JPH01156594A

JPH01156594A - シリカ微粒子を含有する紙塗工液用分散剤

Info

Publication number: JPH01156594A
Application number: JP31097787A
Authority: JP
Inventors: Sadanori Sano; 佐野　禎則; Hideyuki Tawara; 田原　秀行; Hiroshi Ito; 宏伊藤
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1989-06-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、シリカ微粒子を含有する紙塗工液用分散剤に
関するものである。その目的はシリカ微粒子又はシリカ
微粒子と他の顔料との混合顔料に対してすぐれた分散性
を有し、もって流動性を損うことなく高濃度で粘度の経
日安定性にもすぐれたシリカ微粒子を含有する紙塗工液
を迅速に調整するために好適に使用できる分散剤を提供
することにある。

（従来の技術）一般にアート紙やコート紙等の塗工紙を得るために、顔
料と接着剤を主要成分とし、その他必要に応じて接着剤
の耐水化剤、顔料の分散剤等の補助成分を適宜配合して
成る塗工液を原紙に塗布・乾燥する方法が広く採用され
ている。

この様な塗工液にＦｉ、顔料成分として一般に軽質炭酸
カルシウム、重質炭酸カルシウム、クレー。

岐サテンホワイト、二酸化チタン、水≠化アルミニウム、
タルクなどの無機顔料およびポリスチレン。

メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデ
ヒド樹脂などからなる有機顔料等の１ａ以上が使用され
ている。又、バインダーとしては、酸化でんぷん、リン
酸エステル化でんぷん、ポリビニルアルコール、カゼイ
ン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロースなどの水溶
性バインダーやスチレン−ブタジェン系樹脂、酢＆に’
ニル樹脂。

エチレン−酢酸ビニル樹脂、メチルメタクリレート樹脂
などの水乳化系パイングーを単独又は２８［以上混合し
て使用されている。

しかし近年、紙塗工技術および印刷技術の向上はめざま
しく、合理化をすすめる上でも塗工時および印刷時の高
速化が求められている０そこで顔料に合成シリカを混合
することによりインク受理性を向上させ、塗工時および
印刷時の高速化に対応させる試みがおこなわれている。

すなわち１シリ力微粒子を含む紙塗工液には、流動性を
損うことなく高濃度の液を迅速に調整できること、粘度
の経日安定性がよいこと、高速印刷時の適正にすぐれた
塗工紙を与えること等が求められるが、従来から知られ
ている紙塗工用分散剤、すなわちポリアクリル酸ソーダ
、ヘキサメタリン酸ソーダ。

トリポリリン酸ソーダ、界面活性剤等を用いても、シリ
カ微粒子を含有した紙把工液では十分満足しうる性能を
得るのは困難であった。

（発明が解決しようとする問題点）本発明者らは上記現状に鑑み鋭意研究を重ねた結果、特
定の水溶性重合体がシリカ微粒子を含有する紙塗工液中
の顔料を高濃度においても迅速かつ均一に分散できると
共に、該水浴性重合体を用いてなるシリカ微粒子を含有
する紙塗工液が塗工時の流動性に優れ、粘度の経日安定
性がよく、シかも高速印刷時の適性に優れた塗工紙を与
えるものであることを見い出し、本発明を完成するに至
った。

（問題点を解決するための手段および作用）すなわち本
発明は、ポリアルキレンポリアミン及び／又はその誘導
体からなるシリカ微粒子を含有する紙塗工液用分散剤に
関するものである。

本発明におけるポリアルキレンポリアミンとは、分子中
にアルキレ／基を介して結合された少なくとも２個のア
ミノ基を有するものである。ポリアルキレンポリアミン
としては、例えば、エチレンイミンの重合によって得ら
れるポリエチレンイミンやエチレンイミンとプロピレン
イミンとの共重合体などの如きポリアルキレンイミン類
、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テ
トラエチレンペンタミン、ペンタエチレンへキサミンな
どを挙げることができる。

また、ポリアルキレンポリアミン誘導体とじては、例え
ば前記のポリアルキレンポリアミンとアジピン酸などの
多塩基酸との縮合によって得られるポリアミドポリアミ
ン、ポリアルキレンポリアミンと尿素との反応によって
得られるポリウレアポリアミン、ポリアルキレンポリア
ミンにエチレンオキシド、７″′ロピレンオキシドなど
のアルキレンオキシドや（メタ）アクリルアミドなどの
α。

β−不飽和酸アミド化合物、メチルグリシジルエーテル
、２−エチルへキシルグリシゾルエーテル。

フェニルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類
、ブチルイソシアネート、オクタデシルインシアネート
等のイソシアン酸の誘導体、（メタ）アクリル酸、マレ
イン酸、フマル酸等の不飽和カフＬ／、３ｒン？ｌ、（
メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カ
ルゲン酸とのモノエステルあるいはソエステル、２−ス
ルホエチル（メタ）アクリレート、ビニルスルホン酸、
アリルスルホ／酸等の不飽和スルホン酸、クロロ酢酸、
ｐ−クロロベンゼンスルホン酸等の酸性化合物を付加反
応させたものを挙げることができる。

ポリアルキレンポリアミンの中でも、平均分子蓋５００
〜ｓｏｏ、ｏｏｏのポリエチレンイミンが、分散性能に
よりすぐれているため好ましい。

本発明の分散剤は、シリカ微粒子を含有する紙塗工液に
用いるものである。シリカ微粒子としては従来から紙塗
工液に使用されるものであれば特に制限されず１例えば
ケイ酸ナトリウムを原料として製造した沈降性シリカ、
いわゆるホワイトカー＆ン、ケイ酸ナトリウムの酸など
による熱分解やイオン交換樹脂層を通して得られるシリ
カゾル。

シリカゾルを加熱熟成して得られるコロイダルシリカ、
シリカゾルをｌ’に化させ、−欠粒子を二次粒子にした
シリカダル、シリカゾル、ケイ酸ナトリウム、アルミン
酸ナトリウムを原料とした合成モレキ、ラーシープ等が
挙げられる。

゛本発明の分散剤を用いてなる紙塗工液には前記シリカ
微粒子以外の顔料が適宜含まれていても良い。シリカ微
粒子以外の顔料としては、例えば軽質炭酸カルシウム、
重質炭酸カルシウム、クレー。

サテンホワイト、二酸化チタン、合成シリカ、水酸化ア
ルミニウム、タルクなどの無機顔料およびポリスチレン
、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂。

尿素−ホルムアルデヒド樹脂などからなる有機合成顔料
等を挙げることができ、これら従来から紙塗工用に周知
の顔料の１種又は２８１以上がシリカ微粒子と共に含ま
れていてもよい。

本発明の分散剤を用いて紙塗工液を得る際の分散剤の使
用量は、シリカ微粒子以外に用いる顔料の使用量、顔料
とバインダーの比藁、紙塗工液の不揮発分濃度、紙塗工
液に所望される粘度等の所要性に応じて広い範囲とする
ことができるが、塗工液中の顔料の分散安定性、塗工時
の作業性、塗工層の性状等を好ましい状態に維持するた
めに、顔料１００重量部に対して０．００５〜１０重量
部、より好ましくは０．０１〜５重量部とするのが好適
である。

（発明の効果）本発明の紙塗工液用分散剤はシリカ微粒子を含有する紙
塗工液に用いることにより、流動性を損うことなく高濃
度の紙塗工液を迅速に調整するために顕著な効果を発揮
する。そして、本発明の紙塗工液用分散剤を用いてなる
紙塗工液は、高濃度においても液の流動性と経口安定性
が良いので紙塗工時の作業性に著しく優れており、各種
の原紙に塗布・乾燥することにより高速印刷時の適性に
優れた塗工紙、例えばアート紙やコート紙等を生産性良
く製造することができる。

（実施例）次に本発明について参考例及び実施例を挙げて更に詳細
に説明するが、もちろん本発明はこれだけに限定される
ものではない。尚、例中特にことわりのない限りチは１
量チ、また部は重量部を表わすものとする。

参考例１滴下ロート、攪拌機、温度計および還流冷却器を備えた
フラスコに分子量１００００のポリエチレンイミン１７
５部と水５２５部を仕込み、攪拌下３０℃でアクリル酸
７３．３部′ｊｆｃ１時間で滴下した。

その後、フラスコを８０℃に昇温し３時間攪拌して反応
することにより、水溶性樹脂（１）を得た。

コロイド滴定法によりアクリル酸反応率を測定したとこ
ろ９２チでありた。この水溶性樹脂（１）　ｆｃ２０％
の水浴液に調整し、２５℃における粘度（Ｂ型）を測定
したところ、１１２ｅｐａであった。

参考例２参考例１においてアクリル酸７３．３部の代わりに、無
水フタル酸１５０．６部と水１５０部の混合物３００．
６部を用いる以外は参考例１と同じ操作をくり返して、
水溶性樹脂（２）を得た。コロイド滴定法により無水フ
タル酸反応率を測定したととろ８牟］であった。この水
溶性樹脂（２）を２０％の水溶液に調整し、２５℃にお
ける粘度（Ｂ型）を測定したところ、１２１　ｃｐｓで
ありた。

参考例３参考例１においてアクリル酸７３．３部の代わりに、ク
ロロ酢酸９６．１部を用いる以外は参考例１と同じ操作
をくり返して、水浴性樹脂（３）を得た。

コロイド滴定法によりクロロ酢酸及化率を測定したとこ
ろ９３％でありた。この水溶性樹脂（３）を２０％の水
溶液に調整し、２５℃における粘度（Ｂ型）を測定した
ところ、１０３　ｃｐｓでありた。

参考例４参考例１においてアクリル酸７３．３部の代わりに、無
水マレイン酸９９．７部と水１００部の混合物１９９．
７部を用い、更に反応時間を１２時間とする以外は参考
例１と同じ操作をくり返して、水溶性樹脂（４）ヲ得た
。コロイド滴定法によりマレイン酸反応率を測定したと
ころ８０％であった。

この水溶性樹脂（４）を２０係の水溶液に調整し、２５
℃における粘度（Ｂ型）を測定したところ、１１９　ｃ
ｐａでありた〇参考例５参考例１で用いたのと同様の反応容器に、分子量１００
００のポリエチレンイミン１７５部と水５２５部を仕込
み、攪拌下３０℃でアクリロニトリ″ル５３．９部を１
時間で滴下し、さらにこの温度において３時間攪拌した
。次いで、水酸化す）　ＩＪウム５８．８部と水５２９
．２ｓを反応物に加え、混合物を１時間還流し、減圧下
５０℃でアンモニアを除去し、水溶性ｍ脂（５）を得た
。コロイド滴定法によりアクリロニトリル反応基を測定
したところ８３％であった。この水溶性樹脂（５）を２
０％水溶液に調整し、２５℃における粘度（Ｂ型）を測
定したところ１１３　ｃｐｓであった。

参考例６参考例１においてアクリル酸７３．３部の代わりに、ア
クリルアミド７２．２部を用いる以外は参考例と同じ操
作をくり返して、水溶性樹脂（６）を得た。コロイド滴
定法によりアクリルアミド反応率を測定したところ８４
チであった。この水溶性樹脂（６）を２０係水浴液に調
整し、２５℃における粘度（Ｂ型）を測定したところ、
１２３　ｃｐｓであった。

実施例１平均分子量が１２００のポリエチレンイミンである分散
剤（１）をホワイトカーボンに対する添加量が第１表に
示し＊ｉで溶解した水溶液１８７部にホワイトカーボン
（平均粒径１０μｍ）３３部を添加し、これをケミスタ
ーラー（回転速度１６４０ｒｐｍ　）により、１０分間
攪拌した。得られ六分散液の粘度を直ちにＢ型粘反計で
測定した。また、この分散液をガラス容器にと９．１週
間後に沈澱物の有無を観察することにより分散安定性を
調べた。それらの結果を第１表に示す。

実施例２〜１０実施例ＩＫおける分散剤（］）の代わりに、第１表に挙
げた分散剤（２）〜（１０）をそれぞれ第１表に示した
量で用いる以外は実施例１と同じ操作をくり返して各分
散液を得た。これらの分散液を実施例１と同様にして評
価した結果を第１表に示す。

比較例１実施例１における分散剤（１）の代わりに比較分散剤（
１）としてのポリアクリル酸ナトリウムを第１表に示し
た量で使用する以外は、実施例１と同じ操作を繰り返し
て比較用の分散液を得た。この比較用の分散液を実施例
１と同様処して評価した結果を第１光に示す。

実施例１１分散剤（１）を顔料（ホワイトカーゲン及び炭酸カルシ
ウム）に対す添加量が第２表に示した址で溶解した水溶
液１８７部にホワイトカー２７（平均粒径１０μｍ）１
８部および炭酸カルシウム（平均粒径０．１５μｍ）１
５部を添加し、これをケミスターラー（回転速度１６４
０ｒｐｍ）［より、１０分間攪拌した。得られた分散液
の粘度を直ちにＢ型粘度計で測定した。また、この分散
液をガラス容器にとり、１週間後に沈殿物の有無を観察
することにより分散安定性を調べた。それらの結果を第
２表に示す。

実施例１２〜２０実施例１１における分散剤（１）の代わりに、分散剤（
２）〜（１０）をそれぞれ第２表に示した量で用いる以
外は実施例１１と同じ操作をくり返して各分散液を得た
。これらの分散液を実施例１１と同様にして評価した結
果を第２表に示す。

比較例２実施例１１における分散剤（１）の代わりに比較分散剤
（１）を第２表に示した量で使用する以外は、実施例１
１と同じ操作を繰り返して、比較用の分散液を得た。こ
の比較用の分散液を実施例１１と同様にして評価した結
果を第２表に示す。

第１表及び第２表の結果から、本発明の紙塗工液用分散
剤がシリカ微粒子を必須に含む顔料成分に対してすぐれ
た分散性を有し、流動性を損うことなく高？Ｈｔで分散
安定性にもすぐれていることは明白である。

一方、比較例１〜２では、非常に高粘度のスラリーとな
り、調１ｉは困難である。

実施例２】カオリンクレー、炭酸カルシウムおよびホワイトカーゲ
ンを平均分子量が１２００のポリエチレンイミンである
分散剤（１）により水中に分散せしめた後、あらかじめ
糊化した酸化澱粉水溶液およびスチレン−ブタジェンラ
テックスを加え、よく混合してシリカ微粒子を含有する
紙塗工液（１）を調整した。なお、配合割合（固形分Ｘ
量）は第３表゛に示すとおりであり、３０チ水酸化ナト
リウム水溶液で該組成物を声１０、固形分濃度を５０％
となるように調製した。

この紙塗工液をバーコーター（６番）で秤量８６９７ｍ
”の原紙１ｃＳｆｉ工量が約１８Ｆ／ｍ２となるように
片面塗工し、直ちに熱風乾燥機にて１００℃で１分間乾
燥させた。その後温度６０℃、線圧７０　ｋｇ／ａｎの
条件で２回カレンダー処理を行なった。得られたコート
紙を２０℃、６５％ＲＨにて２４時間コンディショニン
グして以下の試験を行なった。得られた結果を第４表に
示す。

（１）　　インキ受理性ＲＩ　印刷試験機（明裂作所Ｍ）を使用し、塗被面を給
水ロールにて湿潤させたのち印刷し、インクの受理性を
肉眼で観察し、優５〜劣１までの等級を判定した。

（２）　　ウェット・ピ、り抵抗ＲＩ印刷試験機を使用し、塗被面を給水ロールにて湿潤
させたのち印刷し、塗被層の脱落、損傷状態を肉眼で観
察、判定した。判定基準は（１）のインキ受理性と同様
である。

（３）　　ドライ・ビ、り抵抗ＲＩ印刷試験機を使用し、塗被層のピッキング状態を肉
眼で観察、判定した。判定基準は（１）のインキ受理性
と同様である。

（４）　白色度ＪＩＲＰ８１２３−６１　　ｒ紙およびノぐルグのハン
ター白色度試験方法」Ｋより測定した。

（５）光沢度ＪＩＳ　Ｐ８１４２−６５　　「紙および板紙の７５度
焼面光沢度試験方法」により測定した。

第３表実施例２２〜３０実施例２１における分散剤（１）の代わりに、分散剤（
２）〜（１０）全七九それ第４表に示した量で用いる以
外は実施例２１と同じ操作をくり返して、シリカ微粒子
を含有する紙塗工液（２）〜（１０）を得た。これらの
紙塗工液（２）〜（１０）を実施例２１と同様にして評
価した結果を第４表に示す。

比較例３実施例２１における分散剤（１）の代わりに比較分散剤
（１）を第４表に示した量で使用する以外は、実施例２
１と同じ操作を繰り返して、比較用の紙塗工液（１）を
得た。この比較用の紙塗工液を実施例２１と同様にして
評価した結果を第３表に示す。

第４表の結果から、本発明の分散剤を用いて得たシリカ
微粒子を含有する紙塗工液は流動性と分散安定性とに優
れており、また該紙塗工液を塗布して得たコート紙は高
速印刷においても良好な印刷適性を示すことは明白であ
る。

一方、比較用分散剤（１）を用いて得た比較用紙塗工液
（１）は流動性と分散安定性とが共に悪く、また該比較
用紙塗工液を塗布して得たコート紙は高速印刷時の印刷
適性が劣っていた。

Claims

【特許請求の範囲】１、ポリアルキレンポリアミン及び／又はその誘導体か
らなるシリカ微粒子を含有する紙塗工液用分散剤。２、ポリアルキレンポリアミンが平均分子量５００〜５
００，０００のポリエチレンイミンである特許請求の範
囲第１項に記載の分散剤。