JP7194345B2 - 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、接着剤層、及びシーラント層を含む。本発明においては、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
なお、pMCとは、Percent Modern Carbonの略である。
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。
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。
接着剤層30は、包装材料10を構成する印刷層50とシーラント層40とを接着する機能を果たす層である。また、接着剤層30とシーラント層40との間に蒸着層等のバリア層60が含まれる場合は、接着剤層30は、印刷層50とバリア層60とを接着する機能を果たすことは言うまでもない。接着剤層30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。接着剤層30は、従来公知の従来公知の化石燃料由来のポリオール及びイソシアネート化合物を用いてもよいが、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ものを用いることにより、より一層、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。
シーラント層40のシーラントフィルム42は、包装材料10の内面10xを構成する。シーラント層40のシーラントフィルム42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。
シーラント層中のC14の含有量をPC14とした場合の、バイオマス由来の炭素の含有量Pbioは、上記と同様に、下記式
Pbio(%)=PC14/105.5×100
により求めることができる。なお、バイオマス由来の原料であるエチレンを用いて製造されたポリエチレンのバイオマス度は、重量比率で表しても、放射性炭素(C14)測定によるバイオマス由来の炭素の含有量を測定した値として表しても同じ値となる。
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。また、包装袋に金属光沢を付与することができるため、意匠性を向上させることができる。金属箔の厚さは、例えば5μm以上且つ15μm以下である。
蒸着層60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60を2層以上有してもよい。蒸着層60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。
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、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。
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(厚さ12μm)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、ポリプロピレン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。
PET12/バイオ印/接/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。
「PET」は、化石燃料由来の二軸延伸されたPETフィルムを意味する。
「バイオ印」は、バイオマス由来成分を含む印刷層を意味する。
「接」は、化石燃料由来の接着剤層を意味する。
「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、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。
印刷層50として、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、印刷層50の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。また、印刷層50の硬化剤として、化石燃料由来のイソシアネート化合物を用いた。
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。
接着剤層30として、バイオマス由来成分を含むもの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、接着剤層30の主剤として、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た。また、接着剤層30の硬化剤として、化石燃料由来のイソシアネート化合物を用いた。
PET12/バイオ印/バイオ接/PE(1)30
「バイオ接」はバイオマス由来成分を含む接着剤層を意味する。
接着剤層30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1Gの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
接着剤層30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、接着剤層30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1Gの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
基材フィルム22として、バイオマス由来成分を含む二軸延伸されたPETフィルム(厚さ12μm)を用いたこと以外は、実施例1Gの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
バイオPET12/バイオ印/バイオ接/PE(1)30
「バイオPET」は、バイオマス由来のPETフィルムを意味する。
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1G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。
PET12/バイオ印/バイオ接/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。
基材フィルム22として、バイオマス由来成分を含む二軸延伸されたPETフィルム(厚さ12μm)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1Gの場合と同様にして、包装材料10を作製した。
バイオPET12/バイオ印/バイオ接/PE(2)30
また、「接着剤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、接着剤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、「イソシアネート化合物」という記載は、接着剤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。また、「接着剤中のバイオマス由来成分」の欄において、「-」という記載は、接着剤層がバイオマス由来成分を含まないことを意味する。
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ポリプロピレンフィルム(厚さ20μm)を準備した。続いて、ポリプロピレンフィルムの内面側の面に、実施例1Aで使用したものと同じインキを用いて印刷層50を形成した。
OPP20/バイオ印/接/PE(1)25
「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。
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(厚さ20μm)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以外は、実施例2Aと同様にして包装材料10を作製した。
バリアOPP20/バイオ印/接/PE(1)25
「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意味する。
シーラントフィルム42として、化石燃料由来のポリプロピレンフィルム(厚さ20μm)に金属の蒸着層が設けられたが設けられたポリプロピレンフィルムを用いた以外は、実施例1Aと同様にして包装材料10を作製した。
PET12/バイオ印/接/VMCPP20
「VMCPP」は、金属の蒸着層が設けられた、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。
シーラントフィルム42として、化石燃料由来のポリプロピレンフィルム(厚さ25μm)に金属の蒸着層が設けられたが設けられたポリプロピレンフィルムを用いた以外は、実施例2Aと同様にして包装材料10を作製した。
OPP20/バイオ印/接/VMCPP25
シーラントフィルム42として、化石燃料由来のポリプロピレンフィルム(厚さ20μm)を用いた以外は、実施例1Aと同様にして包装材料10を作製した。
PET12/バイオ印/接/CPP20
シーラントフィルム42として、化石燃料由来のポリプロピレンフィルム(厚さ20μm)を用いた以外は、実施例2Aと同様にして包装材料10を作製した。
OPP20/バイオ印/接/CPP20
シーラントフィルム42として、化石燃料由来のポリプロピレンフィルム(厚さ20μm)を用いた以外は、実施例2Bと同様にして包装材料10を作製した。
バリアOPP20/バイオ印/接/CPP20
シーラントフィルム42として、化石燃料由来のナイロンフィルム(厚さ60μm)を用いた以外は、実施例1Aと同様にして包装材料10を作製した。
PET20/バイオ印/接/CNY60
「CNY」は、化石燃料由来のナイロンフィルムを意味する。
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(厚さ12μm)であって、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、シーラントフィルム42として、化石燃料由来のポリプロピレンフィルム(厚さ25μm)を用いた以外は、実施例1Aと同様にして包装材料10を作製した。
IB-PET12/バイオ印/接/CPP25
「IB-PET」は、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フィルムを意味する。
シーラントフィルム42として、厚さ40μmのポリエチレンフィルム1を用いた以外は、実施例8と同様にして包装材料10を作製した。
IB-PET12/バイオ印/接/PE(1)40
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)を用い、シーラントフィルム42として、厚さ50μmのポリエチレンフィルム1を用い、接着剤層30として、主剤として、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であるポリエステルポリオールを用い、硬化剤として、化石燃料由来のイソシアネート化合物を用いた以外は、実施例1Aと同様にして包装材料10を作製した。
ONY15/バイオ印/接/PE(1)50
「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。
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)であって、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以外は、実施例10と同様にして包装材料10を作製した。
IB-ONY15/バイオ印/接/PE(1)50
「IB-ONY」は、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、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。
20 基材層
22 基材フィルム
30 接着剤層
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 (6)
- 少なくとも、基材層、印刷層、接着剤層、及びシーラント層を含む包装材料であって、 前記接着剤層は、前記シーラント層に接しており、
前記印刷層は、ポリオールとイソシアネート化合物との硬化物を含み、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及び前記多官能カルボン酸のうち、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り、
前記シーラント層が、直鎖状低密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを含み、
前記シーラント層における前記直鎖状低密度ポリエチレンの含有量が、80質量%以上である、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。
- 前記基材層は、ポリエステル、ポリアミドまたはポリオレフィンを含む基材フィルムを有する、請求項1または2に記載の包装材料。
- 前記基材フィルムは、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バイオマスポリエステルを含む、請求項3に記載の包装材料。
- 前記シーラント層は、バイオマス由来の直鎖状低密度ポリエチレンまたはバイオマス由来の低密度ポリエチレンを含む、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の包装材料。
- 請求項1乃至5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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