JP7615836B2 - Barrier Paper - Google Patents
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Description
本発明は、優れた酸素バリア性及び水蒸気バリア性と層間密着性とを有するバリア紙、および該バリア紙から作製された、ガスバリア性紙系積層体、ガスバリア性紙系材料、ガスバリア性紙系包装体に関する。 The present invention relates to a barrier paper that has excellent oxygen barrier properties, water vapor barrier properties and interlayer adhesion, and to a gas barrier paper-based laminate, a gas barrier paper-based material and a gas barrier paper-based packaging material made from the barrier paper.
近年、マイクロプラスチックなどによる環境問題が大きく取り上げられており、紙を用いた製品においても、環境負荷を低減する為に、製品をできるだけ紙のみで構成することによってリサイクル性を向上したり、更には、生分解性を視野に入れたりすることが求められ始めた。
従来から、食品、医療、化成品、化粧品等の内容物の水分や酸素による品質低下を抑制する包装方法として、ガスバリア性の高い包装材料を用いたり、内容物収容部を窒素ガス等の不活性ガスによってガス置換したり、還元鉄粉などが包装された脱酸素剤を同梱したりされているが、性能が不十分であったり、包装コストが上昇したり、廃棄物としてのゴミが増えたり、水分がある環境下でしか性能が発揮しなかったり、誤飲したりする問題点が挙げられている。
使い終えた包装材料のリサイクル使用や、焼却処理等を考えた場合に、紙材を用いた包装材料が注目され始めたが、紙材のみではガスバリア性が不十分であり、ガスバリア性を高める為に、樹脂を表面コーティングしたり、金属箔や無機蒸着層を有する樹脂フィルムを積層したりすると、紙材のみを取り出してのリサイクル使用や生分解が阻害されたり、樹脂成分が燃焼によって焼却炉を傷める原因になったり、金属箔による焼却残差を大量に発生させていたりした。
In recent years, environmental issues such as microplastics have been receiving a lot of attention, and in order to reduce the environmental impact of paper-based products, there is now a demand to improve recyclability by making products out of paper as much as possible, and even to consider biodegradability.
Conventional packaging methods for preventing deterioration of the contents of foods, medical products, chemical products, cosmetics, etc. due to moisture and oxygen have included the use of packaging materials with high gas barrier properties, gas replacement of the content storage section with an inert gas such as nitrogen gas, and the inclusion of an oxygen absorber packaged with reduced iron powder or the like. However, there are problems such as insufficient performance, increased packaging costs, increased garbage as waste, only functioning in moist environments, and the risk of accidental ingestion.
When considering the recycling or incineration of used packaging materials, packaging materials using paper have begun to attract attention. However, paper alone does not have sufficient gas barrier properties. In order to improve gas barrier properties, the surface is coated with resin or a resin film having a metal foil or inorganic vapor deposition layer is laminated. This inhibits the recycling or biodegradation of the paper alone, causes damage to incinerators when burned, and generates large amounts of incineration residue due to the metal foil.
特許文献1には、多糖類と珪素化合物との重縮合物からなる目止め層を表面に有する紙またはパルプモールドからなる基材に、プラズマ重合によるガスバリア性の薄膜層を積層した積層体が開示されている。しかしながらこの積層体においては、目止め層の厚さを数10μm程度に厚くする必要があり、目止め層の塗布形成方法が限定される。さらに、ガスバリア性の薄膜層を形成する際のプラズマ重合装置に紙またはパルプモールドからなる基材を入れる為に、紙またはパルプモールドから発生する紙粉またはパルプ粉によって、プラズマ重合装置内をプラズマ重合に適合した気圧まで減圧することが阻害され易く、安定したガスバリア性の薄膜層の形成が困難であり、目止め層とガスバリア性の薄膜層との密着性が不十分になり易く、ガスバリア性が不安定になり易い欠点を有する。
特許文献2には、紙支持体上にエチレン変性ポリビニルアルコール樹脂と無機層状化合物を含む第1のガスバリア層と、エチレン変性ポリビニルアルコールからなる第2のガスバリア層を順次設けたガスバリア性積層体が開示されている。しかしながら紙支持体と第1のガスバリア層間の層間密着性が不十分であったり、第1および第2のガスバリア層に用いる樹脂の種類が限定されたりする為に、様々な品質に対応することが困難であった。
本発明は、上記の問題点を解決して、屈曲前後または製袋前後の酸素バリア性および水
蒸気バリア性、層間密着性に優れ、有機溶剤の使用量が削減された環境配慮型のバリア紙、および該環境配慮型のバリア紙から作製された環境配慮型の、ガスバリア性紙系積層体、ガスバリア性紙系材料、ガスバリア性紙系包装体を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an environmentally friendly barrier paper that has excellent oxygen barrier property, water vapor barrier property, and interlayer adhesion before and after bending or before and after bag making, and that reduces the amount of organic solvent used, as well as an environmentally friendly gas barrier paper-based laminate, gas barrier paper-based material, and gas barrier paper-based packaging product made from the environmentally friendly barrier paper.
本発明者は、種々研究の結果、少なくとも、紙基材層と、特定の固定目止め層と、特定のガスバリア層とが、この順に隣接して積層され、固定目止め層及びガスバリア層が紙基材層の片面のみに積層された層構成を有するバリア紙が、上記の目的を達成することを見出した。 As a result of various studies, the inventors have found that the above-mentioned objective can be achieved by a barrier paper having a layer structure in which at least a paper base layer, a specific fixed filling layer, and a specific gas barrier layer are laminated adjacent to each other in this order, with the fixed filling layer and the gas barrier layer laminated only on one side of the paper base layer.
そして、本発明は、以下の点を特徴とする。
1.少なくとも、紙基材層の片面に、該紙基材層に接する固定目止め層と、該固定目止め層に接するガスバリア層とが積層された層構成を有し、
該固定目止め層は、ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有し、
該ガスバリア層は、ポリウレタン系樹脂と無機充填材とを含有することを特徴とする、バリア紙。
2.前記固定目止め層は、無機充填材を更に含有することを特徴とする、上記1に記載のバリア紙。
3.前記固定目止め層が、ポリウレタン系樹脂を含有することを特徴とする、上記1または2に記載のバリア紙。
4.JIS K7126に準拠した温度23℃、湿度0%における酸素透過度が、0.01cc/m2/day/atm以上、20cc/m2/day/atm以下であることを特徴とする、上記1~3の何れかに記載のバリア紙。
5.JIS K7129に準拠した温度40℃、湿度90%における水蒸気透過度が、0.01g/m2/daym以上、30g/m2/day以下であることを特徴とする、上記1~4の何れかに記載のバリア紙。
6.一旦180度に2つ折りして伸ばす屈曲処理後の、JIS K7126に準拠した温度23℃、湿度0%における酸素透過度が、0.1cc/m2/day/atm以上、100cc/m2/day/atm以下であることを特徴とする、上記1~5の何れかに記載のバリア紙。
7.一旦180度に2つ折りして伸ばす屈曲処理後の、JIS K7129に準拠した温度40℃、湿度90%における水蒸気透過度が、0.1g/m2/day以上、40g/m2/day以下であることを特徴とする、上記1~6の何れかに記載のバリア紙。
8.上記1~7何れかに記載のバリア紙を用いて作製された、酸素バリア性及び水蒸気バリア性を有する、ガスバリア性紙系積層体。
9.上記8に記載のガスバリア性紙系積層体を用いて作製された、酸素バリア性及び水蒸気バリア性を有する、ガスバリア性紙系材料。
10.上記9に記載のガスバリア性紙系材料を用いて作製された、酸素バリア性及び水蒸気バリア性を有する、ガスバリア性紙系包装体。
The present invention is characterized in the following points.
1. A laminate structure in which at least a fixed filling layer in contact with the paper base layer and a gas barrier layer in contact with the fixed filling layer are laminated on one side of the paper base layer,
The fixing filling layer contains one or more resins selected from the group consisting of polystyrene-based resins, polyurethane-based resins, and acrylic-based resins,
The gas barrier layer of this barrier paper contains a polyurethane resin and an inorganic filler.
2. The barrier paper according to
3. The barrier paper according to
4. The barrier paper according to any one of 1 to 3 above, characterized in that the oxygen transmission rate at a temperature of 23° C. and a humidity of 0% in accordance with JIS K7126 is 0.01 cc/m 2 /day/atm or more and 20 cc/m 2 /day/atm or less.
5. The barrier paper according to any one of 1 to 4 above, characterized in that the water vapor transmission rate at a temperature of 40° C. and a humidity of 90%, as determined in accordance with JIS K7129, is 0.01 g/m 2 /day or more and 30 g/m 2 /day or less.
6. The barrier paper according to any one of 1 to 5 above, characterized in that after bending treatment in which the paper is folded in half at 180 degrees and then stretched, the oxygen transmission rate according to JIS K7126 at a temperature of 23°C and a humidity of 0% is 0.1 cc/ m2 /day/atm or more and 100 cc/ m2 /day/atm or less.
7. The barrier paper according to any one of 1 to 6 above, characterized in that after bending treatment in which the paper is folded in half at 180 degrees and then stretched, the water vapor transmission rate according to JIS K7129 at a temperature of 40°C and a humidity of 90% is from 0.1 g/ m2 /day to 40 g/ m2 /day.
8. A gas barrier paper laminate having oxygen barrier properties and water vapor barrier properties, produced using the barrier paper according to any one of 1 to 7 above.
9. A gas barrier paper-based material having oxygen barrier properties and water vapor barrier properties, produced using the gas barrier paper-based laminate described in 8 above.
10. A gas barrier paper-based packaging body having oxygen barrier properties and water vapor barrier properties, produced using the gas barrier paper-based material described in 9 above.
本発明によれば、屈曲前後または製袋前後の酸素バリア性及び水蒸気バリア性と層間密着性とに優れ、有機溶剤の使用量が削減された環境配慮型のバリア紙、および該環境配慮型のバリア紙から作製された環境配慮型の、ガスバリア性紙系積層体、ガスバリア性紙系材料、ガスバリア性紙系包装体を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an environmentally friendly barrier paper that has excellent oxygen barrier properties, water vapor barrier properties and interlayer adhesion before and after bending or before and after bag making, and in which the amount of organic solvent used is reduced, as well as an environmentally friendly gas barrier paper-based laminate, gas barrier paper-based material, and gas barrier paper-based packaging product made from the environmentally friendly barrier paper.
本発明の環境配慮型の、バリア紙、ガスバリア性紙系積層体、ガスバリア性紙系材料、ガスバリア性紙系包装体について、図面を参照しながら以下に詳しく説明する。 The environmentally friendly barrier paper, gas barrier paper laminate, gas barrier paper material, and gas barrier paper packaging of the present invention are described in detail below with reference to the drawings.
本発明において使用される樹脂名は、業界において慣用されるものを用いることとする。また、本発明は、以降の列記された諸々の具体例に限定されるものでは無い。
本発明においては、フィルムとシートは、包括的にフィルムという語で記載する。
また、本発明において、「ガスバリア性」と記載されている場合には、酸素バリア性と水蒸気ガスバリア性とを指す。
The resin names used in the present invention are those commonly used in the industry. Furthermore, the present invention is not limited to the specific examples listed below.
In the present invention, films and sheets are collectively referred to as films.
In the present invention, the term "gas barrier property" refers to oxygen barrier property and water vapor gas barrier property.
≪バリア紙≫
本発明のバリア紙は、屈曲処理前後または製袋前後の酸素バリア性及び水蒸気バリア性を有し、作製時の有機溶剤の使用量が削減された環境配慮型のバリア紙である。
ここで、屈曲処理とは、製袋時に包装材料が受ける屈曲負荷を与える代替処理を指しており、定量的な評価の為には、例えば、バリア紙を一度、紙層が外側になるように一旦180度に二つ折り(山折り)して、次いで伸ばして元に戻す処理を以て屈曲処理とすることができる。
<Barrier paper>
The barrier paper of the present invention has oxygen barrier properties and water vapor barrier properties before and after bending treatment or before and after bag making, and is an environmentally friendly barrier paper in which the amount of organic solvent used during production is reduced.
Here, the bending treatment refers to an alternative treatment that imparts a bending load to the packaging material during bag production. For quantitative evaluation, for example, the bending treatment can be a process in which the barrier paper is folded in half at 180 degrees (mountain fold) so that the paper layer is on the outside, and then stretched and returned to its original state.
本発明のバリア紙は、少なくとも、紙基材層の片面に、該紙基材層に接する固定目止め層と、該固定目止め層に接するガスバリア層とが積層された層構成を有する。
固定目止め層は、固定目止め樹脂組成物からなる層であり、紙基材層を目止めし、ガスバリア層と紙基材層とを仲介してガスバリア層を固定して密着性を向上させ、且つ酸素バリア性及び水蒸気バリア性を補助することができる層である。密着性が高くなることで内部剥離による酸素バリア性及び水蒸気バリア性の劣化を防止することができる。
ガスバリア層は、ガスバリア樹脂組成物からなる層であり、酸素バリア性及び水蒸気バリア性を付与する層である。
The barrier paper of the present invention has a layer structure in which, on at least one side of a paper base layer, a fixed filling layer in contact with the paper base layer and a gas barrier layer in contact with the fixed filling layer are laminated.
The fixing filling layer is a layer made of a fixing filling resin composition, which fills the paper base layer, fixes the gas barrier layer between the gas barrier layer and the paper base layer to improve adhesion, and supports the oxygen barrier property and water vapor barrier property. The increased adhesion can prevent deterioration of the oxygen barrier property and water vapor barrier property due to internal peeling.
The gas barrier layer is a layer made of a gas barrier resin composition, and is a layer that imparts oxygen barrier properties and water vapor barrier properties.
バリア紙内で、固定目止め層とガスバリア層とは、紙基材層の片面にのみ積層されている。片面にのみ積層されていることによって、バリア紙の構成層数を少なくして、バリア紙を薄くし、生産性を向上させ、バリア紙の剛性を抑制して包装材料用途の使い勝手を向上することができる。 Within the barrier paper, the fixed sealing layer and the gas barrier layer are laminated on only one side of the paper base layer. By laminating them on only one side, the number of constituent layers of the barrier paper can be reduced, making the barrier paper thinner, improving productivity, and suppressing the stiffness of the barrier paper to improve usability for packaging material applications.
本発明のバリア紙の厚さは、特に制限は無いが、20μm以上、250μm以下が好ましく、30μm以上、120μm以下がより好ましい。上記範囲よりも薄いと、十分な厚さの固定目止め層とガスバリア層とを形成することが困難になり易く、また、包装材料に用いた際に包装材料の剛性が不十分になるおそれがある。上記範囲よりも厚いと包装材料に用いた際に包装材料の剛性が強くなり過ぎるおそれがある。 The thickness of the barrier paper of the present invention is not particularly limited, but is preferably 20 μm or more and 250 μm or less, and more preferably 30 μm or more and 120 μm or less. If it is thinner than the above range, it is likely to be difficult to form a fixing sealing layer and a gas barrier layer of sufficient thickness, and there is a risk that the rigidity of the packaging material will be insufficient when used in packaging materials. If it is thicker than the above range, there is a risk that the rigidity of the packaging material will be too strong when used in packaging materials.
紙基材層の厚さまたは坪量は、特に制限は無いが、厚さは20μm以上、200μm以下が好ましく、30μm以上、100μm以下がより好ましい。坪量は25g/m2以上、600g/m2以下が好ましく、50g/m2以上、450g/m2以下がより好ましい。坪量および/または厚さが、上記範囲よりも小さいと、十分な剛性を有することが困難になり易く、バリア紙の製造時にカールや波打ちが発生し易くなり、上記範囲よりも大きいと、剛性が強過ぎて作業性が悪く、バリア紙の巻き径が大きくなって作業能率が低下し易く、バリア紙としての適性に劣るおそれがある。
本発明のバリア紙中の、紙基材層が占める厚さ割合は、特に制限は無いが、80%以上
、99%以下が好ましく、90%以上、98%以下がより好ましい。上記範囲よりも低いと、バリア紙のリサイクル性や生分解性の効率が低くなり易く、上記範囲よりも高くしても、リサイクル性や生分解性の効率はそれ以上高く変化し難く、十分な酸素バリア性及び水蒸気バリア性が発揮されないおそれがある。
The thickness or basis weight of the paper base layer is not particularly limited, but the thickness is preferably 20 μm or more and 200 μm or less, and more preferably 30 μm or more and 100 μm or less. The basis weight is preferably 25 g/m2 or more and 600 g/m2 or less , and more preferably 50 g/ m2 or more and 450 g/ m2 or less. If the basis weight and/or thickness is smaller than the above range, it is likely to be difficult to achieve sufficient rigidity, and curling and waviness are likely to occur during production of the barrier paper, and if it is larger than the above range, the rigidity will be too strong, resulting in poor workability, and the winding diameter of the barrier paper will increase, which is likely to reduce work efficiency, and there is a risk of it being less suitable as a barrier paper.
The thickness ratio of the paper base layer in the barrier paper of the present invention is not particularly limited, but is preferably from 80% to 99%, and more preferably from 90% to 98%. If it is lower than the above range, the recyclability and biodegradability efficiency of the barrier paper are likely to decrease, and even if it is higher than the above range, the recyclability and biodegradability efficiency are unlikely to change any further, and sufficient oxygen barrier property and water vapor barrier property may not be exhibited.
固定目止め層の厚さまたは塗布量は、特に制限は無いが、厚さは0.2μm以上、25μm以下が好ましく、0.5μm以上、20μm以下がより好ましい。塗布量は0.5g/m2以上、30g/m2以下が好ましく、1g/m2以上、20g/m2以下がより好ましい。上記範囲よりも薄いと、ガスバリア層を十分な目止め性によって固定することが困難になり易く、上記範囲よりも厚くても目止め性およびガスバリア層を固定する効果にさほど向上しない。 The thickness or coating amount of the fixing filler layer is not particularly limited, but the thickness is preferably 0.2 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 0.5 μm or more and 20 μm or less. The coating amount is preferably 0.5 g/m2 or more and 30 g/m2 or less , and more preferably 1 g/ m2 or more and 20 g/ m2 or less. If the thickness is thinner than the above range, it is likely to be difficult to fix the gas barrier layer with sufficient filling properties, and even if the thickness is thicker than the above range, the filling properties and the effect of fixing the gas barrier layer are not significantly improved.
ガスバリア層の厚さまたは塗布量は、特に制限は無いが、厚さは0.1μm以上、10μm以下が好ましく、0.2μm以上、5μm以下がより好ましい。塗布量は0.3g/m2以上、10g/m2以下が好ましく、0.5g/m2以上、5g/m2以下がより好ましい。上記範囲よりも薄いと、十分な酸素バリア性を有することが困難になり易く、上記範囲よりも厚くても酸素バリア性及び水蒸気バリア性はさほど向上しない。 The thickness or coating amount of the gas barrier layer is not particularly limited, but the thickness is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 0.2 μm or more and 5 μm or less. The coating amount is preferably 0.3 g/ m2 or more and 10 g/m2 or less , and more preferably 0.5 g/ m2 or more and 5 g/m2 or less . If the layer is thinner than the above range, it is likely to be difficult to provide sufficient oxygen barrier properties, and even if the layer is thicker than the above range, the oxygen barrier properties and water vapor barrier properties are not significantly improved.
本発明のバリア紙は、固定目止め層とガスバリア層との相乗効果によって優れた酸素バリア性及び水蒸気バリア性を示す。
また、本発明のバリア紙は、屈曲処理後も酸素バリア性及び水蒸気バリア性に優れていることが好ましい。
そして、固定目止め層とガスバリア層とが両面に存在する場合には、片面にのみ存在する場合よりもより優れた酸素バリア性及び水蒸気バリア性を示し易く、特に屈曲処理後の酸素バリア性及び水蒸気バリア性がより優れ易い。
The barrier paper of the present invention exhibits excellent oxygen barrier properties and water vapor barrier properties due to the synergistic effect of the fixing filling layer and the gas barrier layer.
Furthermore, it is preferable that the barrier paper of the present invention maintains excellent oxygen barrier properties and water vapor barrier properties even after bending treatment.
Furthermore, when the fixed filling layer and the gas barrier layer are present on both sides, the film is likely to exhibit better oxygen barrier property and water vapor barrier property than when they are present on only one side, and in particular, the oxygen barrier property and water vapor barrier property after bending treatment are likely to be better.
酸素バリア性及び水蒸気バリア性は、各々、JIS K7126、K7129に準拠した方法で測定される酸素透過度、水蒸気透過度によって表すことができる。
屈曲処理前のバリア紙は、温度23℃、湿度0%における酸素透過度が、0.01cc/m2/day/atm以上、20cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、0.05cc/m2/day/atm以上、10cc/m2/day/atm以下であることがより好ましい。上記範囲よりも低いものは作製することが困難であり、上記範囲よりも高いものは、酸素バリア性が不十分になり易い。
The oxygen barrier property and water vapor barrier property can be represented by the oxygen permeability and water vapor permeability measured by methods in accordance with JIS K7126 and K7129, respectively.
The oxygen permeability of the barrier paper before bending treatment at a temperature of 23°C and a humidity of 0% is preferably 0.01 cc/ m2 /day/atm or more and 20 cc/ m2 /day/atm or less, and more preferably 0.05 cc/ m2 /day/atm or more and 10 cc/ m2 /day/atm or less. Paper with a permeability lower than the above range is difficult to produce, and paper with a permeability higher than the above range is likely to have insufficient oxygen barrier properties.
例えば、一旦180度に2つ折りして伸ばす屈曲処理された後の、温度23℃、湿度0%における酸素透過度は、0.1cc/m2/day/atm以上、100cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、0.5cc/m2/day/atm以上、50cc/m2/day/atm以下であることがより好ましい。上記範囲よりも低いものは作製することが困難であり、上記範囲よりも高いものは、酸素バリア性が不十分になり易い。 For example, after bending treatment in which the sheet is folded in half at 180 degrees and then stretched, the oxygen permeability at a temperature of 23° C. and a humidity of 0% is preferably 0.1 cc/ m2 /day/atm or more and 100 cc/ m2 /day/atm or less, and more preferably 0.5 cc/ m2 /day/atm or more and 50 cc/ m2 /day/atm or less. Those with a permeability lower than the above range are difficult to produce, and those with a permeability higher than the above range tend to have insufficient oxygen barrier properties.
屈曲処理前のバリア紙は、温度40℃、湿度90%における水蒸気透過度が、0.01g/m2/day以上、30g/m2/day以下であることが好ましく、0.05g/m2/day以上、20g/m2/day以下であることがより好ましい。上記範囲よりも低いものは作製することが困難であり、上記範囲よりも高いものは、水蒸気バリア性が不十分になり易い。 The barrier paper before bending treatment preferably has a water vapor permeability of 0.01 g/ m2 /day to 30 g/ m2 /day, and more preferably 0.05 g/ m2 /day to 20 g/ m2 /day, at a temperature of 40°C and a humidity of 90%. It is difficult to produce a paper with a permeability lower than the above range, and the water vapor barrier property is likely to be insufficient if the permeability is higher than the above range.
例えば、180度に2つ折りして屈曲処理された後の、温度40℃、湿度90%における水蒸気透過度は、0.1g/m2/day以上、40g/m2/day以下であることが好ましく、0.5g/m2/day以上、30g/m2/day以下であることがより好ま
しい。上記範囲よりも低いものは作製することが困難であり、上記範囲よりも高いものは、水蒸気バリア性が不十分になり易い。
For example, after folding in half at 180 degrees and undergoing bending treatment, the water vapor permeability at a temperature of 40°C and a humidity of 90% is preferably 0.1 g/ m2 /day to 40 g/ m2 /day, and more preferably 0.5 g/ m2 /day to 30 g/ m2 /day. Those with a permeability lower than the above range are difficult to produce, and those with a permeability higher than the above range are likely to have insufficient water vapor barrier properties.
本発明のバリア紙には、化学的機能、電気的機能、磁気的機能、力学的機能、摩擦/磨耗/潤滑機能、光学的機能、熱的機能、生体適合性等の表面機能等の付与を目的として、二次加工を施すことが可能である。
二次加工の例としては、エンボス加工、塗装、接着、印刷、メタライジング(めっき等)、機械加工、表面処理(帯電防止処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、フォトクロミズム処理、物理蒸着、化学蒸着、コーティング、等)等が挙げられる。また、本発明の積層体に、ラミネート加工(ドライラミネートや押し出しラミネート)、製袋加工、およびその他の後処理加工を施すこともできる。
The barrier paper of the present invention can be subjected to secondary processing for the purpose of imparting surface functions such as chemical functions, electrical functions, magnetic functions, mechanical functions, friction/wear/lubrication functions, optical functions, thermal functions, biocompatibility, etc.
Examples of secondary processing include embossing, painting, adhesion, printing, metallizing (plating, etc.), mechanical processing, surface treatment (antistatic treatment, corona discharge treatment, plasma treatment, photochromism treatment, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, coating, etc.), etc. The laminate of the present invention can also be subjected to lamination (dry lamination or extrusion lamination), bag making, and other post-processing.
本発明のバリア紙を構成する各層を積層する際に、必要ならば、例えば、コロナ処理、オゾン処理等の前処理を各層の表面に予め施すことができる。また、例えば、イソシアネート系(ウレタン系)、ポリエチレンイミン系、ポリブタジェン系、有機チタン系等のアンカーコーティング剤、あるいはポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系、その他等のラミネート用接着剤等のアンカーコート剤等を任意に使用することができる。 When laminating the layers constituting the barrier paper of the present invention, if necessary, the surface of each layer can be pretreated, for example, by corona treatment or ozone treatment. In addition, anchor coating agents such as isocyanate-based (urethane-based), polyethyleneimine-based, polybutadiene-based, and organotitanium-based, or anchor coating agents such as polyurethane-based, polyacrylic-based, polyester-based, epoxy-based, polyvinyl acetate-based, cellulose-based, and other laminating adhesives can be used as desired.
[紙基材層]
紙基材層は紙基材からなる層であり、1層構成であってもよく、2層以上の多層構成であってもよい。多層構成の場合には、各層は、同一または異なる素材の紙基材であってよく、同一または異なる厚みであってよく、各層間が接着剤で接着ざれていてもよい。
[Paper base layer]
The paper base layer is a layer made of a paper base material, and may be a single layer structure or a multi-layer structure of two or more layers. In the case of a multi-layer structure, each layer may be made of the same or different paper base material, may have the same or different thickness, and may be bonded to each other with an adhesive.
(紙基材)
紙基材層に用いられる紙基材には、特に制限は無く、一般的な積層工程や接着剤層形成工程に十分耐え得る、強度、靱性、耐熱性、およびその他の、機械的、物理的、化学的性質を有するものであれば、一般的な公知公用の紙基材を使用することができる。
紙基材としては、強サイズ性の晒または未晒の紙基材を用いることができ、具体的には、純白ロ-ル紙、クラフト紙、板紙、コート紙、キャストコート紙、ミルク原紙、加工原紙、上質紙、微塗工印刷用紙、塗工印刷用紙、樹脂コート紙、剥離原紙、両面コート剥離原紙、塗工耐油紙、含侵紙等を使用することができる、これらの中でも、コート紙、晒クラフト紙等が特に好ましい。
また、紙基材層は、1層で構成されていてもよく、同じ又は異なる紙基材からなる2層以上の多層で構成されていてもよい。紙基材間は接着剤層を介して、任意の積層手段によって積層することができる。
(Paper base material)
There are no particular limitations on the paper base material used in the paper base layer, and any commonly known and commonly used paper base material can be used as long as it has sufficient strength, toughness, heat resistance, and other mechanical, physical, and chemical properties to withstand typical lamination processes and adhesive layer formation processes.
The paper base material can be a bleached or unbleached paper base material with strong sizing properties. Specifically, pure white roll paper, kraft paper, paperboard, coated paper, cast coated paper, milk base paper, processed base paper, wood-free paper, lightly coated printing paper, coated printing paper, resin coated paper, release base paper, double-sided coated release base paper, coated greaseproof paper, impregnated paper, etc. can be used. Among these, coated paper, bleached kraft paper, etc. are particularly preferred.
The paper substrate layer may be composed of one layer, or may be composed of two or more layers of the same or different paper substrates. The paper substrates may be laminated by any lamination means via an adhesive layer.
紙基材の原料パルプとしては、針葉樹パルプ(N材)や広葉樹パルプ(L材)を用いることができ、これらを併用することもでき、各々の含有率を変更することによって、離型紙製造工程や転写生成体製造工程に耐え得る強度、耐屈曲性、平滑性、バリア性のバランスを調整することが可能であり、用途に応じた性能の紙基材を作製することができる。
例えば、針葉樹パルプ(N材)の含有率を高くすることで耐屈曲性を高めて割れが発生し難くすることができ、広葉樹パルプ(L材)の含有率を高くすることで平滑性及び/またはガスバリア性を高めることができる。
また、紙基材が充分な耐熱性を有するためには中性紙であることが好ましく、サイズ剤としてアルキルケテンダイマーを用いてサイズした中性紙がより好ましい。
As the raw material pulp for the paper base material, softwood pulp (N wood) or hardwood pulp (L wood) can be used, and these can also be used in combination. By changing the content of each, it is possible to adjust the balance of strength, flexibility, smoothness, and barrier properties that can withstand the release paper manufacturing process and the transfer product manufacturing process, and a paper base material with performance suited to the application can be produced.
For example, by increasing the content of softwood pulp (N wood), it is possible to increase bending resistance and make the sheet less susceptible to cracking, whereas by increasing the content of hardwood pulp (L wood), it is possible to increase smoothness and/or gas barrier properties.
In order to ensure that the paper base material has sufficient heat resistance, it is preferably neutral paper, and more preferably neutral paper sized using an alkyl ketene dimer as a sizing agent.
紙基材層および/または紙基材が多層構成の場合、積層される紙基材および/または原紙は、押し出しラミネートまたはウェットラミネートによって、接着剤層を介して積層されることが好ましい。
該接着剤層を形成するための接着剤は、バリア紙またはガスバリア性紙系積層体を作製する際の接着剤層に用いられるものと同様でよいが、ラミネート用接着剤またはウェットラミネート溶接着剤を用いることが好ましい。
When the paper substrate layer and/or the paper substrate has a multi-layer structure, the paper substrate and/or the base paper to be laminated are preferably laminated via an adhesive layer by extrusion lamination or wet lamination.
The adhesive for forming the adhesive layer may be the same as that used for the adhesive layer when producing barrier paper or a gas barrier paper-based laminate, but it is preferable to use a lamination adhesive or a wet lamination adhesive.
また、紙基材には、必要に応じて、加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性、抗酸化性、滑り性、離形性、難燃性、抗カビ性、電気的特性、強度等を改良、改質する目的で、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料等のプラスチック配合剤や添加剤等を添加することができ、その添加量としては、他の性能に悪影響を与えない範囲で目的に応じて、任意に添加することができる。 In addition, if necessary, plastic compounding agents and additives such as lubricants, crosslinking agents, antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, fillers, reinforcing agents, antistatic agents, and pigments can be added to the paper base material in order to improve or modify its processability, heat resistance, weather resistance, mechanical properties, dimensional stability, oxidation resistance, slipperiness, release properties, flame retardancy, mold resistance, electrical properties, strength, etc. The amount of these additives can be freely selected depending on the purpose, as long as it does not adversely affect other properties.
紙基材および/または基材層と他層との接着性を高める為には、必要に応じて、樹脂等を含有するコート層を表面に有する紙基材を用いたり、紙基材および/または紙基材層の接着剤と接する側の表面に、コロナ放電処理、オゾン処理、プラズマ処理、グロー放電処理、サンドブラスト処理等の物理的な表面処理や、化学薬品を用いた酸化処理などの化学的な表面処理を予め施したりしておくこともできる。 To improve the adhesion between the paper substrate and/or substrate layer and other layers, if necessary, a paper substrate having a coating layer containing a resin or the like on its surface may be used, or the surface of the paper substrate and/or substrate layer that comes into contact with the adhesive may be subjected to a physical surface treatment such as corona discharge treatment, ozone treatment, plasma treatment, glow discharge treatment, sandblasting treatment, or a chemical surface treatment such as oxidation treatment using chemicals.
[固定目止め層]
固定目止め層は、固定目止め樹脂組成物からなる層である。
固定目止め層は、少なくとも、固定目止め性樹脂を含有し、必要に応じて、無機充填材や添加剤等を更に含有することができる。
紙基材の表面はポーラスで凹凸があるため、固定目止め層によって目止めを行う。
固定目止め層は1層構成であってもよく、2層以上の多層構成であってもよい。多層構成の場合には、各層は、同一または異なる組成であってよく、同一または異なる厚みあるいは塗布量、坪量であってよく、各層間が接着剤で接着されていてもよい。
[Fixed sealing layer]
The fixing filling layer is a layer made of a fixing filling resin composition.
The fixing filling layer contains at least a fixing filling resin, and may further contain an inorganic filler, an additive, and the like, as necessary.
Since the surface of the paper base material is porous and uneven, it is sealed with a fixed sealing layer.
The fixed sealing layer may have a single layer structure or a multi-layer structure of two or more layers. In the case of a multi-layer structure, each layer may have the same or different composition, the same or different thickness, coating amount, or basis weight, and each layer may be bonded to each other with an adhesive.
固定目止め層は、固定目止め樹脂組成物を基材層に、溶融(共)押し出しラミネートまたは塗布して形成することができる。
塗布して形成する場合には、、液体である固定目止め樹脂組成物を基材層に、2ロールサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、エアナイフコーター、カーテンコーター、ダイレクトグラビアコーター、リバースグラビアコーター、オフセットグラビアコーター、グラビアキスコーター、ダイコーター、ブレードコーター、ナイフコーター、含浸コーター等を用いて塗布し、次いでドライヤーを用いた加熱によって乾燥させることで行うことができる。
The fixed filling layer can be formed by melt (co)extrusion laminating or coating the fixed filling resin composition on the substrate layer.
In the case of forming the layer by application, the fixed filling resin composition, which is a liquid, is applied to the base material layer using a two-roll size press, a gate roll size press, a rod metering size press, an air knife coater, a curtain coater, a direct gravure coater, a reverse gravure coater, an offset gravure coater, a gravure kiss coater, a die coater, a blade coater, a knife coater, an impregnation coater or the like, and then dried by heating using a dryer.
(固定目止め樹脂組成物)
固定目止め樹脂組成物は、固定目止め層を形成する為の樹脂組成物であり、固定目止め層を構成する為の成分を含有し、少なくとも固定目止め性樹脂を含有する。そして、必要に応じて、無機充填材や添加剤等を更に含有することができる。
固定目止め樹脂組成物は、高温で溶融するものであってもよく、水性の溶媒を更に含有して、水性樹脂が水性の溶媒に溶解した水性溶液や、水性樹脂が分散した水性エマルジョンであることもできる。
この場合、無溶剤であること、または溶媒が水性であることによって、乾燥工程における有機溶剤蒸気の発生が抑制されて、環境に配慮することができる。
溶媒の紙基材への浸透を抑制するために、固定目止め樹脂組成物中の固形分量は高いことが好ましい。
(Fixed sealing resin composition)
The filling resin composition is a resin composition for forming a filling layer, contains components for constituting the filling layer, contains at least a filling resin, and may further contain inorganic fillers, additives, etc., as necessary.
The fixed filling resin composition may be one that melts at high temperatures, and may further contain an aqueous solvent and be an aqueous solution in which an aqueous resin is dissolved in an aqueous solvent, or an aqueous emulsion in which an aqueous resin is dispersed.
In this case, by using no solvent or an aqueous solvent, the generation of organic solvent vapor during the drying step is suppressed, which is environmentally friendly.
In order to suppress the penetration of the solvent into the paper substrate, it is preferable that the solid content in the fixing filling resin composition is high.
(固定目止め性樹脂)
固定目止め性樹脂は、紙基材表面の微小な孔を埋める(目止めする)ことができ、さらにはガスバリア層と強い密着性を発揮するものが好ましい。固定目止め樹脂組成物が水性の溶媒を含む場合には、固定目止め性樹脂は、水性の溶媒にエマルジョン化されて分散さ
れ得る樹脂、または水性の溶媒に溶解する樹脂が好ましい。
(Fixed sealing resin)
The fixed filling resin is preferably one that can fill (fill) minute holes in the surface of the paper base material and further exhibits strong adhesion to the gas barrier layer. When the fixed filling resin composition contains an aqueous solvent, the fixed filling resin is preferably a resin that can be emulsified and dispersed in the aqueous solvent, or a resin that dissolves in the aqueous solvent.
固定目止め性樹脂は、固定目止め層を形成し易く、維持し易いように、耐水性が高く、ガスバリア樹脂組成物に含有される溶剤への溶解性が低いものが好ましい。
具体的な固定目止め性樹脂としては、熱可塑性樹脂が好ましく、ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、等が挙げられ、これらの樹脂の1種を用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
The fixed filling resin preferably has high water resistance and low solubility in the solvent contained in the gas barrier resin composition so that the fixed filling layer can be easily formed and maintained.
Specific examples of the fixing and filling resin include thermoplastic resins, such as polystyrene-based resins, polyurethane-based resins, and acrylic-based resins. One of these resins may be used, or two or more of them may be mixed and used.
ポリスチレン系樹脂とは、スチレン系モノマーの単独重合体、またはスチレン系モノマーと他の共重合性モノマーとの共重合体を指す。
スチレン系モノマーの具体例としては、スチレン、及びメチルスチレン、パラビニルフェノール、t-ブトキシスチレン、クロロスチレン等の置換基を有するスチレン系化合物等が挙げられる。
共重合性モノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、アクリロニトリル等のスチレン系モノマーと共重合性のあるモノマーが挙げられる。
The polystyrene resin refers to a homopolymer of a styrene monomer or a copolymer of a styrene monomer and another copolymerizable monomer.
Specific examples of styrene-based monomers include styrene and styrene-based compounds having a substituent such as methylstyrene, paravinylphenol, t-butoxystyrene, and chlorostyrene.
Specific examples of the copolymerizable monomer include monomers that are copolymerizable with styrene-based monomers, such as (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters, and acrylonitrile.
ポリスチレン系樹脂は、耐水性が良好なものが好ましい。
ポリスチレン系樹脂の具体例としては、ポリスチレン、(メチル)スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、(メチル)スチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メチル)スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-アクリロニトリル-ブタジエン共重合体等が挙げられる。これらの中でも、スチレン-アクリル酸共重合体が好ましい。
The polystyrene resin preferably has good water resistance.
Specific examples of polystyrene-based resins include polystyrene, (methyl)styrene-(meth)acrylic acid copolymers, (methyl)styrene-(meth)acrylic acid ester copolymers, (methyl)styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-acrylonitrile-butadiene copolymers, etc. Among these, styrene-acrylic acid copolymers are preferred.
ポリウレタン系樹脂とは、主骨格にウレタン結合(-NHCOO-)を有する(共)重合体であり、必要に応じて各種の官能基を有することができる。
ポリウレタン系樹脂は、耐水性が良好なものが好ましい。
The polyurethane resin is a (co)polymer having a urethane bond (-NHCOO-) in the main skeleton, and may have various functional groups as required.
The polyurethane resin preferably has good water resistance.
アクリル系樹脂とは、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルを用いた(共)重合体であり、必要に応じて各種の官能基を有することができる。
アクリル系樹脂は、耐水性が良好なものが好ましい。
The acrylic resin is a (co)polymer using (meth)acrylic acid or a (meth)acrylic acid ester, and may have various functional groups as required.
The acrylic resin preferably has good water resistance.
(固定目止め層に含有される無機充填材)
固定目止め層に含有される無機充填材は、固定目止め層による紙基材への目止め効果を強化することができる。
固定目止め層に含有される無機充填材の種類は、特に制限は無いが、例えば、アルミナ(酸化アルミニウム)、酸化チタン、ジルコニア(酸化ジルコニウム)、セリア、リチウムシリケート、ダイヤモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化鉄、マイカ、カオリン、酸化クロム、シリカ(酸化ケイ素)、酸化アンチモン、炭酸カルシウム等が挙げられる。これらの無機充填材を1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、シリカ、マイカ、アルミナ、カオリンを用いることが好ましい。
(Inorganic filler contained in fixed sealing layer)
The inorganic filler contained in the fixed filling layer can enhance the filling effect of the fixed filling layer on the paper base material.
The type of inorganic filler contained in the fixed sealing layer is not particularly limited, and examples thereof include alumina (aluminum oxide), titanium oxide, zirconia (zirconium oxide), ceria, lithium silicate, diamond, silicon nitride, silicon carbide, iron oxide, mica, kaolin, chromium oxide, silica (silicon oxide), antimony oxide, calcium carbonate, etc. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use silica, mica, alumina, and kaolin.
固定目止め層に含有される無機充填材の粒子の平均粒子径は、特に制限は無いが、優れた目止め効果を安定して得る為には、紙基材の厚さや目の粗さにもよるが、0.1μm以上、10μm以下が好ましく、0.5μm以上、5μm以下がより好ましい。上記範囲よりも小さくても、大きくても、目止め効果が低下し易い。 There are no particular restrictions on the average particle size of the inorganic filler particles contained in the fixed sealing layer, but to stably obtain an excellent sealing effect, it is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 0.5 μm or more and 5 μm or less, depending on the thickness and coarseness of the paper base material, and the sealing effect is likely to decrease if it is smaller or larger than the above range.
固定目止め層に含有される無機充填材の形状は、特に制限は無く、真球状、楕円球状、破砕状、鱗片状等の多種多様の形状のものを用いることができる。これらの形状の無機充填材を1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、粉砕状のものが好ましい。 There are no particular limitations on the shape of the inorganic filler contained in the fixed sealing layer, and a wide variety of shapes, such as spherical, elliptical, crushed, and scaly, can be used. One type of inorganic filler of these shapes may be used, or two or more types may be mixed and used. Among these, crushed ones are preferred.
固定目止め層に含有される無機充填材の表面は、有機修飾されていてもよい。有機修飾によって、固定目止め性樹脂や溶媒との親和性が向上し、凝集が低減されて固定目止め樹脂組成物または固定目止め層中での均一な分散が容易になる。 The surface of the inorganic filler contained in the fixed filling layer may be organically modified. The organic modification improves the affinity with the fixed filling resin and the solvent, reduces aggregation, and facilitates uniform dispersion in the fixed filling resin composition or the fixed filling layer.
固定目止め層中の無機充填材の含有率は、固定目止め性樹脂100質量部に対して、1質量部以上、50質量部以下が好ましく、10質量部以上、40質量部以下がより好ましい。上記範囲であれば、固定目止め樹脂組成物は溶融押出し易い適切な溶融粘度、または塗布し易い適切な粘度を示し、また、固定目止め層は十分で安定した目止め効果を示すことができる。 The content of the inorganic filler in the fixed sealing layer is preferably 1 part by mass or more and 50 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or more and 40 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the fixed sealing resin. Within the above range, the fixed sealing resin composition exhibits an appropriate melt viscosity for easy melt extrusion or appropriate viscosity for easy application, and the fixed sealing layer can exhibit a sufficient and stable sealing effect.
(液体の固定目止め樹脂組成物の溶媒)
液体の固定目止め樹脂組成物の溶媒の主成分は水であり、樹脂成分の溶解性や分散性等を調節する為に、水溶性の低級アルコールをさらに含有してもよい。
溶媒の紙基材への浸透を抑制するために、水性の溶媒は、紙基材への浸透性が低いものが好ましい。
(Solvent for liquid fixing resin composition)
The main component of the solvent of the liquid filling resin composition is water, and the composition may further contain a water-soluble lower alcohol in order to adjust the solubility and dispersibility of the resin component.
In order to suppress the penetration of the solvent into the paper substrate, it is preferable that the aqueous solvent has low permeability into the paper substrate.
[ガスバリア層]
該ガスバリア層は、ガスバリア樹脂組成物からなる層である
ガスバリア層は、少なくともガスバリア性樹脂を含有し、必要に応じて、無機充填材や添加剤等を更に含有することができる。
ガスバリア層は1層構成であってもよく、2層以上の多層構成であってもよい。多層構成の場合には、各層は、同一または異なる組成であってよく、同一または異なる厚みあるいは塗布量、坪量であってよく、各層間が接着剤で接着ざれていてもよい。
ガスバリア層は、少なくともガスバリア性樹脂を含有する。
[Gas barrier layer]
The gas barrier layer is a layer made of a gas barrier resin composition. The gas barrier layer contains at least a gas barrier resin, and may further contain an inorganic filler, an additive, and the like, as necessary.
The gas barrier layer may be a single layer structure or a multi-layer structure of two or more layers. In the case of a multi-layer structure, each layer may have the same or different composition, the same or different thickness, coating amount, or basis weight, and each layer may be bonded to each other with an adhesive.
The gas barrier layer contains at least a gas barrier resin.
ガスバリア層は、ガスバリア樹脂組成物を固定目止め層に、溶融(共)押し出しラミネートまたは塗布して形成することができる。
塗布して形成する場合には、液体であるガスバリア樹脂組成物を固定目止め層に2ロールサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、エアナイフコーター、カーテンコーター、ダイレクトグラビアコーター、リバースグラビアコーター、オフセットグラビアコーター、グラビアキスコーター、ダイコーター、ブレードコーター、ナイフコーター、含浸コーター等を用いて塗布し、次いでドライヤーを用いた加熱によって乾燥させることで行うことができる。
The gas barrier layer can be formed by melt (co)extrusion laminating or coating the gas barrier resin composition on the fixed filling layer.
When forming the gas barrier resin composition by coating, the gas barrier resin composition, which is a liquid, is coated onto the fixed filling layer using a two-roll size press, a gate roll size press, a rod metering size press, an air knife coater, a curtain coater, a direct gravure coater, a reverse gravure coater, an offset gravure coater, a gravure kiss coater, a die coater, a blade coater, a knife coater, an impregnation coater or the like, and then dried by heating using a dryer.
(ガスバリア樹脂組成物)
ガスバリア樹脂組成物は、ガスバリア層を形成する為の樹脂組成物であり、ガスバリア層を構成する為の成分を含有し、少なくともガスバリア性樹脂を含有する。そして、必要に応じて、無機充填材や添加剤等を更に含有することができる。
ガスバリア樹脂組成物は、高温で溶融するものであってもよく、水性の溶媒を更に含有して、水性樹脂が水性の溶媒に溶解した水性溶液や、水性樹脂が分散した水性エマルジョンであることもできる。
この場合、無溶剤であること、または溶媒が水性であることによって、乾燥工程における有機溶剤蒸気の発生が抑制されて、環境に配慮することができる。
(Gas barrier resin composition)
The gas barrier resin composition is a resin composition for forming a gas barrier layer, and contains components for constituting the gas barrier layer, including at least a gas barrier resin, and may further contain inorganic fillers, additives, etc., as necessary.
The gas barrier resin composition may be one that melts at high temperatures, and may further contain an aqueous solvent and be in the form of an aqueous solution in which an aqueous resin is dissolved in an aqueous solvent, or an aqueous emulsion in which an aqueous resin is dispersed.
In this case, by using no solvent or an aqueous solvent, the generation of organic solvent vapor during the drying step is suppressed, which is environmentally friendly.
(ガスバリア性樹脂)
ガスバリア性樹脂は、酸素バリア性および/または水蒸気バリア性を有する樹脂であり、熱可塑性樹脂が好ましく、固定目止め性樹脂と強い密着性を発揮するものが好ましい。ガスバリア樹脂組成物が水性の溶媒を含む場合には、さらに、水性の溶媒に溶解されて溶液化され得る樹脂や、水性の溶媒にエマルジョン化されて分散され得る樹脂が好ましい。
ガスバリア性樹脂には、1種で酸素バリア性および水蒸気バリア性を有する樹脂を用い
てもよく、酸素バリア性を有する樹脂と水蒸気バリア性を有する樹脂とを併用して用いてもよい。
ガスバリア性樹脂は、それのみからなる20μm厚樹脂フィルムの、JIS 7126に準拠した方法で測定される温度23℃、湿度0%における酸素透過度が、1.0×10-4cc/m2/day/atm以上、20cc/m2/day/atm以下であることが好ましい。上記範囲よりも低いものを調達することは困難であり、上記範囲よりも高いものは、酸素バリア性が不十分になり易い。
ガスバリア性樹脂は、それのみからなる25μm厚樹脂フィルムの、JIS 7129に準拠した方法で測定される温度40℃、湿度90%における水蒸気透過度が、0.1g/m2/day以上、30g/m2/day以下であることが好ましい。上記範囲よりも低いものを調達することは困難であり、上記範囲よりも高いものは、水蒸気バリア性が不十分になり易い。
また、凝集エネルギー密度の高い樹脂が、ガスバリア性樹脂として適している。
例えばポリエチレンは、凝集エネルギー密度が低いことから、ガスバリア性樹脂として適していない。
(Gas barrier resin)
The gas barrier resin is a resin having oxygen barrier properties and/or water vapor barrier properties, and is preferably a thermoplastic resin, and is preferably one that exhibits strong adhesion to the fixing and filling resin. When the gas barrier resin composition contains an aqueous solvent, it is further preferably a resin that can be dissolved in the aqueous solvent to be turned into a solution, or a resin that can be emulsified and dispersed in the aqueous solvent.
As the gas barrier resin, a single resin having both oxygen barrier properties and water vapor barrier properties may be used, or a resin having oxygen barrier properties and a resin having water vapor barrier properties may be used in combination.
The gas barrier resin preferably has an oxygen permeability of 1.0×10 -4 cc/m 2 /day/atm or more and 20 cc/m 2 /day/atm or less at a temperature of 23° C. and a humidity of 0% when measured by a method conforming to JIS 7126. It is difficult to procure a resin having a lower oxygen permeability than the above range, and a resin having a higher oxygen barrier property than the above range is likely to have insufficient oxygen barrier properties.
The gas barrier resin preferably has a water vapor permeability of 0.1 g/m2/day to 30 g/ m2 /day at a temperature of 40°C and a humidity of 90% when the water vapor permeability is measured in accordance with JIS 7129 for a 25 μm-thick resin film made of the gas barrier resin alone. It is difficult to procure a resin with a water vapor permeability lower than the above range, and a resin with a water vapor permeability higher than the above range is likely to have insufficient water vapor barrier properties.
Furthermore, a resin having a high cohesive energy density is suitable as a gas barrier resin.
For example, polyethylene is not suitable as a gas barrier resin because of its low cohesive energy density.
紙基材層の片面のみに、少なくとも、固定目止め層と、ガスバリア層とが、この順に隣接して積層された層構成を有しているバリア紙においては、具体的なガスバリア性樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニリデン、シクロオレフィンポリマー等が挙げられ、これらの樹脂の1種を用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
これらの樹脂の中でも、ポリウレタン系樹脂を含有することが特に好ましい。ポリウレタン系樹脂は水性溶媒中に分散されてエマルジョン化され得る樹脂である。
In barrier paper having a layer structure in which at least a fixed filling layer and a gas barrier layer are laminated adjacent to each other in this order on only one side of a paper base layer, specific gas barrier resins include polyurethane resins, polyvinylidene chloride, cycloolefin polymers, etc., and one of these resins may be used alone, or two or more may be mixed and used.
Among these resins, it is particularly preferable to contain a polyurethane resin, which is a resin that can be dispersed in an aqueous solvent to be emulsified.
ポリウレタン系樹脂とは、主骨格に-NHCOO-の繰り返し単位を有する(共)重合体であり、必要に応じて各種の官能基を有することができる。
特に、水酸基を多く有するポリウレタン系樹脂が、凝集エネルギー密度が高く、好ましい。
The polyurethane resin is a (co)polymer having a repeating unit of --NHCOO-- in the main skeleton, and may have various functional groups as required.
In particular, polyurethane resins having many hydroxyl groups are preferable because they have a high cohesive energy density.
ガスバリア層に上記のガスバリア性樹脂以外の樹脂を含有することが可能である。
例えば、ポリビニルアルコール系樹脂を含有することも可能ではあるが、ポリビニルアルコール系樹脂は低湿度雰囲気下では酸素バリア性及び水蒸気バリア性が高いが、湿度が高くなるにつれて酸素バリア性及び水蒸気バリア性、特に水蒸気バリア性が低下し易い傾向にある。特に湿度70%以上の雰囲気化で低下し易い。したがって、ポリビニルアルコール系樹脂を含有する場合には、ガスバリア性樹脂と併用することが必要である。
ポリビニルアルコール系樹脂とは、主骨格に-CH2CH(OH)-の繰り返し単位を有する(共)重合体であり、必要に応じて各種の官能基を有することができる。
特に、けん化度が高く、一分子中に水酸基を多く有するポリビニルアルコール系樹脂が、凝集エネルギー密度が高く、好ましい。
The gas barrier layer may contain a resin other than the above gas barrier resin.
For example, it is possible to contain a polyvinyl alcohol-based resin, but although the polyvinyl alcohol-based resin has high oxygen barrier properties and water vapor barrier properties in a low humidity atmosphere, the oxygen barrier properties and water vapor barrier properties, especially the water vapor barrier properties, tend to decrease as the humidity increases, particularly in an atmosphere with a humidity of 70% or more. Therefore, when a polyvinyl alcohol-based resin is contained, it is necessary to use it in combination with a gas barrier resin.
The polyvinyl alcohol resin is a (co)polymer having a repeating unit of --CH 2 CH(OH)-- in the main skeleton, and can have various functional groups as required.
In particular, polyvinyl alcohol resins having a high degree of saponification and many hydroxyl groups in one molecule are preferred because they have a high cohesive energy density.
(ガスバリア層に含有される無機充填材)
ガスバリア層に含有される無機充填材は、ガスバリア樹脂組成物によるガスバリア性を強化することができる。
ガスバリア層に含有される無機充填材の種類は、特に制限は無いが、例えば、アルミナ(酸化アルミニウム)、酸化チタン、ジルコニア(酸化ジルコニウム)、セリア、リチウムシリケート、ダイヤモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化鉄、炭酸カルシウム、カオリン、酸化クロム、マイカ、シリカ(酸化ケイ素)、酸化アンチモン等が挙げられる。これらの無機充填材を1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、マイカ、シリカ、アルミナ等が好ましく、特にマイカが好ましい。
(Inorganic filler contained in gas barrier layer)
The inorganic filler contained in the gas barrier layer can enhance the gas barrier properties of the gas barrier resin composition.
The type of inorganic filler contained in the gas barrier layer is not particularly limited, and examples thereof include alumina (aluminum oxide), titanium oxide, zirconia (zirconium oxide), ceria, lithium silicate, diamond, silicon nitride, silicon carbide, iron oxide, calcium carbonate, kaolin, chromium oxide, mica, silica (silicon oxide), and antimony oxide. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. Among these, mica, silica, alumina, and the like are preferred, and mica is particularly preferred.
ガスバリア層に含有される無機充填材の粒子の平均粒子径は、特に制限は無いが、優れ
たガスバリア性、適度な剛性、可撓性のバランスを安定して得る為には、紙基材の目の粗さにもよるが、0.1μm以上、20μm以下が好ましく、1μm以上、15μm以下がより好ましい。上記範囲よりも小さくても、大きくても、上記バランスが低下し易い。
Although there are no particular limitations on the average particle size of the inorganic filler particles contained in the gas barrier layer, in order to stably obtain a balance between excellent gas barrier properties, appropriate rigidity, and flexibility, the average particle size is preferably 0.1 μm or more and 20 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 15 μm or less, depending on the coarseness of the paper base material. If the average particle size is smaller or larger than the above range, the balance is likely to deteriorate.
ガスバリア層に含有される無機充填材の形状は、特に制限は無く、真球状、楕円球状、破砕状、鱗片状等の多種多様の形状のものを用いることができる。これらの形状の無機充填材を1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、鱗片状のものが好ましい。 There are no particular limitations on the shape of the inorganic filler contained in the gas barrier layer, and a wide variety of shapes, such as spherical, elliptical, crushed, and scaly, can be used. One type of inorganic filler having these shapes may be used, or two or more types may be mixed and used. Among these, scaly ones are preferred.
ガスバリア層に含有される無機充填材の表面は、有機修飾されていてもよい。有機修飾によって、ガスバリア性樹脂や溶剤との親和性が向上し、凝集が低減されてガスバリア樹脂組成物またはガスバリア層中での均一な分散が容易になる。 The surface of the inorganic filler contained in the gas barrier layer may be organically modified. Organic modification improves affinity with the gas barrier resin and solvent, reduces aggregation, and facilitates uniform dispersion in the gas barrier resin composition or gas barrier layer.
ガスバリア層中の無機充填材の含有率は、ガスバリア性樹脂100質量部に対して、5質量部以上、70質量部以下が好ましく、10質量部以上、50質量部以下がより好ましい。上記範囲であれば、ガスバリア樹脂組成物は溶融押出し易い適切な溶融粘度、または塗布し易い適切な粘度を示し、また、ガスバリア層は十分で安定した酸素バリア効果及び水蒸気バリア効果を示し易い。 The content of the inorganic filler in the gas barrier layer is preferably 5 parts by mass or more and 70 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the gas barrier resin. Within the above range, the gas barrier resin composition exhibits an appropriate melt viscosity for easy melt extrusion or appropriate viscosity for easy application, and the gas barrier layer is likely to exhibit sufficient and stable oxygen barrier effect and water vapor barrier effect.
(液体のガスバリア樹脂組成物の溶媒)
液体のガスバリア樹脂組成物の溶媒の主成分は水であり、樹脂成分の溶解性や分散性等を調節する為に、水溶性の低級アルコールをさらに含有してもよい。
(Solvent for liquid gas barrier resin composition)
The main component of the solvent for the liquid gas barrier resin composition is water, and the solvent may further contain a water-soluble lower alcohol in order to adjust the solubility and dispersibility of the resin component.
≪接着剤層≫
接着剤層は、一般的な公知公用の汎用の接着剤を用いて形成することができ、先んじてアンカーコート層を形成しておいてから、接着剤からなる層を形成してもよい。
アンカーコート剤には、特に制限は無いが、例えば、イソシアネート系(ウレタン系)、ポリエチレンイミン系、ポリブタジェン系、有機チタン系等のアンカーコーティング剤、あるいはポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系、その他等のラミネート用接着剤等のアンカーコート剤等を任意に使用することができる。
<Adhesive layer>
The adhesive layer can be formed using a general-purpose adhesive that is known and in public use, and the adhesive layer may be formed after the anchor coat layer is formed in advance.
The anchor coating agent is not particularly limited, and any of the following anchor coating agents can be used: isocyanate-based (urethane-based), polyethyleneimine-based, polybutadiene-based, organotitanium-based, etc. anchor coating agents; or polyurethane-based, polyacrylic-based, polyester-based, epoxy-based, polyvinyl acetate-based, cellulose-based, and other laminating adhesives.
接着剤層は、例えば、ノンソルベントラミネート法によって形成された層(ノンソルベントラミネート層)であってもよく、塗布形成された層(塗布層)であってもよく、押し出し樹脂によって形成された層(押し出し樹脂層)あってもよく、ウェットラミネート接着剤を用いて形成された層(ウェットラミネート層)であってもよく、ドライラミネート接着剤を用いたドライラミネーションによって形成された層(ドライラミネート層)であってもよい。 The adhesive layer may be, for example, a layer formed by a non-solvent lamination method (non-solvent lamination layer), a layer formed by coating (coating layer), a layer formed by extrusion resin (extrusion resin layer), a layer formed using a wet lamination adhesive (wet lamination layer), or a layer formed by dry lamination using a dry lamination adhesive (dry lamination layer).
接着剤は、有機溶剤型、水性型、無溶剤型等の何れであってもよいが、接着剤層中の残留有機溶剤量は、少ないことが好ましく、6mg/m2以下であることが好ましい。該残留有機溶剤量は0mg/m2であることが最も好ましいが、実質的には6mg/m2以下であることが好ましい。
接着剤層中の残留有機溶剤量を上記範囲にすることによって、残留有機溶剤による接着力の低下を抑える点で有利であり、乾燥時の体積収縮による接着界面における歪や微小な剥離欠陥の発生を抑えて、ガスバリア性の劣化を抑える点で有利である。更には、本発明のバリア紙からの有機溶剤臭の発生を抑える点で有利である。
該残留有機溶剤量を低減する為には、無溶剤型または水性型の接着剤を用いて接着剤層を形成することが有利であり、好ましい。
The adhesive may be of any type, such as an organic solvent type, a water-based type, or a solventless type, but the amount of residual organic solvent in the adhesive layer is preferably small, and is preferably 6 mg/ m2 or less. The amount of residual organic solvent is most preferably 0 mg/ m2 , and is preferably substantially 6 mg/m2 or less .
Setting the amount of residual organic solvent in the adhesive layer within the above range is advantageous in that it prevents a decrease in adhesive strength due to the residual organic solvent, prevents distortion at the adhesive interface due to volume shrinkage during drying and the occurrence of minute peeling defects, and prevents deterioration of the gas barrier properties. It is also advantageous in that it prevents the emission of an organic solvent odor from the barrier paper of the present invention.
In order to reduce the amount of the residual organic solvent, it is advantageous and preferable to form the adhesive layer using a solventless or water-based adhesive.
しかしながら、充分な層間接着力があれば、形成された接着剤層中の残留有機溶剤量が6mg/m2よりも多くても充分に使用に耐えることができ、使用条件によっては有機溶剤臭を他の方法で解決することができるため、必ずしも上記を満たしていなくてもよい。
ここで、本発明のバリア紙が接着剤層以外に有機溶剤を含有している構成を含んでいない場合は、バリア紙全体の有機溶剤含有量を測定することによって、接着剤層の有機溶剤含有量として検出することができる。
またここで、本発明において無溶剤とは、溶剤を積極的には含有しないことを意味し、接着剤は、原材料中に残存する有機溶剤に由来する微量分の有機溶剤を、形成された接着剤層中の残留有機溶剤量を6mg/m2以下にし得る範囲内で含有していてもよい。
However, if there is sufficient interlayer adhesion, the adhesive layer formed can be sufficiently usable even if the amount of residual organic solvent in the adhesive layer is more than 6 mg/ m2 , and depending on the conditions of use, the organic solvent odor can be solved by other means, so the above does not necessarily have to be met.
Here, when the barrier paper of the present invention does not include a configuration containing an organic solvent other than in the adhesive layer, the organic solvent content in the adhesive layer can be detected by measuring the organic solvent content of the entire barrier paper.
In the present invention, "solvent-free" means that no solvent is actively contained, and the adhesive may contain a trace amount of organic solvent derived from organic solvent remaining in the raw materials, within a range that allows the amount of residual organic solvent in the formed adhesive layer to be 6 mg/ m2 or less.
接着剤に含有される樹脂としては、例えば、2液硬化型ウレタン系接着剤、ポリエステル系ポリウレタン接着剤、ポリエーテル系ポリウレタン接着剤、アクリル系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリ酢酸ビニル系接着剤、エポキシ系接着剤、ゴム系接着剤、ポリオレフィン系樹脂や、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、イタコン酸等の不飽和カルボン酸またはその無水物を使用して、グラフト重合または共重合によって酸変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、その他等の樹脂を使用することができる。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。 Examples of resins that can be used in the adhesive include two-component curing urethane adhesives, polyester polyurethane adhesives, polyether polyurethane adhesives, acrylic adhesives, polyester adhesives, polyamide adhesives, polyvinyl acetate adhesives, epoxy adhesives, rubber adhesives, polyolefin resins, and acid-modified polyolefin resins obtained by graft polymerization or copolymerization of polyolefin resins with unsaturated carboxylic acids or their anhydrides, such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, etc., polyvinyl acetate resins, poly(meth)acrylic resins, polyvinyl chloride resins, and other resins. These resins can be used alone or in combination.
接着剤層は、本発明の特性を損なわない範囲において、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、難燃化剤、架橋剤、着色剤等の添加剤を含むことができる。
接着剤層の厚みは、特に制限されるものではないが、1g/m2以上、20g/m2以下が好ましく、2g/m2以上、10g/m2以下がより好ましく、或いは、1μm以上、20μm以下が好ましく、2μm以上、10μm以下がより好ましい。上記数値範囲よりも薄いと十分高く安定した接着性を示し難くなり易く、上記数値範囲よりも厚くても接着性はさほど変化せず、形成方法が限定され易くなる為、好ましくない。
The adhesive layer may contain additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antistatic agents, antiblocking agents, flame retardants, crosslinking agents, and colorants, provided the additives do not impair the properties of the present invention.
The thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but is preferably 1 g/m2 or more and 20 g/m2 or less, more preferably 2 g/m2 or more and 10 g/m2 or less , or preferably 1 μm or more and 20 μm or less, more preferably 2 μm or more and 10 μm or less. If the thickness is thinner than the above numerical range, it is difficult to exhibit sufficiently high and stable adhesiveness, and even if the thickness is thicker than the above numerical range, the adhesiveness does not change much and the formation method is easily limited, which is not preferable.
有機溶剤型の接着剤に含有される有機溶剤は、有機溶剤型の接着剤を構成する樹脂原料を溶解し、本発明のバリア紙の製造工程上の適切な沸点や揮発性を有し、形成された接着剤層の有機溶剤含有量を6mg/m2以下にし得るものが好ましい。
極性が高い溶剤を用いた場合には、作業性に乏しくなりやすい。例えばアセトンのような溶解性の高い溶剤を使用した場合には、沸点が低く且つ外気の水を取り込みやすいため、水とイソシアネートとの反応によって耐クラック性付与接着剤の粘度が上昇しやすいといった問題が発生することがある。
水性型の接着剤に含有される水性の溶媒の主成分は水であり、樹脂成分の溶解性や分散性等を調節する為に、水溶性の低級アルコールをさらに含有してもよい。
The organic solvent contained in the organic solvent-based adhesive is preferably one that can dissolve the resin raw materials that make up the organic solvent-based adhesive, has a boiling point and volatility appropriate for the manufacturing process of the barrier paper of the present invention, and can reduce the organic solvent content of the formed adhesive layer to 6 mg/ m2 or less.
When a highly polar solvent is used, workability is likely to be poor. For example, when a highly soluble solvent such as acetone is used, the boiling point is low and water from the outside air is likely to be taken in, so that a problem may occur in that the viscosity of the crack-resistant adhesive is likely to increase due to a reaction between water and isocyanate.
The main component of the aqueous solvent contained in the aqueous adhesive is water, and the aqueous solvent may further contain a water-soluble lower alcohol in order to adjust the solubility and dispersibility of the resin component.
≪ガスバリア性紙系積層体≫
本発明のガスバリア性紙系積層体は、本発明の環境配慮型のバリア紙を用いて作製され、作製時の有機溶剤の使用量が削減された環境配慮型の積層体であり、優れた酸素バリア性及び水蒸気バリア性を有する。
<Gas barrier paper laminate>
The gas barrier paper-based laminate of the present invention is produced using the environmentally friendly barrier paper of the present invention, and is an environmentally friendly laminate in which the amount of organic solvents used during production is reduced, and the gas barrier paper-based laminate has excellent oxygen barrier properties and water vapor barrier properties.
≪ガスバリア性紙系材料≫
本発明のガスバリア性紙系材料は、本発明の環境配慮型のガスバリア性紙系積層体を用いて作製され、作製時の有機溶剤の使用量が削減された環境配慮型の紙系材料であり、優れた酸素バリア性及び水蒸気バリア性を有し、包装材料として用いることができる。
ガスバリア性紙系材料の層構成は、ガスバリア性紙系積層体と同一でもよく、必要に応じて、シーラント層(ヒートシール層)や、ガスバリア層を保護する為の層等をさらに積
層した層構成であってもよい。
<Gas barrier paper-based materials>
The gas barrier paper material of the present invention is produced using the environmentally friendly gas barrier paper laminate of the present invention, and is an environmentally friendly paper material in which the amount of organic solvents used during production is reduced. The gas barrier paper material has excellent oxygen barrier properties and water vapor barrier properties, and can be used as a packaging material.
The layer structure of the gas barrier paper-based material may be the same as that of the gas barrier paper-based laminate, or may be a layer structure in which a sealant layer (heat seal layer) or a layer for protecting the gas barrier layer is further laminated as necessary.
シーラント層は紙基材層上に積層されていてもよく、ガスバリア層上に積層されていてもよい。またシーラント層はガスバリア性紙系材料の、どちらか一方の片面、または両面の表面に有することが出来る。
例えば、紙基材層/固定目止め層/ガスバリア層の層構成のガスバリア性紙系積層体を用いて、シーラント層/紙基材層/固定目止め層/ガスバリア層、紙基材層/固定目止め層/ガスバリア層/シーラント層、シーラント層/紙基材層/固定目止め層/ガスバリア層/シーラント層、等の層構成を有するガスバリア性紙系材料が挙げられる。
The sealant layer may be laminated on the paper base layer or on the gas barrier layer, and may be provided on either one or both surfaces of the gas barrier paper material.
For example, by using a gas barrier paper-based laminate having a layer structure of paper base layer/fixed filling layer/gas barrier layer, gas barrier layer, paper base layer/fixed filling layer/gas barrier layer, sealant layer/paper base layer/fixed filling layer/gas barrier layer/sealant layer, sealant layer/paper base layer/fixed filling layer/gas barrier layer/sealant layer, etc. can be used.
シーラント層の厚さは、5~500μmが好ましく、10~250μmがより好ましく、15~100μmが更に好ましい。または、塗工によって形成されたヒートシール層の場合には、1~30g/m2が好ましく、5~20g/m2がより好ましい。上記範囲より薄いと十分なヒートシール性及びヒートシール強度を得難く、上記範囲より厚いと、コスト上昇を招くと共にガスバリア性紙系材料の剛性が強くなり過ぎて作業性が悪化し易い。 The thickness of the sealant layer is preferably 5 to 500 μm, more preferably 10 to 250 μm, and even more preferably 15 to 100 μm. Alternatively, in the case of a heat seal layer formed by coating, the thickness is preferably 1 to 30 g/ m2 , and more preferably 5 to 20 g/ m2 . If the thickness is thinner than the above range, it is difficult to obtain sufficient heat sealability and heat seal strength, and if the thickness is thicker than the above range, costs will increase and the rigidity of the gas barrier paper-based material will become too strong, which is likely to deteriorate workability.
酸素バリア性及び水蒸気バリア性は、各々、JIS K7126、K7129に準拠した方法で測定される酸素透過度、水蒸気透過度によって表すことができる。
屈曲処理前のガスバリア性紙系材料は、温度23℃、湿度0%における酸素透過度が、0.01cc/m2/day/atm以上、20cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、0.05cc/m2/day/atm以上、10cc/m2/day/atm以下であることがより好ましい。上記範囲よりも低いものは作製することが困難であり、上記範囲よりも高いものは、酸素バリア性が不十分になり易い。
The oxygen barrier property and water vapor barrier property can be represented by the oxygen permeability and water vapor permeability measured by methods in accordance with JIS K7126 and K7129, respectively.
The gas barrier paper material before bending treatment preferably has an oxygen permeability of 0.01 cc/ m2 /day/atm or more and 20 cc/m2/day/atm or less, and more preferably 0.05 cc/ m2 / day /atm or more and 10 cc/ m2 /day/atm or less, at a temperature of 23°C and a humidity of 0%. It is difficult to produce a material with a permeability lower than the above range, and it is easy for the oxygen barrier property to be insufficient if the permeability is higher than the above range.
例えば、180度に2つ折りして屈曲処理された後の、温度23℃、湿度0%における酸素透過度は、0.1cc/m2/day/atm以上、100cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、0.5cc/m2/day/atm以上、50cc/m2/day/atm以下であることがより好ましい。上記範囲よりも低いものは作製することが困難であり、上記範囲よりも高いものは、酸素バリア性が不十分になり易い。 For example, after folding in half at 180 degrees and undergoing bending treatment, the oxygen permeability at a temperature of 23°C and a humidity of 0% is preferably 0.1 cc/ m2 /day/atm or more and 100 cc/ m2 /day/atm or less, and more preferably 0.5 cc/ m2 /day/atm or more and 50 cc/ m2 /day/atm or less. Those with a permeability lower than the above range are difficult to produce, and those with a permeability higher than the above range are likely to have insufficient oxygen barrier properties.
屈曲処理前のガスバリア性紙系材料は、温度40℃、湿度90%における水蒸気透過度が、0.01g/m2/day以上、30g/m2/day以下であることが好ましく、0.05g/m2/day以上、20g/m2/day以下であることがより好ましい。上記範囲よりも低いものは作製することが困難であり、上記範囲よりも高いものは、水蒸気バリア性が不十分になり易い。 The gas barrier paper material before bending treatment preferably has a water vapor permeability of 0.01 g/ m2 /day to 30 g/ m2 /day, more preferably 0.05 g/m2/day to 20 g/ m2 /day, at a temperature of 40 °C and a humidity of 90%. It is difficult to produce a material with a water vapor permeability lower than the above range, and it is likely that a material with a water vapor permeability higher than the above range will have insufficient water vapor barrier properties.
例えば、180度に2つ折りして屈曲処理された後の、温度40℃、湿度90%における水蒸気透過度は、0.1g/m2/day以上、40g/m2/day以下であることが好ましく、0.5g/m2/day以上、30g/m2/day以下であることがより好ましい。上記範囲よりも低いものは作製することが困難であり、上記範囲よりも高いものは、水蒸気バリア性が不十分になり易い。 For example, after folding in half at 180 degrees and undergoing bending treatment, the water vapor permeability at a temperature of 40°C and a humidity of 90% is preferably 0.1 g/ m2 /day to 40 g/ m2 /day, and more preferably 0.5 g/ m2 /day to 30 g/ m2 /day. Those with a permeability lower than the above range are difficult to produce, and those with a permeability higher than the above range are likely to have insufficient water vapor barrier properties.
ガスバリア性紙系材料の具体例としては、食品や化粧品、医薬品等を包装する為のガスバリア性紙系包装材料、カップや皿等の容器を作製するためのガスバリア性紙系容器材料、ガスバリア性紙系蓋材料等が挙げられる。 Specific examples of gas barrier paper-based materials include gas barrier paper-based packaging materials for packaging food, cosmetics, medicines, etc., gas barrier paper-based container materials for making containers such as cups and plates, and gas barrier paper-based lid materials.
[シーラント層]
シーラント層は、ガスバリア性紙系材料にヒートシール性を付与する層であり、熱によって溶融し融着し得るヒートシール性樹脂を含有する。本発明では、ヒートシール剤を塗工して形成した場合は、特にヒートシール層とも記載する。
シーラント層は、単層であっても、2層以上の多層構成であってもよい。多層構成の場合には、それぞれの層の組成が同一であってもよく、異なっていてもよく、ヒートシール性樹脂のみからなる層や、ヒートシール性樹脂を含まない層を含むこともできる。更には、種々の機能を備えた機能層や、接着剤層を含むこともできる。しかし、ガスバリア性紙系材料の片面最表層を構成する層は、ヒートシール性樹脂を含むことが好ましい。
[Sealant layer]
The sealant layer is a layer that imparts heat-sealing properties to the gas barrier paper-based material, and contains a heat-sealable resin that can melt and fuse when heated. In the present invention, when the sealant layer is formed by applying a heat-sealing agent, it is also referred to as a heat-sealing layer.
The sealant layer may be a single layer or a multi-layer structure of two or more layers. In the case of a multi-layer structure, the compositions of the layers may be the same or different, and the sealant layer may include a layer consisting of only a heat-sealable resin or a layer not containing a heat-sealable resin. Furthermore, the sealant layer may include a functional layer having various functions or an adhesive layer. However, it is preferable that the layer constituting the outermost layer on one side of the gas barrier paper-based material contains a heat-sealable resin.
ヒートシール性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアクリロニトリル(PAN)等が挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂の例としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メチルペンテンポリマー、エチレン-プロピレン共重合体、環状ポリオレフィン樹脂、環状オレフィンコポリマー、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン系樹脂、等が挙げられる。
ポリエチレン系樹脂の具体例としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン、メタロセンポリエチレン、その他等が挙げられる。
不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、エチレン-不飽和カルボン酸共重合体、エチレン-不飽和カルボン酸エステル共重合体等が挙げられる。より具体的には、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル-不飽和カルボン酸の三元共重合体樹脂等が挙げられる。不飽和カルボン酸の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸その他等が挙げられる。
ヒートシール性樹脂には、これらの樹脂の1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of heat-sealable resins include polyolefin resins, ionomer resins, polyethylene terephthalate (PET), polyacrylonitrile (PAN), and the like.
Examples of polyolefin resins include polyethylene resins, polypropylene resins, methylpentene polymers, ethylene-propylene copolymers, cyclic polyolefin resins, cyclic olefin copolymers, and unsaturated carboxylic acid modified polyolefin resins.
Specific examples of polyethylene resins include low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, linear low density polyethylene, metallocene polyethylene, and the like.
Specific examples of the unsaturated carboxylic acid modified polyolefin resin include ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymers, ethylene-unsaturated carboxylic acid ester copolymers, etc. More specific examples include ethylene-(meth)acrylic acid copolymers, ethylene-(meth)acrylic acid ester copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-(meth)acrylic acid ester-unsaturated carboxylic acid terpolymer resins, etc. Specific examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, etc.
The heat-sealable resin may be one of these resins or a combination of two or more of them.
シーラント層は、ヒートシール性樹脂を塗布、溶融(共)押し出しラミネート、ヒートシール性樹脂からなるフィルムないしシートを融着または接着剤を介して貼り付けること等によって形成することができる。また、ヒートシール性樹脂が水性溶媒中に分散されて調製されたエマルジョンを塗布、乾燥してヒートシール層を形成することもできる。
上記のフィルムないしシートとしては、未延伸フィルムないしシート、あるいは1軸方向または2軸方向に延伸した延伸フィルムないしシート等のいずれのものでも使用することができる。
The sealant layer can be formed by applying a heat-sealable resin, melt (co)extrusion lamination, bonding a film or sheet made of a heat-sealable resin with heat or by bonding with an adhesive, etc. Alternatively, the heat-sealable layer can be formed by applying an emulsion prepared by dispersing a heat-sealable resin in an aqueous solvent, followed by drying.
As the above-mentioned film or sheet, any of unstretched film or sheet, and uniaxially or biaxially stretched film or sheet can be used.
≪ガスバリア性紙系包装体≫
本発明のガスバリア性紙系包装体は、本発明の環境配慮型のガスバリア性紙系材料を用いて作製され、作製時の有機溶剤の使用量が削減された環境配慮型の包装体であり、ガスバリア性紙系容器も包含され、優れた酸素バリア性及び水蒸気バリア性を有する。
本発明のガスバリア性紙系包装体は、固定目止め層とガスバリア層との相乗効果によって優れた酸素バリア性及び水蒸気バリア性を有している。
本発明のガスバリア性紙系包装体の例としては、例えば、ガスバリア性紙系材料のシーラント層を熱融着させるようなヒートシール加工によって、蓋材、紙カップ、ピロー包装袋、三方シール袋、四方シール袋、スタンディングパウチ、ガゼット袋等の包装形態のものが挙げられ、ガスバリア性紙系材料のシーラント層を熱融着させるようなヒートシール加工によって作製することができる。
<Gas barrier paper packaging>
The gas barrier paper packaging of the present invention is produced using the environmentally friendly gas barrier paper material of the present invention, and is an environmentally friendly packaging that reduces the amount of organic solvents used during production. This also includes gas barrier paper containers, and has excellent oxygen barrier properties and water vapor barrier properties.
The gas barrier paper-based packaging material of the present invention has excellent oxygen barrier properties and water vapor barrier properties due to the synergistic effect of the fixing sealing layer and the gas barrier layer.
[0043] Examples of the gas barrier paper-based packaging body of the present invention include packaging forms such as lids, paper cups, pillow packaging bags, three-sided sealed bags, four-sided sealed bags, standing pouches, and gusset bags, which can be produced by a heat sealing process that heat-seals the sealant layer of the gas barrier paper-based material.
通常、包装材料から包装体を作製する際に包装材料は屈曲負荷を受けてしまう為に、包装体形成後の包装材料は元の包装材料よりも酸素バリア性及び水蒸気バリア性が低下しており、包装体の酸素バリア性及び水蒸気バリア性は低くなっているが、本発明のガスバリア性紙系包装体は、本発明のガスバリア性紙系材料が屈曲負荷を受けた後も酸素バリア性及び水蒸気バリア性に優れていることによって、優れた酸素バリア性及び水蒸気バリア性を維持している。 Normally, when a package is made from a packaging material, the packaging material is subjected to a bending load, and therefore the oxygen barrier property and water vapor barrier property of the packaging material after the package is formed are lower than those of the original packaging material, resulting in a lower oxygen barrier property and water vapor barrier property of the package. However, the gas barrier paper-based packaging material of the present invention maintains excellent oxygen barrier property and water vapor barrier property because the gas barrier paper-based material of the present invention has excellent oxygen barrier property and water vapor barrier property even after being subjected to a bending load.
ガスバリア性紙系包装体を構成している製袋後のガスバリア性紙系材料の温度23℃、湿度0%における酸素透過度は、0.01cc/m2/day/atm以上、100cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、0.05cc/m2/day/atm以上、50cc/m2/day/atm以下であることがより好ましい。上記範囲よりも低いものは作製することが困難であり、上記範囲よりも高いものは、酸素バリア性が不十分になり易い。
また、ガスバリア性紙系包装体のシール方法によっては屈曲負荷量を少なくすることが可能であり、酸素透過度をさらに小さくすることができる。例えば4方シールでガスバリア性紙系包装体を作製した場合などは、酸素透過度を0.01cc/m2/day/atm以上、20cc/m2/day/atm以下にすることができる。
The oxygen permeability of the gas barrier paper-based material constituting the gas barrier paper-based packaging body after bag formation at a temperature of 23°C and a humidity of 0% is preferably 0.01 cc/ m2 /day/atm or more and 100 cc/ m2 /day/atm or less, and more preferably 0.05 cc/ m2 /day/atm or more and 50 cc/ m2 /day/atm or less. It is difficult to produce a gas barrier paper-based packaging body with a lower oxygen permeability than the above range, and it is easy for the oxygen barrier property to be insufficient if the gas barrier paper-based material has a higher oxygen permeability than the above range.
In addition, depending on the sealing method of the gas barrier paper-based packaging material, it is possible to reduce the bending load and further reduce the oxygen permeability. For example, when a gas barrier paper-based packaging material is produced by sealing on all four sides, the oxygen permeability can be made 0.01 cc/ m2 /day/atm or more and 20 cc/ m2 /day/atm or less.
ガスバリア性紙系包装体を構成している製袋後のガスバリア性紙系材料の温度40℃、湿度90%における水蒸気透過度は、0.01g/m2/day以上、40g/m2/day以下であることが好ましく、0.05g/m2/day以上、30g/m2/day以下であることがより好ましい。上記範囲よりも低いものは作製することが困難であり、上記範囲よりも高いものは、水蒸気バリア性が不十分になり易い。
また、ガスバリア性紙系包装体のシール方法によっては屈曲負荷量を少なくすることが可能であり、水蒸気透過度をさらに小さくすることができる。例えば4方シールでガスバリア性紙系包装体を作製した場合などは、水蒸気透過度を0.01g/m2/day以上、20g/m2/day以下にすることができる。
The water vapor permeability of the gas barrier paper-based material constituting the gas barrier paper-based packaging body after bag formation at a temperature of 40°C and a humidity of 90% is preferably 0.01 g/ m2 /day or more and 40 g/ m2 /day or less, and more preferably 0.05 g/ m2 /day or more and 30 g/ m2 /day or less. It is difficult to produce a gas barrier paper-based packaging body with a water vapor permeability lower than the above range, and it is easy for the water vapor barrier property to be insufficient if the water vapor permeability is higher than the above range.
In addition, depending on the sealing method of the gas barrier paper-based packaging material, it is possible to reduce the bending load and further reduce the water vapor permeability. For example, when a gas barrier paper-based packaging material is produced by sealing on all four sides, the water vapor permeability can be reduced to 0.01 g/ m2 /day or more and 20 g/ m2 /day or less.
実施例に用いた原料の詳細は下記の通りである。 Details of the raw materials used in the examples are as follows:
[ガスバリア樹脂組成物]
・ガスバリア樹脂組成物1:ウレタン系ハイブリッドガスバリア樹脂組成物。下記を混合して調製した。
ウレタンエマルジョン1(三井化学社製WPB-341) 27質量部
合成マイカ1(トピー工業社製NTS-5(NV6)) 67質量部
[Gas barrier resin composition]
Gas barrier resin composition 1: a urethane-based hybrid gas barrier resin composition prepared by mixing the following ingredients.
Urethane emulsion 1 (Mitsui Chemicals, Inc., WPB-341) 27 parts by weight Synthetic mica 1 (Topy Industries, Ltd., NTS-5 (NV6)) 67 parts by weight
・ガスバリア樹脂組成物2:ポリビニルアルコール系ガスバリア樹脂組成物。下記操作により調製した。
下記原料を用いて、先ず、温水にポリビニルアルコール粉末1を添加して均一化し、次いでイソプロピルアルコールを添加して均一化して調製した。
温水(95℃) 96質量部
ポリビニルアルコール粉末1(クラレポバールPVA124) 4質量部
イソプロピルアルコール 4質量部
Gas barrier resin composition 2: a polyvinyl alcohol-based gas barrier resin composition prepared by the following procedure.
The following raw materials were used, and the
Warm water (95°C) 96 parts by weight Polyvinyl alcohol powder 1 (Kuraray Poval PVA124) 4 parts by weight Isopropyl
・ガスバリア樹脂組成物3:フィラー含有のポリビニルアルコール系ガスバリア樹脂組成物。下記操作により調製した。
下記原料を用いて、先ず、温水にポリビニルアルコール粉末1を添加して均一化し、次いで合成マイカ1とイソプロピルアルコールを添加して均一化して調製した。
温水(95℃) 96質量部
ポリビニルアルコール粉末1(クラレポバールPVA124) 4質量部
合成マイカ1(トピー工業社製NTS-5(NV6)) 20質量部
イソプロピルアルコール 4質量部
Gas barrier resin composition 3: a filler-containing polyvinyl alcohol-based gas barrier resin composition prepared by the following procedure.
The following raw materials were used. First,
Warm water (95°C) 96 parts by weight Polyvinyl alcohol powder 1 (Kuraray Poval PVA124) 4 parts by weight Synthetic mica 1 (NTS-5 (NV6) manufactured by Topy Industries) 20 parts by weight Isopropyl
[固定目止め樹脂組成物]
・固定目止め樹脂組成物1:サカタインクス(株)社製アクリル系樹脂水性エマルジョン、AC-1。
・固定目止め樹脂組成物2:マイケルマン社製スチレン-アクリル共重合体水性エマルジョン、MC1548A。
・固定目止め樹脂組成物3:第一工業製薬社製ポリウレタン系樹脂水性エマルジョン、F-2235D。
・固定目止め樹脂組成物4:マイケルマン社製ポリエチレン系樹脂水性エマルジョン、MFP2300。
[Fixing and sealing resin composition]
Fixed sealing resin composition 1: Acrylic resin water-based emulsion, AC-1, manufactured by Sakata Inx Corporation.
Fixed sealing resin composition 2: MC1548A, a styrene-acrylic copolymer aqueous emulsion manufactured by Michaelman.
Fixed sealing resin composition 3: Polyurethane resin water-based emulsion, F-2235D, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
Fixed sealing resin composition 4: polyethylene resin water-based emulsion, MFP2300, manufactured by Michelman.
[紙基材]
・紙基材1:大王製紙社製、リュウオウコート。片面コート層付き。坪量55g/m2、厚さ49μm。コート面に(第1の)目止めコート剤を塗布して使用。
・紙基材1A:紙基材1と同一紙基材だが、非コート面に(第1の)目止めコート剤を塗布して使用。
・紙基材2:大王製紙社製、耐油紙S。坪量40g/m2、厚さ54μm。
[Paper base material]
Paper base material 1: Ryuo Coat, manufactured by Daio Paper Corporation. With a coating layer on one side. Basis weight 55 g/m 2 , thickness 49 μm. A (first) sealing coating agent was applied to the coated surface before use.
Paper base material 1A: The same paper base material as
Paper base material 2: Grease-resistant paper S, manufactured by Daio Paper Co., Ltd. Basis weight 40 g/m 2 , thickness 54 μm.
[ヒートシール剤]
・ヒートシール剤1:マイケルマン社製ヒートシール剤、MP4983R。ポリエチレン系樹脂の水性溶媒分散液。
[Heat sealant]
Heat sealant 1: MP4983R, a heat sealant manufactured by Michelman Co. Aqueous solvent dispersion of a polyethylene resin.
実施例A:片面バリア紙
[実施例A-1]
紙基材1の片面に固定目止め樹脂組成物1を、バーコーターを用いて塗布し、次いで100℃で乾燥(乾燥後塗布量:2g/m2)して目止め層を形成し、そして、ガスバリア樹脂組成物1をバーコーター機を用いて塗布し、次いで100℃で乾燥(乾燥後塗布量:2.5g/m2)してガスバリア層を形成して、下記層構成のバリア紙を得た。そして、各種評価を行った。
層構成:ガスバリア層/固定目止め層/紙基材層=ガスバリア樹脂組成物1(2.5g/m2)/固定目止め樹脂組成物1(2g/m2)/紙基材1(49μm厚)
Example A: Single-sided barrier paper [Example A-1]
A fixed filling
Layer structure: gas barrier layer/fixed filling layer/paper substrate layer=gas barrier resin composition 1 (2.5 g/m 2 )/fixed filling resin composition 1 (2 g/m 2 )/paper substrate 1 (49 μm thick)
[実施例A-2~9]
表1に記載された紙基材、固定目止め樹脂組成物、ガスバリア樹脂組成物の組み合わせで、実施例1と同様に操作して、バリア紙を作製し、同様に評価した。
[Examples A-2 to A-9]
Barrier papers were produced in the same manner as in Example 1 using the combinations of paper base materials, fixing filling resin compositions, and gas barrier resin compositions shown in Table 1, and were evaluated in the same manner.
[比較例A-1~9]
表2に記載された紙基材とガスバリア樹脂組成物の組み合わせで、固定目止コート層を形成せずに、紙基材層上に直接ガスバリア層を形成したこと以外は、実施例A-1と同様に操作して、紙積層体を得て、同様に評価した。
[Comparative Examples A-1 to 9]
Example A-1 was prepared by combining the paper substrate and the gas barrier resin composition shown in Table 2, except that a gas barrier layer was formed directly on the paper substrate layer without forming a fixed stopper coat layer. A paper laminate was obtained by the same procedure as in the above and evaluated in the same manner.
[比較例A-10~21]
表2、3に記載された紙基材、固定目止め樹脂組成物、ガスバリア樹脂組成物の組み合わせで、実施例A-1と同様に操作して、紙積層体を得て、同様に評価した。
[Comparative Examples A-10 to 21]
Using the combinations of paper substrates, fixed filler resin compositions, and gas barrier resin compositions shown in Tables 2 and 3, paper laminates were obtained in the same manner as in Example A-1, and were evaluated in the same manner. .
実施例B:ガスバリア性紙系材料及びガスバリア性紙系包装体
[実施例B-1]
実施例A-1で作製したバリア紙のガスバリア層側表面にヒートシール剤1をバーコーターを用いて塗布し、次いで100℃で乾燥(乾燥後塗布量:10g/m2)してヒートシール層を形成して、表4に記載された、下記層構成のガスバリア性紙系材料を作製した。
そして、得られたガスバリア性紙系材料2枚を、ヒートシール層を対向させて重ねて、
4辺部をヒートシールして4方シール袋(内部サイズ15cm×15cm)形態のガスバリア性紙系包装体を作成した。
そして、ガスバリア性紙系包装体を作製する前のガスバリア性紙系材料のガスバリア性と、ガスバリア性紙系包装体を構成している製袋後のガスバリア性紙系材料のガスバリア性を測定した。
層構成:ヒートシール層(10g/m2)/ガスバリア層/固定目止め層/紙基材層=ガスバリア樹脂組成物2(0.9g/m2)/固定目止め樹脂組成物1(2g/m2)/紙基材1(49μm厚)
Example B: Gas barrier paper-based material and gas barrier paper-based packaging body [Example B-1]
Then, two sheets of the obtained gas barrier paper-based material are stacked with the heat seal layers facing each other,
The four sides were heat sealed to prepare a gas barrier paper-based package in the form of a four-side sealed bag (inner dimensions: 15 cm x 15 cm).
The gas barrier properties of the gas barrier paper material before the gas barrier paper packaging body was produced and the gas barrier properties of the gas barrier paper material after the bag that constitutes the gas barrier paper packaging body was made were measured.
Layer structure: heat seal layer (10 g/m 2 )/gas barrier layer/fixed filling layer/paper substrate layer=gas barrier resin composition 2 (0.9 g/m 2 )/fixed filling resin composition 1 (2 g/m 2 )/paper substrate 1 (49 μm thick)
[実施例B-2~9]
実施例A-2~9それぞれで作製したバリア紙を用いて、実施例B-1と同様に操作して、表4に記載されたガスバリア性紙系材料を作製し、同様に評価した。
[Examples B-2 to B-9]
Using the barrier papers prepared in each of Examples A-2 to A-9, the gas barrier paper-based materials shown in Table 4 were prepared in the same manner as in Example B-1, and were similarly evaluated.
[比較例B-1~21]
比較例A-1~21のそれぞれで作製したバリア紙を用いて、実施例B-1と同様に操作して、表5、6に記載された紙系材料を作製し、同様に評価した。
[Comparative Examples B-1 to B-21]
Using the barrier papers prepared in each of Comparative Examples A-1 to A-21, the paper-based materials shown in Tables 5 and 6 were prepared in the same manner as in Example B-1, and were similarly evaluated.
<評価方法>
[酸素透過度]
酸素透過率測定装置(日立ハイテク製MOCON)を用いて、JIS K7126に準拠した温度23℃、湿度0%における酸素透過度を測定した。該装置の測定限界は、200cc/m2/日/atm。
測定試験片の、紙基材層側からガスバリア層側方向の酸素透過度を測定した。
屈曲処理は、バリア紙を、一度、紙層が外側になるように180度に二つ折り(山折り)して、元に戻すことによって行った。
<Evaluation method>
[Oxygen permeability]
The oxygen transmission rate was measured at a temperature of 23° C. and a humidity of 0% in accordance with JIS K7126 using an oxygen transmission rate measuring device (MOCON manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The measurement limit of the device is 200 cc/m 2 /day/atm.
The oxygen permeability of the test piece was measured from the paper base layer side to the gas barrier layer side.
The bending treatment was performed by folding the barrier paper in half (mountain fold) at 180 degrees once so that the paper layer was on the outside, and then returning it to its original state.
[水蒸気透過度]
Mocon水蒸気透過率測定装置(日立ハイテク製MOCON)を用いて、JIS K7129に準拠した温度40℃、湿度90%における水蒸気透過度を測定した。該装置の測定限界は、50g/m2/day。
測定試験片の、紙基材層側からガスバリア層側方向の水蒸気透過度を測定した。
バリア紙への屈曲処理は、バリア紙を一度、紙層が外側になるように180度に二つ折り(山折り)して、元に戻すことによって行った。
[Water vapor permeability]
The water vapor transmission rate was measured at a temperature of 40° C. and a humidity of 90% in accordance with JIS K7129 using a Mocon water vapor transmission rate measuring device (MOCON manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The measurement limit of the device is 50 g/m 2 /day.
The water vapor permeability of the test piece was measured from the paper substrate layer side to the gas barrier layer side.
The bending treatment of the barrier paper was performed by folding the barrier paper in half (mountain fold) at 180 degrees once so that the paper layer was on the outside, and then returning it to its original state.
[層間密着性]
下記の操作により、バリア紙の何れかの層間の剥離有無を検出した。
1)バリア紙のガスバリア層にセロハンテープ(幅15mm×長さ50mm)を、片端10mmを残して、荷重1000g重で圧着した。
2)上記のセロハンテープの圧着されていない片端10mm部を把持し、テンシロン測定機を用いて、速度100mm/分で剥離し、バリア紙の剥離状況を目視して、下記に分類した。
分類A:層間剥離は全く発生していない。
分類B:紙基材層内の凝集剥離のみが発生。ガスバリア層と固定目止め層との密着性には問題が無い。
分類C:固定目止め層/紙基材層間の剥離、または固定目止め層内の凝集剥離が発生し、固定目止め層の密着性または破壊強度が十分でない。
分類D:ガスバリア層/固定目止め層間の剥離、またはガスバリア層内の凝集剥離が発生し、ガスバリア層の密着性または破壊強度が十分でない。
[Interlayer adhesion]
The presence or absence of peeling between any of the layers of the barrier paper was detected by the following procedure.
1) Cellophane tape (width 15 mm × length 50 mm) was attached to the gas barrier layer of the barrier paper with a load of 1,000 g, leaving 10 mm on one end.
2) The above cellophane tape was gripped at a 10 mm portion of one end that was not pressed, and peeled off at a speed of 100 mm/min using a Tensilon measuring device. The peeling state of the barrier paper was visually observed and classified as follows.
Class A: No delamination occurred at all.
Class B: Only cohesive peeling occurs within the paper base layer. There is no problem with the adhesion between the gas barrier layer and the fixed filling layer.
Class C: Peeling occurs between the fixed filling layer and the paper base layer, or cohesive peeling occurs within the fixed filling layer, and the adhesion or breaking strength of the fixed filling layer is insufficient.
Category D: Peeling occurred between the gas barrier layer and the fixed filling layer, or cohesive peeling occurred within the gas barrier layer, and the adhesion or fracture strength of the gas barrier layer was insufficient.
<結果まとめ>
本発明の片面構成のバリア紙は、全実施例Aにおいて、屈曲前及び屈曲後に良好な酸素バリア性及び水蒸気バリア性と層間密着性とを示した。
さらに、片面構成の全実施例Aのバリア紙にシーラント層(ヒートシール層)を形成して作製した全実施例Bのガスバリア性紙系材料は、ガスバリア性紙系包装体の製袋前及び製袋後に良好な酸素バリア性及び水蒸気バリア性と層間密着性を示した。
一方、ガスバリア層にバリア性樹脂(ポリウレタン系樹脂)を含有しない、固定目止め層を有さない、または固定目止め層に固定目止め性樹脂(ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂)を含有しない比較例A-1~21の積層体は、屈曲前または屈曲後の、酸素バリア性、水蒸気バリア性、密着性の何れかがが劣る結果を示した。
さらに、比較例Aの積層体にシーラント層(ヒートシール層)を形成して作製した比較例B-1~21の紙系材料は、包装体の製袋前または製袋後に、酸素バリア性、水蒸気バリア性、層間密着性の何れかが劣る結果を示した。
<Summary of results>
The single-sided barrier papers of the invention in all Examples A showed good oxygen and water vapor barrier properties and interlayer adhesion before and after bending.
Furthermore, the gas barrier paper materials of all Examples B, which were produced by forming a sealant layer (heat seal layer) on the barrier papers of all Examples A with a single-sided configuration, exhibited good oxygen barrier property, water vapor barrier property and interlayer adhesion before and after bag formation for the gas barrier paper-based packaging material.
On the other hand, the laminates of Comparative Examples A-1 to A-21, which did not contain a barrier resin (polyurethane-based resin) in the gas barrier layer, did not have a fixed filling layer, or did not contain a fixed filling resin (polystyrene-based resin, polyurethane-based resin, acrylic resin) in the fixed filling layer, showed results of being inferior in any of the oxygen barrier property, water vapor barrier property, and adhesion before or after bending.
Furthermore, the paper-based materials of Comparative Examples B-1 to B-21, which were prepared by forming a sealant layer (heat seal layer) on the laminate of Comparative Example A, showed poor results in either the oxygen barrier property, water vapor barrier property, or interlayer adhesion before or after bag formation of the package.
1 バリア紙、ガスバリア性紙系積層体
2 ガスバリア層
3 固定目止め層
4 紙基材層
5 ガスバリア性紙系材料
6 シーラント層(ヒートシール層)
1 Barrier paper, gas
Claims (10)
該固定目止め層は、スチレン-アクリル酸共重合体を含有し、
該固定目止め層の厚さまたは塗布量は、厚さは0.2μm以上、25μm以下であり、塗布量は0.5g/m 2 以上、30g/m 2 以下であり、
該ガスバリア層の厚さまたは塗布量は、厚さは0.1μm以上、10μm以下であり、塗布量は0.3g/m 2 以上、10g/m 2 以下であり、
該ガスバリア層は、ポリウレタン系樹脂と無機充填材とを含有することを特徴とする、バリア紙。 At least one surface of a paper base layer has a layer structure in which a fixed sealing layer in contact with the paper base layer and a gas barrier layer in contact with the fixed sealing layer are laminated,
The fixing sealing layer contains a styrene-acrylic acid copolymer ,
The thickness or coating amount of the fixed filling layer is 0.2 μm or more and 25 μm or less, and the coating amount is 0.5 g/m2 or more and 30 g/m2 or less,
The thickness or coating amount of the gas barrier layer is 0.1 μm or more and 10 μm or less, and the coating amount is 0.3 g/m2 or more and 10 g/m2 or less ,
The gas barrier layer of this barrier paper contains a polyurethane resin and an inorganic filler.
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