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JP7729009B2 - Paper barrier packaging materials - Google Patents
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JP7729009B2 - Paper barrier packaging materials - Google Patents

Paper barrier packaging materials

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JP7729009B2
JP7729009B2 JP2023511342A JP2023511342A JP7729009B2 JP 7729009 B2 JP7729009 B2 JP 7729009B2 JP 2023511342 A JP2023511342 A JP 2023511342A JP 2023511342 A JP2023511342 A JP 2023511342A JP 7729009 B2 JP7729009 B2 JP 7729009B2
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Description

本発明は、紙製バリア包装材料に関する。 The present invention relates to a paper barrier packaging material.

紙製の包装材料にガスバリア性(特に、酸素バリア性)を付与することは、包装される各種製品をガスによる劣化、例えば酸素による酸化などから守るために重要である。
従来から、紙製の包装材料へのガスバリア性の付与には、紙基材上にガスバリア層として、アルミニウム等の金属からなる金属箔や金属蒸着フィルム、ポリビニルアルコールやエチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル等の樹脂フィルム、あるいはこれらの樹脂をコーティングしたフィルム、さらに酸化珪素や酸化アルミニウム等の無機酸化物を蒸着したセラミック蒸着フィルム等を紙基材に押し出しラミネートする、または貼合する方法が主に用いられてきた。
It is important to impart gas barrier properties (particularly oxygen barrier properties) to paper packaging materials in order to protect various packaged products from deterioration due to gases, such as oxidation due to oxygen.
Conventionally, gas barrier properties have been imparted to paper packaging materials mainly by extrusion laminating or pasting onto a paper substrate a gas barrier layer made of a metal foil or metal vapor-deposited film made of a metal such as aluminum, a resin film such as polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride, or polyacrylonitrile, or a film coated with one of these resins, or a ceramic vapor-deposited film vapor-deposited with an inorganic oxide such as silicon oxide or aluminum oxide.

上記以外のガスバリア性を付与した紙製の包装材料としては、水溶性高分子と無機層状化合物からなるガスバリア層を有する紙製のガスバリア材料(特許文献1、特許文献2)が開示されている。また、紙製の包装材料に耐水性(特に、水蒸気バリア性)を付与することも、包装される各種製品を水蒸気による劣化から守るために重要である。ガスバリア性と水蒸気バリア性を備えた紙製の包装材料として、紙基材上に、水蒸気バリア性樹脂と顔料を含む水蒸気バリア層と、ポリビニルアルコール系樹脂と顔料を含むガスバリア層を有する紙製バリア包装材料が開示されている(特許文献3)。 Other paper packaging materials with gas barrier properties have been disclosed, including paper gas barrier materials with a gas barrier layer made of a water-soluble polymer and an inorganic layered compound (Patent Documents 1 and 2). It is also important to impart water resistance (particularly water vapor barrier properties) to paper packaging materials in order to protect the various packaged products from deterioration due to water vapor. One paper packaging material with gas barrier and water vapor barrier properties has been disclosed as having a paper base material, a water vapor barrier layer containing a water vapor barrier resin and a pigment, and a gas barrier layer containing a polyvinyl alcohol resin and a pigment (Patent Document 3).

このような紙製バリア包装材料は、包装容器への加工時や、製品の輸送時や使用時等に屈曲して、バリア性が大きく低下する場合がある。そのため、耐屈曲性に優れた紙製バリア包装材料が求められている。 Such paper barrier packaging materials can bend when processed into packaging containers, or when the product is transported or used, which can significantly reduce their barrier properties. Therefore, there is a demand for paper barrier packaging materials with excellent bending resistance.

特開2009-184138号公報JP 2009-184138 A 特開2003-094574号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-094574 特許第5331265号公報Patent No. 5331265

本発明は、耐屈曲性に優れた紙製バリア包装材料を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a paper barrier packaging material with excellent bending resistance.

本発明の課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
1.紙基材上に、水蒸気バリア層とガスバリア層を有し、
前記水蒸気バリア層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記水蒸気バリア性樹脂が、ガラス転移温度が-20~95℃のスチレン系樹脂を含み、
前記ガスバリア層が、ガスバリア性樹脂を含有し、前記ガスバリア性樹脂100重量部に対する顔料含有量が90重量部以下であることを特徴とする紙製バリア包装材料。
2.前記紙基材上に、前記水蒸気バリア層と前記ガスバリア層をこの順に有することを特徴とする1.に記載の紙製バリア包装材料。
3.前記水蒸気バリア層が、エチレン系樹脂を含有し、
前記スチレン系樹脂と前記エチレン系樹脂とを99/1~1/99の重量比(乾燥重量)で含有することを特徴とする1.または2.に記載の紙製バリア包装材料。
4.前記エチレン系樹脂のガラス転移温度が-20~95℃であることを特徴とする3.に記載の紙製バリア包装材料。
5.前記ガスバリア層の顔料含有量が、乾燥重量で、前記ガスバリア性樹脂100重量部に対して5~80重量部であることを特徴とする1.~4.のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。
6.前記水蒸気バリア層が、平均粒子径5μm以上且つアスペクト比10以上の顔料を含有することを特徴とする1.~5.のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。
7.前記ガスバリア性樹脂が、ポリビニルアルコール系樹脂を含むことを特徴とする1.~6.のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。
8.前記ガスバリア層が、可塑剤を含有することを特徴とする1.~7.のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。
9.前記ガスバリア層が、接着助剤を含有することを特徴とする1.~8.のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。
The means for solving the problems of the present invention are as follows.
1. A paper substrate having a water vapor barrier layer and a gas barrier layer,
the water vapor barrier layer contains a water vapor barrier resin and a pigment,
the water vapor barrier resin contains a styrene-based resin having a glass transition temperature of −20 to 95° C.,
1. A paper barrier packaging material characterized in that the gas barrier layer contains a gas barrier resin, and the pigment content is 90 parts by weight or less per 100 parts by weight of the gas barrier resin.
2. The paper barrier packaging material according to 1., characterized in that it has the water vapor barrier layer and the gas barrier layer in this order on the paper substrate.
3. The water vapor barrier layer contains an ethylene-based resin,
3. The paper barrier packaging material according to 1. or 2., characterized in that the styrene-based resin and the ethylene-based resin are contained in a weight ratio (dry weight) of 99/1 to 1/99.
4. The paper barrier packaging material according to 3., characterized in that the ethylene-based resin has a glass transition temperature of -20 to 95°C.
5. The paper barrier packaging material according to any one of 1. to 4., characterized in that the pigment content in the gas barrier layer is 5 to 80 parts by weight per 100 parts by weight of the gas barrier resin, on a dry weight basis.
6. The paper barrier packaging material according to any one of 1. to 5., wherein the water vapor barrier layer contains a pigment with an average particle size of 5 μm or more and an aspect ratio of 10 or more.
7. The paper barrier packaging material according to any one of 1. to 6., wherein the gas barrier resin contains a polyvinyl alcohol-based resin.
8. The paper barrier packaging material according to any one of 1. to 7., wherein the gas barrier layer contains a plasticizer.
9. The paper barrier packaging material according to any one of 1. to 8., wherein the gas barrier layer contains an adhesive aid.

本発明の紙製バリア包装材料は、耐屈曲性に優れており、屈曲時のバリア性の低下が小さい。本発明の紙製バリア包装材料は、屈曲が起こりやすい軟包装袋に好適に用いることができる。 The paper barrier packaging material of the present invention has excellent bending resistance and exhibits little deterioration in barrier properties when bent. The paper barrier packaging material of the present invention can be suitably used for flexible packaging bags that are prone to bending.

本発明は、紙基材上に、水蒸気バリア層とガスバリア層を有し、
水蒸気バリア層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、この水蒸気バリア性樹脂が、ガラス転移温度が-20~95℃のスチレン系樹脂を含み、
ガスバリア層が、ガスバリア性樹脂を含有し、このガスバリア性樹脂100重量部に対する顔料含有量が90重量部以下である紙製バリア包装材料に関する。
なお、本明細書において、「A~B(A、Bは数字)」との記載は、A、Bの値を含む数値範囲、すなわち、A以上B以下を意味する。
The present invention provides a paper substrate having a water vapor barrier layer and a gas barrier layer thereon,
the water vapor barrier layer contains a water vapor barrier resin and a pigment, and the water vapor barrier resin contains a styrene-based resin having a glass transition temperature of -20 to 95°C;
The present invention relates to a paper barrier packaging material in which the gas barrier layer contains a gas barrier resin, and the pigment content per 100 parts by weight of the gas barrier resin is 90 parts by weight or less.
In this specification, the expression "A to B (A and B are numbers)" means a numerical range including the values of A and B, that is, A or more and B or less.

紙製バリア包装材料は、紙基材上に、水蒸気バリア層、ガスバリア層をこの順に有することが好ましい。紙基材上に、水蒸気バリア層とガスバリア層とをこの順に有する紙製バリア包装材料は、優れた水蒸気バリア性とガスバリア性とを有する。この理由は次のように推測される。紙基材上にガスバリア層と水蒸気バリア層をこの順に設けた場合、紙基材中の水分や紙基材を経由して浸透する空気中の水分などにより、ガスバリア層中のガスバリア性樹脂が劣化しやすい。一方、紙基材上に、耐水性の良好な樹脂を含有する水蒸気バリア層、ガスバリア層をこの順に有することにより、水蒸気バリア層が紙基材中の水分などによるガスバリア層への影響(劣化)を効果的に抑制することができる。このため、特に水蒸気バリア層、ガスバリア層をこの順に有する紙製バリア原紙は、良好な水蒸気バリア性およびガスバリア性を有する。 Paper barrier packaging materials preferably have a water vapor barrier layer and a gas barrier layer, in this order, on a paper substrate. Paper barrier packaging materials having a water vapor barrier layer and a gas barrier layer, in this order, on a paper substrate have excellent water vapor barrier properties and gas barrier properties. The reason for this is presumed to be as follows: When a gas barrier layer and a water vapor barrier layer are provided on a paper substrate in this order, the gas barrier resin in the gas barrier layer is prone to degradation due to moisture in the paper substrate and moisture in the air that permeates through the paper substrate. On the other hand, by providing a water vapor barrier layer and a gas barrier layer, in this order, on a paper substrate, which contain resins with good water resistance, the water vapor barrier layer can effectively suppress the impact (deterioration) of the gas barrier layer due to moisture in the paper substrate and other factors. For this reason, paper barrier base paper, particularly those having a water vapor barrier layer and a gas barrier layer, in this order, has excellent water vapor barrier properties and gas barrier properties.

(紙基材)
本発明において紙基材とは、パルプ、填料、各種助剤等からなるシートである。
パルプとしては、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未漂白クラフトパルプ(LUKP)、針葉樹未漂白パルプ(NUKP)、サルファイトパルプなどの化学パルプ、ストーングラインドパルプ、サーモメカニカルパルプなどの機械パルプ、脱墨パルプ、古紙パルプなどの木材繊維、ケナフ、竹、麻などから得られた非木材繊維などを用いることができ、適宜配合して用いることが可能である。これらの中でも、紙基材中への異物混入が発生し難いこと、使用後の紙容器を古紙原料に供してリサイクル使用する際に経時変色が発生し難いこと、高い白色度を有するため印刷時の面感が良好となり、特に包装材料として使用した場合の使用価値が高くなることなどの理由から、木材繊維の化学パルプ、機械パルプを用いることが好ましく、化学パルプを用いることがより好ましい。
(Paper base material)
In the present invention, the paper substrate is a sheet made of pulp, fillers, various auxiliaries, and the like.
Pulp that can be used includes chemical pulps such as bleached hardwood kraft pulp (LBKP), bleached softwood kraft pulp (NBKP), unbleached hardwood kraft pulp (LUKP), unbleached softwood pulp (NUKP), and sulfite pulp, mechanical pulps such as stone-ground pulp and thermomechanical pulp, wood fibers such as deinked pulp and recycled paper pulp, and non-wood fibers obtained from kenaf, bamboo, hemp, etc., and can be used in appropriate combinations. Among these, chemical pulp and mechanical pulp made from wood fibers are preferred, and chemical pulp is more preferred, for reasons such as the fact that foreign matter is less likely to be mixed into the paper base material, that discoloration is less likely to occur over time when used paper containers are recycled as recycled paper raw materials, and that the high whiteness results in a good surface appearance when printed, thereby increasing the useful value, particularly when used as a packaging material.

填料としては、ホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、酸化チタン、ゼオライト、合成樹脂填料等の公知の填料を使用することができる。なお、填料は任意成分であり、填料を含有しないこともできる。また、硫酸バンドや各種のアニオン性、カチオン性、ノニオン性あるいは、両性の歩留まり向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤や内添サイズ剤等の抄紙用内添助剤を必要に応じて使用することができる。さらに、染料、蛍光増白剤、pH調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等も必要に応じて添加することができる。 Fillers that can be used include well-known fillers such as white carbon, talc, kaolin, clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, titanium oxide, zeolite, and synthetic resin fillers. Fillers are optional, and the paper may contain no fillers. Internal papermaking aids such as aluminum sulfate and various anionic, cationic, nonionic, or amphoteric retention aids, drainage aids, paper strength agents, and internal sizing agents can also be used as needed. Furthermore, dyes, fluorescent brighteners, pH adjusters, defoamers, pitch control agents, slime control agents, and other additives can also be added as needed.

紙基材の製造(抄紙)方法は特に限定されるものではなく、公知の長網フォーマー、オントップハイブリッドフォーマー、ギャップフォーマーマシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ抄紙方式で抄紙して紙基材を製造することができる。また、紙基材は1層であってもよく、2層以上の多層で構成されていてもよい。
さらに、紙基材の表面を各種薬剤で処理することが可能である。使用される薬剤としては、酸化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、酵素変性澱粉、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、表面サイズ剤、耐水化剤、保水剤、増粘剤、滑剤などを例示することができ、これらを単独あるいは2種類以上を混合して用いることができる。さらに、これらの各種薬剤と顔料を併用してもよい。顔料としてはカオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、マイカ、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコア-シェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上を混合して使用することができる。
The method for producing the paper base material (papermaking) is not particularly limited, and the paper base material can be produced by acidic papermaking, neutral papermaking, or alkaline papermaking using a known Fourdrinier former, on-top hybrid former, gap former machine, etc. The paper base material may be composed of one layer, or two or more layers.
Furthermore, the surface of the paper substrate can be treated with various chemicals. Examples of chemicals that can be used include oxidized starch, hydroxyethyl etherified starch, enzyme-modified starch, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, surface sizing agents, water-resistant agents, water retention agents, thickeners, and lubricants. These can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, these various chemicals can be used in combination with pigments. Examples of pigments include inorganic pigments such as kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicates, colloidal silica, and satin white, as well as organic pigments such as solid, hollow, and core-shell pigments, which can be used alone or in combination of two or more.

紙基材の表面処理の方法は特に限定されるものではないが、ロッドメタリングサイズプレス、ポンド式サイズプレス、ゲートロールコーター、スプレーコーター、ブレードコーター、カーテンコーターなど公知の塗工装置を用いることができる。
この様にして得られる紙基材としては、上質紙、中質紙、塗工紙、片艶紙、クラフト紙、片艶クラフト紙、晒クラフト紙、グラシン紙、板紙、白板紙、ライナーなどの各種公知のものが例示可能である。
The method for treating the surface of the paper substrate is not particularly limited, but known coating devices such as a rod metering size press, a pond type size press, a gate roll coater, a spray coater, a blade coater, and a curtain coater can be used.
Examples of paper substrates obtained in this manner include various known types such as fine paper, medium-quality paper, coated paper, one-side glossy paper, kraft paper, one-side glossy kraft paper, bleached kraft paper, glassine paper, paperboard, white paperboard, and liner.

紙基材の坪量は、紙製バリア包装材料に所望される各種品質や取り扱い性等により適宜選択可能であるが、通常は20g/m以上500g/m以下程度のものが好ましい。食品などの包装材、容器、カップなど、包装用途に使用する紙製バリア包装材料の場合は、25g/m以上400g/m以下のものがより好ましく、特に後述する軟包装袋用途に使用する紙製バリア包装材料の場合は、30g/m以上140g/m以下のものがより好ましい。 The basis weight of the paper substrate can be selected as appropriate depending on the various qualities and handleability desired for the paper barrier packaging material, but is usually preferably about 20 g/ m2 or more and 500 g/ m2 or less. In the case of paper barrier packaging materials used for packaging purposes such as packaging materials for food, containers, cups, etc., a basis weight of 25 g/ m2 or more and 400 g/ m2 or less is more preferred, and in the case of paper barrier packaging materials used for flexible packaging bags, which will be described later in particular, a basis weight of 30 g/m2 or more and 140 g/ m2 or less is more preferred.

(水蒸気バリア層)
水蒸気バリア層は、水蒸気バリア性樹脂と顔料を含有する。
水蒸気バリア性樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が-20℃以上95℃以下のスチレン系樹脂を含む。スチレン系樹脂は、スチレンモノマーとアクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、ブタジエン等の他の単量体とが共重合した樹脂を指すが、これに加えて変性を目的とする各種のコモノマーを組み合わせて共重合した樹脂でもよい。コモノマーの例として、メチルメタクリルレート、アクリロニトリル、アクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレートや、イタコン酸、マレイン酸などの不飽和カルボン酸などが挙げられる。スチレン系樹脂としては、スチレン・アクリル系樹脂、スチレン・ブタジエン系樹脂、スチレン・ブタジエン・アクリル系樹脂等が挙げられ、スチレン・アクリル系樹脂が好ましい。スチレン系樹脂のガラス転移温度は、-20℃以上であることが好ましく、-10℃以上であることがより好ましく、0℃以上であることがさらに好ましく、また、50℃以下であることが好ましく、40℃以下であることがより好ましく、30℃以下であることがさらに好ましい。スチレン系樹脂は、単独または2種類以上を混合して使用することができる。
(Water vapor barrier layer)
The water vapor barrier layer contains a water vapor barrier resin and a pigment.
The water vapor barrier resin includes a styrene-based resin having a glass transition temperature (Tg) of -20°C or higher and 95°C or lower. The styrene-based resin refers to a resin obtained by copolymerizing a styrene monomer with other monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, or butadiene. However, it may also be a resin obtained by copolymerizing various comonomers for the purpose of modification. Examples of comonomers include methyl methacrylate, acrylonitrile, acrylamide, hydroxyethyl acrylate, and unsaturated carboxylic acids such as itaconic acid and maleic acid. Examples of styrene-based resins include styrene-acrylic resins, styrene-butadiene resins, and styrene-butadiene-acrylic resins, with styrene-acrylic resins being preferred. The glass transition temperature of the styrene-based resin is preferably -20°C or higher, more preferably -10°C or higher, and even more preferably 0°C or higher, and preferably 50°C or lower, more preferably 40°C or lower, and even more preferably 30°C or lower. The styrene-based resins can be used alone or in combination of two or more types.

また、水蒸気バリア性樹脂として、エチレン・アクリル系樹脂、エチレン・酢酸ビニル系樹脂等のエチレンモノマーと他の単量体とが共重合したエチレン系樹脂、パラフィン(WAX)系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体、無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成接着剤、またはそれらのパラフィン(WAX)配合合成接着剤等を併用することができる。これらの中で、エチレン系樹脂が好ましく、エチレン・アクリル系樹脂が好ましい。エチレン系樹脂のガラス転移温度は、-20℃以上95℃以下であることが好ましく、-15℃以上であることがより好ましく、-10℃以上であることがさらに好ましく、また、50℃以下であることが好ましく、40℃以下であることがさらに好ましい。 エチレン系樹脂を併用する場合、スチレン系樹脂とエチレン系樹脂の重量比(乾燥重量、スチレン/エチレン)は、99/1~1/99であることが好ましく、90/10~10/90であることがより好ましく、70/30~30/70であることがより好ましく、65/35~45/55であることがさらに好ましい。 Furthermore, as the water vapor barrier resin, ethylene-based resins copolymerized with ethylene monomers and other monomers, such as ethylene-acrylic resins and ethylene-vinyl acetate resins, paraffin (wax)-based resins, various copolymers such as butadiene-methyl methacrylate-based and vinyl acetate-butyl acrylate-based resins, synthetic adhesives such as maleic anhydride copolymers and acrylic acid-methyl methacrylate copolymers, or paraffin (wax)-blended synthetic adhesives of these can be used in combination. Of these, ethylene-based resins are preferred, and ethylene-acrylic resins are more preferred. The glass transition temperature of the ethylene-based resin is preferably -20°C or higher and 95°C or lower, more preferably -15°C or higher, even more preferably -10°C or higher, and preferably 50°C or lower, even more preferably 40°C or lower. When an ethylene-based resin is used in combination, the weight ratio of the styrene-based resin to the ethylene-based resin (dry weight, styrene/ethylene) is preferably 99/1 to 1/99, more preferably 90/10 to 10/90, still more preferably 70/30 to 30/70, and even more preferably 65/35 to 45/55.

なお、水蒸気バリア性に問題がない程度であれば、完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、エチレン共重合ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール類、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパクなどのタンパク質類、酸化澱粉、カチオン化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などの澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、アルギン酸ナトリウムなどの水溶性高分子を、上記水蒸気バリア性樹脂と併用することも可能である。 In addition, as long as the water vapor barrier properties are not affected, it is also possible to use the following in combination with the above water vapor barrier resins: polyvinyl alcohols such as fully saponified polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, and ethylene copolymer polyvinyl alcohol; proteins such as casein, soy protein, and synthetic protein; starches such as oxidized starch, cationized starch, urea phosphate esterified starch, and hydroxyethyl etherified starch; cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, and hydroxyethyl cellulose; and water-soluble polymers such as polyvinylpyrrolidone and sodium alginate.

顔料は、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、マイカ、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコア-シェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上を混合して使用することができる。
これらの顔料の中でも、水蒸気バリア性の向上と接する層との密着性向上の点から、形状が扁平なカオリン、マイカ、タルクなどの無機顔料が好ましく、カオリンまたはマイカがより好ましい。また、体積50%平均粒子径(D50)(以下、「平均粒子径」とも言う。)が5μm以上且つアスペクト比が10以上の無機顔料を単独または2種類以上を混合して使用することが好ましい。使用する無機顔料の平均粒子径またはアスペクト比が上記範囲より小さいと、水蒸気バリア層中を水蒸気が迂回する回数が減少し、移動する距離が短くなるため、結果として水蒸気バリア性の改善効果が小さくなることがある。
Examples of pigments include inorganic pigments such as kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicates, colloidal silica, and satin white, and organic pigments such as solid, hollow, and core-shell pigments, which can be used alone or in combination of two or more.
Among these pigments, from the viewpoint of improving the water vapor barrier property and improving adhesion with adjacent layers, flat inorganic pigments such as kaolin, mica, and talc are preferred, with kaolin or mica being more preferred. Furthermore, it is preferred to use a single inorganic pigment, or a mixture of two or more inorganic pigments, with a 50% volume average particle size (D50) (hereinafter also referred to as "average particle size") of 5 μm or more and an aspect ratio of 10 or more. If the average particle size or aspect ratio of the inorganic pigment used is smaller than the above range, the number of detours that water vapor takes within the water vapor barrier layer decreases, shortening the distance it travels, which may result in a reduced effect in improving the water vapor barrier property.

本発明において、水蒸気バリア性の向上と接する層との密着性向上の点から、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の無機顔料を含有する水蒸気バリア層に、さらに平均粒子径が5μm以下の顔料を含有させることが好ましい。平均粒子径が5μm以下の顔料を併用することにより、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の無機顔料により形成された水蒸気バリア層中の空隙を減少させることができるため、さらに優れた水蒸気バリア性が発現する。つまり、水蒸気バリア層に平均粒子径の異なる顔料を含有させた場合、水蒸気バリア層中で大きな平均粒子径の無機顔料により形成される空隙に小さな平均粒子径の顔料が充填された状態となり、水蒸気は顔料を迂回して通過するため、異なる平均粒子径の顔料を含有していない水蒸気バリア層と比較して、高い水蒸気バリア性を有するものと推測される。In the present invention, from the perspective of improving water vapor barrier properties and improving adhesion with adjacent layers, it is preferable to further incorporate a pigment with an average particle size of 5 μm or less into a water vapor barrier layer containing an inorganic pigment with an average particle size of 5 μm or more and an aspect ratio of 10 or more. The combined use of a pigment with an average particle size of 5 μm or less reduces the voids in the water vapor barrier layer formed by the inorganic pigment with an average particle size of 5 μm or more and an aspect ratio of 10 or more, thereby achieving even better water vapor barrier properties. In other words, when pigments with different average particle sizes are incorporated into a water vapor barrier layer, the pigment with a smaller average particle size fills the voids formed by the inorganic pigment with a larger average particle size in the water vapor barrier layer, allowing water vapor to bypass the pigment and pass through. This is presumably why the layer has higher water vapor barrier properties than a water vapor barrier layer that does not contain a pigment with a different average particle size.

本発明において、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の無機顔料と併用する平均粒子径が5μm以下の顔料としては、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、マイカ、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコア-シェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上を混合して使用することができる。これらの顔料の中では、重質炭酸カルシウムを使用することが好ましい。In the present invention, pigments with an average particle size of 5 μm or less that can be used in combination with inorganic pigments with an average particle size of 5 μm or more and an aspect ratio of 10 or more include inorganic pigments such as kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicates, colloidal silica, and satin white, as well as organic pigments such as solid, hollow, and core-shell pigments, which can be used alone or in combination of two or more. Of these pigments, heavy calcium carbonate is preferred.

水蒸気バリア層の顔料の配合量は、乾燥重量で、水蒸気バリア性樹脂100重量部に対して50重量部以上1000重量部以下であることが好ましく、120重量部以上1000重量部以下であることがより好ましく、150重量部以上300重量部以下であることが特に好ましい。
本発明において、顔料として、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の無機顔料と、平均粒子径が5μm以下の顔料を併用する場合、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の無機顔料と、平均粒子径が5μm以下の顔料の配合比率は、乾燥重量で、50/50~99/1であることが好ましい。平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の無機顔料の配合比率が上記範囲より少ないと、水蒸気が水蒸気バリア層中を迂回する回数が減少し、移動する距離が短くなるため、水蒸気バリア性の改善効果が小さくなることがある。一方、上記範囲より多いと、水蒸気バリア層中の大きな平均粒子径の無機顔料が形成する空隙を平均粒子径が5μm以下の顔料で十分に埋めることができないため、水蒸気バリア性のさらなる向上は見られない。
The blending amount of the pigment in the water vapor barrier layer is preferably from 50 parts by weight to 1,000 parts by weight, more preferably from 120 parts by weight to 1,000 parts by weight, and particularly preferably from 150 parts by weight to 300 parts by weight, per 100 parts by weight of the water vapor barrier resin, in dry weight terms.
In the present invention, when an inorganic pigment having an average particle size of 5 μm or more and an aspect ratio of 10 or more is used in combination with a pigment having an average particle size of 5 μm or less, the blending ratio of the inorganic pigment having an average particle size of 5 μm or more and an aspect ratio of 10 or more to the pigment having an average particle size of 5 μm or less is preferably 50/50 to 99/1 by dry weight. If the blending ratio of the inorganic pigment having an average particle size of 5 μm or more and an aspect ratio of 10 or more is less than the above range, the number of detours that water vapor takes within the water vapor barrier layer will decrease, shortening the distance it travels, which may reduce the effect of improving the water vapor barrier property. On the other hand, if the blending ratio is greater than the above range, the pigment having an average particle size of 5 μm or less will not be able to sufficiently fill the voids formed by the inorganic pigment with a large average particle size in the water vapor barrier layer, and no further improvement in the water vapor barrier property will be seen.

また、水蒸気バリア層には、上記した水蒸気バリア性樹脂、水溶性高分子、顔料の他、可塑剤、架橋剤、撥水剤、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料、蛍光染料等の通常使用される各種助剤を使用することができる。 In addition to the water vapor barrier resins, water-soluble polymers, and pigments mentioned above, the water vapor barrier layer can also contain various commonly used auxiliary agents such as plasticizers, crosslinking agents, water repellents, dispersants, thickeners, water retention agents, defoamers, water-resistant agents, dyes, and fluorescent dyes.

本発明においては、水蒸気バリア層に可塑剤を添加することができる。可塑剤の添加により水蒸気バリア層の柔軟性が向上し、屈曲した際にクラック等が生じにくくなるため、結果として耐屈曲性が向上する。可塑剤としてはグリセリン、エチレングリコールなどグリコール系の可塑剤が好ましく用いられる。
可塑剤の配合量は特に限定されるものではないが、可塑剤の配合量は、乾燥重量で水蒸気バリア性樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上50重量部以下であることが好ましく、1重量部以上であることがより好ましく、また、20重量部以下であることがより好ましい。可塑剤の配合量が0.1重量部未満であると、水蒸気バリア性の柔軟性、屈曲性向上効果が十分に得られない可能性がある。一方、50重量部を超えた場合には、十分な水蒸気バリア性が得られない場合がある。
In the present invention, a plasticizer can be added to the water vapor barrier layer. The addition of a plasticizer improves the flexibility of the water vapor barrier layer, making it less likely to crack when bent, resulting in improved flex resistance. Glycol-based plasticizers such as glycerin and ethylene glycol are preferably used as the plasticizer.
The amount of plasticizer blended is not particularly limited, but the amount of plasticizer blended is preferably 0.1 part by weight or more and 50 parts by weight or less, more preferably 1 part by weight or more, and even more preferably 20 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the water vapor barrier resin on a dry weight basis. If the amount of plasticizer blended is less than 0.1 part by weight, there is a possibility that the effect of improving flexibility and flexibility of the water vapor barrier property will not be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 50 parts by weight, there is a possibility that sufficient water vapor barrier property will not be obtained.

本発明において、水蒸気バリア層に多価金属塩などに代表される架橋剤を添加することができる。架橋剤は水蒸気バリア層に含有される水蒸気バリア性樹脂や水溶性高分子と架橋反応を起こすため、水蒸気バリア層内の結合の数(架橋点)が増加する。つまり、水蒸気バリア層が緻密な構造となり、良好な水蒸気バリア性を発現することができる。
本発明において、架橋剤の種類としては特に限定されるものではなく、水蒸気バリア層に含有される水蒸気バリア性樹脂や水溶性高分子の種類に合わせて、多価金属塩(銅、亜鉛、銀、鉄、カリウム、ナトリウム、ジルコニウム、アルミニウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム、チタンなどの多価金属と、炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、燐酸イオン、珪酸イオン、窒素酸化物、ホウ素酸化物などのイオン性物質が結合した化合物)、アミン化合物、アミド化合物、アルデヒド化合物、ヒドロキシ酸など適宜選択して使用することが可能である。これらの中で、水蒸気バリア性樹脂が含むスチレン系樹脂における架橋効果発現の観点から、多価金属塩を使用することが好ましく、カリウムミョウバンを使用することがより好ましい。
架橋剤の配合量については、塗工可能な塗料濃度や塗料粘度の範囲内であれば特に限定されることなく配合することができるが、好ましくは水蒸気バリア性樹脂100重量部に対して、架橋剤が1重量部以上10重量部以下であり、より好ましくは3重量部以上5重量部以下である。1重量部未満であると架橋剤の添加効果が十分に得られないことがある。また、10重量部より多いと塗料の粘度上昇が著しくなり、塗工が困難となることがある。
In the present invention, a crosslinking agent, such as a polyvalent metal salt, can be added to the water vapor barrier layer. The crosslinking agent undergoes a crosslinking reaction with the water vapor barrier resin and water-soluble polymer contained in the water vapor barrier layer, thereby increasing the number of bonds (crosslinking points) in the water vapor barrier layer. In other words, the water vapor barrier layer has a dense structure, allowing it to exhibit good water vapor barrier properties.
[0033] In the present invention, the type of crosslinking agent is not particularly limited, and can be appropriately selected and used according to the type of water vapor barrier resin and water-soluble polymer contained in the water vapor barrier layer, including polyvalent metal salts (compounds in which a polyvalent metal such as copper, zinc, silver, iron, potassium, sodium, zirconium, aluminum, calcium, barium, magnesium, or titanium is bonded to an ionic substance such as carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, silicate ion, nitrogen oxide, or boron oxide), amine compounds, amide compounds, aldehyde compounds, and hydroxy acids. Of these, from the perspective of achieving a crosslinking effect in the styrene-based resin contained in the water vapor barrier resin, it is preferable to use polyvalent metal salts, and it is more preferable to use potassium alum.
The amount of crosslinking agent blended is not particularly limited as long as it is within the range of coatable coating concentration and coating viscosity, but preferably the amount of crosslinking agent is 1 part by weight to 10 parts by weight, and more preferably 3 parts by weight to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the water vapor barrier resin. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of adding the crosslinking agent may not be fully obtained. If the amount is more than 10 parts by weight, the viscosity of the coating may increase significantly, making coating difficult.

本発明において、水蒸気バリア層用塗料に架橋剤を添加する場合、アンモニアなどの極性溶媒に架橋剤を溶解させてから塗料へ添加することが好ましい。架橋剤を極性溶媒に溶解させると、架橋剤と極性溶媒が結合を作るため、塗料へ添加しても直ちには水蒸気バリア性樹脂や水溶性高分子との架橋反応が起こらず、塗料の増粘を抑制することができる。その場合、紙基材への塗工後に乾燥することにより極性溶媒成分が揮発し、水蒸気バリア性樹脂や水溶性高分子との架橋反応が起こり、緻密な水蒸気バリア層が形成されると推測される。 When adding a crosslinking agent to the coating material for the water vapor barrier layer in the present invention, it is preferable to dissolve the crosslinking agent in a polar solvent such as ammonia and then add it to the coating material. When the crosslinking agent is dissolved in a polar solvent, the crosslinking agent and the polar solvent form a bond, so when the crosslinking agent is added to the coating material, a crosslinking reaction with the water vapor barrier resin or water-soluble polymer does not immediately occur, thereby preventing the coating material from thickening. In this case, it is believed that the polar solvent components volatilize upon drying after application to the paper substrate, causing a crosslinking reaction with the water vapor barrier resin or water-soluble polymer, resulting in the formation of a dense water vapor barrier layer.

本発明において、水蒸気バリア性向上の観点から、水蒸気バリア層に撥水剤を含有させることができる。撥水剤としては、アルカン化合物を主体とするパラフィン系撥水剤、カルナバやラノリンなどの動植物由来の天然油脂系撥水剤、シリコーンまたはシリコーン化合物を含有するシリコーン含有系撥水剤、フッ素化合物を含有するフッ素含有系撥水剤など例示することができる。これらの中では、水蒸気バリア性能発現の観点からパラフィン系撥水剤を使用することが好ましい。また、これらの撥水剤を単独あるいは2種類以上を混合して使用することができる。In the present invention, a water repellent can be incorporated into the water vapor barrier layer from the perspective of improving water vapor barrier properties. Examples of water repellents include paraffin-based water repellents primarily composed of alkane compounds, natural oil-based water repellents derived from plants and animals such as carnauba and lanolin, silicone-containing water repellents containing silicone or silicone compounds, and fluorine-containing water repellents containing fluorine compounds. Of these, paraffin-based water repellents are preferred from the perspective of achieving water vapor barrier performance. These water repellents can be used alone or in combination of two or more types.

本発明において、撥水剤の配合量は特に限定されるものではないが、撥水剤の配合量は、乾燥重量で水蒸気バリア性樹脂と水溶性高分子の合計100重量部に対して、撥水剤が1重量部以上100重量部以下であることが好ましい。撥水剤の配合量が1重量部未満であると、水蒸気バリア性の向上効果が十分に得られない可能性がある。一方、100重量部を超えた場合には、水蒸気バリア層上にガスバリア層を設ける場合にガスバリア層が均一に形成し難くなるため、ガスバリア性が低下する可能性がある。 In the present invention, the amount of water repellent blended is not particularly limited, but the amount of water repellent blended is preferably 1 part by weight to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the total of the water vapor barrier resin and water-soluble polymer, on a dry weight basis. If the amount of water repellent blended is less than 1 part by weight, the effect of improving water vapor barrier property may not be fully achieved. On the other hand, if the amount exceeds 100 parts by weight, it may be difficult to form a uniform gas barrier layer when forming one on the water vapor barrier layer, which may result in a decrease in gas barrier property.

また、本発明において、水蒸気バリア性の向上、及び接する層との密着性から、水蒸気バリア層表面の濡れ張力としては10mN/m以上60mN/m以下であることが好ましく、15mN/m以上50mN/m以下であることがより好ましい。
水蒸気バリア層の上にガスバリア層を設ける場合、水蒸気バリア層との密着性の観点から、ガスバリア層用塗料の表面張力を、10mN/m以上60mN/m以下に調整することが好ましく、15mN/m以上50mN/m以下に調整することがより好ましい。また、水蒸気バリア層表面の濡れ張力に対して、ガスバリア層用塗料の表面張力を±20mN/mとすることが、水蒸気バリア層とガスバリア層との密着性の観点から好ましい。
In the present invention, in order to improve the water vapor barrier property and the adhesion to the adjacent layer, the wetting tension of the water vapor barrier layer surface is preferably 10 mN/m or more and 60 mN/m or less, and more preferably 15 mN/m or more and 50 mN/m or less.
[0033] When a gas barrier layer is provided on top of a water vapor barrier layer, from the viewpoint of adhesion to the water vapor barrier layer, the surface tension of the paint for the gas barrier layer is preferably adjusted to between 10 mN/m and 60 mN/m, and more preferably between 15 mN/m and 50 mN/m. Furthermore, from the viewpoint of adhesion between the water vapor barrier layer and the gas barrier layer, it is preferable to adjust the surface tension of the paint for the gas barrier layer to between ±20 mN/m and the wetting tension of the surface of the water vapor barrier layer.

(ガスバリア層)
ガスバリア層は、ガスバリア性樹脂を含有する。
ガスバリア性樹脂としては、水溶性高分子、または、水懸濁性高分子を用いることができ、例えば、完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、エチレン共重合ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール系樹脂、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパクなどのタンパク質類、酸化澱粉、カチオン化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などの澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、アルギン酸ナトリウムなどを例示することができる。これらの中では、ガスバリア性の点から、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース誘導体が好ましく、ポリビニルアルコール系樹脂がより好ましく、重合度が400~1700であるポリビニルアルコール系樹脂がさらに好ましく、重合度が800~1400であるポリビニルアルコール系樹脂がさらに好ましい。
(Gas barrier layer)
The gas barrier layer contains a gas barrier resin.
Examples of gas barrier resins that can be used include water-soluble polymers or water-dispersible polymers, such as polyvinyl alcohol-based resins such as fully saponified polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, and ethylene copolymer polyvinyl alcohol; proteins such as casein, soybean protein, and synthetic protein; starches such as oxidized starch, cationized starch, urea phosphate esterified starch, and hydroxyethyl etherified starch; cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, and hydroxyethyl cellulose; polyvinylpyrrolidone; and sodium alginate. Among these, from the viewpoint of gas barrier properties, polyvinyl alcohol-based resins and cellulose derivatives are preferred, polyvinyl alcohol-based resins are more preferred, polyvinyl alcohol-based resins having a degree of polymerization of 400 to 1700 are even more preferred, and polyvinyl alcohol-based resins having a degree of polymerization of 800 to 1400 are even more preferred.

ガスバリア層は、乾燥重量で、ガスバリア性樹脂100重量部に対し、顔料を90重量部以下含有する。なお、顔料は、ガスバリア層において、任意成分であり、含まない(0重量部)こともできる。本発明の紙製バリア包装材料は、ガスバリア層の顔料配合量をこの範囲内とすることにより、優れた耐屈曲性を発揮することができる。また、ガスバリア層が顔料を含有することにより、ガスバリア層と接する層との密着性が向上する。顔料の配合量が少ないほど、耐屈曲性は向上し、一方、ガスバリア性は低下する。そのため、顔料の配合量は、紙製バリア包装材料に求める耐屈曲性とガスバリア性とに応じて調整することができ、例えば、ガスバリア性樹脂100重量部に対し、5重量部以上80重量部以下とすることができる。 The gas barrier layer contains 90 parts by weight or less of pigment per 100 parts by weight of gas barrier resin, on a dry basis. The pigment is an optional component in the gas barrier layer, and it can be absent (0 parts by weight). By ensuring that the pigment content of the gas barrier layer is within this range, the paper barrier packaging material of the present invention can exhibit excellent flex resistance. Furthermore, the inclusion of a pigment in the gas barrier layer improves adhesion between the gas barrier layer and the layer in contact with it. The lower the pigment content, the better the flex resistance, but the lower the gas barrier properties. Therefore, the pigment content can be adjusted depending on the flex resistance and gas barrier properties desired for the paper barrier packaging material; for example, it can be set to between 5 and 80 parts by weight per 100 parts by weight of gas barrier resin.

ガスバリア層に配合できる顔料としては、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、マイカ、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコア-シェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上を混合して使用することができる。顔料としては、平均粒子径が3μm以上且つアスペクト比が10以上の扁平顔料であることが好ましく、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が30以上の扁平顔料であることがより好ましい。
ガスバリア層に顔料、特に扁平顔料を含有させた場合、酸素などのガスは顔料を迂回して通過する。このため、顔料を含有しないガスバリア層と比較して、ガスバリア性に優れ、特に高湿度雰囲気下で優れたガスバリア性を有する。
Pigments that can be incorporated into the gas barrier layer include inorganic pigments such as kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicates, colloidal silica, satin white, etc., and organic pigments such as solid, hollow, and core-shell pigments, which can be used alone or in combination of two or more. The pigment is preferably a flat pigment with an average particle size of 3 μm or more and an aspect ratio of 10 or more, and more preferably a flat pigment with an average particle size of 5 μm or more and an aspect ratio of 30 or more.
When a gas barrier layer contains a pigment, particularly a flat pigment, gases such as oxygen bypass the pigment, resulting in superior gas barrier properties, particularly in high-humidity environments, compared to gas barrier layers that do not contain a pigment.

本発明において、ガスバリア層には、上記したガスバリア性樹脂、顔料の他、架橋剤、界面活性剤、接着助剤、可塑剤、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、染料、蛍光染料等の通常使用される各種助剤を使用することができる。In the present invention, in addition to the gas barrier resins and pigments described above, the gas barrier layer may contain various commonly used additives such as crosslinking agents, surfactants, adhesion aids, plasticizers, dispersants, thickeners, water retention agents, antifoaming agents, water-resistant agents, dyes, and fluorescent dyes.

本発明において、ガスバリア層に多価金属塩などに代表される架橋剤を添加することができる。架橋剤はガスバリア層に含有される高分子と架橋反応を起こすため、ガスバリア層内の結合の数(架橋点)が増加する。つまり、ガスバリア層が緻密な構造となり、良好なガスバリア性を発現することができる。
本発明において、架橋剤の種類としては特に限定されるものではなく、ガスバリア層に含有される水溶性高分子の種類に合わせて、多価金属塩(銅、亜鉛、銀、鉄、カリウム、ナトリウム、ジルコニウム、アルミニウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム、チタンなどの多価金属と、炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、燐酸イオン、珪酸イオン、窒素酸化物、ホウ素酸化物などのイオン性物質が結合した化合物)、アミン化合物、アミド化合物、アルデヒド化合物、ヒドロキシ酸など適宜選択して使用することが可能である。なお、架橋効果発現の観点から、多価金属塩を使用することが好ましく、カリウムミョウバンを使用することがより好ましい。
架橋剤の配合量については、塗工可能な塗料濃度や塗料粘度の範囲内であれば特に限定されることなく配合することができるが、好ましくはガスバリア性樹脂100重量部に対して、架橋剤が1重量部以上10重量部以下であり、より好ましくは3重量部以上5重量部以下である。1重量部未満であると架橋剤の添加効果が十分に得られないことがある。また、10重量部より多いと塗料の粘度上昇が著しくなり、塗工が困難となることがある。
In the present invention, a crosslinking agent, such as a polyvalent metal salt, can be added to the gas barrier layer. The crosslinking agent undergoes a crosslinking reaction with the polymer contained in the gas barrier layer, thereby increasing the number of bonds (crosslinking points) in the gas barrier layer. In other words, the gas barrier layer has a dense structure, allowing it to exhibit good gas barrier properties.
In the present invention, the type of crosslinking agent is not particularly limited, and can be appropriately selected and used depending on the type of water-soluble polymer contained in the gas barrier layer, such as polyvalent metal salts (compounds in which a polyvalent metal such as copper, zinc, silver, iron, potassium, sodium, zirconium, aluminum, calcium, barium, magnesium, or titanium is bonded to an ionic substance such as carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, silicate ion, nitrogen oxide, or boron oxide), amine compounds, amide compounds, aldehyde compounds, or hydroxy acids. From the viewpoint of exerting a crosslinking effect, it is preferable to use polyvalent metal salts, and it is more preferable to use potassium alum.
The amount of crosslinking agent to be added is not particularly limited as long as it is within the range of coatable coating concentration and viscosity, but preferably the amount of crosslinking agent is 1 part by weight to 10 parts by weight, more preferably 3 parts by weight to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the gas barrier resin. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of adding the crosslinking agent may not be fully obtained. If the amount is more than 10 parts by weight, the viscosity of the coating may increase significantly, making coating difficult.

塗工層の上にガスバリア層を設ける場合、塗工層との密着性の観点より、ガスバリア層中に界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤のイオン性は制限されるものはなく、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤のいずれの種類でもよく、単独もしくは2種類以上を組み合わせて使用することができる。また、具体的な種類としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アルコール系界面活性剤、アセチレン基を有するアセチレン系界面活性剤、アセチレン基と2つの水酸基を有するアセチレンジオール系界面活性剤、アルキル基とスルホン酸を有するアルキルスルホン酸系界面活性剤、エステル系界面活性剤、アミド系界面活性剤、アミン系界面活性剤、アルキルエーテル系界面活性剤、フェニルエーテル系界面活性剤、硫酸エステル系界面活性剤、フェノール系界面活性剤などを例示することができる。これらの中では塗料のレベリング性の向上効果が大きい、アセチレンジオール系界面活性剤を使用することが好ましい。なお、塗料のレベリング性が向上すると、ガスバリア層の均一性が向上するため、ガスバリア性が向上する。When a gas barrier layer is provided on a coating layer, it is preferable to include a surfactant in the gas barrier layer from the viewpoint of adhesion to the coating layer. The ionic nature of the surfactant is not limited, and any of anionic, cationic, amphoteric, and nonionic surfactants may be used, either alone or in combination. Specific surfactants include silicone-based surfactants, fluorine-based surfactants, alcohol-based surfactants, acetylene-based surfactants with an acetylene group, acetylene diol-based surfactants with an acetylene group and two hydroxyl groups, alkylsulfonic acid-based surfactants with an alkyl group and sulfonic acid, ester-based surfactants, amide-based surfactants, amine-based surfactants, alkyl ether-based surfactants, phenyl ether-based surfactants, sulfate ester-based surfactants, and phenol-based surfactants. Among these, acetylene diol-based surfactants are preferred, as they significantly improve the leveling properties of the coating. Improved coating leveling improves the uniformity of the gas barrier layer, thereby improving gas barrier properties.

本発明においては、ガスバリア層に接着助剤を添加することができる。接着助剤の添加により接する層との密着性が向上し、屈曲時や加工時の層間剥離の発生を抑えることができるため、耐屈曲性が向上する。接着助剤としては、ポリエチレンイミン、有機チタン系化合物、ポリブタジエン系化合物などを用いることができ、特にポリエチレンイミンが好ましく用いられる。
接着助剤の配合量は特に限定されるものではないが、接着助剤の配合量は、乾燥重量でガスバリア性樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上50重量部以下であることが好ましく、1重量部以上20重量部以下であることがより好ましい。
In the present invention, an adhesion promoter can be added to the gas barrier layer. The addition of an adhesion promoter improves adhesion to adjacent layers and can suppress the occurrence of interlayer delamination during bending or processing, thereby improving flex resistance. Examples of adhesion promoters that can be used include polyethyleneimine, organic titanium compounds, and polybutadiene compounds, with polyethyleneimine being particularly preferred.
The amount of the adhesive aid to be blended is not particularly limited, but the amount of the adhesive aid to be blended is preferably 0.1 parts by weight or more and 50 parts by weight or less, and more preferably 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the gas barrier resin on a dry weight basis.

本発明においては、ガスバリア層に可塑剤を添加することができる。可塑剤の添加によりガスバリア層の柔軟性が向上し、屈曲した際にクラック等が生じにくくなるため、結果として耐屈曲性が向上する。可塑剤としてはグリセリン、エチレングリコール、ジグリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパンなどグリコール系の可塑剤が好ましく用いられる。これらの1種または2種以上を混合して使用することができる。これらの中でも、グリセリン、エチレングリコール、ジグリセリンが好ましい。
可塑剤の配合量は特に限定されるものではないが、可塑剤の配合量は、乾燥重量でガスバリア性樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上50重量部以下であることが好ましく、1重量部以上20重量部以下であることがより好ましい。可塑剤の配合量が0.1重量部未満であると、ガスバリア性の柔軟性、屈曲性向上効果が十分に得られない可能性がある。一方、50重量部を超えた場合には、十分なガスバリアが得られない場合がある。
In the present invention, a plasticizer can be added to the gas barrier layer. The addition of a plasticizer improves the flexibility of the gas barrier layer, making it less likely to crack when bent, resulting in improved flex resistance. Glycol-based plasticizers such as glycerin, ethylene glycol, diglycerin, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and trimethylolpropane are preferably used as plasticizers. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, glycerin, ethylene glycol, and diglycerin are preferred.
The amount of plasticizer to be blended is not particularly limited, but the amount of plasticizer to be blended is preferably 0.1 to 50 parts by weight, and more preferably 1 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of the gas barrier resin on a dry basis. If the amount of plasticizer to be blended is less than 0.1 part by weight, the effect of improving the flexibility and flexibility of the gas barrier properties may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the amount exceeds 50 parts by weight, sufficient gas barrier properties may not be obtained.

(水蒸気バリア層、ガスバリア層の塗工)
本発明において、水蒸気バリア層、ガスバリア層の塗工方法については特に限定されるものではなく、公知の塗工装置及び塗工系で塗工することができる。例えば、塗工装置としてはブレードコーター、バーコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、リバースロールコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーターなどが挙げられる。また、塗工系としては、水等の溶媒を使用した水系塗工、有機溶剤等の溶媒を使用した溶剤系塗工などが挙げられる。
水蒸気バリア層、ガスバリア層を乾燥させる手法としては、例えば、蒸気加熱ヒーター、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒーター、熱風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライヤー等の通常の方法が用いられる。
(Coating of water vapor barrier layer and gas barrier layer)
In the present invention, the coating method for the water vapor barrier layer and the gas barrier layer is not particularly limited, and coating can be performed using known coating devices and coating systems. Examples of coating devices include blade coaters, bar coaters, roll coaters, air knife coaters, reverse roll coaters, curtain coaters, spray coaters, size press coaters, and gate roll coaters. Furthermore, examples of coating systems include aqueous coating using a solvent such as water, and solvent-based coating using a solvent such as an organic solvent.
The water vapor barrier layer and the gas barrier layer can be dried using a conventional method such as a steam heater, gas heater, infrared heater, electric heater, hot air heater, microwave, or cylinder dryer.

本発明において、水蒸気バリア層の塗工量は、乾燥重量で3g/m以上50g/m以下とすることが好ましく、5g/m以上40g/m以下とすることがより好ましく、7g/m以上30g/m以下とすることがさらに好ましい。水蒸気バリア層の塗工量が3g/m未満であると、紙基材を塗工液が完全に被覆することが困難となり、十分な水蒸気バリア性が得られなくなることや、ガスバリア層が紙基材にまで浸透して、十分なガスバリア性が得られなくなることがある。一方、50g/mより多いと、塗工時の乾燥負荷が大きくなる。
なお、本発明において、水蒸気バリア層は1層であってもよく、2層以上の多層で構成してもよい。水蒸気バリア層を2層以上の多層で構成する場合は、全ての水蒸気バリア層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
[0033] In the present invention, the coating weight of the water vapor barrier layer is preferably 3 g/m2 or more and 50 g/m2 or less , more preferably 5 g/ m2 or more and 40 g/ m2 or less, and even more preferably 7 g/ m2 or more and 30 g/ m2 or less, in dry weight. If the coating weight of the water vapor barrier layer is less than 3 g/ m2 , it may be difficult to completely cover the paper substrate with the coating liquid, making it impossible to obtain sufficient water vapor barrier properties, or the gas barrier layer may penetrate into the paper substrate, making it impossible to obtain sufficient gas barrier properties. On the other hand, if it exceeds 50 g/ m2 , the drying load during coating increases.
In the present invention, the water vapor barrier layer may be a single layer, or may be configured as two or more layers. When the water vapor barrier layer is configured as two or more layers, it is preferable that the total coating weight of all the water vapor barrier layers is within the above-mentioned range.

本発明において、ガスバリア層の塗工量は、乾燥重量で0.2g/m以上20g/m以下とすることが好ましい。ガスバリア層の塗工量が0.2g/m未満であると、均一なガスバリア層を形成することが困難であるため、十分なガスバリア性が得られなくなることがある。一方、20g/mより多いと、塗工時の乾燥負荷が大きくなる。
なお、本発明において、ガスバリア層は1層であってもよく、2層以上の多層で構成してもよい。ガスバリア層を2層以上の多層で構成する場合は、全てのガスバリア層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
In the present invention, the coating amount of the gas barrier layer is preferably 0.2 g/ m2 or more and 20 g/ m2 or less in dry weight. If the coating amount of the gas barrier layer is less than 0.2 g/ m2 , it is difficult to form a uniform gas barrier layer, and sufficient gas barrier properties may not be obtained. On the other hand, if it is more than 20 g/ m2 , the drying load during coating increases.
In the present invention, the gas barrier layer may be a single layer or may be configured as two or more layers. When the gas barrier layer is configured as two or more layers, it is preferable that the total coating weight of all the gas barrier layers is within the above range.

(保護層)
本発明の紙製バリア包装材料は、少なくとも一方の面上に保護層を有することができる。保護層は、空気中の水分などによる水蒸気バリア層、ガスバリア層の劣化を防ぐと共に、紙製バリア包装材料に更なる水蒸気バリア性、ガスバリア性を付与する、あるいは耐油性、耐溶剤性、耐熱性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐光性などを付与することができる。また、保護層が樹脂層である場合は、ヒートシール性を付与することもできる。保護層は、紙製バリア包装材料の両面に設けることもできるが、少なくともガスバリア層を有する側の面上に有することが好ましい。
保護層としては、樹脂層、紙層、金属箔等が挙げられ、これらの中で樹脂層が好ましい。
(protective layer)
The paper barrier packaging material of the present invention can have a protective layer on at least one surface. The protective layer prevents deterioration of the water vapor barrier layer and gas barrier layer due to moisture in the air, etc., and can also impart additional water vapor barrier properties and gas barrier properties to the paper barrier packaging material, or can impart oil resistance, solvent resistance, heat resistance, abrasion resistance, impact resistance, light resistance, etc. Furthermore, if the protective layer is a resin layer, it can also impart heat sealability. The protective layer can be provided on both sides of the paper barrier packaging material, but it is preferable to have a protective layer on at least the surface having the gas barrier layer.
Examples of the protective layer include a resin layer, a paper layer, and a metal foil, and among these, a resin layer is preferred.

(樹脂層)
樹脂層の樹脂としては、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、アクリロニトリル・スチレン、ポリメチルメタアクリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド(ナイロン)、ポリアセタール、ポリカーボネート等の化石資源由来樹脂、ポリ乳酸(PLA)、エステル化澱粉、酢酸セルロース、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、バイオポリエチレン、バイオポリエチレンテレフタレート、バイオポリウレタン等の生物由来樹脂を含むことができる。
なお、生物由来樹脂とは、原料として再生可能な有機資源由来の物質を含み,化学的または生物学的に合成することにより得られる、数平均分子量(Mn)1,000以上の高分子材料をいう。
また、化石資源由来樹脂、および、生物由来樹脂として、ポリ乳酸(PLA)、エステル化澱粉、酢酸セルロース、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)等の生分解性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド(ナイロン)、バイオポリエチレン等の生分解性を有さない樹脂のいずれを用いることができる。なお、生分解性樹脂とは、微生物の働きにより、分子レベルまで分解され、最終的には二酸化炭素と水となって自然界へと循環していく性質の樹脂をいう。
(Resin layer)
Resins for the resin layer include fossil resource-derived resins such as polyester, polyvinyl alcohol, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polymethylpentene, polyvinyl chloride, acrylonitrile butadiene styrene, acrylonitrile styrene, polymethyl methacrylic, polyvinylidene chloride, polyamide (nylon), polyacetal, and polycarbonate, and biologically derived resins such as polylactic acid (PLA), esterified starch, cellulose acetate, polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA), biopolyethylene, biopolyethylene terephthalate, and biopolyurethane.
The bio-based resin refers to a polymeric material with a number average molecular weight (Mn) of 1,000 or more, which includes substances derived from renewable organic resources as raw materials and is obtained by chemical or biological synthesis.
In addition, as fossil resource-derived resins and bio-derived resins, any of biodegradable resins such as polylactic acid (PLA), esterified starch, cellulose acetate, polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA), etc., and non-biodegradable resins such as polyethylene, polypropylene, polyester, polyethylene terephthalate, polyamide (nylon), biopolyethylene, etc. Biodegradable resins are resins that can be decomposed to the molecular level by the action of microorganisms, ultimately becoming carbon dioxide and water that are circulated into nature.

本発明において、樹脂層としては樹脂ラミネート層が好ましい。樹脂ラミネート層としては、押し出しラミネート層や、バリアフィルム、蒸着フィルム等のフィルム貼合層を挙げることができる。
樹脂ラミネート層が押し出しラミネート層の場合は、紙製バリア原紙の少なくとも一方の面上に、上記した各種樹脂を押し出しラミネート法により樹脂ラミネート層として積層する。また、樹脂ラミネート層がフィルム貼合層の場合は、紙製バリア原紙の少なくとも一方の面上に、上記した各種樹脂製のフィルムをドライラミネート法、サンドラミネート法等により樹脂ラミネート層として貼合する。樹脂層は、紙製バリア原紙の両面に設けることもできるが、少なくともガスバリア層を有する側の面上に有することが好ましい。さらに、紙製バリア原紙のガスバリア層上に、樹脂層を有することが好ましい。
In the present invention, the resin layer is preferably a resin laminate layer, and examples of the resin laminate layer include an extrusion laminate layer and a film attachment layer such as a barrier film or a vapor-deposited film.
When the resin laminate layer is an extrusion laminate layer, the various resins mentioned above are laminated as a resin laminate layer by extrusion lamination on at least one side of the paper barrier base paper. When the resin laminate layer is a film attachment layer, a film made from the various resins mentioned above is attached as a resin laminate layer on at least one side of the paper barrier base paper by dry lamination, sand lamination or the like. The resin layer can be provided on both sides of the paper barrier base paper, but it is preferable that it is provided at least on the side that has the gas barrier layer. Furthermore, it is preferable that a resin layer be provided on the gas barrier layer of the paper barrier base paper.

本発明において、フィルム貼合層に使用するフィルムとしては、上記した各種樹脂製のフィルムが挙げられる。これらのフィルムの中では、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル等の樹脂を主成分としたフィルム、上記した各種樹脂製のフィルムにこれらポリビニルアルコール等の樹脂をコーティングしたフィルム、上記した各種樹脂製のフィルムにアルミニウム等の各種金属からなる金属箔を貼合したフィルム、上記した各種樹脂製のフィルムにアルミニウム等の各種金属、または酸化珪素や酸化アルミニウム等の無機酸化物を蒸着させた蒸着フィルム等のバリアフィルムが好ましく、蒸着フィルムがより好ましい。目的に応じてこれらのフィルムを1層または複数層を貼合して使用することができる。In the present invention, films used for the film attachment layer include films made from the various resins listed above. Among these films, preferred are barrier films such as films whose main component is a resin such as polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride, or polyacrylonitrile; films made from the various resins listed above coated with a resin such as polyvinyl alcohol; films made from the various resins listed above attached with a metal foil made from various metals such as aluminum; and vapor-deposited films made from the various resins listed above vapor-deposited with various metals such as aluminum or inorganic oxides such as silicon oxide or aluminum oxide, with vapor-deposited films being more preferred. Depending on the purpose, these films can be used by attaching one or more layers together.

本発明の紙製バリア包装材料は、紙製バリア包装材料のまま、または各種樹脂等と積層する、各種汎用フィルム、バリアフィルム、アルミ箔等と貼合するなどして、食品などの包装材、容器、カップ等の包装用途に用いられる紙製バリア包装材料、または産業用資材などに用いられる積層体とすることが可能である。これらの中で、本発明の紙製バリア包装材料は、食品などの包装材、容器、カップ等の包装用途に用いられる紙製バリア包装材料として好適に使用することができ、食品などの軟包装袋として特に好適に使用することができる。なお、軟包装袋とは、構成としては、柔軟性に富む材料で構成されている包装材であり、一般には紙、フィルム、アルミ箔等の薄く柔軟性のある材料を、単体あるいは貼り合せた包装材を指す。軟包装袋の形状としては、特に制限されず、縦ピロー包装袋、横ピロー包装袋、サイドシール袋、二方シール袋、三方シール袋、ガゼット袋、底ガゼット袋、スタンド袋などが挙げられる。 The paper barrier packaging material of the present invention can be used as is, or laminated with various resins, etc., or attached to various general-purpose films, barrier films, aluminum foil, etc., to form paper barrier packaging materials used for packaging applications such as food packaging, containers, cups, etc., or laminates used for industrial materials, etc. Among these, the paper barrier packaging material of the present invention is suitable for use as a paper barrier packaging material used for packaging applications such as food packaging, containers, cups, etc., and is particularly suitable for use as flexible packaging bags for food, etc. A flexible packaging bag is a packaging material composed of a highly flexible material, and generally refers to a packaging material made of thin, flexible materials such as paper, film, or aluminum foil, either alone or laminated together. The shape of the flexible packaging bag is not particularly limited, and examples include vertical pillow packaging bags, horizontal pillow packaging bags, side seal bags, two-side seal bags, three-side seal bags, gusset bags, bottom gusset bags, and stand-up bags.

本発明の紙製バリア包装材料を食品などの包装材、特に軟包装袋として用いる場合は、ヒートシール性を有する樹脂と積層することにより、包装材料としての密閉性を高め、内容物を酸素による酸化や湿気などによる劣化などから守り、保存期間の延長を可能にすることができる。また、軟包装材は、薄く柔軟であるため、製造時、運搬時、保管時、販売時等に屈曲が生じやすいが、本発明の紙製バリア包装材料は、耐屈曲性に優れ、屈曲が生じてもバリア性の低下が抑えられているため、予期せぬ屈曲により、内容物の品質が損なわれることを防ぐことができる。
また、産業用資材などに用いられる積層体として使用する場合においても、酸素や湿気の侵入を抑えることで、腐敗、劣化を防止できるほか、溶剤の臭気が漏れ出るのを防止するフレーバーバリア性などの効果が期待される。
When the paper barrier packaging material of the present invention is used as a packaging material for food and the like, in particular as a flexible packaging bag, laminating it with a resin having heat-sealing properties can improve the airtightness of the packaging material, protect the contents from oxidation by oxygen and deterioration due to moisture, etc., and enable an extension of the storage period. Furthermore, because flexible packaging materials are thin and flexible, they are prone to bending during production, transportation, storage, sales, etc., but the paper barrier packaging material of the present invention has excellent bending resistance and reduces the decline in barrier properties even when bending occurs, so it is possible to prevent the quality of the contents from being damaged by unexpected bending.
Furthermore, when used as a laminate for industrial materials, etc., it is possible to prevent decay and deterioration by suppressing the intrusion of oxygen and moisture, and it is also expected to have effects such as flavor barrier properties that prevent the leakage of solvent odors.

以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の部及び%は、それぞれ重量部、重量%を示す。
得られた蒸着用紙基材と蒸着紙について、以下に示す様な評価法に基づいて試験を行った。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, parts and % in the examples represent parts by weight and % by weight, respectively.
The obtained metallized paper substrate and metallized paper were subjected to tests based on the evaluation methods shown below.

(評価方法)
・酸素透過度
MOCON社製、OX-TRAN2/21を使用し、23℃―0%RH条件(乾燥下)にて測定した。
測定は、シートサンプルそのまま(折り目なし)と、バリア層側を外側として折り曲げたシートサンプルに対し、約400gのゴム製ローラーを5往復転がして十字の折り目をつけたサンプル(折り目あり)について行い、折り目ありのサンプルは、その十字が治具の中央に位置するようにして測定した。その測定値を表1に示す。
(Evaluation method)
Oxygen permeability: Measured using OX-TRAN2/21 manufactured by MOCON under conditions of 23°C and 0% RH (dry conditions).
Measurements were taken on the sheet sample as is (no creases) and on a sheet sample that had been folded with the barrier layer side facing outward, with a rubber roller weighing approximately 400 g rolling it back and forth five times to create a cross crease (creased).The folded sample was measured so that the cross was positioned in the center of the jig.The measured values are shown in Table 1.

・密着性評価
シートサンプルの表面(水蒸気バリア層、ガスバリア層が存在する側の面)に粘着テープ(ニチバン社製 セロテープ(登録商標)、12mm幅)を貼り付けて、その上から約2300gのゴム製ローラーを5往復転がし、その後セロテープ(登録商標)をシートサンプルの表面に対し直角方向に勢いよく引きはがした際に各バリア層の剥がれ方(剥離の様子)を観察し、以下の通り評価を行った。結果を表1に示す。
○:粘着テープを張り付けた部分の塗膜が紙基材の一部(または全部)とともに剥離する(実用適合レベル)
×:粘着テープを張り付けた部分の塗膜のみが剥離する(実用不適)
Adhesion evaluation An adhesive tape (Cellotape (registered trademark) manufactured by Nichiban Co., Ltd., 12 mm wide) was attached to the surface of a sheet sample (the side on which the water vapor barrier layer and gas barrier layer were present), and an approximately 2,300 g rubber roller was rolled over the tape five times. The Cellotape (registered trademark) was then forcefully peeled off in a direction perpendicular to the surface of the sheet sample, and the manner in which each barrier layer peeled off (the state of peeling) was observed and evaluated as follows. The results are shown in Table 1.
○: The coating film at the adhesive tape affixed portion peeled off together with part (or all) of the paper substrate (suitable for practical use)
×: Only the coating film peeled off from the area where the adhesive tape was attached (unsuitable for practical use)

[実施例1]
(紙基材の作製)
カナダ式標準ろ水度(CSF)500mlの広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)とCSF530mlの針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)を80/20の重量比で配合して、原料パルプとした。
原料パルプに、乾燥紙力増強剤として分子量250万のポリアクリルアミド(PAM)を対絶乾パルプ重量あたり0.1%、サイズ剤としてアルキルケテンダイマー(AKD)を対絶乾パルプ重量あたり0.35%、湿潤紙力増強剤としてポリアミドエピクロロヒドリン(PAEH)系樹脂を対絶乾パルプ重量あたり0.15%、さらに歩留剤として分子量1000万のポリアクリルアミド(PAM)を対絶乾パルプ重量あたり0.08%添加した後、デュオフォーマーFM型抄紙機にて300m/minの速度で抄紙し、坪量59g/mの紙を得た。
次いで、得られた紙に固形分濃度2%に調製したポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA117)をロッドメタリングサイズプレスで、両面合計で1.0g/m塗工、乾燥し、坪量60g/mの原紙を得た。得られた原紙に、チルドカレンダーを用いて、速度300m/min、線圧50kgf/cm、1パスにて平滑処理を行い、紙基材を得た。
[Example 1]
(Preparation of paper substrate)
A hardwood bleached kraft pulp (LBKP) having a Canadian standard freeness (CSF) of 500 ml and a softwood bleached kraft pulp (NBKP) having a CSF of 530 ml were blended in a weight ratio of 80/20 to prepare a raw material pulp.
To the raw pulp, 0.1% by weight of the bone-dry pulp of polyacrylamide (PAM) with a molecular weight of 2.5 million was added as a dry strength agent, 0.35% by weight of the bone-dry pulp of alkyl ketene dimer (AKD) as a sizing agent, 0.15% by weight of the bone-dry pulp of polyamide epichlorohydrin (PAEH) resin as a wet strength agent, and 0.08% by weight of the bone-dry pulp of polyacrylamide (PAM) with a molecular weight of 10 million was added as a retention agent. The mixture was then made at a speed of 300 m/min on a Duoformer FM papermaking machine to obtain paper with a basis weight of 59 g/ .
Next, polyvinyl alcohol (PVA117, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) adjusted to a solids concentration of 2% was coated on both sides of the obtained paper using a rod metering size press in an amount of 1.0 g/ m2 in total, and the paper was dried to obtain a base paper with a basis weight of 60 g/ m2 . The obtained base paper was smoothed using a chilled calender at a speed of 300 m/min, a linear pressure of 50 kgf/cm, and one pass to obtain a paper substrate.

(水蒸気バリア層用塗工液1の調製)
エンジニアードカオリン(イメリス社製、バリサーフHX、平均粒子径90μm、アスペクト比80-100)に分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加し(対顔料0.2%)、セリエミキサーで分散して固形分濃度55%のカオリンスラリーを調製した。得られたカオリンスラリー中に、顔料100部(固形分)に対し水蒸気バリア性樹脂としてスチレン・アクリル系共重合体エマルジョン(Tg23℃)25部(固形分)、エチレン・アクリル系共重合体エマルジョン(Tg25℃)20部(固形分)となるように配合し、固形分濃度48.5%の水蒸気バリア層用塗工液1を得た。
(Preparation of Coating Solution 1 for Water Vapor Barrier Layer)
Sodium polyacrylate was added as a dispersant (0.2% relative to the pigment) to engineered kaolin (Imerys, Barrisurf HX, average particle size 90 μm, aspect ratio 80-100), and the mixture was dispersed in a Serie mixer to prepare a kaolin slurry with a solids concentration of 55%. 25 parts (solids) of a styrene-acrylic copolymer emulsion (Tg 23°C) and 20 parts (solids) of an ethylene-acrylic copolymer emulsion (Tg 25°C) were blended into the resulting kaolin slurry as water vapor barrier resins per 100 parts (solids) of pigment, yielding Coating Solution 1 for water vapor barrier layer with a solids concentration of 48.5%.

(ガスバリア層用塗工液1の調製)
ポリビニルアルコール(日本酢ビ・ポバール株式会社製、VC-10)の固形分濃度12%の水溶液を調製し、ガスバリア層用塗工液1とした。
(Preparation of Coating Solution 1 for Gas Barrier Layer)
An aqueous solution of polyvinyl alcohol (VC-10, manufactured by Nippon Vinyl Acetate & Poval Co., Ltd.) with a solids concentration of 12% was prepared and used as coating solution 1 for gas barrier layer.

(紙製バリア包装材料の作製)
得られた紙基材上に、水蒸気バリア層用塗工液1を乾燥重量で塗工量12.0g/mとなるように片面塗工、乾燥した後、その上にガスバリア層用塗工液1を乾燥重量で3.0g/mとなるよう片面塗工し、紙製バリア包装材料1を得た。
(Preparation of paper barrier packaging materials)
Coating Solution 1 for water vapor barrier layer was coated on one side of the obtained paper substrate to give a coating amount of 12.0 g/ m2 in dry weight, and after drying, Coating Solution 1 for gas barrier layer was coated on top of that on one side to give a coating amount of 3.0 g/ m2 in dry weight, to obtain paper barrier packaging material 1.

「実施例2」
(ガスバリア層用塗工液2の調製)
エンジニアードカオリン(イメリス社製、バリサーフHX、平均粒子径90μm、アスペクト比80-100)に分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加し(対顔料0.2%)、セリエミキサーで分散して固形分濃度55%のカオリンスラリーを調製した。
ガスバリア層用塗工液1とカオリンスラリーを、固形分でPVA:顔料=100:10となるように混合し、固形分濃度12.9%のガスバリア層用塗工液2を得た。
(紙製バリア包装材料の作製)
このガスバリア層用塗工液2を乾燥重量で3.5g/mとなるよう片面塗工した以外は実施例1と同様にして、紙製バリア包装材料2を得た。
"Example 2"
(Preparation of Coating Solution 2 for Gas Barrier Layer)
Sodium polyacrylate was added as a dispersant to engineered kaolin (Imerys, Barisurf HX, average particle size 90 μm, aspect ratio 80-100) (0.2% relative to the pigment), and the mixture was dispersed in a Serie mixer to prepare a kaolin slurry with a solids concentration of 55%.
Coating Solution 1 for gas barrier layer and kaolin slurry were mixed so that the solid content ratio of PVA:pigment was 100:10, to obtain Coating Solution 2 for gas barrier layer with a solid content concentration of 12.9%.
(Preparation of paper barrier packaging materials)
A paper barrier packaging material 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that this gas barrier layer coating solution 2 was applied to one side so that the dry weight was 3.5 g/ m2 .

「実施例3」
(ガスバリア層用塗工液3の調製)
固形分でPVA:顔料=100:30とした以外は、ガスバリア層用塗工液2と同様にして固形分濃度14.6%のガスバリア層用塗工液3を調製した。
(紙製バリア包装材料の作製)
このガスバリア層用塗工液3を乾燥重量で3.5g/mとなるよう片面塗工した以外は実施例1と同様にして、紙製バリア包装材料3を得た。
「実施例4」
(ガスバリア層用塗工液4の調製)
固形分でPVA:顔料=100:60とした以外は、ガスバリア層用塗工液2と同様にして固形分濃度17.0%のガスバリア層用塗工液4を調製した。
(紙製バリア包装材料の作製)
このガスバリア層用塗工液4を乾燥重量で3.5g/mとなるよう片面塗工した以外は実施例1と同様にして、紙製バリア包装材料4を得た。
"Example 3"
(Preparation of Coating Solution 3 for Gas Barrier Layer)
Coating Solution 3 for gas barrier layer with a solids concentration of 14.6% was prepared in the same manner as Coating Solution 2 for gas barrier layer, except that the solids ratio was PVA:pigment=100:30.
(Preparation of paper barrier packaging materials)
A paper barrier packaging material 3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that this gas barrier layer coating solution 3 was applied to one side so that the dry weight was 3.5 g/ m2 .
"Example 4"
(Preparation of Coating Solution 4 for Gas Barrier Layer)
Coating Solution 4 for gas barrier layer with a solids concentration of 17.0% was prepared in the same manner as Coating Solution 2 for gas barrier layer, except that the solids ratio was PVA:pigment=100:60.
(Preparation of paper barrier packaging materials)
A paper barrier packaging material 4 was obtained in the same manner as in Example 1, except that this gas barrier layer coating solution 4 was applied to one side so that the dry weight was 3.5 g/ m2 .

「実施例5」
(ガスバリア層用塗工液5の調製)
エチレン共重合ポリビニルアルコール(クラレ社製、RS-4104)の固形分濃度13%の水溶液を調製し、ガスバリア層用塗工液5とした。
(紙製バリア包装材料の作製)
このガスバリア層用塗工液5を乾燥重量で3.0g/mとなるよう片面塗工した以外は実施例1と同様にして、紙製バリア包装材料5を得た。
"Example 5"
(Preparation of Coating Solution 5 for Gas Barrier Layer)
An aqueous solution of ethylene copolymerized polyvinyl alcohol (RS-4104, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) with a solids concentration of 13% was prepared and used as Coating Solution 5 for gas barrier layer.
(Preparation of paper barrier packaging materials)
A paper barrier packaging material 5 was obtained in the same manner as in Example 1, except that this gas barrier layer coating solution 5 was applied to one side so that the dry weight was 3.0 g/ m2 .

「実施例6」
(ガスバリア層用塗工液6の調製)
ガスバリア層用塗工液1に、ポリビニルアルコール100部に対してポリエチレンイミン系接着助剤を10部(固形分)となるように配合し、固形分濃度12%のガスバリア層用塗工液6とした。
(紙製バリア包装材料の作製)
このガスバリア層用塗工液6を乾燥重量で3.3g/mとなるよう片面塗工した以外は実施例1と同様にして、紙製バリア包装材料6を得た。
"Example 6"
(Preparation of Coating Solution 6 for Gas Barrier Layer)
A polyethyleneimine-based adhesive aid was blended into Coating Solution 1 for gas barrier layer so that the amount was 10 parts (solid content) per 100 parts of polyvinyl alcohol to give Coating Solution 6 for gas barrier layer with a solid content concentration of 12%.
(Preparation of paper barrier packaging materials)
A paper barrier packaging material 6 was obtained in the same manner as in Example 1, except that this gas barrier layer coating solution 6 was applied to one side so that the dry weight was 3.3 g/ m2 .

「実施例7」
(ガスバリア層用塗工液7の調製)
エンジニアードカオリン(イメリス社製、バリサーフHX、平均粒子径90μm、アスペクト比80-100)に分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加し(対顔料0.2%)、セリエミキサーで分散して固形分濃度55%のカオリンスラリーを調製した。
ガスバリア層用塗工液6とカオリンスラリーを、固形分でPVA:顔料=100:30として固形分濃度が12.9%となるように混合し、ガスバリア層用塗工液7を得た。
(紙製バリア包装材料の作製)
このガスバリア層用塗工液7を乾燥重量で3.5g/mとなるよう片面塗工した以外は実施例1と同様にして、紙製バリア包装材料7を得た。
"Example 7"
(Preparation of Coating Solution 7 for Gas Barrier Layer)
Sodium polyacrylate was added as a dispersant to engineered kaolin (Imerys, Barisurf HX, average particle size 90 μm, aspect ratio 80-100) (0.2% relative to the pigment), and the mixture was dispersed in a Serie mixer to prepare a kaolin slurry with a solids concentration of 55%.
Coating Solution 6 for gas barrier layer and kaolin slurry were mixed so that the solids concentration was 12.9% (PVA:pigment = 100:30 in solids content), to obtain Coating Solution 7 for gas barrier layer.
(Preparation of paper barrier packaging materials)
Paper barrier packaging material 7 was obtained in the same manner as in Example 1, except that this gas barrier layer coating solution 7 was applied to one side so that the dry weight was 3.5 g/ m2 .

「実施例8」
(ガスバリア層用塗工液8の調製)
ガスバリア層用塗工液1に、ポリビニルアルコール100部に対して可塑剤(グリセリン)を10部(固形分)となるように配合し、PVA溶液を調製した。
エンジニアードカオリン(イメリス社製、バリサーフHX、平均粒子径90μm、アスペクト比80-100)に分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加し(対顔料0.2%)、セリエミキサーで分散して固形分濃度55%のカオリンスラリーを調製した。
PVA溶液とカオリンスラリーを、固形分でPVA:顔料=100:60となるように混合し、固形分濃度17.1%のガスバリア層用塗工液8を得た。
(紙製バリア包装材料の作製)
このガスバリア層用塗工液8を乾燥重量で3.5g/mとなるよう片面塗工した以外は実施例1と同様にして、紙製バリア包装材料8を得た。
"Example 8"
(Preparation of Coating Solution 8 for Gas Barrier Layer)
A plasticizer (glycerin) was blended with 100 parts of polyvinyl alcohol and 10 parts (solid content) of polyvinyl alcohol in Coating Solution 1 for gas barrier layer to prepare a PVA solution.
Sodium polyacrylate was added as a dispersant to engineered kaolin (Imerys, Barisurf HX, average particle size 90 μm, aspect ratio 80-100) (0.2% relative to the pigment), and the mixture was dispersed in a Serie mixer to prepare a kaolin slurry with a solids concentration of 55%.
The PVA solution and kaolin slurry were mixed so that the solid content ratio of PVA to pigment was 100:60, to obtain Coating Solution 8 for gas barrier layer with a solid content concentration of 17.1%.
(Preparation of paper barrier packaging materials)
A paper barrier packaging material 8 was obtained in the same manner as in Example 1, except that this gas barrier layer coating solution 8 was applied to one side so that the dry weight was 3.5 g/ m2 .

「比較例1」
(ガスバリア層用塗工液9の調製)
エンジニアードカオリン(イメリス社製、バリサーフHX、平均粒子径90μm、アスペクト比80-100)に分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加し(対顔料0.2%)、セリエミキサーで分散して固形分濃度55%のカオリンスラリーを調製した。
ガスバリア層用塗工液1とカオリンスラリーを、固形分でPVA:顔料=100:125となるように混合し、固形分濃度21.2%のガスバリア層用塗工液9を得た。
(紙製バリア包装材料の作製)
このガスバリア層用塗工液9を乾燥重量で4.0g/mとなるよう片面塗工した以外は実施例1と同様にして、紙製バリア包装材料9を得た。
"Comparative Example 1"
(Preparation of Coating Solution 9 for Gas Barrier Layer)
Sodium polyacrylate was added as a dispersant to engineered kaolin (Imerys, Barisurf HX, average particle size 90 μm, aspect ratio 80-100) (0.2% relative to the pigment), and the mixture was dispersed in a Serie mixer to prepare a kaolin slurry with a solids concentration of 55%.
Coating Solution 1 for gas barrier layer and kaolin slurry were mixed so that the solid content ratio of PVA:pigment was 100:125, to obtain Coating Solution 9 for gas barrier layer with a solid content concentration of 21.2%.
(Preparation of paper barrier packaging materials)
A paper barrier packaging material 9 was obtained in the same manner as in Example 1, except that this gas barrier layer coating solution 9 was applied to one side so that the dry weight was 4.0 g/ m2 .

「比較例2」
(水蒸気バリア層用塗工液10の調製)
エンジニアードカオリン(イメリス社製、バリサーフHX、平均粒子径90μm、アスペクト比80-100)に分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加し(対顔料0.2%)、セリエミキサーで分散して固形分濃度55%のカオリンスラリーを調製した。得られたカオリンスラリー中に、顔料100部(固形分)に対し水蒸気バリア性樹脂としてアクリル系共重合体エマルジョン(Tg-9℃)30部(固形分)、WAX系エマルジョン(星光PMC社製、WR3932)10部(固形分)となるように配合し、固形分濃度48.0%の水蒸気バリア層用塗工液10を得た。
(紙製バリア包装材料の作製)
この水蒸気バリア層用塗工液10を乾燥重量で塗工量13.0g/mとなるように片面塗工、乾燥した後、その上にガスバリア層用塗工液1を乾燥重量で4.0g/mとなるよう片面塗工し、紙製バリア包装材料10を得た。
"Comparative Example 2"
(Preparation of Coating Solution 10 for Water Vapor Barrier Layer)
Sodium polyacrylate was added as a dispersant (0.2% relative to the pigment) to engineered kaolin (Imerys Corporation, Barrisurf HX, average particle size 90 μm, aspect ratio 80-100), and the mixture was dispersed in a Serie mixer to prepare a kaolin slurry with a solids concentration of 55%. 30 parts (solids) of an acrylic copolymer emulsion (Tg -9°C) and 10 parts (solids) of a wax emulsion (Seiko PMC Corporation, WR3932) were blended into the resulting kaolin slurry as water vapor barrier resins per 100 parts (solids) of pigment, yielding Coating Solution 10 for water vapor barrier layer with a solids concentration of 48.0%.
(Preparation of paper barrier packaging materials)
This water vapor barrier layer Coating Solution 10 was coated on one side to a dry coating amount of 13.0 g/ m2 and dried, after which the gas barrier layer Coating Solution 1 was coated on top of it on one side to a dry coating amount of 4.0 g/ m2 , thereby obtaining a paper barrier packaging material 10.

「実施例9」
Tg23℃のスチレン・アクリル系共重合体エマルジョンに代えて、Tg9℃のスチレン・アクリル系共重合体エマルジョンを用いた以外は、実施例1と同様にして紙製バリア包装材料11を得た。
"Example 9"
A paper barrier packaging material 11 was obtained in the same manner as in Example 1, except that a styrene-acrylic copolymer emulsion with a Tg of 9°C was used instead of the styrene-acrylic copolymer emulsion with a Tg of 23°C.

本発明である実施例1~9で得られた紙製バリア包装材料は、折り曲げた後も高いガスバリア性を維持することができた。顔料の配合量が増えると、耐屈曲性が低下し、密着性が向上する傾向が見られたが、接着助剤、可塑剤を配合することにより耐屈曲性を維持できることが確かめられた。 The paper barrier packaging materials obtained in Examples 1 to 9 of the present invention were able to maintain high gas barrier properties even after being folded. As the amount of pigment added increased, there was a tendency for flex resistance to decrease and adhesion to improve, but it was confirmed that flex resistance could be maintained by adding an adhesion aid and plasticizer.

Claims (7)

紙基材上に、水蒸気バリア層とガスバリア層を有し、
前記水蒸気バリア層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記水蒸気バリア性樹脂が、ガラス転移温度が-20~95℃のスチレン系樹脂とガラス転移温度が-20~95℃のエチレン系樹脂とを99/1~1/99の重量比(乾燥重量)で含み、
前記ガスバリア層が、ガスバリア性樹脂を含有し、前記ガスバリア性樹脂100重量部に対する顔料含有量が0重量部以上90重量部以下であることを特徴とする紙製バリア包装材料。
A paper substrate having a water vapor barrier layer and a gas barrier layer,
the water vapor barrier layer contains a water vapor barrier resin and a pigment,
the water vapor barrier resin contains a styrene-based resin having a glass transition temperature of −20 to 95° C. and an ethylene-based resin having a glass transition temperature of −20 to 95° C. in a weight ratio (dry weight) of 99/1 to 1/99;
1. A paper barrier packaging material characterized in that the gas barrier layer contains a gas barrier resin, and the pigment content per 100 parts by weight of the gas barrier resin is 0 parts by weight or more and 90 parts by weight or less.
前記紙基材上に、前記水蒸気バリア層と前記ガスバリア層をこの順に有することを特徴とする請求項1に記載の紙製バリア包装材料。 The paper barrier packaging material according to claim 1, characterized in that it has the water vapor barrier layer and the gas barrier layer in this order on the paper substrate. 前記ガスバリア層の顔料含有量が、乾燥重量で、前記ガスバリア性樹脂100重量部に対して5~80重量部であることを特徴とする請求項1または2に記載の紙製バリア包装材料。 The paper barrier packaging material according to claim 1 or 2, characterized in that the pigment content of the gas barrier layer is, on a dry weight basis, 5 to 80 parts by weight per 100 parts by weight of the gas barrier resin. 前記水蒸気バリア層が、平均粒子径5μm以上且つアスペクト比10以上の顔料を含有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。 The paper barrier packaging material according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the water vapor barrier layer contains a pigment with an average particle size of 5 μm or more and an aspect ratio of 10 or more. 前記ガスバリア性樹脂が、ポリビニルアルコール系樹脂を含むことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。 The paper barrier packaging material according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the gas barrier resin contains a polyvinyl alcohol-based resin. 前記ガスバリア層が、可塑剤を含有することを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。 The paper barrier packaging material according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the gas barrier layer contains a plasticizer. 前記ガスバリア層が、接着助剤を含有することを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。 The paper barrier packaging material according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the gas barrier layer contains an adhesive aid.
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