JP7194344B2 - 包装材料及び包装製品 - Google Patents
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Description
本発明による包装材料を構成する積層体は、少なくとも、基材層、印刷層、接着樹脂層及びシーラント層を含む。本発明においては、少なくとも印刷層を、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。
基材層20の基材フィルム22は、プラスチックフィルムである。基材フィルム22は、バイオマス由来成分を含んでいてもよく、バイオマス由来成分を含んでいなくてもよい。
Pbio(%)=PC14/105.5×100
基材フィルム22がポリアミドフィルムである場合、基材フィルム22の厚みは、好ましくは10μm以上30μm以下、より好ましくは15μm以上25μm以下である。
基材フィルム22がポリプロピレンフィルムである場合、基材フィルム22の厚みは、好ましくは15μm以上50μm以下、より好ましくは20μm以上30μm以下である。
基材フィルム22がバイオマスポリエチレンフィルムまたはポリエチレンフィルムである場合、基材フィルム22の厚みは、好ましくは10μm以上80μm以下、より好ましくは30μm以上60μm以下である。
基材層と印刷層との間、および/または接着剤層とシーラント層との間には、バリア層等の上記した以外の層が設けられていてもよい。バリア層としては、金属箔、又は無機若しくは無機酸化物の蒸着層を好適に使用することができる。
バリア層60を構成する金属箔としては、従来公知の金属箔を用いることができる。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の点からは、アルミニウム箔が好ましい。
バリア層60を構成する蒸着層は、無機物および/または無機酸化物からなる蒸着膜である。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。包装材料10は、蒸着層を2層以上有してもよい。蒸着層を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。
ガスバリア性塗布膜は、必要に応じて蒸着層の上に設けられる膜である。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。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。
印刷層50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、印刷によって形成される層である。印刷層50は、例えば、絵、写真、文字、数字、図形、記号、模様などの所望の任意の絵柄を形成する絵柄層を含むである。印刷層は、絵柄層の絵柄を際立たせるよう印刷により形成された地色層を更に含んでいてもよい。印刷層50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。印刷層50は、バイオマス由来成分を含む。具体的には、印刷層50は、主剤としてのポリオールと硬化剤としての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。ポリオールとしては、多官能アルコールと多官能カルボン酸との反応物であるポリエステルポリオール、または、多官能アルコールと多官能イソシアネートとの反応物であるポリエーテルポリオールを用いることができる。
ポリエステルポリオールがバイオマス由来成分を含む場合、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。バイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールとして以下の例を挙げることができる。
・バイオマス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との反応物
・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との反応物
・バイオマス由来の多官能アルコールと化石燃料由来の多官能カルボン酸との反応物
バイオマス由来のブチレングリコールは、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製造することができる。
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。
ポリエーテルポリオールがバイオマス由来成分を含む場合、多官能アルコールおよび多官能イソシアネート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。バイオマス由来成分を含むポリエーテルポリオールとして以下の例を挙げることができる。
・バイオマス由来の多官能アルコールとバイオマス由来の多官能イソシアネートとの反応物
・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イソシアネートとの反応物
・バイオマス由来の多官能アルコールと化石燃料由来の多官能イソシアネートとの反応物
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。
接着樹脂層は、任意の2層を接着する場合に設けられる層であり、例えば、基材層と中間層との間や、中間層とシーラント層との間に設けることができる。
シーラント層40は、包装材料10の内面10xを構成する。シーラント層40は、バイオマス由来成分を含んでいてもよく、バイオマス由来成分を含んでいなくてもよい。バイオマス由来成分を含む材料によりシーラント層40を形成する場合、シーラント層40は、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、バイオマス由来成分を含まない材料によりシーラント層40を形成する場合、シーラント層40は、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。
次に、包装材料10を構成する積層体の製造方法の一例について説明する。
包装材料10を用いることによって形成される包装製品の例としては、包装袋、蓋材、シート成形品、ラベル材料等が挙げられる。
基材層20の基材フィルム22として、化石燃料由来の二軸延伸されたナイロンフィルム(厚さ15μm)を準備した。続いて、PETフィルムの内面側の面に、バイオマス由来成分を含むインキを用いて印刷層50を形成した。印刷層50を形成する工程においては、まず、主剤として、バイオマス由来成分を含む多官能アルコールと化石燃料由来の多官能カルボン酸との反応物であるポリエステルポリオールを準備した。また、硬化剤として、化石燃料由来のイソシアネート化合物を準備した。続いて、バイオマス由来成分を含むポリエステルポリオールと化石燃料由来のイソシアネート化合物との硬化物に着色剤を添加し、インキを得た。続いて、PETフィルムの内面側の面に所定のパターンでインキを塗布して、印刷層50を形成した。
ONY15/印/アンカー/接PE(1)20/PE(1)30
「/」は層と層の境界を表している。左端の層が、包装材料10の外面を構成する層であり、右端の層が、包装材料10の内面を構成する層である。
「ONY」は、化石燃料由来の二軸延伸されたナイロンフィルムを意味する。「印」は、バイオマス由来の印刷層を意味する。「アンカー」は、アンカーコート層を意味する。「接PE(1)」は、上述のポリエチレン1を含む接着樹脂層を意味する。「PE(1)」は、上述のポリエチレンフィルム1を意味する。数字は、層の厚み(単位はμm)を意味する。
印刷層50の主剤であるポリエステルポリオールとして、化石燃料由来の多官能アルコールとバイオマス由来成分を含む多官能カルボン酸との反応物を用いたこと以外は、実施例1Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
印刷層50の主剤であるポリエステルポリオールとして、化石燃料由来の多官能アルコールと化石燃料由来の多官能カルボン酸との反応物を用い、印刷層50の硬化剤であるイソシアネート化合物として、バイオマス由来成分を含むイソシアネート化合物を用いたこと以外は、実施例1Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
また、「印刷層中のバイオマス由来成分」の欄において、「多官能アルコール」という記載は、印刷層において用いられた主剤及び硬化剤の成分のうち少なくとも主剤の多官能アルコールがバイオマス由来であることを意味する。同様に、「多官能カルボン酸」という記載は、印刷層において用いられた主剤及び硬化剤の成分のうち少なくとも主剤の多官能カルボン酸がバイオマス由来であることを意味する。同様に、「イソシアネート化合物」という記載は、印刷層において用いられた主剤及び硬化剤の成分のうち少なくとも硬化剤のイソシアネート化合物がバイオマス由来であることを意味する。
印刷層50の主剤としてポリエーテルポリオールを用いたこと以外は、実施例1Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。具体的には、主剤のポリエーテルポリオールとして、バイオマス由来成分を含む多官能アルコールと化石燃料由来の多官能イソシアネートとの反応物を用いた。
印刷層50の主剤であるポリエーテルポリオールとして、化石燃料由来の多官能アルコールとバイオマス由来成分を含む多官能イソシアネートとの反応物を用いたこと以外は、実施例1Dの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
印刷層50の主剤であるポリエーテルポリオールとして、化石燃料由来の多官能アルコールと化石燃料由来の多官能イソシアネートとの反応物を用い、印刷層50の硬化剤であるイソシアネート化合物として、バイオマス由来成分を含むイソシアネート化合物を用いたこと以外は、実施例1Dの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
基材層20の基材フィルム22として、化石燃料由来の二軸延伸されたナイロンフィルムの表面に、無機酸化物の蒸着層と、蒸着層上に位置するガスバリア性塗布膜とが設けられたナイロンフィルムを用いたこと以外は、実施例1Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
バリアONY15/印/アンカー/接PE(1)20/PE(1)30
「バリアONY15」は、化石燃料由来の二軸延伸されたナイロンフィルムに無機酸化物の蒸着層とガスバリア性塗布膜とが設けられたナイロンフィルムを意味する。
接着樹脂層26として、以下に説明するポリエチレン2を用いたこと以外は、実施例1Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
ONY15/印/アンカー/接PE(2)20/PE(1)30
「接PE(2)」は、上述のポリエチレン2を含む接着樹脂層を意味する。
シーラント層40のシーラントフィルム42として、下記のように作製されるポリエチレンフィルム2を用いたこと以外は、実施例1Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
ポリエチレンフィルム2の作製方法について説明する。まず、化石燃料由来の直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.918g/cm3、MFR:3.8g/10分、バイオマス度:0%)60質量部と、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(密度:0.924g/cm3、MFR:2.0g/10分、バイオマス度:0%)20質量部と、バイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE、ブラスケム社製、商品名:SLL118、密度:0.916g/cm3、MFR:1.0g/10分、バイオマス度87%)20質量部とを溶融混練して、樹脂組成物を得た。次いで、得られた樹脂組成物を、上吹き空冷インフレーション共押出製膜機により成膜して、シーラント層用の単層のポリエチレンフィルム2(バイオマス度:16%)を得た。ポリエチレンフィルム2の厚みは、実施例1Aのポリエチレンフィルム1の場合と同様に30μmとした。
ONY15/印/アンカー/接PE(1)20/PE(2)30
「PE(2)」は、上述のポリエチレンフィルム2を意味する。
接着樹脂層26として、上述のポリエチレン2を用い、シーラント層40のシーラントフィルム42として、上述のポリエチレンフィルム2を用いたこと以外は、実施例1Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
ONY15/印/アンカー/接PE(2)20/PE(2)30
基材層20の基材フィルム22として、化石燃料由来の二軸延伸されたポリプロピレンフィルムを準備した。ポリプロピレンフィルムの厚みは、15μm以上40μm以下の範囲内で選択可能であるが、ここでは30μmとした。続いて、ポリプロピレンフィルムの内面側の面に、バイオマス由来成分を含むインキを用いて印刷層50を形成した。印刷層50は、実施例1Aの印刷層50と同様に、バイオマス由来成分を含む多官能アルコールを含むポリエステルポリオールと化石燃料由来のイソシアネート化合物との硬化物を有する。
OPP30/印/アンカー/接PE(1)15/押出PE(1)15
「OPP」は、化石燃料由来の二軸延伸されたポリプロピレンフィルムを意味する。「押出PE(1)」は、上述のポリエチレン1を意味する。
印刷層50の主剤としてポリエーテルポリオールを用いたこと以外は、実施例2Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。具体的には、主剤のポリエーテルポリオールとして、バイオマス由来成分を含む多官能アルコールと化石燃料由来の多官能イソシアネートとの反応物を用いた。
基材層20の基材フィルム22として、化石燃料由来の二軸延伸されたポリプロピレンフィルムの表面に、無機酸化物の蒸着層と、蒸着層上に位置するガスバリア性塗布膜とが設けられたポリプロピレンフィルムを用いたこと以外は、実施例1Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
バリアOPP30/印/アンカー/接PE(1)15/押出PE(1)15
「バリアOPP」は、化石燃料由来の二軸延伸されたポリプロピレンフィルムに無機酸化物の蒸着層とガスバリア性塗布膜とが設けられたポリプロピレンフィルムを意味する。
シーラント層40として、上述のポリエチレン2を用いたこと以外は、実施例2Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
OPP30/印/アンカー/接PE(1)15/押出PE(2)15
「押出PE(2)」は、上述のポリエチレン2を意味する。
接着樹脂層26として、上述のポリエチレン2を用い、シーラント層40として、上述のポリエチレン2を用いたこと以外は、実施例2Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
OPP30/印/アンカー/接PE(2)15/押出PE(2)15
実施例2A~2Gの場合と同様にして、基材フィルム22、印刷層50、アンカーコート層28、接着樹脂層26及びシーラント層40が順に積層された包装材料10を作製した。基材フィルム22としては、化石燃料由来の二軸延伸されたPETフィルム(厚さ12μm)を用いた。接着樹脂層26としては、上述のポリエチレン1を用いた。接着樹脂層26に用いられるポリエチレン1の厚みは、10μm以上30μm以下の範囲内で選択可能であるが、ここでは20μmとした。シーラント層40としては、上述のポリエチレン1を用いた。シーラント層40に用いられるポリエチレン1の厚みは、20μm以上30μm以下の範囲内で選択可能であるが、ここでは20μmとした。印刷層50としては、実施例2Aの場合と同一のものを用いた。
PET12/印/アンカー/接PE(1)20/押出PE(1)20
「PET」は、化石燃料由来の二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムを意味する。
印刷層50の主剤としてポリエーテルポリオールを用いたこと以外は、実施例4Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。具体的には、主剤のポリエーテルポリオールとして、バイオマス由来成分を含む多官能アルコールと化石燃料由来の多官能イソシアネートとの反応物を用いた。
基材層20の基材フィルム22として、化石燃料由来の二軸延伸されたPETフィルムの表面に、無機酸化物の蒸着層と、蒸着層上に位置するガスバリア性塗布膜とが設けられたPETフィルムを用いたこと以外は、実施例1Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
バリアPET12/印/アンカー/接PE(1)20/押出PE(1)20
「バリアPET」は、化石燃料由来の二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムに無機酸化物の蒸着層とガスバリア性塗布膜とが設けられたポリエチレンテレフタレートフィルムを意味する。
基材層20の基材フィルム22として、バイオマス由来の二軸延伸されたPETフィルムを用いたこと以外は、実施例3Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
バイオPET12/印/アンカー/接PE(1)20/押出PE(1)20
「バイオPET」は、バイオマス由来の二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムを意味する。
基材層20の基材フィルム22として、バイオマス由来の二軸延伸されたPETフィルムを用い、接着樹脂層26として、上述のポリエチレン2を用いたこと以外は、実施例4Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
バイオPET12/印/アンカー/接PE(2)20/押出PE(1)20
基材層20の基材フィルム22として、バイオマス由来の二軸延伸されたPETフィルムを用い、シーラント層40として、上述のポリエチレン2を用いたこと以外は、実施例4Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
バイオPET12/印/アンカー/接PE(1)20/押出PE(2)20
基材層20の基材フィルム22として、バイオマス由来の二軸延伸されたPETフィルムを用い、接着樹脂層26として、上述のポリエチレン2を用い、シーラント層40として、上述のポリエチレン2を用いたこと以外は、実施例4Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
バイオPET12/印/アンカー/接PE(2)20/押出PE(2)20
実施例1A~1Jの場合と同様にして、基材フィルム22、印刷層50、アンカーコート層28、接着樹脂層26及びシーラントフィルム42が順に積層された包装材料10を作製した。基材フィルム22としては、化石燃料由来の二軸延伸されたポリプロピレンフィルムを用いた。ポリプロピレンフィルムの厚みは、15μm以上40μm以下の範囲内で選択可能であるが、ここでは20μmとした。シーラント層40のシーラントフィルム42としては、化石燃料由来の無延伸のポリプロピレンフィルムを用いた。ポリプロピレンフィルムの厚みは、20μm以上50μm以下の範囲内で選択可能であるが、ここでは25μmとした。印刷層50及び接着樹脂層26としては、実施例1Aの場合と同一のものを用いた。接着樹脂層26に用いられるポリエチレン1の厚みは、10μm以上30μm以下の範囲内で選択可能であるが、ここでは15μmとした。
OPP20/印/アンカー/接PE(1)15/CPP25
「CPP」は、化石燃料由来の無延伸のポリプロピレンフィルムを意味する。
印刷層50の主剤としてポリエーテルポリオールを用いたこと以外は、実施例4Aの場合と同様にして、包装材料10を作製した。具体的には、主剤のポリエーテルポリオールとして、バイオマス由来成分を含む多官能アルコールと化石燃料由来の多官能イソシアネートとの反応物を用いた。
20 基材層
22 基材フィルム
24 印刷層
26 接着樹脂層
28 アンカーコート層
40 シーラント層
42 シーラントフィルム
50 印刷層
60 バリア層
Claims (5)
- 少なくとも、基材層、印刷層、アンカーコート層、接着樹脂層及びシーラント層をこの順に含む包装材料であって、
前記基材層は、ポリプロピレンを含み、
前記シーラント層は、ポリプロピレンを含み、
前記シーラント層の厚みは10μm以上25μm以下であり、
前記印刷層は、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み、
前記印刷層の前記ポリオールは、多官能アルコールと多官能カルボン酸との反応物のポリエステルポリオールであり、
前記印刷層の前記多官能アルコールおよび前記多官能カルボン酸の一方がバイオマス由来成分を含み、他方が化石燃料由来である、包装材料。 - 前記印刷層の前記イソシアネート化合物がバイオマス由来成分を含む、請求項1に記載の包装材料。
- 前記シーラント層は、オレフィンを含むモノマーの重合体であるポリオレフィンを含む、請求項1または2に記載の包装材料。
- 前記シーラント層は、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3に記載の包装材料。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の包装材料を備える、包装製品。
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