JPH07173799A - 紙塗工用組成物及び該組成物を塗工して得られる塗工紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 共重合体ラテックスを接着剤として用いてな
る紙塗工用組成物であって、該共重合体ラテックスが、
単量体組成のうちエチレン系不飽和アミン単量体を除く
単量体を特定の連鎖移動剤を使用して乳化重合し、アル
カリ金属化合物にてｐＨ７以上に調整し、更にエチレン
系不飽和アミン単量体を添加して重合することによって
製造される。 【効果】 紙塗工用組成物により得られた塗工紙は接着
強度、耐水強度、インキ受理性に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に接着強度（ドライ
強度）、耐水強度（ウエット強度）、インキ受理性に優
れる印刷用塗工紙を得ることが可能な紙塗工用組成物に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、印刷方式の高速化・高機能化によ
り、印刷原紙の１つである塗工紙にも種々の印刷条件に
耐え得る高品質化が望まれている。特に印刷用塗工紙の
物性の中でも基本となる接着強度、耐水強度、インキ受
理性は重要な項目であり、その要求度も高くなってきて
いる。紙塗工用組成物の中で接着剤として用いられてい
るカルボキシル変性ラテックスは、従来、単量体の組
成、ゲル含率、粒子径等の調整により品質向上を行って
きたが充分とは言えない。

【０００３】次に、顔料との親和性を強くして接着強度
を高める目的で、アニオン変性ラテックスにカチオン基
を加えた両性ラテックスが開発されている。これらの提
案としては、特公平３−８６４３号公報、特公昭６１−
３９３３４号公報、特開昭５８−４８９４公報等がある
が、本発明者らの研究では、これらの方法で得られるラ
テックスを使用した塗工紙は、インキ受理性、耐水強度
は向上するものの接着強度向上には不充分であり、接着
強度と耐水強度相互のレベルアップは未だ不充分であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】塗工紙の接着強度と耐
水強度相互のレベルアップを図るために、鋭意研究の結
果、両性ラテックスに特定の単量体と連鎖移動剤の組み
合わせが、前記従来の課題を解決することを見いだし、
本発明を完成させるに至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は以下の通
りである。 （イ）顔料及び接着剤を主成分とする紙塗工用組成物に
於いて、 （１）脂肪族共役ジエン系単量体 ２０〜６０ 重量部 （２）エチレン系不飽和酸単量体 ０．５〜 ８ 重量部 （３）エチレン系不飽和アミン単量体 ０．５〜 ８ 重量部 （４）メタクリルアミド及びそのＮ置換体 １〜 ５ 重量部 （５）その他共重合可能な単量体 １９〜７８ 重量部 からなる組成物を主成分として含む共重合体ラテックス
を該接着剤として用いてなる紙塗工用組成物であって、
該共重合体ラテックスが、単量体組成のうちエチレン系
不飽和アミン単量体を除く単量体を特定の連鎖移動剤を
使用して乳化重合し、アルカリ金属化合物にてｐＨ７以
上に調整し、更にエチレン系不飽和アミン単量体を添加
して重合することによって製造されることを特徴とする
紙塗工用組成物。 （ロ）上記連鎖移動剤が下記（５）、（６）からなる上
記の（イ）項記載の紙塗工用組成物。

【０００６】 （６）α−メチルスチレンダイマー ０．０５〜３ 重量部 （７）炭素数４ないし１２のアルキルメルカプタン０．０５〜３ 重量部 （ハ）（イ）、（ロ）記載の紙塗工用組成物を塗工して
得られる塗工紙。

【０００７】以下、本発明に付き詳細に説明する。本発
明において使用するラテックスは、広義の意味では、乳
化重合によって作られるＳＢＲラテックス、ＭＢＲラテ
ックス、ＳＭＢＲラテックス等と称されて、紙塗工用組
成物中の接着剤として用いられている紙塗工用ラテック
スと同様の組成からなる。

【０００８】本発明の紙塗工用組成物に用いられる共重
合体ラテックスを構成する単量体のうち、脂肪族共役ジ
エン系単量体としては、1.3-ブタジエン、 2-メチル-1.
3-ブタジエン、 2-クロロ-1.3-ブタジエン等が挙げら
れ、これら単独であるいは２種以上を組合せ使用するこ
とが出来る。これら単量体は共重合体に適度の弾性を与
えるものであり、その使用量は全単量体混合物１００重
量部中２０〜６０重量部である。２０重量部未満では共
重合体ラテックスのガラス転移温度が高くなり接着力が
低下し、６０重量部を越えると剛度及び耐水性が低下す
る。好ましくは２５〜５０重量部である。より好ましく
は２８〜４５重量部である。

【０００９】エチレン系不飽和酸単量体としては、アク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマ
−ル酸及びマレイン酸などの不飽和カルボン酸、更にイ
タコン酸モノエチルエステル、フマル酸モノブチルエス
テル及びマレイン酸モノプロピルエステル等の不飽和ジ
カルボン酸のモノアルキルエステル類、2-スルホエチル
アクリレ−ト、スチレンスルホン酸、アクリルアミドプ
ロパンスルホン酸等の不飽和スルホン酸等が挙げられ
る。これらは単独または２種以上併用して使用する。そ
の使用量は、全単量体混合物１００重量部中０．５ない
し８重量部であり、０．５重量部未満ではラテックスの
機械的・化学的安定性が低下するだけでなく、得られる
塗工紙の接着強度が低下する。８重量部を越えるとラテ
ックスの粘度が異常に高くなり使用が困難になる上、紙
塗工用組成物の粘度も高くなり問題がある。

【００１０】エチレン系不飽和アミン単量体としては、
メチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル
アミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエ
チル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル
（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）
アクリレート等のエチレン系不飽和カルボン酸アミノア
ルキルエステル、アミノエチルビニルエーテル、メチル
アミノエチルビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビ
ニルエーテル等のアミノアルキルビニルエーテル、２−
ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、２−メチル−４
−ビニルピリジン等のビニルピリジン類等であり、これ
らは単独または２種以上併用して使用する。その使用量
は全単量体混合物１００重量部中０．５ないし８重量部
であり、好ましくは１〜４重量部である。０．５重量部
未満では本発明の効果が得られず、８重量部を越える
と、ラテックスの安定性が低下し、さらには紙塗工用組
成物の粘度が異常に高くなるので使用が困難である。好
ましくは１ないし５重量部である。 メタクリルアミド
及びＮ置換体は、本発明必須の成分であり、メタクリル
アミドほかＮ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−メト
キシメタクリルアミド、Ｎ−ブトキシメタクリルアミド
等が挙げられる。使用量は全単量体混合物１００重量部
中１ないし５重量部であり、１重量部未満では本発明の
効果が得られず、５重量部を越えるとラテックス及び紙
塗工用組成物の粘度が高くなり適当でない。好ましくは
１ないし３重量部である。

【００１１】その他共重合可能なモノオレフィン系単量
体として、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトル
エン等の芳香族ビニル系化合物；メチルアクリレ−ト、
エチルアクリレ−ト等のアクリル酸エステル類、メチル
メタアクリレ−ト等のメタクリル酸エステル類、ジエチ
ルフマレ−ト、ヂメチルイタコネ−ト等のエチレン系不
飽和カルボン酸アルキルエステル化合物；アクリロニト
リル、 α-クロルアクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル等のシアン化ビニル系化合物；アクリルアミド、N-メ
チロ−ルアクリルアミド等のエチレン系不飽和カルボン
酸アミド及びそのＮ置換化合物、 2-ヒドロキシエチル
アクリレ−ト、2-ヒドロキシエチルメタアクリレ−ト、
グリシジルメタクリレ−ト等の官能性アルキルエステル
化合物及び酢酸ビニル等のビニルエステル類等が挙げら
れ、共重合体に適度の硬さを与えるものであり、単独あ
るいは２種以上を組合せ使用することが出来る。

【００１２】上記単量体でエチレン系不飽和アミン単量
体の重合の前にアルカリ金属化合物にてｐＨ調整を行う
際、用いる中和剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化リチウム、リン酸３ナトリウム、リン
酸２ナトリウム、リン酸３カリウム、リン酸２カリウム
等であり、これら単独あるいは２種以上を併用すること
ができる。中和剤としてアミン系の中和剤を用いた場
合、インキ受理性には優れた塗工紙が得られるものの、
接着強度、耐水強度、については不充分である。更に調
整ｐＨが７未満では、エチレン系不飽和アミン系単量体
を添加し重合する際、コアギュラム発生の原因となり不
充分である。好ましくはｐＨ７〜１０、より好ましくは
ｐＨ８〜９。

【００１３】乳化剤としては高級アルコ−ル硫酸エステ
ル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸
塩等のアニオン性界面活性剤、ポリエチレングリコ−ル
のアルキルエステル型、アルキルフェニルエ−テル型、
アルキルエ−テル型等のノニオン性界面活性剤、及びベ
タイン型等の両性界面活性剤が単独または２種以上組み
合わせて用いられる。これら界面活性剤の使用量は得ら
れる共重合体ラテックスの耐水性を考慮すると、全単量
体混合物１００重量部当り１重量部以下であることが望
ましい。重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過流酸
アンモニウム、過流酸ソ−ダ等の水溶性開始剤、過酸化
ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル等の油溶性開
始剤、あるいはレドックス系開始剤が使用できる。これ
らは単独または２種以上併用して使用する。

【００１４】本発明に使用される連鎖移動剤は、本発明
必須のα−メチルスチレンダイマーとオクチルメルカプ
タン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタ
ン等の炭素数４ないし１２のメルカプタン類であり、こ
れらを併用して用いる。α−メチルスチレンダイマーの
使用量は全単量体混合物１００重量部に対して０．０５
ないし３重量部であり、Ｏ．０５重量部未満では得られ
る塗工紙の耐水強度が低下し、３重量部を越えるとラテ
ックスの重合中の安定性が低下したり、得られる塗工紙
の接着強度が低下する。好ましくは、０．１ないし２重
量部である。メルカプタン類の使用量は、全単量体混合
物１００重量部に対して０．０５ないし３重量部であ
り、Ｏ．０５重量部未満では特に得られる塗工紙の耐水
強度が低下し、３重量部を越えると得られる塗工紙の接
着強度が低下する。好ましくは０．１ないし２重量部で
ある。

【００１５】本発明の紙塗工用組成物に用いられる共重
合体ラテックスの製造においては、前記した条件下で単
量体を重合せしめることを除けば、公知の乳化重合法に
従えば特に限定されない。また、重合中の粒子の安定化
を図る目的で、保護コロイド剤として、例えば、ヒドロ
キシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、
ポリビニルアルコール等を添加してもよい。上記単量体
の重合の後、アルカリ金属化合物にて再度ｐＨ調整を行
う際、用いる中和剤としては、例えば、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、リン酸３ナトリ
ウム、リン酸２ナトリウム、リン酸３カリウム、リン酸
２カリウム等であり、これらを単独あるいは２種以上を
併用することができる。

【００１６】本発明の紙塗工用組成物は共重合体ラテッ
クスと顔料以外に、分散剤、耐水化剤、粘度調整剤、消
泡剤など種々の添加剤を含むことが出来る。本発明で使
用することが出来る顔料としては、クレ−、炭酸カルシ
ウム、水酸化アルミニウム、チタン白、サチン白、タル
クなどの無機顔料、ポリスチレン及びフェノ−ル樹脂な
どの有機顔料があるバインダ−としては本発明の共重合
体ラテックスの他に必要に応じて、デンプン、カゼイ
ン、ポリビニルアルコ−ル等の水溶性ポリマ−、ポリ酢
酸ビニル、アクリル酸エステル共重合体などのラテック
スを併用することが出来る。

【００１７】本発明に用いるの共重合体ラテックスは、
顔料（固形分）に対して通常５〜３０重量部（固形分）
の範囲で用いられる。このようにして得られた紙塗工用
組成物は、例えば、エアナイフコーター、ブレードコー
ター、ロールコーター、バーコーター等の塗工装置によ
って、一般の塗工紙製造と同様に塗工されるが、この塗
工紙用組成物の固形分は、通常４０〜７０重量％であ
る。また、塗工紙には、坪量４０〜３００ｇ／ｍ² の上
質紙、中質紙、板紙や、これらに予め片面や両面に紙塗
工用組成物を塗工したコート紙などが原紙として用いら
れる。以下に実施例を挙げて本発明について具体的に説
明する。なお実施例、比較例中の部数は特に断わりのな
い限り重量部を意味する。

【００１８】

【実施例】ラテックスＡの製造例 内容積１００リットルの撹拌機付きオートクレーブに次の組
成を仕込み十分混合し、窒素置換にて脱酸素を行なった
後、７０℃まで昇温を行った。 水 １００ 部 重炭酸ソーダ ０．１ 部 ラウリル硫酸ソーダ ０．１ 部 過硫酸カリウム １ 部 イタコン酸 １．５ 部 昇温終了後直ちに表−１に示す単量体組成の内、第１段
組成のブタジエン２５部、スチレン４９．５部、メチル
メタクリレート１８部の疎水性単量体及びｎ−ドデシル
メルカプタン０．５部、α−メチルスチレンダイマー
０．２部の疎水性混合液と、アクリル酸２部、メタクリ
ルアミド２部の水溶性単量体と純水４０重量部とラウリ
ル硫酸ソーダ０．３重量部の水溶性混合液を、一定速度
で４時間かけオートクレーブに添加した。原料の添加終
了後、重合率が９８％となった時点で、苛性ソーダ水溶
液にてｐＨ８．０に調整し、更に表−１に示す第２段組
成のエチレン系不飽和アミン単量体２重量部を一定速度
３０分にて添加した。添加後３時間反応させ、その後冷
却し反応を終了した。

【００１９】なお、原料の添加開始時より重合終了冷却
まで、オートクレーブの内温は７０℃に保った。冷却終
了後、得られたラテックスはスチームストリッピングに
より未反応の単量体を除去し、このラテックスを本発明
ラテックスＡとした。ラテックスＢ〜Ｌの製造例 ラテックスＢ〜Ｌは、表−１に示す条件以外は、製造例
１のラテックスＡと同様の方法で製造した。ラテックス
Ｂ、Ｃ、Ｄは本発明のラテックス、Ｅ〜Ｌは比較のラテ
ックスである。

【００２０】

【表１】 ラテックスは以下の実施例に供した。

【００２１】（塗工紙の製造） 実施例１〜４、比較例１〜８ 先に製造したラテックスを用いて、以下の配合処方にて
紙塗工用組成物を調製した。

【００２２】（配合処方） カオリンクレー ７０部 炭酸カルシウム ３０部 分散剤 ０．３部 酸化デンプン ２部 ラテックス １３部 全固形分 ６０％ カオリンクレー、炭酸カルシウムや分散剤、苛性ソーダ
をカウレス分散機を用いて水に分散させた後、加熱溶解
した酸化デンプン水溶液とラテックスを加えて、固形分
を６０％に調整して紙塗工用組成物を得た。

【００２３】実施例と比較例の結果を表−２にまとめて
示す。表−２に示す実施例と比較例の番号は、それぞれ
ラテックスの製造例と製造比較例の番号に対応するもの
であり、ラテックス以外の紙塗工用組成物の配合処方
は、すべて同条件である。上記の実施例および比較例で
得られた紙塗工用組成物を用いて、下記の方法で試験用
塗工紙を作成した。

【００２４】上記紙塗工用組成物を、上質紙に片面の塗
工量が乾燥重量で１５g/m²となる様に適当なクリアラン
スを持ったアプリケーターバーにて塗工し、直ちにボッ
クス型熱風乾燥機にて１２０℃・２０秒乾燥を行う。得
られた塗工紙は、さらに２０℃で相対湿度６５％の条件
にて一昼夜シーズニングを行い、その後６０℃、線圧１
００ｋｇ／ｃｍの条件にてスーパーキャレンダー処理を
２回行い、これにて得られた塗工紙を印刷表面強度試験
等に供した。得られた塗工紙は以下に示す試験法に従っ
て評価を行い、その結果を紙塗工用組成物の粘度の結果
とともに表−２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】（１）カラー（紙塗工用組成物）の粘度 ２５℃、６０ｒｐｍ、Ｎｏ．３ローターの条件でＢＭ型
粘度計により測定した。 （２）ドライ強度試験 ＲＩ印刷適性試験機（明製作所製）を用い、タックイン
ク（東洋インキＳＭＸタック１５）の印刷にて紙むけ状
態を目視にて判定し、１０点法（１０点を優、１点を
劣）で評価した。 （３）ウェット強度試験 ＲＩ印刷適性試験機でモルトンロールを用いて湿し水を
与え、タックインク（東洋インキＳＭＸタック１０）の
印刷にて紙むけの状態を目視にて判定し、１０点法（１
０点を優、１点を劣）で評価した。 （４）インク着肉 ＲＩ印刷適性試験機を用い、オフセットインク（東洋イ
ンキニューブライト藍）と水を練り合わせ、これを印刷
し、マクベス濃度計にてインク濃度を測定した。 （５）吸水着肉 ＲＩ印刷適性試験機を用い、モルトンロールで試験片に
水を塗布し、紙むけの起きない条件で、印刷用インク
（東洋インキニューブライト藍）にて印刷後、マクベス
濃度計にてインク濃度を測定した。

【００２７】

【発明の効果】実施例において、本発明の紙塗工用組成
物により得られた塗工紙は、接着強度が良好な上、耐水
強度とインク着肉や吸水着肉といったインク受理性も良
好であり、塗工紙の品質が大きく向上したことを示唆し
ている。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料及び接着剤を主成分とする紙塗工用
   組成物に於いて、 （１）脂肪族共役ジエン系単量体 ２０〜６０ 重量部 （２）エチレン系不飽和酸単量体 ０．５〜 ８ 重量部 （３）エチレン系不飽和アミン単量体 ０．５〜 ８ 重量部 （４）メタクリルアミド及びそのＮ置換体 １〜 ５ 重量部 （５）その他共重合可能な単量体 １９〜７８ 重量部 からなる組成物を主成分として含む共重合体ラテックス
   を該接着剤として用いてなる紙塗工用組成物であって、
   該共重合体ラテックスが、単量体組成のうちエチレン系
   不飽和アミン単量体を除く単量体を特定の連鎖移動剤を
   使用して乳化重合し、アルカリ金属化合物にてｐＨ７以
   上に調整し、更にエチレン系不飽和アミン単量体を添加
   して重合することによって製造されることを特徴とする
   紙塗工用組成物。
2. 【請求項２】 上記の連鎖移動剤が下記（５）、（６）
   からなる請求項１記載の紙塗工用組成物。 （６）α−メチルスチレンダイマー ０．０５〜３ 重量部 （７）炭素数４ないし１２のアルキルメルカプタン ０．０５〜３ 重量部
3. 【請求項３】 請求項１記載の紙塗工用組成物を塗工し
   て得られる塗工紙。