(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と第２の面を有する紙基材と、
紙基材の第１の面上に重なるホールドアウト・コーティングと、
紙基材の第２の面上に重なるプリント・コーティングと、
ホールドアウト・コーティング上に重なるバリア層と、
プリント・コーティング上に重なるブロッキング防止コーティングとを
含み、
該バリア層がポリ塩化ビニリデンまたはポリビニルアルコールを含み、該ブロッキング防止コーティングが紙基材の第２の面の側の、複合体の最も外側の表面を少なくとも部分的に画定するものであり、また、ブロッキング防止コーティングはコロイドシリカ、またはコロイドシリカおよびワックスからなることを特徴とする複合体。
【請求項２】
前記ブロッキング防止コーティングが紙基材の１平方メートル当たり０．００１６グラムから１．６２７５グラムまでの量のコロイドシリカからなる請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
前記バリア層がブロッキング防止特性を有する請求項１または２に記載の複合体。
【請求項４】
前記バリア層が、さらに、コロイドシリカ、ワックス、およびコロイドシリカとワックスとの組合せからなる群から選択されるブロッキング防止剤を含む請求項３に記載の複合体。
【請求項５】
前記バリア層上に重なるブロッキング防止層を更に含む請求項１または２に記載の複合体。
【請求項６】
バリア層上に重なるブロッキング防止層が、ポリマー・キャリヤー材料、およびコロイドシリカ、ワックス、およびコロイドシリカとワックスとの組合せからなる群から選択されるブロッキング防止剤を含む請求項５に記載の複合体。
【請求項７】
前記ポリマー・キャリヤー材料がポリ塩化ビニリデンからなる請求項６に記載の複合体。
【請求項８】
バリア複合体の形成方法であって、
第１の面および第２の面を有する紙を用意すること、
紙の第１の面上にバリア層を形成すること、および
紙の第２の面にブロッキング防止コーティングを塗布することを含み、
該バリア層がポリ塩化ビニリデンまたはポリビニルアルコールを含み、該ブロッキング防止コーティングがコロイドシリカ、またはコロイドシリカおよびワックスからなり、また、該ブロッキング防止コーティングがバリア複合体の最も外側の表面を画定することを特徴とする形成方法。
【請求項９】
ブロッキング防止剤をバリア層に混和することを更に含み、該ブロッキング防止剤が、コロイドシリカ、ワックス、またはコロイドシリカとワックスとの組合せを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記バリア層上にブロッキング防止層を形成することを更に含み、該ブロッキング防止層が、
ポリマー材料、および
コロイドシリカ、ワックス、またはコロイドシリカとワックスとの組合せを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記バリア層を形成する前に、前記紙の第１の面にホールドアウト・コーティングを塗布することを更に含む請求項８〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記ブロッキング防止コーティングを塗布する前に、前記紙の第２の面にプリント・コーティングを塗布することを更に含む請求項８〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記バリア複合体をロールに巻くことを更に含む請求項８〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
第１の面と第２の面を有する基材と、
基材の第１の面上に重なる、ポリ塩化ビニリデンおよびポリビニルアルコールからなる群から選択されるポリマーを含むポリマー層と、
基材の第２の面上に重なるコロイドシリカ、またはコロイドシリカおよびワックスからなるブロッキング防止層とを含む複合体であって、
該ブロッキング防止層が複合体の第１の最も外側の表面を画定し、また、該複合体が第１の最も外側の表面と反対側に第２の最も外側の表面を有し、該第２の最も外側の表面がブロッキング防止特性を有することを特徴とする複合体。
【請求項１５】
前記ポリマー層が、更に、コロイドシリカ、ワックス、およびコロイドシリカとワックスとの組合せからなる群から選択されたブロッキング防止剤を含み、該ポリマー層が第２の最も外側の表面を画定する請求項１４記載の複合体。
【請求項１６】
前記ブロッキング防止層が第１のブロッキング防止層であり、
複合体が、更に、前記ポリマー層上に重なる第２のブロッキング防止層を含み、該ポリマー層が第２のブロッキング防止層と基材との間に配置されていて、該第２のブロッキング防止層が第２の最も外側の表面を画定する請求項１４に記載の複合体。
【請求項１７】
第２のブロッキング防止層が、
ポリ塩化ビニリデンおよびポリビニルアルコールからなる群から選択されたポリマー材料と、
コロイドシリカ、ワックス、およびこれらの組合せからなる群から選択されたブロッキング防止剤とを
含む請求項１６に記載の複合体。
【請求項１８】
第１のブロッキング防止層および第２のブロッキング防止層の各々が、複合体の、それぞれの最も外側の表面を少なくとも部分的に画定する請求項１６または１７に記載の複合体。
【請求項１９】
更に、前記ポリマー層と基材との間に配置されるように、基材の第１の面上に重なって設けられたホールドアウト・コーティングと、
前記ブロッキング防止層と基材との間に配置されるように、基材の第２の面上に重なって設けられたプリント・コーティングとを、
含む請求項１４〜１８のいずれかに記載の複合体。
【請求項２０】
第１の面と第１の面の反対側に第２の面を有する紙基材と、
紙基材の第１の面上に重なって設けられた、ポリ塩化ビニリデンおよびポリビニルアルコールからなる群から選択されるポリマーを含む、実質的に連続したポリマー層と、
実質的に連続したポリマー層が第１のブロッキング防止層と紙基材との間に配置されるように、実質的に連続したポリマー層上に重なって設けられた第１のブロッキング防止層と、
紙の第２の面上に重なって設けられた、無機微粒子を結合剤中に含むプリント・コーティングと、
プリント・コーティングが第２のブロッキング防止層と紙基材との間に配置されるように、プリント・コーティング上に重なって設けられた第２のブロッキング防止層と、
を含み、
ここで、第１のブロッキング防止層は複合体の第１の面の側における最も外側の層であり、また、第１のブロッキング防止層はポリ塩化ビニリデン、およびコロイドシリカ、ワックス、またはコロイドシリカとワックスとの組合せを含み、また、
第２のブロッキング防止層は複合体の第２の面の側における最も外側の層であり、また、該第２のブロッキング防止層はコロイドシリカ、またはコロイドシリカおよびワックスとからなる
ことを特徴とする複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、その全体を参照により本明細書に援用する、２００４年９月３０日出願、米国特許出願第１０／９５４，４３５号の一部継続出願である。
本発明は、食品および種子製品を含む、様々な水分および／または酸素に感受性のある製品のための包装材料に使用するのに適した多層複合体、およびかかる複合体を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレミアム紙（ｐｒｅｍｉｕｍ  ｐａｐｅｒ）は、多色の絵および文字を印刷する印刷用途に用いられる光沢のあるブレード被覆紙である。プレミアム紙を、食品、種子などの農作物、および他の物品のための包装形成に使用することに、商用的に大きな関心が寄せられている。しかしながら、プレミアム紙は、水蒸気および酸素を透過しやすい。
【０００３】
多年にわたり、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）の水性ラテックスが、水分および酸素のバリア・コーティングを形成するために使用されてきた。一般的に、ＰＶｄＣを基材上に塗布し、赤外線、熱風またはこれらの組合せを使用して乾燥させる。得られる複合体のバリアの特性を改良するために、しばしば２層のＰＶｄＣを基材上に設ける。この複合体は、通常その後の処理のためロールに巻く。現在利用可能なＰＶｄＣコーティング方法の主な欠点は、ある状況の下では、ＰＶｄＣが基材の別の面に付着する傾向があることである。したがって、この複合体はロールを解くときに、それ自体に付着する、すなわち、「くっつくブロッキング（ｂｌｏｃｋｉｎｇ）」を起こしやすい。
【０００４】
プレミアム紙の場合、紙の印刷する面は、アクリルラテックスなどの結合剤中の粘土などの無機微粒子のコーティングを一般的に含んでいる。本明細書では、この面を、「印刷」面と呼び、これはつや出し仕上げ、つや消し仕上げ、あるいは所望する他のいずれの仕上げを有していてもよい。バリア材料を形成するために、ＰＶＤＣを紙の別の面に塗布するが、この面を本明細書では「非印刷」面と呼ぶ。ＰＶＤＣ被覆したプレミアム紙を乾燥させロールに巻いたとき、非印刷面のＰＶＤＣが、その紙の印刷面に付着する傾向がある。その結果、ＰＶｄＣが時にその紙の印刷面から繊維を「摘み取り（ｐｉｃｋ）」、これによってその紙は印刷に不適切なものとなる。
【特許文献１】米国特許出願第１０／９５４，４３５号
【非特許文献１】ＡＳＴＭ  Ｆ  １２４９−９０（１９９５年再承認）、表題「Ｗａｔｅｒ  Ｖａｐｏｒ  Ｔｒｓｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｒａｔｅ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｌｍ  ａｎｄ  Ｓｈｅｅｔｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ．Ｓｅｎｓｏｒ」
【非特許文献２】ＡＳＴＭ  Ｆ  １９２７−９８、表題「Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｇａｓ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｒａｔｅ，Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  ａｎｄ  Ｐｅｒｍｅａｎｃｅ  ａｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｈｕｍｉｄｉｔｙ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｃｏｕｌｏｍｅｔｒｉｃ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、バリア特性を有するＰＶｄＣ被覆したプレミアム紙、およびブロッキングする傾向のないかかるプレミアム紙のロールを形成する方法の必要性が残されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一般的に、バリア材料および複合体のためのブロッキング防止コーティング、ブロッキング防止バリア材料および複合体、かかるバリア材料および複合体のロール、ならびにかかるバリア材料および複合体ならびにこれらのロールを形成する方法に関する。
【０００７】
本発明の一態様において、バリア紙（ｂａｒｒｉｅｒ  ｐａｐｅｒ）は、ブロッキング防止特性を有し、実質的にこの紙の第１の面を覆っているポリマー層、および実質的にこの紙の第２の面を覆っているブロッキング防止コーティングを含む。このポリマー層は、ポリ塩化ビニリデン、エチレンビニルアルコール、またはポリビニルアルコールを含むことができ、更に、シリカ、ワックス、またはこれらの組合せを含むことができる。この態様および他の態様において、このブロッキング防止コーティングは、シリカ、ワックス、またはこれらの組合せを含むことができる。このブロッキング防止コーティングは、結合剤中に無機微粒子を含むプリント・コーティング上に重ねることができる。
【０００８】
本発明の別の態様において、バリア特性を有する複合体が提供される。この複合体は、第１の面と第２の面を有し、第１の面が、その上にホールドアウト・コーティングを有し、第２の面がその上にプリント・コーティングを有する紙基材と、実質的にホールドアウト・コーティング上に重なるバリア層と、実質的にプリント・コーティング上に重なるブロッキング防止コーティングとを含む。ブロッキング防止コーティングは、コロイドシリカを、紙基材に対して約０．００１６ｇ／ｍ２（約０．００１ポンド／リーム（ｌｂ／ｒｅａｍ））から約１．６２７５ｇ／ｍ２（約１ポンド／リーム（ｌｂ／ｒｅａｍ））までの量で含むことができる。
【０００９】
この態様の一変形例では、バリア層はブロッキング防止特性を有している。このバリア層は、ポリ塩化ビニリデンまたはポリビニルアルコール、ならびにシリカ、ワックスおよびこれらの組合せからなる群から選択されるブロッキング防止剤を含むことができる。この態様の別の変形例においては、複合体は、バリア層上に重なるブロッキング防止層を更に含む。このブロッキング防止層は、ポリマー・キャリヤー材料、ならびにシリカ、ワックスおよびこれらの組合せからなる群から選択されるブロッキング防止剤を含むことができる。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、ブロッキングの低減したバリア複合体の形成方法が提供される。この方法は、第１の面と第２の面とを有する紙を用意すること、この紙の第１の面上にバリア層を形成すること、および第２の面にブロッキング防止コーティングを塗布することを含む。ブロッキング防止コーティングは、シリカ、ワックス、またはこれらの組合せを含む。
【００１１】
この方法は、ブロッキング防止剤をバリア層に混和することを含むこともでき、ブロッキング防止剤は、コロイドシリカ、ワックス、またはこれらの組合せを含む。この方法は、バリア層上にブロッキング防止層を形成することを含むこともでき、ブロッキング防止層は、ポリマー材料、およびシリカ、ワックス、またはこれらの組合せを含む。この方法は、バリア層を形成する前に、紙の第１の面にホールドアウト・コーティングを塗布することを更に含むこともできる。その上、この方法は、ブロッキング防止コーティングを塗布する前に、紙の第２の面にプリント・コーティングを塗布することを更に含むこともできる。更に、本発明の方法は、バリア複合体をロールに巻くことを含むこともできる。
本発明の他の特徴、および利点は、以下の説明および添付図面から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は一般的に、ブロッキング特性の低減したバリア複合体（「ブロッキング防止バリア複合体」とも称する）を対象とする。一態様において、本発明はその上にバリア層を有する紙を対象とし、この複合体はブロッキング防止特性を示す。別の態様において、本発明は、ＰＶｄＣから形成されたバリア層を有する紙を対象とし、この紙の両面はブロッキング防止特性を備えている。
【００１３】
一般的に、ＰＶｄＣ被覆基材は、輸送および更なる処理のためにロールに巻く。しかしながら、ＰＶｄＣを例えば光沢印刷用紙の非光沢面上に被覆し乾燥させ、巻いた場合、ロールを解くときに、この複合体が印刷表面に損傷を与えやすい。
【００１４】
一態様において、本発明は、紙の印刷面にブロッキング防止コーティングを塗布することによってこの障害を克服する。そうすることによって、被覆表面に印刷する能力および印刷の品質は悪影響を受けない。紙の反対側にも同様にブロッキング防止特性を備えることができる。一態様において、ブロッキング防止添加物をバリア層に混和する。別の態様において、ブロッキング防止特性を有するブロッキング防止層が提供される。どちらの場合も、複合体がロールに巻かれた場合、接触表面のそれぞれは、ブロッキング防止特性を有することができる。
【００１５】
バリア複合体
本発明の一態様によるバリア複合体の一例を図１に示す。複合体１０は、第１の非印刷面２０および第２の印刷面２５を有する基材１５を含んでいる。第１の面２０は、ホールドアウト・コーティング３０およびブロッキング防止特性を有するバリア層３５を備えている。基材１５の第２の面２５は、プリント・コーティング４０およびブロッキング防止コーティング４５を備えている。
【００１６】
本発明の別の態様を図２に示す。複合体１０は、第１の非印刷面２０および第２の印刷面２５を有する基材１５を含む。第１の面２０は、ホールドアウト・コーティング３０およびバリア層３５を備えている。ブロッキング防止層５０は、バリア層３５の上に重なっている。基材１５の第２の面２５は、プリント・コーティング４０およびブロッキング防止コーティング４５を備えている。
【００１７】
いずれの態様においても、複合体１０をロールに巻き、ブロッキング防止コーティング４５がバリア層３５と接触した場合、複合体１０はそれ自体に付着する、すなわち「ブロック」することはなく、損傷を起こすことなく容易に巻きを解くことができる。
【００１８】
本発明によれば、基材１５は紙を含んでいる。例えば、紙は通常ブレード被覆した無サイズのクラフト紙またはサルファイト紙であり、約１１．３９２６ｇ／ｍ２（約７ポンド／リーム（ｌｂ／ｒｅａｍ））〜約１６２．７５２０ｇ／ｍ２（約１００ポンド／リーム（ｌｂ／ｒｅａｍ））までの坪量を有している。本明細書で使用する場合、「リーム（ｒｅａｍ）」とは、３０００平方フィートのことを指す。別の態様において、基材は約２４．４１２８ｇ／ｍ２（約１５ポンド／リーム）から約９７．６５１２ｇ／ｍ２（約６０ポンド／リーム）までの坪量を有している紙である。紙１５の印刷面２５は、一般的に、当業者によって良く知られている、表面を印刷に適したものとする結合剤中の無機微粒子のブレンドを含む。
【００１９】
紙１５の非印刷面２０は、一般的に、ホールドアウト・コーティング３０を備えており、これはバリア層コーティングが多孔質紙へと染み込むのを防止している。ホールドアウト・コーティングは通常、フィルム形成水性分散体で、紙の表面に存在し、その後の水性層が紙に浸透するのを阻止する。更に、ホールドアウト・コーティングは、その上に更なるコーティングまたは印刷を受け入れるための実質的に均一でシールされた表面を提供する。一般的に、ホールドアウト・コーティングは、約１．６２７５〜１９．５３０２ｇ（乾燥基準）／ｍ２（約１〜約１２ポンド（乾燥基準）／リーム）の量で紙に施される。一態様において、ホールドアウト・コーティングは、約４．８８２５〜１３．０２０１ｇ（乾燥基準）／ｍ２（約３〜約８ポンド（乾燥基準）／リーム）の量で施される。別の態様において、ホールドアウト・コーティングは、約６．５１００〜９．７６５１ｇ（乾燥基準）／ｍ２（約４〜約６ポンド（乾燥基準）／リーム）の量で施される。本明細書における議論のために、紙の非印刷面だけがホールドアウト・コーティングによって被覆されると仮定している。しかしながら、本発明は、紙の両側にホールドアウト・コーティングを有する紙を含む、様々な紙での使用を企図するものと理解すべきである。更に、本明細書において「非印刷」面という用語が使用されても、本発明は、「非印刷」面を含む基材の片面または両面の印刷を企図しているものと理解すべきである。この用語は、複合体のどの部分またはどの層またはどの成分が議論されまたは参照されているかを容易に理解できるように、単に参照のために使用している。
【００２０】
本発明に従うと、任意のホールドアウト・コーティングを使用することができ、理想的には、その上にバリア・コーティングがある、首尾一貫した、均一な表面を提供するホールドアウト・コーティングを使用する。ホールドアウト・コーティングの例には、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ、米国ペンシルベニア州）から市販されているＡＩＲ  ＦＬＥＸ４６０エチレン酢酸ビニルラテックスなどの柔軟なポリマーのラテックス；澱粉および／または化工澱粉；Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ、米国メリーランド州）から市販されているＤＡＲＡＮ８７３０ポリ塩化ビニリデンおよびＤＡＲＡＮ  ＳＬ１１２（Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ製）ポリ塩化ビニリデンなどのポリ塩化ビニリデン；例えば、Ｄｕｐｏｎｔから市販されているＥＬＶＡＮＯＬ  ５０−４２Ｎ  ＰＶＯＨなどのポリビニルアルコール；および、例えばＲｏｈｍ＆Ｈａａｓ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、米国ペンシルベニア州）から市販されているＲＨＯＰＬＥＸ  ＨＡ１２アクリル酸エマルジョンなどのアクリル酸エマルジョンおよびＢＡＳＦ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ、米国ノースカロライナ州）から市販されているＡＣＲＯＮＡＬ  ＮＸ４５３３アクリル酸コポリマー・エマルジョンが含まれるが、これらに限定されるものではない。本明細書では、かかるホールドアウト・コーティングについて詳細に説明しているが、他の様々なホールドアウト・コーティングも本発明によって企図されているものと理解すべきである。
【００２１】
本発明の一態様によると、紙１５の非印刷面２０は、ホールドアウト・コーティング３０上にバリア層３５を備えている。バリア層は、特定の用途において必要とされる場合、水蒸気、ガス状酸素、および他の蒸気がその材料を透過するのを適切に最小にする任意の材料、またはその材料の組合せもしくはブレンドから形成することができる。一態様において、バリア層は、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）から形成する。ＰＶＯＨは、Ｃｅｌａｎｅｓｅ、ＤｕＰｏｎｔ、およびＫｕｒａｒａｙを含む数多くの製造元から市販されている。別の態様において、バリア層は、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）から成形する。ＥＶＯＨは、例えばＥｖａｌ  Ａｍｅｒｉｃａｓから市販されている。
【００２２】
別の態様において、バリア層は、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）から形成する。ＰＶｄＣは、透明でほとんど無色の熱可塑性物質であり、そのガスに対する極端に低い透過性が注目される。食品の包装および種子の包装の分野において、ＰＶｄＣは、腐敗を引き起こす水蒸気および酸素の包装への透過を防止し、包装からの好ましい臭気および香りの移行を防止するために使用される。
【００２３】
ＰＶｄＣは、一般的に塩化ビニリデンを、約１０〜約２０重量％の、アクリル酸エステルおよび不飽和カルボキシ基などのモノマーと重合させることによって形成される。本発明において使用するのに適していることもある１つの市販されているＰＶｄＣは、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ、米国メリーランド州）製のＤＡＲＡＮ８７３０である。ＤＡＲＡＮ８７３０は、約５３重量％の非揮発性物質（ＮＶ）を有するラテックスとして提供されている。市販されているＰＶｄＣの別の例は、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ、米国メリーランド州）製のＤＡＲＡＮ８６００Ｃである。しかしながら、他のバリア材料、これのブレンドおよび組合せも、本発明によって企図されているものと理解すべきである。
【００２４】
バリア層は、所定の用途に必要なまたは所望の任意の適切な量で存在することができる。例えば、目標とする水蒸気透過速度（ＷＶＴＲ）が０．５ｇＨ２Ｏ／１００平方インチ／日の場合、例えばＰＶｄＣのバリア層は、約１．３０２０〜２．６０４０ｇ／ｍ２（約０．８〜約１．６ポンド／リーム）、例えば約１．９５３０ｇ／ｍ２（１．２ポンド／リーム）の量で存在することができる。０．２５のＷＶＴＲ値が必要な場合は、バリア層は、約４．８８２５〜約８．１３７６ｇ／ｍ２（約３〜約５ポンド／リーム）、例えば６．５１００ｇ／ｍ２（４ポンド／リーム）の量で存在することができる。０．１のＷＶＴＲ値が必要な場合は、バリア層は、約９．７６５１〜約１３．０２０１ｇ／ｍ２（約６〜約８ポンド／リーム）、例えば１１．３９２６ｇ／ｍ２（７ポンド／リーム）の量で存在することができる。ＰＶｄＣは、約３２．５５０４ｇ／ｍ２（約２０ポンド／リーム）またはそれ以上の量で塗布することができるが、層当たり約９．７６５１〜約１３．０２０１ｇ／ｍ２（約６〜約８ポンド／リーム）の複数回塗布が必要な場合もある。本明細書において様々な範囲および量について詳細に説明されているが、ここにおいて表示されていない他の範囲および量も、本発明によって企図されているものと理解すべきである。
【００２５】
本発明の別の態様によれば、ブロッキング防止特性を、紙の非印刷面に付与する。一態様において、ブロッキング防止特性は、バリア層中に１つまたは複数の添加物を含むことによって、バリア層に付与する（図１参照）。別の態様において、ブロッキング防止特性を有する別のブロッキング防止層がバリア層上に提供される（図２参照）。いずれの態様においても、巻いた複合体は、巻きを解いたときに、ブロックしたり繊維を摘み取ったりしない。
【００２６】
したがって、一態様において、シリカ、ワックスまたはこれらの組合せなどのブロッキング防止剤をバリア層に加える。理論に拘泥することを望むものではないが、シリカおよびワックスがバリア層の表面に移動して「非付着性」表面を作るものと考えられる。複合体がロールに巻かれたとき、バリア層の非付着性面が、紙の印刷面上の露出したブロッキング防止コーティングと接触し、これによってロールの巻きが解かれたとき、複合体がブロッキングするのが阻止される。
【００２７】
本発明において使用するのに適しているシリカの一例は、Ｇｒａｃｅ  Ｄａｖｉｓｏｎ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ、米国メリーランド州）から市販されているＳＹＬＯＪＥＴ７０３Ａである。ＳＹＬＯＪＥＴ７０３Ａは、約０．３ミクロンの平均直径を有するシリカ微粒子を含んでいると考えられるシリカゲルである。
【００２８】
必要な場合または所望する場合、シリカは、コロイドシリカとして提供することができる。本明細書で使用する場合、「コロイド」とは、通常直径が１ナノメートルと１０００ナノメートルの間である非常に小さな微粒子を含む物質を指す。本明細書で使用する場合、「コロイド分散体」とは、コロイド寸法の微粒子が、液体、固体、またはガスなどの連続媒体中に分散している系を指す。所望する場合、コロイドシリカはコロイドシリカ分散体の形態で提供することができる。かかるコロイドシリカ分散体は、例えば約４０〜約６０重量％のコロイドシリカなど、任意の固形分含有量を有することができる。かかるコロイドシリカの１つは、水中の約５０重量％のＮＶ分散液として供給される、Ｇｒａｃｅ  Ｄａｖｉｓｏｎ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ、米国メリーランド州）から市販されているＬＵＤＯＸ  ＴＭ−５０である。ＬＵＤＯＸ  ＴＭ−５０は、約２２ナノメートルの平均直径を有するシリカ微粒子を含んでいると考えられている。
【００２９】
一般的に、本発明の使用に適した任意のワックスを選択することができる。本明細書で使用する場合、「ワックス」は、低融点の有機混合物または高分子量炭化水素の化合物、脂肪酸のエステル、および室温において固体であり、グリセリドを含まないことを除き、一般的に脂肪および油と組成的に類似しているアルコールのエステルを指す。本発明の使用に適した１つのワックスは、カルナウバ・ワックス（Ｃａｒｎａｕｂａ  ｗａｘ）である。本明細書で使用する場合、「カルナウバ・ワックス」は、蝋椰子（Ｃａｒｎａｕｂａ  Ｐａｌｍ、コペルニシア・プルニフェラ（Ｃｏｐｅｒｎｉｃｉａ  ｐｒｕｎｉｆｅｒａ））の葉から生じる硬質ワックスを指す。本発明の使用に適しているであろうカルナウバ・ワックスの一例は、Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ、Ｉｎｃ．（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ、米国オハイオ州）から市販されているＭＩＣＨＥＭＬＵＢＥ１６０である。ＭＩＣＨＥＭＬＵＢＥ１６０は、２５重量％のＮＶエマルジョンとして提供される。
【００３０】
バリア層中の成分の相対量は、それぞれの用途により変えることができる。一態様において、１００部の例えばＰＶｄＣの乾燥バリア層ポリマーに対して、バリア層は、約０．２５〜約８部の乾燥コロイドシリカを含むことができる。他の例では、バリア層は、１００部の乾燥バリア層ポリマー当たり約０．５〜約４部の乾燥コロイドシリカを含むことができる。更に別の例において、バリア層は１００部の乾燥バリア層ポリマー当たり約１．６部の乾燥コロイドシリカを含むことができる。
【００３１】
１００部の乾燥バリア層ポリマーに対して、ブロッキング防止層は約０．２５〜約５部の乾燥ワックスを含むことができる。他の例において、バリア層は１００部の乾燥バリア層ポリマー当たり約０．５〜約３部の乾燥ワックスを含むことができる。更に他の例において、バリア層は１００部の乾燥バリア層ポリマー当たり約０．８部の乾燥ワックスを含むことができる。
【００３２】
本発明の別の態様において、ブロッキング防止層はバリア層の上に重なっている。ブロッキング防止層は、ポリマー材料、例えばコロイドシリカなどのシリカ、ワックス、またはこれらの任意の組合せから形成することができる。この態様において、ポリマー材料は、主に活性なブロッキング防止成分、すなわちコロイドシリカおよびワックスのキャリヤーとして使用される。上記のように、コロイドシリカおよびワックスは表面に移動して「非付着性」表面を作ると考えられる。更に、成形工程中に複合体に熱を加えることによって、シリカおよびワックスのブロッキング防止層表面への移動、すなわち「ブルーミング（ｂｌｏｏｍｉｎｇ）」を促進すると考えられる。
【００３３】
キャリヤーは、バリア層に対して化学的親和力を有し、連続フィルムを形成できる任意のポリマー材料とすることができる。一態様において、ポリマー材料はＰＶｄＣである。キャリヤーとして適しているであろうＰＶｄＣ材料の一例は、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ、メリーランド州）から市販されているＤＡＲＡＮ８７３０ＰＶｄＣラテックス（５３％のＮＶ）である。しかし、他のＰＶｄＣ材料も市販されており、本明細書において企図されている。したがって、本発明の一態様においてＰＶｄＣの第１層はバリア層として働くことができ、ブロッキング防止剤を含むＰＶｄＣの第２層は、ブロッキング防止層として働くことができる。
【００３４】
限定するのではなく、明確化するために、ポリマー・キャリヤー材料がＰＶｄＣであって、ＰＶｄＣの単層のみが提供される場合、この層は、「バリア層」または「ブロッキング防止層」と称することができ、バリアおよびブロッキング防止の両方の特性を備えていることもあることを理解すべきである。更に、ポリマー・キャリヤー材料としてのＰＶｄＣの使用について本明細書で詳しく議論しているが、所望する場合、他のポリマー材料も使用することができることを理解すべきであることに留意されたい。
【００３５】
前述のように、コロイドシリカは、例えば約５０重量％のコロイドシリカを有する水性分散物として任意の適切な方法で提供することができる。ワックスは、エマルジョンとして提供することができ、幾つかの例においてはカルナウバ・ワックス・エマルジョンとすることができる。本発明の使用に適していることもあるワックス・エマルジョンの一例は、上記で詳しく説明したＭＩＣＨＥＭＬＵＢＥ１６０（２５重量％の固形分を含む）である。
【００３６】
ブロッキング防止層中の成分の相対的比率は、所定の用途のために変えることができる。幾つかの例において、乾燥ポリマー・キャリヤー材料１００部に対して、ブロッキング防止層は約０．２５〜約８部の乾燥コロイドシリカを含むことができる。他の例において、ブロッキング防止層は１００部の乾燥ポリマー・キャリヤー材料当たり約０．５〜約４部の乾燥コロイドシリカを含むことができる。更に他の例において、ブロッキング防止層は１００部の乾燥ポリマー・キャリヤー材料当たり約１部の乾燥コロイドシリカを含むことができる。
【００３７】
幾つかの例において、乾燥ポリマー・キャリヤー材料１００部に対して、ブロッキング防止層は約０．２５〜約５部の乾燥ワックスを含むことができる。他の例において、ブロッキング防止層は、乾燥ポリマー・キャリヤー材料１００部当たり約０．５〜約３部の乾燥ワックスを含むことができる。更に他の例において、ブロッキング防止層は、乾燥ポリマー・キャリヤー材料１００部当たり約１部の乾燥ワックスを含むことができる。
【００３８】
本発明のこの態様および他の態様において、組成物は、ポリマー・キャリヤー材料を、必要に応じて水で希釈し、その後ワックスおよびコロイドシリカを加えることによって形成することができる。一般的に、ポリマー・キャリヤー材料は、約１５〜約４０重量％のＮＶを含む組成物まで希釈することができる。コーティングの表面張力を低減するために、少量のイソプロピルアルコール（例えば、約１〜約５重量％）を加えることができる。界面活性剤、消泡剤などの他の添加物も、必要な場合または所望する場合に加えることができる。
【００３９】
図１および図２に戻ると、印刷面２５は、一般的に紙１５を、無機微粒子と結合剤のブレンドを含むプリント・コーティング４０で被覆し、その後乾燥およびカレンダー加工などの様々な処理工程をおこなうことにより形成される。プリント・コーティング４０は、印刷面２５を、印刷に適したものとするか、または「印刷しやすい（ｐｒｉｎｔ−ｆｒｉｅｎｄｌｙ）」ものにする。印刷面２５は、一般的に紙の製造中の副次的ステップとして被覆される。
【００４０】
更に、本発明の別の態様によれば、紙１５の印刷面２５は、ブロッキング防止コーティング４５を備えている。このブロッキング防止コーティングは、紙にブロッキング防止特性を付与するどのコーティングであってもよい。一態様において、ブロッキング防止コーティングは、シリカ、ワックスまたはこれらの組合せを含む。別の態様において、ブロッキング防止コーティングは、シリカ、ワックスまたはこれらの組合せの水中における分散体を含む。本発明による使用に適していることもある市販されているシリカ分散体およびワックスの例は、上記で説明した。
【００４１】
シリカおよび／またはワックスは、所望のブロッキング防止特性を与えるのに必要な任意の量で提供することができる。一態様において、コロイドシリカは、約０．００１６ｇ／ｍ２〜約１．６２７５ｇ／ｍ２（約０．００１ポンド／リーム〜約１ポンド／リーム）の量で提供される。別の態様において、コロイドシリカは、約０．００８１ｇ／ｍ２〜約０．８１３７ｇ／ｍ２（約０．００５ポンド／リーム〜約０．５ポンド／リーム）の量で提供される。更に別の態様において、コロイドシリカは、約０．０１６３ｇ／ｍ２〜約０．１６２８ｇ／ｍ２（約０．０１ポンド／リーム〜約０．１ポンド／リーム）の量で提供される。更に別の態様において、コロイドシリカは、約０．０２４４ｇ／ｍ２〜約０．４８８３ｇ／ｍ２（約０．０１５ポンド／リーム〜約０．３ポンド／リーム）の量で提供される。更に別の態様において、コロイドシリカは、約０．０４０７ｇ／ｍ２（約０．０２５ポンド／リーム）からの量で提供される。
【００４２】
一態様において、ワックスは、約０．００１６ｇ／ｍ２〜約１．６２７５ｇ／ｍ２（約０．００１ポンド／リーム〜約１ポンド／リーム）の量で提供される。別の様において、ワックスは、約０．００８１ｇ／ｍ２〜約０．８１３７ｇ／ｍ２（約０．００５ポンド／リーム〜約０．５ポンド／リーム）の量で提供される。更に別の様において、ワックスは、約０．０１３０ｇ／ｍ２〜約０．１６２８ｇ／ｍ２（約０．００８ポンド／リーム〜約０．１ポンド／リーム）の量で提供される。更に別の様において、ワックスは、約０．０１６３ｇ／ｍ２〜約０．０８１４ｇ／ｍ２（約０．０１ポンド／リーム〜約０．０５ポンド／リーム）の量で提供される。更に別の様において、ワックスは、約０．０２０３ｇ／ｍ２（約０．０１２５ポンド／リーム）からの量で提供される。本明細書において、様々な範囲および量が説明されているが、他の範囲および量も本発明によって企図されていることを理解すべきである。更に、これによって他の層も企図されていることを理解すべきである。
【００４３】
複合体の調製方法
また本発明は、ブロッキングの低減したバリア複合体を形成する方法についても企図している。特に、本発明はブロッキング防止特性を有する紙バリア複合体の形成方法について企図している。この複合体は、プレミアム包装または他の高品質印刷用途に使用することができる。図３に概要を示す一態様において、方法１００は、印刷面と非印刷面を有する紙基材を用意すること１１０と、非印刷面にホールドアウト・コーティングを塗布すること１２０と、ホールドアウト・コーティング上にブロッキング防止特性を有するバリア層を形成すること１３０と、紙の印刷面にブロッキング防止コーティングを塗布すること１４０とを含む。次いで、複合体を、ロールに巻くこと１５０ができる。
【００４４】
図４に概要を示す一態様において、方法１００は、印刷面と非印刷面を有する紙基材を用意すること１１０と、非印刷面にホールドアウト・コーティングを塗布すること１２０と、ホールドアウト・コーティング上にバリア層を形成すること１２５と、バリア層上にブロッキング防止層を塗布すること１３５と、紙の印刷面にブロッキング防止コーティングを塗布すること１４０とを含む。次いで、複合体を、ロールに巻くこと１５０ができる。例示的方法の詳細を以下に示す。しかしながら、複合体を調製する他の手段も本発明によって、企図されていることを理解すべきである。
【００４５】
基材は、一般にロールで提供され、伝統的なロール取り扱い装置を使用して解かれる。基材は、第１の非印刷面と第２の印刷面とを含んでいる。紙の場合、上記で説明したように、印刷面は表面を印刷に適したものにするためにプリント・コーティングで被覆する。一般的に、このコーティングは、紙製造時に施される。次いで紙基材は１つまたは複数のコーティングおよび乾燥操作を受けて、本発明による様々な層を形成する。
【００４６】
第１コーティング・ステーションにおいて、ホールドアウト・コーティングが、紙の非印刷面に塗布される。例示的ホールドアウト・コーティングは、上で説明されている。ホールドアウト・コーティングは、その上に更なる層を受け入れるのに適している、連続した、均一なコーティングを提供するように選択される。ホールドアウト・コーティングは、サイズプレスまたは他の適切な装置を使用して、「オン−マシン（ｏｎ−ｍａｃｈｉｎｅ）」、すなわち紙製作工程の一部として、またはその後のコーティング工程における「オフ−マシン（ｏｆｆ−ｍａｃｈｉｎｅ）」中に塗布することができる。本明細書における論議のため、非印刷面がホールドアウト・コーティング無しで製造者から供給され、それ故紙の上にバリア層を付着する前に、「オフ−マシン」で被覆しなければならないと仮定する。
【００４７】
第２コーティング・ステーションにおいて、バリア層組成物をホールドアウト・コーティング上に塗布し、バリア層を形成する。１つの例示的バリア層材料は、上記において詳細に論議したＰＶｄＣである。一態様において、バリア層組成物は、例えばシリカ、ワックス、またはこれらの組合せなどの添加物を含んでいて、この添加物がブロッキング防止特性をバリア層に付与する。以下で論議する別の態様において、別個のブロッキング防止層が第３コーティング・ステーションにおいて塗布される。
【００４８】
バリア層組成物は、溶液、分散体、またはエマルジョンとして塗布することができる。バリア層組成物は、所望のコーティング均一性を実現するためにおよび所望の被覆重量を塗布するために、必要に応じて、例えば水で希釈することができる。幾つかの例において、バリア層組成物は、約１５〜約６０重量％のＮＶを有する水性コーティングとして塗布することができる。別の例において、バリア層組成物は、約３０〜約５５重量％のＮＶを有する水性コーティングとして塗布することができる。更なる別の例において、バリア層組成物は、約４０〜約５３重量％のＮＶを有する水性コーティングとして塗布することができる。バリア層組成物は、それだけには限定されないが、グラビア・コーティング、ロール・コーティング、エアーナイフ、ブラシ処理、噴霧、浸漬、巻線ロッド、その他を含む、任意の適切な散布装置または散布技術を用いて基材に塗布することができる。
【００４９】
次いで湿ったバリア層は、被覆した基材を熱風インピンジメント乾燥器または他の適切な乾燥器を通すことで乾燥することができる。乾燥器の温度は、十分な熱エネルギーをコーティングに与えて、水または他の液体分散剤をバリア層コーティングから実質的に蒸発させて、実質的な固体フィルムを得るように調節する。加えて、乾燥器の温度は、基材が変形を起こさない温度に維持しなければならない。例えば、基材が紙の場合、２００°Ｆ〜約２５０°Ｆの繊維温度を実現するために、乾燥器の空気の温度を約２５０°Ｆ〜約４００°Ｆ、例えば３００°Ｆに維持することができる。ファン圧力は、約１〜約２インチＨ２Ｏに維持することができ、これは約４５００〜約６５００フィート／分の空気速度に相当する。乾燥器内の滞在時間は、乾燥器の長さおよび被覆基材が調製されるライン速度に依存する。例えば、乾燥器が約６０フィートの長さで、ライン速度が約５００フィート／分〜約１０００フィート／分の範囲の場合、乾燥器内の滞在時間は、それぞれ約７．２秒〜約３．６秒とすることができる。他のライン速度および滞在時間も、本発明によって企図されている。
【００５０】
上記のように、ブロッキング防止剤をバリア層中に含める代替策として、別個のブロッキング防止組成物を、第３のタンデム・コーティングおよび乾燥操作において塗布することができる。ブロッキング防止層は、ポリマー材料および例えばコロイドシリカ、ワックスまたはそれらの組合せなどのブロッキング防止剤から形成される。一態様において、ブロッキング防止層は、ＰＶｄＣ、ワックス、およびコロイドシリカから形成されている。このブロッキング防止層は、溶液、分散体、またはエマルジョンとして、バリア層に塗布することができる。ブロッキング防止層組成物は、それだけには限定されないが、グラビア・コーティング、ロール・コーティング、エアーナイフ、ブラシ処理、噴霧、浸漬、巻線ロッド、その他を含む、任意の適切な散布装置または散布技術を使用してバリア層に塗布することができる。
【００５１】
ブロッキング防止層は、次いで複合体を熱風インピンジメント乾燥器または他の適切な乾燥器を通すことで乾燥することができる。上記のように、乾燥器の温度は十分な熱エネルギーを与えて、水または他の液体分散剤を実質的に蒸発させて、実質的な固体フィルムを得るように調節される。加えて、乾燥器の空気の温度は、基材が変形を起こさない温度に維持しなければならない。例えば、基材が紙の場合、２００°Ｆ〜約２５０°Ｆの繊維温度を実現するために、乾燥器の空気の温度は約２５０°Ｆ〜約４００°Ｆ、例えば３００°Ｆに維持することができる。ファン圧力は、約１〜約２インチＨ２Ｏに維持することができ、これは約４５００〜約６５００フィート／分の空気速度に相当する。乾燥器内の滞在時間は、乾燥器の長さおよび複合体を調製するライン速度に依存する。例えば、乾燥器が約２０フィートの長さで、ライン速度が約５００フィート／分〜約１０００フィート／分の範囲の場合、乾燥器内の滞在時間は、それぞれ約２．４秒〜約１．２秒とすることができる。他の滞在時間も、本発明によって企図されている。
【００５２】
最終コーティング・ステーションにおいて、ブロッキング防止コーティングを、紙の第２の印刷面に塗布する。このコーティングは、例えば水などの適切な媒体中の、シリカおよび場合によってはワックスを含む。例示的なシリカ添加物およびワックスについては、上記で詳細に論議した。コーティングは、それだけには限定されないが、グラビア・コーティング、ロール・コーティング、エアーナイフ、ブラシ処理、噴霧、浸漬、巻線ロッド、その他を含む、任意の適切な散布装置または散布技術を使用して塗布することができる。例えば、プリント・コーティング上に施されるブロッキング防止コーティングは、Ｄａｌｇｈｒｅｎ塗工機または、必要なもしくは所望される任意の他の適切な塗布技術を使用して塗布することができる。その際、紙の水分水準は、約３％から約５％もしくはそれ以上に増加する場合があり、これは紙の曲がりを軽減する助けとなる。乾燥は必要ではないと考えられるが、追加の乾燥も本発明において企図されている。
【００５３】
得られた生成物は、表面巻取機、中央巻取機、または他の適切な巻取機を用いて、通常ロールに巻く。図５に示すように、ロール２００のそれぞれにブロッキング防止特性を有する露出した接触表面２１０および２２０は、繊維の摘み取りおよびブロッキング無しで容易に巻き取られそして巻きが解かれる。顕著なことに、本発明のブロッキング防止バリア複合体は、表面巻取機および中央巻取機の両方において、ブロッキング無しで容易に巻取りおよび巻取りを解くことができる。したがって、本発明は、装置の選択および処理速度により大きな融通性を可能にする。
【００５４】
本発明を以下の実施例において更に説明するが、実施例は決して本発明の範囲を限定するものと解釈してはならない。そうではなくて、本明細書を読んだ後に、添付の特許請求範囲における本特許の精神から逸脱することなく、当業者の一人によって提言されるかもしれない、様々な他の態様、改変体、およびその等価物に対する対策が持たれる場合があることが、明瞭に理解されるものとする。
【００５５】
試験方法
水蒸気透過速度（ＷＶＴＲ）の全ての測定は、その全体を参照により本明細書に援用するＡＳＴＭ  Ｆ  １２４９−９０（１９９５年再承認）表題「Ｗａｔｅｒ  Ｖａｐｏｒ  Ｔｒｓｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｒａｔｅ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｌｍ  ａｎｄ  Ｓｈｅｅｔｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ．Ｓｅｎｓｏｒ」を使用して行った。
【００５６】
酸素透過速度（ＯＴＲ）の全ての測定は、その全体を参照により本明細書に援用するＡＳＴＭ  Ｆ  １９２７−９８表題「Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｇａｓ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｒａｔｅ，Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  ａｎｄ  Ｐｅｒｍｅａｎｃｅ  ａｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｈｕｍｉｄｉｔｙ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｃｏｕｌｏｍｅｔｒｉｃ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ」を使用して行った。
【００５７】
メチレンブルー・ピンホール試験を以下のように行った。１ガロンのメチルアルコール中に３０グラムのメチレンブルー染料を含む溶液を調製する。この溶液を、ブラシを用いてサンプルの被覆面に広げ、約１分間乾燥する。１分間後に、サンプルを評価のため半分に折り畳む。全体の繊維を横断する平方フィート当たりのブルースポット（ピンホール）の数を計算し記録する。
【実施例１】
【００５８】
ブロッキング防止複合体を様々な光沢性のブレード被覆紙から調製するのに、実験室用機器を使用した。最初に、様々なホールドアウト・コーティングを、実験室用機器、巻線型、ドローダウン・ロッドを使用して塗布した。評価した材料は、ＤＡＲＡＮ  ＳＬ１１２ポリ塩化ビニリデン（Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ製）、ＤＡＲＡＮ８７３０ポリ塩化ビニリデン（Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ製）、ＥＬＶＡＮＯＬ５０−４２Ｎ  ＰＶＯＨ（Ｄｕｐｏｎｔ製）、ＡＣＲＯＮＡＬ  ＮＸ４５３３アクリルラテックス（ＢＡＳＦ製）、ＡＩＲＦＬＥＸ４６０  ＥＶＡラテックス（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製）、およびＢ−１５Ｒアクリルラテックス（Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ製）であった。コーティングおよび乾燥の後、複合体を、持続性能およびメチレンブルー・ピンホール試験を用いたピンホールの存在に関して評価した。
【００５９】
次いでＤＡＲＡＮ８７３０を、（ＤＡＲＡＮ８７３０の重量に対して）約１〜約２％のＭＩＣＨＥＭＬＵＢＥ１６０ワックス（Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ、Ｉｎｃ．製）およびＬＵＤＯＸ  ＴＭ−５０シリカ（Ｇｒａｃｅ  Ｄａｖｉｓｏｎ製）と一緒にして、ブロッキング防止特性を有するバリア層を形成した。コーティングおよび乾燥の後、複合体を持続性能およびメチレンブルー・ピンホール試験を用いたピンホールの存在に関して再度評価した。更に、ＷＶＴＲおよびＯＴＲを測定した。
【００６０】
最後に、シリカおよびワックスを含むブロッキング防止コーティングを＃３の巻線型ロッドを用いて、紙の第２の光沢面に施した。コーティングは、水中に５％ＬＵＤＯＸ  ＴＭ−５０シリカおよび５％ＭＩＣＨＥＭＬＵＢＥ１６０ワックスを含んでいた。複合体のブロッキング防止特性を評価した。結果を表１に示す。
【００６１】
提供したデータから明らかのように、最終製品中の目標バリア特性を得るためには、ホールドアウト・コーティングが重要な場合もある。この実験において、ＢＡＳＦアクリルラテックス、ＡＣＲＯＮＡＬ  ＮＸ４５３３が最も連続的なホールドアウト・コーティングを提供し、ＰＶｄＣバリア層中にピンホールが形成されるのを防止した。バリア層に関しては、シリカおよびワックス・エマルジョンの添加は、塗布し乾燥した後、ＰＶｄＣのバリア機能を妨げないと思われる。
【表１】
0005597884.tif 000002
【実施例２】
【００６２】
様々なブロッキング防止剤とコーティングを、４０＃Ｓｔｏｒａ  Ｅｎｓｏ紙の光沢面および非光沢面の両方にコーティングを適切に塗布することによって評価した。
約１．３％のＥＬＶＡＮＯＬ  ５１−０５  ＰＶＯＨおよび約２５％のＤＡＲＡＮ８７３０を含む約６乾燥ポンド／リームのホールドアウト・コーティングを、紙の非光沢面に塗布し乾燥した。次いで、バリア層組成物を、約５乾燥ポンド／リームの量をホールドアウト・コーティング上に塗布した。バリア層組成物は、約５ポンド／リームのＤＡＲＡＮ８７３０、約０．１６２８ｇ／ｍ２（約０．１ポンド／リーム）のＬｕｄｏｘ  ＴＭ−５０および約０．０８１４ｇ／ｍ２（約０．０５ポンド／リーム）のＭｉｃｈｅｍｌｕｂｅ１６０を含んでいた。
【００６３】
紙の印刷面のためのブロッキング防止コーティングとして、シリカおよび／またはワックスを水と混合して安定なコーティングを形成し、＃３巻線型ロッドを用いて４０＃Ｓｔｏｒａ  Ｅｎｓｏ紙の光沢被覆面に塗布した。表２に示すように、組成物のそれぞれがブロッキング防止特性を示した。
【表２】
0005597884.tif 000003
【実施例３】
【００６４】
様々なバリア複合体を、商業規模のＣ＆Ｌ塗工機および乾燥器を用いて調製した。処理条件および結果を表３に示す。
使用した基材は、約６５．１００８ｇ／ｍ２（４０ポンド／リーム）または約５６．９６３２ｇ／ｍ２（３５ポンド／リーム）のＳｔｏｒａ  Ｅｎｓｏ印刷紙であった。紙は、光沢のあるクレー・コートを有する面をブレード被覆し、反対側の光沢のない面を抄紙機上でスターチ・コートした。
【００６５】
２ステーション抄紙機上で、Ｓｔｏｒａ  Ｅｎｓｏの第１のサンプルをＰＶｄＣホールドアウト・コーティングで被覆し、乾燥した。次に、ブロッキング防止バリア層組成物をホールドアウト・コーティング上に塗布して、バリア層を形成した。次いで、バリア層を乾燥した。最後に、ブロッキング防止コーティングを、光沢のある、ブレード被覆した基材の面に、Ｄａｈｌｇｒｅｎロール塗工機を用いて塗布した。
【表３】
0005597884.tif 000004
【００６６】
メチレンブルー・ピンホール試験は、この例においてホールドアウト・コーティングが十分でなかったことを示している。それにもかかわらず、上記に示したデータから、本発明による本明細書で説明した方法が、プレミアム紙からブロッキング防止特性を有する複合体を調製するのに成功裏に使用できることは明らかである。
【実施例４】
【００６７】
様々なバリア複合体を、商業規模のＣ＆Ｌ塗工機および乾燥器を用いて調製した。処理条件および結果を表４に示す。
一面をブレード被覆し、反対側の面を光沢のないスターチ・コーティングした光沢のあるクレー・コートを有する３４＃／リームＤｕｎｎ  ＵｌｔｒａＩｌ紙を基材として使用した。
【００６８】
第１コーティング・ステーションにおいて、Ｄｕｎｎ紙が適切なホールドアウト特性を有していなかった場合に、ホールドアウト・コーティングを塗布した。表４に示すように、ＤＡＲＡＮ８７３０  ＰＶｄＣ、ＡＣＲＯＮＡＬ  ＮＸ  ４５３３アクリルラテックス、およびＡＩＲＦＬＥＸ４６０エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）ラテックスを使用した。第２コーティング・ステーションにおいて、ブロッキング防止層を、ホールドアウト・コーティング上に塗布し、乾燥した。
【００６９】
次に、０．０２５乾燥ポンド／リームのＬＵＤＯＸ  ＴＭ−５０および０．０１２５乾燥ポンド／リームのＭＩＣＨＥＭＬＵＢＥ１６０を、Ｄａｈｌｇｒｅｎロール塗工機を使用して、Ｄｕｎｎ紙の光沢のある、ブレード被覆面に塗布した。ブロッキング防止コーティングを塗布することによって、繊維の含水率が、約３％から約５％へと増加した。
【表４】
0005597884.tif 000005
【００７０】
上記で示したデータに基づくと、本発明による本明細書で説明した方法は、プレミアム紙からブロッキング防止特性を有する複合体を調製するのに成功裏に使用することができる。サンプル１６は、０．０９８のＷＶＴＲによって証明されるように、優れたバリア特性を示した。これは複合体中に２層のＰＶｄＣを使用したことによるものと思われる。サンプル１６およびサンプル１７は、両方ともブロッキングを示していない。これに対して、サンプル１８はティッキング（ｔｉｃｋｉｎｇ）を示した。サンプル１８が予想された性能を示さなかった理由は不明である。
【００７１】
したがって、当業者によって、上記の詳細な説明を企図し、本発明が広範囲に利用および応用されやすいことは容易に理解されるであろう。多くの方法、実施形態、ならびに多くの変形形態、修正形態、および等価形態が、本発明の物質および範囲から逸脱することなく、本発明からまたは本発明によって合理的に提言されて明らかとなるであろう。したがって、本発明は、本明細書において特定の態様について詳細に説明しているが、この詳細な説明は、本発明の単なる典型的なおよび例示的な説明であり、本発明の十分かつ可能な開示を提供する目的のためだけになされたものであることが理解される。本明細書において示される詳細な説明は、本発明を制限することを意図しておらず、そのように解釈されるものでもなく、また本発明のかかる他の実施形態、適用、変形形態、修正形態、および等価形態を排除するものでもなく、本発明は、添付の特許請求範囲およびそれと同等のものによってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明によるブロッキング防止特性を有するバリア層を含む例示的複合体の断面図である。
【図２】本発明によるバリア層およびブロッキング防止層を含む例示的複合体の断面図である。
【図３】本発明によるブロッキング防止特性を有するバリア層を含む例示的複合体を形成するための例示的方法を示す図である。
【図４】本発明によるバリア層およびブロッキング防止層を含む例示的複合体を形成するための例示的方法を示す図である。
【図５】ロールに巻いた例示的バリア複合体を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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