JP2920925B2 - 水分散性の樹脂ラミネート紙の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は水中に投入すると容易に分散し、かつインク
の浸透防止性、バリヤー性のある樹脂ラミネート紙の優
れた製造方法に関するものである。

B.従来の技術 紙にポリビニルアルコール等の水溶性樹脂を水溶液の
状態で塗布し、紙のバリヤー性、浸透性をコントロール
する技術は従来から行なわれてきている。

また、紙のサイジングにおいて、疎水性のサイズ剤を
著しく減じて親水性のサイズ剤を用いて抄造することに
より、吸水膨潤後、水流の撹拌作用によって崩壊分散す
る性質を有する水分散性紙の製造も従来から行なわれて
きている。

しかし、上記の水分散性を有する紙にバリヤー性、浸
透防止性を付与した製品を効率的に生産する方法につい
ては、見出されていない。

例えば、従来通りの水溶性樹脂を水溶液の状態で紙に
塗布する方法は、水分散性の紙に対して行なう場合、該
紙の空隙率が大きく、浸透性が著しいため、バリヤー性
皮膜が形成されにくく、かつ相手の紙にある程度の湿潤
時の強度が必要であり、本発明にて使用するような水分
散性の紙では、湿潤時にその強度が著しく減少するため
に、有効な方法とは言えない。

また、水分散性の紙の一面に超微粒子の水をスプレイ
する（例えば超音波による振動スプレイ）かもしくは含
水アルコール液を少量塗布して、紙の形状を傷つけるこ
となく表面を湿潤させた後、水溶性ポリマーフイルムを
圧着し、必要に応じて加熱する方法も提案されている
（実用新案公告、昭57−52089）が、手法で煩雑で、ま
た、フイルムを圧着する際、しわになり易く、かつやは
りある程度の水による湿潤状態を経るので、水分散性の
紙の強度低下が起こり、有効な方法とは言えない。

C.発明が解決しようとする課題 本発明は、湿潤時にその強度下が大きく低下する水分
散性の紙に、その特色である水分散性を損なわせること
なく、バリヤー性、浸透防止性を付与した製品を効率的
に製造する方法を提供するものである。

D.課題を解決するための手段 本発明者らは、鋭意検討を進めた結果、水溶性あるい
は水分散性の性質と、ホツトメルト性の性質を兼ね備え
たポリビニルアルコール系樹脂を水分散性の紙に溶融押
出ラミネートする方法を用いれば、湿潤による水分散性
紙の強度低下をまねくことなく、効率的に水分散性の紙
と水溶性あるいは水分散性のポリビニルアルコール系樹
脂の積層物を生産することができ、その積層物が良好な
水分散性、バリヤー性、浸透防止性を有することを見出
し、本発明を完成するに至つた。

すなわち、本発明は水中に投入すると容易に分散し、
かつインク浸透防止性、バリヤー性のある樹脂ラミネー
ト紙の効率的な製造方法に関するものであり、具体的に
は、熱溶融性と水溶性あるいは水分散性をかね備えたポ
リビニルアルコール系樹脂を水分散性の紙上に溶融押出
コーテイングし、ラミネート物を製造する方法に関する
ものである。押出ラミネート方法は、例えば無極性にポ
リエチレンを例にとると、「かかる無極性のポリエチレ
ンを押出して基材と接着させるためには加工時にその表
面を空気によつて酸化させ基材との間に接着力を持たせ
ることが必要条件であり、そのためにはダイから出た溶
融ウエブの温度が300℃以上でなければならない。従つ
てポリエチレンは当然、押出機内で少なくとも300℃以
上の温度に加熱され、溶融混練される必要がある。」と
されているのに対し、本発明で使用するポリビニルアル
コール系樹脂は、元来極性基である水酸基を多量に含有
しているので、ポリエチレンのように、空気酸化により
表面に極性基を導入する必要がなく、比較的低い温度で
押し出しても良好な接着力を得ることができる。

以上のことにより、本発明における樹脂ラミネート法
では、Ｔダイを有する押出機にポリビニルアルコール系
樹脂を仕込み、樹脂温度100〜300℃、さらに好ましくは
150〜250℃でＴダイよりウエブとして押出し、ニツプロ
ールと冷却ロールの間で水分散性の紙と圧着すると同時
に冷却することにより、良好な樹脂ラミネート紙を得る
ことができるのである。

樹脂温度が100℃以下では、ポリビニルアルコール系
樹脂と紙との接着性が小さくなり、樹脂温度が300℃以
上となると、ポリビニルアルコール系樹脂の分解、ゲル
化が著しくなるので運転上好ましくない。

本発明で使用する水分散性の紙は疎水性のサイズ剤を
著しく減じて親水性のサイズ剤に用いて抄造した紙で吸
水膨潤後、水流の撹拌作用によって崩壊分散する性質を
有するものである。

またこの紙はJIS Ｐ−8117「紙および板紙透気度の
試験方法」に準じて測定した透気度が10秒以下であり、
好ましくは５秒以下であることが必要である。

本発明で使用するポリビニルアルコール系樹脂は、溶
融押出ラミネート性を付与するため、そのけん化度を下
げて、融点を低下させたポリビニルアルコールであり、
そのビニルエステル部分の20モル％以上、80モル％以下
がけん化されているものであり、さらに好ましくは、そ
のビニルエステル部分の40モル％以上、70モル％以上が
けん化されているものである。

ビニルエステル部分の80モル％より多くの部分がけん
化されている場合、その融点が高くなり、熱分解開始温
度に近づくため、使用上好ましくない。

ビニルエステル部分の20モル％より少ない部分がけん
化されている場合、ポリビニルアルコール系樹脂の親水
性が低下し、容易には水に分散しなくなるため、本用途
のような水分散性を要求されるものには使用できない。

また、本発明でいうポリビニルアルコール系樹脂の重
合度は100以上、2000以下であり、さらに好ましくは300
以上、1000以下のものである。

重合度が100より小さくなると、ポリビニルアルコー
ル系樹脂の形状はタツク性の強いトリモチ状になり、紙
に積層して後、ロールに巻き取る際、ブロツキングを起
こすため、本発明には使用できない。重合度が2000より
大きくなるとポリビニルアルコール系樹脂の溶融粘度が
大きくなり、成形性が悪くなるので使用が困難となる。

また、本発明に使用するポリビニルアルコール系樹脂
は、その特性をさらに引き出したり、あるいは、別の特
性を付与する目的で、酢酸ビニル以外のモノマーを共重
合することや、連鎖移動剤を使用してポリマー末端を修
飾することを行なつてもさしつかえない。例えば、ポリ
ビニルアルコール系樹脂の水溶性をあげるために、ポリ
ビニルアルコール系樹脂にイオン性基を導入するような
方法は本発明の目的に適うものである。

導入するイオン性基としては、例えば、アニオン性基
としてのカルボキシル基、スルホン散基等、カチオン性
基として四級アンモニウム基等があげられるが、これら
に限定されるものではない。

このなかでスルホン酸変性PVAとカルボキシル基変性P
VAが多く用いられる。

スルホン酸変性PVAはアリルスルホン酸、ビニルスル
ホン酸、メタクリレートプロピルスルホン酸、Ｎ−スル
ホアルキル（メタ）アクリルアミドなどのスルホン酸ま
たはその塩を含有する単量体を酢酸ビニルと共重合した
後けん化することによつて得られ、特にアリルスルホン
酸ソーダ、Ｎ−スルホアルキルアクリルアミドの塩が好
ましく用いられる。

たとえば、アリルスルホン酸ソーダを共重合する場合
は変性度0.1〜５モル％、重合度200〜1000、けん化度50
〜70モル％のPVAが使用される。

カルボキシル基変性PVAは（メタ）アクリル酸、マレ
イン酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタ
コン酸などのカルボキシル基またはその塩含有単量体に
よる変性も同様に使用できる。とくにイタコン酸または
無水マレイン酸変性が好ましく、この場合の例としては
変性度0.5〜５モル％、重合度200〜1000、けん化度50〜
70モル％が使用できる。

また、ポリビニルアルコール系樹脂には、必要に応じ
てさらに酸化防止剤、紫外線吸収剤、グリセリン、エチ
レングリコールなどの可塑剤、滑剤、着色剤、充填剤、
熱安定剤などを加えることができる。また、他の多くの
高分子化合物も、本発明の作用効果が阻害されない程度
にブレンドすることができる。

E.作用及び発明の効果 本発明の製造方法によれば、湿潤時にその強度が大き
く低下する水分散性の紙に、その特色である水分散性を
損なわせることなく、バリヤー性、浸透防止性を付与し
た製品を効率的に製造することができる。

本発明により製造された水分散性のラミネート紙の用
途としては、例えば水分散性の印刷物用の紙、水分散性
の紙構造物、水分散性の包装紙等があるが、これらに限
定されるものではない。

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例によつてなんら限定されるもの
ではない。

なお、以下の各実施例中で、単に重合度と書いてある
のは、用いたポリビニルアルコールを完全けん化し、そ
の水溶液から極限粘度を測定することにより得られた、
粘度平均重合度のことである。

実施例１ 重合度340、けん化度61モル％のポリビニルアルコー
ル系樹脂をダイリツプ幅360mmのＴダイを取り付けたス
クリユー径40mmの１軸押出機の供給口に供給し、第１ゾ
ーン100℃、第２ゾーン160℃、第３ゾーン200℃、ダイ2
00℃の温度条件で押し出し、予め準備した水分散性紙上
に厚さ20μで溶融押出ラミネートした。

押出ラミネート時の運転情況は良好であり、紙とポリ
ビニルアルコール系樹脂層との接着力も良好な状態であ
つた。

また、得られたラミネート品（10cm×10cm）を１の
水中に投入し、室温で撹拌したところ数分のうちに分散
し、良好な水分散性を有することが確認できた。

さらに、得られたラミネート品のバリヤー性、浸透防
止性を評価する方法として、市販のマジツクインキで線
を引いたところ、インクの浸透は認められず、良好な浸
透防止性を示した。

実施例２ 重合度590、けん化度62モル％のポリビニルアルコー
ル系樹脂を、実施例１と同じ装置、条件で水分散性の紙
に厚さ20μで溶融押出ラミネートした。

運動性、接着性、得られたラミネート紙の水分散性、
浸透防止性は実施例１と同様良好であつた。

実施例３ 酢酸ビニル重合時に、イオン性コポリマーとしてアリ
スルホン酸ソーダを0.4モル％共重合させた後、これを
けん化して得られた、重合度340、けん化度60モル％の
ポリビニルアルコール系樹脂を実施例１と同じ装置、条
件で水分散性の紙に厚さ20μで溶融押出ラミネートし
た。

運転性、接着性、得られたラミネート紙の水分散性、
浸透防止性は実施例１と同様良好であつた。

比較例１ 市販の重合度1700、けん化度98.5モル％のポリビニル
アルコールを５％の水溶液とし、サイズプレスを用いて
水分散性の紙に塗布した後乾燥した。運転時、紙の強度
が低下し、ロールに一部が付着する等のトラブルが生
じ、運転性が悪かつた。また、得られた紙の浸透防止性
をチエツクしたところ、インクにじみが著しく、あま
り、浸透防止性が付与できていなかつた。

比較例２ 市販の重合度500、けん化度88モル％のポリビニルア
ルコールを実施例１と同じ装置、条件で押し出しラミネ
ートを行なおうとしたが、ポリビニルアルコールの熱溶
融性が悪く、装置の運転はできなかった。

比較例３ 重合度500のポリ酢酸ビニル（けん化していないも
の）を実施例１と同じ装置、条件で水分散性の紙に押出
ラミネートした。

得られたラミネート紙の水分散性は、ポリ酢酸ビニル
に水分散性がないため、不良であつた。

比較例４ 一般に紙ラミネート用に用いられているエチレン−酢
酸ビニル共重合体（三菱油化製、三菱ポリエチEVA V40
1S）を実施例１に示したものと同じ装置、条件で押し出
し、水分散性の紙上に溶融押出ラミネートした。

得られたラミネート紙の水分散性は、エチレン−酢酸
ビニル共重合体の水分散性がないため不良であつた。

比較例５ 重合度1700、けん化度99.5モル％のポリビニルアルコ
ールに対し、グリセリンを10％含有する水溶液を作成
し、これを用いて、厚さ20μの含水率12％のフイルムを
得た。このフイルムを水分散性の紙にラミネートし、乾
燥処理した。乾燥処理中、紙の強度が低下し、さらにラ
ミネート紙の一部が乾燥ロールに付着する等のトラブル
が発生し、運転性はきわめて悪かった。

また、得られた紙の浸透防止性をチェックしたとこ
ろ、インクにじみが著しく、浸透防止性は不良であっ
た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−91181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−69792（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水分散性の紙の少くとも一表面に、けん化
   度が20モル％以上、80モル％以下であり、平均重合度が
   100以上、2000以下のポリビニルアルコール系樹脂を溶
   融押出ラミネートすることを特徴とする水分散性の樹脂
   ラミネート紙の製造方法。