JPH0770990A - 紙塗工用塗料組成物及びそれを塗工してなる塗工紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】（１）オレフィン系モノマー４５〜７５重量
％、（２）脂肪族共役ジオレフィン系モノマー２５〜５
５重量％及び（３）ポリリン酸塩類 0.3〜3.0 重量％を
用いて乳化重合して得られたラテックスを主要成分とす
る紙塗工用塗料組成物。 【効果】本発明の塗工紙用塗料組成物は、優れた塗料粘
性と塗工性を有し、表面性が良くまた、ドライ、ウェッ
ト強度に優れた塗工紙を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙塗工用塗料組成物に
関し、特に優れた塗料粘性と塗工作業性を有し紙塗工の
工程で従来にない作業適性を得る事が可能な塗料組成
物、およびそれを塗工して得られた塗工紙に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、製紙業界に於ては塗工紙需要の著
しい伸びにともない生産性向上のために塗工の高速化が
なされてきている。多くの塗工マシンでは操業可能な限
界速度で塗工するため、しばしば塗工作業時にマシンの
汚れ等が発生する。また塗工紙の生産性向上とともに品
質に対する要求もより高くなっているが、高速生産を行
なうことで塗工作業時に、ストリーク、スピッツ、スト
ラクタイト等のトラブルが発生し問題となる。

【０００３】従来、塗料組成物に作業適性を付与する方
法として、塗料組成物に接着剤として使用するラテック
スに官能基等を用いて安定にする方法（特開昭58−5409
6 号公報）や、ラテックスの組成やゲル分含有率（ラテ
ックス乾燥フィルムの溶剤に対する不溶解分の含有重量
割合）を調整する等の方法で品質向上を行なっていた。
特にラテックスフィルムの耐ベタツキ性を改良し、マシ
ンの汚れを改良する方法（特開昭63−8439号公報、特開
昭63−12647 号公報等）が開示されているが、作業適性
を満足させるものではなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、塗工作業時
のマシンの汚れや、ストリーク、スピッツ、ストラクタ
イト等の発生のない優れた紙塗工用の塗料組成物および
高品質な塗工紙を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
について鋭意検討し、本発明を完成したものである。即
ち、本発明は、（１）オレフィン系モノマー４５〜７５
重量％、（２）脂肪族共役ジオレフィン系モノマー２５
〜５５重量％及び（３）ポリリン酸塩類 0.3〜3.0 重量
％を用いて乳化重合して得られるラテックスを主要成分
とする紙塗工用塗料組成物であり、さらには該紙塗工用
塗料組成物を塗工してなる塗工紙でもある。

【０００６】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明の紙塗工用塗料組成物に用いられるラテック
スは、（１）オレフィン系モノマー、（２）脂肪族共役
ジオレフィン系モノマー及び（３）ポリリン酸塩類を原
料として製造される。 （１）オレフィン系モノマーには、好ましいモノマーと
しては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、クロ
ロスチレンやジメチルスチレン等のオレフィン系芳香族
系モノマー、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アク
リル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）ア
クリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸グリ
シジル、（メタ）アクリロニトリル、および酢酸ビニル
等のオレフィン系脂肪族モノマーがある。これ等に必要
に応じて、アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、
ビニル酢酸、メタクリル酸、チグリン酸、オレイン酸、
ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、マレイン酸、無
水マレイン酸、マレイン酸アルキルモノエステル、フマ
ル酸、フマル酸アルキルモノエステル、シトラコン酸、
テトラコン酸、イタコン酸、イタコン酸アルキルモノエ
ステル、等の脂肪族不飽和カルボン酸類、アクリル酸ヒ
ドロキシエチル、メタアクリル酸ヒドロキシエチル、ア
クリル酸ヒドロキシプロピル、メタアクリル酸ヒドロキ
シプロピル等のヒドロキシ基を含有する脂肪族不飽和カ
ルボン酸のエステル類、アクリルアミド、Ｎ−メチロー
ルアクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロール
メタアクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルメタアクリル
アミド等の如きアクリルアミド、メタクリルアミドおよ
びそのＮ置換体等の群から選ばれた一種または二種以上
の混合物を併用できる。これらのモノマーは例示であ
り、この外にも共重合可能なモノマーであれば使用する
ことができる。 （２）脂肪族共役ジオレフィン系モノマーには、好まし
いモノマーとしては、例えば、ブタジエン、イソプレン
や２−クロロブタジエン等があり、これらは一種または
二種以上の混合物で用いることができる。 （３）ポリリン酸塩類には、好ましいものとしては、例
えば、ポリリン酸カリウム、ポリリン酸ナトリウム、メ
タリン酸カリウム、メタリン酸ナトリウム、ピロリン酸
カリウム、ピロ酸リン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナ
トリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム等の群があり、
これらは一種または二種以上の混合物で用いることがで
きる。

【０００７】上記３種類の原料については、特に（３）
ポリリン酸塩類を用いることにより、本発明の特徴であ
る作業性の良い紙塗工用のラテックスをえることができ
る。（１）オレフィン系モノマー及び（２）脂肪族共役
ジオレフィン系モノマーの使用範囲は、所望するラテッ
クスの物性値より適宜その範囲が決められるが、通常、
オレフィン系モノマーについては、全構成重合体成分中
４５〜７５重量％、好ましくは５０〜７０重量％の範囲
が適当であり、脂肪族共役ジオレフィン系モノマーにつ
いては、全構成重合体成分中２５〜５５重量％、好まし
くは３０〜５０重量％の範囲が適当である。さらにポリ
リン酸塩類は、全構成重合体成分中 0.3〜3.0 重量％、
好ましくは0.5 〜2.5 重量％の範囲が適当である。ポリ
リン酸塩類の使用量が 0.3重量％以下では、作業性の良
い紙塗工用の塗料組成物がえられない、また3.0 重量部
％以上使用しても、作業性を改善させる効果はない。

【０００８】以上、（１）〜（３）の各成分を用いて、
乳化重合によりラテックスが製造される。製造方法は、
通常公知の製造方法が適用できるが、好ましい乳化剤と
しては、例えば、アルキルスルホネート、アルキルアリ
ルスルホネート、アルキルサルフェート、アルキルナフ
タレンスルホネート、アルキルサクシネートスルホネー
ト等のアニオン性活性剤や、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ルエーテ
ル、ポリオキシエチレン脂肪族エステル等のノニオン性
活性剤を、単独または併用にて使用することができる。
また重合開始剤としては、酸化剤例えば、過硫酸のカリ
ウム、ナトリウムやアンモニウム塩、過酸化水素、ジイ
ソブチルベンゾイルパーオキシド、キュメンハイドロパ
ーオキシド、ラウリルパーオキシド等の酸化剤が単独で
使用されたり、これらの酸化剤と亜硫酸ソーダ、重亜硫
酸ソーダ、チオ硫酸ソーダ等の還元剤との併用、即ちレ
ドックスシステムで用いることもできる。

【０００９】また製造されるラテックスの平均粒子径
は、８０〜１３０ｎｍ好ましくは９０〜１２０ｎｍの範
囲が、ラテックスを使用した塗料組成物の塗料粘性と塗
工作業性より、好ましい範囲である。所望の粒子径を有
するラテックスを製造するには重合開始剤及び乳化剤の
種類と使用量より適宜決定されるが、乳化剤の使用量は
全構成重合体成分に対し、５重量％以下の量を用いると
よい。尚、ラテックスの平均粒子径は、粒子径測定器
［（株）日科機製；ＣＯＵＬＴＥＲ ｍｏｄｅｌ Ｎ４
ＳＤ ＳＵＢ−ＭＩＣＲＯＮ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＡＮ
ＡＬＹＺＥＲ］により測定するとよい。

【００１０】以上により、本発明のラテックスは製造さ
れるが、特に好ましい態様は次の通りである。（１）オ
レフィン系モノマー及び（２）脂肪族共役ジオレフィン
系モノマーの所定量を反応釜に仕込み、これに重合開始
剤及び乳化剤の一部或いは全量を加え、水媒体系で乳化
重合させながら、（３）ポリリン酸塩類の全量を、重合
速度に合わせて、逐次添加する。逐次添加する時間は、
ポリリン酸塩類の全量を添加した時点が、略重合終了時
点と一致していることが好ましい。ポリリン酸塩類を逐
次添加することにより、本発明の効果である作業適性を
より改善させる。また必要に応じ、ラテックス中のゲル
含有率を調整することもできる。ゲル含有率は、乳化重
合時にブチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタ
ン、ｔ−ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタ
ン類や、四臭化炭素、アルコール類等の連鎖移動剤を一
種または二種以上用いて調整することができる。ラテッ
クスのゲル含有率は、本発明では特定していないが、塗
工紙の物性等を考慮すると、通常３０〜９０重量％の範
囲が好ましい。

【００１１】本発明に用いる塗工紙用塗料組成物には、
顔料として、通常の塗工紙に用いられるカオリンクレ
ー、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、酸化チ
タン、水酸化アルミニウム、サチンホワイト、硫酸バリ
ウム、酸化マグネシウム、タルクやコロイダルシリカ等
の無機顔料及びプラスチックピグメント、白色尿素樹脂
顔料等の有機顔料は、すべて使用することができ、通常
二種以上が併用される。また本発明のラテックスには、
一般の水溶性高分子、例えば、カゼイン、酸化澱粉、リ
ン酸エステル化澱粉、大豆蛋白、カルボキシメチルセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロース等を併用すること
もできる。好ましくは、顔料１００重量部に対して２〜
８重量部の範囲で用いられる。尚、消泡剤、分散剤、耐
水化剤、防腐剤、着色剤、離型剤等の助剤も必要に応じ
て用いられる。このようにして得られた塗料組成物は、
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、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、この時の塗工紙用
塗料組成物の固形分濃度は通常５５〜６７重量％であ
る。

【００１２】本発明の、塗工紙用の原紙としては、一般
の印刷塗工紙用の坪量５２．３〜１５７ｇ／ｍ² の上質
紙、中質紙等、およびこれらに予め塗料組成物を塗工乾
燥した塗工紙等が原紙として用いられる。これら原紙へ
の塗工紙用塗料組成物の塗工量は、乾燥重量で通常片面
に１０〜２５ｇ／ｍ² 塗工される。このようにして塗工
された後、キャレンダー仕上げ等により塗工紙とする。
キャレンダーとしては、スーパーキャレンダーやマット
キャレンダー等が使用される。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例および比較例を挙げて
更に詳述するが、本発明はこれらにより何等限定される
ものではない。また、以下例中に於て用いる部および％
は特記のない限り重量基準を示す。 １．ラテックスの製造例 製造例１ 窒素置換した撹拌機付オートクレーブ中に、脱イオン水
１１０部、ラウリル硫酸ソーダ０．３５部、過硫酸カリ
ウム１．２部を仕込み、これに、ノルマルドデシルメル
カプタン０．６部、（１）オレフィン系モノマーとして
スチレン４２部、メタクリル酸メチル８部、アクリロニ
トリル５部、マレイン酸１部、イタコン酸１部、アクリ
ル酸１部、アクリルアミド２部よりなる混合物、（２）
ジオレフィン系モノマーとしてブタジエン４０部、さら
にラウリル硫酸ソーダ０．１５部を溶解させた脱イオン
水溶液６０部を加え、系内を乳化させ７０℃に昇温し、
重合を開始させると同時に、７０℃に系内を維持させな
がら、別に用意したポリリン酸ソーダ１部を溶解させた
脱イオン水溶液３０部を反応系内に５時間かけて逐次添
加した。添加終了後、さらに同温度で４時間乳化重合さ
せて、重合開始後９時間で重合率９８％のラテックスを
得た。次いで、５％苛性ソーダ水溶液にて該ラテックス
のＰ．Ｈを８に調整し、スチームストリッピングを行な
い、さらに濃縮し、脱イオン水を加えて固形分濃度を５
０％に調整し、ラテックスＡ−１をえた。表−１に製造
に用いた原料及び得られたラテックスの粒子径と粘度を
示した。

【００１４】製造例２〜８ （１）オレフィン系モノマー、（２）ジオレフィン系モ
ノマー及び（３）ポリリン酸塩類の種類と使用量を表−
１に示すように変更した以外は、製造例１と同様の操作
にてラテックスＡ−２〜Ａ−８をえた。また得られたラ
テックスの粒子径と粘度を同じく表−１に示す。

【００１５】比較製造例１〜２ （１）オレフィン系モノマー、（２）ジオレフィン系モ
ノマー及び（３）ポリリン酸塩類の種類と使用量を表−
１に示すように変更した以外は、製造例１と同様の操作
にてラテックスＡ−９〜Ａ−１０をえた。また得られた
ラテックスの粒子径と粘度を同じく表−１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】２．紙塗工用塗料組成物の製造 実施例１〜８及び比較例１〜２ カオリン（米国エンゲルハルト社製：商品名ＵＷ９０）
５０部、カオリン（米国エンゲルハルト社製：商品名Ｈ
Ｔ）３０部、炭酸カルシウム（富士カオリン社製：商品
名カービタル９０）２０部、分散剤としてアロンＴ−４
０（東亜合成社製）０．３部を加え、これにカセイソー
ダ０．１部を加え、カウレス分散機を用いて水に分散し
濃度７０％の顔料スラリーを調整した。次いで、接着剤
として変性澱粉（日本食品加工社製：ＭＳ−４６００）
３部、耐水化剤としてスミレッツ６３６（住友化学社
製）０．３部、潤滑剤としてステアリン酸カルシウム
（サンノプコ社製ノプコートＣ−１０４）１．０部、と
ラテックスＡ−１〜Ａ−１０それぞれ１３部を添加し、
最後に水を加えて塗料の固形分濃度を６２％に調整して
塗工紙用塗料組成物を得た。

【００１８】上記塗工紙用塗料組成物を、アプリケータ
ーバーコーターにて塗料組成物の塗工量が、乾燥重量で
片面に１５ｇ／ｍ² になるように塗工し乾燥した。その
後、カレンダー線圧１５０ｋｇ／ｃｍのスーパーカレン
ダーに二回通して塗工紙をえた。尚、温度は６０℃で行
なった。以上の塗工紙用塗料組成物及び塗工紙は次の測
定方法により各物性を求めた。結果を表−２に示す。

【００１９】塗料物性 １．塗工紙用塗料組成物の粘度（ハイシィャー粘度） 各塗工紙用塗料組成物を使用し、ＨＩ−ＳＨＥＡＲＶＩ
ＳＣＯ ＭＥＴＥＲ（ＨＥＲＣＵＬＥＳ ＴＹＰＥ 熊
谷理器社製）、８８００ｒｐｍ／ｍｉｎでの高剪断時の
粘度物性を測定した。 ２．塗工紙用塗料組成物の作業適性 坪量６４ｇ／ｍ² の原紙に、各塗工紙用塗料組成物をＣ
ＬＣ（ＣＹＬＩＮＤＲＩＣＡＬ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ
ＣＯＡＴＥＲ ウェアハウザー社製）にて１５００ｍ
／ｍｉｎで塗工し乾燥してえられた塗工紙の表面状態か
ら、ストリーク、スピッツ、ストラクタイト等を観察
し、作業適性を◎→優、○→良、△→可、×→不可で表
示した。 塗工紙物性 ３．塗工紙の光沢度は、ＪＩＳのＰ−８１４２に準じて
測定した。 ４．印刷後光沢は、ＲＩ印刷機により市販オフセット印
刷用インキを０．４ｃｃ使用して印刷を行ない乾燥を行
なった後、ＪＩＳのＰ−８１４２に準じて測定した。 ５．表面強度はＲＩ印刷試験機（明製作所製）により印
刷を行ない、表面のピッキングの観察により１０段階評
価（１０は表面ピッキング無く良〜１は表面全体にピッ
キングが発生し不良）した。

【００２０】

【表２】

【００２１】

【発明の効果】本発明の塗工紙用塗料組成物は、優れた
塗料粘性と塗工作業性を有し、表面性が良くまた、ドラ
イ、ウェット強度に優れた塗工紙を製造できることを示
している。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（１）オレフィン系モノマー４５〜７５重
   量％、（２）脂肪族共役ジオレフィン系モノマー２５〜
   ５５重量％及び（３）ポリリン酸塩類 0.3〜3.0 重量％
   を用いて乳化重合して得られるラテックスを主要成分と
   する紙塗工用塗料組成物。
2. 【請求項２】（１）オレフィン系モノマー４５〜７５重
   量％、（２）脂肪族共役ジオレフィン系モノマー２５〜
   ５５重量％及び（３）ポリリン酸塩類 0.3〜3.0 重量％
   を用いて乳化重合する際、ポリリン酸塩類 0.3〜3.0 重
   量％を逐次添加しながら乳化重合して得られるラテック
   スを主要成分とする紙塗工用塗料組成物。
3. 【請求項３】紙塗工用ラテックスの平均粒子径が８０〜
   １３０ｎｍである請求項１または２記載の紙塗工用塗料
   組成物。
4. 【請求項４】請求項１または２または３記載の紙塗工用
   塗料組成物を塗工してなる塗工紙。