JPH06116896A - 紙用サイジング剤及びこれを用いてサイジングした紙 - Google Patents

紙用サイジング剤及びこれを用いてサイジングした紙

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JPH06116896A
JPH06116896A JP26362792A JP26362792A JPH06116896A JP H06116896 A JPH06116896 A JP H06116896A JP 26362792 A JP26362792 A JP 26362792A JP 26362792 A JP26362792 A JP 26362792A JP H06116896 A JPH06116896 A JP H06116896A
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sizing
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JP26362792A
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Yoshifumi Nosaka
佳史 野坂
Osamu Ishiguro
修 石黒
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Denka Co Ltd
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Denki Kagaku Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイジングした紙の湿潤状態での粘着性が低
く、かつ、サイジング効果の優れた紙用サイジング剤及
びこれを用いてサイジングした紙を提供する。 【構成】 ポリビニルアルコール（Ａ成分）、およびオ
キシエチレン単位２０〜４０重量％とオキシプロピレン
単位６０〜８０重量％のランダム共重合体を主鎖とし、
その両末端の一方が水酸基であり、他方の末端が炭素数
１〜１０のアルコキシル基或いは水酸基である平均分子
量６００〜１２００の化合物（Ｂ成分）を含有し、Ａ成
分とＢ成分の含有割合がＡ成分１００重量部に対してＢ
成分１〜２０重量部である紙用サイジング剤、及びこれ
を用いてサイジングした紙である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は紙、板紙など（以下、こ
れらを総称して紙とする）のサイジングに用いる紙用サ
イジング剤及びこれを用いてサイジングした紙に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、紙の各種強度、印刷適性、印刷物
の外観などを向上させるため種々のサイジング剤が使用
されていた。これらのサイジング剤の中でもポリビニル
アルコール、澱粉類或いはこれらの両者を併用するもの
が代表的である。
【０００３】しかしながら、澱粉を用いてサイジングし
た紙は印刷する場合、紙粉が発生しやすく、この紙粉が
印刷物の外観を低下させたり、印刷機のロール間に紙粉
が集積して断紙などのトラブルを招く欠点がある。ま
た、澱粉を用いてサイジングした紙は強度が不十分で印
刷面に紙むけ、ふくれなどの欠点を発生しやすく、この
傾向は印刷速度が速い程著しい。
【０００４】一方、ポリビニルアルコールを用いてサイ
ジングした紙は高速印刷においても紙粉の発生や印刷面
の損傷による外観の低下が少なく優れた性能を有する
が、水で湿潤された状態では粘着性を示すという欠点が
ある。この欠点は例えば、ポリビニルアルコールを用い
てサイジングした紙をオフセット印刷するとき、湿し水
に紙が接触して湿潤状態になった場合に粘着性を生じ、
紙同士の粘着、印刷機のロールへの付着などの印刷トラ
ブルの原因となる。これらのトラブルが印刷時に発生す
れば工程を停止しなければならず、大幅な生産低下、原
材料のロスを伴い、更には機器を損傷することもある。
【０００５】特開昭４９−４１６１１号公報には、ポリ
ビニルアルコールに非イオン界面活性剤を配合し、更に
第３成分として尿素、尿素誘導体、チオ尿素、チオ尿素
誘導体、グアニジン誘導体などの成分を配合したサイジ
ング剤が開示されている。しかしながら、このサイジン
グ剤は尿素のような第３成分を必須とし、かつサイジン
グした紙の湿潤状態における粘着性を低減する効果が不
十分である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、近年大量高
速印刷されることの多い新聞用原紙などの中低質紙の軽
量化、多色印刷化などに対応して中低質紙に対しサイジ
ングが行われるようになり、かつ、これらのサイジング
した紙に対する印刷方式としてオフセット印刷方式が採
用されるようになった。そこで、サイジングした紙の湿
潤状態での粘着性が低く、かつ、サイジング効果の優れ
た紙用サイジング剤が求められていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
することを目的とし、その要旨は、ポリビニルアルコー
ル（Ａ成分）及び下記 (１) 〜 (４) の要件を備えた化
合物（Ｂ成分）を含有し、Ａ成分とＢ成分の含有割合が
Ａ成分１００重量部に対してＢ成分１〜２０重量部であ
る紙用サイジング剤、 (１) エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの
ランダム共重合体を主鎖（但し、ランダム共重合体自身
がＢ成分である場合を含む）とすること。 (２) 主鎖におけるオキシエチレン単位の割合が２０
〜４０重量％、オキシプロピレン単位の割合が６０〜８
０重量％であること。 (３) 両末端のうち、一方の末端が水酸基であり、他
方の末端が炭素数１〜１０のアルコキシル基又は水酸基
であること。 (４) 平均分子量６００〜１２００であること。 及びこのサイジング剤を用いてサイジングした紙であ
る。
【０００８】本発明のサイジング剤に用いられるＡ成
分、すなわち、ポリビニルアルコール（以下ＰＶＡとい
う）に関しては特に制限はなく、脂肪酸ビニルエステル
の１種又は２種以上を重合して得られる重合体または共
重合体：１種又は２種以上の脂肪酸ビニルエステルと、
脂肪酸ビニルエステルと共重合可能な他の１種または２
種以上の単量体との共重合体などを完全に又は部分的に
鹸化して得られるＰＶＡ、或いはこれらのＰＶＡを後変
性したＰＶＡなどが挙げられる。
【０００９】上記ＰＶＡの中でも脂肪酸ビニルエステル
の重合体又は共重合体を鹸化して得られるＰＶＡが好ま
しく、中でも酢酸ビニル重合体を完全に又は部分的に鹸
化して得られるＰＶＡが望ましい。上記脂肪酸ビニルエ
ステルとしては、酢酸ビニルが好ましいが、その他に、
例えばプロピオン酸ビニル、蟻酸ビニルなどが挙げられ
る。
【００１０】また、上記脂肪酸ビニルエステルと共重合
可能な他の単量体としては、例えばエチレン、プロピレ
ンなどのオレフィン類：アクリル酸、メタクリル酸、ク
ロトン酸、イソクロトン酸などの重合性モノカルボン酸
類：マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの重合性ジ
カルボン酸類：無水マレイン酸などの重合性ジカルボン
酸無水物：重合性モノカルボン酸類及び重合性ジカルボ
ン酸類のエステル類や塩類：アクリルアミド、メタクリ
ルアミドなどの重合性酸アミド類：アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸
エステル類：メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸ブチルなどのメタクリル酸エステル
類：塩化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニル
類：塩化ビニリデン、弗化ビニリデンなどのハロゲン化
ビニリデン類：アリルグリシジルエーテル、グリシジル
メタクリレートなどのグリシジル基を有する単量体：ア
ルキルビニルエーテル類などが挙げられる。
【００１１】ＰＶＡの平均重合度は５００〜４０００が
好ましく、更に好ましくは１０００〜３０００である。
また、ＰＶＡは水溶性であることが好ましく、その鹸化
度は感湿性が低く且つ紙の強度増強の点より、通常９０
モル％以上、好ましくは９５モル％以上、更に好ましく
は９７．５モル％以上である。本発明においては重合
度、鹸化度或いはＰＶＡの構成単位などが異なる２種以
上のＰＶＡを組合わせて用いることができる。
【００１２】本発明で用いるＢ成分は、オキシエチレン
単位２０〜４０重量％、オキシプロピレン単位６０〜８
０重量％の、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイ
ドのランダム共重合体を主鎖とし、両末端のうち、一方
が水酸基であり、かつ他方が炭素数１〜１０のアルコキ
シル基または水酸基である平均分子量６００〜１２００
の化合物である。
【００１３】上記主鎖のオキシエチレン単位及びオキシ
プロピレン単位の割合が上記範囲以外の場合、アルコキ
シル基の炭素数が１１以上の場合或いは平均分子量が６
００〜１２００の範囲以外の場合は、いずれの場合にお
いても、サイジングして得られる紙の湿潤状態における
粘着性を低下させる効果が充分でない。又、上記Ｂ成分
がエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブロッ
ク共重合体を主鎖とする場合も、ランダム共重合体を主
鎖とする場合に比較して、サイジングして得られる紙の
湿潤状態における粘着性を低下させる効果は小さい。
【００１４】Ｂ成分は、例えば、以下（ｉ）〜（ii）に
記載する前記 (１) 〜 (４) の要件を充足する化合物を
包含する。これらの中でも下記（i ）に記載する型
（Ｘ）の化合物が好ましい。
【００１５】(ｉ) オキシプロピレン単位及びオキシエ
チレン単位から成るランダム共重合体を主鎖とし、両末
端のうち、一方がアルコキシル基で、他方が水酸基であ
る化合物（以下、この化合物の型を（Ｘ）という）。
【００１６】（ｉｉ）オキシエチレン単位及びオキシプ
ロピレン単位よりなるランダム共重合体であって、両末
端が共に水酸基である化合物（以下、この化合物の型を
（Ｙ）という）。
【００１７】本発明においては、Ｂ成分を１種または２
種以上組合わせて使用することができ、使用するＢ成分
の量はＰＶＡ１００重量部に対し１〜２０重量部であ
り、好ましくは２〜１０重量部である。Ｂ成分の使用量
が１重量部未満であるとサイジングした紙の湿潤状態に
おける紙同士、印刷ロールなどへの粘着性を低下させる
効果が少なく、また２０重量部を越えるとＰＶＡのサイ
ジング剤としての効果を損なうので好ましくない。
【００１８】本発明のサイジング剤は、その形状に特に
制限はなく、例えばＢ成分と粉粒状のＰＶＡを混合した
もの、Ｂ成分とＰＶＡ水溶液を混合したもの、あるいは
所望によりこれらに更に他の成分を含有させたものなど
がある。混合に際し、上記Ｂ成分は単独で、あるいは予
め有機溶剤や水に溶解又は分散させて用いることができ
る。
【００１９】本発明のサイジング剤には、本発明に支障
のない範囲で所望により他の成分を含有させ、或いは併
用することができる。他の成分としては、例えばコーン
スターチ、酸化澱粉などの澱粉類、カルボキシメチルセ
ルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース、ヒドロキシア
ルキルセルロースなどの水溶性のセルロース化合物、ス
チレン−ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン−ブ
タジエン−メタクリル酸エステル共重合体ラテックスな
どの合成ゴム系ラテックス類、ＰＶＡの耐水化剤、酸化
チタン、クレー、炭酸カルシウムなどの無機系顔料、微
粉末状熱硬化性樹脂（尿素系樹脂、メラミン系樹脂な
ど）や微粉末状熱可塑性樹脂（塩化ビニリデン系樹脂、
塩化ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体系樹
脂など）などの合成樹脂系顔料及び消泡剤などが挙げら
れる。
【００２０】本発明のサイジング剤と顔料を併用する場
合においては、サイジングして得られる紙の大幅な重量
増を避けるため、サイジングに用いる液の不揮発分濃度
は通常１〜２０重量％程度で、かつ、その液中に含有さ
れるＰＶＡ１００重量部に対する顔料の量は通常４００
重量部未満程度である。
【００２１】本発明のサイジング剤は、水性溶液或いは
水性分散液として紙に塗布或いは含浸させる方法により
紙をサイジングすることができる。サイジング剤の水性
溶液或いは水性分散液を得るには、例えばＰＶＡ (Ａ成
分) とＢ成分の混合物を水に溶解或いは分散させても、
またＰＶＡとＢ成分のうち、一方又は両方を水に溶解或
いは分散させたのち、両成分を混合してもよい。前記の
他の成分やＰＶＡ以外のサイジング剤などを含有させる
には、その物質に適した方法により液状ないし固体状の
本発明のサイジング剤と混合することができる。
【００２２】本発明のサイジングした紙は、本発明のサ
イジング剤を含有する水性溶液或いは水性分散液をサイ
ジング液とし、この液を公知の装置、例えば、ゲートロ
ールコーター、サイズプレス、バーコーターなどを用い
て紙の片面または両面に塗工し、または含浸させ、次い
でこの紙を乾燥させることにより得られる。
【００２３】上記サイジング液に含有される本発明のサ
イジング剤の量は、所望する塗工量（塗工により生じた
紙の乾燥重量の増加）、塗工に使用する装置やその操作
条件などに応じて任意に選択されるが、通常サイジング
液中のサイジング剤と水の合計１００重量部に対して
０.5〜８重量部程度である。
【００２４】また、サイジングした紙における本発明の
サイジング剤の塗工量は、所望する紙の性状などに応じ
て任意に選択することができるが、通常の紙の片面当り
０.0５〜０.5ｇ／ｍ2 程度である。
【００２５】
【発明の効果】本発明の紙用サイジング剤を用いてサイ
ジングした紙は、湿潤状態での粘着性が低く、高速でオ
フセット印刷を行っても円滑に印刷が行え、且つ仕上が
り状態も良好な印刷物が得られるという優れた性能を有
するものである。
【００２６】
【実施例】以下、本発明を実施例、比較例により具体的
に説明する。以下の実施例、比較例で用いたエチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドのランダム共重合体を
主鎖とする化合物の構造、組成などはＮＭＲなどにより
分析した。また、その平均分子量は、ピリジン中で無水
フタル酸を用いて該化合物の水酸基をエステル化したの
ち、水酸化カリウムで滴定してヒドロキシル価を求め、
これを用いて算出した。
【００２７】実施例１ ＰＶＡ Ｋ−１７（電気化学社製、平均重合度１７０
０、鹸化度９９モル％）の１．４重量％水溶液に、Ｂ成
分として、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド
のランダム共重合体を主鎖とし、一方の末端が炭素数８
のアルコキシル基、他方の末端が水酸基であり、主鎖中
のオキシエチレン単位が３０重量％、オキプロピレン単
位が７０重量％で、平均分子量が８５０である型（Ｘ）
の化合物を、上記水溶液中のＰＶＡ１００重量部に対し
５重量部になるように添加混合してサイジング液を得
た。
【００２８】このサイジング液を用いて次の（１）の方
法により塗工紙を作製し、この塗紙の評価試験を下記の
（２）の方法で行った。試験結果を表３に記載した。
【００２９】（１）塗工紙の作製試験 サイジング液をコーティングロッドにて新聞用原紙（秤
量４６ｇ／ｍ2 ）にサイジング剤の塗布量が０.4ｇ／ｍ
2 となるように塗工した。これを風乾後アイロンプレス
（７０℃）でワンパス処理後、２０℃、６５％ＲＨで２
４時間調湿し、評価試験用の塗工紙を得た。
【００３０】（２）塗工紙の物性評価試験 〔塗工紙／塗工紙の粘着強さ〕巾３０ｍｍ、長さ１００
ｍｍの１枚の塗工紙を温度２０℃の水に５秒間浸漬し
た。次いでこれを塗工面同士が接触し、且つ長さが５０
ｍｍとなるようにして折り重ね、その外側両面に未塗工
紙を１枚ずつ当て圧力５０kg／cm2 で５秒間プレスして
試料とした。この試料をプレス後直ちに引張試験機（Ｕ
ＴＭ-4-100）を用い、引張速度３０mm／min で引張って
１８０°剥離を行い、塗工面同士を剥離するのに要する
荷重を測定した。この荷重値をもって塗工紙／塗工紙の
粘着強さ（ｇ／３０ｍｍ）とした。
【００３１】〔ゴム板／塗工紙の粘着強さ〕巾１００ｍ
ｍの塗工紙を温度２０℃の水に５秒間浸漬した。次いで
これを塗工面がゴム板（１５０×１５０ｍｍ、ＮＢＲ
製）と接触するように載せ、更に、その塗工紙の非塗工
面上に未塗工紙２枚をのせた上、圧力１０kg／cm2 で５
秒間プレスして試料とした。この試料をプレス後直ちに
引張試験機で引張速度１０００mm／min にて引張って１
８０°剥離を行い、塗工面をゴム板から剥離するのに要
する荷重を測定した。この荷重値をもってゴム板／塗工
紙の粘着強さ（ｇ／１００ｍｍ）とした。
【００３２】〔ＲＩ印刷適性〕ＲＩテスターを用い、イ
ンクＩＰＩ＃６を使用して印圧８mm、湿潤状態で印刷を
行い、下記の４段階で印刷面を目視判定した。 判定基準 ０──変化なし １──かすかに膨れ発生 ２──かすかにピック発生、膨れあり ３──紙破れあり
【００３３】実施例２〜１７、比較例２〜５及び比較例
１１〜１３ 使用するＡ成分又はＢ成分を表１、表２に示すように変
えた以外は実施例１と同様にしてサイジング液を得た。
このサイジング液を用いて実施例１と同様に試験を行
い、その結果を表３、表４に記載した。
【００３４】比較例１ ＰＶＡ Ｋ−１７の１.4重量％水溶液をサイジング液と
した。このサイジング液を用いて実施例１と同様に試験
を行い、その結果を表４に記載した。
【００３５】比較例６ ＰＶＡ Ｋ−１７の１．４重量％水溶液に、Ｂ成分とし
て、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブロ
ック共重合体を主鎖とし、一方の末端が炭素数８のアル
コキシル基、他方の末端が水酸基であり、主鎖中のオキ
シエチレン単位３０重量％、オキシプロピレン単位が７
０重量％である平均分子量が８５０の化合物を、水溶液
中のＰＶＡ１００重量部に対し５重量部になるように添
加混合し、サイジング液を得た。
【００３６】このサイジング液を用いて実施例１と同様
にして塗工紙の作製及びこの塗工紙評価試験を行った。
試験結果を表４に記載した。
【００３７】比較例７ 酸化澱粉（ＭＳ−３８００：日本食品加工社製）の１.4
重量％水溶液をサイジング液とした。このサイジング液
を用いて実施例１と同様に試験を行い、その結果を表４
に記載した。
【００３８】比較例８ ＰＶＡ Ｋ−１７の１.4重量％水溶液に、市販のパラフ
ィンエマルジョンをＰＶＡ／パラフィンエマルジョン
（不揮発分）＝３／１（重量比）になるように配合して
サイジング液とした。このサイジング液を用いて実施例
１と同様に試験を行い、その結果を表４に記載した。
【００３９】比較例９ ＰＶＡ Ｋ−１７の１.4重量％水溶液に非イオン界面活
性剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
および尿素を、ＰＶＡ／ポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル／尿素＝１００／５／１０（重量比）とな
るように配合してサイジング液とした。このサイジング
液を用いて実施例１と同様に試験を行い、その結果を表
４に記載した。
【００４０】比較例１０ 未塗工紙（新聞用原紙、秤量４６ｇ／ｍ2 ）について実
施例１と同様に物性評価試験を行い、その結果を表４に
記載した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】
【表４】
【００４５】実施例１８、１９及び比較例１４〜１７ それぞれ下記（１) に示すサイジング液を用い、かつ下
記（２) に示す方法により塗工紙を作製した。この塗工
紙の物性評価試験を実施例１と同様にして行い、結果を
表５に記載した。なお、比較例１７は未塗工紙（原紙）
であり、またＩＧＴ印刷適性は下記（３) により測定し
た。
【００４６】（１) 使用したサイジング液 実施例１８…………実施例１に同じ 実施例１９…………実施例１６に同じ 比較例１４…………比較例１に同じ 比較例１５…………比較例６に同じ 比較例１６…………比較例７に同じ
【００４７】（２) 塗工紙の作製試験 サイジング液を、テスト用ゲートロールコーターにて幅
４５０mmの新聞紙用原紙（秤量４８ｇ／ｍ2 ）に、塗工
速度１００ｍ／min で、乾燥塗布量が０.2ｇ／ｍ2 とな
るように片面塗工して塗工紙を得た。この塗工紙を２０
℃、６５％ＲＨで２４時間調湿して評価試験用試料とし
た。
【００４８】（３) ＩＧＴ印刷適性評価試験 ＩＧＴ印刷適性試験機を用い、インクＩＰＩ＃８を使用
して、ＴＡＰＰＩ Ｔ−４９９に準じてＩＧＴ強度（cm
／sec)を測定した。
【００４９】
【表５】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリビニルアルコール（Ａ成分）及び下
    記 (１) 〜 (４) の要件を備えた化合物（Ｂ成分）を含
    有し、Ａ成分とＢ成分の含有割合がＡ成分１００重量部
    に対してＢ成分１〜２０重量部である紙用サイジング
    剤。 (１) エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの
    ランダム共重合体を主鎖とすること。 (２) 主鎖におけるオキシエチレン単位の割合が２０
    〜４０重量％、オキシプロピレン単位の割合が６０〜８
    ０重量％であること。 (３) 両末端のうち、一方の末端が水酸基であり、他
    方の末端が炭素数１〜１０のアルコキシル基又は水酸基
    であること。 (４) 平均分子量が６００〜１２００であること。
  2. 【請求項２】 Ｂ成分の両末端のうち、一方の末端が水
    酸基であり、他方の末端が炭素数１〜１０のアルコキシ
    ル基である請求項１記載の紙用サイジング剤。
  3. 【請求項３】 Ａ成分の鹸化度が９７.5モル％以上であ
    る請求項１記載の紙用サイジング剤。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の紙用サイジング剤を用い
    てサイジングした紙。
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