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JP6928766B2 - 包装材、包装容器及びリサイクル基材製造方法 - Google Patents

包装材、包装容器及びリサイクル基材製造方法 Download PDF

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JP6928766B2 JP2020116784A JP2020116784A JP6928766B2 JP 6928766 B2 JP6928766 B2 JP 6928766B2 JP 2020116784 A JP2020116784 A JP 2020116784A JP 2020116784 A JP2020116784 A JP 2020116784A JP 6928766 B2 JP6928766 B2 JP 6928766B2
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Description

本発明は、プラスチック基材のリサイクル性に適した包装材、該包装材で形成された包装容器及びリサイクル基材製造方法に関する。
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・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。当該プラスチックを魚類等の海洋生物が摂取すれば、生物体内中で濃縮され、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る。
上記プラスチック製品としてはプラスチック基材を使用した食品包装パッケージ等が主として挙げられる。当該パッケージでは、フィルム基材としてポリエステル(PET)基材、ナイロン(NY)基材、ポリプロピレン(PP)基材など、種々のプラスチック基材が使用されている。これらプラスチック基材は、グラビアインキ、フレキソインキ、その他の印刷インキにより印刷層が施され、更に接着剤等を介して熱溶融樹脂基材と貼り合わされ、積層体としたのちに、当該積層体をカットして熱融着されてパッケージとなる。
上記マイクロプラスチックを削減する試みとしては上記パッケージにおいて(1)プラスチック基材を、再生可能な資源である木を原料とした「紙」に代替する方法、(2)プラスチック基材を単一素材(ポリオレフィン)にモノマテリアル化してリサイクルする方法、(3)不純物を除去してプラスチック基材をリサイクルする方法、等が挙げられる。
上記(1)は、安全性・リサイクル性の面で有望だが、ガスバリア性、水蒸気バリア性、耐水性など従来のプラスチック基材と比較して性能的に劣る面が多々ある。
上記(2)は、バリアコート剤等の機能性コーティング剤でポリオレフィンの弱点をカバーする技術が開発されつつあるが、レトルト適性や遮光性など従来のプラスチック基材と比較して性能的に劣るため、ポリオレフィンへの置き換えは容易ではない。さらに、ポリオレフィン基材間のインキ、機能性コーティング剤及び接着剤等は、ポリオレフィンをリサイクルする上で不純物となる課題もある
上記(3)としては、リサイクル過程において不純物となる、パッケージ外表面の印刷層をアルカリ水溶液で除去する試みが行われてきた。
例えば引用文献1では、プラスチック基材上にアクリル系樹脂やスチレンマレイン酸系樹脂からなる下塗り層を設け、下塗り層上に配置された印刷層をアルカリ水により除去する技術が開示されている。
特許文献2では、プラスチック基材上に、ウレタン樹脂とヒドラジン化合物とを含む水系プライマー組成物から形成されてなるプライマー層を設け、プライマー層上に配置された印刷層をアルカリ水により除去する技術が開示されている。
しかしながら、これらはパッケージ外側の表刷りインキ層を除去するのみの技術であって、ラミネート積層体中の裏刷りインキ層を除去し、基材同士を剥離させるまでには至っていない。
また、これらのプライマー層は、塩基性水溶液への溶解性を高めるため、水系組成物により形成されており、生産効率を向上させるために、乾燥温度を下げる又は印刷速度を上げる等の所作を行った場合、プライマー層の乾燥不良が起こり、印刷濃度の低下や絵柄の再現性低下といった印刷層の画質不良が発生するという課題がある。
したがって、印刷層の画質に優れた包装材において、プラスチックリサイクルのためにパッケージ外側の印刷層の除去に加え、ラミネート積層体であるパッケージの内側にある印刷層を除去する技術は、プラスチックリサイクルを進めるうえで、環境保全のために産業上利用できる重要な技術となるが、この両方を成しえた技術は未だ報告されていない。
特開2001−131484号公報 特開2017−114930号公報
よって、本発明の課題は、印刷層の画質に優れた包装材であって、且つ、パッケージ外側の印刷層だけでなく内側の印刷層の除去が可能で印刷基材の脱離性に優れた、プラスチックリサイクルに適した包装材及び包装容器を提供することにある。
本発明は、以下の発明〔1〕〜〔10〕に関する。
〔1〕 少なくとも、第1の基材、第1の基材を脱離するためのプライマー層及び印刷層をこの順に備えた包装材であって、
前記プライマー層が、水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとの硬化物を含み、
前記第1の基材に接して前記プライマー層が設けられている、包装材。
〔2〕 少なくとも、第1の基材、第1の基材を脱離するためのプライマー層、印刷層及び第2の基材をこの順に備えた包装材であって、
前記プライマー層が、水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとの硬化物を含み、
前記第1の基材に接して前記プライマー層が設けられている、包装材。
〔3〕 前記水酸基含有樹脂が、ウレタン樹脂である、〔1〕又は〔2〕に記載の包装材。
〔4〕 前記ウレタン樹脂が、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種のポリオール由来の構成単位を含む、〔1〕〜〔3〕いずれか1項に記載の包装材。
〔5〕 前記ポリオールが、エステル結合濃度が4〜11mmol/gであるポリエステルポリオールを50質量%以上含む、〔4〕に記載の包装材。
〔6〕 前記ウレタン樹脂の分子量分布(Mw/Mn)が、6.0以下である、〔3〕〜〔5〕いずれか1項に記載の包装材。
〔7〕 前記プライマー層が、さらに、セルロース樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン樹脂、アクリル樹脂及びスチレン−マレイン酸共重合樹脂からなる群から選ばれる少なくも1種の樹脂を含む、〔1〕〜〔6〕いずれか1項に記載の包装材。
〔8〕 前記プライマー層が、さらに、体質顔料を含有する、〔1〕〜〔7〕いずれか1項に記載の包装材。
〔9〕 少なくとも一部が、〔1〕〜〔8〕いずれか1項に記載の包装材で形成されている包装容器。
〔10〕 〔1〕〜〔8〕いずれか1項に記載の包装材又は〔9〕に記載の包装容器を塩基性水溶液に浸漬する工程を含むリサイクル基材製造方法であって、
前記塩基性水溶液は、塩基性化合物を塩基性水溶液全体の0.5〜20質量%含み、かつ浸漬時の塩基性水溶液の水温は25〜120℃である、リサイクル基材製造方法。
本発明により、印刷層の画質に優れた包装材であって、且つ、パッケージ外側の印刷層だけでなく内側の印刷層の除去が可能で印刷基材の脱離性に優れた、プラスチックリサイクルに適した包装材及び包装容器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。
本発明の包装材は、少なくとも、第1の基材、第1の基材を脱離するためのプライマー層及び印刷層をこの順に備えた包装材であって、前記プライマー層が、水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとの硬化物を含み、前記第1の基材に接して前記プライマー層が設けられていることを特徴とする。
また、本発明の包装材は、少なくとも、第1の基材、第1の基材を脱離するためのプライマー層、印刷層及び第2の基材をこの順に備えた包装材であって、前記プライマー層が、水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとの硬化物を含み、前記第1の基材に接して前記プライマー層が設けられていることを特徴とする。
当該包装材は、プライマー層が塩基性水溶液等により溶解・剥離することで、第1の基材が脱離し、第1の基材を分離・回収することが可能である。したがって、本発明の包装材は、第1の基材を分離・回収するために用いられる包装材に該当する。また、当該包装材は、プライマー層にウレタン架橋構造が導入されていることにより、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可能となる。
以下に本発明について詳細に説明するが、これらは本発明の実施態様の一例であり、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。
<第1の基材を脱離するためのプライマー層>
本発明におけるプライマー層は、第1の基材と接触する形で配置され、塩基性水溶液を用いた溶解・剥離等により第1の基材を脱離するための層であり、水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとの硬化物を含有する。具体的には、プライマー層は、水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとを含むプライマー組成物の硬化物を含むことが好ましく、硬化反応によりウレタン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、優れた画質を発揮する。
<水酸基含有樹脂>
前記水酸基含有樹脂は、特に制限されず、従来公知の樹脂から選択することができ、単独又は2種以上を併用してもよい。
水酸基含有樹脂の樹脂骨格としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ロジン樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、セルロースが挙げられ、ラミネート適性が良好であることから、好ましくはウレタン樹脂である。
[水酸基含有ウレタン樹脂]
水酸基含有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、塩基性水溶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。
水酸基含有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、塩基性水溶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。
水酸基価及び酸価は、いずれもJISK0070に従って測定した値である。
水酸基含有ウレタン樹脂の重量平均分子量は、好ましくは10,000〜100,000であり、より好ましくは15,000〜70,000であり、さらに好ましくは15,000〜50,000である。
水酸基含有ウレタン樹脂の分子量分布(Mw/Mn)は、6以下であることが好ましい。Mwは重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以下である場合、過剰な高分子量成分及び、未反応成分、副反応成分その他の低分子量成分に起因する影響を回避することができ、脱離性、プライマー組成物の乾燥性、耐レトルト適性が良好となる。
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、塩基性水溶液による溶解・剥離作用が均一に起こり、第1の基材の脱離性が向上するため好ましい。分子量分布は、より好ましくは5以下であり、さらに好ましくは4以下である。また、分子量分布は1.5以上が好ましく、より好ましくは1.2以上である。
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。
分子量分布と酸価が、上記範囲内であると、塩基性水溶液による脱離性だけでなく、プライマー組成物の乾燥性、基材密着性、耐レトルト性も良好となるため好ましい。
上記水酸基含有ウレタン樹脂はアミン価を有していてもよい。水酸基含有ウレタン樹脂がアミン価を有する場合、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。上記範囲内であると基材密着性が良好となるため好ましい。
水酸基含有ウレタン樹脂は特に制限されず、例えば、ポリオール、ヒドロキシ酸及びポリイソシアネートを反応させてなる樹脂であることが好ましい。ヒドロキシ酸を使用することで、ウレタン樹脂に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。より好ましくは、ポリオール、ヒドロキシ酸及びポリイソシアネートを反応させてなる樹脂に、さらに、ポリアミンを反応させてなる樹脂である。
(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り、後述のヒドロキシ酸を含まないものである。
ポリオールの数平均分子量は、好ましくは500〜10,000であり、より好ましくは1,000〜5,000である。ここでいう数平均分子量とは、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による測定値をいう。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、第1の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、第1の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などを含んでもよい。
即ち、本発明における水酸基含有ウレタン樹脂は、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から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、水酸基含有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。
〔ポリエステルポリオール〕
ポリエステルポリオールとしては、例えば、二塩基酸とジオールとの縮合物からなるポリエステルポリオール;環状エステル化合物の開環重合物であるポリラクトンポリオールからなるポリエステルポリオール;が挙げられ、ポリエステルジオールが好ましい。ポリエステルポリオールは単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
二塩基酸としては、アジピン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、グルタル酸、1、4−シクロヘキシルジカルボン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸等が挙げられ、中でもアジピン酸又はコハク酸が好ましい。
ジオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール(以下プロピレングリコール)、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3,5−トリメチルペンタンジオール、2、4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,12−オクタデカンジオール、1,2−アルカンジオール、1,3−アルカンジオール、1−モノグリセライド、2−モノグリセライド、1−モノグリセリンエーテル、2−モノグリセリンエーテル、ダイマージオール、水添ダイマージオール等が挙げられる。
ポリエステルジオールとしては、二塩基酸と分岐構造を有するジオールとの縮合物を用いてもよい。分岐構造を有するジオールを用いることで、プラスチック基材との密着性や耐レトルト性を向上させることができるため好ましい。
分岐構造を有するジオールとして好ましくは、アルキレングリコールの少なくとも1つの水素原子がアルキル基で置換された構造を有するジオールであり、例えば、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−1,4−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオールが挙げられる。中でも好ましくは、1,2−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、及び2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、1,2−プロパンジオール又は3−メチル−1,5−ペンタンジオールが好適に用いられる。
前記ポリエステルポリオールの原料としては、水酸基を3個以上有するポリオール、カルボキシル基を3個以上有する多価カルボン酸を併用してもよい。
上記環状エステル化合物としては、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン等が好適に挙げられる。
本願におけるポリオールは、プライマー層の剥離性を向上して第1の基材を脱離しやすくするために、エステル結合濃度が4〜11mmol/gであるポリエステルポリオールをポリオール総質量中に50質量%以上含有することが好ましい。エステル結合濃度は、より好ましくは7〜11mmol/gであり、さらに好ましくは8〜11mmol/gであり、特に好ましくは9〜11mmol/gである。
ここでエステル結合濃度とは、以下の式(1)で表される値である。
式(1): エステル結合濃度(mmol/g)=ポリエステルポリオール中のエステル結合の総モル数(mmol)/ポリエステルポリオールの固形分総質量(g)
ポリエステルポリオールが、前述のように、二塩基酸とジオールとを縮重合して得られるポリエステルポリオールである場合、縮重合に用いた二塩基酸の量から、エステル結合濃度は下記式(2)で算出することができる。
式(2): エステル結合濃度(mmol/g)=二塩基酸の有するカルボキシル基の総モル数(mmol)/ポリエステルポリオールの固形分総質量(g)
このような特定のエステル結合濃度を有するポリエステルポリオールとして好ましくは、以下の一般式(1)で表される構造単位を有するものである。
一般式(1)
Figure 0006928766
一般式(1)中、R及びRは、各々独立して、炭素数1〜10の置換若しくは無置換のアルキレン基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。nは、自然数である。
及びRおけるアルキレン基の直鎖炭素数は、各々独立して、好ましくは1〜6であり、より好ましくは1〜3である。
ここでいうアルキレン基の直鎖炭素数とは、分岐構造や置換基に含まれる炭素は含まない炭素数であり、例えば、3−メチル−1,5−ペンタンジオールの場合、直鎖炭素数は5であり、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールの場合、直鎖炭素数は3である。
一般式(1)で表される構造単位を有するポリエステルポリオールは、例えば、アジピン酸、コハク酸、セバシン酸等の二塩基酸と、1,2−プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等のジオールと、の縮重合によって得ることができる。
〔ポリエーテルポリオール〕
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、酸化メチレン、酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロフラン等の重合体又は共重合体が挙げられ、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、又はこれら共重合体を含むことが好ましく、より好ましくは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、又はポリテトラメチレングリコールを含むものである。これらは単独又は2種以上を混合して用いることができる。
〔ポリカーボネートポリオール〕
ポリカーボネートポリオールとしては、脂肪族ポリカーボネートポリオールを含むものが好ましい。ポリカーボネートポリオールの数平均分子量は、好ましくは500〜5,000であり、より好ましくは800〜4,000、さらに好ましくは1,000〜3,000である。
脂肪族ポリカーボネートポリオールは、置換若しくは未置換のアルキレングリコールのような脂肪族ジオール由来の構成単位を含むものが好ましく、その製造方法は限定されるものではないが、脂肪族ジオールとカーボネート化合物との、エステル交換反応による重縮合物であることが好ましい。
前記脂肪族ジオールは、好ましくは炭素数が4〜10であり、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブチンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコール等が挙げられる。脂肪族ジオールの有する置換基は、炭素数10以下のアルキル基であることが好ましい。これら脂肪族ジオールは、単独又は2種以上を混合して用いることができる。
前記カーボネート化合物は、特に制限されず、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネートのようなジアルキルカーボネート;ジフェニルカーボネートのようなジアリールカーボネート;エチレンカーボネートのようなアルキレンカーボネート;が挙げられる。脂肪族ジオールとのエステル交換反応での重縮合物となり置換されるため、カーボネート化合物の構造は限定されなく、反応性において良好なものを適宜選択すればよい。
上記ポリカーボネートポリオールは、25℃において液状であることが好ましい。液状のポリカーボネートポリオールをポリウレタン樹脂の原料として使用することで、プライマー層に柔軟性及び弾性が与えられ、基材への密着性が向上し、レトルト適性及び耐ブロッキング性が向上する。
このような液状のポリカーボネートポリオールとしては、例えば、脂肪族ジオール成分として、炭素数が奇数且つ直鎖構造を有するアルキレングリコールと、炭素数が偶数且つ直鎖構造を有するアルキレングリコール(直鎖状ジオール)と、を用いた脂肪族ポリカーボネートジオール、又は、アルキル置換基を有するアルキレングリコール(分岐状ジオール)を用いた脂肪族ポリカーボネートポリオール等が好適に挙げられる。
脂肪族ポリカーボネートポリオールは、脂肪族ジオール成分として3級炭素を有する分岐ジオールに由来する構造単位を含有すると、脱離性及び耐ブロッキング性が良好となるため好ましい。
3級炭素を有する分岐ジオールとしては、例えば、1,2−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールが挙げられ、好ましくは3−メチル−1,5−ペンタンジオールである。
より好ましくは、直鎖状ジオールと3級炭素を有する分岐ジオールとを併用するものであり、1,6−ヘキサンジオールと3−メチル−1,5−ペンタンジオールとを用いた脂肪族ポリカーボネートポリオールが特に好ましい。
脂肪族ポリカーボネートポリオール総質量中の質量比(直鎖状ジオール:3級炭素を有する分岐ジオール)は、好ましくは70:30〜5:95、より好ましくは50:50〜10:90である。
(ヒドロキシ酸)
本発明におけるヒドロキシ酸は、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ル基やスルホン酸基等が挙げられ、好ましくはカルボキシル基である。当該酸性基がイソシアネート基と反応する確率は低いため、水酸基含有ウレタン樹脂とした場合にも酸価を保持することができる。
ヒドロキシ酸は特に制限されず、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。これらは単独又は2種以上を混合して用いることができる。
(ポリイソシアネート)
前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、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ものである。これらは単独又は2種以上を併用してもよい。
芳香族、脂肪族又は脂環式のジイソシアネートとしては、例えば、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4、4’−ジベンジルイソシアネート、ジメチルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、o−キシリレンジイソシアネート及び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のような芳香族ジイソシアネート;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、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートのような脂肪族ジイソシアネート;シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネートやダイマー酸のカルボキシル基をイソシアネート基に転化したダイマージイソシアネートのような脂環式ジイソシアネート;等が挙げられる。
中でも、反応性の観点から好ましくは、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、トリ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、及びジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネートからなる群から選ばれる少なくとも一種である。当該ジイソシアネートは、イソシアヌレート構造のような三量体構造を有するトリイソシアネートである場合も好ましい。
(ポリアミン)
本発明における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。
ジアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジアミン、さらにダイマー酸のカルボキシル基をアミノ基に転化したダイマージアミンが挙げられる。これらは単独又は2種以上を混合して用いることができる。
より好ましくは、2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の水酸基を有するジアミンである。水酸基を有するジアミンを使用することで、水酸基を一定量未反応で残存することができ、ウレタン樹脂に水酸基価を導入することができる。
ジアミン化合物としては、アミノ酸を使用することができる。アミノ酸は、アミノ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し、例えば、グルタミン、アスパラギン、リジン、ジアミノプロピオン酸、オルニチン、ジアミノ安息香酸、ジアミノベンゼンスルホン酸が挙げられる。当該酸性基は、イソシアネート基と反応する確率が低いため、ポリウレタン樹脂において当該酸価を保持することができる。
前記ポリアミンを反応させる際に、重合停止剤を併用してもよい。重合停止剤としては、例えば、ジ−n−ジブチルアミンのようなジアルキルアミン化合物;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ブタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、トリ(ヒドロキシメチル)アミノメタン、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、N−ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、N−ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、N−ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミンのような水酸基を有するアミン化合物;グリシン、アラニン、グルタミン酸、タウリン、アスパラギン酸、アミノ酪酸、バリン、アミノカプロン酸、アミノ安息香酸、アミノイソフタル酸、スルファミン酸のようなモノアミン型アミノ酸化合物;が挙げられる。ポリウレタン樹脂に水酸基価を導入するために、水酸基を有するアミン化合物を用いることが好ましい。
[水酸基含有ウレタン樹脂の製造]
前述のとおり、水酸基含有ウレタン樹脂としてより好ましくは、ポリオール、ヒドロキシ酸及びポリイソシアネートを反応させてなる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に、さらに、ポリアミンを反応させて鎖延長した樹脂である。この場合、ポリオール、ヒドロキシ酸及びポリイソシアネートの反応(以下ウレタン化工程という)において、ポリイソシアネートと、ポリオール及びヒドロキシ酸と、の官能基モル比(NCO/OH)は、好ましくは1.05〜3.0であり、より好ましくは1.1〜2.8である。また、ウレタンプレポリマーのイソシアネート基とポリアミンのアミノ基との官能基モル比(アミノ基/NCO)は、好ましくは0.7〜1.3である。
水酸基含有ポリウレタン樹脂のウレタン結合数は、好ましくは1〜3mmol/gであり、より好ましくは1.5〜2mmol/gである。水酸基含有ポリウレタン樹脂のウレア結合数は、好ましくは0〜3mmol/gであり、より好ましくは0.2〜1mmol/gである。また、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であり、より好ましくは1.7〜3mmol/gである。
ウレタン結合数及びウレア結合数を該当範囲に設定することで、脱離及び基材密着性が良好となるため好ましい。
ウレタン結合数は、ウレタン化反応工程において、(NCOモル数/OHモル数)>1の場合は下記式(3)で表される値であり、(NCOモル数/OHモル数)≦1の場合は下記式(4)で表される値である。
式(3): ウレタン結合数(mmol/g)=総水酸基モル数(mmol)/固形分総質量(g)
式(4): ウレタン結合数(mmol/g)=総イソシアネート基モル数(mmol)/
固形分総質量(g)
式(3)及び(4)において、総水酸基モル数は、ウレタン化工程に用いられるポリオール及びヒドロキシ酸等が有する水酸基の総モル数を表し、固形分総質量は、ポリウレタン樹脂の不揮発成分の総質量を表し、総イソシアネート基モル数は、ポリイソシアネートが有するイソシアネート基の総モル数を表す。
ウレア結合数は、(NCOモル数/OHモル数)>1の条件でウレタン化反応を行ったものに適用される値である。
ウレア結合数は、ウレア化反応工程において、(アミノ基モル数/NCOモル数)>1の場合は下記式(5)で表される値であり(アミノ基モル数/NCOモル数)≦1の場合は下記式(6)で表される値である。
式(5): ウレア結合数(mmol/g)=[総イソシアネート基モル数(mmol)−総水酸基モル数(mmol)]/固形分総質量(g)
式(6): ウレア結合数(mmol/g)=総アミノ基モル数(mmol)/固形分総質量(g)
式(5)及び(6)において、総イソシアネート基モル数は、ウレタン化工程に用いられるポリイソシアネートが有するイソシアネート基の総モル数を表し、総水酸基モル数は、ウレタン化工程に用いられるポリオール及びヒドロキシ酸等が有する水酸基の総モル数を表し、総アミノ基モル数は、ウレア化反応工程に用いられるポリアミンが有する1級及び/又は2級のアミノ基の総モル数を表し、固形分総質量は、ポリウレタン樹脂の不揮発成分の総質量を表す。
<ポリイソシアネート>
プライマー層を構成す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。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、周知の脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート又はこれらの誘導体を用いることができる。
脂肪族ジイソシアネートとしては、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、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−又は2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメチルカプロエート等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、4,4′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等の脂環式ジイソシアネート;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;上記ジイソシアネートから誘導された、アロファネート型、ヌレート型、ビウレット型、アダクト型の誘導体、若しくはその複合体等のポリイソシアネート;等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、周知の芳香族ジイソシアネート又はその誘導体を用いることができる。
芳香族ジイソシアネートとしては、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、又は上記ジイソシアネートから誘導された、アロファネート型、ヌレート型、ビウレット型、アダクト型の誘導体若しくはその複合体等が挙げられる。
ポリイソシアネートとして好ましくは、トリレンジイソシアネート(以下TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下MDI)又はヘキサメチレンジイソシアネート(以下HDI)の、アダクト型ポリイソシアネート(以下アダクト体)、ビウレット型ポリイソシアネート(以下ビウレット体)又はイソシアヌレート型ポリイソシアネート(以下イソシアヌレート体)であり、より好ましくは、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導される、トリメチロールプロパンアダクト体(HDI−TPM)、ビウレット体、イソシアヌレート体である。
[その他成分]
プライマー層は、さらに、その他成分を含有してもよい。その他成分は、水酸基含有樹脂又はポリイソシアネートのいずれに配合してもよいし、水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとを配合する際に添加してもよい。
(その他樹脂)
プライマー層は、さらに水酸基含有樹脂以外のその他樹脂を含有してもよい。
その他樹脂としては、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あるいは塩化ビニル−アクリル系共重合樹脂等の塩化ビニル樹脂、ロジン系樹脂、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−マレイン酸共重合樹脂、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、単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
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、アクリル樹脂及びスチレン−マレイン酸共重合樹脂からなる群から選ばれる少なくも1種の樹脂を含むことが好ましい。塩化ビニル系樹脂、スチレン−マレイン酸共重合樹脂、ロジン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種であることがなお好ましい。塩化ビニル系樹脂は、主樹脂としてウレタン樹脂を使用した際の相溶性に優れ、塗膜強度を付与する目的で好適に用いられる。さらに好ましくは、ロジン系樹脂であるロジンの二塩基酸変性樹脂、スチレンマレイン酸共重合樹脂、アクリル酸およびメタクリル酸を含有するアクリル樹脂を併用することが特に好ましい。これらの樹脂は酸価を有し、親水性およびアルカリ水溶液中での膨潤性や溶解性に優れるため、脱離性に有利である。前記樹脂の酸価は、100mgKOH/g以上であることが好ましく、150mgKOH/g以上であることがなお好ましい。
前記樹脂は、プライマー層・印刷層のいずれかまたは両方に含まれていることが好ましい。プライマー層に含まれる場合は、プライマー層のアルカリ溶液への膨潤性・脱離性に優れるため脱離性が良くなり、印刷層に含まれる場合は、剥離した印刷層の親水性が向上し、単離した透明基材への印刷層剥離片の再付着を防ぐことができ、純度の高い透明基材をリサイクルすることができ好ましい。
水酸基含有ウレタン樹脂と、該その他樹脂との質量比(水酸基含有ウレタン樹脂: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。
(体質顔料)
プライマー層は、被膜強度向上、光学的性質の改善、及びプライマー組成物の流動性向上の観点から、体質顔料を含有することが好ましい。
体質顔料としては、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。これらは流動性、皮膜強度、光学的性質、印刷インキを重ね印刷する際の画質の改善のために用いられる。中でもシリカ、硫酸バリウムの使用が好ましい。シリカである場合には親水性であることが好ましい。硫酸バリウムの場合には、沈降性硫酸バリウムであることが好ましい。体質顔料は平均粒子径が0.5〜10μmであることが好ましく、1〜8μmであることがなお好ましい。体質顔料はインキ総量中に0.5〜30質量%含有することが好ましく、1〜25質量%含有することがなお好ましい。さらに、シリカなら1〜5質量%が好ましく、硫酸バリウムなら10〜25質量%が好ましい。
<プライマー組成物>
プライマー組成物は、少なくとも水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとを、有機溶剤中に溶解及び/又は分散することにより製造することができ、必要に応じて、前述のその他成分を含有してもよい。
有機溶剤としては、トルエン、キシレンのような芳香族系有機溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン系有機溶剤;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチルのようなエステル系有機溶剤;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノールのようなアルコール系有機溶剤;エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル系溶剤;など公知の有機溶剤が挙げられ、単独又は2種以上を混合して用いることができる。
プライマー組成物における、ポリイソシアネートの含有量は、組成物中の固形分総量に対して、好ましくは0.1〜15質量%であり、より好ましくは0.5〜10質量%であり、さらに好ましくは1〜7質量%である。上記範囲内であると、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、優れた画質を発揮するため好ましい。
プライマー組成物中の固形分濃度は、好ましくは5〜50質量%であり、より好ましくは10〜40質量%である。更にプライマー組成物中の水酸基含有樹脂の含有量は、好ましくは0.5〜50質量%であり、より好ましくは5〜30質量%である。上記範囲であることによって最適な印刷適性を得ることができる。
プライマー組成物の粘度は、印刷工程において適切な印刷適性が得られるため、好ましくは20〜500mPa・sであり、より好ましくは30〜300mPa・sである。プライマー組成物の粘度は、水酸基含有樹脂及びポリイソシアネートの含有量や、後述のその他成分の含有量等によって適宜調整することができる。
プライマー組成物は、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、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等が挙げられる。また、プライマー組成物は、添加剤として防曇剤、親水化剤、帯電防止剤を含むことが好ましい。防曇剤、親水化剤、帯電防止剤は、一般的なフィルムやコーティング剤に、防曇性、親水性、帯電防止性を付与する目的で添加する添加剤として従来公知のものを含むことができる。特に好ましい例として具体的には、グリセリン脂肪酸エステル、リン酸エステル、4級アンモニウム塩などがあげられる。
また、前記添加剤は、プライマー層・印刷層のいずれかまたは両方に含まれていることが好ましい。
プライマー層に含まれる場合は、プライマー層の親水性が向上することで、アルカリ溶液による中和・膨潤・溶解等が早く進行するため脱離性が良くなる。印刷層に含まれる場合は、剥離した印刷層の親水性が向上してアルカリ水溶液への分散性がよくなるため、透明基材への印刷層剥離片の再付着を防ぐことができ、純度の高い透明基材を単離するのに好適である。
<第1の基材>
第1の基材は、包装材に一般的に用いられるフィルム上又はシート状のプラスチック基材、金属箔等のガスバリア基材、紙等が挙げられ、これらが積層された積層体であってもよい。
プラスチック基材としては、例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂のフィルムが挙げられ、好ましくは熱可塑性樹脂のフィルムである。熱可塑性樹脂としては、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、繊維素系プラスチックが挙げられる。
より詳細には、ポリエチレン(PE)、二軸延伸ポリプロピレン(OPP)のようなポリオレフィン樹脂フィルム;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリ乳酸(PLA)のようなポリエステル樹脂フィルム;リスチレン樹脂フィルム;ナイロン6、ポリ−p−キシリレンアジパミド(MXD6ナイロン)のようなポリアミド樹脂フィルム;ポリカーボネート樹脂フィルム;ポリアクリルニトリル樹脂フィルム;ポリイミド樹脂フィルム;これらの複層体(例えば、ナイロン6/MXD6/ナイロン6、ナイロン6/エチレン−ビニルアルコール共重合体/ナイロン6)や混合体;等が用いられる。中でも、機械的強度や寸法安定性を有するものが好ましい。
プラスチックフィルムの厚さは、好ましくは5μm以上200μm以下、より好ましくは10μm以上100μm以下、さらに好ましくは10μm以上50μm以下である。
ガスバリア基材は、例えば、アルミニウム箔;アルミニウム、シリカ、アルミナ等の無機蒸着層を有するプラスチック基材;ポリビニルアルコール等の有機層を有するプラスチック基材;等が挙げられる。アルミニウム箔の場合は、経済的な面から3〜50μmの範囲の厚みが好ましい。無機蒸着層を有するプラスチック基材の市販品としては、例えば、プラスチック基材上に、アルミナ等の無機蒸着層が積層された、「GL FILM」(凸版印刷社製)や、IB−FILM(大日本印刷社製)等が挙げられる。なお、アルミニウムやアルミナは、塩基性水溶液への溶解性を有するため、後述の脱離工程において溶解し、プラスチック基材のみをリサイクルすることが可能である。
必要に応じて、プラスチック基材に対して帯電防止剤、防曇剤、紫外線防止剤などの添加剤を塗工あるいは混練したものや、基材の表面をコロナ処理あるいは低温プラズマ処理したものなども使用することができる。
特にポリプロピレン基材などに防曇剤を塗工あるいは混練した防曇性を有するプラスチックフィルムでは、基材そのものの親水性が高いため、脱離性に有利である。
リサイクル基材として再利用する観点から、第1の基材は、ポリエチレン、二軸延伸ポリプロピレンのようなポリオレフィン樹脂フィルムを含むことが好ましい。
第1の基材が積層体である場合、基材同士は接着剤層を介して積層されていることが好ましい。該接着剤層の形成方法は制限されず、公知の接着剤を用いて公知の方法で形成することができる。
<印刷層>
本発明における印刷層は、プライマー層の第1の基材と反対の側に、プライマー層に接して設けられた層であり、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。印刷層は、例えば、プライマー層と接着剤層との間に設けることができ、プライマー層の全面に設けてもよく、あるいは一部に設けてもよい。
印刷層は、従来公知の顔料や染料を用いて形成することができ、顔料や染料を含む印刷インキを用いて形成してもよく、その形成方法は特に限定されない。印刷層は、単層あるいは複数の層から形成されていてもよい。
印刷層の厚さは、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。
印刷層を形成するための印刷インキとしては、例えば、顔料、バインダー、溶剤又は水等の媒体を含む印刷インキが挙げられる。上記バインダーとしては、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、ポリウレタン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、塩化ゴム系あるいはそれらを適宜併用したバインダーを用いることができる。また、前述のとおり、印刷層剥離片の親水性を上げる目的で、従来公知の防曇剤、親水化剤、帯電防止剤や、ロジン系樹脂であるロジンの二塩基酸変性樹脂、スチレンマレイン酸共重合樹脂、アクリル酸およびメタクリル酸を含有するアクリル樹脂等を含有することができる。
印刷インキの塗工方法は特に限定されず、グラビアコート法、フレキソコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スピンコート法、インクジェット法等の方法により塗布することができる。これを放置するか、必要により送風、加熱、減圧乾燥、紫外線照射等を行うことにより印刷層を形成することができる。
<第2の基材>
第2の基材は、例えば、上述の第1の基材で挙げた基材、又は、シーラント基材が挙げられ、これらが積層された積層体であってもよい。第2の基材として好ましくはシーラント基材であり、ポリオレフィンを含むものである。第2の基材は、シリカ、アルミナ等の蒸着膜を有していてもよい。
シーラント基材としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)や高密度ポリエチレン(HDPE)等のポリエチレン、酸変性ポリエチレン、無延伸ポリプロピレン(CPP)、酸変性ポリプロピレン、共重合ポリプロピレン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、アイオノマーが挙げられる。
リサイクル性の観点から、第2の基材は、第1の基材低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンや高密度ポリエチレン等のポリエチレン、酸変性ポリエチレン、無延伸ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレン、共重合ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましい。
レトルト耐性の観点では、好ましくはポリプロピレンであり、ヒートシール性の観点では、好ましくは無延伸ポリプロピレンである。
第2の基材の厚みは特に限定されず、包装容器への加工性又はヒートシール性等を考慮すると、好ましくは10μm以上150μm以下であり、より好ましくは20μm以上70μm以下である。第2の基材に数μm程度の高低差を有する凸凹を設けることで、滑り性や包装材の引き裂き性を付与することができる。
第2の基材を積層する方法は特に限定されず、例えば、第1の基材、プライマー層及び印刷層を有する積層フィルムの印刷面と、第2の基材とを、ラミネート接着剤を用いて貼り合わせる方法;第2の基材を構成する樹脂を溶融させて、印刷層上に押出し、冷却固化する方法;等が挙げられる。
以下に、本発明の包装材の構成の一例を挙げるが、これらに限定されない。前述のとおり、第1の基材及び第2の基材は、複数の基材が積層された積層体であってもよい。
・第1の基材/プライマー層/印刷層
・第1の基材(積層体)/プライマー層/印刷層
・第1の基材/プライマー層/印刷層/接着剤層/第2の基材
・第1の基材/プライマー層/印刷層/接着剤層/第2の基材(積層体)
<包装容器>
本発明の包装容器は、少なくとも一部が、前記包装材で形成されているものである。前記包装材で形成されることにより、主に印刷基材として用いられる第1の基材の脱離性に優れ、リサイクルに適した包装容器が得られる。
本発明の包装容器の種類及び用途は、特に限定されるものではないが、例えば、食品容器、洗剤容器、化粧品容器、医薬品容器等に好適に用いることができる。包装容器の形状としては限定されず、内容物に応じた形状に成形することができ、パウチ等に好適に用いられる。
<リサイクル基材製造方法>
本発明のリサイクル基材製造方法は、
少なくとも、第1の基材、第1の基材を脱離するためのプライマー層及び印刷層をこの順に備え、前記プライマー層が、水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとの硬化物を含み、前記第1の基材に接して前記プライマー層が設けられており、かつ、前記プライマー層の第1の基材と反対の側に印刷層が設けられている包装材、又は、該包装材で形成されている包装容器を、塩基性水溶液に浸漬する工程を含む。
本発明において「脱離」とは、プライマー層が塩基性水溶液により中和若しくは溶解し剥離することにより、第1の基材が包装材から脱離することを指し、(1)プライマー層が溶解して第1の基材が脱離する場合、(2)プライマー層が溶解しなくとも、中和・膨潤等により剥離し、第1の基材が脱離する場合、の両方の形態を含む。
本発明は、脱離後の第1の基材を、リサイクル基材・再生基材として得ることを目的としているため、第1の基材から、プライマー層をできる限り多く除去した態様が好適である。具体的には、プライマー層100質量%のうち、面積や膜厚方向において少なくとも50質量%以上が脱離していることが好ましい。より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上が脱離している態様が好ましい。
塩基性水溶液に使用する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が、これらに限定されない。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選ばれる少なくとも1種である。
塩基性水溶液は、塩基性化合物を塩基性水溶液全体の0.5〜20質量%含むことが好ましく、より好ましくは1〜15質量%、特に好ましくは3〜15質量%含む。濃度が上記範囲内にあることで、塩基性水溶液は、プライマー層を溶解又は膨潤により剥離させて、第1の基材を脱離させるのに充分な塩基性を保持することができる。
塩基性水溶液は、包装材又は包装容器の端部分から浸透してプライマー層に接触し、溶解又は膨潤することで、第1の基材とプライマー層とを分離する。したがって効率的に脱離工程を進めるために、包装材又は包装容器は、裁断又は粉砕され、塩基性水溶液に浸漬する際に、断面にプライマー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、より短時間で第1の基材層を脱離することができる。
包装材を浸漬する時の塩基性水溶液の温度は、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℃である。塩基性水溶液への浸漬時間は、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時間である。塩基性水溶液の使用量は、包装材の質量に対して、好ましくは100〜100万倍量であり、脱離効率を向上させるために、塩基性水溶液の攪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80〜250rpm、より好ましくは80〜200rpmである。
包装材から、印刷層と共にプライマー層が剥離し、第1の基材を脱離・回収した後、第1の基材を水洗・乾燥する工程を経て、リサイクル基材を得ることができる。第1の基材の表面における印刷層の除去率は、脱離前の印刷層の面積に対して、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上である。
したがって、本発明によれば、包装材又は包装容器を塩基性水溶液に浸漬する工程、包装材又は包装容器からプライマー層を溶解若しくは剥離させて第1の基材を脱離する工程、第1の基材を回収する工程、第1の基材を水洗及び乾燥する工程、を経ることで、第1の基材のリサイクル基材を得ることができる。また、得られたリサイクル基材は、押出機等によりペレット状に加工し、再生樹脂として再利用することができる。
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、特に断りの無い限り「質量部」及び「質量%」を意味する。
(分子量及び分子量分布)
重量平均分子量(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、JISK0070(1992)に記載の方法に従って測定した。
<水酸基含有樹脂の製造>
[合成例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で窒素ガスを導入しながら、数平均分子量2,000のアジピン酸・プロパン−1,2−ジオール重合物(以下、PPA)159.0部、2,2−ジメチロールプロパン酸(以下、DMPA)27.1部、イソホロンジイソシアネート(以下、IPDI)99.6部、メチルエチルケトン(以下、MEK)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、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール(以下、AEA)13.6部、イソプロピルアルコール(以下、IPA)350部を混合したものを、室温で60分間かけて滴下した後、70℃で3時間反応させて、水酸基含有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、MEKを加えて固形分を調整し、固形分濃度30%、重量平均分子量33,000、Mw/Mn=3.0、酸価37.8mgKOH/g、水酸基価25.7mgKOH/gの水酸基含有ポリウレタン樹脂P1の溶液を得た。
[合成例2〜7、比較合成例1](ポリウレタン樹脂P2〜P7、PP1)
表1に記載の原料及び仕込み量を用いた以外は合成例1と同様の手法により、水酸基含有ポリウレタン樹脂P2〜P7、PP1の溶液を得た。Mw、酸価等の樹脂性状については表2に示した。
[合成例8](ポリウレタン樹脂P8)
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で窒素ガスを導入しながら、PPA209.9部、DMPA27.2部、IPDI63.0部、MEK200部を仕込み、90℃で5時間反応させて、末端に水酸基を有する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、MEK及びIPAを加えて固形分を調整し、固形分濃度30%、重量平均分子量41,000、Mw/Mn=3.6、酸価37.9mgKOH/g、水酸基価9.0mgKOH/gの水酸基含有ポリウレタン樹脂P8の溶液を得た。
[比較合成例2](ポリウレタン樹脂PP2)
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で窒素ガスを導入しながら、PPAを129.8部、PPGを28.8部、DMPAを26.1部、IPDIを94.4部、MEK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、イソホロンジアミン(以下、IPDA)20.9部、IPA150部を混合したものを、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ル基を中和することにより水溶化した。
次いで、MEK及びIPAを減圧留去して、固形分濃度30%、重量平均分子量44,000、Mw/Mn=3.8、酸価36.4mgKOH/g、水酸基価0mgKOH/gのポリウレタン樹脂PP2の水溶液を得た。但しPP2における酸価は中和前の値である。
Figure 0006928766
Figure 0006928766
以下に、表1及び表2中の略称を示す。
PPA:ポリエステルジオール(アジピン酸と1,2−プロパンジオールとの縮重合物 数平均分子量2,000 エステル結合濃度8.7mmol/g)
PMPA:ポリエステルジオール(アジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオールとの縮重合物 数平均分子量2,000 エステル結合濃度7.1mmol/g)
PMPS:ポリエステルジオール(セバシン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオールとの縮重合物 数平均分子量2,000 エステル結合濃度5.9mmol/g)
PC:3−メチル−1,5−ペンタンジオール/1,6−ヘキサンジオール(質量比)が9/1である数平均分子量2,000、且つ25℃で液状のポリカーボネートジオール
PPG:数平均分子量2,000のポリプロピレングリコール
DMPA:2,2−ジメチロールプロパン酸
IPDI:イソホロンジイソシアネート
MEK:メチルエチルケトン
AEA:2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール
IPDA:イソホロンジアミン
IPA:イソプロピルアルコール
なお、上記合成例2〜比較合成例2は、表2に記載のMw及びMw/Mnとなるように、滴下量、滴下速度、温度調節及び撹拌速度等の合成条件を調整した。
<プライマー層形成用組成物>
[製造例1](プライマー組成物S1)
ポリウレタン樹脂P1溶液84部、酢酸エチル(以下、EA)5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、硬化剤A(HDI−TMPアダクト体 固形分50%酢酸エチル希釈品)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S1を得た。
[製造例2〜15、比較製造例1〜3](プライマー組成物S2〜S15、SS1〜SS3)
表3に示した原料及び配合比率を使用した以外は、製造例1と同様の手法により、プライマー組成物S2〜S13、SS1〜SS3を得た。
Figure 0006928766
以下に、表3中の略称を示す。
・塩化ビニル系樹脂溶液:塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂(塩化ビニル/酢酸ビニル/ビニルアルコール=88/1/11(質量比))の固形分濃度30%の溶液
・アクリル系樹脂溶液:固形分濃度30%のスチレン−アクリル共重合樹脂溶液(重量平均分子量40,000、酸価60mgKOH/g)
・ロジン−マレイン酸樹脂溶液:固形分濃度30%、酸価200mgKOH/gのロジン−マレイン酸変性樹脂溶液
・親水化剤A:グリセリンモノ12−ヒドロキシステアレート
・ポリイソシアネート硬化剤A:HDI−TMPアダクト体 固形分50%酢酸エチル希釈品
・ポリイソシアネート硬化剤B:XDI−TMPアダクト体 固形分50%酢酸エチル希釈品
・カルボジイミド硬化剤C:日清紡社製 カルボジライトV−02
・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)
・ポリエチレン粒子:三井化学社製 ハイワックス220P(Mw2,000 低分子ポリエチレンワックス)
・硫酸バリウム:堺化学工業社製 バリエースB30(平均粒子径0.3μm)
<インキの製造>
[製造例A](印刷インキR1)
ポリウレタン樹脂溶液(荒川化学社製 KL−593:ポリエステルポリエーテル併用系ポリウレタン樹脂 固形分濃度30% 酢酸エチルとイソプロパノールの混合溶液)30部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重樹脂溶液(日信化学社製 ソルバインTAO:固形分濃度30% 酢酸エチル溶液)10部、藍顔料(トーヨーカラー社製 リオノールブルーFG7330)10部、及び酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤20部を撹拌混合して、サンドミルを用いて20分間分散処理を行った。その後、酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤30部を撹拌混合して印刷インキR1を得た。
[製造例B](印刷インキR2)
ポリウレタン樹脂溶液(荒川化学社製 KL−593:ポリエステル/ポリエーテル系ポリウレタン樹脂 固形分濃度30% 酢酸エチルとイソプロパノールの混合溶液)20部、ニトロセルロース樹脂溶液(窒素含有量11.5% Mw50,000のニトロセルロース 固形分濃度30%溶液)10部、藍顔料(トーヨーカラー社製 リオノールブルーFG7330)10部、及び酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤20部を撹拌混合して、サンドミルを用いて20分間分散処理を行った。その後、酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤30部を撹拌混合して印刷インキR2を得た。
[製造例C](印刷インキR3)
ポリアミド樹脂溶液(ダイマー酸由来構造を有するポリアミド樹脂 固形分濃度30%溶液)20部、ニトロセルロース樹脂溶液(窒素含有量11.5% Mw50,000のニトロセルロース 固形分濃度30%溶液)20部、藍顔料(トーヨーカラー社製 リオノールブルーFG7330)10部、及び酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤20部を撹拌混合して、サンドミルを用いて20分間分散処理を行った。その後、更に酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤を30部撹拌混合して印刷インキR3を得た。
[製造例D](印刷インキR4)
アクリル樹脂溶液(Mw40,000、酸価60mgKOH/gのスチレン−アクリル共重合樹脂の固形分濃度30%溶液)40部、藍顔料(トーヨーカラー社製 リオノールブルーFG7330)10部、及び酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤20部を撹拌混合して、サンドミルを用いて20分間分散処理を行った。その後、更に酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤を20部撹拌混合して印刷インキR4を得た。
[製造例E](印刷インキR5)
ポリウレタン樹脂溶液(荒川化学社製 KL−593:ポリエステルポリエーテル併用系ポリウレタン樹脂 固形分濃度30% 酢酸エチルとイソプロパノールの混合溶液)30部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重樹脂溶液(日信化学社製 ソルバインTAO:固形分濃度30% 酢酸エチル溶液)10部、藍顔料(トーヨーカラー社製 リオノールブルーFG7330)10部、及び酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤20部を撹拌混合して、サンドミルを用いて20分間分散処理を行った。その後、酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤30部、及び硬化剤A 3部を撹拌混合して印刷インキR5を得た。
[製造例F](印刷インキR6作成)
ポリウレタン樹脂溶液(荒川化学社製 KL−593:ポリエステルポリエーテル併用系ポリウレタン樹脂 固形分濃度30% 酢酸エチルとイソプロパノールの混合溶液)30部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重樹脂溶液(日信化学社製 ソルバインTAO:固形分濃度30% 酢酸エチル溶液)20部、酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤50部、キレート剤(マツモトファインケミカル社製 オルガチックスTC−100) 3部を撹拌混合して、透明ニスである印刷インキR6を得た。
[製造例G](印刷インキR7作成)
ポリウレタン樹脂溶液(荒川化学社製 KL−593:ポリエステルポリエーテル併用系ポリウレタン樹脂 固形分濃度30% 酢酸エチルとイソプロパノールの混合溶液)25部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重樹脂溶液(日信化学社製 ソルバインTAO:固形分濃度30% 酢酸エチル溶液)8部、ロジン−マレイン酸樹脂溶液(固形分濃度30%、酸価200mgKOH/gのロジン−マレイン酸変性樹脂溶液)7部、藍顔料(トーヨーカラー社製 リオノールブルーFG7330)10部、及び酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤20部を撹拌混合して、サンドミルを用いて20分間分散処理を行った。その後、酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤30部、及び硬化剤A 3部を撹拌混合して印刷インキR7を得た。
[製造例H](印刷インキR8作成)
ポリウレタン樹脂溶液(荒川化学社製 KL−593:ポリエステルポリエーテル併用系ポリウレタン樹脂 固形分濃度30% 酢酸エチルとイソプロパノールの混合溶液)28部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重樹脂溶液(日信化学社製 ソルバインTAO:固形分濃度30% 酢酸エチル溶液)10部、グリセリンモノ12−ヒドロキシステアレート2部、
藍顔料(トーヨーカラー社製 リオノールブルーFG7330)10部、及び酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤20部を撹拌混合して、サンドミルを用いて20分間分散処理を行った。その後、酢酸ノルマルプロピルとイソプロパノールの混合溶剤30部、及び硬化剤A 3部を撹拌混合して印刷インキR8を得た。
<包装材の製造>
以下の包装材の製造において、プライマー組成物及び印刷インキの印刷には、以下のグラビア版を用いた。印刷速度は70m/分とした。
プライマー組成物S1〜S13:レーザー175線/インチ 25μmベタ版
印刷インキR1〜R5:ヘリオ175線/インチ 版式コンプレスト 100%〜5%グラデーション柄
印刷インキR6:レーザー175線/インチ 25μmベタ版
また、プライマー層及び印刷層の厚みは、いずれも0.8μmとした。ただし印刷層の膜厚はグラデーション柄100%の部分で測定した値である。
[実施例1](包装材L1)
プライマー組成物S1及び印刷インキR1を、各々、EA/IPAの混合溶剤(質量比70/30)を用いて、ザーンカップ#3(離合社製)25℃で15秒になるように希釈した。
厚み20μmのOPPフィルムに対し、希釈したプライマー組成物S1及び印刷インキR1を、グラビア版を備えたグラビア2色印刷機を用いてこの順で印刷し、50℃で乾燥して、第1の基材層(OPP)/プライマー層/印刷層の構成である包装材L1を得た。
[実施例2〜16、18〜22、47〜51](包装材L2〜L16、L18〜L22、L47〜L51)
表3に記載の材料を用いた以外は包装材L1と同様の手法により、包装材L2〜L16、L18〜L22、L47〜L51を得た。包装材L22は、厚み50μmのVM/OPPフィルムの蒸着面に対し、希釈したプライマー組成物を印刷した。
[実施例17](包装材L17)
プライマー組成物S1、印刷インキR1及びR6を、各々、EA/IPAの混合溶剤(質量比70/30)を用いて、ザーンカップ#3(離合社製)、25℃で15秒になるように希釈した。
厚み30μmのs−PETフィルムに対し、希釈したプライマー組成物S1及び印刷インキR1及びR6を、グラビア版を備えたグラビア3色印刷機を用いてこの順で印刷し、50℃で乾燥して、第1の基材層(s−PET)/プライマー層/印刷層(R1/R6)の構成である包装材L17を得た。
[実施例23](包装材L23)
厚み50μmのPEフィルム上に、ドライラミネート機を用いて接着剤A(東洋モートン社製 TM−340V/CAT−29B)を乾燥後塗布量が2g/mになるように塗布・乾燥した後、厚み50μmのPEフィルムと貼り合わせて、第1の基材を製造した。
次いで、プライマー組成物S1及び印刷インキR1を、各々、EA/IPAの混合溶剤(質量比70/30)を用いて、ザーンカップ#3、25℃で15秒になるように希釈した。
前記第1の基材のPE面に、希釈したプライマー組成物S1及び印刷インキR1を、グラビア版を備えたグラビア2色印刷機を用いてこの順で印刷し、50℃で乾燥して、第1の基材層(PE/接着剤層/PE)/プライマー層/印刷層の構成である包装材L23を得た。
[実施例24〜25](包装材L24〜L25)
表4に記載の材料を用いた以外は包装材L23と同様の手法により、包装材L24〜L25を得た。
[実施例26](包装材L26)
プライマー組成物S1及び印刷インキR1を、各々、EA/IPAの混合溶剤(質量比70/30)を用いて、ザーンカップ#3、25℃で15秒になるように希釈した。
厚み20μmのOPPフィルムに対し、プライマー組成物S1及び印刷インキR1を、グラビア版を備えたグラビア2色印刷機を用いてこの順で印刷し、50℃で乾燥して、第1の基材層(OPP)/プライマー層/印刷層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A(東洋モートン社製 TM−340V/CAT−29B)を乾燥後塗布量が2g/mになるように塗布・乾燥した後、厚み30μmのCPPフィルムと貼り合せて、第1の基材層(OPP)/プライマー層/印刷層/接着剤層/第2の基材層(CPP)の構成である包装材L26を得た。
[実施例27〜44、52、53、比較例2〜4](包装材L27〜L44、L52、L53、LL2〜LL4)
表3に記載の材料を用いた以外は包装材L20と同様の手法により、包装材L27〜L44、L52、L53、LL2〜LL4を得た。包装材L43は、厚み12μmのアルミナ蒸着PETフィルムのアルミナ蒸着面に対し、希釈したプライマー組成物を印刷した。包装材L44は、接着剤層上に、厚み25μmのVM/CPPフィルムの蒸着面を貼り合わせた。
[実施例45](包装材L45の製造)
プライマー組成物S1及び印刷インキR1を、各々、EA/IPAの混合溶剤(質量比70/30)を用いて、ザーンカップ#3、25℃で15秒になるように希釈した。
厚み12μmのPETフィルムに対し、希釈したプライマー組成物S1及び印刷インキR1を、グラビア版を備えたグラビア2色印刷機を用いてこの順に印刷し、50℃で乾燥して、第1の基材層(PET)/プライマー層/印刷層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Aを乾燥後塗布量が2g/mになるように塗布・乾燥した後、厚み7μmのアルミニウム箔(以下AL)と貼り合せた。
次いで、AL上に接着剤A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、第1の基材層(PET)/プライマー層/印刷層/接着剤層/第2の基材層(AL/接着剤層/CPP)の構成である包装材L45を得た。
[実施例46](包装材L46) 表4に記載の材料を用いた以外は包装材L45と同様の手法により、包装材L46を得た。
[比較例1](包装材LL1)
印刷インキR1を、EA/IPAの混合溶剤(質量比70/30)でザーンカップ#3を用いて25℃で15秒になるように希釈した。厚み12μmのPETフィルムに対し、希釈した印刷インキR1を、グラビア版を備えたグラビア1色印刷機を用いて印刷し、50℃にて乾燥して、第1の基材層(PET)1/印刷層の構成である包装材LL1を得た。
<包装材の評価>
得られた包装材について以下の評価を行った。結果を表4に示す。
(印刷層の画質評価)
グラデーション100%箇所の反射濃度値を、X−Rite530を用いて測定した。測定値に基づき、以下の基準で画質を評価した。A、B及びCは実用上問題がない範囲である。
A(優):反射濃度値が2.1以上である
B(良):反射濃度値が1.7以上2.1未満である
C(可):反射濃度値が1.5以上1.7未満である
D(不可):反射濃度値が1.5未満である
(脱離速度)
得られた包装材を1.5cm×1.5cmの大きさに切り出し、水酸化ナトリウム(以下、NaOH)の固形分濃度3%水溶液50gに浸した後、液温60℃、回転速度150rpmで撹拌した。第1の基材の脱離性を目視で観察し、以下の基準で評価した。A、B及びCは実用上問題がない範囲である。
A(優):撹拌30分以内に、印刷層が全て第1の基材から剥離し、第1の基材が脱離する
B(良):撹拌30分を超え2時間以内に、印刷層が全て第1の基材から剥離し、第1の基材が脱離する
C(可):撹拌2時間を超え4時間以内に、印刷層が全て第1の基材から剥離し、第1の基材が脱離する
D(不可):A〜C以外
(脱離後基材の汚れ)
得られた包装材を1.5cm×1.5cmの大きさに切り出し、水酸化ナトリウムの固形分濃度3%水溶液50gに浸した後、液温60℃、回転速度150rpmで撹拌した。2時間攪拌後の第1の基材上の印刷層について目視で観察し、以下の基準で評価した。A、B及びCは実用上問題がない範囲である。
A(優):第1の基材の表面積のうち90%以上が、印刷層が除去されている
B(良):第1の基材の表面積のうち80%以上90%未満が、印刷層が除去されている
C(可):第1の基材の表面積のうち70%以上80%未満が、印刷層が除去されている
D(不可):A〜C以外
(透明基材の収率)
包装材L1、L26、L47〜L53については、さらに厳しい条件で脱離適性の評価を行った。包装材L1、L26、L47〜L53を1.5cm×1.5cmの大きさに切り出したサンプル100枚と水酸化ナトリウム(以下、NaOH)の固形分濃度3%水溶液800gを1Lフラスコに入れ、60℃、回転速度200rpmで45分撹拌した。サンプルを水洗・乾燥した後、目視で印刷層が80%以上除去されている透明なフィルムを回収し、枚数を数えた。収率は、以下計算式で求めた。結果を表4(続き)に示す。
収率=回収できた透明フィルムの枚数/元の包装材を構成するプラスチック基材枚数
収率について、以下の基準で評価した。
A:収率が90%以上
B:収率が75%以上90%未満
C:収率が75%未満
Figure 0006928766
Figure 0006928766
以下に、表4中の略称を示す。
OPP: 延伸ポリプロピレンフィルム 厚み20μm
PET: ポリエチレンテレフタレートフィルム 厚み12μm
s−PET:シュリンク用ポリエチレンテレフタレートフィルム 厚み30μm
VM/OPP: アルミニウムがアモルファス状に蒸着された蒸着層を有する延伸ポリプロピレンフィルム 厚み50μm
PE: 直鎖状低密度ポリエチレンフィルム 厚み50μm
CPP: 無延伸ポリプロピレンフィルム 厚み30μm
アルミナ/PET: アルミナ蒸着PETフィルム 厚み12μm
VM/CPP: アルミニウムがアモルファス状に蒸着された蒸着層を有する無延伸ポリプロピレンフィルム 厚み25μm
AL: アルミニウム箔 厚み7μm
NY: ナイロンフィルム 厚み15μm
防曇OPP:フタムラ化学(株)製 延伸ポリプロプレンフィルム防曇グレード AF642(厚み20μm)
評価結果から、本発明の包装材は、外側に印刷層を備える包装材における印刷基材の脱離性に優れるだけでなく、積層体の内側に印刷層を備える包装材における印刷基材の脱離性にも優れている。また本発明の包装材は、印刷層の画質が良好である。
よって、本発明の包装材及び該包装材を用いた包装容器は、プラスチックリサイクルに適した包装材及び包装容器として有用である。

Claims (7)

  1. 少なくとも、第1の基材、第1の基材を脱離するためのプライマー層及び印刷層をこの順に備えた包装材であって、
    前記プライマー層が、水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとの硬化物を含み、
    前記第1の基材に接して前記プライマー層が設けられており、
    前記水酸基含有樹脂が、酸価15〜70mgKOH/gのウレタン樹脂であり、
    前記ウレタン樹脂が、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種のポリオール由来の構成単位を含み、
    前記ポリオールが、エステル結合濃度が4〜11mmol/gであるポリエステルポリオールを50質量%以上含む、包装材。
  2. 少なくとも、第1の基材、第1の基材を脱離するためのプライマー層、印刷層及び第2の基材をこの順に備えた包装材であって、
    前記プライマー層が、水酸基含有樹脂とポリイソシアネートとの硬化物を含み、
    前記第1の基材に接して前記プライマー層が設けられており、
    前記水酸基含有樹脂が、酸価15〜70mgKOH/gのウレタン樹脂であり、
    前記ウレタン樹脂が、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種のポリオール由来の構成単位を含み、
    前記ポリオールが、エステル結合濃度が4〜11mmol/gであるポリエステルポリオールを50質量%以上含む、包装材。
  3. 前記ウレタン樹脂の分子量分布(Mw/Mn)が、6.0以下である、請求項1又は2に記載の包装材。
  4. 前記プライマー層が、さらに、セルロース樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン樹脂、アクリル樹脂及びスチレン−マレイン酸共重合樹脂からなる群から選ばれる少なくも1種の樹脂を含む、請求項1〜いずれか1項に記載の包装材。
  5. 前記プライマー層が、さらに、体質顔料を含有する、請求項1〜いずれか1項に記載の包装材。
  6. 少なくとも一部が、請求項1〜いずれか1項に記載の包装材で形成されている包装容器。
  7. 請求項1〜いずれか1項に記載の包装材又は請求項に記載の包装容器を塩基性水溶液に浸漬する工程を含むリサイクル基材製造方法であって、
    前記塩基性水溶液は、塩基性化合物を塩基性水溶液全体の0.5〜20質量%含み、かつ浸漬時の塩基性水溶液の水温は25〜120℃である、リサイクル基材製造方法。
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