東レ株式会社と三井化学株式会社は、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の補助事業「脱炭素社会実現に向けた省エネルギー技術の研究開発・社会実装促進プログラム／省エネ軟包材ラミネートシステムの開発」で、無溶剤ラミネーションと電子線（EB）照射をインラインで行うプロセスおよび専用のラミネーション工程用接着剤を共同開発した。同プロセス・接着剤の開発は業界初となる。

急務となっていたラミネーション工程の省エネ化に貢献

フィルム包装材は、製品の保護やバリアー性、耐熱性、耐薬品性を高めるため、ラミネーションによる多層化が施されている。軽量性や透明性、加工のしやすさを生かして、食品包装やシャンプー・洗剤などの詰め替えパウチなどに広く利用されている。また、ビンや缶、プラスチック容器からフィルム包装材への移行は、省資源化やフードロス削減に貢献。フィルム包装材の世界市場は2022年時点で約38兆円、年間成長率は3.2％と拡大を続けている。

このような背景の下、NEDOは2023年度から、東レ・三井化学と共同で「省エネ軟包材ラミネートシステムの開発」に取り組んできた。東レと三井化学は今回、フィルム包装ラミネーション工程の溶剤系接着剤に代わり、無溶剤系EB硬化型接着剤を採用し、インラインにてラミネーションとEB照射を行う新技術の共同開発に至った。

環境負荷低減とVOCフリー化を実現

現在ラミネーション工程は、溶剤系２液熱硬化接着剤を使用するため、塗布後の溶剤乾燥、貼り合わせ後に加温処理が必要であり、ラミネーター１台あたり年間約2,127tのCO₂を排出している。無溶剤系接着剤を用いて溶剤乾燥を省く方法もあるものの、加温処理時間の延長や加工速度、接着性能の低下などの課題が残っていた。

今回の共同開発では、東レのEB硬化型印刷技術と三井化学のウレタン接着剤技術を融合し、EB硬化型フレキソ・オフセット印刷技術をウレタン接着剤に応用することで、接着性能を大幅に向上させた。また、ラミネーションとEB照射をインラインで行うプロセスにしたことで溶剤乾燥が不要となり、加温処理時間の短縮と低温化にも貢献する。この結果、ラミネーション工程の年間消費電力を309万kWh、CO₂排出量を1,290t、約61％削減した。
同新技術は、従来技術で課題となっていた硬化性や加工性を解決し、溶剤を含まないことからVOC（揮発性有機溶剤）フリー化にも貢献する、業界初の次世代ラミネーションプロセスとなっている。

2027年の社会実装と普及拡大に向けた計画

今回の成果は、包装仕様を大きく変更することなく、ラミネーション工程におけるCO₂排出量を大幅に削減できることから、サプライチェーン排出量算定におけるScope3排出量削減を進める上で有効な選択肢になる。東レと三井化学は、食品や日用品向けフィルム包装への標準化に向けて、流通やブランドオーナーに対してEB硬化型フレキソ・オフセット印刷技術と同技術を合わせた提案を進め、フィルム包装業界の環境負荷低減と生産性向上の両立に向け、2027年の社会実装を目指すとしている。
なお、2040年までに入れ替え対象となる機器の８割に同EB照射装置付きラミネーターが導入された場合の想定効果も公開されている。それによると、年間で4.3億kWhの電力使用削減、18万tのCO₂削減および9.65万kLの原油換算削減の効果が見込まれる。