JPS5932596B2 - 紙の表面コ−テイング組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリビニルアルコール系樹脂（以下ポリビニル
アルコールはＰＶＡと略記する）を主成分とした紙の表
面コーティング組成物に関する。

さらに詳しくはＰＶＡ系樹脂Ａに対してジイソブテンと
エチレン住不飽和カルボン酸との共重合体の塩基住塩Ｂ
および金属酸化合物の水可溶住塩Ｃを含有せしめた水溶
液からなる紙の表面コーティング組成物に関する。従来
、ＰＶＡは紙または板紙の表面コーティング漬リとして
広汎に用いられている。

それはＰＶＡが紙への接着性、造膜比に優れ、中でも特
に優れたフィルム特性を示すため紙表面の強度、耐摩耗
住、耐油性などの諸物住を向上させる作用機能を有する
からである。しかしその反面、ＰＶＡ水溶液を紙表面に
コーティングした場合、紙表面の摩擦係数が極端に低下
する欠点がある。

そのため抄紙乾燥後あるいは製雨後の運搬時に滑り現象
を起こし、安全性、作業能率、製品価値に甚しい悪影響
を及ぼす。この滑り現象は紙繊維表面に造膜されたＰＶ
Ａが水を媒体としつつ町塑比を保持して紙表面が平滑化
するために生じると考えられ、温度および湿度が低くな
る程発生の度合が大きくなる傾向がある。またロールヘ
の付着防止剤としてＰＶＡに添加使用されているパラフ
ィン、ステアリン酸カルシウムなどのエマルジョン物は
滑り現象を一層助長させる効果を有することが確認され
ている。滑り現象を防止するための方策として、先に本
出願人はＰＶＡ系樹脂を主成分としてこれに一塩基住ま
たは二塩基住のエチレン住不飽和カルボン酸とジイソブ
テンとの共重合体の塩基住塩を含有せしめた水溶液から
なる紙用コーティング組成物を用いることが有効である
ことを見出し特願昭５２−８３２７６号として特許出願
を行なつた。

しかしながら、その後の研究によりたとえば高い紙質ｐ
Ｈを有する紙に対してこのコーティング組成物を適用し
た場合には、滑り現象には全く影響が見られないものの
紙に対するサイズ住が著し＜低下し、必ずしもバランス
のとれた紙住能が発現しないことがわかつた。この背景
には従来より用いられている板紙は硫酸パン士等の酸性
物質が大量に添加され酸性側にかたよつているため、抄
造する際にロール等の抄紙機械の腐蝕が激し＜、あるい
は抄紙後の紙の老化が著しく、従来内添サイズ剤として
広＜用いられていたロジ肩こ代つて近年カチオン住ポリ
マー等が使われるようになり、紙質ｐＨが６．０を越え
るようなものが出現しているという事実があげられる。
本発明者らは上述した如きサイズ住の低下は紙質ｐＨが
高くなるにしたがいコーティングした紙表面の疎水化が
十分行なわれなくなることに由来するものであることを
つきとめ、いかなる種類の紙に対しても十分なサイズ注
を発揮し得る紙用コーテイング剤を提供するべく検討を
行なつた結果、ＰＶＡ系樹脂Ａに対してジイソブテンと
エチレン囲不飽和カルボン酸との共重合体の塩基囲塩Ｂ
および金属酸化合物の水円溶囲塩Ｃを含有せしめた水溶
液からなる紙用コーテイング組成物が紙表面の滑り防市
に有効であることはもちろんのこと、コーテイング処理
後の紙の吸水度（コツプ法による）が紙質ＰＨに関係な
く無処理紙の吸水度より小さくなりサイズ囲の向上が期
待できること、さらにはこのようなコーテイング組成物
はＰＶＡが本来備えている諸物囲に加えて紙表面のコー
テイング処理に有効であることを見出し本発明を完成す
るに至つた。

本発明の紙用コーテイング組成物において、主成分とし
て配合されるＰＶＡ系樹脂としては重合度３００〜３０
００の範囲、特に紙表面強度を向上させる目的には１０
００〜３０００の範囲のものが好ましい。

けん化度は紙質の耐水囲が要求される場合は９５モル％
以上のものが好ましいが、特にこの範囲に限定されるも
のではない。水溶ｌ、造膜囲、粘着囲などＰＶＡ（：１
）囲能を損なわないものであれば、官能基の一部をエス
テル化、アセタール化したりあるいは重合体の一部を架
橋したＰＶＡ系重合体、又は共重合による変囲ＰＶＡ系
重合体を用いることは何らさしつかえない。また本発明
の組成物において使用される共重合体を構成する一成分
として用いられるエチレン姓不飽和カルボン酸としては
、一塩基注のアクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸
、桂皮酸、アクリルアミド、アクリロニトリル、および
アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、桂皮酸の各
種アル午ルエステル（アル午ル基の炭素数は１〜９）な
どカルボ午シル基に変換しうる官能基を有する化合物、
あるいは二塩基肚のマレイ７酸、フマール酸、イタコン
酸、シトラコン酸、およびマレイン酸フマール酸、イタ
コン酸、シトラコン酸の無水物またはそのモノおよびジ
アル午ルエステル（アル午ル基の炭素数は１〜９）など
カルボ午シル基に変換しうる官能基を有する化合物が包
含される。これらエチレン囲不飽和カルボン酸とジイソ
ブテンとは通常のラジカル開始剤の存在下で適当な溶媒
を用いて重合される。なかでもＰＶＡ系樹脂に対して配
合すべき共重合体の塩基肚塩としてはジイソブテンと無
水マレイン酸との共重合体をベースにしたものが最も好
ましく、この共重合体は組成分析の結果からジイソブテ
ンと無水マレイン酸のモル比がほぼ１：１であることが
確認されている。ただし無水マレイン酸以外のエチレン
姓不飽和カルボン酸を用いる場合はジイソブテンとの共
重合割合が必ずしもこの比率になるとは限らない。また
必要に応じて重合時にスチレン、メチルビニルエーテル
などのモノマーを少量共重合することができる。これら
の共重合体の鎖長を表わす尺度としてジメチルホルムア
ミド溶液中において３０℃で測定した極限粘度〔η〕を
用いると、〔η〕０．０５〜１（ＤＩｇ）、特に〔η〕
− ０．０５〜０．３（Ｄｔ／９）程度の大きさの共重
合体を用いるのが望ましい。上記共重合体を塩基囲塩と
するには、γルカリ囲物質の共存下に共重合体中のカル
ボ午シル基を塩基囲化すればよい。

この目的のために使用されるアルカリ閉物質としては苛
曲アルカリ、炭酸γルカリ、アンモニアあるいは有機ア
ミン類など、さらに具体的には水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化
アンモニウム、エタノールアミン、ジエタノールγミン
などがあげられるが、ナトリウム塩を用いるのが最も実
用的である。金属酸化合物の水司溶囲塩としては、スズ
酸、アルミン酸、ケイ酸、チタン酸、亜ナマリ酸等のγ
ルカリ金属塩があげられるが、毒ｌ、安定叶の点でスズ
酸、γルミン酸、チタン酸の塩が好ましい。

紙用コーテイング組成物におけるＰＶＡｌＯＯ重量？に
肘する前記共重合体の塩基囲塩の配合割合は０．５〜１
０重量？、金属酸化合物の水司溶閉塩の配合割合は０．
１〜１０重量？の範囲が好適である。

コーテイング組成物の調製には、たとえば１ＰＶＡ１共
重合体の塩基囲塩および金属酸化合物の水司溶囲塩をそ
れぞれ粉末状で混合して水に溶解する、２ＰＶＡ水溶液
に共重合体の塩基注塩と金属酸化合物の水司溶肚塩を含
む水溶液を加えるといつた方法が考えられるが、必ずし
もこれらの方法に限定されるものではない。

紙用コーテイング組成物の水溶液濃度は０，１〜２０重
量？の範囲で調節するのが好ましい。

通常実用に供せられる塗布量は０．０５〜２９／７ｒＩ
．の範囲である。紙表面へのコーテイングは、午ヤレン
ダーサイズ サイズプレス タブサイズ ロールコータ
ーＳＳＳなど公知の方法が用いられ、上質紙、板紙、段
ボールライナー、白ポール マニラボールなど各種の紙
に適用円能である。

本発明の紙用コーテイング組成物を用いることによつて
、従来のＰＶＡ水溶液を主成分とするコーテイング組成
物にて表面処理された紙が紙繊維表面の「ケバ」の接着
により紙繊維間の凹部が埋められあるいはフイルムの形
成によつて平滑囲を増して滑り易いのに対して、適度の
保水肚と柔軟囲が増すことにより表面摩擦力が増大して
滑り防止効果が極めて顕著である。

また紙質ＰＨの高低にかかわらず紙表面の疎水化が促進
され紙の吸水ｌが小さくなる。これは従来の紙用コーテ
イング組成物に見られない特徴である。なお本発明のコ
ーテイング組成物に刈して従来公知のロール剥離剤、防
錆剤、消泡剤、柔軟剤、耐水化剤、光沢向上剤などを適
当量添加することは一向にさしつかえない。

以下実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例 １ 窒素雰囲気下にオートクレーブ中へジイソブテン１０５
９、無水マレイン酸９６９を酢酸イソプロピル１５００
ｍｅに溶解した液、α，α７一 アゾビスイソブチロニ
トリル２，５９を酢酸イソプロピル１００ｍ１に溶解し
た液を順次添加したのち約１０分間攪拌を行なつた。

オートクレーブを７０℃の温水に浸漬し攪拌下で６時間
反応し、ジイソブテン−無水マレイン酸共重合体の白色
沈澱物１９６９を得た。この共重合物の無水マレイン酸
含有量は５０モル凭、３０℃ＤＭＦ中での極限粘度は０
．１５ｄＬ／９であつた。次いでＮａＯＨを用いて上記
共重合体を塩基注化して中和度を１．０とし、２０％濃
度の水溶液を得た。（この水溶液を組成液Ａと称する。
）またこれとは別に重合度１７００、ケン化度９８．９
モル？のＰＶＡの３％濃度の水溶液をつくつた。

（この水溶液を処理液Ａと称する。）さらに重合度１７
００、ケン化度９８．９モル％のＰＶＡｌＯＯ部に対し
ジイソブテン−無水マレイン酸共重合体のナトリウム塩
が固型分換算で１部および５部の割合になるように上記
組成液Ａを混合し、９５℃、３０分間の条件で熱溶解し
てＰＶＡの濃度が３％の水溶液をつくつた。（この水溶
液をそれぞれ処理液Ｂｌ，Ｂ２と称する。）またＰＶＡ
（重合度とケン化度は上記と同じもの）１００部に対し
ジイソブテン−無水マレイン酸共重合体のナトリウム塩
が５部の割合になるように上記組成液Ａを混合し、さら
に金属酸化合物の水司溶肚塩を種々の割合で混合して９
５℃、３０分間の条件で熱溶解し、ＰＶＡの濃度が３％
の水溶液をつくつた。（この水溶液をそれぞれ処理液Ｃ
ｌ，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と称する。）この水溶液を４種類
の段ポール用ライナー紙（Ａ，Ｂ，Ｃ，ａの表面に０．
２９／イ塗布して紙表面のマサツ角、吸水度を測定した
。

その結果を第１表に示した。第１表に示す如くＰＶＡに
対しジイソブテン−無水マレイン酸共重合体のナトリウ
ム塩を配合すると滑り防止囲は向上するがライナー紙の
紙質ＰＨが上昇するにしたがつて吸水度が急激に大きく
なりサイズ囲が悪くなる傾向が表われるのに対し（対照
例）、本発明の組成物はコーテイング紙に滑り防止囲の
低下をもたらすことなく良好なサイズ囲を与えているこ
とがわかる。実施例 ２ 重合度１７００、ケン化度９９．５モル？のＰＶＡ，ｌ
ＯＯ部に対し、実施例１で用いたのと同一のジイソブテ
ン−無水マレイン酸共重合体ナトリウム塩の２０％濃度
水溶液を固型分換算で５部になるように添力Ｕ１次いで
アルミン酸ソーダ３叫を添加し、更に添カロ剤としてノ
ニオン囲界面活囲剤（ポニリオ午ジエチレンノニルフェ
ノールエーテル）０．８部と市販防錆剤（有機アミン、
脂肪酸誘導体、亜硝酸塩などの混合物）４部、市販消泡
剤０．２部を配合して加熱溶解し、ＰＶＡ含有濃度２％
水溶液を作製した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリビニルアルコール系樹脂Ａに対してジイソブテ
   ンとエチレン性不飽和カルボン酸との共重合体の塩基性
   塩Ｂおよび金属酸化合物の水可溶性塩Ｃを含有せしめた
   水溶液からなる紙の表面コーティング組成物。