JP7456459B2 - ポリエステル樹脂層を備える積層体およびそれを備える包装製品 - Google Patents
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Description
少なくとも、第1の熱可塑性樹脂層と、紙基材層と、第2の接着樹脂層と、金属箔が貼り合わされたポリエステル樹脂層または蒸着膜が形成されたポリエステル樹脂層と、第1の接着樹脂層と、第2の熱可塑性樹脂層とをこの順に備える積層体を備える液体用紙容器であって、
前記ポリエステル樹脂層が、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み、
前記ポリエステル樹脂層中のバイオマス度が5%以上であり、
前記第1の熱可塑性樹脂層が、低密度ポリエチレンであり、
前記第2の接着樹脂層がエチレン-メタクリル酸共重合体であり、
前記第1の接着樹脂層が、化石燃料由来の低密度ポリエチレンで構成され、若しくは、バイオマス由来の低密度ポリエチレンと化石燃料由来の低密度ポリエチレンとの混合樹脂で構成され、
前記積層体の最外層が前記第1の熱可塑性樹脂層であり、
前記積層体の最内層が前記第2の熱可塑性樹脂層である、液体用紙容器が提供される。
溶融押出しした前記第2の接着樹脂層を介して、前記紙基材層と前記金属箔が貼り合わされたポリエステル樹脂層または蒸着膜が設けられたポリエステル樹脂層を貼り合わせる、積層体の製造方法が提供される。
本発明による積層体は、第1の熱可塑性樹脂層と、紙基材層と、バイオマスポリエステルを含むポリエステル樹脂層と、第2の熱可塑性樹脂層とをこの順に備えるものである。
積層体を用いて液体用紙容器を作製した場合に、液体用紙容器の外側に位置する積層体の層を第1の熱可塑性樹脂層とし、液体用紙容器の内側に位置する積層体の層を第2の熱可塑性樹脂層とする。積層体は、バイオマスポリエステルを含むポリエステル樹脂層を備えることで、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ポリエステル樹脂層を備える積層体と比べて、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、第1の熱可塑性樹脂層11と、紙基材層12と、ポリエステル樹脂層13と、第2の熱可塑性樹脂層14とを備えるものである。積層体10を備える液体用紙容器の場合、第1の熱可塑性樹脂層11が液体用紙容器の外側に位置し、第2の熱可塑性樹脂層14が液体用紙容器の内側に位置する。
図2に示される積層体20は、第1の熱可塑性樹脂層11と、紙基材層12と、接着層15と、ポリエステル樹脂層13と、接着層15と、第2の熱可塑性樹脂層14とをこの順に備える。積層体20を備える液体用紙容器の場合、第1の熱可塑性樹脂層11が液体用紙容器の外側に位置し、第2の熱可塑性樹脂層14が液体用紙容器の内側に位置する。
図3に示される積層体30は、第1の熱可塑性樹脂層11と、紙基材層12と、接着層15と、バリア層16と、ポリエステル樹脂層13と、接着層15と、第2の熱可塑性樹脂層14とをこの順に備える。積層体30を備える液体用紙容器の場合、第1の熱可塑性樹脂層11が液体用紙容器の外側に位置し、第2の熱可塑性樹脂層14が液体用紙容器の内側に位置する。
なお、いずれの積層体においても、印刷層または熱可塑性樹脂層等をさらに積層してもよい。
以下、積層体を構成する各層について説明する。
本発明において、紙基材層は、ポリエステル樹脂層を保持する基材層としての機能を果たすものであり、積層体に包装製品としての強度を付与できるものが好ましい。紙基材層として用いる紙は、100g/m2以上700g/m2以下、好ましくは150g/m2以上600g/m2以下、より好ましくは200g/m2以上500g/m2以下の坪量を有するものである。紙基材層としては、白板紙全般を対象とするが、特に安全性の観点から天然パルプを用いたアイボリー紙、ミルクカートン原紙、カップ原紙等の使用が好ましい。
本発明において、ポリエステル樹脂層は、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ものである。ポリエステル樹脂層は、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。ポリエステル樹脂層全体として、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、ポリエステル樹脂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。
Pbio(%)=PC14/105.5×100
ポリエステル樹脂層の厚さが上記範囲程度であれば、成形加工が容易である。
バイオマスポリエステルは、ジオール単位とジカルボン酸単位とからなり、ジオール単位としてバイオマス由来のエチレングリコールを用い、ジカルボン酸単位として化石燃料由来のジカルボン酸を用いて重縮合反応により得られるものである。
鎖延長剤は、重縮合終了後、均一な溶融状態で、無溶媒で反応系に添加し、重縮合により得られたポリエステルと反応させる。
熱可塑性樹脂層は、従来公知の熱可塑性樹脂を用いて形成することができる。上述の通り、積層体を用いて液体用紙容器を作製した場合に、液体用紙容器の外側に位置する積層体の層を第1の熱可塑性樹脂層とし、液体用紙容器の内側に位置する積層体の層を第2の熱可塑性樹脂層とする。積層体が、熱可塑性樹脂層をさらに備えることで、従来の積層体と同様の耐熱性、耐圧性、耐水性、ヒートシール性、耐ピンホール性、耐突き刺し性、およびその他の物性を付与させることができる。
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、必要に応じて設けることができ、例えば、紙基材層のポリエステル樹脂層とは反対側の面に設けることができる。印刷層は、紙基材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、その形成方法は特に限定されない。
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。
本発明においては、他の層として各種プラスチックフィルムを用いてもよい。例えば、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、延伸ナイロンフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム、ナイロン6/メタキシリレンジアミンナイロン6共押共延伸フィルムまたはポリプロピレン/ エチレン-ビニルアルコール共重合体共押共延伸フィルム等のいずれか、またはこれらの2以上のフィルムを積層した複合フィルムであってもよい。なお、プラスチックフィルムには、ポリビニルアルコールなどがコーティングされていてもよい。
接着層は、ドライラミネート法により2層を接着する場合に、積層しようとする層の表面に、接着剤を塗布して乾燥させることにより形成される接着剤層とすることができる。接着剤としては、例えば、1液型あるいは2液型の硬化ないし非硬化タイプのビニル系、(メタ)アクリル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリウレタン系、エポキシ系、ゴム系、その他などの溶剤型、水性型、あるいは、エマルジョン型などの接着剤を用いることができる。上記のラミネート用接着剤のコーティング方法としては、例えば、ダイレクトグラビアロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、リバースロールコート法、フォンテン法、トランスファーロールコート法、その他の方法で積層体を構成する層の塗布面に塗布することができる。塗布量としては、0.1g/m2以上10g/m2以下(乾燥状態)が好ましく、1g/m2以上5g/m2以下(乾燥状態)がより好ましい。
その他の層として、樹脂層を設けてもよい。樹脂層に使用できる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、または環状ポリオレフィン系樹脂、またはこれら樹脂を主成分とする共重合樹脂、変性樹脂、または、混合体(アロイでを含む)を用いることができる。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリプロピレン(PP)、メタロセン触媒を利用して重合したエチレン-α・オレフィン共重合体、エチレン・ポリプロピレンのランダムもしくはブロック共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン-アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン・アクリル酸エチル共重合体(EEA)、エチレン-メタクリル酸共重合体(EMAA)、エチレン-メタクリル酸メチル共重合体(EMMA)、エチレン・マレイン酸共重合体、アイオノマー樹脂、上記したポリオレフィン系樹脂を、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂などを用いることができる。また、ポリオレフィン樹脂に、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物、エステル単量体をグラフト重合、または、共重合した樹脂などを用いることができる。
これらの材料は、一種単独または二種以上を組み合わせて使用することができる。環状ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、エチレン-プロピレン共重合体、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ポリノルボネンなどの環状ポリオレフィンなどを用いることができる。これらの樹脂は、単独または複数を組み合せて使用できる。なお、上記したポリエチレン系樹脂としては、上記したバイオマス由来のエチレンをモノマー単位として用いたものを使用できることは言うまでもない。
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により製造することができる。本発明においては、サンドラミネート法を用いて、溶融押出しして形成した接着樹脂層を介して、ポリエステル樹脂層を積層することができる。
本発明による積層体は、紙カップ、液体紙容器、ラベル材料、蓋材等の包装製品に使用することができる。
本発明による液体用紙容器は、バリア性に優れることから、日本酒、焼酎、ワインなどのアルコール類、牛乳などの乳飲料、オレンジジュースやお茶などの清涼飲料などの食品、カーワックス、シャンプーや洗剤などの化学製品など液体全般の包装紙容器として好適に用いることができる。本発明による積層体を用いて紙容器を形成した場合について説明する。例えば、図4に示す液体用紙容器40は、図1~3に示す積層体に罫線加工を施した後、形成することができる。
本発明の他の態様においては、
少なくとも、第1の熱可塑性樹脂層と、紙基材層と、ポリエステル樹脂層と、第2の熱可塑性樹脂層とをこの順に備える積層体であって、
前記ポリエステル樹脂層が、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み、
前記ポリエステル樹脂層中のバイオマス度が5%以上である、積層体が提供される。
前記液体用紙容器の最内層が前記第2の熱可塑性樹脂層である、液体用紙容器が提供される。
下記の参考例、参考比較例、実施例、および比較例において、バイオマス度とは、放射性炭素(C14)測定によるバイオマス由来の炭素濃度の値である。
スクリュー径:90mm
スクリュー型式:フルフライト
L/D:28
Tダイ:11S型ストレートマニホールド
Tダイ有効開口長:560mm
<積層体1の作製>
化石燃料由来のテレフタル酸とバイオマス由来のエチレングリコール(バイオマスポリエステル)を用いて製膜した二軸延伸されたポリエステルフィルム1(バイオマス度:20%、東洋紡社製、DE024、厚さ12μm)を準備した。紙基材層としてミルクカートン原紙(クリアウォーター社製、坪量400g/m2)を用意し、一方の面に化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第1の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ20μm)を形成した。次に、紙基材層の第1の熱可塑性樹脂層と反対側の面に、サンドラミネート法を用いて、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ15μm)を介して、ポリエステルフィルム1(ポリエステル樹脂層、厚さ12μm)を貼り合わせた。続いて、ポリエステルフィルム1上にアンカーコート剤(東洋モートン社製、EL540/CAT-RT32)を塗布乾燥し、アンカーコート層を形成した。その後、アンカーコート層上に化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、熱可塑性樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ55μm)を形成して、第1の熱可塑性樹脂層、紙基材層、接着樹脂層、ポリエステル樹脂層、アンカーコート層、第2の熱可塑性樹脂層が順に積層された積層体1を得た。
<積層体2の作製>
紙基材層としてミルクカートン原紙(クリアウォーター社製、坪量400g/m2)を用意し、一方の面にバイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第1の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:95%、厚さ20μm)を形成した。次に、紙基材層の第1の熱可塑性樹脂層と反対側の面に、サンドラミネート法を用いて、バイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度:95%、厚さ15μm)を介して、ポリエステルフィルム1(ポリエステル樹脂層、バイオマス度:20%、厚さ12μm)を貼り合わせた。続いて、ポリエステルフィルム1上にアンカーコート剤(東洋モートン社製、EL540/CAT-RT32)を塗布乾燥し、アンカーコート層を形成した。その後、アンカーコート層上にバイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、熱可塑性樹脂層(バイオマス度:95%、厚さ55μm)を形成して、第1の熱可塑性樹脂層、紙基材層、接着樹脂層、ポリエステル樹脂層、アンカーコート層、第2の熱可塑性樹脂層が順に積層された積層体2を得た。
<積層体3の作製>
化石燃料由来のテレフタル酸と化石燃料由来のエチレングリコール(化石燃料由来のポリエステル)用いて製膜した二軸延伸されたポリエステルフィルム2(バイオマス度:0%、東洋紡社製、E5100、厚さ12μm)を準備した。紙基材層としてミルクカートン原紙(クリアウォーター社製、坪量400g/m2)を用意し、一方の面に化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第1の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ20μm)を形成した。次に、紙基材層の第1の熱可塑性樹脂層と反対側の面に、サンドラミネート法を用いて、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ15μm)を介して、ポリエステルフィルム2(樹脂層、バイオマス度:0%、厚さ12μm)を貼り合わせた。続いて、ポリエステルフィルム2上にアンカーコート剤(東洋モートン社製、EL540/CAT-RT32)を塗布乾燥し、アンカーコート層を形成した。その後、アンカーコート層上に化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第2の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ55μm)を形成して、第1の熱可塑性樹脂層、紙基材層、接着樹脂層、プラスチックフィルム、アンカーコート層、第2の熱可塑性樹脂層が順に積層された積層体3を得た。
<積層体4の作製>
紙基材層としてミルクカートン原紙(クリアウォーター社製、坪量400g/m2)を用意し、一方の面に化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を、320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第1の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ20μm)を形成した。次に、紙基材層の第1の熱可塑性樹脂層と反対側の面に、サンドラミネート法を用いて、化石燃料由来のエチレン-メタクリル酸共重合体(三井デュポンポリケミカル社製、ニュクレルN0908C)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度0%、厚さ20μm)を介して、アルミニウム箔(東洋アルミ社製、1N30、厚さ7μm)とポリエステルフィルム1(ポリエステル樹脂層、バイオマス度:20%、厚さ12μm)とを2液硬化型接着剤(DICグラフィックス製:主剤LX-703A/硬化剤KR-90)を用いてドライラミネートしたドライラミネートフィルムのアルミニウム箔面を貼り合せた。続いて、ドライラミネートフィルムのポリエステルフィルム1面上に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した。その後、アンカーコート層上に化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第2の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ55μm)を形成して、第1の熱可塑性樹脂層、紙基材層、接着樹脂層、バリア層、接着剤層、ポリエステル樹脂層、アンカーコート層、第2の熱可塑性樹脂層が順に積層された積層体4を得た。
<積層体5の作製>
紙基材層としてミルクカートン原紙(クリアウォーター社製、坪量400g/m2)を用意し、一方の面にバイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)を、320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第1の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:95%、厚さ20μm)を形成した。次に、紙基材層の第1の熱可塑性樹脂層と反対側の面に、サンドラミネート法を用いて、化石燃料由来のエチレン-メタクリル酸共重合体(三井デュポンポリケミカル社製、ニュクレルN0908C)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度0%、厚さ20μm)を介して、アルミニウム箔(東洋アルミ社製、1N30、厚さ7μm)とポリエステルフィルム1(ポリエステル樹脂層、バイオマス度:20%、厚さ12μm)とを2液硬化型接着剤(DICグラフィックス製:主剤LX-703A/硬化剤KR-90)を用いてドライラミネートしたドライラミネートフィルムのアルミニウム箔面を貼り合せた。続いて、ドライラミネートフィルムのポリエステルフィルム1面上に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した。
その後、アンカーコート層上にバイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第2の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:95%、厚さ55μm)を形成して、第1の熱可塑性樹脂層、紙基材層、接着樹脂層、バリア層、接着剤層、ポリエステル樹脂層、アンカーコート層、第2の熱可塑性樹脂層が順に積層された積層体5を得た。
<積層体6の作製>
紙基材層としてミルクカートン原紙(クリアウォーター社製、坪量400g/m2)を用意し、一方の面に化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を、320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第1の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ20μm)を形成した。次に、紙基材層の第1の熱可塑性樹脂層と反対側の面に、サンドラミネート法を用いて、化石燃料由来のエチレン-メタクリル酸共重合体(三井デュポンポリケミカル社製、ニュクレルN0908C)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度0%、厚さ20μm)を介して、アルミニウム箔(東洋アルミ社製、1N30、厚さ7μm)とポリエステルフィルム2(樹脂層、バイオマス度:0%、厚さ12μm)とを2液硬化型接着剤(DICグラフィックス製:主剤LX-703A/硬化剤KR-90)を用いてドライラミネートしたドライラミネートフィルムのアルミニウム箔面を貼り合せた。続いて、ドライラミネートフィルムのポリエステルフィルム2面上に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した。その後、アンカーコート層上に化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第2の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ55μm)を形成して、第1の熱可塑性樹脂層、紙基材層、接着樹脂層、バリア層、プラスチックフィルム、アンカーコート層、第2の熱可塑性樹脂層が順に積層された積層体4を得た。
<積層体7の作製>
バリア性フィルム1として、アルミニウムの蒸着膜が形成されたポリエステルフィルム(バイオマス度:20%、サイチ工業社製、厚さ12μm)を準備した。
<積層体8の作製>
紙基材層としてミルクカートン原紙(クリアウォーター社製、坪量400g/m2)を用意し、一方の面にバイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)を、320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第1の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:95%、厚さ20μm)を形成した。次に、紙基材層の第1の熱可塑性樹脂層と反対側の面に、サンドラミネート法を用いて、化石燃料由来のエチレン-メタクリル酸共重合体(三井デュポンポリケミカル社製、ニュクレルN0908C)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度0%、厚さ20μm)を介して、上記のバリア性フィルム1の蒸着面を貼り合せた。続いて、バリア性フィルム1のポリエステルフィルム面上に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した。その後、サンドラミネート法を用いて、アンカーコート層上にバイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度95%、厚さ20μm)を介して、バイオマス由来の低密度ポリエチレンフィルム(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%、厚さ40μm)を貼り合わせて、第1の熱可塑性樹脂層、紙基材層、接着樹脂層、バリア層、ポリエステル樹脂層、アンカーコート層、接着樹脂層、第2の熱可塑性樹脂層が順に積層された積層体8を得た。
<積層体9の作製>
バリア性フィルム2として、アルミニウムの蒸着膜が形成されたポリエステルフィルム(バイオマス度:0%、サイチ工業社製、厚さ12μm)を準備した。
<積層体10の作製>
ポリエステルフィルム1(バイオマス度:20%、東洋紡社製、DE024、厚さ12μm)を用意した。次いで、プラズマ化学気相法を用いて、下記の蒸着条件により、ポリエステルフィルム1の一方の面に膜厚120Åの酸化珪素の蒸着層を形成した。
(蒸着条件)
原料:ヘキサメチルジシロキサン
導入ガス量:ヘキサメチルジシロキサン:酸素ガス:ヘリウム=1.0:1.5:1.0(単位:slm)
(組成表)
<積層体11の作製>
ポリエステルフィルム2(バイオマス度:0%、東洋紡社製、E5100、厚さ12μm)を用意した。次いで、実施例7と同様にして、ポリエステルフィルム2の一方の面に膜厚120Åの酸化珪素の蒸着層を形成した後、蒸着層の上に、厚さ0.3μm(乾操状態)のガスバリア性塗布膜を形成することにより、バリア性フィルム4を製造した。
<積層体12の作製>
バリア性フィルム3のポリエステルフィルム1の面に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した後、バイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、樹脂層(バイオマス度:95%、厚さ20μm)を形成し、積層フィルム5を形成した。
<積層体13の作製>
バリア性フィルム4のポリエステルフィルム2の面に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した後、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ20μm)を形成し、積層フィルム8を形成した。
<積層体14の作製>
ポリエステルフィルム1(バイオマス度:20%、東洋紡社製、DE024、厚さ12μm)を用意した。次いで、エレクトロンビーム(EB)加熱方式によるPVD法により、下記の蒸着条件により、膜厚80Åの酸化アルミニウムの蒸着層を形成した。
(蒸着条件)
蒸着チャンバー内の真空度:2×10-4mbar
電子ビーム電力:25kW
<積層体15の作製>
ポリエステルフィルム2(バイオマス度:0%、東洋紡社製、E5100、厚さ12μm)を用意した。次いで、実施例9と同様にして、ポリエステルフィルム2の一方の面に膜厚80Åの酸化アルミニウムの蒸着層を形成した後、蒸着層の上に、厚さ0.3μm(乾操状態)のガスバリア性塗布膜を形成することにより、バリア性フィルム6を製造した。
<積層体16の作製>
バリア性フィルム5のポリエステルフィルム1の面に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した後、バイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、樹脂層(バイオマス度:95%、厚さ20μm)を形成し、積層フィルム13を形成した。
<積層体17の作製>
バリア性フィルム6のポリエステルフィルム2の面に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した後、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ20μm)を形成し、積層フィルム16を形成した。
<積層体18の作製>
紙基材層としてミルクカートン原紙(クリアウォーター社製、坪量400g/m2)を用意し、一方の面に化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を、320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第1の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ20μm)を形成した。次に、紙基材層の第1の熱可塑性樹脂層と反対側の面に、サンドラミネート法を用いて、化石燃料由来のエチレン-メタクリル酸共重合体(三井デュポンポリケミカル社製、ニュクレルN0908C)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度0%、厚さ20μm)を介して、アルミニウム箔(東洋アルミ社製、1N30、厚さ7μm)とポリエステルフィルム1(ポリエステル樹脂層、バイオマス度:20%、厚さ12μm)とを2液硬化型接着剤(DICグラフィックス製:主剤LX-703A/硬化剤KR-90)を用いてドライラミネートしたドライラミネートフィルムのポリエステルフィルム1の面を貼り合せた。続いて、ドライラミネートフィルムのアルミニウム箔の面に、サンドラミネート法を用いて、化石燃料由来のエチレン-メタクリル酸共重合体(三井デュポンポリケミカル社製、ニュクレルN0908C)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度0%、厚さ20μm)を介して、化石燃料由来のポリエチレンフィルム(大日本印刷社製:SKL、厚さ40μm)を貼り合わせて、第1の熱可塑性樹脂層、紙基材層、接着樹脂層、ポリエステル樹脂層、接着剤層、バリア層、接着樹脂層、第2の熱可塑性樹脂層が順に積層された積層体18を得た。
<積層体19の作製>
紙基材層としてミルクカートン原紙(クリアウォーター社製、坪量400g/m2)を用意し、一方の面に化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を、320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、第1の熱可塑性樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ20μm)を形成した。次に、紙基材層の第1の熱可塑性樹脂層と反対側の面に、サンドラミネート法を用いて、化石燃料由来のエチレン-メタクリル酸共重合体(三井デュポンポリケミカル社製、ニュクレルN0908C)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度0%、厚さ20μm)を介して、アルミニウム箔(東洋アルミ社製、1N30、厚さ7μm)とポリエステルフィルム2(樹脂層、バイオマス度:0%、厚さ12μm)とを2液硬化型接着剤(DICグラフィックス製:主剤LX-703A/硬化剤KR-90)を用いてドライラミネートしたドライラミネートフィルムのポリエステルフィルム2の面を貼り合せた。続いて、ドライラミネートフィルムのアルミニウム箔の面に、サンドラミネート法を用いて、化石燃料由来のエチレン-メタクリル酸共重合体(三井デュポンポリケミカル社製、ニュクレルN0908C)を押し出しながら、この接着樹脂層(バイオマス度0%、厚さ20μm)を介して、化石燃料由来のポリエチレンフィルム(大日本印刷社製:SKL、厚さ40μm)を貼り合わせて、第1の熱可塑性樹脂層、紙基材層、接着樹脂層、プラスチックフィルム、接着剤層、バリア層、接着樹脂層、第2の熱可塑性樹脂層が順に積層された積層体19を得た。
<積層体20の作製>
ドライラミネート法を用いて、2液硬化型接着剤(DICグラフィックス製:主剤LX-703A/硬化剤KR-90)を介して、バリア性フィルム3のポリエステルフィルム1の面とバイオマス由来の低密度ポリエチレンフィルム(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%、厚さ60μm)を貼り合わせて積層フィルム19を形成した。
<積層体21の作製>
ドライラミネート法を用いて、2液硬化型接着剤(DICグラフィックス製:主剤LX-703A/硬化剤KR-90)を介して、バリア性フィルム4のポリエステルフィルム2の面と化石燃料由来のポリエチレンフィルム(大日本印刷社製:バイオマス度:0%、厚さ60μm) を貼り合わせて積層フィルム20を形成した。
<積層体22の作製>
バリア性フィルム3のガスバリア性塗布膜の面に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した後、バイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、樹脂層(バイオマス度:95%、厚さ20μm)を形成し、積層フィルム21を形成した。
<積層体23の作製>
バリア性フィルム4のガスバリア性塗布膜の面に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した後、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ20μm)を形成し、積層フィルム24を形成した。
<積層体24の作製>
ドライラミネート法を用いて、2液硬化型接着剤(DICグラフィックス製:主剤LX-703A/硬化剤KR-90)を介して、バリア性フィルム5のポリエステルフィルム1の面とバイオマス由来の低密度ポリエチレンフィルム(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%、厚さ60μm)を貼り合わせて積層フィルム27を形成した。
<積層体25の作製>
ドライラミネート法を用いて、2液硬化型接着剤(DICグラフィックス製:主剤LX-703A/硬化剤KR-90)を介して、バリア性フィルム6のポリエステルフィルム2の面と化石燃料由来のポリエチレンフィルム(大日本印刷社製:バイオマス度:0%、厚さ60μm) を貼り合わせて積層フィルム28を形成した。
<積層体26の作製>
バリア性フィルム5のガスバリア性塗布膜の面に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した後、バイオマス由来の低密度ポリエチレン(Braskem社製、SBC818、密度:0.918g/cm3、MFR:8.1g/10分、バイオマス度:95%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、樹脂層(バイオマス度:95%、厚さ20μm)を形成し、積層フィルム29を形成した。
<積層体27の作製>
バリア性フィルム6のガスバリア性塗布膜の面に、2液硬化型アンカー剤(三井化学社製:A3210/A3075)をコーティングして、アンカーコート層を形成した後、化石燃料由来の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、LC520、密度:0.923g/cm3、MFR:3.6g/10分、バイオマス度:0%)を320℃の樹脂温度、ライン速度100m/分で溶融押出しラミネートして、樹脂層(バイオマス度:0%、厚さ20μm)を形成し、積層フィルム32を形成した。
<液体用紙容器の作製>
上記積層体1~27を雄型と雌型で押圧することにより、罫線加工を施すとともに、紙容器用のブランクに打ち抜いた。その後、液体紙容器充填機「DR-10」にて、シール温度条件の中心値をトップヒーター温度320℃、ボトムヒーダー温度340℃として、ブランクを製函して図4に示す形態の紙容器1~27を作製した。
上記で作製した液体用紙容器1~27の頂部と底部を切り取った後、頂部および底部に試験液(ミクロチェック浸透液(タイホーコーザイ製))を注入し、室温で30分間放置した後、ミクロチェック洗浄液(タイホーコーザイ製)にて洗浄を行った。その後ホットエアーで加熱し頂部および底部を平板状に開封し、液漏れ及びピンホールを下記の評価基準にて目視で評価した。評価結果を表2に示した。
(液漏れの評価基準)
○:トップシール部およびボトムシール部からの液漏れが無く、液体用紙容器としての性能が良好であった。
×:トップシール部およびボトムシール部からの液漏れが有り、液体用紙容器としての性能が不良であった。
(ピンホールの評価基準)
○:頂部および底部にピンホールが無く、液体用紙容器としての性能が良好であった。
×:頂部および底部にピンホールが有り、液体用紙容器としての性能が不良であった。
11 第1の熱可塑性樹脂層
12 紙基材層
13 ポリエステル樹脂層
14 第2の熱可塑性樹脂層
15 接着層
16 バリア層
40 液体用紙容器
41 胴部
42 底部
43 上部
44 傾斜板
45 折込部
46 のりしろ
Claims (6)
- 少なくとも、第1の熱可塑性樹脂層と、紙基材層と、第2の接着樹脂層と、蒸着膜が形成されたポリエステル樹脂層と、第1の接着樹脂層と、第2の熱可塑性樹脂層とをこの順に備える積層体を備える液体用紙容器であって、
前記蒸着膜は、前記第2の接着樹脂層と前記ポリエステル樹脂層との間に位置し、
前記ポリエステル樹脂層が、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み、
前記ポリエステル樹脂層中のバイオマス度が5%以上であり、
前記第1の熱可塑性樹脂層が、低密度ポリエチレンであり、
前記第2の接着樹脂層がエチレン-メタクリル酸共重合体であり、
前記第1の接着樹脂層が、化石燃料由来の低密度ポリエチレンで構成され、
前記積層体の最外層が前記第1の熱可塑性樹脂層であり、
前記積層体の最内層が前記第2の熱可塑性樹脂層である、液体用紙容器。 - 前記ジカルボン酸がテレフタル酸である、請求項1に記載の液体用紙容器。
- 前記第1の熱可塑性樹脂層の低密度ポリエチレンが、バイオマス由来の低密度ポリエチレンを含む、請求項1または2に記載の液体用紙容器。
- 前記第2の熱可塑性樹脂層が、バイオマス由来のポリエチレンを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の液体用紙容器。
- 前記第2の熱可塑性樹脂層が、化石燃料由来の低密度ポリエチレンで構成される、請求項1~3のいずれか一項に記載の液体用紙容器。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の液体用紙容器に用いられる積層体の製造方法であって、
溶融押出しした前記第2の接着樹脂層を介して、前記紙基材層と蒸着膜が設けられたポリエステル樹脂層を貼り合わせる、積層体の製造方法。
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