JPS61698A - 多層塗被紙 - 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】 本発明は重質炭酸カルシウムを顔料に用いる低コストで
塗料の流動特性に優れ、白紙光沢と印刷光沢、インキ着
肉性や印刷面平滑性などの印刷適性にもすぐれた多層塗
被紙に関する。

従来、塗被組成物配合用顔料としてカオリンクレーがそ
の塗被紙の光沢、印刷適性などにすぐれているので好ん
で使用されていたが、近年塗被組成物を高固形分化する
必要から、塗被液の流動性を改善する効果が大きい重質
炭酸カルシウムがカオリンクレーに混ぜて使用されてい
る。低価格、流動特性などの重質炭酸カルシウムの特徴
を生かすだめには、これを顔料中にできるだけ高比率で
含有して使用することが好ましく、例えば特開昭５５−
６２２９６では、限定された粒度分布の微粒子の重質炭
酸カルシウムを単独顔料として用いている。微粒子の重
質炭酸カルシウムを用いると、炭酸カルシウムの一般的
な欠点として知られている白紙の光沢は改善されるが、
緻密なコート層を形成するため原紙の凹凸をそのまま・
反映し、充分に平滑な塗工面を形成せず、まだカレンダ
ーによる平滑化の効果（カレンダー効果）が少なく、こ
の微粒子の重質炭酸カルシウムに換えてカオリンクレー
は勿論のこと、粒径の大きな重質炭酸カルシウムを用い
た場合よりも印刷面の平滑性が劣る塗被紙を力える。逆
に粒径の大きい重質炭酸カルシウムを使用すると、印刷
面の平滑性はかなり改善されるもののカオリンクレーに
比べると劣り、また白紙光沢は著しく不良になる。

この様に重質炭酸カルシウムを顔料とした塗被紙は、白
紙光沢と印刷面の平滑性のバランスがカオリンクレー主
体の場合より劣ることは粒径をかえるだけでは解決し得
ない重質炭酸カルシウムの本質的な欠点であり、重質炭
酸カルシウムの性状そのものに起因する。　　・カオリ
ンクレーの性状と比較すると、捷ず形状はカオリンクレ
ーが六角薄板状であり、カレンダーによるカオリンクレ
ー粒子の配列化が容易で白紙光沢が発現されるのに対し
て、重質炭酸カルシウムは不定形であり、本質的にカレ
ンダー効果が少なく白紙光沢の発現が不充分である。ま
た表面エネルギーはカオリンクレーの５００−６００　
Ｊ　ｏｕｌｅ／ｃｍに対し、重質炭酸カルシウムは７５
〜８０　Ｊｏｕｌｅ／’ｃｍである。［ＴＡＰＰ’Ｉ、
６２Ｎ［１５，３７−４１（１９７９）：）　　表面エ
ネルギーの低いことは水保持性が悪いことを意味し、こ
のため重質炭酸カル７ウムを用いると粒径に関係なく塗
被用組成物の不動化点が高くなり、原紙の凹凸が平滑に
ならず充分な平滑性が得られない。従って特定された粒
径の、または粒度分布の重質炭酸カルシウムの一種を主
体とする顔料を用いる紙塗被用組成物を塗布した塗被紙
の印刷面の平滑性はカオリンクレーを主体とする塗被紙
と比較すると劣る結果となる。

原紙の被覆性をよくする塗工方式としてダブルコートが
知られており、従来より同一型式のコーターで、あるい
はブレードコーター塗工後エアーナイフコーター塗工、
またはロールコータ−塗工後ブレードコーター塗工など
異種の型式のコーターを組み合わせて行なわれている。

本発明者らは安価な重質炭酸カルシウムを主体とする顔
料は勿論、重質炭酸カルシウムのみを単独顔料として用
いても、塗料の流動特性が良好で塗工作業性にすぐれ、
白紙光沢と印刷面の平滑性のすぐれた塗被紙を低コスト
で得ることを目的として、ダブルコート方式と使用する
重質炭酸カルシウムの粒径との組み合わせに着眼し、更
に接着剤成分であるラテックスを加えて種々検討した結
果、下塗りに粒径の大きい重質炭酸カルシウムを、上塗
りに粒径の小さい重質炭酸カルシウムを用いること、及
びそれに加うるに特定のラテックスを下塗り層あるいは
／および上塗り層の接着剤として用いることにより本発
明の目的が達成されることを見い出した。

下塗り、上塗り共に用いる重質炭酸カルシウムが粒径の
小さい塗被紙では、白紙光沢は優れるが緻密なコート層
構造を形成するためダブルコートしても原紙の被覆性は
実用範囲の塗工量では充分ではなく、まだカレンダー効
果も小さいだめ印刷面の平滑性は悪い。一方下塗り、上
塗り共に粒径の大きな重質炭酸カルシウムを用いる塗被
紙では原紙の被覆性がよく印刷面の平滑性はよいが、白
紙光沢は悪い。また下塗りに粒径の小さい重質炭酸カル
シウムを使用し、上塗りに粒径の大きい重質炭酸カルシ
ウムを用いても、白紙光沢の低い塗被紙となる。一方下
塗りに粒径の大きい重質炭酸カルシウムを使用し、上塗
りに粒径の小さい重質炭酸カルシウムを用いると、下塗
りで原紙の被覆性がよくなり、上塗りはかなり平滑な面
に塗布されるため粒径の小さな重質炭酸カルシウムによ
る被覆性不良の欠点が解消され、しかも白紙光沢にすぐ
れる特徴が発揮されるだめ、白紙光沢がよくかつ印刷面
の平滑性のすぐれた塗被紙が得られるが、これに加えて
下塗り用紙塗被組成物および／または上塗り用紙塗被組
成物の接着剤成分に下記の特定の両性共重合体ラテック
ス囚を用いることにより一層の原紙の被覆性の改良が達
成され、白紙光沢と印刷面の平滑性に一段とすぐれた塗
被紙が得られる。

すなわち本発明は ２μｍ以下の粒子を６５重量係以下含有する重質炭酸カ
ルシウムを含有する顔料と接着剤を主成分とした紙塗被
組成物を下塗りし 次いで２μｍ以下の粒子を７０重量係以上含有塗被紙に
おいて 下塗り用紙塗被組成物および／または上塗り用紙塗被組
成物の接着剤成分として両性共重合体ラテックス（４）
を下塗り用紙塗被組成物および／捷たは−Ｆ塗り用紙塗
被組成物において、各々の顔料１００重量部に対して５
〜３０重量部含有することを特徴とする多層塗被紙を提
供するものである。

該両性共重合体ラテックス囚は、少なくとも一種の両性
界面活性剤１〜１０重量゛部を重合時の乳化剤として使
用し、 エチレン系不飽和カルボン酸　０．５〜１０重量％エチ
レン系不飽和アミン　　　　　９　　　〃の共存下 脂肪族共役ジエン化合物　　　３０〜７０　〃および これらと共重合可能な単量体　１０〜６９１１からなる
単量体混合物１００重量部を乳化重合して得られだ共重
合体ラテックスである。

下塗り用紙塗被組成物に使用される重質炭酸カルシラノ
・はその粒子径が２μｍ以下のものが６５重量係以下、
好ましくは６０重量％以下であり、６５重ｉ％を超える
と印刷面の平滑性が低下する。該重質炭酸カルシウムの
顔料中の含有量としては５０〜１００重量係が好ましい
。

上塗り用紙塗被組成物に使用される重質炭酸カルシウム
はその粒子径が２μｍ以下のものが７０重量係以上、好
ましくは８５重量係以上であり、７０重ｆｄ　４未満で
は白紙光沢が低下する。

該重質炭酸カルシウムの顔料中の含有量としては５０〜
１００重恒チが好ましい。

本発明においては下塗り用、上塗り用いずれか一方捷た
は両方の紙塗被組成分の接着剤として特定の両性共重合
体ラテックスを下塗り用および／捷だは上塗り用紙塗被
組成において、各各の顔料１００重量部に対して５〜３
０重量部用いることがすぐれた白紙光沢と印刷適性を打
力するためには不可欠である。その詳しい発現機構はな
お不明の部分が多いが、該両性共重合体ラテックスはそ
の有するカチオン性５ために塗工液中でアニオン性分散
剤で分散している顔料と強い相互作用を有し嵩高い構造
の塗工層を形成ぜしめ、それにより原紙の被覆性が一段
と向上することによると考えられる。

該両性共重合体ラテックスは少なくとも一種の両性界面
活性剤１〜１０重量部を重合時の乳化剤として エチレン系不飽和カルボン酸　０．５〜１０重量％エチ
レン系不飽和アミン　　　０．５〜１（Ｌｆｉ量係の共
存下 脂肪族共役ジエン化合物　　　３０〜７０〃および これらと共重合可能な単量体　１０〜６９１／からなる
単量体混合物を乳化重合して得られるものである。

アニオン性モノマーであるエチレン系不飽和カルボン酸
とカチオン性のモノマーであるエチレン系不飽和アミン
の共存下に該単量体混合物を重合することが、本発明の
効果を発現するだめには不可欠であるが、この重合系の
重合安定性を保つだめには重合時のｐＨを６以上にして
製造するのが好ましい。

両性界面活性剤が１重量部未満では良好な印刷面平滑性
が得難くなり、１０重量部を超えると印刷用塗被紙とし
て必要な耐水性を保ち難くなる。

共重合体のエチレン系不飽和カルボン酸が０．５重量係
未満ではラテックスの接着力、機械的安定性が低下し、
１０重量係を超えるとラテックスの粘度が高くなり塗被
液の粘度上昇により塗工作業性が低下する。

エチレン系不飽和アミンが０．５重量係未満では良好な
印刷面の平滑性が得られ難く、１０重量係を超えるとラ
テックスの機械的安定性が低下する。

脂肪族ジエン化合物が３０重量係未満では接着力が低下
し、７０重量係を超えると剛度が不十分となる。

この両性共重合体ラテックスを下塗り用あるいは上塗り
用紙塗被組成物いずれか一方の接着成分として用いても
、本発明の目的に対し十分な効果が得られるが、より好
ましくは下塗り用および上塗り用紙塗被組成物とも接着
成分としてこの両性共重合体ラテックスを用いた場合、
なお一層の効果が得られる。

また両性共重合体ラテックスの配合量としては、顔料１
００重量部に対して５重量部未満では接着力が不足し、
３０重量部を超えると着肉性が低下する。

ここに使用される両性界面活性剤とは同一分子内にアニ
オン部分とカチオン部分の親水基をあわせ持つ界面活性
剤であり、アニオン部分としてカルボン酸塩、硫酸エス
テル塩、スルフォン酸塩、りん酸エステル塩を、カチオ
ン部分としてはアミン塩、第４級テンモニウム塩を持つ
ものが挙げられ、具体的な例としては、アルキルベタイ
ンの塩としてラウリルベタイン、ステアリルベタイン、
ココアミドプロピルベタイン、２−ウンデシル−ヒドロ
キシエチルイミダゾリニウムベタインの各々の塩、アミ
ノ酸タイプのものとしてラウリル−β−アラニン、ステ
アリル−β−アラニン、ラウリルジ（アミノエチル）グ
リシン、オクチルジ（アミノエチル）グリシン、ジオク
チルジ（アミノエチル）グリシンの各々の塩が挙げられ
る。

両性界面活性剤はアニオン系または非イオン系の界面活
性剤に比べ耐水性の低下が少なく、白紙光沢および印刷
適性のすぐれたものが得られる。これらの両性界面活性
剤を単独または二種以上併用して重合時の乳化剤として
使用することで本発明の効果が発現され、他にアニオン
性、カチオン性および／またにノニオン性界面活性剤と
組合せて重合乳化剤として使用してもかまわないが、両
性界面活性剤を重合時の乳化剤としてではなく、例えば
アニオン性および７寸だはノニオン性界面活性剤を重合
時の乳化剤として使用して製造されだ共重合体ラテック
スに両性界面活性剤を単に添加するという方法などでは
本発明の効果は得られない。

本発明に使用されるエチレン系不飽和カルボン酸として
は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン
酸、フマール酸、イタコン酸等のモノまたはジカルボン
酸を使用することができるが、ジカルボン酸の酸無水物
、またはモノアルキルエステルも使用することができる
。

エチレン系不飽和アミン単量体としては、で表わされる
単量体、例えば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
アミンプロピル（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、ジブチルアミノエチル（
メタ）アクリレートなどのエチレン系不飽和カルボン酸
のアミノアルキルエステル、メチルアミノエチル（メタ
）アクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アク
リルアミド、ジメチルアミンプロピル（メタ）アクリル
アミドなどのエチレン系不飽和カルボン酸のアミノアル
キルアミド、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、ジメチルアミンエチルビニル
エーテルなどのアミノアルキルビニルエーテル、オヨヒ で表わされる単量体、例えば２−ビニルピリジン、４−
ビニルピリジン、２−メチル−５−ビニルピリジン、２
，４−ジエチル−５−ビニルピリジンおよびグロペニル
ビリジン、インプロペニルピリジン等のアルケニルピリ
ジン類などが含まれる。

脂肪族共役ジエン化合物としては−ブタジエン、イソプ
レン、２−クロル−１，３−ブタジェン、１−クロル−
１，３−ブタジェン等がある。

共重合可能な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、ハラメチルスチレン等の芳香族
ビニル化合物ニアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メ
タクリル酸メチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート
、２−ヒドロキシエチルメタクリレート等のアクリル酸
あるいはメタクリル酸のアルキルエステル類、アクリロ
ニトリル、メタアクリロニトリルなどのビニルソアン化
合物、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ビニルメチルエチ
ルケトン、ビニルメチルエーテル、酢酸ビニル、ギ酸ビ
ニル、アリルアセテート、メタアリルアセテート、アク
リルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−メチロールアク
リルアミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリ
シジル、アクロレイン、アリルアルコールなどが含まれ
る。

本発明の両性共重合体ラテックスの重合に際しては公知
の方法で水性媒体中で乳化剤、重合開始剤、連鎖移動剤
を用いて製造することができる。

乳化剤としては、必須成分の両性界面活性剤と組合わせ
てアニオン性、カチオン性および／またはノニオン性界
面活性剤を使用することができるが、アニオン性界面活
性剤またはノニオン性界面活性剤の併用が好ましい。ア
ニオン性界面活性剤としては例えば高級アルコールの硫
酸エステル、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、脂肪族
スルフォン酸塩などが挙げられる。またノニオン性界面
活性剤としては通常のポリエチレングリコールのアルキ
ルエステル型、アルキルエーテル型、アルキルフェニル
エーテル型すどが用いられる。

開始剤としては過硫酸す）　ＩＪウム、過硫酸カリウム
、過硫酸アンモニウム等の水溶性開始剤、過酸化ベンゾ
イル等の油溶性開始剤あるいはレドックス系開始剤のい
ずれでも使用できる。連鎖移動剤、キレート剤、無機塩
等も乳化重合として公知のものが用いられる。

本発明において接着剤成分として上記の両性共重合体ラ
テックスと併用可能なものとして、スチレン・ブタジェ
ン共重合体、メチルメタクリレート・ブタジェン共重合
体等の共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル酸エス
テル及び／捷たはメタクリル酸エステルの重合体または
共重合体等のアクリル系重合体ラテックス、エチレン・
酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体ラテックス、あ
るいはこれらの各種重合体のカルボキシル基、アミン基
、アミド基、エポキシ基等の官能基含有単量体による官
能基変性重合体ラテックス、アニオン性とカチオン性の
両性を有する共重合体ラテックス、ポリビニルアルコー
ル、オレフィン舎無水マレイン酸樹脂、メラミン樹脂等
の令成ｍ肩叫ｑ合成樹脂系接着剤、陽性澱粉、酸化澱粉
等の澱粉類、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のセルロース誘導体、カゼイン、大
豆蛋白などの公知の塗被紙用接着剤が単独あるいは併用
して用いられる。

本発明の紙塗被組成物は消泡剤、着色剤、流動変性剤等
の各種助剤も必要に応じて適宜使用される。

本発明において、下塗り塗被液は一般の塗被紙製造に用
いられているプレードコーター、エアーナイフコーター
、ロールコータ−、フラジコーター、カーテンコーター
、チャンプレックスコーター、パーコーター、グラビア
コーター、サイズプレスコーター等の塗被装置を設ケタ
オンマシンあるいはオフマシンコーターによって原紙上
に一層あるいは多層に分けて塗被される。

かかる下塗り塗被層の上に形成される上塗り塗被層の形
成方法については特に限定されるものではなく、前述の
塗被装置が用いられる。

以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１〜７ （１）両性共重合体ラテックス（Ａ）　（Ｂ）製造方法
攪拌機、温度調節器を備えた耐圧容器に窒素ガス下で表
１に示す原料を仕込み５０℃で１５時間反応させた。そ
のあとＮ、Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン０．１重量
係を入れて反応を停止させた。得られた共重合体ラテン
クス囚、ω）は重合転化率９０チ以上、ｐＨ８であった
。

（２）　　（１）で製造した両性共重合体ラテックス及
び両性共重合体ラテックスでないものとしてＪＳＩＩ（
。

≠０６９６を接着剤として用いて表２実施例１〜７に示
す配合処方の上塗り用及び下塗り用塗被組成物を調製し
た。

この塗被組成物を上質原紙に下塗り、上塗り各々８２／
−の塗工量になる様にダブルコートし、乾燥後スーパー
カレンダー掛は処理した後その物性を測定した。

いずれも塗料の流動特性が良好で、塗工紙物性としても
白紙光沢と印刷面平滑性にすぐれた物性を有するもので
ある。

比較例１〜５ 比較例１は下塗り用紙塗被組成物に用いる重質炭酸カル
シウムが２μｍ以下の粒子の含有率７５重量％の微粒子
のものを使用した例であり、白紙光沢は良好だが印刷面
平滑性が劣る。

比較例２は上塗り用及び下塗り用塗被組成物の接着剤に
両性共重合体ラテックスでないラテックスであるＪＳＲ
４Ｐ０６９６を用いた例であり、白紙光沢および印刷面
平滑性とも劣る塗工紙になる。

比較例３は上塗り用塗被組成物に用いる重質炭酸カルシ
ウムが２μｍ以下の粒子の含有率６０重量係の粗粒子の
ものを使用した例であるが、印刷面平滑性は良好なもの
の白紙光沢が著しく悪い塗工紙しか得られない。

比較例４，５は各々上塗り用、下塗り用塗被組成物にお
ける顔料中の重質炭酸カルシウムの含有率が低い例を示
１７たが、各々重質炭酸カルシウムの含有率の低い塗料
は）・イシエアー流動性が著しく悪化し塗工作業性が悪
い。

（以下余白） 表２の説明 ポ■　高滓製作所製粒度分布測定装置（セデグラフ５０
００　）で測定した。

ポ■　接着剤の使用量は顔料１００重量部あたりの重量
部で示した。

チ■　ブルックフィールド粘度計で測定した。

簀■　熊谷理機製・・−キーレス・・イシェアー粘度計
で測定し剪断速度に対する見掛は粘度の変化のパターン
から判定した。

（良好）　◎、○、×（不良） チ■　村上式光沢度計で測定し数値が犬の方が白紙光沢
は良好。

簀■　明製作所製ＲＩ型印刷試験機を使用し墨インキで
印刷したもの、を目視で評価した。

（良好）　◎、○、△、×（不良） 特許出願人　　日本合成ゴム株式会社 神崎製紙株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）２μｍ以下の粒子を６５重量％以下含有する重質
   炭酸カルシウムを含有する顔料と接着剤を主成分とした
   紙塗被組成物を下塗りし、 次いで２μｍ以下の粒子を７０重量％以上含有する重質
   炭酸カルシウムを含有する顔料と接着剤を主成分とした
   紙塗被組成物を上塗りする多層塗被紙において、 下塗り用紙塗被組成物および／または上塗 り用紙塗被組成物の接着剤成分として下記の両性共重合
   体ラテックス（Ａ）を下塗り用紙塗被組成物および／ま
   たは上塗り用紙塗被組成物において各々の顔料１００重
   量部に対して、５〜３０重量部含有することを特徴とす
   る多層塗被紙。 両性共重合体ラテックス（Ａ）； 少なくとも一種の両性界面活性剤１〜１０ 重量部を重合時の乳化剤として使用し エチレン系不飽和カルボン酸 ０．５〜１０重量％ エチレン系不飽和アミン０．５〜１０重量％の共存下 脂肪族共役ジエン化合物３０〜７０重量％ および これらと共重合可能な単量体 １０〜６９重量％ からなる単量体混合物１００重量部を乳化重合して得ら
   れた共重合体ラテックス。
2. （２）下塗り用紙塗被組成物の顔料が２μｍ以下の粒子
   を６５重量％以下含有する重質炭酸カルシウムを５０〜
   １００重量％含有するものである特許請求の範囲第（１
   ）項記載の多層塗被紙。
3. （３）上塗り用紙塗被組成物の顔料が２μｍ以下の粒子
   を７０重量％以上含有する重質炭酸カルシウムを５０〜
   １００重量％含有するものである特許請求の範囲第（１
   ）項記載の多層塗被紙。
4. （４）両性共重合体ラテックス（Ａ）の製造が、該単量
   体混合物をｐＨ６以上で乳化重合するものである特許請
   求の範囲第（１）、（２）、（３）項記載の多層塗被紙
   。