JPH03279495A - 紙用コーテイング剤 - Google Patents

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】 Ａの 本発明は紙用コーティング剤に関する。さらに詳しくは
水溶性ポリエステルおよび顔料を含有することを特徴と
する、塗工性に優れ、かつ紙あるいは板紙（以下、両者
を総称して紙と呼ぶことがある）に塗工することにより
、耐水強度に優れインキ受理性の優れた塗工紙を与える
紙用の顔料コーティング剤に関する。

影−’　　ｏ　　’。

従来より顔料コーティング用の結合剤としてはカゼイン
、でん粉、ポリビニルアルコールあるいはスチレン−ブ
タジェンラテックスなどのテラツクス類が用いられてい
る。これらの塗工紙は表面強度、特にオフセット印刷な
どの水を使用する場合にはウェット表面強度が低いとい
う欠点があった。

また印刷時のインキ受理性についても不満足なものであ
った。これらの欠点を補うために種々のポリビニルアル
コールの使用が試みられているが、表面強度や印刷適正
などの点は改善されるが塗工液の粘度、特に実際のコー
ターで問題となる高速剪断速度における粘度が高くなり
やすく塗工性においてしばしば不都合が生じていた。

Ｃが　　しよ°とする 本発明は、上記の問題点の全くない紙用コーティング剤
を提供することにある。

Ｄ、　　を　゛するための 本発明者らはかかる問題点の解決を目的として、種々の
結合剤を検討した結果、水溶性ポリエステルおよび顔料
からなるコーティング剤を使用した場合には、高剪断速
度下においても粘度が比較的低くて塗工性に優れるとと
もに、耐水強度に優れ、さらにインキ受理性も含めた印
刷適性の良好な塗工紙が得られることを見い出し本発明
を完成させるにいたった。

本発明において用いられる水溶性ポリエステルとは、水
溶性および／または水分散性を有するポリエステルであ
れば特に制限はない。該水溶性ポリエステルの具体的な
例としては、ジカルボン酸またはそのエステル成分（Ａ
）、水溶性を発現しうる基および２個以上のエステルを
形成しうる官能基を有する共単量体成分（Ｂ）、および
多価アルコール成分（Ｃ）を縮重合することによって得
られるものが好ましい。また飽和または不飽和のジカル
ボン酸またはそのエステルとポリオールの縮重合で得ら
れるポリエステルへ多価カルボン酸またはその無水物を
付加反応して得られる水溶性ポリエステルも含まれる。

該ポリエステルを製造するためのジカルボン酸成分（＾
）は、脂肪族、脂環族または芳香族のジカルボン酸であ
って、例えばマロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、
ゲルタール酸、ピメリン酸、２・２−ジメチルゲルター
ル酸、アゼライン酸、セハチン酸、フマール酸、マレイ
ン酸、イタコン酸、１・３−シクロペンタンジカルボン
酸、■・２−シクロヘキサンジカルボン酸、１・３−シ
クロペンタンジカルボン酸、■、４−シクロヘキサンジ
カルホン酸、フタール酸、テレフタール酸、イソフタル
酸、２．５−ノルボルナンジカルボン酸、１・４−ナフ
タール酸、シフエニン酸、４，４°−オキン安息香酸、
ジグリコール酸、チオジプロピオン酸、４・４−スルホ
ニル安息香酸、および２・５−ナフタレンジカルボン酸
を含む。ポリエステルのジカルボン酸としてはテレフタ
ル酸、イソフタル酸が好ましい。ただし該ジカルボン酸
には上述の酸に対応する酸無水物、エステルおよび酸ク
ロライドが含まれる。

とくにエステルが好適であり、例えば１・４−ノクロヘ
キサンジカルボン酸ジメチル、２．６−ナフタレンジカ
ルボン酸ジメチル、４・４°−スルホニルン安息香酸ジ
ブチル、イソフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジメチル
、およびテレフタル酸ジフェニルなどである。ポリエス
テルとしては上述のジカルボン酸またはその誘導体の２
種またはそれ以上から製造してもよい。

水溶性を発現しうる基および２個以上のエステルを形威
しうる官能基を有する共単量体（Ｂ）としては−船釣に
一６０８Ｍ基（Ｍは金属イオン）を含有するジカルボン
酸またはその誘導体、またはそのジオールである。また
特殊な例としてはジアルキルアミン基またはその第四級
アンモニウム塩を有するジカルボン酸またはその誘導体
またはそのジオールか使用てきる。この二官能性単量体
がスルホテレフタール酸、スルホテレフタール酸、スル
ホフタール酸または４−スルホナフタレン−２・７ジカ
ルポン酸またはこれらの誘導体のナトリウム塩である場
合に特に良好な性能が得られる。また金属イオン（Ｍ）
はナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、カ
ルノウム、銅（第二）、鉄（第一　第二）の各イオンで
ある。

水溶性を発現しうる基および２個以上のエステルを形成
しうる基を有する単量体（Ｂ）のポリエステル中の含有
量は、とくに限定はないが得られたポリエステルが水溶
性および／または水分散性を有することが必要であり、
そのためにはポリエステルの全酸含有量または全ジオー
ル含有量に対して８モル％以上好ましくは１０モル％以
上の含有量が必要である。とくにこの単量体がポリエス
テルの酸またはジオール成分の全含有量の１０〜４５モ
ル％のときにより大きな水溶性と顔料バインダーとして
良好な性能を与える。

多価アルコール成分（Ｃ）としては少くとも１種の脂肪
族、脂環族、又は芳香族ジオールが挙げられる。これら
のジオールの例はエチレングリコール、プロピレングリ
コール、■・３−プロパンジオール、２・４−ジメチル
−２−エチルヘキサン−１・３−ジオール、２・２−ジ
メチル−１・３−プロパンジオール、２−エチル−２−
ブチルート３−プロパンジオール、２−エチル−２−イ
ソブチルート３−プロパンジオール、１・３−ブタンジ
オール、１・４−ブタンジオール、１・５−ベンタンジ
オール、１・６−ヘキサンジオール、２・２・４−トリ
メチル−１・６−ヘキサンジオール、１・２−シクロヘ
キサンジメタツール、１・３−シクロヘキサンジメタツ
ール、１・４−シクロヘキサンジメタツール、２・２・
４・４−テトラメチルト３−シクロブタンジオール、４
・４°−チオジフェノール、４・４°−メチレンジフェ
ノール、４・４（２−ノルボルニリデン）ジフェノール
、４・４゜ジヒドロキシビフェノール、ｏ−、ｍ−及び
ｐジヒドロキシベンゼン、４・４°−イソプロピリデン
ジフェノール、４・４゛−イソプロピリデンビス（２・
６−ジクロロフェノール）、２・５−ナフタレンジオー
ル及びｐ−キシレンジオールを含む。

また一般式 ％式％ （上式中ｎは１から１０までの整数） で示されるポリエチレングリコール、たとえばジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレ
ングリコール、ペンタンエチレングリコール、ヘキサエ
チレングリコールなどでこれらの一種または混合物が使
用できる。

該水溶性ポリエステルの分子量についてはとくに限定は
ないがフェノールとテトラクロロエタンの６０対４０の
混合溶媒中での固有粘度が０．２ｄＱ／ｇ以上が好まし
い。

本発明の紙用コーティング剤に用いられる顔料としては
、クレー、カオリン、炭酸カルシウム、チタン白、サチ
ン白などが用いられる。これらの顔料の分散剤としてピ
ロリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ポ
リアクリル酸ナトウリムなどを使用しうることは従来通
りである。

本発明の紙用コーティング剤において水溶性ポリエステ
ルを単独で使用しても十分その効果を発揮するものであ
るが、必要に応じて他の結合剤、たとえばてん粉、変性
でん粉、カゼイン、ポリビニルアルコール（以下ＰＶＡ
と略記する）、変性ポリビニルアルコール（カルボキシ
ル基変性ＰＶＡ、カチオン変性ＰＶＡ、アクリルアミド
変性ＰＶＡなど）、あるいは合成樹脂エマルジョン（ス
チレン−ブタジェンラテックス、ポリアクリル酸エステ
ルエマルジョン、酢酸ビニル−エチレン共重合エマルジ
ョンなど）を本発明の目的を阻害しない範囲内において
使用することもできる。また必要に応じて、消泡剤など
の添加剤、あるいはグリオキザール、尿素樹脂、メラミ
ン樹脂、多価金属塩、水溶性ポリアミド樹脂などの耐水
化剤を添加併用することもできる。

本発明の紙用コーティング剤において、顔料と水溶性ポ
リエステルとの組成については特に制限はないが、顔料
１００部に対して、水溶性ポリエステルは通常０４〜３
０重量部、好ましくは１〜１０重量部使用され、塗工液
の固形分濃度は３０〜６５％の範囲から選択するのが適
当である。塗工液はエアナイフコーター　ブレードコー
ター　ロールコータ、サイズプレスコーターなどの公知
のコーターを用いて紙面に塗工され、乾燥工程で乾燥し
た後スーパーカレンダーを通して仕上げられる。塗工量
は目的により最適範囲があり、特に限定はないが、固形
分で０．１〜３０ｇ／ｍ’程度が通常実施される。

Ｌ−ＬＬ乱 以下実施例により本発明の紙用顔料コーティング剤につ
き説明する。以下、部または％とあるのはとくにことわ
りのないかぎり重量基準である。

実施例１ イソフタール酸ジメチル０．２５モル、テレフタル酸０
．１７２モル、ヘキサヒドロイソフタール酸０．０７モ
ル、５−イソフタール酸スルホン酸ナトリウム０．０８
モル、エチレングリコール０．１４モル、ジエチレング
リコール０．５１モル、ポリエチレングリコ−ル（分子
量２００）　０．０９モルおよびチタニウムイソプロポ
キシド１％触媒溶液０．１ｍ１２の混合物を撹拌加熱し
、減圧下２００℃で重縮合反応を行ない、固有粘度０．
６２ｄ１２／ｇの水溶性ポリエステルを得た。

次にポリアクリル酸ナトリウム０．３部を溶解した水溶
液８２．７部を激しく撹拌しなからカオリンクレー１０
０部を加えて均一に分散させ、これを上記の水溶性ポリ
エステルの３０％水溶液４０部を加えて固形分濃度５０
％、３０℃における粘度か１２５ｃｐｓのコーティング
組成物を調整した。このコーティング剤の１０’５ｅｃ
−’の高剪断速度下、３０℃における粘度は１８ｃｐｓ
であった。このコーティング剤を試験用ブレードコータ
ーを用いて上質紙原紙（秤量６０ｇ／鵬３）に固形分塗
工量が１５ｇ／ｌ’となるように塗布した後、１０５℃
で２分間乾燥後、表面温度８５℃、線圧１００ｋｇ／ｃ
ｍの条件下にカレンダー仕上げを行なった。得られた塗
工紙を２０℃、６５％ＲＨで７２時間調湿後その性能を
評価した。結果を第２表に示した。

実施例２〜６ 実施例１の水溶性ポリエステルに代えて第１表に示した
共重合組成を有する水溶性ポリエステルを作成し、使用
した他は実施例１と同様にして性能評価を実施した。結
果を第２表に示す。

比較例１ 実施例１に使用の水溶性ポリエステルの代りにポリビニ
ルアルコール（重合度１０００、ケン化度９８．５モル
％）を使用した他は実施例１と同様にして性能評伝を実
施した。結果を第２表に示す。

比較例２ 実施例！に使用した水溶性ポリエステルの代りにスチレ
ン−ブタジェンラテックス（日本合成ゴム（株）、ＪＳ
Ｒ−０６９２、固形分４９．０％）を使用した他は実施
例１と同様にして性能評価を実施した。

結果を第２表に示す。　　　　　　　　　ッ下、ン白第 表 １） ２） ３） 塗工液粘度（低剪断下）ニブルツクフィールド型粘度計
を用いて６０ｒｐｍ、３０℃で測定した。

塗工液粘度（高剪断下）；バーキュレス粘度計を用いて
剪断速度１０５ｓｅｃ−’　　３０℃で測定した。

ウェットラブ法：塗工紙の表面に、イオン交換水を約０
−８１１滴下し、指先にて摩擦し、塗工液組成物の溶出
状態を観察し測定した。

耐水性＝５（優秀）〜ｌ（劣） ４）ウェットビック法、Ｒ１試験機（明製作所製）を用
いて塗工面を水にて膨潤させた後に印刷してピッキング
の発生状態を観察し、判定した。判定基準はウェットラ
ブ法と同一である。

５）印刷適正；ＲＩ印刷適正試験機を用いて、スナップ
ドライインキ（大日本インキ（株）製）を５μの膜厚に
塗工し、その印刷光沢などを総合的に評価し判定した。

判定基準はウェットラブ法と同じである。

６）白紙光沢：　Ｊ　Ｉ　５−Ｐ−８１４２に準じ行な
う。

実施例７および８ 実施例７では実施例１で使用した水溶性ポリエステルを
用い、実施例８では実施例２で使用した水溶性ポリエス
テルを用いて次の実験を行なった。

ポリアクリル酸ナトリウム０．３部を溶解した水溶液６
３．７部を激しく撹拌しながらカオリンクレー１００部
を加えて均一に分散させ、これを上記の水溶性ポリエス
テル２５％水溶液２４．５部に添加混合し、さらにスチ
レン−ブタジェン共重合体ラテックス（日本合成ゴム（
株）製Ｊ　Ｓ　Ｒ−０６９２、固形分４９，０％）　２
０．４部を混合撹拌して、固形分濃度５５．７％のコー
ティング剤を調製した。このコーティング剤を塗工液と
して白板紙原紙（秤量Ｈｏｇ／＋ａ’）に対してブレー
ドコーターを使用して固形分塗工量が１５ｇ／１１１！
となるよう塗工し、１５０℃の熱風乾燥炉中を通過させ
た後カレンダー仕上げを実施した。得られた塗工白板紙
を２０℃、６５％ＲＨで７２時間調湿後、その性能を評
価した。結果を第３表に示す。

比較例３ 実施例７および８の水溶性ポリエステルに変えてＰＶＡ
−１０５（重合度５５０、けん化度９８．７モル％）を
用いる以外は実施例７．および８と同様にして性能評価
を実施した。結果をあわせて第３表にｙｔ、　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　以下余白第 表 脚注１）〜６）は第２表と同じ意味である。

二−ノ１１立ｂｉ 本発明の水溶性ポリエステルおよび顔料からなるコーテ
ィング剤を使用したときは、高剪断速度下においても塗
工液の粘度が比較的低く、塗工性に優れるとともに耐水
強度にも優れ、さらにインキ受理性をも含めた印刷適正
の良好な塗工紙を得ることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）水溶性ポリエステルおよび顔料からなる紙用コー
   ティング剤。
2. （２）水溶性ポリエステルがジカルボン酸またはそのエ
   ステル成分（Ａ）、水溶性を発現しうる基および２個以
   上のエステルを形成しうる官能基を有する共単量体成分
   （Ｂ）、および多価アルコール成分（Ｃ）を縮重合する
   ことによつて得られたものである請求項１記載の紙用コ
   ーティング剤。
3. （３）顔料がクレー、カオリン、炭酸カルシウム、チタ
   ン白およびサチン白から選ばれた１種以上である請求項
   １または２記載の紙用コーティング剤。
4. （４）水溶性ポリエステルの配合量が顔料１００重量部
   に対して０．３〜３０重量部である請求項１〜３のいず
   れか１つの項に記載の紙用コーティング剤。