JPH10298897A - 紙用コ−ト剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗工した紙が優れたバリヤ−性、表面強度、
印刷特性をもち、なおかつ高速塗工性に優れた紙用コ−
ト剤を提供する。 【解決手段】 （Ａ）鹸化度が６５モル％以上であるポ
リビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して、
（Ｂ）２５℃における１％水溶液粘度がＢ型粘度計を使
用して２０ｒｐｍで５０ｍＰａ・ｓ以上であるポリアク
リル酸またはそのアクリル塩を０．１〜５０重量部配合
してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙用コ−ト剤に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ポリビニルアルコール（以
下、ＰＶＡと略記する）は紙の表面強度、平滑度、光沢
等の表面特性を改良するためのクリアコ−ト剤、顔料コ
ートにおけるバインダ−として、また、剥離紙原紙用の
アンダ−コ−ト剤等、紙用コ−ト剤として広く利用され
ている。

【０００３】しかしながら、ＰＶＡを含む紙用コート液
を紙の表面に塗工すると、ＰＶＡが紙層内部に浸透し、
紙表面への歩留まりが小さくなり、その結果、バリヤ−
性、表面強度等の表面特性の改善効果が充分に発揮され
ず、それを補うために塗工量を多くしなければならなか
った。ＰＶＡからなる紙用コート液では、塗工量を増や
すために水溶液濃度を上げると、塗工性が悪くなるとい
う欠点があった。

【０００４】また、近年、大量生産される紙は、その表
面加工においても生産性を上げるために高速塗工される
場合が多くなっており、ＰＶＡからなる紙用コート液の
場合は、濃度にかかわらず、高速塗工時の糊飛びや塗工
むらが問題となってきた。

【０００５】上記問題を解決するため、従来よりカルボ
キシメチルセルロースを併用する方法が知られている。
また、ＰＶＡ系樹脂にカルボキシメチル化デンプン、水
溶性セルロ−ス誘導体、海藻多糖類の少なくとも１種を
配合する方法（特開平６−８１２９７号公報）やＰＶＡ
に水溶性セルロース誘導体、ウレタン縮合物を配合する
方法（特開平７−１３８８９７号公報）等が提案されて
いるが、ＰＶＡ系樹脂との相溶性が良くないためなどに
より、塗工した紙の表面強度や印刷適性の改善、高速塗
工性の改善の両方を満足する方法は見出されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、塗工した紙
のバリア−性、表面強度、印刷特性等の改善効果が極め
て高く、なおかつ高速塗工性に優れた紙の表面コ−ト剤
を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の紙用コ−ト剤
は、上記目的を達成するものであって、（Ａ）鹸化度が
６５モル％以上であるポリビニルアルコール系樹脂１０
０重量部に対して、（Ｂ）２５℃における１％水溶液粘
度がＢ型粘度計を使用して２０ｒｐｍで５０ｍＰａ・ｓ
以上であるポリアクリル酸またはそのアルカリ塩を０．
１〜５０重量部配合してなることを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明で使用されるＰＶＡ系樹脂は、鹸化度が６
５モル％以上のものであり、好ましくは７０モル％以
上、さらに好ましくは８０モル％以上である。鹸化度が
６５モル％未満では、ＰＶＡ系樹脂の水溶性が相分離を
起こし、バリヤ−性や表面強度が低下する。

【０００９】また、本発明で使用されるＰＶＡ系樹脂の
２０℃における４％水溶液粘度は１．５ｍＰａ・ｓ以上
が好ましく、更に好ましくは５．０ｍＰａ・ｓ以上のも
のである。２０℃における４％水溶液粘度が１．５ｍＰ
ａ・ｓ未満の場合はバリヤ−性や表面強度が小さくなる
おそれがある。

【００１０】本発明で使用されるＰＶＡ系樹脂は、脂肪
族ビニルエステルを塊状重合、溶液重合、懸濁重合ある
いは乳化重合などの公知の方法で重合したものを、例え
ばメタノ−ル等のアルコ−ル類、酢酸メチル、酢酸エチ
ル等のエステル類とアルコ−ル類との混合溶媒中で、水
酸化ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物やナトリ
ウムメチラ−トなどのアルコラ−ト等をケン化触媒とし
て用いた公知の方法によってケン化することによって得
られる。ケン化物の乾燥、粉砕方法は各種の公知の方法
で行われる。

【００１１】脂肪族ビニルエステル類としては、ギ酸ビ
ニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビ
ニルなどがあげられるが、工業的には酢酸ビニルが望ま
しい。また、前記脂肪族ビニルエステルと共重合可能な
不飽和単量体と脂肪族ビニルエステルとの共重合を行っ
ても良い。脂肪族ビニルエステルと共重合可能な不飽和
単量体としては、例えは、エチレン、プロピレン等のα
−オレフィン類やクロトン酸、アクリル酸等の不飽和一
塩基酸またはその塩、マレイン酸、イタコン酸、フマル
酸等の不飽和二塩基酸またはその塩、あるいはマレイン
酸モノメチル、イタコン酸モノメチル等の不飽和二塩基
酸モノアルキルエステル類、（メタ）アクリル酸エステ
ル類、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、Ｎ−
メチロ−ルアクリルアミド、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン等のアミド基含有単量体、ラウリルビニルエ−テル、
ステアリルビニルエ−テル等のアルキルビニルエ−テ
ル、トリメトキシビニルシラン等のシリル基含有単量
体、アリルアルコ−ル、ジメチルアリルアルコ−ル、イ
ソプロペニルアリルアルコ−ル等の水酸基含有単量体、
アリルアセテ−ト、ジメチルアリルアセテ−ト、イソプ
ロペニルアリルアセテ−ト等のアセチル基含有単量体、
ビニルスルホン酸ソ−ダ、アクリルアミド−２−メチル
プロパンスルホン酸ソ−ダ等のビニルスルホン酸基含有
単量体、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン含有
単量体、スチレン等の芳香族系単量体を挙げることがで
きるが、これに限らない。

【００１２】本発明に使用されるＰＶＡ系樹脂は、鹸化
度の異なるもの、重合度の異なるもの、共重合変性して
ないもの、共重合変性してあるもの等、種類の異なるＰ
ＶＡ系樹脂を２種類以上ブレンドして用いても良い。ま
た、ブレンドは粉体の状態でも、また水溶液の状態で
も、さらには、ケン化前のポリビニルエステルの状態で
行っても良い。

【００１３】本発明に使用されるポリアクリル酸または
そのアルカリ塩は２５℃における１％水溶液粘度がＢ型
粘度計を使用して２０ｒｐｍで５０ｍＰａ・ｓ以上のも
のである。ポリアクリル酸またはそのアルカリ塩の２５
℃における１％水溶液粘度がＢ型粘度計を使用して２０
ｒｐｍで５０ｍＰａ・ｓ未満では塗工液の紙表面への歩
留りが低く、バリヤ−性の向上効果が小さい。

【００１４】ポリアクリル酸またはそのアルカリ塩は、
２種類以上を併用しても良い。また、アルカリ塩として
使用される際のアルカリは、各種のものを使用すること
ができ、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
アンモニア等が挙げられる。

【００１５】ポリアクリル酸またはそのアルカリ塩の配
合量は（Ａ）ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対し、０．１
〜５０重量部である。０．１重量部未満では、塗工液の
紙表面への歩留まりが低く、バリヤ−性の向上効果が小
さい。また、５０重量部を超えると塗工性が悪くなった
り、紙のバリヤ−性や表面強度が低下する。

【００１６】本発明の紙用コ−ト剤は、一般には通常の
ＰＶＡと同様に水に溶解して使用される。この際、
（Ａ）ＰＶＡ系樹脂と（Ｂ）ポリアクリル酸またはその
アルカリ塩との混合物を水に投入して加熱溶解してもよ
く、（Ａ）と（Ｂ）とを別々に溶解した水溶液を混合し
てもよく、また、（Ａ）の水溶液に（Ｂ）を添加しても
よい。その際（Ｂ）のポリアクリル酸のアルカリ塩は、
水に投入する前に予めアルカリ塩であっても、ポリアク
リル酸を水に投入する際に一緒に、または投入後に所定
量のアルカリを添加してもよい。

【００１７】本発明の紙用コ−ト剤には必要に応じ可塑
剤、消泡剤、防カビ剤、帯電防止剤等の公知の添加剤を
加えることもできる。さらに、本発明の効果を損なわな
い範囲で他のコ−ト剤、例えば生デンプンや酸化、エス
テル化、エ−テル化、カチオン化、カルボキシメチル化
等の変性でんぷん類、カラギ−ナンやアガロ−ス、アガ
ロペクチン、アルギン酸ソ−ダ、キチン、キトサン等の
多糖類、カルボキシメチルセルロ−ス、メチルセルロ−
ス、ヒドロキシエチルセルロ−ス、ヒドロキシプロピル
セルロ−ス等の水溶性セルロ−ス誘導体、あるいはＳＢ
Ｒ等の各種合成樹脂エマルジョン、無機顔料、有機顔料
等を混合することができる。

【００１８】本発明の紙用コ−ト剤を塗工する紙として
は、各種のものを使用することができ、例えば、剥離紙
原紙や情報処理用紙、一般上質紙、中質紙、グラビア
紙、新聞紙等の印刷用紙、マニラボ−ル、白ボ−ル等の
板紙を挙げることができるが、これに限らない。

【００１９】かかる紙に本発明の紙用コ−ト剤を塗工す
る場合の水溶液の濃度としては、固形分として３０重量
％以下、好ましくは１〜２０重量％が適当である。

【００２０】これを塗工するにあたっては、ゲ−トロ−
ルコ−タ−、エアナイフコ−タ−、ブレ−ドコ−タ−等
の公知の任意の方法が採用される。本発明の紙用コ−ト
剤の塗工量は、各種の量が使用できるが、目的に応じて
通常０．０５〜３０ｇ／ｍ² 、さらに好ましくは０．１
〜１０ｇ／ｍ² 塗工される。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。

【００２２】実施例１ 表１に示すように、（Ａ）成分として鹸化度が９８．５
モル％、２０℃４％水溶液粘度が３０ｍＰａ・ｓのＰＶ
Ａを１００重量部、（Ｂ）成分として２５℃における１
重量％水溶液の粘度がＢ型粘度計を使用して２０ｒｐｍ
で５０００ｍＰａ・ｓのポリアクリル酸（ハイビスワコ
−１０５ 和光純薬製）を１重量部混合してコ−ト剤を
得た。このコ−ト剤を水に分散させた後、８０℃で加熱
溶解し、濃度４％の水溶液に調製してコ−ト液とした。

【００２３】

【表１】

【００２４】このコ−ト液を用いて以下の方法により塗
工紙を作成し、この塗工紙の評価試験を行った。また、
コ−ト液についても塗工性の評価を行った。

【００２５】（塗工紙の作成方法）コ−ト液を未塗工の
上質紙（坪量６５ｇ／ｍ² ）の片面に、透気度測定用に
はコ−ト剤の塗工量が０．５ｇ／ｍ² 、ＩＧＴピック測
定用には０．２ｇ／ｍ² になるようにゲ−トロ−ルコ−
タ−を用いて塗工した。塗工後、直ちにドラム乾燥機を
用いて９５℃、１分間乾燥したものを、２０℃・６５％
ＲＨの雰囲気中で２日間調湿し、塗工紙としての評価試
験を行った。

【００２６】(1).塗工紙の物性測定方法 ・バリヤ−性；塗工紙の透気度を、ＪＩＳ Ｐ ８１１
７に順じてＢ型ガ−レ式デンソメ−タ−を用いて測定
し、この測定値が大きいものをバリヤ−性が良好である
と評価した。 ・表面強度；２０℃・６５％ＲＨ下でＩＧＴ印刷適性試
験機により東洋インキ株式会社製 ＳＭＸ タックグレ
−ド２５を用いて印圧３５ｋｇ／ｃｍ、スプリングドラ
イブＢの条件下でＩＧＴピックを測定し、この測定値が
大きいものを表面強度が良好であると評価した。 (2).高速塗工時の糊飛びの測定および評価；高速塗工時
の糊飛びを評価するため、糊飛び試験後のロ−ルの周速
を３００ｍ／ｍｉｎとした時に、ステンレス製およびゴ
ム製の一対の塗工ロ−ルから糊飛びが発生するかどうか
確認した。 (3).総合評価；塗工時の糊飛び、バリヤ−性、表面強度
のすべてを総合して、下記の３段階で評価した。 ○：優れている △：やや悪い ×：悪い 表２に示すように表面強度、バリヤ−性は良好で、塗工
時の糊飛びも発生することなく、総合評価は優れてい
た。なお、表２において、添加量は、（Ａ）成分１００
重量部に対する（Ｂ）成分の配合量〔重量部〕である。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例２ 表１に示すように、（Ａ）成分として鹸化度が６８．３
モル％、２０℃４％水溶液粘度が２１ｍＰａ・ｓのＰＶ
Ａを用いた以外は実施例１と同様にしてコート剤、コー
ト液を作製し、試験を行った。表２に示すように、全て
において優れていた。

【００２９】実施例３ 表１に示すように、（Ａ）成分として鹸化度が８８．０
モル％、２０℃４％水溶液粘度が５ｍＰａ・ｓのＰＶＡ
を１００重量部、（Ｂ）成分として実施例１で使用した
ハイビスワコ−１０５の１％水溶液をあらかじめ水酸化
ナトリウムでｐＨ７に中和したもの（２５℃における１
重量％水溶液の粘度がＢ型粘度計を使用して２０ｒｐｍ
で１２０００ｍＰａ・ｓのポリアクリル酸ナトリウム
塩）を５０重量部（固形分では０．５重量部）混合して
コート剤を作製し、これを水に分散させた後、８０℃で
加熱溶解し、濃度３％の水溶液に調製してコ−ト液とし
た。それ以外は、実施例１と同様に試験を行った。表２
に示すように、全てにおいて優れていた。

【００３０】実施例４ 表１に示すように、（Ａ）成分としてエチレンを５モル
％共重合した鹸化度が９８．５モル％、２０℃水溶液粘
度が３０ｍＰａ・ｓのＰＶＡを１００重量部、（Ｂ）成
分として２５℃おける１重量％水溶液の粘度がＢ型粘度
計を使用して２０ｒｐｍで６０ｍＰａ・ｓのポリアクリ
ル酸（ハイビスワコ−３０４ 和光純薬（株）製）を４
０重量部混合してコート剤を作製し、実施例１と同様
に、コート液を調製し、試験を行った。表２に示すよう
に、全てにおいて優れていた。

【００３１】実施例５ 表１に示すように、（Ａ）成分としてマレイン酸を２モ
ル％共重合した鹸化度が９３．５モル％、２０℃４％水
溶液粘度が２７ｍＰａ・ｓのＰＶＡを１００重量部、
（Ｂ）成分として実施例４で使用したハイビスワコ−３
０４を０．２重量部混合し、これを水を分散させた後、
８０℃で加熱溶解した後、水酸化ナトリウムでｐＨ７に
中和し、濃度３％の水溶液に調製してコ−ト液とした。
なお、ハイビスワコ−３０４を水酸化ナトリウムでｐＨ
７に中和したものの２５℃における１％水溶液の粘度
は、Ｂ型粘度計を使用して２０ｒｐｍで１２００００ｍ
Ｐａ・ｓであった。それ以外は、実施例１と同様に試験
を行った。表２に示すように、全てにおいて優れてい
た。

【００３２】実施例６ 表１に示すように、（Ａ）成分として鹸化度が８８．５
モル％、２０℃４％水溶液粘度が２８ｍＰａ・ｓのＰＶ
Ａを１００重量部、（Ｂ）成分として２５℃における１
重量％水溶液の粘度がＢ型粘度計を使用して２０ｒｐｍ
で３０００ｍＰａ・ｓのポリアクリル酸ナトリウム（ア
クアリック ＩＨ−Ｌ 日本触媒（株）製）を２重量部
混合してコート剤、コート液を作製し、実施例１と同様
に試験を行った。表２に示すように、全てにおいて優れ
ていた。

【００３３】実施例７ 表１に示すように、（Ａ）成分としてラウリルビニルエ
−テルを０．３モル％共重合した鹸化度が９８．５モル
％、２０℃４％水溶液粘度が２３０ｍＰａ・ｓのＰＶＡ
を１００重量部、アクアリック ＡＳ−５８（日本触媒
（株）製）を３０重量部混合し、これを水に分散させ、
８０℃で加熱溶解した。これを、水酸化ナトリウムでｐ
Ｈ７で中和し、濃度３％の水溶液に調製してコ−ト液と
した。なお、アクアリック ＡＳ−５８水酸化ナトリウ
ムでｐＨ７に中和したものの２５℃における１％水溶液
の粘度は、Ｂ型粘度計を使用して２０ｒｐｍで８０ｍＰ
ａ・ｓであった。それ以外は、実施例１と同様に試験を
行った。表２に示すように、全てにおいて優れていた。

【００３４】比較例１ 表３に示すように、（Ａ）成分として鹸化度が９８．５
モル％、２０℃４％水溶液粘度が３０ｍＰａ・ｓのＰＶ
Ａを１００重量部、（Ｂ）成分を使用しないで８０℃で
加温溶解し、濃度３％の水溶液に調製してコ−ト液と
し、塗工方法および評価方法は実施例１と同様にして試
験した。表４に示すように、バリヤ−性が劣り、表面強
度も低く、糊飛びも発生し、総合評価は悪かった。

【００３５】

【表３】

【００３６】

【表４】

【００３７】比較例２ 表３に示すように、（Ａ）成分として鹸化度が６０．５
モル％、２０℃４％水溶液粘度が２３ｍＰａ・ｓのＰＶ
Ａを１００重量部、（Ｂ）成分として実施例１で使用し
たハイビスワコ−１０５を１重量部配合したものを使用
した以外は実施例１と同様に試験した。表４に示すよう
に、バリヤ−性が劣り、表面強度も低く、総合評価は悪
かった。

【００３８】比較例３ 表３に示すように、実施例３の（Ａ）成分を鹸化度が９
８．５モル％、２０℃４％水溶液粘度が１ｍＰａ・ｓの
ＰＶＡ、（Ｂ）成分の添加量のみを１重量部に変え、実
施例３と同様にコ−ト液を調整し、それ以外は実施例１
と同様に試験した。表４に示すように、バリヤ−性が劣
り、表面強度も低く、総合評価は悪かった。

【００３９】比較例４ 表３に示すように、実施例１の（Ｂ）成分を２５℃にお
ける１％水溶液粘度がＢ型粘度計を使用して２０ｒｐｍ
で１５ｍＰａ・ｓのアクアリック ＤＬ−４０（日本触
媒（株）製）を６０重量部の配合に変えた以外は実施例
１と同様に試験した。表４に示すように、バリヤ−性が
劣り、表面強度も低く、総合評価は悪かった。

【００４０】比較例５ 表３に示すように、実施例５の（Ｂ）成分の添加量を
０．０５重量部に変えた以外は実施例５と同様に試験し
た。表４に示すように、バリヤ−性が劣り、表面強度も
低く、糊飛びも発生し、総合評価も悪かった。

【００４１】比較例６ 鹸化度９８．５モル％、２０℃での４％水溶液粘度３０
ｍＰａ・ｓのＰＶＡを１００重量部と２５℃における水
溶液粘度がＢ型粘度計を使用して２０ｒｐｍで２０００
ｍＰａ・ｓのＣＭＣを５重量部配合したものを用いた以
外は実施例１と同様に試験を行った。表４に示すよう
に、表面強度が低く、総合評価はやや悪かった。

【００４２】比較例７ 鹸化度９８．５モル％、２０℃での４％水溶液粘度３０
ｍＰａ・ｓのＰＶＡを１００重量部と２５℃における２
％水溶液粘度がＢ型粘度計を使用して２０ｒｐｍで２０
００ｍＰａ・ｓのカルボキシメチル化デンプンを１０重
量部配合したものを用いた以外は実施例１と同様に試験
を行った。表４に示すように、表面強度が低く、総合評
価はやや悪かった。

【００４３】比較例８ 実施例１で使用した（Ｂ）成分のみを水に分散させた
後、８０℃で加熱溶解し、濃度０．５％の水溶液に調製
したものを用いた以外は実施例１と同様に試験を行っ
た。その結果を表４に示すように、バリヤ−性が劣り、
表面強度も低く、総合評価も悪かった。

【００４４】

【発明の効果】本発明の紙用コ−ト剤を使用すると、バ
リヤ−性、紙の表面強度および印刷適性の改善効果が大
きくできると同時に、塗工時におけるロ−ルからの糊飛
びの発生が無く、また、塗工ムラをなくすことができ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）鹸化度が６５モル％以上であるポ
   リビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して、
   （Ｂ）２５℃における１％水溶液粘度がＢ型粘度計を使
   用して２０ｒｐｍで５０ｍＰａ・ｓ以上であるポリアク
   リル酸またはそのアクリル塩を０．１〜５０重量部配合
   してなることを特徴とする紙用コ−ト剤。