JPH0718598A - 紙塗工用共重合体ラテックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐ブリスター性が良好で、ドライピック強
度、印刷光沢など他の塗工紙物性も優れた紙塗工用共重
合体ラテックスを提供する。 【構成】 紙塗工用共重合体ラテックスは、（ａ）脂肪
族共役ジエン系単量体１０〜５０重量％、（ｂ）エチレ
ン性不飽和カルボン酸単量体０．２〜１５重量％、およ
び（ｃ）これらと共重合可能な他のモノオレフィン系単
量体３５〜８９．８重量％からなる単量体を乳化重合し
て得られる共重合体ラテックスであって、該共重合体ラ
テックスの固形分のムーニー粘度（ＭＳ₁₊₄ ，１００
℃）が３〜８０であり、かつメタノール可溶分が３〜４
０重量％である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙塗工用共重合体ラテ
ックスに関し、さらに詳細には耐ブリスター性が特に優
れ、ドライピック強度、印刷光沢など他の塗工紙物性も
良好な紙塗工用共重合体ラテックスに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、出版用あるいは商業印刷用とし
て、大量の顔料塗工紙が使用されている。塗工紙の印刷
の多くがオフセット輪転印刷によって行われており、需
要の拡大あるいは生産コストを下げるために高速印刷の
傾向が強まっており、そのために高速印刷に対応できる
塗工紙の要求が高まっている。

【０００３】このオフセット輪転印刷で高速印刷するた
めには、高温高速乾燥が必要であり、そのため、いわゆ
る「火ぶくれ（ブリスター）」が発生しやすく、このブ
リスターが発生すると印刷物の商品価値が著しく損なわ
れることになる。そのため、塗工紙の品質の中でもとり
わけ耐ブリスター性の向上が強く求められるようになっ
てきた。

【０００４】耐ブリスター性を向上させる方法として、
紙塗工用ラテックスのトルエン不溶分を低くしたり、粒
子径を大きくして透気性を良好にする方法が知られてい
る。

【０００５】しかしこの場合、ドライピック強度や印刷
光沢の低下が見られ、これらの塗工紙物性を犠牲にする
ことなく、耐ブリスター性を向上させることは困難であ
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
技術の課題を背景にして成されたものであって、特に耐
ブリスター性が良好で、この耐ブリスター性と背反的な
関係にあるドライピック強度、印刷光沢など他の塗工紙
物性にも優れた紙塗工用共重合体ラテックスを提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体１０〜５０重量％、
（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体０．２〜１５
重量％および（ｃ）これらと共重合可能な他のモノオレ
フィン系単量体３５〜８９．８重量％からなる単量体を
乳化重合して得られる共重合体ラテックスであって、該
共重合体ラテックスの固形分のムーニー粘度（Ｍ
Ｓ₁₊₄ ，１００℃）が３〜８０であり、かつメタノール
可溶分が３〜４０重量％であることを特徴とする紙塗工
用共重合体ラテックスを提供するものである。 （発明の構成）以下、本願発明について詳細に説明す
る。

【０００８】本発明で使用する脂肪族共役ジエン系単量
体（以下、「成分（ａ）」という）としては、例えば
１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエ
ン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−クロ
ル−１，３−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン
類、直鎖および側鎖共役ヘキサジエン類などを挙げるこ
とができる。成分（ａ）は、共重合体ラテックスに適度
な弾性および得られる塗被膜に適度な軟性を付与するた
めに必要であり、その使用量は単量体全体の１０〜５０
重量％、好ましくは１５〜４５重量％、さらに好ましく
は２０〜４３重量％である。成分（ａ）の使用量が１０
重量％未満では、得られる共重合体ラテックスは硬くて
脆く、一方５０重量％を超えると得られる共重合体ラテ
ックスは柔らかくなり過ぎて耐水性が劣る。

【０００９】本発明で使用するエチレン性不飽和カルボ
ン酸単量体（以下、「成分（ｂ）」という）としては、
例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイ
ン酸、フマル酸、イタコン酸などのモノまたはジカルボ
ン酸を挙げることができる。また、ジカルボン酸無水物
も使用することができる。成分（ｂ）の使用量は、単量
体全体の０．２〜１５重量％、好ましくは０．５〜１３
重量％、さらに好ましくは１〜１０重量％である。成分
（ｂ）の使用量が０．２重量％未満では得られる共重合
体ラテックスの接着力、機械的安定性が低下し、一方１
５重量％を超えると共重合体ラテックスの粘度が高くな
り過ぎて取扱いが困難となる。

【００１０】本発明で使用する成分（ａ）および成分
（ｂ）と共重合可能な他のモノオレフィン系単量体（以
下、「成分（ｃ）」という）としては、スチレン、α−
メチルスチレン、ビニルトルエン、ジメチルスチレンな
どの芳香族ビニル化合物；アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ブチル、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、アクリル酸β
−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチ
ルなどのアクリル酸もしくはメタクリル酸のエステル
類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロ
ルアクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α
−エチルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル系単量
体などを挙げることができる。

【００１１】成分（ｃ）の使用量は単量体全体の３５〜
８９．８重量％、好ましくは４２〜８４．５重量％、さ
らに好ましくは４７〜７９重量％である。成分（ｃ）の
使用量が３５重量％未満ではウェットピック強度が劣
り、一方８９．８重量％を超えるとドライピック強度が
劣り、いずれも好ましくない。

【００１２】本発明の共重合体ラテックスは、成分
（ａ）、成分（ｂ）および成分（ｃ）の単量体を乳化重
合して得られ、かつ該共重合体ラテックスの固形分が以
下の条件を有する。 ムーニー粘度（ＭＳ₁₊₄ ，１００℃）が３〜８０であ
ること。 メタノール可溶分が３〜４０重量％であること。

【００１３】前記共重合体ラテックスの固形分のムーニ
ー粘度は、ＭＳ₁₊₄ ，１００℃の条件で測定をおこなっ
た。

【００１４】ムーニー粘度（ＭＳ₁₊₄ ，１００℃）は３
〜８０、好ましくは３〜６０である。ムーニー粘度（Ｍ
Ｓ₁₊₄ ，１００℃）が３未満では、該共重合体ラテック
スを用いて紙塗工用組成物となした場合に、ドライピッ
ク強度が低下し、一方８０を越えると、耐ブリスター性
が低下する。

【００１５】また、共重合体ラテックスの固形分のメタ
ノール可溶分とは、共重合体ラテックスの固形分を１０
重量％に調整し、該ラテックスにカチオン交換樹脂を入
れてイオン交換を行い、その後この試料を１ｇ程度精秤
し、その全量を瀘紙に吸収させ乾燥し、この瀘紙を細か
く切り、メタノール１００ｍｌで２回抽出し、この抽出
液を合わせて蒸発させて残渣量を求め、これから全固形
分に対するメタノール可溶分を算出した値である。

【００１６】メタノール可溶分は、共重合体ラテックス
の固形分中、３〜４０重量％、好ましくは５〜４０重量
％、さらに好ましくは８〜４０重量％、特に好ましくは
１０〜３５重量％である。メタノール可溶分が３重量％
未満では該共重合体ラテックスを用いて紙塗工用組成物
となした場合に耐ブリスター性が低下し、一方４０重量
％を超えるとドライピック強度が低下する。

【００１７】一般に、ムーニー粘度のコントロールは連
鎖移動剤、重合開始剤の量や種類、重合温度などの重合
処方により行われ、またメタノール可溶分を多くするに
は、乳化剤、連鎖移動剤、モノマー組成、重合開始剤な
どの量や種類を適宜選択する方法がある。

【００１８】しかし一般にムーニー粘度の値を上げる条
件とメタノール可溶分を多くする条件とは相反する。従
って重合開始剤、連鎖移動剤、その他の重合条件を適切
に組み合わせて、上記の条件を満たすようにラテックス
を重合しなければならないが、本発明の条件を満たす共
重合体ラテックスを製造することができれば、ドライピ
ック強度と耐ブリスター性の背反的特性をバランスよく
向上させることができる。

【００１９】本発明で使用する連鎖移動剤としては、従
来公知のもの、例えばｔ−ドデシルメルカプタン，オク
チルメルカプタン，ｎ−ドデシルメルカプタン，ｎ−テ
トラデシルメルカプタン，ｔ−テトラデシルメルカプタ
ン，ｎ−ヘキサデシルメルカプタン，ｔ−ヘキサデシル
メルカプタン，テトラエチルチウラムスルフィド，塩化
メチレン，臭化エチレン，ジペンタメチレンチウラムヘ
キサスルフィド，ジイソプロピルキサントゲンジスルフ
ィド，α−メチルスチレンダイマーなど乳化重合反応に
おける分子量の調節に一般に用いられている分子量調節
剤を使用できる。また、これらの２種以上を組み合わせ
ても使用できる。

【００２０】また、乳化剤としては、高級アルコールの
硫酸エステル、アルキルベンゼルスホン酸塩、脂肪族ス
ルホン酸塩などのアニオン性界面活性剤あるいはポリエ
チレングリコールのアルキルエステル型、アルキルフェ
ニルエーテル型、アルキルエーテル型などのノニオン性
界面活性剤を単独、あるいは２種以上組み合わせて使用
することができる。

【００２１】重合開始剤としては、熱または還元性物質
の存在下でラジカル分解して単量体の付加重合を行わせ
しめるもので、水溶性または油溶性のペルオキソ二硫酸
塩、過酸化物、アゾビス化合物で、例としてはペルオキ
ソ二硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペル
オキソ二硫酸アンモニウム、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
イドなどがある。本発明においては少なくとも一種の水
溶性開始剤を用いることが好ましく、これにより重合体
ラテックスの安定性を増すことができる。その中でも特
にペルオキソ二硫酸塩が最も好ましく用いられる。重合
開始剤は二種以上を用いてもよく、油溶性開始剤を併用
しても構わない。重合開始剤の使用割合は単量体に対し
て通常０．０５〜１．５重量％である。なお、重合温度
は通常３５〜９０℃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硫
酸ナトリウム、アスコルビン酸あるいはその塩、エルソ
ルビン酸あるいはその塩、ロンガリット硫酸鉄などの還
元剤を重合開始剤に組み合わせて使用する、いわゆるレ
ドックス重合法も用いることができる。

【００２２】その他、キレート剤、無機塩なども乳化重
合として公知のものが用いられる。

【００２３】共重合方法は例えば単量体混合物の一括仕
込み、あるいは単量体混合物の一部を重合した後、次い
でその残部を重合進行にしたがって断続的にもしくは連
続的に添加する方法でもよい。また、単量体混合物を重
合の初めより連続的に添加する方法を採ることもでき
る。

【００２４】本発明の共重合体ラテックスが用いられる
紙塗工用組成物は、無機顔料あるいは有機顔料、好まし
くは無機顔料に上記共重合体ラテックス、さらに必要に
応じてその他の結合剤を配合して調製される。上記共重
合体ラテックスの配合量は、固形分換算で顔料１００重
量部に対し好ましくは５〜３０重量部、より好ましくは
５〜２０重量部であり、また必要に応じて添加されるそ
の他の結合剤の配合量は、固形分換算で顔料１００重量
部に対して好ましくは１０重量部以下、より好ましくは
２〜５重量部である。

【００２５】前記無機顔料としては、カオリンクレー、
タルク、硫酸バリウム、酸化チタン、（ルチルアナター
ゼ）、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化亜
鉛、サチンホワイトなどが、また有機顔料としては、ポ
リスチレンラテックスなどが使用される。これらは単独
でも、あるいは２種以上組み合わせて使用することもで
きる。

【００２６】また、前記その他の結合剤としては、デン
プン、酸化デンプン、大豆蛋白、カゼインなどの天然結
合剤、あるいは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ラテック
スが使用される。

【００２７】さらに、この紙塗工用組成物に一般的に使
用されている種々の助剤、例えば分散剤（ピロリン酸ナ
トリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなど）、消泡剤
（ポリグリコール、脂肪酸エステル、リン酸エステル、
シリコーンオイルなど）、レベリング剤（ロート油、ジ
シアンジアミド、尿素など）、防腐材、耐水化剤（ホル
マリン、ヘキサミン、メラミン樹脂、尿素樹脂グリオキ
サルなど）、離型剤（ステアリン酸カルシウム、パラフ
ィンエマルジョンなど）、螢光染料、カラー保水性向上
剤（カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウ
ムなど）、等を必要に応じて配合することができる。

【００２８】この紙塗工用組成物は、従来公知の方法に
よって、例えばエアーナイフコーター、ブレードコータ
ー、ロールコーター、アプリケーターなどを用いて塗布
することができる。

【００２９】なお、本発明の共重合体ラテックスは、顔
料バインダーのほかに、紙のコーティング剤、カーペッ
トバッキング剤の接着剤、その他各種の接着剤、さらに
塗料などとしても使用することができる。

【００３０】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるもの
ではない。これら実施例における「部」および「％」
は、それぞれ重量部および重量％を意味する。実施例１〜４ （共重合体ラテックスの製造）撹拌機付きオートクレー
ブに、水１５０部、ブタジエン５部、スチレン１０部、
メタクリル酸メチル１０部、アクリロニトリル２部、イ
タコン酸１部、アクリル酸２部、ｔ−ドデシルメルカプ
タン１部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．
１部およびペルオキソ二硫酸カリウム１．５部を仕込
み、６０℃で２時間反応させた。次いでブタジエン３５
部、スチレン１１部、メタクリル酸メチル２０部、アク
リロニトリル４部、ｔ−ドデシルメルカプタン０．５部
からなる単量体混合物を、前記オートクレーブ中の重合
系内に１０時間かけて連続的に添加した。この間、重合
系内の温度は６５℃に保ち、その後７０℃で６時間反応
させて、重合転化率９８％で重合を終えた。この結果、
実施例１の共重合体ラテックスを得た。

【表１】 表１に示す組成の単量体およびその他の物質を使用した
以外は、実施例１と同様にして実施例２〜４の共重合体
ラテックスを得た。さらに、これらの各共重合体ラテッ
クスの固形分のムーニー粘度（ＭＳ₁₊₄ ，１００℃）お
よびメタノール可溶分を本発明で規定する方法によって
測定し、その結果を表１に示した。

【００３１】各実施例の共重合体ラテックスを用いて、
下記処方により紙塗工用組成物を調整した。 （紙塗工用組成物の調整）上記各共重合体ラテックスを
用いて、下記の処方により紙塗工用組成物（カラー）を
調整した。

【００３２】クレー ８０部（分散剤とし
てピロリン酸ナトリウム０．５部含有） 炭酸カルシウム ２０部 共重合体ラテックス １０部（固形分） 酸化デンプン ５部 水 （全固形分が６０％になる量） 得られたカラーは、下記試験法で評価した。なお、試験
に使用したコート紙は、カラーを坪量６４ｇ／ｍ² の原
紙にコーティングブレードを用いて、塗被量２０ｇ／ｍ
² で塗工して得た。 （１）ＲＩドライピック：接着強度の指標 ＲＩ印刷機で印刷したときのピッキングの程度を肉眼で
判定し、５段階で評価した。点数の高いものほど良好で
ある。点数は、測定回数６回の平均値で示した。 （２）ＲＩウェットピック：耐水性の指標 ＲＩ印刷機でモルトンロールを用い、湿し水を与えたと
きのピッキングの程度を肉眼で判定し、５段階で評価し
た。点数の高いものほど良好である。点数は、測定回数
６回の平均値で表示した。 （３）印刷光沢：ＲＩ印刷機を使用してウェブオフセッ
ト用インキをベタ塗りし、村上式光沢計を使用して測定
した（入射角：６０゜）。 （４）耐ブリスター性：両面印刷塗工紙を調湿（約６
％）した後、加熱したオイルバスに投げ込み、ブリスタ
ーが発生するときの最低温度で示した。

【００３３】結果を表２に示した。

【表２】 実施例１〜４は、本発明の範囲内の紙塗工用共重合体ラ
テックスを用いた例であり、得られた紙塗被用組成物は
本発明の、目的の効果が得られている。比較例１〜４ 表３に示すように組成を変えた以外は、実施例と同様に
して、比較例１〜４の共重合体ラテックスを得た。

【表３】 これらの共重合体ラテックスの固形分のムーニー粘度
（ＭＳ₁₊₄ ，１００℃）およびメタノール可溶分を本発
明で規定する方法によって測定し、その結果を表３に示
した。また実施例と同様にして紙塗工用組成物を調整
し、塗工紙物性を評価し、その結果を表４に示した。

【表４】 比較例１は、共重合体ラテックスの固形分のムーニー粘
度（ＭＳ1+4 ，１００℃）が本発明の範囲未満であり、
ＲＩドライピック（接着強度）およびＲＩウェットピッ
ク（耐水強度）に劣る。

【００３４】比較例２は、共重合体ラテックスの固形分
のムーニー粘度（ＭＳ1+4 ，１００℃）が本発明の範囲
を越えており、耐ブリスター性に劣る。

【００３５】比較例３は、共重合体ラテックスの固形分
のメタノール可溶分が本発明の範囲未満であり、耐ブリ
スター性に劣る。

【００３６】比較例４は、共重合体ラテックスの固形分
のメタノール可溶分が本発明の範囲を越えており、ＲＩ
ドライピック（接着強度）およびＲＩウェットピック
（耐水強度）に劣る。

【００３７】

【発明の効果】本発明の紙塗工用共重合体ラテックス
は、耐ブリスター性に特に優れるだけでなく、ドライピ
ック強度，印刷光沢などのほかの塗工紙物性にも優れて
いる。その結果、本発明の紙塗工用共重合体ラテックス
は、コート紙、特にオフセット輪転印刷用コート紙の製
造に好適に使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ２１Ｈ 19/20 (72)発明者 松井 尚 東京都中央区築地２丁目11番24号 日本合 成ゴム株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）脂肪族共役ジエン系単量体 １０〜５０重量％、 （ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体 ０．２〜１５重量％、 （ｃ）これらと共重合可能な他のモノオレフィン系単量体 ３５〜８９．８重量％、 からなる単量体を乳化重合して得られる共重合体ラテッ
   クスであって、該共重合体ラテックスの固形分のムーニ
   ー粘度（ＭＳ₁₊₄ ，１００℃）が３〜８０であり、かつ
   メタノール可溶分が３〜４０重量％であることを特徴と
   する紙塗工用共重合体ラテックス。