JP2018051788A - 積層体およびそれを備える包装製品 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも、基材層、印刷層、接着剤層、およびシーラント層が順に積層された積層体であって、
基材層が、バイオマス由来のエチレングリコールをジオール単位とし、化石燃料由来のジカルボン酸をジカルボン酸単位とするバイオマスポリエステルを含むか、あるいは、シーラント層が、バイオマス由来のエチレンを含むモノマーの重合体であるバイオマスポリオレフィンを含み、
印刷層が、着色剤と、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物とを含み、ポリオールまたはイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含むか、あるいは、接着剤層が、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物を含み、ポリオールまたはイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含む、積層体が提供される。
前記印刷層が、着色剤と、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物とを含み、ポリオールまたはイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含み、かつ、接着剤層が、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物を含み、ポリオールまたはイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含むことが好ましい。
本発明による積層体は、少なくとも、基材層、印刷層、接着剤層、およびシーラント層が順に積層されたものである。積層体において基材層およびシーラント層の少なくともいずれか1層と、印刷層および接着剤層の少なくともいずれか1層とをバイオマス由来成分を含む材料により形成することで、従来に比べて化石燃料の使用量を削減することができ、環境負荷を減らすことができる。
図1に示される積層体10は、基材層11と、印刷層12と、接着剤層13と、シーラント層14とを備えるものである。
図2に示される積層体20は、基材層11と、印刷層12と、接着剤層13と、バリア層15、第2の基材層16、接着剤層13と、シーラント層14とをこの順に備える。
以下、積層体を構成する各層について説明する。
本発明において基材層はプラスチックフィルムである。基材層は、バイオマス由来成分を含む材料により形成する場合、下記のバイオマスポリエステルを用いて形成することができる。
バイオマスポリエステルは、バイオマス由来のエチレングリコールをジオール単位とし、化石燃料由来のジカルボン酸をジカルボン酸単位とするものである。基材層は、バイオマスポリエステルに加えて、化石燃料由来のエチレングリコールをジオール単位とし、化石燃料由来のジカルボン酸をジカルボン酸単位とする化石燃料由来のポリエステルをさらに含んでもよい。基材層全体として、下記のバイオマス度を実現できればよい。本発明においては、基材層がバイオマスポリエステルを含むことで、従来に比べて化石燃料由来のポリエステルの量を削減し環境負荷を減らすことができる。
印刷層は、装飾、内容物の表示、賞味期間の表示、製造者、販売者などの表示、その他などの表示や美感の付与のために、文字、数字、絵柄、図形、記号、模様などの所望の任意の印刷模様を形成する層である。印刷層は、着色剤と、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物とを含むものである。印刷層は、バイオマス由来成分を含む材料により形成する場合、ポリオールとイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含む硬化物を用いて形成することができる。また、印刷層は、バイオマス由来成分を含まない材料により形成する場合、従来公知のポリオールとイソシアネート化合物の両方が化石燃料由来成分からなる硬化物を用いて形成することができる。
本発明において、バイオマス由来成分を含むポリオールは、例えば、バイオマス由来の多官能アルコールおよび/または化石燃料由来の多官能アルコールと、バイオマス由来の多官能カルボン酸および/または化石燃料由来の多官能カルボン酸とを反応させて得たポリエステルポリオールを用いることができ、多官能アルコールおよび多官能カルボン酸の少なくともいずれか一方がバイオマス由来成分を含むものである。
バイオマス由来の1,4−ブタンジオールは、植物原料からグリコールを製造し発酵することで得られたコハク酸を得て、これを水添することによってバイオマス1,4−ブタンジオールが製造できる。
バイオマス由来のエチレングリコールは、例えば、常法によって得られるバイオエタノールからエチレンを経て製造することができる。
本発明において、バイオマス由来成分を含むイソシアネート化合物は、植物原料から得られるポリイソシアネートを用いることができる。バイオマス由来のポリイソシアネートは、バイオマス由来の二価カルボン酸を酸アミド化し、還元することで末端アミノ基に変換し、さらに、ホスゲンと反応させ、該アミノ基をイソシアネート基に変換することにより得られる。バイオマス由来のポリイソシアネートとしては、ダイマー酸ジイソシアネート(DDI)、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート等が挙げられる。また、バイオマス由来のアミノ酸を原料として、そのアミノ基をイソシアネート基に変換することによってもバイオマス由来のイソシアネート化合物を得ることができる。例えば、リシンジイソシアネート(LDI)は、リシンのカルボキシル基をメチルエステル化した後、アミノ基をイソシアネート基に変換することにより得られる。また、1,5−ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)はリシンのカルボキシル基を脱炭酸した後、アミノ基をイソシアネート基に変換することにより得られる。
着色剤としては、特に限定されず、従来公知の顔料や染料を用いることができる。
接着剤層は、積層体を構成するいずれか2層、例えば、印刷層とシーラント層とを接着する機能を果たす層である。接着剤層は、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物を含むものである。接着剤層は、バイオマス由来成分を含む材料により形成する場合、ポリオールとイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含む硬化物を用いて形成することができる。また、接着剤層は、バイオマス由来成分を含まない材料により形成する場合、従来公知のポリオールとイソシアネート化合物の両方が化石燃料由来成分からなる硬化物を用いて形成することができる。
シーラント層は、バイオマス由来成分を含む材料により形成する場合、下記のバイオマスポリオレフィンを用いて形成することができる。また、シーラント層は、バイオマス由来成分を含まない材料により形成する場合、従来公知の化石燃料由来の熱可塑性樹脂を用いて形成することができる。シーラント層は、積層体において最内層となる層である。
本発明による積層体は、バリア層をさらに備えてもよい。バリア層は、無機物および/または無機酸化物からなるものであり、無機物もしくは無機酸化物の蒸着膜または金属箔からなるものが好ましい。蒸着膜は、従来公知の無機物または無機酸化物を用いて、従来公知の方法により形成することができ、その組成および形成方法は特に限定されない。積層体が、バリア層をさらに有することで、酸素ガスおよび水蒸気等の透過を阻止するガスバリア性や、可視光および紫外線等の透過を阻止する遮光性を、付与ないし向上させることができる。なお、積層体は、バリア層を2層以上有してもよい。バリア層を2層以上有する場合、それぞれが、同一の組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。
必要に応じて、蒸着膜の上にガスバリア性塗布膜を設けてもよい。ガスバリア性塗布膜は、酸素ガスおよび水蒸気などの透過を抑制する層として機能する層である。ガスバリア性塗布膜は、一般式R1 nM(OR2)m(ただし、式中、R1、R2は、炭素数1〜8の有機基を表し、Mは、金属原子を表し、nは、0以上の整数を表し、mは、1以上の整数を表し、n+mは、Mの原子価を表す。)で表される少なくとも一種以上のアルコキシドと、上記のようなポリビニルアルコ−ル系樹脂および/またはエチレン・ビニルアルコ−ル共重合体とを含有し、さらに、ゾルゲル法触媒、酸、水、および、有機溶剤の存在下に、ゾルゲル法によって重縮合するガスバリア性組成物により得られる。
本発明による積層体の製造方法は特に限定されず、ドライラミネート法、溶融押出しラミネート法、サンドラミネート法等の従来公知の方法を用いて製造することができる。
本発明による積層体は、包装製品に使用することができ、包装製品としては、包装袋、ラミネートチューブ、蓋材、シート成形品、ラベル材料等が挙げられる。
<積層体1の作製>
基材層として、化石燃料由来のテレフタル酸とバイオマス由来のエチレングリコールを用いて製膜した二軸延伸されたポリエステルフィルム1(バイオマス度:20%、東洋紡社製、DE035、厚さ12μm)を準備した。次に、ポリエステルフィルム1上に、主剤としてバイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含み、着色剤(酸化チタン)をさらに添加したバイオマス由来のインキを用いて印刷層(バイオマス度25%、乾燥後の重量2g/m2)を形成した。続いて、印刷層上に、ドライラミネート法を用いて、主剤としてバイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールと硬化剤としてバイオマス由来のポリイソシアネートとを含むバイオマス由来の接着剤(三井化学株式会社製、商品名:スタビオ)を塗布した後、この接着剤層(バイオマス度35%、乾燥後の重量2g/m2)を介して、バイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(バイオマス度16%、厚さ50μm)を貼り合わせて、基材層、印刷層、接着剤層、およびシーラント層が順に積層された積層体1を得た。
<積層体2の作製>
基材層として、化石燃料由来のテレフタル酸と化石燃料由来のエチレングリコールを用いて製膜した二軸延伸されたポリエステルフィルム2(バイオマス度:0%、東洋紡社製、E5100、厚さ12μm)を準備した。次に、ポリエステルフィルム2上に、主剤として化石燃料由来成分からなるポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含み、着色剤(酸化チタン)をさらに添加した化石燃料由来のインキを用いて印刷層(バイオマス度0%、乾燥後の重量2g/m2)を形成した。続いて、印刷層上に、ドライラミネート法を用いて、主剤として化石燃料由来成分からなるポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含む化石燃料由来の接着剤を塗布した後、この接着剤層(バイオマス度0%、乾燥後の重量2g/m2)を介して、化石燃料由来の直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(バイオマス度0%、厚さ50μm)を貼り合わせて、基材層、印刷層、接着剤層、およびシーラント層が順に積層された積層体2を得た。
<積層体3の作製>
バリア性フィルム1として、アルミニウムの蒸着膜が形成されたバイオマス由来のポリエステルフィルム(バイオマス度:20%、サイチ工業社製、厚さ12μm)を準備した。次に、ポリエステルフィルム1(バイオマス度:20%、厚さ12μm)上に、主剤としてバイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含み、着色剤(酸化チタン)をさらに添加したバイオマス由来のインキを用いて印刷層(バイオマス度25%、乾燥後の重量2g/m2)を形成した。続いて、印刷層上に、ドライラミネート法を用いて、主剤としてバイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールと硬化剤としてバイオマス由来のポリイソシアネートとを含むバイオマス由来の接着剤(三井化学株式会社製、商品名:スタビオ)を塗布した後、この接着剤層(バイオマス度35%、乾燥後の重量2g/m2)を介して、上記のバリア性フィルム1の蒸着面を貼り合せた。続いて、バリア性フィルム1のポリエステルフィルム面上に、ドライラミネート法を用いて、主剤としてバイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールと硬化剤としてバイオマス由来のポリイソシアネートとを含むバイオマス由来の接着剤(三井化学株式会社製、商品名:スタビオ)を塗布した後、この接着剤層(バイオマス度35%、塗布重量2g/m2)を介して、バイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(バイオマス度16%、厚さ50μm)を貼り合わせて、基材層、印刷層、接着剤層、バリア層、第2の基材層、第2の接着剤層、およびシーラント層が順に積層された積層体3を得た。
<積層体4の作製>
バリア性フィルム2として、アルミニウムの蒸着膜が形成された化石燃料由来のポリエステルフィルム(バイオマス度:0%、サイチ工業社製、厚さ12μm)を準備した。次に、ポリエステルフィルム2(バイオマス度:0%、厚さ12μm)上に、主剤として化石燃料由来成分からなるポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含み、着色剤(酸化チタン)をさらに添加した化石燃料由来のインキを用いて印刷層(バイオマス度0%、乾燥後の重量2g/m2)を形成した。続いて、印刷層上に、ドライラミネート法を用いて、主剤として化石燃料由来成分からなるポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含む化石燃料由来の接着剤を塗布した後、この接着剤層(バイオマス度0%、乾燥後の重量2g/m2)を介して、上記のバリア性フィルム2の蒸着面を貼り合せた。続いて、バリア性フィルム2のポリエステルフィルム面上に、ドライラミネート法を用いて、主剤として化石燃料由来成分からなるポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含む化石燃料由来の接着剤を塗布した後、この接着剤層(バイオマス度0%、塗布重量2g/m2)を介して、化石燃料由来の直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(バイオマス度0%、厚さ50μm)を貼り合わせて、基材層、印刷層、接着剤層、バリア層、第2の基材層、第2の接着剤層、およびシーラント層が順に積層された積層体4を得た。
<積層体5の作製>
基材層として化石燃料由来のナイロンフィルム(バイオマス度:0%、厚さ15μm)上に、主剤としてバイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールと硬化剤としてバイオマス由来のポリイソシアネートとを含み、着色剤(酸化チタン)をさらに添加した化石燃料由来のインキを用いて印刷層(バイオマス度25%、乾燥後の重量2g/m2)を形成した。続いて、印刷層上に、ドライラミネート法を用いて、主剤としてバイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールと硬化剤としてバイオマス由来のポリイソシアネートとを含むバイオマス由来の接着剤(三井化学株式会社製、商品名:スタビオ)を塗布した後、この接着剤層(バイオマス度35%、乾燥後の重量2g/m2)を介して、バイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(バイオマス度16%、厚さ50μm)を貼り合わせて、基材層、印刷層、接着剤層、およびシーラント層が順に積層された積層体5を得た。
<積層体6の作製>
基材層として化石燃料由来のナイロンフィルム(バイオマス度:0%、厚さ15μm)上に、主剤として化石燃料由来成分からなるポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含み、着色剤(酸化チタン)をさらに添加した化石燃料由来のインキを用いて印刷層(バイオマス度0%、乾燥後の重量2g/m2)を形成した。続いて、印刷層上に、ドライラミネート法を用いて、主剤として化石燃料由来成分からなるポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含む化石燃料由来の接着剤を塗布した後、この接着剤層(バイオマス度0%、乾燥後の重量2g/m2)を介して、化石燃料由来の直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(バイオマス度0%、厚さ50μm)を貼り合わせて、基材層、印刷層、接着剤層、およびシーラント層が順に積層された積層体6を得た。
<積層体7の作製>
基材層としてポリエステルフィルム1上に、主剤としてバイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含み、着色剤(酸化チタン)をさらに添加したバイオマス由来のインキを用いて印刷層(バイオマス度25%、乾燥後の重量2g/m2)を形成した。続いて、印刷層上に、ドライラミネート法を用いて、主剤としてバイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールと硬化剤としてバイオマス由来のポリイソシアネートとを含むバイオマス由来の接着剤(三井化学株式会社製、商品名:スタビオ)を塗布した後、この接着剤層(バイオマス度35%、乾燥後の重量2g/m2)を介して、化石燃料由来の無延伸ポリプロピレンフィルム(バイオマス度0%、厚さ50μm)を貼り合わせて、基材層、印刷層、接着剤層、およびシーラント層が順に積層された積層体7を得た。
<積層体8の作製>
基材層としてポリエステルフィルム2上に、主剤として化石燃料由来のポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含み、着色剤(酸化チタン)をさらに添加した化石燃料由来のインキを用いて印刷層(バイオマス度0%、乾燥後の重量2g/m2)を形成した。続いて、印刷層上に、ドライラミネート法を用いて、主剤として化石燃料由来のポリエステルポリオールと硬化剤として化石燃料由来のポリイソシアネートとを含む化石燃料由来の接着剤を塗布した後、この接着剤層(バイオマス度0%、乾燥後の重量2g/m2)を介して、化石燃料由来の無延伸ポリプロピレンフィルム(バイオマス度0%、厚さ50μm)を貼り合わせて、基材層、印刷層、接着剤層、およびシーラント層が順に積層された積層体8を得た。
11 基材層
12 印刷層
13 接着剤層
14 シーラント層
15 バリア層
16 樹脂層
Claims (10)
- 少なくとも、基材層、印刷層、接着剤層、およびシーラント層が順に積層された積層体であって、
基材層が、バイオマス由来のエチレングリコールをジオール単位とし、化石燃料由来のジカルボン酸をジカルボン酸単位とするバイオマスポリエステルを含むか、あるいは、シーラント層が、バイオマス由来のエチレンを含むモノマーの重合体であるバイオマスポリオレフィンを含み、
印刷層が、着色剤と、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物とを含み、ポリオールまたはイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含むか、あるいは、接着剤層が、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物を含み、ポリオールまたはイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含む、積層体。 - 前記基材層が、バイオマス由来のエチレングリコールをジオール単位とし、化石燃料由来のジカルボン酸をジカルボン酸単位とするバイオマスポリエステルを含み、かつ、シーラント層が、バイオマス由来のエチレンを含むモノマーの重合体であるバイオマスポリオレフィンを含む、請求項1に記載の積層体。
- 前記印刷層が、着色剤と、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物とを含み、ポリオールまたはイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含むみ、かつ、接着剤層が、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物を含み、ポリオールまたはイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含む、請求項1に記載の積層体。
- 前記基材層が、バイオマス由来のエチレングリコールをジオール単位とし、化石燃料由来のジカルボン酸をジカルボン酸単位とするバイオマスポリエステルを含み、かつ、シーラント層が、バイオマス由来のエチレンを含むモノマーの重合体であるバイオマスポリオレフィンを含み、
前記印刷層が、着色剤と、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物とを含み、ポリオールまたはイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含み、かつ、接着剤層が、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物を含み、ポリオールまたはイソシアネート化合物の少なくともいずれかがバイオマス由来成分を含む、請求項1に積層体。 - 前記基材層のバイオマス度が、10%以上30%以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記印刷層のバイオマス度が、10%以上50%以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記接着剤層のバイオマス度が、30%以上50%以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記シーラント層のバイオマス度が、10%以上60%以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記積層体全体のバイオマス度が、5%以上60%以下である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の積層体。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の積層体を備える、包装製品。
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