JPS60110996A - 紙用コ−テイング組成物 - 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】 一本発明は紙加工剤として用いる場合、紙表面への歩留
りが良好である為に紙の印刷適性、平滑性等の狭面特性
や、表面強要、耐摩擦性、耐水性、耐薬品性等に慢れた
効果を発揮するカチオン化ポリビニルアルコールからな
る紙用コーティング組成物に関する。

最近の印刷技術の発展には目覚ましいものがあり、印刷
の両速化と高品買化に伴い、印刷用紙には高度な印刷適
性が要求されるようになった。紙の表面強要を制めて印
刷適性を向上させることを目的とする紙加工剤としては
、従来よりデンプン及び酸化デンプンなどのデンプン誘
導体、カルボキシメチルセルロース等のセルロースｖｊ
導体、ポリビニルアルコール（以下Ｐ’ＶＡと略すンや
アニオン変性したポリγクリルアミド等の天然又は合成
水浴性隔分子が使用されてきた。しかしながら最近の高
度な印刷適性、耐水性向上や表面強度を高める要求に対
して従来のコーティング剤としては充分な効果が得られ
ていないのが現状である。

ＰｖＡはその優れた皮膜強度、平滑性、耐油、耐薬品性
等を利用して表面サイズ剤、顔料コーティング剤として
広く使用されてきた。しかしながらＰＶＡを紙に塗布す
る場合、ＰＶＡ自身の紙層内部への浸透性が大きいため
に紙表面への歩留りが小さくなり、その結果印刷適性や
表面強度等の特性の改善効果が充分に発揮されなくなり
それを補うためにＰＶＡの塗布量を多くしなければなら
ない。

ＰＶＡの多量塗布にはいくつかの問題点があった。

第一に塗布量が多くなる為にコスト的に高くつくこと。

第二に紙がドライヤーやカレンダーロールに付着して紙
むけ、紙切れを起したり１ライヤーやロールを汚損する
欠点があり操業的に不利をきたすことである。

浸透の防止方法としてはＰＶ八へ布液と硼砂、硼酸等の
ＰＶＡのゲル化剤を除加したりあるいはｐｖ八へ布液を
塗布する０１１に上記ゲル化剤の水浴液で紙に塗布する
ことによってＰＶＡの浸透を防止する方法が行われてい
るが、前者の方法では竺布液の粘度が上昇してさきにあ
げた操業上の不備を生じ、又佐者の方法ではコーテイン
グ液の粘度上昇は予防できるが、塗布作業が２段階必要
となり操業上めんどうであり、コスト的にも不利である
という難点がある。

さらにその性能を改善するものとして神々の提案がなさ
れているが、例えばカチオン化ＰＶＡを用いる方法之し
ては特開昭５１６−１１２５９５号、特開昭５７−１１
７６９５号が開示されている。

これらのカチオン化ＰＶＡは１）アミド基を有するもの
１リイミダゾ一ル系構造単位を有するもの１１１）アミ
ノアルキルビニルエーテル系構造単位を有するものｉｖ
　）ビニルアミン系構造単位を有するものである。

じかしなからりの構造単位はアミド基をＭする為にｅ、
酸ビニルとの共重合後ケン化工程において加水分解を受
けやすく、カチオン基の消失もしくは少蓋しか含有せし
めることができないことや、モノマー反応性比の関係で
酢酸ビニルとの共重合性が極めて悪いことが予想される
。Ｉ＋）の場合、カチオン性モノマー自体高価格である
こと、１ｌｉ）について酢酸ビニルとのモノマー反応性
比の関係でやはり酢酸ビニルとの共重合性が恋いこと、
ＩＶ）についてはアミド番をアミン基に変化させるのに
加水分解速度が遅いので二段階の加水分解速度を必要と
する等１）〜ＩＶ）のいずれ、の方法においても工業的
生産には不向きである。

上記欠点を改良すべく本発明者は鋭意研究の結果、本発
明に用いるカチオン化ＰＶＡはカチオン性単鍍体構造中
に安定なエーテル結合を有する為にカチオン化ＰＶＡの
製造工程中であるケン化工程、及び紙用コーティング剤
として使用する過程においてもカチオン基を安定に保持
し、かつカチオン化ＰＶＡを紙のコーティング剤として
使用する場合、該ＰＶＡ自身の紙層内部への浸透が者し
く改善されて紙表面への歩留りが良好となり、また該変
性ＰＶＡの水浴液粘度は未変性ＰＶＡと殆んど変わらず
、ドライヤーやカレンダーロールに付層する心配がない
為にＰＶＡ本来の後れた印刷通性、平滑性等の表面特性
や、表面強度、耐Ｍ際性、耐水性、耐油、耐薬品性が充
分に発揮され得るということを児出し本発明を完成する
に至った。

本発明で用いるカチオン化ｐｖλがかかる顕著な効果を
発現する理由については、明確ではないが紙すなわちパ
ル７°繊維が本来負′亀荷を有する為ζこ正′屯荷を有
するカチオン化ＰＶＡを紙表面に塗布１゜た後、短時間
のうちに紙表面のパルプ繊維の負゛亀荷とコンプレック
スを形成することになり、その結果塗布液の紙層内部へ
の浸透が防止されるものと考えられる。

以下本発明についてさらに詳しく説明する。本発明は下
記式で示される構造単位を富むカチオン化ＰＶＡを主成
分としてなる紙用コーティング組成物である。

一＋ＣＨ２（Ｊ（← Ｃ）ｆ２０ＣＨ２−Ａ　−Ｂ 上式で示された構造単位を含むカチオン化ＰＶＡの製造
法については本出願人はすでに、特願昭５８−９６６０
号及び特願昭５８−１１１０３０号で提案している。

本発明におけるカチオン化ＰＶＡに含有されるカチオン
基量については０．０１〜１５モル％、特に０．２〜１
０モル％の範囲が好ましい。０．０１モル％未満では、
紙表面の歩留り効果が著しく低下し、１５モル％を超え
る場合かえって表面強度か低下するので好ましくない。

上式において示される構造単位のＢ成分のうちＲＩ　、
Ｒ２、Ｒ３は低級アルキル基を示しており、ＲＩ　ＸＲ
２、Ｒ３はス舟常の目的ではメチル基が好ましいが、特
殊な目的にはエチル基、ブチル基、メチロール基、アミ
ノアルキル基等の低級アルキル基（置換基をＭするもの
も含む）を用いることもでさる。

Ｘθで衆されるアニオンの例としては、ＣＪｅ。

ｅ　ｅ Ｂｒ　ＸＣＨ３ＣＯＯ、ＣＨ３０ＳＯ３ｅ、　ＣＨ３−
Ｃ６Ｈ４−８０３”等があるか、コスト面及び安全面か
ら（Ｊｅか好適である。

ケン化度については特に制限はなく、７０〜１００モル
％の範囲から選ばれるが、サイズ度を高めようと思えば
高ケン化度の方が好ましい。重合朋についても特に制限
はなく紙力を出すという目的の場合は重合度を上けた方
が効果的である。

本発明のコーティング組成物を使用する際の４度は、紙
の種類、使用目的及び使用するコーティング機械により
異なるが、通常は１〜１５重！ｉ％顔料コーティングの
場合には６０〜６５重敵％の範囲から好ましく選ばれる
。

上記コーティング組成・分は必要に応じてデンプン類と
混合して併用することもできる。デンプン類としては、
化デンプン及び酸化デンプン、α−化デンプン、ジアル
デヒドデンプン、ヒドロキシエチルデンプン、カチオン
化デンプン等の変性デンプンが挙げられる。またＰＶＡ
　、変性ＰＶＡ　、　ＣＭＣ、アクリル系ラテックス、
ＳＢＲラテックス、酢酸ビニルエマルション等も混合で
きる。

その他副次的な添加剤、例えばグリオキず一ル、尿素樹
脂、多価金属塩等の耐水化剤、グリコール剤、界面活性
剤等の公知の添加剤との併用、クレー、炭酸カルシウム
、二酸化チタン、サチン白等の顔料を務加して顔料コー
ティングにも好適ζこ用いることができる。その際、埴
科１００重斌部に対し、カチオン化ＰＶＡ　６〜１０車
を部が好ましく用いられる。

本発明のコーティング剤を頭布する紙としては特に制限
はないが、例えばマニラボール、白ボール、ライナー等
の板紙、一般上質紙、グラビア用紙寺の印刷用紙、′遊
子写真複写用基紙や離型紙用基紙等が好適に用いられる
。

塗布にあたってはサイズプレスコーティング、カレンダ
ーコーティング、ロールコーティング、エアーナイフコ
ーティング、ブレートコ−ティ′ング等の公知の方法が
採用でき、塗布量は固形分付看量として０．０５〜５ｇ
／ｍ２、なかんづ＜０．２〜６．ｊｉ’　／　ｍ２（顔
料コーティングの場合は特に制限はないが固形分０゜１
〜６ＣＪｇ／ｍ２が一般的である）が好適である。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明はこれに限定するものではない。

尚、例中特にことわらない限り部は重量部、％は重量％
をあられす。

実施例１ Ｎ−（６−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）ト
リメチルアンモニラ′・クロリド構造単位（表１）を２
．４モル％含有する＃酸ビニルーＮ−（６−アリルオキ
シ−２−ヒドロキシノロビル）トリメチルアンモニウム
クロリド共重合体のメタノール浴液（濃度６０％）１２
ｏｏ部に２．５Ｎの水酸化ナトリウムのメタノール溶液
６７部を加えｉ度３０℃で２時間ケン化し、次いで酢酸
で中和して反応を停止し、メタノールで洗浄、濾別後乾
燥して白色のカチオン化ＰＶＡを得た。

得られたカチオン化ＰＶＡの４％水溶液粘度は５７　ｃ
ｐｓ、ケン化度９９．７モル％、カチオン基含有量は２
．４モル％であった（水溶准粘度はブルックフィールド
粘度計による）。

前記カチオン化ＰＶＡ　６部を水９７部に溶解して６部
濃度のコーテイング液を調製した。上記コーテイング液
をサイズプレスを用いて７０ｍ／分の速度で、坪量５３
．９／ｍ”の中質紙上に、固形分塗布１ｔ１．Ｏｇ／ｍ
”になるよ５ｆＣｔｌＴＬ、１０５°Ｃで５分間乾燥し
たのち、温２２０℃、相対湿度６５％雰囲気下で７２時
間調湿した。

試験結果を表２に示す。

比較例１ 市販の酸化権粉（日食化工＠Ｍｓ−３８００）を用いた
以外は実施例１ａ同様に行なった。

比較例２ 「 Ｈ なる構造の市販カチオン性モノマーを共重合して得たカ
チオン性構造単位１．８モル％を含有するカチオン性ポ
リアクリルアミドを用いた以外は実施例１と同様に行な
った。

比較例６ ケン化度９９．６モル％、重合度１１００の未変性ＰＶ
Ａを用いた以外は実施例１と同様に行なった。

比較例４ 実施例１で使用した中質紙の物性を測定したＯ実施例２
〜６ 表１に示す構造単位を有するカチオン化ＰＶＡを用いた
以外は実施例１と同様に行なった。

実施例７ 表１に示す構造単位を有するカチオン化ＰｖＡ（カチオ
ン基量２．４モル％、ケン化２９９．７モル％）１０部
を水９０部に溶解し、１０部濃度のカチオン化ＰＶＡ水
溶液を得た。

炭酸カルシウム１００部、ピロリン酸ナトリウム０．６
部、・水５０部を含む分散液を調製し、この分散液に前
記１０％のカチオン化ＰＶＡ水浴液５０部を混合した後
、水を加えて固形分４０％、６０℃における粘度１６２
　ｃ、ｐｓのコーティングカラーを得た。

このコーティングカラーをブレードコーターを用いて坪
ｉ５３！ｑの中質紙に固形塗布量１５Ｉ／ｍ２になるよ
うに塗布し、１０５℃で５分間乾燥して光沢加工を施し
た後、２０°Ｃ１相対湿度６５％雰囲気下で７２時間調
湿した。

試験結果を表６に示す。

実施例８〜９ 実施例７のカーチオン化ＰＶＡに代えて表１に示す構造
単位を有するカチオン化ＰＶＡを用いた以外は同側と同
一の方法を行った。

表２ 表６ 表２、表６に示した塗工紙物性の測定法は次のように行
った。

１）　ＩＣ）Ｔピンク；インク（ＩＰ１％８）を塗工し
た印刷ローラをＩＧＴ印刷試験機を 使用して、印圧６５　Ｉｃｙ　／　ｃｒｒｔ２で紙表面
に圧着後ローラを回転し、 紙を移動させ、紙むけが発生す る最高印刷速度を測定する。こ の値が大きい程、表面強度が強 い０ ６）印刷面光沢；印刷光沢テストはＲＩテスターを用い
大日本インキ（株製墨で印 刷したものについてＪＩＳＰ　− ８１４２によって測定した。

（顔料コーティングの場合の版 上インキ蛍は４μぐそれ以外は １０μ、数値の大きい程元沢１屍 高い） ４）サイズ度；　ＪＩＳＰ　８１２２のステキヒトサイ
ズに試験法による。

５）紙面光沢；　ＪＩＳＰ　−８１４２による（数値の
大きい程光沢度が高い） ６）ハンター；　ＪＩＳＰ　−８１２５による。（数値
白変　の大きい程白色朋は高い） 特許出願人′畦気化学工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　下記式で示される構造単位を含むカチオン化ポ
   リビニルアルコールを主成分としてなる紙用コーティン
   グ組成物。 一千〇Ｈ２ＣＨ−＋− ＣＨ２０ＣＨ２−Ａ　−Ｂ
2. （２）　カチオン化ポリビニルアルコールがカチオン性
   構造単位を０．０１〜１５モル％含む特許請求の範囲８
   （１）項記載の紙用コーティング組成物。