JP6492600B2 - 紙製バリア包材材料 - Google Patents
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Description
また、これらの紙製包装材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル共重合体などのシーラント層を溶融押し出しラミ法やフィルムを用いたドライラミ法、直接溶融コート法など公知の方法を用いて設けることができるが、ガスバリア層とシーラント層の接着性に問題があった。一方、特許文献2には、基材フィルムの少なくとも一方の面に、ポリビニルアルコール100重量部当たりポリエチレンイミンを0.3〜1重量部混合したポリビニルアルコール層を積層することで、ポリビニルアルコール層とシーラント層との良好な接着性及びガスバリア性を有するガスバリア材料が開示されている。
〔1〕紙基材上に水蒸気バリア層、ガスバリア層をこの順に設けた紙製バリア包装材料において、該ガスバリア層がポリビニルアルコール、顔料及びポリエチレンイミンを含有し、塗工量が乾燥重量で3.0〜10g/m 2 であることを特徴とする紙製バリア包装材料。
〔2〕前記ポリエチレンイミンの含有量が、ポリビニルアルコール100重量部に対して
3〜30重量部であることを特徴とする〔1〕に記載の紙製バリア包装材料。
〔3〕前記顔料が平均粒子径3〜30μm、且つアスペクト比が15〜2000の無機顔
料であることを特徴とする〔1〕、〔2〕のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。
〔4〕前記ポリビニルアルコールが完全ケン化ポリビニルアルコールであることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。
〔5〕前記ガスバリア層が含有する前記顔料と前記ポリビニルアルコールの配合比率(乾燥重量)が顔料/ポリビニルアルコール=1/100〜1000/100であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の紙製バリア包装材料。
ガスバリア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が一般的であり、紙基材上にガスバリア層、水蒸気バリア層をこの順に設けた場合、紙基材中の水分や紙基材を経由して浸透する空気中の水分などにより、水溶性高分子を含有するガスバリア層が劣化する。一方、紙基材上に、耐水性の良好な樹脂を含有する水蒸気バリア層、ガスバリア層をこの順に設けた場合、水蒸気バリア層が紙基材中の水分などのガスバリア層への影響(劣化)を防止することができる。また、ガスバリア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からなるガスバリア層と比較して、本発明の紙製バリア包装材料は良好な水蒸気バリア性、特に高湿度雰囲気下における優れたガスバリア性を有する。
アスペクト比の大きい顔料を主成分とすることが好ましい。
また、ガスバリア層に、ポリビニルアルコール以外の水溶性高分子、例えば、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウムなどを含有させることができる。
本発明においては、ガスバリア層に含有するポリエチレンイミンの量はポリビニルアルコール100重量部当たり3〜30重量部とすることが好ましく、8〜20部とすることがより好ましい。ポリビニルアルコール100重量部当たり3重量部よりもポリエチレンイミンの割合が少ない場合、シーラント層との接着性の改善効果が低く、また、30重量部より多い場合、ガスバリア性の低下が著しい。
なお、本発明において用いるポリエチレンイミンは、エチレンの重合により得られるもので、3員環構造のアミノ基を有する非常に反応性に富む高分子の水溶性樹脂であり、分子量が100〜100000程度、アミン値20前後のものであり、使用の際には、その水溶液を水/アルコールの混合液で希釈して使用するのが一般的であって、その濃度は通常5〜50%NVである。
(評価方法)
(1)水蒸気透過度:温度40±0.5℃、相対湿度90±2%の条件下で、透湿度測定器(Systech Instruments社製、L80−5000)を用いて測定した。
(2)酸素透過度:イリノイ社製酸素透過率測定装置 Model 8000シリーズを使用し、23℃-85%RH条件にて測定した。
(3)シーラント層の接着性:シーラント層にクロスカットを施し、バリア層面とシーラント層面との剥離に要する力を、下記の基準で官能評価した。
×:シーラント層が容易に剥離、△:力を加えるとシーラント層が剥離(実用上使用可能なレベル)、○:シーラント層が剥離せず基材破壊
(紙基材の作製)
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。原料パルプスラリーに、乾燥紙力増強剤として分子量250万のポリアクリルアミド(PAM)を対絶乾パルプ重量あたり0.1%、サイズ剤としてアルキルケテンダイマー(AKD)を対絶乾パルプ重量あたり0.35%、湿潤紙力増強剤としてポリアミドエピクロロヒドリン(PAEH)系樹脂を対絶乾パルプ重量あたり0.15%、さらに歩留剤として分子量1000万のポリアクリルアミド(PAM)を対絶乾パルプ重量あたり0.08%添加した後、デュオフォーマーFM型抄紙機にて300m/minの速度で抄紙し、坪量59g/m2の紙を得た。次いで、得られた紙に固形分濃度5%に調製したサイズプレス液(ポリビニルアルコール(クラレ社製PVA117))をロッドメタリングサイズプレスで、片面あたり1.0g/m2塗工、乾燥し、坪量60g/m2の原紙を得た。得られた原紙を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った。
大粒径エンジニアードカオリン(イメリス社製バリサーフHX、平均粒子径: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(対無機顔料0.2部)、セリエミキサーで分散して固形分濃度55%の大粒径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防湿ラテックス(日本ゼオン社製PNT7868)を対顔料100部(固形分)となるように配合し、固形分濃度50%の塗工液Aを得た。
ポリビニルアルコール(クラレ社製PVA117)を固形分濃度10%となるよう調製した。また大粒径エンジニアードカオリン(イメリス社製バリサーフHX)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)、ラボミキサーで分散して固形分濃度55%の大粒径カオリンスラリーを調製した。固形分でポリビニルアルコール:顔料:ポリエチレンイミン(日本触媒社製エポミンP−1000)=100:100:5として固形分濃度が10%となるよう混合し、塗工液Bを得た。
(紙製バリア包装材料の作製)
得られた原紙上に塗工液Aを塗工量(乾燥)12g/m2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、A4サイズに裁断し、その上に塗工液Bを塗工量(乾燥)3.0g/m2となるよう巻き線バーを用いて塗工し(手塗り)、紙製バリア包装材料を得た。
(シーラント層(ラミネート加工))
得られた紙製バリア包装材料に低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社 LC602A)を膜厚20μmとなるようバリア面側に押し出しラミネート加工を行い、シーラント層を設けた。
ガスバリア層中の塗料配合において、ポリビニルアルコール:顔料:ポリエチレンイミン=100:100:8に変更した以外は実施例1と同様にして紙製バリア包装材料を得た。
ガスバリア層中の塗料配合において、ポリビニルアルコール:顔料:ポリエチレンイミン=100:100:10に変更した以外は実施例1と同様にして紙製バリア包装材料を得た。
ガスバリア層中の塗料配合において、ポリビニルアルコール:顔料:ポリエチレンイミン=100:100:12に変更した以外は実施例1と同様にして紙製バリア包装材料を得た。
ガスバリア層中の塗料配合において、ポリビニルアルコール:顔料:ポリエチレンイミン=100:100:20に変更した以外は実施例1と同様にして紙製バリア包装材料を得た。
ポリビニルアルコール:顔料:ポリエチレンイミン=100:100:0に変更した以外は実施例1と同様にして紙製バリア包装材料を得た。
Claims (5)
- 紙基材上に水蒸気バリア層、ガスバリア層をこの順に設けた紙製バリア包装材料において、該ガスバリア層がポリビニルアルコール、顔料及びポリエチレンイミンを含有し、塗工量が乾燥重量で3.0〜10g/m 2 であることを特徴とする紙製バリア包装材料。
- 前記ポリエチレンイミンの含有量が、ポリビニルアルコール100重量部に対して3〜30重量部であることを特徴とする請求項1に記載の紙製バリア包装材料。
- 前記顔料が平均粒子径3〜30μm、且つアスペクト比が10〜2000の無機顔料であることを特徴とする請求項1〜2のいずれか一項に記載の紙製バリア包装材料。
- 前記ポリビニルアルコールが完全ケン化ポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の紙製バリア包装材料。
- 前記ガスバリア層が含有する前記顔料と前記ポリビニルアルコールの配合比率(乾燥重量)が顔料/ポリビニルアルコール=1/100〜1000/100であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の紙製バリア包装材料。
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