環境的に好ましい。
【００２６】
なお、緩衝材１の形状は上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。
また上記実施形態では、緩衝材１の袋体を３方シールにより形成したが、要するに気体を保持できる空間を備えた袋体を形成できればよく、適用する製袋機の構造に応じて、袋体の形状やヒートシールする部位を適宜変更することができる。
また緩衝材１の内部に充填させる気体は不活性なものであればよく、特に限定されないが、コスト面から空気が好ましい。
【実施例１】
【００２７】
（実施例１〜３および比較例１〜４）
下記表１に示す配合（単位：質量％）で、生分解性フィルムを、インフレーション法を用いてブローアップ比を調整し製造した。フィルムの厚さはいずれも５０μｍとした。
なお、比較例２は、配合は実施例１と同じとし、ブローアップ比を変更することによってフィルムの縦方向と横方向の特性のバランスが実施例１とは異なるフィルムを製造した。また比較例１では生分解性を有さないポリエチレン（商品名：ノバテックLL  UF421  日本ポリエチレン（株）社製）を用いた。
【００２８】
（フィルム特性）
上記実施例、および比較例で得られた各生分解性フィルムについて、縦方向および横方向それぞれの、破断強度、引裂強度、伸び率、および引張弾性率を測定した。また横方向の測定値を１としたときの縦方向の測定値の比をそれぞれ求めた。また、生分解性フィルムの静摩擦係数および半減期を測定した。その結果を表１に示す。
伸び率は、JIS  K  7161に準拠する方法により、引張速度200ｍｍ／分の条件で測定した。なお、試験片の作製はＪＩＳ  Ｋ  ６７３４−１９９５に準拠し１号ダンベル形状とする。
引張弾性率は、JIS  K  7161に準拠する方法により引張試験速度1ｍｍ／分の条件で測定した。なお、試験片の作製はJIS  K  ６７３４−１９９５に準拠し１号ダンベル形状とする。
【００２９】
（緩衝材特性）
上記実施例および比較例で得られた各生分解性フィルムを用い、製袋機（商品名：エアレディ、白河電産（株）製）により、図１の構成の連結体１０を製造した。
１個の緩衝材１の寸法は、気体が充填されている部分のＸ方向の長さが１２０ｍｍ、Ｙ方向の長さが２００ｍｍとした。ミシン目２は３．０ｍｍ毎に０．５ｍｍの連結部分がある形状とした。
【００３０】
製袋時の不具合について、以下の評価を行った。すなわち、連結体１０を製造したとき、トラブルが緩衝材１０個未満につき１回発生した場合を×、トラブルが緩衝材１０個以上３０個未満につき１回発生した場合を△、トラブルなしで、３０個以上の緩衝材１が連結された連結体１０を製造できた場合を○として表１に示した。
【００３１】
得られた緩衝材１について、静的緩衝係数および動的緩衝係数をそれぞれ測定した。
また下記の方法で、突刺試験およびミシン目からの分離テスト（１）（２）を行った。これらの結果を表１に示す。
なお、比較例２，３の静的緩衝係数は、圧縮荷重が980Ｎ／個に達するまでに破袋したため測定ができなかった。
【００３２】
突刺試験は、緩衝材１の気体が封入されている部分に対して、直径１ｍｍの突刺し針を、５０ｍｍ／分の速度で突刺したときの最大荷重の値（単位：Ｎ）を測定した。
ミシン目からの分離テスト（１）は、連結体１０を手で引き裂いて緩衝材１を分離した。１０回行ったときに、正常に分離できた回数を表１に示す。
ミシン目からの分離テスト（２）は、２個の緩衝材１が連結されている連結体１０を、ミシン目２を中心として、ミシン目から２０ｍｍの位置で切り取った試験片を、５００ｍｍ／分の速度で引張試験機にて分離したときの最大荷重の値（単位：Ｎ）を測定した。
【００３３】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の緩衝材の一実施形態を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…緩衝材、２…ミシン目。
【図１】
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