JPS63309698A - 塗工板紙用組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗工板紙に非常に優れた印刷光沢と後加工適
性を付与することができ、かつ、塗工板紙を製造するに
際し極めて優れた水硬処理適性を付与させ得る塗工板紙
用組成物、特に該組成物の主たる接着剤としての合成共
重合体ラテックスに特徴を有する組成物に関する。

〔従来の技術〕

近年、生活の多様化及び高級化に伴い、今まで非塗工板
紙が使用されていた分野への塗工板紙の進出は目覚まし
い、ところで、塗工板紙に要求される諸物性の内、接着
強度及びインキ着肉性以上に重要な物性に、印刷光沢と
後加工適性がある。

印刷光沢とは、塗工板紙にインキで印刷した後の「イン
キのテリ」のことである、「インキのテリ」を有した塗
工板紙は、当然商品価値が著しく高められる。印刷光沢
を高める手段として、例えば、塗工板紙用組成物として
使用される接着剤の使用量を増加させること、又、号チ
ンホワイト及び軽質炭酸カルシウム等の使用量を増加さ
せること等が実施されている。

又、後加工通性とは、超印刷光沢の塗工板紙を得る方法
であるニス引き適性、箱を作製する場合の必須条件であ
る糊付は適性及び各種商品を硬質塩化ビニルシートでバ
ンキングする場合のブリスターバック適性のことである
。

ニス引き適性を向上させる手段としては、塗工板紙用組
成物として使用されている接着剤の使用量を増加させる
こと、又、糊付は適性とブリスターバック適性を向上さ
せる手段として、塗工板紙用組成物として使用されてい
る接着剤のうち、天然接着剤（主にカゼイン）よりも合
成共重合体ラテックス（主にスチレン−ブタジェン系ラ
テックス）の使用比率を上げること等が実施されている
。

又、水硬処理適性とは、塗工板紙を製造するに際し、塗
工し乾燥された塗工板紙をマシンカレンダー及び高温状
態のグロスカレンダーに掛ける場合に、塗工板紙の耐水
性と白紙光沢及び印刷光沢を向上させる手段として、マ
シンカレンダーにて約２〜３％亜鉛水溶液に通すが、そ
の際、塗工層自体の耐水性が劣っていると、水質は現象
を起こし、マシンカレンダー、更にグロスカレンター　
’ｃ汚すが、この汚れを起こさない適性のことを云う。

これらのカレンダー汚れが激しくなると、塗工板紙の品
質低下をもたらすだけでなく、生産性の大幅な低下をも
もたらす。

この対策として、塗工板紙に使用されている天然接着剤
（主にカゼイン）の使用量を増加することが実施されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記諸対策のうち、サテンホワイト及び軽質炭酸カルシ
ウム等を使用すれば、確かに印刷光沢は向上するが、塗
料粘度の増加傾向が大きくなり、塗料固形分が上がらず
、生産性の低下をもたらすと共に物性面では耐水性の低
下をきたす。

又、塗工板紙用組成物に使用されている接着剤の使用量
の増加により、確かに印刷光沢とニス引き適性は向上す
るが、塗工層のポーラス性の大幅な減少により、インク
着肉性が悪化すると共に、白紙光沢もかなり低下する。

更に、塗工板紙用組成物に使用されている接着剤のうち
、合成共重合体ラテックス（主にスチレン−ブタジェン
系ラテックス）の使用比率を増やせば、糊付は通性及び
ブリスターバック適性は向上するが、従来の合成共重合
体ラテックスでは、マシンカレンター及びグロスカレン
ダーへのベタツキ性が大きく、その結果水硬処理適性が
大幅に悪化する。

最後に塗工板紙用組成物に使用されている天然接着剤（
主にカゼイン）の使用量を増加させることにより、水硬
処理適性は大幅に改良されるが、天然接着剤による塗料
粘度の増加が大きく、塗料固形分が上がらず、生産性が
極端に低下するだけでなく、白紙光沢もかなり低下する
傾向にある。

本発明者らは、塗工板紙に、優れた印刷光沢と後加工適
性を付与でき、かつ、塗工板紙を製造するに際し、極め
て優れた水硬処理適性を付与し得る塗工用組成物の接着
剤成分としての共重合体ラテックスについて鋭意検討し
た。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明は、脂肪族共役ジオレフィン系単量体３２
〜４６重量部、アクリル酸及び／又はメタクリル酸単量
体を少なくとも０．５重量部含有するエチレン系不飽和
酸単量体１〜６重量部、シアン化ビニル系単量体２〜１
０重量部及びこれらと共重合し得る他のモノオレフィン
系単量体３８〜６５重量部からなる全量１００重量部の
単量体混合物を乳化重合させて得られる合成共重合体ラ
テックスであって、該ラテックスの数平均粒子径が０．
１〜０．２５μの範囲にあり、トルエンに対する不溶解
部分が７５〜８５％であり、かつ、ケロシン油に対する
膨潤指数が６０％以下である合成共重合体ラテックスを
主たる接着剤として含有することを特徴とする塗工板紙
用組成物に関するものである。

本発明で用いる合成共重合体ラテックスに使用される脂
肪族共役ジオレフィン系単量体は、塗工膜に適度な弾性
を与えるとともに、水硬処理適性の目安である耐水性と
耐ベタツキ性に多大な影響を与える。この単量体として
は、例えばブタジェンやイソプレン等があり、３２重量
部未満では、剛性が上がりすぎて十分な弾性が得られず
、接着強度、糊付は適性及びブリスターバック適性が劣
る。

一方４６重量部を超えると、塗工膜の剛性が低下しすぎ
てやはり接着強度が低下するだけでなく、水硬処理適性
も大幅に低下する。

本発明で用いる合成共重合体ラテックスに使用されるエ
チレン系不飽和カルボン酸単量体は、塗工膜の機械的安
定性と接着強度に多大の影響を与える。この単量体には
、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フ
マール酸、イタコン酸及びジカルボン酸の無水物又はモ
ノアルキルエステル等がある。１重量部未満では、塗工
膜の十分な機械的安定性及び接着強度が得られない。一
方６重量部を超えると、塗工液粘度が上がりすぎて実用
には適さない。又、アクリル酸及びメタクリル酸は、塗
工板紙として重要な物性であるニス引き適性に対し多大
な効果を発揮する。この効果を発揮するのに必要な部数
は、少なくとも０．５重量部以上である。

本発明で用いる合成共重合体ラテックスに使用されるシ
アン化ビニル系Ｒ量体は、印刷光沢と水硬処理適性の目
安である耐ベタツキ性に多大な影響を与える。この単量
体には、例えば、アクリロニトリル及びメタクリレート
リル等があり、２重量部未満では、印刷光沢と耐ベタツ
キ性に効果が認めに（い、一方１０重量部を超えると、
白紙光沢と接着強度が急激に低下する。

本発明で用いる合成共重合体ラテックスに使用される共
重合可能なモノオレフィン系単量体は、塗工膜に適度な
剛性を与えるとともに、接着強度に多大な影響を与える
。この単量体には、例えばスチレン、α−メチルスチレ
ン及びビニルトルエン等で例示される芳香族単量体、メ
チルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルア
クリレート及び２−エチルへキシルアクリレート等で例
示されるアクリレート系単量体、メチルメタクリレート
、エチルアクリレート及びプロピルメタクリレート等で
例示されるメタクリレート系単量体等がある。更に必要
に応じてアクリルアミド及びメタクリルアミドの使用も
十分可能である。３８重量部未満では、塗工膜の剛性が
不足し接着強度が出ない、更に水硬処理通性の目安の一
つである耐水性も低下する。一方６５重量部を超えると
、塗工膜の剛性が出すぎてやはり接着強度が低下する。

本発明で用いる合成共重合体ラテックスの数平均粒子径
は、接着強度、印刷光沢及び水硬処理適性の目安である
塗工膜の耐水性と耐ベタツキ性に対し多大の影響を与え
る。０．１μ未満では、塗工層中の合成共重合体ラテッ
クスのマイグレーションが大きく、却って接着強度が低
下するとともに白紙光沢も低下する。一方、０．２５μ
を超えると、やはり接着強度が低下するだけでなく、印
刷光沢及び水硬処理適性もかなり低下する。

本発明で用いる合成共重合体ラテックスフィルムのトル
エンに対する不溶解部分は、本発明の水硬処理適性の目
安である耐水性と耐ベタツキ性、更には印刷光沢及び接
着強度に多大の影響を与える。このトルエンに対する不
溶解部分は、例えば、重合温度、使用する単量体の種類
及び粒子径等に影響されるが、最も影響されるものに、
分子♀調整剤がある。この分子量調整剤として、例えば
、ｔ−ドデシルメルカプタン、四塩化炭素、ブロモホル
ム及びチオグリコール酸等がある。又、この分子量調整
剤は、一種又は二種以上でも当然使用可能である。不溶
解部分の含有量が７５％未満では、水硬処理通性が悪く
、マシンカレンダー及びグロスカレンダーを汚し、更に
印刷光沢も低下する。

一方８５％を超えると、接着強度が低下するだけでなく
、後加工適性、即ち、ニス引き適性、糊付は通性及びブ
リスターバック適性も低下する。

本発明で用いる合成共重合体ラテックスフィルムのケロ
シン油に対する膨潤指数は、印刷インキの溶剤の一つと
して使用されているケロシン油に対する膨潤性を意味す
る。この性質は、印刷光沢に多大の影響を与える。膨潤
指数は、重合温度及び分子量調整剤にも影響されるが、
最も影響される因子は、使用される単量体の種類と使用
量である。膨潤指数は、６０％以下であり、好ましくは
２０〜５０％である。６０％を超えると、印刷光沢が急
激に低下する。

本発明で用いる合成共重合体ラテックスを１昇るための
重合方法は、バッチ重合及び連続重合何れの方法も可能
である。さらに粒子径を調整する場合に使用される界面
活性剤による方法及びシード（種）による方法の何れの
方法も当然可能である。

更に重合温度は、中高温度の５０〜１００℃が望ましい
。

本発明で用いる合成共重合体ラテックスに使用される乳
化剤は、アニオン性のものが一般的である０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ホ
ン酸塩及ヒ脂肪ｊＭスルホン酸塩等がある。又、重合開
始剤は、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム及
び過硫酸アンモニウム等の水溶性開始剤、過酸化ベンゾ
イル及びアゾビスイソブチロニトリル等の油溶性開始剤
及び酸化触媒と次亜硫酸ナトリウム及びホルムアルデヒ
ドのスルホン酸塩等の還元剤との併用である所謂レドッ
クス型触媒等がある。更に必要に応じてキレート剤及び
無機塩も当然使用可能である。

本発明に共用可能な他の接着剤としては、澱粉類、カゼ
イン、アラビアゴム及びポリビニルアルコール等がある
。又、顔料としては、クレー、二酸化チタン、サチン白
、炭酸カルシウム、及び合成顔料であるプラスチック・
ピグメント等が使用可能である。更に各種添加剤、例え
ば、消泡剤、耐水化剤、滑剤及び分散剤の併用も当然可
能である。

本発明で用いる合成共重合体ラテックスを塗工板紙用組
成物の接着剤として使用した場合、顔料１００重量部に
対して１０〜２５重量部が好ましい。１０重量部未満で
は、接着強度が低下するだけでなく印刷光沢も低下する
。更に後加工適性もかなり劣る。２５重量部を超えると
、白紙光沢が低下するだけでなく、水硬処理適性の目安
の−っである耐ベタツキ性が低下する。

〔発明の効果〕

本発明における特異な合成共重合体ラテックスを塗工板
紙用組成物の接着剤として使用することにより、極めて
優れた印刷光沢と後加工適性を有する塗工板紙が得られ
、かつ、塗工板紙を製造するに際し、非常に優れた水抜
処理適性を有していることが分かる。

〔実施例〕

次に実施例及び比較例を示す。以下の％及び部は、断り
がない限り重量表示である。なお、実施例及び比較例に
おける各種特性の測定方法は、次に示すとおりである。

（１１合成共重合体ラテックスフィルムのトルエンに対
する不溶解部分（％） イ、ポリプロピレンフィルム上にＮｏ、２６ワイヤーバ
ーでラテックスを塗工し、２３℃、６５％ＲＨの恒温恒
湿室中に２４時間乾燥する。このラテックスフィルムの
厚さは約３０μである。

口、天秤で約０．５ｇの上記ラテックスフィルムを正確
に秤量し、３００ｃｃのトルエンに浸し、震盪器（ヤマ
ト往復型）で室温にて約６時間攪拌し、２００メツシユ
の金網でろ過し、金網に残った残留物を乾燥し、秤量す
る。

ハ、不溶解部分は、次式によって求める。

測定に１更用したル足１！ＩＪ （２）合成共重合体ラテックスのケロシン油に対する膨
潤指数（％） イ、ポリプロピレンフィルム上にＮｏ、２６ワイヤーバ
ーでラテックスを塗工し、２３℃、６５％Ｒ１＋の恒温
恒湿室中に２４時間乾燥する。このラテックスフィルム
の厚さは約３０μである。

口、天秤で約０．５ｇの上記ラテックスフィルムを正確
に秤量（測定物重量）し、３００ｃｃのケロシン油（比
重：約０．８、沸点：１５０〜２５０℃、キシダ化学■
）に室温にて２４時間浸し、余分なケロシン油を拭きと
り、正確に秤量（含ケロシン油物重量）する。

ハ、膨潤指数は、次式によって求める。

（３）耐ベタツキ性（水硬処理適性の目安）実施例で示
した方法で作製されたカレンダー掛は前の塗工板紙に２
％亜鉛水溶液をＮｏ、　　０番のワイヤーバーにて塗工
し、直ちにカレンダーに掛ける（温度６０℃、面圧ＩＫ
ｇ／ｃｄ、１回通し）、この時のカレンダー汚れを肉眼
にて判定する。

（４）＠水性（水硬処理通性の目安） 実施例で示した方法で作製されたカレンダー掛は前の塗
工板紙を塗工後できるだけ速やかにＲ１印刷適性試験機
を使用してウェット強度試験を行う要領にて実施する。

塗工表面の剥離具合を肉眼にて判定する。数字が小さい
程良好である。

（５）　　ラテックスの粒子径 希釈した合成共重合体ラテックスを未処理のまま四塩化
オスミウム（Ｏ５０４）で硬化させ、透過式電子顕微鏡
を用いて写真を撮り、次式によって数平均粒子径、重量
平均粒子径及び均一度を求める。

ｆｉは粒子径がｄｉなる粒子径の分率 （６）塗工液の粘度 塗工液粘度をＢＬ型粘度針（６０ｒｐｍ　、Ｎｏ、４）
で測定する。

（７）　　接着強度（ドライ強度） Ｒ１−ｎ型印刷ｖ＆（明製作所製）により、タンクＮｏ
、１５の試験用インクを使用し、数回重ね刷りを行う、
印刷面の破壊の程度を肉眼にて判定する。

数字が小さい程良好である。

（８）耐水強度（ウェット強度） ＲＩ−ＩＩｎ型印刷機明製作所製）を用いてモルトンロ
ールで塗工板紙表面上に給水を行い、その直後に、タン
クＮｏ、　１５の試験用インクで印刷し、印刷面の破壊
の程度を肉眼にて判定する。数字が小さい程良好である
。

（９）　　白紙光沢 村上式ＧＭ−２６Ｄ型光沢度針を使用し、７５°の測定
角で測定する。数字が大きい程良好である。

ａｌｌｌｌ　　印刷光沢 Ｒ１−ｎ型印刷機（明製作所製）を用い、市販のオフセ
ット印刷インク（紅）を０．３ｃｃ使用して１回印刷す
る。２４時間恒温室に置き、村上式ＧＭ−２６Ｄ型光沢
度針を使用し、７５°の測定角で測定する。数字が大き
い程良好である。

（１１）糊付は適性 所定の方法で作製された塗工板紙の塗工面と非塗工面と
の初期接着性をダウ式糊付は試験Ｒ（熊ケ谷理機製）を
使用して測定した。接着剤は、サイピノールＤＢＡ−１
３３（酢ビエマルジョン：サイデン化学製）を使用した
。

良−◎−〇−へ一劣 （１２）ブリスターパック適性 イ、所定の方法で作製された塗工板紙にＲ１−ｎ型印刷
機（明製作所製）を使用し、市販のオフセント印刷イン
ク　（紅）　０．２　ｃｃをベタ刷りする。

口、乾燥後、プリスタ−パック周接着剤（ブリスターパ
ックＮｏ、１１　／シンナー＃４５０：１／１、荒用塗
料製）を用いて、Ｎｏ、１２のロフトバーで印刷された
塗工板紙に塗工し、１２０　Ｘ２０秒で熱風乾燥機にて
乾燥する。

ハ、上記試料にブリスターバック用硬質塩化ビニルシー
トをのせヒートシーラー（１２０〜１４０℃、２〜７Ｋ
ｇ／ｃａｌ、４〜６秒）にて圧着し、直ちに塗工板紙表
面と硬質塩化ビニルシート面とを剥がす。

ニ、塗工板紙表面の破壊状態を観測する。原紙内部より
破壊されているもの程良好である。

良−◎−〇−△−劣 （１３）ニス引き通性 イ、所定の方法で作製された塗工板紙に、Ｒ１−ｎ型印
刷機（明製作所製）を使用し、市販のオフセット印刷イ
ンク嬰０．１　ｃｃ、紅０．８ｃｃ及び黄０．１ｃｃを
均一に練ったものをベタ刷りする。

ロ、上記試料にＮｏ、　１２０フトバーを使用し、ニス
（チルコート／シンナー＃４５０　　：　１／１、荒用
塗料製）を塗工する。この試料を風乾（４〜５時間）乾
燥する。

ハ１口、で作製された試料をグロスカレンダーにかける
（温度８０℃、面圧２Ｋｇ／ｃｄ、　１回通し）。

二、ハ、で作製された試料の「テリ」と「ムラ」の状態
を観察する。「テリ」があり、がっ、「ムラ」の少ない
もの程良好である。

良−◎−〇−△−劣 実施例１〜６　比較例１〜１１ ｇ１ｔ７７！のオートクレーブに、水８０部、アルキル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１部、フマール酸２
．５部及びスチレン−アクリル酸変性シードラテックス
（数平均粒子径０．０３μ）１．１部を仕込む。次にブ
タジェン３６部、スチレン３７部、メチルメタクリレー
ト１８部、アクリロニトリル５部、アクリル酸１．５部
及び四塩化炭素８部の混合物と水３０部、過硫酸カリウ
ム１．０部、アルキルヘンゼンスルホン酸ナトリウム０
．１部及び苛性カリ０．３部を別々に作製し、８０°Ｃ
の重合温度で、夫々を別個に５時間連添した。その後２
時間そのままの状態に保った。この合成共重合体ラテッ
クスの重合率は９８％であった。直ちにストリッピング
を行い、苛性ソーダでｐｌ＋を８．０に合わせて合成共
重合体ラテックスＡを得た。このラテックスの数平均粒
子径は０．１８μであった。

以下第１表に示す単量体混合物と分子量調整剤を用いて
同様の方法で合成共重合体ラテックスＢ〜Ｆ及びａ−ｋ
を得た。これらの数平均粒子径は第１表に示す、これら
の合成共重合体ラテックスを用いて下記に示す処方によ
り各種特性値を評価した。

塗工液組成物　　　　　　　　　　　重量部カオリン・
クレー（Ｕ讐−９０’）　　　　　　　　　　３０カオ
リン・クレー（高畑カオリン）５０重質炭酸カルシウム
（ニスカロン＃１．５００）　　　２０分散剤（Ｄｉｓ
ｐｅｘＴ−４０）　　　　　　　　　　　　０．３カゼ
イン　　　　　　　　　　　　　　　　　　６合成共重
合体ラテンクス　　　　　　　　　　１４固形分が夫々
４０％になるように塗工液を調整し、塗工用板紙原紙に
片面１６〜１７ｇ／ｍになるようにバーにて塗工し、乾
燥機にて乾燥した（１５０°Ｃ１３０秒）。次にガラス
丸棒にて、３％亜鉛水溶液を塗布し、直ちにスーパーカ
レンダー処理（３５°Ｃ８８Ｋｇ／ｃｊ、１回通し）を
行い、更にグロスカレンダー処理（１３０℃、４Ｋｇ／
ｃｄ、２回通し）を行い、試験片とした。評価結果を第
２表に示す。

第２表より、比較例１は、低ブタジェン量のもので、接
着強度、耐水強度、白紙光沢、更に後加工適性等が悪い
、比較例２哄、高ブタジェン量のもので、耐水強度と水
硬処理適性がかなり低下する。比較例３は、低アクリロ
ニトリル量のもので、印刷光沢と水硬処理適性が劣る。

比較例４は、高アクリロニトリル量のもので、接着強度
と白紙光沢が悪い、比較例５は、小粒子径のもので、接
着強度、白紙光沢、更に糊付は適性とブリスターパック
適性等が劣る。比較例６は、大粒子径のもので、耐水性
、印刷光沢、接着強度、更に耐水性がかなり劣る。比較
例７は、低不溶解部分のもので、接着強度、耐水強度、
更に水硬処理適性が劣る。

比較例８は、高不溶解部分のもので、接着強度、耐水強
度、更に糊付は適性とブリスターパック適性が低下する
。比較例９は、高ケロシン油に対する膨潤指数のもので
、印刷光沢が極端に低下する。

比較例１０は、低アクリル酸量のもので、ニス引き適性
が悪い、比較例１１は、低カルボン酸量のもので、耐水
強度と糊付は適性、更にブリスターパック適性が低下す
る。

（以下余白） 実施例７〜１０　　　比較例１２〜１５実施例１と６の
合成共重合体ラテフクスＡとＦを用いて上記塗工液中の
合成共重合体ラテックスの使用量を第３表に示す如く変
えた場合の各種特性値の結果について示す、なお試験片
の作製方法は、上記方法と全く同様である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）脂肪族共役ジオレフィン系単量体３２〜４６重量
   部、アクリル酸及び／又はメタクリル酸単量体を少なく
   とも０．５重量部含有するエチレン系不飽和酸単量体１
   〜６重量部、シアン化ビニル系単量体２〜１０重量部及
   びこれらと共重合し得る他のモノオレフィン系単量体３
   ８〜６５重量部からなる全量１００重量部の単量体混合
   物を乳化重合させて得られる合成共重合体ラテックスで
   あって、該ラテックスの数平均粒子径が０．１〜０．２
   ５μの範囲にあり、トルエンに対する不溶解部分が７５
   〜８５％であり、かつ、ケロシン油に対する膨潤指数が
   ６０％以下である合成共重合体ラテックスを主たる接着
   剤として含有することを特徴とする塗工板紙用組成物。