JP2001131493A - Paper coating liquid and preparing process thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、保水性に優れ、高
速塗工が可能で、しかも循環再使用に際し、ウエットブ
リーディングの発生が防止された安定な紙塗工液及びそ
の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stable paper coating liquid having excellent water retention, capable of high-speed coating, and preventing the occurrence of wet bleeding during circulating reuse, and a method for producing the same. is there.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、印刷用紙には、平滑性、光沢
性、印刷適性を改善する目的で、その表面に塗膜が形成
されている。この塗膜を形成させるために用いられる紙
塗工液としては、通常、クレー、重質炭酸カルシウムの
ような白色顔料と樹脂ラテックス、デンプンのようなバ
インダーとを分散させた水性スラリーが用いられ、これ
を適当な濃度に希釈して、調整タンクから走行中の紙に
連続的に供給して塗布後、余剰分をブレードなどで取り
除いて所定の膜厚の塗膜を形成させ、除かれた余剰分は
再び調整タンクに戻され、新しい紙塗工液と混合して再
使用される。そして、この分野では、近時、塗工紙製造
の際、生産性向上のために塗工速度を上げる傾向にあ
り、１０００ｍ／分以上の塗工速度で生産が行われるよ
うになってきた。2. Description of the Related Art In general, a coating film is formed on the surface of a printing paper for the purpose of improving smoothness, glossiness and printability. As a paper coating liquid used to form this coating film, usually, an aqueous slurry in which a clay, a white pigment such as heavy calcium carbonate and a resin latex, a binder such as starch are dispersed, After diluting it to an appropriate concentration and continuously supplying it to the running paper from the adjustment tank and applying it, the surplus is removed with a blade or the like to form a coating film of a predetermined thickness, and the surplus removed is removed. The minute is returned to the conditioning tank again, mixed with a new paper coating liquid and reused. In this field, recently, in the production of coated paper, there is a tendency to increase the coating speed in order to improve productivity, and production has been performed at a coating speed of 1000 m / min or more.
【０００３】ところで、塗工液は通常の状態では粘性を
示すが、前記塗工工程では基材の移動とブレードにより
発生する応力は瞬時に又は極めて短時間で紙塗工液に加
わるため、紙塗工液は一時的に固体状態となり弾性を示
す。そして、弾性により変形された紙塗工液はブレード
出口では基材の移動によりブレードから加えられた応力
及び高剪断力から開放されるが、紙塗工液が前記応力を
エネルギーとして保持しているため、応力の開放により
変形を復元しようとする挙動を示す。この復元力は紙塗
工液の貯蔵エネルギーとして表わすことができ、この貯
蔵エネルギーが大きいと紙塗工液はバネの場合と同様に
復元する。この復元現象により塗工層は嵩高くなるた
め、グラビア印刷などでは着肉性などの印刷適性が向上
するが、この弾性力があまり大きすぎると、ブレードを
通過した際に塗工層は高い法線応力に対応して発生する
復元力に伴う膨張に耐えられなくなり破裂する。この破
裂はブリーディングの原因となり、さらにスクラッチ、
スピッツ、ストリークなどのトラブルを引き起こす。[0003] By the way, the coating liquid shows viscosity in a normal state, but in the above-mentioned coating step, the movement of the base material and the stress generated by the blade are applied to the paper coating liquid instantly or in a very short time. The coating liquid temporarily becomes a solid state and exhibits elasticity. Then, the paper coating liquid deformed by elasticity is released from the stress and high shear force applied from the blade by the movement of the base material at the blade outlet, but the paper coating liquid holds the stress as energy. Therefore, it exhibits a behavior of restoring the deformation by releasing the stress. This restoring force can be expressed as the stored energy of the paper coating liquid. When the stored energy is large, the paper coating liquid is restored as in the case of the spring. Since the coating layer becomes bulky due to this restoration phenomenon, the printability such as the inking property is improved in gravure printing or the like, but if the elastic force is too large, the coating layer becomes high when passing through the blade. It cannot withstand the expansion caused by the restoring force generated in response to the linear stress and bursts. This rupture causes bleeding, scratches,
Causes problems such as spitz and streak.
【０００４】本発明者らは、このような塗工層のブリー
ディングに起因するトラブルの発生が、塗工層を形成す
る際に用いる紙塗工液における、貯蔵エネルギーＧ’に
対する損失エネルギーＧ’’の比Ｇ’’／Ｇ’に関係し
ていることを見出し、先に紙塗工液に配合する塗工性改
質剤、例えばアクリル酸アルキルエステルとメタクリル
酸との共重合体により紙塗工液のＧ’’／Ｇ’を１以上
に調整することによりブリーディングを抑制することを
提案した（特願平１１−１３１５９７号）。しかしなが
ら、ブリーディングには、前記したように紙塗工液がブ
レードを通過する際に発生する破裂に起因するいわゆる
ドライブリーディングのほかに、紙塗工液の保水性が低
すぎると、ブレードを通過した後、ブレードを離れると
きに一時的な噴射現象を生じ、液が飛散することに起因
するいわゆるウエットブリーディングがある。[0004] The present inventors have found that the occurrence of troubles due to the bleeding of the coating layer is caused by the loss energy G ″ relative to the stored energy G ′ in the paper coating liquid used for forming the coating layer. And a ratio of G ″ / G ′, and a coating property modifier previously mixed with the paper coating liquid, such as a copolymer of alkyl acrylate and methacrylic acid, is used for paper coating. It has been proposed to control bleeding by adjusting G ″ / G ′ of the liquid to 1 or more (Japanese Patent Application No. 11-131597). However, in the bleeding, in addition to the so-called drive reading caused by the rupture that occurs when the paper coating liquid passes through the blade as described above, when the water retention of the paper coating liquid is too low, the paper coating liquid passes through the blade. Later, there is a so-called wet bleeding caused by a temporary jet phenomenon when leaving the blade, which causes the liquid to scatter.
【０００５】このウエットブリーディングは、顔料、バ
インダー及び水相間の相互作用に基づくもので、これま
でこれを抑制するために、カルボキシメチルセルロース
（ＣＭＣ）やアルギン酸ナトリウムなどの高分子物質を
添加することが行われていたが、保水性の低下を防ぐた
めにこれらの高分子物質の量を増加すると、塗工液の粘
度が上昇し、流動性が低下し、高速加工が不可能になる
上に、得られる塗工紙について、耐ピッキング性、印刷
適性、平滑性などの表面特性の劣化をもたらすという欠
点があった。ところで、本発明者らが提案した前記の、
貯蔵エネルギーＧ’よりも損失エネルギーＧ’’が大き
い紙塗工液においては、ブレードの先端付近でも粘性状
態が維持されるため、ドライブリーディングの発生は抑
制されるが、ウエットブリーディングの発生は抑制され
ないため、利用分野が制限されるのを免れなかった。[0005] This wet bleeding is based on the interaction between a pigment, a binder and an aqueous phase, and in order to suppress this, a polymer substance such as carboxymethylcellulose (CMC) or sodium alginate has conventionally been added. However, if the amount of these high-molecular substances is increased to prevent a decrease in water retention, the viscosity of the coating liquid increases, the fluidity decreases, and high-speed processing becomes impossible. Coated paper has the drawback of deteriorating surface properties such as picking resistance, printability, and smoothness. By the way, the above-mentioned proposed by the present inventors,
In a paper coating liquid having a larger loss energy G ″ than the stored energy G ′, the viscous state is maintained even near the tip of the blade, so that the occurrence of drive bleeding is suppressed, but the occurrence of wet bleeding is not suppressed. Therefore, the field of use was inevitably limited.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基本成分と
して、顔料、バインダー及び塗工性改質剤を含む紙塗工
液について、ドライブリーディングのみでなくウエット
ブリーディングも抑制された、保水性が良好で高速塗工
が可能で、かつ優れた表面特性を有する塗工紙を与える
紙塗工液を提供することを目的としてなされたものであ
る。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a paper coating liquid containing a pigment, a binder and a coatability modifier as basic components. It is an object of the present invention to provide a paper coating liquid which can provide a coated paper which is excellent, can perform high-speed coating and has excellent surface characteristics.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、顔料、バ
インダー及び塗工性改質剤を含む紙塗工液におけるブリ
ーディングを抑制することについて鋭意研究を重ねた結
果、塗工性改質剤により、紙塗工液の貯蔵エネルギー
Ｇ’に対する損失エネルギーＧ’’の比Ｇ’’／Ｇ’を
特定範囲に調整するとともに、水相粘度を特定値以上に
調整すれば、ドライブリーディングのみでなくウエット
ブリーディングも抑制しうることを見出し、この知見に
基づいて本発明をなすに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies on suppressing bleeding in a paper coating solution containing a pigment, a binder and a coatability modifier. When the ratio G ″ / G ′ of the loss energy G ″ to the storage energy G ′ of the paper coating liquid is adjusted to a specific range by the agent and the aqueous phase viscosity is adjusted to a specific value or more, only the drive reading is performed. It has been found that wet bleeding can be suppressed, and the present invention has been made based on this finding.
【０００８】すなわち、本発明は、基本成分として顔
料、バインダー及び塗工性改質剤を含む紙塗工液におい
て、応力６Ｐａ時の塗工液の貯蔵エネルギーＧ’に対す
る損失エネルギーＧ’’の比Ｇ’’／Ｇ’が１〜３．５
の範囲内で、かつ水相粘度３ｍＰａ・ｓ以上になるよう
に、塗工性改質剤が配合されていることを特徴とするウ
エットブリーディング防止性紙塗工液、及び、顔料及び
バインダーを含む基本組成液に対し、塗工性改質剤を加
え、塗工液の粘弾性特性値を、応力６Ｐａ時の塗工液の
貯蔵エネルギーＧ’に対する損失エネルギーＧ’’の比
Ｇ’’／Ｇ’が１〜３．５の範囲内、水相粘度が３ｍＰ
ａ・ｓ以上になるように調整することを特徴とするウエ
ットブリーディング防止性紙塗工液の製造方法を提供す
るものである。That is, the present invention relates to the ratio of the loss energy G ″ to the storage energy G ′ of a coating liquid at a stress of 6 Pa in a paper coating liquid containing a pigment, a binder and a coating property modifier as basic components. G ″ / G ′ is 1 to 3.5
And a water phase viscosity of 3 mPa · s or more, comprising a wet bleeding preventing paper coating liquid characterized by being coated with a coatability modifier, and a pigment and a binder. A coating property modifier is added to the basic composition liquid, and the viscoelastic characteristic value of the coating liquid is determined by the ratio G ″ / G of the loss energy G ″ to the storage energy G ′ of the coating liquid at a stress of 6 Pa. Is in the range of 1 to 3.5 and the aqueous phase viscosity is 3 mP
It is an object of the present invention to provide a method for producing a wet bleeding preventing paper coating liquid, which is adjusted so as to be not less than a · s.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の紙塗工液の基本成分は、
従来の紙塗工液のそれと特に異なるものではなく、同じ
範囲の中から選ぶことができる。すなわち、紙塗工液に
用いられる顔料については特に制限はなく、従来紙塗工
液に慣用されているものを使用することができる。この
ようなものとしては、例えばクレー、炭酸カルシウム、
カオリン、タルク、酸化チタン、シリカ、酸化亜鉛、水
酸化アルミニウム、白土、レーキ、合成プラスチック顔
料などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、
２種以上を組み合わせて用いてもよい。その配合量は、
通常塗工液全量に基づき、４０〜７０重量％の範囲で選
ばれる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The basic components of the paper coating solution of the present invention are as follows:
It is not particularly different from that of the conventional paper coating liquid, and can be selected from the same range. That is, the pigment used in the paper coating liquid is not particularly limited, and those conventionally used in paper coating liquids can be used. Such materials include, for example, clay, calcium carbonate,
Examples include kaolin, talc, titanium oxide, silica, zinc oxide, aluminum hydroxide, clay, lakes, synthetic plastic pigments, and the like. These may be used alone,
Two or more kinds may be used in combination. The amount is
Usually, it is selected in the range of 40 to 70% by weight based on the total amount of the coating liquid.
【００１０】また、バインダーについても特に制限はな
く、従来紙塗工液に慣用されている合成若しくは天然高
分子のラテックス又は溶液を用いることができる。この
ような高分子物質としては、例えばスチレン−ブタジエ
ン系共重合体、スチレン−アクリル系共重合体、酢酸ビ
ニル−アクリル系共重合体、エチレン−酢酸ビニル系共
重合体、ブタジエン−メチルメタクリレート系共重合
体、酢酸ビニル−ブチルアクリレート系共重合体、スチ
レン−無水マレイン酸系共重合体、アクリル酸−メチル
メタクリレート系共重合体、酸化デンプン、エステル化
デンプン、エーテル化デンプン、酵素変性デンプン、カ
ゼイン、大豆タンパクなどが挙げられる。これらは単独
で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよ
い。その配合量は、顔料１００重量部当たり、通常３〜
３０重量部、好ましくは５〜２０重量部の範囲で選ばれ
る。The binder is not particularly limited, and a latex or solution of a synthetic or natural polymer conventionally used in paper coating solutions can be used. Examples of such high-molecular substances include styrene-butadiene copolymers, styrene-acryl copolymers, vinyl acetate-acryl copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, and butadiene-methyl methacrylate copolymers. Polymer, vinyl acetate-butyl acrylate copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, acrylic acid-methyl methacrylate copolymer, oxidized starch, esterified starch, etherified starch, enzyme-modified starch, casein, Soy protein and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The amount is usually 3 to 100 parts by weight of the pigment.
It is selected in the range of 30 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight.
【００１１】本発明の紙塗工液においては、基本成分と
して顔料及びバインダーとともに、塗工性改質剤を配合
し、この塗工性改質剤により、粘弾性特性値及び水相粘
度を調整することが必要である。この塗工性改質剤とし
ては、アクリル系エマルション、特にガラス転移温度
（Ｔｇ）が−７０〜２０℃の範囲にあるものが好ましい
が、これ以外でも粘弾性特性値及び水相粘度を調製でき
る性質をもつ物質ならばどのようなものを用いてもよ
い。ガラス転移温度が−７０℃より低いとカレンダー加
工時のロール汚れを引き起こし、操業性を低下させる
し、また２０℃を超えると紙塗工液が弾性化し、高速塗
工性が低下する傾向がある。このようなアクリル系エマ
ルションとして好適なものには、（Ａ）アクリル酸アル
キルエステル及びメタクリル酸アルキルエステルの中か
ら選ばれた少なくとも１種の単量体と（Ｂ）メタクリル
酸との共重合体がある。In the paper coating liquid of the present invention, a coatability modifier is blended together with a pigment and a binder as basic components, and the viscoelastic characteristic value and the aqueous phase viscosity are adjusted by the coatability modifier. It is necessary to. As the coating property modifier, an acrylic emulsion, particularly one having a glass transition temperature (Tg) in the range of -70 to 20 ° C is preferable, but other than this, the viscoelastic characteristic value and aqueous phase viscosity can be adjusted. Any substance having a property may be used. If the glass transition temperature is lower than −70 ° C., roll contamination during calendering is caused and the operability is reduced. If the glass transition temperature is higher than 20 ° C., the paper coating liquid becomes elastic and the high-speed coating property tends to be reduced. . Suitable examples of such an acrylic emulsion include a copolymer of (A) at least one monomer selected from alkyl acrylate and alkyl methacrylate and (B) methacrylic acid. is there.
【００１２】この（Ａ）成分のアクリル酸アルキルエス
テル又はメタクリル酸アルキルエステルとしてはアルキ
ル基の炭素数が１〜８のものが好ましく、アルキル基は
直鎖状でも枝分れ状のものでもよい。このような単量体
としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリ
ル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチ
ル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸ペンチル、メ
タクリル酸ペンチル、アクリル酸２−メチルブチル、メ
タクリル酸２−メチルブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブ
チル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸２−
エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、ア
クリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸
ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸２−ヒド
ロキシヘキシル、メタクリル酸２−ヒドロキシヘキシル
などが挙げられ、特に高速塗工性と保水性の両立できる
ものとしてはアクリル酸ブチルが、耐ストリーク性、耐
ブリーディング性の面ではアクリル酸エチル、メタクリ
ル酸メチル及びこの両方を用いたものが好適である。こ
れらの単量体は単独で用いてもよいし、２種以上組み合
わせて用いてもよい。なお、（Ａ）成分として炭素数９
以上のアルキル基を含むものを用いると保水性が低下す
る傾向がある。As the alkyl acrylate or alkyl methacrylate of the component (A), those having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group are preferable, and the alkyl group may be linear or branched. Such monomers include, for example, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, pentyl acrylate, pentyl methacrylate 2-methylbutyl acrylate, 2-methylbutyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, 2-methyl acrylate
Examples include ethylhexyl, 2-ethylhexyl methacrylate, octyl acrylate, octyl methacrylate, hexyl acrylate, hexyl methacrylate, 2-hydroxyhexyl acrylate, and 2-hydroxyhexyl methacrylate. Preferred is butyl acrylate, which is compatible with the above, and ethyl acrylate, methyl methacrylate, and those using both are preferred in terms of streak resistance and bleeding resistance. These monomers may be used alone or in combination of two or more. The component (A) has 9 carbon atoms.
When a resin containing the above alkyl group is used, water retention tends to decrease.
【００１３】この共重合体における（Ａ）単量体単位と
（Ｂ）単量体単位との含有割合は、各単量体成分換算モ
ル比で４０：６０ないし９５：５の範囲であることが好
ましい。（Ａ）単量体単位が過剰である場合、十分な保
水性が得られないし、（Ｂ）単量体単位が過剰の場合、
塗工液の弾性化を招く原因となり、いずれの場合でも高
速塗工性、操業性に著しい悪影響を及ぼすものとなる。The content ratio of the monomer units (A) and (B) in the copolymer is in the range of 40:60 to 95: 5 in terms of the molar ratio of each monomer component. Is preferred. When (A) the monomer unit is excessive, sufficient water retention cannot be obtained, and (B) when the monomer unit is excessive,
This causes the coating liquid to become elastic, and in any case, it has a significant adverse effect on high-speed coating properties and operability.
【００１４】次に、この共重合体の重量平均分子量は１
００，０００〜８，０００，０００の範囲であることが
望ましい。この重量平均分子量が１００，０００未満で
あると十分な保水性が得られないし、８，０００，００
０を超えると塗工液の弾性化を招き、高速塗工性を悪化
させる原因となる。この（Ａ）単量体と（Ｂ）単量体と
の共重合体は、常法に従い、例えば両者を所定の割合で
混合し、不活性有機溶剤中、過酸化ベンゾイル、過酸化
アセチルのような過酸化物やビスアゾイソブチロニトリ
ルのようなラジカル触媒の存在下で共重合させることに
より得ることができる。Next, the weight average molecular weight of this copolymer is 1
It is desirable to be in the range of 00,000 to 8,000,000. If the weight average molecular weight is less than 100,000, sufficient water retention cannot be obtained, and 8,000,000
If it exceeds 0, the coating liquid will be elasticized, which will cause deterioration of high-speed coating properties. The copolymer of the monomer (A) and the monomer (B) may be mixed in a conventional manner, for example, by mixing the two at a predetermined ratio, and then reacting in an inert organic solvent such as benzoyl peroxide or acetyl peroxide. It can be obtained by copolymerization in the presence of a radical catalyst such as a peroxide or bisazoisobutyronitrile.
【００１５】本発明の紙塗工液においては、前記塗工性
改質剤により、紙塗工液の粘弾性特性値について、紙塗
工液の応力６Ｐａ時における貯蔵エネルギーＧ’に対す
る損失エネルギーＧ’’の比Ｇ’’／Ｇ’が１〜３．５
になるように調整することが必要である。このような条
件が満たされることにより、はじめて良好な保水性を有
し、しかも１０００ｍ／分以上という高速塗工を行って
もブリーディング、特にドライブリーディングやストリ
ークを生じることなく紙基材上に紙塗工液の塗膜からな
る塗工層を形成させることができる。このような条件を
満たさないと良好な保水性と高速塗工性を兼ね備えたも
のにはならない。本発明における貯蔵エネルギーＧ’及
び損失エネルギーＧ’’は、例えばダイナライザー（Ｄ
ｙｎａｌｙｓｅｒ）ＤＡＲ−１００[レオロジカ・イン
ストルメンツ・エー・ビー（ＲＥＯＬＯＧＩＣＡ Ｉｎ
ｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＡＢ）社製]を用いて、応力６Ｐ
ａ時において測定した値である。In the paper coating liquid of the present invention, the viscoelastic characteristic value of the paper coating liquid is determined by the coating property modifier to the energy loss G to the storage energy G 'at a stress of 6 Pa of the paper coating liquid. '' Ratio G '' / G ′ is 1 to 3.5
It is necessary to adjust so that By satisfying these conditions, the paper has good water retention for the first time, and does not cause bleeding, especially drive reading and streaking, even when a high-speed coating of 1000 m / min or more is performed. A coating layer composed of a coating liquid of a working liquid can be formed. If these conditions are not satisfied, the composition will not have both good water retention and high-speed coating properties. The stored energy G ′ and the lost energy G ″ in the present invention are, for example, a dynalyzer (D
yanalyser) DAR-100 [REOLOGICA In
instruments AB), stress 6P
This is a value measured at time a.
【００１６】さらに、本発明の紙塗工液においては、前
記塗工性改質剤により塗工液の水相粘度が３ｍＰａ・ｓ
以上になるように調整することが必要である。このよう
な条件が満たされることにより、はじめて良好な操業
性、特に耐ブリード性及び耐ストリーク性及び保水性を
有し、紙基材上に紙塗工液の塗膜からなる塗工層を形成
させることができる。このような条件を満たすことによ
り良好な保水性と操業性、特にウエットブリーディング
発生防止及びバインダー等の成分のマイグレーションを
抑制し、カレンダー汚れの発生防止性を兼ね備えたもの
となる。Further, in the paper coating liquid of the present invention, the water viscosity of the coating liquid is 3 mPa · s by the coating property modifier.
It is necessary to make adjustments as described above. By satisfying such conditions, it is possible to form a coating layer consisting of a coating film of a paper coating liquid on a paper base material, having good operability, particularly having bleed resistance and streak resistance and water retention. Can be done. By satisfying such conditions, good water retention and operability, particularly, prevention of wet bleeding and suppression of migration of components such as a binder, as well as prevention of occurrence of calendar stains can be obtained.
【００１７】本発明における水相粘度は、塗工液を遠心
分離して、その上澄み液をＥＬＤ型粘度計（東京計器社
製）で測定することができる。本発明の紙塗工液におけ
る貯蔵エネルギーＧ’に対する損失エネルギーＧ’’の
比Ｇ’’／Ｇ’及び水相粘度の調整は塗工性改質剤の種
類、組成及び配合量を選択することによって行われる。The aqueous phase viscosity in the present invention can be measured by centrifuging a coating solution and measuring the supernatant by an ELD viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.). Adjustment of the ratio G ″ / G ′ of the loss energy G ″ to the storage energy G ′ and the aqueous phase viscosity in the paper coating liquid of the present invention is performed by selecting the type, composition and amount of the coating property modifier. Done by
【００１８】本発明の紙塗工液においては、本発明の目
的が損なわれない範囲で、必要に応じ分散剤、増粘剤、
消泡剤、耐水化剤、着色剤などを適宜含有させることが
できる。該分散剤としては、例えばポリアクリル酸ナト
リウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナト
リウム、アクリル酸−マレイン酸系共重合体のナトリウ
ム塩などが挙げられる。本発明の方法に従えば、前記の
要件を備えた紙塗工液は、次のようにして製造すること
ができる。In the paper coating liquid of the present invention, a dispersing agent, a thickening agent, and the like may be used, if necessary, as long as the object of the present invention is not impaired.
An antifoaming agent, a waterproofing agent, a coloring agent and the like can be appropriately contained. Examples of the dispersant include sodium polyacrylate, sodium hexametaphosphate, sodium pyrophosphate, and a sodium salt of an acrylic acid-maleic acid copolymer. According to the method of the present invention, the paper coating liquid having the above requirements can be produced as follows.
【００１９】すなわち、任意に選ばれた顔料及びバイン
ダーを基本成分とする紙塗工液に対し、この紙塗工液の
水相粘度を３ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは５ｍＰａ・ｓ
以上でＧ’’／Ｇ’の比が１〜３．５の関係を満たすよ
うな割合で所定の塗工性改質剤を配合する。この際に配
合される塗工性改質剤の量は、通常顔料１００重量部当
り、０．０５〜１．０重量部の範囲になる。これよりも
量が少ないと保水性が不十分になるし、これよりも量が
多くなると塗工液の弾性化を招く原因となり、高速塗工
性が低下する。保水性及び塗工液の粘弾性の面から塗工
性改質剤の好ましい配合量は、顔料１００重量部当り、
０．１〜０．４重量部の範囲である。That is, the water phase viscosity of this paper coating liquid is 3 mPa · s or more, preferably 5 mPa · s, with respect to a paper coating liquid containing arbitrarily selected pigments and binders as basic components.
As described above, a predetermined coatability modifier is blended in such a ratio that the ratio of G ″ / G ′ satisfies the relationship of 1 to 3.5. At this time, the amount of the coatability modifier to be blended is usually in the range of 0.05 to 1.0 part by weight per 100 parts by weight of the pigment. If the amount is smaller than this, the water retention becomes insufficient, and if the amount is larger than this, the coating liquid becomes elastic and the high-speed coating property is reduced. From the viewpoint of water retention and the viscoelasticity of the coating liquid, the preferred amount of the coating property modifier is per 100 parts by weight of the pigment.
It is in the range of 0.1 to 0.4 parts by weight.
【００２０】[0020]
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００２１】なお、各例中の紙塗工液及び塗工紙の物性
は、下記の方法に従って求めた。 （１） 紙塗工液の保水性 エス・アンド・ディー・ワーレン（Ｓ＆Ｄ Ｗａｒｒｅ
ｎ）法に従って測定した。値が大きいほど保水性がよい
ことを示す。 （２）粘弾性特性値 ダイナライザー（Ｄｙｎａｌｙｓｅｒ）ＤＡＲ−１００
［レオロジカ・インストルメンツ・エー・ビー（ＲＥＯ
ＬＯＧＩＣＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＡＢ）社製］
を用いて、応力６Ｐａ時の塗工液の貯蔵エネルギーＧ’
及び損失エネルギーＧ’’を測定し、これらの比Ｇ’’
／Ｇ’を求めた。 （３）塗工性 紙塗工試験を行い、以下の基準で評価した。 １…１０００ｍ／分以上の高速塗工可能であり、ドライ
ブリーディング及びウエットブリーディングの発生な
し。 ２…１０００ｍ／分以上の高速塗工可能であるが、若干
のドライブリーディングの発生あり。 ３…１０００ｍ／分以上の高速塗工可能であるが、若干
のウエットブリーディングの発生あり。 ４…ドライブリーディングの発生が有り、高速塗工不可
能。 ５…ウエットブリーディングの発生が有り、高速塗工不
可能。 （４）Ｂ型粘度（ｍＰａ・ｓ） ＴＡＰＰＩ基準Ｔ６４８ Ｓｕ−７２に従って、回転数
６０ｒｐｍで、２０℃におけるＢ型粘度を測定した。 （５）ハイシェア粘度（ｍＰａ・ｓ） ハイシェア粘度計（日本精機社製）を使用し、回転数８
８００ｒｐｍで、２０℃におけるハイシェア粘度を測定
した。 （６）水相粘度（ｍＰａ・ｓ） 紙塗工液を全自動高速冷却遠心分離器ＲＤ−２０ＩＶ
（トミー精工社製）を用い、１５０００ｒｐｍ、６０分
遠心分離を行い、得られた上澄み液についてＥＬＤ型粘
度計（東京計器社製）を用い、回転数５０ｒｐｍで２０
℃における粘度を測定した。 （７）塗工紙の光沢度 ＪＩＳ Ｐ８１４２−１９６５に従って測定した。 （８）塗工紙の白色度 ＪＩＳ Ｐ８１２３−１９６１に従って測定した。 （９）塗工紙の平滑度 ＪＩＳ Ｐ８１１９−１９７６に従って測定した。The physical properties of the paper coating liquid and the coated paper in each example were determined according to the following methods. (1) Water retention of paper coating solution S & D Warre
n) Measured according to the method. The higher the value, the better the water retention. (2) Viscoelastic characteristic value Dynalyser DAR-100
[Leologica Instruments AB (REO)
LOGICA Instruments AB)
And the storage energy G ′ of the coating liquid at a stress of 6 Pa
And loss energy G ″, and the ratio G ″
/ G '. (3) Coating properties Paper coating tests were performed and evaluated according to the following criteria. 1: High-speed coating at 1000 m / min or more is possible, and no drive reading or wet bleeding occurs. 2: High-speed coating at 1000 m / min or more is possible, but slight drive reading occurs. 3: High speed coating at 1000 m / min or more is possible, but slight wet bleeding occurs. 4: Drive reading occurred and high-speed coating was not possible. 5: Wet bleeding occurred and high-speed coating was impossible. (4) B-type viscosity (mPa · s) According to TAPPI standard T648 Su-72, the B-type viscosity at 20 ° C. was measured at a rotation speed of 60 rpm. (5) High shear viscosity (mPa · s) Using a high shear viscosity meter (Nippon Seiki Co., Ltd.)
The high shear viscosity at 20 ° C. was measured at 800 rpm. (6) Aqueous phase viscosity (mPa · s) Fully automatic high-speed cooling centrifuge RD-20IV for paper coating liquid
(Tomy Seiko Co., Ltd.) and centrifuged at 15000 rpm for 60 minutes.
The viscosity at ° C was measured. (7) Glossiness of coated paper Measured in accordance with JIS P8142-1965. (8) Whiteness of coated paper Measured in accordance with JIS P8123-1961. (9) Smoothness of coated paper Measured according to JIS P8119-1976.
【００２２】実施例１ クレー６０重量部、重質炭酸カルシウム４０重量部、ス
チレン−ブタジエン共重合体ラテックス１１重量部（固
形分として）、酸化デンプン１重量部及び分散剤（ソマ
ール社製、ＳＤＡ−４０Ｋ）０．１重量部（固形分とし
て）を混合し、全体の固形分濃度が６３重量％になるよ
うに水を加え基本組成液を調製した。別にアクリル酸ブ
チル単位とメタクリル酸単位との含有割合が各単量体換
算モル比で４４．５：５５．５、かつ重量平均分子量が
１，０００，０００以上のアクリル酸ブチル−メタクリ
ル酸共重合体エマルション（固形分３０重量％、２０℃
における粘度１０ｍＰａ・ｓ）を調製し、塗工性改質剤
とした。前記の基本組成液に共重合体に基づき０．３重
量部（固形分として）の塗工性改質剤を加えて均質に混
合することにより、Ｇ’’／Ｇ’を２．５６に、水相粘
度を３．５ｍＰａ・ｓに調整し、紙塗工液を調製した。
このものの物性を表１に示す。なお、重量平均分子量は
ＧＰＣ法により測定したポリスチレン換算の値である。
次に、この紙塗工液を中質紙（坪量６０ｇ／m2）の片面
に固形分付着量が１３ｇ／m2になるように塗布乾燥して
塗工紙を作成した。塗工紙の物性を表１に示す。Example 1 60 parts by weight of clay, 40 parts by weight of heavy calcium carbonate, 11 parts by weight of styrene-butadiene copolymer latex (as solid content), 1 part by weight of oxidized starch, and a dispersant (manufactured by Somar, SDA- 40K) was mixed with 0.1 part by weight (as a solid content), and water was added so that the total solid content concentration became 63% by weight to prepare a basic composition solution. Separately, a butyl acrylate-methacrylic acid copolymer having a butyl acrylate unit and methacrylic acid unit content of 44.5: 55.5 in terms of each monomer and a weight average molecular weight of 1,000,000 or more is used. Combined emulsion (solid content 30% by weight, 20 ° C
At a viscosity of 10 mPa · s) was prepared as a coating property modifier. G ″ / G ′ was adjusted to 2.56 by adding 0.3 parts by weight (as solid content) of a coatability modifier based on the copolymer to the above basic composition solution and mixing homogeneously. The aqueous phase viscosity was adjusted to 3.5 mPa · s to prepare a paper coating liquid.
Table 1 shows the physical properties of this product. The weight average molecular weight is a value in terms of polystyrene measured by the GPC method.
Next, this paper coating liquid was applied to one surface of a medium paper (basis weight: 60 g / m 2 ) so as to have a solid content of 13 g / m 2 and dried to prepare a coated paper. Table 1 shows the physical properties of the coated paper.
【００２３】実施例２ アクリル酸エチル−アクリル酸２−エチルヘキシル−メ
タクリル酸共重合体エマルション（アクリル酸エチル単
位、アクリル酸２−エチルヘキシル単位及びメタクリル
酸単位の含有割合が各単量体換算モル比で２５．４：３
７．８：３６．８、重量平均分子量が１，０００，００
０以上、固形分が３０重量％、２０℃における粘度が１
０ｍＰａ・ｓ）からなる塗工性改質剤を調整した。この
塗工性改質剤を用い実施例１と同様にしてＧ’’／Ｇ’
を２．７６に、水相粘度を３．１ｍＰａ・ｓに調整し紙
塗工液を調製した。このものの物性を表１に示す。次
に、この紙塗工液を中質紙(坪量６０ｇ／m2)の片面に固
形分付着量が１３ｇ／m2になるように塗布乾燥して塗工
紙を作成した。塗工紙の物性を表１に示す。Example 2 Ethyl acrylate-2-ethylhexyl acrylate-methacrylic acid copolymer emulsion (the content ratio of ethyl acrylate unit, 2-ethylhexyl acrylate unit and methacrylic acid unit was expressed in terms of molar ratio in terms of each monomer) 25.4: 3
7.8: 36.8, weight average molecular weight is 1,000,000
0 or more, solid content is 30% by weight, viscosity at 20 ° C. is 1
0 mPa · s) was prepared. Using this coatability modifier, G ″ / G ′ was performed in the same manner as in Example 1.
Was adjusted to 2.76, and the aqueous phase viscosity was adjusted to 3.1 mPa · s to prepare a paper coating liquid. Table 1 shows the physical properties of this product. Next, this paper coating liquid was applied to one surface of a medium paper (basis weight: 60 g / m 2 ) and dried so that the solid content was 13 g / m 2 , thereby preparing a coated paper. Table 1 shows the physical properties of the coated paper.
【００２４】実施例３ アクリル酸エチル−メタクリル酸メチル−メタクリル酸
共重合体エマルション（アクリル酸エチル単位、メタク
リル酸メチル単位及びメタクリル酸単位の含有割合が各
単量体換算モル比で２８．０：３７．５：３４．５、重
量平均分子量が１，０００，０００以上、固形分が３０
重量％、２０℃における粘度が９ｍＰａ・ｓ）からなる
塗工性改質剤を調製した。この塗工性改質剤を用い、実
施例１と同様にしてＧ’’／Ｇ’を１．０５に、水相粘
度を４．８ｍＰａ・ｓに調整して紙塗工液を調製した。
このものの物性を表１に示す。次に、この紙塗工液を中
質紙(坪量６０ｇ／m2)の片面に固形分付着量が１３ｇ／
m2になるように塗布乾燥して塗工紙を作成した。塗工紙
の物性を表１に示す。Example 3 Ethyl acrylate-methyl methacrylate-methacrylic acid copolymer emulsion (content ratio of ethyl acrylate unit, methyl methacrylate unit and methacrylic acid unit was 28.0 in terms of each monomer conversion molar ratio: 37.5: 34.5, weight average molecular weight is 1,000,000 or more, solid content is 30
A coatability modifier comprising a weight% and a viscosity at 20 ° C. of 9 mPa · s) was prepared. Using this coatability modifier, G ″ / G ′ was adjusted to 1.05 and the aqueous phase viscosity to 4.8 mPa · s in the same manner as in Example 1 to prepare a paper coating liquid.
Table 1 shows the physical properties of this product. Next, this paper coating liquid was applied to one side of a medium paper (basis weight: 60 g / m 2 ) so that the solid content was 13 g / m 2.
It was coated and dried to obtain a coated paper so as to obtain m 2 . Table 1 shows the physical properties of the coated paper.
【００２５】実施例４ クレー７０重量部、重質炭酸カルシウム３０重量部、ス
チレン−ブタジエン共重合体ラテックス６重量部（固形
分として）及び分散剤（ソマール社製、ＳＤＡ−４０
Ｋ）０．１重量部（固形分として）を混合し、全体の固
形分濃度が６３重量％になるように水を加え基本組成液
を調製した。別にアクリル酸エチル単位とメタクリル酸
単位との含有割合が各単量体換算モル比で６０：４０、
かつ重量平均分子量が１，０００，０００以上のアクリ
ル酸エチル−メタクリル酸共重合体エマルション（固形
分３０重量％、２０℃における粘度１０ｍＰａ・ｓ）か
らなる塗工性改質剤を調製した。次に前記の基本組成液
に共重合体に基づき０．３重量部（固形分として）の塗
工性改質剤を加えてＧ’’／Ｇ’を１．００に、水相粘
度を８ｍＰａ・ｓに調整し、紙塗工液を調製した。この
ものの物性を表１に示す。なお、重量平均分子量はＧＰ
Ｃ法により測定したポリスチレン換算の値である。次
に、この紙塗工液を中質紙（坪量６０ｇ／m2）の片面に
固形分付着量が１３ｇ／m2になるように塗布乾燥して塗
工紙を作成した。塗工紙の物性を表１に示す。Example 4 70 parts by weight of clay, 30 parts by weight of heavy calcium carbonate, 6 parts by weight of styrene-butadiene copolymer latex (as solid content) and a dispersant (manufactured by Somar, SDA-40)
K) 0.1 part by weight (as a solid content) was mixed, and water was added so that the total solid content concentration was 63% by weight to prepare a basic composition liquid. Separately, the content ratio of the ethyl acrylate unit and the methacrylic acid unit is 60:40 in terms of the monomer conversion molar ratio,
A coatability modifier comprising an ethyl acrylate-methacrylic acid copolymer emulsion having a weight average molecular weight of 1,000,000 or more (solid content: 30% by weight, viscosity at 20 ° C .: 10 mPa · s) was prepared. Next, 0.3 parts by weight (as solid content) of a coating property modifier based on the copolymer was added to the above basic composition solution to adjust G ″ / G ′ to 1.00 and the aqueous phase viscosity to 8 mPa.・ Adjusted to s to prepare a paper coating solution. Table 1 shows the physical properties of this product. The weight average molecular weight is GP
It is a value in terms of polystyrene measured by the method C. Next, this paper coating liquid was applied to one surface of a medium paper (basis weight: 60 g / m 2 ) so as to have a solid content of 13 g / m 2 and dried to prepare a coated paper. Table 1 shows the physical properties of the coated paper.
【００２６】比較例１ 実施例１において、アクリル酸ブチル−メタクリル酸共
重合体エマルションに代え、カルボキシメチルセルロー
スを用いた以外は、全て実施例１と同様にして紙塗工液
を調製した。このものの物性を表１に示す。次に、この
紙塗工液を中質紙(坪量６０ｇ／m2)の片面に固形分付着
量が１３ｇ／m2になるように塗布乾燥して塗工紙を作成
した。塗工紙の物性を表１に示す。Comparative Example 1 A paper coating liquid was prepared in the same manner as in Example 1, except that carboxymethyl cellulose was used instead of the butyl acrylate-methacrylic acid copolymer emulsion. Table 1 shows the physical properties of this product. Next, this paper coating liquid was applied to one surface of a medium paper (basis weight: 60 g / m 2 ) and dried so that the solid content was 13 g / m 2 , thereby preparing a coated paper. Table 1 shows the physical properties of the coated paper.
【００２７】比較例２ 実施例１において、アクリル酸ブチル−メタクリル酸共
重合体エマルションに代え、ポリアクリル酸ナトリウム
を用いた以外は、全て実施例１と同様にして紙塗工液を
調製した。このものの物性を表１に示す。次に、この紙
塗工液を中質紙(坪量６０ｇ／m2)の片面に固形分付着量
が１３ｇ／m2になるように塗布乾燥して塗工紙を作成し
た。塗工紙の物性を表１に示す。Comparative Example 2 A paper coating liquid was prepared in the same manner as in Example 1 except that sodium acrylate was used instead of the butyl acrylate-methacrylic acid copolymer emulsion. Table 1 shows the physical properties of this product. Next, this paper coating liquid was applied to one surface of a medium paper (basis weight: 60 g / m 2 ) and dried so that the solid content was 13 g / m 2 , thereby preparing a coated paper. Table 1 shows the physical properties of the coated paper.
【００２８】比較例３ 実施例４において、アクリル酸エチル−メタクリル酸共
重合体エマルションに代え、アクリル酸ラウリルを用い
た以外は、全て実施例１と同様にして紙塗工液を調製し
た。このものの物性を表１に示す。次に、この紙塗工液
を中質紙(坪量６０ｇ／m2)の片面に固形分付着量が１３
ｇ／m2になるように塗布乾燥して塗工紙を作成した。塗
工紙の物性を表１に示す。Comparative Example 3 A paper coating liquid was prepared in the same manner as in Example 1 except that lauryl acrylate was used in place of the ethyl acrylate-methacrylic acid copolymer emulsion. Table 1 shows the physical properties of this product. Next, this paper coating liquid was applied to one side of a medium paper (basis weight: 60 g / m 2 ) so that the solid content was 13
g / m 2 to obtain a coated paper. Table 1 shows the physical properties of the coated paper.
【００２９】[0029]
【表１】 [Table 1]
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明の紙塗工液は１０００ｍ／分以上
の高速塗工時にもドライブリーディング及びウエットブ
リーディングやストリークを生じることがなく、かつ良
好な保水性を有し、表面平滑性、印刷適性、耐ピッキン
グ性、光沢などの表面特性に優れた塗工紙を与えるとい
う顕著な効果を奏する。さらに、バインダーのマイグレ
ーションを抑制でき、このことにより塗工層表面のバイ
ンダー量を低減させるため、カレンダーにバインダー等
が付着するのを防止することができる。すなわち、塗工
操業性を向上することができる。The paper coating solution of the present invention does not cause drive reading, wet bleeding or streaks even at the time of high-speed coating at 1000 m / min or more, has good water retention, surface smoothness and printing. It has a remarkable effect of providing a coated paper having excellent surface characteristics such as suitability, picking resistance, and gloss. Further, the migration of the binder can be suppressed, and the amount of the binder on the surface of the coating layer can be reduced, thereby preventing the binder and the like from adhering to the calender. That is, the coating operability can be improved.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 修一 東京都中央区銀座四丁目11番２号 ソマー ル株式会社内 Ｆターム(参考） 4J038 BA121 BA131 BA141 BA181 BA191 CA061 CB051 CC021 CC041 CC061 CE041 CG031 CG142 CH032 CH042 CH122 CJ132 EA012 HA216 HA286 HA526 HA536 HA556 KA08 MA10 NA02 NA06 NA09 NA23 NA24 NA27 PB11 PC10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shuichi Arai 4-11-2 Ginza, Chuo-ku, Tokyo F-term (reference) in Somaru Corporation 4J038 BA121 BA131 BA141 BA181 BA191 CA061 CB051 CC021 CC041 CC061 CE041 CG031 CG142 CH032 CH042 CH122 CJ132 EA012 HA216 HA286 HA526 HA536 HA556 KA08 MA10 NA02 NA06 NA09 NA23 NA24 NA27 PB11 PC10
Claims (5)
工性改質剤を含む紙塗工液において、応力６Ｐａ時の塗
工液の貯蔵エネルギーＧ’に対する損失エネルギー
Ｇ’’の比Ｇ’’／Ｇ’が１〜３．５の範囲内で、かつ
水相粘度３ｍＰａ・ｓ以上になるように、塗工性改質剤
が配合されていることを特徴とするウエットブリーディ
ング防止性紙塗工液。1. In a paper coating liquid containing a pigment, a binder and a coatability modifier as basic components, a ratio G ″ / a ratio of a loss energy G ″ to a storage energy G ′ of the coating liquid at a stress of 6 Pa. Wet bleeding preventing paper coating liquid characterized in that a coating property modifier is blended so that G 'is in the range of 1 to 3.5 and the aqueous phase viscosity is 3 mPa · s or more. .
テル及びメタクリル酸アルキルエステルの中から選ばれ
た少なくとも１種と、メタクリル酸との共重合体である
請求項１記載のウエットブリーディング防止性紙塗工
液。2. The wet bleeding prevention property according to claim 1, wherein the coatability modifier is a copolymer of at least one selected from an alkyl acrylate and an alkyl methacrylate with methacrylic acid. Paper coating liquid.
リル酸アルキルエステル中のアルキル基が炭素数１〜８
のアルキル基である請求項２記載のウエットブリーディ
ング防止性紙塗工液。3. An alkyl acrylate or methacrylate alkyl ester wherein the alkyl group has 1 to 8 carbon atoms.
The wet bleeding preventing paper coating liquid according to claim 2, which is an alkyl group represented by the formula:
ル単位及びメタクリル酸アルキルエステル単位の中から
選ばれた少なくとも１種の単量体単位とメタクリル酸単
位とをモル比で４０：６０ないし９５：５の範囲で含む
請求項２又は３記載のウエットブリーディング防止性紙
塗工液。4. The copolymer has a molar ratio of at least one monomer unit selected from alkyl acrylate units and alkyl methacrylate units to methacrylic acid units of from 40:60 to 95: The wet bleeding preventing paper coating liquid according to claim 2 or 3, which is contained in the range of 5.
対し、塗工性改質剤を加え、塗工液の粘弾性特性値を、
応力６Ｐａ時の塗工液の貯蔵エネルギーＧ’に対する損
失エネルギーＧ’’の比Ｇ’’／Ｇ’が１〜３．５の範
囲内、水相粘度が３ｍＰａ・ｓ以上になるように調整す
ることを特徴とするウエットブリーディング防止性紙塗
工液の製造方法。5. A coating composition modifier is added to a basic composition liquid containing a pigment and a binder, and the viscoelastic characteristic value of the coating liquid is
The ratio G ″ / G ′ of the loss energy G ″ to the storage energy G ′ of the coating liquid at a stress of 6 Pa is adjusted so that the ratio G ″ / G ′ is in the range of 1 to 3.5 and the aqueous phase viscosity is 3 mPa · s or more. What is claimed is: 1. A method for producing a wet-bleeding-preventive paper coating liquid.
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1999
- 1999-11-09 JP JP31896399A patent/JP5096649B2/en not_active Expired - Fee Related
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