紙コーティング用カルボキシメチルセルロースナトリウム

カルボキシメチルセルロースナトリウム (CMC-Na) は、製紙業界でコーティング剤として広く使用されている水溶性ポリマーです。CMC-Na植物の細胞壁に含まれる天然ポリマーであるセルロースに由来します。カルボキシメチル基によるセルロースの化学修飾により、優れたフィルム形成特性を備えた水溶性ポリマーが得られ、紙コーティング用途に理想的な選択肢となります。

紙コーティングは、紙の印刷適性、外観、性能を向上させるために、紙の表面にコーティング材料の薄い層を塗布するプロセスです。コーティング材料は、着色コーティングと非顔料コーティングの 2 つのカテゴリに分類できます。着色されたコーティングにはカラー顔料が含まれていますが、非着色コーティングは透明または透明です。CMC-Na は、その膜形成特性と、平滑性、光沢、インク受容性などの表面特性を改善する能力により、非着色コーティングのバインダーとして一般的に使用されます。

紙コーティングに CMC-Na を使用すると、コーティング密着性の向上、印刷適性の向上、耐水性の向上など、いくつかの利点が得られます。この記事では、これらの利点と、紙コーティング用途における CMC-Na の性能に影響を与えるさまざまな要因について詳しく説明します。

コーティングの密着性の向上

紙コーティングに CMC-Na を使用する主な利点の 1 つは、コーティングの密着性を向上させる能力です。CMC-Na は、紙繊維の親水性表面と相互作用することができる親水性ポリマーであり、その結果、コーティングと紙表面の間の接着力が向上します。CMC-Na 上のカルボキシメチル基は、紙繊維上のアミンやカルボキシレート基などの正に帯電した基とイオン結合を形成できる、高密度の負に帯電した部位を提供します。

さらに、CMC-Na はセルロース繊維上のヒドロキシル基と水素結合を形成することもでき、コーティングと紙表面の間の接着をさらに強化します。この改善された接着により、より均一なコーティング層が得られ、カレンダー加工や印刷などの後続の処理ステップ中にコーティング層が剥離するリスクが軽減されます。

印刷適性の向上

紙のコーティングに CMC-Na を使用するもう 1 つの利点は、印刷適性を高めることができることです。CMC-Na は紙の繊維間の空隙や空洞を埋めることで紙の表面の平滑性を向上させ、凹凸の少ないより均一な表面を実現します。この平滑性の向上により、インクの転写が改善され、インク消費量が削減され、印刷品質が向上します。

さらに、CMC-Na は、インクを均一に吸収して広げる、より均一なコーティング層を提供することで、紙表面のインク受容性を向上させることもできます。この改善されたインク受容性により、画像がより鮮明になり、色の彩度が向上し、インクのにじみが軽減されます。

耐水性の向上

耐水性は、特に紙が湿気や湿気にさらされる可能性がある用途では、紙コーティングの重要な特性です。CMC-Na は、紙基材への水の浸透を防ぐバリア層を形成することで、紙コーティングの耐水性を向上させることができます。

また、CMC-Na は親水性であるため、水分子と相互作用することができ、その結果、水素結合と相互侵入ポリマー ネットワークの形成によって耐水性が向上します。耐水性の程度は、コーティング配合物中のCMC-Naの濃度と置換度を調整することで制御できます。