JPH10259285A - 紙用コート剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紙表面への歩留まりが高く、バリア性、表面
強度等の表面特性の改善効果が高く、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）ケン化度が６０モル％以上で、２
０℃における４％水水溶液粘度が１．５ｍＰａ・ｓ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）２０℃における４％水溶液粘度が１０ｍＰａ
・ｓ以上のでんぷん誘導体または水溶性セルロース誘導
体のうち、少なくとも一種を０．５〜５０重量部、
（Ｃ）アセチレン・グリコ−ル系のノニオン界面活性剤
を０．００１〜０．５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、ポリビニルアルコ
ール系の紙用コ−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
−ティングにおけるバインダ−として、また、剥離紙原
紙用のアンダ−コ−ト剤等の紙用コ−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−ティ
ング液を紙の表面に塗工すると、ＰＶＡが紙層内部に浸
透し、紙表面の歩留まりが小さくなり、その結果、バリ
ア性、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−ティング液では、塗工
量を増やすために水溶液濃度を上げると、塗工性が悪化
するという欠点があった。

【０００４】また、近年、紙は、その表面加工において
も生産性を上げるため、高速塗工されることが多くなっ
ており、ＰＶＡからなる紙用コ−ティング液を用いた場
合、濃度に関わらず、高速塗工時の糊飛びや塗工むらが
問題となってきた。

【０００５】また、最近、環境保全、資源の有効化の観
点から、古紙の活用が叫ばれており、古紙の入った紙、
いわゆる再生紙における古紙利用率が高くなる傾向にあ
る。古紙を使用すると、種々の疎水性物質の混入がさけ
られない。そのような場合、水溶性のコ−ト剤を用いる
と、疎水性物質の周辺部にピンホ−ルが発生し易く、バ
リア性が悪くなると言う問題も生じてきた。

【０００６】塗工した紙のバリア性、表面強度を向上さ
せる方法としては、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でんぷん、水溶性セルローズ誘導
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７−１
３８８９７号公報）等が提案されているが、再生紙に用
いると、バリア性が悪くなるという欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、バ−ジン紙
のみならず古紙再生紙に塗工した場合でも、紙表面への
歩留まりが高く、バリア性、表面強度等の表面特性の改
善効果が高く、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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、上記目
的を達成するものであって、（Ａ）ケン化度が６０モル
％以上で、２０℃における４％水溶液粘度が１．５ｍＰ
ａ・ｓ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）２０℃における４％水溶液粘度が
１０ｍＰａ・ｓ以上のでんぷん誘導体または水溶性セル
ロース誘導体のうち、少なくとも一方を０．１〜５０重
量部、（Ｃ）アセチレン・グリコ−ル系のノニオン界面
活性剤を０．００１〜０．５重量部配合してなることを
特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。

【００１０】本発明で使用されるＰＶＡ系樹脂はケン化
度が６０モル％以上で、２０℃における４％水溶液粘度
が１．５ｍＰａ・ｓ以上のものである。ケン化度は６０
モル％以上、好ましくは７０モル％以上、さらに好まし
くは９０モル％以上であって、ケン化度が６０モル％未
満では水溶液が相分離を起こし、バリア性が低下する。

【００１１】２０℃における４％水溶液粘度は１．５ｍ
Ｐａ・ｓ以上、好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上である。２
０℃における４％水溶液粘度が１．５ｍＰａ・ｓ未満の
場合には、塗工した紙の表面強度が小さい。

【００１２】本発明に使用する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、粉砕方法は特に制限はなく公知
の方法で行われる。

【００１３】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は、これと共重
合可能な不飽和単量体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。

【００１４】本発明に使用されるＰＶＡ系樹脂は、ケン
化度の異なるもの、水溶液粘度の異なるもの、共重合変
性してないもの、共重合変性してあるものなど、種類の
異なるＰＶＡ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。

【００１５】本発明では、上記ＰＶＡ系樹脂に、水溶性
セルロース誘導体、または変性でんぷんのいずれか一種
あるいはそれらの併用物と、アセチレングリコ−ル系の
ノニオン界面活性剤が配合されたものが紙用コ−ト剤と
して使用される。

【００１６】本発明に使用する水溶性セルロース誘導体
としては、従来公知のメチルセルロ−ス、ヒドロキシプ
ロピルメチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルセルロ−
ス、カルボキシメチルセルロ−ス等が挙げられる。これ
らの中でも、特に、カルボキシメチルセルロ−スが好ま
しい。水溶性であれば、置換度には特に制限はないが、
２０℃における４％水溶液粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上、
好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以上のものである。２０℃に
おける４％水溶液粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満のものは、
塗工した紙のバリア性の向上の度合いが小さい。

【００１７】本発明に使用する変性でんぷんとしては、
従来公知のカルボキシアルキル化でんぷん、シアノアル
キル化でんぷん、ヒドロキシアルキル化でんぷん、酸化
でんぷん、エステル化でんぷん等が挙げられるが、中で
も、リン酸エステル化でんぷんや、カルボキシメチル化
でんぷんが好ましい。

【００１８】部分的にまたは完全に水や熱水に可溶なも
のならば、置換度には特に制限はないが、２０℃におけ
る４％水溶液粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上、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１０ｍＰａ・ｓ未満のものは、塗工した紙の
バリア性の向上が小さい。

【００１９】本発明の紙用コ−ト剤において、（Ｂ）該
でんぷん誘導体または水溶性セルロース誘導体の配合比
率は、（Ａ）ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対して０．５
〜５０重量部、好ましくは２〜３０重量部である。
（Ｂ）成分の配合比率がＰＶＡ系樹脂１００重量部に対
して０．５重量部未満の場合には、バリア性が低くな
り、塗工液の高速塗工性も悪くなる。また、５０重量部
を越える場合には塗工した紙のバリア性が低く、表面強
度も低い。

【００２０】本発明において使用されるアセチレン・グ
リコ−ル系のノニオン界面活性剤は、従来公知のもので
良く、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−
４，７−ジオ−ルや２，４，７，９−テトラメチル−５
−デシン−４，７−ジオ−ルにエチレンオキサイドを付
加したもの、３，６−ジメチル−４−オクテン−３，６
−ジオ−ル等が挙げられるがこれに限らない。これらを
添加すると、疎水表面への濡れ性を大幅に改善すること
ができる。また、消泡効果も併せ持っている。

【００２１】本発明のコ−ト剤において、（Ｃ）アセチ
レン・グリコ−ル系のノニオン界面活性剤の添加量は、
（Ａ）ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対して０．００１〜
０．５重量部、好ましくは０．００５〜０．３重量部で
ある。添加量が０．００１重量部未満の場合には、塗工
した紙のバリア性の改良効果が小さい。添加量が０．５
重量部を越える場合には、バリア性の改良効果が小さ
く、さらに大量に用いると、逆にバリア性が低下する。

【００２２】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）２０℃における４％水溶液
粘度が５０ｍＰａ・ｓ以上のでんぷん誘導体または水溶
性セルロース誘導体、（Ｃ）アセチレングリコ−ル系の
ノニオン界面活性剤の混合物を水に投入して溶解しても
よく、（Ａ）と（Ｂ）とを別々に溶解したものを混合し
た後、（Ｃ）を添加してもよく、（Ａ）の水溶液に
（Ｂ）を添加して溶解した後、（Ｃ）を添加してもよ
い。

【００２３】本発明の紙用コ−ト剤には、必要に応じて
可塑剤、消泡剤、防カビ剤、帯電防止剤等の公知の添加
剤を添加することもできる。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、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、あるいはＳＢＲ
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。

【００２４】本発明の紙用コ−ト剤を塗工する紙として
は、特に制限はない。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。これらのなかでも、古紙再生紙を使用したもの
に対して顕著な効果を発揮する。

【００２５】かかる紙に該コ−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。

【００２６】これを塗工するにあたっては、ゲ−トロ−
ルコ−タ−、サイズプレス、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。

【００２７】本発明の紙用コ−ト剤の塗工量は、特に制
限はないが、目的に応じて通常０．０１〜３０ｇ／ｍ²
程度塗工される。

【００２８】

【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。

【００２９】実施例１ 表１に示すように、（Ａ）成分としてケン化度が９８モ
ル％、２０℃における４％水溶液粘度が２８ｍＰａ・ｓ
のＰＶＡを１００重量部、（Ｂ）成分として２０℃にお
ける４％水溶液粘度が５００ｍＰａ・ｓのリン酸エステ
ル化でんぷんを６重量部、（Ｃ）成分として、２，４，
９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオ−ル（日
信化学工業株式会社製 商品名サ−フェノ−ル）を０．
０１重量部混合してコ−ト剤を得た。このコ−ト剤を分
散させた後、８０℃で加温溶解し、濃度４％の水溶液に
調製したものをコ−ティング液とした。

【００３０】

【表１】

【００３１】このコ−ティング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。

【００３２】（塗工紙の作成方法）コ−ティング液を未
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。

【００３３】（高速塗工時の糊飛びの測定および評価）
糊飛び試験機のロ−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を確認し、糊飛びの生じな
いものを優れていると評価した。

【００３４】（塗工紙の物性測定および評価） （バリア性）塗工紙の透気度（気体の透過する時間を秒
で表示）を、ＪＩＳ Ｐ ８１１７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
ものをバリア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２０を用いて印圧３５ｋｇ／ｃｍ、スプリングドライ
ブＭ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。

【００３５】（総合評価）塗工時の糊飛び、バリア性、
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

【００３６】結果は表２に示すように、バリア性および
表面強度は良好で、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。

【００３７】

【表２】

【００３８】実施例２〜７ （Ａ）成分として、表１に示すケン化度、２０℃での４
％水溶液粘度のＰＶＡ、（Ｂ）成分として、表１に示す
種類、２０℃での４％水溶液粘度、添加量のでんぷん誘
導体または水溶性セルロース誘導体、（Ｃ）成分とし
て、表１に示す添加量のアセチレン・グリコ−ル系のノ
ニオン界面活性剤を使用した以外は、実施例１と同様に
してコート剤、コーティング液および塗工紙を得た。得
られた塗工紙のバリア性、表面強度および塗工時の糊飛
びについて実施例１と同様に試験を行ったところ、その
結果は表２に示すように、すべてにおいて優れていた。

【００３９】実施例８ （Ａ）成分として、ケン化度９７モル％、２０℃での４
％水溶液粘度２７ｍＰａ・ｓのマレイン酸モノメチル変
性ＰＶＡ（変性度２モル％）（Ｂ）成分として、２０℃
での４％水溶液粘度５２５０ｍＰａ・ｓ、添加量３重量
部のＣＭＣ、（Ｃ）アセチレン・グリオ−ル系のノニオ
ン界面活性剤として３，６−ジメチル−４−オクテン−
ジオ−ル０．０５重量部を用いた以外は実施例１と同様
にしてコート剤、コーティング液および塗工紙を得た。
得られた塗工紙のバリア性、表面強度および塗工時の糊
飛びについて実施例１と同様に試験を行ったところ、そ
の結果は表２に示すように、すべてにおいて優れてい
た。

【００４０】実施例９ （Ａ）成分として、ケン化度９８モル％、２０℃での４
％水溶液粘度２８ｍＰａ・ｓのエチレン変性ＰＶＡ（変
性度５モル％）を用い、表１に示す条件で実施例１と同
様にしてコート剤、コーティング液および塗工紙を得
た。得られた塗工紙のバリア性、表面強度および塗工時
の糊飛びについて実施例１と同様に試験を行ったとこ
ろ、その結果は表２に示すように、すべてにおいて優れ
ていた。

【００４１】実施例１０ 古紙を３０％含む紙（坪量６５ｇ／ｍ² ）を用い、表１
に示す条件で実施例１と同様にしてコート剤、コーティ
ング液および塗工紙を得た。得られた塗工紙のバリア
性、表面強度および塗工時の糊飛びについて実施例１と
同様に試験を行ったところ、その結果は表２に示すよう
に、すべてにおいて優れていた。

【００４２】実施例１１ 古紙を５０％含む紙（坪量６３ｇ／ｍ² ）を用い、表１
に示す条件で実施例１と同様にしてコート剤、コーティ
ング液および塗工紙を得た。得られた塗工紙のバリア
性、表面強度および塗工時の糊飛びについて実施例１と
同様に試験を行ったところ、その結果は表２に示すよう
に、すべてにおいて優れていた。た以外は実施例１と同
様に試験を行い、その結果を表１に示した。

【００４３】比較例１ （Ａ）成分としてケン化度が９８モル％、２０℃におけ
る４％水溶液粘度が２８ｍＰａ・ｓのＰＶＡ１００重量
部を水に分散させた後、８０℃で加温溶解し、濃度４％
の水溶液に調製したものをコ−ティング液とした。実施
例１と同様にして塗工紙を作成し、バリア性、表面強度
および塗工時の糊飛びについて実施例１と同様に試験を
行ったところ、その結果は表４に示すように、バリア性
が劣り、糊飛びも生じた。

【００４４】

【表３】

【００４５】

【表４】

【００４６】比較例２〜７ （Ａ）ＰＶＡのケン化度、２０℃での４％水溶液粘度、
（Ｂ）でんぷん誘導体または水溶性セルロース誘導体の
２０℃での４％水溶液粘度や添加量、（Ｃ）アセチレン
・グリコ−ル系のノニオン界面活性剤の添加量を表３の
ごとく変えた場合について実施例１と同様にしてコート
剤、コーティング液および塗工紙を得た。得られた塗工
紙のバリア性、表面強度および塗工時の糊飛びについて
実施例１と同様に試験を行ったところ、その結果は表４
に示すように、塗工が困難となったり、あるいは少なく
ともいずれかにおいて劣っており、総合評価は悪かっ
た。

【００４７】比較例８ 古紙を約３０％含む紙（坪量６５ｇ／ｍ² ）を用い、
（Ｂ）成分としてＣＭＣを用い、（Ｃ）成分は用いなか
った以外は実施例１と同様にしてコート剤、コーティン
グ液および塗工紙を得た。得られた塗工紙のバリア性、
表面強度および塗工時の糊飛びについて実施例１と同様
に試験を行ったところ、その結果は表４に示すように、
バリア性が劣り、総合評価は悪かった。

【００４８】比較例９ 古紙を約５０％含む紙（坪量６３ｇ／ｍ² ）を用い、表
３に示すように条件を変え、（Ｃ）成分は用いないで実
施例１と同様にしてコート剤、コーティング液および塗
工紙を得た。得られた塗工紙のバリア性、表面強度およ
び塗工時の糊飛びについて実施例１と同様に試験を行っ
たところ、その結果は表４に示すように、バリア性が劣
り、総合評価は悪かった。

【００４９】比較例１０ （Ａ）成分として、ケン化度９７モル％、２０℃での４
％水溶液粘度２７ｍＰａ・ｓのマレイン酸変性ＰＶＡ
（変性度２モル％）を用い、（Ｂ）、（Ｃ）成分は用い
なかった以外は実施例１と同様にしてコーティング液お
よび塗工紙を得た。得られた塗工紙のバリア性、表面強
度および塗工時の糊飛びについて実施例１と同様に試験
を行ったところ、その結果は表４に示すように、バリア
性が劣り、糊飛びも生じて、総合評価は悪かった。

【００５０】比較例１１ 本発明のコ−ト剤の代わりにでんぷんを糊化したものを
用いた場合について実施例１と同様にしてコーティング
液および塗工紙を得た。得られた塗工紙のバリア性、表
面強度および塗工時の糊飛びについて実施例１と同様に
試験を行ったところ、その結果は表４に示すように、バ
リア性、表面強度が劣り、糊飛びも生じて、総合評価は
悪かった。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の紙用コ−ト剤を使用すると、バ−ジン紙のみならず再
生紙の表面強度、バリア性及び印刷適性が従来以上に高
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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 3:00）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ケン化度が６０モル％以上で、２
   ０℃における４％水水溶液粘度が１．５ｍＰａ・ｓ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）２０℃における４％水溶液粘度が１０ｍＰａ
   ・ｓ以上のでんぷん誘導体または水溶性セルロース誘導
   体のうち、少なくとも一種を０．５〜５０重量部、
   （Ｃ）アセチレン・グリコ−ル系のノニオン界面活性剤
   を０．００１〜０．５重量部配合してなることを特徴と
   する紙用コ−ト剤。