WO2019189229A1 - 紙製バリア材料 - Google Patents

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WO2019189229A1
WO2019189229A1 PCT/JP2019/012953 JP2019012953W WO2019189229A1 WO 2019189229 A1 WO2019189229 A1 WO 2019189229A1 JP 2019012953 W JP2019012953 W JP 2019012953W WO 2019189229 A1 WO2019189229 A1 WO 2019189229A1
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WO
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coating layer
water vapor
paper
barrier coating
barrier
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PCT/JP2019/012953
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岡本 匡史
悟司 津田
泰弘 山下
健太 渡辺
眞紀 畠田
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日本製紙株式会社
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    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/10Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of paper or cardboard
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38Packaging materials of special type or form
    • B65D65/42Applications of coated or impregnated materials
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    • D21H19/82Paper comprising more than one coating superposed
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Definitions

  • the first invention of the present invention relates to a paper barrier material having excellent barrier properties
  • the second and third inventions of the present invention relate to a paper barrier material having excellent water vapor barrier properties.
  • gas barrier properties and water vapor barrier properties are important because they affect the preservation of contents in a wide range of fields such as packaging materials and containers for food, cosmetics, agricultural chemicals, pharmaceuticals, miscellaneous goods, building materials, industrial materials, etc. Performance.
  • a gas barrier property is imparted to a paper packaging material by providing a metal foil or a metal vapor-deposited film made of a metal such as aluminum as a gas barrier layer on a paper base material (base paper), polyvinyl alcohol or ethylene-vinyl alcohol.
  • Polymer films resin films such as polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, etc., or films coated with these resins, and ceramic vapor-deposited films deposited with inorganic oxides such as silicon oxide and aluminum oxide, are extruded onto paper substrates (base paper). Laminating or pasting methods have been mainly used.
  • Other paper packaging materials with gas barrier properties other than those described above include paper gas barrier materials having a gas barrier layer composed of a water-soluble polymer and an inorganic layered compound (Patent Documents 1 and 2), and a specific vinyl on the coating layer.
  • a paper gas barrier material (Patent Document 2) provided with a barrier layer made of an alcohol polymer is disclosed.
  • Patent Document 3 a barrier material obtained by adding a water vapor barrier property to a gas barrier property.
  • Patent Document 4 a barrier material obtained by adding a water vapor barrier property to a gas barrier property.
  • Patent Document 5 a resin composition that defines the melting point of the resin contained in the gas barrier layer is also disclosed (Patent Document 5).
  • the present invention provides a paper barrier material having excellent barrier properties and low environmental impact, and an excellent and uniform coating of a coating liquid having barrier properties on a paper substrate.
  • An object is to provide a paper barrier material having a water vapor barrier property and a low environmental load, and to provide a paper barrier material having a good water vapor barrier property and a low environmental load.
  • the present invention provides the following [1] to [20].
  • the paper barrier material satisfying the condition (1) is the first invention
  • the paper barrier material satisfying the condition (2) is the second invention
  • the paper barrier material satisfying the condition (3) is the third invention.
  • the barrier coating layer contains a pigment
  • the barrier coating layer contains at least two types of flat inorganic pigment A and flat inorganic pigment B in an amount of 50% by weight or more based on the total pigment of the barrier coating layer. .
  • the barrier coating layer is a water vapor barrier coating layer, the water vapor barrier coating layer contains a water vapor barrier resin, and the drip oil absorption of the paper substrate is 50 seconds or more.
  • the barrier coating layer is a water vapor barrier coating layer, and the water vapor barrier coating layer has at least a water vapor barrier resin A having a melting point of 110 ° C. or more and a water vapor barrier resin having a melting point of less than 110 ° C. Contains B. [2].
  • the barrier coating layer contains a pigment, and the barrier coating layer contains at least two types of flat inorganic pigment A and flat inorganic pigment B in an amount of 50% by weight or more based on the total pigment of the barrier coating layer.
  • the paper barrier material according to [1]. [3].
  • the barrier coating layer is a water vapor barrier coating layer, the water vapor barrier coating layer contains a water vapor barrier resin, and the drip oil absorption of the paper substrate is 50 seconds or more [1 ] The paper barrier material as described in]. [9].
  • the water vapor barrier coating layer further contains a pigment, and the content of the water vapor barrier resin with respect to 100 parts by weight of the pigment is 30 parts by weight or more and 350 parts by weight or less when absolutely dry [8] The paper barrier material described in 1. [10].
  • the paper barrier material according to [8] or [9] further comprising a gas barrier coating layer on the paper base material.
  • the barrier coating layer is a water vapor barrier coating layer, and the water vapor barrier coating layer contains at least a water vapor barrier resin A having a melting point of 110 ° C. or more and a water vapor barrier resin B having a melting point of less than 110 ° C.
  • the paper barrier material according to [11], wherein the water vapor barrier resin A and the water vapor barrier resin B are water-soluble or water-dispersible water-based resins.
  • the paper barrier material according to [12] wherein the water vapor barrier resin A is a water-soluble water-based resin, and the water vapor barrier resin B is a water-dispersible water-based resin.
  • a paper barrier material further comprising a protective layer on at least one surface of the paper barrier material according to any one of [1] to [14]. [16]. [1] A packaging material using the paper barrier material according to any one of [15]. [17]. A bag using the paper barrier material according to any one of [1] to [15]. [18]. [1] A tray using the paper barrier material according to any one of [15]. [19]. A cup using the paper barrier material according to any one of [1] to [15]. [20]. A liquid paper container using the paper barrier material according to any one of [1] to [15].
  • the paper barrier material which has the outstanding barrier property can be provided. Further, by adding a specific amount of at least two kinds of flat inorganic pigments to at least one barrier coating layer, better barrier properties can be imparted. Furthermore, the barrier coating layer has both a water vapor barrier property and a gas barrier property, or the barrier coating layer is a combination of a water vapor barrier coating layer having a water vapor barrier property and a gas barrier coating layer having a gas barrier property. A paper barrier material having both excellent gas barrier properties and water vapor barrier properties can be provided. In addition, because the main component is paper made from biomass, which is a sustainable raw material, carbon dioxide emissions from production to disposal can be reduced and production can be reduced compared to films derived from fossil resources. Due to its degradability, it is less likely to cause environmental pollution during disposal and has a low environmental impact.
  • Second invention it is possible to provide a paper barrier material having an excellent water vapor barrier property, in which a coating liquid having a barrier property is effectively and uniformly coated on a paper base material. it can. Furthermore, by providing a gas barrier coating layer on the paper substrate, a paper barrier material having both excellent gas barrier properties and water vapor barrier properties can be provided.
  • the main component is paper made from biomass, which is a sustainable raw material, carbon dioxide emissions from production to disposal can be reduced and production can be reduced compared to films derived from fossil resources. Due to its degradability, it is less likely to cause environmental pollution during disposal and has a low environmental impact.
  • steam barrier property can be provided.
  • the paper barrier material which has the outstanding water vapor
  • a paper barrier material having both excellent gas barrier properties and water vapor barrier properties can be provided.
  • the main component is paper made from biomass, which is a sustainable raw material, carbon dioxide emissions from production to disposal can be reduced and production can be reduced compared to films derived from fossil resources. Due to its degradability, it is less likely to cause environmental pollution during disposal and has a low environmental impact.
  • the present invention relates to a paper barrier material, which is a paper barrier material having at least one barrier coating layer on a paper substrate, and satisfies any one or more of the following conditions (1) to (3): .
  • the barrier coating layer contains a pigment, and the barrier coating layer contains at least two types of flat inorganic pigment A and flat inorganic pigment B in an amount of 50% by weight or more based on the total pigment of the barrier coating layer.
  • the barrier coating layer is a water vapor barrier coating layer, the water vapor barrier coating layer contains a water vapor barrier resin, and the drip oil absorption of the paper substrate is 50 seconds or more.
  • the barrier coating layer is a water vapor barrier coating layer, and the water vapor barrier coating layer has at least a water vapor barrier resin A having a melting point of 110 ° C. or more and a water vapor barrier resin having a melting point of less than 110 ° C. Contains B.
  • the first invention of the present invention is a paper barrier material in which a barrier coating layer containing at least one pigment is provided on a paper substrate (hereinafter sometimes referred to as “base paper”).
  • the barrier coating layer contains at least two types of flat inorganic pigment A and flat inorganic pigment B in an amount of 50% by weight or more based on the total pigment of the barrier coating layer.
  • the barrier coating layer of the first invention preferably has water vapor barrier properties and / or gas barrier properties, and more preferably has at least water vapor barrier properties.
  • the barrier coating layer has both a water vapor barrier property and a gas barrier property, or the barrier coating layer is a combination of a water vapor barrier coating layer having a water vapor barrier property and a gas barrier coating layer having a gas barrier property. It is preferable because a paper barrier material having both excellent gas barrier properties and water vapor barrier properties can be obtained.
  • the barrier coating layer is a combination of a water vapor barrier coating layer having a water vapor barrier property and a gas barrier coating layer having a gas barrier property
  • the configuration order of each layer is not particularly limited.
  • the layers are preferably laminated in the order of the gas barrier coating layer. These coating layers can be formed by applying a coating solution mainly containing water as a medium with various coating apparatuses and drying.
  • the paper barrier material having the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer in this order has both excellent water vapor barrier properties and gas barrier properties is presumed as follows.
  • polymers such as water-soluble polymers and water-dispersible polymers are generally used as the gas barrier resin used in the gas barrier coating layer, and the gas barrier coating layer and water vapor barrier are formed on the paper substrate.
  • coating layers are provided in this order, they contain polymers such as water-soluble polymers and water-dispersible polymers due to moisture in the paper substrate and moisture in the air that permeates through the paper substrate. Gas barrier coating layer tends to deteriorate.
  • the water vapor barrier coating layer can be used for gas barrier coating such as moisture in the paper substrate.
  • the influence (deterioration) on the construction layer can be effectively suppressed.
  • steam barrier coating layer and a gas barrier coating layer in this order has favorable water vapor
  • the paper barrier material of the first invention has a barrier coating layer containing at least one pigment on at least one surface on a paper substrate, and at least two types of flat inorganic pigments in the barrier coating layer A and the flat inorganic pigment B are contained in an amount of 50% by weight or more based on the total pigment of the barrier coating layer.
  • the barrier coating layer preferably has a water vapor barrier property and / or a gas barrier property, and more preferably has at least a water vapor barrier property.
  • the barrier coating layer may have both water vapor barrier properties and gas barrier properties, or the barrier coating layer may be a combination of a water vapor barrier coating layer having water vapor barrier properties and a gas barrier coating layer having gas barrier properties. It is more preferable that the paper substrate, the water vapor barrier coating layer, and the gas barrier coating layer are laminated in this order.
  • the water vapor barrier resin contained in the barrier coating layer is a water-soluble or water-dispersible water-based resin having water vapor barrier properties, such as styrene / butadiene, styrene / acrylic, ethylene ⁇ Various acetates such as vinyl acetate, paraffin (WAX), polyester resin, butadiene / methyl methacrylate, vinyl acetate / butyl acrylate, maleic anhydride copolymer, acrylic acid / methyl methacrylate copolymer, etc.
  • These synthetic adhesives or their paraffin (WAX) blended synthetic adhesives can be used alone or in combination of two or more.
  • the gas barrier resin contained in the barrier coating layer is a polymer having gas barrier properties, such as a water-soluble polymer and a water-dispersible polymer.
  • Water-soluble polymers include fully saponified polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol such as ethylene copolymerized polyvinyl alcohol, proteins such as casein, soy protein, synthetic protein, oxidized starch, cationized starch, urea Examples thereof include starches such as phosphate esterified starch and hydroxyethyl etherified starch, cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, polyvinylpyrrolidone, and sodium alginate.
  • polyvinyl alcohols and cellulose derivatives are preferable, and polyvinyl alcohols are more preferable.
  • the water-dispersible polymer include polyvinylidene chloride, ethylene vinyl acetate resin, and modified polyolefin resin.
  • At least two types of flat inorganic pigment A and flat inorganic pigment B are contained in at least one barrier coating layer.
  • the flat inorganic pigment A and the flat inorganic pigment B various known flat inorganic pigments such as kaolin, talc, clay, bentonite, saponite, steven knight, montmorillonite and mica can be used.
  • the total amount of the inorganic pigment A and the flat inorganic pigment B is 50% by weight or more based on the total pigment of the barrier coating layer. The amount is preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more based on the total pigment.
  • the barrier coating layer moves with less frequency of detouring water vapor or gas. Since the distance is short, various barrier properties, particularly water vapor barrier properties and gas barrier properties are insufficient.
  • the flat inorganic pigment A is preferably mica.
  • Mica is a kind of mineral mainly composed of silicon.
  • tetrahedrons composed of silicon and oxygen are connected in a sheet shape, and this continuous structure forms a highly flat shape.
  • the swellable mica is preferable because it swells by taking water molecules between the sheet-like structures and swells and cleaves finely.
  • the barrier coating layer is a combination of a water vapor barrier coating layer containing a pigment and a gas barrier coating layer
  • the content ratio of the flat inorganic pigment other than mica and mica in the water vapor barrier coating layer is
  • the flat inorganic pigment other than mica / mica 60/40 to 5/95 (solid content ratio)
  • the adhesion between the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer is improved, and the water vapor barrier property and gas barrier property are high.
  • it is 55/50 to 10/90, and still more preferably 50/45 to 15/85.
  • the flat inorganic pigment B preferably has an aspect ratio of 10 or more.
  • the flat inorganic pigment B having an aspect ratio of 10 or more include kaolin, talc, clay, bentonite, saponite, steven knight, and montmorillonite.
  • kaolin, bentonite, and montmorillonite are preferable, and kaolin and bentonite are more preferable from the viewpoints of both improvement of water vapor barrier properties and suppression of permeation of the gas barrier layer.
  • the flat inorganic pigment A is mica and the flat inorganic pigment B has an aspect ratio of 10 or more, the number of times the water vapor or gas bypasses the barrier coating layer increases, and the moving distance becomes longer.
  • the effect of improving the property and gas barrier property is increased.
  • the aspect ratio is preferably 30 or more, more preferably 90 or more.
  • the aspect ratio of the flat inorganic pigment B is a value obtained by photographing the powder particles of the flat inorganic pigment B with an electron microscope and dividing the diameter by the thickness for 100 randomly extracted particles. Yes, the flatness of the flat inorganic pigment B increases as the aspect ratio value increases.
  • the content ratio of the flat inorganic pigment A and the flat inorganic pigment B is: flat inorganic pigment A / flat inorganic pigment
  • B 60/40 to 5/95 (solid content ratio)
  • mica and the flat inorganic pigment B effectively fill the voids in the barrier coating layer, so that the water vapor barrier property and gas barrier property are improved. It is preferable because it becomes larger. More preferably, it is 50/45 to 10/90, and still more preferably 55/50 to 15/85.
  • inorganic pigments such as calcium carbonate, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, and satin white
  • An organic pigment such as a real type, a hollow type, or a core-shell type may be used alone or in combination of two or more.
  • the total amount of the water vapor barrier resin and the gas barrier resin is 11 parts by weight based on 100 parts by weight of the total pigment contained in the barrier coating layer.
  • the amount is preferably 1300 parts by weight or less.
  • the barrier coating layer is a combination of a water vapor barrier coating layer and a gas barrier coating layer, and when the water vapor barrier coating layer contains a pigment, 100 parts by weight of the total pigment contained in the water vapor barrier coating layer
  • the water vapor barrier resin is preferably 10 parts by weight or more and 300 parts by weight or less, and more preferably 30 parts by weight or more and 250 parts by weight or less by dry weight.
  • the gas barrier resin When the pigment is contained in the gas barrier coating layer, the gas barrier resin may be 1 part by weight or more and 1000 parts by weight or less by dry weight with respect to 100 parts by weight of the total pigment contained in the gas barrier coating layer. preferable.
  • the pigment when the pigment is contained in the barrier coating layer, it is preferable to add and mix the slurry of the pigment into the water vapor barrier resin or the gas barrier resin.
  • a crosslinking agent typified by a polyvalent metal salt or the like can be added to the barrier coating layer. Since the crosslinking agent causes a crosslinking reaction with the water vapor barrier resin or gas barrier resin contained in the barrier coating layer, the number of bonds (crosslinking points) in the barrier coating layer increases. That is, the barrier coating layer has a dense structure and can exhibit good water vapor barrier properties and gas barrier properties.
  • the type of the crosslinking agent is not particularly limited, and in accordance with the type of the water vapor barrier resin or the gas barrier resin contained in the barrier coating layer, a polyvalent metal salt (copper, zinc, Multivalent metals such as silver, iron, potassium, sodium, zirconium, aluminum, calcium, barium, magnesium, titanium and carbonate ions, sulfate ions, nitrate ions, phosphate ions, silicate ions, nitrogen oxides, boron oxides, etc.
  • a compound to which an ionic substance is bound) an amine compound, an amide compound, an aldehyde compound, a hydroxy acid, and the like can be appropriately selected and used.
  • the blending amount of the crosslinking agent can be blended without particular limitation as long as it is within the range of the concentration and viscosity of the coating liquid that can be coated, but preferably the crosslinking agent is used with respect to 100 parts by weight of the pigment. Is 1 part by weight or more and 10 parts by weight or less, more preferably 3 parts by weight or more and 5 parts by weight or less. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of adding the crosslinking agent may not be sufficiently obtained.
  • the amount is more than 10 parts by weight, the viscosity of the coating solution is remarkably increased, and coating may be difficult.
  • a crosslinking agent when adding a crosslinking agent to the coating liquid for barrier coating layers, it is preferable to add, after dissolving a crosslinking agent in polar solvents, such as ammonia.
  • polar solvents such as ammonia.
  • the crosslinking agent is dissolved in a polar solvent, a bond is formed between the crosslinking agent and the polar solvent. Therefore, even if added to the coating solution, a crosslinking reaction with the water vapor barrier resin or gas barrier resin does not occur immediately. Can be prevented. In that case, the polar solvent component is volatilized by drying after coating on the paper substrate, and it is estimated that a cross-linking reaction with the water vapor barrier resin or gas barrier resin occurs to form a dense barrier coating layer.
  • the barrier coating layer can contain a water repellent.
  • water repellents include paraffinic water repellents mainly composed of alkane compounds, natural oil and fat water repellents derived from animals and plants such as carnauba and lanolin, silicone-containing water repellents containing silicone or silicone compounds, and fluorine compounds. Examples thereof include a fluorine-containing water repellent.
  • These water repellents can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the water repellent is not particularly limited, but the blending amount of the water repellent is 1 part by weight of the water repellent with respect to 100 parts by weight of the water vapor barrier resin in dry weight.
  • the amount is preferably 100 parts by weight or less. If the blending amount of the water repellent is less than 1 part by weight, the effect of improving the water vapor barrier property may not be sufficiently obtained.
  • the amount exceeds 100 parts by weight, a paper base, a water vapor barrier coating layer, and a gas barrier coating layer are laminated in this order, and when the water vapor barrier coating layer contains a water repellent, Since it becomes difficult to form a layer uniformly, gas barrier property may fall.
  • the water vapor barrier coating is performed from the viewpoint of improvement of water vapor barrier properties and adhesion to the gas barrier coating layer.
  • the wetting tension on the surface of the work layer can be 10 mN / m or more and 60 mN / m or less, and if it is 15 mN / m or more and 50 mN / m or less, the effect is more exhibited.
  • the barrier coating layer may contain a surfactant.
  • a surfactant in the first invention, may contain a surfactant.
  • the ionicity of the surfactant there is no limitation on the ionicity of the surfactant, and any one of anionic surfactant, cationic surfactant, amphoteric surfactant and nonionic surfactant can be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination.
  • Specific types include silicone surfactants, fluorine surfactants, alcohol surfactants, acetylene surfactants having an acetylene group, and acetylenic diol surfactants having an acetylene group and two hydroxyl groups.
  • Agents alkyl sulfonic acid surfactants having an alkyl group and sulfonic acid, ester surfactants, amide surfactants, amine surfactants, alkyl ether surfactants, phenyl ether surfactants, sulfuric acid Examples thereof include ester surfactants and phenol surfactants.
  • an acetylenic diol surfactant which has a large effect of improving the leveling property of the gas barrier coating layer coating solution.
  • gas barrier property since the uniformity of a gas barrier coating layer will improve if the leveling property of the coating liquid for gas barrier coating layers improves, gas barrier property will improve.
  • the coating for the gas barrier coating layer is preferably adjusted to 10 mN / m or more and 60 mN / m or less, and more preferably adjusted to 15 mN / m or more and 50 mN / m or less in order to exhibit more effects.
  • the surface tension of the gas barrier coating layer coating liquid is ⁇ 20 mN / m with respect to the wet tension of the water vapor barrier coating layer surface, so that the adhesion between the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer is improved.
  • the barrier coating layer of the first invention includes the above-described water vapor barrier resin, gas barrier resin, other resins, pigments, water repellents, surfactants, dispersants, thickeners, water retention agents, antifoams Various commonly used auxiliaries such as agents, water resistance agents, dyes, fluorescent dyes and the like can be used.
  • the coating method of the barrier coating layer is not particularly limited, and it can be applied by a known coating apparatus and coating system.
  • the coating apparatus include a blade coater, a bar coater, a roll coater, an air knife coater, a reverse roll coater, a curtain coater, a spray coater, a size press coater, and a gate roll coater.
  • the coating system an aqueous coating mainly using water as a medium is preferable.
  • a method for drying the barrier coating layer for example, usual methods such as a steam heater, a gas heater, an infrared heater, an electric heater, a hot air heater, a microwave, a cylinder dryer, and the like are used.
  • the coating amount of the barrier coating layer is preferably set to 3.2 g / m 2 or more 70 g / m 2 or less by dry weight, 5.2 g / M 2 or more and 60 g / m 2 or less is more preferable, and 7.2 g / m 2 or more and 40 g / m 2 or less is more preferable.
  • the coating amount of the water vapor barrier coating layer is 3.0 g / m 2 or more and 50 g / m 2 or less in terms of dry weight.
  • the water vapor barrier coating layer may be a single layer or a multilayer of two or more layers.
  • the total coating amount of all the water vapor barrier coating layers is preferably within the above range.
  • the coating amount of the gas barrier coating layer is preferably in a 0.2 g / m 2 or more 20 g / m 2 or less by dry weight. If the coating amount of the gas barrier coating layer is less than 0.2 g / m 2 , it may be difficult to form a uniform gas barrier layer, so that sufficient gas barrier properties may not be obtained. On the other hand, when it is more than 20 g / m 2 , the drying load during coating increases.
  • the gas barrier coating layer may be a single layer or a multilayer of two or more layers. When the gas barrier coating layer is composed of two or more layers, the total coating amount of all the gas barrier coating layers is preferably within the above range.
  • the paper base is a sheet mainly made of pulp, and may contain a filler and various auxiliaries.
  • Pulp includes chemical pulp such as hardwood bleached kraft pulp (LBKP), softwood bleached kraft pulp (NBKP), hardwood unbleached kraft pulp (LUKP), softwood unbleached kraft pulp (NUKP), sulfite pulp, stone grind pulp, thermo Mechanical pulp such as mechanical pulp, wood fiber such as deinked pulp and waste paper pulp, non-wood fiber obtained from kenaf, bamboo, hemp, etc., polyester resin fiber such as polyethylene terephthalate, polyolefin resin fiber such as polypropylene and polyethylene Synthetic fibers such as polyamide resin fibers such as nylon and halogen-containing resin fibers such as polyvinyl chloride can be used, and they can be used by appropriately blending them.
  • LLKP hardwood bleached kraft pulp
  • NKP softwood bleached kraft pulp
  • LKP hardwood unbleached kraft pulp
  • filler known fillers such as white carbon, talc, kaolin, clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, titanium oxide, zeolite, and synthetic resin filler can be used.
  • sulfuric acid bands and various anionic, cationic, nonionic or amphoteric yield improvers, drainage improvers, paper strength enhancers and internal additive sizing agents, etc. Can be used.
  • dyes, fluorescent brighteners, pH adjusters, antifoaming agents, pitch control agents, slime control agents and the like can be added as necessary.
  • the production method (paper making) of the paper base material is not particularly limited, and it is possible to use a known long net former machine, on-top hybrid former machine, gap former machine, Yankee machine, etc.
  • a paper base material can be manufactured by paper making by paper making or alkali paper making.
  • the paper substrate may be a single layer or may be composed of two or more layers.
  • the surface of the paper substrate can be treated with various chemicals. Examples of the drug used include oxidized starch, hydroxyethyl etherified starch, enzyme-modified starch, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, surface sizing agent, water-resistant agent, water retention agent, thickener, lubricant, etc. These can be used alone or in admixture of two or more.
  • pigments kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, satin
  • An inorganic pigment such as white and an organic pigment such as a solid type, a hollow type, or a core-shell type can be used alone or in admixture of two or more.
  • the surface treatment method of the paper substrate is not particularly limited, but a known coating device such as a rod metalling size press, a pound type size press, a gate roll coater, a spray coater, a blade coater, or a curtain coater should be used.
  • a known coating device such as a rod metalling size press, a pound type size press, a gate roll coater, a spray coater, a blade coater, or a curtain coater should be used.
  • Paper bases obtained in this way include fine paper, medium paper, coated paper, glossy paper, kraft paper, glossy kraft paper, bleached kraft paper, glassine paper, paperboard, white paperboard, liners, etc.
  • Various well-known things can be illustrated.
  • the paper base material of the first invention Since the paper base material of the first invention is mainly applied with a coating solution containing water as a medium, the strength when the paper base material is wetted with water is preferably not less than a certain level. Therefore, the wet tensile strength in the paper making direction (MD) is preferably 300 N / m or more.
  • the paper base material of the first invention may be an optimum basis weight according to the use, but generally it is about 30 g / m 2 to 600 g / m 2 , 30 g / m 2 to 500 g / m 2 Is often used.
  • a protective layer may be further provided on at least one surface of the paper barrier material of the first invention.
  • the protective layer prevents the influence (deterioration) of the paper barrier material on the barrier coating layer due to moisture in the air, scratching or cracking of the barrier coating layer, and further increases the water vapor barrier property of the paper barrier material.
  • Gas barrier properties can be imparted, or oil resistance, solvent resistance, heat resistance, wear resistance, impact resistance, light resistance, water resistance, and the like can be imparted.
  • heat sealability can also be provided.
  • the protective layer can be provided on both surfaces of the paper barrier material, but it is preferable to have at least the surface on the side having the barrier coating layer. Furthermore, it is possible to have a protective layer on the gas barrier coating layer of the paper barrier material that has the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer in this order on the paper base material. It is preferable for preventing the influence (deterioration) on the work layer and the gas barrier coating layer.
  • the protective layer include a resin layer, a paper layer, and a metal foil. Among these, a resin layer is preferable. However, in applications where biodegradability is required, the protective layer preferably has biodegradability such as a biodegradable resin.
  • the resin of the resin layer includes polyester, polyvinyl alcohol, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polymethylpentene, polyvinyl chloride, acrylonitrile / butadiene / styrene, acrylonitrile / styrene, polymethylmethacrylic, polychlorinated.
  • Resin derived from fossil resources such as vinylidene, polyamide (nylon), polyacetal, polycarbonate, polylactic acid (PLA), esterified starch, cellulose acetate, polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA), biopolyethylene, Biological resins such as biopolyethylene terephthalate and biopolyurethane can be included.
  • the bio-derived resin includes a high-molecular material having a number average molecular weight (Mn) of 1,000 or more obtained by chemically or biologically synthesizing a material derived from an organic resource that can be regenerated as a raw material.
  • Mn number average molecular weight
  • polylactic acid (PLA), esterified starch, cellulose acetate, polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA) and the like are biodegradable.
  • Any of non-biodegradable resins such as resin, polyethylene, polypropylene, polyester, polyethylene terephthalate, polyamide (nylon), and biopolyethylene can be used.
  • the biodegradable resin is a resin that is decomposed to the molecular level by the action of microorganisms and eventually circulates into the natural world as carbon dioxide and water.
  • the resin layer is preferably a resin laminate layer.
  • the resin laminate layer include an extruded laminate layer, and a film bonding layer such as a barrier film and a vapor deposition film.
  • the resin laminate layer is an extruded laminate layer
  • the above-described various resins are laminated on at least one surface of the paper barrier material as a resin laminate layer by an extrusion lamination method.
  • the resin laminate layer is a film bonding layer
  • the above-mentioned various resin films are bonded as a resin laminate layer on at least one surface of the paper barrier material by a dry lamination method, a sand lamination method, or the like. .
  • examples of the film used for the film bonding layer include the above-described various resin films.
  • films mainly composed of resins such as polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, and the above-mentioned various resin films are coated with these resins such as polyvinyl alcohol.
  • Film a film obtained by bonding a metal foil made of various metals such as aluminum to the above-mentioned various resin films, an inorganic oxide such as silicon oxide or aluminum oxide, or various metals such as aluminum on the above-mentioned various resin films
  • a barrier film such as a vapor deposition film on which an object is vapor-deposited is preferable, and a vapor deposition film is more preferable. Depending on the purpose, these films can be used by laminating one or more layers.
  • the paper barrier material of the first invention preferably has the following barrier properties.
  • the following barrier property value is a value measured in a state where the above-described protective layer is not formed.
  • the paper barrier material of the first invention has excellent barrier properties without using various films and metal foils. (1) Water vapor permeability at a temperature of 40 ⁇ 0.5 ° C. and a relative humidity difference of 90 ⁇ 2% is 50 g / m 2 ⁇ day or less (2) Temperature: oxygen permeability at 23 ° C.
  • the second invention is a paper barrier material in which at least a water vapor barrier coating layer is provided on a paper base material (hereinafter sometimes referred to as “base paper”).
  • base paper a paper base material
  • a gas barrier coating layer may be further provided on the paper substrate.
  • the order of construction of each layer is not particularly limited, it is preferable that the layers are laminated in the order of a paper substrate, a water vapor barrier coating layer, and a gas barrier coating layer.
  • These coating layers can be formed by applying a coating solution mainly containing water as a medium with various coating apparatuses and drying.
  • the paper barrier material having the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer in this order has both excellent water vapor barrier properties and gas barrier properties is presumed as follows.
  • the resin having gas barrier properties used in the gas barrier coating layer polymers such as water-soluble polymers and water-dispersible polymers are generally used as exemplified below, and the gas barrier coating layer on the paper substrate,
  • the water vapor barrier coating layer is provided in this order, the water-soluble polymer or water-dispersible polymer can be absorbed by water in the paper base or in the air that permeates through the paper base.
  • the gas barrier coating layer contained tends to deteriorate.
  • the water vapor barrier coating layer can be used for gas barrier coating such as moisture in the paper substrate.
  • the influence (deterioration) on the construction layer can be effectively suppressed.
  • steam barrier coating layer and a gas barrier coating layer in this order has favorable water vapor
  • the paper base is a sheet mainly made of pulp, and may contain a filler and various auxiliaries.
  • Pulp includes chemical pulp such as hardwood bleached kraft pulp (LBKP), softwood bleached kraft pulp (NBKP), hardwood unbleached kraft pulp (LUKP), softwood unbleached kraft pulp (NUKP), sulfite pulp, stone grind pulp, thermo Mechanical pulp such as mechanical pulp, wood fiber such as deinked pulp and waste paper pulp, non-wood fiber obtained from kenaf, bamboo, hemp, etc., polyester resin fiber such as polyethylene terephthalate, polyolefin resin fiber such as polypropylene and polyethylene Synthetic fibers such as polyamide resin fibers such as nylon and halogen-containing resin fibers such as polyvinyl chloride can be used, and they can be used by appropriately blending them.
  • LLKP hardwood bleached kraft pulp
  • NKP softwood bleached kraft pulp
  • LKP hardwood unbleached kraft pulp
  • filler known fillers such as white carbon, talc, kaolin, clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, titanium oxide, zeolite, and synthetic resin filler can be used.
  • sulfuric acid bands and various anionic, cationic, nonionic or amphoteric yield improvers, drainage improvers, paper strength enhancers and internal additive sizing agents, etc. Can be used.
  • dyes, fluorescent brighteners, pH adjusters, antifoaming agents, pitch control agents, slime control agents and the like can be added as necessary.
  • the production method (paper making) of the paper base material is not particularly limited, and it is possible to use a known long net former machine, on-top hybrid former machine, gap former machine, Yankee machine, etc.
  • a paper base material can be manufactured by paper making by paper making or alkali paper making.
  • the paper substrate may be a single layer or may be composed of two or more layers.
  • the surface of the paper substrate can be treated with various chemicals. Examples of the drug used include oxidized starch, hydroxyethyl etherified starch, enzyme-modified starch, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, surface sizing agent, water-resistant agent, water retention agent, thickener, lubricant, etc. These can be used alone or in admixture of two or more.
  • pigments kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, satin
  • An inorganic pigment such as white and an organic pigment such as a solid type, a hollow type, or a core-shell type can be used alone or in admixture of two or more.
  • the surface treatment method of the paper substrate is not particularly limited, but a known coating device such as a rod metalling size press, a pound type size press, a gate roll coater, a spray coater, a blade coater, or a curtain coater should be used.
  • a known coating device such as a rod metalling size press, a pound type size press, a gate roll coater, a spray coater, a blade coater, or a curtain coater should be used.
  • Paper bases obtained in this way include fine paper, medium paper, coated paper, glossy paper, kraft paper, glossy kraft paper, bleached kraft paper, glassine paper, paperboard, white paperboard, liners, etc.
  • Various well-known things can be illustrated.
  • the paper base material of the second invention has a drip oil absorption of 50 seconds or more, preferably 100 seconds or more.
  • the water vapor barrier coating layer is compared with the pigment component and the resin component.
  • the resin component tends to increase.
  • Most of the water vapor barrier resins are oleophilic resins, and the drip oil absorption of the paper substrate is 50 seconds or more in order to suppress penetration into the paper substrate.
  • the drip oil absorption of the paper substrate When the drip oil absorption of the paper substrate is 50 seconds or more, these water vapor barrier resin components tend to stay on the surface of the paper, and a uniform film that effectively exhibits the water vapor barrier property is easily generated. As a result, good water vapor barrier properties can be obtained.
  • the drip oil absorption of the paper substrate can be adjusted by the surface treatment conditions, the amount of the internal additive, the amount of the internal additive, and the like.
  • the paper base material of the second invention Since the paper base material of the second invention is mainly applied with a coating solution containing water as a medium, the strength when the paper base material is wet with water is preferably not less than a certain level. Therefore, the wet tensile strength in the paper making direction (MD) is preferably 300 N / m or more.
  • the paper substrate of the second invention may have an optimum basis weight depending on the application, but generally it is about 30 g / m 2 to 600 g / m 2 and 30 g / m 2 to 500 g / m 2 . Is often used.
  • the paper barrier material of the second invention has a water vapor barrier coating layer on at least one surface on the paper substrate.
  • the paper substrate, the water vapor barrier coating layer, and the gas barrier coating layer are preferably laminated in this order.
  • the water vapor barrier resin to be contained in the water vapor barrier coating layer is a water-soluble or water-dispersible water-based resin having water vapor barrier properties, such as styrene / butadiene, styrene / acrylic.
  • Various copolymers such as ethylene / vinyl acetate, paraffin (WAX), polyester resin, butadiene / methyl methacrylate, vinyl acetate / butyl acrylate, maleic anhydride copolymer, acrylic acid / methyl methacrylate copolymer
  • Synthetic adhesives such as coalescence, or paraffin (WAX) blended synthetic adhesives or the like can be used alone or in admixture of two or more.
  • the second invention it is preferable to use a mixture of two or more. Moreover, in order to improve the adhesiveness of a water vapor
  • polyvinyl alcohols such as fully saponified polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, and ethylene copolymerized polyvinyl alcohol, proteins such as casein, soy protein, and synthetic protein, oxidation Starch, cationized starch, urea phosphated starch, starch such as hydroxyethyl etherified starch, cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, water-soluble polymers such as polyvinylpyrrolidone, sodium alginate, etc. It can also be used in combination with a water vapor barrier resin.
  • the water vapor barrier coating layer contains a pigment in terms of adhesion between the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer in the configuration having the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer.
  • Inorganic pigments such as kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, satin white, etc.
  • Organic pigments such as hollow type or core-shell type can be used alone or in combination of two or more.
  • inorganic pigments such as kaolin, talc, clay and mica having a flat shape are preferable, and kaolin and mica are more preferable.
  • inorganic pigments having a volume 50% average particle diameter (D50) (hereinafter also referred to as “average particle diameter”) of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more alone or in combination. If the average particle size or aspect ratio of the inorganic pigment used is smaller than the above range, the number of times that the water vapor bypasses the water vapor barrier coating layer is reduced, and the moving distance is shortened. As a result, the water vapor barrier property is improved. May become smaller.
  • the water vapor barrier resin when the pigment is contained in the water vapor barrier coating layer, is preferably contained in the range of 30 parts by weight to 350 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the dry pigment. More preferably, it is 50 weight part or more, More preferably, it is 80 weight part or more. Further, it is more preferably 250 parts by weight or less, and still more preferably 200 parts by weight or less.
  • a crosslinking agent represented by a polyvalent metal salt or the like can be added to the water vapor barrier coating layer. Since the crosslinking agent causes a crosslinking reaction with the water vapor barrier resin or water-soluble polymer contained in the water vapor barrier coating layer, the number of bonds (crosslinking points) in the water vapor barrier coating layer increases. That is, the water vapor barrier coating layer has a dense structure and can exhibit good water vapor barrier properties.
  • the type of the crosslinking agent is not particularly limited, and in accordance with the type of the water vapor barrier resin or water-soluble polymer contained in the water vapor barrier coating layer, a polyvalent metal salt (copper, Multivalent metals such as zinc, silver, iron, potassium, sodium, zirconium, aluminum, calcium, barium, magnesium, titanium, carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, silicate ion, nitrogen oxide, boron oxide Etc.), amine compounds, amide compounds, aldehyde compounds, hydroxy acids and the like can be appropriately selected and used.
  • a polyvalent metal salt copper, Multivalent metals such as zinc, silver, iron, potassium, sodium, zirconium, aluminum, calcium, barium, magnesium, titanium, carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, silicate ion, nitrogen oxide, boron oxide Etc.
  • a polyvalent metal salt from the viewpoint of expression of a crosslinking effect. More preferably, potassium alum is used.
  • the amount of the crosslinking agent can be blended without particular limitation as long as it is within the range of the paint concentration and the paint viscosity that can be applied, but preferably the crosslinking agent is 1 with respect to 100 parts by weight of the pigment. It is not less than 10 parts by weight and more preferably not less than 3 parts by weight and not more than 5 parts by weight. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of adding the crosslinking agent may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the amount is more than 10 parts by weight, the viscosity of the coating material is remarkably increased and coating may be difficult.
  • the crosslinking agent when added to the paint for the water vapor barrier coating layer, it is preferable that the crosslinking agent is dissolved in a polar solvent such as ammonia and then added to the coating.
  • a polar solvent such as ammonia
  • a bond is formed between the cross-linking agent and the polar solvent, so that even if added to the paint, a cross-linking reaction with the water vapor barrier resin or water-soluble polymer does not occur immediately. Can be suppressed.
  • the polar solvent component when the polar solvent component is volatilized by drying after coating on the paper substrate, a crosslinking reaction with the water vapor barrier resin or water-soluble polymer occurs, and a dense water vapor barrier coating layer is formed. Guessed.
  • a water repellent may be contained in the water vapor barrier coating layer in order to improve the water vapor barrier property.
  • water repellents include paraffinic water repellents mainly composed of alkane compounds, natural oil and fat water repellents derived from animals and plants such as carnauba and lanolin, silicone-containing water repellents containing silicone or silicone compounds, and fluorine compounds. Examples thereof include a fluorine-containing water repellent.
  • These water repellents can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the water repellent is not particularly limited, but the blending amount of the water repellent is 100 parts by weight in total of the water vapor barrier resin and the water-soluble polymer in dry weight.
  • the water repellent is preferably 1 part by weight or more and 100 parts by weight or less. If the blending amount of the water repellent is less than 1 part by weight, the effect of improving the water vapor barrier property may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the amount exceeds 100 parts by weight, the gas barrier coating layer is difficult to form uniformly when the gas barrier coating layer is provided on the water vapor barrier coating layer, so that the gas barrier property may be lowered.
  • the wet tension on the surface of the water vapor barrier coating layer can be 10 mN / m or more and 60 mN / m or less, and 15 mN If it is / m or more and 50 mN / m or less, an effect will be exhibited more.
  • the water vapor barrier coating layer includes the above water vapor barrier resin, water-soluble polymer, pigment, cross-linking agent, water repellent, dispersant, thickener, water retention agent, antifoaming agent, Various commonly used auxiliaries such as water-resistant agents, dyes, fluorescent dyes and the like can be used.
  • the gas barrier coating layer may contain a polymer having gas barrier properties, such as a water-soluble polymer and a water-dispersible polymer.
  • the water-soluble polymer used in the gas barrier coating layer includes polyvinyl alcohols such as fully saponified polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, and ethylene copolymerized polyvinyl alcohol, casein, soybean protein, and synthetic protein.
  • polyvinyl alcohols and cellulose derivatives are preferable, and polyvinyl alcohols are more preferable.
  • water-dispersible polymer used for the gas barrier coating layer include polyvinylidene chloride, ethylene vinyl acetate resin, and modified polyolefin resin.
  • a gas barrier coating layer contains a pigment from the viewpoint of improving the gas barrier property.
  • pigments used in the gas barrier coating layer kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, Inorganic pigments such as silicic acid, silicate, colloidal silica, and satin white, and organic pigments such as solid type, hollow type, and core-shell type can be used alone or in combination of two or more.
  • flat inorganic pigments such as kaolin, talc, clay and mica from the viewpoint of gas barrier properties, and flat inorganic pigments having an average particle diameter of 3 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more are used. It is more preferable to use a flat inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 30 or more.
  • a gas barrier coating layer contains a pigment
  • a gas such as oxygen passes around the pigment.
  • a gas barrier coating layer made of a polymer such as a water-soluble polymer or a water-dispersible polymer that does not contain a pigment.
  • a gas barrier coating layer containing an inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more can further contain a pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or less.
  • voids in the gas barrier coating layer formed of an inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more can be further reduced. Gas barrier properties are exhibited. That is, when the gas barrier coating layer contains pigments having different average particle sizes, the voids formed by the inorganic pigment having a large average particle size are filled with the pigment having a small average particle size in the gas barrier coating layer. Since gas such as oxygen bypasses the pigment and passes through, it is presumed that it has a high gas barrier property as compared with a gas barrier coating layer not containing a pigment having a different average particle size.
  • the inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more and a pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or less when used in combination, the inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more.
  • the blending ratio of the pigment having an average particle size of 5 ⁇ m or less can be 50/50 to 99/1 in terms of dry weight. If the blending ratio of the inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more is less than the above range, the number of times that a gas such as oxygen bypasses the gas barrier coating layer is reduced, and the moving distance is shortened. In addition, the gas barrier property improving effect may be reduced.
  • the void formed by the inorganic pigment having a large average particle size in the gas barrier coating layer cannot be sufficiently filled with the pigment having an average particle size of 5 ⁇ m or less, and therefore further improvement in gas barrier properties is observed. I can't.
  • the pigment having an average particle size of 5 ⁇ m or less used in combination with an inorganic pigment having an average particle size of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more includes kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy carbonate Inorganic pigments such as calcium, light calcium carbonate, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, and satin white, and organic pigments such as solid type, hollow type, and core-shell type Can be used alone or in admixture of two or more. Among these pigments, it is preferable to use heavy calcium carbonate.
  • Inorganic pigments such as calcium, light calcium carbonate, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, and satin white
  • organic pigments such as solid type, hollow type, and core-shell type Can be used alone or in
  • the blending ratio of the pigment, the water-soluble polymer and the water-dispersible polymer is dry weight, and the pigment / (water-soluble polymer and water-dispersible polymer).
  • the sum of the above) is preferably 1/100 to 1000/100. If the ratio of the pigment is out of the above range, the gas barrier property improving effect may be reduced.
  • the pigment when the pigment is blended into the water-soluble polymer or the water-dispersible polymer, it is preferable to add and mix the slurry of the pigment.
  • a crosslinking agent typified by a polyvalent metal salt or the like can be added to the gas barrier coating layer. Since the crosslinking agent causes a crosslinking reaction with a polymer such as a water-soluble polymer or a water-dispersible polymer contained in the gas barrier coating layer, the number of bonds (crosslinking points) in the gas barrier coating layer increases. That is, the gas barrier coating layer has a dense structure and can exhibit good gas barrier properties.
  • the type of the crosslinking agent is not particularly limited, and a polyvalent metal is selected according to the type of polymer such as a water-soluble polymer or water-dispersible polymer contained in the gas barrier coating layer.
  • Salt copper, zinc, silver, iron, potassium, sodium, zirconium, aluminum, calcium, barium, magnesium, titanium and other polyvalent metals, carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, silicate ion, nitrogen oxide ,
  • an amine compound, an amide compound, an aldehyde compound, a hydroxy acid, and the like can be appropriately selected and used.
  • it is preferable to use a polyvalent metal salt from a viewpoint of expression of a crosslinking effect and it is more preferable to use potassium alum.
  • the amount of the crosslinking agent can be blended without particular limitation as long as it is within the range of the paint concentration and the paint viscosity that can be applied, but preferably the crosslinking agent is 1 with respect to 100 parts by weight of the pigment. It is not less than 10 parts by weight and more preferably not less than 3 parts by weight and not more than 5 parts by weight. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of adding the crosslinking agent may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the amount is more than 10 parts by weight, the viscosity of the coating material is remarkably increased and coating may be difficult.
  • a surfactant in order to improve the adhesion to the water vapor barrier coating layer, can be contained in the gas barrier coating layer.
  • a surfactant can be contained in the gas barrier coating layer.
  • any one of anionic surfactant, cationic surfactant, amphoteric surfactant and nonionic surfactant can be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination.
  • Specific types include silicone surfactants, fluorine surfactants, alcohol surfactants, acetylene surfactants having an acetylene group, and acetylenic diol surfactants having an acetylene group and two hydroxyl groups.
  • alkyl sulfonic acid surfactants having an alkyl group and sulfonic acid examples thereof include ester surfactants and phenol surfactants.
  • ester surfactants and phenol surfactants examples thereof include ester surfactants and phenol surfactants.
  • uniformity of a gas barrier coating layer will improve if the leveling property of a coating material improves, gas barrier property will improve.
  • the surface tension of the gas barrier coating layer paint can be adjusted to 10 mN / m or more and 60 mN / m or less, and more effective. Is preferably adjusted to 15 mN / m or more and 50 mN / m or less.
  • the surface tension of the coating for the gas barrier coating layer is set to ⁇ 20 mN / m with respect to the wet tension on the surface of the water vapor barrier coating layer. To preferred.
  • the gas barrier coating layer includes the above-mentioned water-soluble polymer, water-dispersible polymer, pigment, crosslinking agent, surfactant, dispersant, thickener, water retention agent, antifoaming agent, Various commonly used auxiliaries such as water-resistant agents, dyes, fluorescent dyes and the like can be used.
  • the method for coating the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer is not particularly limited, and coating can be performed with a known coating apparatus and coating system.
  • the coating apparatus include a blade coater, a bar coater, a roll coater, an air knife coater, a reverse roll coater, a curtain coater, a spray coater, a size press coater, and a gate roll coater.
  • the coating system an aqueous coating mainly using water as a medium is preferable.
  • a method for drying the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer for example, usual methods such as a steam heater, a gas heater, an infrared heater, an electric heater, a hot air heater, a microwave, and a cylinder dryer are used.
  • the coating amount of the water vapor barrier coating layer is preferably 3 g / m 2 or more and 50 g / m 2 or less by dry weight, and more preferably 5 g / m 2 or more and 40 g / m 2 or less. Preferably, it is more preferably 7 g / m 2 or more and 20 g / m 2 or less.
  • the coating amount of the water vapor barrier coating layer is less than 3 g / m 2 , it becomes difficult to completely coat the paper substrate with the coating liquid, and sufficient water vapor barrier properties cannot be obtained. The work layer may penetrate into the paper substrate, and sufficient gas barrier properties may not be obtained.
  • the water vapor barrier coating layer may be a single layer or a multilayer of two or more layers.
  • the total coating amount of all the water vapor barrier coating layers is preferably within the above range.
  • the coating amount of the gas barrier coating layer is preferably 0.2 g / m 2 or more and 20 g / m 2 or less by dry weight. If the coating amount of the gas barrier coating layer is less than 0.2 g / m 2 , it may be difficult to form a uniform gas barrier coating layer, so that sufficient gas barrier properties may not be obtained. On the other hand, when it is more than 20 g / m 2 , the drying load during coating increases.
  • the gas barrier coating layer may be a single layer or a multilayer of two or more layers. When the gas barrier coating layer is composed of two or more layers, the total coating amount of all the gas barrier coating layers is preferably within the above range.
  • a protective layer may be further provided on at least one surface of the paper barrier material of the second invention.
  • the protective layer prevents the influence (deterioration) of the water barrier coating layer and the gas barrier coating layer of the paper barrier material due to moisture in the air, scratching and cracking of the barrier coating layer, etc. on the paper barrier material. Further water vapor barrier properties and gas barrier properties can be imparted, or oil resistance, solvent resistance, heat resistance, wear resistance, impact resistance, light resistance, water resistance and the like can be imparted. Moreover, when a protective layer is a resin layer, heat sealability can also be provided.
  • the protective layer can be provided on both sides of the paper barrier material, but is preferably provided on at least the side having the water vapor barrier coating layer. Furthermore, it is possible to have a protective layer on the gas barrier coating layer of the paper barrier material that has the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer in this order on the paper base material. It is preferable for preventing the influence (deterioration) on the work layer and the gas barrier coating layer.
  • the protective layer include a resin layer, a paper layer, and a metal foil. Among these, a resin layer is preferable. However, in applications where biodegradability is required, the protective layer preferably has biodegradability such as a biodegradable resin.
  • the resin of the resin layer includes polyester, polyvinyl alcohol, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polymethylpentene, polyvinyl chloride, acrylonitrile / butadiene / styrene, acrylonitrile / styrene, polymethylmethacrylic, polychlorinated.
  • Resin derived from fossil resources such as vinylidene, polyamide (nylon), polyacetal, polycarbonate, polylactic acid (PLA), esterified starch, cellulose acetate, polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA), biopolyethylene, Biological resins such as biopolyethylene terephthalate and biopolyurethane can be included.
  • the bio-derived resin includes a high-molecular material having a number average molecular weight (Mn) of 1,000 or more obtained by chemically or biologically synthesizing a material derived from an organic resource that can be regenerated as a raw material.
  • Mn number average molecular weight
  • polylactic acid (PLA), esterified starch, cellulose acetate, polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA) and the like are biodegradable.
  • Any of non-biodegradable resins such as resin, polyethylene, polypropylene, polyester, polyethylene terephthalate, polyamide (nylon), and biopolyethylene can be used.
  • the biodegradable resin is a resin that is decomposed to the molecular level by the action of microorganisms and eventually circulates into the natural world as carbon dioxide and water.
  • the resin layer is preferably a resin laminate layer.
  • the resin laminate layer include an extruded laminate layer, and a film bonding layer such as a barrier film and a vapor deposition film.
  • the resin laminate layer is an extruded laminate layer
  • the above-described various resins are laminated on at least one surface of the paper barrier material as a resin laminate layer by an extrusion lamination method.
  • the resin laminate layer is a film bonding layer
  • the above-mentioned various resin films are bonded as a resin laminate layer on at least one surface of the paper barrier material by a dry lamination method, a sand lamination method, or the like. .
  • examples of the film used for the film bonding layer include the above-mentioned various resin films.
  • films mainly composed of resins such as polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, and the above-mentioned various resin films are coated with these resins such as polyvinyl alcohol.
  • Film a film obtained by bonding a metal foil made of various metals such as aluminum to the above-mentioned various resin films, an inorganic oxide such as silicon oxide or aluminum oxide, or various metals such as aluminum on the above-mentioned various resin films
  • a barrier film such as a vapor deposition film on which an object is vapor-deposited is preferable, and a vapor deposition film is more preferable. Depending on the purpose, these films can be used by laminating one or more layers.
  • the paper barrier material of the second invention preferably has the following barrier properties.
  • the following barrier property value is a value measured in a state where the above-described protective layer is not formed.
  • the paper barrier material of the second invention has excellent barrier properties without using various films and metal foils.
  • (1) Water vapor permeability at a temperature of 40 ⁇ 0.5 ° C. and a relative humidity difference of 90 ⁇ 2% is 200 g / m 2 ⁇ day or less. 2 ⁇ day ⁇ atm or less More preferably, it has the following barrier properties.
  • the third invention is a paper barrier material in which at least a water vapor barrier coating layer is provided on a paper substrate (hereinafter sometimes referred to as “base paper”).
  • a gas barrier coating layer may be further provided on the paper substrate.
  • the order of construction of each layer is not particularly limited, it is preferable that the layers are laminated in the order of a paper substrate, a water vapor barrier coating layer, and a gas barrier coating layer.
  • These coating layers can be formed by applying a coating solution mainly containing water as a medium with various coating apparatuses and drying.
  • the paper barrier material having the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer in this order has both excellent water vapor barrier properties and gas barrier properties is presumed as follows.
  • the resin having gas barrier properties used in the gas barrier coating layer polymers such as water-soluble polymers and water-dispersible polymers are generally used as exemplified below, and the gas barrier coating layer on the paper substrate,
  • the water vapor barrier coating layer is provided in this order, the water-soluble polymer or water-dispersible polymer can be absorbed by water in the paper base or in the air that permeates through the paper base.
  • the gas barrier coating layer contained tends to deteriorate.
  • the water vapor barrier coating layer can be used for gas barrier coating such as moisture in the paper substrate.
  • the influence (deterioration) on the construction layer can be effectively suppressed.
  • steam barrier coating layer and a gas barrier coating layer in this order has favorable water vapor
  • the paper base is a sheet mainly made of pulp, and may contain a filler and various auxiliaries.
  • Pulp includes chemical pulp such as hardwood bleached kraft pulp (LBKP), softwood bleached kraft pulp (NBKP), hardwood unbleached kraft pulp (LUKP), softwood unbleached kraft pulp (NUKP), sulfite pulp, stone grind pulp, thermo Mechanical pulp such as mechanical pulp, wood fiber such as deinked pulp and waste paper pulp, non-wood fiber obtained from kenaf, bamboo, hemp, etc., polyester resin fiber such as polyethylene terephthalate, polyolefin resin fiber such as polypropylene and polyethylene Synthetic fibers such as polyamide resin fibers such as nylon and halogen-containing resin fibers such as polyvinyl chloride can be used, and they can be used by appropriately blending them.
  • LLKP hardwood bleached kraft pulp
  • NKP softwood bleached kraft pulp
  • LKP hardwood unbleached kraft pulp
  • filler known fillers such as white carbon, talc, kaolin, clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, titanium oxide, zeolite, and synthetic resin filler can be used.
  • sulfuric acid bands and various anionic, cationic, nonionic or amphoteric yield improvers, drainage improvers, paper strength enhancers and internal additive sizing agents, etc. Can be used.
  • dyes, fluorescent brighteners, pH adjusters, antifoaming agents, pitch control agents, slime control agents and the like can be added as necessary.
  • the production method (paper making) of the paper base material is not particularly limited, and it is possible to use a known long net former machine, on-top hybrid former machine, gap former machine, Yankee machine, etc.
  • a paper base material can be manufactured by paper making by paper making or alkali paper making.
  • the paper substrate may be a single layer or may be composed of two or more layers.
  • it is possible to treat the surface of the paper substrate with various chemicals. Examples of the drug used include oxidized starch, hydroxyethyl etherified starch, enzyme-modified starch, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, surface sizing agent, water-resistant agent, water retention agent, thickener, lubricant, etc. These can be used alone or in admixture of two or more.
  • pigments kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, satin
  • An inorganic pigment such as white and an organic pigment such as a solid type, a hollow type, or a core-shell type can be used alone or in admixture of two or more.
  • the surface treatment method of the paper substrate is not particularly limited, but a known coating device such as a rod metalling size press, a pound type size press, a gate roll coater, a spray coater, a blade coater, or a curtain coater should be used.
  • a known coating device such as a rod metalling size press, a pound type size press, a gate roll coater, a spray coater, a blade coater, or a curtain coater should be used.
  • Paper bases obtained in this way include fine paper, medium paper, coated paper, glossy paper, kraft paper, glossy kraft paper, bleached kraft paper, glassine paper, paperboard, white paperboard, liners, etc.
  • Various well-known things can be illustrated.
  • the paper base material of the third invention is mainly applied with a coating solution containing water as a medium, it is preferable that the strength when the paper base material is wet is more than a certain level. Therefore, the wet tensile strength in the paper making direction (MD) is preferably 300 N / m or more.
  • the paper base material of the third invention may have an optimum basis weight according to the use, but in general, about 30 g / m 2 to 600 g / m 2 , 30 g / m 2 to 500 g / m 2 Is often used.
  • the paper barrier material of the third invention has a water vapor barrier coating layer on at least one surface on the paper substrate.
  • the paper substrate, the water vapor barrier coating layer, and the gas barrier coating layer are preferably laminated in this order.
  • the water vapor barrier resin to be contained in the water vapor barrier coating layer is a water-soluble or water-dispersible water-based resin having water vapor barrier properties, such as styrene / butadiene, styrene / acrylic.
  • Various copolymers such as ethylene / vinyl acetate, paraffin (WAX), polyester resin, butadiene / methyl methacrylate, vinyl acetate / butyl acrylate, maleic anhydride copolymer, acrylic acid / methyl methacrylate copolymer
  • Synthetic adhesives such as coalescence, or paraffin (WAX) blended synthetic adhesives or the like can be used alone or in admixture of two or more. In the third invention, it is preferable to use a mixture of two or more.
  • the water vapor barrier coating layer of the third invention contains at least a water vapor barrier resin A having a melting point of 110 ° C. or higher and a water vapor barrier resin B having a melting point of less than 110 ° C.
  • a resin water-dispersible resin
  • a resin such as an emulsion system in which particles are dispersed in water forms a film (film formation) between the particles as drying progresses.
  • the temperature range at which a water-dispersible resin forms a film is considered to be the melting point of the resin dispersed in water.
  • water-soluble resin when the water-soluble resin is dried, water as a solvent evaporates, and the resin dissolved in water is cured to form a film (film formation).
  • the temperature range in which the water-soluble resin is cured depends on the inherent melting point of the resin dissolved in water.
  • the temperature zone for forming a film is the temperature zone for curing the water-soluble resin (the melting point of the resin dissolved in water) ) Contains those having a temperature of 110 ° C. or higher and those having a temperature lower than 110 ° C.
  • the melting point of each resin satisfies the above range, the melting point is more than a certain distance across the vicinity of the boiling point of water, so the film formation proceeds in order from the low melting point, and the same quality resin film can be formed in layers It is estimated that the water vapor barrier property is excellent.
  • the water vapor barrier resin A having a melting point of 110 ° C. or higher is a water-soluble resin
  • the water vapor barrier resin B having a melting point of less than 110 ° C. is a water dispersible resin.
  • steam barrier resin can be measured by detecting the peak of endothermic reaction using a differential scanning calorimeter (DSC), for example.
  • polyvinyl alcohols such as fully saponified polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, and ethylene copolymerized polyvinyl alcohol, proteins such as casein, soy protein, and synthetic protein, oxidation Starch, cationized starch, urea phosphated starch, starch such as hydroxyethyl etherified starch, cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, water-soluble polymers such as polyvinylpyrrolidone, sodium alginate, etc. It can also be used in combination with a water vapor barrier resin.
  • the water vapor barrier coating layer contains a pigment in the configuration having the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer from the viewpoint of adhesion between the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer.
  • Inorganic pigments such as kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, satin white, etc.
  • Organic pigments such as hollow type or core-shell type can be used alone or in combination of two or more.
  • flat inorganic pigments such as kaolin, talc, clay, and mica, which are flat in shape, are preferable from the viewpoints of improving water vapor barrier properties and suppressing penetration of the gas barrier coating layer, and kaolin and mica are more preferable.
  • flat inorganic pigments having a volume 50% average particle diameter (D50) (hereinafter also referred to as “average particle diameter”) of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more singly or in combination. It is more preferable to use a mixture of two or more.
  • D50 volume 50% average particle diameter
  • the average particle size or aspect ratio of the inorganic pigment used is smaller than the above range, the number of times that the water vapor bypasses the water vapor barrier coating layer is reduced, and the moving distance is shortened. As a result, the water vapor barrier property is improved. May become smaller.
  • the total amount of the water vapor barrier resin and the water-soluble polymer ranges from 30 parts by weight to 350 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the dry pigment. It is preferable to contain. More preferably, it is 50 weight part or more, More preferably, it is 80 weight part or more. Further, it is more preferably 250 parts by weight or less, and still more preferably 200 parts by weight or less.
  • a crosslinking agent represented by a polyvalent metal salt or the like can be added to the water vapor barrier coating layer. Since the crosslinking agent causes a crosslinking reaction with the water vapor barrier resin or water-soluble polymer contained in the water vapor barrier coating layer, the number of bonds (crosslinking points) in the water vapor barrier coating layer increases. That is, the water vapor barrier coating layer has a dense structure and can exhibit good water vapor barrier properties.
  • the type of the crosslinking agent is not particularly limited, and in accordance with the type of the water vapor barrier resin or water-soluble polymer contained in the water vapor barrier coating layer, a polyvalent metal salt (copper, Multivalent metals such as zinc, silver, iron, potassium, sodium, zirconium, aluminum, calcium, barium, magnesium, titanium, carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, silicate ion, nitrogen oxide, boron oxide Etc.), amine compounds, amide compounds, aldehyde compounds, hydroxy acids and the like can be appropriately selected and used.
  • a polyvalent metal salt copper, Multivalent metals such as zinc, silver, iron, potassium, sodium, zirconium, aluminum, calcium, barium, magnesium, titanium, carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, silicate ion, nitrogen oxide, boron oxide Etc.
  • a polyvalent metal salt from the viewpoint of expression of a crosslinking effect. More preferably, potassium alum is used.
  • the amount of the crosslinking agent can be blended without particular limitation as long as it is within the range of the paint concentration and the paint viscosity that can be applied, but preferably the crosslinking agent is 1 with respect to 100 parts by weight of the pigment. It is not less than 10 parts by weight and more preferably not less than 3 parts by weight and not more than 5 parts by weight. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of adding the crosslinking agent may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the amount is more than 10 parts by weight, the viscosity of the coating material is remarkably increased and coating may be difficult.
  • a crosslinking agent when added to the water vapor barrier coating layer paint, it is preferable to dissolve the crosslinking agent in a polar solvent such as ammonia before adding it to the paint.
  • a polar solvent such as ammonia
  • a bond is formed between the cross-linking agent and the polar solvent, so that even if added to the paint, a cross-linking reaction with the water vapor barrier resin or water-soluble polymer does not occur immediately. Can be suppressed.
  • the polar solvent component when the polar solvent component is volatilized by drying after coating on the paper substrate, a crosslinking reaction with the water vapor barrier resin or water-soluble polymer occurs, and a dense water vapor barrier coating layer is formed. Guessed.
  • a water repellent may be contained in the water vapor barrier coating layer in order to improve the water vapor barrier property.
  • water repellents include paraffinic water repellents mainly composed of alkane compounds, natural oil and fat water repellents derived from animals and plants such as carnauba and lanolin, silicone-containing water repellents containing silicone or silicone compounds, and fluorine compounds. Examples thereof include a fluorine-containing water repellent.
  • These water repellents can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the water repellent is not particularly limited.
  • the water repellent is preferably 1 part by weight or more and 100 parts by weight or less. If the blending amount of the water repellent is less than 1 part by weight, the effect of improving the water vapor barrier property may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the amount exceeds 100 parts by weight, the gas barrier coating layer is difficult to form uniformly when the gas barrier coating layer is provided on the water vapor barrier coating layer, so that the gas barrier property may be lowered.
  • the wet tension of the water vapor barrier coating layer surface can be 10 mN / m or more and 60 mN / m or less, and 15 mN If it is / m or more and 50 mN / m or less, an effect will be exhibited more.
  • the water vapor barrier coating layer includes the above water vapor barrier resin, water-soluble polymer, pigment, crosslinking agent, water repellent, dispersant, thickener, water retention agent, antifoaming agent, Various commonly used auxiliaries such as water-resistant agents, dyes, fluorescent dyes and the like can be used.
  • the gas barrier coating layer may contain a polymer having gas barrier properties, such as a water-soluble polymer and a water-dispersible polymer.
  • the water-soluble polymer used in the gas barrier coating layer includes polyvinyl alcohols such as fully saponified polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, and ethylene copolymerized polyvinyl alcohol, casein, soy protein, and synthetic protein.
  • polyvinyl alcohols and cellulose derivatives are preferable, and polyvinyl alcohols are more preferable.
  • Examples of the water-dispersible polymer used for the gas barrier coating layer include polyvinylidene chloride, ethylene vinyl acetate resin, and modified polyolefin resin.
  • inclusion of a pigment in the gas barrier coating layer is preferable from the viewpoint of improving gas barrier properties.
  • pigments used in the gas barrier coating layer kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, Inorganic pigments such as silicic acid, silicate, colloidal silica, and satin white, and organic pigments such as solid type, hollow type, and core-shell type can be used alone or in combination of two or more.
  • flat inorganic pigments such as kaolin, talc, clay, and mica that are flat in terms of gas barrier properties, and flat inorganic pigments having an average particle diameter of 3 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more. It is more preferable to use a flat inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 30 or more.
  • a gas barrier coating layer contains a pigment
  • a gas such as oxygen passes around the pigment.
  • a gas barrier coating layer made of a polymer such as a water-soluble polymer or a water-dispersible polymer that does not contain a pigment.
  • a gas barrier coating layer containing a flat inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more can further contain a pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or less.
  • voids in the gas barrier coating layer formed of a flat inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more can be further reduced.
  • Excellent gas barrier properties That is, when the gas barrier coating layer contains pigments having different average particle sizes, the voids formed by the inorganic pigment having a large average particle size are filled with the pigment having a small average particle size in the gas barrier coating layer. Since gas such as oxygen bypasses the pigment and passes through, it is presumed that it has a high gas barrier property as compared with a gas barrier coating layer not containing a pigment having a different average particle size.
  • the flat inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more when used in combination with a pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or less, the flatness having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more.
  • the blending ratio of the inorganic pigment and the pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or less can be 50/50 to 99/1 by dry weight.
  • the gas barrier property improving effect may be reduced.
  • the void formed by the inorganic pigment having a large average particle size in the gas barrier coating layer cannot be sufficiently filled with the pigment having an average particle size of 5 ⁇ m or less, and therefore further improvement in gas barrier properties is observed. I can't.
  • the pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or less used in combination with a flat inorganic pigment having an average particle diameter of 5 ⁇ m or more and an aspect ratio of 10 or more includes kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy Inorganic pigments such as calcium carbonate, light calcium carbonate, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, colloidal silica, and satin white, and organic pigments such as solid type, hollow type, or core-shell type Etc. can be used alone or in admixture of two or more. Among these pigments, it is preferable to use heavy calcium carbonate.
  • the blending ratio of the pigment, the water-soluble polymer and the water-dispersible polymer is dry weight, and the pigment / (water-soluble polymer and water-dispersible polymer).
  • the sum of the above) is preferably 1/100 to 1000/100. If the ratio of the pigment is out of the above range, the gas barrier property improving effect may be reduced.
  • the pigment when the pigment is blended in the water-soluble polymer or the water-dispersible polymer, it is preferable to add and mix the slurry of the pigment.
  • a crosslinking agent typified by a polyvalent metal salt or the like can be added to the gas barrier coating layer. Since the crosslinking agent causes a crosslinking reaction with a polymer such as a water-soluble polymer or a water-dispersible polymer contained in the gas barrier coating layer, the number of bonds (crosslinking points) in the gas barrier coating layer increases. That is, the gas barrier coating layer has a dense structure and can exhibit good gas barrier properties.
  • the type of the crosslinking agent is not particularly limited, and a polyvalent metal is selected according to the type of polymer such as a water-soluble polymer or water-dispersible polymer contained in the gas barrier coating layer.
  • Salt copper, zinc, silver, iron, potassium, sodium, zirconium, aluminum, calcium, barium, magnesium, titanium and other polyvalent metals, carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, phosphate ion, silicate ion, nitrogen oxide ,
  • an amine compound, an amide compound, an aldehyde compound, a hydroxy acid, and the like can be appropriately selected and used.
  • it is preferable to use a polyvalent metal salt from a viewpoint of expression of a crosslinking effect and it is more preferable to use potassium alum.
  • the amount of the crosslinking agent can be blended without particular limitation as long as it is within the range of the paint concentration and the paint viscosity that can be applied, but preferably the crosslinking agent is 1 with respect to 100 parts by weight of the pigment. It is not less than 10 parts by weight and more preferably not less than 3 parts by weight and not more than 5 parts by weight. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of adding the crosslinking agent may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the amount is more than 10 parts by weight, the viscosity of the coating material is remarkably increased and coating may be difficult.
  • surfactant in order to improve adhesiveness with a water vapor
  • ionicity of the surfactant there is no limitation on the ionicity of the surfactant, and any one of anionic surfactant, cationic surfactant, amphoteric surfactant and nonionic surfactant can be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination. Specific types include silicone surfactants, fluorine surfactants, alcohol surfactants, acetylene surfactants having an acetylene group, and acetylenic diol surfactants having an acetylene group and two hydroxyl groups.
  • alkyl sulfonic acid surfactants having an alkyl group and sulfonic acid examples thereof include ester surfactants and phenol surfactants.
  • ester surfactants and phenol surfactants examples thereof include ester surfactants and phenol surfactants.
  • uniformity of a gas barrier coating layer will improve if the leveling property of a coating material improves, gas barrier property will improve.
  • the surface tension of the gas barrier coating layer paint can be adjusted to 10 mN / m or more and 60 mN / m or less, and more effective. Is preferably adjusted to 15 mN / m or more and 50 mN / m or less.
  • the surface tension of the coating for the gas barrier coating layer is set to ⁇ 20 mN / m with respect to the wet tension on the surface of the water vapor barrier coating layer. To preferred.
  • the gas barrier coating layer includes the above-mentioned water-soluble polymer, water-dispersible polymer, pigment, crosslinking agent, surfactant, dispersant, thickener, water retention agent, antifoaming agent, Various commonly used auxiliaries such as water-resistant agents, dyes, fluorescent dyes and the like can be used.
  • the method for coating the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer is not particularly limited, and the coating can be performed by a known coating apparatus and coating system.
  • the coating apparatus include a blade coater, a bar coater, a roll coater, an air knife coater, a reverse roll coater, a curtain coater, a spray coater, a size press coater, and a gate roll coater.
  • the coating system an aqueous coating mainly using water as a medium is preferable.
  • a method for drying the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer for example, usual methods such as a steam heater, a gas heater, an infrared heater, an electric heater, a hot air heater, a microwave, and a cylinder dryer are used.
  • the coating amount of the water vapor barrier coating layer is preferably 3 g / m 2 or more and 50 g / m 2 or less in terms of dry weight, and more preferably 5 g / m 2 or more and 40 g / m 2 or less. Preferably, it is more preferably 7 g / m 2 or more and 20 g / m 2 or less.
  • the coating amount of the water vapor barrier coating layer is less than 3 g / m 2 , it becomes difficult to completely coat the paper substrate with the coating liquid, and sufficient water vapor barrier properties cannot be obtained. The work layer may penetrate into the paper substrate, and sufficient gas barrier properties may not be obtained.
  • the water vapor barrier coating layer may be a single layer or a multilayer of two or more layers.
  • the total coating amount of all the water vapor barrier coating layers is preferably within the above range.
  • the coating amount of the gas barrier coating layer is preferably in a 0.2 g / m 2 or more 20 g / m 2 or less by dry weight. If the coating amount of the gas barrier coating layer is less than 0.2 g / m 2 , it may be difficult to form a uniform gas barrier coating layer, so that sufficient gas barrier properties may not be obtained. On the other hand, when it is more than 20 g / m 2 , the drying load during coating increases.
  • the gas barrier coating layer may be a single layer or a multilayer of two or more layers. When the gas barrier coating layer is composed of two or more layers, the total coating amount of all the gas barrier coating layers is preferably within the above range.
  • a protective layer may be further provided on at least one surface of the paper barrier material of the third invention.
  • the protective layer prevents the influence (deterioration) of the water barrier coating layer and the gas barrier coating layer of the paper barrier material due to moisture in the air, scratching and cracking of the barrier coating layer, etc. on the paper barrier material. Further water vapor barrier properties and gas barrier properties can be imparted, or oil resistance, solvent resistance, heat resistance, wear resistance, impact resistance, light resistance, water resistance and the like can be imparted. Moreover, when a protective layer is a resin layer, heat sealability can also be provided.
  • the protective layer can be provided on both sides of the paper barrier material, but is preferably provided on at least the side having the water vapor barrier coating layer. Furthermore, it is possible to have a protective layer on the gas barrier coating layer of the paper barrier material that has the water vapor barrier coating layer and the gas barrier coating layer in this order on the paper base material. It is preferable for preventing the influence (deterioration) on the work layer and the gas barrier coating layer.
  • the protective layer include a resin layer, a paper layer, and a metal foil. Among these, a resin layer is preferable. However, in applications where biodegradability is required, the protective layer preferably has biodegradability such as a biodegradable resin.
  • the resin of the resin layer includes polyester, polyvinyl alcohol, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polymethylpentene, polyvinyl chloride, acrylonitrile / butadiene / styrene, acrylonitrile / styrene, polymethylmethacrylic, polychlorinated.
  • Resin derived from fossil resources such as vinylidene, polyamide (nylon), polyacetal, polycarbonate, polylactic acid (PLA), esterified starch, cellulose acetate, polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA), biopolyethylene, Biological resins such as biopolyethylene terephthalate and biopolyurethane can be included.
  • the bio-derived resin includes a high-molecular material having a number average molecular weight (Mn) of 1,000 or more obtained by chemically or biologically synthesizing a material derived from an organic resource that can be regenerated as a raw material.
  • Mn number average molecular weight
  • polylactic acid (PLA), esterified starch, cellulose acetate, polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA) and the like are biodegradable.
  • Any of non-biodegradable resins such as resin, polyethylene, polypropylene, polyester, polyethylene terephthalate, polyamide (nylon), and biopolyethylene can be used.
  • the biodegradable resin is a resin that is decomposed to the molecular level by the action of microorganisms and eventually circulates into the natural world as carbon dioxide and water.
  • the resin layer is preferably a resin laminate layer.
  • the resin laminate layer include an extruded laminate layer, and a film bonding layer such as a barrier film and a vapor deposition film.
  • the resin laminate layer is an extruded laminate layer
  • the above-described various resins are laminated on at least one surface of the paper barrier material as a resin laminate layer by an extrusion lamination method.
  • the resin laminate layer is a film bonding layer
  • the above-mentioned various resin films are bonded as a resin laminate layer on at least one surface of the paper barrier material by a dry lamination method, a sand lamination method, or the like. .
  • examples of the film used for the film bonding layer include the above-mentioned various resin films.
  • films mainly composed of resins such as polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, and the above-mentioned various resin films are coated with these resins such as polyvinyl alcohol.
  • Film a film obtained by bonding a metal foil made of various metals such as aluminum to the above-mentioned various resin films, an inorganic oxide such as silicon oxide or aluminum oxide, or various metals such as aluminum on the above-mentioned various resin films
  • a barrier film such as a vapor deposition film on which an object is vapor-deposited is preferable, and a vapor deposition film is more preferable. Depending on the purpose, these films can be used by laminating one or more layers.
  • the paper barrier material of the third invention preferably has the following barrier properties.
  • the following barrier property value is a value measured in a state where the above-described protective layer is not formed.
  • the paper barrier material of the third invention has excellent barrier properties without using various films and metal foils.
  • (1) Water vapor permeability at a temperature of 40 ⁇ 0.5 ° C. and a relative humidity difference of 90 ⁇ 2% is 200 g / m 2 ⁇ day or less. 2 ⁇ day ⁇ atm or less More preferably, it has the following barrier properties.
  • the paper barrier material of the present invention is a paper barrier material or laminated with various resins, etc., laminated with various general purpose films, barrier films, aluminum foil, etc. It can be a packaging material used for packaging applications such as paper containers, cardboard boxes, trays, cups, liquid paper containers, etc., or a laminate used for industrial materials and building materials. Among these, it can be suitably used as a packaging material used for packaging applications such as packaging materials for foods, bags, paper containers, cardboard boxes, trays, cups, liquid paper containers, etc. It can be particularly preferably used.
  • the soft packaging material is a packaging material composed of a material rich in flexibility. Generally, a thin flexible material such as paper, film, aluminum foil, etc. is used alone or bonded. Refers to packaging material.
  • the packaging material which maintains a solid shape by putting the contents, such as a bag, is pointed out.
  • the paper barrier material of the present invention is used as a packaging material such as food, particularly as a soft packaging material, it is laminated with a resin having heat sealability to improve the sealing property as a packaging material and oxidize the contents with oxygen. Protects against deterioration due to moisture and humidity, and can extend the storage period.
  • a resin having heat sealability to improve the sealing property as a packaging material and oxidize the contents with oxygen.
  • it is possible to prevent decay and deterioration by suppressing the intrusion of oxygen and moisture, and to prevent the odor of solvent from leaking out. Effects such as barrier properties are expected.
  • the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
  • the part and% in an example show a weight part and weight%, respectively.
  • the obtained paper barrier material was tested based on the following evaluation method.
  • Water vapor permeability Measured using a moisture permeability measuring instrument (Dr. Lyssy, L80-4000) under conditions of a temperature of 40 ⁇ 0.5 ° C. and a relative humidity difference of 90 ⁇ 2%. In addition, it measured using the paper-made barrier materials before providing a protective layer.
  • Oxygen permeability Measured using an oxygen permeability measuring device (manufactured by MOCON, OX-TRAN 2/21) under conditions of 23 ° C.-0% RH and 23 ° C.-85% RH. In addition, it measured using the paper-made barrier materials before providing a protective layer.
  • Aspect ratio of flat inorganic pigment measured by the method described above.
  • Drip oil absorption One drop (10 ⁇ l) of general light oil (light oil No. 2) was dropped by its own weight onto the sample with a syringe, and the time until it penetrated into the sample and the liquid surface became dull was measured.
  • Melting point Measured by detecting the endothermic reaction peak using a differential scanning calorimeter (Shimadzu Corporation, DSC-60Plus).
  • Example of the first invention [Example 1] (Preparation of paper substrate 1) 100 parts by weight of hardwood kraft pulp (LBKP) having a Canadian standard freeness (CSF) of 320 ml was used as a raw material pulp. The raw material pulp was made with a long paper machine to obtain a paper having a basis weight of 63.0 g / m 2 . Next, starch (manufactured by Sanus Co., Ltd., Low Cons) prepared to a solid content concentration of 3% was applied to the obtained paper in a total amount of 1.0 g / m 2 and dried, and the speed was 300 min / m using a chilled calendar. The paper substrate 1 having a basis weight of 64.0 g / m 2 was obtained by performing a smoothing process with a linear pressure of 50 kgf / cm 1 pass.
  • LLKP hardwood kraft pulp
  • CSF Canadian standard freeness
  • mica slurry and kaolin slurry are mixed so that mica is 50 parts (solid content) and kaolin is 50 parts (solid content), and 100 parts of pigment (solid content) is styrene / acrylic as a water vapor barrier resin.
  • a copolymer emulsion (manufactured by Seiden Chemical Co., Ltd., product name: Cybinol X-511-374E) was blended to 100 parts (solid content), and a paraffinic water repellent (manufactured by Maruyoshi Chemical Co., Ltd., product name: MYE-35G, a wax-containing polyethylene emulsion) was blended so as to be 100 parts (solid content) with respect to 100 parts of pigment to obtain a coating solution A1 for a water vapor barrier coating layer having a solid content concentration of 22%.
  • a paraffinic water repellent manufactured by Maruyoshi Chemical Co., Ltd., product name: MYE-35G, a wax-containing polyethylene emulsion
  • gas barrier coating layer coating solution B1 As a gas barrier resin, an aqueous solution of polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray Co., Ltd., product name: PVA117) is prepared so as to have a solid content concentration of 10%. In the obtained aqueous polyvinyl alcohol solution, 100 parts of polyvinyl alcohol (solid content) is silicone-based. A surfactant (manufactured by San Nopco, product name: SN wet 125) was blended so as to be 1 part (solid content) to obtain a coating liquid B1 for a gas barrier coating layer.
  • PVA117 polyvinyl alcohol
  • a surfactant manufactured by San Nopco, product name: SN wet 125
  • the coating solution A1 for the water vapor barrier coating layer is coated on one side using a blade coater so that the coating weight is 15 g / m 2 by dry weight, and then dried.
  • One-side coating and drying were performed using a roll coater so that the coating amount B1 for gas barrier coating layer was 5.0 g / m 2 by dry weight to obtain a paper barrier material.
  • Example 2 Use kaolin (product name: Capim CC, aspect ratio: 15) instead of kaolin (product name: Varisurf HX, product name: Varisurf HX, aspect ratio: 100) of the coating liquid A1 for the water vapor barrier coating layer.
  • a paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 1 except that.
  • Example 3 As a flat inorganic pigment B, bentonite (manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd., product name: Kunipia F, aspect ratio: 400) is added sodium pyrophosphate as a dispersing agent (0.4 parts of inorganic pigment), dispersed with a variety mixer and solid A bentonite slurry having a partial concentration of 15% was prepared.
  • the bentonite slurry 50 parts (solid content) was used instead of 50 parts (solid content) of kaolin slurry (product name: Varisurf HX, aspect ratio: 100, manufactured by Imeris Co., Ltd.) of the coating liquid A1 for the water vapor barrier coating layer. Except for the above, a paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 1.
  • Example 4 Preparation of coating solution A2 for water vapor barrier coating layer
  • mica slurry manufactured by Topy Industries, product name: NTS-10, aspect ratio: 1500, solid content concentration: 10%
  • flat inorganic pigment B kaolin (manufactured by Imeris Co., Ltd., product name: Balisurf HX, aspect ratio: 100) was added sodium polyacrylate as a dispersant (0.2 parts of inorganic pigment) and dispersed with a variety mixer.
  • a kaolin slurry having a solid content of 60% was prepared.
  • a heavy calcium carbonate slurry (manufactured by PMMA Tech, product name: FMT-90, solid content concentration 60%) was prepared.
  • the mica slurry, kaolin slurry and heavy calcium carbonate slurry are mixed so that the mica is 54 parts (solid content), the kaolin is 36 parts (solid content), and the heavy calcium carbonate is 10 parts (solid content).
  • 100 parts (solid content) of styrene / acrylic copolymer emulsion product name: Cybinol X-511-374E) as a water vapor barrier resin with respect to 100 parts (solid content) of pigment.
  • a paraffinic water repellent manufactured by Maruyoshi Chemical Co., Ltd., product name: MYE-35G, wax-containing polyethylene emulsion
  • a coating solution A2 for a water vapor barrier coating layer having a concentration of 22% was obtained.
  • a paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 1, except that the water vapor barrier coating layer coating liquid A2 was used instead of the water vapor barrier coating layer coating liquid A1.
  • Example 5 Example 1 except that the mixing ratio of mica and kaolin in the coating solution A1 for the water vapor barrier coating layer was mixed so that mica was 60 parts (solid content) and kaolin was 40 parts (solid content). Thus, a paper barrier material was obtained.
  • Example 6 Example 1 except that the mixing ratio of mica and kaolin in the coating solution A1 for the water vapor barrier coating layer was mixed so that mica was 30 parts (solid content) and kaolin was 70 parts (solid content). Thus, a paper barrier material was obtained.
  • Example 7 As a flat inorganic pigment A, bentonite (manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd., product name: Kunipia F, aspect ratio: 400) was added sodium pyrophosphate as a dispersing agent (0.4 parts of inorganic pigment), dispersed with a variety mixer and solid A bentonite slurry having a partial concentration of 15% was prepared.
  • the bentonite slurry 50 described above was replaced with 50 parts (solid content) of mica slurry (product name: NTS-10, aspect ratio: 1500, solid content concentration 10%, manufactured by Topy Industries, Ltd.) of the coating liquid A1 for the water vapor barrier coating layer.
  • a paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the part (solid content) was used.
  • the paper barrier materials of Examples 1 to 7 are superior to the paper barrier material of Comparative Example 1 in water vapor barrier properties and gas barrier properties.
  • Example 8 (Preparation of paper substrate 2) 100 parts by weight of hardwood kraft pulp (LBKP) having a Canadian standard freeness (CSF) of 320 ml was used as a raw material pulp. The raw material pulp was made with a long paper machine to obtain a paper having a basis weight of 63.0 g / m 2 . Next, starch (manufactured by Sanus Co., Ltd., Locons) prepared to a solid content concentration of 3% is applied to the obtained paper at 1.0 g / m 2 in total on both sides, dried, and the speed is 300 min / m using a chilled calendar. performs smoothing processing with linear pressure of 50 kgf / cm 1 pass, to give a paper substrate 2 having a basis weight of 64.0 g / m 2. The drip oil absorption of the paper substrate 2 was 100 seconds.
  • LLKP hardwood kraft pulp
  • CSF Canadian standard freeness
  • a paraffinic water repellent (Maruyoshi Chemical Co., Ltd., MYE-35G, wax-containing polyethylene emulsion) is blended so as to be 100 parts (solid content), and a coating solution for a water vapor barrier coating layer having a solid content concentration of 45%. A3 was obtained.
  • gas barrier coating layer coating solution B2 An aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA117, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was prepared so as to have a solid content concentration of 10%.
  • aqueous polyvinyl alcohol solution 100 parts of polyvinyl alcohol (solid content) is blended with 1 part (solid content) of silicone surfactant (manufactured by San Nopco, SN wet 125), and gas barrier coating is performed.
  • Layer coating liquid B2 was obtained.
  • one-side coating is performed using a blade coater at a coating speed of 300 m / min so that the coating amount A3 of the water vapor barrier coating layer is 15 g / m 2 in dry weight.
  • the coating liquid B2 for gas barrier coating layer is coated on one side using a roll coater at a coating speed of 300 m / min so that the coating weight is 5.0 g / m 2 in terms of dry weight.
  • a barrier material made was obtained.
  • Example 9 (Preparation of paper base 3) Canadian standard freeness (CSF) 500 ml of hardwood kraft pulp (LBKP) and CSF 530 ml of softwood kraft pulp (NBKP) were blended at a weight ratio of 80/20 to obtain raw pulp. The raw pulp was made with a long paper machine to obtain a paper with a basis weight of 59.0 g / m 2 . Next, polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray Co., Ltd., PVA117) prepared to a solid content concentration of 2% was applied to the obtained paper in a total amount of 1.0 g / m 2 and dried, and the speed was 300 min / using a chilled calendar.
  • CSF Canadian standard freeness
  • LKP hardwood kraft pulp
  • NKP softwood kraft pulp
  • a paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 8 except that the paper base 3 was used instead of the paper base 2.
  • Example 10 (Production of paper barrier material)
  • the coating solution A3 for the water vapor barrier coating layer was the same as in Example 8 except that one side coating and drying were performed using a blade coater at a coating speed of 300 m / min so that the coating weight was 12 g / m 2 by dry weight. Thus, a paper barrier material was obtained.
  • Example 11 Preparation of water vapor barrier coating layer coating solution A4
  • engineered kaolin manufactured by Imeris Co., Ltd., Varisurf HX, particle size 9.0 ⁇ m, aspect ratio 80-100
  • dispersant 0.2 parts of pigment
  • solid content concentration A 60% kaolin slurry was prepared.
  • Example 12 A paper product was prepared in the same manner as in Example 8 except that low-density polyethylene (manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., product name: LC602A) was laminated on both sides of the paper barrier material obtained in Example 8 by coextrusion lamination to a thickness of 30 ⁇ m. A barrier material was obtained.
  • low-density polyethylene manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., product name: LC602A
  • Example 13 (Preparation of paper substrate 4) 100 parts by weight of hardwood kraft pulp (LBKP) having a Canadian standard freeness (CSF) of 320 ml was used as a raw material pulp. The raw material pulp was made with a long paper machine to obtain a paper with a basis weight of 62.5 g / m 2 . Next, starch (manufactured by Sanus Co., Ltd., Lawcons) prepared to a solid content concentration of 4% is applied to the obtained paper, 1.5 g / m 2 in total on both sides, dried, and a speed of 300 min / m using a chilled calendar.
  • LLKP hardwood kraft pulp
  • CSF Canadian standard freeness
  • the paper substrate 4 having a basis weight of 64.0 g / m 2 was obtained by performing a smoothing process with a linear pressure of 50 kgf / cm 1 pass.
  • the drip oil absorption of the paper substrate 4 was 150 seconds.
  • a paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 8 except that the paper base 4 was used instead of the paper base 2.
  • Example 14 (Preparation of paper substrate 5) Canadian standard freeness (CSF) 500 ml of hardwood kraft pulp (LBKP) and CSF 530 ml of softwood kraft pulp (NBKP) were blended at a weight ratio of 80/20 to obtain raw pulp. The raw material pulp was made with a long paper machine to obtain a paper with a basis weight of 58.5 g / m 2 .
  • CSF Canadian standard freeness
  • LKP hardwood kraft pulp
  • NNKP softwood kraft pulp
  • polyvinyl alcohol (PVA117, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) prepared to a solid content concentration of 3% was applied to the obtained paper at a total of 1.5 g / m 2 on both sides, dried, and a speed of 300 min / m, smoothing was performed with a linear pressure of 50 kgf / cm 1 pass to obtain a paper substrate 5 having a basis weight of 60.0 g / m 2 .
  • the drip oil absorption of the paper substrate 5 was 80 seconds.
  • a paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 8 except that the paper base 5 was used instead of the paper base 2.
  • [Comparative Example 2] (Preparation of paper substrate 6) 100 parts by weight of hardwood kraft pulp (LBKP) having a Canadian standard freeness (CSF) of 320 ml was used as a raw material pulp. The raw pulp was made with a long paper machine to obtain a paper with a basis weight of 64.0 g / m 2 . Subsequently, using a chilled calendar, smoothing was performed at a speed of 300 min / m and a linear pressure of 50 kgf / cm 1 pass to obtain a paper base 6 having a basis weight of 64.0 g / m 2 . The drip oil absorption of the paper substrate 6 was 13 seconds. (Production of paper barrier material) A paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 8 except that the paper base 6 was used instead of the paper base 2.
  • LLKP hardwood kraft pulp
  • CSF Canadian standard freeness
  • a paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 8 except that the paper base 7 was used instead of the paper base 2.
  • the water vapor barrier property is excellent even if the coating amount of the water vapor barrier coating layer is the same. Moreover, when the content of the water vapor barrier resin with respect to 100 parts by weight of the pigment contained in the water vapor barrier coating layer is 30 parts by weight or more and 350 parts by weight or less when absolutely dry, the coating amount of the water vapor barrier coating layer is Even the same, the water vapor barrier property is excellent.
  • Example 15 (Preparation of paper substrate 8) 100 parts by weight of hardwood kraft pulp (LBKP) having a Canadian standard freeness (CSF) of 320 ml was used as a raw material pulp. The raw material pulp was made with a long paper machine to obtain a paper having a basis weight of 63.0 g / m 2 . Next, starch (manufactured by Sanus Co., Ltd., Low Cons) prepared to a solid content concentration of 3% was applied to the obtained paper in a total amount of 1.0 g / m 2 and dried, and the speed was 300 min / m using a chilled calendar. The paper substrate 8 having a basis weight of 64.0 g / m 2 was obtained by performing a smoothing process with a linear pressure of 50 kgf / cm 1 pass.
  • LLKP hardwood kraft pulp
  • CSF Canadian standard freeness
  • water vapor barrier resin B (acrylic resin, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., Saixen N, melting point 90 ° C.), and paraffinic water repellent (manufactured by Maruyoshi Chemical Co., Ltd., MYE-35G) , Wax-containing polyethylene emulsion) was blended to 100 parts (solid content) to obtain a water vapor barrier coating layer coating solution A5 having a solid content concentration of 45%.
  • gas barrier coating layer coating solution B3 An aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA117, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was prepared so as to have a solid content concentration of 10%.
  • aqueous polyvinyl alcohol solution 100 parts of polyvinyl alcohol (solid content) is blended with 1 part (solid content) of silicone surfactant (manufactured by San Nopco, SN wet 125), and gas barrier coating is performed.
  • a layer coating solution B3 was obtained.
  • one-side coating is performed using a blade coater at a coating speed of 300 m / min so that the coating amount A5 of the water vapor barrier coating layer is 15 g / m 2 by dry weight.
  • the coating solution B3 for gas barrier coating layer is coated on one side using a roll coater at a coating speed of 300 m / min so that the coating weight is 5.0 g / m 2 by dry weight.
  • a barrier material made was obtained.
  • Example 16 (Preparation of water vapor barrier coating layer coating solution A6) Water vapor barrier resin A (polyethylene resin, manufactured by Mitsui Chemicals, Chemipearl W400, melting point 110 ° C.) 60 parts (solid content), water vapor barrier resin B (acrylic resin, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., Syxen N, melting point) 90 ° C.) was changed to 40 parts (solid content), and a water vapor barrier coating layer coating solution A6 was obtained in the same manner as in Example 15. (Production of paper barrier material) A paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 15 except that the water vapor barrier coating layer coating liquid A6 was used instead of the water vapor barrier coating layer coating liquid A5.
  • Example 17 (Preparation of coating solution A7 for water vapor barrier coating layer)
  • Water vapor barrier resin A polyethylene resin, manufactured by Mitsui Chemicals, Chemipearl W400, melting point 110 ° C.) 40 parts (solid content)
  • water vapor barrier resin B acrylic resin, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., Syxen N, melting point) 90 ° C.
  • a water vapor barrier coating layer coating solution A7 was obtained in the same manner as in Example 15.
  • a paper barrier material was obtained in the same manner as in Example 15 except that the water vapor barrier coating layer coating liquid A7 was used instead of the water vapor barrier coating layer coating liquid A5.
  • the water vapor barrier coating layer contains at least a water vapor barrier resin A having a melting point of 110 ° C. or more and a water vapor barrier resin B having a melting point of less than 110 ° C., Excellent gas barrier properties.

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Abstract

優れたバリア性を有する、環境負荷が少ない紙製バリア材料を提供することを目的とする。解決手段として、紙基材上に少なくとも1層のバリア塗工層を有する紙製バリア材料であって、下記条件(1)~(3)のいずれか1以上を満足することを特徴とする紙製バリア材料を提供する。 (1)前記バリア塗工層が顔料を含有し、該バリア塗工層が少なくとも2種類の扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bを該バリア塗工層の全顔料に対し50重量%以上含有する。 (2)前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が水蒸気バリア性樹脂を含有し、該紙基材の点滴吸油度が50秒以上である。 (3)前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が少なくとも、融点が110℃以上である水蒸気バリア性樹脂A及び融点が110℃未満である水蒸気バリア性樹脂Bを含有する。

Description

紙製バリア材料
 本発明の第一発明は、優れたバリア性を有する紙製バリア材料に関し、本発明の第二発明、および第三発明は、優れた水蒸気バリア性を有する紙製バリア材料に関する。
 各種バリア性の中でも、ガスバリア性と水蒸気バリア性は、食品、化粧品、農薬、医薬品、雑貨等の包材や容器、建築材料、産業資材等の広い分野で、内容物の保存性を左右する重要な性能である。
 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(原紙)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、更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(原紙)に押し出しラミネート、または、貼合する方法が主に用いられてきた。
 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、2)、被覆層上に特定のビニルアルコール系重合体からなるバリア層を設けた紙製のガスバリア材料(特許文献2)などが開示されている。
 また、ガスバリア層の無機層状化合物の配合比等を規定した樹脂組成物および用途も開示されている(特許文献3)が、水蒸気バリア性についての記載はない。
 また、ガスバリア性に水蒸気バリア性を加えたバリア材料も開示されている(特許文献4)。
 さらに、ガスバリア層に含有する樹脂の融点を規定した樹脂組成物も開示されている(特許文献5)。
特開2009-184138号公報 特開2003-094574号公報 特許第3898536号公報 特許第5331265号公報 特開2000-001591号公報
 しかし、上記したフィルム等を紙基材(原紙)に押し出しラミネート、または、貼合する方法では、これらのフィルムがサステナブルな原料ではなく、また、焼却処理では残渣や二酸化炭素排出の問題が、埋め立てた処理では生分解性がないため海洋ごみの原因となり、環境負荷が大きいという問題があった。
 そこで、本発明は、優れたバリア性を有する、環境負荷が少ない紙製バリア材料を提供すること、紙基材にバリア性を有する塗工液が有効にかつ均一に塗工された、優れた水蒸気バリア性を有する、環境負荷が少ない紙製バリア材料を提供すること、優れた水蒸気バリア性を有する、環境負荷が少ない紙製バリア材料を提供することを目的とする。
 本発明は、以下の〔1〕~〔20〕を提供するものである。なお、本明細書において、条件(1)を満足する紙製バリア材料を第一発明、条件(2)を満足する紙製バリア材料を第二発明、条件(3)を満足する紙製バリア材料を第三発明とする。
〔1〕.紙基材上に少なくとも1層のバリア塗工層を有する紙製バリア材料であって、下記条件(1)~(3)のいずれか1以上を満足することを特徴とする紙製バリア材料。
(1)前記バリア塗工層が顔料を含有し、該バリア塗工層が少なくとも2種類の扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bを該バリア塗工層の全顔料に対し50重量%以上含有する。
(2)前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が水蒸気バリア性樹脂を含有し、該紙基材の点滴吸油度が50秒以上である。
(3)前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が少なくとも、融点が110℃以上である水蒸気バリア性樹脂A及び融点が110℃未満である水蒸気バリア性樹脂Bを含有する。
〔2〕.前記バリア塗工層が顔料を含有し、該バリア塗工層が少なくとも2種類の扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bを該バリア塗工層の全顔料に対し50重量%以上含有することを特徴とする〔1〕に記載の紙製バリア材料。
〔3〕.前記扁平無機顔料Aがマイカであり、前記扁平無機顔料Bがアスペクト比が10以上であることを特徴とする〔2〕に記載の紙製バリア材料。
〔4〕.前記扁平無機顔料Bがカオリンであることを特徴とする〔2〕または〔3〕のいずれかに記載の紙製バリア材料。
〔5〕.前記扁平無機顔料Bがアスペクト比が30以上であることを特徴とする〔2〕~〔4〕のいずれかに記載の紙製バリア材料。
〔6〕.前記バリア塗工層が水蒸気バリア性及び/又はガスバリア性を有することを特徴とする〔2〕~〔5〕のいずれかに記載の紙製バリア材料。
〔7〕.前記バリア塗工層が少なくとも水蒸気バリア性を有することを特徴とする〔6〕に記載の紙製バリア材料。
〔8〕.前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が水蒸気バリア性樹脂を含有し、該紙基材の点滴吸油度が50秒以上であることを特徴とする〔1〕に記載の紙製バリア材料。
〔9〕.前記水蒸気バリア塗工層が更に顔料を含有し、該顔料100重量部に対する前記水蒸気バリア性樹脂の含有量が、絶乾で30重量部以上350重量部以下であることを特徴とする〔8〕に記載の紙製バリア材料。
〔10〕.前記紙基材上に更にガスバリア塗工層を有することを特徴とする〔8〕または〔9〕に記載の紙製バリア材料。
〔11〕.前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が少なくとも、融点が110℃以上である水蒸気バリア性樹脂A及び融点が110℃未満である水蒸気バリア性樹脂Bを含有することを特徴とする〔1〕に記載の紙製バリア材料。
〔12〕.前記水蒸気バリア性樹脂A及び水蒸気バリア性樹脂Bが、水溶性または水分散性の水系樹脂であることを特徴とする〔11〕に記載の紙製バリア材料。
〔13〕.前記水蒸気バリア性樹脂Aが水溶性の水系樹脂であり、前記水蒸気バリア性樹脂Bが水分散性の水系樹脂であることを特徴とする〔12〕に記載の紙製バリア材料。
〔14〕.前記紙基材上に更にガスバリア塗工層を有することを特徴とする請求項〔11〕~〔13〕のいずれかに記載の紙製バリア材料。
〔15〕.〔1〕~〔14〕のいずれかに記載の紙製バリア材料の少なくとも一方の面上に、さらに保護層を有することを特徴とする紙製バリア材料。
〔16〕.〔1〕~〔15〕のいずれかに記載の紙製バリア材料を使用した包装材料。
〔17〕.〔1〕~〔15〕のいずれかに記載の紙製バリア材料を使用した袋。
〔18〕.〔1〕~〔15〕のいずれかに記載の紙製バリア材料を使用したトレー。
〔19〕.〔1〕~〔15〕のいずれかに記載の紙製バリア材料を使用したカップ。
〔20〕.〔1〕~〔15〕のいずれかに記載の紙製バリア材料を使用した液体紙容器。
・第一発明
 第一発明によれば、優れたバリア性を有する紙製バリア材料を提供することができる。また、少なくとも1層のバリア塗工層に少なくとも2種類の扁平無機顔料を特定量含有させることにより、より良好なバリア性を付与することができる。更に、バリア塗工層が水蒸気バリア性とガスバリア性の両方を併せ持つ、または、バリア塗工層を水蒸気バリア性を有する水蒸気バリア塗工層とガスバリア性を有するガスバリア塗工層の組み合わせとすることにより、優れたガスバリア性と水蒸気バリア性を併せ持つ紙製バリア材料を提供することができる。
 加えて、主成分がサステナブルな原料であるバイオマス素材の紙であるため、カーボンニュートラルの考えから、化石資源由来のフィルムに比べて、製造から廃棄までの二酸化炭素の排出量を削減でき、かつ生分解性を有するため廃棄時も環境汚染を引き起こす可能性が低く、環境負荷が少ない。
・第二発明
 第二発明によれば、紙基材にバリア性を有する塗工液が有効にかつ均一に塗工層された、優れた水蒸気バリア性を有する紙製バリア材料を提供することができる。更に、紙基材上に更にガスバリア塗工層を設けることにより、優れたガスバリア性と水蒸気バリア性を併せ持つ紙製バリア材料を提供することができる。
 加えて、主成分がサステナブルな原料であるバイオマス素材の紙であるため、カーボンニュートラルの考えから、化石資源由来のフィルムに比べて、製造から廃棄までの二酸化炭素の排出量を削減でき、かつ生分解性を有するため廃棄時も環境汚染を引き起こす可能性が低く、環境負荷が少ない。
・第三発明
 第三発明によれば、優れた水蒸気バリア性を有する紙製バリア材料を提供することができる。また、水蒸気バリア塗工層に特定の融点の2種類以上の樹脂を含有させることにより、樹脂皮膜が形成される時間を変え、より良好な水蒸気バリア性を付与することができる。更に、紙基材上に更にガスバリア塗工層を設けることにより、優れたガスバリア性と水蒸気バリア性を併せ持つ紙製バリア材料を提供することができる。
 加えて、主成分がサステナブルな原料であるバイオマス素材の紙であるため、カーボンニュートラルの考えから、化石資源由来のフィルムに比べて、製造から廃棄までの二酸化炭素の排出量を削減でき、かつ生分解性を有するため廃棄時も環境汚染を引き起こす可能性が低く、環境負荷が少ない。
 本発明は、紙製バリア材料に関し、紙基材上に少なくとも1層のバリア塗工層を有する紙製バリア材料であって、下記条件(1)~(3)のいずれか1以上を満足する。
(1)前記バリア塗工層が顔料を含有し、該バリア塗工層に、少なくとも2種類の扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bを該バリア塗工層の全顔料に対し50重量%以上含有する。
(2)前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が水蒸気バリア性樹脂を含有し、該紙基材の点滴吸油度が50秒以上である。
(3)前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が少なくとも、融点が110℃以上である水蒸気バリア性樹脂A及び融点が110℃未満である水蒸気バリア性樹脂Bを含有する。
・第一発明
 本発明の第一発明は、紙基材(以下、「原紙」ということがある。)上に少なくとも1層の顔料を含有するバリア塗工層が設けられた紙製バリア材料であり、該バリア塗工層に、少なくとも2種類の扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bを該バリア塗工層の全顔料に対し50重量%以上含有する。
 第一発明のバリア塗工層は水蒸気バリア性及び/又はガスバリア性を有することが好ましく、少なくとも水蒸気バリア性を有することがより好ましい。また、バリア塗工層が水蒸気バリア性とガスバリア性の両方を併せ持つ、または、バリア塗工層を水蒸気バリア性を有する水蒸気バリア塗工層とガスバリア性を有するガスバリア塗工層の組み合わせとすることにより、優れたガスバリア性と水蒸気バリア性を併せ持つ紙製バリア材料が得られるため好ましい。バリア塗工層を水蒸気バリア性を有する水蒸気バリア塗工層とガスバリア性を有するガスバリア塗工層の組み合わせとする場合は、各層の構成順については特に限定されないが、紙基材、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の順に積層されている方が好ましい。
 これらの塗工層は、主として水を媒体とする塗工液を各種の塗工装置で塗工し、乾燥することにより形成することができる。
 水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有する紙製バリア材料が優れた水蒸気バリア性およびガスバリア性を併せ持つ理由は次のように推測される。
 ガスバリア塗工層に用いられるガスバリア性を有する樹脂としては後述するように水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子が一般的であり、紙基材上にガスバリア塗工層、水蒸気バリア塗工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、水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子を含有するガスバリア塗工層が劣化しやすい。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塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有することにより、水蒸気バリア塗工層が紙基材中の水分などのガスバリア塗工層への影響(劣化)を効果的に抑制することができる。このため、特に水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有する紙製バリア材料は、良好な水蒸気バリア性およびガスバリア性を有する。
(バリア塗工層)
 第一発明の紙製バリア材料は、紙基材上の少なくとも一方の面に少なくとも1層の顔料を含有するバリア塗工層を有し、該バリア塗工層に、少なくとも2種類の扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bを該バリア塗工層の全顔料に対し50重量%以上含有する。前記したとおり、バリア塗工層は水蒸気バリア性及び/又はガスバリア性を有することが好ましく、少なくとも水蒸気バリア性を有することがより好ましい。また、バリア塗工層が水蒸気バリア性とガスバリア性の両方を併せ持つ、または、バリア塗工層を水蒸気バリア性を有する水蒸気バリア塗工層とガスバリア性を有するガスバリア塗工層の組み合わせとすることが好ましく、紙基材、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の順に積層されていることがより好ましい。
(水蒸気バリア性樹脂)
 第一発明において、バリア塗工層に含有させる水蒸気バリア性樹脂は、水蒸気バリア性を有している、水溶性または水分散性の水系樹脂であり、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、パラフィン(WAX)系、ポリエステル樹脂、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単独あるいは2種類以上混合して使用することができる。第一発明においては、2種類以上混合して使用することが好ましく、水蒸気バリア性や紙基材への接着性の点から、水分散性樹脂と水溶性樹脂の組み合わせが好ましい。
(ガスバリア性樹脂)
 第一発明において、バリア塗工層に含有させるガスバリア性樹脂は、ガスバリア性を有している、水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子である。水溶性高分子としては、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類、セルロース誘導体が好ましく、ポリビニルアルコール類がさらに好ましい。また、水分散性高分子としては、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂などを例示することができる。
(その他の樹脂)
 第一発明では、水蒸気バリア性、ガスバリア性に問題がない程度であれば、上記した水蒸気バリア性樹脂、ガスバリア性樹脂以外の各種公知の樹脂を併用してもよい。
(顔料)
 第一発明において、少なくとも1層のバリア塗工層に少なくとも2種類の扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bを含有させる。扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bとしては、カオリン、タルク、クレー、ベントナイト、サポナイト、スティブンナイト、モンモリロナイト、マイカ等の各種公知の扁平無機顔料が使用可能であるが、第一発明では、扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bの合計で、該バリア塗工層の全顔料に対し50重量%以上含有する。全顔料に対し60重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましい。
 扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bの合計で、該バリア塗工層の全顔料に対し50重量%未満であると、バリア塗工層中を水蒸気やガス等が迂回する回数が少なく、移動する距離が短いため、 各種バリア性、特に水蒸気バリア性やガスバリア性が不十分となる。
 第一発明では、扁平無機顔料Aがマイカであることが好ましい。
 マイカとは、ケイ素を主成分とする鉱物の一種であり、結晶中では、ケイ素と酸素からなる四面体がシート状に連なっており、この連続した構造が高扁平な形状を形成している。特に、膨潤性マイカは、このシート状の構造間に水分子を取りこんで膨潤し、微細に劈開するため、非膨潤性マイカよりも高いバリア性を発現しやすいため好ましい。
 第一発明で、バリア塗工層を顔料を含有する水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層の組み合わせとする場合は、水蒸気バリア塗工層中のマイカとマイカ以外の扁平無機顔料の含有比率は、マイカ/マイカ以外の扁平無機顔料=60/40~5/95(固形分比率)であると、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層の密着性が良好となり、高い水蒸気バリア性とガスバリア性が得られるため好ましい。より好ましくは55/50~10/90であり、さらに好ましくは50/45~15/85である。
 第一発明では、扁平無機顔料Bがアスペクト比が10以上であることが好ましい。アスペクト比が10以上である扁平無機顔料Bとしては、カオリン、タルク、クレー、ベントナイト、サポナイト、スティブンナイト、モンモリロナイト等が例示可能である。これらの中では、水蒸気バリア性の向上と、ガスバリア層の浸透抑制の両方の観点から、カオリン、ベントナイト、モンモリロナイトが好ましく、カオリン、ベントナイトがより好ましい。
 扁平無機顔料Aがマイカであり、扁平無機顔料Bがアスペクト比が10以上であると、バリア塗工層中を水蒸気やガスが迂回する回数が増加し、移動する距離が長くなるため、水蒸気バリア性やガスバリア性の改善効果が大きくなる。特に、高湿度下のガスバリア性の改善効果が大きいため好ましい。また、アスペクト比は30以上であることが好ましく、90以上であることがより好ましい。
 なお、扁平無機顔料Bのアスペクト比とは、扁平無機顔料Bの粉体粒子を電子顕微鏡で撮影し、ランダムに抽出した粒子100個について、直径を厚さで除して平均を求めた値であり、アスペクト比の値が大きい程、扁平無機顔料Bの扁平度合いが大きいことになる。
 第一発明において、扁平無機顔料Aがマイカであり、扁平無機顔料Bがアスペクト比が10以上である場合、扁平無機顔料Aと扁平無機顔料Bの含有比率は、扁平無機顔料A/扁平無機顔料B=60/40~5/95(固形分比率)であると、マイカと扁平無機顔料Bがバリア塗工層中の空隙を効果的に充填するため、水蒸気バリア性やガスバリア性の改善効果が更に大きくなるため好ましい。より好ましくは50/45~10/90であり、さらに好ましくは55/50~15/85である。
 第一発明において、上記した扁平無機顔料A、扁平無機顔料B以外に、炭酸カルシウム、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、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上混合して使用することもできる。
 第一発明において、バリア塗工層が単層の場合は、バリア塗工層が含有する全顔料100重量部に対して、水蒸気バリア性樹脂とガスバリア性樹脂の合計が、乾燥重量で11重量部以上1300重量部以下であることが好ましい。
 また、バリア塗工層を水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層の組み合わせとする場合で、水蒸気バリア塗工層に顔料を含有させる場合は、水蒸気バリア塗工層が含有する全顔料100重量部に対して、水蒸気バリア性樹脂が、乾燥重量で10重量部以上300重量部以下であることが好ましく、30重量部以上250重量部以下であることがより好ましい。また、ガスバリア塗工層に顔料を含有させる場合は、ガスバリア塗工層が含有する全顔料100重量部に対して、ガスバリア性樹脂が、乾燥重量で1重量部以上1000重量部以下であることが好ましい。
 なお、第一発明において、顔料をバリア塗工層に含有させる際は、顔料がスラリー化したものを水蒸気バリア性樹脂やガスバリア性樹脂に添加し混合することが好ましい。
(架橋剤)
 第一発明において、バリア塗工層には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。架橋剤はバリア塗工層に含有される水蒸気バリア性樹脂やガスバリア性樹脂と架橋反応を起こすため、バリア塗工層内の結合の数(架橋点)が増加する。つまり、バリア塗工層が緻密な構造となり、良好な水蒸気バリア性やガスバリア性を発現することができる。
 第一発明において、架橋剤の種類としては特に限定されるものではなく、バリア塗工層に含有される水蒸気バリア性樹脂やガスバリア性樹脂の種類に合わせて、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。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、塗工可能な塗工液の濃度や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、好ましくは顔料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工液の粘度上昇が著しくなり、塗工が困難となることがある。
 第一発明において、バリア塗工層用塗工液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で結合を作るため、塗工液へ添加しても直ちには水蒸気バリア性樹脂やガスバリア性樹脂との架橋反応が起こらないため、塗工液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ガスバリア性樹脂との架橋反応が起こり、緻密なバリア塗工層が形成されると推測される。
(撥水剤)
 第一発明において、水蒸気バリア性を向上させるために、バリア塗工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種類以上混合して使用することができる。
 第一発明において、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、紙基材、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の順に積層し、水蒸気バリア塗工層に撥水剤を含有させた場合に、ガスバリア塗工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。
 また、第一発明において、紙基材、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の順に積層した場合は、水蒸気バリア性の向上、及びガスバリア塗工層との密着性の観点から、水蒸気バリア塗工層表面の濡れ張力としては10mN/m以上60mN/m以下とすることができ、15mN/m以上50mN/m以下であれば、より効果が発揮される。
(界面活性剤)
 第一発明において、バリア塗工層に界面活性剤を含有させることができる。特に、紙基材、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の順に積層した場合は、ガスバリア塗工層中に界面活性剤を含有させると、水蒸気バリア塗工層との密着性が向上するため好ましい。
 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、ガスバリア塗工層用塗工液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、ガスバリア塗工層用塗工液のレベリング性が向上すると、ガスバリア塗工層の均一性が向上するため、ガスバリア性が向上する。
 第一発明において、紙基材、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の順に積層した場合は、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層の密着性の観点から、ガスバリア塗工層用塗工液の表面張力を、10mN/m以上60mN/m以下に調整することが好ましく、より効果を発揮させるには、15mN/m以上50mN/m以下に調整することが好ましい。また、水蒸気バリア塗工層表面の濡れ張力に対して、ガスバリア塗工層用塗工液の表面張力を±20mN/mとすることが、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層との密着性の観点から好ましい。
(助剤)
 第一発明のバリア塗工層には、上記した水蒸気バリア性樹脂、ガスバリア性樹脂、その他の樹脂、顔料、撥水剤、界面活性剤の他、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。
(バリア塗工層の塗工)
 第一発明において、バリア塗工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、主として水を媒体とする水系塗工が好ましい。
 バリア塗工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。
 第一発明において、バリア塗工層が単層の場合は、バリア塗工層の塗工量は、乾燥重量で3.2g/m以上70g/m以下とすることが好ましく、5.2g/m以上60g/m以下とすることがより好ましく、7.2g/m以上40g/m以下とすることがさらに好ましい。
 また、バリア塗工層を水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層の組み合わせとする場合、水蒸気バリア塗工層の塗工量は、乾燥重量で3.0g/m以上50g/m以下とすることが好ましく、5.0g/m以上40g/m以下とすることがより好ましく、7.0g/m以上20g/m以下とすることがさらに好ましい。水蒸気バリア塗工層の塗工量が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、第一発明において、水蒸気バリア塗工層は1層であってもよく、2層以上の多層で構成してもよい。水蒸気バリア塗工層を2層以上の多層で構成する場合は、全ての水蒸気バリア塗工層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
 また、ガスバリア塗工層の塗工量は、乾燥重量で0.2g/m以上20g/m以下とすることが好ましい。ガスバリア塗工層の塗工量が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、第一発明において、ガスバリア塗工層は1層であってもよく、2層以上の多層で構成してもよい。ガスバリア塗工層を2層以上の多層で構成する場合は、全てのガスバリア塗工層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
 (紙基材)
 第一発明において紙基材とは、主としてパルプからなるシートであり、填料、各種助剤を含んでもよい。
 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、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂繊維、ナイロン等のポリアミド系樹脂繊維、ポリ塩化ビニル等の含ハロゲン系樹脂繊維等の合成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。
 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。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。
 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マシン、オントップハイブリッドフォーマーマシン、ギャップフォーマーマシン、ヤンキ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、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上混合して使用することができる。
 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。
(湿潤引張強さ)
 第一発明の紙基材は、主として水を媒体とする塗工液を塗工するため、紙基材が水に濡れた時の強度が一定以上であることが好ましい。そのため、抄紙方向(MD)の湿潤引張強さは、300N/m以上であることが好ましい。
(坪量)
 第一発明の紙基材は、用途に応じて最適な坪量とすればよいが、一般的には、30g/m~600g/m程度、30g/m~500g/mのものが用いられることが多い。
(保護層)
 第一発明の紙製バリア材料の少なくとも一方の面上に、さらに保護層を有してもよい。保護層は、空気中の水分や、バリア塗工層の擦過、割れなどによる紙製バリア材料のバリア塗工層への影響(劣化)を防ぐと共に、紙製バリア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、耐水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、紙製バリア材料の両面に設けることもできるが、少なくともバリア塗工層を有する側の面上に有することが好ましい。さらに、紙基材上に、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有する紙製バリア材料のガスバリア塗工層上に、保護層を有することが、空気中の水分などによる水蒸気バリア塗工層およびガスバリア塗工層への影響(劣化)を防ぐために好ましい。
 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。但し、生分解性が求められる用途の場合は、保護層に用いるものは生分解性樹脂など生分解性を有しているものが好ましい。
(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)等の生分解性を有する樹脂、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。
 第一発明において、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、紙製バリア材料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、紙製バリア材料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。
 第一発明において、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。
(バリア性)
 第一発明の紙製バリア材料は、下記のバリア性を有することが好ましい。なお、下記バリア性の値は、上記した保護層を形成していない状態で測定した値である。第一発明の紙製バリア材料は、各種フィルムや金属箔を用いずとも優良なバリア性を有している。
 (1)温度40±0.5℃、相対湿度差90±2%における水蒸気透過度が50g/m・day以下
 (2)温度:23℃、相対湿度0%における酸素透過度が2ml/m・day・atm以下
 (3)温度:23℃、相対湿度85%における酸素透過度が3ml/m・day・atm以下
・第二発明
 第二発明は、紙基材(以下、「原紙」ということがある。)上に少なくとも水蒸気バリア塗工層が設けられた紙製バリア材料である。第二発明の紙製バリア材料は、紙基材上に更にガスバリア塗工層を設けてもよい。その場合、各層の構成順については特に限定されないが、紙基材、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の順に積層されている方が好ましい。これらの塗工層は、主として水を媒体とする塗工液を各種の塗工装置で塗工し、乾燥することにより形成することができる。
 水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有する紙製バリア材料が優れた水蒸気バリア性およびガスバリア性を併せ持つ理由は次のように推測される。
 ガスバリア塗工層に用いられるガスバリア性を有する樹脂としては下記に例示するように水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子が一般的であり、紙基材上にガスバリア塗工層、水蒸気バリア塗工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、水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子を含有するガスバリア塗工層が劣化しやすい。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塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有することにより、水蒸気バリア塗工層が紙基材中の水分などのガスバリア塗工層への影響(劣化)を効果的に抑制することができる。このため、特に水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有する紙製バリア材料は、良好な水蒸気バリア性およびガスバリア性を有する。
 (紙基材)
 第二発明において紙基材とは、主としてパルプからなるシートであり、填料、各種助剤を含んでもよい。
 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、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂繊維、ナイロン等のポリアミド系樹脂繊維、ポリ塩化ビニル等の含ハロゲン系樹脂繊維等の合成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。
 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。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。
 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マシン、オントップハイブリッドフォーマーマシン、ギャップフォーマーマシン、ヤンキ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、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上混合して使用することができる。
 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。
(点滴吸油度)
 第二発明の紙基材は、点滴吸油度が50秒以上であり、好ましくは100秒以上である。第二発明の紙製バリア材料の水蒸気バリア性を向上させるためには、ある程度の量の水蒸気バリア性樹脂を含有させる必要があり、そのため、水蒸気バリア塗工層は顔料成分と樹脂成分を比べると樹脂成分が多くなる傾向にある。水蒸気バリア性樹脂は親油性を持つ樹脂が多く、紙基材への浸透を抑えるために、紙基材の点滴吸油度が50秒以上とする。紙基材の点滴吸油度が50秒以上であると、それら水蒸気バリア性樹脂成分が紙の表面上にとどまりやすくなり、水蒸気バリア性を有効に発揮する均一な皮膜を生成しやすい。その結果、良好な水蒸気バリア性が得られる。第二発明において、紙基材の点滴吸油度は、上記した表面処理の条件や内添填料、内添助剤の量等により調整することができる。
(湿潤引張強さ)
 第二発明の紙基材は、主として水を媒体とする塗工液を塗工するため、紙基材が水に濡れた時の強度が一定以上であることが好ましい。そのため、抄紙方向(MD)の湿潤引張強さは、300N/m以上であることが好ましい。
(坪量)
 第二発明の紙基材は、用途に応じて最適な坪量とすればよいが、一般的には、30g/m~600g/m程度、30g/m~500g/mのものが用いられることが多い。
(バリア塗工層)
 第二発明の紙製バリア材料は、紙基材上の少なくとも一方の面に水蒸気バリア塗工層を有する。前記したとおり、紙基材、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の順に積層されている方が好ましい。
(水蒸気バリア塗工層)
 第二発明において、水蒸気バリア塗工層に含有させる水蒸気バリア性樹脂としては、水蒸気バリア性を有している、水溶性または水分散性の水系樹脂であり、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、パラフィン(WAX)系、ポリエステル樹脂、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単独あるいは2種類以上混合して使用することができる。第二発明においては、2種類以上混合して使用することが好ましい。
 また、水蒸気バリア塗工層と紙基材の接着性を向上させるため、水分散性樹脂と水溶性樹脂の双方を含んでいることが好ましい。 
 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。
 第二発明において、水蒸気バリア塗工層に顔料を含有させることは、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層を有する構成において、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層の密着性の点から好ましい。
 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、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、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上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、ガスバリア塗工層の浸透抑制の両方の観点から、形状が扁平なカオリン、タルク、クレー、マイカなどの無機顔料が好ましく、カオリン、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、水蒸気バリア塗工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。
 第二発明において、水蒸気バリア塗工層に顔料を含有させる場合、乾燥重量で顔料100重量部に対して、水蒸気バリア性樹脂を30重量部以上350重量部以下の範囲で含有させることが好ましい。より好ましくは50重量部以上であり、さらに好ましくは80重量部以上である。また、より好ましくは250重量部以下であり、さらに好ましくは200重量部以下である。
 第二発明において、水蒸気バリア塗工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塗工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、水蒸気バリア塗工層内の結合の数(架橋点)が増加する。つまり、水蒸気バリア塗工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。
 第二発明において、架橋剤の種類としては特に限定されるものではなく、水蒸気バリア塗工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。
 水蒸気バリア性に優れた効果を発現するスチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系などのスチレン系の水蒸気バリア性樹脂を用いた場合、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、好ましくは顔料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。
 第二発明において、水蒸気バリア塗工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で結合を作るため、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ないため、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塗工層が形成されると推測される。
 第二発明において、水蒸気バリア性向上させるために、水蒸気バリア塗工層に撥水剤を含有させることもできる。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種類以上混合して使用することができる。
 第二発明において、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、水蒸気バリア塗工層上にガスバリア塗工層を設ける場合にガスバリア塗工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。
 また、第二発明において、水蒸気バリア性の向上、及びガスバリア塗工層との密着性から、水蒸気バリア塗工層表面の濡れ張力としては10mN/m以上60mN/m以下とすることができ、15mN/m以上50mN/m以下であれば、より効果が発揮される。
 第二発明において、水蒸気バリア塗工層には、上記した水蒸気バリア性樹脂、水溶性高分子、顔料、架橋剤、撥水剤の他、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。
 (ガスバリア塗工層)
 第二発明において、ガスバリア塗工層は、ガスバリア性を有している、水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子を含有することができる。
 第二発明において、ガスバリア塗工層に使用される水溶性高分子としては、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類、セルロース誘導体が好ましく、ポリビニルアルコール類がさらに好ましい。
 また、ガスバリア塗工層に使用される水分散性高分子としては、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂などを例示することができる。
 第二発明において、ガスバリア塗工層に顔料を含有させることは、ガスバリア性の向上の点から好ましい。ガスバリア塗工層に使用される顔料としては、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、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上混合して使用することができる。
 これらの中では、ガスバリア性の点からカオリン、タルク、クレー、マイカなどの扁平な無機顔料を使用することが好ましく、平均粒子径が3μm以上且つアスペクト比が10以上の扁平な無機顔料を使用することがより好ましく、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が30以上の扁平な無機顔料を使用することがさらに好ましい。
 ガスバリア塗工層に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、顔料を含有していない水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子からなるガスバリア塗工層と比較して高湿度雰囲気下における優れたガスバリア性を有する。
 第二発明において、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の無機顔料を含有するガスバリア塗工層に、さらに平均粒子径が5μm以下の顔料を含有させることができる。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ガスバリア塗工層中の空隙を減少させることができるため、さらに優れたガスバリア性が発現する。つまり、ガスバリア塗工層に平均粒子径の異なる顔料を含有させた場合、ガスバリア塗工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、酸素などのガス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ガスバリア塗工層と比較して、高いガスバリア性を有するものと推測される。
 第二発明において、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、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とすることができる。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、酸素などのガスがガスバリア塗工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、ガス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、ガスバリア塗工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、ガスバリア性のさらなる向上は見られない。
 第二発明において、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、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、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上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。
 第二発明において、ガスバリア塗工層に顔料を含有させる場合、顔料と水溶性高分子及び水分散性高分子の配合比率は、乾燥重量で、顔料/(水溶性高分子と水分散性高分子の合計)=1/100~1000/100であることが好ましい。顔料の比率が上記範囲外であると、ガスバリア性の改善効果が小さくなることがある。
 なお、第二発明において、顔料を水溶性高分子、水分散性高分子中に配合する際に、顔料がスラリー化したものを添加し混合することが好ましい。
 第二発明において、ガスバリア塗工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塗工層に含有される水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子と架橋反応を起こすため、ガスバリア塗工層内の結合の数(架橋点)が増加する。つまり、ガスバリア塗工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。
 第二発明において、架橋剤の種類としては特に限定されるものではなく、ガスバリア塗工層に含有される水溶性高分子や水分散性高分子などの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、好ましくは顔料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。
 第二発明において、水蒸気バリア塗工層との密着性を向上させるため、ガスバリア塗工層中に界面活性剤を含有させることができる。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、ガスバリア塗工層の均一性が向上するため、ガスバリア性が向上する。
 第二発明において、水蒸気バリア塗工層との密着性の観点から、ガスバリア塗工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でき、より効果を発揮させるには、15mN/m以上50mN/m以下に調整することが好ましい。
 また、水蒸気バリア塗工層表面の濡れ張力に対して、ガスバリア塗工層用塗料の表面張力を±20mN/mとすることが、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層との密着性の観点から好ましい。
 第二発明において、ガスバリア塗工層には、上記した水溶性高分子、水分散性高分子、顔料、架橋剤、界面活性剤の他、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。
(水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の塗工)
 第二発明において、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工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、主として水を媒体とする水系塗工が好ましい。
 水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工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。
 第二発明において、水蒸気バリア塗工層の塗工量は、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20g/m以下とすることがさらに好ましい。水蒸気バリア塗工層の塗工量が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、ガスバリア塗工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、第二発明において、水蒸気バリア塗工層は1層であってもよく、2層以上の多層で構成してもよい。水蒸気バリア塗工層を2層以上の多層で構成する場合は、全ての水蒸気バリア塗工層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
 第二発明において、ガスバリア塗工層の塗工量は、乾燥重量で0.2g/m以上20g/m以下とすることが好ましい。ガスバリア塗工層の塗工量が0.2g/m未満であると、均一なガスバリア塗工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、第二発明において、ガスバリア塗工層は1層であってもよく、2層以上の多層で構成してもよい。ガスバリア塗工層を2層以上の多層で構成する場合は、全てのガスバリア塗工層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
(保護層)
 第二発明の紙製バリア材料の少なくとも一方の面上に、さらに保護層を有してもよい。保護層は、空気中の水分や、バリア塗工層の擦過、割れなどによる紙製バリア材料の水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層への影響(劣化)を防ぐと共に、紙製バリア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、耐水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、紙製バリア材料の両面に設けることもできるが、少なくとも水蒸気バリア塗工層を有する側の面上に有することが好ましい。さらに、紙基材上に、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有する紙製バリア材料のガスバリア塗工層上に、保護層を有することが、空気中の水分などによる水蒸気バリア塗工層およびガスバリア塗工層への影響(劣化)を防ぐために好ましい。
 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。但し、生分解性が求められる用途の場合は、保護層に用いるものは生分解性樹脂など生分解性を有しているものが好ましい。
(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)等の生分解性を有する樹脂、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。
 第二発明において、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、紙製バリア材料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、紙製バリア材料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。
 第二発明において、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。
(バリア性)
 第二発明の紙製バリア材料は、下記のバリア性を有することが好ましい。なお、下記バリア性の値は、上記した保護層を形成していない状態で測定した値である。第二発明の紙製バリア材料は、各種フィルムや金属箔を用いずとも優良なバリア性を有している。
 (1)温度40±0.5℃、相対湿度差90±2%における水蒸気透過度が200g/m・day以下
 (2)温度:23℃、相対湿度0%における酸素透過度が5ml/m・day・atm以下
 さらに好ましくは、下記のバリア性を有する。
 (3)温度40±0.5℃、相対湿度差90±2%における水蒸気透過度が50g/m・day以下
 (4)温度:23℃、相対湿度0%における酸素透過度が3ml/m・day・atm以下
・第三発明
 第三発明は、紙基材(以下、「原紙」ということがある。)上に少なくとも水蒸気バリア塗工層が設けられた紙製バリア材料である。第三発明の紙製バリア材料は、紙基材上に更にガスバリア塗工層を設けてもよい。その場合、各層の構成順については特に限定されないが、紙基材、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の順に積層されている方が好ましい。これらの塗工層は、主として水を媒体とする塗工液を各種の塗工装置で塗工し、乾燥することにより形成することができる。
 水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有する紙製バリア材料が優れた水蒸気バリア性およびガスバリア性を併せ持つ理由は次のように推測される。
 ガスバリア塗工層に用いられるガスバリア性を有する樹脂としては下記に例示するように水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子が一般的であり、紙基材上にガスバリア塗工層、水蒸気バリア塗工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、水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子を含有するガスバリア塗工層が劣化しやすい。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塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有することにより、水蒸気バリア塗工層が紙基材中の水分などのガスバリア塗工層への影響(劣化)を効果的に抑制することができる。このため、特に水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有する紙製バリア材料は、良好な水蒸気バリア性およびガスバリア性を有する。
 (紙基材)
 第三発明において紙基材とは、主としてパルプからなるシートであり、填料、各種助剤を含んでもよい。
 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、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂繊維、ナイロン等のポリアミド系樹脂繊維、ポリ塩化ビニル等の含ハロゲン系樹脂繊維等の合成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。
 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。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。
 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マシン、オントップハイブリッドフォーマーマシン、ギャップフォーマーマシン、ヤンキ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、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上混合して使用することができる。
 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。
(湿潤引張強さ)
 第三発明の紙基材は、主として水を媒体とする塗工液を塗工するため、紙基材が水に濡れた時の強度が一定以上であることが好ましい。そのため、抄紙方向(MD)の湿潤引張強さは、300N/m以上であることが好ましい。
(坪量)
 第三発明の紙基材は、用途に応じて最適な坪量とすればよいが、一般的には、30g/m~600g/m程度、30g/m~500g/mのものが用いられることが多い。
(バリア塗工層)
 第三発明の紙製バリア材料は、紙基材上の少なくとも一方の面に水蒸気バリア塗工層を有する。前記したとおり、紙基材、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の順に積層されている方が好ましい。
(水蒸気バリア塗工層)
 第三発明において、水蒸気バリア塗工層に含有させる水蒸気バリア性樹脂としては、水蒸気バリア性を有している、水溶性または水分散性の水系樹脂であり、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、パラフィン(WAX)系、ポリエステル樹脂、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単独あるいは2種類以上混合して使用することができる。第三発明においては、2種類以上混合して使用することが好ましい。
 第三発明の水蒸気バリア塗工層は少なくとも、融点が110℃以上である水蒸気バリア性樹脂A及び融点が110℃未満である水蒸気バリア性樹脂Bを含有する。
 粒子が水に分散しているエマルジョン系などの樹脂(水分散性樹脂)は、乾燥が進むと粒子同士がフィルム化(造膜)する。一般的に、水分散性樹脂がフィルム化する温度帯は、水に分散している樹脂の融点と考えられる。一方、水溶性樹脂は、乾燥が進むと、溶媒である水が蒸発し、水に溶解している樹脂が硬化してフィルム化(造膜)する。水溶性樹脂が硬化する温度帯は、水に溶けている樹脂固有の融点に依存する。
 第三発明においては、水分散性樹脂であればフィルム化する温度帯(水に分散している樹脂の融点)が、水溶性樹脂であれば硬化する温度帯(水に溶けている樹脂の融点)が、110℃以上のものと、110℃未満のものを含有する。それぞれの樹脂の融点が上記範囲を満たすと、水の沸点付近を挟んで、融点が一定以上離れているため、低融点のものから順に造膜が進み、同質の樹脂膜を層状に形成できるため、水蒸気バリア性が優れると推測される。
 第三発明においては、融点が110℃以上の水蒸気バリア性樹脂Aと110℃未満の水蒸気バリア性樹脂Bの組み合わせであれば、水溶性樹脂同士の組み合わせ、水分散性樹脂同士の組み合わせ、水溶性樹脂と水分散性樹脂の組み合わせのいずれでもよいが、水蒸気バリア塗工層と紙基材の接着性が良好となるため、水分散性樹脂と水溶性樹脂の組み合わせが好ましい。更に、融点が110℃以上である水蒸気バリア性樹脂Aが水溶性樹脂であり、融点が110℃未満である水蒸気バリア性樹脂Bが水分散性樹脂であることがより好ましい。
 なお、水蒸気バリア性樹脂の融点は、例えば、示差走査熱量分析計(DSC)を用いて、吸熱反応のピークを検出することにより測定が可能である。
 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。
 第三発明において、水蒸気バリア塗工層に顔料を含有させることは、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層を有する構成において、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層の密着性の点から好ましい。
 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、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、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上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、ガスバリア塗工層の浸透抑制の両方の観点から、形状が扁平なカオリン、タルク、クレー、マイカなどの扁平無機顔料が好ましく、カオリン、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以上の扁平無機顔料を単独または2種類以上混合して使用することが好ましく、2種類以上混合して使用することがより好ましい。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、水蒸気バリア塗工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。
 第三発明において、水蒸気バリア塗工層に顔料を含有させる場合、乾燥重量で顔料100重量部に対して、水蒸気バリア性樹脂と水溶性高分子の合計で30重量部以上350重量部以下の範囲で含有させることが好ましい。より好ましくは50重量部以上であり、さらに好ましくは80重量部以上である。また、より好ましくは250重量部以下であり、さらに好ましくは200重量部以下である。
 第三発明において、水蒸気バリア塗工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塗工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、水蒸気バリア塗工層内の結合の数(架橋点)が増加する。つまり、水蒸気バリア塗工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。
 第三発明において、架橋剤の種類としては特に限定されるものではなく、水蒸気バリア塗工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。
 水蒸気バリア性に優れた効果を発現するスチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系などのスチレン系の水蒸気バリア性樹脂を用いた場合、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、好ましくは顔料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。
 第三発明において、水蒸気バリア塗工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で結合を作るため、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ないため、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塗工層が形成されると推測される。
 第三発明において、水蒸気バリア性向上させるために、水蒸気バリア塗工層に撥水剤を含有させることもできる。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種類以上混合して使用することができる。
 第三発明において、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、水蒸気バリア塗工層上にガスバリア塗工層を設ける場合にガスバリア塗工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。
 また、第三発明において、水蒸気バリア性の向上、及びガスバリア塗工層との密着性から、水蒸気バリア塗工層表面の濡れ張力としては10mN/m以上60mN/m以下とすることができ、15mN/m以上50mN/m以下であれば、より効果が発揮される。
 第三発明において、水蒸気バリア塗工層には、上記した水蒸気バリア性樹脂、水溶性高分子、顔料、架橋剤、撥水剤の他、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。
 (ガスバリア塗工層)
 第三発明において、ガスバリア塗工層は、ガスバリア性を有している、水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子を含有することができる。
 第三発明において、ガスバリア塗工層に使用される水溶性高分子としては、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類、セルロース誘導体が好ましく、ポリビニルアルコール類がさらに好ましい。
 また、ガスバリア塗工層に使用される水分散性高分子としては、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂などを例示することができる。
 第三発明において、ガスバリア塗工層に顔料を含有させることは、ガスバリア性の向上の点から好ましい。ガスバリア塗工層に使用される顔料としては、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、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上混合して使用することができる。
 これらの中では、ガスバリア性の点から形状が扁平なカオリン、タルク、クレー、マイカなどの扁平無機顔料を使用することが好ましく、平均粒子径が3μm以上且つアスペクト比が10以上の扁平無機顔料を使用することがより好ましく、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が30以上の扁平無機顔料を使用することがさらに好ましい。
 ガスバリア塗工層に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、顔料を含有していない水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子からなるガスバリア塗工層と比較して高湿度雰囲気下における優れたガスバリア性を有する。
 第三発明において、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の扁平無機顔料を含有するガスバリア塗工層に、さらに平均粒子径が5μm以下の顔料を含有させることができる。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以上の扁平無機顔料により形成されたガスバリア塗工層中の空隙を減少させることができるため、さらに優れたガスバリア性が発現する。つまり、ガスバリア塗工層に平均粒子径の異なる顔料を含有させた場合、ガスバリア塗工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、酸素などのガス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ガスバリア塗工層と比較して、高いガスバリア性を有するものと推測される。
 第三発明において、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の扁平無機顔料と、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以上の扁平無機顔料と、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とすることができる。平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の扁平無機顔料の配合比率が上記範囲より少ないと、酸素などのガスがガスバリア塗工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、ガス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、ガスバリア塗工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、ガスバリア性のさらなる向上は見られない。
 第三発明において、平均粒子径が5μm以上且つアスペクト比が10以上の扁平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、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、またはコアーシェル型などの有機顔料などを単独または2種類以上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。
 第三発明において、ガスバリア塗工層に顔料を含有させる場合、顔料と水溶性高分子及び水分散性高分子の配合比率は、乾燥重量で、顔料/(水溶性高分子と水分散性高分子の合計)=1/100~1000/100であることが好ましい。顔料の比率が上記範囲外であると、ガスバリア性の改善効果が小さくなることがある。
 なお、第三発明において、顔料を水溶性高分子、水分散性高分子中に配合する際に、顔料がスラリー化したものを添加し混合することが好ましい。
 第三発明において、ガスバリア塗工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塗工層に含有される水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子と架橋反応を起こすため、ガスバリア塗工層内の結合の数(架橋点)が増加する。つまり、ガスバリア塗工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。
 第三発明において、架橋剤の種類としては特に限定されるものではなく、ガスバリア塗工層に含有される水溶性高分子や水分散性高分子などの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、好ましくは顔料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。
 第三発明において、水蒸気バリア塗工層との密着性を向上させるため、ガスバリア塗工層中に界面活性剤を含有させることができる。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、ガスバリア塗工層の均一性が向上するため、ガスバリア性が向上する。
 第三発明において、水蒸気バリア塗工層との密着性の観点から、ガスバリア塗工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でき、より効果を発揮させるには、15mN/m以上50mN/m以下に調整することが好ましい。
 また、水蒸気バリア塗工層表面の濡れ張力に対して、ガスバリア塗工層用塗料の表面張力を±20mN/mとすることが、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層との密着性の観点から好ましい。
 第三発明において、ガスバリア塗工層には、上記した水溶性高分子、水分散性高分子、顔料、架橋剤、界面活性剤の他、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。
(水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層の塗工)
 第三発明において、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工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、主として水を媒体とする水系塗工が好ましい。
 水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工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。
 第三発明において、水蒸気バリア塗工層の塗工量は、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20g/m以下とすることがさらに好ましい。水蒸気バリア塗工層の塗工量が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、ガスバリア塗工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、第三発明において、水蒸気バリア塗工層は1層であってもよく、2層以上の多層で構成してもよい。水蒸気バリア塗工層を2層以上の多層で構成する場合は、全ての水蒸気バリア塗工層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
 第三発明において、ガスバリア塗工層の塗工量は、乾燥重量で0.2g/m以上20g/m以下とすることが好ましい。ガスバリア塗工層の塗工量が0.2g/m未満であると、均一なガスバリア塗工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、第三発明において、ガスバリア塗工層は1層であってもよく、2層以上の多層で構成してもよい。ガスバリア塗工層を2層以上の多層で構成する場合は、全てのガスバリア塗工層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
(保護層)
 第三発明の紙製バリア材料の少なくとも一方の面上に、さらに保護層を有してもよい。保護層は、空気中の水分や、バリア塗工層の擦過、割れなどによる紙製バリア材料の水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層への影響(劣化)を防ぐと共に、紙製バリア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、耐水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、紙製バリア材料の両面に設けることもできるが、少なくとも水蒸気バリア塗工層を有する側の面上に有することが好ましい。さらに、紙基材上に、水蒸気バリア塗工層、ガスバリア塗工層をこの順に有する紙製バリア材料のガスバリア塗工層上に、保護層を有することが、空気中の水分などによる水蒸気バリア塗工層およびガスバリア塗工層への影響(劣化)を防ぐために好ましい。
 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。但し、生分解性が求められる用途の場合は、保護層に用いるものは生分解性樹脂など生分解性を有しているものが好ましい。
(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)等の生分解性を有する樹脂、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。
 第三発明において、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、紙製バリア材料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、紙製バリア材料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。
 第三発明において、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。
(バリア性)
 第三発明の紙製バリア材料は、下記のバリア性を有することが好ましい。なお、下記バリア性の値は、上記した保護層を形成していない状態で測定した値である。第三発明の紙製バリア材料は、各種フィルムや金属箔を用いずとも優良なバリア性を有している。
 (1)温度40±0.5℃、相対湿度差90±2%における水蒸気透過度が200g/m・day以下
 (2)温度:23℃、相対湿度0%における酸素透過度が5ml/m・day・atm以下
 さらに好ましくは、下記のバリア性を有する。
 (3)温度40±0.5℃、相対湿度差90±2%における水蒸気透過度が50g/m・day以下
 (4)温度:23℃、相対湿度0%における酸素透過度が3ml/m・day・atm以下
 本発明の紙製バリア材料は、紙製バリア材料のまま、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、袋、紙器、段ボール箱、トレー、カップ、液体紙容器等の包装用途に用いられる包装材料、または産業用資材や建築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、食品などの包装材、袋、紙器、段ボール箱、トレー、カップ、液体紙容器等の包装用途に用いられる包装材料として好適に使用することができ、食品などの軟包装材として特に好適に使用することができる。なお、軟包装材とは、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。また、形状としては、袋など、内容物を入れることにより立体形状を保つような包装材を指す。
 本発明の紙製バリア材料を食品などの包装材、特に軟包装材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、産業用資材や建築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。
 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、もちろん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、例中の部および%は、それぞれ重量部、重量%を示す。なお、得られた紙製バリア材料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。
 (評価方法)
(1)水蒸気透過度:温度40±0.5℃、相対湿度差90±2%の条件下で、透湿度測定器(Dr.Lyssy社製、L80-4000)を用いて測定した。なお、保護層を設ける前の紙製バリア材料を用いて測定した。
(2)酸素透過度:酸素透過率測定装置(MOCON社製、OX-TRAN2/21)を使用し、23℃-0%RH条件および23℃-85%RH条件にて測定した。なお、保護層を設ける前の紙製バリア材料を用いて測定した。
(3)扁平無機顔料のアスペクト比:上述の方法により測定した。
(4)点滴吸油度:一般軽油(軽油2号)1滴(10μl)をサンプルに対し注射器で自重滴下し、サンプルに浸透して液面の艶が無くなるまでの時間を計測した。
(5)融点:示差走査熱量分析計(島津製作所社製、DSC-60Plus)を用いて、吸熱反応のピークを検出することにより測定した。
・第一発明の実施例
 [実施例1]
(紙基材1の作製)
 カナダ式標準ろ水度(CSF)320mlの広葉樹クラフトパルプ(LBKP)100重量部を原料パルプとした。原料パルプを長網抄紙機で抄紙し、坪量63.0g/mの紙を得た。次いで、得られた紙に固形分濃度3%に調製した澱粉(サナス社製、ローコンス)を、両面合計で1.0g/m塗工、乾燥し、チルドカレンダーを用いて、速度300min/m、線圧50kgf/cm 1パスにて平滑処理を行い、坪量64.0g/mの紙基材1を得た。
(水蒸気バリア塗工層用塗工液A1の調製)
 扁平無機顔料Aとして、マイカスラリー(トピー工業社製、製品名:NTS-10、アスペクト比:1500、固形分濃度10%)を用意した。また、扁平無機顔料Bとしてカオリン(イメリス社製、製品名:バリサーフHX、アスペクト比:100)に分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加し(対無機顔料0.2部)、セリエミキサーで分散して固形分濃度60%のカオリンスラリーを調製した。
 上記マイカスラリーとカオリンスラリーを、マイカが50部(固形分)、カオリンが50部(固形分)となるように混合し、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(サイデン化学社製、製品名:サイビノールX-511-374E)を100部(固形分)となるように配合し、更にパラフィン系撥水剤(丸芳化学社製、製品名:MYE―35G、ワックス含有ポリエチレンエマルジョン)を顔料100部に対して100部(固形分)となるように配合し、固形分濃度22%の水蒸気バリア塗工層用塗工液A1を得た。
(ガスバリア塗工層用塗工液B1の調製)
 ガスバリア性樹脂としてポリビニルアルコール(クラレ社製、製品名:PVA117)水溶液を固形分濃度10%となるよう調製し、得られたポリビニルアルコール水溶液中に、ポリビニルアルコール100部(固形分)に対しシリコーン系界面活性剤(サンノプコ社製、製品名:SNウェット125)を1部(固形分)となるように配合し、ガスバリア塗工層用塗工液B1を得た。
(紙製バリア材料の作製)
 得られた紙基材1上に水蒸気バリア塗工層用塗工液A1を乾燥重量で塗工量15g/mとなるようにブレードコーターを用いて片面塗工、乾燥した後、その上にガスバリア塗工層用塗工液B1を乾燥重量で塗工量5.0g/mとなるようにロールコーターを用いて片面塗工、乾燥し、紙製バリア材料を得た。
 [実施例2]
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A1のカオリン(イメリス社製、製品名:バリサーフHX、アスペクト比:100)に替えてカオリン(イメリス社製、製品名:カピムCC、アスペクト比:15)を使用した以外は、実施例1と同様にして、紙製バリア材料を得た。
 [実施例3]
 扁平無機顔料Bとしてベントナイト(クニミネ工業社製、製品名:クニピアF、アスペクト比:400)に分散剤としてピロリン酸ソーダを添加し(対無機顔料0.4部)、セリエミキサーで分散して固形分濃度15%のベントナイトスラリーを調製した。
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A1のカオリンスラリー(イメリス社製、製品名:バリサーフHX、アスペクト比:100)50部(固形分)に替えて上記ベントナイトスラリー50部(固形分)を使用した以外は、実施例1と同様にして、紙製バリア材料を得た。
 [実施例4]
(水蒸気バリア塗工層用塗工液A2の調製)
 扁平無機顔料Aとして、マイカスラリー(トピー工業社製、製品名:NTS-10、アスペクト比:1500、固形分濃度10%)を用意した。また、扁平無機顔料Bとしてカオリン(イメリス社製、製品名:バリサーフHX、アスペクト比:100)に分散剤としてポリアクリル酸ソーダを添加し(対無機顔料0.2部)、セリエミキサーで分散して固形分濃度60%のカオリンスラリーを調製した。また、他の無機顔料として、重質炭酸カルシウムスラリー(ファイマテック社製、製品名:FMT-90、固形分濃度60%)を用意した。
 上記マイカスラリーとカオリンスラリーと重質炭酸カルシウムスラリーとを、マイカが54部(固形分)、カオリンが36部(固形分)、重質炭酸カルシウムが10部(固形分)となるように混合し、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(サイデン化学社製、製品名:サイビノールX-511-374E)を100部(固形分)となるように配合し、更にパラフィン系撥水剤(丸芳化学社製、製品名:MYE―35G、ワックス含有ポリエチレンエマルジョン)を顔料100部に対して100部(固形分)となるように配合し、固形分濃度22%の水蒸気バリア塗工層用塗工液A2を得た。
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A1に替えて水蒸気バリア塗工層用塗工液A2を使用した以外は、実施例1と同様にして、紙製バリア材料を得た。
 [実施例5]
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A1のマイカとカオリンの配合比を、マイカが60部(固形分)、カオリンが40部(固形分)となるように混合した以外は、実施例1と同様にして、紙製バリア材料を得た。
 [実施例6]
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A1のマイカとカオリンの配合比を、マイカが30部(固形分)、カオリンが70部(固形分)となるように混合した以外は、実施例1と同様にして、紙製バリア材料を得た。
 [実施例7]
 扁平無機顔料Aとしてベントナイト(クニミネ工業社製、製品名:クニピアF、アスペクト比:400)に分散剤としてピロリン酸ソーダを添加し(対無機顔料0.4部)、セリエミキサーで分散して固形分濃度15%のベントナイトスラリーを調製した。
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A1のマイカスラリー(トピー工業社製、製品名:NTS-10、アスペクト比:1500、固形分濃度10%)50部(固形分)に替えて上記ベントナイトスラリー50部(固形分)を使用した以外は、実施例1と同様にして、紙製バリア材料を得た。
 [比較例1]
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A1のカオリン(イメリス社製、製品名:バリサーフHX、アスペクト比:100)に替えて重質炭酸カルシウム(ファイマテック社製、製品名:FMT-90)を使用した以外は、実施例1と同様にして紙製バリア材料を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示されるように、実施例1~7の紙製バリア材料は、比較例1の紙製バリア材料よりも水蒸気バリア性、ガスバリア性に優れている。
・第二発明の実施例
 [実施例8]
(紙基材2の作製)
 カナダ式標準ろ水度(CSF)320mlの広葉樹クラフトパルプ(LBKP)100重量部を原料パルプとした。原料パルプを長網抄紙機で抄紙し、坪量63.0g/mの紙を得た。次いで、得られた紙に固形分濃度3%に調製した澱粉(サナス社製、ローコンス)を、両面合計で1.0g/m塗工、乾燥し、チルドカレンダーを用いて、速度300min/m、線圧50kgf/cm 1パスにて平滑処理を行い、坪量64.0g/mの紙基材2を得た。紙基材2の点滴吸油度は100秒であった。
(水蒸気バリア塗工層用塗工液A3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 粒子径9.0μm 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部)、セリエミキサーで分散して固形分濃度60%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(サイデン化学社製、X-511-374E)を100部(固形分)、パラフィン系撥水剤(丸芳化学社製、MYE-35G、ワックス含有ポリエチレンエマルジョン)を100部(固形分)となるように配合し、固形分濃度45%の水蒸気バリア塗工層用塗工液A3を得た。
(ガスバリア塗工層用塗工液B2の調製)
 ポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA117)水溶液を固形分濃度10%となるよう調製した。得られたポリビニルアルコール水溶液中に、ポリビニルアルコール100部(固形分)に対しシリコーン系界面活性剤(サンノプコ社製、SNウェット125)を1部(固形分)となるように配合し、ガスバリア塗工層用塗工液B2を得た。
(紙製バリア材料の作製)
 得られた紙基材2上に、水蒸気バリア塗工層用塗工液A3を乾燥重量で塗工量15g/mとなるよう塗工速度300m/minでブレードコーターを用いて片面塗工、乾燥した後、その上にガスバリア塗工層用塗工液B2を乾燥重量で塗工量5.0g/mとなるよう塗工速度300m/minでロールコーターを用いて片面塗工し、紙製バリア材料を得た。
 [実施例9]
(紙基材3の作製)
 カナダ式標準ろ水度(CSF)500mlの広葉樹クラフトパルプ(LBKP)とCSF530mlの針葉樹クラフトパルプ(NBKP)を80/20の重量比で配合して原料パルプとした。原料パルプを長網抄紙機で抄紙し、坪量59.0g/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、両面合計で1.0g/m塗工、乾燥し、チルドカレンダーを用いて、速度300min/m、線圧50kgf/cm 1パスにて平滑処理を行い、坪量60.0g/mの紙基材3を得た。紙基材3の点滴吸油度は50秒であった。
(紙製バリア材料の作製)
 紙基材2に替えて紙基材3を使用した以外は、実施例8と同様にして紙製バリア材料を得た。
 [実施例10]
(紙製バリア材料の作製)
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A3を乾燥重量で塗工量12g/mとなるよう塗工速度300m/minでブレードコーターを用いて片面塗工、乾燥した以外は、実施例8と同様にして紙製バリア材料を得た。
 [実施例11]
(水蒸気バリア塗工層用塗工液A4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 粒子径9.0μm 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部)、セリエミキサーで分散して固形分濃度60%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(サイデン化学社製、X-511-374E)を50部(固形分)、パラフィン系撥水剤(丸芳化学社製、MYE-35G、ワックス含有ポリエチレンエマルジョン)を20部(固形分)となるように配合し、固形分濃度45%の水蒸気バリア塗工層用塗工液A4を得た。
(紙製バリア材料の作製)
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A3に替えて水蒸気バリア塗工層用塗工液A4を使用した以外は、実施例8と同様にして紙製バリア材料を得た。
[実施例12]
 実施例8で得られた紙製バリア材料の両面に、共押出しラミネートにより低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、製品名:LC602A)をそれぞれ厚み30μm積層した以外は実施例8と同様にして紙製バリア材料を得た。
 [実施例13]
(紙基材4の作製)
 カナダ式標準ろ水度(CSF)320mlの広葉樹クラフトパルプ(LBKP)100重量部を原料パルプとした。原料パルプを長網抄紙機で抄紙し、坪量62.5g/mの紙を得た。次いで、得られた紙に固形分濃度4%に調製した澱粉(サナス社製、ローコンス)を、両面合計で1.5g/m塗工、乾燥し、チルドカレンダーを用いて、速度300min/m、線圧50kgf/cm 1パスにて平滑処理を行い、坪量64.0g/mの紙基材4を得た。紙基材4の点滴吸油度は150秒であった。
(紙製バリア材料の作製)
 紙基材2に替えて紙基材4を使用した以外は、実施例8と同様にして紙製バリア材料を得た。
 [実施例14]
(紙基材5の作製)
 カナダ式標準ろ水度(CSF)500mlの広葉樹クラフトパルプ(LBKP)とCSF530mlの針葉樹クラフトパルプ(NBKP)を80/20の重量比で配合して原料パルプとした。原料パルプを長網抄紙機で抄紙し、坪量58.5g/mの紙を得た。次いで、得られた紙に固形分濃度3%に調製したポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA117)を、両面合計で1.5g/m塗工、乾燥し、チルドカレンダーを用いて、速度300min/m、線圧50kgf/cm 1パスにて平滑処理を行い、坪量60.0g/mの紙基材5を得た。紙基材5の点滴吸油度は80秒であった。
(紙製バリア材料の作製)
 紙基材2に替えて紙基材5を使用した以外は、実施例8と同様にして紙製バリア材料を得た。
[比較例2]
(紙基材6の作製)
 カナダ式標準ろ水度(CSF)320mlの広葉樹クラフトパルプ(LBKP)100重量部を原料パルプとした。原料パルプを長網抄紙機で抄紙し、坪量64.0g/mの紙を得た。次いで、チルドカレンダーを用いて、速度300min/m、線圧50kgf/cm 1パスにて平滑処理を行い、坪量64.0g/mの紙基材6を得た。紙基材6の点滴吸油度は13秒であった。
(紙製バリア材料の作製)
 紙基材2に替えて紙基材6を使用した以外は、実施例8と同様にして紙製バリア材料を得た。
 [比較例3]
(紙基材7の作製)
 カナダ式標準ろ水度(CSF)500mlの広葉樹クラフトパルプ(LBKP)とCSF530mlの針葉樹クラフトパルプ(NBKP)を80/20の重量比で配合して原料パルプとした。原料パルプを長網抄紙機で抄紙し、坪量59.5g/mの紙を得た。次いで、得られた紙に固形分濃度1%に調製したポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA117)を、両面合計で0.5g/m塗工、乾燥し、チルドカレンダーを用いて、速度300min/m、線圧50kgf/cm 1パスにて平滑処理を行い、坪量60.0g/mの紙基材7を得た。紙基材7の点滴吸油度は28秒であった。
(紙製バリア材料の作製)
 紙基材2に替えて紙基材7を使用した以外は、実施例8と同様にして紙製バリア材料を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示すように、紙基材の点滴吸油度が50秒以上である場合は、水蒸気バリア塗工層の塗工量が同じでも水蒸気バリア性が優れている。また、水蒸気バリア塗工層が含有する顔料100重量部に対する水蒸気バリア性樹脂の含有量が、絶乾で30重量部以上350重量部以下である場合は、水蒸気バリア塗工層の塗工量が同じでも水蒸気バリア性が優れている。
・第三発明の実施例
 [実施例15]
(紙基材8の作製)
 カナダ式標準ろ水度(CSF)320mlの広葉樹クラフトパルプ(LBKP)100重量部を原料パルプとした。原料パルプを長網抄紙機で抄紙し、坪量63.0g/mの紙を得た。次いで、得られた紙に固形分濃度3%に調製した澱粉(サナス社製、ローコンス)を、両面合計で1.0g/m塗工、乾燥し、チルドカレンダーを用いて、速度300min/m、線圧50kgf/cm 1パスにて平滑処理を行い、坪量64.0g/mの紙基材8を得た。
(水蒸気バリア塗工層用塗工液A5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 粒子径9.0μm 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部)、セリエミキサーで分散して固形分濃度60%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水蒸気バリア性樹脂A(ポリエチレン系樹脂、三井化学社製、ケミパールW400、融点110℃)を50部(固形分)、水蒸気バリア性樹脂B(アクリル系樹脂、住友精化社製、ザイクセンN、融点90℃)を50部(固形分)、更に、パラフィン系撥水剤(丸芳化学社製、MYE-35G、ワックス含有ポリエチレンエマルジョン)を100部(固形分)となるように配合し、固形分濃度45%の水蒸気バリア塗工層用塗工液A5を得た。
(ガスバリア塗工層用塗工液B3の調製)
 ポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA117)水溶液を固形分濃度10%となるよう調製した。得られたポリビニルアルコール水溶液中に、ポリビニルアルコール100部(固形分)に対しシリコーン系界面活性剤(サンノプコ社製、SNウェット125)を1部(固形分)となるように配合し、ガスバリア塗工層用塗工液B3を得た。
(紙製バリア材料の作製)
 得られた紙基材8上に、水蒸気バリア塗工層用塗工液A5を乾燥重量で塗工量15g/mとなるよう塗工速度300m/minでブレードコーターを用いて片面塗工、乾燥した後、その上にガスバリア塗工層用塗工液B3を乾燥重量で塗工量5.0g/mとなるよう塗工速度300m/minでロールコーターを用いて片面塗工し、紙製バリア材料を得た。
[実施例16]
(水蒸気バリア塗工層用塗工液A6の調製)
 水蒸気バリア性樹脂A(ポリエチレン系樹脂、三井化学社製、ケミパールW400、融点110℃)を60部(固形分)、水蒸気バリア性樹脂B(アクリル系樹脂、住友精化社製、ザイクセンN、融点90℃)を40部(固形分)に替えた以外は、実施例15と同様にして水蒸気バリア塗工層用塗工液A6を得た。
(紙製バリア材料の作製)
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A5に替えて水蒸気バリア塗工層用塗工液A6を使用した以外は、実施例15と同様にして紙製バリア材料を得た。
[実施例17]
(水蒸気バリア塗工層用塗工液A7の調製)
 水蒸気バリア性樹脂A(ポリエチレン系樹脂、三井化学社製、ケミパールW400、融点110℃)を40部(固形分)、水蒸気バリア性樹脂B(アクリル系樹脂、住友精化社製、ザイクセンN、融点90℃)を60部(固形分)に替えた以外は、実施例15と同様にして水蒸気バリア塗工層用塗工液A7を得た。
(紙製バリア材料の作製)
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A5に替えて水蒸気バリア塗工層用塗工液A7を使用した以外は、実施例15と同様にして紙製バリア材料を得た。
[比較例4]
(水蒸気バリア塗工層用塗工液A8の調製)
 水蒸気バリア性樹脂A(ポリエチレン系樹脂、三井化学社製、ケミパールW400、融点110℃)を100部(固形分)、水蒸気バリア性樹脂B(アクリル系樹脂、住友精化社製、ザイクセンN、融点90℃)を0部(固形分)に替えた以外は、実施例15と同様にして水蒸気バリア塗工層用塗工液A8を得た。
(紙製バリア材料の作製)
 水蒸気バリア塗工層用塗工液A5に替えて水蒸気バリア塗工層用塗工液A8を使用した以外は、実施例15と同様にして紙製バリア材料を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3に示すように、水蒸気バリア塗工層が少なくとも、融点が110℃以上である水蒸気バリア性樹脂A及び融点が110℃未満である水蒸気バリア性樹脂Bを含有する場合は、水蒸気バリア性、ガスバリア性共に優れている。
 

Claims (20)

  1.  紙基材上に少なくとも1層のバリア塗工層を有する紙製バリア材料であって、下記条件(1)~(3)のいずれか1以上を満足することを特徴とする紙製バリア材料。
    (1)前記バリア塗工層が顔料を含有し、該バリア塗工層が少なくとも2種類の扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bを該バリア塗工層の全顔料に対し50重量%以上含有する。
    (2)前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が水蒸気バリア性樹脂を含有し、前記紙基材の点滴吸油度が50秒以上である。
    (3)前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が少なくとも、融点が110℃以上である水蒸気バリア性樹脂A及び融点が110℃未満である水蒸気バリア性樹脂Bを含有する。
  2.  前記バリア塗工層が顔料を含有し、該バリア塗工層が、少なくとも2種類の扁平無機顔料A及び扁平無機顔料Bを該バリア塗工層の全顔料に対し50重量%以上含有することを特徴とする請求項1に記載の紙製バリア材料。
  3.  前記扁平無機顔料Aがマイカであり、前記扁平無機顔料Bがアスペクト比が10以上であることを特徴とする請求項2に記載の紙製バリア材料。
  4.  前記扁平無機顔料Bがカオリンであることを特徴とする請求項2または3のいずれかに記載の紙製バリア材料。
  5.  前記扁平無機顔料Bがアスペクト比が30以上であることを特徴とする請求項2~4のいずれかに記載の紙製バリア材料。
  6.  前記バリア塗工層が水蒸気バリア性及び/又はガスバリア性を有することを特徴とする請求項2~5のいずれかに記載の紙製バリア材料。
  7.  前記バリア塗工層が少なくとも水蒸気バリア性を有することを特徴とする請求項6に記載の紙製バリア材料。
  8.  前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が水蒸気バリア性樹脂を含有し、該紙基材の点滴吸油度が50秒以上であることを特徴とする請求項1に記載の紙製バリア材料。
  9.  前記水蒸気バリア塗工層が更に顔料を含有し、該顔料100重量部に対する前記水蒸気バリア性樹脂の含有量が、絶乾で30重量部以上350重量部以下であることを特徴とする請求項8に記載の紙製バリア材料。
  10.  前記紙基材上に更にガスバリア塗工層を有することを特徴とする請求項8または9に記載の紙製バリア材料。
  11.  前記バリア塗工層が水蒸気バリア塗工層であり、該水蒸気バリア塗工層が少なくとも、融点が110℃以上である水蒸気バリア性樹脂A及び融点が110℃未満である水蒸気バリア性樹脂Bを含有することを特徴とする請求項1に記載の紙製バリア材料。
  12.  前記水蒸気バリア性樹脂A及び水蒸気バリア性樹脂Bが、水溶性または水分散性の水系樹脂であることを特徴とする請求項11に記載の紙製バリア材料。
  13.  前記水蒸気バリア性樹脂Aが水溶性の水系樹脂であり、前記水蒸気バリア性樹脂Bが水分散性の水系樹脂であることを特徴とする請求項12に記載の紙製バリア材料。
  14.  前記紙基材上に更にガスバリア塗工層を有することを特徴とする請求項11~13のいずれかに記載の紙製バリア材料。
  15.  請求項1~14のいずれかに記載の紙製バリア材料の少なくとも一方の面上に、さらに保護層を有することを特徴とする紙製バリア材料。
  16.  請求項1~15のいずれかに記載の紙製バリア材料を使用した包装材料。
  17.  請求項1~15のいずれかに記載の紙製バリア材料を使用した袋。
  18.  請求項1~15のいずれかに記載の紙製バリア材料を使用したトレー。
  19.  請求項1~15のいずれかに記載の紙製バリア材料を使用したカップ。
  20.  請求項1~15のいずれかに記載の紙製バリア材料を使用した液体紙容器。
     
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