JPH02169800A - 紙塗工用ラテックス - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は紙塗工用ラテックスに関し、さらに詳しくは高
い白紙光沢とスティフネスをもち、さらにオフセット印
刷におけるインク着肉むらの少ない塗工紙を製造するた
めに有用な材料を提供する。

〈従来の技術〉 塗工紙、塗工板紙は紙の印刷適性の向上および光沢など
の光学的特性の向上を目的として、抄造された原紙表面
にカオリンクレー　炭酸カルシウム、サテンホワイト、
タルク、酸化チタンなどの顔料、それらのバインダーと
しての重合体ラテックスおよび保水剤あるいは補助バイ
ンダーとしてのスターチ、ポリビニルアルコール、カル
ボキシメチルセルロース、カゼインなどの水溶性高分子
を主構成成分とする水性塗料が塗工されたものである。

ここで、バインダーとしての重合体ラテックスとしては
従来からスチレンとブタジェンを主要単量体成分として
乳化重合されたスチレン−ブタジェン系重合体ラテック
ス、いわゆるＳＢ系ラテックスが汎用的にもちいられて
いる。

ところで、近年カラー印刷された雑誌類やパンフレット
、広告類、包装容器類などの需要の拡大にともなって塗
工紙の生産が著しく増大している。

その中でより美麗な印刷仕上がりと良好な印刷作業性、
手触り感を求める声が強く、塗工紙品質において、特に
白紙光沢の高さとむらのないインク着肉およびスティフ
ネスの向上が強く求められている。すなわち、塗工紙に
おいては軽量化のニーズに沿って塗工量の少ない微塗工
紙や軽量塗工紙（これらのものの塗工量は通常、片面当
り５〜ｌＯｇ／ｍ２）の伸張が著しいが、これらは−船
釣な塗工紙（塗工量は通常、片面当り１０〜２０ｇ／ｍ
２）に較べて白紙光沢が低く、印刷においてはインク着
肉のむらを発生しやすく、さらにスティフネスが低いと
いう問題がある。白紙光沢が低いこと、インク着肉むら
の発生は印刷仕上がりを大きく損なうことになり、また
、スティフネスの低さは印刷作業性や手触り感に問題を
生ずる。なおここでいうインク着肉むらはインクトラッ
ピングのむらのことである。すなわち、オフセット方式
によるカラー印刷では標準的に轟く黒）、藍、赤、黄の
４色のインクをもちい、この順序で印刷するが、２色目
以降のインクがその前に印刷されたインクの上に重ね刷
りされるとき、ロールから塗工紙上に転移するインクの
厚みが部分部分でことなり、それがむらとして観察され
るのである。そしてこのような現象が現れるのは塗工紙
表面の構造的不均一性によってインクビヒクルの吸収性
にむらがあるためと理解されている。

このような問題に対して紙塗工用バインダーとしてのＳ
Ｂ系ラテックスの改良検討が鋭意おこなわれてきたが、
これまで有効な手段を見いだすに至っていない。これは
、塗工紙の白紙光沢、インク着肉性、スティフネスの性
質がラテックスの設計要素に対して相互に背反的に変化
するためである。たとえば、白紙光沢とインク着肉むら
の改善にはラテックスポリマー成分としてのブタジェン
の割合を多くしてポリマーを軟質化することが有効であ
るが、そうするとスティフネスが低下してしまう。逆に
スティフネスを高めるためにブタジェンの割合を少なく
すると白紙光沢が低下し、インク着肉むらを発生しやす
いものとなり、加えて塗工紙の基本的要求性能であるイ
ンクビック抵抗性、すなわちビック強度が大きく低下す
るという新たな問題を生ずることになる。

〈発明が解決しようとする！！！題〉 このような状況に鑑み、本発明者らは白紙光沢が高く、
インク着肉むらのない美麗な印刷仕上がりを可能にし、
かつ高いスティフネスで印刷作業性と手触り感を高度化
させた塗工紙の製造を可能にする紙塗工用ラテックスを
提供するものである。

く問題を解決するための手段〉 本発明は、 下記の重合体ラテックス（Ａ）と重合体ラテックス（Ｂ
）との混合ラテックスであって、該混合ラテックス中に
占める重合体ラテックス（Ａ）の割合が固形分換算の百
分率で４０〜９０重量％であることを特徴とする紙塗工
用ラテックス、〈重合体ラテックス（Ａ）〉 イ、ブタジェン＝　　　２０〜６０重量％口、エチレン
性不飽和カルボン酸： ０、　５〜８重量％ ハ、その他の単量体＝　４２〜７９．５重量％からなる
単量体から合成された重合体ラテックス。

く重合体ラテックス（Ｂ）〉 イ、アクリル酸アルキルエステルチル：２０〜６０重量
％ ロ、エチレン性不飽和カルボン酸： ０、　５〜８重量％ ハ、その他の単量体：　４２〜７９．１５重量％からな
る単量体成分から合成された重合体ラテックスであって
、その粒子径が１５００〜６０００Ａｏの範囲であって
、かつ最低成膜温度が３６〜８０℃の範囲にある重合体
ラテックス。

である、以下、本発明の詳細な説明する。

重合体ラテックス（Ａ）を合成するにもちいる単量体成
分のうち、ブタジェンは２０〜５０！ｉ量％の範囲にな
くてはならない、この範囲において塗工紙の基本的要求
性能であるビック強度を良好な水準に維持させることが
できる。すなわち、２０重量％未満では重合体が脆くな
り、５０重量％を超えると軟質になり過ぎて凝集力に乏
しくなり、いずれの場合もビック強度を実用的水準に発
揮させることが不可能となる。なお、ブタジェンを２０
重量％未満にするとラテックス粒子の融合性が低下する
ことに起因してスティフネスはかえって低下する傾向が
現れてくる。ブタジェンの好ましい量は２５〜４０重量
％の範囲である。

エチレン性不飽和カルボン酸は重合体ラテックスの分散
安定性を維持し、かつビック強度を十分に発揮させるた
めに必須であり、その量は０．５〜８！量％の範囲にな
くてはならない、０．６重量％未満ではラテックスの分
散安定性を高い水準で保つことができず、塗料調製や塗
工時に種々問題を発生してしまう、また、ビック強度も
十分に発揮させることができなくなる。８重量％を越え
て含ませるとラテックスや塗料の粘度が高くなり過ぎ、
また耐水性も損なわれることになる。エチレン性不飽和
カルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、
イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸など
を挙げることができる。

その他の単量体の例としては、スチレン、α−メチルス
チレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
ブチルなどのメタクリル酸アルキルエステル類、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２エチルヘ
キシルなとのアクリル酸アルキルエステル類、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリルなどのシアンイヒビニル
化合物、イソプレン、２−クロル−１，３−ブタジェン
などの共役ジエン類がある。また、これら以外の各種の
官能性単量体も所望に応じて通常１０重量％以下の範囲
で含ませることができる。それらの例としては、アクリ
ル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキ
シエチル、メタクリル酸グリシジル、アクリルアミド、
メタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ
−ブトキシメチルアクリルアミド、スチレンスルホン酸
ソーダなどがある。

その他の単量体の例のなかでもつとも代表的かつ有効に
もちいられるのはスチレンであり、ついでメタクリル酸
メチル、アクリロニトリルである。

重合体ラテックス（Ａ）の粒子径について本発明では特
に制限する必然性はないが、種々の品質、物性のバラン
スの面から考慮すると通常好ましくもちいられるラテッ
クスの粒子径は１０００〜２５００Ａ”の範囲である。

つぎに、重合体ラテックス（Ｂ）では、単量体成分のう
ち、アクリル酸エステルは２０〜５０重量％の範囲にな
くてはならない。２０！量％未満ではビック強度とステ
ィフネスの発現性が乏しくなり、５０重量％を超えると
スティフネスの発現性が乏しくなる。

エチレン性不飽和カルボン酸については重合体ラテック
ス（Ａ）の記述と同様の理由で０．５〜８重量％の範囲
になくてはならない、また、この単量体の例についても
重合体ラテックス（Ａ）の例と同様である。

その他の単量体の例としては重合体ラテックス（Ａ）の
記述と同様のものを挙げることができ、中でももっとも
好ましく用いられる単量体はスチレンである。なお、こ
れらに加えてブタジェンも所望に応じて使用することが
できるが、ただし、ブタジェンのように一分子内に二重
結合を二つもつような単量体の使用は必要最小限、通常
１０重量％以下にととめるべきで、さもないとインク着
肉むらを改善する効果が現れなくなる。

重合体ラテックス（Ｂ）は以上の単量体の構成要件を満
たした上で、さらにその粒子径が１５００〜８０００Ａ
″′の範囲であって、かつ最低成膜温度が３５〜８０℃
の範囲になくてはならない。

粒子径が１５００Ａ”未満では白紙光沢の改善効果が発
揮されにくくなる。６０００Ａ”を超えるラテックスは
安定な重合の実施が困難で、製造上問題である。また、
最低成膜温度が３６℃未満では白紙光沢、スティフネス
の向上効果が現れず、８０℃を超えるとビック強度が低
下し、ステイフネスの改善効果が現れなくなる。好まし
い粒子径と最低成膜温度はそれぞれ４５〜７０℃、　１
８００〜４０００Ａ”の範囲である。

以上述べたラテックス（Ａ）とラテックス（Ｂ）につい
ては従来公知の通常の乳化重合法によって製造される。

すなわち、水、界面活性剤、単量体およびラジカル重合
触媒を基本構成とする分散系において、単量体を重合体
粒子の水分散液とする製造法で、−船釣に重合体濃度は
４０〜６０ｉ量％の範囲である。界面活性剤としては、
脂肪酸せっけん、ロジン酸せっけん、アルキルスルホン
酸塩、ジアルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスル
ホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポ
リオキシエチレンアルキルアリール硫酸塩などのアニオ
ン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル
、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリ
オキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチ
レンオキシブロビレンブロックコボリマーなどのノニオ
ン性界面活性剤がある。界面活性剤は通常、アニオン性
界面活性剤単独またはアニオン性／ノニオン性の混合系
でもちいられ、単量体に対する使用割合としては０．０
５〜２重量％の範囲が一般的である。そして、ラテック
ス粒子径は界面活性剤の使用割合によって調整すること
ができ、概ねその使用割合を高くするほど生成ラテック
スの粒子径は小さくなる。

重合触媒としては熱または還元性物質の存在下でラジカ
ル分解して１Ｌｊ１体の付加重合をおこなわせしめるも
ので、水溶性または油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾ
ビス化合物で、例としては過硫酸カリウム、過硫酸ナト
リウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、　ｔ−ブチ
ルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、２．２
−アゾビスイソブチロニトリル、クメンハイドロパーオ
キサイドなどがあり、とくに過硫酸塩が最も好ましくも
ちいられる０重合触媒の使用割合は単量体に刻して通常
０．　２〜１．６重量％である。なお、重合温度は通常
６０〜９０℃の範囲が一般的であるが、重合速度の促進
あるいはより低温での重合を望むときには重亜＠酸ソー
ダ、アスコルビン酸あるいはその塩、エリソルビン酸あ
るいはその塩、ロンガリットなとの還元剤を重合触媒に
組み合わせてもちいる、いわゆるレドックス重合法をも
ちいることができる。また、所望によって種々の重合調
整剤を添加することもしばしばおこなわれる。たとえば
、四塩化炭素やメルカプタン類などの重合分子量やゲル
分率調整のための連鎖移動剤、カセイソーダ、水酸化カ
リウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸
水素二ナトリウムなどのｐＨ１節剤やエチレンジアミン
四酢酸ナトリウムなどの各種キレート剤である。

本発明は、重合体ラテックス（Ａ）と重合体ラテックス
（Ｂ）との混合ラテックスであるが、該混合ラテックス
中に占める重合体ラテックス（Ａ）の割合は固形分換算
の百分率で４０〜９０重量％でなければならない。この
混合割合が４０重量％未溝ではビック強度を満足な水準
に維持することができず、９０重量％を超えるとスティ
フネス、白紙光沢およびインク着肉むらを改善すること
ができなくなる。

本発明のラテックスを紙塗工用塗料のバインダーとして
もちいるにおいては通常の実施態様でおこなうことがで
きる。すなわち、分散剤を溶解させた水中に顔料類、水
溶性高分子、各Ｉ添加剤とともにラテックスを混合し、
均一分散液とする態様であり、ラテックス（Ａ）とラテ
ックス（Ｂ）とはあらかじめ混合しておいても、塗料調
製時に別々に加えてもよい、そして、この塗料は各種ブ
レードコーター　ロールコータ−など通常の方法によっ
て原紙に塗工することができる。なお、本発明のラテッ
クスは微塗工紙や軽量塗工紙に限らず、当然通常の塗工
紙や塗工板紙の品質向上のために有用に使用することが
できる。

〈実施例および比較例〉 つぎに実施例および比較例に基づき具体的に本発明を説
明するが、本発明が以下の実施例にのみ限定されないこ
とはいうまでもない。なお、文中の部および％は重量に
基づく。

（１〉　重合体ラテックスの調製 かくはん装置と温度調節用ジャケットを取り付けた耐圧
反応容器に第１表の初朋仕込組成の欄に示した水、界面
活性剤およびイタコン酸の所定量を仕込み、内温を８０
℃に昇温し、つぎに同表に示した単量体混合物と触媒水
溶液とをそれぞれ５時間と６時閏をかけて一定の流量で
添加した。この間、温度は８０℃一定に保っておく、添
加終了後、内温を９５℃に上げてから１時間保ったのち
冷却した。かくして生成した重合体ラテックスをカセイ
ソーダでｐＨを７に調整してからスチームストリッピン
グ法により未反応の単量体を除去し、２００メツシユの
ろ布でろ過した。なお、すべての重合体ラテックスは最
終的に固形分濃度が５０％になるように調整し、以下の
試験に供した。

これら重合体ラテックスの粒子径と最低成膜温度はつぎ
の方法によって測定し、その結果を第１表に掲げた。

粒子径の測定： 光散乱法粒度分析計（シーエヌウツド社製モデル６００
０）により重合体ラテックスの粒子径を測定した。

最低成膜温度の測定： 温度２３℃、相対湿度６５％の恒温恒温室に設置した温
度勾配法最低成膜温度測定装ａ（高林理化■Ｉりをもち
いて以下の手順に従って測定した。

所定の温度勾配をもつように調節したアルミニウム板上
に厚さ約１００ミクロン、幅約３ｃｍになるようにラテ
ックスを均一に流延する。乾燥したラテックスの幅方向
中心部分２ｃｍの成膜状態を観察し、亀裂の発生しない
最低温度をラテックスの最低成膜温度とする。

（２）実施例および比較例 （１）で調製した重合体ラテックスをもちいて紙塗工用
バインダーとしての性能評価を実施した。

なお、塗工塗料は第２表に示した配合で、不揮発分濃度
が５５％になる水撒で高速かくはん機で調製した。この
塗料をもちいての塗工紙の調製条件を第３表に示した。

第２表 塗工塗料の配合組成（乾燥重量部） 以下余白 （注）１）エンゲルハード社製「ウルトラホワイト９０
」 ２）奥多摩工業社製「タマバールＴＰ−２２２Ｈ」 ３）東亜合成化学社製「アロンＴ−４０Ｊ４）玉子ナシ
ョナル社製「玉子エースＢ」第３表 塗工紙ｎ！！条件 ￥ｉｉ製した塗工紙の白紙光沢、ビック強度、インク着
肉むらおよびスティフネスは以下の方法によって評価し
た。

白紙光沢： 村上式ＧＭ−２６Ｄ型光沢度計により測定した。

光の人、反射角度は７５°にする。

ビック強度： 常法に従いＲ１印刷試験機（明製作所製）をもちいて、
印刷インク（東華色素社１１ｓＤスーパーデラックス５
０紅Ｂ；　タック１ｄ１１Ｂ）０．４ｃｃ５回重ね刷り
をおこない、ゴムロールに現れたピッキング状態を別の
台紙に裏取りし、その状況を観察する。評価は１０点評
価法でおこない、ピッキング現象の少ないものほど高得
点とした。

インク着肉むら： Ｒ１印刷試験機によるトラッピング試験の方法をもちい
、以下の手順で実施した。

陽２０−ルに黄インク（東洋インキ社製ｒＴＫニューブ
ライトＧ）０．４ｃｃ、　　肖４０−ルに紅インク（東
洋インキ社製ｒＴＫニュープライトＧ）０．２ｃｃを練
っておく０次に圧胴に塗工紙をセットし、Ｎａ２Ｏ−ル
で１色目を印刷した後、　１０秒間装いてからＮｉ２４
０−ルで２色目を印刷する。

印刷された塗工紙の目視観察をおこない、むらの少ない
ものから◎、Ｏ１△、×５××の順に格付けした。

スティフネス： 抄紙方向に切り出した幅１！５ｍｍの短冊型塗工紙試験
片をもちい、常法によりクラークスティフネステスター
（熊谷理機社＆１）により臨界長を求めた。数値が大き
いほどスティフネスが高い。

第４表に実施例としての試験結果を、第５表に比較例と
しての試験結果を掲げた。これより明らかなように、本
発明のラテックスをバインダーとしてもちいた塗工紙は
白紙光沢、ビック強度、インク着肉むら、ステイフネス
が高度にバランスされたものであることが理解される。

これに対して比較例ではいずれかの物性において不十分
なものであった。

〈発明の効果〉 本発明の紙塗工用ラテックスは十分なビック強度を維持
した上で、白紙光沢、スティフネスが高く、しかもイン
ク着肉むらの少ない高品質の塗工紙を製造するために有
用なものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の重合体ラテックス（Ａ）と重合体ラテックス（Ｂ
   ）との混合ラテックスであって、該混合ラテックス中に
   占める重合体ラテックス（Ａ）の割合が固形分換算の百
   分率で４０〜９０重量％であることを特徴とする紙塗工
   用ラテックス。 ＜重合体ラテックス（Ａ）＞ イ、ブタジエン：２０〜５０重量％ ロ、エチレン性不飽和カルボン酸： ０．５〜８重量％ ハ、その他の単量体：４２〜７９．５重量％からなる単
   量体から合成された重合体ラテックス。 ＜重合体ラテックス（Ｂ）＞ イ、アクリル酸アルキルエステル： ２０〜５０重量％ ロ、エチレン性不飽和カルボン酸： ０．５〜８重量％ ハ、その他の単量体：４２〜７９．５重量％からなる単
   量体成分から合成された重合体ラテックスであって、そ
   の粒子径が１５００〜６０００Ａ°の範囲であって、か
   つ最低成膜温度が３５〜８０℃の範囲にある重合体ラテ
   ックス。