JPH10245797A

JPH10245797A - 紙用コート剤

Info

Publication number: JPH10245797A
Application number: JP5719997A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Matsuoka; 敏文松岡; Takashi Nakajima; 中島　　隆; Hiroshi Noguchi; 博司野口
Original assignee: Unitika Chemical Co Ltd
Current assignee: Unitika Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1998-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】紙表面への歩留まりが高く、バリア性、表面
強度等の表面特性の改善効果が高く、なおかつ高速塗工
性に優れた紙用コ−ト剤を提供する。【解決手段】（Ａ）ケン化度が６０モル％以上で、２
０℃における４％水溶液粘度が１．５ｍＰａ・ｓ以上で
あるポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対し
て、（Ｂ）置換度が０．０５以上で、２０℃における４
％水溶液粘度が１．５ｍＰａ・ｓ以上のリン酸エステル
化でんぷんを０．１〜５０重量部配合してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリビニルアルコ
ール系の紙用コ−ト剤に関するものである。

【０００２】

【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
等の表面特性を改良するためのクリアコ−ト剤、顔料コ
−ティングにおけるバインダ−として、また、剥離紙原
紙用のアンダ−コ−ト剤等の紙用コ−ト剤として広く利
用されている。

【０００３】しかしながら、ＰＶＡを含む紙用コ−ティ
ング液を紙の表面に塗工すると、ＰＶＡが紙層内部に浸
透し、紙表面への歩留まりが小さくなり、その結果、バ
リア性、表面強度等の表面特性の改善効果が充分に発揮
されず、それを補うために塗工量を多くしなければなら
なかった。ＰＶＡからなる紙用コ−ティング液では、塗
工量を増やすために水溶液濃度を上げると、塗工性が悪
化するという欠点があった。

【０００４】また、近年、大量生産される紙は、その表
面加工においても生産性を上げるため、高速塗工される
場合が多くなっており、ＰＶＡからなる紙用コ−ティン
グ液の場合は、濃度に関わらず、高速塗工時の糊飛びや
塗工むらが問題となってきた。

【０００５】上記問題を解決するため、従来よりカルボ
キシメチルセルロースを併用する方法が知られている。
また、ＰＶＡ系樹脂にカルボキシメチル化でんぷん、水
溶性セルロ−ス誘導体、海藻多糖類の少なくとも１種を
配合する方法（特開平６−８１２９７号公報）やＰＶＡ
に水溶性セルロース誘導体、ウレタン縮合物を配合する
方法（特開平７−１３８８９７号公報）等が提案されて
いるが、紙表面への歩留まりの改善、高速塗工性の改善
の両方を満足する方法は見いだされていないのが現状で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、紙表面への
歩留まりが高く、バリア性、表面強度等の表面特性の改
善効果が高く、なおかつ高速塗工性に優れた紙用コ−ト
剤を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の紙用コ−ト剤
は、上記目的を達成するものであって、（Ａ）ケン化度
が６０モル％以上で、２０℃における４％水溶液粘度が
１．５ｍＰａ・ｓ以上であるポリビニルアルコール系樹
脂１００重量部に対して、（Ｂ）置換度が０．０５以上
で、２０℃における４％水溶液粘度が１．５ｍＰａ・ｓ
以上のリン酸エステルでんぷんを０．１〜５０重量部配
合してなることを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明で使用されるＰＶＡ系樹脂はケン化度が
６０モル％以上で、２０℃における４％水溶液粘度が
１．５ｍＰａ・ｓ以上のものである。

【０００９】ケン化度は６０モル％以上、好ましくは７
０モル％以上、さらに好ましくは９０モル％以上であっ
て、ケン化度が６０モル％未満では水溶液が相分離を起
こし、バリア性が低下する。２０℃における４％水溶液
粘度は１．５ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは５ｍＰａ・ｓ
以上である。２０℃における４％水溶液粘度が１．５ｍ
Ｐａ・ｓ未満の場合には、紙の表面強度が小さい。

【００１０】本発明に使用するＰＶＡ系樹脂は、脂肪族
ビニルエステルを塊状重合、溶液重合、懸濁重合あるい
は乳化重合などの公知の方法で重合したものを、例えば
メタノ−ル等のアルコ−ル類、酢酸メチル、酢酸エチル
等のエステル類とアルコ−ル類との混合溶媒中で、水酸
化ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物やナトリウ
ムメチラ−トなどのアルコラ−ト等をケン化触媒として
用いた公知の方法によってケン化することによって得ら
れる。ケン化物の乾燥、粉砕方法は特に制限はなく公知
の方法で行われる。

【００１１】脂肪族ビニルエステル類としては、ギ酸ビ
ニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビ
ニルなどがあげられるが、工業的には酢酸ビニルが望ま
しい。また、前記脂肪族ビニルエステルは、これと共重
合可能な不飽和単量体との共重合を行っても良い。脂肪
族ビニルエステルと共重合可能な不飽和単量体として
は、例えは、エチレン、プロピレン等のα−オレフィン
類やクロトン酸、アクリル酸等の不飽和一塩基酸または
その塩、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等の不飽和
二塩基酸またはその塩、あるいはマレイン酸モノメチ
ル、イタコン酸モノメチル等の不飽和二塩基酸モノアル
キルエステル類、（メタ）アクリル酸エステル類、アク
リルアミド、ジメチルアクリルアミド、Ｎ−メチロ−ル
アクリルアミド、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン等のアミ
ド基含有単量体、ラウリルビニルエ−テル、ステアリル
ビニルエ−テル等のアルキルビニルエ−テル、トリメト
キシビニルシラン等のシリル基含有単量体、アリルアル
コ−ル、ジメチルアリルアルコ−ル、イソプロペニルア
リルアルコ−ル等の水酸基含有単量体、アリルアセテ−
ト、ジメチルアリルアセテ−ト、イソプロペニルアリル
アセテ−ト等のアセチル基含有単量体、ビニルスルホン
酸ソ−ダ、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホ
ン酸ソ−ダ等のビニルスルホン酸基含有単量体、塩化ビ
ニル、塩化ビニリデン等のハロゲン含有単量体、スチレ
ン等の芳香族系単量体を挙げることができるが、これに
限らない。

【００１２】本発明に使用されるＰＶＡ系樹脂は、ケン
化度の異なるもの、水溶液粘度の異なるもの、共重合変
性してないもの、共重合変性してあるものなど、種類の
異なるＰＶＡ系樹脂を２種類以上ブレンドして用いても
良い。またブレンドは、粉体の状態でも、また水溶液の
状態でも、さらには、ケン化前のポリビニルエステルの
状態で行っても良い。

【００１３】本発明に使用するリン酸エステル化でんぷ
んとしては、でんぷんをオルソリン酸塩、ポリリン酸塩
の水溶液に浸漬して、脱水乾燥後に１４０℃前後に加熱
して、脱水エステル化反応をしたものや、でんぷんに尿
素、リン酸を溶解した水溶液を混合し乾燥させた後、１
００℃以上の高温に加熱して反応させたもの等の従来公
知のもので良いが、水酸基部分を置換して得られたリン
酸エステル基部分の置換度が０．０５以上、好ましくは
０．１以上で、２０℃における４％水溶液粘度が１．５
ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上のもので
ある。

【００１４】置換度が０．０５未満の場合には、ＰＶＡ
との相溶性が悪く、塗工した紙のバリア性が悪くなる。
また、４％水溶液粘度が１．５ｍＰａ・ｓ未満のものは
塗工した紙の表面強度やバリア性が低くなる。

【００１５】本発明の紙用コ−ト剤において、ＰＶＡ系
樹脂に対するリン酸エステル化でんぷんの配合比率は、
ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対して０．１〜５０重量
部、好ましくは２〜３０重量部である。リン酸エステル
化でんぷんの配合比率がＰＶＡ系樹脂１００重量部に対
して０．１重量部未満の場合には、バリア性が低くな
り、塗工液の高速塗工性も悪くなる。また、５０重量部
を超える場合には塗工した紙のバリア性が低く、表面強
度も低くなる。

【００１６】本発明の紙用コ−ト剤は、一般には通常の
ＰＶＡと同様に水に溶解して使用される。この際、
（Ａ）ＰＶＡ系樹脂と、（Ｂ）リン酸エステル化でんぷ
んとの混合物を水に投入して溶解してもよく、（Ａ）と
（Ｂ）とを別々に溶解したものを混合してもよく、また
（Ａ）の水溶液に（Ｂ）を添加して溶解してもよい。

【００１７】本発明の紙用コ−ト剤には必要に応じて可
塑剤、消泡剤、防カビ剤、帯電防止剤等の公知の添加剤
を添加することもできる。さらに、本発明の効果を損な
わない範囲で他のコ−ト剤、例えば、生でんぷんや変性
でんぷん等のでんぷん類、カラギ−ナンやアガロ−ス−
アガロペクチン、アルギン酸ソ−ダ、キチン、キトサン
等の多糖類、カルボキシメチルセルロースやメチルセル
ロ−ス等のセルロ−ス誘導体、あるいは各種合成樹脂エ
マルジョン、無機顔料、有機顔料等を混合することがで
きる。

【００１８】本発明の紙用コ−ト剤を塗工する紙として
は、特に制限はないが、例えば、剥離紙原紙や情報処理
用紙、一般上質紙、中質紙、グラビア紙、新聞紙等の印
刷用紙、マニラボ−ル、白ボ−ル等の板紙を挙げること
ができるが、これに限らない。

【００１９】かかる紙に該コ−ト剤を塗工する場合の水
溶液の濃度としては、固形分として３０重量％以下、好
ましくは１〜２０重量％が適当である。これを塗工する
にあたっては、ゲ−トロ−ルコ−タ−、サイズプレス、
エアナイフコ−タ−、ブレ−ドコ−タ−等の公知の任意
の方法が採用される。本発明の紙用コ−ト剤の塗工量
は、特に制限はないが、目的に応じて通常０．０１〜３
０ｇ／ｍ²程度塗工される。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。

【００２１】実施例１表１に示すように、（Ａ）成分としてケン化度が９８モ
ル％、２０℃における４％水溶液粘度が２８ｍＰａ・ｓ
のＰＶＡを１００重量部、（Ｂ）成分として置換が０．
８、２０℃における４％水溶液粘度が１５ｍＰａ・ｓの
リン酸エステル化でんぷんを６重量部、消泡剤としてウ
レタン系の消泡剤（サンノプコ社製）を０．１重量部ほ
ど混合してコ−ト剤を得た。このコ−ト剤を水に分散さ
せた後、８０℃で加温溶解し、濃度４％の水溶液に調整
したものをコ−ティング液とした。

【００２２】

【表１】

【００２３】このコ−ティング液を用いて以下の方法に
より塗工紙を作成し、この塗工紙の評価試験を行った。（塗工紙の作成方法）コ−ティング液を未塗工の上質紙
（坪量６５ｇ／ｍ²）の片面に、透気度測定用にはコ−
ト剤の塗工量が０．５ｇ／ｍ²、ＩＧＴピック測定用に
は０．２ｇ／ｍ²になるようにロ−ルコ−タ−を用いて
塗工した。塗工後、直ちにドラム乾燥機を用いて９５
℃、１分間乾燥したものを、２０℃、６５％ＲＨの雰囲
気中で２日間調湿し、塗工紙としての評価試験を行っ
た。

【００２４】（高速塗工時の糊飛びの測定および評価）
糊飛び試験機のロ−ルの周速を３００ｍ／ｍｉｎとした
時に、ステンレス製およびゴム製の一対の塗工ロ−ルか
ら糊飛びが発生するかどうかを確認し、糊飛びの生じな
いものを優れていると評価した。

【００２５】（塗工紙の物性測定および評価）（バリヤー性）塗工紙の透気度（気体の透過する時間を
秒で表示）を、ＪＩＳＰ８１１７に順じてＢ型ガ−
レ式デンソメ−タ−を用いて測定し、この測定値が大き
いものをバリヤー性が良好であると評価した。（表面強度）２０℃、６５％ＲＨ下でＩＧＴ印刷適性試
験機により東洋インキ株式会社製ＳＭＸタックグレ−
ド２０を用いて印圧３５ｋｇ／ｃｍ、スプリングドライ
ブＭの条件下でＩＧＴピックを測定し、この測定値が大
きいものを表面強度が良好であると評価した。

【００２６】（総合評価）塗工時の糊飛び、バリア性、
表面強度のすべてを総合して、下記の３段階で評価し
た。 ○：優れている △：やや悪い ×：悪い

【００２７】結果は表２に示すように、バリア性および
表面強度は良好で、塗工時の糊飛びも発生することな
く、総合評価は優れていた。

【００２８】

【表２】

【００２９】実施例２〜７（Ａ）成分として、表１に示す各種のケン化度、２０℃
での４％水溶液粘度のＰＶＡ、（Ｂ）成分として、表１
に示す各種の置換度、２０℃での４％水溶液粘度のリン
酸エステル化でんぷんを使用した以外は、実施例１と同
様にしてコート剤、コーティング液および塗工紙を得
た。得られた塗工紙のバリヤー性、表面強度および塗工
時の糊飛びについて実施例１と同様に試験を行ったとこ
ろ、その結果は表２に示すように、すべてにおいて優れ
ていた。

【００３０】実施例８（Ａ）成分として、ケン化度９７モル％、２０℃での４
％水溶液粘度２７ｍＰａ・ｓのマレイン酸モノメチル変
性ＰＶＡ（変性度２モル％）を用いた以外は実施例１と
同様にしてコート剤、コーティング液および塗工紙を得
た。得られた塗工紙のバリヤー性、表面強度および塗工
時の糊飛びについて実施例１と同様に試験を行ったとこ
ろ、その結果は表２に示すように、すべてにおいて優れ
ていた。

【００３１】実施例９（Ａ）成分として、ケン化度９８モル％、２０℃での４
％水溶液粘度２１ｍＰａ・ｓのエチレン変性ＰＶＡ（変
性度５モル％）を用いた以外は実施例１と同様にしてコ
ート剤、コーティング液および塗工紙を得た。得られた
塗工紙のバリヤー性、表面強度および塗工時の糊飛びに
ついて実施例１と同様に試験を行ったところ、その結果
は表２に示すように、すべてにおいて優れていた。

【００３２】比較例１表３に示すように、（Ａ）成分として、ケン化度が９８
モル％、２０℃における４％水溶液粘度が２８ｍＰａ・
ｓのＰＶＡを１００重量部、（Ｂ）成分を使用しない
で、消泡剤としてウレタン系の消泡剤（サンノプコ社
製）を０．１重量部を混合してコ−ト剤を得た。このコ
−ト剤を水に分散させた後、８０℃で加温溶解し、濃度
４％の水溶液に調整したものをコ−ティング液とした。
実施例１と同様にして塗工紙を作成し、バリヤー性、表
面強度および塗工時の糊飛びについて実施例１と同様に
試験を行ったところ、その結果は表４に示すように、バ
リヤー性が劣り、糊飛びも生じた。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【表４】

【００３５】比較例２〜７（Ａ）成分として、表３に示す各種のケン化度、２０℃
での４％水溶液粘度のＰＶＡ、（Ｂ）成分として、表３
に示す各種の置換度、２０℃での４％水溶液粘度のリン
酸エステル化でんぷんを使用した以外は、実施例１と同
様にしてコート剤、コーティング液および塗工紙を得
た。得られた塗工紙のバリヤー性、表面強度および塗工
時の糊飛びについて実施例１と同様に試験を行ったとこ
ろ、その結果は表４に示すように、塗工が困難となった
り、あるいは少なくともいずれかにおいて劣っており、
総合評価は悪かった。

【００３６】比較例８（Ａ）成分として、ケン化度９７モル％、２０℃での４
％水溶液粘度２７ｍＰａ・ｓのマレイン酸モノメチル変
性ＰＶＡ（変性度２モル％）を用い、（Ｂ）成分は用い
なかった以外は実施例１と同様にしてコート剤、コーテ
ィング液および塗工紙を得た。得られた塗工紙のバリヤ
ー性、表面強度および塗工時の糊飛びについて実施例１
と同様に試験を行ったところ、その結果は表４に示すよ
うに、糊飛びが生じ、総合評価は悪かった。

【００３７】比較例９（Ａ）成分として、ケン化度９８モル％、２０℃での４
％水溶液粘度２１ｍＰａ・ｓのエチレン変性ＰＶＡ（変
性度５モル％）を用い、（Ｂ）成分は用いなかった以外
は実施例１と同様にしてコート剤、コーティング液およ
び塗工紙を得た。得られた塗工紙のバリヤー性、表面強
度および塗工時の糊飛びについて実施例１と同様に試験
を行ったところ、その結果は表４に示すように、バリヤ
ー性が劣り、糊飛びも生じ、総合評価は悪かった。

【００３８】比較例１０本発明のコ−ト剤の代わりにでんぷんを糊化したものを
用いた以外は実施例１と同様にしてコート剤、コーティ
ング液および塗工紙を得た。得られた塗工紙のバリヤー
性、表面強度および塗工時の糊飛びについて実施例１と
同様に試験を行ったところ、その結果は表４に示すよう
に、いずれも劣っており、総合評価は悪かった。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の紙用コ−ト剤を使用すると、紙の表面強度、バリア−
性及び印刷適性を従来よりも高くできると同時に、塗工
時におけるロ−ルからの糊飛びの発生が無く、また、塗
工ムラをなくすことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ケン化度が６０モル％以上で、２
０℃における４％水溶液粘度が１．５ｍＰａ・ｓ以上で
あるポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対し
て、（Ｂ）置換度が０．０５以上で、２０℃における４
％水溶液粘度が１．５ｍＰａ・ｓ以上のリン酸エステル
化でんぷんを０．１〜５０重量部配合してなることを特
徴とする紙用コ−ト剤。