JP2519638B2 - 紙塗工液用薬剤 - Google Patents

紙塗工液用薬剤

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JP2519638B2 JP4233094A JP23309492A JP2519638B2 JP 2519638 B2 JP2519638 B2 JP 2519638B2 JP 4233094 A JP4233094 A JP 4233094A JP 23309492 A JP23309492 A JP 23309492A JP 2519638 B2 JP2519638 B2 JP 2519638B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は紙塗工液用薬剤に関す
る。更に詳しくは、保水性に優れた紙塗工液用薬剤に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来紙塗工液として、クレイ、重質炭酸
カルシュム等の顔料、ラテックス、酸化デンプン等のバ
インダー、分散剤等と水からなるスラリー状のものが一
般的に用いられている。そして、この紙塗工液の保水
性、粘度、流動性等の性状を調整するために、アルギン
酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース(CMC)
等の高分子化合物が少量添加される。しかしこれらの高
分子化合物はこれらの目的を満たすには不十分であっ
た。例えば、アルギン酸ナトリウムやCMCは、保水性
を高めるに十分な量を添加すると紙塗工液の流動性が著
しく悪くなり、一方、流動性が適切となるような量で使
用した場合には、紙塗工液の保水性が不十分となるとい
う欠点があった。この欠点を克服するため種々の方策が
提案されている。例えば、特開平2−53996号公報
記載の特定のアクリル酸系共重合体を用いる方法、特開
平2−289196号公報記載のスルホン化芳香族ポリ
マーを用いた方法、特開平3−124899号公報記載
の特定のアニオン変性ポリビニルアルコールを用いる方
法、等が試みられているがいずれも十分とは言えない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の塗工液に見られる上記欠点を改善し保水性、流動性等
にすぐれた紙塗工液用薬剤を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決すべく鋭意検討した結果、特定の水溶性ポリウ
レタン樹脂を保水剤として用いることにより、分散性、
保水性にすぐれるとともに、流動性にもすぐれた紙塗工
液が得られることを見いだし本発明に到達した。すなわ
ち本発明は、ヒドロキシル基を有する化合物(a)にエ
チレンオキサイド(EO)、またはEOとプロピレンオ
キサイド(PO)を付加した水溶性ポリオキシアルキレ
ン化合物(A)およびポリイソシアネート(B)から誘
導され、重量平均分子量が2万〜50万で、オキシエチ
レン単位の含有重量が60%以上である水溶性ポリウレ
タン樹脂(1)からなる紙塗工液用薬剤である。
【0005】ヒドロキシル基を有する化合物(a)とし
ては、例えば、脂肪族一価アルコール類(メタノール、
エタノール、オクチルアルコール、ドデシルアルコー
ル、トリデシルアルコール、ステアリルアルコール、オ
レイルアルコールなど);一価フェノール類(フェノー
ル、クレゾール、エチルフェノール、イソブチルフェノ
ール、オクチルフェノール)、多価フェノール類(ヒド
ロキノン、カテコールなど);ビスフェノール類(ビス
フェノールA、ビスフェノールS、テトラメチルビスフ
ェノールA、テトラメチルビスフェノールSなど);多
価アルコール類(エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ヘキシレングリコール、ジメチロールプロピオ
ン酸(塩)、グリセリン、トリメチロールプロパン、ト
リメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ソルビト
ール、ショ糖など);並びに、水が挙げられる。これら
のうち好ましいものはエチレングリコール、プロピレン
グリコール及び水である。
【0006】水溶性ポリオキシアルキレン化合物(A)
は(a)にEO、またはEOとPOを付加して得られ
る。このときEO、またはEOとPOに加え、必要によ
り他のアルキレンオキサイド(1,2−ブチレンオキサ
イド、テトラヒドロフラン、α−オレフィンオキサイ
ド、アルキレンオキサイド置換体(エピクロロヒドリ
ン、スチレンオキサイド等)を付加してもよい。EOと
ともに他のアルキレンオキサイドを用いる場合の付加様
式は、ランダム付加でもブロック付加でもよい。但し、
(A)を構成するポリオキシアルキレン鎖の末端部分
は、ポリイソシアネートとの反応性の点からEOが付加
しているものが好ましい。EOとEO以外のアルキレン
オキサイドを併用する場合は、(A)が水溶性である範
囲内であればよく、(A)中のオキシエチレン単位の割
合は通常60重量%以上、好ましくは70重量%以上と
すればよい。(A)の数平均分子量は通常1,000〜
30,000、好ましくは2,000〜25,000で
ある。1,000未満では、ウレタン樹脂(1)が水に
難溶性となり、30,000を越えるとポリイソシアネ
ート(B)との反応性が乏しくなり目的とする性能を有
する高分子化合物を得ることが困難となる。
【0007】水溶性ポリオキシアルキレン化合物(A)
としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリオキ
シエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレ
ンオキシプロピレングリコール(EO含有重量80
%)、グリセリン、トリメチロールプロパンなどの多価
アルコールのEO単独付加物、同様の多価アルコールに
POについでEOを付加した化合物(EO含有重量80
%)およびこれらの2種以上の混合物があげられる。こ
れらのうち、好ましいものはポリエチレングリコールお
よびポリオキシエチレンオキシプロピレングリコールで
ある。
【0008】また、(A)とともに必要に応じて、該水
溶性ポリウレタン樹脂(1)の水溶性を阻害しない程度
であれば他のヒドロキシル基を有する化合物を使用する
ことができる。この他のヒドロキシル基を有する化合物
としては(A)の前駆物質として例示したヒドロキシル
基を有する化合物(但し、水を除く。)が挙げられる。
この化合物の使用量は、(A)に対して通常10重量%
以下である。
【0009】本発明において、ポリイソシアネート
(B)としては、例えば、エチレンジイソシアネート、
ヘキシレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソ
シアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、4,4'−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネー
ト、ジもしくはテトラアルキルジフェニルメタンジイソ
シアネート、4,4'−ジベンジルジイソシアネート、1,3
−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイ
ソシアネート、トリレンジイソシアネート(2,4および
2,6などの各異性体)、イソホロンジイソシアネート、
キシリレンジイソシアネートなどのジイソシアネート
類、トリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパ
ンとの反応物、アニリンを塩酸の存在下でホルムアルデ
ヒドを反応させて得たポリアミンをホスゲン化して得ら
れるポリフェニルメタンポリイソシアネート、これらの
製造工程で得られる粗製ポリイソシアネートおよびこれ
らの2種以上の混合物を挙げることができる。これらの
うち好ましいものは、ジイソシアネート類および粗製ジ
フェニルメタンジイソシアネートである。
【0010】ポリウレタン樹脂(1)を構成する(A)
中のOH基と(B)中のイソシアネート基との当量比
(OH/NCO)は、通常(0.8〜1.2):1であ
る。上記の範囲内では、紙塗工液の保水性および流動性
が優れる。ポリウレタン樹脂(1)の重量平均分子量
は、通常20,000〜500,000、好ましくは3
0,000〜400,000である。分子量分布(重量
平均分子量/数平均分子量)は、通常1.3〜6.0、
好ましくは1.5〜4.0である。ポリウレタン樹脂
(1)中のオキシエチレン単位の含有量は通常60重量
%以上、好ましくは70重量%以上である。オキシエチ
レン単位がこれ未満では水溶性が不十分である。
【0011】ポリウレタン樹脂(1)の製法を例示する
と、通常のウレタンプレポリマーを作成する方法で
(A)および(B)を反応させることにより(1)が得
られる。反応温度は通常30〜200℃、好ましくは5
0〜180℃である。反応時間は、通常0.1〜30時
間、好ましくは0.1〜8時間である。この反応は、溶
剤中で行ってもよい。溶剤としては、アセトン、テトラ
ヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホ
キサイド、トルエン、ジオキサン等が挙げられる。これ
ら溶剤を用いる場合は、反応後、溶剤を除去して(1)
を得る。
【0012】本発明の薬剤使用量(固形分換算)は顔料
100部に対して通常0.1〜10部、好ましくは0.
5〜5部である。0.1未満では保水性が不足し10部
以上では流動性が悪くなる。本発明の薬剤を用いた塗工
液は通常水性分散液の形で使用される。必要に応じてそ
の他の添加剤、例えば分散剤(ポリアクリル酸ナトリウ
ム、ピロリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウ
ムなど)、消泡剤(脂肪酸エステル、リン酸エステル、
シリコーン化合物など)、潤滑剤(ステアリン酸カルシ
ウム、ワックスなど)、耐水化剤(エポキシ系樹脂、尿
素樹脂、メラミン樹脂、グリオキザールなど)、蛍光染
料などが添加される。また他の保水剤、例えばアルギン
酸ナトリウム、CMC、酸化デンプン、ポリアクリ酸
塩、スチレンー無水マレイン酸共重合体などを併用する
することもできる。紙塗工塗料は公知の方法で、例えば
エアナイフコーター、ビルブレードコーター、インパー
ティドブレードコーター、トランスファーロールコータ
ー、ロッドコーターなどにより紙に塗工することができ
る。塗工後、乾燥し必要に応じカレンダーリングまたは
スーパーカレンダーリング仕上げを行う。塗工の温度は
通常10〜60℃、乾燥温度は通常90〜130℃、カ
レンダーリング、スーパーカレンダーリングの温度は通
常60〜100℃である。
【0013】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。なお実施
例中、部は重量部を表す。 実施例1 ポリエチレングリコール(数平均分子量8,000)1
6部、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール
[ポリプロピレングリコール(数平均分子量1,60
0)にEOを付加したもの;数平均分子量8,000、
EO=80重量%]16部、4,4'−ジフェニルメタンジ
イソシアネート1部(OH/NCO=1.00)を15
0℃で3時間反応させ、本発明の薬剤[1]を得た。重
量平均分子量は57,000、分子量分布は2.4であ
った。 実施例2 ポリエチレングリコール(数平均分子量6,000)9
0部、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール
[ポリプロピレングリコール(数平均分子量1,70
0)にEOを付加したもの;数平均分子量8,500、
EO=80重量%]120部、4,4'−ジフェニルメタン
ジイソシアネート7部(OH/NCO=1.04)を1
60℃で2.5時間反応させ、本発明の薬剤[2]を得
た。重量平均分子量は47,000、分子量分布は2.
2であった。 実施例3 ポリエチレングリコール(数平均分子量20,000)
64部、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコー
ル[ポリプロピレングリコール(数平均分子量1,60
0)にEOを付加したもの;数平均分子量8,000、
EO=80重量%]22部、トリレンジイソシアネート
1部(OH/NCO=1.01を180で℃2時間反応
させ、本発明の薬剤[3]を得た。重量平均分子量は5
2,000、分子量分布は2,8であった。
【0014】評価 表1に記載した割合で配合しスラリー状の紙塗工液を調
整した
【0015】
【表1】
【0016】塗工液の物性および塗工紙の物性を表2に
示した。塗工液についてローシェアー粘度(60rp
m)とハイシェアー粘度(4400rpm)を測定し、
過マンガン酸カリウム法にて保水性を測定した。その結
果を表2に示した。本発明の薬剤を使用した評価例1〜
4は比較評価例1〜3に比べ流動性を落とさずに優れた
保水効果が得られている。
【0017】
【表2】
【0018】(注) ローシェア粘度(cps):B型粘度計により測定し
た。(回転数60rpm) ハイシェア粘度(cps):ハイシェア粘度計により
(日本精機(株)製)測定した。(回転数4400rp
m) 保水性:KMnO4法(塗工液の上にKMnO4を乗せた
濾紙を浮かべたとき、KMnO4が変色するまでの時間
(秒)を測定する。時間が長い程保水性が良い。
【0019】また、塗工液を上質紙(坪65g/m2
に固形分付着量が17g/m2になるように塗布乾燥し
て塗工紙を作り、その塗工紙の性状を測定した。その結
果を表3に示す。
【0020】
【表3】
【0021】(注) 平滑度:JIS P8119−1976により測定。 光沢度:JIS P8142−1965により測定。 白色度:JIS P8123−1961により測定。 ドライピック、ウェットピック:RI印刷機を用いて塗
工液の表面に印刷し、ピッキング発生状態を観察し判
定。 評価方法:5点法で評価を行う。その値が大きいほど良
好。
【0022】
【発明の効果】本発明の紙塗工液用薬剤は、保水性、流
動性が優れており、また、印刷性、耐ピッキング性、光
沢性、平滑性に優れた塗工紙が得られる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒドロキシル基を有する化合物(a)に
    エチレンオキサイド(EO)、またはEOとプロピレン
    オキサイド(PO)を付加した水溶性ポリオキシアルキ
    レン化合物(A)およびポリイソシアネート(B)から
    誘導され、重量平均分子量が2万〜50万で、オキシエ
    チレン単位の含有重量が60%以上である水溶性ポリウ
    レタン樹脂(1)からなる紙塗工液用薬剤。
  2. 【請求項2】 ヒドロキシル基を有する化合物(a)が
    エチレングリコール、プロピレングリコールおよび水か
    らなる群より選ばれる1種以上である請求項1記載の紙
    塗工液用薬剤。
  3. 【請求項3】 ポリオキシアルキレン化合物(A)の数
    平均分子量が1,000〜30,000である請求項1
    または2記載の紙塗工液用薬剤。
  4. 【請求項4】 ポリオキシアルキレン化合物(A)が、
    ポリオキシエチレングリコールまたはポリオキシエチレ
    ンオキシプロピレングリコールである請求項1〜3のい
    ずれか記載の紙塗工液用薬剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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