JPH0364597A - 高剛度塗工紙用被覆組成物 - 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、被覆組成物を塗工、乾燥処理後、さらに塗工
層を９０℃以上の温度で加熱カレンダー処理してなる塗
工紙に好適に用いられる高剛度塗工紙用被覆組成物に関
するものである。

更に詳しくは、本発明は、紙が薄くても剛度（紙腰）が
優れ、同時に優れた印刷光沢、インキ着肉、強度を示す
出版・広告・包装等の印刷用塗工紙を提供する高剛度塗
工紙用被覆組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、情報化社会の進展に伴い、印刷用塗工紙は著しい
需要の伸びを示すと共にその塗工紙の製造法ならびに用
途が多岐に亘ってきている。従って、その印刷用塗工紙
の品質に対しても多くの性能の改良要求が出されている
。例えば、出版・広告・包装等に用いられる塗工紙では
、大衆の高級（２） 指向から手ざわりの良い紙腰と白紙光沢・印刷光沢が要
求されており、それらの品質がそこなわれると印刷用紙
・包装用紙等の商品価値を低下させる。

また、出版等の業界ではコスト合理化の面から紙の軽量
化が進んでいる。この塗工紙の軽量化は、紙が薄くなる
為紙腰を極端に低下させる問題が発生する。この紙腰の
低下は、近年の高速印刷における自動給紙或いは印刷後
の紙揃え等の作業性に支障をきたしている。

又、製紙業界でも、高速塗工による塗工紙の生産性向上
、コスト合理化、品質改良をはかる為、塗料の高濃度化
が進んでいる。この塗料の高濃度化をする為には、高速
塗工時の塗料流動性も考慮して、溶解度の低い水溶性天
然バインダーであるカゼイン、殿粉の減少及び低分子量
化がはかられる。しかしながら、これら天然バインダー
の減少等も又、塗工紙の紙腰を更に低下させる。

一方、例えば特公昭４６−６５２４号公報では水性塗料
に含まれる顔料に注目し、塗工紙の軽量（３） 化と白紙光沢の向」−を目的として、無機顔料の代替と
してスチレン系共重合体ラテックスの使用を開示してい
る。ところが、無機顔料に比較して、有機顔料として用
いられるスチレン系共重合体ラテックスは容積比が大き
い為、紙に対する接着性が劣る。

又、特公昭５３−７９６４号公報では３８°Ｃ以上のガ
ラス転移温度を有する重合体ラテックスを使用して、そ
のガラス転移温度以上の加熱カレンダー仕上げによる高
光沢塗被紙の製造方法を開示している。

これは加熱カレンダー処理により硬質結合剤の特性であ
る白紙光沢を発現させる為に有効な手段である。

しかしながら、軟質結合剤と比較すると、硬質結合剤は
接着性が不充分であるため、必要結合剤量が多くなるこ
と、ならびに加熱カレンダー処理によりインキ着肉が劣
り、更にはインキセットが早い為に逆に印刷光沢が発現
されない欠点を有する。

（４） そこで、接着性を維持して、流動性および剛度を改良す
る手段として特開昭５９−１７９８９５公報では、段底
造膜温度の異なる２種の共重合体ラテックスの混合使用
を提案している。

これは、異なる２種の共重合体ラテックスの混合使用か
ら、それぞれの欠点を補い、接着性／剛度の紙質バラン
スを向上することは出きるが、やはり剛度、インキ着肉
のバランスが不充分となり、必ずしも満足できる性能は
得られてないのが実情である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記の様な印刷用塗工紙に対同時に優
れた印刷光沢、インキ着肉および強度を示す高剛度塗工
紙用の被覆組成物を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、かかる現状に鑑み、上記の目的を達成す
べく塗工紙の加熱カレンダー処理工程に（５） おける処理温度と被覆組成物におけるバインダーとして
用いられる共重合体ラテックスとの関係に注目し、鋭意
検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、９０℃以上の温度で加熱カレンダ
ー処理を行なう塗工紙に用いられる被覆組成物において
、芳香族ビニル系単量体６５〜９８゜５重量％、シアン
化ビニル系単量体１〜３０重量％、エチレン系不飽和カ
ルボン酸単量体０．５〜５重量％、脂肪族共役ジエン系
単量体０〜１８重量％およびこれらと共重合可能な単量
体０〜３０重量％からなる単量体混合物（ａ）　５０〜
９０重量％を乳化重合してなる４０〜１１０°Ｃのガラ
ス転移点を有する共重合体（Ａ）の存在下に、脂肪族共
役ジオレフィン系単量体２０〜６０重量％、芳香族ビニ
ル系単量体３５〜７９５重量％、エチレン系不飽和カル
ボン酸単量体０．５〜５重爪％およびこれらと共重合可
能な単量体０〜２０重量％からなる単量体混合物（ｂ）
　５０〜１０重量％を添加し乳化重合して得られる３０
〜９０℃の最低フィルム形成温度を（Ａ） 有する合成共重合体ラテックスを含有することを特徴と
する高剛度塗工紙用被覆組成物を提供するものである。

以下に、本発明を更に詳しく説明する。

本発明にて使用される単量体混合物（ａ）を乳化重合し
てなる共重合体（Ａ）のガラス転移点（Ｔｌは、４０〜
１１０°Ｃの範囲にある。該Ｔｐが４０℃未満の場合に
は紙腰が劣り、また、１１０℃を越える場合には、重合
時の重合速度が遅く生産性閣低下の問題があり好しくな
い。

また、単量体混合物（ａ）の組成は、芳香族ビニル系単
量体６５〜９８５重量％、シアン化ビニル系単量体１〜
３０重量％、エチレン系不飽和カルボン酸単量体０．５
〜５重量％、脂肪族共役ジエン系単量体０〜１８重量％
およびこれらと共重合可能な単量体０〜３０重量％であ
る。

芳香族ビニル系単量体が該範囲から外れると強度と白紙
光沢のバランスに劣り好ましくない。

シアン化ビニル系単量体が該範囲から外れると印刷光沢
とインキ着内性のバランスに劣り、好ま（７） しくない。エチレン系不飽和カルボン酸厘単量体が０．
５重量％未満では強度に劣り、５重量％を超えると組成
物の’ＰＩ！Ｊ度が上舛し、作業性に劣す灯ましくない
。脂肪族共役ジエン系単量体が１５重量％を超えると紙
腰に劣り好ましくない。共重合可能な単量体が３０重量
％を超えると、所期の目的が達成できず好ましくない。

単量体混合物（ａ）を構成する芳香族ビニル系単量体と
してはスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン
等が挙げられ、１種又は２種以」＝用いることができる
。シアン化ビニル系単量体としてはアクリロニトリル、
メタクリレートリル等が挙げられ、１種又は２種以上用
いることができる。

エチレン系不飽和カルボン酸単量体としてはアクリル酸
、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等
が挙げられ、１種又は２種以上用いることができる。脂
肪族共役ジエン系単量体としては、１，３−ブタジェン
、２−メチル−１，３ブタジエン、イソプレン、クロロ
プレン等が挙げられ、１種又は２種以上用いることがで
き矛箕（８） 重合可能な単量体としては、メチルメタクリレート、エ
チルメタクリレート、ブチルアクリレート、■−エチル
へキシルアクリレート等の不飽和カルボン酸アルキルエ
ステル系単量体；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等のエチレン系不飽和カ
ルボン酸アミド系ｒ：ｌｉ　ｍ　体；ヒドロキシエチル
アクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート等のビ
トロキシアルキル基を含有する単量体が挙げられ、それ
ぞれ、１種又は２種以上用いることができる。

共重合体（２）の存在下に乳化重合する単量体混合物（
ｂ）の組成は、脂肪族共役ジオレフイン系単量体２０〜
６ＯＮ量％、芳香族ビニル系単量体３５〜７９．５重量
％、エチレン系不飽和カルボン酸単量体０．５〜５重量
％およびこれらと共重合可能な単量体０〜２０重量％か
らなる。

脂肪族共役ジオレフィン系単量体が該範囲から外れると
強度と紙腰のバランスに劣り好ましくない。芳香族ビニ
ル系単量体が該範囲から外れると強度と白紙光沢のバラ
ンスに劣り好ましくない。

（９） エチレン系不飽和カルボン酸単量体が０．５重量％未満
では、強度に劣り、５重量％を超えると組成物、の粘度
が上昇し、作業性に劣り好ましくない。

また、共重合可能な単量体が２０重量％を超えると所期
の目的が達成できず好ましくない。

単量体混合物（ｂ）を構成する脂肪共役ジオレフィン系
単量体、芳香族ビニル系単用：体、エチレン系不飽和カ
ルボン酸単量体としては、前述したものが挙げられ、そ
れぞれ１種又は２種以上用いることができる。また、共
重合可能な他の単量体としては、前述のシアン化ビニル
系単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体
、エチレン系不飽和カルボン酸アミド系単量体およびヒ
ドロキシアルキル基を含有する単量体等が挙げられ、そ
れぞれ１種又は２種以上用いることができる。

本発明の合成共重合体ラテックスは、前述の単量体混合
物（ａ）を乳化重合してなる共重合体（Ａの存在下に、
単量体混合物（ｂ）を乳化重合して得られるものであり
、該単量体混合物（ａ）および（ｂ）の使用量が、全単
量体使用量に対してそれぞれ５０〜９０（１０） 重量％および５０〜１０重量％である。単量体混合物（
ａ）の割合が５０重量％未満では紙腰が低下し、また９
０重量％を超えると強度、印刷光沢が低下し好ましくな
い。

さらに、乳化重合の際には、公知の重合開始前、連鎖移
動剤、乳化剤、各種助剤を適宜用いることができる。

合成共重合体ラテックスの最低フィルム形成温度（ＭＦ
Ｔ）は、３０〜９０℃である。合成共重合体ラテックス
のＭＦＴが３０°Ｃ未満では、紙腰およびインク着肉性
に劣り、９０℃を超えると強度が低下し好ましくない。

また、合成共重合体ラテックスの平均粒子径は００５〜
０３ＩＬであることが好ましく、さらには紙腰および強
度の面より０．０５〜０．１５ｕであることが好ましい
。

本発明の合成共重合体ラテックスは、通常、顔料と共に
被覆組成物を調整し、原紙に塗工されるが、固形分換算
で顔料１００重量部に対して５〜３０重量部、好ましく
は５〜２０重量部にて使用される。また、必要に応じて
他の結合剤を使用してもよく、その使用量としては顔料
１００重量部に対して０〜８重量部、好ましくは１〜５
重量部にて使用される。また、被覆組成物の固形分濃度
は４５〜７０重量％、好ましくは５０〜６５重量％に調
整される。

顔料としては、カオリンクレー、タルク、硫酸バリウム
、酸化チタン、炭醒カルシウム、水酸化アルミニウムお
よびサテンホワイトなどの無機顔料が挙げられ、これら
は単独又は混合して使用される。

また、他の結合剤としては、澱粉、酸化澱粉、リン酸エ
ステル化澱粉、酵素変性澱粉、大豆蛋白、カゼインなど
の天然バインダー　ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビ
ニルラテックス、アクリル系ラテックスなどの合成バイ
ンダーが挙げられる。

本発明の合成共重合体ラテックスを含有する紙被覆組成
物を調整するには、更に分散剤、消泡剤耐水化剤、離型
剤、保水剤、防腐剤、螢光染料などが必要に応じて添加
される。

本発明の合成共重合体ラテックスを含有する紙被覆組成
物を原紙に塗工する方法は、公知の技術、例えばエアナ
イフコーター　ブレードコーターロールコータ−などの
塗工機によって行われる。

更に、本発明の効果を発揮する為には、塗工紙を９００
０以上の加熱カレンダーにて処理する工程が必須である
。

従来より、塗工紙の光沢を向上させる為には、スーパー
カレンダー装置等のロールニップに強圧下でコツトンと
スチールロールの間を通紙するが、通常、このスーパー
カレンダー装置は６個以上の多段スチールロールを用い
て、比較的高ニップ圧力の２００　ｋｑ　／　ｃｙｎ前
後で比較的低温度である７０℃前後で使用される。

これに対し、本発明で使用される加熱カレンダー処理の
場合は、例えばグロスカレンダー装置、或いは、近年コ
ツトンに代わる弾性ロールの材質開発により高温度条件
下で耐えるソフトカレンダー装置等が適用される。本発
明で使用されるこの加熱カレンダー装置では、９０　ｋ
ｑ　／　ｃＩｎ前後で１５０（１３） ℃前後或いは、２００　ｋｑ　／　ｃｍ前後で４個以下
のスチールロールを用いて９０’Ｃ以−ヒの高温度条件
下で使用される。

かくして本発明の紙被覆組成物を用い、９０°Ｃ以上に
て加熱カレンダー処理された塗工紙は、紙が薄くても紙
腰に優れ、かつ強度、印刷光沢およびインク着肉性に優
れるものである。

〔実施例〕

以下に、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例によって何ら制限されるものでは
ない。

尚、実施例中の部及び％は、それぞれ重量部および重量
％を表わす。又、実施例における諸物性の測定及び塗工
紙の作製は次の方法によった。

（ガラス転移温度） 示差走査熱量計により測定した。

（ドライピック強度） ＲＩ印刷機を用い、シート用インキで３回印刷しその時
の紙むけの状態から以下の通り目視評価を行った。

（１４） １０　（優）〜５．０（劣） （ウェットピック強度） ＲＩ印刷機を用い、塗工紙に湿し水をつけた後シート用
インキで印刷し、その時の紙むけの状態から以下の通り
目視評価した。

１．０（優）〜５．０（劣） （インキ着肉性） ＲＩ印刷機でオフ輪インキを使用し、湿し水をつけて印
刷しインキの着肉状態から以下の通り目視評価を行った
。

１０（優）〜５０（劣） （印刷光沢） ＲＩ印刷機を用いてオフ輪インキを使用して２回重ね印
刷した後光沢計（入射角６０°Ｃ）で測定した。

（紙　腰） ガーレ式紙腰テスターで測定した。（数字が大きい程良
好） 実施例−１ 〈合成共重合体ラテックスの調整〉 水１００部にドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ１．５
部を加え溶解させる。これに表−１に示した１段目の単
量体混合物を添加し、さらにターシャルドデシルメルカ
プタン０２部を加え乳化させる。次いで過硫酸カリウム
０５部を加え、全体を６０℃に保ち乳化重合を行った。

単ｉ１（体の重合転化率が９７％に達した時点で重合を
停止した。得られたラテックス中の未反応単量体を減圧
により除去した。

更に表−１に示す２段目の単量体混合物と１段目の重合
により得られたラテックスとを混合した後にターシャル
ドデシルメルカプタン０１部及び過硫酸カリウム０５部
を加え、全体を６０℃に保ち、２段目の乳化重合を行っ
た。単量体の重合転化率が９７％に達した時点で重合を
停止し、未反応単量体を減圧により除去して、合成共重
合体ラテックスミーｄを得た。

〈塗工紙の作成〉 得られた合成共重合体ラテックスミーｄを用いて、表−
２に示すような顔料、助剤と配合した後、純水にて塗料
固形分濃度６２％の紙被覆組成物を調整した。

この組成物を坪量６４　Ｆ　／ｍ”’の原紙に塗工量２
０９１ｍ２になるように塗工し、この塗工紙を１２０℃
で乾燥し、温度１４０°Ｃで線圧８０　ｋｑ　／印の加
熱カレンダー処理を行い、塗工紙■〜■を得た。

得られた塗工紙の性能を訂価し、結果を表−３に示す。

表−２く紙被覆組成物の配合〉 比較例−１ 表−１に示した単量体混合物を用いた以外は実施例−１
と同様の操作を行ない合成共重合体ラテ、クスｅ　−ｈ
を得た。

また、実施例−１と同様にして塗工紙■〜■を作成した
。得られた塗工紙の性能を評価し、結果を表−３に示す
。

（１７） （１８） （１９） （２０） 実施例−厘 １段目及び２段目の単量体混合物を次のとおりとした以
外は、実施例−１と同様の操作を行ない、合成共重合体
ラテックスｉを得た。

１段目　　　　２段目 ス　チ　し　ン　　８７部　　ス　チ　し　ン　　６２
部アクリロニトリル　　１０部　　　ブタ　ジエン　　
３２部アク　リル酸　　　Ｉ部　　　メチルメタクリレ
ート　　５部フマル酸　　２部　　アクリル酸　　１部
使　　用　　量　　７０部　　　使　　用　　！　　　
８０部共重合体のＴ２　９８℃ 得られた合成共重合体ラテックス１のＭＦＴは６０℃で
あった。以後、実施例−１と同様の操作を行ない塗工紙
■を得た。得られた塗工紙の性能を評価し、結果を表−
４に示す。

比較例−２ 水１００部にドデシルベンゼンスルホン酸ソーグー５部
を加え溶解する。これにスチレン７９部、ブタジェン９
５部、アクリロニトリル７部、メチルメタアクリレート
２部、アクリル酸１部、ツマ（２１） ル酸１．５部及びターシャルドデシルメルカプタン０．
２部を添加し乳化させる。次いで過硫酸カリウム０．５
部を加え全体を６０℃に保ち乳化重合を行った。単量体
の重合転化率が９７％に達した時点で重合を停止した。

得られたラテックス中の未反応ＬｌｉＱ体を減圧により
除去し、ＭＦＴ６８℃である一括重合の合成共重合体ラ
テックスｊを得た。

以下実施例−１と同様の操作を行い塗工紙［相］を得た
。得られた塗工紙の性能を評価し、結果を表４に示す。

比較例−３ 単量体混合物を次のとおりとした以外は比較例２と同様
の操作を行ない、合成共重合体ラテックスにおよび１を
得た。

］（１ ス　チ　し　ン　　　　　　８７部　　　６６部アクリ
ロニトリル　　　　　　１０部 ブタジェン　　　　　　　　　２７部 メチルメタクリレート　　　　　　　　　　　　５部ヒ
ドロキシエチルアクリレート　１部 アクリル酸　　　　　０．５部　　　２部フマル酸　　
　１５部 （２２） 得られた合成共重合体ラテックスにおよびｌを固形分で
に／Ｊ＝６５／３５の割合で混合した。該合成共重合体
ラテックス（混合物）のＭＦＴは８４℃であった。以後
、実施例−１と同様にして塗工紙０を得た。得られた塗
工紙の性能を評価し、結果を表−４に示す。

表−４ 〈発明の効果〉 本発明にて得られた合成共重合体ラテックスを含有する
紙被覆組成物を原紙に塗工・乾燥し、９゜０Ｃ以上にて
加熱カレンダー処理を行った塗工紙は、紙腰、印刷光沢
、インキ着肉および強度を同時に発現させることができ
る。

従って、紙が薄くても紙腰が得られる為、塗工紙の製造
、例えば澱粉の減少、高速俟工などが可能となり、又、
印刷時の作業性が改善され、高速印刷も可能となるばか
りでなく、得られた印刷塗工紙の商品価値の向上効果が
発揮される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　９０℃以上の温度で加熱カレンダー処理を行なう塗工
   紙に用いられる被覆組成物において、芳香族ビニル系単
   量体６５〜９８．５重量％、シアン化ビニル系単量体１
   〜３０重量％、エチレン系不飽和カルボン酸単量体０．
   ５〜５重量％、脂肪族共役ジエン系単量体０〜１８重量
   ％およびこれらと共重合可能な単量体０〜３０重量％か
   らなる単量体混合物（ａ）５０〜９０重量％を乳化重合
   してなる４０〜１１０℃のガラス転移点を有する共重合
   体（Ａ）の存在下に、脂肪族共役ジオレフィン系単量体
   ２０〜６０重量％、芳香族ビニル系単量体３５〜７９．
   ５重量％、エチレン系不飽和カルボン酸単量体０．５〜
   ５重量％およびこれらと共重合可能な単量体０〜２０重
   量％からなる単量体混合物（ｂ）５０〜１０重量％を添
   加し乳化重合して得られる３０〜９０℃の最低フィルム
   形成温度を有する合成共重合体ラテックスを含有するこ
   とを特徴とする高剛度塗工紙用被覆組成物。