JP2516751B2

JP2516751B2 - 紙用塗工組成物

Info

Publication number: JP2516751B2
Application number: JP61281687A
Authority: JP
Inventors: 薫近藤; 寛史園部; 智滝沢
Original assignee: Japan PMC Corp
Current assignee: Japan PMC Corp
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1996-07-24
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JPS63135594A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は紙用塗工組成物に係り、さらに詳しくは印刷
用塗工紙の印刷性能を向上させるようにした塗工組成物
に関する。

従来の技術印刷用紙には新聞紙のような未塗工紙も用いられてい
るが、美麗な印刷を行なうために塗工紙も多く用いられ
ている。この塗工紙は抄き上げた紙にクレー、炭酸カル
シウム等の顔料、ラテックス、澱粉等の接着剤から主と
してなる組成物を塗工したものである。

ところで、近年、印刷はその生産性を向上させるため
により高速になり、その印刷画質も例えば写真のような
高度なものが要求されることにより、精密になり、さら
には色調に対する要求も高度化して多色化が図られるこ
とにつれて、印刷用塗工紙に対して益々高度な性能が求
められている。これらの性能には例えば印刷時のインキ
の付着状態を示すインク受理性が一般的なものとして挙
げられるが、オフセット印刷では湿し水に対する耐水
性、また、グラビア印刷では印刷時に高速で印刷ローラ
等に擦られるときのこれに耐える表面強度の性能が特に
要求される。

このような印刷時に必要な性能を紙に付与するため
に、例えばメラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホ
ルムアルデヒド樹脂もしくはポリアミド−尿素−ホルム
アルデヒド樹脂等のホルムアルデヒド樹脂、あるいはポ
リアミド−エピハロヒドリン樹脂等の如きカチオン性エ
ポキシ変性ポリアミド樹脂を併用した塗工組成物はすで
に知られている。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、前記の樹脂を併用した組成物を塗工し
た塗工紙は、表面強度の点ではまだ十分でなく、印刷の
高速化に伴って例えば紙むけ等の紙の表面強度不足に起
因する印刷トラブルが多くなってきている。この紙の表
面強度を向上させるには、塗工組成物中の澱粉やラテッ
クス等の接着剤の含有量を増加させれば良いが、これら
を増加させるとインキ受理性が低下する。このように紙
のインキ受理性と表面強度の両方を高速印刷の場合にも
満足させられるような塗工組成物はまだ知られておら
ず、その出現が望まれていた。

問題点を解決するための手段本発明者等は、前記問題点を解決するために鋭意検討
の結果、インキ受理性及び表面強度に優れることは勿論
のこと、さらに耐水性にも優れる紙用塗工組成物を見出
し、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明は、顔料と接着剤と助剤を含有する
紙用塗工組成物において、キトサンを上記顔料100重量
部に対し固形分で0.05〜30重量部含有することを特徴と
する紙用塗工組成物を提供するものである。

次に本発明を詳細に説明する。

本発明で使用するキトサンは、一般式（Ｉ）で表わさ
れる（１→４）−２−アセトアミド−２−デオキシ−β
−Ｄ−グルカンの構造をもつキチンの脱アセチル化物で
ある。

キチンは甲殻類、昆虫類、菌類の支持組織を形成して
おり、工業的にはカニ、エビ等の甲殻から脱カルシウム
処理および脱タンパク質処理によって得られる。本発明
で使用するキトサンはキチンの脱アセチル化によって得
られる多糖類の一種であり、必要に応じて苛性ソーダ、
塩酸、亜硝酸、あるいは過酸化水素等を用いる既知の方
法により所定の粘度に調節したものを用いる。例えばキ
トサンと同重量の酢酸で溶解した濃度0.5％水溶液の粘
度がブルックフィールド型粘度計で25℃、60回転の測定
値が500センチポイズ以下のものが塗工の容易性の点で
好ましいが、これに限らない。

上記の脱アセチル化法には特に制限はなく、例えば、
キチンを30〜50％のアルカリ水溶液中50〜130℃の温度
で脱アセチル化することにより得ることができる。キト
サンの水溶液を得る点からは脱アセチル化度は50％以上
が好ましい。さらに本発明で使用するキトサンに化学修
飾することもできる。例えば、ヒドロキシエチル化、ヒ
ドロキシプロピル化、カルボキシメチル化、リン酸化、
硫酸化、アルキル化、または３−クロロ−２−ヒドロキ
シプロピルトリアルキルアンモニウムクロライド、グリ
シジルトリアルキルアンモニウムクロライド、ジアルキ
ルアミノアルキルクロライド等によるカチオン化等の化
学修飾が可能である。

本発明で使用するキトサンの使用方法に特に制限はな
いが、キトサンの水溶液を用いることが最も簡単であ
る。例えばキトサンを無機酸或いは有機酸を用い、pH6.
5以下に調節して水溶液にする例が挙げられる。

本発明においてキトサンの含有量は、顔料100重量部
に対して固形分で0.05〜30重量部の範囲で加えられる。
キトサン水溶液は単独で接着剤として加えることもでき
るが、他の接着剤とともに用いることもでき、この場合
接着剤をキトサンで乳化した乳化液として用いることも
でき、キトサン水溶液と接着剤を混合した混合液でも良
い。キトサンの含有量が0.05重量部より少ないと、効果
が顕著でなく、また30重量部より多過ぎると、塗工液を
増粘させるので好ましくない。

本発明の塗工組成物の接着剤成分としては、例えば澱
粉、変性澱粉（酸化澱粉、エステル化澱粉、エーテル化
澱粉、酵素変性澱粉、アルファー化澱粉、カチオン化澱
粉等）、カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、酵母タン
パク、セルロース誘導体（カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース等）等の天然高分子化
合物あるいはその誘導体、およびスチレン−ブタジエン
系樹脂、（メタ）アクリレート−ブタジエン系樹脂、
（メタ）アクリレート系樹脂、ポリビニルアルコール、
酢酸ビニル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、スチレン−
（メタ）アクリレート系樹脂、スチレン−マレイン酸系
樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂等の合成高分子化合
物が例示される。

本発明に使用される顔料としては、クレー、タルク、
重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、サチンホワ
イト、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウ
ム、亜硫酸カルシウム、合成シリカ、酸化亜鉛などの無
機顔料およびスチレン系ポリマー、尿素系ポリマーなど
の有機顔料があり、これらのうちの１種類又は２種類以
上を混合して使用することができる。

本発明の紙用塗工組成物にはエポキシ基を有する化合
物を含有させることが特に耐水性を向上させる上で好ま
しい。この化合物の例としては、例えばエチレングリコ
ールやグリセリン等の多価アルコールのポリグリシジル
エーテルあるいはポリアミドポリアミン−エピクロロヒ
ドリン樹脂等のポリアミドポリアミン−エピハロヒドリ
ン樹脂、ポリアミドポリアミン−尿素ホルムアルデヒド
−エピクロロヒドリン樹脂等のポリアミドポリアミン−
尿素ホルムアルデヒド−エピハロヒドリン樹脂が例示さ
れる。これらエポキシ基を含有する化合物の添加により
エポキシ基とキトサンのアミノ基の反応が生じ耐水性が
向上すると考えられる。

本発明の紙用塗工組成物は、上記の顔料、接着剤、キ
トサン、エポキシ基を有する化合物のほか、分散剤、滑
剤、耐水化剤、インキ受理性向上剤、増粘剤、減粘剤、
消泡剤、抑泡剤、防腐剤、防カビ剤、保水剤、蛍光増白
剤、染料、導電剤などの各種助剤も必要に応じて適宜配
合することができる。

本発明の紙用塗工組成物を製造するには、例えば顔料
を分散剤とともに水中に分散させ、これに接着剤、エポ
キシ化合物を加え、さらに必要に応じて粘度調節剤等の
助剤を加え、これに予め調製しておいたキトサン液を加
え、撹拌する。そしてさらに必要に応じて苛性ソーダ等
でpHを調節して完成させる。しかし、これに限らず顔料
以外のものを混合しておき、これに顔料を入れて混合し
ても良い。この際、顔料を微細化するように混合しても
良い。

本発明の紙用塗工組成物は、従来より公知の方法で基
紙上に塗工される。すなわち、ブレードコーター、エア
ーナイフコーター、バーコーター、ロールコーター、サ
イズプレスコーター、ドクトルコーター、ブラシコータ
ー、カーテンコーター、グラビアコーター、キャストコ
ーター、チャンプレックスコーター等通常用いられらる
方法で塗工され、オンマシンコーティング、オフマシン
コーティングのいずれであっても良い。また、一層塗工
であっても多層塗工であっても良く、さらに片面塗工、
両面塗工のいずれでも可能である。

塗工後の乾燥は例えば、ガスヒーター、電気ヒータ
ー、蒸気加熱ヒーター、熱風加熱等の通常の方法で行わ
れ、乾燥後は必要に応じてスーパーカレンダー、水カレ
ンダー、グロスカレンダーなどの仕上げ工程によって光
沢を付与することが可能であり、その他一般的な加工手
段はいずれも使用することができる。

本発明による塗工組成物を上記コーターで塗工した塗
工紙、例えばアート紙は特にインキ受理性、表面強度、
さらに耐水性に優れ、美麗な印刷物を作成することがで
きる。

実施例次に本発明を実施例により説明する。

実施例１カオリンクレー80重量部と75％炭酸カルシウムスラリ
ー26.7重量部（固形分で20重量部）を分散剤0.4重量部
により36重量部の水中に分散させた後、予め糊化した酸
化澱粉20％水溶液25重量部（固形分で５重量部）、スチ
レン−ブタジエンラテックス48％固形分溶液25重量部
（固形分で12重量部）及び予めキトサンを水中に分散さ
せこのキトサン粉末と同重量の酢酸を加えて溶解させた
２％キトサン水溶液25重量部（固形分で0.5重量部）を
加え、30％水酸化ナトリウム水溶液及び水で調節してpH
9、固形分濃度45％になる塗工組成物を調製した。な
お、顔料、接着剤、分散剤等の各成分の配合割合は第１
表に示し、配合原料の具体的構造及び商品名は表の後に
示す通りである。

実施例２キトサンの種類を代えた以外は実施例１と同様にして
塗工組成物を調製した。

実施例３予め糊化した酸化澱粉水溶液を使用せず、キトサンの
種類を代えた以外は実施例１と同様にして塗工組成物を
調製した。

比較例１キトサンを使用しなかった以外は実施例１と同様にし
て塗工組成物を調製した。

比較例２キトサンを使用せず、かつ予め糊化した酸化澱粉20％
水溶液を30重量部（固形分で６重量部）使用した以外は
実施例１と同様にして塗工組成物を調製した。

比較例３キトサンを使用せず、かつスチレン−ブタジエンラテ
ックス48％固形分溶液29.2重量部（固形分で14重量部）
使用した以外は実施例１と同様にして塗工組成物を調製
した。

実施例４〜10 実施例１において用いたキトサンの代わりに表２に示
すそれぞれのキトサンをそれぞれの重量部用い、さらに
表２に示すそれぞれのエポキシ化合物をそれぞれの重量
部用いた以外は実施例１と同様にしてそれぞれ実施例４
〜８の塗工組成物を調製した。

また、実施例９の塗工組成物は表２の組成に従って実
施例３と同様にして調製した。

実施例10の塗工組成物は実施例１において用いたラテッ
クス及び澱粉の量を表２に示す量に変更し、表２に示す
キトサン及びエポキシ化合物及びその量を用いた以外は
実施例１と同様にして調製した。

比較例４〜10 実施例４〜10において、それぞれキトサンを使用しな
かった以外は同様にしてそれぞれ比較例４、５、６、
８、９、10の塗工組成物を調製した（比較例７は比較例
５と同じ）。

なお、上記実施例２〜10、比較例２〜10についてもそ
の配合を表１、２に示し、その原料を表の後に示す。表
中「キトサンa-1」、「キトサンa-2」は次のようにして
作成した。

「キトサンa-1」の合成温度計及び撹拌棒を備えた三つ口フラスコに水460gを
仕込み、市販のキトサン（君津化学工業株式会社製キミ
ツキトサンF2）16.1g（0.1グルコサミン単位）を加えて
良く撹拌し分散させた後、撹拌下に氷酢酸16.1gを加え
てキトサンを溶解させた。亜硝酸ナトリウム0.069g（0.
001モル）を加えて40℃で３時間撹拌した後、１規定チ
オ硫酸ナトリウム水溶液2g（0.002モル）を加えて反応
を停止した。得られたキトサン水溶液の固形分0.5％に
おける粘度は4.2cpsであった。水を減圧で留去して低分
子量「キトサンa-1」粉末を得た。

「キトサンa-2」の合成亜硝酸ナトリウム0.10g（0.0015モル）を用いた以外
はキトサンa-1の場合と同様の操作を行いキトサン水溶
液を得た。このキトサン水溶液の固形分0.5％における
粘度は3.0cpsであった。水を減圧で留去して低分子量
「キトサンa-2」粉末を得た。

上記で得られた塗工組成物について試験を行いその結
果を評価した。

〈塗工試験および評価〉上記実施例、比較例で得られたそれぞれの紙用塗工組
成物をアプリケーターを使用して、坪量75g/m²の原紙に
塗工量が片面につき約14g/m²となるように片面塗工を行
った。この塗工紙を100℃で１分間、熱風乾燥機中で乾
燥させてから温度60℃、線圧75Kg/cmの条件下で２回カ
レンダー処理を行なった。得られた塗工紙は20℃、65％
相対湿度下で24時間コンディショニングを行った後、イ
ンキ受理性、耐水性及び表面強度を測定した。これらの
測定方法を以下に示し、その測定結果を実施例１〜３、
比較例１〜３については表、実施例４〜10については表
４、比較例４〜10については表５に示す。

インキ受理性 R1印刷試験機（明製作所製）を使用し、コート面を給
水ロールで湿潤させたのち印刷をして、インキの受理性
を肉眼で観察し、５を優とし、１を劣として５段階評価
を行った。

耐水性コート面上にイオン交換水を約0.1ml滴下し、指先で
３回、５回、10回、15回および20回摩耗して、それぞれ
の回数に応じた溶出部を黒紙に移行させ、そのさいの溶
出量を肉眼で観察し、５を優とし、１を劣として５段階
評価を行なった。

表面強度 R1印刷試験機で印刷して、紙むけ状態を肉眼で観察
し、５を優とし、１を劣として５段階評価を行った。

上記結果より、実施例１〜３のものは比較例１〜３の
ものに比べてインキ受理性、耐水性、表面強度のいずれ
も良く、また、実施例４〜10のものは比較例４〜10のも
のに比べて良く、さらに実施例１〜３のものより耐水性
が向上している。

発明の効果以上説明したように、本発明によれば、紙用塗工組成
物にキトサンを併用したので、塗工紙のインキ受理性、
表面強度が向上し、高速印刷を支障なく行なえるととも
にその刷り上がりも美麗に仕上げることができる。ま
た、さらにエポキシ化合物を併用すると、さらに耐水性
が向上し、特に湿し水を使用するオフセット印刷に好適
となる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料と接着剤と助剤を含有する紙用塗工組
成物において、キトサンを上記顔料100重量部に対し固
形分で0.05〜30重量部含有することを特徴とする紙用塗
工組成物。
【請求項２】キトサンはこれと同量の酢酸で溶解した0.
5重量％水溶液のブルックフィールド型粘度計による25
℃、毎分60回転における測定値が500センチポイズ以下
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の紙
用塗工組成物。
【請求項３】助剤はエポキシ基を含有する化合物を含有
し、かつこの化合物を顔料に対して固形分で0.05〜10重
量部含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項記載の紙用塗工組成物。
【請求項４】エポキシ基を含有する化合物が多価アルコ
ールのポリグリシジルエーテルであることを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載の紙用塗工組成物。
【請求項５】エポキシ基を含有する化合物がポリアミド
ポリアミン−エピハロヒドリン樹脂であることを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の紙用塗工組成物。