JP2022066285A - 積層体およびそれを備える包装製品 - Google Patents
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Abstract
Description
前記接着剤層が、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物を含み、前記ポリオールがバイオマス由来成分を含み、前記イソシアネート化合物がバイオマス由来成分を含み、
前記接着剤層のバイオマス度が5%以上35%以下である、積層体(但し、下記の(I)の積層体を除く)が提供される。
(I)第一のプラスチック基材、インキ組成物からなる印刷層、接着剤からなる接着剤層、及び第二のプラスチック基材から構成される積層体であって、
インキ組成物が、着色剤、ひまし油ポリオール(A)を原料とするポリウレタンウレア樹脂(Y)、及び媒体を含有し、
接着剤が、ひまし油ポリオール(A’)を原料とする、ポリウレタン樹脂(X’)、ポリウレタンウレア樹脂(Y’)、ポリアミド樹脂、又はポリエステル樹脂のいずれかを含有することを特徴とする積層体
本発明の態様においては、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、前記ポリオールまたは前記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。
本発明の態様においては、前記基材層が、ポリプロピレンを含むことが好ましい。
本発明の態様においては、前記シーラント層が、ポリプロピレンを含むことが好ましい。
本発明の態様においては、前記印刷層のバイオマス度が、5%以上25%以下であることが好ましい。
本発明の態様においては、前記積層体全体のバイオマス度が、1%以上60%以下であることが好ましい。
本発明の別の態様においては、前記積層体を備える包装製品が提供される。
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。積層体において少なくとも接着剤層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。また、本発明による積層体は、従来の化石燃料由来の積層体と比べて、機械的特性等の物性面で遜色がないため、従来の化石燃料由来のポリエステル樹脂層を備える積層体を代替することができる。
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。
以下、積層体を構成する各層について説明する。
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み、イソシアネート化合物がバイオマス由来成分を含むものであり、さらに、ポリオールがバイオマス由来成分を含むことが好ましい。
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。
従来、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において、印刷層や接着剤層は化石燃料由来の材料により形成されており、積層体全体のバイオマス度を低下させる原因であった。そのため、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において、積層体全体のバイオマス度をより高めることが求められている。
本発明者らは、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積層体において、少なくとも接着剤層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、積層体全体のバイオマス度をより高められるとの知見を得た。本発明の別の態様はかかる知見によるものである。
したがって、本発明の別の態様の目的は、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、バイオマス度がより高められた積層体を提供することである。
本発明の別の態様においては、
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積層体であって、
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、イソシアネート化合物がバイオマス由来成分を含む、積層体が提供される。
本発明の別の態様においては、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ことが好ましい。
本発明の別の態様においては、前記基材層が、ポリプロピレンを含むことが好ましい。
本発明の別の態様においては、前記シーラント層が、ポリプロピレンを含むことが好ましい。
本発明の別の態様においては、前記接着剤層のバイオマス度が、30%以上50%以下であることが好ましい。
本発明の別の態様においては、前記印刷層のバイオマス度が、10%以上50%以下であることが好ましい。
本発明の別の態様においては、前記積層体全体のバイオマス度が、1%以上60%以下であることが好ましい。
本発明の別の態様においては、前記積層体を備える包装製品が提供される。
本発明の別の態様による積層体は、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積層体であって、少なくとも接着剤層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、積層体全体のバイオマス度をより高めることができる。
<積層体1の作製>
基材層として、化石燃料由来の二軸延伸ポリプロピレンフィルム(バイオマス度0%、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、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1を得た。
<積層体2の作製>
基材層として、化石燃料由来の二軸延伸ポリプロピレンフィルム(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、主剤としてバイオマス由来の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成分を含む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2を得た。
<積層体3の作製>
基材層として、化石燃料由来の二軸延伸ポリプロピレンフィルム(バイオマス度0%、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3を得た。
<積層体4の作製>
基材層として、化石燃料由来の二軸延伸ポリプロピレンフィルム(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、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4を得た。
11 基材層
12 印刷層
13 接着剤層
14 シーラント層
Claims (7)
- 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、
前記接着剤層が、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物を含み、前記ポリオールがバイオマス由来成分を含み、前記イソシアネート化合物がバイオマス由来成分を含み、
前記接着剤層のバイオマス度が5%以上35%以下である、積層体(但し、下記の(I)の積層体を除く)。
(I)第一のプラスチック基材、インキ組成物からなる印刷層、接着剤からなる接着剤層、及び第二のプラスチック基材から構成される積層体であって、
インキ組成物が、着色剤、ひまし油ポリオール(A)を原料とするポリウレタンウレア樹脂(Y)、及び媒体を含有し、
接着剤が、ひまし油ポリオール(A’)を原料とする、ポリウレタン樹脂(X’)、ポリウレタンウレア樹脂(Y’)、ポリアミド樹脂、又はポリエステル樹脂のいずれかを含有することを特徴とする積層体 - 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、前記ポリオールまたは前記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、ポリプロピレンを含む、請求項1または2に記載の積層体。
- 前記シーラント層が、ポリプロピレンを含む、請求項1~3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、5%以上25%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、1%以上60%以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載の積層体。
- 請求項1~6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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