JP2019034519A

JP2019034519A - 包装用積層体

Info

Publication number: JP2019034519A
Application number: JP2017158693A
Authority: JP
Inventors: 康史手塚; Yasushi Tezuka
Original assignee: Fukusuke Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fukusuke Kogyo Co Ltd
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2019-03-07

Abstract

【課題】石油由来ポリプロピレン樹脂を使用することで、優れた耐熱性を備えつつ、環境負荷を低減可能な包装用材を提供することを目的とする。
【解決手段】基材３と、樹脂層２とが積層された包装用積層体１であって、樹脂層２は、ポリプロピレン樹脂と、植物由来のエチレンを含むモノマーが重合してなる植物由来ポリエチレン樹脂とを含む樹脂組成物７からなり、樹脂組成物７全体に対する前記植物由来ポリエチレン樹脂の含有率が３０重量％以下であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、基材と植物由来のエチレンを含むポリエチレン樹脂を含む樹脂層とを有する積層体に関し、揚げ物や惣菜など、特に、温度が高い食品を包装する包装用材料として好適な、耐熱性を備えた積層体に関する。

ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂フィルムからなる包装製品は、安価であることから、様々な分野で多用されている。一方、地球温暖化を抑制する観点から、世界規模で二酸化炭素の排出量の削減が求められてきており、近年、石油を炭素源とするエチレン（石油由来エチレン）を含んだポリエチレン樹脂（石油由来ポリエチレン樹脂）の代替品として、植物を炭素源とするエチレン（植物由来エチレン）を含んだポリエチレン樹脂（植物由来ポリエチレン樹脂）が上市されている。

そして、特許文献１には、バイオマス由来のポリオレフィンと、化石燃料由来のポリオレフィンとを含んでなる樹脂組成物からなる樹脂フィルムが開示されており、植物の生育時のＣＯ2吸収と燃焼時の排出が同一となるカーボンニュートラルなポリオレフィン樹脂フィルムを実現できる旨記載されている。

特開２０１６−２７１７１号公報

ところで、ポリオレフィンフィルムのうち、電子レンジ加熱用などの、高温の物品を包装する用途においては、耐熱性に優れたポリプロピレン樹脂が用いられる。ポリプロピレン樹脂についても、植物を炭素源とする植物由来ポリプロピレン樹脂は上市されているものの、石油由来ポリプロピレン樹脂よりもかなりコストが高く、実用性が低いのが現状である。

石油由来ポリプロピレン樹脂の一部を植物由来ポリエチレン樹脂に代替することによって、石油由来ポリプロピレン樹脂の使用量を削減し環境負荷を減らすことも考えられる。しかしながら、ポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂とは相溶性が低いため、両者を混合した樹脂組成物からなるフィルムは、透明度が低下したり、フィルム厚みにばらつきが生じたりするといった問題が生じていた。

そこで、本発明においては、石油由来ポリプロピレン樹脂を使用することで、優れた耐熱性を備えつつ、環境負荷を低減可能な包装用材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様としての包装用材は、基材と、樹脂層とが積層された包装用積層体であって、前記樹脂層は、ポリプロピレン樹脂と、植物由来のエチレンを含むモノマーが重合してなる植物由来ポリエチレン樹脂とを含む樹脂組成物からなり、前記植物由来ポリエチレン樹脂の含有率が、前記樹脂組成物全体に対して３０重量％以下であることを特徴とする。

上記植物由来ポリエチレン樹脂は、低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンのうち少なくとも１種を含むようにしてもよい。

上記態様によれば、包装用材として、ポリプロピレン樹脂と植物由来ポリエチレン樹脂とを含む樹脂組成物からなる樹脂層に基材を積層したため、得られた積層体は十分な強度を確保することができるとともに、積層体全体でみたときに、樹脂層の透明度や厚みの変化が、実用上、問題とならないレベルとすることができる。また、植物由来ポリエチレン樹脂の含有率を樹脂組成物全体に対して３０重量％以下としたため、得られた包装用積層体は、ポリプロピレン樹脂単体を用いた積層体と比べて耐熱性等の性能の面において同等レベルを維持することができる。

本発明の包装用積層体を示す断面図本発明の包装用積層体の製造装置を示す概略図

以下、本発明の実施形態について図面をもとに説明する。図１は本実施形態における包装用積層体を示す断面図である。図示のごとく、包装用積層体１は、樹脂層２と、基材３とが積層された構造を有する。

図２は、本実施形態の包装用積層体の製造装置の一例を示す概略図である。本実施形態では、エクストルージョンラミネート工法を用いて包装用積層体１を製造している。具体的に、包装用積層体１の製造装置は、図示しない押出機に接続されたＴダイ４と、圧着ロール５と、冷却ロール６とを備える。

包装用積層体１を製造する手順としては、押出機で加熱溶融してＴダイ４からフィルム状に押し出された樹脂組成物７を、基材３の表面に塗布する。溶融状態の樹脂組成物７が塗布された基材３は、圧着ロール５と冷却ロール６の間を通過することで、樹脂層２が圧着された状態で冷却され、包装用積層体１が得られる。

ポリエチレン樹脂の含有率は、樹脂組成物７全体に対して３０重量％以下であることが好ましく、これにより、Ｔダイ４から押し出した樹脂組成物６を安定して基材３表面にコーティングすることが可能となり、得られた包装用積層体１は、ポリプロピレン樹脂単体を用いた積層体１と比べて耐熱性等の性能の面において同等レベルを維持することができる。

これによって、優れた耐熱性を備えつつ、環境負荷を低減可能な包装用材を提供することが可能となる。さらに、本発明の包装用積層体１を用いた包装体は、包装用積層体１の樹脂層２としてポリプロピレン樹脂単体を用いた包装体と比べて耐熱性等の性能の面で遜色ないレベルを維持することができる。

本発明で用いられるポリプロピレン樹脂としては、石油由来ポリプロピレンを用いることができるほか、石油由来ポリプロピレンと植物由来ポリプロピレンとを併用することも可能である。なお、ポリプロピレンとしては、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーのいずれを使用することも可能であり、２種以上を併用してもよい。

植物由来ポリエチレン樹脂に含まれる植物由来エチレンは、サトウキビ等の植物原料に微生物を作用させて発酵させることにより生成したエタノールを、触媒存在下で加熱して脱水反応させることにより得ることができる。

植物由来ポリエチレン樹脂は、植物由来エチレンを含むモノマーを重合させて得られたポリマーを使用することができる。植物由来ポリエチレン樹脂の原料モノマーは、植物由来エチレンを１００％含むものでなくてもよい。モノマーの一部を植物由来エチレンとすることによっても環境負荷を低減することができるためである。

植物由来ポリエチレン樹脂としては、植物由来エチレン単体を重合させたポリマーや、植物由来エチレンと、α−オレフィンとを共重合させたコポリマーを使用することもできる。α−オレフィンは、炭素数は特に限定されないが、ブテン、ヘキセン、またはオクテンであることが好ましい。さらに、樹脂組成物として、石油由来ポリエチレン樹脂を含んでいてもよい。

ポリエチレン樹脂として用いられるポリエチレンとしては、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）および直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を挙げることができる。これらのポリエチレンは、１種又は２種以上をブレンドして用いることができる。上記ポリエチレンの中でも低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンのうち少なくとも１種を用いるのが好ましい。これにより、ポリプロピレンとの相溶性の向上を期待することができ、包装用積層体１における樹脂層２の厚みの変化を抑制することができる。

樹脂組成物７には、本発明の目的を損なわない範囲で、ポリオレフィン樹脂に一般的に用いられている添加剤、具体的には、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、可塑剤、安定剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。

植物由来ポリエチレン樹脂中の全炭素量に対する植物由来の炭素の割合は、バイオマス度と呼ばれ、ポリエチレン樹脂中に含まれる^１４Ｃの濃度を測定することによって求めることができる。すなわち、大気中には一定割合の^１４Ｃが含まれる一方、石油由来の樹脂の炭素には^１４Ｃが含まれていないことから、ポリエチレン樹脂中に含まれる^１４Ｃの濃度を測定することによってバイオマス度を求めることができる。具体的に、ポリエチレン樹脂中の炭素が全て石油由来である場合にはバイオマス度は０％となり、ポリエチレン樹脂中の炭素が全て植物由来である場合にはバイオマス度は１００％となる。

基材３としては、木材パルプ、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維製の織布や不織布を用いることができるほか、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等のポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の化学繊維製の織布や不織布を用いることもできる。

［包装用積層体の作製］
本実施例では、包装用積層体１を作製して評価を行なった。樹脂層２を構成する樹脂組成物７に用いるポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）は、サンアロマー社製ＰＨＡ０３Ａ（密度：０．９０ｇ/ｃｍ3、ＭＦＲ：４２ｇ／１０ｍｉｎ）と、日本ポリプロ社製ＦＬ０２Ａ（密度：０．９０ｇ/ｃｍ3、ＭＦＲ：２０ｇ／１０ｍｉｎ）の２種類を用いた。植物由来ポリエチレン樹脂（植物由来ＰＥ樹脂）は、ブラスケム社製ＳＬＬ３１８（ＬＬＤＰＥ）及びブラスケム社製ＳＢＣ８１８（ＬＤＰＥ）の２種類を用いた。これらの樹脂を組み合わせて表１に示すように、Ｎｏ.１〜９の樹脂組成物７を作製した。

樹脂組成物７は１軸式押出機（内径４０ｍｍ）に供給し、Ｔダイ４からフィルム状に押出した。押出機の温度は入口側２４５℃から昇温して出口側３２０℃（Ｔダイも同温に設定）になるように設定し、スクリューの回転数を３０、２５及び２０ｒｐｍで段階的に変化させ、フィルム状に押出した樹脂組成物７を基材３としての紙基材（丸住製紙株式会社製スターホワイトＡ、坪量４０ｇ／ｍ^２）上に積層した。

[包装用積層体及び包装体の評価]
（１）包装用積層体の外観評価
押出機の回転数３０ｒｐｍにて得られた包装用積層体１について、樹脂層２表面の外観を目視評価した。具体的には、従来品であるＮｏ.１の樹脂層２外観（透明度及び表面凹凸度）を基準にして相対的評価を行なった。透明度及び表面凹凸度の両方の項目がＮｏ.１と同等であるものは○、許容範囲であるが少なくとも一方の項目の評価が低いものは△、いずれか一方の項目の評価が許容範囲外であるものは×とした。結果を表１に示す。

（２）包装体の耐熱性
２枚の包装用積層体１を、樹脂層２を内面側にして三方を熱溶着することによって袋状の包装体を作製した。包装体の中に唐揚げ３個（約１００ｇ）を入れ、電子レンジにて５００Ｗ×２分加熱を行なった後の紙基材３への油じみの発生の有無を評価した。結果を表１に示す。なお、樹脂組成物７として石油由来ＬＤＰＥ単体を用いたほかは本実施例と同条件にて包装用積層体１を作製し、これを比較材として上記と同条件で電子レンジ加熱を行なったところ、高温の油によって樹脂層２に穴があき、紙基材３に油じみが発生した。

［評価結果］
ＰＰ樹脂は、ＰＥ樹脂との相溶性が低いため、樹脂組成物７中のＰＥ樹脂の含有率が増加するほど、組成物としての均一性は低下することになり、Ｔダイ４から流下するフィルム状樹脂組成物７の幅及び厚みが変動しやすくなる。本実施例では、樹脂組成物７中の植物由来ＰＥ樹脂の含有率が３０質量％以下である場合（Ｎｏ．２、３、５、６、８および９）には、得られた包装用積層体１の樹脂層２の表面外観は、樹脂組成物７としてＰＰ樹脂単体を用いたＮｏ．１と同等レベルであった。

一方、樹脂組成物７中の植物由来ＰＥ樹脂の含有率が４０質量％であるＮｏ．４は、押出機による押出成形法では樹脂組成物７はフィルム状に流下せず、部分的に樹脂が途切れるため、紙基材の全面に樹脂層を積層した積層体を得ることができなかった。

押出機からの樹脂組成物の吐出量は、押出機の回転数が低くなるほど少なくなり、樹脂層の厚みが薄くなる。したがって、樹脂組成物の均一性が高い場合は、押出機の回転数が低くても安定して基材上に樹脂層を形成することができる。逆に、樹脂組成物の均一性が低い場合には、押出機の回転数が低くなると、基材上に安定して樹脂層を形成することが難しくなる。この観点から表１をみると、Ｎｏ．２、３、５、６、８及び９の中でも、樹脂組成物中の植物由来ＰＥ樹脂の含有率が１３質量％品であるＮｏ．２、５及び８がより安定して樹脂層を形成可能であることがわかる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。たとえば、本実施形態では、樹脂層の内面側に基材を積層した２層構造としているが、これに限らず、たとえば、基材の表面側に表面樹脂層や印刷層を形成してもよい。

１包装用積層体
２樹脂層
３基材
４Ｔダイ
５圧着ロール
６冷却ロール
７樹脂組成物

Claims

基材と、樹脂層とが積層された包装用積層体であって、前記樹脂層は、ポリプロピレン樹脂と、植物由来のエチレンを含むモノマーが重合してなる植物由来ポリエチレン樹脂とを含む樹脂組成物からなり、前記植物由来ポリエチレン樹脂の含有率が、前記樹脂組成物全体に対して３０重量％以下であることを特徴とする包装用積層体。
前記植物由来ポリエチレン樹脂は、低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンのうち少なくとも１種を含む請求項１に記載の包装用積層体。
請求項１又は２に記載の包装用積層体からなる包装体。