(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも被包装体に接する下層樹脂層と、表面の上層樹脂層と、上下の樹脂層間に介在する中間樹脂層とを具備し、
前記中間樹脂層に金属酸化物を含む光透過防止材を含有し、
前記金属酸化物は、粒径１００〜１０００ｎｍの粒子と粒径１０〜７０ｎｍの粒子とが粒径１００〜１０００ｎｍの粒子１００質量部に対し、粒径１０〜７０ｎｍの粒子を５０〜３００質量部配合されていることを特徴とする、金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【請求項２】
少なくとも被包装体に接する下層樹脂層と、表面の上層樹脂層と、上下の樹脂層間に介在する中間樹脂層とを具備し、
前記中間樹脂層に金属酸化物を含む光透過防止材を含有し、
前記金属酸化物は、粒径１００〜１０００ｎｍの粒子と粒径１０〜７０ｎｍの粒子とが配合され、
波長３５０ｎｍ以下での透過率が１０％以下、波長６００ｎｍ以下の透過率が２０％以下であることを特徴とする、金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【請求項３】
前記金属酸化物は、粒径１００〜１０００ｎｍの粒子と粒径１０〜７０ｎｍの粒子とが粒径１００〜１０００ｎｍの粒子１００質量部に対し、粒径１０〜７０ｎｍの粒子を５０〜３００質量部配合されていることを特徴とする、請求項２記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【請求項４】
金属酸化物は、光透過防止材を含有する樹脂層中に０．１〜１０質量％含有することを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【請求項５】
３日間の日光での曝露によっても、被包装体に変色が発生しないことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【請求項６】
被包装体に接する下層の樹脂層は耐水分透過性材料からなり、かつ、表面の上層樹脂層は、クロス、不織布又は割布の構造を有する樹脂層であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【請求項７】
下層樹脂層はポリプロピレンで、中間層はポリエチレン、上層樹脂層はポリエチレンであり、かつ、金属酸化物は、酸化亜鉛、酸化チタン及び酸化鉄から選択された一種又は二種以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【請求項８】
気化性防錆剤を、下層用樹脂中に練り込み及び/又は下層用樹脂被梱包体接触面に塗工してなることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの包装材により金属コイル、金属シート又は金属製品を梱包した梱包体。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかの包装材で金属コイル、金属シート又は金属製品を梱包したことを特徴とする梱包体の製造方法。
【請求項１１】
波長３５０ｎｍ以下での透過率が１０％以下、波長６００ｎｍ以下の透過率が２０％以下の包装材の製造方法であって、
上層用及び下層用の樹脂を用意する工程と、
これら樹脂を積層するための樹脂接着剤を用意する工程と、
この樹脂接着剤に粒径１００〜１０００ｎｍの粒子と粒径１０〜７０ｎｍの粒子とが配合された金属酸化物を含む光透過防止材を混合する工程と、
光透過防止材を混合した樹脂接着剤により上層用及び下層用の樹脂を積層して、少なくとも三層構造の包装材とする工程とを具備したことを特徴とする、金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材の製造方法。
【請求項１２】
上層用及び下層用の樹脂を用意する工程と、
これら樹脂を積層するための樹脂接着剤を用意する工程と、
この樹脂接着剤に粒径１００〜１０００ｎｍの粒子と粒径１０〜７０ｎｍの粒子とが、粒径１００〜１０００ｎｍの粒子１００質量部に対し、粒径１０〜７０ｎｍの粒子を５０質量部〜３００質量部配合された金属化合物を含む光透過防止材を混合する工程と、
光透過防止材を混合した樹脂接着剤により上層用及び下層用の樹脂を積層して、少なくとも三層構造の包装材とする工程とを具備したことを特徴とする、金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材の製造方法。
【請求項１３】
金属酸化物は、光透過防止材を含有する樹脂層中に０．１〜１０質量％含有する請求項１１又は１２に記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属コイル又は金属シート材等を梱包するために用いられる包装材と、その包装材により梱包された包装体、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属鋼帯の梱包については、従来紙による梱包が主体であった。しかし環境問題への取り組み強化により、一度の使用で使い捨てられる紙に変わり、高炉への吹き込み技術によりリサイクルが可能となった樹脂材の適用拡大が進んでいる。これら樹脂材については、金属鋼帯外周の視認性向上のため透明度の優れた素材を用いるのが一般的である。
【０００３】
これら樹脂材による梱包では従来の紙梱包では問題とならなかった新たな課題が浮き彫りとなってきた。すなわち、日光を透過するため、鋼帯の搬送時や保管時に日光を浴びると、鋼帯に塗布してあった防錆油が変質し、その結果、鋼帯で錆が発生し、錆に至らずとも変色を引き起こすという問題である。
【０００４】
これまで、金属鋼帯用梱包樹脂材の防錆対策としては、気化性防錆剤を樹脂材中に含有させ（特公昭47-4295号公報）或いは気化性防錆剤を樹脂材表面にコーティングする方法（特公昭58-24270号公報）、さらには水溶性ガラス粉末を含有する方法（特開平7-316314号公報）などが提案されている。これらの方法は、日光が直接あたらない環境下では、鋼帯外周に塗布された防錆油の効果もあいまって、相応の効果を上げている。しかしながら、日光を透過する樹脂材による梱包では、鋼帯の搬送時や保管時に直射日光にさらされた場合は、紫外線の影響などにより防錆油が酸化変質し、本来の防錆性を維持できないばかりか、防錆油の変色が鋼帯の変色を招き、樹脂材中や樹脂材表面の防錆剤の効果はほとんど効果を発揮しない。鋼帯外周部の発錆、変色は製品品質の大幅な低下であり需要家での大きな問題につながるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる状況に鑑み、リサイクル性や視認性に優れた樹脂材を包装材に適用するに当たり、梱包後直射日光の暴露をうけても外周に変色を及ぼす事のない金属コイル又は金属シート材等を梱包するために用いられる包装材と、その包装材により梱包された包装体、及びその製造方法に関する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は金属鋼帯梱包用樹脂包装材において、樹脂材中に金属酸化物など光透過防止材を所定の粒径範囲で、所定の量含有させる事により、直射日光を受けても鋼帯表面の変色を防止する手段を確立したものであり、その骨子は以下の（１）〜（２３）である。
【０００７】
（１）少なくとも被包装体に接する下層樹脂層と、表面の上層樹脂層と、上下の樹脂層間に介在する中間樹脂層とを具備し、
前記中間樹脂層に金属酸化物を含む光透過防止材を含有し、
前記金属酸化物は、粒径１００〜１０００ｎｍの粒子と粒径１０〜７０ｎｍの粒子とが粒径１００〜１０００ｎｍの粒子１００質量部に対し、粒径１０〜７０ｎｍの粒子を５０〜３００質量部配合されていることを特徴とする、金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【０００８】
（２）少なくとも被包装体に接する下層樹脂層と、表面の上層樹脂層と、上下の樹脂層間に介在する中間樹脂層とを具備し、
前記中間樹脂層に金属酸化物を含む光透過防止材を含有し、
前記金属酸化物は、粒径１００〜１０００ｎｍの粒子と粒径１０〜７０ｎｍの粒子とが配合され、
波長３５０ｎｍ以下での透過率が１０％以下、波長６００ｎｍ以下の透過率が２０％以下であることを特徴とする、金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【０００９】
（３）前記金属酸化物は、粒径１００〜１０００ｎｍの粒子と粒径１０〜７０ｎｍの粒子とが粒径１００〜１０００ｎｍの粒子１００質量部に対し、粒径１０〜７０ｎｍの粒子を５０〜３００質量部配合されていることを特徴とする、（２）記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【００１０】
（４）金属酸化物は、光透過防止材を含有する樹脂層中に０．１〜１０質量％含有することを特徴とする、（１）乃至（３）の何れかに記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【００１１】
（５） ３日間の日光での曝露によっても、被包装体に変色が発生しないことを特徴とする、（１）〜（４）のいずれか記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【００１２】
（６）被包装体に接する下層の樹脂層は耐水分透過性材料からなり、かつ、表面の上層樹脂層は、クロス、不織布又は割布の構造を有する樹脂層であることを特徴とする、（１）〜（５）のいずれか記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【００１３】
（７） 下層樹脂層はポリプロピレンで、中間層はポリエチレン、上層樹脂層はポリエチレンであり、かつ、金属酸化物は、酸化亜鉛、酸化チタン及び酸化鉄から選択された一種又は二種以上であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【００１４】
（８） 気化性防錆剤を、下層用樹脂中に練り込み及び/又は下層用樹脂被梱包体接触面に塗工してなることを特徴とする、（１）〜（７）のいずれかに記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材。
【００１５】
（９） （１）〜（８）のいずれかの包装材により金属コイル、金属シート又は金属製品を梱包した梱包体。
【００１６】
（１０） （１）〜（８）のいずれかの包装材で金属コイル、金属シート又は金属製品を梱包したことを特徴とする梱包体の製造方法。
【００１７】
（１１）波長３５０ｎｍ以下での透過率が１０％以下、波長６００ｎｍ以下の透過率が２０％以下の包装材の製造方法であって、
上層用及び下層用の樹脂を用意する工程と、
これら樹脂を積層するための樹脂接着剤を用意する工程と、
この樹脂接着剤に粒径１００〜１０００ｎｍの粒子と粒径１０〜７０ｎｍの粒子とが配合された金属酸化物を含む光透過防止材を混合する工程と、
光透過防止材を混合した樹脂接着剤により上層用及び下層用の樹脂を積層して、少なくとも三層構造の包装材とする工程とを具備したことを特徴とする、金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材の製造方法。
【００１８】
（１２）上層用及び下層用の樹脂を用意する工程と、
これら樹脂を積層するための樹脂接着剤を用意する工程と、
この樹脂接着剤に粒径１００〜１０００ｎｍの粒子と粒径１０〜７０ｎｍの粒子とが、粒径１００〜１０００ｎｍの粒子１００質量部に対し、粒径１０〜７０ｎｍの粒子を５０質量部〜３００質量部配合された金属化合物を含む光透過防止材を混合する工程と、
光透過防止材を混合した樹脂接着剤により上層用及び下層用の樹脂を積層して、少なくとも三層構造の包装材とする工程とを具備したことを特徴とする、金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材の製造方法。
【００１９】
（１３）金属酸化物は、光透過防止材を含有する樹脂層中に０．１〜１０質量％含有する（１１）又は（１２）に記載の金属コイル、金属シート又は金属製品の包装材の製造方法。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
図１は、三層構造の包装材を示し、下層樹脂層１０と上層の樹脂層２０とを中間の接着樹脂層３０を介して積層している。下層樹脂層１０は、被包装材に接するため破裂強さや引張り強さを有し、かつ、外気中の湿分や結露の内部への侵入を防止する材料であるポリプロピレンからなり、上層の樹脂層２０は、外部に晒されるため、下層と同じく破裂強さや引張り強さを有し、かつ、耐滑り傷性の高い材料であるポリエチレンを用い、クロスや不織布あるいは割布構造としている。また接着樹脂層３０にはポリエチレンが用いられ、ここには光透過防止材である金属酸化物粉末４０が分散して含有されている。そして、光透過防止材４０を含有した接着樹脂層３０により上下層の樹脂層１０，２０間を接着して三層構造の包装材とする。
【００３２】
具体的には、特開2000-281122号公開公報:特願平11-89450号（平成１１年３月３０日出願）の三層構造のものが特に好適である。すなわち、少なくともポリエチレンとポリプロピレンとを含む多層の非塩素系樹脂を主材とする包装材であって、クロス製法を用いてクロスの線幅が３〜３０ｍｍの範囲となるように織られたポリエチレンクロスと、このポリエチレンクロスの少なくとも片面側に積層されたポリプロピレン樹脂と、このポリプロピレン樹脂と前記ポリエチレンクロスとを接着させるポリエチレン接着層とを具備し、前記ポリプロピレン樹脂の厚さは０．０１〜０．０５ｍｍの範囲にあり、かつ全厚さが０．１〜０．５ｍｍの範囲にあり、かつ被梱包材の外観を識別できる程度の透視性を有することを特徴とする金属コイル・シート材梱包用包装材。
【００３３】
そして、材料特性値として、伸びが８％以上、引張強さが１０ｋｇｆ／１５ｍｍ以上、引裂強さが１５０ｇｆ以上、破裂強さが１０ｋｇｆ／ｃｍ2以上であり、かつ、２４時間当たりの透湿度が６ｇ／ｍ2以下である包装材が好適である。
【００３４】
さらに、クロス製法を用いてクロスの線幅が３〜３０ｍｍの範囲となるように織られたポリエチレンクロスと、このポリエチレンクロスの少なくとも片面側に積層されたポリプロピレン樹脂と、このポリプロピレン樹脂と前記ポリエチレンクロスとを接着させるポリエチレン接着層とを具備し、前記ポリプロピレン樹脂の厚さは０．０１〜０．０５ｍｍの範囲にあり、かつ全厚さが０．１〜０．５ｍｍの範囲にあり、かつ被梱包材の外観を識別できる程度の透視性を有する包装材により、金属コイル又は金属シート材の全面または一部が覆われているものがよい。
【００３５】
別の具体例を示せば、下層樹脂層１０として２軸延伸ポリプロピレン樹脂材（厚さ２０μｍ）の被包装材に接する面に液状の防錆剤を付着したもの、上層樹脂層２０としてポリエチレンのフラットヤーンを縦横に織って構成されたクロスを用い、中間接着樹脂層３０として低密度ポリエチレン（厚さ２０μｍ）を用いたものが挙げられる。
【００３６】
なお、用途によっては下層と上層の樹脂層を逆に用いても何ら差し支えがない。
【００３７】
また、三層構造ではなく、四層構造以上若しくは二層又は単層構造であっても本発明の目的を達成することができるが、特に三層構造とすることにより以下の利点がある。即ち、三層構造とすることにより中間の樹脂接着層のみに光透過防止材を含ませることができる。このことにより、
▲１▼含有量が等量であっても、中間に密に分布させることにより空隙が少なくなるために、特に波長が短く、吸収によりカットされる紫外線の対策として有効となる。
▲２▼樹脂接着層への添加であれば、最終樹脂メーカーでの製造時に添加が可能となる。このため上層、下層の素材は特別なものでなく、汎用品を用いることができ、コストを安く製造することができる。また、既存の設備を利用することができる。
▲３▼一般的に有機素材に添加物を含有させることは樹脂の機械的性質に不利となるが、中間層であれば、上下の層にサンドイッチされているために樹脂全体としての特性に優れ、樹脂の部分的な表面剥離などは起きない。
【００３８】
樹脂に含有する金属酸化物は、機能的、コスト的に、酸化亜鉛、酸化チタン、及び酸化鉄が特に好適である。酸化亜鉛は透明性に優れているので、視認性を重視した用途に特に好適である。酸化チタンは汎用的素材なので、低コストを図る用途に特に好適である。酸化鉄はその成分より、高炉への回収の用途に特に好適である。添加量は以下に示す理由により光透過防止材を含有する樹脂層中に０．１〜１０質量％含有する。なお、本発明は、他の金属酸化物や他の機能を有する素材の使用を排除するものではなく、目的に応じて２種以上の金属酸化物や金属酸化物と他の素材（他の光透過防止材や他の機能を有する素材）を組み合わせることもできる。要は、金属酸化物を含有して目的に応じて光透過防止機能を有しておればよい。
【００３９】
光透過防止材として金属酸化物を選択したのは以下の理由による。
図２は、１２０μｍ厚のポリエチレン樹脂中に各種防止剤を１％含有させ、一般的な紫外線評価の波長である３５０ｎｍでの透過率を測定したものである。測定は島津製作所製分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣにて下記の条件で実施した。
【００４０】
光源：重水素ランプ
分光方式：グレーティング・グレーティング形ダブルモノクロメータ
測定面積：３×６ミリ
サンプル−積分球間距離：４５ｍｍ
積分球窓サイズ：１２×２０ｍｍ
図のように同じ量含有させても、有機系のペンゾトリアゾールは３５０ｎｍ波長の透過率が高い。一方、酸化亜鉛や酸化チタンおよび酸化鉄など金属酸化物を含有させた場合には、低い透過率を示しており、日光による防錆油や鋼板の変色を防ぐには４００ｎｍ以下の紫外線域の吸収能に優れた金属酸化物系が有効であると考えられる。このため、本発明の光透過防止材として金属酸化物を選択した。
【００４１】
金属酸化物の添加範囲を限定したのは以下の理由による。
図３は、図２と同様１２０μｍ厚のポリエチレン樹脂中に、酸化亜鉛を種々含有させ、含有量と３５０ｎｍでの透過率との関係を示したものである。酸化亜鉛の含有量が増すにつれ、透過率は低下する傾向にあるが、０．１質量％の添加で大幅な向上が図られているため、下限は０．１質量％とする。一方透過率低下の点では上限を定める必要はないが、コスト増影響や、大量含有時の樹脂材質への影響を考慮し、上限は１０質量％とする。本発明では金属酸化物の添加範囲を０．１〜１０質量％としたが、好ましくは１．５〜１０質量％、特に好ましくは２．５〜１０質量％とするのがよい。
【００４２】
また、金属酸化物は、粒径により吸収する波長が異なるため、以下の理由により粒径１００〜１０００ｎｍの粒子１００質量部に対し、粒径１０〜７０ｎｍの粒子５０質量部〜３００質量部混合するのがよい。光透過防止機能面から説明すれば、波長３５０ｎｍ以下での透過率が１０％以下、波長６００ｎｍ以下での透過率が２０％以下となるように混合することにより変色防止効果を有効に発揮することができる。また、光透過防止材を含有する樹脂層を基準に説明すれば、粒径１００〜１０００ｎｍの粒子は１．５〜９．０質量％，好ましくは３．３〜８．５質量％，特に好ましくは３．５〜７．０質量％，粒径１０〜７０ｎｍの粒子は１．５〜９．０質量％，好ましくは２．５〜８．０質量％、特に好ましくは２．８〜７．５質量％の範囲内で選択するのがよい。
図４は、同じ光透過防止材を同じ量含有させた場合の、防止剤の粒径影響を調査したものである。粒径の小さなものを用いた場合は、波長３５０ｎｍの紫外線域の透過率低下に大きな効果が有るが、波長６００ｎｍについては、粒径が大きいものより透過率は高い。これは同じ含有率であっても粒径の小さなものを緻密に分散させた方が、表面積が大きくなり短波長の吸収能に優れるためと思われる。一方粒径が大きくなると波長３５０ｎｍの紫外線域での透過率は高いが、波長６００ｎｍについては、粒径が小さいものより低い透過率を示す最適領域が認められ、対象波長の約１／２の粒径が最適である。本発明が対象としている鋼帯の変色に関しては、防錆油の変質防止のためには、紫外線領域だけでなく、波長６００ｎｍ程度の可視光領域の対策を行ったほうがより優れた変色防止効果が得られるため、粒径１０〜７０ｎｍ域の防止剤と粒径１００〜１０００ｎｍの複合添加がより望ましい。これら粒子の配合比を上記の範囲に設定したのは、下限は、紫外線域を確実にカットするためには全体の５０％以上は必要であり、上限は、微粒子は通常粒子に比べコストが高いため、対費用効果を考慮して３倍とする。
【００４３】
そしてこのようにして得られる包装材に金属コイル、金属シート又は金属製品等の被包装材を梱包して梱包体が出来上がる。
【００４４】
【実施例】
図４に本発明に係る樹脂材（酸化亜鉛の粒径１０〜７０ｎｍ域を１質量％、粒径１００〜１０００ｎｍ域を１質量％複合添加）と従来の樹脂材の各波長領域での透過率を示す。本発明によれば、紫外線域から可視光域にわたるまで透過率が低く押さえられており、改善効果が著しい。
【００４５】
表１に本発明に係る樹脂材（Ｎｏ．１７−２０）と参考樹脂材（Ｎｏ．７−１１，１３−１６）と従来の樹脂材（Ｎｏ．１−７，１２）の構成と日光での暴露テスト結果を示す。日光変色テストは７月〜８月の晴れの日、同一の鋼板の上に塗油後各種樹脂材を張り、所定の日数経過した後の鋼板表面を観察するという方法により評価した。樹脂材中に防止剤を含有させない場合は、樹脂組成、樹脂厚が変わろうともいずれも３日間の暴露により、著しい変色が発生した。また光透過防止材として有機系のペンゾトリアゾールを含有させた場合は、何も含有させないものに比べ、変色の程度は若干改善されるものの、３日で変色は発生しており、商品の外観品質としては許容しがたいものである。
【００４６】
一方本発明である、金属酸化物を含有させた樹脂材においては、変色の改善は著しく、３日の暴露での変色は極く僅かであり、８日の暴露でも軽い変色にとどまっており、搬送時の日光暴露を想定した場合はほとんど実用上問題ないレベルに達しているといえる。更に、粒径の異なる防止剤を複合添加した場合、耐変色効果は更に優れ、８日間の暴露においても鋼板の変色は見られず、悪環境下に鋼帯が置かれた場合でも変色は発生しない。特に二種類の粒径の金属酸化物を含有させたものは、その効果が顕著である。
【００４７】
【表１】
0003735038.tif 000002
【００４８】
【表２】
0003735038.tif 000003
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、リサイクル性に優れ、環境への影響の小さい樹脂材を金属鋼帯の梱包に用いても、外周の変色等品質上の問題を起こす事なく、安定的に使用する事ができ、その産業上の意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る三層構造の包装剤の概略断面図。
【図２】本発明に係る光透過防止材及び比較光透過防止材を用いた場合の紫外線域（波長３５０ｎｍ）の透過率を示す図。
【図３】本発明に係る光透過防止材の含有量を変えた場合の紫外線域（波長３５０ｎｍ）の透過率を示す図。
【図４】本発明に係る光透過防止材の粒径を変えた場合の、各波長（波長３５０ｎｍ、６００ｎｍ）での透過率を示す図。
【図５】本発明材と比較材での各波長域で透過率を示す図。
【符号の説明】
１０  下層の樹脂層
２０  上層の樹脂層
３０  中間の樹脂接着層
４０  光透過防止材（金属酸化物粉末）
【図１】
0003735038.tif 000004
【図２】
0003735038.tif 000005
【図３】
0003735038.tif 000006
【図４】
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【図５】
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