JP2026058932A - バリア紙、産業用材及び包装材 - Google Patents

Abstract

【課題】折り曲げ加工がされた場合におけるバリア性の低下を抑制できるとともに、ヒートシール強度、製袋加工適性及びブロッキング抑制性が良好なバリア紙を提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係るバリア紙は、基材と、上記基材の片面又は両面に積層されるガスバリア層と、上記ガスバリア層の表面に積層される水蒸気バリア層とを備え、上記ガスバリア層がポリビニルアルコールを主成分とし、上記水蒸気バリア層がワックス樹脂と、主成分としてのスチレンアクリル系共重合体とを含有し、上記水蒸気バリア層における上記ワックス樹脂の含有量が、スチレンアクリル系共重合体１００質量部に対して３質量部以上１１質量部以下であり、上記ガスバリア層が、上記ポリビニルアルコール１００質量部に対して含有量が１５質量部以下の無機化合物を含有するか、又は無機化合物を非含有であり、上記水蒸気バリア層が無機化合物を非含有である。
【選択図】なし

Description

本発明は、バリア紙、産業用材及び包装材に関する。

食品、農業、その他の産業分野等の包装において、従来から内容物の品質低下を防止するために、紙を基材とし、水蒸気バリア性及びガスバリア性を付与した包装材料が用いられている。

このような水蒸気バリア性及びガスバリア性を有する包装材料としては、基材上に水蒸気バリア層およびガスバリア層が設けられた紙製バリア包装材料が提案されている（特許文献１参照）。上記従来の紙製バリア包装材料においては、水蒸気バリア層が平均粒子径５μｍ以上、アスペクト比１０以上のカオリンを全顔料に対して５０質量％～１００質量％含有し、ガスバリア層がバインダー樹脂としてポリビニルアルコールを含有している。

国際公開第２０１３／０６９７８８号

しかしながら、上記従来技術の紙製バリア包装材料においては、折り曲げ加工が行われた場合、折り曲げられた箇所のバリア層に圧縮強度がかかることで、バリア層が損傷しやすくバリア性が低下するおそれがある。一方、このような紙製バリア包装材は、一般に製袋工程でバリア層の表面にヒートシールが行われており、十分なヒートシール強度を確保する必要がある。また、製袋工程は、工程中におけるバリア紙の蛇行、ヒートシール部及び裁断部の位置ずれ等により、包装材料としての品質が低下するため、これらの項目が生じにくい製袋加工適性の向上が求められる。また、紙製バリア包装材料においては、バリア層のヒートシール部がブロッキングを起こすと剥離性が低下することから、ブロッキング抑制性の向上も求められる。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、折り曲げ加工がされた場合におけるバリア性の低下を抑制できるとともに、ヒートシール強度、製袋加工適性およびブロッキング抑制性が良好なバリア紙の提供を目的とする。

本発明の一態様に係るバリア紙は、基材と、上記基材の片面又は両面に積層されるガスバリア層と、上記ガスバリア層の表面に積層される水蒸気バリア層とを備え、上記ガスバリア層がポリビニルアルコールを主成分とし、上記水蒸気バリア層がワックス樹脂と、主成分としてのスチレンアクリル系共重合体とを含有し、上記水蒸気バリア層における上記ワックス樹脂の含有量が、スチレンアクリル系共重合体１００質量部に対して３質量部以上１１質量部以下であり、上記ガスバリア層が、上記ポリビニルアルコール１００質量部に対して含有量が１５質量部以下の無機化合物を含有するか、又は無機化合物を非含有であり、上記水蒸気バリア層が無機化合物を非含有である。

本発明によれば、折り曲げ加工がされた場合におけるバリア性の低下を抑制できるとともに、ヒートシール強度、製袋加工適性及びブロッキング抑制性が良好なバリア紙を提供できる。

［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係るバリア紙は、基材と、上記基材の片面又は両面に積層されるガスバリア層と、上記ガスバリア層の表面に積層される水蒸気バリア層とを備え、上記ガスバリア層がポリビニルアルコールを主成分とし、上記水蒸気バリア層がワックス樹脂と、主成分としてのスチレンアクリル系共重合体とを含有し、上記水蒸気バリア層における上記ワックス樹脂の含有量が、スチレンアクリル系共重合体１００質量部に対して３質量部以上１１質量部以下であり、上記ガスバリア層が、上記ポリビニルアルコール１００質量部に対して含有量が１５質量部以下の無機化合物を含有するか、又は無機化合物を非含有であり、上記水蒸気バリア層が無機化合物を非含有である。

当該バリア紙は、ポリビニルアルコールを主成分とするガスバリア層を備えることによって、ガスバリア性が良好である。上記ガスバリア層が、上記ポリビニルアルコール１００質量部に対して含有量が１５質量部以下の無機化合物を含有するか、又は無機化合物を非含有であることで、ガスバリア層の表面に水蒸気バリア層を積層する際の塗工性を良好にできるので、折り曲げ加工がされた場合において、バリア性の低下の抑制効果が良好となる。さらに、上記水蒸気バリア層がワックス樹脂と、主成分としてのスチレンアクリル系共重合体とを含有することで、当該バリア紙は水蒸気バリア性を良好にできるとともに、ヒートシール強度、製袋加工適性及びブロッキング抑制性が向上することができる。上記水蒸気バリア層における上記ワックス樹脂の含有量が、スチレンアクリル系共重合体１００質量部に対して３質量部以上１１質量部以下であることで、製袋加工適性及びヒートシール強度を良好にできる。また、上記水蒸気バリア層が無機化合物を非含有であることで、柔軟性の低下を招くことなく、バリア紙の折り曲げ時の水蒸気バリア層の損傷を低減できるので、折り曲げ加工がされた場合におけるバリア性の低下をより抑制できる。従って、当該バリア紙は折り曲げ加工がされた場合におけるバリア性の低下を抑制できるとともに、ヒートシール強度、製袋加工適性及びブロッキング抑制性を向上できる。上記「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、好ましくは含有量が７０質量％以上である成分をいう。

上記基材の塗工面における吸油度が９０秒以下であることが好ましい。上記基材の塗工面における吸油度が９０秒以下であることで、バリア層非積層面の印刷時のインクの乾燥性をより向上できる。「吸油度」とは、ＪＩＳ－Ｐ８１３０（１９９４）に準拠して、軽油２号（１０μｌ）を用いて測定した値である。

上記ガスバリア層が上記無機化合物を非含有であることが好ましい。上記ガスバリア層が上記無機化合物を非含有であることで、バリア紙の折り曲げ時のバリア層に損傷が発生し難くなるため、水蒸気バリア性能をより向上できる。

本発明の一態様に係る産業用材又は包装材は、当該バリア紙を備える。当該産業用材又は包装材は、当該バリア紙を備えることで、ガスバリア性及び水蒸気バリア性に優れ、折り曲げ加工がされた場合におけるバリア性の低下を抑制できるとともに、ヒートシール強度、製袋加工適性及びブロッキング抑制性を向上できる産業用材又は包装材を得ることができる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。

＜バリア紙＞
当該バリア紙は、基材と、上記基材の片面又は両面に積層されるガスバリア層と、上記ガスバリア層の表面に積層される水蒸気バリア層とを備える。

［基材］
基材は、原料パルプを抄紙した紙基材や、さらに透明性を付与する材料により加工を加えたグラシン紙、パルプ原料から得られるセロファン紙やパーチメント紙、ワックス類を含浸させたパラフィン紙などの半透明紙等を用いることができる。紙質や強度が求められる用途については、原料パルプを抄紙した紙基材が好適に用いられる。また、透明性が求められる用途については、グラシン紙、セロファン紙、パーチメント紙、パラフィン紙等の半透明紙が好適に用いられる。

上記透明性を付与する材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ニトロセルロース、セラック、ロジン等の透明化樹脂、桐油、亜麻仁油、ヒマシ油、親水ヒマシ油、ヤシ油、大豆油、市販のサラダ油等の植物油、カウナバワックス、パームワックス、蜜蝋、鯨蝋、木蝋等の蝋等のワックス類が挙げられる。

上記基材は、原料パルプを含有するスラリーを抄紙して得られる。基材は、単層又は多層のいずれであってもよい。また、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、ライナー等の公知のものが挙げられる。これらの中でも、基材として、寸法安定性の観点から、ヤンキードライヤーを用いて乾燥工程を行うことで片面を艶面とした片艶紙を使用してもよく、強度及び印刷適性の観点から、化学パルプ１００％からなり、非塗工紙である上質紙を使用してもよい。

（原料パルプ）
基材を構成する原料パルプとしては、例えば、バージンパルプ、古紙パルプ、これらのパルプを組み合わせたもの等を使用することができる。

バージンパルプとしては、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹半晒クラフトパルプ（ＬＳＢＫＰ）、針葉樹半晒クラフトパルプ（ＮＳＢＫＰ）、針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＫＰ又はＮＵＫＰ）、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等の化学パルプ；ストーングランドパルプ（ＳＧＰ）、加圧ストーングランドパルプ（ＴＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の機械パルプ（ＭＰ）から、化学的に又は機械的に製造されたパルプ等を、単独で又は複数を組み合わせて使用することができる。印刷面の見栄えや食品包装用途に使用される観点から、晒クラフトパルプのみを使用することが好ましい。

古紙パルプとしては、例えば、茶古紙、クラフト封筒古紙、雑誌古紙、新聞古紙、チラシ古紙、オフィス古紙、段ボール古紙、上白古紙、ケント古紙、模造古紙、地券古紙等から製造される離解古紙パルプ、離解・脱墨古紙パルプ（ＤＩＰ）、離解・脱墨・漂白古紙パルプ等を、単独で又は複数を組み合わせて使用することができる。

原料パルプのフリーネスの下限としては、４００ｍｌが好ましく、４１０ｍｌがより好ましい。フリーネスが４００ｍｌ以上であることで、紙層の空隙が低減されて、基材の吸油度を良好な範囲にできる。一方、原料パルプのフリーネスの上限としては、６００ｍｌが好ましく、５８０ｍｌがより好ましい。フリーネスが６００ｍｌ以下であることで、地合ムラを低減し、基材の吸油度を良好な範囲にできる。原料パルプのフリーネスを上記範囲とすることで、基材の吸油度が良好な範囲に調整され、ガスバリア層の塗工液が基材へ浸透する量を抑制できる。これにより、ガスバリア層の表面に均一な水蒸気バリア層を形成するので、水蒸気バリア性能をより向上できる。上記フリーネスは、ＪＩＳ－Ｐ８２２０－１（２０１２）のパルプの離解方法に準拠して離解することによって離解パルプとし、この離解パルプをＪＩＳ－Ｐ８１２１－２（２０１２）のカナダ標準ろ水度試験方法に準拠して測定される値である。

（その他の添加剤）
基材には、必要によりその他の添加剤を内添することができる。添加剤としては、例えば、填料、顔料、サイズ剤、凝結剤、耐油剤、蛍光増白剤、硫酸バンド、歩留り向上剤、濾水性向上剤、乾燥紙力増強剤、湿潤紙力増強剤、着色染料、着色顔料、耐水化剤等を、単独で又は複数を組み合わせて使用することができる。

（基材の平均厚さ）
基材の平均厚さとしては、３０μｍ以上１５０μｍ以下が好ましい。基材の平均厚さが上記範囲であることで、低坪量及び軽量化を可能にしつつ強度を維持できる。「平均厚さ」は、ＪＩＳ－Ｐ８１１８：２０１４に準拠して測定される。

（基材の坪量）
坪量（ｇ／ｍ^２）は、ＪＩＳ－Ｐ－８１２４：２０１１「紙及び板紙－坪量の測定方法」に準拠して測定する。基材の坪量の下限としては、３０．０ｇ／ｍ^２が好ましく、３５．０ｇ／ｍ^２がより好ましく、４０．０ｇ／ｍ^２がさらに好ましい。基材の坪量が３０．０ｇ／ｍ^２以上であることで、抄造時におけるピンホールの発生によるバリア性の低下を抑制できる。一方、基材の坪量の上限としては、８０．０ｇ／ｍ^２が好ましく、７５．０ｇ／ｍ^２がより好ましく、７０．０ｇ／ｍ^２がさらに好ましい。基材の坪量が８０．０ｇ／ｍ^２以下であることで、基材が厚くなることによる折り曲げた際のバリア層への負荷を低減できる。

（基材の塗工面の吸油度）
上記基材の塗工面の吸油度の下限としては、２５秒が好ましく、３０秒がより好ましい。上記基材の塗工面の吸油度が２５秒以上であることで、バリア層塗工液の過度な浸透を抑えることが出来る。一方、基材の塗工面の吸油度の上限としては、特に限定されず、例えば１２００秒であってもよく、３００秒が好ましく、１２０秒がより好ましく、１００秒がさらに好ましく、９０秒が特に好ましい。基材の塗工面の吸油度が３００秒以下であることで、バリア層非積層面の印刷時のインクの乾燥性を向上できる。また、基材の塗工面の吸油度が３００秒以下であることで、基材に対する塗工液の浸透性が良好な範囲になるため、ヒートシール強度をより向上できる。上記吸油度は基材における原料パルプのフリーネス、ベック平滑度、含有するサイズ剤及び紙力増強剤の含有量等により調整できる。

（基材の塗工面のベック平滑度）
上記基材のガスバリア層を設ける表面のベック平滑度の下限としては、５０秒が好ましく、６０秒がより好ましい。上記基材の塗工面のベック平滑度が５０秒以上であることで、バリア紙の表面の平坦性が良好になって接触面積が大きくなり、ヒートシール強度を良好に維持できる。一方、ベック平滑度の上限としては、４５０秒が好ましく、４００秒が好ましく、３５０秒がより好ましい。上記基材の塗工面のベック平滑度が４５０秒以下であることで、ガスバリア層にピンホールが発生し難く、その上部の水蒸気バリア層の性状が良好となるので、ヒートシール強度を良好に維持できる。ベック平滑度は、ＪＩＳ－Ｐ８１１９（１９９８）に記載の「紙及び板紙－ベック平滑度試験機による平滑度試験方法」に準拠した値である。上記ベック平滑度は、空気の流通量（エアーリーク）から平滑性を評価するものである。上記ベック平滑度は、被測定物であるシートを光学的平面仕上げのガラス製試料台とゴム製押え板間に１００ｋＰａの圧力で挟み、１０ｍｌの空気が比較的広い１０ｃｍ^２のガラス製標準面との間を通り、水銀柱約３７０ｍｍｌに減圧保持された器内に流入するのに要する時間で表され、いわゆる被測定物の面における平滑性を示す。ベック平滑度は、比較的広い面におけるマクロ的な平滑性を評価する。当該バリア紙においては、ベック平滑度により上記基材の表面のうねり性を評価できる。従って、ベック平滑度にて上記基材の表面をより適切に評価できる。

［ガスバリア層］
当該バリア紙は、上記基材の片面又は両面に積層されるガスバリア層を備える。すなわち、上記水蒸気バリア層は、上記ガスバリア層の表面に積層される。当該バリア紙は、ガスバリア層を備えることによって、ガスバリア性を良好にできる。上記ガスバリア層はポリビニルアルコールを主成分とする。

（ポリビニルアルコール）
上記ガスバリア層はポリビニルアルコールを主成分とすることで、基材上に密着した皮膜を形成すると同時に、ガスバリア性を良好にできる。ポリビニルアルコールとしては、例えばＯＨ基が置換されない無変性ポリビニルアルコール、エチレン変性ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、リン酸変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール等を使用することができる。これらの中でも、良好な被膜強度と臭気の抑制性の観点からエチレン変性ポリビニルアルコールが好ましい。

エチレン変性ポリビニルアルコールのエチレン変性度は、モノマー単位全体（エチレン単位＋ビニルアルコール単位）に対するエチレン単位のモル％で表される。但し、ビニルアルコール単位には、鹸化されていない酢酸ビニル単位も含まれる。エチレン変性度は、２モル％以上１２モル％以下が好ましい。

ポリビニルアルコールの平均重合度としては、成膜性及び塗工性に観点から８００以上１５００以下が好ましい。

上記ガスバリア層におけるポリビニルアルコールの含有量の下限としては、７０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましく、８５質量％がさらに好ましい。上記ポリビニルアルコール含有量が７０質量％であることで、ガスバリア層のガスバリア性をより向上できる。

（無機化合物）
上記ガスバリア層は、ガスバリア層塗工液の浸透と抑制のバランスを整える観点から、無機化合物を含有してもよい。無機化合物としては、例えば微粒カオリン、１級カオリン、２級カオリン、デラミネーティッドカオリン等のカオリン、ベントナイト、マイカ、タルク等の層状化合物（扁平化合物）が挙げられる。これらの中でもバリア性能と塗工性との両立の観点から、カオリンが好ましい。

無機化合物のアスペクト比の下限としては、１５が好ましく、１８がより好ましい。無機化合物のアスペクト比が１５未満であると、ガスバリア性が十分でないおそれがある。一方、上記無機化合物のアスペクト比の上限としては、１２０が好ましく、１００がより好ましい。無機化合物のアスペクト比が１２０以下であることで、ガスバリア層の塗工液を均一に塗工できるとともに、基材への浸透も抑えられることから、低塗工量で高いガスバリア性を持たせることができる。ここで、「アスペクト比」とは、無機粒子の形状で、その長径（最長径）と厚さ（最短径）との比をいう。上記アスペクト比は、例えば、レーザー回折・散乱式の粒子分布測定装置堀場製作所製、Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ ９５０）による粒子画像解析や粉体粒子を電子顕微鏡で撮影し、ランダムに抽出した５００個について、直径を厚さで割って平均値を求めることで得ることができる。

上記無機化合物の平均粒子径の下限としては、０．１μｍが好ましく、０．５μｍがより好ましい。一方、上記無機化合物の平均粒子径の上限としては、１０．０μｍが好ましく、５．０μｍがより好ましい。上記無機化合物の平均粒子径が上記範囲であることで、ガスバリア層の表面の凹凸が軽減されることにより、水蒸気バリア層の塗工液の塗工性が向上し、水蒸気バリア層の性状を良好にできる。上記平均粒子径は、レーザー回析散乱法により測定された粒度分布曲線の５０％体積粒子径であるメジアン径（Ｄ_５０）である。

上記ガスバリア層は、ポリビニルアルコール１００質量部に対して含有量が１５質量部以下の無機化合物を含有するか、又は無機化合物を非含有である。ガスバリア層が、ポリビニルアルコール１００質量部に対して含有量が１５質量部以下の無機化合物を含有するか、又は無機化合物を非含有である。上記ガスバリア層の表面に水蒸気バリア層を積層する際の塗工性を良好にできるので、水蒸気バリア層の性状を向上できる。また、当該バリア紙は、折り曲げ加工がされた場合において、バリア性の低下の抑制効果が良好となる。ガスバリア層は無機化合物を非含有であることが好ましい。ガスバリア層が無機化合物を非含有であることで、バリア紙の折り曲げ時のバリア層の損傷が発生し難くなる。

上記ガスバリア層は、ポリビニルアルコール及び無機化合物の他、例えば増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、滑剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、耐水化剤、染料、定着剤等の通常の添加剤を必要に応じて適宜配合することができる。

ガスバリア層の塗工量の下限としては、５ｇ／ｍ^２が好ましく、６ｇ／ｍ^２がより好ましい。一方、上記塗工量（固形分換算）の上限としては、１０ｇ／ｍ^２が好ましく、８ｇ／ｍ^２がより好ましい。ガスバリア層の塗工量が５ｇ／ｍ^２以上であることで、基材の表面にガスバリア層を均一に被覆することができる。一方、ガスバリア層の塗工量が１０ｇ／ｍ^２以下であることで、ガスバリア層の塗工液の乾燥性を良好にできる。

［水蒸気バリア層］
水蒸気バリア層は、上記ガスバリア層の表面に積層される。上記水蒸気バリア層は、ワックス樹脂と、主成分としてのスチレンアクリル系共重合体とを含有する。上記水蒸気バリア層がスチレンアクリル系共重合体とともにワックス樹脂を含有することで、当該バリア紙は水蒸気バリア性を良好にできるとともに、ヒートシール強度、製袋加工適性及びブロッキング抑制性が向上することができる。

スチレンアクリル系共重合体としては、各種スチレンモノマーと各種（メタ）アクリルモノマーとを共重合させたものであれば特に限定されない。

上記水蒸気バリア層におけるスチレンアクリル系共重合体の含有量の下限としては、固形分換算で８７質量％が好ましく、８９質量％がより好ましい。上記スチレンアクリル系共重合体の含有量の上限としては、固形分換算で９９質量％が好ましく、９５質量％がより好ましい。上記スチレンアクリル系共重合体の含有量が上記範囲であることで、水蒸気バリア層の水蒸気バリア性をより向上できる。

ワックス樹脂としては、特に制限されず、アルカン化合物を主体とするパラフィン系ワックス樹脂、カルナバやラノリンなどの動植物由来の天然油脂系ワックス樹脂、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系ワックス樹脂、フッ素化合物を含有するフッ素含有ワックス樹脂などを用いることができる。ワックス樹脂は、１種あるいは２種類以上を混合して使用することができる。

ワックス樹脂の含有量の下限としては、スチレンアクリル系共重合体１００質量部に対して、３質量部であり、４質量部が好ましく、５質量部がより好ましい。上記ワックス樹脂の含有量が３質量部未満の場合、ブロッキング抑制性が低下する傾向がある。ワックス樹脂の含有量の上限としては、スチレンアクリル系共重合体１００質量部に対して、１１質量部であり、９質量部が好ましく、８質量部がより好ましい。上記ワックス樹脂の含有量が１１質量部を超えると、水蒸気バリア層の塗工液を基材に塗工した後に、基材の表面が滑りやすくなり、製袋加工適性が低下するおそれがある。また、上記ワックス樹脂の含有量が１１質量部を超えると、ヒートシール強度が低下するおそれがある。

上記水蒸気バリア層は無機化合物を非含有である。上記水蒸気バリア層が無機化合物を非含有であることで、バリア紙の折り曲げ時の水蒸気バリア層の損傷がなくなるため、折り曲げ加工がされた場合におけるバリア性の低下をより抑制できる。上記無機化合物は、ガスバリア層において例示されたものと同様のものを意味する。

上記水蒸気バリア層には、スチレンアクリル系共重合体及びワックス樹脂の他、例えば増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、滑剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、耐水化剤、染料、定着剤等の通常の添加剤を必要に応じて適宜配合することができる。

水蒸気バリア層の塗工量の下限としては、２．０ｇ／ｍ^２が好ましく、３．０ｇ／ｍ^２がより好ましい。一方、上記塗工量の上限としては、目止め性を向上させる観点から、１０．０ｇ／ｍ^２が好ましく、９．０ｇ／ｍ^２がより好ましい。水蒸気バリア層の塗工量が上記下限未満の場合、水蒸気バリア性が低下するおそれがある。一方、水蒸気バリア層の塗工量が上記上限を超える場合、製品巻き取り時にブロッキングが発生し包装材としての使用ができなくなるおそれがある。

上記基材の両面にガスバリア層及び水蒸気バリア層が積層される場合、ガスバリア層及び水蒸気バリア層の成分、塗工量等の構成を上記構成とすることができる。

上記基材の片面にガスバリア層及び水蒸気バリア層が積層される場合、上記基材のバリア層非積層面（裏面）において、グラビア印刷機、デジタル印刷機、インクジェット印刷、レーザー印刷等への印刷適性を向上させる目的のために、顔料層等の印刷向上塗工層を設けることができる。印刷向上塗工層としては、印刷用塗工紙、インクジェット用紙、レーザープリンター用紙分野で従来公知のものを採用できる。

［バリア紙の物性値］
（バリア紙の坪量）
当該バリア紙の坪量としては、３７．０ｇ／ｍ^２以上１００．０ｇ／ｍ^２以下が好ましい。当該バリア紙の坪量が上記範囲であることで、軽量化を可能にしつつ強度を維持できる。

（バリア紙の平均厚さ）
当該バリア紙の平均厚さの下限としては、４０μｍが好ましく、４５μｍがより好ましい。上記平均厚さの上限としては、１５０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましい。当該バリア紙の平均厚さが上記範囲であることで、低坪量及び軽量化を可能にしつつ加工適性を向上できる。

（バリア紙の平面の酸素透過度及び透湿度）
当該バリア紙の平面の酸素透過度としては、１５ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下が好ましく、１０ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下がより好ましい。当該バリア紙の平面の透湿度としては、３０ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下が好ましく、２０ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下がさらに好ましい。当該バリア紙の平面の酸素透過度及び透湿度が上記範囲であることで、当該バリア紙はバリア性が良好である。

［バリア紙の製造方法］
当該バリア紙の製造方法としては、特に限定されず、例えば原料パルプスラリーを抄紙し、プレスパート及びドライヤーパートに供して基材を製造する工程と、基材の表面にアンダーコーターパートにてガスバリア層塗工液を塗工した後、乾燥処理してガスバリア層を積層する工程と、ガスバリア層の表面に水蒸気バリア層の塗工液を塗工する工程とを有する。基材及びガスバリア層の両方、又は基材及びガスバリア層の一方にカレンダーによる平滑処理を行っても良い。

ガスバリア層の塗工液又は水蒸気バリア層の塗工液を塗工する際の塗工装置としては、例えばサイズプレス、ブレードメタリングサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、ブレードコーター、バーコータ、ゲートロールコーター、ロッドコータ、エアナイフコータ等が挙げられる。

また、カレンダーによる平滑処理の際のカレンダー装置としては、例えばスーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフトコンパクトカレンダー等の金属又はドラムと弾性ロールとの組み合わせによる各種カレンダーがオンマシン又はオフマシン仕様で適宜使用される。

＜産業用材又は包装材＞
当該産業用材又は当該包装材は、当該バリア紙を備える。当該産業用材又は包装材は、当該バリア紙を備えることで、ガスバリア性及び水蒸気バリア性に優れ、折り曲げ加工がされた場合におけるバリア性の低下を抑制できるとともに、ヒートシール強度、製袋加工適性及びブロッキング抑制性を向上できる産業用材又は包装材を得ることができる。

当該産業用材としては、例えば農業用シート、挿間紙、音響・衣類・建材等に使用されるシート、電気電子機器に使用されるシートに使用されるプラスチック素材に代替される用途が挙げられる。また、当該産業用材は、酸素や湿気の侵入を抑制できるので、内容物の腐敗、劣化を抑制するとともに、内容物の臭気が漏れ出るのを抑制できる。

当該包装材としては、例えば食品などの包装材、容器、カップ等の包装用途に用いられる紙製バリア性包装材料、パック、パウチ、箱、シュリンク包装、缶、ラミネート包装等のプラスチック素材に代替される用途が挙げられる。当該包装材は、内容物の酸素による酸化や湿気などによる劣化を抑制し、保存期間の延長を図ることができる。

＜その他の実施形態＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、各薬剤の含有量及び塗工量については、固形分換算での数値をさす。

［実施例１～実施例４、実施例６～実施例８及び比較例１～比較例４］
始めに、表１に記載の原料パルプ組成のパルプスラリーを調製した。このパルプスラリーには、添加剤として、１０ｋｇ／ｔの硫酸バンド、０．１ｋｇ／ｔの歩留剤、５ｋｇ／ｔのサイズ剤をそれぞれ内添した。得られたパルプスラリーは、長網抄紙機にて抄紙し、ヤンキードライヤーにて乾燥させることにより、実施例１～実施例４、実施例６～実施例８及び比較例１～比較例４の基材を得た。

次に、基材の片面を塗工面として、表１に記載の組成の塗工液を塗工してガスバリア層を形成した。ガスバリア層の塗工液の材料は以下の通りである。各原料の添加量は、絶乾パルプ量に対する固形分換算した量で記載した。また、ガスバリア層は基材の片面のみに塗工し、その塗工量は、表２の通りとした。
エチレン変性ポリビニルアルコール：クラレ社製「エクセバールＡＱ－４１０４」
実施例８～実施例９及び比較例１で使用したカオリン：イメリス社製「バリサーフＨＸ」（アスペクト比１００）

（水蒸気バリア層）
ガスバリア層の表面に、表２に記載の組成の水蒸気バリア層の塗工液を塗工して水蒸気バリア層を形成した。各原料の添加量は、絶乾パルプ量に対する固形分換算した量で記載した。また、水蒸気バリア層は基材の片面のみに塗工し、その塗工量は、表２の通りとした。
水蒸気バリア層の塗工液の材料として、スチレン－アクリル系共重合体及びパラフィンワックスを用いた。

［実施例５］
基材の製造工程において、抄紙後にヤンキードライヤーを多筒式ドライヤーに変更して乾燥させて上質紙とした以外は実施例１と同様にして、実施例５のバリア紙を得た。

［実施例９］
基材として市販のグラシン紙を用いた以外は実施例８と同様にして、実施例９のバリア紙を得た。

このようにして、実施例１～実施例９及び比較例１～比較例４のバリア紙を得た。

［基材及びガスバリア層の物性値］
基材の物性値について下記の方法にて測定した。測定結果を表１に示す。

（坪量）
基材の坪量（ｇ／ｍ^２）は、ＪＩＳ－Ｐ－８１２４（２０１１）「紙及び板紙－坪量の測定方法」に準拠して測定した。

（塗工面における吸油度）
基材の塗工面における吸油度は、ＪＩＳ－Ｐ８１３０（１９９４）に準拠して、軽油（５μｌ）を用いて測定した。

（基材の原料パルプのフリーネス）
基材の原料パルプのフリーネスは、ＪＩＳ－Ｐ８２２０－１：２０１２のパルプの離解方法に準拠して離解することによって離解パルプとし、この離解パルプをＪＩＳ－Ｐ８１２１－２：２０１２のカナダ標準ろ水度試験方法に準拠して測定した。

（基材の塗工面のベック平滑度）
基材の塗工面のベック平滑度は、ＪＩＳ－Ｐ８１１９（１９９８）に記載の「紙及び板紙－ベック平滑度試験機による平滑度試験方法」に準拠して測定した。

［評価］
得られたバリア紙について下記の方法にて評価した。

（十字折り後の酸素透過度）
下記の手順で測定した。
初めに、得られたバリア紙におけるガスバリア層及び水蒸気バリア層の積層面を内側にし、十字折りした。十字折りの方法は、上記バリア紙を重さ２ｋｇのローラーを２往復させて、折り目の角度が１８０°になるように折り曲げた後に開き、折れ線と垂直になる線に沿って２ｋｇのローラーを２往復させて、折り目の角度が１８０°になるように再度折り曲げた後に開いた。そして、２つの折れ線の交点が測定部の中央に来るようにして、下記に記載の通り、酸素透過度を測定した。
酸素透過度は、ＪＩＳ－Ｋ－７１２６－１：２００６「プラスチック－フィルム及びシート－ガス透過度試験方法－第１部：差圧法」に準拠して、ＧＴＲテック社の「ＧＴＲ－１１ＡＥＴ」を用いて、２３℃の雰囲気下におけるバリア紙の酸素透過度を測定した。

（十字折り後の透湿度）
次に、上記十字折り後の酸素透過度と同様に、得られたバリア紙を十字折りした。そして、２つの折れ線の交点が測定部の中央に来るようにして、下記に記載の通り、透湿度を測定した。
透湿度は、ＪＩＳ－Ｚ０２０８［１９７６］防湿包装材料の透湿度試験方法［カップ法］に準拠して、条件Ｂに基づいて測定した。

（ヒートシール強度）
熱傾斜試験機（東洋精機製作所社製）を用いて、シーラー圧２ｋｇｆ／ｃｍ^２、シーラー時間２秒間、シール温度１４０℃の条件でバリア紙の塗工層の最表面同士を接着させた。接着面積１０ｍｍ×２５ｍｍ貼付け後、２５ｍｍを横幅としてロードセル型引張試験機（東洋精機製作所社製「ストログラフＥ－Ｓ」）を用いて、剥離速度５００ｍｍ／分のＴ形型剥離で接着部分の剥離強度を測定した。得られた測定強度を１５ｍｍ横幅に換算した。試験環境は、ＪＩＳ－Ｐ８１１１（１９９８）「紙、板紙及びパルプの調湿及び試験のための標準状態」の標準状態に基づいて設定した。

（製袋加工適性）
各々の実施例及び比較例で得られたバリア紙を製袋機に通し、製袋した。その際の蛇行状況、並びにヒートシール部又は裁断部の位置ずれの起こしやすさを以下の４段階で評価した。評価がＡ及びＢの場合、製袋加工適性が良好である。
Ａ：製袋機内でバリア紙の蛇行、並びにヒートシール部又は裁断部の位置ずれがなく、加工性が非常に良好である。
Ｂ：製袋機内でバリア紙の蛇行、並びにヒートシール部又は裁断部の位置ずれがほとんどなく、加工性が良好である。
Ｃ：製袋機内でバリア紙の蛇行、並びにヒートシール部又は裁断部の位置ずれが若干あり、加工がし難い。
Ｄ：製袋機内でバリア紙の蛇行、並びにヒートシール部及び裁断部の位置ずれが多く、加工が困難である。

（ブロッキング抑制性）
各実施例及び比較例のバリア紙について、バリア層を塗工した最表面同士を密着させ、１ｋｇの圧着ローラーで１往復圧力を加えた。次に、４０℃の条件下で１日保管した後、両手で剥離させた結果を以下の３段階の基準で評価した。評価がＡ及びＢの場合、ブロッキング抑制性が良好である。
Ａ：ブロッキングが無く、容易に剥離する。
Ｂ：わずかにブロッキングしているが、スムーズに剥離する。
Ｃ：ブロッキングを起こしており、剥離性に難がある。

（バリア層非積層面の印刷時のインクの乾燥性）
印刷時のインクの乾燥性の評価は、グラビア印刷・コーティング試験機ＧＰ－２（倉敷紡績（株））に用いるインクを使用し、評価用インク（東洋インク社製「ＰＣＮＴ３９１Ｔ藍」）を用いてバリア層を積層していない基材面に印刷し、印刷後１分・３分・５分後に上質紙（白紙）を印刷面に接触させ、インクの乾燥性を以下の２段階の基準で評価した。評価がＡの場合、印刷時のインクの乾燥性が良好である。
Ａ：印刷後１分経過後に転写がみられなく、インクの乾燥性が良好である。
Ｂ：使用に差し支えはないが、印刷後１分経過後にわずかに転写が見られる。

上記測定結果及び評価結果について、表３に示す。

表３に示すように、実施例１～実施例９のバリア紙は、ヒートシール強度、製袋加工適性、ブッキング抑制性及びバリア層非積層面の印刷時のインクの乾燥性が良好であった。特に、実施例の中で、基材の吸油度が９０秒未満の実施例１～実施例３および実施例６～実施例８は、バリア層非積層面の印刷時のインクの乾燥性が９０秒を超える実施例４、実施例５及び実施例９と比べて良好であった。これは、吸油度が９０秒未満であることで、基材にインクを保持する量が少なくなることでインクの乾燥放出が促進されたものと推測される。

一方、ガスバリア層における、無機化合物の含有量がポリビニルアルコール１００質量部に対して１５質量部を超える比較例１のバリア紙は、十字折り時にガスバリア層が割れた可能性があり、十字折り後のガスバリア性及び水蒸気バリア性が非常に劣っていた。
水蒸気バリア層におけるワックス樹脂の含有量が、スチレンアクリル系共重合体１００質量部に対して１１質量部を大きく超える比較例２は、ヒートシール強度及び製袋加工適性が非常に劣っていた。
水蒸気バリア層におけるワックス樹脂の含有量が、スチレンアクリル系共重合体１００質量部に対して３質量部未満である比較例３は、ブロッキング抑制性が劣っていた。
水蒸気バリア層におけるワックス樹脂の含有量が、スチレンアクリル系共重合体１００質量部に対して１１質量部を超える比較例４は、ヒートシール強度及び製袋加工適性が劣っていた。

以上の結果、当該バリア紙は折り曲げ加工がされた場合におけるバリア性の低下を抑制できるとともに、ヒートシール強度、製袋加工適性及びブロッキング抑制性を向上できることがわかる。従って、当該バリア紙は多機能な産業用材又は包装材として好適であることが示された。

Claims (4)

1. 基材と、
   上記基材の片面又は両面に積層されるガスバリア層と、
   上記ガスバリア層の表面に積層される水蒸気バリア層と
   を備え、
   上記ガスバリア層がポリビニルアルコールを主成分とし、
   上記水蒸気バリア層がワックス樹脂と、主成分としてのスチレンアクリル系共重合体とを含有し、
   上記水蒸気バリア層における上記ワックス樹脂の含有量が、スチレンアクリル系共重合体１００質量部に対して３質量部以上１１質量部以下であり、
   上記ガスバリア層が、上記ポリビニルアルコール１００質量部に対して含有量が１５質量部以下の無機化合物を含有するか、又は無機化合物を非含有であり、
   上記水蒸気バリア層が無機化合物を非含有であるバリア紙。
2. 上記基材の塗工面における吸油度が９０秒以下である請求項１に記載のバリア紙。
3. 上記ガスバリア層が上記無機化合物を非含有である請求項１又は請求項２に記載のバリア紙。
4. 請求項１又は請求項２に記載のバリア紙を備える産業用材又は包装材。