JPH04119199A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は紙用コーティング剤に関し、特に表面強度およ
び空気、油あるいは有機溶剤の吸収や透過性が小さい性
質すなわちバリヤー性を高度なレベルで紙に付与する性
質を有する紙用コーティング剤に関する。

［従来の技術］ 従来よりポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略記する
）は紙の表面強度、平滑度、光沢あるいはバリヤー性の
向上等表面特性を改善するためのクリアーコーティング
剤として、また顔料コーティングにおけるバインダーと
して広く使用されている。ＰＶＡは、造膜性および強度
において他の糊剤の追随を許さぬ優れた性能を有するこ
とか広く知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら近年、パルプ原料中にしぬる南方付比率の
増加にともなう表面強度の低下傾向、あるいは印刷速度
の高速化傾向のもとで、表面強度等紙の表面特性を更に
高くするＰＶＡが要求されており、更には近年大きな発
展を見ているバリヤー紙に対して更に高いバリヤー性を
付与しろるＰＶ　Ａが要求されているか従来のＰＶＡて
はこれらの要求を十分に満足させることはできないとい
う欠点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者はかかる欠点を改良すべく鋭意研究しｆ二結果
、ピバリン酸ビニル単位を有する重合体をけん化するこ
とによって得られるＰＶＡ系重合体を含有する組成物を
紙用コーティング剤として用いる場合、紙の表面強度、
印刷適性、バリヤー性などの表面特性が顕著に向上しう
ろことを見出し本発明を完成するに到った。

本発明に用いられるピバリン酸ビニル単位を有する重合
体をけん化することによって得られるＰＶＡ系重合体と
は、ピバリン酸ビニルの重合体まにはピバリン酸とこれ
と共重合しうる他のモノマーとの共重合体のけん化物な
どを意味し、代表的にはピバリン酸ビニルの重合体ま１
こ：よピバリン酸ビニルと酢酸ビニルとの共重合体から
選ばわる一種または二挿をけん化することによって得ら
れるポリビニルアルコール系重合体かあげられ、そのけ
ん化度は５０モル％以上であることか好ましく、さらに
好ましくは６０〜１００モル％、最適には８０〜１００
モル％である。けん化度か５０モル％未満の場合には水
溶性が低下するたぬ好ましくない。重合度としては特に
制限はｔいが好ましくは１００〜１０、０００、さらに
好ましくは３００〜５，０００である。

ピバリン酸ビニルと酢酸ヒニルとの共重合体における共
重合比率（モル比）は特に制限はないが、ピバリン酸ビ
ニル／酢酸ビニル−１００／　０〜０．５／９９５、好
ましくは１００／　０〜５／９５、さらに好ましくは１
００／　Ｏ〜１０／　９０である。

本発明において用いられる重合体の重合方法としては従
来公知の方法、例えば塊状重合、溶液重合、懸濁重合、
エマルショア重合のいずれの方法ら採用し得る。さらに
重合プロセスとしては回分法、半回分法、連続法いずれ
のプロセスにおいても製造可能である。重合で使用され
る開始剤は通常公知のラジカル重合開始剤が用いらｎる
。たとえば、２，２°−アゾビスイチブチロニトリル、
過酸化ヘンジイル、過酸化ラウロイル、２．２−アゾヒ
ス（４−メトキン−２，４−ジメチルバレロニトリル）
、ンイソプロビルバーオキンノカーホ不一ト、過硫酸カ
リウム等が挙げられる。重合温度は通常ｌＯ〜９０℃の
範囲から選ばれる。

又、かかる重合を行なうに当って：ま上記２成分以外に
かかる単量体と共重合可能な他の不飽和単量体、例えば
スチレン、アルキルヒニルエーテル、バーサチック酸ビ
ニル、（メタ）アクリルアミド、ジメチルアクリルアミ
ド、Ｎ−ビニルピロリドン、エチレン、プロピレン、α
−ヘキセン、α−オクテン等のオレフィン、（メタ）ア
クリル酸、クロトン酸、（無水）マレイン酸、フマル酸
、イタコン酸等の不飽和酸、及びそのアルキルエステル
、アルカリ塩、２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
ンスルホン酸等のスルホン酸含有単量体及びそのアルカ
リ塩、トリメチル−３−（１−アクリルアミド−１，１
−ツメチルプロピル）アンモニウムクロリド、トリメチ
ル−３−（ｌ−アクリルアミドプロピル）アンモニウム
クロリド、■−ヒニルー２メチルイミダゾールおよびそ
の４級化物等のカチオン性単量体等を少割合で存在させ
ることし可能である。

こうして得られた共重合体は次いでけん化される。けん
化反応は通常共重合体をアルコール溶液として実施し、
アルコリシスにより反応を行なわしめるのが有利である
。

またアルコールにテトラハイドロフラン、ジオキサン等
のエーテル、トルエン等の芳香族化合物、アセトン等の
ケトン、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル等有機
溶媒を任意に含有せしめていてもよい。ケン化触媒とし
ては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ
金属の水酸化物、ナトリウムメチラート、カリウムメチ
ラートなとのアルコラードあるいはアンモニアなどのア
ルカリ性触媒が用いられ、また塩酸、硫酸などの酸触媒
もまた用いられ得る。

本発明において用いられるＰＶＡ系重合体を水に溶解す
るにあたっては、通常該Ｐ　ＸＩ　Ａ系重合体を水に分
散後、常圧下あるいは加圧下で撹拌しなから加温するこ
とによって均一な水溶液を得ることかできる。

本発明のコーテイング液は前述のごとく上ｇＥ！　Ｐ１
’　Ａ系重合体を水に溶解することによってＮＭ！する
ことができるが、この場合、上記ＰＶＡ系重合体の濃度
は作業性等を考慮して通常は０２〜３０重量％程度の範
囲内から選ばれる。

上記コーテイング液には必要に応じてグリオキザール、
尿素樹脂等の耐水化剤、グリコール類やグリセリン等の
可塑剤、アンモニア、カセイソーダ、炭酸ソーダあるい
はリノ酸等のｐＨ８節剤、消泡削、離型剤、界面活性剤
等公知の添加剤を添加することもてきる。更に他のコー
ティング剤例えばＰＶＡ、変性Ｐ　Ｖ　、Ａ　（例えば
、カルホキノル基液性Ｐ　Ｖ　Ａ、スルホン酸基変性Ｐ
ＶＡ、アクリルアミド変性ＰＶＡ、カチオン基変性ＰＶ
Ａ、長鎖アルキル基変性ＰＶＡ）、澱粉、変性澱粉、カ
セイン、ＣＭＣ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−アクリル酸エステル共重合エ
マルジョン、酢酸ヒニルーエチレン共重合エマルジョン
）等を混合することもできる。

又前記コーテイング液は一般に紙のクリヤーコーティン
グに好適に用いられるが、適宜クレー炭酸カルンウム、
二酸化チタン、サチン白等の顔料を添加して顔料コーテ
ィングに用いることもてきる。顔料コーティングに用い
る場合は、本発明において用いられる上記ＰＶＡ系重合
体は顔料１００部に対して通常３〜１０部使用され、コ
ーテイング液の固形分濃度は３０〜６３％の範囲から選
択するのか適当である。

本発明の紙用コーティング剤を塗工する紙としては特に
制置はないか、例えばマニラホール、白ホール、ライナ
ー等の板紙、一般上質紙、中質紙、クラヒア用紙、新聞
用紙等の印刷用紙などに好適に用いられる。

かかる紙に前記コーチインク液を塗工するにあ几っては
、サイズプレスコーター　ロールコータエヤナイフコー
ター　プレードコーター等公知の任意の方法か採用され
る。塗工量は目的により広範囲となり特に制限はないが
、固形分て０１〜３０ｇ／ｍ’程度が通常実施される。

５作　用］ 本発明の紙用コーティング剤は、紙に塗工した場合前述
の如く、表面強度、印刷適性、バリヤー性等紙の表面特
性を顕著に向上しうる性能を有している。かかる性能か
発揮される理由については充分解明されている訳ではな
いか、本発明において用いられる。ＰＶＡ系重合体は、
水素結合性が強く紙のセルロース繊維、顔料および該Ｐ
ＶＡ系重合体の水酸基と水素結合等によって強固に結合
するため優れた性能か発現されるものと推定される。

以下、実施例により本発明の紙用コーティング剤につい
て更にくわしく説明する。以下「部Ｊ又は％とめるのは
断りのないかぎり重量基準である。

実施例Ｉ〜６および比較例１〜２ 水９６部に第１表に示すＰＶＡ系重合体４部を加えて加
熱しＰＶＡ系重合体濃度４．０％のコーテイング液を調
製した。このコーテイング液を試験用サイズプレス機（
熊谷理機工業製）を用いて５０　’Ｃにおいて、坪！６
４ｇ／ｍ’の上質紙に対してサイズプレスを実施した。

サイズプレスはニップ圧１８ｋｇ／ｃｍで６０ｍ／分で
実施しｆこ。サイズプレス塗工による塗工量はＰＶＡ系
重合体の固形分として１．０ｇ／ｍ′（両面）であった
。

得られた塗工紙を温度２０℃、相対湿度６０％の恒温室
で７２時間調湿後、その性質を測定した。その結果を第
１表に示す。

第１表より、本発明のコーティング剤を使用した塗工紙
は表面強度、透気塵、印刷適性においてきわめて高い物
性を与えることが明らかである。

以下余白 実施例７ 実施例１で用いられにＰ　Ｖ　Ａ系重合体と比較例２て
用いられたＰＶＡとを１０／　９０の重量比率で混合し
て用いる以外は実施例１と同様に行った。結果を第２表
に示す。

実施例８ 実施例５で用いられｒ：　Ｐ　Ｖ　Ａ系重合体と酸化で
ん粉とを３０／　７０の重量比率で用いて、坪１ｉ　８
０ｇ／ｅの上質紙に塗布する以外は実施例Ｉと同様に行
った。結果を第２表に示す。

比較例３ 実施例８で用いられｆ二酸化でん粉を単独で用いる以外
は実施例８と同様に行った。結果を併せて第２表に示す
。

注（１）表面強度；ＩＧＴ印刷適正試験機を用いて、Ｉ
ＧＴビックオイルＭ（大日本インキ化学工業株式会社）
のインクを用い、印圧３５ｋｇ／ｅｍ１スプリング駆動
Ｂにより実施した。数値の大きいほど表面強度か高いこ
とを示す。

（２）透気度、王研式透気度測定機により測定した。数
値が大きいほどバリヤー性が高いことを示す。

（３）印刷適性ニスナツプドライインク（大日本インキ
化学工業株式会社）をＲＩ印刷適性試験機を用いて５μ
の厚さに塗り、そのインク受理性、印刷光沢等を総合的
に評価し、優、良、可の３段階で判定を実施した。

実施例９および比較例４ ピバリン酸ビニル１０モル％、酢酸ビニル９０モル％の
共重合体をけん化して得られるけん化度９８．５モル％
、重合度４，５００のＰＶＡ系奮合体を水に溶解し、濃
度１％のコーテイング液を調製した。このコーテイング
液をデイツクソンコーターを用いて１０ｍ／分の速度て
坪ｆｉ３００ｇ／ｍ’の白ポール紙上に塗布量０．４ｇ
／ｍ”となるよう塗布し、次いで表面温度６０°Ｃ１線
圧１００ｋｇ／ｃｍ、速度１０ｍ／＋ｎｉｎの条件下で
カレンダーロール（チルド銅／チルド銅の２段ロール）
で仕上げを行なった。尚比較例４として比較例２で用い
たＰＶＡを使用して実施例９と同様の操作を行ない塗工
紙を得た。

次に得られた塗工紙を温度２０℃、相対湿度６０％の恒
温室で７２時間調湿後、その物性を測定した。

結果を第３表に示す。

第３表より、本発明のコーティング組成物を使用した塗
工紙は表面強度、テーパー耐摩耗強度、コツプ吸水度、
印刷適性においてきわめて高い物性を与えることが明ら
かである。

注（４）表面強度；実施例１の注（１）と同様にして行
なった。

（５）テーパー耐摩耗強度、ＴＡＰＰ　Ｉ標準法Ｔ４７
６による。数値が小さいほど耐摩耗強度か高いことを示
す。

（６）　　コツプ吸水度、　Ｊ　Ｉ　５−Ｐ−８１４０
により水と紙が接触する時間を６０秒とした。数値が小
さいほど耐水性が高いことを示す。

（７）印刷適性；実施例１の注（３）と同様にして行な
った。

実施例１０ ピバリン酸ビニル５モル％、酢酸ビニル９５モル％の共
重合体をけん化して得られるけん化度９８．５モル％、
重合度５５０のＰＶＡ系重合体を水に溶解し２０％の水
溶液を作成した。

次にヘキサメタリン酸ナトリウム０．５部を溶解した水
溶液４７．５部を激しく撹拌しながらカオリンクレー１
００部を加えて均一に分散させ、しかる後に上記のＰＶ
Ａ系重合体の２０％水溶液３０部に添加混合して、固形
分濃度６０％のコーティング組成物を調製した。このコ
ーティング組成物を試験用フレキシブルブレードコータ
ーを用いて坪１８４ｇ／ｍ２の上質紙原紙に固形分塗工
量か、１５ｇ／ｍ’となるように塗工した後１０５℃で
２分間乾燥後、表面温度８０℃、線圧１００ｋｇ／ｃｍ
の条件下にカレンダー仕上げを行なった。得られた塗工
紙を温度２０℃、相対湿度６５％の恒温室で７２時間調
湿した後、その性能を評価した。結果を第４表に示す。

なお比較例５として、実施例ＩＯのＰＶＡ系重合体の代
りにケン化度９８５モル％、重合度５５０のＰＶＡを用
いに以外は実施例１０と同様にして塗工紙を得た。結果
をあわせて第４表に示す。

第４表より、 本発明のコーティング剤を使用し た塗工紙は表面強度、白色度、光沢度、印刷適性におい
て極めて高い物性を与えることが明らかである。

注（８）表面強度、ＩＧＴ印刷適性試験機を用いて、Ｉ
ＧＴビックオイルＭ（大日本インキ化学工業株式会社）
のインクを用い、印圧３ｋｇ／ａｍ、スプリング駆動Ａ
により実施した。数値が大きいほど表面強度が高いこと
を示す。

（９）白色度：ハンター式比色光度計を用いて測定した
。数値が大きいほど白色度が高いことを示す。

（ｌＯ）光沢度：ハンター式比色光度計を用い、７５°
−７５゛の鏡面反射率を測定した。数値が大きいほど光
沢度が高いことを示す。

（１１）印刷適性；実施例１の注（３）と同様にして行
なった。

［発明の効果］ 本発明の紙用コーティング剤を用いることにより、紙の
表面強度、印刷適性、バリヤー性か顕著に向上する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ピバリン酸ビニル単位を有する重合体をけん化すること
   によつて得られるポリビニルアルコール系重合体を含有
   する紙用コーティング剤。