JP2025166328A - 処理液、分離回収方法、成形用材料の製造方法、及び成形体の製造方法 - Google Patents

処理液、分離回収方法、成形用材料の製造方法、及び成形体の製造方法

Info

Publication number
JP2025166328A
JP2025166328A JP2024070266A JP2024070266A JP2025166328A JP 2025166328 A JP2025166328 A JP 2025166328A JP 2024070266 A JP2024070266 A JP 2024070266A JP 2024070266 A JP2024070266 A JP 2024070266A JP 2025166328 A JP2025166328 A JP 2025166328A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
acid
plastic substrate
resin
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2024070266A
Other languages
English (en)
Inventor
渉 敷地
Wataru Shikichi
楓音 渡部
Kanon Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Artience Co Ltd
Original Assignee
Artience Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Artience Co Ltd filed Critical Artience Co Ltd
Priority to JP2024070266A priority Critical patent/JP2025166328A/ja
Publication of JP2025166328A publication Critical patent/JP2025166328A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

【課題】脱離層の脱離性、及び長時間処理時の再付着抑制能に優れ、高品位なリサイクルプラスチック基材を得ることができる、プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体から前記プラスチック基材を分離回収するための処理液、プラスチック基材の分離回収方法、並びに、成形用材料及び成形体の製造方法の提供。
【解決手段】上記課題は、プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体から前記プラスチック基材を分離回収するための処理液であって、塩基性化合物と、油脂及び/又は油脂分解物と、を含む、処理液によって解決される。
【選択図】なし

Description

本発明は、プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体から、前記プラスチック基材を分離回収するための処理液、分離回収方法、成形用材料の製造方法、及び成形体の製造方法に関する。
近年、プラスチックフィルムを原料とするパッケージ、プラスチックボトル、その他のプラスチック製品は、海洋にゴミとして廃棄及び投棄され環境汚染問題となっている。これらのプラスチック製品は海水中で分解されてサブミクロンサイズの破片(マイクロプラスチック)となり海水中に浮遊する。当該マイクロプラスチックは、魚類等の海洋生物に摂取されることで生物体内中に濃縮され、当該海洋生物を食料として摂取する海鳥や人間の健康にも影響することが懸念されている。
上記プラスチック製品としては、プラスチックフィルムを使用した単層又は複層構成の食品包装パッケージ等が挙げられ、このような食品包装パッケージには、フィルム基材としてポリエステル基材、ナイロン基材(NY)、ポリプロピレン基材(PP)、ポリエチレン基材(PE)等、種々のプラスチック基材が使用されている。これらフィルム基材は、印刷インキにより印刷が施されたのち製袋されてパッケージとなる。あるいは、接着剤等を介して他のフィルム基材や熱溶融樹脂基材と貼り合わされた後に、製袋され熱融着されてパッケージとなる。しかしながら、このような食品包装パッケージは、着色成分を含むことから、そのままではダウンサイクルでのリサイクルに留まり、プラスチックの循環利用には至っていない。
このような複層構成の包装材のマテリアルリサイクルについて、例えば、特許文献1には、所定の酸価を有するポリウレタン樹脂を含む脱離層を備える積層体をアルカリ水溶液で処理することで、単層構成(表刷り構成)だけでなく複層構成の積層体から印刷層を脱離する技術が開示されている。
特許文献2には、塩基性であり、且つカチオン系又はアニオン系の界面活性剤を含む洗浄溶液を用いて、フィルムからインキを除去する技術が開示されている。
また特許文献3には、ノニオン性界面活性剤を含む処理液を使用し、対象となる印刷物を圧送しながら破砕することでフィルムからインキを除去する技術が開示されている。
同様に、特許文献4には、ノニオン性界面活性剤と消泡剤とを併用した処理液による、作業性に優れたフィルムからのインキ除去技術が開示されている。
特許第6638802号公報 国際公開第2013/144400号 特許第7004124号公報 特許第7263661号公報
しかしながら、特許文献1に記載のインキ除去工程において、生産性を向上させるために、アルカリ水溶液に対する包装材の処理量を増やすと、インキの除去性が低下し、さらに、分離除去した印刷層や接着剤層が細かく分散されてプラスチック基材に再付着してしまうという問題が発生する。なお、「再付着」とは、基材から剥がれた印刷層や接着剤層といった夾雑物が、撹拌により細かく分散されて基材に再度付着することであり、回収されるプラスチック基材の着色及び再生材料の性状低下を引き起こす原因となる。
また、特許文献2に記載の、カチオン系又はアニオン系の界面活性剤を含有する処理液を使用すると、積層体を処理液中に浸漬し着色層を除去する工程で泡が生じる。そして発生した泡は、着色層に由来する成分(特に親油性の高い成分)を抱え込みミセルを形成し、処理液の液面に浮上する。一方、比重が小さいプラスチック基材も同様に処理液の液面に浮上するため、着色層に由来した成分とプラスチック基材とが処理液の液面に密集し、さらにプラスチック基材への再付着が悪化するという問題がある。
また、特許文献3に記載のインキ除去工程においては、発泡が比較的少ないノニオン性の界面活性剤を含む処理液を使用している。さらに、特許文献4では、発泡による夾雑物の再付着を抑制するために、消泡剤を併用している。しかしながら、いずれの手法においても、着色層等の夾雑物が剥がれるまでの短時間における再付着抑制能には優れているものの、連続処理を行う際に、プラスチック基材が微細な夾雑物片を含む処理液に長時間浸漬され、夾雑物片と共存した場合には、十分に再付着が抑制できない場合があった。
したがって本発明の課題は、脱離層の脱離性、及び長時間処理時の再付着抑制能に優れ、高品位なリサイクルプラスチック基材を得ることができる、プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体から前記プラスチック基材を分離回収するための処理液、プラスチック基材の分離回収方法、並びに、成形用材料及び成形体の製造方法を提供することにある。
すなわち本発明は、下記[1]~[10]に関する。
[1]
プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体から前記プラスチック基材を分離回収するための処理液であって、
塩基性化合物と、油脂及び/又は油脂分解物と、を含む、処理液。
[2]
油脂及び/又は油脂分解物が、植物性油脂、動物性油脂、植物性油脂の分解物、及び動物性油脂の分解物からなる群より選ばれる一種以上である、[1]に記載の処理液。
[3]
油脂及び/又は油脂分解物を構成する脂肪酸の炭素数が、1~24である、[1]又は[2]に記載の処理液。
[4]
油脂及び油脂分解物の合計の含有率が、処理液100質量%中、0.05~10.00質量%である、[1]~[3]いずれかに記載の処理液。
[5]
さらに、界面活性剤(但し、油脂分解物を除く)を含み、前記界面活性剤が、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、及び両性活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]~[4]いずれかに記載の処理液。
[6]
界面活性剤(但し、油脂分解物を除く)の含有率が、処理液100質量%中、0.01~5.0質量%である、[5]に記載の処理液。
[7]
さらに消泡剤を含む、[1]~[6]いずれかに記載の処理液。
[8]
プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体と、[1]~[7]いずれかに記載の処理液とを接触させて前記脱離層を脱離させ、前記プラスチック基材を分離回収する工程を含む、プラスチック基材の分離回収方法。
[9]
[8]記載の分離回収方法によって分離回収されたプラスチック基材を用いた、成形用材料の製造方法であって、
前記プラスチック基材が、ポリオレフィン基材であり、
前記成型用材料が、前記分離回収されたプラスチック基材を、前記成型用材料100質量%中70質量%以上含む、成形用材料の製造方法。
[10]
[9]記載の製造方法によって製造された成形用材料を、加熱成形する、成形体の製造方法。
本発明により、脱離層の脱離性、及び長時間処理時の再付着抑制能に優れ、高品位なリサイクルプラスチック基材を得ることができる、プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体から前記プラスチック基材を分離回収するための処理液、当該処理液を用いたプラスチック基材の分離回収方法、並びに、成形用材料及び成形体の製造方法を提供することができる。
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する実施形態又は要件の説明は、本発明の実施形態の一例であり、本発明はその要旨を超えない限りこれらの内容に限定されない。
本発明は、プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体から、前記プラスチック基材を分離回収するための処理液であって、塩基性化合物と、油脂及び/又は油脂分解物と、を含む、処理液である及び。
本発明の処理液は、油脂及び/又は油脂分解物を含有することで、プラスチック基材からの脱離層の脱離を促進し、さらに、細かく分散された脱離層由来の夾雑物成分(例えば、インキや接着剤に由来する石油化学原料由来の親油性の高い成分)を油脂のアルキレン部位又は油脂分解物中の脂肪酸のアルキル部位が強固に取り囲みミセル構造を形成することにより、当該成分のプラスチック基材への再付着を抑制することができると考えられるが、これは一考察であり本発明を何ら限定するものではない。これにより、長時間の連続した処理を行った場合でも、着色及び汚れの少ないプラスチック基材を回収でき、高品位な再生材にリサイクルすることができる。
<処理液>
本発明の処理液は、プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体から前記プラスチック基材を分離回収するために用いられる。
本発明において「脱離」とは、脱離層が処理液により溶解又は膨潤し剥離することにより、基材から脱離することを指し、(1)脱離層が溶解して基材から脱離する場合、(2)脱離層が溶解しなくとも、中和・膨潤等により、基材から脱離する場合、の両方の形態を含む。
本発明の処理液は、塩基性化合物と、油脂及び/又は油脂分解物とを含有し、且つ脱離層を膨潤・溶解させるものであればよく、後述する脱離層の脱離しやすさを考慮し、適宜選択することができる。このような処理液の媒体としては、例えば、水、有機溶剤、フッ素系溶剤が挙げられるが、環境面及び回収されたプラスチック基材を用いた再生材料の性状維持の観点から、好ましくは水である。処理液は加温されて用いられることも好ましい。
[塩基性化合物]
塩基性化合物は特に制限されず、例えば、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)、水酸化カルシウム(Ca(OH))、アンモニア、水酸化バリウム(Ba(OH))、炭酸ナトリウム(NaCO)が好適に用いられる。より好ましくは水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
処理液中の塩基性化合物の含有率は、処理液全体の質量を基準として、好ましくは0.5~20質量%、より好ましくは1~15質量%、さらに好ましくは3~15質量%の範囲である。塩基性化合物の含有率が上記範囲内にあると、処理液は、後述する脱離層を溶解又は膨潤により脱離させてプラスチック基材を回収するのに充分な塩基性を保持することができるため、脱離性の観点で好ましい。
[油脂]
油脂は、グリセリンと脂肪酸とが結合してできる化合物である、トリアシルグリセロールを主成分とする。油脂は主に、脱離層が脱離することで発生する微細な夾雑物成分の、プラスチック基材への再付着を防ぐ役割を担う。油脂は、植物性油や海産動物性油に多く見られる不飽和脂肪酸を多く含有する油脂と、陸産動物性油に多く見られる飽和脂肪酸を多く含む油脂とに大別される。
油脂としては、例えば、大豆油、アマニ油、なたね油、べに花油、ひまわり油、綿実油、米油、コーン油、ぶどう油(グレープシード)、オリーブオイル、パーム油、ごま油、えごま油、ココナッツ油、マーガリン等の植物性油脂、魚油、肝油、鯨油等の海産動物性油脂、ヘット、ラード、馬油、骨油、乳酪脂(バター脂)等の陸産動物性油脂が挙げられ、大豆油、アマニ油、なたね油、べに花油、ひまわり油、パーム油、オリーブオイル、マーガリン、魚油、ラード、及び乳酪脂からなる群より選ばれる一種以上が好ましい。
特に限定されるものではないが、水溶液中に添加する際の作業性の観点からは、常温で液体の性質を持つ植物性油脂又は魚油であることが好ましく、植物性油脂であることがより好ましい。
油脂を構成する脂肪酸の炭素数は、夾雑物成分を効率的にミセル化させる観点から、1~24であることが好ましく、4~24であることがより好ましく、8~24であることが好ましく、10~20であることが更に好ましい。
[油脂分解物]
油脂の分解は、塩基性溶液中、加熱条件下で容易に進行し、油脂分解物である、グリセリンと脂肪酸とに分解される(けん化と呼ばれる)。油脂分解物は、中でも脂肪酸を含むことが好ましい。
〔脂肪酸〕
脂肪酸の炭素数は、4以上が好ましく、8以上がより好ましく、10以上が更に好ましい。また、脂肪酸には分子中の二重結合の数により飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、多価不飽和脂肪酸に大別することができ、不飽和脂肪酸及び/又は一価不飽和脂肪酸を含むことが好ましく、一価不飽和脂肪酸を含むことがより好ましい。
脂肪酸の具体例としては、酢酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、(9,12,15)-リノレン酸、(6,9,12)-リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキジン酸、8,11-エイコサジエン酸、ミード酸、アラキドン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ネルボン酸、セロチン酸、メリシン酸等が挙げられる。
油脂分解物中の脂肪酸は、通常2種以上の混合物であるが、1種を単独で用いてもよい。
油脂分解物を構成する脂肪酸の炭素数は、夾雑物を効率的にミセル化させる観点から、1~24であることが好ましく、4~24であることがより好ましく、8~24であることが好ましく、10~20であることが更に好ましい。
〔グリセリン〕
グリセリンは3価のアルコールに分類され、油脂の分解物としても生成される。グリセリンは極めて親水性が高く、無臭で水に混和する性質を持ち、グリセリン単独であっても、両親媒性等によって夾雑物の再付着抑制に寄与すると考えられるが、脂肪酸と共に用いた場合には、脂肪酸によりミセル化した夾雑物をさらに包み込み、相乗的に再付着を抑制する効果を付与できると考えられる。また、グリセリンを含む水溶液は凝固点降下により、低温安定性に付与できる。
油脂及び油脂分解物の合計の含有率(油脂又は油脂分解物が0である場合を含む)は、脱離層由来の夾雑物成分を多くミセル化させる観点から、処理液100質量%中、0.05~10.00質量%であることが好ましく、0.1~10.00質量%であることがより好ましく、0.25~5.0質量%であることが好ましく、0.5~3.0質量%であることが更に好ましい。
[界面活性剤]
本発明の処理液は、さらに界面活性剤(但し、油脂分解物を除く)を含むことが好ましい。界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及びカチオン性界面活性剤が挙げられるが、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、ノニオン性界面活性剤を含むことがより好ましい。
界面活性剤は、主に、脱離層の脱離性を向上させる役割を担う。これは、界面活性剤の作用により、処理液がプライマー層、印刷層、及び接着剤層等の脱離層中に浸透しやすくなり、脱離性が促進するためと考えられる。また、脱離した脱離成分や基材の表面にも界面活性剤が吸着することで、細かく分散された印刷層等の再付着を防止すると考えられる。
界面活性剤のHLB値は、7以上であることが好ましい。HLBが7以上であることで、優れた脱離層の脱離性と再付着性とを発揮する。界面活性剤のHLB値は、好ましくは8以上、より好ましくは10以上である。また界面活性剤のHLB値は、好ましくは20以下、より好ましくは19以下、さらに好ましくは17以下である。HLB値が20以下であると、発泡抑制に優れるため好ましい。
HLB値とは界面活性剤の水及び油への親和性に関する指標値であり、親水基を持たない物質のHLB値を0、親水基のみを有する物質のHLB値を20として等分したものである。HLBの概念は1949年にAtlas Powder Companyのウィリアム・グリフィンによって提唱され、計算によって決定する方法がいくつか提案されているが、本発明においてHLB値は、グリフィン法により次式から求めることができる。
式) HLB=20×[(界面活性剤中に含まれる親水基の分子量)/(界面活性剤の分子量)]
これらの界面活性剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。処理液中の界面活性剤の合計の含有率は、処理液100質量%中、好ましくは0.1~10質量%の範囲であり、より好ましくは0.3~5質量%の範囲である。処理液中の界面活性剤の含有率が0.1質量%以上であると脱墨性及び再付着性に優れるため好ましく、10質量%以下であると発泡抑制の観点で好ましい。
[アニオン性界面活性剤]
アニオン性界面活性剤としては非石鹸系が好ましく、例えば、スルホン酸系アニオン性界面活性剤、硫酸エステル系アニオン性界面活性剤、カルボン酸系アニオン性界面活性剤、リン酸エステル系アニオン性界面活性剤が挙げられる。
〔スルホン酸系アニオン性界面活性剤〕
上記スルホン酸系アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、アルキルメチルタウリン、スルホコハク酸ジエステル、スルホン酸のアルキレンオキサイド付加物、及びこれらの塩が挙げられる。具体例としては、ヘキサンスルホン酸、オクタンスルホン酸、デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、トルエンスルホン酸、クメンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジニトロベンゼンスルホン酸、ラウリルドデシルフェニルエーテルジスルホン酸等を用いることができる。
〔硫酸エステル系アニオン性界面活性剤〕
上記硫酸エステル系アニオン性界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル(アルキルエーテル硫酸エステル)、硫酸エステルのアルキレンオキサイド付加物、及びこれらの塩が挙げられる。具体例としては、ラウリル硫酸、ミリスチル硫酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸等を用いることができる。
〔カルボン酸系アニオン性界面活性剤〕
上記カルボン酸系アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンカルボン酸、カルボン酸のアルキレンオキサイド付加物、及びこれらの塩が挙げられる。具体例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸等を用いることができる。
〔リン酸エステル系アニオン性界面活性剤〕
上記リン酸エステル系アニオン性界面活性剤としては、例えば、リン酸エステル(アルキルエーテルリン酸エステル)、リン酸エステルのアルキレンオキサイド付加物、及びこれらの塩が挙げられる。具体例としては、オクチルリン酸エステル、ラウリルリン酸エステル、トリデシルリン酸エステル、ミリスチルリン酸エステル、セチルリン酸エステル、ステアリルリン酸エステル、ポリオキシエチレンオクチルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル等を用いることができる。
アニオン性界面活性剤は、炭素数2~24のアルキル基又は炭素数2~24のアルケニル基を有することが好ましく、より好ましくは、炭素数8~18のアルキル基を有するものである。当該アルキル基又は当該アルケニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
また、アニオン性界面活性剤がアルキレンオキサイド付加物である場合、該アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドが挙げられ、エチレンオキサイドが好ましい。アルキレンオキサイドの付加モル数は、アルコール類又はアルキルフェノール1モルに対し、好ましくは1~12モル、より好ましくは1~8モルである。上記範囲であると、特に脱離性に優れるため好ましい。
上述するアニオン性界面活性剤を構成する塩としては、例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム等の金属塩が挙げられる。これらの塩は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でもアニオン性界面活性剤として好ましくは、脱離性及び再付着性の観点から、スルホン酸塩タイプ、リン酸塩タイプであり、より好ましくは、アルキルスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩等である。
[ノニオン性界面活性剤]
ノニオン性界面活性剤は、特に制限されないが、好ましくは、アルキレンオキサイド(以下、AOともいう)が付加したアルキレンオキサイド付加物である。より好ましくは、活性水素を有するアルコール類にアルキレンオキサイドを付加して得られる化合物、アミン類にアルキレンオキサイドを付加して得られる化合物若しくは脂肪酸類にアルキレンオキサイドを付加して得られる化合物である。上記付加は、ランダム付加又はブロック付加のいずれであってもよい。また、アルキレンオキサイドの炭素数は、好ましくは炭素数2~4である。
ノニオン性界面活性剤としてより好ましくは、アルコール類に炭素数2~4のアルキレンオキサイドを付加したアルコール系ノニオン性界面活性剤である。
〔アルコール系ノニオン性界面活性剤〕
アルコール系ノニオン性界面活性剤としては、例えば、総炭素数8~24の第1級若しくは第2級アルコールのアルキレンオキサイド付加物、又は、総炭素数8~12のアルキルフェノールのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。上記総炭素数8~24の第1級若しくは第2級アルコールは、飽和若しくは不飽和のいずれであってもよい。
上記総炭素数8~24の第1級若しくは第2級アルコールとしては、例えば、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ドデシルアルコール、アラキジルアルコール、ベヘニルアルコール、リグノセリルアルコール、ミリスチルアルコール等が挙げられる。
また、アルコール類に付加するアルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドが挙げられ、エチレンオキサイドを必須とするのが好ましい。アルキレンオキサイドの付加モル数は、アルコール類又はアルキルフェノール1モルに対し、好ましくは1~100モル、より好ましくは2~50モルである。上記範囲であると、特に脱離性に優れるため好ましい。
〔脂肪酸系ノニオン性界面活性剤〕
脂肪酸系ノニオン性界面活性剤としては、構造は特に制限されないが、例えば、総炭素数10~24の高級脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物や、前記した総炭素数が10~24の飽和若しくは不飽和の高級脂肪酸とグリセリンとのエステルからなる油脂、さらには、前記した油脂と2~10の多価アルコールとの混合物のアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。上記総炭素数10~24の高級脂肪酸は、飽和若しくは不飽和のいずれであってもよい。
上記総炭素数10~24の高級脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘニン酸等の飽和高級脂肪酸;パルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸、リシノール酸等の不飽和高級脂肪酸;が挙げられる。2~10価の多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、ソルビトール、ソルビタン、ショ糖等が挙げられる。アルキレンオキサイドの種類及び付加モル数は、上述する〔アルコール系ノニオン性界面活性剤〕の項の記載と同様である。
〔アミン系ノニオン性界面活性剤〕
アミン系ノニオン性界面活性剤としては、総炭素数8~36の飽和又は不飽和の第1級又は第2級アミンのAO付加物が挙げられる。アミンとしては、2-エチルヘキシルアミン、ジ2-エチルヘキシルアミン、ラウリルアミン、ジラウリルアミン、テトラデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ジヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、ジステアリルアミン、オレイルアミン、ジオレイルアミン等が挙げられる。また、AOの種類及び付加モル数は上記と同様である。
[両性界面活性剤]
両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシン、イミダゾリン誘導体が挙げられる。
[カチオン性界面活性剤]
カチオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類が挙げられる。具体的にはステアリルアミンアセテート、トリメチルヤシアンモニウムクロリド、トリメチル牛脂アンモニウムクロリド、ジメチルジオレイルアンモニウムクロリド、メチルオレイルジエタノールクロリド、テトラメチルアンモニウムクロリド、ラウリルピリジニウムクロリド、ラウリルピリジニウムブロマイド、ラウリルピリジニウムジサルフェート、セチルピリジニウムブロマイド、4-アルキルメルカプトピリジン、ポリ(ビニルピリジン)-ドデシルブロマイド、ドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリド等を用いることができる。
[消泡剤]
本発明の処理液は、さらに消泡剤を含むことが好ましい。消泡剤は一般的に親油性が極めて高く、HLB値が1~3の範囲であるものを指す。消泡剤と、上述のHLB値が7以上のノニオン性界面活性剤とを組み合わせて用いることで、脱離性及び再付着性を低下させることなく良好な消泡性を発現し、界面活性剤による発泡を抑制することができる。
上記消泡剤としては、例えば、シリコーン系化合物、非シリコーン系化合物が挙げられる。
(シリコーン系化合物)
上記シリコーン系化合物としては、例えば、エマルジョン型、自己乳化型、オイル型、オイルコンパウンド型、溶剤型が挙げられる。
エマルジョン型は、シリコーンオイルコンパウンドを活性剤で乳化させてO/W型のエマルジョンとしたシリコーン系消泡剤であり、例えば、信越化学工業製の「KM-89」、「KM-98」、旭化成ワッカーシリコーン製の「FC2913」、「SILFOAM SE47」、ビックケミー・ジャパン製の「BYK-015」、「BYK-1640」が挙げられる。
自己乳化型は、水で希釈、混合することでエマルション状態となる有効成分100%のシリコーン系消泡剤であり、例えば、信越化学工業製の「KS-540」、「X-50-1176」、旭化成ワッカーシリコーン製の「SILFOAM SD670」、「SILFOAM SD850」が挙げられる。
オイル型は、溶剤や添加剤を含まない100%シリコーンオイルの消泡剤であり、例えば、信越化学工業製の「KM-89」、「KM-98」、旭化成ワッカーシリコーン製「AK350」、「AK12500」、ビックケミー・ジャパン製の「BYK-1770」が挙げられる。
オイルコンパウンド型は、シリコーンオイルにシリカ粒子を配合したシリコーン系消泡剤であり、例えば、信越化学工業製の「KM-89」、「KM-98」、旭化成ワッカーシリコーン製「SILFOAM SC370」、「PULPSIL22274VP」、ビックケミー・ジャパン製の「BYK-017」、「BYK-018」が挙げられる。
溶剤型は、シリコーンオイルを溶剤に溶解させたシリコーン系消泡剤であり、例えば、信越化学工業製の「KM-89」、「KM-98」、ビックケミー・ジャパン製の「BYK-019」、「BYK-025」が挙げられる。
(非シリコーン系化合物)
上記非シリコーン系化合物としては、例えば、脂肪酸エステル系化合物、ウレア樹脂系化合物、パラフィン系化合物、ポリオキシアルキレングリコール系化合物、アクリルエステル共重合物、エステル系重合物、エーテル系重合物、アミド系重合物、ミネラルオイルの乳化タイプ、ポリシロキサンアダクト、フッ素系化合物、ビニル系重合物、アセチレンアルコール、アクリル系ポリマー、特殊ビニル系ポリマー、エチレングリコール、高級アルコール(オクチルアルコール、シクロヘキサノール等)が挙げられる。
消泡剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。処理液中の消泡剤の含有率は、処理液100質量%中、好ましくは0.01~5質量%の範囲であり、より好ましくは0.03~3質量%の範囲である。消泡剤の含有率が0.01質量%以上であると発泡抑制に優れ、5質量%以下であると脱墨性及び再付着性に優れる。
耐アルカリ性が良好であり、界面活性剤と組み合わせた際に、脱墨性及び再付着性を低下させにくいという観点から、消泡剤として好ましくは、エマルジョン型シリコーン系化合物、自己乳化型シリコーン系化合物、及び非シリコーン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である。
<積層体>
本発明の処理液は、プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体から、前記プラスチック基材を分離回収することに用いられる。プラスチック基材に接した脱離層が本発明の処理液により脱離することで、プラスチック基材を回収しリサイクルすることが可能となる。
<脱離層>
脱離層は、塩基性化合物を含む処理液によりプラスチック基材より脱離可能な層であればよく、好ましくは、塩基性化合物と親和しやすい、水溶性樹脂又は酸性基を有する化合物を含む層であり、より好ましくは酸性基を有する化合物を含む層である。
また、脱離層は、プラスチック基材層に接する層であり、例えば、プライマー層、印刷層及び接着剤層からなる群より選ばれる少なくとも1種の層である。すなわち、プライマー層、印刷層、及び接着剤層からなる群より選ばれる少なくとも1種の層が、水溶性樹脂及び又は酸性基を有する化合物を含む層であることが好ましく、酸性基を有する化合物を含む層であることがより好ましい。上記酸性基を有する化合物は、樹脂であってもよく、低分子化合物であってもよい。これらの水溶性樹脂又は酸性基を有する化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記プライマー層、印刷層、及び接着剤層からなる群より選ばれる少なくとも1種の層は、それらの層を構成する樹脂成分(以下、バインダー樹脂ともいう)が、水溶性樹脂又は酸性基を有する樹脂を含んでいてもよく、バインダー樹脂と酸性基を有する低分子化合物とを含んでいてもよい。
以下に、脱離層がプライマー層、印刷層、接着剤層である場合について各々説明する。
[プライマー層]
プライマー層は、印刷層が存在する場合に、印刷層の脱離性、接着性、意匠性等を制御する目的で使用される。
脱離層がプライマー層である場合、該プライマー層は、プラスチック基材と接して配置され、処理液による溶解、剥離等によりプラスチック基材を脱離する役割を担う。プライマー層は、好ましくは、水溶性樹脂又は酸性基を有する化合物(但し、水溶性樹脂を除く)を含む。
(水溶性樹脂)
水溶性樹脂としては、水で膨潤又は溶解し、プラスチック基材から脱離することができる樹脂であればよい。水は温度25~100℃程度に加温されていてもよい。これにより、プライマー層を水(温水含む)で脱離することができる。
このような樹脂としては、水溶性を損なわない範囲で、公知の樹脂から選択でき、例えば、水溶性ポリエステル樹脂、水溶性ポリアミド樹脂、水溶性ポリイミド樹脂、水溶性アクリル樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、水溶性ポリアリルアミン樹脂、水溶性フェノール樹脂、水溶性エポキシ樹脂、水溶性フェノキシ樹脂、水溶性尿素樹脂、水溶性メラミン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、並びにこれらの樹脂の変性物が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、入手のしやすさ、脱離性の観点から、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂が好適に用いられる。
水溶性樹脂が造膜性を有する場合、プライマー層を構成するバインダー樹脂として水溶性樹脂を用いてもよい。
ポリビニルアルコール樹脂としては、未変性のポリビニルアルコールの他に、ビニルエステル系樹脂の製造時に各種モノマーを共重合させ、これをケン化して得られる変性ポリビニルアルコールや、未変性ポリビニルアルコールに後変性によって各種官能基を導入した各種の後変性ポリビニルアルコールを用いてもよい。また、変性ポリビニルアルコールを更に後変性させたものでもよい。これらの変性は、ポリビニルアルコール樹脂の水溶性が損なわれない範囲で行うことができる。
これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリビニルアルコール樹脂として好ましくは、側鎖に一級水酸基を有する構造単位を含有する樹脂、エチレン変性ポリビニルアルコール樹脂が挙げられる。中でも、溶融成形性に優れ、さらに水溶性に優れる点で、側鎖に一級水酸基を有する構造単位を含有するポリビニルアルコール樹脂が好ましい。これらの構造単位における一級水酸基の数は、通常1~5個、好ましくは1~2個、より好ましくは1個である。また、一級水酸基以外にも二級水酸基を有することが好ましい。
ポリビニルアルコール樹脂のケン化度(JIS K 6726に準拠して測定)は、通常60~100モル%である。また、ケン化度の好ましい範囲は、変性種によって異なり、例えば、未変性ポリビニルアルコール樹脂の場合、通常60~99.9モル%、好ましくは70~99.0モル%、より好ましくは75~98.5%である。側鎖1,2-ジオール構造単位含有変性ポリビニルアルコール樹脂のケン化度は、通常60~99.9モル%、好ましくは65~99.8モル%、より好ましくは70~99.5モル%である。かかるケン化度が低すぎると水溶性が低下する傾向がある。少量のエチレンで変性されたエチレン変性ポリビニルアルコール樹脂のケン化度は、通常60モル%以上、好ましくは70~99.5モル%、特に好ましくは75~99.0モル%である。
ケン化度が上記範囲内であると、水溶性に優れ脱離性が良好になるため好ましい。また、プライマー層を形成する際の、塗工性にも優れるため好ましい。
ポリビニルアルコール樹脂の平均重合度(JIS K 6726に準拠して測定)は、通常100~3000であり、好ましくは150~2000、より好ましくは180~1000、特に好ましくは200~800である。
(酸性基を有する化合物)
酸性基を有する化合物としては、酸性基を有する樹脂又は酸性基を有する低分子化合物を用いてもよい。これにより、プライマー層を上述する塩基性水溶液で脱離することができる。
酸性基を有する樹脂における樹脂としては、例えば、セルロース系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ケトン樹脂、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂が挙げられる。上記酸性基としては、例えば、カルボキシ基、リン酸基、スルホ基、スルフィノ基等若しくはそれらのエステル又は塩が挙げられる。
また、酸性基を有する樹脂として、マレイン化ロジンやフマル化ロジン等の酸価を有するロジン変性樹脂を用いることができる。
また、酸性基を有する樹脂として、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸等のカルボキシ基を有する重合性モノマー;無水イタコン酸、無水マレイン酸等の酸無水物である重合性モノマー;スルホン化スチレン等のスルホン酸基を有する重合性モノマー;ビニルベンゼンスルホンアミド等のスルホンアミド基を有する重合性モノマー;のような酸性基を有する重合性モノマーを共重合させた、スチレン-(メタ)アクリル樹脂、スチレン-(無水)マレイン酸樹脂、テルペン-(無水)マレイン酸樹脂等のラジカル共重合体や、酸変性されたポリオレフィン樹脂を用いることができる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
酸性基を有する低分子化合物は、分子量分布を有しない化合物であって、且つ分子量が1,000以下の化合物を指す。このような化合物としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸;オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、ソルビン酸等の不飽和脂肪酸;乳酸、リンゴ酸、クエン酸等のヒドロキシ酸;安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、サリチル酸、没食子酸、メリト酸、ケイ皮酸等の芳香族カルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸等のジカルボン酸;アコニット酸等のトリカルボン酸;ピルビン酸、オキサロ酢酸等のオキソカルボン酸;アミノ酸、ニトロカルボン酸等のカルボン酸誘導体;無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等の酸無水物が挙げられる。
酸性基を有する低分子化合物は、上述する酸性基を有する樹脂又は公知のプライマー層を構成する公知のバインダー樹脂と組合せて用いることで、プライマー層を形成することができる。
プライマー層は、印刷適性の観点から、酸性基を有するウレタン樹脂、酸性基を有するアクリル樹脂、及びロジン変性樹脂からなる群より選ばれる一種以上を含むことが好ましい。
〔酸性基を有するウレタン樹脂〕
酸性基を有するウレタン樹脂は特に制限されず、例えば、酸性基を有するポリオールとポリイソシアネートとを反応させてなるウレタン樹脂、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させてなるウレタン樹脂中の水酸基を酸変性してなる樹脂、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させてなるウレタン樹脂中のイソシアネート基にポリアミンを反応させてなるウレタンウレア樹脂中のアミノ基を酸変性してなる樹脂が挙げられる。
また、酸性基を有するウレタン樹脂として、ヒドロキシ酸を含むポリオール及びポリイソシアネートを反応させてなる樹脂を用いてもよい。ポリオールとしてヒドロキシ酸を使用することで、ウレタン樹脂にカルボキシ基に由来する酸価を付与することができ、脱離性を向上させることができる。また、上記酸性基を有するウレタン樹脂がイソシアネート基を有する場合、該イソシアネート基の一部にポリアミンを反応させてウレア結合を導入し、ウレタンウレアとしてもよい。
《ポリオール》
ポリオールは、一つの分子内に少なくとも二つの水酸基を有する化合物の総称である。ポリオールの数平均分子量は、好ましくは500~10,000、より好ましくは1,000~5,000である。上記数平均分子量とは、ポリオールの水酸基価から算出されるものであり、当該水酸基価はJISK0070による測定値を指す。ポリオールの数平均分子量が500以上であると、プライマー層の柔軟性に優れ、プラスチック基材への密着性が向上する。数平均分子量が10,000以下であると、プラスチック基材に対する耐ブロッキング性に優れる。
ポリオールとしては特に制限されず、より好ましくは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、及びポリカーボネートポリオールからなる群から選ばれる少なくとも1種のポリオールが用いられる。更にポリオールは、その他ダイマージオール、水添ダイマージオール、ひまし油変性ポリオール等を含んでもよい。
即ち、上記ウレタン樹脂は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のポリオール由来の構成単位を含むことが好ましい。ポリエステルポリオールのエステル結合部位がアルカリ加水分解することにより脱離性が向上するため、より好ましくは、ポリエステルポリオール由来の構成単位を含むものである。
ポリオール由来の構成単位の含有量は、ウレタン樹脂全量に対して、好ましくは10~75質量%、より好ましくは15~70質量%、さらに好ましくは20~65質量%である。ポリエステルポリオール由来の構成単位の含有量は、ポリオール由来の構成単位全量に対して、好ましくは5質量%以上、より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、特に好ましくは80質量%以上である。
《ヒドロキシ酸》
上記ポリオールはヒドロキシ酸を含んでもよい。上記ヒドロキシ酸は、活性水素基である水酸基及び酸性官能基の両方を一分子中に有する化合物を指す。該酸性官能基とは、酸価を測定する際に、水酸化カリウムで中和されうる官能基を示し、具体的にはカルボキシ基やスルホン酸基等が挙げられ、好ましくはカルボキシ基である。このようなヒドロキシ酸としては、例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール吉草酸のようなジメチロールアルカン酸が好適に用いられる。
《ポリイソシアネート》
上記ポリイソシアネートは特に制限されず、従来公知のポリイソシアネートから選択することができる。好ましくは、ジイソシアネート又はトリイソシアネートを含み、より好ましくは、芳香族、脂肪族又は脂環式のジイソシアネートを含む。これらは単独又は2種以上を併用してもよい。
《ポリアミン》
ウレタンウレアとするためのポリアミンは特に制限されず、好ましくはジアミン化合物である。また、ウレタン樹脂に水酸基を導入できる点で、水酸基を有するジアミンを用いてもよい。
酸性基を有するウレタン樹脂の酸価は、好ましくは15mgKOH/g以上であり、より好ましくは15~70mgKOH/gであり、さらに好ましくは20~50mgKOH/gである。15mgKOH/g以上であると、処理液による脱離性が良好となるため好ましく、70mgKOH/g以下であると、基材密着性や耐レトルト性が良好となるため好ましい。 ウレタン樹脂の水酸基価は、好ましくは1~35mgKOH/gであり、より好ましくは10~30mgKOH/gである。1mgKOH/g以上であると、処理液による脱離性が良好となるため好ましく、35mgKOH/g以下であると、基材密着性が良好となるため好ましい。
酸性基を有するウレタン樹脂の質量平均分子量は、好ましくは10,000~100,000、より好ましくは15,000~70,000、さらに好ましくは15,000~50,000である。ウレタン樹脂の分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは6以下である。Mwは質量平均分子量を表し、Mnは数平均分子量を表す。分子量分布が6以下であると脱離性、プライマー組成物の乾燥性、耐レトルト適性に優れる。また、分子量分布が小さい、即ち分子量分布がシャープであるほど、処理液による溶解・剥離作用が均一に起こり、プラスチック基材の脱離性が向上する。分子量分布は、より好ましくは5以下、さらに好ましくは4以下である。また、分子量分布は好ましくは1.5以上、より好ましくは1.2以上である。
本明細書において、Mw、Mn及び分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)により求めたポリスチレン換算値である。
酸性基を有するウレタン樹脂はアミノ基を有していてもよい。ウレタン樹脂がアミノ基を有する場合、そのアミン価は0.1~20mgKOH/gであることが好ましく、より好ましくは1~10mgKOH/gである。アミン価が上記範囲内であると基材密着性に優れる。
酸性基を有するウレタン樹脂のウレタン結合数は、好ましくは1~3mmol/g、より好ましくは1.5~2mmol/gである。また、酸性基を有するウレタン樹脂のウレア結合数は、好ましくは0~3mmol/g、より好ましくは0.2~1mmol/gである。また、酸性基を有するウレタン樹脂におけるウレタン結合数とウレア結合数の合計は、好ましくは1~6mmol/g、より好ましくは1.7~3mmol/gである。
酸性基を有するウレタン樹脂のウレタン結合数及びウレア結合数を上記範囲に設定することで、脱離性及び基材密着性が向上する。
〔酸性基を有するアクリル樹脂〕
酸性基を有するアクリル樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸等の酸性基を有する(メタ)アクリルモノマーを含むモノマーを重合した重合体;水酸基やグリシジル基を有する(メタ)アクリルモノマーを含むモノマーを重合した後、当該官能基を変性してカルボキシ基を導入した樹脂(例えば無水マレイン酸変性樹脂);が挙げられる。
酸性基を有するアクリル樹脂の酸価は、好ましくは50mgKOH/g以上、より好ましくは100mgKOH/g以上である。
〔ロジン変性樹脂〕
ロジン変性樹脂は、原料の一つとしてロジンを用いて調製された樹脂である。ロジンには、アビエチン酸、パラストリン酸、イソピマール酸、レボピマール酸等の樹脂酸が混合物として含まれ、これら樹脂酸は、親水性で化学活性なカルボキシ基が含まれ、中には共役二重結合を備えるものもある。そのため、多価アルコールや多塩基酸を組み合わせて縮重合させたり、ロジン骨格に含まれるベンゼン環にフェノールの縮合体であるレゾールを付加させたり、ジエノフィルである無水マレイン酸やマレイン酸とディールスアルダー反応をさせてマレイン酸や無水マレイン酸骨格を付加させさせたりすること等により、様々なロジン変性樹脂が調製されている。このようなロジン変性樹脂は、各種のものが市販されており、それを入手して用いることも可能である。
ロジン変性樹脂としては、例えば、マレイン化ロジン、フマル化ロジン、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性アルキッド樹脂、ロジン変性ポリエステル樹脂が挙げられる。本発明においては、いずれのロジン変性樹脂を用いてもよいが、これらの中でも、その構造中にマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸及び無水フマル酸からなる群より選択される少なくとも一つを由来とする部位を含むものが好ましく用いられる。「その構造中にマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸及び無水フマル酸からなる群より選択される少なくとも一つを由来とする部位を含む」樹脂とは、原料の一部としてマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸及び無水フマル酸からなる群より選択される少なくとも一つを用いて調製されたものであり、例えば、多塩基酸の一部としてマレイン酸やフマル酸を縮重合させたロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂や、ジエノフィルとしてマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸や無水フマル酸をディールスアルダー反応で付加させた構造を備えるマレイン化ロジン、フマル化ロジンや、これらに含まれる官能基を用いてさらに他の化学種を重合させた樹脂等を意味する。
ロジン変性樹脂の酸価は、好ましくは10~400mgKOH/gであり、より好ましくは100~300mgKOH/gである。
(その他成分)
プライマー層は、水溶性樹脂又は酸性基を有する化合物以外の樹脂を含有してもよい。
このような樹脂としては、例えば、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂若しくは塩化ビニル-アクリル系共重合樹脂等の塩化ビニル樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ダンマル樹脂、スチレン-アクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、テルペン樹脂、フェノール変性テルペン樹脂、ケトン樹脂、環化ゴム、塩化ゴム、ブチラール、ポリアセタール樹脂、石油樹脂、及びこれらの変性樹脂を挙げることができる。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
中でも、プライマー層は、セルロース樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン樹脂、アクリル樹脂からなる群より選ばれる少なくも1種の樹脂を含むことが好ましい。より好ましくは、塩化ビニル樹脂、又はアクリル樹脂を含む。
酸性基を有するウレタン樹脂と、その他樹脂との質量比(酸性基を有するウレタン樹脂:その他樹脂)は、好ましくは95:5~50:50である。上記範囲内であると、塩基性水溶液中において、プライマー層と共に印刷層が剥離した際に、印刷層が薄膜の状態で剥離され、回収が容易となるため好ましい。
プライマー層は、体質顔料を含有してもよい。体質顔料としては、例えば、シリカ、硫酸バリウム、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等の金属酸化物が挙げられる。中でも好ましくはシリカであり、より好ましくは親水性シリカである。
体質顔料の平均粒子径は、好ましくは0.5~10μmであり、より好ましくは1~8μmである。体質顔料の含有量は、プライマー層中に0.5~10質量%であることが好ましく、より好ましくは1~5質量%である。平均粒子径及び体質顔料の含有量が、上記範囲内であると、印刷層の濡れ性が向上し画質が向上する。
プライマー層は、上述する酸性基を有するウレタン樹脂が硬化剤で架橋された層であってもよい。プライマー層に架橋構造が導入されることで、プライマー層上に形成される印刷層の浸透や滲みが抑制され、優れた画質を示すことができる。
硬化剤としては、例えば、ポリイソシアネートが挙げられる。ポリイソシアネートとしては、特に制限されず、従来公知のポリイソシアネートから選択することができ、例えば、脂肪族ポリイソシアネート又は芳香脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。これらは単独又は2種以上を併用してもよい。
プライマー層は、さらに公知の添加剤を含有してもよい。公知の添加剤としては、例えば、分散剤、湿潤剤、接着補助剤、レベリング剤、消泡剤、帯電防止剤、粘度調整剤、金属キレート、トラッピング剤、ブロッキング防止剤、上記以外のワックス成分、シランカップリング剤が挙げられる。
プライマー層の厚みは、好ましくは0.5~3.0μm、より好ましくは0.6~2.0μm、さらに好ましくは0.8~1.5μmの範囲であり、公知の方法を用いて形成することができる。
[印刷層]
印刷層とは、装飾、美感の付与、内容物、賞味期限、製造者又は販売者の表示等を目的とした、任意の印刷模様を形成する層であり、ベタ印刷層も含む。
脱離層が印刷層である場合、該印刷層は、プラスチック基材と接して配置され、処理液よる溶解・剥離等によりプラスチック基材を脱離する役割を担う。印刷層は、好ましくは、水溶性樹脂又は酸性基を有する化合物(但し、水溶性樹脂を除く)と、着色剤とを含む。また印刷層の形成方法は制限されず、公知の方法を用いて形成することができる。
印刷層は、印刷適性の観点から、酸性基を有するウレタン樹脂、酸性基を有するアクリル樹脂、及びロジン変性樹脂からなる一種以上を含むことが好ましい。
上記水溶性樹脂及び酸性基を有する化合物、並びに、酸性基を有するウレタン樹脂、酸性基を有するアクリル樹脂及びロジン変性樹脂の態様は、上述する[プライマー層]の項における(水溶性樹脂)、(酸性基を有する化合物)、〔酸性基を有するウレタン樹脂〕、〔酸性基を有するアクリル樹脂〕及び〔ロジン変性樹脂〕の記載を援用できる。
(着色剤)
印刷層は、有色であっても無色であってもよく、印刷インキや塗料で使用される公知の着色剤を含有することが好ましい。着色剤は特に制限されず、無機顔料、有機顔料、染料のほか、金属光沢を与える金属粉、近赤外吸収材料、紫外線吸収材料を用いてもよい。
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、ベンガラ、紺青、群青、カーボンブラック、黒鉛等の有色顔料;炭酸カルシウム、カオリン、クレー、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、タルク等の体質顔料;が挙げられる。
有機顔料としては、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、アゾキレーキ顔料、縮合アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料、縮合多環顔料等が好適に用いられる。
なおこれらに限らず、前記顔料はカラーインデックスのジェネリックネームで記載のものが適宜使用できる。中でも、本発明の処理液は塩基性化合物を含むため、塩基性水溶液に溶出しない、アルカリ耐性を有する顔料が好ましい。顔料の溶出を防ぐことで、塩基水溶液の再利用が容易となる。
顔料のアルカリ耐性は、概ね顔料の骨格又は構造で推定され、アルカリ耐性のある顔料としては、例えば、無機顔料、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントイエロー83が挙げられる。
顔料が酸化チタンである場合、酸化チタンの含有量は、印刷層中に好ましくは20~80質量%、より好ましくは30~75質量%である。また顔料が、酸化チタンを除く無機顔料、体質顔料、及び有機顔料からなる群より選ばれる一種以上である場合、これらの顔料の含有率はいずれも、印刷層100質量中に0.5~60質量%であることが好ましく、10~50質量%であることが好ましい。
(その他成分)
印刷層は、着色剤の分散剤として、顔料誘導体及び/又は樹脂型分散剤を含有してもよい。
顔料誘導体は、顔料の骨格に置換基を導入した化合物であり、顔料誘導体の含有率は、着色剤の質量を基準として、好ましくは0.01~10質量%、より好ましくは0.05~6質量%であり、さらに好ましくは0.1~4質量%である。顔料誘導体の含有率が0.01質量%以上であるとプラスチック基材の脱離性に優れ、10質量%以下であると、印刷層の再付着を抑制することができる。
樹脂型分散剤は、着色剤に吸着して印刷インキ等への分散を安定化する働きをするものであり、公知の樹脂型分散剤から適宜選択できる。樹脂型分散剤の含有率は、着色剤の質量を基準として、好ましくは0.01~30質量%、より好ましくは0.05~20質量%、さら好ましくは0.1~10質量%である。樹脂型分散剤の含有率が0.01質量%以上であるとプラスチック基材の脱離性に優れ、30質量%以下であると印刷層の耐水性に優れる。
印刷層は、水溶性樹脂又は酸性基を含む化合物以外の樹脂を含有してもよい。
このような樹脂としては、例えば、ニトロセルロース系、セルロースアセテート・プロピオネート等の繊維素材、塩素化ポリプロピレン系、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体系、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン樹脂系及びアクリルウレタン系、ポリアミド系、ポリブチラール系、環化ゴム系、塩化ゴム系の樹脂を挙げることができる。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
印刷層の厚みは、好ましくは0.1μm以上100μm以下、より好ましくは0.1μm以上10μm以下、さらに好ましくは1μm以上5μm以下である。
[接着剤層]
脱離層が接着剤層である場合、該接着剤層は、プラスチック基材と接して配置され、処理液による溶解・剥離等によりプラスチック基材を脱離する役割を担う。接着剤層は、好ましくは、酸性基を有する化合物(但し、水溶性樹脂を除く)を含む。接着剤層が、酸性基を有する樹脂又は酸性基を有する低分子化合物を含むことで、上述する塩基性水溶液を用いて接着剤層を脱離することができる。
上記酸性基を有する化合物、酸性基を有する樹脂及び酸性基を有する低分子化合物の態様は、上述する[プライマー層]の項における(酸性基を有する化合物)の記載を援用できる。
また接着剤層の形成方法は制限されず、公知の方法を用いて形成することができる。
接着剤層は、脱離性の観点から、酸性基を有するポリエステルポリオールと、脂肪族ポリイソシアネート及び芳香脂肪族ポリイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種のポリイソシアネートとを含む接着剤の硬化物であってもよい。上記硬化物は、酸性基を有する樹脂に該当する。
また、接着剤層は、ポリエステルポリオールと、脂肪族ポリイソシアネート及び芳香脂肪族ポリイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種のポリイソシアネートと、酸性基を有する低分子化合物とを含む接着剤の硬化物であってもよい。
(ポリエステルポリオール)
ポリエステルポリオールは、酸性基を有していればよく、公知のポリエステルポリオールから適宜選択できる。このようなポリエステルポリオールを含むことにより、処理液として塩基性水溶液を用いた場合、塩基性化合物との親和性が高いエステル結合を有することで、脱離性が向上するため好ましい。ポリエステルポリオールは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリエステルポリオールは、特に限定されないが、カルボキシ基成分と水酸基成分とを反応させて得られるポリエステルポリオール;ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリ(β-メチル-γ-バレロラクトン)等のラクトン類を開環重合して得られるポリエステルポリオール;が好適に用いられる。
上記カルボキシ基成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、無水フタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、コハク酸、グルタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等二塩基酸若しくはそれらのジアルキルエステル又はそれらの混合物が挙げられる。
上記水酸基成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,6-ヘキサンジオール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、3,3′-ジメチロールヘプタン、1,9-ノナンジオール、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、ポリウレタンポリオール等のジオール類若しくはそれらの混合物が挙げられる。
上記カルボキシ基成分及び水酸基成分は、2種以上を併用してもよい。
ポリエステルポリオールは、ポリオール中の水酸基にポリイソシアネートを反応させたポリエステルウレタンポリオールであってもよい。ポリエステルポリオールがウレタン結合を有することで、優れた耐熱性、接着性を発揮する。
上記ポリイソシアネートとしては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネートが挙げられる。
また、ポリエステルポリオールは、ポリオール中の水酸基に酸無水物を反応させた酸無水物変性物であってもよい。これにより、ポリエステルポリオールに酸性基であるカルボキシ基を導入することができる。
酸無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、無水メリト酸、無水トリメリット酸、トリメリット酸エステル無水物が挙げられる。トリメリット酸エステル無水物としては、例えば、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、プロピレングリコールビスアンヒドロトリメリテートが挙げられる。
ポリエステルポリオールの酸価は、好ましくは5.0mgKOH/g以上、より好ましくは10.0mgKOH/g以上である。また、ポリエステルポリオールの酸価は、好ましくは100mgKOH/g以下、より好ましくは80mgKOH/g以下である。ポリエステルポリオールの酸価が上記範囲であると、塩基性水溶液である処理液と接触させた際に、塩基性水溶液が浸透して分解され、より優れた脱離性を発揮する。
接着剤が複数のポリエステルポリオールを含む場合、ポリエステルポリオール全体の酸価は、各々のポリエステルポリオール分の酸価とその質量比率から求めることができる。
ポリエステルポリオールの数平均分子量(Mn)は、好ましくは3,000~25,000、より好ましくは5,000~20,000、特に好ましくは7,000~15,000である。ポリエステルポリオールの数平均分子量が3,000以上であると、塗工性だけでなく十分なレトルト適性を発揮することができ、20,000以下であると塗工性だけでなく脱離性が向上するため好ましい。
ポリエステルポリオール分は、包装材料に要求される各種物性を満たすために、複数のポリエステルポリオール成分を併用してもよく、例えば、数平均分子量5,000~20,000のポリエステルポリオールを含んでもよく、さらに、基材密着性を向上させるために、数平均分子量3,000未満のポリエステルポリオールを含んでもよい。
数平均分子量が3,000未満のポリエステルポリオールの含有量は、ポリエステルポリオールの全質量を基準として、好ましくは0~30質量%、より好ましくは0~20質量%である。30質量%以下であると、レトルト耐性を維持できる。
(その他ポリオール)
接着剤層を構成する接着剤は、ポリエステルポリオール以外のその他ポリオールを含有してもよい。ポリエステルポリオール以外に含有してもよいポリオールは、特に限定されず、例えば、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、シリコーンポリオール、ヒマシ油系ポリオール、フッ素系ポリオールが挙げられる。
(ポリイソシアネート)
接着剤層を構成するために、上述するポリエステルポリオールと組み合わせるポリイソシアネートは、公知の脂肪族ポリイソシアネート及び芳香脂肪族ポリイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート等の非環状の脂肪族ジイソシアネート;1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(以下、イソホロンジイソシアネート)等の脂環式ジイソシアネート;上記ジイソシアネートから誘導された、アロファネートタイプ、ヌレートタイプ、ビウレットタイプ、アダクトタイプの誘導体、若しくはその複合体等のポリイソシアネート;が挙げられる。
誘導体として好ましくは、ヌレートタイプ、アダクトタイプであり、より好ましくはアダクトタイプである。脂肪族ポリイソシアネートとしては、脱離性とラミネート物性のバランスが確保しやすいヘキサメチレンジイソシアネート(以下、HDIともいう)から誘導されたポリイソシアネートが好ましい。
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3-又は1,4-キシリレンジイソシアネート若しくはその混合物、ω,ω′-ジイソシアネート-1,4-ジエチルベンゼン、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアネート-1-メチルエチル)ベンゼン若しくはその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネート;上記芳香脂肪族ジイソシアネートから誘導された、アロファネートタイプ、ヌレートタイプ、ビウレットタイプ、アダクトタイプの誘導体、若しくはその複合体等のポリイソシアネート;が挙げられる。
(その他ポリイソシアネート)
接着剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、脂肪族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート以外のその他ポリイソシアネートを含有してもよい。このようなポリイソシアネートとしては、例えば、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族系ジイソシアネート;上記ジイソシアネートの誘導体、若しくはその複合体等のポリイソシアネート;が挙げられる。
上記ポリオールとポリイソシアネートとの配合割合は、ポリオール中の水酸基に対するポリイソシアネートのイソシアネート基のモル比(NCO/OH)が0.3~10.0になるよう配合してもよい。上記モル比(NCO/OH)は、好ましくは、0.3~7.0であり、より好ましくは0.5~5.0である。
(その他成分)
接着剤層は、シランカップリング剤、リンの酸素酸若しくはその誘導体、レベリング剤、消泡剤、反応促進剤のほか、無機充填剤(例えば、シリカ、アルミナ、マイカ、タルク、アルミニウムフレーク、ガラスフレーク)、層状無機化合物、安定剤(例えば、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤)、防錆剤、増粘剤、可塑剤、帯電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、着色剤、フィラー、結晶核剤、硬化反応を調整するための触媒等を含有してもよい。
<プラスチック基材>
本発明で用いられる積層体は、プラスチック基材を有する。
本発明で用いられるプラスチック基材としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂、アセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、繊維素系プラスチック、アルミニウム箔を含む基材が挙げられ、リサイクル基材として再利用する観点から、特にポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂を含む基材が好ましく、ポリオレフィン樹脂を含む、ポリオレフィン基材がより好ましい。
プラスチック基材の厚みは特に制限されず、用途に応じて適宜選択してよい。当該厚みは、好ましくは5~1000μmであり、より好ましくは10~300μmであり、さらに好ましくは10μm~100μmであり、特に好ましくは12μm~50μmである。
また、プラスチック基材は、ガスバリア基材として、アルミニウム箔、アルミニウム等の金属蒸着層、シリカやアルミナ等の金属酸化物蒸着層を有することがある。アルミニウム箔の厚みは、経済的な面から3~50μmの範囲であることが好ましい。アルミニウム箔、アルミニウム蒸着層及びアルミナ蒸着層は、塩基性水溶液に溶解し、脱離するため、前述の脱離層として機能し、隣接するプラスチック基材を分離させることができる。
プラスチック基材は、単一樹脂からなるものであっても、同一または異なる複数の層が直接又は接着剤層を介して積層されたものであってもよい。以下、単層または複数層からなるプラスチック基材を、ブラスチック基材層ともいう。また、以下、単層または複数層からなるポリオレフィン基材を、ポリオレフィン基材層ともいう。
<ポリオレフィン基材>
特にポリオレフィン基材は、比重が小さく処理液の液面に浮上するため、脱離層より脱離した成分(特に親油性の高い成分)が再付着しやすいが、本発明の処理液を用いることで、脱離性と再付着抑制能とを両立することができる。
ポリオレフィン基材層としては、例えば、ポリエチレン(PE)、二軸延伸ポリプロピレン(OPP)のようなプラスチック基材のほか、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、酸変性ポリエチレン、無延伸ポリプロピレン(CPP)、アルミ蒸着ポリプロピレン(VMOPP)、酸変性ポリプロピレン、共重合ポリプロピレンのようなシーラント基材が挙げられる。
ポリオレフィン基材層の厚みは特に制限されず、用途に応じて適宜選択してよいが、好ましくは5~200μmであり、より好ましくは10~150μmである。
<ポリエステル基材>
ポリエステル基材としては、例えば、二軸延伸ポリエステル(PET)、アルミ蒸着ポリエステル(VMPET)、収縮ポリエステル(収縮PET)が挙げられる。ポリエステル基材層の厚みは特に制限されず、用途に応じて適宜選択してよいが、好ましくは5~1000μmであり、より好ましくは10~100μmである。
<積層体の構成>
本発明における積層体は、プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える部分構成を有していればよく、さらに他の層を有していてもよい。
積層体の具体例としては、例えば、下記の構成が挙げられる。
(1)プラスチック基材層と印刷層とをこの順に備える積層体であって、該印刷層が脱離層である積層体。
(2)プラスチック層とプライマー層と印刷層とをこの順に備える積層体であって、該プライマー層が脱離層である積層体。
(3)第1の基材層と印刷層と接着剤層と第2の基材層とをこの順に備える積層体であって、該印刷層及び接着剤層のうち、少なくとも一つの層が脱離層であり、該脱離層に接する基材がプラスチック基材である積層体。
(4)第1の基材層とプライマー層と印刷層と接着剤層と第2の基材層とをこの順に備える積層体であって、該プライマー層及び接着剤層のうち、少なくとも一つの層が脱離層であり、該脱離層に接する基材がプラスチック基材である積層体。
(5)第1の基材層と接着剤層と第2の基材層とをこの順に備える積層体であって、該接着剤層が脱離層であり、少なくとも一方の基材がプラスチック基材である積層体。
(6)第1の基材層と蒸着層と印刷層と接着剤層と第2の基材層とをこの順に備える積層体であって、該蒸着層及び接着剤層のうち、少なくとも一つの層が脱離層であり、該脱離層に接する基材がプラスチック基材である積層体。
以下に、本発明の積層体構成の一例を挙げるが、これらに限定されない。下記の例示において、「/」は各層の境界を意味する。また下記の構成において、「基材層」とは、単層である必要はなく、複数の基材が積層された積層体であってもよい。
・プラスチック基材層/脱離印刷層
・プラスチック基材層/脱離プライマー層/印刷層
・プラスチック基材層/脱離印刷層/脱離接着剤層/プラスチック基材層
・プラスチック基材層/脱離プライマー層/印刷層/脱離接着剤層/プラスチック基材層
・プラスチック基材層/印刷層/脱離接着剤層/プラスチック基材層
・プラスチック基材層/脱離接着剤層/プラスチック基材層
・プラスチック基材層/脱離プライマー層/印刷層/脱離接着剤層/蒸着層/プラスチック基材層
<分離回収方法>
本発明のプラスチック基材の分離回収方法は、プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体と、塩基性化合物並びに油脂及び/又は油脂分解物を含有する処理液とを浸漬等により接触させて前記脱離層を脱離させ、プラスチック基材層を分離回収する工程を含む。
本発明のプラスチック基材の分離回収方法は、分離回収後のプラスチック基材を、成形用材料として用いることを目的としているため、少なくとも脱離層を備える積層体から、一定以上の脱離層が脱離している態様が好適である。具体的には、処理終了時に、脱離層100質量%のうち、面積や膜厚方向において50質量%以上が脱離していることが好ましく、当該脱離の割合は、60質量%以上がより好ましく、80質量%以上が更に好ましく、90質量%以上が特に好ましい。
処理液は、積層体の端部分から浸透して脱離層に接触し、脱離層を溶解又は膨潤させることで、プラスチック基材と脱離層とを分離する。したがって効率的に脱離を進めるために、積層体は、裁断又は粉砕され、処理液に浸漬する際に、断面に脱離層が露出している状態であることが好ましい。このような場合、より短時間で基材層を脱離することができる。
積層体を浸漬する際の処理液の温度は、好ましくは25~120℃、より好ましくは30~120℃、特に好ましくは30~80℃の範囲である。積層体の処理液への浸漬時間は、好ましくは1分間~24時間、より好ましくは1分間~12時間、好ましくは1分間~6時間の範囲である。処理液の使用量は、積層体の質量に対して、好ましくは5~10万倍量、より好ましくは10~1万倍の範囲であり、脱離効率を向上させるために、処理液の撹拌又は循環等を行うことが好ましい。回転速度は、好ましくは80~5000rpm、より好ましくは80~4000rpmである。
積層体から、脱離層が脱離し、プラスチック基材を回収した後、得られたプラスチック基材を水洗・乾燥する工程を経て、リサイクル基材を得ることが好ましい。
本発明のプラスチック基材の分離回収方法においては、脱離層に由来する夾雑物成分のメジアン径が1μm以上であることが好ましい。脱離層に由来する夾雑物成分のメジアン径が1μm以上であることで、当該夾雑物成分が基材に再付着することを抑制し、より高性能な再生材を得ることができる。
脱離層に由来する夾雑物成分のメジアン径は、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上、更に好ましくは15μm以上、特に好ましくは20μm以上である。また脱離層に由来する夾雑物成分のメジアン径は、好ましくは1000μm以下、より好ましくは800μm以下である。メジアン径が1000μm以下であると、脱離後の基材と脱離層に由来する夾雑物成分の分離が容易になるため好ましい。
本発明において、脱離層に由来する夾雑物成分の体積基準におけるメジアン径(D50)及びスパン値Aはレーザー回折式粒度分布測定装置により測定される。スパン値Aは、以下の式により表される。
A=(D90-D10)/D50
D10:脱離した印刷層成分のレーザー回折式粒度分布測定により得られる体積基準粒度
分布の累積10%径
D90:脱離した印刷層成分のレーザー回折式粒度分布測定により得られる体積基準粒度
分布の累積90%径
スパン値Aは、脱離層に由来する夾雑物成分の粒度分布幅を表し、数値が大きいほど粒度分布幅が広く、基材に再付着しやすい微細な印刷層成分を含む傾向がある。
スパン値Aは10以下が好ましく、8以下がより好ましく、5以下であるとさらに好ましい。スパン値が10以下であると、脱離層に由来する夾雑物成分の再付着を抑制できるため好ましい。
<成形用材料の製造方法>
上述する分離回収方法により回収されたプラスチック基材を溶融混練することで、成形用材料を製造することができる。本発明の成形用材料の製造方法は、好ましくは下記工程1~3を含む。成形用材料がマスターバッチを含む場合、さらに下記工程4を含んでもよい。
(工程1)上記積層体を破砕し、処理液に浸漬させて、該積層体からプラスチック基材を脱離する工程
(工程2)工程1で得られたプラスチック基材を水洗浄する工程
(工程3)工程2で得られたプラスチック基材を溶融混錬し、再生樹脂を得る工程
(工程4)工程3で得られた再生樹脂に、マスターバッチを混合する工程
工程1における積層体の破砕方法は、特に制限されず、例えば、ジョークラッシャー、インパクトクラッシャー、カッターミル、スタンプミル、リングミル、ローラーミル、ジェットミル、ハンマーミルを用いる方法が挙げられる。
工程2は、必要に応じて乾燥工程をさらに含んでもよい。工程2により、リサイクル後の基材(再生プラスチック基材ともいう)を得ることができる。
工程3における溶融混練工程は、必要に応じて各種添加剤等を加え、ヘンシェルミキサーやタンブラー、ディスパー等で混合した後、ニーダー、ロールミル、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、シュギミキサー、バーティカルグラニュレーター、ハイスピードミキサー、ファーマトリックス、ボールミル、スチールミル、サンドミル、振動ミル、アトライター、バンバリーミキサーのような回分式混練機、二軸押出機、単軸押出機、ローター型二軸混練機等を用いて、混合や分散することを指す。これにより樹脂組成物である再生樹脂が得られる。再生樹脂の形状は、特に制限されず、ペレット状、粉体状、顆粒状、ビーズ状であってもよい。溶融混練工程は、二軸押出機を用いるのが好ましい。
[マスターバッチ]
成形用材料は、さらにマスターバッチを含有することができる。マスターバッチは、再生樹脂に対して相溶性を有するものであれば特に制限されず、一般的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂と着色剤とを混練したものを使用できる。マスターバッチに含まれる熱可塑性樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
本発明におけるマスターバッチは、本発明の効果を阻害しない範囲で、アルカリ金属やアルカリ土類金属又は亜鉛の金属石けん、ハイドロタルサイト、ノニオン系界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、帯電防止剤、ハロゲン系、リン系又は金属酸化物等の難燃剤、エチレンビスアルキルアマイド等の滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤を含有してもよい。
<成形体>
上述する製造方法により得られる成形用材料を加熱成形することで、成形体を得ることができる。加熱成形方法は特に制限されず、例えば、射出成形、押出し成形、ブロー成形、圧縮成形が挙げられる。
本発明の分離回収方法により回収されたプラスチック基材を用いて製造された成形用材料は、印刷層や接着剤層等が脱離され、さらに脱離成分の再付着が抑制されているため高品位であり、家電製品や文房具、自動車用のパーツ、おもちゃやスポーツ用品、医療用や建築・建設資材の材料等、様々な分野に用いることができる。
以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、本発明における部及び%は、特に注釈の無い場合、質量部及び質量%を表す。
<分子量及び分子量分布>
質量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw/Mn)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定を行い、ポリスチレンを標準物質に用いた換算分子量として求めた。測定条件を以下に示す。
GPC装置:昭和電工社製 Shodex GPC-104
カラム:下記カラムを直列に連結して使用した。
昭和電工社製 Shodex LF-404 2本
昭和電工社製 Shodex LF-G
検出器:RI(示差屈折計)
測定条件:カラム温度40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:0.3mL/分
<酸価、水酸基価>
酸価及び水酸基価は、JIS K 0070(1992)に記載の方法に従って測定した。
<FT-IR測定>
FT-IRの測定は以下のような条件で行った。
・装置メーカー:Thermo SCIENTIFIC社
・装置名:Nicolet iS50 FT-IR Spectrometer
・測定モード:ATR法
・クリスタル:Diamond
・分解能:4cm-1
・積算回数:32回
<プライマー組成物及び印刷インキ用樹脂の製造>
[合成例1-1](ポリウレタン樹脂P1)
還流冷却管、滴下漏斗、ガス導入管、撹拌装置、及び温度計を備えた反応器中に、窒素ガスを導入しながら、PPA(プロピレングリコールとアジピン酸との重縮合物からなる、数平均分子量2,000のポリエステルポリオール)152.2部、PPG(ポリプロピレングリコールからなる、数平均分子量2,000のポリエーテルポリオール)15.2部、BD(1,4-ブタンジオール)13.6部、IPDI(イソホロンジイソシアネート)99.8部、NPAC(酢酸ノルマルプロピル)200部を仕込み、90℃で5時間反応させて、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。
次いで、AEA(2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール)を19.2部、IPA(イソプロピルアルコール)を350部混合したものを、得られたウレタンプレポリマー溶液に室温で60分間かけて滴下した後、70℃で3時間反応させて、ポリウレタン樹脂溶液を得た。
得られたポリウレタン樹脂溶液に、NPACを加えて固形分を調整し、固形分濃度30%、質量平均分子量27,000、Mw/Mn=3.1、酸価0.0mgKOH/gのポリウレタン樹脂P1の溶液を得た。
[合成例1-2](ポリウレタン樹脂P2)
還流冷却管、滴下漏斗、ガス導入管、撹拌装置、及び温度計を備えた反応器中に、窒素ガスを導入しながら、PPA(プロピレングリコールとアジピン酸との重縮合物からなる、数平均分子量2,000のポリエステルポリオール)135.7部、PPG(ポリプロピレングリコールからなる、数平均分子量2,000のポリエーテルポリオール)13.6部、DMPA(2,2-ジメチロールプロパン酸)を28.3部、IPDI(イソホロンジイソシアネート)105.7部、NPAC(酢酸ノルマルプロピル)200部を仕込み、90℃で5時間反応させて、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。
次いで、AEA(2-(2-アミノエチルアミノ)エタノール)を16.7部、IPA(イソプロピルアルコール)を350部混合したものを、得られたウレタンプレポリマー溶液に室温で60分間かけて滴下した後、70℃で3時間反応させて、ポリウレタン樹脂溶液を得た。
得られたポリウレタン樹脂溶液に、NPACを加えて固形分を調整し、固形分濃度30%、質量平均分子量30,000、Mw/Mn=3.0、酸価39.3mgKOH/gのポリウレタン樹脂P2の溶液を得た。
[合成例1-3](ポリウレタン樹脂P3)
還流冷却管、滴下漏斗、ガス導入管、撹拌装置、及び温度計を備えた反応器中に、窒素ガスを導入しながら、PPA(プロピレングリコールとアジピン酸との重縮合物からなる、数平均分子量2,000のポリエステルポリオール)を108.6部、PEG(ポリエチレングリコールからなる、数平均分子量2,000のポリエーテルポリオール)を40.7部、DMPA(2,2-ジメチロールプロパン酸)を28.3部、IPDIを105.7部、NPACを200部仕込み、90℃で5時間反応させて、末端にイソシアネート基を有するプレポリマー溶液を得た。
次いで、AEAを16.7部、IPA150部を混合したものを、得られたウレタンプレポリマー溶液に室温で60分間かけて滴下した後、28%アンモニア水10.0部及びイオン交換水690部を徐々に添加して、樹脂中のカルボキシ基を中和することにより水溶化した。
次いで、NPAC及びIPAを減圧留去して、固形分濃度30%、質量平均分子量32,000、Mw/Mn=3.3、酸価39.3mgKOH/gのポリウレタン樹脂P3の水溶液を得た。但しP3における酸価は中和前の値である。
[合成例1-4](アクリル樹脂P4)
還流冷却管、滴下漏斗、ガス導入管、撹拌装置、及び温度計を備えた反応器中に、窒素ガスを導入しながら、スチレン70部、アクリル酸23部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル7部、EA(酢酸エチル)40部、IPA40部を仕込み、90℃まで昇温してAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)1部とEAを15部加えて4時間重合反応を行い、さらにAIBNを0.1部とEAを3部加えて2時間反応させて、アクリル樹脂溶液を得た。
得られたアクリル樹脂溶液にEAを加えて固形分調整を行い、固形分濃度30.0%、質量平均分子量27,000、酸価179.1mgKOH/g、水酸基価30.2mgKOH/gのアクリル樹脂P4を得た。
<プライマー層形成用組成物>
[製造例1-1](プライマー組成物A1)
ポリウレタン樹脂P2溶液87部、EA5部、IPA5部、シリカ粒子(水澤化学社製P-73:平均粒子径3.8μmの親水性シリカ粒子)3部をディスパーを用いて撹拌混合して、プライマー組成物A1を得た。
[製造例1-2~4](プライマー組成物A2~A4)
表1に示した原料及び配合比に変更した以外は、製造例1-1と同様の手法により、プライマー組成物A2~A4を得た。
<印刷インキの製造>
[製造例2-1](印刷インキR1)
藍顔料P.B.15(C.I.Pigment Blue 15)を10部、ポリウレタン樹脂P1溶液を25部、PVC(塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂(日信化学製 ソルバインTAO、固形分30%、EA溶液))を5部、EA10部、IPA10部を混合撹拌し、ビーズミルとしてサンドミルを用いて20分間分散処理を行った。その後、ポリウレタン樹脂P1溶液20部、EA10部、IPA10部を混合撹拌し、印刷インキR1を得た。
[製造例2-2~3](印刷インキR2~3)
表3に示した原料及び配合比率を使用した以外は、インキ製造例2-1と同様の手法により、印刷インキR2~3を得た。表1中の配合量は、分散時配合と後配合の合計である。
以下に、表1中の略称を示す。
マレイン化ロジン樹脂:荒川化学製 マルキードNo.32(酸価130mgKOH/g、固形分濃度100%品)を酢酸エチルにて固形分濃度30%に希釈した溶液
PVA樹脂:クラレ製 クラレポバール5-88(けん化度86.5~89.0%)の固形分濃度15%水溶液
P.B.15:C.I.Pigment Blue 15
PVC樹脂:塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂(日信化学製 ソルバインTAO、固形分30%、EA溶液)
EA:酢酸エチル
IPA:イソプロピルアルコール
<接着剤に用いるポリオールの製造>
[合成例2-1](ポリエステルポリオールB1)
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、エチレングリコール124部、ネオペンチルグリコール212部、1,6-ヘキサンジオール368部、イソフタル酸645部、アジピン酸36部、セバシン酸265部を仕込み、窒素気流下で撹拌しながら250℃まで昇温し、エステル化反応を行った。所定量の水が留出し、酸価が5以下になるまで反応を続けた後に、徐々に減圧を行って、1mmHg以下で5時間脱グリコール反応を行い、ポリエステルポリオールを得た。その後、イソホロンジイソシアネート35部を徐々に添加し、150℃で約2時間反応を行い、ポリエステルポリウレタンポリオールを得た。このポリエステルポリウレタンポリオール100部にエチレングリコールビスアンヒドロトリメリテートを12.0部添加し、180℃で約2時間反応させ、その後固形分濃度50%になるまで酢酸エチルで希釈することで、数平均分子量9,000、酸価30.3mgKOH/gの部分酸変性ポリエステルポリオールB1の溶液を得た。
[合成例2-2](ポリエステルポリオールB2)
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下槽及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、エチレングリコール58部、ジエチレングリコール412部、ネオペンチルグリコール343部、イソフタル酸517部、アジピン酸393部を仕込み、窒素気流下で撹拌しながら250℃まで昇温し、エステル化反応を行った。所定量の水が留出し、酸価が5以下になるまで反応を続けた後に、徐々に減圧を行って、1mmHg以下で5時間脱グリコール反応を行い、ポリエステルポリオールを得た。このポリエステルポリオール100部に無水トリメリット酸を4.0部添加し、180℃で約2時間反応させ、その後固形分濃度50%になるまで酢酸エチルで希釈することで、数平均分子量2,000、酸価23.5mgKOH/gの部分酸変性ポリエステルポリオールB2の溶液を得た。
<ポリイソシアネートの調製>
[調製例1](ポリイソシアネートC1)
コロネート2785(ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるビウレット型ポリイソシアネート、東ソー社製)を酢酸エチルに希釈して、固形分濃度50%、NCO%=9.6%に調整し、ポリイソシアネートC1の溶液を得た。
<接着剤の製造>
[製造例3-1](接着剤D1)
ポリエステルポリオールB1溶液を90部、ポリエステルポリオールB2溶液を10部、ポリイソシアネートC1溶液を8部配合し、EAを加えて固形分濃度30%の接着剤溶液を調製した。
[製造例3-2](接着剤D2)
ポリエステルポリオールB1溶液を90部、ポリエステルポリオールB2溶液を10部、ポリイソシアネートC1溶液を8部配合し、EAを加えて固形分濃度5%の接着剤溶液を調製した。
<積層体の製造>
以下、積層体の製造方法について説明する。なお、プライマー組成物及び印刷インキは、各々、EA/IPAの混合溶剤(質量比70/30)を用いて、粘度が15秒(25℃、ザーンカップ#3(離合社製))になるように希釈してから使用した。また、プライマー層及び印刷層の厚みは、各々、約1.5μmとなるように調整した。
[製造例4-1](積層体S1)
LLDPE(片面コロナ処理低密度ポリエチレンフィルム、厚み30μm)に対し、希釈したプライマー組成物A1及び印刷インキR1を、版深30μmのグラビア版を備えたグラビア印刷機を用いてこの順で印刷し、50℃で乾燥して、ポリオレフィン基材層(LLDPE)/脱離プライマー層(A1)/印刷層(R1)の構成である積層体S1を得た。
[製造例4-2~13、16](積層体S2~13、16)
基材、プライマー組成物、及び印刷インキを表2に記載の内容に変更した以外は製造例4-1と同様の手法により、積層体S2~13、16を得た。なお、S16は、プライマー組成物を用いずに、基材に印刷インキを直接印刷した。
[製造例4-14](積層体S14)
AL箔(軟質アルミニウムフィルム)に対し、ドライラミネート機を用いて接着剤D1を乾燥後塗布量が2g/mになるように塗布・乾燥した後、LLDPE(低密度ポリエチレンフィルム、厚み40μm)を貼り合わせ積層体を得た。
次いで軟質アルミニウムフィルム面に対して希釈したプライマー組成物A1及び印刷インキR1を、版深30μmのグラビア版を備えたグラビア印刷機を用いて印刷し、50℃で乾燥して、印刷層(R1)/脱離プライマー層(A1)/軟質アルミニウム基材層(AL)/ポリエチレン基材層(LLDPE)の構成である積層S14を得た。
[製造例4-15](積層体S15)
両面処理OPP(両面コロナ処理延伸ポリプロピレンフィルム、厚み30μm)に対し、接着剤D2を版深15μmのグラビア版を備えたグラビアコーターを用いて塗工し、80℃で乾燥することで接着剤層を形成した。接着剤層上に、LDPEを溶融温度310℃で押出しラミネートすることにより、VMOPPの蒸着面と積層させた。
次いで、VMOPPのアルミ(VM)面に、接着剤D2を版深15μmのグラビア版を備えたグラビアコーターを用いて塗工し、80℃で乾燥することで接着剤層を形成した。接着剤層上にLDPEを310℃で押出しラミネートすることによりCPPと圧着し積層させた。
次いで、OPPのD2を塗工しなかった面に対して希釈したプライマー組成物A1及び印刷インキR1を、版深30μmのグラビア版を備えたグラビア印刷機を用いて印刷し、50℃で乾燥して、脱離印刷層(R1)/ポリオレフィン基材層(両面処理OPP)/接着剤層(D1)/蒸着ポリエステル基材層(VMPET)/接着剤層(D1)/ポリオレフィン基材層(CPP)の構成である積層S15を得た。
[製造例4-17](積層体L1)
OPP(片面コロナ処理延伸ポリプロピレンフィルム、厚み30μm)のコロナ処理面に対し、希釈したプライマー組成物A1及び印刷インキR1を、版深30μmのグラビア版を備えたグラビア印刷機を用いてこの順で印刷し、50℃で乾燥して、OPP/A1/R1の構成である積層体を得た。
次いで、得られた積層体の印刷層上に、ドライラミネート機を用いて接着剤D1を乾燥後塗布量が2g/mになるように塗布・乾燥した後、CPPと貼り合せて、ポリオレフィン基材層(OPP)/脱離プライマー層(A1)/印刷層(R1)/接着剤層(D1)/ポリオレフィン基材層(CPP)の構成である積層体L1を得た。
[製造例4-18~25、32](積層体L2~9、16)
基材、プライマー組成物、印刷インキ及び接着剤を表2に記載の内容に変更した以外は製造例4-16と同様の手法により、積層体L2~9、16を得た。なお、S16は、プライマー組成物を用いずに、基材に印刷インキを直接印刷した。
[製造例4-26](積層体L10)
NY(ナイロンフィルム、厚み15μm)に対し、希釈したプライマー組成物A1及び印刷インキR1を、版深30μmのグラビア版を備えたグラビア印刷機を用いてこの順で印刷し、50℃で乾燥して、NY/A1/R1の構成である積層体を得た。
次いで、得られた積層体の印刷層上に、ドライラミネート機を用いて接着剤D1を乾燥後塗布量が2g/mになるように塗布・乾燥した後、VMPET(アルミ蒸着ポリエステルフィルム、厚み15μm)と貼り合せて、ポリアミド基材層(NY)/脱離プライマー層(A1)/印刷層(R1)/接着剤層(D1)/蒸着ポリエステル基材層(VMPET)の構成である積層体を得た。
次いで、得られた積層体のVMPET面に、ドライラミネート機を用いて接着剤D1を乾燥後塗布量が2g/mになるように塗布・乾燥した後、LLDPEと貼り合せて、ポリアミド基材層(NY)/プライマー層(A1)/印刷層(R1)/接着剤層(D1)/蒸着ポリエステル基材層(VMPET)/接着剤層(D1)/ポリオレフィン基材層(LLDPE)の構成である積層体L10を得た。
[製造例4-27~29](積層体L11~13)
基材、プライマー組成物、印刷インキ及び接着剤を表2に記載の内容に変更した以外は製造例4-25と同様の手法により、積層体L11~13を得た。
[製造例4-30](積層体L14)
OPPに対し、希釈したプライマー組成物A1及び印刷インキR1を、版深30μmのグラビア版を備えたグラビア印刷機を用いてこの順で印刷し、50℃で乾燥して、オレフィン基材層(OPP)/プライマー層(A1)/印刷層(R1)の構成である積層体を得た。
次いで、得られた積層体の印刷層上に接着剤D2を版深15μmのグラビア版を備えたグラビアコーターを用いて塗工し、80℃で乾燥することで接着剤層を形成した。接着剤層上に、LDPEを溶融温度310℃で押出しラミネートすることにより、VMPETの蒸着面と接着させ、積層体を得た。
次いで、VMPETのPET面に、接着剤D2を版深15μmのグラビア版を備えたグラビアコーターを用いて塗工し、80℃で乾燥することで接着剤層を形成した。接着剤層上にLDPEを310℃で押出しラミネートすることによりCPPと圧着し積層させ、ポリオレフィン基材層(OPP)/プライマー層(A1)/印刷層(R1)/接着剤層(D2)/蒸着ポリエステル基材層(VMPET)/接着剤層(D2)/ポリオレフィン基材層(CPP)の構成である積層体L14を得た。
[製造例4-31](積層体L15)
基材及び接着剤を表2に記載の内容に変更した以外は製造例4-29と同様の手法により、積層体L15を得た。
表2中の略称を以下に示す。
HSOPP:片面ヒートシール性ポリオレフィンフィルム、厚み30μm
防曇OPP:両面防曇性ポリオレフィンフィルム、厚み30μm
CPP:無延伸ポリプロピレンフィルム、厚み40μm
PET:二軸延伸ポリエステルフィルム、厚み12μm
NY:ナイロンフィルム、厚み15μm
WLLDPE:乳白ポリエチレンフィルム、厚み60μm
OPP:コロナ処理二軸延伸ポリプロピレンフィルム、厚み30μm
VMPET:アルミ蒸着ポリエステルフィルム、15μm
バリアPET:透明蒸着ポリエステルフィルム、12μm
<処理液の製造>
[製造例5-1](処理液T1)
油脂としてべにばな油を1.0部、水酸化ナトリウム2.0部、水97.0部を配合し、ディスパーで撹拌して、処理液T1を得た。
[製造例5-2~7](処理液T2~7)
油脂及び塩基性化合物を表3に記載の内容に変更した以外は製造例5-1と同様の手法により、処理液T2~7を得た。
[製造例5-8](処理液T8)
界面活性剤としてPOEアルキルエーテル(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、POE付加数;12、HLB;13.9)1.0部、消泡剤としてBYK-1650(ビックケミー・ジャパン製、シリコーン系エマルジョン型消泡剤、固形分濃度27.5%)0.1部、油脂としてパーム油1.0部、水酸化ナトリウム2.0部、水95.9部を配合し、ディスパーで撹拌して、処理液T8を得た。
[製造例5-9~15](処理液T9~15)
油脂及び界面活性剤を表3に記載の配合組成に変更した以外は製造例5-8と同様の手法により、処理液T9~15を得た。
[製造例5-16](処理液T16)
油脂分解物である脂肪酸としてオレイン酸を1.0部、水酸化ナトリウム2.0部、水97.0部を配合し、ディスパーで撹拌して、処理液T16を得た。
[製造例5-17~22](処理液T17~22)
組成を表4に記載の内容に変更した以外は製造例5-16と同様の手法により、処理液T17~22を得た。
[製造例5-23](処理液T23)
界面活性剤としてPOEアルキルエーテル(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、POE付加数;12、HLB;13.9)1.0部、消泡剤としてBYK-1650(ビックケミー・ジャパン製、シリコーン系エマルジョン型消泡剤、固形分濃度27.5%)0.1部、油脂分解物である脂肪酸としてオレイン酸1.0部、水酸化ナトリウム2.0部、水95.9部を配合し、ディスパーで撹拌して、処理液T23を得た。
[製造例5-24~35](処理液T24~35)
組成を表4に記載の内容に変更した以外は製造例5-23と同様の手法により、処理液T24~35を得た。
以下に、表3及び表4中の略称を示す。
ノニオン性界面活性剤:POEアルキルエーテル(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、POE付加数;12、HLB;13.9)
アニオン性界面活性剤:ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸:POE付加数;4、HLB;10.0
消泡剤:BYK-1650:ビックケミー・ジャパン製、シリコーン系オイルコンパウンド型、固形分濃度>97%
べにばな油:株式会社Jオイルミルズ社製、べに花油(油脂を構成する脂肪酸の炭素鎖数;16~18)
パーム油:日清オイリオグループ株式会社製、デリカプレミア パーム油(油脂を構成する脂肪酸の炭素鎖数;16~18)
大豆油:株式会社Jオイルミルズ社製、大豆の油(油脂を構成する脂肪酸の炭素鎖数;14~20)
なたね油:株式会社Jオイルミルズ社製、サラダ油(油脂を構成する脂肪酸の炭素鎖数;14~18)
マーガリン:株式会社Jオイルミルズ社製、ラーマ バターの風味(油脂を構成する脂肪酸の炭素鎖数;10~20)
バター:雪印メグミルク株式会社製、雪印北海道バター(油脂を構成する脂肪酸の炭素鎖数;4~20)
オレイン酸:富士フィルム和光純薬株式会社製、規格含量98.0+%、CH(CHCH=CH(CHCOOH、分子量282.46
リノール酸:富士フィルム和光純薬株式会社製、規格含量98.0+%、CH(CH(CHCH=CH)(CHCOOH、分子量280.45
リノレン酸:富士フィルム和光純薬株式会社製、規格含量98.0+%、CH(CHCH=CH)(CHCOOH、分子量278.43
ステアリン酸:富士フィルム和光純薬株式会社製、規格含量95.0+%、CH(CH16COOH、分子量284.47
酪酸:富士フィルム和光純薬株式会社製、規格含量98.0+%、CH(CHCOOH、分子量88.11
カプリル酸:富士フィルム和光純薬株式会社製、規格含量98.0+%、CH(CHCOOH、分子量144.21
<積層体の分離回収>
[実施例1]
1000mLのステンレスビーカーに、処理液T1を200g、包装材S1を1cm×1cmの大きさに切り出したサンプル8gを入れ、70℃、1500rpmの条件で撹拌した。積層体の分離回収状態について、以下の評価を行った。
[実施例2~100、比較例1~8]
表5~7に記載の材料を用いた以外は実施例1と同様の手法により、積層体の分離回収状態について評価を行った。
結果を表5~7に示す。
<積層体の評価>
(脱離層の脱離性)
プラスチック基材上に脱離層を備える積層体について、以下に記載した手法にて脱離層の脱離を評価した。サンプルは、撹拌開始15分、30分、1時間経過時に、各々、基材をサンプリングし、水洗・乾燥することで準備した。
1.得られた基材を10枚サンプリングし、印刷層の除去率(面積)を目視で確認した。
2.プライマーと接触するプラスチック基材及び接着剤と接触するシーラント基材を3枚取り出し、それぞれについて表裏各3ヶ所、計18ヶ所についてFT-IRを用いて、プライマー及び接着剤の吸収ピークの有無を確認した。
A(優):撹拌開始15分後の基材において、印刷層の90%以上が剥離し、かつ、プライマー及び接着剤のいずれにおいても吸収ピークが18ヶ所中1ヶ所も確認されない。
B(良):撹拌開始30分後の基材において、印刷層の90%以上が剥離し、かつ、プライマー及び接着剤のいずれにおいても吸収ピークが18ヶ所中1ヶ所も確認されない。
C(可):撹拌開始1時間後の基材において、印刷層の90%以上が剥離し、かつ、プライマー及び接着剤のいずれにおいても吸収ピークが18ヶ所中1ヶ所も確認されない。
D(不可):撹拌開始1時間後の基材において、印刷層の90%以上が剥離しない、かつ、プライマー及び接着剤のいずれかの吸収ピークが18ヶ所中1ヶ所以上確認される。
(脱離層由来の夾雑物の再付着性)
脱離層の脱離性評価において、前記の撹拌条件にて1/12/24時間撹拌した後、脱離した基材をそれぞれ回収し、水洗、乾燥した。得られた基材を10枚サンプリングし、得られた基材10枚を重ねて分光測色計(X-rite社製、X-rite eXact)で色彩値L 、a 、b を測定した。
被印刷基材であるプラスチック基材そのものにおいても、同様にして、脱離した基材を回収し、基材10枚を重ねて色彩値L 、a 、b を測定した。
下記式により1時間撹拌前後の色差ΔEを求め、以下の基準で再付着性を評価した。
(式)ΔE=((L -L +(a -a +(b ―b 1/2
A(優):ΔEが5未満
B(良):ΔEが5以上、15未満
C(可):ΔEが15以上、20未満
D(不可):A~C以外
(発泡性)
撹拌開始10分後に撹拌を一時中断し、液面(気泡上部)の高さを目視で観察し、以下の基準で評価した。高さ450mLとは、ビーカーに記載の容量目盛りを指し、数値が大きいほど、液面が高い、即ち泡が多く発生していることを表す。
A(優):撹拌中の液面(気泡上部)の高さが450mL未満
B(良):撹拌中の液面(気泡上部)の高さが450mL以上、600mL未満
C(可):撹拌中の液面(気泡上部)の高さが600mL以上、900mL未満
D(不可):撹拌中の液面(気泡上部)の高さが900mL以上
(再生材のヘイズ評価)
(実施例1~85、88~100)
脱離したポリオレフィン基材を回収し、水洗、乾燥した後、単軸押し出し機にて220℃で押し出し、ペレタイズ工程を経て、再生樹脂のペレットを得た。再生樹脂をTダイフィルム成形機にて押し出し、厚み40μmの再生フィルムを作製した。
再生フィルムの着色について、ヘイズメーター(日本電子工業(株)製、SH7000)を用いて全光線透過率を測定し、以下の基準で評価した。
A(優):全光線透過率が70%以上
B(良):全光線透過率が50%以上70%未満
C(可):全光線透過率が30%以上50%未満
D(不可):全光線透過率が30%未満
(実施例86)
脱離したポリエステル基材を回収し、水洗、乾燥した後、単軸押し出し機にて260℃で押し出し、ペレタイズ工程を経て、再生樹脂のペレットを得た。再生樹脂をTダイフィルム成形機にて押し出し、厚み40μmの再生フィルムを作製した。
再生フィルムの着色について、ヘイズメーター(日本電子工業(株)製、SH7000)を用いて全光線透過率を測定し、以下の基準で評価した。
A(優):全光線透過率が70%以上
B(良):全光線透過率が50%以上70%未満
C(可):全光線透過率が30%以上50%未満
D(不可):全光線透過率が30%未満
(実施例87)
脱離したナイロン基材を回収し、水洗、乾燥した後、単軸押し出し機にて260℃で押し出し、ペレタイズ工程を経て、再生樹脂のペレットを得た。再生樹脂をTダイフィルム成形機にて押し出し、厚み40μmの再生フィルムを作製した。
再生フィルムの着色について、ヘイズメーター(日本電子工業(株)製、SH7000)を用いて全光線透過率を測定し、以下の基準で評価した。
A(優):全光線透過率が70%以上
B(良):全光線透過率が50%以上70%未満
C(可):全光線透過率が30%以上50%未満
D(不可):全光線透過率が30%未満
上記の評価結果より、本発明の処理液であれば、包装材から印刷層や接着剤層を容易に脱離させ、脱墨工程が長時間もしくは連続工程において残存するプラスチック基材は再付着性を抑制でき、印刷層や接着剤層の再付着が少ない良質なリサイクル基材が得られ、さらには着色の少ない高品位な成形用材料が得られることが示された。

Claims (10)

  1. プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体から前記プラスチック基材を分離回収するための処理液であって、
    塩基性化合物と、油脂及び/又は油脂分解物と、を含む、処理液。
  2. 油脂及び/又は油脂分解物が、植物性油脂、動物性油脂、植物性油脂の分解物、及び動物性油脂の分解物からなる群より選ばれる一種以上である、請求項1に記載の処理液。
  3. 油脂及び/又は油脂分解物を構成する脂肪酸の炭素数が、1~24である、請求項1に記載の処理液。
  4. 油脂及び油脂分解物の合計の含有率が、処理液100質量%中、0.05~10.00質量%である、請求項1に記載の処理液。
  5. さらに、界面活性剤(但し、油脂分解物を除く)を含み、前記界面活性剤が、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、及び両性活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1に記載の処理液。
  6. 界面活性剤(但し、油脂分解物を除く)の含有率が、処理液100質量%中、0.01~5.0質量%である、請求項5に記載の処理液。
  7. さらに消泡剤を含む、請求項1に記載の処理液。
  8. プラスチック基材上に少なくとも脱離層を備える積層体と、請求項1~7いずれかに記載の処理液とを接触させて前記脱離層を脱離させ、前記プラスチック基材を分離回収する工程を含む、プラスチック基材の分離回収方法。
  9. 請求項8記載の分離回収方法によって分離回収されたプラスチック基材を用いた、成形用材料の製造方法であって、
    前記プラスチック基材が、ポリオレフィン基材であり、
    前記成型用材料が、前記分離回収されたプラスチック基材を、前記成型用材料100質量%中70質量%以上含む、成形用材料の製造方法。
  10. 請求項9記載の製造方法によって製造された成形用材料を、加熱成形する、成形体の製造方法。
JP2024070266A 2024-04-24 2024-04-24 処理液、分離回収方法、成形用材料の製造方法、及び成形体の製造方法 Pending JP2025166328A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024070266A JP2025166328A (ja) 2024-04-24 2024-04-24 処理液、分離回収方法、成形用材料の製造方法、及び成形体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024070266A JP2025166328A (ja) 2024-04-24 2024-04-24 処理液、分離回収方法、成形用材料の製造方法、及び成形体の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2025166328A true JP2025166328A (ja) 2025-11-06

Family

ID=97565107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024070266A Pending JP2025166328A (ja) 2024-04-24 2024-04-24 処理液、分離回収方法、成形用材料の製造方法、及び成形体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2025166328A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7215625B1 (ja) 再生プラスチック製造方法および当該製造方法で製造されてなる再生プラスチック
JP2023075977A (ja) 積層体の分離回収方法
JP7306552B1 (ja) 積層体の分離回収方法
JP7263661B1 (ja) 積層体の分離回収方法
JP7416320B1 (ja) 積層体の製造方法
JP7401015B1 (ja) プラスチック基材の分離回収方法
JP2025033323A (ja) 積層体の分離回収方法
JP7193025B1 (ja) 積層体、包装体、積層体の分離回収方法
JP7586277B2 (ja) 積層フィルムの分離回収方法
JP2025166328A (ja) 処理液、分離回収方法、成形用材料の製造方法、及び成形体の製造方法
JP7168814B1 (ja) 積層体の分離回収方法
JP7679343B2 (ja) プラスチック基材の分離回収方法
JP7401019B1 (ja) 積層体の分離回収方法
JP7291881B1 (ja) 積層体、包装体、積層体の分離回収方法
JP7234487B1 (ja) 積層体の分離回収方法
JP7284903B1 (ja) 積層体の分離回収方法
JP7284904B1 (ja) 積層体の分離回収方法
JP2025080412A (ja) 処理済排水の製造方法及び廃液処理方法
JP2024089196A (ja) フラフ、及び、樹脂基材の分離回収方法
JP2023180675A (ja) 再生プラスチック製造方法および当該製造方法で製造されてなる再生プラスチック

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20260109

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20260109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20260414