JPH11209413A

JPH11209413A - 紙塗工用共重合体ラテックス

Info

Publication number: JPH11209413A
Application number: JP1589598A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Hirose; 洋一廣瀬; Riyouji Tanaka; 僚治田中
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 1999-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】高速流動性が良い紙塗工用組成物が得られ、
ドライピック強度、ウェットピック強度、耐ブリスター
性に優れる塗工紙が得られる共重合体ラテックスおよび
それを用いた紙塗工用組成物を提供する【解決手段】脂肪族共役ジエン系単量体、エチレン系
不飽和カルボン酸単量体、他の単量体からなる単量体混
合物１００重量部を、式（１）で表される反応性乳化剤
とα−メチルスチレンダイマー存在下で乳化重合した紙
塗工用ラテックス。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗工紙のバインダ
ーとして用いる共重合体ラテックスに関し、特に高速塗
工適性と印刷適性に優れる共重合体ラテックスおよびそ
れを用いた紙塗工用組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】塗工紙は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、原紙の表面に顔料と
バインダーを主体とした紙塗工用組成物を塗布したもの
である。共重合体ラテックスはその優れた接着強度から
紙塗工用組成物の主バインダーとして汎用的に用いられ
ている。

【０００３】近年、塗工紙の生産量の伸長に伴い、生産
能力の向上を目的として、高速塗工化が進んでおり、紙
塗工用組成物には優れた高速流動性が要求される。また
一方、印刷速度の高速化も進められており、塗工紙には
高速印刷に耐えうる優れたドライピック強度、ウェット
ピック強度、耐ブリスター性が必要となる。

【０００４】主バインダーである共重合体ラテックスに
もこれらの性能の向上が要求されてきている。紙塗工用
組成物の高速流動性を改良するには、共重合体ラテック
スの粒子径を小さくすることが有効であることが知られ
ており、遷移金属化合物の存在下、重合開始剤および反
応性乳化剤を使用することで重合安定性があり粒径分布
が狭く微少粒子径のラテックスが得られることが特開平
８−４８７０５号公報に開示されている。しかしなが
ら、ここで開示されている反応性乳化剤を使用したラテ
ックスでは、耐水性向上が十分でないために塗工紙のウ
ェットピック強度が低いという問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高速流動性
が良い紙塗工用組成物が得られ、ドライピック強度、ウ
ェットピック強度、耐ブリスター性に優れる塗工紙が得
られる共重合体ラテックスおよびそれを用いた紙塗工用
組成物を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、反応性乳化剤と
して特定の構造を有するものを使用することにより、紙
塗工用組成物の高速流動性、ドライピック強度、ウェッ
トピック強度、耐ブリスター性に優れる共重合体ラテッ
クスが得られることを見い出し、本発明を完成するに至
った。

【０００７】すなわち、本発明は、（ａ）脂肪族共役ジ
エン系単量体２０〜７０重量％、（ｂ）エチレン系不飽
和カルボン酸単量体１〜１０重量％、（ｃ）共重合可能
な他の単量体２０〜７９重量％からなる単量体混合物１
００重量部を、下記の一般式（１）で表される反応性乳
化剤０．１〜１０重量部とα−メチルスチレンダイマー
０．１〜５重量部の存在下で乳化重合して得られる紙塗
工用共重合体ラテックスであり、

【０００８】

【化２】

【０００９】（式中、Ｒ¹は水素またはメチル基、Ｒ²
は炭素数８〜２４のアルキル基またはアシル基、Ａは炭
素数２〜４のアルキレン基、ｎは０〜２０の整数、ｍは
０〜５０の整数、Ｍは、アルカリ金属、アルカリ土類金
属またはＮＨ₄である。）または、該紙塗工用共重合体
ラテックスおよび顔料を含有する紙塗工用組成物であ
る。

【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のラテックスは、（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体
２０〜７０重量％、（ｂ）エチレン系不飽和カルボン酸
単量体１〜１０重量％、（ｃ）共重合可能な他の単量体
２０〜７９重量％からなる単量体混合物を乳化重合して
得られる。（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体としては１，３―ブタ
ジエン、イソプレン、２−クロロ−１，３−ブタジエン
などが挙げられる。これらの脂肪族共役ジエン系単量体
は１種あるいは２種以上を組み合わせてもよく、また、
その割合は全単量体混合物に対して２０〜７０重量％、
好ましくは２５〜６５重量％であり、２０重量％未満で
は弾性と膜の硬さに劣り、一方７０重量％を超えると柔
らかすぎるとともに耐水性に劣り好ましくない。

【００１１】（ｂ）エチレン系不飽和カルボン酸単量体
としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン
酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。これらの
エチレン系不飽和カルボン酸単量体は１種あるいは２種
以上を組み合わせてもよく、その割合は、全単量体混合
物に対して１〜１０重量％、好ましくは１〜７重量％の
範囲である。この量が１重量％未満では重合時のラテッ
クスの安定性が悪く、凝集物が発生し易く、また、得ら
れるラテックスの機械的、化学的安定性に劣り、一方、
１０重量％以上では得られるラテックスの粘度が高くな
り、実用上好ましくない。

【００１２】（ｃ）共重合可能な他の単量体としてはス
チレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、Ｐ−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、アクリル酸２―エチルヘキシル、メタクリ
ル酸グリシジルなどのアクリル酸あるいはメタクリル酸
のアルキルエステル化合物、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などのシア
ン化ビニル系単量体、β−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、β―ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシ
プロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレ
ートなどのヒドロキシアルキル基を有する不飽和単量
体、アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアミド基
含有エチレン系不飽和化合物、酢酸ビニルなどのカルボ
ン酸ビニルエステル類などが挙げられる。これらの
（ｃ）共重合可能な他の単量体は１種あるいは２種以上
を組み合わせてもよい。

【００１３】本発明のラテックスの乳化重合では、上記
式（１）で表される反応性乳化剤を用いる。この特定の
構造式を有する反応性乳化剤を乳化重合に用いること
で、塗工紙のウェットピック強度が著しく改善され、ま
た、ドライピック強度も改善される。この理由は不明で
あるが、この特定構造の反応性乳化剤は、他の反応性乳
化剤と比較して単量体との結合性が高いのではないかと
推測している。

【００１４】このような反応性乳化剤としては、たとえ
ば、旭電化工業（株）製アデカリアソープＳＥ−１０２
５Ｎ（商標）などがある。反応性乳化剤の使用量は、単
量体混合物１００重量部に対して０．１〜１０重量部、
好ましくは０．５〜５重量部である。０．１重量部以上
で重合安定性が得られ、所定の粒子径が安定的に得られ
る。また、１０重量部以下でウェットピック強度の改善
が見られる。

【００１５】本発明のラテックスを用いた場合の塗工紙
性能を維持できる範囲内で、必要に応じて上記の反応性
乳化剤以外に他の反応性乳化剤や非反応性の乳化剤を併
用しても良い。非反応性の乳化剤としては、例えば、脂
肪族セッケン、ロジン酸セッケン、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、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
オキシプロピレンブロックコポリマーなどのノニオン性
界面活性剤、ラウリルベタイン、ステアリルベタインの
各々の塩、ラウリル−β−アラニン、ラウリルジ（アミ
ノエチル）グリシンの各々の塩などの両面界面活性剤が
挙げられる。

【００１６】本発明の共重合体ラテックスの乳化重合で
は、連鎖移動剤としてα―メチルスチレンダイマーを使
用することが望ましい。これを用いることにより優れた
性能の塗工紙が得られるラテックスを得る。α―メチル
スチレンダイマーは、全単量体混合物１００部に対して
０．１〜５重量部使用する。α―メチルスチレンダイマ
ーが０．１重量部以上で、耐ブリスター性に優れる。５
重量部以下で安定的に重合することができる。

【００１７】また、連鎖移動剤としてα―メチルスチレ
ンダイマーと共に他の連鎖移動剤を併用してもよい。他
の連鎖移動剤としては、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−
オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｎ
−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタンな
どのメルカプタン類、四塩化炭素、四臭化炭素などのハ
ロゲン化炭化水素類などが挙げられる。

【００１８】本発明のラテックスの乳化重合では、重合
開始剤は公知のものが使用でき、特に制限されない。重
合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウ
ム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性開始剤、過酸化ベ
ンゾイル、アゾビスイソブチルニトリルなどの油溶性開
始剤、あるいはレドックス系などの公知の開始剤が挙げ
られる。

【００１９】本発明に関わる紙塗工用組成物は、本発明
のラテックスと顔料を含有せしめることにより得られ
る。顔料としては、公知の顔料が公知の方法で使用でき
特に制限されない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。なお、実施例、比較例中の部およ
び％はそれぞれ重量部および重量％を意味する。まず各
種物性の測定方法およびサンプル作製方法を詳述する。１．ラテックス粒径日機装株式会社製、粒度分析計９２３０ＵＰＡを用いて
測定した。測定は、ラテックスを約５００倍に希釈して
行った。２．ゲル分率約２倍に希釈したラテックスを１３０℃で３０分間乾燥
しラテックスフィルムを得る。このラテックスフィルム
を約０．５ｇとり秤量する。これをトルエン３０ｍｌと
混合して３時間浸透したのち、目開き３２μｍの金属網
にてろ過した場合の残留物の乾燥重量を秤量する。もと
のラテックスフィルム重量に対する残留物の乾燥重量の
割合をゲル分率とする。３．紙塗工用組成物の高せん断粘度熊谷理機工業株式会社製、ハーキュレス高せん断粘度計
ＨＲ−８０１Ｃを用いて測定した。ローターはＦボブを
用い、回転数６６００ｒｐｍ、２５℃の条件下で測定し
た。４．ドライピック強度０．４ｃｃの印刷インク（東華色素社製、商品名：ＳＤ
スーパーデラックス５０紅（タック値１８のもの））を
ゴムロール上に乗せ、均一になるように約５分間練る。
次に試験用塗工紙を貼った台紙をＲＩ印刷機にセット
し、２１ｃｍ×２５ｃｍの印刷面積で数回重ね刷りを行
い、ピッキングの状態を目視評価した。ピッキング現象
の少ないものを高得点とする。

【００２１】評価は、実施例１〜２および比較例１〜５
の計７点の各種紙塗工用組成物を用いた塗工紙を同一台
紙上に並べて同時に行い、５点満点で各得点を決定し
た。この試験を計５回実施し、これらの試験結果の平均
値を得点とした。５．ウェットピック強度０．４ｃｃの印刷インク（東華色素社製、商品名：ＳＤ
スーパーデラックス５０紅（タック値１５のもの））を
ゴムロール上に乗せ、均一になるように約５分間練る。
次に、あらかじめ適量の水を塗布した湿し水ロールを取
付ける。つづいて試験用塗工紙を貼った台紙をＲＩ印刷
機にセットし、湿し水ロールと接触させた直後にインク
を乗せたゴムロールを接触させ、２１ｃｍ×２５ｃｍの
印刷面積で１回刷りを行う。ロールに現れたピッキング
の状態を目視評価し、ピッキング現象の少ないものを高
得点とする。

【００２２】評価は、実施例１〜２および比較例１〜５
の計７点の各種紙塗工用組成物を用いた塗工紙を同一台
紙上に並べて同時に行い、５点満点で各得点を決定し
た。この試験を計５回実施し、これらの試験結果の平均
値を得点とした。６．ブリスター発生温度塗工紙のサンプルを４ｃｍ×５ｃｍの大きさに裁断し、
比較するすべてのサンプル片を同時にオイルバスに浸
し、紙面に気泡が発生するかどうかを観察する。同一温
度で１０回測定し、１０回のうち５回以上で気泡が発生
した温度をブリスター発生温度とした。

【００２３】

【実施例１】イオン交換水１００部、ドデシルベンゼン
スルホン酸ソーダ０．６部（固形分換算）、イタコン酸
３部、反応性乳化剤（Ａ）（旭電化社製、商品名：アデ
カリアソープＳＥ−１０２５Ｎ）１部、および、ブタジ
エン３０部、スチレン５７部、メタクリル酸メチル１０
部、α−メチルスチレンダイマー２部、ｔ−ドデシルメ
ルカプタン０．５部の単量体と連鎖移動剤の混合液を作
成した。次に攪拌機を備えた温度調節可能な加圧反応器
の内部を窒素置換し、上で作成した混合液の１５％を仕
込み、内温を７５℃に調整した。過硫酸ナトリウム１部
とイオン交換水５部とからなる溶液を一括添加すると同
時に、残りの混合液を添加しはじめ、６時間後に添加を
終了し、続く１時間で９５℃に昇温して重合を終了し
た。次に水酸化ナトリウムを加えてｐＨを８に上げ、水
蒸気蒸留により残留した単量体を除去し、約５０％固形
分のラテックスを得た。

【００２４】得られたラテックスの粒径は６１ｎｍ、ゲ
ル分率は７３％であった。得られたラテックスを用い
て、表１の配合で紙塗工用組成物を調製した。紙塗工用
組成物の高せん断粘度は３４．８ｃｐｓであった。この
紙塗工用組成物を上質紙（坪量７４ｇ／ｍ²）にワイヤ
ーバーを用いて１３ドライｇ／ｍ²となるように塗工
し、直ちに熱風乾燥機で１８０℃、１０秒の条件で乾燥
した。得られた塗工紙は２５℃、湿度６５％の恒温室で
一昼夜養生後、５０℃、線圧１５０ｋｇｆ／ｃｍの条件
にてスーパーカレンダー処理を二回行い、表面強度試験
用の塗工紙を得た。

【００２５】各物性の測定結果を表２に示す。高せん断
粘度は小さく、ドライピック強度、ウェットピック強度
ともに優れ、耐ブリスター性にも優れていた。

【００２６】

【実施例２】表２に示した組成を使用した以外は、実施
例１と同様にしてラテックスを作製し、評価を行った。
粒径、ゲル分率、紙塗工用組成物の高せん断粘度、ドラ
イピック強度、ウェットピック強度、ブリスター発生温
度の測定結果を表２に示した。

【００２７】いずれも、実施例１同様、高せん断粘度は
小さく、ドライピック、ウェットピック強度ともに優
れ、耐ブリスター性にも優れている。

【００２８】

【比較例１〜５】表２に示した組成を採用した以外は、
実施例１と同様にしてラテックスを作製し、評価を行っ
た。粒径、ゲル分率、紙塗工用組成物の高せん断粘度、
ドライピック強度、ウェットピック強度、ブリスター発
生温度の測定結果を表２に示した。

【００２９】なお、比較例１と３で使用した反応性乳化
剤（Ｂ）は、下記式（２）で示されるものであり、

【００３０】

【化３】

【００３１】比較例２と４で使用した反応性乳化剤
（Ｃ）は、下記式（３）で示されるものである。

【００３２】

【化４】

【００３３】（ここで、Ｒはアルキル基を表す。）比較例１〜４では、ドライピック強度、ウェットピック
強度ともに低下した。比較例５では、高せん断粘度が大
きくなり、ドライピック強度、ウェットピック強度とも
に低下した。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【発明の効果】紙塗工用組成物の高せん断粘度が小さ
く、かつ、塗工紙のドライピック強度、ウェットピック
強度、耐ブリスター性が優れる共重合体ラテックスが得
られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体２０〜
７０重量％、（ｂ）エチレン系不飽和カルボン酸単量体
１〜１０重量％、（ｃ）共重合可能な他の単量体２０〜
７９重量％からなる単量体混合物１００重量部を、下記
の一般式（１）で表される反応性乳化剤０．１〜１０重
量部とα−メチルスチレンダイマー０．１〜５重量部の
存在下で乳化重合して得られる紙塗工用共重合体ラテッ
クス。【化１】（式中、Ｒ¹は水素またはメチル基、Ｒ²は炭素数８〜
２４のアルキル基またはアシル基、Ａは炭素数２〜４の
アルキレン基、ｎは０〜２０の整数、ｍは０〜５０の整
数、Ｍは、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはＮＨ
₄である。）
【請求項２】請求項１記載の紙塗工用共重合体ラテッ
クスおよび顔料を含有する紙塗工用組成物。