(57)【要約】  袋、包装紙、容器、カップ、箱などが作成され得る紙製品が開示される。紙は耐水耐油コーティングによりコーティングされる。紙袋、パウチなどを形成する場合、並置されたコーティングされた側部を接着するように用いられ得る、高い接着力を形成可能な接着剤は、任意のラテックスベースの変性コポリマ、または、ヒートシールによる変性ラクタイト、またはスチレンエステルコポリマの使用であり得ることも、また開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース基材に耐水耐油脂性を付与する、そのようなセルロース基材のためのバリアコーティング組成物であって、完全に加水分解されたポリビニルアルコール、脂肪酸の金属塩、架橋剤、および水分散性疎水性ポリエステル樹脂を含み、食品に安全であり、堆肥化可能であり、再利用可能である、バリアコーティング組成物。
【請求項２】
前記耐水耐油脂性の機能は、摂氏１６０度に達する高温でさえも保持される、請求項１に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項３】
前記セルロース基材が、紙容器の製造のための食品等級の紙、クラフト紙、または他の板紙を含むが、それらには限定されない、請求項１または２に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項４】
前記ポリビニルアルコールは、部分的に加水分解されたＰＶＡ、完全に加水分解されたＰＶＡ、または変性されたＰＶＡを含むが、それらには限定されない、請求項１から３のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項５】
前記ポリビニルアルコールは、前記バリアコーティング組成物の乾燥重量で約１２％から約５５％の組成である、請求項１から４のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項６】
前記ポリビニルアルコールは、加水分解および重合の程度が異なるものであり得、それらのポリマ鎖において、ビニル基、スルホン酸基、アセトアセチル基、およびカルボニル基などの有機化合物基を含むかまたは含まない、請求項１から５のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項７】
前記脂肪酸の金属塩は、前記バリアコーティング組成物の乾燥重量で約２％から約１８％の組成である、請求項１から６のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項８】
前記脂肪酸の金属塩は、マグネシウム、亜鉛、カルシウム、ナトリウム、およびカリウムを含むが、それらには限定されない、任意の金属カチオンからなる容易に入手可能な乳剤からなる、請求項１から７のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項９】
前記脂肪酸の金属塩は、６から２４の炭素鎖長さを有し、直鎖型または分岐型であってよく、飽和または不飽和であってよい、任意の脂肪酸である、請求項１から８のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項１０】
前記架橋剤は、前記バリアコーティング組成物の乾燥重量で約０．５％から約８％の組成である、請求項１から９のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項１１】
前記架橋剤は、ホウ酸ナトリウム十水和物、グルタルアルデヒド、ナトリウムグリオキサール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、およびフタルアルデヒドを含むが、それらに限定されない架橋剤である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項１２】
前記水分散性疎水性ポリエステル樹脂は、前記バリアコーティング組成物の乾燥重量で約３０％から約８０％の組成である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項１３】
前記水分散性疎水性ポリエステル樹脂は、ポリブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、およびそれらの混合物を含むが、それらに限定されない、請求項１から１２のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項１４】
結合剤、鉱物粘土、防腐剤、およびサイジング剤などの添加剤を含むかまたは含まない、請求項１から１３のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の前記バリアコーティング組成物でコーティングされるセルロース基材製品であって、耐水耐油脂性を有し、食品、飲料、焼成、および料理のための紙容器へと熱形成することができる、セルロース基材製品。
【請求項１６】
従来のフォードリニア抄紙機のサイジングプレスにおいて、もしくは、ガス燃焼式エアフロート乾燥機または赤外線乾燥機による所望の規定に対しての正確なコーティング重量制御によるエアナイフ、計量ロッド、ブレード、ローラキス形接触などの表面コーターによって、被覆され、または塗布される、本発明の請求項１から１４のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項１７】
異なる形状およびサイズの熱形成によって、湿った製品または冷凍製品のための紙容器、食品紙容器およびカップを製造するための、様々な坪量の耐水耐油性セルロース基材上に塗布される、本発明の請求項１から１４および１６のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【請求項１８】
袋の荷重を向上させるように、各曲げに二重の接着層を有するダブルピンチ曲げを有する正方形の底部またはＶ字形の底部シールを有し得、前記底部シールは水性ラクタイト、変性コポリマ低温ヒートシールグルー、またはスチレン−アクリルエステルコポリマグルーによる、請求項１７に記載の耐水耐油性セルロース基材。
【請求項１９】
前記バリアコーティング組成物は、温かい液体のためのカップの製造のためにセルロース基材に塗布され得、側部および底部は、水性ラクタイトコポリマ、液体ポリエチレン、変性コポリマ高温シールグルー、またはスチレンアクリルコポリマグルーの使用による超音波赤外線シールによってシールされる、請求項１から１４および１６のいずれか一項に記載のバリアコーティング組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、毒性がなく生分解性であり、食品包装、袋、および食品トレイとしての使用に適する、紙、紙袋、板紙、および他の紙基材、および、水および油／油脂からの保護を提供するようにそれらを製造するプロセスに関する。撥水および撥油／撥油脂剤のコーティングは、双方の媒体が紙基材の繊維を貫通できないようなやり方で、非常に薄いフィルムの形態で行われる。好ましくはコーティングが生分解性の廃棄可能な前駆体からつくられ得るので、上記発明の生産は、より環境に優しい。加えて、本発明は、食品包装材、袋、容器などとして用いられ得るようなやり方で、修正され得るので、ある気象状況に従って撥水・撥油／撥油脂剤となる非常に強い接着力を展開し得る、関連する接着剤が本明細書に説明される。
発明の背景および従来技術の説明
【０００２】
現在、市場における食品包装紙、クラフト紙袋、板紙の多くは、内部サイジング、表面サイジング、繊維へのポリマの含浸などの製紙プロセスにおいて、異なる形の木繊維または添加剤を使用して、その主な目的が紙を食品包装材、クラフト紙袋、食品用箱、食品トレイ、飲料カップ、グラシン紙などの耐油脂紙、および他の耐油紙などへと形質転換することである、コンバータによる使用のための異なるグレードの紙／紙袋または板紙を生成する。標準的な工業用の紙において、その引張強度は用いられる繊維の種類、紙の厚さ、繊維に加えられる湿潤強化化学物質の量、製紙プロセスのウエットエンドにおける繊維の加工における純度に大きく依存する。サイジングプロセス、内部または表面サイジングに加えられる物質の重合度がより大きくなると、紙はより非生分解性となり、廃棄場で堆肥にすることがより困難になる。しかしながら、紙または板紙が食料品のパック材料として用いられる場合、紙のミリングプロセスにおいて異なる内部または表面のサイジング材料が加えられることは避けられない。紙は、異なる環境要因の最も特別な水分および油脂分にさらされるので、エンドユースに適合するように、ミルは異なる種類の含浸化学物質を包含しなければならない。Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  Ｂ．Ｍｕｒｐｈｙへの、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｖｅｎｔｕｒｅｓ，  Ｉｎｃ．に譲受された米国特許公開第ＵＳ２００８／０００３３８４Ａ１号において、耐気体性、耐水性、耐水蒸気性、および／または耐油脂性を向上させる、Ｍｕｒｐｈｙによって用いられる方法は、ワックス、ポリビニルアルコール、およびポリアミドの塗布であることが、明らかにされた。Ｍｕｒｐｈｙによって用いられる方法は、彼の発明において引用される材料の層のコーティングによって紙を処理することであった。
【０００３】
紙、織物、カーペット繊維上の油脂および水のバリアとして効果があるフルオロケミカル化合物は、その環境的影響力に起因して、現在は世界的に禁止されている。このために、ワックスは、紙および板紙上の撥油脂／撥水剤としての好ましい材料となっている。しかしながら、石油ベースのワックスの使用は欠点を有し、堆肥化の可能性が課題となっている。
【０００４】
Ｍａ  ｅｔ  ａｌへの米国特許第５，６３３，２７９号において、ポリマと混ぜ合わされたワックスのコーティング構成物を有する、再製可能な、撥水性板紙が説明され、好ましいポリマ母材は、カルボン酸ペンダント基を有するモノマをポリマ化した、ポリスチレンブタジエンポリマを含むものとして説明される。同じ特許において、ポリビニルアルコールが、本発明において用いられ得る共有結合的またはイオン結合的に（ｉｒｏｎｉｃａｌｌｙ）架橋可能なポリマとして記載される。Ｓｕｚｕｋｉ  ｅｔ  ａｌによる米国特許第５，１５１，４０４号明細書は、巻き上がることなく、高いイメージ密度を有するクリアなイメージを提供する感熱性記録紙を説明し、ポリビニルアルコールが剛性付与剤として用いられ得ることを説明する。
【０００５】
Ｅｒｎｓｔ  Ｓｃｈｏｅｎｌｅｉｔｎｅｒ  ｅｔ  ａｌへの欧州特許第２４３８１２３Ａ１号明細書において、水分散性ポリエステル樹脂および脂肪酸の金属塩を含む、水性コーティング組成物、および、水をはじく効果を有する、または水へのバリアとしての、この組成物でコーティングされた基材が説明される。実施形態の１つにおいて、ポリビニルアルコールおよび脂肪酸メラミンワックスが撥水性を向上し得ることが言及された。別の実施形態において、水分散性ポリエステル樹脂の使用が、包装へのバン（ｂｕｎ）の接着を格段に減少させる食品包装用の紙を生成する製紙プロセスのウエットエンドに加えられ得る。さらに、それは、被覆基材が良好な耐油脂特性を示すことを要求する。
【０００６】
Ｓａｌｓｍａｎへの米国特許第００５９５８６０１号明細書において、向上した疎水性を有する新規の水分散性または乳化可能なポリエステル樹脂からなるリサイクルされたプラスチックであって、そのコーティングは向上した撥水性を有しながらも同時に再分散可能または再乳化可能な特性を維持するプラスチックの、とりわけ使用済みのＰＥＴからの合成が開示される。樹脂は、紙、繊維製品、ペイント、および他の業界において用いられ得る。この特許において、発明の目的は、向上した撥油性および撥水性を有する水溶性または水分散性ポリエステル樹脂組成を提供することである。しかしながら、出願人の試験結果は、撥油性が不足している旨を示し、キット検査は、獲得を望む耐油性を保持することの失敗を示すが、撥水性は良好である。
【０００７】
さらに、Ｓａｌｓｍａｎへの米国特許第４，９７７，１９１号は、繊維、織物、および／または紙サイジングにおいて最も役立つ、使用済の、または捨てられたポリエステル、グリコール、イソフタル酸、およびオキシアルキレートポリオールからの、水溶性／水分散性樹脂の生成を説明する。しかしながら、これらの樹脂の紙への用途は、説明された特許のどこにも説明されていない。加えて、このポリエステル樹脂は、樹脂コーティングがいくつかの媒体を通し得るマイクロ細孔を有するので、水への、または特に油脂のバリアへの、究極の耐性を紙にもたらすことにおいて完全ではない。
【０００８】
ポリエステル配向は、疎水基が紙基材から離れる方向であるので、水などの極性溶媒は、引き起こされる高い接触角によって示されるように、コーティングによって非常によくはじかれる傾向がある。しかし、油のような非極性溶媒は、特に高温においては、コーティングからのマイクロ細孔よび基材のマイクロ細孔を通り抜け得る。したがって、紙基材上のマイクロ細孔のブロッキングにおいて撥水性のエンドオイルバリアを向上させるように、新規のバリアコートを向上および創作する必要性が、本発明の焦点である。
【０００９】
ＯｖｅｒｃａｓｈおよびＥｌｓｅｎｂａｕｍｅｒへの米国特許第６，１９３，８３１Ｂ１号明細書は、とりわけ焼成紙に耐油／耐油脂性および耐水性を提供することにおいて、様々なポリマを使用する。ポリマそれ自身は、耐油性を示し、高温でさえも水分に耐えるように架橋され得る。Ｋａｔｏ  Ｙａｓｕｏによる米国特許６，１６２，８３６号は、床に塵がたまることを防止するためのコート紙の生成のためにコーティング溶液に包含される滑沢剤としての、または、コーティングのための粘度安定剤としての使用のために、高級脂肪酸をつくりながら９９．３％のステアリン酸亜鉛が得られた８８モルの鹸化度を有する、ポリビニルアルコールと反応させて高級脂肪酸亜鉛塩をステアリン酸亜鉛と共に用いた。
【００１０】
多くの国において現在は禁止されているスタイロフォームなどのプラスチックを、より多くの消費者が回避しているので、ポリプロピレンからつくられるブロー成形容器などの、他のプラスチック容器を使用する傾向がある。それは、ＢＰＡが含まれないＰＥＴプラスチックと視覚的に似ているが、しかしながら、そのような材料はいまだに非生分解性でリサイクルが困難であり、環境に対して有害なカーボンフットプリントを大きく残す。米国特許公開第２００４０００５３４１Ａ１号は、耐油脂性を主な機能とする脂肪酸メラミンワックスとの混合物における要素の１つとして、ポリエチレン樹脂およびポリビニルアルコールでコーティングされた紙および板紙を説明した。
【００１１】
紙、板紙、および繊維製品としての他の基材などのセルロース基材は、紙、板紙、および着色されたコーティングに耐油脂性および耐油性を付与する水溶性フルオロケミカルサイジング剤である、３Ｍ  Ｓｃｏｔｃｈｇａｒｄ製品などでしばしばラミネートまたはコーティングされる。しかしながら、３Ｍおよび多くの他の生産者は、その環境への影響に起因して、フルオロケミカルからつくられた耐油脂／耐油材料の生産を停止した。
【００１２】
米国特許第８８０２２０３Ｂ２号において、Ｐｅｔｅ  Ｂｕｇａｓ  ｅｔ  ａｌは、水素化トリグリリドおよび疎水性ポリエチレンテレフタレートを含む凹凸ボードからつくられた、再パルプ化可能で再利用可能な水分耐性の鶏肉用箱を開示した。これは、石油ワックスおよびポリマが環境に害を生じさせる非生分解性であることに起因して回収および再パルプ化が困難であるかしばしば不可能である、パラフィンワックスおよび合成ポリマの従来の使用とは異なっていた。
【００１３】
本発明は、食品に安全で、堆肥化可能で、再利用可能である、セルロース基材のための耐水耐油脂性バリアコーティングの組成に関する。そのようなバリアコーティングの組成は、ポリビニルアルコール、脂肪酸の金属塩、架橋剤、および水分散性疎水性ポリエステル樹脂を含む。耐水耐油脂性は、摂氏１６０度に達する温度でさえも、３０分の持続時間の間、保持される。それは、摂氏マイナス４０度で３０分間冷凍したとき、可視の貫通亀裂線であり得るいかなるポリマ疲労の兆候も示さず、また、対流オーブンにおいて摂氏２０４度に１５分間耐え得る。
【００１４】
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）は、耐油耐油脂耐溶剤のバリアとして知られ、その本来の形は水溶性であることで知られる。したがって、その親ポリマ鎖に炭化水素基を加えるなどして、ＰＶＡを変性することによって、その耐油耐油脂耐溶剤性を向上させ得るだけでなく、気体バリアおよび耐水性などの他の特性もまた付与し得る。米国特許第７９３９１３８Ｂ２号は、ポリビニルアルコールの使用と、尿素、尿素ホルムアルデヒドポリマ、メラミンホルムアルデヒドポリマ、ホウ酸塩、リン酸塩などの他のクロロギ酸エステルとの架橋の使用を開示する。これは、乾燥のために紙のウェブがドライヤーに入る直前に、抄紙機のフォードリニア端に加えられる。
発明の詳細な説明および好ましい実施形態
【００１５】
本発明は、セルロース基材のための耐水耐油脂性バリアコーティングの組成を説明する。本発明のバリアコーティングでコーティングされた上記のセルロース基材は、食品に安全であり、堆肥化可能であり、再利用可能である。耐水耐油脂性の特性は、１５分の平均持続時間の間、摂氏２０４度の高温においてさえも、または、対流オーブンにおける３０分の延長時間の間、摂氏１６０度の温度においてさえも、基材の表面のコーティングが破壊されることなく、保持される。
【００１６】
上記耐水耐油脂性バリアコーティングの組成は、ポリビニルアルコール、脂肪酸の金属塩、架橋剤、および水分散性疎水性ポリエステル樹脂を含む。本発明の一実施形態において、上記ポリビニルアルコールは、コーティングバリアの乾燥重量で約１２％から５５％の組成であり、より好ましくは乾燥重量で１８％から４５％の組成であり、さらにより好ましくは乾燥重量で２０％から３５％の組成である。本発明の一実施形態において、前記脂肪酸の金属塩は、コーティングバリアの乾燥重量で約１２％から１８％の組成であり、より好ましくは乾燥重量で３％から１５％であり、さらにより好ましくは乾燥重量で４％から１２％の組成である。本発明の一実施形態において、上記架橋剤は、コーティングバリアの乾燥重量で約０．５％から８％の組成であり、より好ましくは乾燥重量で１％から７％の組成であり、さらにより好ましくは乾燥重量で２％から６％の組成である。本発明の一実施形態において、上記水分散性疎水性ポリエステル樹脂は、コーティングバリアの乾燥重量で約２５％から８０％の組成であり、より好ましくは乾燥重量で３５％から７５％の組成であり、さらにより好ましくは乾燥重量で２０％から４５％の組成である。
【００１７】
本発明で説明されるポリビニルアルコールは、加水分解、鹸化、および重合の程度が異なるものであってもよい。それは、中間加水分解、部分的に加水分解、完全に加水分解、または超加水分解されていてもよい。それは、また、その耐水性、耐油性、耐油脂性および耐溶剤性を向上させるであろう炭化水素基または任意の反応性物質を加えられたものなどの、変性ポリビニルアルコールポリマを含み得る。そのような変性ポリビニルアルコールの例は、カルボニル基、スルホン酸基、ビニル基、アセトアセチル基、エチレンオキシド基、およびアンモニウム塩基を加えられたものである。
【００１８】
説明される脂肪酸の金属塩は、脂肪酸と反応して塩を形成する食品接触に適合した任意の金属カチオンを含む。上記金属カチオンは、第一鉄、第二鉄、亜鉛、マグネシウムカチオンを含む。本発明の一実施形態において記載された脂肪酸は、６から２４の炭素長を有し、それは直鎖型または分岐型であってよく、飽和または不飽和であってよい。そのような脂肪酸の例は、ラウリン酸、トリデシクリック（ｔｒｉｄｅｃｙｃｌｉｃ）酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリータ（ｍａｒｇａｒｉｔａ）酸、ステアリン酸、アラキジン酸、およびヘネイコシリック（ｈｅｎｅｉｃｏｓｙｌｉｃ）酸である。脂肪酸の金属塩は、食品接触しても無毒かつ安全である、説明された金属カチオンと上記の脂肪酸との結合物である。
【００１９】
本発明の一実施形態において説明された架橋剤は、食品接触において無毒かつ安全である、任意の架橋結合化合物であってよい。それは、また、その毒性が除去されて食品接触しても安全とされた、変性バージョンの架橋剤であってもよい。説明された架橋剤は、ポリマ鎖を架橋結合することによってポリビニルアルコールのバリア特性を向上させるであろう。架橋剤の例は、ホウ酸ナトリウム十水和物、グルタルアルデヒド、ナトリウムグリオキサール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、およびフタルアルデヒドを含むが、それらに限定されない。
【００２０】
説明された水分散性疎水性ポリエステル樹脂は、食品接触において安全であり、堆肥化可能であり、再利用可能である、任意の疎水性ポリエステルであり得る。それは、また、堆肥化可能で再利用可能な特性を付与するように変性され得る。疎水性ポリエステルの例は、ポリ乳酸、ポリイソシアヌレート、ポリエチレンテレフタレート、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、およびポリヒドロキシブチレートを含むが、それらに限定されない。
【００２１】
コーティングバリアが、コーティング溶液として紙上に塗布される。バリアコーティング溶液は、本発明で説明された構成要素のうち１、２、または３つを含んでよく、それらはポリビニルアルコール、脂肪酸の金属塩、架橋剤、および水分散性疎水性ポリエステル樹脂である。１つの実施形態において、バリアコーティングは、１つの溶液中にある述べられた構成要素のうちの２つと、別個の溶液の他の構成要素との、３つの別個の溶液として塗布される。別の実施形態において、バリアコーティングは２つの別個の溶液として塗布され、各溶液は述べられた構成要素のうちの２つだけを含む。別の実施形態において、バリアコーティングは２つの別個の溶液として塗布され、１つの溶液は述べられた構成要素のうち３つを含み、他方は構成要素のうち１つだけを含む。そのようなコーティング溶液の粘度は、５００ＣＰＳを超えず、より好ましい粘度は約２００ＣＰＳから３５０ＣＰＳであり、非常に好ましい粘度は３００ＣＰＳより小さい。コーティング溶液の合計の固形分は、重量比で約４０％であり、より好ましくは重量比で２５％未満であり、非常に好ましくは重量比で２０％未満である。
【００２２】
２またはそれよりも多いコーティング溶液を有するとき、コーティングバリアは２またはそれよりも多い層を有してよい。１つの実施形態において、バリアコーティングは３つの層を有し、２つの層は述べられた構成要素のうち１つのみを含み、１つの層が２つの構成要素を含む。別の実施形態において、バリアコーティングは２つの層を有し、各層は述べられた２つの異なる構成要素を含む。別の実施形態において、バリアコーティングは２つの層を有する。１つの層は１つの構成要素だけを含み、他方の層が他の３つの構成要素を含む。
【００２３】
結合剤、鉱物充填剤、鉱物粘土、防腐剤、サイジング剤、および光学的光沢剤などの添加剤が、コーティング溶液の１つまたは複数の上に加えられ得、その耐水耐油脂性を下げることなく、紙および／またはバリアコーティングの所望の性質をさらに向上させる。
【００２４】
本発明でコーティングされたセルロース基材の所望の耐水耐油脂性は、用いられる基材が３００ｇｓｍ板紙であるとき、３０分の間、摂氏１６０度に達する温度に耐えることができ、１５分の持続時間の間、摂氏２０４度に達する温度に耐えることができる。同じ種類の基材は、摂氏−４０度より下の凍結温度に配置されることができ、クラックまたは変形の可視の兆候が全く見られず、観察された耐水耐油脂性の特徴はなおも失われていない。
例  ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液１および他の溶液の調製
【００２５】
一般に、ポリビニルアルコールは、中程度から任意の程度の重合であり得、加水分解の程度は、部分的または完全に加水分解されていてもよい。撹拌によって、適切なビーカー内で、約０．５から０．７質量部（質量で）のＰＶＡを９１−９３質量部の水に溶解させ、溶液を緩慢に摂氏９０度まで熱し、摂氏９０度を維持しながら、約０．５質量部のジアルデヒドを撹拌しながら添加し、温度を５から１０分維持する。熱を除去し、溶液を室温まで冷まさせる。
【００２６】
１質量部のＰＶＡ溶液１と、１質量部のステアリン酸亜鉛乳剤を、溶液に添加して混合し、５−１０分の間高速で撹拌する。溶液の混合物は、３０ｇｓｍおよび４０ｇｓｍの紙のシートに塗布された。ハンドコーティングされた紙が、次に、５から１０分の間、８０℃で対流オーブンで乾燥された。次に、その後、この紙を、ハンドコーティングされた溶液の最初の層と並置して、水分散性ポリエステル溶液でハンドコーティングし、対流オーブンの内部で同一の方式で乾燥した。
【００２７】
バリアコーティングのコート重量は７ｇｓｍであり、この時、紙は、室温で静置された。次に、耐油性試験がキット８溶液で行われ、次に、同時に、水滴が紙の表面に注がれ、その表面張力および極性液体の吸収性を観測した。紙は、ＴＡＰＰＩ規格耐油性試験にしたがって油試験液体と接触した後に、キット８試験を通過した。室温で５分後にオイルスポットが観測されず、紙に何らかの顕著な軟化が観測されるまで、紙は３０分間水を弾いたことが、観測された。
【００２８】
同じ紙が、耐油性レベルを観測するように、加熱試験を受けた。１００℃に加熱された対流オーブンにおいて、紙は３分間の加熱試験のためにオーブンの内部に配置された。この時間内に、オイルスポットは見えなかった。５分後に顕著な水による損傷はなかった。
ＰＶＡ溶液２およびコーティング溶液２の調製
【００２９】
本発明で用いられるＰＶＡは、部分的に加水分解されていても完全に加水分解されていてもよく、中分子量であっても高分子量であってもよい。撹拌によって、水を有する適切なビーカー内で、約１−３質量部のＰＶＡを９−７質量部の水に溶解させる。溶液を摂氏９０度に緩慢に熱して、次に、熱を除去し、溶液を室温で冷まさせる。
【００３０】
コーティング溶液の調製において、１１質量部のＰＶＡ溶液と、１質量部のステアリン酸亜鉛乳剤を、１．４質量部の水と混合し、次に高速ミキサで５−１０分の間、混合撹拌する。
例２：
【００３１】
ハンドコーティングプロセスにおいて、ハンドヘルドの計量ロッドによる類似の手順が、例１において用いられたような３０ｇｓｍのベース紙上にエマルジョンを塗るように使用された。上記コーティング溶液は、最初のステップとしてベース紙上に塗られ、水分散性ポリエステルの層が加えられた。この例に従ったコート重量は、５．８ｇｓｍ（グラム／平方メートル）と確証された。ハンドコーティングされた紙に耐油耐水性の試験を行うように、油試験キットＮｏ．６が用いられた。ＴＡＰＰＩ試験規格によって規定された３秒のうちで試験結果が出て、コーティングはキット６レベルを通過して、次にキット８が用いられて、油への高耐性もまた示された。周囲条件において、油の液滴は３０分の間紙の表面に残り、紙の裏側には顕著なオイルスポットはなかった。耐水性試験において、水は紙のコーティングされた表面上に落ち、３０分の間、室温に保たれて、紙の裏側に水分はなかった。しかしながら、３０分より多い経過時間の後、紙の裏側に著しい軟化が観測された。同じ紙が、１００℃の温度で対流オーブンの内部に配置されたとき、５分後にはオイルスポットは見られず、さらなる水による損傷は、７分より遅い後には見られなかった。
【００３２】
同時の試験が、水分散性ポリエステル樹脂のみが５ｇｓｍのコート重量で紙の表面にハンドコーティングされ、耐油性およびＰＶＡ化合物はベースとしてコーティングされていない、３０ｇｓｍの紙に対してもまた行われた。顕著な水の貫通は２０分の長時間の後でさえも見られなかったが、紙の軟化が観測された。耐油性試験がキット３油試験フォーミュラによって行われたとき、明らかな油漏れがあり、３秒のうちに、オイルスポットは水溶性ポリエステルコート紙の背面に可視であり、それ自体で、水溶性ポリエステル樹脂の撥油性が非常に弱いが、強い撥水性を有するという結論となる。
ＰＶＡ溶液３、コーティング溶液３、溶液４の調製
例３：
【００３３】
ＰＶＡ溶液１の調製と同じであるが、１．５質量部のＰＶＡ、９質量部の水、０．５質量部のジアルデヒドを用いた調製が行われた。Ｈｏｍｏｍｉｘ１０．５質量部のＰＶＡ溶液２、１質量部のステアリン酸亜鉛乳剤、１．３質量部の水を、５−１０分の間撹拌し、次に、１．１質量部のジアルデヒドを溶液に添加し、次にかき混ぜによって撹拌する。
例４：
【００３４】
また、コーティング溶液ナンバー４が、１０．５質量部のＰＶＡ溶液３、１質量部のステアリン酸亜鉛溶液、１．３質量部の水および１．１質量部のジアルデヒドを用いて調製された。３つのコーティング溶液が、３０ｇｓｍの紙の上に一度に１つずつ塗布された。コーティング溶液ナンバー３は、乾燥のために最初に塗布されたが、コーティング溶液ナンバー４は水で４％−６％に希釈された。次に、最後の層が最も上部の層としての水溶性ポリエステル樹脂である。紙は８０℃の対流オーブンにおいて２０分間乾燥された。
【００３５】
コーティングのコート重量は７．８ｇｓｍであった。同じ試験が、空調された部屋での２４℃などの室温条件で、紙上につくられた耐油耐水性に関して行われ、オイルスポットは１０分より長い間見られず、３０分より長い間水を弾いた。油試験は、ＴＡＰＰＩ規格試験方法によるキット１０溶液であった。
【００３６】
別の試験例において、例１に類似して、２つのコーティング溶液が３０ｇｓｍの紙に塗布され、しかし、今回はコーティング溶液４および水分散性ポリエステル樹脂のみが用いられた。組み合わされた層のコート重量は６．２ｇｓｍであり、はるかにより軽いコート重量が観測された。紙は、耐水性試験と同様の同じ耐油性試験を受けた。紙がキット９での油試験を受けたとき、１５秒の標準的な時間経過後に見えるオイルスポットはなかった。キット検査油がさらに３０分間紙の表面に残ったが、見えるオイルスポットはなかった。水が紙の表面上に落ちたとき、３０分の時間経過の後に、紙の背面に可視の水分はなかった。耐油性を試験するために紙が１００℃、５分間対流オーブンの内部に配置されたときもまた、オーブンの内部で加熱された温度にもかかわらず、見えるオイルスポットはなかった。同様に、１００℃のオーブンの内部に３０分さらされた後、紙の他の側に水分はなかった。
コーティング溶液５、コーティング溶液６の調製。
【００３７】
コーティング溶液ナンバー５に関して、コーティング溶液３と同じ方法が、しかし、９質量部のＰＶＡ溶液２、１質量部のステアリン酸亜鉛溶液、および１．１質量部のジアルデヒドを用いて行われた。コーティング溶液ナンバー６は、コーティング溶液ナンバー５と同じ方法で、しかし、ＰＶＡ溶液２の代わりに、９質量部のＰＶＡ溶液３を用いて調製された。
【００３８】
例５、２つのコーティング溶液が３０ｇｓｍの紙のシート上に塗布され、例１と同一の方式で、しかしコーティング溶液６が、水分散性ポリエステル樹脂が加えられる前に、最初に加えられた。
【００３９】
バリアコーティングのハンドコーティングのコート重量は、６．４ｇｓｍであった。同様の油および水試験方法が、以前に行われたように用いられた。室温において、油試験キット溶液ナンバー８が配備された。初期油試験が行われた後、１５秒の時間経過が観測され、さらに延長された油接触が、３０分の間観測され、同様に、撥水性もまた３０分の持続時間の間試験され、オイルスポットの痕跡はなく、水分は延長の３０分の試験の後で顕著になった。
【００４０】
加熱された対流オーブンにおいて、紙は３分の間、１００℃の温度でオーブンの内部に配置され、油漏れの痕跡または紙の水による軟化はなかった。次に、紙は、紙の表面の膨張に起因するオイルスポットを観測するようにさらに１０分の間オーブンの内部に配置されるが、いまだにオイルスポットは見られなかった。
例ナンバー６：
【００４１】
２つのコーティング溶液が、例ナンバー１と同様に６０ｇｓｍクラフト紙のシート上に塗布され、しかし、コーティング溶液ナンバー５は、水バリアコートとしてポリエステル樹脂に塗布される前に、紙上に最初に塗布された。
【００４２】
２つのバリアコートのコート重量は６．８ｇｓｍであった。次に、類似の耐油耐水性試験が行われた。室温において、４５分より長い時間が経過した後、オイルスポットは見られず、耐水が試験され、４５分間延長された。耐油性試験をさらに行うように、紙は５分間、摂氏１００度に加熱された対流オーブンの内部に配置されたが、オイルスポットも、顕著な水による損傷も、加熱試験の後の１０分より長い時間の間、見られなかった。
コーティング溶液７の調製
【００４３】
コーティング溶液３と同じ方法が、しかし９．２質量部のＰＶＡ溶液２、１．２質量部のステアリン酸亜鉛乳剤、１．６質量部のか焼されたカオリン溶液、および１．６質量部のジアルデヒドを用いて行われた。
コーティング溶液８の調製
コーティング溶液７と同じ方法が、しかし、ＰＶＡ溶液２の代わりにＰＶＡ溶液３を用いて行われた。
例７；
【００４４】
例１に類似して、２つのコーティング溶液が、紙袋のために使用される６０ｇｓｍクラフト紙の上に塗布されるが、コーティング溶液７は、水分散性ポリエステル樹脂を塗布する前に、最初に塗布される。バリアコートのコート重量は６３ｇｓｍであり、耐油耐水性のための類似の試験が行われた。室温において、３０分より長い間、オイルスポットは見られず、３０分より長い間、水を弾いた。摂氏１００度の対流オーブンにおいて、キット６油試験の５分より長い時間の使用において、オイルスポットは見られず、１０分より長い間、顕著な水による損傷は観測されなかった。
【００４５】
この試験に従ってコーティングされたクラフト紙から、紙袋が作成され、次に、ローストチキンが袋の内部に配置される。対流オーブンは、摂氏１６０度に設定され、次に、冷たいチキンが袋の内部に配置され、チキンを再加熱するように、３０分の間オーブン内に残される。３０分の加温の後に、ローストチキンの入った袋は油漏れの確認のために取り出され、１６０度に３０分間連続的にさらされた延長時間の後、ポリエステル樹脂の状態の確認もまた行われた。
【００４６】
油は、対流オーブンの金属プレートに直接接触していた袋の底部側に見られた。このシミュレーションは、フライパンの表面に配置された紙袋と一層類似した。紙袋の他の上部側には、非常に限定的な微細なオイルスポットがあった。興味深いことに、ポリエステル層は、３０分の延長時間の摂氏１６０度の一定の熱によって、変形または損傷を受けなかった。
例８；
【００４７】
２つのコーティング溶液が、例１と類似の１８０ｇｓｍ板紙に塗布されるが、コーティング溶液８は、水分散性ポリエステル樹脂が塗布される前に、最初に塗布される。次に、板紙は３７０ｇｓｍの熱成形板（ｈｅａｔ−ｆｏｒｍ  ｐａｎ）と同様のトレイに貼りつけられる。板（ｐａｎ）は、マイナス４１度の冷凍室の内部に２０分間配置された。板が冷凍室から取り出された後、２層のコーティングに可視の損傷はなかった。次に、板は摂氏２０４度の対流オーブンの内部に１５分間配置され、ポリエステルの耐熱性および耐油性層を観測した。茶色の板紙板が、それの本来の色よりも暗くなったが、耐水性にも耐油性被覆層にも影響がなかった、という結果が示された。
【００４８】
板と同様のトレイ上のコート重量は、１０．１ｇｓｍのバリアコートで被覆された。同様の油および水耐性試験が行われた。室温において、オイルスポットは１０分より長い持続時間の間、可視ではなく、１０分より長い間、水を弾いた。
（項目１）
セルロース基材に耐水耐油脂性を付与する、そのようなセルロース基材のためのバリアコーティングであって、完全に加水分解されたポリビニルアルコール、脂肪酸の金属塩、架橋剤、および水分散性疎水性ポリエステル樹脂を含み、食品に安全であり、堆肥化可能であり、再利用可能であり、そのような耐水耐油脂性機能は、摂氏１６０度に達する高温でさえも保持される、バリアコーティング。
（項目２）
上記セルロース基材が、紙袋の製造のために用いられる食品等級の紙、クラフト紙、または他の板紙を含む、項目１に記載の組成物。
（項目３）
上記ポリビニルアルコールは、上記バリアコーティングの乾燥重量で約１２％から５５％の組成である、項目１に記載の組成物。
（項目４）
上記ポリビニルアルコールは、加水分解および重合の程度が異なるものであり得、そのままのものでもあり得、またはそれらのポリマ鎖において有機化合物基を加えられて変性されたものであり得る、項目１に記載の組成物。
（項目５）
上記脂肪酸の金属塩は、上記バリアコーティングの乾燥重量で約２％から１８％の組成である、項目１に記載の組成物。
（項目６）
上記脂肪酸の金属塩は、食品または食品接触に適合した任意の金属カチオンと、６から２４の炭素鎖長さの任意の脂肪酸とから派生し、脂肪酸は、直鎖型または分岐型であってよく、飽和または不飽和であってよい、項目１に記載の組成物。
（項目７）
上記架橋剤は、上記バリアコーティングの乾燥重量で約０．５％から８％の組成である、項目１に記載の組成物。
（項目８）
上記架橋剤は、ポリビニルアルコールと親和性がある任意の架橋剤であり、また、食品接触しても無毒で安全である、項目１に記載の組成物。
（項目９）
上記水分散性疎水性ポリエステル樹脂は、上記バリアコーティングの乾燥重量で約３０％から８０％の組成である、項目１に記載の組成物。
（項目１０）
上記水分散性疎水性ポリエステル樹脂は、食品接触しても安全であり、また、堆肥化可能で再利用可能である、項目１に記載の組成物。
（項目１１）
結合剤、鉱物粘土、防腐剤、サイジング剤、および光学的光沢剤などの添加剤が、上記耐水耐油性を低減させることなく、上記バリアコーティングの他およびセルロース基材の特性を向上するように、上記コーティングバリア上に加えられ得る、項目１に記載の組成物。
（項目１２）
項目１に記載の上記バリアコーティングでコーティングされた紙および板紙である、セルロース基材製品であって、耐水耐油脂性を有し、食品接触しても安全であり、再利用可能であり、堆肥化可能であり、焼き板、食品トレイ、および他の食品容器へと板紙を熱形成することができる、セルロース基材製品。
（項目１３）
従来のフォードリニア抄紙機のサイジングプレスにおいて、もしくは、ガス燃焼式エアフロート乾燥機または赤外線乾燥機による所望の規定に対しての正確なコーティング重量制御によるエアナイフ、計量ロッド、ブレード、ローラキス形接触などの表面コーターによって、被覆され得、または塗布され得る、本発明の項目１に記載のバリアコーティング。
（項目１４）
耐水耐油性を有し、異なる形状およびサイズの熱形成によって、湿った製品または冷凍食品のための紙袋、食品トレイまたは容器を製造するように、様々な坪量のクラフト紙、キャリアボードの異なるセルロース基材上に塗布される、項目１に記載の組成物。
（項目１５）
袋の荷重を向上させるように、ダブルピンチ曲げを有する正方形の底部またはＶ字形の底部シールを有し得、底部シールは水性ラクタイト、変性コポリマ低温ヒートシールグルー、またはスチレン−アクリルエステルコポリマグルーによる、項目１４に記載の耐水耐油性クラフト紙袋。
（項目１６）
上記コーティング化合物は、コーヒー、および他の温かい飲み物のための飲料カップの製造のための板紙に塗布され得、側部および底部のシールは、水性ラクタイトコポリマの使用による超音波赤外線シールによる、項目１に記載の組成物。
【国際調査報告】
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