(57)【要約】本発明は、リグノセルロース繊維を含むシート状基材用のコーティング構造体に関する。この構造体は少なくとも１層のプレコート層を備え、このプレコート層は、（ａ）安定剤の存在下で重合され、ガラス転移温度Ｔｇが２０℃以下（≦）、好ましくは１０℃以下（≦）の第１のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を少なくとも７０質量％、（ｂ）カオリン又はタルクなどの、無機板状鉱物粒子を３０質量％以下（≦）、及び（ｃ）少なくとも１種の第１の増粘剤を０．０１〜２質量％含む。また、コーティング構造体は、さらに、トップコート層を備え、このトップコート層は、（ａ）安定剤の存在下で重合された、ガラス転移温度Ｔｇが２０℃以下（≦）、好ましくは１０℃以下（≦）の第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を、少なくとも５０質量％、（ｂ）無機鉱物粒子を３０質量％以下（≦）、（ｃ）少なくとも１種の第２の増粘剤を０．０１〜５質量％、及び（ｄ）ブロッキング防止剤を０．５〜３０質量％含む。本発明は、さらに、コーティング構造体を塗工したシート状製品に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リグノセルロース繊維を含むシート状基材のためのコーティング構造体であって、
−（ａ）安定剤の存在下で重合した、ガラス転移温度Ｔｇが２０℃以下（≦）、好ましくは１０℃以下（≦）の第１のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を少なくとも７０質量％、
（ｂ）カオリン又はタルクなどの無機板状鉱物粒子を３０質量％以下（≦）、及び
（ｃ）少なくとも１種の第１の増粘剤を０．０１〜２質量％
含む、少なくとも１層のプレコート層と
−（ａ）安定剤の存在下で重合した、ガラス転移温度Ｔｇが２０℃以下（≦）、好ましくは１０℃以下（≦）の第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を少なくとも５０質量％、
（ｂ）無機鉱物粒子を３０質量％以下（≦）、
（ｃ）少なくとも１種の第２の増粘剤を０．０１〜５質量％、及び
（ｄ）ブロッキング防止剤を０．５〜３０質量％
含む、トップコート層と
を備えることを特徴とする構造体。
【請求項２】
前記プレコート層が、
（ａ）第１のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を７０〜９９質量％、好ましくは７０〜９５質量％、より好ましくは７３〜９０質量％、及び／又は
（ｂ）無機板状鉱物粒子を０．１〜３０質量％、好ましくは５〜２５質量％、より好ましくは１０〜２０質量％、及び／又は
（ｃ）少なくとも１種の第１の増粘剤を０．１〜２質量％、好ましくは０．１〜１．５質量％、より好ましくは０．２〜１質量％
含むことを特徴とする、請求項１に記載のコーティング構造体。
【請求項３】
前記トップコート層が、
（ａ）第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を５０〜９９質量％、好ましくは６０〜９５質量％、より好ましくは６３〜８５質量％、及び／又は
（ｂ）無機鉱物粒子を０．１〜３０質量％、好ましくは５〜２５質量％、より好ましくは５〜２０質量％、及び／又は
（ｃ）少なくとも１種の第２の増粘剤を０．１〜５質量％、好ましくは０．１〜３質量％、より好ましくは０．１〜２質量％、及び／又は
（ｄ）ブロッキング防止剤を１〜３０質量％、好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは１〜１５質量％
含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のコーティング構造体。
【請求項４】
前記ブロッキング防止剤が、Ｃ１６〜Ｃ１８アルケニルケテン二量体、パラフィンワックス、カラナウバワックス、ステアリン酸カルシウム、ポリグリセリド又は高密度ポリエチレンから選択されることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のコーティング構造体。
【請求項５】
前記スチレン（メタ）アクリレート共重合体が、デンプン及びポリビニルアルコール、好ましくはデンプンから選択される安定剤の存在下で重合されたものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコーティング構造。
【請求項６】
前記スチレン（メタ）アクリレート共重合体が、カルボキシル化共重合体であり、好ましくは１〜５質量％のカルボン酸を含むモノマー混合物を重合することにより得られるものであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコーティング構造体。
【請求項７】
前記第１及び／又は第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体が、−４０〜２０℃、好ましくは−２０〜１０℃、より好ましくは−１０〜１０℃の範囲のガラス転移温度を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコーティング構造体。
【請求項８】
前記第１のスチレン（メタ）アクリレート共重合体と前記第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体が互いに同一であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のコーティング構造体。
【請求項９】
前記第１及び／又は第２の増粘剤が、アルカリ可溶性／膨潤性エマルジョン（ＡＳＥ）増粘剤及び疎水的修飾アルカリ可溶性エマルジョン（ＨＡＳＥ）増粘剤などの合成ｐＨ−トリガー型増粘剤、ポリビニルアルコール、エチル化ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、キサンタンガム、グアーガム、又はアラビアゴムを含む群から選択されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のコーティング構造体。
【請求項１０】
前記第１の増粘剤と前記第２の増粘剤が互いに異なり、第１の増粘剤が合成増粘剤から、好ましくは合成ｐＨ−トリガー型増粘剤から選択され、第２の増粘剤が好ましくはカルボキシメチルセルロースであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のコーティング構造体。
【請求項１１】
前記プレコート層及び／又はトップコート層が、−ＯＨ又は−ＣＯＯＨ基と反応する架橋剤を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコーティング構造体。 
【請求項１２】
前記構造体が、２層以上のプレコート層と、該プレコート層の最も外側の層の上に塗布された１層のトップコート層とを備えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコーティング構造体。
【請求項１３】
前記構造体が、トップコート層の上に塗布されたポリエチレンフィルムを備えることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコーティング構造体。
【請求項１４】
前記プレコート層が、２〜３０ｇ／ｍ２、好ましくは３〜２０ｇ／ｍ２、より好ましくは５〜１５ｇ／ｍ２の塗工量を有し、前記トップコート層が、０．５〜２０ｇ／ｍ２、好ましくは０．５〜１５ｇ／ｍ２、より好ましくは０．５〜１０ｇ／ｍ２の塗工量を有することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のコーティング構造体。
【請求項１５】
−リグノセルロース繊維を含み、平行な、第１及び第２の大表面を有する基材、及び
−該基材の大表面の少なくとも1つに塗布された請求項１〜１４のいずれか一項に記載のコーティング構造体
を含むことを特徴とするシート状製品。
【請求項１６】
前記基材の坪量が２５〜８００ｇ／ｍ２、好ましくは３０〜７００ｇ／ｍ２、より好ましくは４０〜５００ｇ／ｍ２であることを特徴とする、請求項１５に記載の製品。
【請求項１７】
ＫＩＴ試験値が少なくとも８、鉱油バリアＨＶＴＲ値が１００ｇ／ｍ２／ｄ未満（＜）、及び／又は水蒸気バリアＷＶＴＲ値が１００ｇ／ｍ２／ｄ未満（＜）であることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の製品。
【請求項１８】
食品事業用パッケージを作製するための請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のシート状製品の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、添付の独立請求項の前文に記載したコーティング構造体、シート状製品、及びその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙又は板紙の表面には、その特性を改善するために様々なコーティング膜を施すことができる。特に、製品を包装する目的で使用する紙及び板紙にとっては、グリースバリア特性及び水蒸気バリア特性が重要である。紙又は板紙の表面に塗布するコーティングは、パッケージ内の商品からの漏れに対する効果的なバリアを実現し、及び／又はパッケージ商品を汚染から及び／又は周囲の大気との接触から保護するものでなければならない。食品及び飲用液（consumable liquids）に使用する包装材料の場合、かかるバリア要件は特に厳しい。
【０００３】
包装目的に用いるコーティング膜は、折り目付け（creasing）及び折り畳み（folding）に対する耐性も優れている必要がある。そのコーティングは、紙又は板紙を折り畳んで箱にしたり、製品を包み込んだりしても、亀裂が入らないようなものでなければならない。亀裂が生じると、コーティングのバリア特性が低下するか、又は完全に破壊することさえある。
【０００４】
さらに、紙及び板紙のコーティング膜は、製品を製造し及びコンバーティング加工する（converting）プロセスの間、ブロッキング（粘着：blocking）に対して抵抗性を示すものでなければならない。コーティング層が高圧及び高温下で軟化する場合には、巻き取ると、リール上の次の層に付着し、冷却するとリール全体がブロッキングする可能性がある。コンバーティング加工プロセス中、コーティングはその過程でスムーズに動作するために適切な摩擦特性を持つ必要がある。また、コーティングは、高速包装ラインで使用する目的のために、適切な接着性（glueability properties）も備えていることが必要である。その接着性が、コーティング表面へ接着剤を塗布することによって生じる結合の速度及び強度を決定するからである。
【０００５】
もう１つの満足すべき側面として、パッケージのリサイクルの可能性がある。これは、紙及び板紙パッケージの場合、梱包した商品を消費した後、理想的にはリサイクル、つまり再パルプ化のために回収することを意味する。この場合、コーティング膜は、リサイクルするための要件をも満たす必要があり、例えば、再パルプ化プロセスを妨げるものであってはならない。紙又は板紙の表面にラミネートされている従来のプラスチックフィルムは、必ずしも容易に再パルプ化できるとは限らない。したがって、ラミネートされた紙及び板紙製品は、多くの場合、エネルギー浪費となり、資源の観点からは不経済である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一目的は、従来技術に存在する欠点を最小限にするか、又はさらには解消することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、グリース及び水蒸気に対する、良好なバリア特性を実現するコーティング構造体及びシート状製品を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、折り目を付けたとき、及び／又は折り畳んだときに、亀裂に耐えるコーティング構造体を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、高速塗工での塗工に適し、かつ、良好な操業性（runnability）を有するコーティング構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的は、独立請求項の特徴部分に提示した特徴を具備する本発明によって達成される。本発明の幾つかの好適な実施形態は従属請求項に提示する。
【００１１】
本書で言及する実施形態は、適用可能な場合、たとえ別途言及しないときでも、本発明の全ての態様に関する。
【００１２】
リグノセルロース繊維を含むシート状基材のための、本発明に係る典型的なコーティング構造体は、
−（ａ）安定剤の存在下で重合した、ガラス転移温度Ｔｇが２０℃以下（≦）、好ましくは１０℃以下（≦）の第１のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を少なくとも７０質量％、
（ｂ）カオリン又はタルクなどの無機板状鉱物粒子を３０質量％未満（＜）、及び 
（ｃ）少なくとも１種の第１の増粘剤を０．０１〜２質量％
含む、少なくとも１層のプレコート層、及び 
−（ａ）安定剤の存在下で重合した、ガラス転移温度Ｔｇが２０℃以下（≦）、好ましくは１０℃以下（≦）の第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を少なくとも５０質量％、
（ｂ）無機鉱物粒子を３０質量％以下（≦）、
（ｃ）少なくとも１種の第２の増粘剤を０．０１〜５質量％、及び
（ｄ）ブロッキング防止剤（粘着防止剤：antiblocking agent）を０．５〜３０質量％
含む、トップコート層、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る典型的なシート状製品は、
−リグノセルロース繊維を含み、平行な、第１及び第２の大表面を有する基材、及び
−基材の大表面の少なくとも１つに塗布された本発明に係るコーティング構造体
を含む。
【００１４】
驚くべきことに、明確に定義したプレコート層と明確に定義したトップコート層とを備えた本発明に係るコーティング構造体は、そのコーティング構造体を塗布した基材がパッケージの製造中に折り畳みを受けた場合でも、亀裂に対する良好な耐性を実現するものであることが見出された。また、そのコーティング構造体は、グリース及び／又は湿気に対して優れたバリア性をもたらす。さらに、コーティング構造体の表面は、製品がロール状に巻き取られたり、又はシートとして積み重ねられたりするときでも、隣接するコーティング構造体の表面に付着しない。したがって、本発明に係るコーティング構造体は、とりわけ、包装及び同様の他の目的に最適な特性を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】折り目を付け、かつ、汚染した試料について視覚的結果を示す。
【図２】折り目を付け、かつ、汚染した試料について視覚的結果を示す。
【図３ａ】ロッド３を使用してプレコート層を、及び、ロッド０を使用してトップコート層を二重コートした、折り目付けし、折り畳み、汚染した試料（塗工量１３．８ｇ／ｍ２）に関し、その視覚的結果を示す。
【図３ｂ】折り目付けし折り畳んだ、同様の試料（塗工量１３．８ｇ／ｍ２）について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を示す。
【図３ｃ】ロッド３を使用して2層のプレコート層を、及び、ロッド０を使用してトップコート層を、三重コートした、折り目付けし、折り畳み、汚染した試料（塗工量１５．９ｇ／ｍ２）に関し、その視覚的結果を示す。
【図３ｄ】折り目付けし折り畳んだ、同様の試料（塗工量１５．９ｇ／ｍ２）について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を示す。
【図４ａ】折り目を付け、折り畳み、かつ、汚染した試料（塗工量１３．８ｇ／ｍ２）について視覚的結果を示す。
【図４ｂ】折り目付けし折り畳んだ、その試料（塗工量１３．８ｇ／ｍ２）について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を示す。
【図５ａ】折り目を付け、折り畳み、かつ、汚染した試料（塗工量１２．５ｇ／ｍ２）について視覚的結果を示す。
【図５ｂ】折り目付けし折り畳んだ、その試料（塗工量１２．５ｇ／ｍ２）について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を示す。
【図６ａ】折り目を付け、折り畳み、かつ、汚染した試料についての視覚的結果を示す。
【図６ｂ】折り目付けし折り畳んだ、その試料について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を示す。
【図７ａ】折り目を付け、折り畳み、かつ、汚染した試料について、その視覚的結果を示す。
【図７ｂ】折り目付けし折り畳んだ、その試料について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を示す。
【図８ａ】折り目を付け、折り畳み、かつ、汚染した試料について視覚的結果を示す。
【図８ｂ】折り目付けし折り畳んだ、その試料について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本文脈において、コーティング層及びコーティング組成物中の各種成分について示す質量％の値の全ては、コーティング層又はコーティング組成物の総乾燥固形分から計算する。
【００１７】
本発明に係るコーティング構造体は、少なくとも１層のプレコート層、及びトップコート層を備えている。プレコート層は、リグノセルロース繊維を含むシート状基材の表面に塗布する。幾つかの実施形態では、プレコート層を塗布する前に、シート状構造体の表面には、例えば疎水性表面サイズで表面サイズを行うことができるが、好ましいのは、プレコート層を、処理層が事前に存在しないシート状基材の表面に直接塗布することである。なお、基材は内添サイズを含むものであってもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、コーティング構造体は、２層以上のプレコート層と、最も外側のプレコート層の上に塗布した１層のトップコート層とを含むことができる。個々のプレコート層は互いに異なっていても、又は、互いに同一であってもよい。複数のプレコート層を使用することで、コーティング構造体のバリア特性を調整することが可能となる。種々のプレコート層を使用することにより当該調整を行うことができ、及び／又は、より軽量化した個々のプレコート層を使用することが可能となる。
【００１９】
一実施形態によれば、コーティング構造体は、１層又は複数のプレコート層と、少なくとも１層のトップコート層、好ましくは１層のトップコート層からなり、それにより、プレコート層又は最も外側のプレコート層とトップコート層とが相互に直接接触する。これは、プレコート層とトップコート層との間には他の層が全く存在しないことを意味する。最も外側のプレコート層とは、コーティング構造体が複数のプレコート層を含む場合には、基材から最も遠いプレコート層を指す。
【００２０】
プレコート層は、安定剤の存在下で重合した、かつ、ガラス転移温度Ｔｇが２０℃以下（≦）、好ましくは１０℃以下（≦）の第１のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を少なくとも７０質量％含む。本発明の一実施形態によれば、プレコート層は、第１のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を７０〜９９質量％、好ましくは７０〜９５質量％、より好ましくは７３〜９０質量％含むことができる。トップコート層は、安定剤の存在下で重合した、かつ、ガラス転移温度Ｔｇが２０℃以下（≦）、好ましくは１０℃以下（≦）の第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を少なくとも５０質量％含む。本発明の一実施形態によれば、トップコート層は、第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体を５０〜９９質量％、好ましくは６０〜９５質量％、より好ましくは６３〜８５質量％含むことができる。
【００２１】
第１及び／又は第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体は、安定剤の存在下で、少なくともモノマー（ａ）、モノマー（ｂ）及び任意のモノマー（ｃ）のフリーラジカル乳化共重合によって得ることができる。モノマー（ａ）は、少なくとも１種の、任意に置換されたスチレンであり、モノマー（ｂ）は、少なくとも１種のＣ１〜Ｃ４−アルキル（メタ）アクリレートである。
【００２２】
好ましい一実施形態によれば、第１及び／又は第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体のモノマー（ａ）は、スチレン、置換スチレン、例えば、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルトルエン、クロロメチルスチレン、及びそれらの何れかの混合物を含む群から選択される。モノマー（ａ）の量は、モノマー（ａ）、（ｂ）、及び任意で（ｃ）の総乾燥固形分から計算して、０．１〜７５質量％、好ましくは５〜６０質量％、より好ましくは１０〜５５質量％である。
【００２３】
第１及び／又は第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体の適切なモノマー（ｂ）は、Ｃ１〜Ｃ４−アルキルアクリレート；Ｃ１〜Ｃ４−アルキルメタクリレート；又はそれらの混合物、例えばｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル又は２−ブチルアクリレート、及び対応するブチルメタクリレート；メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート又はプロピルメタクリレートからなる群から選択することができる。本発明の好適な一実施形態によれば、モノマー（ｂ）はブチル（メタ）アクリレートから選択される。当該モノマーは、例えば、少なくとも２つの異性体ブチルアクリレートの混合物を含むことができる。より好ましくは、モノマー成分（ｂ）は、ｎ−ブチルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、又はｎ−ブチルアクリレートとｔｅｒｔ−ブチルアクリレートとの混合物である。モノマー（ｂ）の量は、モノマー（ａ）、（ｂ）及び任意の（ｃ）の総乾燥固形分から計算して、２５〜９９．９質量％、好ましくは３０〜９５質量％、より好ましくは３５〜９０質量％であることができる。
【００２４】
一実施形態によれば、第１及び／又は第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体は、１種のモノマー（ｃ）にも、少なくとも由来する。このモノマー（ｃ）は、エチレン性不飽和で、かつ、モノマー（ａ）及び（ｂ）とは異なる。第１及び／又は第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体は、カルボキシル化共重合体であることが好ましく、上記のモノマー（ａ）及び（ｂ）を、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸又はスチレンスルホン酸などのカルボン酸から選択されるモノマー（ｃ）と重合させることにより得たものであることが好ましい。アクリル酸及びスチレンスルホン酸が好適である。任意のモノマー（ｃ）の量は、モノマー（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の総乾燥固形分から計算して、０．１〜１５質量％、好ましくは０．１〜１０質量％、より好ましくは１〜５質量％であることができる。第１及び／又は第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体の両方がカルボキシル化共重合体であることがより好ましく、また、このカルボキシル化共重合体は１〜５質量％のカルボン酸を含むモノマー混合物を重合することにより得ることが好ましい。
【００２５】
本発明の一実施形態によれば、第１及び第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体は、安定剤の存在下で重合されたものである。安定剤は、分解デンプン及びポリビニルアルコールを含む群から選択され、好ましくは平均分子量Ｍｎが５００〜１００００の分解デンプンである。分解デンプンは、デンプンを酸化的、熱的、酸性、加水分解的又は酵素的分解にさらすことにより得られる。現在のところ、酸化的分解が好適である。酸化剤としては、次亜塩素酸塩、ペルオキソ二硫酸塩、過酸化水素又はそれらの混合物を使用することができる。本発明で使用される分解デンプンは、ジャガイモ、米、トウモロコシ、ワキシーコーン、小麦、大麦又はタピオカデンプンなどの天然デンプンを分解したものの適切なものであればよい。アミロペクチン含有量が８０％を超える（＞）、好ましくは９５％を超える（＞）デンプンが有利である。
【００２６】
第１及び第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体の重合は、安定剤水溶液に、上記で定義したモノマーを個別に又は混合物として加え、また、重合を開始するのに適したフリーラジカル開始剤を添加することにより実施することができる。重合プロセスは、典型的には、酸素の非存在下で、好ましくは不活性ガス雰囲気中、例えば窒素下で行われる。本発明の一実施形態によれば、反応混合物中のモノマーの総量は、反応混合物の総乾燥固形分から計算して、１０〜９２質量％、好ましくは２０〜９０質量％、より好ましくは３５〜８８質量％である。ここで、各モノマーの量とは、重合プロセス中に反応混合物に添加されるモノマー（ａ）、（ｂ）及び任意の（ｃ）の総量（合計量）を指す。
【００２７】
本発明の好ましい一実施形態によれば、プレコート層に使用される第１のスチレン（メタ）アクリレート共重合体とトップコート層に使用される第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体は互いに同一である。
【００２８】
第１及び／又は第２のスチレン（メタ）アクリレート共重合体は、−４０〜＋２０℃、好ましくは−２０〜＋１０℃、より好ましくは−１０〜＋１０℃の範囲のガラス転移温度を有することができる。このガラス転移温度範囲が、要求されるバリア特性を示す共重合体を、しかも、基材に折り目を付けるとき、又は、基材を折り畳んでパッケージにするときでも亀裂に耐えるのに十分柔らかい共重合体を実現する。
【００２９】
プレコート層は、無機板状鉱物粒子を含むことが好ましい。本文脈において、板状鉱物は、好ましくは、その粒子が１０を超える（＞）形状因子を有する無機鉱物として理解される。無機板状鉱物粒子の典型的な具体例としては、カオリン、タルク、及びそれらの混合物がある。プレコート層とトップコート層中の板状鉱物粒子は同じでも異なっていてもよいが、プレコート層とトップコート層中の板状鉱物粒子は同じであることが好ましい。板状の鉱物粒子は、コーティング構造体のバリア特性を改善することから、好適である。典型的には、プレコート層は、無機板状鉱物粒子を３０質量％以下（≦）含む。一実施形態によれば、プレコート層は、無機板状鉱物粒子を０．１〜３０質量％、好ましくは５〜２５質量％、より好ましくは１０〜２０質量％含むことができる。無機鉱物粒子の量としては、優れたバリア特性だけでなく、コスト削減をも実現することから、可能な限り多いことが好ましい。
【００３０】
トップコート層は、例えば、板状鉱物粒子、多孔質シリカ粒子、カオリン粒子、重質炭酸カルシウム粒子、軽質炭酸カルシウム粒子、又はこれらの混合物などの、無機鉱物粒子を含む。トップコート層は、トップコート層のブロッキング防止特性（粘着防止特性：anti-blocking properties）を強化する無機鉱物粒子を含むことが好ましい。トップコート層中の無機鉱物粒子は、上記の板状鉱物粒子から、又は多孔質シリカ又はカオリン粒子から選択することが好ましい。典型的には、トップコート層は、無機鉱物粒子を３０質量％以下（≦）、好ましくは≦２０質量％以下（≦）含む。また、トップコート層は、無機鉱物粒子、好ましくは無機板状鉱物粒子を０．１〜３０質量％、好ましくは５〜２５質量％、より好ましくは５〜２０質量％含むことができる。
【００３１】
プレコート層とトップコート層中の無機鉱物粒子は同じでも異なっていてもよい。
【００３２】
プレコート層は少なくとも１種の第１の増粘剤を含み、トップコート層は少なくとも１種の第２の増粘剤を含む。第１及び／又は第２の増粘剤は、アルカリ可溶性／膨潤性エマルジョン（ＡＳＥ）増粘剤及び疎水的修飾アルカリ可溶性エマルジョン（ＨＡＳＥ）増粘剤などの合成ｐＨ−トリガー型増粘剤、ポリビニルアルコール、エチル化ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、キサンタンガム、グアーガム、又はアラビアゴムを含む群から選択することができる。増粘剤は、特に高速塗布での、コーティングカラーの操業性（runnability）を改善する。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、第１増粘剤及び第２の増粘剤は互いに異なっていてもよく、この場合、第１の増粘剤は、合成増粘剤から、好ましくは合成ｐＨ−トリガー型増粘剤から選択されることが好ましく、また、第２の増粘剤はカルボキシメチルセルロースであることが好ましい。
【００３４】
プレコート層中の第１の増粘剤（複数の場合を含む）の量は、典型的には０．０１〜２質量％である。この量には、第１の増粘剤が数種ある場合、全ての増粘剤が含まれる。好ましい一実施形態によれば、プレコート層は、少なくとも１種の第１の増粘剤を０．１〜２質量％、好ましくは０．１〜１．５質量％、より好ましくは０．２〜１質量％含む。
【００３５】
トップコート層中の第２の増粘剤（複数の場合を含む）の量は、典型的には０．０１〜５質量％である。この量には、第１の増粘剤が数種ある場合、全ての増粘剤が含まれる。好ましい一実施形態によれば、トップコート層は、少なくとも１種の第２の増粘剤を０．１〜５質量％、好ましくは０．１〜３質量％、より好ましくは０．１〜２質量％含む。
【００３６】
トップコート層は、ブロッキング防止剤を０．５〜３０質量％、好ましくは１〜３０質量％、より好ましくは１〜２０質量％又は２〜２０質量％、さらにより好ましくは１〜１５質量％又は５〜１５質量％含むことができる。一実施形態によれば、トップコート層中のブロッキング防止剤は、アニオン性Ｃ１６〜Ｃ１８アルケニルケテン二量体、パラフィンワックス、カラナウバワックス、ステアリン酸カルシウム、ポリグリセリド又は高密度ポリエチレンから選択することができる。
【００３７】
トップコート層は、ブロッキング防止剤としてＣ１６〜Ｃ１８アルケニルケテン二量体を０．５〜３０質量％含むことが好ましい。トップコート層中のアニオン性Ｃ１６〜Ｃ１８アルケニルケテン二量体の量は、１〜３０質量％、好ましくは２〜２０質量％、より好ましくは５〜１５質量％であってよい。
【００３８】
プレコート層及び／又はトップコート層は、−ＯＨ又は−ＣＯＯＨ基と反応する架橋剤を含むことができる。適切な架橋剤の具体例としては、とりわけ、クエン酸、炭酸ジルコニウム、グリオキサール、尿素ホルムアルデヒド及びメラミンホルムアルデヒドがある。架橋剤は、例えば水との反応に利用できる末端基の数を減らすことにより、コーティング層の水に対する感受性を低下させる。また、架橋剤は、コーティング構造体の再パルプ化特性を改善することができる。
【００３９】
本発明の一実施形態によれば、コーティング構造体はポリエチレンフィルムを含むことができる。ポリエチレンフィルムはトップコート層上に適用される。ポリエチレンフィルムは、特に、コーティング構造体を液体包装用の基材の上に塗布する場合、バリア特性を改善するものである。
【００４０】
本発明の別の実施形態によれば、コーティング構造体は、積層高分子フィルムの層を含まない。これにより、コーティング構造体の再パルプ化性が向上する。
【００４１】
コーティング構造体は、プレコート層（複数の場合を含む）とトップコート層との組合せを変えることで、様々なコーティングの製造を可能とする。プレコート層及びトップコート層の塗工量は、所望の最終用途に応じて自由に選択することができる。本発明の一実施形態によれば、プレコート層（複数の場合を含む）は２〜３０ｇ／ｍ２、好ましくは３〜２０ｇ／ｍ２、より好ましくは５〜１５ｇ／ｍ２の塗工量を有し、また、トップコート層は０．５〜２０ｇ／ｍ２、好ましくは０．５〜１５ｇ／ｍ２、より好ましくは０．５〜１０ｇ／ｍ２の塗工量を有することができる。コーティング構造体が複数のプレコート層を含む場合には、所与の塗工量は、全てのプレコート層の合計塗工量を示す。
【００４２】
コーティング構造体をコートする基材は、リグノセルロース繊維を含む基材であることが好ましい。リグノセルロース繊維は、化学的、機械的、化学機械的パルプ化プロセスを含め、従来のパルプ化プロセスによって得られたものであってもよい。また、リグノセルロース繊維はリサイクル繊維であってもよい。基材は、平行な、第１及び第２の大表面を有し、通常、エンドレスの繊維ウェブの形態にある。基材の坪量は２５〜８００ｇ／ｍ２、好ましくは３０〜７００ｇ／ｍ２、より好ましくは４０〜５００ｇ／ｍ２であることができる。
【００４３】
コーティング構造体は、ロッドコーティング、ブレードコーティング、スプレーコーティング又はカーテンコーティングなどの任意の従来の塗工技術を使用することにより、基材の少なくとも１つの大表面の上に塗布される。
【００４４】
好ましい一実施形態によれば、得られたコート（coated）製品は、少なくとも８、好ましくは少なくとも１０、より好ましくは少なくとも１２のＴＡＰＰＩ  ５５９  ＫＩＴ（キット）試験値を有する。ＫＩＴ（キット）試験値は、コーティングの油及びグリースに対する撥水性を評価するもので、その測定は標準ＴＡＰＰＩメソッドＴ−５５９ｐｍ−９６に従って実施する。
【００４５】
好ましい一実施形態によれば、得られたコート製品は１００ｇ／ｍ２／ｄ（日）未満（＜）の鉱油バリアＨＶＴＲ値を有する。使用したヘキサン蒸気透過率（Hexane Vapour Transmission Rate）（ＨＶＴＲ）値は、ＢＡＳＦ社が開発した試験方法を使用して得たものである。試験では、バリア試料で蓋をした測定用カップにヘキサンを入れ、既知の領域を通って出ていくヘキサンの蒸発を測定する。この試験方法は、通常、当業者に知られている。
【００４６】
好ましい一実施形態によれば、得られたコート製品の、２３℃及び５０％相対湿度での、水蒸気バリアＷＶＴＲ値は、１００ｇ／ｍ２／ｄ未満（＜）である。ＷＶＴＲ値は、ＡＳＴＭ  Ｆ−１２４９、ＩＳＯ１５１０５−２、ＩＳＯ１５１０６−３、ＤＩＮ５３１２２−２の標準的な方法を使用して測定することができる。
【００４７】
本製品は、食品事業用パッケージの作製又は液体包装に使用することができる。
【実施例】
【００４８】
実験例
参考試料１
リール間（reel-to-reel）コーティングを、セミパイロットコーターを使用して行った。１３０ｇ／ｍ２のライナーボードを基材として使用した。塗工速度を１０ｍ／ｍｉｎとし、コーティングには２０μｍのロッド（rod）を使用した。使用したコーティングカラーは、Ｔｇ＝２０℃のスチレンアクリレートバインダー５０％及びタルク顔料（Ｆｉｎｎｔａｌｃ  Ｃ１５、以下に挙げる全ての例で使用）５０％を含有するものであった。試料基材にそのコーティングカラーを二重コート（double coat）した。塗工量はオーブン内で決定した。
【００４９】
次のバリア特性について試験を行った。採用した標準的な方法を括弧内に示した。
−  酸素、ＯＴＲ（ＡＳＴＭ  Ｄ３９８５、２３℃５０％ＲＨ；２３℃８０％ＲＨ）、
−  水蒸気、ＷＶＴＲ（ＡＳＴＭ  Ｅ−９６、Ｄ３９８５及びＦ１９２７、２３℃５０％ＲＨ）、
−  水、コッブ（Ｃｏｂｂ）３００秒（ｓ）（ＩＳＯ５３５、ＥＮ２０５３５及びＴＡＰＰＩ  Ｔ  ４４１）、
−  グリース及び油 
・  ＫＩＴ（キット）試験（ＴＡＰＰＩ方法Ｔ−５５９  ｐｍ−９６）
・  オリーブ油４０℃（ＩＳＯ１６２３５−２及びＴＡＰＰＩ  ５０７  ｃｍ−９９）、５バール(bar)１７０時間（h）
【００５０】
得られた結果を表２に示す。折り目を付け、かつ、汚染した（stained）試料について視覚的結果を図１に示す。
【００５１】
参考試料２
リール間コーティングを、セミパイロットコーターを使用して行った。１３０ｇ／ｍ２のライナーボードを基材として使用した。塗工速度を１０ｍ／ｍｉｎとし、コーティングには１４μｍのロッドを使用した。試料基材に、プレコート層及びトップコート層を塗工した。使用したプレコート及びトップコート用のコーティングカラーの組成を表１に示す。使用したコーティングカラーは、Ｔｇ＝１０℃のスチレンアクリレートバインダーを含有するものであった。
【００５２】
【表１】
2020523495.tif 000002
【００５３】
得られた結果を表２に示す。折り目を付け、かつ、汚染した試料について視覚的結果を図２に示す。
【００５４】
【表２】
2020523495.tif 000003
【００５５】
コーティング例３
基材として２６５ｇ／ｍ２の折り畳み箱用板紙を使用した。まだコートされていない基材に、ＲＫ  Ｋコントロールコーターロッドコーティング装置を使用して、１層又は２層のバリアプレコートを塗布した。二重コートする試料の場合、ワイヤ直径２４μｍの塗工ロッド（３）を使用してプレコートを塗布した。三重コート（triple-coated）する試料の場合、最初のプレコート層はワイヤ直径２４μｍの塗工ロッド（３）を使用して、２番目のプレコート層はワイヤ直径０．０５μｍの円滑ロッド（０）を使用して適用した。トップコートは０．０５μｍのワイヤ直径の円滑ロッド（０）を使用して塗布し、湿潤膜の厚さを４ミクロンとした。塗工速度を５に設定し、ＩＲ乾燥機を使用して６０秒間乾燥を実施した。使用したコーティングカラーの組成を表３に示す。使用したコーティングカラーは、Ｔｇ＝５℃のスチレンアクリレートバインダーを含有するものであった。
【００５６】
【表３】
2020523495.tif 000004
【００５７】
プレコート用コーティングカラーのｐＨは、ＮａＯＨを使用して８．５に調整した。
【００５８】
コートした試料に対して簡単なコンバーティング加工試験を行った。その試験は、折り目付け及び穿孔装置Ｃｙｋｌｏｓ  ＣＰＭ  ４５０を使用する、試料に折り目を付ける過程、及びＣｏｂｂ−ローラーを使用して折り畳み、折り目を一定の圧力でプレスする過程を包含するものであった。折り目付けと折り畳みは、機械方向と横方向の両方で実施した。折り畳んだ試料に対して、エタノールに溶解したメチルレッドを使用して汚染試験を行った。Ｓｙｓｔｅｃｈ社製の浸透分析装置Ｍ７００２機器を使用して、水蒸気バリア特性を測定した。また、ゆで（boiled）鶏脂を使用してグリースバリア特性について試験した。コートし折り畳んだＦＢＢ試料のバリアコーティングを施した面に脂肪を配置し、６０℃のオーブンに６０分間入れ、写真撮影してグリース浸透について評価を行った。
【００５９】
ロッド３を使用してプレコート層を、及び、ロッド０を使用してトップコート層を二重コートした、折り目付けし、折り畳み、汚染した試料（塗工量１３．８ｇ／ｍ２）に関し、その視覚的結果を図３ａに示す。また、折り目付けし折り畳んだ、同様の試料（塗工量１３．８ｇ／ｍ２）について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を図３ｂに示す。塗工量１２．６の同様の試料について得られた測定結果を表４に示す。
【００６０】
ロッド３及びロッド０を使用して２層のプレコート層を、また、ロッド０を使用してトップコート層をコートすることで三重コートを施した試料（塗工量１５．９ｇ／ｍ２）であって、折り目付けし、折り畳み、汚染したものの視覚的結果を図３ｃに示す。また、折り目付けし折り畳んだ、同様の試料（塗工量１５．９ｇ／ｍ２）について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を図３ｄに示す。
【００６１】
【表４】
2020523495.tif 000005
【００６２】
コーティング例４
基材として２６５ｇ／ｍ２の折り畳み箱用板紙を使用した。まだコートされていない基材に、ＲＫ  Ｋコントロールコーターロッドコーティング装置及びワイヤ直径２４μｍの塗工ロッド（３）を使用して、バリア性プレコートを塗布した。また、トップコートを０．０５μｍのワイヤ直径の円滑ロッド（０）を使用して塗布し、湿潤膜の厚さを４ミクロンとした。塗工速度を５に設定し、ＩＲ乾燥機を使用して６０秒間乾燥を実施した。使用したコーティングカラーの組成を表５に示す。使用したコーティングカラーは、Ｔｇ＝５℃のスチレンアクリレートバインダーを含有するものであった。
【００６３】
【表５】
2020523495.tif 000006
【００６４】
プレコート用コーティングカラーのｐＨは、ＮａＯＨを使用して８．５に調整した。
【００６５】
各試料について、コーティング例３について説明したのと同じ方法で簡単なコンバーティング加工試験を行った。 
【００６６】
折り目を付け、折り畳み、かつ、汚染した試料（塗工量１３．８ｇ／ｍ２）について視覚的結果を図４ａに示す。また、折り目付けし折り畳んだ、その試料（塗工量１３．８ｇ／ｍ２）について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を図４ｂに示す。塗工量１１．１ｇ／ｍ２の同様の試料について得られた測定結果を表６に示す。
【００６７】
【表６】
2020523495.tif 000007
【００６８】
コーティング例５ 
基材として２６５ｇ／ｍ２の折り畳み箱用板紙を使用した。まだコートされていない基材に、ＲＫ  Ｋコントロールコーターロッドコーティング装置及びワイヤ直径２４μｍの塗工ロッド（３）を使用して、バリアプレコートを塗布した。また、トップコートを０．０５μｍのワイヤ直径の円滑ロッド（０）を使用して塗布し、湿潤膜の厚さを４ミクロンとした。塗工速度を５に設定し、ＩＲ乾燥機を使用して６０秒間乾燥を実施した。使用したコーティングカラーの組成を表７に示す。使用したコーティングカラーは、Ｔｇ＝５℃のスチレンアクリレートバインダーを含有するものであった。
【００６９】
【表７】
2020523495.tif 000008
【００７０】
プレコート用コーティングカラーのｐＨは、ＮａＯＨを使用して８．５に調整した。
【００７１】
各試料について、コーティング例３について説明したのと同じ方法で簡単なコンバーティング加工試験を行った。
【００７２】
折り目を付け、折り畳み、かつ、汚染した試料（塗工量１２．５ｇ／ｍ２）について視覚的結果を図５ａに示す。また、折り目付けし折り畳んだ、その試料（塗工量１２．５ｇ／ｍ２）について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を図５ｂに示す。塗工量１０．６ｇ／ｍ２の同様の試料について得られた測定結果を表８に示す。
【００７３】
【表８】
2020523495.tif 000009
【００７４】
コーティング例６
基材として２６５ｇ／ｍ２の折り畳み箱用板紙を使用した。まだコートされていない基材に、ＲＫ  Ｋコントロールコーターロッドコーティング装置及びワイヤ直径２４μｍの塗工ロッド（３）を使用して、バリアプレコートを塗布した。また、トップコートを０．０５μｍのワイヤ直径の円滑ロッド（０）を使用して塗布し、湿潤膜の厚さを４ミクロンとした。塗工速度を５に設定し、ＩＲ乾燥機を使用して６０秒間乾燥を実施した。使用したコーティングカラーの組成を表９に示す。使用したコーティングカラーは、Ｔｇ＝５℃のスチレンアクリレートバインダーを含有するものであった。
【００７５】
【表９】
2020523495.tif 000010
【００７６】
各試料について、コーティング例３について説明したのと同じ方法で簡単なコンバーティング加工試験を行った。 
【００７７】
折り目を付け、折り畳み、かつ、汚染した試料についての視覚的結果を図６ａに示す。また、折り目付けし折り畳んだ、その試料について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を図６ｂに示す。同様の試料について得られた測定結果を表１０に示す。
【００７８】
【表１０】
2020523495.tif 000011
【００７９】
コーティング例７
基材として２３５ｇ／ｍ２の折り畳み箱用板紙を使用した。まだコートされていない基材に、ＲＫ  Ｋコントロールコーターロッドコーティング装置及びワイヤ直径２４μｍの塗工ロッド（３）を使用して、バリアプレコートを塗布した。また、トップコートを０．０５μｍのワイヤ直径の円滑ロッド（０）を使用して塗布し、湿潤膜の厚さを４ミクロンとした。塗工速度を５に設定し、ＩＲ乾燥機を使用して６０秒間乾燥を実施した。使用したコーティングカラーの組成を表１１に示す。使用したコーティングカラーは、Ｔｇ＝１０℃のカルボキシル化スチレンアクリレートバインダーを含有するものであった。
【００８０】
【表１１】
2020523495.tif 000012
【００８１】
各試料について、コーティング例３について説明したのと同じ方法で簡単なコンバーティング加工試験を行った。
【００８２】
折り目を付け、折り畳み、かつ、汚染した試料について、その視覚的結果を図７ａに示す。また、折り目付けし折り畳んだ、その試料について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を図７ｂに示す。同じ試料について得られた測定結果を表１２に示す。
【００８３】
【表１２】
2020523495.tif 000013
【００８４】
コーティング例８
基材として２６５ｇ／ｍ２の折り畳み箱用板紙を使用した。まだコートされていない基材に、ＲＫ  Ｋコントロールコーターロッドコーティング装置及びワイヤ直径２４μｍの塗工ロッド（３）を使用して、バリアプレコートを塗布した。また、トップコートを０．０５μｍのワイヤ直径の円滑ロッド（０）を使用して塗布し、湿潤膜の厚さを４ミクロンとした。塗工速度を５に設定し、ＩＲ乾燥機を使用して６０秒間乾燥を実施した。使用した各コーティングカラーの組成を表１３に示す。使用したコーティングカラーは、Ｔｇ＝５℃のスチレンアクリレートバインダーを含有するものであった。
【００８５】
【表１３】
2020523495.tif 000014
【００８６】
各試料について、コーティング例３について説明したのと同じ方法で簡単なコンバーティング加工試験を行った。 
【００８７】
同じ試料について得られた測定結果を表１４に示す。
【００８８】
【表１４】
2020523495.tif 000015
【００８９】
コーティング例９
基材として２６５ｇ／ｍ２の折り畳み箱用板紙を使用した。まだコートされていない基材に、ＲＫ  Ｋコントロールコーターロッドコーティング装置及びワイヤ直径２４μｍの塗工ロッド（３）を使用して、バリアプレコートを塗布した。また、トップコートを０．０５μｍのワイヤ直径の円滑ロッド（０）を使用して塗布し、湿潤膜の厚さを４ミクロンとした。塗工速度を５に設定し、ＩＲ乾燥機を使用して６０秒間乾燥を実施した。使用した各コーティングカラーの組成を表１５に示す。使用したコーティングカラーは、Ｔｇ＝５℃のスチレンアクリレートバインダーを含有するものであった。
【００９０】
【表１５】
2020523495.tif 000016
【００９１】
各試料について、コーティング例３について説明したのと同じ方法で簡単なコンバーティング加工試験を行った。
【００９２】
折り目を付け、折り畳み、かつ、汚染した試料について視覚的結果を図８ａに示す。また、折り目付けし折り畳んだ、その試料について、鶏脂グリースバリア試験の視覚的結果を図８ｂに示す。同様の試料について得られた測定結果を表１６に示す。
【００９３】
【表１６】
2020523495.tif 000017
【００９４】
繊維ベースのパッケージング用のバリアコーティングを開発するには、平坦な表面としてのコーティングの特性を見るだけでは十分ではない。バリアコーティングを施した製品は、コンバーティング加工プロセスを経るので、折り目付け及び折り畳み過程中にそのコーティングが損傷を受けず完全なままであるようにすることが重要である。上記の例によれば、良好なバリア特性を持つ参考試料であっても、バリアコーティングが折り目（fold）で割れ、平坦な試料として持っていたバリア特性を失うため、商業的に使用することができないことを示している。コーティング例３〜９は、本発明に係る様々なコーティング配合物が良好なバリア性と良好なコンバーティング加工特性の組合せを実現することができることを示している。製品は二重又は多層コートすることができる。開示したコーティング構造体は、特別に改善されたグリース及び水蒸気バリア特性を実現するものである。
【００９５】
本発明について、現時点で最も実用的で好適な実施形態であると思われるものについて説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではないと解釈すべきであり、また、本発明は、添付した特許請求の範囲に記載した範囲内で各種の変形例及び均等な技術解決手段を包含することを意図している。
【図１】
2020523495.tif 000018
【図２】
2020523495.tif 000019
【図３ａ】
2020523495.tif 000020
【図３ｂ】
2020523495.tif 000021
【図３ｃ】
2020523495.tif 000022
【図３ｄ】
2020523495.tif 000023
【図４ａ】
2020523495.tif 000024
【図４ｂ】
2020523495.tif 000025
【図５ａ】
2020523495.tif 000026
【図５ｂ】
2020523495.tif 000027
【図６ａ】
2020523495.tif 000028
【図６ｂ】
2020523495.tif 000029
【図７ａ】
2020523495.tif 000030
【図７ｂ】
2020523495.tif 000031
【図８ａ】
2020523495.tif 000032
【図８ｂ】
2020523495.tif 000033
【国際調査報告】
2020523495.tif 000034
2020523495.tif 000035
2020523495.tif 000036