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特開2024-60148紙製バリア材料、バリア原紙、および紙製バリア材料の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024060148
(43)【公開日】2024-05-02
(54)【発明の名称】紙製バリア材料、バリア原紙、および紙製バリア材料の製造方法
(51)【国際特許分類】
B32B 27/00 20060101AFI20240424BHJP
B32B 29/00 20060101ALI20240424BHJP
D21H 27/10 20060101ALI20240424BHJP
D21H 19/82 20060101ALI20240424BHJP
D21H 27/30 20060101ALI20240424BHJP
B65D 65/40 20060101ALI20240424BHJP
【ＦＩ】
B32B27/00 H
B32B29/00
B32B27/00 B
D21H27/10
D21H19/82
D21H27/30 C
B65D65/40 D
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022167309
(22)【出願日】2022-10-19
(71)【出願人】
【識別番号】000183484
【氏名又は名称】日本製紙株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100162396
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 泰之
(74)【代理人】
【識別番号】100194803
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 理弘
(72)【発明者】
【氏名】松宮 瑞穂
(72)【発明者】
【氏名】山下 泰弘
(72)【発明者】
【氏名】早川 聡美
(72)【発明者】
【氏名】大木 孝将
(72)【発明者】
【氏名】紺屋本 博
【テーマコード（参考）】
3E086
4F100
4L055
【Ｆターム（参考）】
3E086AD01
3E086AD06
3E086BA04
3E086BA13
3E086BA14
3E086BA15
3E086BB05
4F100AK01
4F100AK01B
4F100AK01D
4F100AK21
4F100AK21B
4F100AK51
4F100AK51C
4F100AK63
4F100AK63D
4F100AR00B
4F100BA04
4F100BA07
4F100CA02
4F100CA02C
4F100CA13
4F100CA13B
4F100CB00
4F100CB00C
4F100DE01
4F100DE01B
4F100DG10
4F100DG10A
4F100EH46
4F100EH46B
4F100EJ42
4F100EJ86
4F100GB15
4F100JB09
4F100JB09B
4F100JB16
4F100JB16D
4F100JD01
4F100JD01B
4F100JD02
4F100JD02B
4F100JD03
4F100JD04
4F100JD04B
4F100JK15
4F100JL11
4F100JL11C
4L055AH02
4L055AH37
4L055AJ02
4L055AJ04
4L055BE09
4L055EA12
4L055FA11
4L055FA14
4L055GA05
4L055GA47
(57)【要約】
【課題】バリア性に優れた、熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を備える紙製バリア材料と、これに用いる紙製バリア原紙、および紙製バリア材料の製造方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを備えるバリア原紙と、前記バリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、を有し、前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であり、前記接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下である紙製バリア材料、このバリア材料が備えるバリア原紙、および、紙基材を平滑化処理し、少なくとも一面を算術平均高さ（Ｓａ）が１５．０μｍ以下である平滑面とする平滑化工程、前記平滑面上に、バリア塗工層を形成する塗工工程、前記バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程、を有する紙製バリア材料の製造方法。
【選択図】なし
【解決手段】少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを備えるバリア原紙と、前記バリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、を有し、前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であり、前記接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下である紙製バリア材料、このバリア材料が備えるバリア原紙、および、紙基材を平滑化処理し、少なくとも一面を算術平均高さ（Ｓａ）が１５．０μｍ以下である平滑面とする平滑化工程、前記平滑面上に、バリア塗工層を形成する塗工工程、前記バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程、を有する紙製バリア材料の製造方法。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを備えるバリア原紙と、
前記バリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、
を有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であり、
前記接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする紙製バリア材料。
前記バリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、
を有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であり、
前記接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする紙製バリア材料。
【請求項2】
前記バリア塗工層が、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層であり、
前記水蒸気バリア塗工層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記ガスバリア塗工層が、水溶性樹脂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。
前記水蒸気バリア塗工層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記ガスバリア塗工層が、水溶性樹脂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。
【請求項3】
前記平滑面のＰＰＳ平滑度が、７μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙製バリア材料。
【請求項4】
前記バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙製バリア材料。
【請求項5】
前記バリア塗工層のＰＰＳ平滑度が、５μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙製バリア材料。
【請求項6】
浮きの割合が３５％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙製バリア材料。
【請求項7】
前記ラミネート層の厚さが２５μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙製バリア材料。
【請求項8】
少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であることを特徴とするバリア原紙。
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であることを特徴とするバリア原紙。
【請求項9】
紙基材を平滑化処理し、少なくとも一面を算術平均高さ（Ｓａ）が１５．０μｍ以下である平滑面とする平滑化工程、
前記平滑面上に、バリア塗工層を形成する塗工工程、
前記バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程、
を有することを特徴とする紙製バリア材料の製造方法。
前記平滑面上に、バリア塗工層を形成する塗工工程、
前記バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程、
を有することを特徴とする紙製バリア材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、紙製バリア材料、バリア原紙、および紙製バリア材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
紙製の材料、特に紙製の包装材料にガスバリア性（特に、酸素バリア性）を付与することは、包装される各種製品をガスによる劣化、例えば酸素による酸化などから守るために重要である。
従来から、紙製の包装材料へのガスバリア性の付与には、紙基材上にガスバリア層として、アルミニウム等の金属からなる金属箔や金属蒸着フィルム、ポリビニルアルコールやエチレン－ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル等の樹脂フィルム、あるいはこれらの樹脂をコーティングしたフィルム、さらに酸化珪素や酸化アルミニウム等の無機酸化物を蒸着したセラミック蒸着フィルム等を紙基材に押し出しラミネートする、または貼合する方法が主に用いられてきた。
紙製の包装材料に耐水性（特に、水蒸気バリア性）を付与することも、包装される各種製品を水蒸気による劣化から守るために重要である。
従来から、紙製の包装材料へのガスバリア性の付与には、紙基材上にガスバリア層として、アルミニウム等の金属からなる金属箔や金属蒸着フィルム、ポリビニルアルコールやエチレン－ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル等の樹脂フィルム、あるいはこれらの樹脂をコーティングしたフィルム、さらに酸化珪素や酸化アルミニウム等の無機酸化物を蒸着したセラミック蒸着フィルム等を紙基材に押し出しラミネートする、または貼合する方法が主に用いられてきた。
紙製の包装材料に耐水性（特に、水蒸気バリア性）を付与することも、包装される各種製品を水蒸気による劣化から守るために重要である。
【0003】
本出願人は、ガスバリア性と水蒸気バリア性を備えた紙製の包装材料として、紙基材上に、水蒸気バリア性樹脂と顔料を含む水蒸気バリア層と、ポリビニルアルコール系樹脂と顔料を含むガスバリア層を有する紙製バリア包装材料を提案している（特許文献１）。
また、このような紙製バリア包装材料において、少なくとも一方の最外層にシーラント層を設けることにより、ヒートシール加工を可能としたものが知られている。例えば、特許文献２には、溶融押し出しラミネート法、ドライラミネート法、直接溶融コート法によりラミネート層（シーラント層に相当）を設けることが提案されている。
また、このような紙製バリア包装材料において、少なくとも一方の最外層にシーラント層を設けることにより、ヒートシール加工を可能としたものが知られている。例えば、特許文献２には、溶融押し出しラミネート法、ドライラミネート法、直接溶融コート法によりラミネート層（シーラント層に相当）を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１３/０６９７８８号
【特許文献2】国際公開第２０１７／１７０４６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ドライラミネート法は、接着剤を介して熱可塑性樹脂フィルムを貼り合わせる方法であり、接着力とヒートシール強度に優れた積層体を得ることができる。
しかしながら、本発明者らは、紙基材の一面上にバリア塗工層を備えるバリア原紙のバリア塗工層上にドライラミネート法により熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けた積層体が、想定していたよりバリア性に劣る場合があることを発見した。そして、鋭意研究の結果、バリア原紙とラミネート層との間に微細な隙間が生じ、この隙間により積層体の側端部から酸素、水蒸気等の気体が逃げるため、想定したバリア性が発揮できないことを見出した。
そこで、本発明は、バリア性に優れた、熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を備える紙製バリア材料と、これに用いる紙製バリア原紙、および紙製バリア材料の製造方法を提供することを課題とする。
しかしながら、本発明者らは、紙基材の一面上にバリア塗工層を備えるバリア原紙のバリア塗工層上にドライラミネート法により熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けた積層体が、想定していたよりバリア性に劣る場合があることを発見した。そして、鋭意研究の結果、バリア原紙とラミネート層との間に微細な隙間が生じ、この隙間により積層体の側端部から酸素、水蒸気等の気体が逃げるため、想定したバリア性が発揮できないことを見出した。
そこで、本発明は、バリア性に優れた、熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を備える紙製バリア材料と、これに用いる紙製バリア原紙、および紙製バリア材料の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の課題を解決するための手段は以下の通りである。
１．少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを備えるバリア原紙と、
前記バリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、
を有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であり、
前記接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする紙製バリア材料。
２．前記バリア塗工層が、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層であり、
前記水蒸気バリア塗工層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記ガスバリア塗工層が、水溶性樹脂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。
３．前記平滑面のＰＰＳ平滑度が、７μｍ以下であることを特徴とする１．または２．に記載の紙製バリア材料。
４．前記バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であることを特徴とする１．または２．に記載の紙製バリア材料。
５．前記バリア塗工層のＰＰＳ平滑度が、５μｍ以下であることを特徴とする１．または２．に記載の紙製バリア材料。
６．浮きの割合が３５％以下であることを特徴とする１．または２．に記載の紙製バリア材料。
７．前記ラミネート層の厚さが２５μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする１．または２．に記載の紙製バリア材料。
８．少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であることを特徴とするバリア原紙。
９．紙基材を平滑化処理し、少なくとも一面を算術平均高さ（Ｓａ）が１５．０μｍ以下である平滑面とする平滑化工程、
前記平滑面上に、バリア塗工層を形成する塗工工程、
前記バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程、
を有することを特徴とする紙製バリア材料の製造方法。
１．少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを備えるバリア原紙と、
前記バリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、
を有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であり、
前記接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする紙製バリア材料。
２．前記バリア塗工層が、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層であり、
前記水蒸気バリア塗工層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記ガスバリア塗工層が、水溶性樹脂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。
３．前記平滑面のＰＰＳ平滑度が、７μｍ以下であることを特徴とする１．または２．に記載の紙製バリア材料。
４．前記バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であることを特徴とする１．または２．に記載の紙製バリア材料。
５．前記バリア塗工層のＰＰＳ平滑度が、５μｍ以下であることを特徴とする１．または２．に記載の紙製バリア材料。
６．浮きの割合が３５％以下であることを特徴とする１．または２．に記載の紙製バリア材料。
７．前記ラミネート層の厚さが２５μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする１．または２．に記載の紙製バリア材料。
８．少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であることを特徴とするバリア原紙。
９．紙基材を平滑化処理し、少なくとも一面を算術平均高さ（Ｓａ）が１５．０μｍ以下である平滑面とする平滑化工程、
前記平滑面上に、バリア塗工層を形成する塗工工程、
前記バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程、
を有することを特徴とする紙製バリア材料の製造方法。
【発明の効果】
【0007】
本発明の紙製バリア材料は、バリア原紙とラミネート層との密着度合いが高く、紙製バリア材料の側端部から酸素、水蒸気が逃げるのを防止することができ、バリア性に優れている。
本発明のバリア原紙は、そのバリア塗工層上に、ドライラミネートにより密着性に優れたラミネート層を形成することができる。
本発明のバリア原紙は、そのバリア塗工層上に、ドライラミネートにより密着性に優れたラミネート層を形成することができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
「バリア原紙」
本発明のバリア原紙は、少なくとも一面が平滑面である紙基材と、この平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを有し、平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下である。なお、本発明のバリア原紙は、両面とも平滑面とすることもでき、また、両面にバリア塗工層を有することもできる。
本発明のバリア原紙は、少なくとも一面が平滑面である紙基材と、この平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを有し、平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下である。なお、本発明のバリア原紙は、両面とも平滑面とすることもでき、また、両面にバリア塗工層を有することもできる。
【0009】
（紙基材）
本発明において紙基材とは、パルプ、填料、各種助剤からなるシートである。
パルプとしては、広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未漂白クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、針葉樹未漂白クラフトパルプ（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、これらの１種、または２種以上を配合して用いることができる。これらの中でも、紙基材中への異物混入が発生し難いこと、使用後の紙容器を古紙原料に供してリサイクル使用する際に経時変色が発生し難いこと、高い白色度を有するため印刷時の面感が良好となり、特に包装材料として使用した場合の使用価値が高くなることなどの理由から、木材繊維の化学パルプ、機械パルプを用いることが好ましく、化学パルプを用いることがより好ましい。
本発明において紙基材とは、パルプ、填料、各種助剤からなるシートである。
パルプとしては、広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未漂白クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、針葉樹未漂白クラフトパルプ（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、これらの１種、または２種以上を配合して用いることができる。これらの中でも、紙基材中への異物混入が発生し難いこと、使用後の紙容器を古紙原料に供してリサイクル使用する際に経時変色が発生し難いこと、高い白色度を有するため印刷時の面感が良好となり、特に包装材料として使用した場合の使用価値が高くなることなどの理由から、木材繊維の化学パルプ、機械パルプを用いることが好ましく、化学パルプを用いることがより好ましい。
【0010】
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必要に応じて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。
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。
【0011】
本発明の紙基材は、少なくとも一面が平滑面である。本発明の紙基材において、平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）は、１５．０μｍ以下である。平滑面の算術平均高さが１５．０μｍ以下であることにより、バリア原紙とラミネート層（熱可塑性樹脂フィルム）との密着度合いが向上するため、酸素透過度、水蒸気透過度などのバリア性が良好となる。平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）は、１２μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましく、８μｍ以下であることがさらに好ましい。
【0012】
平滑面のＰＰＳ平滑度（ハードバッキング、１Ｍｐａ）は、７μｍ以下であることが好ましい。平滑面のＰＰＳ平滑度（ハードバッキング、１Ｍｐａ）が７μｍ以下であると、バリア原紙とラミネート層（熱可塑性樹脂フィルム）との密着度合いが良好となるため、酸素透過度、水蒸気透過度などのバリア性がより良好となる。紙基材のＰＰＳ平滑度（ハードバッキング、１Ｍｐａ）は、６μｍ以下がより好ましく、５μｍ以下がさらに好ましく、４μｍ以下がよりさらに好ましい。
なお、本明細書において、ＰＰＳ平滑度（パーカープリントサーフ平滑度）は、ＪＩＳ－Ｐ８１５１（２００４）の付属書Ａに準じて測定されるパーカープリントサーフ平滑度（μｍ）を意味する。本発明のＰＰＳ平滑度は、ハードタイプのバッキングを用い、クランプ圧１．０Ｍｐａにて測定される値である。本発明の紙製バリア材料においては、ＰＰＳ平滑度は測定面である平滑面に表出するパルプの表面状態と密接な関係を有する。
なお、本明細書において、ＰＰＳ平滑度（パーカープリントサーフ平滑度）は、ＪＩＳ－Ｐ８１５１（２００４）の付属書Ａに準じて測定されるパーカープリントサーフ平滑度（μｍ）を意味する。本発明のＰＰＳ平滑度は、ハードタイプのバッキングを用い、クランプ圧１．０Ｍｐａにて測定される値である。本発明の紙製バリア材料においては、ＰＰＳ平滑度は測定面である平滑面に表出するパルプの表面状態と密接な関係を有する。
【0013】
紙基材の少なくとも一面である平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）およびＰＰＳ平滑度は、例えば、乾燥状態でオンマシンまたはオフマシンカレンダーによる平滑化処理時の圧力やカレンダーの段数等により調整することができる。
また、湿潤状態でヤンキードライヤーにより乾燥することにより、平滑化処理をすることもできる。具体的には、抄紙時にヤンキードライヤーに接しながら乾燥する（拘束乾燥）ことにより、繊維の収縮が抑えられるため、表面粗さの小さい紙が得られ、特に、ヤンキードライヤーとの接触面が艶面である片艶紙が得られる。より詳細には、ヤンキードライヤーの表面温度が１００℃以上１５０℃以下の範囲で、ヤンキードライヤーにいわゆる毛布にて湿紙を押し当て、ヤンキードライヤーのシリンダー表面の鏡面を湿紙に転写することにより艶面を得ることができる。この際、毛布の素材や毛布をヤンキードライヤーに押し当てるタッチロールの加圧加減により、艶面の算術平均高さ（Ｓａ）およびＰＰＳ平滑度を調整することができ、平滑面とすることができる。上記調整方法のなかでも、タッチロールの加圧加減により調整することが好ましい。
また、湿潤状態でヤンキードライヤーにより乾燥することにより、平滑化処理をすることもできる。具体的には、抄紙時にヤンキードライヤーに接しながら乾燥する（拘束乾燥）ことにより、繊維の収縮が抑えられるため、表面粗さの小さい紙が得られ、特に、ヤンキードライヤーとの接触面が艶面である片艶紙が得られる。より詳細には、ヤンキードライヤーの表面温度が１００℃以上１５０℃以下の範囲で、ヤンキードライヤーにいわゆる毛布にて湿紙を押し当て、ヤンキードライヤーのシリンダー表面の鏡面を湿紙に転写することにより艶面を得ることができる。この際、毛布の素材や毛布をヤンキードライヤーに押し当てるタッチロールの加圧加減により、艶面の算術平均高さ（Ｓａ）およびＰＰＳ平滑度を調整することができ、平滑面とすることができる。上記調整方法のなかでも、タッチロールの加圧加減により調整することが好ましい。
【0014】
紙基材の坪量は、紙製バリア材料に所望される各種品質や取り扱い性等により適宜選択可能であるが、通常は２０ｇ／ｍ２以上５００ｇ／ｍ２以下程度のものが好ましい。食品などの包装材、容器、カップなど、包装用途に使用する紙製バリア材料の場合は、２５ｇ／ｍ２以上４００ｇ／ｍ２以下のものがより好ましく、特に後述する軟包装袋用途に使用する紙製バリア材料の場合は、３０ｇ／ｍ２以上１１０ｇ／ｍ２以下のものがより好ましい。
紙基材の厚さは、紙製バリア材料に所望される各種品質や取り扱い性等により適宜選択可能であるが、３０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましく、４５μｍ以上１２５μｍ以下であることがより好ましい。
紙基材の厚さは、紙製バリア材料に所望される各種品質や取り扱い性等により適宜選択可能であるが、３０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましく、４５μｍ以上１２５μｍ以下であることがより好ましい。
【0015】
（バリア塗工層）
本発明のバリア原紙は、平滑面上に塗工されたバリア塗工層を備える。
バリア塗工層は、水蒸気バリア性、ガスバリア性のいずれかを有することが好ましく、少なくともガスバリア性を有することがより好ましく、水蒸気バリア性とガスバリア性の両方を有することがさらに好ましい。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場合、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層とを有することが、ガスバリア性と水蒸気バリア性とを両立した紙製バリア材料が得られるため好ましい。以下、水蒸気バリア塗工層を水蒸気バリア層、ガスバリア塗工層をガスバリア層ともいう。
本発明のバリア原紙は、平滑面上に塗工されたバリア塗工層を備える。
バリア塗工層は、水蒸気バリア性、ガスバリア性のいずれかを有することが好ましく、少なくともガスバリア性を有することがより好ましく、水蒸気バリア性とガスバリア性の両方を有することがさらに好ましい。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場合、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層とを有することが、ガスバリア性と水蒸気バリア性とを両立した紙製バリア材料が得られるため好ましい。以下、水蒸気バリア塗工層を水蒸気バリア層、ガスバリア塗工層をガスバリア層ともいう。
【0016】
水蒸気バリア層とガスバリア層の積層順については特に限定されないが、水蒸気バリア性とガスバリア性がより向上するため、紙基材、水蒸気バリア層、ガスバリア層の順に積層されていることが好ましい。紙基材、水蒸気バリア層、ガスバリア層をこの順に有する紙製バリア材料が、より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に用いられる。そのため、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、ガスバリア層中の水溶性高分子や水分散性高分子などの高分子が劣化しやすくなる。一方、水蒸気バリア層は、水蒸気を防ぐために耐水性の良好な樹脂を含有するが、紙基材上に、水蒸気バリア層、ガスバリア層をこの順に有することにより、水蒸気バリア層が紙基材側からの水分によるガスバリア層への影響（劣化）を効果的に抑制することができる。このため、特に水蒸気バリア層、ガスバリア層をこの順に有する紙製バリア材料は、良好な水蒸気バリア性およびガスバリア性を発揮することができる。
【0017】
（水蒸気バリア塗工層）
水蒸気バリア塗工層は、少なくとも水蒸気バリア性樹脂を含有する。
水蒸気バリア性樹脂としては、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、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。これらの中では、水蒸気バリア性の点からスチレン・ブタジエン系合成接着剤を使用することが好ましい。
本発明においてスチレン・ブタジエン系合成接着剤とは、スチレンとブタジエンを主構成モノマーとし、これに変性を目的とする各種のコモノマーを組み合わせ、乳化重合したものである。コモノマーの例として、メチルメタクリルレート、アクリロニトリル、アクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレートや、イタコン酸、マレイン酸、アクリル酸などの不飽和カルボン酸などが挙げられる。また、乳化剤としては、オレイン酸ナトリウム、ロジン酸石鹸、アルキルアリルスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性剤が単独、またはノニオン性界面活性剤と組み合わせて用いることができる。目的によっては、両性またはカチオン性界面活性剤を用いても良い。
水蒸気バリア塗工層は、少なくとも水蒸気バリア性樹脂を含有する。
水蒸気バリア性樹脂としては、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、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。これらの中では、水蒸気バリア性の点からスチレン・ブタジエン系合成接着剤を使用することが好ましい。
本発明においてスチレン・ブタジエン系合成接着剤とは、スチレンとブタジエンを主構成モノマーとし、これに変性を目的とする各種のコモノマーを組み合わせ、乳化重合したものである。コモノマーの例として、メチルメタクリルレート、アクリロニトリル、アクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレートや、イタコン酸、マレイン酸、アクリル酸などの不飽和カルボン酸などが挙げられる。また、乳化剤としては、オレイン酸ナトリウム、ロジン酸石鹸、アルキルアリルスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性剤が単独、またはノニオン性界面活性剤と組み合わせて用いることができる。目的によっては、両性またはカチオン性界面活性剤を用いても良い。
【0018】
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、水蒸気バリア性樹脂と併用することも可能である。
【0019】
水蒸気バリア層は、顔料を含むことができる。顔料としてはカオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、マイカ、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコア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、水蒸気バリア性の向上と、ガスバリア層を形成するための塗料の浸透抑制の両方の観点から、形状が扁平なカオリン、マイカ、タルクなどの無機顔料が好ましく、カオリンがより好ましい。また、体積５０％平均粒子径（Ｄ５０）（以下、「平均粒子径」ともいう。）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、水蒸気バリア層中を水蒸気分子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場合がある。
【0020】
本発明において、水蒸気バリア性の向上とガスバリア層との密着性の点から、水蒸気バリア層は、平均粒子径が５μｍ以上且つアスペクト比が１０以上の無機顔料に加え、平均粒子径が５μｍ以下の顔料を含有することが好ましい。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。
【0021】
平均粒子径が５μｍ以下の顔料を含有することにより、平均粒子径が５μｍ以上且つアスペクト比が１０以上の無機顔料により形成された水蒸気バリア層中の空隙をより埋めることができるため、さらに優れた水蒸気バリア性が発現する。つまり、水蒸気バリア層に平均粒子径の異なる顔料を含有させた場合、水蒸気バリア層中で大きな平均粒子径の無機顔料により形成される空隙に小さな平均粒子径の顔料が充填された状態となり、水蒸気はこれらの顔料を迂回して通過するために移動する距離が長くなり、平均粒子径が異なる顔料を含有していない水蒸気バリア層と比較して、高い水蒸気バリア性を発揮するものと推測される。
平均粒子径が５μｍ以上且つアスペクト比が１０以上の無機顔料と、平均粒子径が５μｍ以下の顔料を併用する場合、平均粒子径が５μｍ以上且つアスペクト比が１０以上の無機顔料と、平均粒子径が５μｍ以下の顔料の配合比率は、乾燥重量で、５０／５０～９９／１であることが好ましい。平均粒子径が５μｍ以上且つアスペクト比が１０以上の無機顔料の配合比率が上記範囲より少ないと、水蒸気が水蒸気バリア層中を迂回する回数が減少し、移動する距離が短くなるため、水蒸気バリア性の改善効果が小さくなることがある。一方、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多いと、水蒸気バリア層中の大きな平均粒子径の無機顔料が形成する空隙を平均粒子径が５μｍ以下の顔料で十分に埋めることができないため、水蒸気バリア性の向上が期待できない。
平均粒子径が５μｍ以上且つアスペクト比が１０以上の無機顔料と、平均粒子径が５μｍ以下の顔料を併用する場合、平均粒子径が５μｍ以上且つアスペクト比が１０以上の無機顔料と、平均粒子径が５μｍ以下の顔料の配合比率は、乾燥重量で、５０／５０～９９／１であることが好ましい。平均粒子径が５μｍ以上且つアスペクト比が１０以上の無機顔料の配合比率が上記範囲より少ないと、水蒸気が水蒸気バリア層中を迂回する回数が減少し、移動する距離が短くなるため、水蒸気バリア性の改善効果が小さくなることがある。一方、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多いと、水蒸気バリア層中の大きな平均粒子径の無機顔料が形成する空隙を平均粒子径が５μｍ以下の顔料で十分に埋めることができないため、水蒸気バリア性の向上が期待できない。
【0022】
水蒸気バリア層に顔料を含有させる場合、顔料の配合量は、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５重量部以上２０重量部以下の範囲で使用されることが好ましく、より好ましくは水蒸気バリア性樹脂と水溶性高分子の合計で１０重量部以上１５０重量部以下である。なお、顔料は、水蒸気バリア層の任意成分であり、含まない（０重量部）こともできる。
また、水蒸気バリア層には、上記した水蒸気バリア性樹脂、水溶性高分子、顔料の他、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。
また、水蒸気バリア層には、上記した水蒸気バリア性樹脂、水溶性高分子、顔料の他、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。
【0023】
水蒸気バリア層には、多価金属塩などに代表される架橋剤を配合することができる。架橋剤は、水蒸気バリア層に含有される水蒸気バリア性樹脂や水溶性高分子と架橋反応を起こすため、水蒸気バリア層内の結合の数（架橋点）が増加し、水蒸気バリア層がより緻密な構造となり、より良好な水蒸気バリア性を発現することができる。
架橋剤の種類は特に限定されるものではなく、水蒸気バリア層に含有される水蒸気バリア性樹脂や水溶性高分子の種類に合わせて、多価金属塩（銅、亜鉛、銀、鉄、カリウム、ナトリウム、ジルコニウム、アルミニウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム、チタンなどの多価金属と、炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、燐酸イオン、珪酸イオン、窒素酸化物、ホウ素酸化物などのイオン性物質が結合した化合物）、アミン化合物、アミド化合物、アルデヒド化合物、ヒドロキシ酸等の１種または２種以上を使用することができる。
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場合がある。また、１０重量部より多いと塗料の粘度上昇が著しくなり、塗工が困難となる場合がある。
架橋剤の種類は特に限定されるものではなく、水蒸気バリア層に含有される水蒸気バリア性樹脂や水溶性高分子の種類に合わせて、多価金属塩（銅、亜鉛、銀、鉄、カリウム、ナトリウム、ジルコニウム、アルミニウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム、チタンなどの多価金属と、炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、燐酸イオン、珪酸イオン、窒素酸化物、ホウ素酸化物などのイオン性物質が結合した化合物）、アミン化合物、アミド化合物、アルデヒド化合物、ヒドロキシ酸等の１種または２種以上を使用することができる。
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場合がある。また、１０重量部より多いと塗料の粘度上昇が著しくなり、塗工が困難となる場合がある。
【0024】
水蒸気バリア層用の塗料に架橋剤を添加する場合、アンモニアなどの極性溶媒に架橋剤を溶解させてから塗料へ添加することが好ましい。架橋剤を極性溶媒に溶解させると、架橋剤と極性溶媒が結合を作るため、塗料へ添加しても直ちには水蒸気バリア性樹脂や水溶性高分子との架橋反応が起こらず、塗料の増粘を抑制することができる。その場合、紙基材への塗工後に乾燥することにより極性溶媒成分が揮発し、水蒸気バリア性樹脂や水溶性高分子との架橋反応が起こり、緻密な水蒸気バリア層が形成される。
【0025】
水蒸気バリア性向上の観点から、水蒸気バリア層に撥水剤を含有させることが好ましい。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、カルナバやラノイ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、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。これらの中で、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。
【0026】
撥水剤の配合量は特に限定されるものではないが、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場合がある。一方、１００重量部を超えた場合には、水蒸気バリア層上にガスバリア層を設ける場合にガスバリア層が均一に形成し難くなるため、ガスバリア性が低下する場合がある。
水蒸気バリア層表面の濡れ張力は、水蒸気バリア性の向上とガスバリア層との密着性から、１０ｍＮ／ｍ以上６０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、１５ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下であることがより好ましい。
水蒸気バリア層表面の濡れ張力は、水蒸気バリア性の向上とガスバリア層との密着性から、１０ｍＮ／ｍ以上６０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、１５ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下であることがより好ましい。
【0027】
（ガスバリア塗工層）
ガスバリア塗工層は、少なくともガスバリア性樹脂を含有する。
ガスバリア性樹脂としては、水溶性樹脂、または、水懸濁性樹脂を用いることができ、水溶性樹脂が好ましい。ガスバリア性樹脂としては、例えば、完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、エチレン共重合ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール系樹脂、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパクなどのタンパク質類、酸化澱粉、カチオン化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などの澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、アルギン酸ナトリウムなどを例示することができ、これらを単独あるいは２種類以上混合して使用することができる。これらの中では、ガスバリア性の点から、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース誘導体が好ましく、ポリビニルアルコール系樹脂がより好ましく、重合度が４００～１７００であるポリビニルアルコール系樹脂がさらに好ましく、重合度が８００～１４００であるポリビニルアルコール系樹脂がよりさらに好ましい。
ガスバリア塗工層は、少なくともガスバリア性樹脂を含有する。
ガスバリア性樹脂としては、水溶性樹脂、または、水懸濁性樹脂を用いることができ、水溶性樹脂が好ましい。ガスバリア性樹脂としては、例えば、完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、エチレン共重合ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール系樹脂、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパクなどのタンパク質類、酸化澱粉、カチオン化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などの澱粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、アルギン酸ナトリウムなどを例示することができ、これらを単独あるいは２種類以上混合して使用することができる。これらの中では、ガスバリア性の点から、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース誘導体が好ましく、ポリビニルアルコール系樹脂がより好ましく、重合度が４００～１７００であるポリビニルアルコール系樹脂がさらに好ましく、重合度が８００～１４００であるポリビニルアルコール系樹脂がよりさらに好ましい。
【0028】
ガスバリア層は、顔料を含むことができる。顔料としては、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、マイカ、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料および密実型、中空型、またはコア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、顔料は、平均粒子径が３μｍ以上且つアスペクト比が１０以上の扁平顔料であることが好ましく、平均粒子径が５μｍ以上且つアスペクト比が３０以上の扁平顔料であることがより好ましい。
【0029】
ガスバリア層に顔料、特に扁平顔料を含有させた場合、酸素などのガスは顔料を迂回して通過するために移動する距離が長くなる。このため、顔料を含有するガスバリア層は、顔料を含有しないガスバリア層と比較して、ガスバリア性に優れ、特に高湿度雰囲気下で優れたガスバリア性を発揮する。
ガスバリア層における顔料の配合量は、乾燥重量で、ガスバリア性樹脂１００重量部に対し、顔料９０重量部以下であることが好ましい。なお、顔料は、ガスバリア層の任意成分であり、含まない（０重量部）こともできる。ガスバリア層の顔料配合量をこの範囲内とすることにより、優れた耐屈曲性を発揮することができる。また、ガスバリア層が顔料を含有することにより、ガスバリア層と接する層との密着性が向上する。顔料の配合量が少なくなると、耐屈曲性は向上するが、ガスバリア性は低下する。そのため、顔料の配合量は、紙製バリア材料に求めるガスバリア性と耐屈曲性とのバランス等に応じて調整することができ、例えば、ガスバリア性樹脂１００重量部に対し、５重量部以上８０重量部以下とすることができる。
ガスバリア層には、上記した水溶性高分子、顔料の他、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。
ガスバリア層における顔料の配合量は、乾燥重量で、ガスバリア性樹脂１００重量部に対し、顔料９０重量部以下であることが好ましい。なお、顔料は、ガスバリア層の任意成分であり、含まない（０重量部）こともできる。ガスバリア層の顔料配合量をこの範囲内とすることにより、優れた耐屈曲性を発揮することができる。また、ガスバリア層が顔料を含有することにより、ガスバリア層と接する層との密着性が向上する。顔料の配合量が少なくなると、耐屈曲性は向上するが、ガスバリア性は低下する。そのため、顔料の配合量は、紙製バリア材料に求めるガスバリア性と耐屈曲性とのバランス等に応じて調整することができ、例えば、ガスバリア性樹脂１００重量部に対し、５重量部以上８０重量部以下とすることができる。
ガスバリア層には、上記した水溶性高分子、顔料の他、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。
【0030】
ガスバリア層に多価金属塩などに代表される架橋剤を添加することができる。架橋剤は、ガスバリア層に含有される水溶性高分子と架橋反応を起こすため、ガスバリア層内の結合の数（架橋点）が増加する。つまり、ガスバリア層が緻密な構造となり、良好なガスバリア性を発現することができる。
架橋剤の種類としては特に限定されるものではなく、ガスバリア層に含有される水溶性高分子の種類に合わせて、多価金属塩（銅、亜鉛、銀、鉄、カリウム、ナトリウム、ジルコニウム、アルミニウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム、チタンなどの多価金属と、炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、燐酸イオン、珪酸イオン、窒素酸化物、ホウ素酸化物などのイオン性物質が結合した化合物）、アミン化合物、アミド化合物、アルデヒド化合物、ヒドロキシ酸など適宜選択して使用することが可能である。なお、架橋効果発現の観点から、多価金属塩を使用することが好ましく、カリウムミョウバンを使用することがより好ましい。
架橋剤の配合量は、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場合がある。また、１０重量部より多いと塗料の粘度上昇が著しくなり、塗工が困難となる場合がある。
架橋剤の種類としては特に限定されるものではなく、ガスバリア層に含有される水溶性高分子の種類に合わせて、多価金属塩（銅、亜鉛、銀、鉄、カリウム、ナトリウム、ジルコニウム、アルミニウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム、チタンなどの多価金属と、炭酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、燐酸イオン、珪酸イオン、窒素酸化物、ホウ素酸化物などのイオン性物質が結合した化合物）、アミン化合物、アミド化合物、アルデヒド化合物、ヒドロキシ酸など適宜選択して使用することが可能である。なお、架橋効果発現の観点から、多価金属塩を使用することが好ましく、カリウムミョウバンを使用することがより好ましい。
架橋剤の配合量は、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場合がある。また、１０重量部より多いと塗料の粘度上昇が著しくなり、塗工が困難となる場合がある。
【0031】
ガスバリア層は、界面活性剤を含有することが、ガスバリア層と水蒸気バリア層との密着性が向上し、バリア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よく、単独もしくは２種類以上を組み合わせて使用することができる。界面活性剤としては、例えば、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アルコール系界面活性剤、アセチレン基を有するアセチレン系界面活性剤、アセチレン基と２つの水酸基を有するアセチレンジオール系界面活性剤、アルキル基とスルホン酸を有するアルキルスルホン酸系界面活性剤、エステル系界面活性剤、アミド系界面活性剤、アミン系界面活性剤、アルキルエーテル系界面活性剤、フェニルエーテル系界面活性剤、硫酸エステル系界面活性剤、フェノール系界面活性剤などを例示することができる。これらの中では塗料のレベリング性の向上効果が大きい、アセチレンジオール系界面活性剤を使用することが好ましい。なお、塗料のレベリング性が向上すると、ガスバリア層の均一性が向上するため、ガスバリア性が向上する。
水蒸気バリア層の上にガスバリア層を設ける場合、水蒸気バリア層との密着性の観点から、ガスバリア層用塗料の表面張力を、１０ｍＮ／ｍ以上６０ｍＮ／ｍ以下に調整することが好ましく、１５ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下に調整することが好ましい。また、水蒸気バリア層表面の濡れ張力に対して、ガスバリア層用塗料の表面張力を±２０ｍＮ／ｍとすることが、水蒸気バリア層とガスバリア層との密着性の観点から好ましい。
水蒸気バリア層の上にガスバリア層を設ける場合、水蒸気バリア層との密着性の観点から、ガスバリア層用塗料の表面張力を、１０ｍＮ／ｍ以上６０ｍＮ／ｍ以下に調整することが好ましく、１５ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下に調整することが好ましい。また、水蒸気バリア層表面の濡れ張力に対して、ガスバリア層用塗料の表面張力を±２０ｍＮ／ｍとすることが、水蒸気バリア層とガスバリア層との密着性の観点から好ましい。
【0032】
バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）は、１５．０μｍ以下であることが好ましい。バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）が１５．０μｍ以下であることにより、このバリア塗工層上に積層されるラミネート層（熱可塑性樹脂フィルム）との密着度合いが良好となるため、酸素透過度、水蒸気透過度などのバリア性がより良好となる。バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）は、１２μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、８μｍ以下であることがよりさらに好ましい。
【0033】
また、バリア塗工層のＰＰＳ平滑度（ハードバッキング、１Ｍｐａ）は、５．０μｍ以下であることが好ましい。バリア塗工層のＰＰＳ平滑度（ハードバッキング、１Ｍｐａ）が５．０μｍ以下であると、このバリア塗工層上に積層されるラミネート層（熱可塑性樹脂フィルム）との密着度合いが良好となるため、酸素透過度、水蒸気透過度などのバリア性がより良好となる。バリア塗工層のＰＰＳ平滑度（ハードバッキング、１Ｍｐａ）は、４．０μｍ以下がより好ましく、３．５μｍ以下がさらに好ましく、３．０μｍ以下がよりさらに好ましい。
【0034】
但し、バリア塗工層形成後にカレンダー処理などの平滑化処理により平滑度を向上させた場合、平滑化処理時に加わる高い圧力により、バリア塗工層にクラックが生じてバリア性が悪化する場合がある。そのため、バリア塗工層の形成後には平滑化処理を行わず、算術平均高さ（Ｓａ）が１５．０μｍ以下の平滑面を有する紙基材を用い、この平滑面上に塗工によりバリア塗工層を形成することにより、バリア塗工層の表面も平滑にすることが好ましい。
【0035】
（水蒸気バリア層、ガスバリア層の塗工）
バリア塗工層は、バリア塗工層形成用の塗料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。
水蒸気バリア層、ガスバリア層の形成用塗料の紙基材への塗工方法については特に限定されるものではなく、公知の塗工装置及び塗工系で塗工することができる。例えば、塗工装置としてはブレードコーター、バーコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、リバースロールコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーターなどが挙げられる。また、塗工系としては、水等の溶媒を使用した水系塗工、有機溶剤等の溶媒を使用した溶剤系塗工などが挙げられるが、水系塗工であることが好ましい。
水蒸気バリア層、ガスバリア層を乾燥させる手法としては、例えば、蒸気加熱ヒーター、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒーター、熱風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライヤー等の通常の方法が用いられる。
バリア塗工層は、バリア塗工層形成用の塗料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。
水蒸気バリア層、ガスバリア層の形成用塗料の紙基材への塗工方法については特に限定されるものではなく、公知の塗工装置及び塗工系で塗工することができる。例えば、塗工装置としてはブレードコーター、バーコーター、ロールコーター、エアナイフコーター、リバースロールコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、サイズプレスコーター、ゲートロールコーターなどが挙げられる。また、塗工系としては、水等の溶媒を使用した水系塗工、有機溶剤等の溶媒を使用した溶剤系塗工などが挙げられるが、水系塗工であることが好ましい。
水蒸気バリア層、ガスバリア層を乾燥させる手法としては、例えば、蒸気加熱ヒーター、ガスヒーター、赤外線ヒーター、電気ヒーター、熱風加熱ヒーター、マイクロウェーブ、シリンダードライヤー等の通常の方法が用いられる。
【0036】
本発明において、水蒸気バリア層の塗工量は、乾燥重量で３ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２以下とすることが好ましく、５ｇ／ｍ２以上４０ｇ／ｍ２以下とすることがより好ましく、７ｇ／ｍ２以上３０ｇ／ｍ２以下とすることがさらに好ましい。水蒸気バリア層の塗工量が３ｇ／ｍ２未満であると、紙基材を塗料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、ガスバリア層用の塗料が紙基材まで浸透して均一なガスバリア塗工層が形成できずガスバリア性が不十分となる場合がある。一方、水蒸気バリア層の塗工量が５０ｇ／ｍ２より多いと、塗工時の乾燥負荷が大きくなる。
水蒸気バリア層は１層であってもよく、２層以上の多層で構成してもよい。水蒸気バリア層を２層以上の多層で構成する場合は、全ての水蒸気バリア層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
水蒸気バリア層は１層であってもよく、２層以上の多層で構成してもよい。水蒸気バリア層を２層以上の多層で構成する場合は、全ての水蒸気バリア層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
【0037】
本発明において、ガスバリア層の塗工量は、乾燥重量で０．２ｇ／ｍ２以上２０ｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。ガスバリア層の塗工量が０．２／ｍ２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場合がある。一方、２０ｇ／ｍ２より多いと、塗工時の乾燥負荷が大きくなる。
ガスバリア層は１層であってもよく、２層以上の多層で構成してもよい。ガスバリア層を２層以上の多層で構成する場合は、全てのガスバリア層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
ガスバリア層は１層であってもよく、２層以上の多層で構成してもよい。ガスバリア層を２層以上の多層で構成する場合は、全てのガスバリア層を合計した塗工量を上記範囲とすることが好ましい。
【0038】
「紙製バリア材料」
本発明のバリア材料は、上記したバリア原紙と、このバリア原紙のバリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、を有し、接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下である。
本発明のバリア材料は、上記したバリア原紙と、このバリア原紙のバリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、を有し、接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下である。
【0039】
（ラミネート層）
ラミネート層は、バリア塗工層上に接着層を介して熱可塑性樹脂フィルムをドライラミネート法により積層される。
・熱可塑性樹脂フィルム
ラミネート層を形成する熱可塑性樹脂フィルムとしては、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ等のポリエチレン、ポリプロピレン等）、エチレン－酢酸ビニル系樹脂、スチレン－アクリル酸エステル系共重合樹脂、アクリル系樹脂、エチレン－アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ乳酸系樹脂等の熱可塑性樹脂を特に制限することなく使用することができる。これらの中で、ポリオレフィン系樹脂、エチレン－酢酸ビニル系樹脂、スチレン－アクリル酸エステル系共重合樹脂、アクリル系樹脂、エチレン－アクリル系樹脂が、ヒートシール強度の点から好ましい。また、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシヘキサノエート）（ＰＨＢＨ）等の生分解性樹脂が、ゴミとして流出した場合の環境負荷軽減の点から好ましい。また、得られた紙製バリア材料を、包装体としてヒートシール加工する際の加工性の点から、融点が１０５℃以上１６５℃以下であるものが好ましい。
ラミネート層の厚さは特に制限されないが、２５μｍ以上６０μｍ以下であることが、ヒートシール性と成形加工性のバランスの点から好ましい。
ラミネート層は、バリア塗工層上に接着層を介して熱可塑性樹脂フィルムをドライラミネート法により積層される。
・熱可塑性樹脂フィルム
ラミネート層を形成する熱可塑性樹脂フィルムとしては、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ等のポリエチレン、ポリプロピレン等）、エチレン－酢酸ビニル系樹脂、スチレン－アクリル酸エステル系共重合樹脂、アクリル系樹脂、エチレン－アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ乳酸系樹脂等の熱可塑性樹脂を特に制限することなく使用することができる。これらの中で、ポリオレフィン系樹脂、エチレン－酢酸ビニル系樹脂、スチレン－アクリル酸エステル系共重合樹脂、アクリル系樹脂、エチレン－アクリル系樹脂が、ヒートシール強度の点から好ましい。また、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシヘキサノエート）（ＰＨＢＨ）等の生分解性樹脂が、ゴミとして流出した場合の環境負荷軽減の点から好ましい。また、得られた紙製バリア材料を、包装体としてヒートシール加工する際の加工性の点から、融点が１０５℃以上１６５℃以下であるものが好ましい。
ラミネート層の厚さは特に制限されないが、２５μｍ以上６０μｍ以下であることが、ヒートシール性と成形加工性のバランスの点から好ましい。
【0040】
（接着層）
平滑面と熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層は、接着層を介するドライラミネート法により積層されるが、接着層の塗工量（固形分）は２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下である。
接着層の塗工量（固形分）が２．０ｇ／ｍ２未満では、バリア原紙とラミネート層との密着性が不十分となり隙間が生じ、想定通りのバリア性が発揮できない場合が多くなる。一方、接着層の塗工量（固形分）が４．５ｇ／ｍ２を超えると、塗工速度、乾燥速度が遅くなり生産性が低下する、残留溶媒が多くなり臭気等が生じる、材料の使用量が増えるため高コストとなる等の問題が生じやすくなる。
平滑面と熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層は、接着層を介するドライラミネート法により積層されるが、接着層の塗工量（固形分）は２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下である。
接着層の塗工量（固形分）が２．０ｇ／ｍ２未満では、バリア原紙とラミネート層との密着性が不十分となり隙間が生じ、想定通りのバリア性が発揮できない場合が多くなる。一方、接着層の塗工量（固形分）が４．５ｇ／ｍ２を超えると、塗工速度、乾燥速度が遅くなり生産性が低下する、残留溶媒が多くなり臭気等が生じる、材料の使用量が増えるため高コストとなる等の問題が生じやすくなる。
【0041】
接着剤としては、ドライラミネートに使用されている接着剤を特に制限することなく使用することができ、例えば、ポリウレタン系（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等）、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系等の接着剤を使用することができ、ポリウレタン系接着剤が接着力の点で好ましい。また、接着剤層には、接着剤のほかに、硬化剤、溶剤等を配合することもできる。これらの中で、水を溶剤とするものが、大気中への揮発性有機化合物の排出削減や作業環境の衛生性の改善の点から好ましい。
【0042】
本発明の紙製バリア材料は、浮きの割合が３５％以下であることが好ましい。浮きの割合は、数値が小さいほど、層間の剥離が少ないことを意味する。そのため、浮きの割合は小さいことが好ましく、３０％以下がより好ましく、２５％以下がさらに好ましく、２０％以下がよりさらに好ましく、１５％以下がよりさらに好ましい。
【0043】
本発明の紙製バリア材料は、少なくとも一面に熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を有し、ヒートシール可能なため、熱融着加工して包装体として使用することができる。
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、容器、カップ等の包装用途に用いられる紙製バリア包装材料、または産業用資材などに用いられる積層体とすることが可能である。本発明の紙製バリア材料は、食品などの包装材、容器、カップ等の包装用途に用いられる紙製バリア包装材料として好適に使用することができ、食品などの軟包装袋として特に好適に使用することができる。なお、軟包装袋とは、構成としては、柔軟性に富む材料で構成されている包装材であり、一般には紙、フィルム、アルミ箔等の薄く柔軟性のある材料を、単体あるいは貼り合せた包装材を指す。軟包装袋の形状としては、特に制限されず、縦ピロー包装袋、横ピロー包装袋、サイドシール袋、二方シール袋、三方シール袋、ガゼット袋、底ガゼット袋、スタンド袋などが挙げられる。
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、容器、カップ等の包装用途に用いられる紙製バリア包装材料、または産業用資材などに用いられる積層体とすることが可能である。本発明の紙製バリア材料は、食品などの包装材、容器、カップ等の包装用途に用いられる紙製バリア包装材料として好適に使用することができ、食品などの軟包装袋として特に好適に使用することができる。なお、軟包装袋とは、構成としては、柔軟性に富む材料で構成されている包装材であり、一般には紙、フィルム、アルミ箔等の薄く柔軟性のある材料を、単体あるいは貼り合せた包装材を指す。軟包装袋の形状としては、特に制限されず、縦ピロー包装袋、横ピロー包装袋、サイドシール袋、二方シール袋、三方シール袋、ガゼット袋、底ガゼット袋、スタンド袋などが挙げられる。
【0044】
「紙製バリア材料の製造方法」
本発明の紙製バリア材料は、例えば、以下の工程により製造することができる。
紙基材を平滑化処理し、少なくとも一面を算術平均高さ（Ｓａ）が１５．０μｍ以下である平滑面とする平滑化工程。
平滑面上に、バリア塗工層を形成する塗工工程。
バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程。
本発明の紙製バリア材料は、例えば、以下の工程により製造することができる。
紙基材を平滑化処理し、少なくとも一面を算術平均高さ（Ｓａ）が１５．０μｍ以下である平滑面とする平滑化工程。
平滑面上に、バリア塗工層を形成する塗工工程。
バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程。
【0045】
ここで、上記したように、バリア塗工層も平滑であることが好ましいが、バリア塗工層にはカレンダー処理等の平滑化処理を施さないことが好ましい。バリア塗工層を平滑とするためには、紙基材の平滑面をより平滑にする、バリア塗工層の塗工を、塗料を低粘度とする、顔料等の粒径を小さくする等して、より均一な塗工面となる条件とする等の方法が挙げられる。
【実施例0046】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の部及び％は、それぞれ重量部、重量％を示す。
得られた紙基材、バリア原紙、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。結果を表１に示す。
得られた紙基材、バリア原紙、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。結果を表１に示す。
【0047】
〈酸素透過度（ガスバリア性）〉
ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ－ＴＲＡＮ２／２１を使用し、２３℃－０％ＲＨ条件にて測定した。
〈算術平均高さ（Ｓａ）〉
ＩＳＯ２５１７８－２：２０１２に準拠し、３Ｄマイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製、ＶＲ－３０００）（ＩＳＯ４２８７準拠）を用いて、得られた紙基材及び紙製バリア原紙の計測表面領域（０．４ｃｍ2）における各点の基準表面からの距離の平均値として算術平均高さ（Ｓａ）を算出した。計測表面領域の歪みのある領域は１次のガウシアン回帰フィルターによって、歪みの抑制を行った。
・３Ｄマイクロスコープでの計測条件
フィルター種別：ガウシアン
終端効果の補正（歪みのある領域を抑制）：有効
Ｓ－フィルター（小さいスケールの粗さ成分を取り除くフィルター）：なし
Ｌ－フィルター（大きいスケールのうねり成分を取り除くフィルター）：なし
ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ－ＴＲＡＮ２／２１を使用し、２３℃－０％ＲＨ条件にて測定した。
〈算術平均高さ（Ｓａ）〉
ＩＳＯ２５１７８－２：２０１２に準拠し、３Ｄマイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製、ＶＲ－３０００）（ＩＳＯ４２８７準拠）を用いて、得られた紙基材及び紙製バリア原紙の計測表面領域（０．４ｃｍ2）における各点の基準表面からの距離の平均値として算術平均高さ（Ｓａ）を算出した。計測表面領域の歪みのある領域は１次のガウシアン回帰フィルターによって、歪みの抑制を行った。
・３Ｄマイクロスコープでの計測条件
フィルター種別：ガウシアン
終端効果の補正（歪みのある領域を抑制）：有効
Ｓ－フィルター（小さいスケールの粗さ成分を取り除くフィルター）：なし
Ｌ－フィルター（大きいスケールのうねり成分を取り除くフィルター）：なし
【0048】
〈ＰＰＳ平滑度〉
ＪＩＳ Ｐ８１５１：２００４（紙及び板紙－表面粗さ及び平滑度試験方法（エア・リーク法）－プリント・サーフ試験機法）に準じて得られた紙基材及び紙製バリア原紙のＰＰＳ平滑度を測定した。
〈フィルムと紙製バリア原紙間の浮きの割合〉
デジタルマイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製、ＶＨＸ－６０００）を用いて、得られた紙製バリア材料の浮きの割合を評価した。紙製バリア材料のラミネート層側から撮像した画像について、計測表面領域（１２ｍｍ２）において二値化を行い、白い箇所をラミネート層や接着層が浮いている部分としてその面積の割合（白い箇所の面積／計測表面領域）を浮きの割合として算出した。
・デジタルマイクロスコープでの観察方法
照明方法：「同軸落射」を選択し、明視野で観察した。
白い箇所の面積：対象物の明るさ（輝度）を抽出し、該当部分の面積を自動面積測定により測定した。
ＪＩＳ Ｐ８１５１：２００４（紙及び板紙－表面粗さ及び平滑度試験方法（エア・リーク法）－プリント・サーフ試験機法）に準じて得られた紙基材及び紙製バリア原紙のＰＰＳ平滑度を測定した。
〈フィルムと紙製バリア原紙間の浮きの割合〉
デジタルマイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製、ＶＨＸ－６０００）を用いて、得られた紙製バリア材料の浮きの割合を評価した。紙製バリア材料のラミネート層側から撮像した画像について、計測表面領域（１２ｍｍ２）において二値化を行い、白い箇所をラミネート層や接着層が浮いている部分としてその面積の割合（白い箇所の面積／計測表面領域）を浮きの割合として算出した。
・デジタルマイクロスコープでの観察方法
照明方法：「同軸落射」を選択し、明視野で観察した。
白い箇所の面積：対象物の明るさ（輝度）を抽出し、該当部分の面積を自動面積測定により測定した。
【0049】
［実施例１］
（紙基材１の作製）
カナダ式標準ろ水度（ＣＳＦ）５００ｍｌの広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）とＣＳＦ５３０ｍｌの針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を８０／２０の重量比で配合して、原料パルプとした。
原料パルプに、乾燥紙力増強剤として分子量２５０万のポリアクリルアミド（ＰＡＭ）を対絶乾パルプ重量あたり０．１％、サイズ剤としてアルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）を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０．０８％添加した後、ヤンキードライヤーを備えた長網式抄紙機（鈴木製機所製）を用いて、抄速３００ｍ／ｍｉｎの条件で、坪量５０ｇ／ｍ２である紙基材１を得た。
（紙基材１の作製）
カナダ式標準ろ水度（ＣＳＦ）５００ｍｌの広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）とＣＳＦ５３０ｍｌの針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を８０／２０の重量比で配合して、原料パルプとした。
原料パルプに、乾燥紙力増強剤として分子量２５０万のポリアクリルアミド（ＰＡＭ）を対絶乾パルプ重量あたり０．１％、サイズ剤としてアルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）を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０．０８％添加した後、ヤンキードライヤーを備えた長網式抄紙機（鈴木製機所製）を用いて、抄速３００ｍ／ｍｉｎの条件で、坪量５０ｇ／ｍ２である紙基材１を得た。
【0050】
（水蒸気バリア層用塗工液の調製）
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 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スチレン・ブタジエン系ラテックス（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％の水蒸気バリア層用塗工液を得た。
（ガスバリア層用塗工液の調製）
ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＶＣ－１０）の固形分濃度１２％の水溶液を調製し、ガスバリア層用塗工液とした。
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 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スチレン・ブタジエン系ラテックス（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％の水蒸気バリア層用塗工液を得た。
（ガスバリア層用塗工液の調製）
ポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製、ＶＣ－１０）の固形分濃度１２％の水溶液を調製し、ガスバリア層用塗工液とした。
【0051】
（紙製バリア包装材料１の作製）
得られた紙基材のヤンキードライヤーの鏡面に接触した面（艶面）に、水蒸気バリア層用塗工液を乾燥重量で塗工量１２．０ｇ／ｍ２となるように片面塗工、乾燥した後、その上にガスバリア層用塗工液を乾燥重量で４．０ｇ／ｍ２となるよう片面塗工し、紙製バリア原紙を得た。
さらに得られた紙製バリア原紙のガスバリア層上にフィルム（フタムラ化学社製、ＬＬＤＰＥ、厚さ３０μｍ）を、接着剤（２液硬化型ポリウレタン系接着剤、硬化剤：ポリイソシアネート、溶媒：酢酸エチル）を塗工量（固形分）５ｇ／ｍ２となるようにドライラミネート法にて貼合し、紙製バリア材料を得た。
得られた紙基材のヤンキードライヤーの鏡面に接触した面（艶面）に、水蒸気バリア層用塗工液を乾燥重量で塗工量１２．０ｇ／ｍ２となるように片面塗工、乾燥した後、その上にガスバリア層用塗工液を乾燥重量で４．０ｇ／ｍ２となるよう片面塗工し、紙製バリア原紙を得た。
さらに得られた紙製バリア原紙のガスバリア層上にフィルム（フタムラ化学社製、ＬＬＤＰＥ、厚さ３０μｍ）を、接着剤（２液硬化型ポリウレタン系接着剤、硬化剤：ポリイソシアネート、溶媒：酢酸エチル）を塗工量（固形分）５ｇ／ｍ２となるようにドライラミネート法にて貼合し、紙製バリア材料を得た。
【0052】
［実施例２］
（紙基材２の作製）
デュオフォーマーＦＭ型抄紙機にて抄紙し、得られた紙にカレンダーを用いて平滑処理（カレンダー加圧３０ｋｇ／ｃｍ・カレンダー段数２段）を行った以外は、実施例１と同様にして、紙基材２を得た。
（紙製バリア包装材料２の作製）
紙基材２を用いた以外は、実施例１と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［実施例３］
（紙基材３の作製）
平滑処理（カレンダー加圧４５ｋｇ／ｃｍ・カレンダー段数３段）を行った以外は、実施例２と同様にして、紙基材３を得た。
（紙製バリア包装材料３の作製）
紙基材３を用いた以外は、実施例１と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［実施例４］
（紙基材４の作製）
平滑処理（カレンダー加圧８０ｋｇ／ｃｍ・カレンダー段数３段）を行った以外は、実施例２と同様にして、紙基材４を得た。
（紙製バリア包装材料４の作製）
紙基材４を用いた以外は、実施例１と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［実施例５］
接着剤の塗工量（固形分）を４．５ｇ／ｍ２とした以外は、実施例３と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［実施例６］
接着剤の塗工量（固形分）を２．２ｇ／ｍ２とした以外は、実施例３と同様にして、紙製バリア材料を得た。
（紙基材２の作製）
デュオフォーマーＦＭ型抄紙機にて抄紙し、得られた紙にカレンダーを用いて平滑処理（カレンダー加圧３０ｋｇ／ｃｍ・カレンダー段数２段）を行った以外は、実施例１と同様にして、紙基材２を得た。
（紙製バリア包装材料２の作製）
紙基材２を用いた以外は、実施例１と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［実施例３］
（紙基材３の作製）
平滑処理（カレンダー加圧４５ｋｇ／ｃｍ・カレンダー段数３段）を行った以外は、実施例２と同様にして、紙基材３を得た。
（紙製バリア包装材料３の作製）
紙基材３を用いた以外は、実施例１と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［実施例４］
（紙基材４の作製）
平滑処理（カレンダー加圧８０ｋｇ／ｃｍ・カレンダー段数３段）を行った以外は、実施例２と同様にして、紙基材４を得た。
（紙製バリア包装材料４の作製）
紙基材４を用いた以外は、実施例１と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［実施例５］
接着剤の塗工量（固形分）を４．５ｇ／ｍ２とした以外は、実施例３と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［実施例６］
接着剤の塗工量（固形分）を２．２ｇ／ｍ２とした以外は、実施例３と同様にして、紙製バリア材料を得た。
【0053】
［比較例１］
紙基材１のヤンキードライヤーの鏡面に接触しなかった面（非艶面）にバリア塗工層を設けた以外は実施例１と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［比較例２］
（紙基材５の作製）
平滑処理を行わない以外は、実施例２と同様にして、紙基材５を得た。
（紙製バリア包装材料５の作製）
紙基材５を用いた以外は、実施例１と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［比較例３］
バリア塗工層に平滑処理（カレンダー加圧３０ｋｇ／ｃｍ・カレンダー段数２段）を行った以外は、比較例２と同様にして紙製バリア材料を得た。
［比較例４］
接着剤の塗工量（固形分）を１．５ｇ／ｍ２とした以外は、実施例３と同様にして、紙製バリア材料を得た。
紙基材１のヤンキードライヤーの鏡面に接触しなかった面（非艶面）にバリア塗工層を設けた以外は実施例１と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［比較例２］
（紙基材５の作製）
平滑処理を行わない以外は、実施例２と同様にして、紙基材５を得た。
（紙製バリア包装材料５の作製）
紙基材５を用いた以外は、実施例１と同様にして、紙製バリア材料を得た。
［比較例３］
バリア塗工層に平滑処理（カレンダー加圧３０ｋｇ／ｃｍ・カレンダー段数２段）を行った以外は、比較例２と同様にして紙製バリア材料を得た。
［比較例４］
接着剤の塗工量（固形分）を１．５ｇ／ｍ２とした以外は、実施例３と同様にして、紙製バリア材料を得た。
【0054】
【表1】
【0055】
本発明である実施例１～６で得られた紙製バリア材料は、酸素透過度の値が１．０ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下と小さく、ガスバリア性に優れていた。
比較例１～３で得られた紙製バリア材料は、酸素透過度の値が５０ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍを越えており、ガスバリア性に劣っていた。これらは、使用したバリア原紙の算術平均高さ（Ｓａ）の値が大きく平滑性に劣っていたため、バリア原紙／接着層、または接着層／ラミネート層の界面に微細な隙間が生じ、紙製バリア材料の側端面から気体が逃げたためであると推測され、浮きの数値が大きいことからも裏付けられる。特に、比較例３より、バリア塗工層表面の平滑性ではなく、バリア原紙表面の平滑性が、重要であることが確認できる。
比較例４で得られた紙製バリア材料は、ドライラミネートに使用した接着剤の量が不十分であり、バリア原紙とラミネート層との密着性が不十分であり、ガスバリア性に劣っていた。
比較例１～３で得られた紙製バリア材料は、酸素透過度の値が５０ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍを越えており、ガスバリア性に劣っていた。これらは、使用したバリア原紙の算術平均高さ（Ｓａ）の値が大きく平滑性に劣っていたため、バリア原紙／接着層、または接着層／ラミネート層の界面に微細な隙間が生じ、紙製バリア材料の側端面から気体が逃げたためであると推測され、浮きの数値が大きいことからも裏付けられる。特に、比較例３より、バリア塗工層表面の平滑性ではなく、バリア原紙表面の平滑性が、重要であることが確認できる。
比較例４で得られた紙製バリア材料は、ドライラミネートに使用した接着剤の量が不十分であり、バリア原紙とラミネート層との密着性が不十分であり、ガスバリア性に劣っていた。
【手続補正書】
【提出日】2023-09-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを備えるバリア原紙と、
前記バリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、
を有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であり、
前記バリア塗工層の算術平均高さが前記平滑面の算術平均高さより大きく、
前記接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下であり、
浮きの割合が３５％以下であることを特徴とする紙製バリア材料。
前記バリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、
を有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であり、
前記バリア塗工層の算術平均高さが前記平滑面の算術平均高さより大きく、
前記接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下であり、
浮きの割合が３５％以下であることを特徴とする紙製バリア材料。
【請求項2】
前記バリア塗工層が、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層であり、
前記水蒸気バリア塗工層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記ガスバリア塗工層が、水溶性樹脂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。
前記水蒸気バリア塗工層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記ガスバリア塗工層が、水溶性樹脂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。
【請求項3】
前記平滑面のＰＰＳ平滑度が、７μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙製バリア材料。
【請求項4】
前記バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙製バリア材料。
【請求項5】
前記バリア塗工層のＰＰＳ平滑度が、５μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙製バリア材料。
【請求項6】
前記ラミネート層の厚さが２５μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙製バリア材料。
【請求項7】
少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であり、
前記バリア塗工層の算術平均高さが前記平滑面の算術平均高さより大きいことを特徴とするバリア原紙。
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、１５．０μｍ以下であり、
前記バリア塗工層の算術平均高さが前記平滑面の算術平均高さより大きいことを特徴とするバリア原紙。
【請求項8】
紙基材を平滑化処理し、少なくとも一面を算術平均高さ（Ｓａ）が１５．０μｍ以下である平滑面とする平滑化工程、
前記平滑面上に、算術平均高さ（Ｓａ）が前記平滑面の算術平均高さより大きいバリア塗工層を平滑化処理を施さずに形成する塗工工程、
前記バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程、
を有することを特徴とする紙製バリア材料の製造方法。
前記平滑面上に、算術平均高さ（Ｓａ）が前記平滑面の算術平均高さより大きいバリア塗工層を平滑化処理を施さずに形成する塗工工程、
前記バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程、
を有することを特徴とする紙製バリア材料の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】2024-02-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを備えるバリア原紙と、
前記バリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、
を有し、
前記バリア塗工層が、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層であり、
前記水蒸気バリア塗工層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記ガスバリア塗工層が、水溶性樹脂を含有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、３μｍ以上８．０μｍ以下かつＰＰＳ平滑度が５μｍ以下であり、
前記バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）が、４μｍ以上８μｍ以下かつ前記平滑面の算術平均高さより１μｍ以上大きく、
前記バリア塗工層のＰＰＳ平滑度が、４μｍ以下かつ前記平滑面のＰＰＳ平滑度より小さく、
前記接着層が、ポリウレタン系（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール）、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系の接着剤からなり、
前記接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下であり、
浮きの割合が３０％以下であることを特徴とする紙製バリア材料。
前記バリア塗工層上に接着層を介して積層された熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層と、
を有し、
前記バリア塗工層が、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層であり、
前記水蒸気バリア塗工層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記ガスバリア塗工層が、水溶性樹脂を含有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、３μｍ以上８．０μｍ以下かつＰＰＳ平滑度が５μｍ以下であり、
前記バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）が、４μｍ以上８μｍ以下かつ前記平滑面の算術平均高さより１μｍ以上大きく、
前記バリア塗工層のＰＰＳ平滑度が、４μｍ以下かつ前記平滑面のＰＰＳ平滑度より小さく、
前記接着層が、ポリウレタン系（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール）、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系の接着剤からなり、
前記接着層の塗工量が、２．０ｇ／ｍ２以上４．５ｇ／ｍ２以下であり、
浮きの割合が３０％以下であることを特徴とする紙製バリア材料。
【請求項2】
前記ラミネート層の厚さが２５μｍ以上６０μｍ以下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。
【請求項3】
少なくとも一面が平滑面である紙基材と、該平滑面上に塗工されたバリア塗工層とを有し、
前記バリア塗工層が、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層であり、
前記水蒸気バリア塗工層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記ガスバリア塗工層が、水溶性樹脂を含有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、３μｍ以上８．０μｍ以下かつＰＰＳ平滑度が５μｍ以下であり、
前記バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）が、４μｍ以上８μｍ以下かつ前記平滑面の算術平均高さより１μｍ以上大きく、
前記バリア塗工層のＰＰＳ平滑度が、４μｍ以下かつ前記平滑面のＰＰＳ平滑度より小さいことを特徴とするバリア原紙。
前記バリア塗工層が、水蒸気バリア塗工層とガスバリア塗工層であり、
前記水蒸気バリア塗工層が、水蒸気バリア性樹脂と顔料とを含有し、
前記ガスバリア塗工層が、水溶性樹脂を含有し、
前記平滑面の算術平均高さ（Ｓａ）が、３μｍ以上８．０μｍ以下かつＰＰＳ平滑度が５μｍ以下であり、
前記バリア塗工層の算術平均高さ（Ｓａ）が、４μｍ以上８μｍ以下かつ前記平滑面の算術平均高さより１μｍ以上大きく、
前記バリア塗工層のＰＰＳ平滑度が、４μｍ以下かつ前記平滑面のＰＰＳ平滑度より小さいことを特徴とするバリア原紙。
【請求項4】
紙基材を平滑化処理し、少なくとも一面を算術平均高さ（Ｓａ）が３μｍ以上８．０μｍ以下かつＰＰＳ平滑度が５μｍ以下である平滑面とする平滑化工程、
前記平滑面上に、バリア塗工層を平滑化処理を施さずに形成する塗工工程、
前記バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、ポリウレタン系（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール）、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系の接着剤からなり、塗工量が２．０ｇ／ｍ ２ 以上４．５ｇ／ｍ ２ 以下である接着層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程、
を有し、
前記バリア塗工層が、算術平均高さ（Ｓａ）が４μｍ以上８μｍ以下かつ前記平滑面の算術平均高さより１μｍ以上大きく、ＰＰＳ平滑度が４μｍ以下かつ前記平滑面のＰＰＳ平滑度より小さいことを特徴とする紙製バリア材料の製造方法。
前記平滑面上に、バリア塗工層を平滑化処理を施さずに形成する塗工工程、
前記バリア塗工層上に、ドライラミネートにより、ポリウレタン系（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール）、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系の接着剤からなり、塗工量が２．０ｇ／ｍ ２ 以上４．５ｇ／ｍ ２ 以下である接着層を介して熱可塑性樹脂フィルムからなるラミネート層を設けるドライラミネート工程、
を有し、
前記バリア塗工層が、算術平均高さ（Ｓａ）が４μｍ以上８μｍ以下かつ前記平滑面の算術平均高さより１μｍ以上大きく、ＰＰＳ平滑度が４μｍ以下かつ前記平滑面のＰＰＳ平滑度より小さいことを特徴とする紙製バリア材料の製造方法。