JPH08176994A - 紙塗工液用カルボキシメチルセルロース、及びこれを含有した紙塗工液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 粒径０．２〜１．０ｍｍの範囲にあるカルボ
キシメチルセルロースが顔料１００重量部に対して０．
０５〜３．０重量部配合され、固型分濃度が６７〜７２
重量％といった高固型分濃度に調製されている紙塗工
液。 【効果】 本発明の紙塗工液は、高い固型分濃度を有す
ると同時に、優れた保水性と分散性とを兼ね備え、しか
も、優れた耐水性を有する塗工紙を提供することができ
るものである。また、従来よりもさらに高い固型分濃度
を有していることにより、塗工処理をさらに高速化させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙塗工液用カルボキシ
メチルセルロース、及びこれを含有した紙塗工液に関
し、詳しくは優れた保水性、分散性を有する塗工液を得
ることができるとともに、従来よりもさらに高い固型分
濃度を有する塗工液を得ることができる紙塗工液用カル
ボキシメチルセルロース、及び優れた諸物性（保水性、
分散性等）を有するとともに、従来よりもさらに高い固
型分濃度を有する紙塗工液に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】塗工紙
は、紙の印刷適性の向上および光沢などの光学的特性の
向上を目的として、抄造された紙表面に、カオリンクレ
ー、炭酸カルシウム、サチンホワイト、タルク、酸化チ
タンなどの顔料、それらのバインダーとしての共重合体
ラテックスおよび保水剤、流動性改良剤あるいは補助バ
インダーとしてのスターチ、カゼイン、ポリビニルアル
コール、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性高分
子を主構成成分とする塗工液が塗布されたものである。

【０００３】前記した水溶性高分子のうち、カルボキシ
メチルセルロースは少ない配合量で塗工液に保水性、流
動性を付与し、塗工性を向上させるのに有効な成分であ
る。近年、塗工紙の生産量の伸長に伴い、生産能力を向
上するために、高速塗工化が進んでいる。そして、高速
塗工に伴う乾燥時間の短縮への対応および生産効率を高
める目的で高固型分化が進められている。

【０００４】塗工液を高固型分化する方法として、以下
に述べる種々の方法が採られているが、いずれも満足の
いく方法ではなかった。

【０００５】すなわち、第１の方法として、塗工液の調
製に際し、多量の水で前もって希釈しなければならない
カルボキシメチルセルロース等の水溶性高分子の配合を
減らし、ラテックスを増量することによる改良方法が採
られている。

【０００６】しかし、ラテックスを増量すると、確かに
塗工液の固型分濃度が高くなるが、塗工紙の表面のベタ
ツキ性を増大させるため、バッキングロール汚れやスー
パーカレンダー汚れなどの問題を発生させ好ましくな
い。また、水溶性高分子の配合減により、目標の保水性
が得られない等の問題点がある。

【０００７】第２の方法として、高固型分化しやすい炭
酸カルシウムの配合量を増やす方法が行なわれている。
しかしながら、この場合、増粘により顔料の分散が困難
であった。

【０００８】第３の方法としては、塗工液の調製工程に
おいて、水の添加方法の工夫がなされている。すなわ
ち、これまでは、顔料を水に分散させたスラリーにラテ
ックスを加え、その後に、予め水に溶解させた水溶性高
分子水溶液を加えていたが、高固型分化のための余分な
水を省くため、水溶性高分子水溶液中に顔料を分散さ
せ、次にラテックスを加えて調製する方法である。

【０００９】この方法の場合、水溶液粘度が比較的低い
スターチは可能であるが、保水性が不充分であり、水溶
液粘度が高いカルボキシメチルセルロースでは、増粘に
より顔料の分散が困難であった。

【００１０】なお、塗工液調製の最終工程で、カルボキ
シメチルセルロースの微粉末（粒径１００μｍ以下）を
加える検討もなされたが、水溶性の高いカルボキシメチ
ルセルロースの微粉末が、一気に水を吸収するため、ラ
テックス粒子の破壊や、顔料の凝集が起こり、微粉末の
カルボキシメチルセルロースが使えなかった。

【００１１】［発明の目的］本発明は、上記の実情に鑑
みてなされたものであり、その目的は、優れた保水性、
分散性を有する塗工液を得ることができるとともに、従
来よりもさらに高い固型分濃度を有する塗工液を得るこ
とができる紙塗工液用カルボキシメチルセルロース、及
び優れた諸物性（保水性、分散性等）を有するととも
に、従来よりもさらに高い固型分濃度を有する紙塗工液
を提供するところにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段と作用】本発明者らは鋭意
研究を重ねた結果、ある特定の粒径のカルボキシメチル
セルロースを配合することにより、従来技術の問題点を
解決できることを見い出し、そして本発明に至った。

【００１３】すなわち、本発明の紙塗工液用カルボキシ
メチルセルロースは、紙塗工液調製用カルボキシメチル
セルロースであって、その粒径が０．２〜１．０ｍｍで
あることを特徴とする。

【００１４】なお、ここでいう「カルボキシメチルセル
ロース」は、カルボキシメチルセルロース塩（ナトリウ
ム塩、アンモニウム塩など）を包含する。

【００１５】前記カルボキシメチルセルロースとして
は、どちらかと言えば粒径が揃っている方が良いが、あ
る程度バラツキがあるものでも構わない。要するに、使
用するカルボキシメチルセルロースの粒径が０．２〜
１．０ｍｍの範囲を逸脱していなければよい。

【００１６】また、本発明の紙塗工液は、上記紙塗工液
用カルボキシメチルセルロースを含有するものである。
これにより、紙塗工液の固型分濃度は、従来レベルであ
る約６５重量％はもちろんのこと、６７〜７２重量％と
いった高い固型分濃度の設定が、分散性、保水性の低下
を招くことなく可能となる。

【００１７】さらに、本発明の紙塗工液は、上記紙塗工
液用カルボキシメチルセルロースを含有し、固型分濃度
が６７重量％以上のものである。

【００１８】カルボキシメチルセルロースの外観形状を
粒径０．２〜１．０ｍｍにコントロールすることによ
り、すなわちカルボキシメチルセルロースの表面積を小
さくして水への溶解性を遅くすることにより、従来の微
粉末カルボキシメチルセルロース（粒径１００μｍ以
下）の欠点であった、水中に添加すると一気に周りの水
を吸収するという溶解性が改良される。

【００１９】したがって、塗工液調製の最終工程にて本
発明のカルボキシメチルセルロースを添加しても、ラテ
ックス粒子の破壊や顔料の凝集を起さず（分散性に悪影
響を与えず）、また保水性にも優れた塗工液が得られ
る。しかも、上記のカルボキシメチルセルロースを用い
ることにより、６７〜７２重量％といった、従来よりも
さらに高い固型分濃度を有する紙塗工液を得ることがで
き、これにより、塗工処理をさらに高速化させることが
できる。

【００２０】カルボキシメチルセルロースの粒径が０．
２ｍｍ未満の場合は、表面積が大きくなり、水の中に投
入したとき、一瞬に周りの水を奪い、ラテックスの破壊
や顔料の凝集を引き起こす。

【００２１】また、粒径が１ｍｍ以上の場合は、表面積
が小さくなりすぎるため、水への溶解速度が著しく遅
く、塗工液に不溶物が残り、フィルターの目詰り等のト
ラブルの原因となる。

【００２２】カルボキシメチルセルロースの使用量は、
塗工液の顔料の１００重量部に対して０．０５〜３．０
重量部が好ましい。

【００２３】カルボキシメチルセルロースの使用量が
０．０５重量部未満の場合は、紙塗工液の流動性、保水
性が不充分であり、３．０重量部以上の場合は、塗工紙
の耐水性が低下する傾向がある。

【００２４】本発明のカルボキシメチルセルロースを使
用して紙塗工液を調製するに際し、無機顔料や保水剤が
適宜配合される。

【００２５】前記無機顔料としては、例えば、カオリン
クレー、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、水酸化
アルミニウム、サチンホワイトなどが挙げられる。

【００２６】前記保水剤としては、例えば、スターチ、
カゼイン、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子が
挙げられる。

【００２７】さらに、分散剤、消泡剤、防腐剤、耐水化
剤、離型剤など公知の成分を必要に応じて加えることが
できる。

【００２８】このように調製された本発明の紙塗工液
は、一般の塗工紙製造に用いられるブレードコーター、
エヤーナイフコーター、ロールコーター、バーコータ
ー、グラビアコーター、キャストコーター等の塗工装置
によって原紙上に塗工され、乾燥後、必要に応じて表面
仕上げ処理をすることにより塗工紙を得ることができ
る。最終的に調製される塗工液の粘度（Ｂ型粘度計で測
定）には特に限定はないが５００〜１０，０００ｍＰａ
・ｓであることが好適である。５００ｍＰａ・ｓ未満の
場合、紙の内部へ塗工液が浸透し、紙表面の塗工層の調
整が困難となるという問題が発生する傾向にあり、１
０，０００ｍＰａ・ｓを超える場合、塗工層表面に凹凸
が生じ、すじむらなどのトラブルが起こるという問題が
発生しやすくなる。

【００２９】

【実施例】以下、実施例を挙げ本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これら
の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中、
割合を示す部および％は重量基準によるものである。

【００３０】実施例１〜３、及び比較例１〜２ ウルトラホワイト−９０（Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ社製、１
級カオリン）７０部、カーピタール−９０（Ｅｃｃ社
製、重質炭酸カルシウム）３０部およびポリアクリル酸
ソーダ０．１部を水中に仕込み、ホモディスパーにて
２，０００ｒｐｍにて１時間撹拌し、顔料スラリーを調
製した。

【００３１】次にＳＢラテックスとしてＬ−１７６３
（旭化成（株）製）を１２部（固型分換算）加え、ホモ
ディスパーにて２，０００ｒｐｍにて１０分間撹拌混合
した。その後［表１］に示すカルボキシメチルセルロー
ス（Ｎａ塩）を０．３部添加し、ホモディスパーで２，
０００ｒｐｍにて３０分間撹拌混合して、塗工液を調製
し、その特性を調べた。なお、この塗工液の固型分は全
て６７％であった。

【００３２】

【表１】

【００３３】実施例４〜６、及び比較例３〜４ ウルトラホワイト−９０（Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ社製、１
級カオリン）８０部、カーピタール−９０（Ｅｃｃ社
製、重質炭酸カルシウム）２０部およびポリアクリル酸
ソーダ０．１部を水中に仕込み、ホモディスパーにて
２，０００ｒｐｍにて１時間撹拌し、顔料スラリーを調
製した。

【００３４】次に、ＳＢラテックスとしてＬ−１７６３
（旭化成（株）製）を１２部（固型分換算）加え、ホモ
ディスパーにて２，０００ｒｐｍで１０分間撹拌混合し
た。その後、粒径０．４３〜０．５０ｍｍのカルボキシ
メチルセルロースを［表２］に示す配合割合で添加し、
ホモディスパーで２，０００ｒｐｍにて３０分間撹拌混
合して塗工液を調製し、その特性を調べた。

【００３５】同時にカルボキシメチルセルロース無添加
も行った（比較例３に相当）。また、微粉ＣＭＣ（粒子
径０．０７５〜０．０９０ｍｍ）０．５部を用いて同様
に塗工液を調製した（比較例４に相当）。

【００３６】なお、全ての塗工液につき、その固型分濃
度を、顔料スラリー調製時の水の量を調整して６３％と
した。

【００３７】この塗工液を、塗工量が１５．０±０．５
ｇ／ｍ^２となるよう、坪量が６４ｇ／ｃｍ^２の上質紙の
両面に塗工した後、１２０℃の熱風乾燥機で３０秒間乾
燥した。得られた塗工紙を２３℃、６０％ＲＨにて一昼
夜放置し、耐水性を測定するための塗工紙とした。

【００３８】

【表２】

【００３９】実施例７〜８、及び比較例５〜６ ウルトラホワイト−９０（Ｅｎｇｅｌｈａｒｄ社製、１
級カオリン）２０部、カーピタール−９０（Ｅｃｃ社
製、重質炭酸カルシウム）８０部およびポリアクリル酸
ソーダ０．１部を水中に仕込み、ホモディスパーにて
２，０００ｒｐｍにて１時間撹拌し、顔料スラリーを調
製した。

【００４０】次にＳＢラテックスとしてＬ−１７６３
（旭化成（株）製）を１２部（固型分換算）加え、ホモ
ディスパーにて２，０００ｒｐｍにて１０分間撹拌混合
した。その後［表３］に示すカルボキシメチルセルロー
ス（Ｎａ塩）を０．２部添加し、ホモディスパーで２，
０００ｒｐｍにて３０分間撹拌混合して、塗工液を調製
し、その特性を調べた。なお、この塗工液の固型分は全
て７２％であった。

【００４１】

【表３】

【００４２】

【発明の効果】本発明の紙塗工液用カルボキシメチルセ
ルロースを用いることにより、優れた保水性と分散性を
有する紙塗工液を得ることができるとともに、高い固型
分濃度を有する塗工液を提供し得、質の高い高速塗工が
可能となる。

【００４３】また、本発明の紙塗工液は、高い固型分濃
度を有すると同時に、優れた保水性と分散性とを兼ね備
え、しかも、優れた耐水性を有する塗工紙を提供するこ
とができる塗工液である。前記した高い固型分濃度は、
６５重量％迄が限度であった従来よりも、さらに進んだ
ものであり（６７重量％以上。７２重量％も可能。）、
これにより、塗工処理をさらに高速化させることができ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紙塗工液を調製するために配合されるカル
   ボキシメチルセルロースであって、粒径が０．２〜１．
   ０ｍｍであることを特徴とする紙塗工液用カルボキシメ
   チルセルロース。
2. 【請求項２】請求項１に記載の紙塗工液用カルボキシメ
   チルセルロースが配合されてなることを特徴とする紙塗
   工液。
3. 【請求項３】請求項１に記載の紙塗工液用カルボキシメ
   チルセルロースが配合され、６７重量％以上の固型分を
   有することを特徴とする紙塗工液。