WO2023276601A1 - ガスバリア性紙包材の製造方法、及び、ガスバリア性紙包材 - Google Patents

ガスバリア性紙包材の製造方法、及び、ガスバリア性紙包材 Download PDF

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layer
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玄太 伊藤
宏樹 田中
恭平 小林
篤史 藤田
淳一 原田
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サカタインクス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a gas barrier paper packaging material and a gas barrier paper packaging material.
  • Patent Document 1 discloses a paper barrier packaging material provided with a plurality of coating layers on a paper substrate, wherein the plurality of coating layers is a water vapor barrier layer on the paper substrate, and the water vapor barrier
  • a paper barrier packaging material comprising a gas barrier layer formed on a layer, and a water-soluble polymer or a water-suspendable polymer is used as a binder resin in these coating layers. is disclosed.
  • Patent Document 1 describes that a paper substrate is coated with a water vapor barrier layer coating liquid and a gas barrier layer coating liquid to produce a paper barrier packaging material.
  • a higher gas barrier property oxygen permeability
  • the total coating amount after drying of the water vapor barrier layer coating liquid and the gas barrier layer coating liquid must be 4.2 g/m 2 or more.
  • the gas barrier layer cannot be formed into a uniform coating film, and the required gas barrier properties can be achieved. It had problems such as being unable to
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides gas barrier properties that can impart sufficient gas barrier properties even when the coating amount of the barrier coating agent that forms the barrier layer after drying is 2 g/m 2 or less.
  • a method for manufacturing a paper packaging material is provided.
  • the present invention comprises a barrier layer forming step of applying a barrier coating agent to one side of a sealant film to form a barrier layer, and laminating the barrier layer and the paper base layer via an adhesive layer. and a lamination step.
  • the method for producing a gas barrier paper packaging material of the present invention includes an anchor coat layer forming step of applying an anchor coat agent to one side of the sealant film to form an anchor coat layer before the barrier layer forming step. It is preferable to perform the barrier layer forming step on the side having the anchor coat layer.
  • the barrier coating agent preferably contains a barrier resin, an inorganic stratiform compound, and a dispersion medium. Further, the barrier resin is preferably at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol-based resins and ethylene-vinyl alcohol-based resins.
  • the adhesive for forming the adhesive layer is preferably applied in an amount of 0.1 to 5 g/m 2 after drying. Further, it is preferable that the coating amount of the barrier coating agent after drying in the barrier layer forming step is 2 g/m 2 or less.
  • the anchor coating agent contains at least one selected from the group consisting of polyester-based resins, polyether-based resins, polyurethane-based resins, polyethyleneimine-based resins, water-soluble polymers, and water-suspendable polymers. is preferred. Moreover, it is preferable that the coating amount of the anchor coating agent after drying in the anchor coating layer forming step is 2 g/m 2 or less.
  • the present invention comprises at least a sealant film, a barrier layer, an adhesive layer, and a paper base layer in this order, and has an oxygen permeability of 1 cc/m 2 ⁇ day as measured according to JIS K7126B method.
  • ⁇ It is also a gas barrier paper packaging material with atm or less.
  • the present invention can provide a method for producing a gas barrier paper packaging material that can provide a sufficient gas barrier property even when the coating amount of the barrier coating agent forming the barrier layer after drying is 2 g/m 2 or less. can.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas-barrier paper packaging material produced in Example 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a gas-barrier paper packaging material produced in Comparative Example 1.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas-barrier paper packaging material produced in Example 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a gas-barrier paper packaging material produced in Comparative Example 1.
  • the present invention comprises a barrier layer forming step of applying a barrier coating agent to one surface of a sealant film to form a barrier layer, and lamination of laminating the barrier layer and the paper base layer via an adhesive layer.
  • a manufacturing method having at least steps.
  • the method for producing a gas barrier paper packaging material of the present invention has a barrier layer forming step of applying a barrier coating agent to one side of a sealant film to form a barrier layer.
  • the sealant film is composed of a resin that can be melted and bonded by heat.
  • resins include low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ionomer resin, ethylene-acrylic acid copolymer, polymers, ethylene-methyl acrylate copolymers, ethylene-methacrylic acid copolymers, ethylene-propylene copolymers, and the like. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the thickness of the sealant film may be, for example, 10 to 100 ⁇ m or 15 to 50 ⁇ m.
  • the barrier coating agent preferably contains a barrier resin, an inorganic stratiform compound, and a dispersion medium.
  • barrier resin examples include polyvinyl alcohol-based resins, which are highly crystalline resins, ethylene-vinyl alcohol copolymer resins (ethylene-vinyl alcohol-based resins), polyacrylonitrile-based resins, polyamide resins, polyester-based resins, and polyurethane-based resins. , and polyacrylic resins. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the barrier resin preferably has an oxygen permeability of 1 (cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm) or less at room temperature at a film thickness of 10 ⁇ m. It should be noted that this "oxygen permeability at a film thickness of 10 ⁇ m of the resin is 1 (cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm) or less at room temperature" is based on the JIS K7126B method, an oxygen permeability measuring device (product OX-TRAN100, manufactured by Mocon) under an atmosphere of 23° C. and 0% RH (relative humidity) is 1 (cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm) or less.
  • the barrier resin is preferably a polyvinyl alcohol-based resin or an ethylene-vinyl alcohol-based resin having a hydroxyl group from the viewpoint of excellent gas-barrier properties, and an ethylene-vinyl alcohol-based resin from the viewpoint of less deterioration in gas-barrier properties even under high humidity. is more preferred.
  • the polyvinyl alcohol-based resin may be polyvinyl alcohol, or may be a derivative or modified product of polyvinyl alcohol. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the polyvinyl alcohol-based resin preferably has a polymerization degree of 100 to 5,000, more preferably 500 to 3,000.
  • the degree of saponification of the polyvinyl alcohol resin is preferably 60 mol % or more, more preferably 75 mol % or more.
  • polyvinyl alcohol derivatives include polyvinyl alcohol derivatives in which up to about 40 mol % of hydroxyl groups are acetalized.
  • modified polyvinyl alcohol include modified polyvinyl alcohol obtained by copolymerizing carboxyl group-containing monomers, amino group-containing monomers, and the like.
  • the ethylene-vinyl alcohol (EVOH) resin is obtained by saponifying an ethylene-vinyl acetate copolymer, and is characterized by good high-humidity barrier properties and transparency.
  • the ethylene-vinyl alcohol (EVOH) resin preferably has an ethylene content of 20 to 60 mol %. If the ethylene content is less than 20 mol %, the water resistance and humidity resistance may be lowered, and the gas barrier property under high humidity may be impaired, resulting in reduced stress cracking resistance. On the other hand, if the ethylene content is more than 60 mol %, the gas barrier properties may be lowered although the water resistance and humidity resistance are improved.
  • the ethylene-vinyl alcohol (EVOH) resin preferably has a saponification degree of the vinyl acetate component of 95 mol % or more. If the degree of saponification of the acetic acid component is less than 95 mol%, the gas barrier properties and oil resistance may also deteriorate.
  • the above-mentioned ethylene-vinyl alcohol (EVOH) resin has been subjected to a molecular chain scission treatment with a peroxide or the like to reduce its molecular weight. It is more preferable from the point of view.
  • the molecular chain scission treatment is carried out by reacting the ethylene-vinyl alcohol copolymer with a peroxide or the like.
  • peroxides include hydrogen peroxide, dialkyl peroxide compounds, and acyl peroxide compounds, among which hydrogen peroxide is particularly preferred.
  • the following method may be used.
  • the ethylene-vinyl alcohol copolymer is dissolved in a mixed solvent of water and a lower alcohol so as to have a concentration of about 1 to 50% by mass, and the solution is Hydrogen peroxide water (usually about 30 to 35% by mass aqueous solution) is added to the ethylene-vinyl alcohol copolymer so as to be 1 to 100% by mass, and stirred at 40 to 90 ° C. Treat for 5-50 hours.
  • One criterion for the end point of the molecular chain scission treatment can be the point at which the viscosity of the solution at the start is about 10% or less of the initial viscosity.
  • an inorganic layered compound that swells and cleaves in a dispersion medium can be used.
  • the kaolinite group having a phyllosilicate 1:1 structure, the antigorite group belonging to the jamonite group, the smectite group depending on the number of interlayer cations, the vermiculite group which is a hydrous silicate mineral, the mica group, etc. can be done.
  • the inorganic layered compound examples include kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, antigorite, chrysotile, pyrophyllite, montmorillonite, beidellite, hectorite, saponite, sauconite, stevensite, tetrasilic mica, sodium tenio Light, muscovite, margarite, talc, vermiculite, phlogopite, xanthophyllite, chlorite, etc. may be natural or synthetic.
  • scaly silica and the like can also be used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • montmorillonite is preferably used from the viewpoint of gas barrier properties and coatability when used in barrier coating agents.
  • the dispersion medium either an aqueous dispersion medium or an organic dispersion medium can be used.
  • aqueous dispersion medium water alone, alcohols such as methanol, ethanol, and propanol, ethylene glycol, and propylene can be used.
  • the dispersion medium may be a mixture of a polyhydric alcohol such as glycol, an alkyl ether derivative thereof, an ester such as ethyl formate, methyl acetate or ethyl acetate, or a water-miscible organic solvent such as a ketone such as acetone.
  • the dispersion medium from the viewpoint of maintaining an appropriate solid content, 50 to 95% by mass of water and 5 to 50% of at least one of ethyl alcohol, propyl alcohol and butyl alcohol, which are lower alcohols having 2 to 4 carbon atoms. It is preferred to use mixtures containing % by weight.
  • the mass ratio of the barrier resin and the inorganic layered compound is preferably in the range of (30/70) to (50/50).
  • the mass ratio of the inorganic layered compound is 50% by mass or less, the oxygen barrier property may be reduced under high humidity. physical properties (coating film strength) may be insufficient.
  • the barrier coating agent preferably contains the barrier resin, the inorganic layered compound, and the dispersion medium. Preferably, it is primarily configured. That is, it is preferable that the barrier resin and the inorganic layered compound are contained in a total content of 1 to 30% by mass, whereby the effect of the barrier resin and the inorganic layered compound can be exhibited more preferably. can do.
  • the mass ratio of the barrier resin/inorganic layered compound is a mass ratio in terms of solid content.
  • a leveling agent an antifoaming agent, an antiblocking agent such as wax or silica, a mold release agent such as metal soap or an amide, an ultraviolet absorber, an antistatic agent, or the like can be added as necessary.
  • the method for preparing the barrier coating agent is not particularly limited.
  • a method of dispersing the inorganic layered compound by adding and mixing the inorganic layered compound; (which may be dissolved in advance) is added (dissolved).
  • the inorganic layered compound When preparing the barrier coating agent, the inorganic layered compound can be uniformly dispersed in the dispersion medium using a normal stirring device or dispersing device. A high pressure disperser can be used to obtain the dispersion.
  • the high-pressure disperser examples include Gorin (manufactured by APV Gorlin), Nanomizer (manufactured by Nanomizer), Microfluidizer (manufactured by Microflidex), Ultimizer (manufactured by Sugino Machine), and DeBee (manufactured by Bee). etc.
  • As the pressure condition of the high-pressure disperser it is preferable to perform the dispersion treatment at 100 MPa or less. If the pressure condition exceeds 100 MPa, the inorganic layered compound is likely to be pulverized, and the gas barrier property of the gas barrier paper packaging material may be lowered.
  • the barrier coating agent may be applied by a roll coating method using a labia cylinder or the like, a doctor knife method, an air knife/nozzle coating method, a bar coating method, a spray coating method, a dip coating method, or a combination of these methods. Ordinary methods such as the method can be used.
  • the coating amount of the barrier coating agent after drying is preferably 2 g/m 2 or less, more preferably 1 g/m 2 or less, from the viewpoint of thinning the gas barrier paper packaging material.
  • the coating amount of the barrier coating agent after drying is preferably 0.1 g/m 2 or more, and 0.2 g/m 2 or more. It is more preferably 2 or more.
  • the method for producing a gas-barrier paper packaging material of the present invention has a lamination step of laminating the barrier layer and the paper substrate layer via an adhesive layer.
  • stacking process may be called a lamination
  • the paper base layer preferably contains, for example, pulp, fillers and various auxiliary agents.
  • pulp examples include chemical pulps such as bleached hardwood kraft pulp (LBKP), bleached softwood kraft pulp (NBKP), unbleached hardwood kraft pulp (LUKP), unbleached softwood pulp (NUKP), and sulfite pulp; Mechanical pulp such as pulp and thermomechanical pulp; wood fibers such as deinked pulp and waste paper pulp; be.
  • filler for example, known fillers such as white carbon, talc, kaolin, clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, titanium oxide, zeolite, and synthetic resin fillers can be used.
  • auxiliaries examples include retention improvers, drainage improvers, paper strength agents, internal sizing agents, dyes, fluorescent brighteners, pH adjusters, antifoaming agents, pitch control agents, and slime control agents. etc.
  • the production (papermaking) method of the paper base layer is not particularly limited. It can be manufactured by making paper by a papermaking method. Further, the paper base layer may be one layer, or may be composed of multiple layers of two or more layers. Further, the surface of the paper base layer may be treated with various chemicals.
  • the thickness of the paper base layer is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the application.
  • Materials constituting the adhesive layer include, for example, polyurethane, polyester urethane, polyester, polycarbonate polyurethane, polyamide, epoxy resin, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyethyleneimine, ethylene-acrylic acid copolymer, and ethylene-methacrylic.
  • solvent-free, solvent-based, water-based, or hot-melt adhesives containing acid copolymers polyvinyl acetates, polyolefins, modified polyolefins, polybutadiene, waxes, casein, or mixtures thereof as main components be able to.
  • the adhesive layer can be formed by applying and drying the material (adhesive) constituting the adhesive layer.
  • the methods exemplified in the method of applying and drying the barrier coating agent described above can be appropriately selected and used.
  • the adhesive for forming the adhesive layer is applied so that the coating amount after drying is 0.1 to 5 g / m 2 from the viewpoint of adhesive strength and thinning of the gas barrier paper packaging material. preferably. More preferably, the adhesive for forming the adhesive layer has a coating amount after drying of 0.5 to 3 g/m 2 .
  • the method for producing a gas barrier paper packaging material of the present invention includes an anchor coat layer forming step of applying an anchor coat agent to one side of the sealant film to form an anchor coat layer before the barrier layer forming step. It is preferable to perform the barrier layer forming step on the side having the anchor coat layer. By including the anchor coat layer forming step, the interlayer adhesion of the gas barrier paper packaging material can be improved.
  • the anchor coating agent preferably contains a resin and a solvent.
  • resins contained in the anchor coating agent include polyester resins, polyether resins, polyurethane resins, polyethyleneimine resins, isocyanate resins, butadiene resins, acrylic resins, ethylene vinyl alcohol resins, vinyl modified resins, epoxy resins. resins, modified styrene resins, modified silicone resins, alkyl titanates, water-soluble polymers, and water-suspendable polymers. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the resin contained in the anchor coating agent may be a two-component curing type resin composed of a main agent and a curing agent, and it is more preferable to use a polyester-based resin, a polyurethane-based resin, or an acrylic resin as the main agent. preferable.
  • the curing agent is not particularly limited, and general curing agents such as isocyanate-based and epoxy-based curing agents can be used.
  • the resin contained in the anchor coating agent is selected from the group consisting of polyester-based resins, polyether-based resins, polyurethane-based resins, polyethyleneimine-based resins, water-soluble polymers, and water-suspendable polymers. It is preferable to include at least one selected.
  • the solvent contained in the anchor coating agent is not limited as long as it can dissolve the resin contained in the anchor coating agent.
  • examples include methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, dioxolane, tetrahydrofuran, cyclohexanone, and acetone. , normal propanol, isopropanol, ethanol, water, and the like. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the solvent contained in the anchor coating agent is preferably contained in an amount of 80 to 99% by mass based on the total amount of the anchor coating agent.
  • the anchor coating agent can be applied by roll coating using a gravure cylinder, doctor knife, air knife/nozzle coating, bar coating, spray coating, dip coating, or a combination of these methods. Ordinary methods such as the method can be used.
  • the coating amount of the anchor coating agent is preferably 2 g/m 2 or less, more preferably 1 g/m 2 or less, after drying from the viewpoint of improving adhesion between the sealant film and the barrier layer described later. 0.5 g/m 2 or less is more preferable.
  • the lower limit of the coating amount of the anchor coating agent if the coating amount after drying is 0.1 g/m 2 or more, sufficient adhesion can be imparted between the sealant film and the barrier layer.
  • a method of applying heat such as hot air drying, hot roll drying, high frequency irradiation, infrared irradiation, and UV irradiation can be used.
  • the heating temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 60°C or higher and 140°C or lower.
  • the method for producing the gas-barrier paper packaging material of the present invention may optionally have a printing step of forming a printed layer.
  • the printing layer is a layer made of ink containing a pigment, a binder resin, a solvent, and the like, and has characters, patterns, and the like formed thereon.
  • the printed layer may be formed, for example, on the sealant film or the paper base layer, and the printing step may be performed before or after the barrier layer forming step or before or after the lamination step. .
  • the ink may be appropriately selected from known inks in consideration of design properties such as color tone, adhesion, safety as a food container, and the like.
  • the ink may be printed using a gravure printing method, an offset printing method, a gravure offset printing method, a flexographic printing method, an inkjet printing method, or the like to form a printing layer.
  • the thickness of the printed layer is preferably 0.1 to 2.0 ⁇ m, for example.
  • the gas-barrier paper packaging material of the present invention comprises at least a sealant film, a barrier layer, an adhesive layer, and a paper substrate layer in this order, and has an oxygen permeability of 1 cc/ m2 ⁇ day ⁇ atm or less.
  • the coating amount of the barrier layer after drying is preferably 2 g/m 2 or less, more preferably 1 g/m 2 or less, from the viewpoint of thinning.
  • the gas barrier paper packaging material of the present invention preferably has an anchor coat layer between the sealant film and the barrier layer.
  • the coating amount of the anchor coat layer after drying is preferably 2 g/m 2 or less, more preferably 1 g/m 2 or less, from the viewpoint of thinning and interlayer adhesion. more preferred.
  • the gas barrier paper packaging material of the present invention preferably has an oxygen permeability of 1 cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm or less, and preferably 0.9 cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm or less, measured according to JIS K7126B method. is more preferably 0.8 cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm or less.
  • an oxygen permeability measuring device manufactured by Mocon, product name: OX-TRAN 1/50
  • the measurement can be performed in an atmosphere of 25° C. and 0% RH.
  • the gas barrier paper packaging material of the present invention preferably has a peel strength of 0.2 N/15 mm or more, more preferably 0.5 N/15 mm or more, and even more preferably 0.7 N/15 mm or more.
  • a method for measuring the peel strength for example, a sample of the gas barrier paper packaging material is cut into a width of 15 mm, and a peel tester is used to measure the T-type peel strength (N/15 mm).
  • the gas-barrier paper packaging material of the present invention can be produced by the method for producing the gas-barrier paper packaging material of the present invention described above.
  • the sealant film, the anchor coat layer, the barrier layer, the adhesive layer, and the paper substrate layer in the gas barrier paper packaging material of the present invention may be the materials described in the method for producing the gas barrier paper packaging material of the present invention. Thickness and the like can be applied.
  • the gas-barrier paper packaging material of the present invention may form a printed layer, if necessary. As the printed layer, the materials described in the method for producing the gas-barrier paper packaging material of the present invention can be applied.
  • Anchor coating agent (reactive anchor coating agent) 1 (polyester resin/polyurethane resin, Chitabond T-160, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.)
  • Anchor coating agent 2 styrene acrylic resin, JONCRYL PDX-7741, manufactured by BASF
  • montmorillonite trade name: Kunipia F, manufactured by Kunimine Industries Co., Ltd.
  • ⁇ Preparation of barrier coating agent> 12 parts by mass of an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin solution was added to 58 parts by mass of a mixed solvent of 50% by mass of purified water and 50% by mass of isopropanol, and thoroughly stirred and mixed. Further, while stirring this solution at high speed, 30 parts by mass of the inorganic layered compound dispersion was added, and then the solution was subjected to dispersion treatment at a pressure of 50 MPa using a high-pressure dispersing device, and filtered through a 255-mesh filter to obtain a solid content of 3. % by mass of barrier coating agent (ethylene-vinyl alcohol copolymer resin/inorganic layered compound 6/4 (mass ratio of solid content)) was obtained.
  • Paper base layer One-sided glossy paper (OK blizzard, basis weight 70 g/m 2 , manufactured by Oji Materia Co., Ltd.)
  • Anchor coating agent 1 was applied on one side of a sealant film (unstretched polyethylene film) so that the coating amount after drying was 0.1 g/m 2 . After coating with a 4-bar coater, it was dried with a drier at 60° C. to form an anchor coat layer (anchor coat layer forming step). Next, a barrier coating agent was applied on the surface of the anchor coat layer so that the coating amount after drying was 0.5 g/m 2 . After coating with a 6-bar coater, it was dried with a drier at 60° C. to form a barrier layer (barrier layer forming step).
  • a urethane-based adhesive is applied to the surface of the barrier layer so that the coating amount after drying is 2.5 g/m 2 to form an adhesive layer, and the barrier layer and the paper are coated via the adhesive layer.
  • a base material layer single glossy paper
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas-barrier paper packaging material produced in Example 1.
  • a gas barrier paper packaging material 10 for testing comprises a sealant film 1, an anchor coat layer 2, a barrier layer 3, an adhesive layer 4, and a paper base layer 5 in this order.
  • Example 2 On one side of the sealant film (unstretched polyethylene film), the barrier coating agent was coated on one side so that the coating amount after drying was 0.5 g/m 2 . After coating with a 6-bar coater, it was dried with a drier at 60° C. to form a barrier layer (barrier layer forming step). After that, a urethane-based adhesive is applied to the surface of the barrier layer so that the coating amount after drying is 2.5 g/m 2 to form an adhesive layer, and the barrier layer and the paper are coated via the adhesive layer. A base material layer (single glossy paper) was laminated to prepare a gas barrier paper packaging material for testing.
  • the gas-barrier paper packaging material prepared in Example 2 comprises a sealant film, a barrier layer, an adhesive layer, and a paper substrate layer in this order.
  • Anchor coating agent 2 was applied on one side of the paper substrate layer (single glossy paper) so that the coating amount after drying was 8.0 g/m 2 . After coating with a 12 bar coater, it was dried with a drier at 60° C. to form an anchor coat layer. Next, a No. 2 barrier coating agent was applied on the surface of the anchor coat layer so that the coating amount after drying was 2.0 g/m 2 . After coating with a 6-bar coater, it was dried with a drier at 60° C. to form a barrier layer.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a gas-barrier paper packaging material produced in Comparative Example 1.
  • the gas-barrier paper packaging material 10 for testing comprises a paper substrate layer 5, an anchor coat layer 2, a barrier layer 3, an adhesive layer 4, and a sealant film 1 in this order.
  • Anchor coating agent 1 was applied on one side of the paper substrate layer (single glossy paper) so that the coating amount after drying was 0.1 g/m 2 . After coating with a 4-bar coater, it was dried with a drier at 60° C. to form an anchor coat layer. Next, a barrier coating agent was applied on the surface of the anchor coat layer so that the coating amount after drying was 0.5 g/m 2 . After coating with a 6-bar coater, it was dried with a drier at 60° C. to form a barrier layer.
  • a gas barrier paper packaging material for testing was prepared by laminating the above barrier layer and a sealant film with each other.
  • the gas-barrier paper packaging material for testing prepared in Comparative Example 2 like Comparative Example 1, comprises a paper base layer, an anchor coat layer, a barrier layer, an adhesive layer, and a sealant film in this order. .
  • the gas barrier paper packaging material produced by the method for producing the gas barrier paper packaging material of the present invention has sufficient gas barrier properties even when the post-drying coating amount of the barrier coating agent forming the barrier layer is 2 g/m 2 or less. was confirmed. In particular, it was confirmed that the peel strength was also excellent in Example 1 having the anchor coat layer forming step.
  • sealant film anchor coat layer 3 barrier layer 4 adhesive layer 5 paper substrate layer 10 gas barrier paper packaging material

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Abstract

バリア層を形成するバリアコーティング剤の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下であっても十分なガスバリア性を付与することができるガスバリア性紙包材の製造方法を提供する。 シーラントフィルムの一方の面側にバリアコーティング剤を塗布して、バリア層を形成するバリア層形成工程と、上記バリア層と紙基材層とを、接着剤層を介して積層する積層工程とを少なくとも有するガスバリア性紙包材の製造方法。

Description

ガスバリア性紙包材の製造方法、及び、ガスバリア性紙包材
本発明は、ガスバリア性紙包材の製造方法、及び、ガスバリア性紙包材に関する。
近年、プラスチックフィルムを使用した場合には、マイクロビーズが発生する環境問題、ガスバリア性を付与するためにアルミ箔を使用した場合は、充填ライン上で包装紙を断裁する際、金属粉が発生し内容物に付着し、内容物充填後の金属探知機による金属異物の混入検査ができない問題、アルミニウム箔を使用することにより包装紙の製造コストも割高となり、また使用後の廃棄性についても、焼却時に残留するなどの問題を有するものであった。
そのため、近年、ガスバリア性を有する紙包材が提案されている。
例えば、特許文献１には、紙基材上に複数の塗工層が設けられた紙製バリア包装材料であって、該複数の塗工層が紙基材上に水蒸気バリア層、該水蒸気バリア層上に形成されたガスバリア層を含んでおり、これらの塗工層には、バインダー樹脂として水溶性高分子あるいは水中懸濁性高分子が用いられていることを特徴とする紙製バリア包装材料が開示されている。
また、特許文献１では、紙基材上に水蒸気バリア層用塗工液及びガスバリア層用塗工液を塗工して紙製バリア包装材料を作製することが記載されている。
国際公開第２０１３／０６９７８８号
しかしながら、紙基材上に水蒸気バリア層用塗工液及びガスバリア層用塗工液を塗工して紙製バリア包装材料を作製する方法では、より高いガスバリア性（酸素透過度）が要求される場合は不十分であり、十分なガスバリア性を得るために、水蒸気バリア層用塗工液及びガスバリア層用塗工液の乾燥後塗布量が合計で４．２ｇ／ｍ２以上でなければならない。
そのため、水蒸気バリア層用塗工液及びガスバリア層用塗工液の合計の乾燥後塗布量がこれよりも少ないとガスバリア層を均一な塗膜とすることができず、要求されるガスバリア性を達成できない等の問題を有するものであった。
そこで本発明は、上述した課題に鑑みたものであり、バリア層を形成するバリアコーティング剤の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下であっても十分なガスバリア性を付与することができるガスバリア性紙包材の製造方法を提供する。
本発明は、シーラントフィルムの一方の面側にバリアコーティング剤を塗布して、バリア層を形成するバリア層形成工程と、上記バリア層と紙基材層とを、接着剤層を介して積層する積層工程とを少なくとも有するガスバリア性紙包材の製造方法である。
本発明のガスバリア性紙包材の製造方法は、上記バリア層形成工程の前に、上記シーラントフィルムの一方の面側にアンカーコート剤を塗布して、アンカーコート層を形成するアンカーコート層形成工程を有し上記アンカーコート層を有する面側に対して上記バリア層形成工程を行うことが好ましい。
本発明のガスバリア性紙包材の製造方法において、上記バリアコーティング剤は、バリア性樹脂、無機層状化合物、及び、分散媒体を含有することが好ましい。
また、上記バリア性樹脂が、ポリビニルアルコール系樹脂及びエチレン－ビニルアルコール系樹脂からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
また、上記積層工程は、上記接着剤層を形成するための接着剤を乾燥後塗布量が０．１～５ｇ／ｍ２となるように塗布することが好ましい。
また、上記バリア層形成工程のバリアコーティング剤の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。
また、上記アンカーコート剤が、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンイミン系樹脂、水溶性高分子及び水中懸濁性高分子からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
また、上記アンカーコート層形成工程のアンカーコート剤の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。
また、本発明は、シーラントフィルム、バリア層、接着剤層、及び、紙基材層を少なくともこの順に備えており、ＪＩＳ　Ｋ７１２６Ｂ法に準拠して測定される酸素透過度が１ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であるガスバリア性紙包材でもある。
本発明は、バリア層を形成するバリアコーティング剤の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下であっても十分なガスバリア性を付与することができるガスバリア性紙包材の製造方法を提供することができる。
図１は、実施例１により作製されたガスバリア性紙包材の断面図である。 図２は、比較例１により作製されたガスバリア性紙包材の断面図である。
本発明は、シーラントフィルムの一方の面にバリアコーティング剤を塗布して、バリア層を形成するバリア層形成工程と、上記バリア層と紙基材層とを、接着剤層を介して積層する積層工程とを少なくとも有する製造方法である。
従来の構成では、通常の紙基材に直接酸素バリアコーティング剤を塗布しても紙表面の凹凸や浸透のためバリアコーティング剤が均一に成膜できないためガスバリア性は発現しないといった問題があった。そのため、紙基材上でガスバリア性を発現させるためには最初にバリアコーティング剤の歩留りを向上させるためのアンカーコート剤を塗布する必要があり、塗布量が多く必要であった。
それに対し、本発明のフィルムにバリアコーティング剤を塗工する場合、従来の構成と比較しシーラントフィルムが平滑で浸透もないため、バリアコーティング剤の歩留りを向上させるためのアンカーコート剤を塗布した目止め層や防湿層（水蒸気バリア層）なしでかつ少ない塗布量で同等のガスバリア性を得ることができる。
ただし、本発明は上記メカニズムに限定して解釈されなくてもよい。
（バリア層形成工程）
本発明のガスバリア性紙包材の製造方法は、シーラントフィルムの一方の面側にバリアコーティング剤を塗布して、バリア層を形成するバリア層形成工程を有する。
上記シーラントフィルムとしては、熱によって溶融し融着し得る樹脂で構成される。
そのような樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状（線状）低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン－アクリル酸共重合体、エチレン－アクリル酸メチル共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、エチレン－プロピレン共重合体などが挙げられる。
これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記シーラントフィルムの厚みとしては、例えば１０～１００μｍであってもよく、１５～５０μｍであってもよい。
上記バリアコーティング剤としては、バリア性樹脂、無機層状化合物、及び、分散媒体を含有することが好ましい。
上記バリア性樹脂としては、高結晶性樹脂であるポリビニルアルコール系樹脂、エチレン－ビニルアルコール共重合体樹脂（エチレン－ビニルアルコール系樹脂）、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、及び、ポリアクリル系樹脂等が挙げられる。
これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記バリア性樹脂は、１０μｍの膜厚における酸素透過度が、室温下で１（ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましい。
なお、この「樹脂の１０μｍの膜厚における酸素透過度が、室温下で１（ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下」とは、ＪＩＳ　Ｋ７１２６Ｂ法に準拠して、酸素透過度測定装置（商品名「ＯＸ－ＴＲＡＮ１００」、Ｍｏｃｏｎ社製）を用いて２３℃、０％ＲＨ（相対湿度）の雰囲気下で測定した値が１（ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下となるものである。
上記バリア性樹脂は、ガスバリア性に優れる観点から、水酸基を有するポリビニルアルコール系樹脂やエチレン－ビニルアルコール系樹脂が好ましく、高湿度下においてもガスバリア性の低下が少ない観点から、エチレン－ビニルアルコール系樹脂がより好ましい。
上記ポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリビニルアルコールであってもよく、ポリビニルアルコールの誘導体及び変性物であってもよい。
これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記ポリビニルアルコール系樹脂としては、重合度が１００～５０００であることが好ましく、５００～３０００であることがより好ましい。
また、上記ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、６０モル％以上であることが好ましく、７５モル％以上であることがより好ましい。
上記ポリビニルアルコールの誘導体としては、水酸基の４０モル％程度までがアセタール化されているポリビニルアルコール誘導体等を挙げることができる。
また、上記ポリビニルアルコールの変性物としては、カルボキシル基含有単量体、アミノ基含有単量体等を共重合して得られるポリビニルアルコール変性物等を挙げることができる。
上記エチレン－ビニルアルコール系（ＥＶＯＨ）樹脂としては、エチレン－酢酸ビニル共重合体をけん化することによって得られ、高湿度バリア性、透明性が共に良好という特徴がある。
上記エチレン－ビニルアルコール系（ＥＶＯＨ）樹脂は、エチレン含量は２０～６０モル％であることが好ましい。
上記エチレン含量が２０モル％より小さいと、耐水性、耐湿性が低下するとともに、高湿度下のガスバリア性が損なわれ、耐ストレスクラッキング性が低下することがある。
また、上記エチレン含量が６０モル％より大きいと、耐水性、耐湿性は改善されるものの、ガスバリア性が低下することがある。
上記エチレン－ビニルアルコール系（ＥＶＯＨ）樹脂は、酢酸ビニル成分のけん化度は９５モル％以上であることが好ましい。
上記酢酸成分のけん化度が９５モル％未満であると、ガスバリア性、耐油性も低下することがある。
上記エチレン－ビニルアルコール系（ＥＶＯＨ）樹脂は、過酸化物等により分子鎖切断処理して低分子量化したものが、溶剤中での溶解安定性が良好となる観点、及び、耐熱性の向上の観点からより好ましい。
上記分子鎖切断処理は、当該エチレン－ビニルアルコール系共重合体に過酸化物等を作用させることにより行われる。過酸化物としては、例えば過酸化水素、過酸化ジアルキル化合物、過酸化アシル化合物等が挙げられるが、その中でも特に過酸化水素が好ましい。
具体的には、以下のような方法により行えばよい。
例えば、過酸化水素を利用する方法としては、水と低級アルコールの混合溶媒中に、上記エチレン－ビニルアルコール系共重合体を、１～５０質量％程度の濃度となるように溶解させ、その溶液中に過酸化水素水（通常は３０～３５質量％程度の水溶液）をエチレン－ビニルアルコール系共重合体に対して１～１００質量％になるように添加し、撹拌下で４０～９０℃、５～５０時間処理する。
なお、分子鎖切断処理の終了時点は、スタート時の溶液の粘度が初期粘度の１割程度以下となった点を１つの目安とすることができる。
更に、好ましくはカタラーゼ等の酵素を添加して残存過酸化水素を分解除去したものが使用できる。
上記無機層状化合物としては、分散媒体中で膨潤及びへき開する無機層状化合物が利用できる。例えば、フィロケイ酸塩の１：１構造をもつカオリナイト族、ジャモン石群に属するアンチゴライト族、層間カチオンの数によってスメクタイト族、含水ケイ酸塩鉱物であるバーミキュライト族、マイカ族等を挙げることができる。
上記無機層状化合物の具体例としては、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフィライト、モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、スチーブンサイト、テトラシリリックマイカ、ナトリウムテニオライト、白雲母、マーガライト、タルク、バーミキュライト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥石等で天然であっても合成物であってもよい。
また、鱗片状シリカ等も使用できる。
これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、バリアコーティング剤に使用した場合のガスバリア性及び塗工性の観点から、モンモリロナイトの使用が好ましい。
上記分散媒体としては、水系分散媒体又は有機系分散媒体のどちらも利用でき、水系分散媒体としては、水のみであっても、水と、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコールとそのアルキルエーテル誘導体、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、アセトン等のケトン類といった水混和性有機溶媒とを混合した分散媒体であってもよい。
上記分散媒体としては、適度な固形分を維持する観点から、水５０～９５質量％と、炭素数２～４の低級アルコールであるエチルアルコール、プロピルアルコール及びブチルアルコールの少なくとも１種を５～５０質量％含む混合物を使用することが好ましい。
上記バリアコーティング剤において、上記バリア性樹脂と上記無機層状化合物との質量比率は、（バリア性樹脂／無機層状化合物）が、（３０／７０）～（５０／５０）の範囲であることが好ましい。
上記無機層状化合物の質量比率が５０質量％以下である場合は、高湿度下で酸素バリア性が低下することがあり、上記無機層状化合物の質量比率が７０質量％を超える場合は、塗膜としての物性（塗膜強度）が不足することがある。
なお、上記バリアコーティング剤は、上記バリア性樹脂と、上記無機層状化合物と、上記分散媒を含むものが好ましいが、上記バリアコーティング剤における固形分は、上記バリア性樹脂と上記無機層状化合物とから主として構成されるものであることが好ましい。
すなわち、上記バリア性樹脂と上記無機層状化合物とを合計で１～３０質量％含んで構成されることが好ましく、これにより、上記バリア性樹脂と上記無機層状化合物とが有する作用をより好適に発揮することができる。
上記バリア性樹脂／無機層状化合物の質量比率は、固形分で換算したときの質量比率である。
上記バリアコーティング剤は、レベリング剤、消泡剤、ワックス・シリカ等のブロッキング防止剤、金属せっけん、アマイド等の離型剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等を必要に応じて加えることができる。
上記バリアコーティング剤の調整方法としては、特に限定されないが、例えば、上記バリア性樹脂と分散媒とを含む溶液に、上記無機層状化合物（必要により予め水等の分散媒体中に膨潤・へき開させておいてもよい）を添加混合し、上記無機層状化合物を分散させる方法；水等の分散媒体中に上記無機層状化合物を膨潤・へき開させた分散液に、上記バリア性樹脂（必要により予め溶媒に溶解させておいてもよい）を添加（溶解）する方法等が挙げられる。
上記バリアコーティング剤を調整する際には、通常の撹拌装置や分散装置を利用して、分散媒体中で上記無機層状化合物を均一に分散することができるが、特に透明で安定な無機層状化合物の分散液を得るために、高圧分散機を使用することができる。
上記高圧分散機としては、例えば、ゴーリン（ＡＰＶゴーリン社製）、ナノマイザー（ナノマイザー社製）、マイクロフルイタイザー（マイクロフライデックス社製）、アルチマイザー（スギノマシン社製）、ＤｅＢｅｅ（Ｂｅｅ社製）等が挙げられる。
上記高圧分散機の圧力条件として１００ＭＰａ以下で分散処理を行うことが好ましい。
上記圧力条件が１００ＭＰａを超えると、上記無機層状化合物の粉砕が起こり易くなり、ガスバリア性紙包材のガスバリア性が低下することがある。
上記バリアコーティング剤の塗布方法としては、ラビアシリンダー等を用いたロールコーティング法、ドクターナイフ法やエアーナイフ・ノズルコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法及びこれらの方法を組み合わせたコーティング法等、通常の方法を用いることができる。
上記バリアコーティング剤の塗布量は、ガスバリア性紙包材の薄膜化の観点から、乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、１ｇ／ｍ２以下であることがより好ましい。
また、上記バリアコーティング剤の塗布量は、ガスバリア性紙包材にガスバリア性を十分に付与する観点から、乾燥後塗布量が０．１ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、０．２ｇ／ｍ２以上であることがより好ましい。
（積層工程）
本発明のガスバリア性紙包材の製造方法は、上記バリア層と紙基材層とを、接着剤層を介して積層する積層工程を有する。
なお、本明細書では、上記積層工程後のものを積層フィルムと呼称することもある。
上記紙基材層としては、例えば、パルプ、填料及び各種助剤を含むことが好ましい。
上記パルプとしては、例えば、広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未漂白クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、針葉樹未漂白パルプ（ＮＵＫＰ）、サルファイトパルプなどの化学パルプ；ストーングラインドパルプ、サーモメカニカルパルプなどの機械パルプ；脱墨パルプ、古紙パルプなどの木材繊維、ケナフ、竹、麻などから得られた非木材繊維などを用いることができ、適宜配合して用いることが可能である。
上記填料としては、例えば、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、合成樹脂填料などの公知の填料を使用することができる。
上記各種助剤としては、例えば、歩留まり向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤、内添サイズ剤、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などが挙げられる。
上記紙基材層の製造（抄紙）方法は、特に限定されるものではなく、公知の長網フォーマー、オントップハイブリッドフォーマー、ギャップフォーマーマシンなどを用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ抄紙方式で抄紙して製造することができる。
また、上記紙基材層は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。また、上記紙基材層の表面は、各種薬剤で処理されていてもよい。
上記紙基材層の厚みとしては特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。
上記接着剤層を構成する材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリエステルウレタン、ポリエステル、ポリカーボネートポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリエチレンイミン、エチレン－アクリル酸共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリブタジエン、ワックス、カゼイン、又はそれらの混合物を主成分として含有した、無溶剤型、溶剤型、水性型、又は熱溶融型接着剤を使用することができる。
上記接着剤層は、上記接着剤層を構成する材料（接着剤）を塗布、乾燥することにより形成することができる。
上記接着剤層を構成する材料の塗布方法としては、上述したバリアコーティング剤の塗布方法及び乾燥方法で例示した方法を適宜選択して用いることができる。
上記積層工程は、接着力とガスバリア性紙包材の薄膜化の観点から、上記接着剤層を形成するための接着剤を乾燥後塗布量が０．１～５ｇ／ｍ２となるように塗布することが好ましい。
上記接着剤層を形成するための接着剤は、乾燥後塗布量が０．５～３ｇ／ｍ２であることがより好ましい。
（アンカーコート層形成工程）
本発明のガスバリア性紙包材の製造方法は、上記バリア層形成工程の前に、上記シーラントフィルムの一方の面側にアンカーコート剤を塗布して、アンカーコート層を形成するアンカーコート層形成工程を有し上記アンカーコート層を有する面側に対して上記バリア層形成工程を行うことが好ましい。
上記アンカーコート層形成工程を有することにより、ガスバリア性紙包材の層間密着性を向上させることができる。
上記アンカーコート剤は、樹脂と溶剤とを含むことが好ましい。
上記アンカーコート剤に含まれる樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンイミン系樹脂、イソシアネート樹脂、ブタジエン系樹脂、アクリル系樹脂、エチレンビニルアルコール系樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ系樹脂、変性スチレン系樹脂、変性シリコン系樹脂、アルキルチタネート、水溶性高分子及び水中懸濁性高分子等が挙げられる。
これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記アンカーコート剤に含まれる樹脂としては、主剤と硬化剤とからなる二液硬化型樹脂であってもよく、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂を主剤として使用することがより好ましい。
上記硬化剤としては特に限定されることはなく、イソシアネート系、エポキシ系などの一般的な硬化剤を使用することができる。
上記アンカーコート剤に含まれる樹脂としては、密着性の観点から、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンイミン系樹脂、水溶性高分子及び水中懸濁性高分子からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
上記アンカーコート剤に含まれる溶剤としては、上記アンカーコート剤に含まれる樹脂を溶解できるものであれば限定されず、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、アセトン、ノルマルプロパノール、イソプロパノール、エタノール、水等が挙げられる。
これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記アンカーコート剤に含まれる溶剤は、アンカーコート剤の全量に対して８０～９９質量％含むことが好ましい。
上記アンカーコート剤の塗布方法としては、グラビアシリンダー等を用いたロールコーティング法、ドクターナイフ法やエアーナイフ・ノズルコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法及びこれらの方法を組み合わせたコーティング法等、通常の方法を用いることができる。
上記アンカーコート剤の塗布量としては、上記シーラントフィルムと後述するバリア層との密着性を向上させる観点から、乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下が好ましく、１ｇ／ｍ２以下がより好ましく、０．５ｇ／ｍ２以下が更に好ましい。
上記アンカーコート剤の塗布量の下限としては、乾燥後塗布量が０．１ｇ／ｍ２以上であれば、シーラントフィルムとバリア層との密着性を十分に付与することができる。
乾燥方法は、熱風乾燥、熱ロール乾燥、高周波照射、赤外線照射、及び、ＵＶ照射等、熱をかける方法を用いることができる。
乾燥方法において、加熱温度は、特に限定されないが、６０℃以上１４０℃以下の範囲内が好ましい。
（その他）
本発明のガスバリア性紙包材の製造方法は、必要に応じて、印刷層を形成する印刷工程を有していてもよい。
上記印刷層は、顔料、バインダー樹脂、溶剤等を含むインキにより構成される層であり、文字、絵柄等が形成されたものである。
上記印刷層は、例えば、上記シーラントフィルムや上記紙基材層上に形成してよく、上記印刷工程は、上記バリア層形成工程の前後であっても、上記積層工程の前後であってもよい。
上記インキとしては、公知のものから、色調などの意匠性、密着性、食品容器としての安全性等を考慮して適宜選択すればよい。
上記印刷工程としては、上記インキをグラビア印刷法、オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法等を用いて印刷して、印刷層を形成すればよい。
上記印刷層の厚みとしては、例えば、０．１～２．０μｍが好ましい。
（ガスバリア性紙包材）
本発明のガスバリア性紙包材は、シーラントフィルム、バリア層、接着剤層、及び、紙基材層を少なくともこの順に備えており、ＪＩＳ　Ｋ７１２６Ｂ法に準拠して測定される酸素透過度が１ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下である。
本発明のガスバリア性紙包材は、薄膜化の観点から、上記バリア層の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、１ｇ／ｍ２以下であることがより好ましい。
本発明のガスバリア性紙包材は、ピール強度を向上させる観点から、上記シーラントフィルムとバリア層との間に、アンカーコート層を有することが好ましい。
本発明のガスバリア性紙包材は、薄膜化と層間密着性の観点から、上記アンカーコート層の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、１ｇ／ｍ２以下であることがより好ましい。
本発明のガスバリア性紙包材は、ＪＩＳ　Ｋ７１２６Ｂ法に準拠して測定される酸素透過度が１ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが好ましく、０．９ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることがより好ましく、０．８ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが更に好ましい。
なお、酸素透過度の具体的な測定方法としては、例えば、ガスバリア性紙包材を２５℃、９０％ＲＨの雰囲気下に７２時間放置後、酸素透過度測定装置（Ｍｏｃｏｎ社製、製品名：ＯＸ－ＴＲＡＮ１／５０）を用い、２５℃、０％ＲＨの雰囲気下で測定すればよい。
本発明のガスバリア性紙包材は、ピール強度が０．２Ｎ／１５ｍｍ以上であることが好ましく、０．５Ｎ／１５ｍｍ以上であることがより好ましく、０．７Ｎ／１５ｍｍ以上であることが更に好ましい。
なお、ピール強度の測定方法としては、例えば、ガスバリア性紙包材のサンプルを１５ｍｍ幅に切断し、剥離試験機を用いて、Ｔ型剥離強度（Ｎ／１５ｍｍ）を測定する方法が挙げられる。
本発明のガスバリア性紙包材は、上述した本発明のガスバリア性紙包材の製造方法により作製することができる。
本発明のガスバリア性紙包材におけるシーラントフィルム、アンカーコート層、バリア層、接着剤層、及び、紙基材層としては、上述した本発明のガスバリア性紙包材の製造方法で記載した材料や厚み等を適用することができる。
また、本発明のガスバリア性紙包材は、必要に応じて印刷層を形成してもよい。上記印刷層としては、上述した本発明のガスバリア性紙包材の製造方法で記載した材料等を適用することができる。
以下に実施例をあげて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「％」は「質量％」を意味し、「部」は「質量部」を意味する。
実施例及び比較例で用いた材料は以下の通りである。
（シーラントフィルム）
無延伸ポリエチレンフィルム（ユニラックスＬＳ－７１１Ｃ、厚み３０μｍ、出光ユニテック社製）
（アンカーコート剤）
アンカーコート剤（反応型アンカーコート剤）１（ポリエステル系樹脂／ポリウレタン系樹脂、チタボンドＴ－１６０、日本曹達社製）
アンカーコート剤２（スチレンアクリル樹脂、ＪＯＮＣＲＹＬ　ＰＤＸ－７７４１、ＢＡＳＦ社製）
（バリアコーティング剤）
＜エチレン－ビニルアルコール共重合体溶液の調製＞
精製水４１質量％とｎ－プロピルアルコール（ＮＰＡ）５９質量％を含む混合溶媒の７２質量部に、エチレン－ビニルアルコール共重合体（商品名：ソアレジンＤ２９０８、日本合成化学工業（株）製、以下、ＥＶＯＨと略記することがある。）１５質量部を加え、さらに濃度が３０質量％の過酸化水素水１３質量部とＦｅＳＯ４の０．００４質量部を添加して攪拌下で８０℃に加温し、約２時間反応させた。
その後冷却してカタラーゼを３０００ｐｐｍになるように添加し、残存過酸化水素を除去し、これにより固形分１５質量％のほぼ透明なエチレン－ビニルアルコール共重合体溶液を得た。
次いで、このエチレン－ビニルアルコール共重合体溶１００質量部に対して、３質量部のイオン交換樹脂を添加しイオン交換樹脂の破砕が起きない程度の攪拌速度で１時間攪拌した後、イオン交換樹脂のみをストレーナで濾別してイオンを除去し、固形分１５質量％のほぼ透明なエチレン－ビニルアルコール共重合体樹脂溶液を得た。
＜無機層状化合物分散液の調製＞
無機層状化合物であるモンモリロナイト（商品名：クニピアＦ、クニミネ工業（株）製）４質量部を精製水９６質量部中に攪拌しながら添加し、高圧分散装置にて圧力５０ＭＰａの設定にて十分に分散した。
その後、４０℃にて１日間保温し固形分４質量％の無機層状化合物分散液を得た。得られた無機層状化合物分散液１００質量部に対して、３質量部のイオン交換樹脂を添加し、イオン交換樹脂の破砕が起きない程度の攪拌速度で１時間攪拌した後、イオン交換樹脂のみをストレーナで濾別してイオンを除去し、固形分４質量％の無機層状化合物分散液を得た。
＜バリアコーティング剤の調製＞
精製水５０質量％、イソプロパノール５０質量％の混合溶剤５８質量部に、エチレン－ビニルアルコール共重合体樹脂溶液１２質量部を添加し、十分に攪拌混合した。
さらにこの溶液を高速で攪拌しながら、無機層状化合物分散液３０質量部を添加した後、さらに高圧分散装置にて圧力５０ＭＰａの設定で分散処理し、２５５メッシュのフィルターにて濾過し、固形分３質量％のバリアコーティング剤（エチレン－ビニルアルコール共重合体樹脂／無機層状化合物＝６／４（固形分質量比））を得た。
（接着剤）
ウレタン系接着剤（タケラックＡ９６９Ｖ（固形分７０％酢酸エチル溶液）／タケネートＡ－５（固形分８０％酢酸エチル溶液）、三井武田ケミカル社製）
（紙基材層）
片艶紙（ＯＫブリザード、坪量７０ｇ／ｍ２、王子マテリア社製）
（実施例１）
シーラントフィルム（無延伸ポリエチレンフィルム）の一方の面上にアンカーコート剤１を乾燥後塗布量が０．１ｇ／ｍ２となるように、Ｎｏ．４バーコーターにて塗布後、６０℃のドライヤー風にて乾燥してアンカーコート層を形成した（アンカーコート層形成工程）。
次いで、上記アンカーコート層の面上にバリアコーティング剤を乾燥後塗布量が０．５ｇ／ｍ２となるように、Ｎｏ．６バーコーターにて塗布後、６０℃のドライヤー風にて乾燥してバリア層を形成した（バリア層形成工程）。
その後、上記バリア層の面上にウレタン系接着剤を乾燥後塗布量が２．５ｇ／ｍ２となるように塗布して接着剤層を形成し、接着剤層を介して上記バリア層と紙基材層（片艶紙）とを積層して試験用のガスバリア性紙包材を作製した。
図１は、実施例１により作製されたガスバリア性紙包材の断面図である。図１に示すように、試験用のガスバリア性紙包材１０は、シーラントフィルム１、アンカーコート層２、バリア層３、接着剤層４、及び、紙基材層５をこの順に備える。
（実施例２）
シーラントフィルム（無延伸ポリエチレンフィルム）の一方の面上にバリアコーティング剤を乾燥後塗布量が０．５ｇ／ｍ２となるように、Ｎｏ．６バーコーターにて塗布後、６０℃のドライヤー風にて乾燥してバリア層を形成した（バリア層形成工程）。
その後、上記バリア層の面上にウレタン系接着剤を乾燥後塗布量が２．５ｇ／ｍ２となるように塗布して接着剤層を形成し、接着剤層を介して上記バリア層と紙基材層（片艶紙）とを積層して試験用のガスバリア性紙包材を作製した。
なお、実施例２により作成されたガスバリア性紙包材は、シーラントフィルム、バリア層、接着剤層、及び、紙基材層をこの順に備える。
（比較例１）
紙基材層（片艶紙）の一方の面上にアンカーコート剤２を乾燥後塗布量が８．０ｇ／ｍ２、となるように、Ｎｏ．１２バーコーターにて塗布後、６０℃のドライヤー風にて乾燥してアンカーコート層を形成した。
次いで、上記アンカーコート層の面上にバリアコーティング剤を乾燥後塗布量が２．０ｇ／ｍ２となるようにＮｏ．６バーコーターにて塗布後、６０℃のドライヤー風にて乾燥してバリア層を形成した。
その後、シーラントフィルム（無延伸ポリエチレンフィルム）の一方の面上にウレタン系接着剤を乾燥後塗布量が２．５ｇ／ｍ２となるように塗布して接着剤層を形成し、接着剤層を介して上記バリア層とシーラントフィルムとを積層し、試験用のガスバリア性紙包材を作製した。
図２は、比較例１により作製されたガスバリア性紙包材の断面図である。図２に示すように、試験用のガスバリア性紙包材１０は、紙基材層５、アンカーコート層２、バリア層３、接着剤層４、及び、シーラントフィルム１をこの順に備える。
（比較例２）
紙基材層（片艶紙）の一方の面上にアンカーコート剤１を乾燥後塗布量が０．１ｇ／ｍ２、となるようにＮｏ．４バーコーターにて塗布後、６０℃のドライヤー風にて乾燥してアンカーコート層を形成した。
次いで、上記アンカーコート層の面上にバリアコーティング剤を乾燥後塗布量が０．５ｇ／ｍ２となるように、Ｎｏ．６バーコーターにて塗布後、６０℃のドライヤー風にて乾燥してバリア層を形成した。
その後、シーラントフィルム（無延伸ポリエチレンフィルム）の一方の面上にウレタン系接着剤を乾燥後塗布量が２．５ｇ／ｍ２となるように塗布して接着剤層を形成し、接着剤層を介して上記バリア層とシーラントフィルムとを積層し、試験用のガスバリア性紙包材を作成した。
なお、比較例２により作製された試験用のガスバリア性紙包材は、比較例１と同様に、紙基材層、アンカーコート層、バリア層、接着剤層、及び、シーラントフィルムをこの順に備える。
＜酸素透過度（ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）の測定＞
実施例１及び比較例の試験用のガスバリア性紙包材を２５℃、９０％ＲＨの雰囲気下に７２時間放置後、ＪＩＳ　Ｋ７１２６Ｂ法に準じて、酸素透過度測定装置（Ｍｏｃｏｎ社製、製品名：ＯＸ－ＴＲＡＮ１／５０）を用いて、酸素透過度（ＯＴＲ値）を測定した。
なお、酸素透過度（ＯＴＲ値）の測定は、２５℃、０％ＲＨの雰囲気下で行った。
その結果を表１に示した。
＜ピール強度の測定＞
実施例及び比較例の試験用のガスバリア性紙包材を４０℃で１日経時後１５ｍｍ幅に切断し、剥離試験機（安田精機製作所社製）を用いて、ドライラミネート強度としてＴ型剥離強度（Ｎ／１５ｍｍ）を測定した。
その結果を表１に示した。
なお、表１に記載の「紙剥け」とは、バリア層が剥離せずに、紙基材が剥けてしまったことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
本発明のガスバリア性紙包材の製造方法により作製したガスバリア性紙包材は、バリア層を形成するバリアコーティング剤の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下であっても十分なガスバリア性を有することが確認された。
特にアンカーコート層形成工程を有する実施例１では、ピール強度にも優れていることが確認された。
バリア層を形成するバリアコーティング剤の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下であっても十分なガスバリア性を付与することができるガスバリア性紙包材の製造方法を提供することができる。
１　　　シーラントフィルム
２　　　アンカーコート層
３　　　バリア層
４　　　接着剤層
５　　　紙基材層
１０　　ガスバリア性紙包材

Claims (9)

  1. シーラントフィルムの一方の面側にバリアコーティング剤を塗布して、バリア層を形成するバリア層形成工程と、前記バリア層と紙基材層とを、接着剤層を介して積層する積層工程とを少なくとも有するガスバリア性紙包材の製造方法。
  2. 前記バリア層形成工程の前に、前記シーラントフィルムの一方の面側にアンカーコート剤を塗布して、アンカーコート層を形成するアンカーコート層形成工程を有し前記アンカーコート層を有する面側に対して前記バリア層形成工程を行う請求項１に記載のガスバリア性紙包材の製造方法。
  3. 前記バリアコーティング剤は、バリア性樹脂、無機層状化合物、及び、分散媒体を含有する請求項１又は２に記載のガスバリア性紙包材の製造方法。
  4. 前記バリア性樹脂が、ポリビニルアルコール系樹脂及びエチレン－ビニルアルコール系樹脂からなる群より選択される少なくとも１種である請求項３に記載のガスバリア性紙包材の製造方法。
  5. 前記積層工程は、前記接着剤層を形成するための接着剤を乾燥後塗布量が０．１～５ｇ／ｍ２となるように塗布する請求項１～４の何れか１項に記載のガスバリア性紙包材の製造方法。
  6. 前記バリア層形成工程のバリアコーティング剤の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下である請求項１～５の何れか１項に記載のガスバリア性紙包材の製造方法。
  7. 前記アンカーコート剤が、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンイミン系樹脂、水溶性高分子及び水中懸濁性高分子からなる群より選択される少なくとも１種を含む請求項２に記載のガスバリア性紙包材の製造方法。
  8. 前記アンカーコート層形成工程のアンカーコート剤の乾燥後塗布量が２ｇ／ｍ２以下である請求項２に記載のガスバリア性紙包材の製造方法。
  9. シーラントフィルム、バリア層、接着剤層、及び、紙基材層を少なくともこの順に備えており、ＪＩＳ　Ｋ７１２６Ｂ法に準拠して測定される酸素透過度が１ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であるガスバリア性紙包材。
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