JP2024055128A - Waterproof paper - Google Patents

Waterproof paper Download PDF

Info

Publication number
JP2024055128A
JP2024055128A JP2022161796A JP2022161796A JP2024055128A JP 2024055128 A JP2024055128 A JP 2024055128A JP 2022161796 A JP2022161796 A JP 2022161796A JP 2022161796 A JP2022161796 A JP 2022161796A JP 2024055128 A JP2024055128 A JP 2024055128A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paper
water
coating
present
waterproof
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022161796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
絢香 長谷川
達朗 越
侑樹 稲村
健二 平井
大輝 川野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Paper Industries Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Paper Industries Co Ltd filed Critical Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority to JP2022161796A priority Critical patent/JP2024055128A/en
Publication of JP2024055128A publication Critical patent/JP2024055128A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

【課題】本発明の課題は、優れた耐水性を有する紙を提供することである。【解決手段】本発明によって、防水剤とテトラポット形状の酸化亜鉛を含有する塗工層を有する耐水紙が提供される。本発明によれば、優れた撥水性を備えた耐水紙を得ることができる。【選択図】なし[Problem] The object of the present invention is to provide paper with excellent water resistance. [Solution] The present invention provides a waterproof paper having a coating layer containing a waterproofing agent and tetrapod-shaped zinc oxide. According to the present invention, it is possible to obtain waterproof paper with excellent water repellency. [Selected Figure] None

Description

本発明は、撥水性と耐水性を有する紙およびその製造方法に関する。 The present invention relates to paper that is water-repellent and water-resistant, and a method for producing the same.

種々の物品を包装するために、紙基材を用いた種々の形態からなる紙製容器や梱包材などが使用されている。一般に、紙製の容器や梱包材は、紙基材をベース素材とすることから、水分によって強度低下などが生じることがある。 In order to package various items, paper containers and packaging materials of various shapes using a paper base material are used. Generally, paper containers and packaging materials are based on a paper base material, and therefore may experience a decrease in strength due to moisture.

このため、紙基材の表面に、ワックスを塗工して紙に防湿性や防水性を付与することが提案されている。例えば、特許文献1には、最表面に位置する塗工層にワックスを封入したマイクロカプセルを含有させることによって、防湿ライナーを製造することが記載されている。また、特許文献2には、塗工層表面における直径50μm以上のブリスターを少なくすることによって紙の防湿性や防水性を向上させることが記載されている。 For this reason, it has been proposed to impart moisture-proof and waterproof properties to the paper by applying wax to the surface of the paper base material. For example, Patent Document 1 describes the production of a moisture-proof liner by incorporating microcapsules containing wax into the coating layer located on the outermost surface. Patent Document 2 describes the improvement of the moisture-proof and waterproof properties of paper by reducing blisters with a diameter of 50 μm or more on the surface of the coating layer.

特開2011-162899号公報JP 2011-162899 A 特開2020-165039号公報JP 2020-165039 A

本発明の課題は、優れた撥水性と耐水性を備えた紙を提供することである。 The objective of the present invention is to provide paper with excellent water repellency and water resistance.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討したところ、特定の形状を有する酸化亜鉛と防水剤を配合した顔料塗工層を原紙上に設けることによって十分な撥水性と耐水性を備えた紙を開発することに成功した。 After extensive research into the above-mentioned problems, the inventors have succeeded in developing paper with sufficient water repellency and water resistance by providing a pigment coating layer on the base paper that contains zinc oxide of a specific shape and a waterproofing agent.

以下に限定されるものではないが、本発明は、下記の態様を包含する。
[1] 防水剤とテトラポット形状の酸化亜鉛を含有する塗工層を有し、水と接触して5秒後の動的接触角が115°以上である耐水紙。
[2] 前記動的接触角が125°以上である、[1]に記載の耐水紙。
[3] 紙表面の30分後のCobb吸水度が10.0g/m以下である、[1]または[2]に記載の耐水紙。
[4] 前記防水剤が、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂の少なくとも1つを含有する、[1]~[3]のいずれかに記載の耐水紙。
[5] 前記防水剤が、スチレン・アクリル系樹脂を含んでなる[1]~[4]のいずれかに記載の耐水紙。
[6] 前記塗工層が、ワックスをさらに含む、[1]~[5]のいずれかに記載の耐水紙。
[7] 前記塗工層がサイズ剤を含有し、サイズ剤/防水剤の重量比率が0.3以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の耐水紙。
[8] 前記サイズ剤がAKD系サイズ剤を含む、[7]に記載の耐水紙。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の耐水紙を製造する方法であって、防水剤とテトラポット形状の酸化亜鉛を含有する塗工液を紙基材に塗工することを含む、上記方法。
The present invention includes, but is not limited to, the following aspects.
[1] A waterproof paper having a coating layer containing a waterproofing agent and tetrapod-shaped zinc oxide, the dynamic contact angle of which after 5 seconds of contact with water is 115° or more.
[2] The waterproof paper according to [1], wherein the dynamic contact angle is 125° or more.
[3] The waterproof paper according to [1] or [2], in which the Cobb water absorbency of the paper surface after 30 minutes is 10.0 g/ m2 or less.
[4] The waterproof paper according to any one of [1] to [3], wherein the waterproofing agent contains at least one of a styrene-based resin, an acrylic-based resin, and a polyolefin-based resin.
[5] The waterproof paper according to any one of [1] to [4], wherein the waterproofing agent comprises a styrene-acrylic resin.
[6] The waterproof paper according to any one of [1] to [5], wherein the coating layer further contains wax.
[7] The waterproof paper according to any one of [1] to [6], wherein the coating layer contains a sizing agent and the weight ratio of sizing agent/waterproofing agent is 0.3 or less.
[8] The waterproof paper according to [7], wherein the sizing agent comprises an AKD-based sizing agent.
[9] A method for producing the waterproof paper according to any one of [1] to [8], comprising applying a coating liquid containing a waterproofing agent and tetrapod-shaped zinc oxide to a paper substrate.

本発明によれば、十分な撥水性と耐水性を備えた紙が得られる。 The present invention provides paper with sufficient water repellency and water resistance.

本発明は、優れた耐水性を有する紙(耐水紙)に関する。本発明において耐水性とは、比較的長い時間水が接触していても水に耐えて破れない性質を意味し、具体的には、本発明に係る耐水紙は、吸水度試験方法(コッブ法:JIS P 8140)に基づき、水に30分接触後の吸水量(Cobb1800)が15.0g/m以下である。本発明の耐水紙は、好ましい態様においてCobb1800は12.5g/m以下や10.0g/m以下であり、7.5g/m以下や5.0g/m以下としてもよい。吸水量の下限は特に制限されないが、例えば、Cobb1800が0.5g/m以下であれば、防水性(水分子が紙層内部に吸水されにくい性質)を有するといえる。 The present invention relates to a paper (waterproof paper) having excellent water resistance. In the present invention, water resistance means a property of being resistant to water and not breaking even when in contact with water for a relatively long time. Specifically, the waterproof paper according to the present invention has a water absorption amount (Cobb 1800) of 15.0 g/m 2 or less after contact with water for 30 minutes based on a water absorption test method (Cobb method: JIS P 8140). In a preferred embodiment, the waterproof paper according to the present invention has a Cobb 1800 of 12.5 g/m 2 or less or 10.0 g/m 2 or less, and may also have a Cobb 1800 of 7.5 g/m 2 or less or 5.0 g/m 2 or less. There is no particular limit to the lower limit of the water absorption amount, but if the Cobb 1800 is 0.5 g/m 2 or less, for example, it can be said to have waterproofness (a property in which water molecules are not easily absorbed into the inside of the paper layer).

本発明に係る耐水紙は、紙基材(原紙)と紙基材上に設けられた耐水塗工層(耐水層)を有しており、耐水層は、防水剤および顔料を含んでなる。本発明において、顔料塗工層に特定の形状を有する酸化亜鉛と防水剤を配合することによって、耐水性だけでなく、優れた撥水性を実現している。一般に、耐水剤やサイズ剤と白色顔料を併用すると、顔料によって耐水剤やサイズ剤の効果が発現しにくくなるため、顔料塗工紙の耐水性や撥水性を高くすることは難しいところ、本発明によれば、優れた撥水性を備えた耐水紙を得ることができる。 The waterproof paper according to the present invention has a paper substrate (base paper) and a waterproof coating layer (water-resistant layer) provided on the paper substrate, and the waterproof layer contains a waterproofing agent and a pigment. In the present invention, by blending zinc oxide having a specific shape and a waterproofing agent in the pigment coating layer, not only water resistance but also excellent water repellency is achieved. Generally, when a waterproofing agent or a sizing agent is used in combination with a white pigment, the effect of the waterproofing agent or the sizing agent is not easily expressed by the pigment, so it is difficult to increase the water resistance and water repellency of pigment-coated paper. However, according to the present invention, waterproof paper with excellent water repellency can be obtained.

本発明に係る耐水紙は、耐水性のみならず、優れた撥水性を有する。本発明において撥水性とは、短時間水がかかっても水をはじいて水滴として水の浸透を防ぐ性質を意味し、具体的には、水を滴下してから5秒後の動的接触角が115°以上である。本発明の耐水紙は、好ましい態様において接触角は125°以上や135°以上であり、140°以上としてもよい。接触角の上限は特に制限されないが、例えば、175°以下や165°以下としてもよい。 The waterproof paper of the present invention has not only water resistance but also excellent water repellency. In the present invention, water repellency means the property of repelling water even when it is splashed with water for a short time, and preventing the penetration of water as droplets. Specifically, the dynamic contact angle 5 seconds after the water is dropped is 115° or more. In a preferred embodiment, the waterproof paper of the present invention has a contact angle of 125° or more, 135° or more, or may be 140° or more. There is no particular upper limit to the contact angle, but it may be, for example, 175° or less or 165° or less.

本発明に係る耐水層は、塗工剤を紙基材上に塗工して乾燥することにより形成することができる。耐水層の塗工量は、片面あたり2~50g/mが好ましく、3~40g/mがより好ましく、4~30g/mがさらに好ましく、5~20g/mとしてもよい。 The water-resistant layer according to the present invention can be formed by applying a coating agent to a paper substrate and drying the coating agent. The coating amount of the water-resistant layer is preferably 2 to 50 g/ m2 per side, more preferably 3 to 40 g/ m2 , and even more preferably 4 to 30 g/ m2 , and may be 5 to 20 g/ m2 .

本発明に係る耐水紙の坪量は特に制限されないが、例えば、30~600g/mとすることができ、35~300g/mが好ましく、40~200g/mがより好ましく、45~100g/mとしてもよい。 The basis weight of the waterproof paper according to the present invention is not particularly limited, but may be, for example, 30 to 600 g/ m2 , preferably 35 to 300 g/ m2 , more preferably 40 to 200 g/ m2 , and may be 45 to 100 g/ m2 .

本発明に係る耐水紙は、特に制限はなく種々の用途に使用することができ、例えば、オフセット印刷、グラビア印刷、凸版印刷などに用いられる印刷用塗工紙はもちろん、板紙原紙上に耐水層を有する白板紙として使用してもよい。本発明の塗工層ではラベルや包装用途に使用することもできる。また防水剤のみ塗工した場合、高い耐水性とある程度の撥水性(接触角100°~110°程度)が得られるが、密な樹脂膜の形成によりインクジェット印刷等の水性印刷はインクが定着し難い一方、本発明の塗工層では高い耐水性と撥水性を保ちながら、インク顔料が塗膜に定着しやすく、水性印刷が可能となる。これにより水性印刷を施した紙袋、紙製帽子、紙エプロン、紙製ポンチョ、紙製傘、壁紙、段ボール製ヘルメット等の用途に用いることもできる。 The waterproof paper of the present invention can be used for various purposes without any particular restrictions. For example, it can be used as a printing coated paper used in offset printing, gravure printing, letterpress printing, etc., and also as a white paperboard having a waterproof layer on the base paper of the paperboard. The coating layer of the present invention can also be used for labels and packaging. In addition, when only the waterproofing agent is applied, high water resistance and a certain degree of water repellency (contact angle of about 100° to 110°) are obtained, but the ink is difficult to fix in water-based printing such as inkjet printing due to the formation of a dense resin film. On the other hand, the coating layer of the present invention maintains high water resistance and water repellency while the ink pigment is easily fixed to the coating film, making water-based printing possible. As a result, it can also be used for applications such as paper bags, paper hats, paper aprons, paper ponchos, paper umbrellas, wallpaper, and cardboard helmets that have been subjected to water-based printing.

テトラポット状の酸化亜鉛
本発明においては、耐水塗工層に、テトラポット形状を有する酸化亜鉛を使用する。酸化亜鉛はZnOで表される亜鉛の酸化物であり、白色顔料として工業的に広く利用されている。本発明においては、酸化亜鉛の中でも、テトラポット形状を有する酸化亜鉛を使用するが、テトラポット形状とは、テトラポットのように中央から結晶が三次元的に放射状に伸びている形状を意味する。中央から伸びる結晶の本数については4本に限定されるものではなく、例えば、2~8本や3~5本であってもよい。また中央から伸びる結晶の形状については、実際の消波ブロックであるテトラポットのような円錐状だけでなく、針状であってもよい。テトラポット形状を有する酸化亜鉛としては、例えば、パナテトラ(アムテック社)を好適に用いることができる。好ましい態様において、テトラポット形状を有する酸化亜鉛は、酸化亜鉛の針状単結晶体であり、針状部分の長さは、例えば、1~50μmであり、5~30μmであってもよい。
Tetrapod-shaped zinc oxide In the present invention, zinc oxide having a tetrapod shape is used in the water-resistant coating layer. Zinc oxide is an oxide of zinc represented by ZnO, and is widely used industrially as a white pigment. In the present invention, zinc oxide having a tetrapod shape is used among zinc oxides, and the tetrapod shape means a shape in which crystals extend three-dimensionally radially from the center like a tetrapod. The number of crystals extending from the center is not limited to four, and may be, for example, 2 to 8 or 3 to 5. The shape of the crystals extending from the center may be not only conical like a tetrapod, which is an actual wave-dissipating block, but also needle-shaped. For example, Pana-Tetra (Amtec Co., Ltd.) can be suitably used as zinc oxide having a tetrapod shape. In a preferred embodiment, the zinc oxide having a tetrapod shape is a needle-shaped single crystal of zinc oxide, and the length of the needle-shaped part is, for example, 1 to 50 μm, and may be 5 to 30 μm.

本発明に係る耐水紙においては、テトラポット状酸化亜鉛のみを顔料として用いてもよいが、テトラポット状酸化亜鉛に加えて他の白色顔料を組み合わせて使用してもよい。テトラポット状酸化亜鉛と併用する白色顔料としては、例えば、炭酸カルシウム、酸化チタン、カオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーティッドクレー、タルク、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイト、マイカ、モンモリトナイトなどが挙げられ、中でも、扁平な形状を有するカオリンやマイカまたは炭酸カルシウムが好適である。扁平形状の無機顔料は、アスペクト比が10以上であることが好ましい。なお、本発明においてテトラポット状酸化亜鉛と他の顔料を併用する場合、耐水塗工層に用いる顔料の50重量%以上がテトラポット状酸化亜鉛であることが好ましい。 In the waterproof paper according to the present invention, only tetrapod-shaped zinc oxide may be used as a pigment, or other white pigments may be used in combination with tetrapod-shaped zinc oxide. Examples of white pigments to be used in combination with tetrapod-shaped zinc oxide include calcium carbonate, titanium oxide, kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, talc, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate salts, colloidal silica, satin white, mica, and montmorillonite. Among these, kaolin, mica, or calcium carbonate having a flat shape are preferred. It is preferable that the aspect ratio of the flat inorganic pigment is 10 or more. When tetrapod-shaped zinc oxide is used in combination with other pigments in the present invention, it is preferable that 50% by weight or more of the pigment used in the waterproof coating layer is tetrapod-shaped zinc oxide.

耐水層における白色顔料の含有量は、例えば、5~50重量%とすることができ、10~45重量%とすることが好ましい。顔料の含有量が少なすぎると白色顔料による効果が十分に得られず、また、顔料の含有量が多すぎると耐水性や撥水性が十分に発現しないことがある。本発明においては、テトラポット状酸化亜鉛を含む耐水塗工層を紙基材上に設けることによって、耐水紙のISO白色度が紙基材の白色度と比較して1%以上高くなっていることが好ましい。 The content of the white pigment in the water-resistant layer can be, for example, 5 to 50% by weight, and preferably 10 to 45% by weight. If the pigment content is too low, the effect of the white pigment cannot be fully obtained, and if the pigment content is too high, water resistance and water repellency may not be fully achieved. In the present invention, it is preferable that the ISO whiteness of the water-resistant paper is 1% or more higher than the whiteness of the paper base material by providing a water-resistant coating layer containing tetrapod-shaped zinc oxide on the paper base material.

防水剤
本発明に係る耐水紙は、耐水塗工層に防水剤を使用する。防水剤は、好ましい態様において合成樹脂を含有し、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂の少なくとも1種類を含有することが好適である。特に、防水剤がスチレン系樹脂および/またはアクリル系樹脂であることが好ましく、防水剤がスチレン・アクリル系樹脂(スチレン・アクリル酸共重合体)を含むことが好適である。
Waterproofing Agent The waterproof paper according to the present invention uses a waterproofing agent in the waterproof coating layer. In a preferred embodiment, the waterproofing agent contains a synthetic resin, and preferably contains at least one of styrene-based resin, acrylic-based resin, and polyolefin-based resin. In particular, the waterproofing agent is preferably a styrene-based resin and/or an acrylic-based resin, and preferably contains a styrene-acrylic resin (styrene-acrylic acid copolymer).

本発明を構成する防水塗工層が含有することのできるスチレン系樹脂とは、構造中にスチレン骨格を有するスチレン系単量体の共重合割合が50質量%以上であることが好ましく、スチレン系単量体の重合体のみからなるものであってもよい。 The styrene-based resin that can be contained in the waterproof coating layer constituting the present invention preferably has a copolymerization ratio of 50 mass% or more of a styrene-based monomer having a styrene skeleton in its structure, and may be composed only of a polymer of a styrene-based monomer.

スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、エチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、α-メチル-p-メチルスチレン等が挙げられる。 Examples of styrene monomers include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, ethylstyrene, p-tert-butylstyrene, α-methylstyrene, and α-methyl-p-methylstyrene.

また、スチレン単量体と共重合可能な単量体として、例えば、メチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、メチルフェニルメタクリレート等のアルキルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等のアルキルアクリレート、メタクリル酸、アクリル酸等の不飽和カルボン酸、マレイン酸、イタコン酸等の無水物である不飽和ジカルボン酸無水物、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン等の共役ジエン等が挙げられる。これらは1種単独、あるいは、2種以上の組み合わせで用いることができる。 Examples of monomers copolymerizable with styrene monomers include alkyl methacrylates such as methyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, and methylphenyl methacrylate; alkyl acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, and cyclohexyl acrylate; unsaturated carboxylic acids such as methacrylic acid and acrylic acid; unsaturated dicarboxylic anhydrides such as maleic acid and itaconic acid; unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; and conjugated dienes such as 1,3-butadiene and 2-methyl-1,3-butadiene. These can be used alone or in combination of two or more.

本発明を構成する耐水層が含有することのできるアクリル系樹脂とは、アクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体であるアクリル系単量体の共重合割合が50質量%以上である樹脂であり、アクリル系単量体の重合体のみからなるものであってもよい。 The acrylic resin that can be contained in the water-resistant layer constituting the present invention is a resin in which the copolymerization ratio of acrylic acid, methacrylic acid, and acrylic monomers that are derivatives of these is 50% by mass or more, and may be composed only of polymers of acrylic monomers.

アクリル系単量体としては、例えば、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸t-ブチルシクロヘキシル、メタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソプロピル等のアクリル酸エステル等を挙げることができ、アクリル系樹脂は、これらのアクリル系単量体から選ばれる1種以上の単量体を重合したものであってよい。 Examples of acrylic monomers include methacrylic acid esters such as cyclohexyl methacrylate, t-butylcyclohexyl methacrylate, and methyl methacrylate, and acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, and isopropyl acrylate. The acrylic resin may be a polymer of one or more monomers selected from these acrylic monomers.

また、アクリル系単量体と共重合可能な単量体としては、スチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、エチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、α-メチル-p-メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド、無水マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸無水物、メタクリル酸、アクリル酸等の不飽和カルボン酸等が挙げられる。これらは1種単独、あるいは、2種以上の組み合わせで用いることができる。 Examples of monomers that can be copolymerized with acrylic monomers include aromatic vinyl compounds such as styrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, ethylstyrene, p-tert-butylstyrene, α-methylstyrene, and α-methyl-p-methylstyrene; unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; maleimides such as N-phenylmaleimide and N-cyclohexylmaleimide; unsaturated dicarboxylic anhydrides such as maleic anhydride; and unsaturated carboxylic acids such as methacrylic acid and acrylic acid. These can be used alone or in combination of two or more.

本発明の好ましい態様においては、上記のような合成樹脂に加えて、耐水塗工層にワックスが含有されている。耐水塗工層が含有するワックスとしては、例えば、ポリエチレン系ワックス、フィッシャートロプシュワックス、油脂系合成ワックス(脂肪酸エステル系、脂肪酸アミド、ケトン・アミン類)、水素硬化油等の合成ワックス、蜜蝋、木蝋、パラフィン系ワックス、マイクロクリスタリンワックス等の天然ワックス等を挙げることができる。これらのワックスは、1種単独、あるいは、2種以上の組み合わせで使用することができ、特に、パラフィンを含む炭化水素系ワックスが好適である。 In a preferred embodiment of the present invention, in addition to the synthetic resins described above, the waterproof coating layer contains a wax. Examples of waxes contained in the waterproof coating layer include polyethylene wax, Fischer-Tropsch wax, synthetic oil waxes (fatty acid esters, fatty acid amides, ketones and amines), synthetic waxes such as hydrogenated oil, and natural waxes such as beeswax, wood wax, paraffin wax, and microcrystalline wax. These waxes can be used alone or in combination of two or more, and hydrocarbon waxes containing paraffin are particularly suitable.

本発明においては、耐水層がサイズ剤を有することが好ましい。一般にサイズ剤はインクや水が紙に滲むのを防ぐための添加剤であり、サイズ剤としては、例えば、ロジン系サイズ剤、ロジンエマルジョン系サイズ剤、α-カルボキシルメチル飽和脂肪酸、中性ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー(AKD)系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸(ASA)系サイズ剤、カチオンポリマー系サイズ剤などが挙げられる。本発明において防水剤とサイズ剤を併用する場合、サイズ剤/防水剤の使用比率が、例えば、0.5以下や0.4以下であり、0.3以下や0.2以下が好ましい。サイズ剤を多く用いることによって紙の撥水性を向上させることができるが、多すぎると、紙表面にサイズ剤が析出したり、紙の耐摩耗性が悪化したりする場合がある。 In the present invention, it is preferable that the water-resistant layer contains a sizing agent. Generally, a sizing agent is an additive for preventing ink or water from bleeding into the paper. Examples of sizing agents include rosin-based sizing agents, rosin emulsion-based sizing agents, α-carboxymethyl saturated fatty acid, neutral rosin-based sizing agents, alkyl ketene dimer (AKD)-based sizing agents, alkenyl succinic anhydride (ASA)-based sizing agents, and cationic polymer-based sizing agents. When a waterproofing agent and a sizing agent are used in combination in the present invention, the ratio of sizing agent/waterproofing agent used is, for example, 0.5 or less or 0.4 or less, and preferably 0.3 or less or 0.2 or less. The water repellency of the paper can be improved by using a large amount of sizing agent, but if too much is used, the sizing agent may precipitate on the paper surface or the abrasion resistance of the paper may deteriorate.

本発明においては、例えば、紙基材の少なくとも一方の面に、塗工剤を塗工し、乾燥することによって製造することができる。耐水層の形成は、公知の塗工方式を使用して塗工剤を塗工して行うことができ、例えば、エアナイフ塗工、カーテン塗工、ブレード塗工、ゲートロール塗工、ダイ塗工等の塗工方式を用いることができる。また、耐水層は、単層であっても複数層であってもよく、複数の耐水層を順次塗工してもよく、カーテン塗工などにより2層以上を同時に塗工してもよい。耐水層を乾燥する際、好ましくは、乾燥工程出口の塗工層温度が120℃未満となるように調整する。塗工剤を塗工する際の塗工速度は、塗工剤の粘度、目標塗工量を考慮して適宜設定することができる。 In the present invention, for example, the paper substrate can be manufactured by applying a coating agent to at least one side of the paper substrate and drying the coating agent. The water-resistant layer can be formed by applying the coating agent using a known coating method, such as air knife coating, curtain coating, blade coating, gate roll coating, and die coating. The water-resistant layer may be a single layer or multiple layers, and multiple water-resistant layers may be applied sequentially, or two or more layers may be applied simultaneously by curtain coating or the like. When drying the water-resistant layer, the temperature of the coating layer at the exit of the drying process is preferably adjusted to be less than 120°C. The coating speed when applying the coating agent can be appropriately set in consideration of the viscosity of the coating agent and the target coating amount.

好ましい態様として、紙基材への塗工剤の塗工を、エアナイフ塗工やカーテン塗工といった輪郭塗工方式により行うことにより、紙基材表面への塗工剤の塗工量が均一となり、したがって塗膜厚みが均一となり、後工程である乾燥工程において塗工層におけるブリスターの発生を抑制することができる。また、接触塗工方式に比べて塗工剤の使用量を低減することができ、製造コストを抑えることができる。 In a preferred embodiment, the coating agent is applied to the paper substrate using a contour coating method such as air knife coating or curtain coating, which ensures a uniform amount of coating agent on the paper substrate surface, and therefore a uniform coating thickness, which can prevent blisters from occurring in the coating layer during the subsequent drying process. In addition, the amount of coating agent used can be reduced compared to contact coating methods, which can reduce manufacturing costs.

本発明においては、耐水層に、従来から用いられている接着剤(バインダー)を使用することができる。接着剤の例としては、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体(ラテックス)、ポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、およびアクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成系接着剤;カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類;上記の澱粉由来の高分子化合物以外の酸化澱粉、陽性澱粉、尿素燐酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉等のエーテル化澱粉などの澱粉類;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体などが挙げられる。接着剤は、1種類以上を適宜選択して使用できる。 In the present invention, the water-resistant layer can use an adhesive (binder) that has been conventionally used. Examples of adhesives include synthetic adhesives such as various copolymers (latexes) such as styrene-butadiene, styrene-acrylic, ethylene-vinyl acetate, butadiene-methyl methacrylate, and vinyl acetate-butyl acrylate, polyvinyl alcohol, maleic anhydride copolymers, and acrylic acid-methyl methacrylate copolymers; proteins such as casein, soy protein, and synthetic protein; starches other than the above starch-derived polymer compounds, such as oxidized starch, cationic starch, urea phosphate esterified starch, and etherified starch such as hydroxyethyl etherified starch; and cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxymethyl cellulose. One or more types of adhesives can be appropriately selected and used.

また本発明においては、耐水層を設けるための塗工液に、例えば、安定剤、消泡剤、粘性改良剤、保水剤、防腐剤、着色剤などを含有させてもよい。
本発明において、塗工液の調製方法は特に限定されず、コータの種類によって適宜調整できる。ブレード方式のコータを用いる場合は、塗工液の固形分濃度は20~70重量%が好ましく、より好ましくは30~50重量%である。塗工液の粘度は、JIS K 7117-1に基づいてB型粘度計で測定することができ、例えば、50~3500mPa・sが好ましく、100~2500mPa・sがより好ましく、150~1500mPa・sや200~500mPa・sとしてもよい。
In the present invention, the coating solution for forming the water-resistant layer may contain, for example, a stabilizer, a defoamer, a viscosity modifier, a water retention agent, a preservative, a colorant, and the like.
In the present invention, the method for preparing the coating liquid is not particularly limited, and can be appropriately adjusted depending on the type of coater. When a blade type coater is used, the solid content concentration of the coating liquid is preferably 20 to 70% by weight, more preferably 30 to 50% by weight. The viscosity of the coating liquid can be measured by a B-type viscometer based on JIS K 7117-1, and is, for example, preferably 50 to 3500 mPa·s, more preferably 100 to 2500 mPa·s, and may be 150 to 1500 mPa·s or 200 to 500 mPa·s.

紙基材に塗工された塗工剤を乾燥して耐水層とするが、この乾燥工程では、出口での耐水層温度が120℃未満とすることが好ましく、100℃以下となるように調整してもよい。出口での耐水層温度が120℃以上であると、耐水層におけるブリスターの発生率が高くなることがあり、また、耐水層が形成された後に巻き取られた耐水紙にブロッキングが発生することがある。一方、出口での耐水層温度は、60℃以上が好ましく、70℃がより好ましく、80℃以上とすることもできる。出口での耐水層温度が60℃未満であると、場合によって、耐水層が形成された後に巻き取られた耐水紙にブロッキングが発生することがあるだけでなく、耐水層の乾燥が不十分であるため耐水、撥水性能を十分に発現できないことがある。 The coating agent applied to the paper substrate is dried to form a water-resistant layer. In this drying process, the temperature of the water-resistant layer at the exit is preferably less than 120°C, and may be adjusted to be 100°C or less. If the temperature of the water-resistant layer at the exit is 120°C or higher, the incidence of blisters in the water-resistant layer may increase, and blocking may occur in the water-resistant paper that is wound after the water-resistant layer is formed. On the other hand, the temperature of the water-resistant layer at the exit is preferably 60°C or higher, more preferably 70°C, and may be 80°C or higher. If the temperature of the water-resistant layer at the exit is less than 60°C, not only may blocking occur in the water-resistant paper that is wound after the water-resistant layer is formed, but the water-resistant layer may not be dried sufficiently to fully exhibit water resistance and water repellency.

乾燥工程出口での耐水層温度の設定は、紙基材の坪量および紙厚を考慮して設定することができる。ここで、乾燥工程の出口とは、乾燥工程における乾燥ゾーンが1個の場合、当該乾燥ゾーンの出口であり、乾燥工程における乾燥ゾーンが複数個の場合、最も下流側の乾燥ゾーンの出口である。 The temperature of the water-resistant layer at the exit of the drying process can be set taking into consideration the basis weight and thickness of the paper substrate. Here, the exit of the drying process refers to the exit of the drying zone if there is one drying zone in the drying process, and refers to the exit of the most downstream drying zone if there are multiple drying zones in the drying process.

乾燥工程出口での耐水層温度の調整は、乾燥時間、乾燥ゾーンの温度の調節により行うことができる。乾燥時間は、紙基材の送り速度、乾燥ゾーンの個数、長さ、乾燥ゾーンの機器能力(風量、赤外線出力)等で決定される。また、乾燥方式としては、公知の乾燥方式を用いることができ、例えば、蒸気シリンダ加熱乾燥方式、熱風乾燥方式、ガス式赤外線乾燥方式、電気式赤外線乾燥方式等を挙げることができ、これらのいずれか1種、あるいは、2種以上の組み合わせで使用することができる。 The temperature of the water-resistant layer at the exit of the drying process can be adjusted by adjusting the drying time and the temperature of the drying zone. The drying time is determined by the feed speed of the paper substrate, the number and length of the drying zones, the equipment capacity of the drying zones (air volume, infrared output), etc. In addition, the drying method can be a known drying method, such as a steam cylinder heating drying method, a hot air drying method, a gas-type infrared drying method, an electric infrared drying method, etc., and any one of these can be used, or a combination of two or more of them can be used.

紙基材(原紙)
本発明の耐水紙は少なくとも原紙層を有する。原紙は公知の方法により製造することができ、例えば、抄紙原料(紙料)をワイヤーパートにて抄紙し、次いでプレスパート、プレドライヤーパートに供して原紙を製造することができる。本発明に用いる原紙は、単層抄きであっても多層抄きであってもよいが、白板紙を製造する場合は多層抄き原紙を用いることが好ましい。本発明の原紙の製法は特に制限されず、公知の原料を用いて公知の方法によることができる。本発明で使用される原紙は特に制限されず、一般に使用される上質紙、中質紙、更紙、クラフト紙、片艶紙、グラシン紙、マシンコート紙、アート紙、キャストコート紙、合成紙、レジンコーテッド紙、等を例外なく使用できる。
Paper base material (base paper)
The waterproof paper of the present invention has at least a base paper layer. The base paper can be manufactured by a known method, for example, a papermaking raw material (paper material) is made in a wire part, and then the base paper can be manufactured by passing it through a press part and a pre-drier part. The base paper used in the present invention may be made of a single layer or a multi-layer, but when manufacturing a white paperboard, it is preferable to use a multi-layer base paper. The method for manufacturing the base paper of the present invention is not particularly limited, and it can be manufactured by a known method using a known raw material. The base paper used in the present invention is not particularly limited, and commonly used fine paper, medium quality paper, wood paper, kraft paper, one-sided glazed paper, glassine paper, machine coated paper, art paper, cast coated paper, synthetic paper, resin coated paper, etc. can be used without exception.

本発明の原紙の坪量は特に限定されず、用途に応じて適宜選定できるが、例えば、30~500g/mとすることができ、33~200g/mや35~75g/mとしてもよい。 The basis weight of the base paper of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the application, but can be, for example, 30 to 500 g/ m2 , or may be 33 to 200 g/ m2 or 35 to 75 g/ m2 .

本発明の原紙に用いるパルプ原料としては、化学パルプを使用することができる。化学パルプ以外にも、用途に応じて各種パルプを使用することができ、例えば、脱墨パルプ(DIP)、砕木パルプ(GP)、リファイナー砕木パルプ(RGP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、ケミグランドパルプ(CGP)、セミケミカルパルプ(SCP)などが挙げられる。脱墨パルプとしては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞紙、チラシ、雑誌などの選別古紙やこれらが混合している無選別古紙を原料とする脱墨パルプなどを使用することができる。 Chemical pulp can be used as the pulp raw material for the base paper of the present invention. In addition to chemical pulp, various pulps can be used depending on the application, such as deinked pulp (DIP), groundwood pulp (GP), refiner groundwood pulp (RGP), thermomechanical pulp (TMP), chemi-thermomechanical pulp (CTMP), chemi-ground pulp (CGP), and semi-chemical pulp (SCP). As deinked pulp, deinked pulp made from sorted waste paper such as fine paper, medium-quality paper, low-quality paper, newspapers, flyers, and magazines, or unsorted waste paper that is a mixture of these, can be used.

本発明においては、原紙の填料として公知の填料を任意に使用でき、例えば、重質炭酸カルシム、軽質炭酸カルシウム、クレー、シリカ、軽質炭酸カルシウム-シリカ複合物、カオリン、焼成カオリン、デラミカオリン、ホワイトカーボン、タルク、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、酸化亜鉛、酸化チタン、ケイ酸ナトリウムの鉱産による中和で製造される非晶質シリカ等の無機填料や、尿素-ホルマリン樹脂、メラミン系樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂などの有機填料を単用又は併用できる。この中でも、中性抄紙やアルカリ抄紙における代表的な填料である重質炭酸カルシウムや軽質炭酸カルシウムが不透明度向上のためにも好ましく使用される。紙中填料率は特に制限されないが、例えば、1~40固形分重量%や10~35固形分重量%としてもよい。 In the present invention, any known filler can be used as the filler for the base paper. For example, inorganic fillers such as heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, clay, silica, light calcium carbonate-silica composite, kaolin, calcined kaolin, delaminated kaolin, white carbon, talc, magnesium carbonate, barium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, zinc hydroxide, zinc oxide, titanium oxide, and amorphous silica produced by neutralization with minerals of sodium silicate, and organic fillers such as urea-formaldehyde resin, melamine resin, polystyrene resin, and phenol resin can be used alone or in combination. Among these, heavy calcium carbonate and light calcium carbonate, which are typical fillers in neutral papermaking and alkaline papermaking, are preferably used to improve opacity. The filler content in the paper is not particularly limited, but may be, for example, 1 to 40% by solids weight or 10 to 35% by solids weight.

本発明においては、公知の製紙用添加剤を使用することができる。例えば、硫酸バンドや各種のアニオン性、カチオン性、ノニオン性あるいは、両性の歩留まり向上剤、濾水性向上剤、各種紙力増強剤や内添サイズ剤等の抄紙用内添助剤を必要に応じて使用することができる。乾燥紙力向上剤としてはポリアクリルアミド、カチオン化澱粉が挙げられ、湿潤紙力向上剤としてはポリアミドアミンエピクロロヒドリンなどが挙げられる。これらの薬品は地合や操業性などの影響の無い範囲で添加される。中性サイズ剤としてはアルキルケテンダイマーやアルケニル無水コハク酸、中性ロジンサイズ剤などが挙げられる。更に、染料、蛍光増白剤、pH調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等も必要に応じて添加することができる。 In the present invention, known papermaking additives can be used. For example, aluminum sulfate and various anionic, cationic, nonionic or amphoteric retention improvers, drainage improvers, various paper strength enhancers, internal sizing agents, and other papermaking internal additives can be used as necessary. Examples of dry strength improvers include polyacrylamide and cationized starch, and examples of wet strength improvers include polyamidoamine epichlorohydrin. These chemicals are added to the extent that they do not affect the formation or runnability. Examples of neutral sizing agents include alkyl ketene dimers, alkenyl succinic anhydrides, and neutral rosin sizing agents. In addition, dyes, fluorescent whitening agents, pH adjusters, defoamers, pitch control agents, slime control agents, and the like can be added as necessary.

本発明における原紙の抄紙方法は特に限定されるものではなく、トップワイヤー等を含む長網抄紙機、オントップフォーマー、ギャップフォーマ、丸網抄紙機、長網抄紙機と丸網抄紙機を併用した板紙抄紙機、ヤンキードライヤーマシン等を用いて行うことができる。抄紙時のpHは、酸性、中性、アルカリ性のいずれでもよいが、中性またはアルカリ性が好ましい。抄紙速度は、特に限定されない。 The method for making the base paper in the present invention is not particularly limited, and can be carried out using a Fourdrinier paper machine including a top wire, an on-top former, a gap former, a cylinder paper machine, a board paper machine using a combination of a Fourdrinier paper machine and a cylinder paper machine, a Yankee dryer machine, etc. The pH during papermaking may be acidic, neutral, or alkaline, but neutral or alkaline is preferred. The papermaking speed is not particularly limited.

本発明に係る耐水紙は、原紙の上に、顔料を含む耐水層が1層以上設けられているが、本発明の耐水紙は、上述した原紙の片面または両面に、顔料を含まないクリア(透明)塗工層を有していてもよい。顔料を含まない塗工液(サイズプレス液)を原紙上に塗工してクリア塗工層を設けることにより、原紙の表面強度や平滑性を向上させることができ、また、顔料塗工をする際の塗工性を向上させることができる。本発明においては、クリア塗工層にバインダーとして、本発明の澱粉由来の高分子化合物を含有してもよい。クリア塗工の量は、片面あたり固形分で0.1~8.0g/m、0.5~6.5g/mがとしてもよい。 The waterproof paper of the present invention has one or more waterproof layers containing a pigment on the base paper, but the waterproof paper of the present invention may have a clear (transparent) coating layer not containing a pigment on one or both sides of the above-mentioned base paper. By providing a clear coating layer by applying a coating liquid (size press liquid) not containing a pigment on the base paper, the surface strength and smoothness of the base paper can be improved, and the coatability when applying a pigment can be improved. In the present invention, the clear coating layer may contain the starch-derived polymer compound of the present invention as a binder. The amount of the clear coating may be 0.1 to 8.0 g/m 2 or 0.5 to 6.5 g/m 2 in terms of solid content per side.

本発明においてクリア塗工とは、例えば、サイズプレス、ゲートロールコータ、プレメタリングサイズプレス、カーテンコータ、スプレーコータなどのコータ(塗工機)を使用して、澱粉、酸化澱粉などの各種澱粉、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子や、スチレン・アクリル系樹脂などのエマルジョンを主成分とする塗布液(表面処理液)を原紙上に塗布(サイズプレス)することをいう。 In the present invention, clear coating refers to the application (size press) of a coating liquid (surface treatment liquid) whose main components are starch, various starches such as oxidized starch, water-soluble polymers such as polyacrylamide and polyvinyl alcohol, and emulsions of styrene-acrylic resins, etc., onto base paper using a coater (applicator) such as a size press, gate roll coater, premetering size press, curtain coater, or spray coater.

本発明においては、オンラインソフトカレンダー、オンラインチルドカレンダーなどにより塗工前の原紙にプレカレンダー処理を行い、原紙を予め平滑化しておくことが、塗工後の塗工層を均一化する上で好ましい。この場合、処理線圧は、好ましくは30~100kN/m、より好ましくは50~100kN/mである。また、プレカレンダー処理する際の原紙の水分率も重要であり、水分率は3~5%が好ましい。 In the present invention, it is preferable to pre-calender the base paper before coating using an online soft calendar, online chilled calendar, or the like to smooth the base paper in advance in order to make the coating layer uniform after coating. In this case, the processing line pressure is preferably 30 to 100 kN/m, more preferably 50 to 100 kN/m. The moisture content of the base paper during pre-calendering is also important, and a moisture content of 3 to 5% is preferable.

以下に、具体例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の具体例によって限定されるものではない。なお、本明細書において、特に記載しない限り、濃度などは重量基準であり、数値範囲はその端点を含むものとする。 The present invention will be described in more detail below with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples. In this specification, concentrations and the like are based on weight unless otherwise specified, and numerical ranges include their endpoints.

耐水紙の製造
(1)サンプル1
晒片艶紙(日本製紙製)の片面(艶面側)に、メイヤーバーを用いて塗工液(塗料)を塗布し、熱風乾燥して紙サンプルを製造した。なお、紙基材(原紙)として用いた晒片艶紙は、漂白した化学パルプ、内添サイズ剤、紙力剤を含む紙料からヤンキーマシンを用いて製造したものであり、顔料塗工およびクリア塗工はなされていない(坪量:45g/m、水接触角:104.4°)。
塗工液の組成(固形分配合率)は下表に示すとおりであり、スチレン・アクリル系樹脂とワックスを含有する防水剤(マイケルマン製VaporCoat2220)100重量部にテトラポット状酸化亜鉛(アムテック社製パナテトラWZ-0501)58重量部を攪拌分散して調製した。
Manufacturing of waterproof paper (1) Sample 1
A coating solution (paint) was applied to one side (glossy side) of bleached glossy paper (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) using a Mayer bar, and then dried with hot air to produce paper samples. The bleached glossy paper used as the paper base material (base paper) was produced using a Yankee machine from paper stock containing bleached chemical pulp, internal sizing agents, and paper strength agents, and was not pigment- or clear-coated (basis weight: 45 g/ m2 , water contact angle: 104.4°).
The composition of the coating liquid (solid content ratio) is as shown in the table below, and was prepared by stirring and dispersing 58 parts by weight of tetrapod-shaped zinc oxide (Panatetra WZ-0501, manufactured by Amtec) in 100 parts by weight of a waterproofing agent containing styrene-acrylic resin and wax (VaporCoat 2220, manufactured by Michaelman).

(2)サンプル2
下表に示す処方で塗工液にAKD系サイズ剤(星光PMC製SE2384)を配合した以外は、サンプル1と同様にして紙サンプルを製造した。
(3)サンプル3~4
塗布量を変更した以外は、サンプル2と同様にして紙サンプルを製造した。
(4)サンプル5~6
防水剤に対するテトラポット状酸化亜鉛と表面サイズ剤の使用割合を下表のように変更した以外は、サンプル2と同様にして紙サンプルを製造した。
(5)サンプル7
白色顔料としてテトラポット状酸化亜鉛とカオリン(イメリス社製KCS)を併用し、防水剤に対する白色顔料と表面サイズ剤の使用割合を下表のように変更した以外は、サンプル2と同様にして紙サンプルを製造した。
(6)サンプル8(比較例)
サイズ剤と白色顔料(テトラポット状酸化亜鉛)を使用しなかった以外は、サンプル1と同様にして紙サンプルを製造した。
(7)サンプル9(比較例)
白色顔料(テトラポット状酸化亜鉛)を使用せず、防水剤に対する表面サイズ剤の使用割合を下表のように変更した以外は、サンプル2と同様にして紙サンプルを製造した。
(8)サンプル10(比較例)
白色顔料としてテトラポット状酸化亜鉛に代えてカオリン(イメリス社製KCS)を使用し、防水剤に対する白色顔料と表面サイズ剤の使用割合を下表のように変更した以外は、サンプル2と同様にして紙サンプルを製造した。
(9)サンプル11(比較例)
白色顔料として粒状の酸化亜鉛(堺化学工業、微細酸化亜鉛、粒子径:0.28μm)を使用した以外は、サンプル10と同様にして紙サンプルを製造した。サンプル11に用いた酸化亜鉛は、テトラポットのような形状は有しておらず、不揃いの粒状であった。
(10)サンプル12(比較例)
白色顔料として軽質炭酸カルシウム(奥多摩工業、タマパールTP221GS)を使用した以外は、サンプル10と同様にして紙サンプルを製造した。
(2) Sample 2
Paper samples were produced in the same manner as Sample 1, except that an AKD-based sizing agent (SE2384 manufactured by Seiko PMC) was added to the coating liquid according to the formulation shown in the table below.
(3) Samples 3-4
Paper samples were prepared in the same manner as Sample 2, except that the coating amount was changed.
(4) Samples 5-6
Paper samples were produced in the same manner as Sample 2, except that the ratio of tetrapod-like zinc oxide and surface sizing agent to the waterproofing agent was changed as shown in the table below.
(5) Sample 7
Paper samples were produced in the same manner as sample 2, except that tetrapod-shaped zinc oxide and kaolin (KCS manufactured by Imerys) were used in combination as the white pigment, and the ratio of the white pigment and surface sizing agent used relative to the waterproofing agent was changed as shown in the table below.
(6) Sample 8 (Comparative Example)
A paper sample was prepared in the same manner as Sample 1, except that no sizing agent and no white pigment (tetrapod-like zinc oxide) were used.
(7) Sample 9 (Comparative Example)
Paper samples were produced in the same manner as Sample 2, except that no white pigment (tetrapod-shaped zinc oxide) was used and the ratio of surface sizing agent to waterproofing agent was changed as shown in the table below.
(8) Sample 10 (Comparative Example)
Paper samples were produced in the same manner as sample 2, except that kaolin (KCS manufactured by Imerys) was used as the white pigment instead of tetrapod-shaped zinc oxide, and the ratio of the white pigment and surface sizing agent used relative to the waterproofing agent was changed as shown in the table below.
(9) Sample 11 (Comparative Example)
A paper sample was produced in the same manner as sample 10, except that granular zinc oxide (Sakai Chemical Industry, fine zinc oxide, particle size: 0.28 μm) was used as the white pigment. The zinc oxide used in sample 11 did not have a tetrapod-like shape and was irregularly granular.
(10) Sample 12 (Comparative Example)
A paper sample was produced in the same manner as Sample 10, except that precipitated calcium carbonate (Okutama Kogyo, Tamapearl TP221GS) was used as the white pigment.

耐水紙の評価
製造したサンプルについて、下記の手順に基づいて耐水性などを評価した。
(1)耐水性(Cobb吸水度)
吸水度試験方法(コッブ法:JIS P 8140)に基づき、耐水層に水を30分接触させた際の吸水量(Cobb1800)を測定した。
(2)撥水性(動的接触角)
紙面(耐水層)に純水3.5μlを滴下し、滴下してから5秒後の動的接触角を、接触角測定装置(DAT1100、FIBRO System製)により測定した。
(3)耐摩耗性(黒ラシャ転写評価)
学振耐摩耗性試験機(テスター産業社製)を用いて黒ラシャ紙をあてて荷重200gで5往復後、黒ラシャ紙への耐水層の転写の程度を、下記の基準に基づいて5段階で目視評価した。
(評価基準) 全く付着しない:5点、薄く付着:4点、部分的に厚く付着:3点~2点、全体が厚く付着:1点
Evaluation of Waterproof Paper The produced samples were evaluated for waterproofness etc. according to the following procedure.
(1) Water resistance (Cobb water absorbency)
According to the water absorption test method (Cobb method: JIS P 8140), the water absorption amount (Cobb 1800) was measured when the water-resistant layer was brought into contact with water for 30 minutes.
(2) Water repellency (dynamic contact angle)
3.5 μl of pure water was dropped onto the paper surface (water-resistant layer), and the dynamic contact angle 5 seconds after the dropping was measured using a contact angle measuring device (DAT1100, manufactured by FIBRO System).
(3) Abrasion resistance (evaluation of black cloth transfer)
Using a Gakushin abrasion resistance tester (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.), black rag paper was placed against the sample and the sample was run back and forth five times with a load of 200 g. The degree of transfer of the water-resistant layer to the black rag paper was then visually evaluated on a five-point scale based on the following criteria.
(Evaluation criteria) No adhesion at all: 5 points, thin adhesion: 4 points, partially thick adhesion: 3 points to 2 points, thick adhesion all over: 1 point

紙基材に防水剤を塗布することによって耐水性を付与することができ(サンプル8)、さらにサイズ剤を用いることによって耐水性と撥水性を備えた紙を得ることができた(サンプル9)。しかし、一般的な白色顔料であるカオリン、粒状酸化亜鉛、炭酸カルシウムを塗工液に配合したところ、耐水性と撥水性が大幅に低下してしまった(サンプル10~12)。また、サイズ剤を大量に添加することによって撥水性を向上させることができたものの、紙表面に白い粉が析出し、耐摩耗性が著しく悪化した(サンプル9)。 Water resistance could be imparted by applying a waterproofing agent to the paper base material (Sample 8), and furthermore, the use of a sizing agent made it possible to obtain paper that was both water resistant and water repellent (Sample 9). However, when common white pigments such as kaolin, granular zinc oxide, and calcium carbonate were added to the coating liquid, the water resistance and water repellency were significantly reduced (Samples 10-12). Furthermore, although the water repellency could be improved by adding a large amount of sizing agent, white powder precipitated on the paper surface and abrasion resistance was significantly reduced (Sample 9).

一方、本発明に基づいてテトラポット状酸化亜鉛を防水剤と併用することによって、耐摩耗性を悪化させることなく、優れた耐水性と撥水性を備えた紙を得ることができた。粒状の酸化亜鉛や炭酸カルシウムなどの一般的な顔料を用いると、防水剤やサイズ剤の効果が大きく損なわれてしまうことから、酸化亜鉛の特殊な形状(テトラポット状)が撥水性と耐水性の向上に大きく寄与していると示唆された。
On the other hand, by using tetrapod-shaped zinc oxide in combination with a waterproofing agent based on the present invention, paper with excellent water resistance and water repellency could be obtained without compromising abrasion resistance. When using general pigments such as granular zinc oxide or calcium carbonate, the effects of the waterproofing agent and sizing agent are greatly impaired, suggesting that the special shape of zinc oxide (tetrapod-shaped) contributes greatly to improving water repellency and water resistance.

Claims (9)

防水剤とテトラポット形状の酸化亜鉛を含有する塗工層を有し、水と接触して5秒後の動的接触角が115°以上である耐水紙。 Water-resistant paper that has a coating layer containing a waterproofing agent and tetrapod-shaped zinc oxide, and has a dynamic contact angle of 115° or more 5 seconds after contact with water. 前記動的接触角が125°以上である、請求項1に記載の耐水紙。 The waterproof paper according to claim 1, wherein the dynamic contact angle is 125° or more. 紙表面の30分後のCobb吸水度が10.0g/m以下である、請求項1に記載の耐水紙。 2. The waterproof paper according to claim 1, wherein the Cobb water absorbency of the paper surface after 30 minutes is 10.0 g/ m2 or less. 前記防水剤が、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂の少なくとも1つを含有する、請求項1に記載の耐水紙。 The waterproof paper according to claim 1, wherein the waterproofing agent contains at least one of a styrene-based resin, an acrylic-based resin, and a polyolefin-based resin. 前記防水剤が、スチレン・アクリル系樹脂を含んでなる、請求項1に記載の耐水紙。 The waterproof paper according to claim 1, wherein the waterproofing agent comprises a styrene-acrylic resin. 前記塗工層が、ワックスをさらに含む、請求項1に記載の耐水紙。 The waterproof paper according to claim 1, wherein the coating layer further comprises wax. 前記塗工層がサイズ剤を含有し、サイズ剤/防水剤の重量比率が0.3以下である、請求項1に記載の耐水紙。 The waterproof paper according to claim 1, wherein the coating layer contains a sizing agent and the weight ratio of sizing agent/waterproofing agent is 0.3 or less. 前記サイズ剤がAKD系サイズ剤を含む、請求項7に記載の耐水紙。 The waterproof paper according to claim 7, wherein the sizing agent comprises an AKD-based sizing agent. 請求項1~8のいずれかに記載の耐水紙を製造する方法であって、
防水剤とテトラポット形状の酸化亜鉛を含有する塗工液を紙基材に塗工することを含む、上記方法。
A method for producing the waterproof paper according to any one of claims 1 to 8, comprising the steps of:
The method comprises applying a coating liquid containing a waterproofing agent and zinc oxide in tetrapod form to a paper substrate.
JP2022161796A 2022-10-06 2022-10-06 Waterproof paper Pending JP2024055128A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022161796A JP2024055128A (en) 2022-10-06 2022-10-06 Waterproof paper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022161796A JP2024055128A (en) 2022-10-06 2022-10-06 Waterproof paper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024055128A true JP2024055128A (en) 2024-04-18

Family

ID=90716369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022161796A Pending JP2024055128A (en) 2022-10-06 2022-10-06 Waterproof paper

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024055128A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5798182B2 (en) Coated paper and method for producing the same
JP6003793B2 (en) Oil resistant paper and method for producing oil resistant paper
JP2012077423A (en) Coated paper and method for producing the same
CA1145211A (en) Method of producing medium-grade coated paper containing high yield pulps for web offset printing
JP6435034B2 (en) Coated paper and method for producing the same
JP2024055128A (en) Waterproof paper
JP2018162551A (en) Coated paper and production method thereof
JP2731440B2 (en) Manufacturing method of coated paper for printing
JP7366568B2 (en) Moisture-proof paper and its manufacturing method
JP5955602B2 (en) Newspaper and its manufacturing method
JP6389367B2 (en) Coated paper and method for producing the same
JP2011153388A (en) Coated paper, and method for producing the same
JPWO2018163795A1 (en) Coated paper
JP5521673B2 (en) Coated paper for crimping sheets
JP2014208936A (en) Coated paper
JP2834782B2 (en) Manufacturing method of coated paper
JP7387610B2 (en) coated paper
JP7000632B2 (en) Coated paper and its manufacturing method
JPWO2018230682A1 (en) Coated paper for printing
WO2023210709A1 (en) Coated paper
JP5155716B2 (en) Coating base paper for printing and method for producing coated paper
JP2018178277A (en) Clear coated paper
JP2017179676A (en) Coated paper
JP2022029822A (en) Coated paper, and method of producing the same
WO2021075392A1 (en) Coated white paper board