特許 6875770 紙用コート剤およびコート紙

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6875770

(24)【登録日】2021年4月27日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】紙用コート剤およびコート紙

(51)【国際特許分類】

   D21H 19/28 20060101AFI20210517BHJP

   C09D 167/00 20060101ALI20210517BHJP

【ＦＩ】

   D21H19/28

   C09D167/00

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2020-163177(P2020-163177)

(22)【出願日】2020年9月29日

【審査請求日】2020年10月30日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591176225

【氏名又は名称】桜宮化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岸本 匠

(72)【発明者】

【氏名】北村 英之

【審査官】 川口 裕美子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０５６７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２８２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５５９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−４９８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０８７４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ２１Ｈ １９／２８

Ｃ０９Ｄ １６７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱可塑性ポリエステル樹脂と溶剤とを含み、
前記熱可塑性ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含み、前記結晶性ポリエステル樹脂の質量Ｃに対する前記非晶性ポリエステル樹脂の質量Ｎの比Ｎ／Ｃが２／８から９／１の範囲にあり、
前記結晶性ポリエステル樹脂は、ガラス転移温度が−３０℃以上３０℃以下であり、結晶化温度が２０℃以上１２０℃以下であり、融解温度が８０℃以上１８０℃以下である紙用コート剤。

【請求項2】

前記結晶性ポリエステル樹脂は、融解における吸熱エネルギーＥｍに対する結晶化における発熱エネルギーＥｃの比Ｅｃ／Ｅｍが０．４０以上０．９０以下である請求項１に記載の紙用コート剤。

【請求項3】

前記結晶性ポリエステル樹脂は、前記紙用コート剤中で分散状態である請求項１または請求項２に記載の紙用コート剤。

【請求項4】

紙基材の少なくとも１つの表面が請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の紙用コート剤でコーティングされたコート紙。

【請求項5】

前記紙用コート剤の膜厚は５ｇ／ｍ^２以上２０ｇ／ｍ^２以下である請求項４に記載のコート紙。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、紙用コート剤およびコート紙に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００２−０３７９３４号公報（特許文献１）および特開２００２−２２０４９４号公報（特許文献２）は、コート紙を紙原料にリサイクル可能とするために、コート紙の離解（コート紙を水中で粉々にすること、以下同じ）が容易な樹脂組成物およびこれを用いた耐水・防湿紙として、４０〜７５重量部のポリオレフィン、２５〜６０重量部の粘着付与剤、およびその他の成分を含むポリオレフィン系樹脂組成物およびそれを用いた耐水・防湿紙を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−０３７９３４号公報

【特許文献2】特開２００２−２２０４９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特開２００２−０３７９３４号公報（特許文献１）および特開２００２−２２０４９４号公報（特許文献２）に開示の樹脂組成物およびこれを用いた耐水・防湿紙は、従来のポリエチレン積層紙に比べて、リサイクルの際のコート紙の離解を容易にして、紙原料へのリサイクルを可能とするものであるが、石油由来の樹脂であるポリオレフィンを用いているため、石油資源の枯渇が懸念される。

【0005】

そこで、石油に由来しない樹脂であるポリエステルを用いて、紙基材にコートすることにより得られるコート紙に耐水性およびヒートシール性を付与するとともに、コート紙の離解が容易であり紙原料へのリサイクルが可能な紙用コート剤およびコート紙を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の紙用コート剤は、熱可塑性ポリエステル樹脂と溶剤とを含み、熱可塑性ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含み、結晶性ポリエステル樹脂の質量Ｃに対する非晶性ポリエステル樹脂の質量Ｎの比Ｎ／Ｃが２／８から９／１の範囲にある。

【0007】

上記紙用コート剤において、結晶性ポリエステル樹脂は、ガラス転移温度を−３０℃以上３０℃以下とし、結晶化温度を２０℃以上１２０℃以下とし、融解温度を８０℃以上１８０℃以下とすることができる。

【0008】

上記紙用コート剤において、結晶性ポリエステル樹脂は、融解における吸熱エネルギーＥｍに対する結晶化における発熱エネルギーＥｃの比Ｅｃ／Ｅｍを０．４０以上０．９０以下とすることができる。

【0009】

上記紙用コート剤において、結晶性ポリエステル樹脂は、紙用コート剤中で分散状態とすることができる。

【0010】

本開示のコート紙は、紙基材の少なくとも１つの表面が上記紙用コート剤でコーティングされたものである。

【0011】

上記コート紙において、上記紙用コート剤の膜厚は５ｇ／ｍ^２以上２０ｇ／ｍ^２以下とすることができる。

【発明の効果】

【0012】

上記によれば、石油に由来しない樹脂であるポリエステルを用いて、紙基材にコートすることにより得られるコート紙に耐水性およびヒートシール性を付与するとともに、コート紙の離解が容易であり紙原料へのリサイクルが可能な紙用コート剤およびコート紙を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、ある非晶性ポリエステル樹脂のＤＳＣ（示差走査熱量分析）結果の一例を示す概略図である。

【図2】図２は、ある結晶性ポリエステル樹脂のＤＳＣ結果の一例を示す概略図である。

【図3】図３は、別の結晶性ポリエステル樹脂のＤＳＣ結果の一例を示す概略図である。

【図4】図４は、また別の結晶性ポリエステル樹脂のＤＳＣ結果の一例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜実施形態１：紙用コート剤＞
本実施形態の紙用コート剤は、熱可塑性ポリエステル樹脂と溶剤とを含み、熱可塑性ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含み、結晶性ポリエステル樹脂の質量Ｃに対する非晶性ポリエステル樹脂の質量Ｎの比Ｎ／Ｃが２／８から９／１の範囲にある。本実施形態の紙用コート剤は、石油に由来しない樹脂であるポリエステルを用いて、紙基材にコートすることにより得られるコート紙の耐水性およびヒートシール性を付与するとともに、コート紙の離解が容易であり紙原料へのリサイクルが可能である。

【0015】

［熱可塑性ポリエステル樹脂］
上記紙用コート剤に含まれる熱可塑性ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含む。紙用コート剤は、熱可塑性ポリエステル樹脂として非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含むことにより、作業性が高く、表面状態、耐水性、ヒートシール性、およびリサイクル性がいずれも高くなる。

【0016】

（非晶性ポリエステル樹脂）
図１を参照して、非晶性ポリエステル樹脂とは、ＤＳＣ（示差走査熱量分析）における２回目の昇温の際に、結晶化を示す発熱ピーク（以下、結晶化発熱ピークという）および融解を示す吸熱ピーク（以下、融解吸熱ピーク）が現れないポリエステル樹脂をいう。後述の図２〜４に示すように、結晶性ポリエステル樹脂においては、ＤＳＣにおける２回目の昇温の際に、結晶化発熱ピークおよび融解吸熱ピークがガラス転移温度よりも高温側に現れる。図１〜４において、横軸は温度を示し、左側の縦軸はＤＳＣ（示差走査熱量分析）値を示し、右側の縦軸はＤＤＳＣ（示唆走査熱量分析の微分）値を示す。

【0017】

非晶性ポリエステル樹脂は、ＤＳＣにおいて上記の結晶化発熱ピークおよび融解吸熱ピークが現れないポリエステル樹脂であれば、特に制限はないが、数平均分子量Ｍｎは、紙用コート剤の塗布および乾燥により形成されるコート膜の粘つきを低減しブロッキング（コート膜の粘つきにより重ねられたコート紙が互いに粘着する現象をいう、以下同じ）を防止する観点から、好ましくは５０００ｇ／ｍｏｌ以上であり、より好ましくは７０００ｇ／ｍｏｌ以上であり、紙用コート剤の粘度が高くなるのを抑制し紙用コート剤の作業性を高く維持する観点から、好ましくは３００００ｇ／ｍｏｌ以下であり、より好ましくは２００００ｇ／ｍｏｌ以下である。また、非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度Ｔｇは、紙用コート剤の塗布および乾燥により形成されるコート膜のヒートシール性を高めるとともに粘つきを低減しコート紙のブロッキングを防止する観点から、好ましくは４０℃以上であり、より好ましくは５０℃以上であり、コート膜の紙基材への追随性を高く維持しコート紙の加工性を高くする観点から、好ましくは１２０℃以下であり、より好ましくは１００℃以下である。

【0018】

非晶性ポリエステル樹脂は、上記物性を発現しやすい観点から、化学構造として、セバシン酸、ネオペンチルグリコール、イソフタル酸などの基本構造を有することが好ましく、ＵＥ−９８００（ユニチカ株式会社製）、ＧＫ３６０（東洋紡株式会社製）などの製品が好適に挙げられる。

【0019】

（結晶性ポリエステル樹脂）
図２〜４を参照して、結晶化ポリエステル樹脂とは、ＤＳＣにおける２回目の昇温の際に、ガラス転移温度よりも高温側に結晶化発熱ピークおよび融解吸熱ピークが現れるポリエステル樹脂をいう。

【0020】

結晶性ポリエステル樹脂は、ＤＳＣにおいて上記の結晶化発熱ピークおよび融解吸熱ピークが現れるポリエステル樹脂であれば、特に制限はないが、数平均分子量Ｍｎは、紙用コート剤の塗布および乾燥により形成されるコート膜の耐水性を高くする観点から、好ましくは５０００ｇ／ｍｏｌ以上であり、より好ましくは１００００ｇ／ｍｏｌ以上であり、結晶性ポリエステル樹脂の溶剤溶解性を担保する観点から、好ましくは５００００ｇ／ｍｏｌ以下であり、より好ましくは４００００ｇ／ｍｏｌ以下である。また、結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度Ｔｇは、紙用コート剤のブロッキング性を低減する観点から、好ましくは−３０℃以上であり、より好ましくは０℃以上であり、紙用コート剤の塗布および乾燥により形成されるコート膜の低温シール性を確保する観点から、好ましくは３０℃以下であり、より好ましくは２５℃以下である。また、結晶性ポリエステル樹脂の結晶化温度Ｔｃは、紙用コート剤のブロッキング性を低減する観点から、好ましくは２０℃以上であり、より好ましくは４０℃以上であり、結晶性ポリエステル樹脂の溶剤溶解性を担保する観点から、好ましくは１２０℃以下であり、より好ましくは１１０℃以下である。また、結晶性ポリエステル樹脂の融解温度Ｔｍ（融点）は、紙用コート剤の塗布および乾燥により形成されるコート膜の耐水性を高くする観点から、好ましくは８０℃以上であり、より好ましくは１２０℃以上であり、結晶性ポリエステル樹脂の溶剤溶解性を担保する観点から、好ましくは１８０℃以下であり、より好ましくは１７０℃以下である。

【0021】

さらに、結晶性ポリエステル樹脂は、紙用コート剤の塗布および乾燥により形成されるコート膜の耐水性を高くする観点から、融解における吸熱エネルギーＥｍに対する結晶化における発熱エネルギーＥｃの比Ｅｃ／Ｅｍが、好ましくは０．４０以上であり、より好ましくは０．６０以上以下であり、結晶性ポリエステル樹脂の溶剤溶解性を担保する観点から、上記比Ｅｃ／Ｅｍが、好ましくは０．９０以下であり、より好ましくは０．８０以下である。

【0022】

結晶性ポリエステル樹脂は、上記物性を発現しやすい観点から、化学構造として、エチレングリコール、テレフタル酸などの基本構造を有することが好ましく、ＧＡ−６４００（東洋紡株式会社製）、ＵＥ−３８００（ユニチカ株式会社製）、ＧＭ−３８０（東洋紡株式会社製）などの製品が好適に挙げられる。

【0023】

（結晶性ポリエステル樹脂の質量Ｃに対する非晶性ポリエステル樹脂の質量Ｎの比Ｎ／Ｃ）
結晶性ポリエステル樹脂の質量Ｃに対する非晶性ポリエステル樹脂の質量Ｎの比Ｎ／Ｃは、紙用コート剤としての表面状態、ヒートシール性、およびリサイクル性を高くする観点から、好ましくは２／８以上の範囲であり、より好ましくは５／５以上の範囲であり、紙用コート剤としての耐水性を高くする観点から、好ましくは９／１以下の範囲であり、より好ましくは８／２以下の範囲である。

【0024】

（紙用コート剤中における結晶性ポリエステル樹脂の状態）
結晶性ポリエステル樹脂は、紙用コート剤の塗布および乾燥の際に紙に吸収されることなく紙上にコート膜を形成する観点から、紙用コート剤中で分散状態であること、すなわち溶剤に完全には溶解せず溶剤中に粒子状となって留まっていることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂が紙用コート剤中で分散状態であることは、結晶性ポリエステル樹脂の粒度分布の測定ができることにより担保される。紙用コート剤中に結晶性ポリエステル樹脂が安定に分散する観点から、結晶性ポリエステル樹脂のメジアン粒径Ｄ_５０は、小さいほど好ましく、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは５０μｍ以下である。なお、現在の分散技術レベルおよび凝集の発生の抑制を考慮すると、結晶性ポリエステル樹脂のメジアン粒径Ｄ_５０は、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上である。

【0025】

［溶剤］
上記紙用コート剤に含まれる溶剤は、非晶性エポリエステル樹脂を溶解し、かつ、結晶性ポリエステル樹脂を溶解または分散する溶剤であれば特に制限はなく、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤、酢酸エチルなどのエステル系溶剤、トルエンなどの芳香族系溶剤、およびそれらの少なくとも２種類以上の混合溶剤が好適に用いられる。特に、結晶性ポリエステル樹脂の溶解性を調節することにより、紙用コート剤中における結晶性ポリエステル樹脂の分散状態を調節する観点から、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、および芳香族系溶剤の少なくとも２種類以上の成分を有する混合溶剤がより好適に用いられる。

【0026】

上記溶剤の沸点は、紙用コート剤の塗布性および安全性を高くする観点から、好ましくは６０℃以上であり、より好ましくは８０℃以上であり、紙用コート剤の乾燥性を高くする観点から、好ましくは１４０℃以下であり、より好ましくは１２０℃以下である。ここで、溶剤が混合溶剤の場合の沸点は、最も沸点が高い成分の沸点をいう。

【0027】

＜実施形態２：コート紙＞
本実施形態のコート紙は、紙基材の少なくとも１つの表面が実施形態１の紙用コート剤でコーティングされたものである。本実施形態のコート紙は、石油に由来しない樹脂であるポリエステルを含む紙用コート剤により紙基材がコーティングされているため、耐水性およびヒートシール性を付与されており、リサイクルの際にコート紙の離解が容易であり、紙原料へのリサイクルが可能である。

【0028】

上記コート紙は、紙基材の少なくとも１つの表面に実施形態１の紙用コート剤を塗布し乾燥させてコート膜を形成させることにより得られる。紙用コート剤の塗布方法は、特に制限はなく、はけ、バーコーター、またはスプレーなどの従来の方法が適用できる。乾燥条件は、特に制限はないが、残存溶剤を低減する観点から、好ましくは８０℃以上かつ５秒以上であり、より好ましくは１００℃以上かつ５秒以上である。したがって、上記コート紙は、紙基材と、紙基材の少なくとも１つの表面上に形成されたコート膜とを含む。ここで、コート膜とは、実施形態１の紙用コート剤が塗布され乾燥されて形成されたものである。

【0029】

上記コート紙において、紙用コート剤の膜厚は、コート紙のコート膜の耐水性およびヒートシール性が高い観点から、好ましくは２．５ｇ／ｍ^２以上であり、より好ましくは５ｇ／ｍ^２以上であり、紙用コート剤およびコート紙のコストを低減する観点から、好ましくは３０ｇ／ｍ^２以下であり、より好ましくは２０ｇ／ｍ^２以下である。ここで、紙用コート剤の膜厚とは、紙基材への紙用コート剤の塗布および乾燥により形成されるコート膜の厚さをいう。また、膜厚５ｇ／ｍ^２は膜厚４μｍに相当する。

【実施例】

【0030】

＜熱可塑性ポリエステル樹脂の物性測定＞
本実施例において、熱可塑性ポリエステル樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂であるＵＥ−９８００（ユニチカ株式会社社製）を用い、結晶性ポリエステルであるＧＡ−６４００（東洋紡株式会社製）、ＵＥ−３８００（ユニチカ株式会社製）、およびＧＭ−３８０（東洋紡株式会社製）を用いた。これらの熱可塑性ポリエステルの物性を以下の方法で測定した。

【0031】

（数平均分子量Ｍｎ）
上記熱可塑性ポリエステル樹脂の数平均分子量ＭｎをＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）により測定した。結果を表１にまとめた。

【0032】

（ＤＳＣ曲線）
上記熱可塑性ポリエステル樹脂の物性をＤＳＣ（示差走査熱量分析）により測定した。ＤＳＣにおける装置、測定セル、試料量、および測定条件は、以下のとおり
ＤＳＣ装置：セイコーインスツル株式会社製ＥＸＳＴＡＲ−ＤＳＣ６１００
測定セル：アルミニウム製オープン型試料容器
試料量：５．０±０．３ｍｇ
測定条件：窒素ガス通気下（５０ｍＬ（ミリリットル）／ｍｉｎ）において、１）まず、２００℃まで昇温（１回目の昇温）、２）次いで、−７０℃まで１０℃／ｍｉｎで降温、３）次いで、２００℃まで１０℃／ｍｉｎで昇温（２回目の昇温）したときのＤＳＣ曲線から測定値を読み取った。図１〜４に、ＵＥ−９８００、ＧＡ−６４００、ＵＥ−３８００、およびＧＭ−３８０のぞれぞれのＤＳＣにより得られたＤＳＣ曲線を示した。

【0033】

図１を参照して、ＵＥ−９８００のＤＳＣ曲線には結晶化発熱ピークおよび融解吸熱ピークが現れなかったことから、ＵＥ−９８００は非晶性ポリエステル樹脂であることが確認できた。また、図２〜４を参照して、ＧＡ−６４００、ＵＥ−３８００、およびＧＭ−３８０のＤＳＣ曲線には結晶化発熱ピークおよび融解吸熱ピークが現れたことから、ＧＡ−６４００、ＵＥ−３８００、およびＧＭ−３８０は結晶性ポリエステル樹脂であることが確認できた。

【0034】

（ガラス転移温度）
ガラス転移温度Ｔｇ（℃）は、上記ＤＳＣ曲線において、ＪＩＳ Ｋ７１２１：２０１２の９．３（１）中間点ガラス転移温度に基づいて算出した。結果を表１にまとめた。

【0035】

（結晶化温度）
結晶化温度Ｔｃ（℃）は、上記ＤＳＣ曲線において、結晶化を示す発熱ピークの頂点の温度を読み取った。結果を表１にまとめた。

【0036】

（結晶化における発熱エネルギー）
結晶化における発熱エネルギーＥｃ（ｍＪ／ｍｇ）は、上記ＤＳＣ曲線において、結晶化を示す発熱ピークのピーク面積から得られる発熱量（ｍＪ）を試料量（ｍｇ）で除することにより算出した。結果を表１にまとめた。

【0037】

（融解温度）
融解温度Ｔｍ（融点）は、融解を示す吸熱ピークの頂点の温度を読み取った。結果を表１にまとめた。

【0038】

（融解における吸熱エネルギー）
融解における吸熱エネルギーＥｍ（ｍＪ／ｍｇ）は、上記ＤＳＣ曲線において、融解を示す吸熱ピークのピーク面積から得られる吸熱量（ｍＪ）を試料量（ｍｇ）で除することにより算出した。結果を表１にまとめた。

【0039】

（比Ｅｃ／Ｅｍ）
比Ｅｃ／Ｅｍは、上記において算出された結晶化における発熱エネルギーＥｃ（ｍＪ／ｍｇ）を、上記において算出された融解における吸熱エネルギーＥｍ（ｍＪ／ｍｇ）で除することにより算出した。結果を表１にまとめた。

【0040】

【表1】

【0041】

＜熱可塑性ポリエステル樹脂の溶液または分散液の製造＞
［非晶性ポリエステル樹脂の溶液の製造］
１Ｌ（リットル）の５つ口のフラスコに、撹拌機、コンデンサー、温度計、温度調節器をセットし、ＵＥ−９８００（ユニチカ株式会社）２００ｇ、メチルエチルケトン１５０ｇ、および酢酸エチル１５０ｇを仕込み、撹拌しながら、７０℃まで昇温し、２時間後、室温（２５℃）まで冷やすことにより、固形分４０質量％の少し茶色がかった透明なＵＥ−９８００溶液を得た。

【0042】

［結晶性ポリエステル樹脂の分散液の製造］
１Ｌ（リットル）の５つ口のフラスコに、撹拌機、コンデンサー、温度計、温度調節器をセットし、ＧＡ−６４００（東洋紡株式会社製）４０ｇ、メチルエチルケトン４６．６ｇ、トルエン４６．６ｇ、および酢酸エチル６６．６ｇを仕込み、撹拌しながら、８０℃まで昇温し、２時間後、冷やした。その後、７０℃まで冷やしてさらに酢酸エチル２４４ｇを入れ、４０℃まで冷やした後、９００ｍＬ（ミリリットル）のマヨネーズ瓶に入れて、２４時間室温（２５℃）で静置した。２４時間後に内容物が半固形状になった。次いで、上記マヨネーズ瓶にビーズ径２ｍｍのソーダガラスビーズ３００ｇを入れて、ペイントシェーカー（浅田鉄工株式会社製）を用いて、４時間振動させることにより、固形分９質量％の少し黄色がかった半透明のＧＡ−６４００分散液を得た。また、ＧＡ−６４００に代えて、ＵＥ−３８００（ユニチカ株式会社製）またはＧＭ−３８０（東洋紡株式会社製）を用いて、上記と同様の製造工程で、それぞれ固形分９質量％の半透明のＵＥ−３８００分散液および固形分９質量％の半透明のＧＭ−３８０分散液を得た。

【0043】

（結晶性ポリエステル樹脂分散液の粒度分布の測定）
上記で得られた結晶性ポリエステル樹脂分散液中の結晶性ポリエステル樹脂の粒度分布を、レーザ回折式粒子径分布測定装置ＳＡＬＤ２３００（株式会社島津製作所製）を用いて測定したところ、ＧＡ−６４００分散液中のＧＡ−６４００のメジアン粒径Ｄ_５０は４０μｍであり、ＵＥ−３８００分散液中のＵＥ−３８００のメジアン粒径Ｄ_５０は３μｍであり、ＧＭ−３８０分散液中のＧＭ−３８０のメジアン粒径Ｄ_５０は１６μｍであった。

【0044】

［紙用コート剤の製造］
比較例１の紙用コート剤として、上記ＵＥ−９８００溶液に質量比が１：１のメチルエチルケトンおよび酢酸エチルの混合溶媒を添加してＵＥ−９８００固形分２０質量％溶液を製造した。比較例２〜４の紙用コート剤として、上記ＧＡ−６４００分散液、ＵＥ−３８００分散液、およびＧＭ−３８０分散液をそれぞれ準備した。比較例ＰＥにおいては、紙用コート剤に代えて膜厚３０μｍのポリエチレンフィルムを準備した。

【0045】

実施例１の紙用コート剤として、上記ＵＥ−９８００溶液５．０ｇおよび上記ＧＡ−６４００分散液８７．３ｇに質量比が１：１のメチルエチルケトンおよび酢酸エチルの混合溶媒を添加して固形分１０質量％（このうちＵＥ−９８００／ＧＡ−６４００の質量比が２／８）のＵＥ−９８００／ＧＡ−６４００分散液を製造した。実施例２の紙用コート剤として、上記ＧＡ−６４００分散液に代えて上記ＵＥ−３８００分散液を用いたこと以外は実施例１と同様にして、固形分１０質量％（このうちＵＥ−９８００／ＵＥ−３８００の質量比が２／８）のＵＥ−９８００／ＵＥ−３８００分散液を製造した。実施例３の紙用コート剤として、上記ＧＡ−６４００分散液に代えて上記ＧＭ−３８０分散液を用いたこと以外は実施例１と同様にして、固形分１０質量％（このうちＵＥ−９８００／ＧＭ−３８０の質量比が２／８）のＵＥ−９８００／ＧＭ−３８０分散液を製造した。

【0046】

実施例４の紙用コート剤として、上記ＵＥ−９８００溶液１２．４ｇおよび上記ＧＡ−６４００分散液５４．６ｇに質量比が１：１のメチルエチルケトンおよび酢酸エチルの混合溶媒を添加して固形分１４質量％（このうちＵＥ−９８００／ＧＡ−６４００の質量比が５／５）のＵＥ−９８００／ＧＡ−６４００分散液を製造した。実施例５の紙用コート剤として、上記ＧＡ−６４００分散液に代えて上記ＵＥ−３８００分散液を用いたこと以外は実施例４と同様にして、固形分１４質量％（このうちＵＥ−９８００／ＵＥ−３８００の質量比が５／５）のＵＥ−９８００／ＵＥ−３８００分散液を製造した。実施例６の紙用コート剤として、上記ＧＡ−６４００分散液に代えて上記ＧＭ−３８０分散液を用いたこと以外は実施例４と同様にして、固形分１４質量％（このうちＵＥ−９８００／ＧＭ−３８０の質量比が５／５）のＵＥ−９８００／ＧＭ−３８０分散液を製造した。

【0047】

実施例７、１３、１６、１９、および２２の紙用コート剤として、上記ＵＥ−９８００溶液２０．０ｇおよび上記ＧＡ−６４００分散液２１．９ｇに質量比が１：１のメチルエチルケトンおよび酢酸エチルの混合溶媒を添加して固形分２０質量％（このうちＵＥ−９８００／ＧＡ−６４００の質量比が８／２）のＵＥ−９８００／ＧＡ−６４００分散液を製造した。実施例８、１４、１７、２０、および２３の紙用コート剤として、上記ＧＡ−６４００分散液に代えて上記ＵＥ−３８００分散液を用いたこと以外は実施例７と同様にして、固形分２０質量％（このうちＵＥ−９８００／ＵＥ−３８００の質量比が８／２）のＵＥ−９８００／ＵＥ−３８００分散液を製造した。実施例９、１５、１８、２１、および２４の紙用コート剤として、上記ＧＡ−６４００分散液に代えて上記ＧＭ−３８０分散液を用いたこと以外は実施例７と同様にして、固形分２０質量％（このうちＵＥ−９８００／ＧＭ−３８０の質量比が８／２）のＵＥ−９８００／ＧＭ−３８０分散液を製造した。

【0048】

実施例１０の紙用コート剤として、上記ＵＥ−９８００溶液２０．０ｇおよび上記ＧＡ−６４００分散液９．８ｇに質量比が１：１のメチルエチルケトンおよび酢酸エチルの混合溶媒を添加して固形分２０質量％（このうちＵＥ−９８００／ＧＡ−６４００の質量比が９／１）のＵＥ−９８００／ＧＡ−６４００分散液を製造した。実施例１１の紙用コート剤として、上記ＧＡ−６４００分散液に代えて上記ＵＥ−３８００分散液を用いたこと以外は実施例１０と同様にして、固形分２０質量％（このうちＵＥ−９８００／ＵＥ−３８００の質量比が９／１）のＵＥ−９８００／ＵＥ−３８００分散液を製造した。実施例１２の紙用コート剤として、上記ＧＡ−６４００分散液に代えて上記ＧＭ−３８０分散液を用いたこと以外は実施例１０と同様にして、固形分２０質量％（このうちＵＥ−９８００／ＧＭ−３８０の質量比が９／１）のＵＥ−９８００／ＧＭ−３８０分散液を製造した。

【0049】

［紙基材への紙用コート剤のコーティング］
（紙用コート剤の塗布）
紙基材として紙コップ原紙ＰＩＮ２２０（日本製紙株式会社製、坪量２２０ｇ／ｍ^２）を準備した。比較例１〜４、実施例１〜１２および１９〜２４においては、上記紙基材の表面に、各紙用コート剤をバーコーター＃６を用いて４回塗布した。実施例１３〜１５においては、上記紙基材の表面に、各紙用コート剤をバーコーター＃６を用いて２回塗布した。実施例１６〜１８においては、上記紙基材の１つの表面に、各紙用コート剤をバーコーター＃１４を用いて４回塗布した。

【0050】

（紙用コート剤の乾燥）
紙基材の表面に塗布された各紙用コート剤を以下の乾燥条件で乾燥させることにより、紙基材の少なくとも１つの表面に紙用コート剤がコーティングされたコート紙を得た。乾燥条件は、比較例１〜４および実施例１〜１８においては１００℃×５秒間、実施例１９〜２１においては８０℃×５秒間、実施例２２〜２４においては１２０℃×５秒間とした。

【0051】

（紙用コート剤の乾燥後の膜厚）
コート紙の紙基材の表面上に塗布および乾燥された紙用コート剤（以下、コーティング後の紙用コート剤）の膜厚は、所定面積の紙基材のコーティング前後の質量を測定したところ、比較例１〜４、実施例１〜１２および１９〜２４については１０ｇ／ｍ^２（８μｍに相当）であり、実施例１３〜１５については５ｇ／ｍ^２（４μｍに相当）であり、実施例１６〜１８については２０ｇ／ｍ^２（１６μｍに相当）であった。

【0052】

［紙基材へのポリエチレンフィルムのラミネート］
比較例ＰＥにおいては、ドライフィルムラミネーターＭＬ−６００Ｄ／ＪＫ（株式会社エム・シー・ケー製）を用いて、上記紙基材に上記で準備した膜厚３０μｍのポリエチレンフィルムをラミネートすることにより、紙基材の表面上にコート紙を得た。

【0053】

［コート紙の物性評価］
上記のようにして比較例１〜４および比較例ＲＥ、ならびに実施例１〜２４において得られたコート紙の諸物性を以下の項目、方法、および基準により評価した。

【0054】

（表面状態）
コート紙の紙用コート剤コーティング側の表面状態を、ルーペを用いた目視により評価した。表面状態の評価基準は、表面に粒子がなく平滑なものをＡ、表面にわずかに粒子が存在するものをＢ、表面に多くの粒子が存在するものをＣとした。結果を表２〜４にまとめた。

【0055】

（耐水性）
コート紙の紙用コート剤コーティング側の耐水性を、ＪＩＳ Ｐ８１４０：１９８８に準拠してＣｏｂｂ法により評価した。具体的には、コート紙をその紙用コート剤コーティング側が金属シリンジの内側に向くように金属シリンジに挟み、金属シリンジ内に水１００ｍＬ（ミリリットル）を入れ、３０分後に水を取り除き紙用コート剤コーティング側の表面の水滴を拭き取り、水接触前後のコート紙の質量から以下の式（１）
Ａ＝（ｍ_２−ｍ_１）Ｆ ・・・（１）
式（１）において、Ａ：吸水度（Ｃｏｂｂ値）（ｇ／ｍ^２）
ｍ_１：コート紙試験片の水接触前質量（ｇ）
ｍ_２：コート紙試験片の水接触後質量（ｇ）
Ｆ：１００００／Ｓ
Ｓ：試験（水接触）面積（ｃｍ^２）
により吸水度を算出した。耐水性の評価基準は、吸水度が１．０ｇ／ｍ^２以下のものをＡ、吸水度が１．０ｇ／ｍ^２より大きく５．０ｇ／ｍ^２以下のものをＢ、吸水度が５．０ｇ／ｍ^２より大きいものをＣとした。結果を表２〜４にまとめた。

【0056】

（ヒートシール性）
２つのコート紙の紙用コート剤コーティング側を互いに向かい合わせて、熱傾斜試験機（株式会社東洋精機製作所製）を用いて、１４０℃および４ｋｇｆ／ｃｍ^２で４秒間の条件でヒートシール後、剥離して剥離面を評価した。ヒートシール性の評価基準は、剥離面が紙層破壊であるものをＡ、剥離面が紙用コート剤層破壊であるものをＢ、ヒートシールできなかったものをＣとした。結果を表２〜４にまとめた。

【0057】

（リサイクル性）
比較例１〜４および実施例１〜２４におけるリサイクル性評価のための青紫色コート紙は、紙基材として１８ｃｍ×１２ｃｍの大きさに切り出したコピー用紙（ＰＰＣ（普通紙複写機）用紙、ＴＡＮＯＳＥＥ αエコペーパー タイプＤＩＩ）を用いたこと、紙用コート剤として青紫色塗料で着色した青紫色コート剤（着色前のコート剤の固形分に対してＢａｓｉｃ Ｖｉｏｌｅｔ固形分１質量％）を用いたこと、紙用コート剤の乾燥後の膜厚が１０ｇ／ｍ^２となるように塗布したこと以外は、上記と同様にして製造した。また、比較例ＰＥにおけるリサイクル性評価のための青紫色コート紙は、紙基材として１８ｃｍ×１２ｃｍの大きさに切り出したコピー用紙（ＰＰＣ（普通紙複写機）用紙、ＴＡＮＯＳＥＥ αエコペーパー タイプＤＩＩ）を用いたこと、ポリエチレンフィルムとしてあらかじめ青紫色塗料で着色した膜厚３０μｍの青紫色ポリエチレンフィルムを用いたこと以外は、上記と同様にして製造した。

【0058】

次に、上記の青紫色コート紙を５ｍｍ角に切り、１質量％水酸化ナトリウム水溶液４０ｇを加えて、３０分間ディスパーで撹拌した。撹拌物を濾過して、残渣（濾物）を洗浄した。洗浄後の残渣を絞って水気をとって乾燥させた。乾燥させた残渣の青紫色の着色の均一性を評価した。着色が均一なほどリサイクル性が高い。リサイクル性の評価基準は、乾燥させた残渣の着色が均一なものをＡ、乾燥させた残渣の一部のみが不均一ものをＢ、乾燥させた残渣の全部が不均一なものをＣとした。結果を表２〜４にまとめた。

【0059】

（総合評価）
上記の表面状態、耐水性、ヒートシール性、およびリサイクル性の総合評価を以下の評価基準に基づいて行った。総合評価の評価基準は、すべての項目の評価がＡであったものをＡ（優）とし、１つの項目の評価がＢでそれ以外の項目の評価がＡであったものをＢ（良）とし、２つ以上の項目の評価がＢおよび／または１つ以上の項目の評価がＣであったものをＣ（不良）とした。結果を表２〜４にまとめた。

【0060】

【表2】

【0061】

【表3】

【0062】

【表4】

【0063】

表２〜４を参照して、熱可塑性ポリエステル樹脂と溶剤とを含み、熱可塑性ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含み、結晶性ポリエステル樹脂の質量Ｃに対する非晶性ポリエステル樹脂の質量Ｎの比Ｎ／Ｃが２／８から９／１の範囲にある紙用コート剤が表面にコーティングされたコート紙は、表面状態、耐水性、ヒートシール性、およびリサイクル性がいずれも良好であった。

【0064】

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【要約】

【課題】ポリエステルを用いて、紙基材にコートすることにより耐水性およびヒートシール性を付与するとともに、リサイクルの際にコート紙の離解を容易にして紙原料へのリサイクルが可能な紙用コート剤およびコート紙を提供する。
【解決手段】紙用コート剤は、熱可塑性ポリエステル樹脂と溶剤とを含み、記熱可塑性ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含み、結晶性ポリエステル樹脂の質量Ｃに対する非晶性ポリエステル樹脂の質量Ｎの比Ｎ／Ｃが２／８から９／１の範囲にある。コート紙は、紙基材の少なくとも１つの表面が上記紙用コート剤でコーティングされたものである。
【選択図】なし

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】