JP2552841B2

JP2552841B2 - 紙用塗工組成物

Info

Publication number: JP2552841B2
Application number: JP61266401A
Authority: JP
Inventors: 治男田中; 史郎酒井
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1986-11-08
Filing date: 1986-11-08
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JPS63120194A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、優れた印刷適性および印刷効果を有する塗
工紙を与えるのに有効な紙用塗工組成物に関するもので
ある。

〈従来の技術〉顔料と水性バインダーを主体とした紙用塗工組成物を
紙に塗布し、乾燥、カレンダー処理などの必要な工程を
経て得られる塗工紙は、その優れた印刷効果などの特長
から、商業印刷物や雑誌・書籍などに広く用いられてい
るが、品質要求の高度化や多様化、さらには印刷の高速
化などに伴って、今なお品質改良努力が続けられてい
る。

とりわけ、印刷の多くを占める湿式平版オフセット印
刷においては、しめし水の影響下でのインキ受理性、ウ
ェットピックやドライピックなどの接着強度、輪転印刷
での耐ブリスター性の改良・向上が、塗工紙の基本特性
でもある白度、不透明度、光沢などの改良と合わせて、
業界の重要な課題となっている。

従来よりこうした課題に対して、顔料銘柄およびその
配合の変更、バインダー、とりわけSBラテックスの品質
改良や増量、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂やポリア
ミドポリ尿素−ホルムアルデヒド樹脂のようないわゆる
耐水化剤の添加などにより、問題解決を図ろうとする試
みがなされている。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、前述した問題解決のための試みは、い
ずれも有効な特性改良が図られる反面、重要な実用上の
欠点や限界があるため、満足しうるものではなかった。

例えば、光沢、白度、インキ受理性などの改良のため
に、顔料としてサチンホワイトを用いた場合は、接着強
度が得られにくくなり、またSBラテックスの品質改良や
増量を行なった場合は、耐ブリスター性とドライピック
強度が逆相関を示すなど、ある特性の改良が他の特性の
劣化につながることが多い。一方、いわゆる耐水化剤の
添加は、ウェットピック強度の向上に有効であり、とり
わけポリアミドポリ尿素−ホルムアルデヒド樹脂を用い
ると、さらにインキ受理性や耐ブリスター性の改良が図
れるものの、ドライピック強度や光沢などには実用的効
果が得られなかったり、場合によってはこれらの効果が
低下することもあった。

本発明の目的は、かかる要求に対応して、従来の技術
では得られなかった優れた印刷適性および印刷効果を示
す塗工紙を与えるために、特定の反応生成物を含有する
紙用塗工組成物を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉本発明者らは、紙に塗工した場合に優れた印刷適性お
よび印刷効果を示す紙用塗工組成物を得るべく、鋭意検
討した結果、（Ｉ）顔料、（II）水性バインダー、ならびに（III）（ａ）アクリルアミドまたは／およびメタク
リルアミド、（ｂ）スチレン類、および所望ならば（ｃ）不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステ
ル、アクリロニトリル、酢酸ビニルおよびビニルピロリ
ドンから選ばれるモノマーからなる反応生成物を含有する紙用塗工組成物を見い出し、本発明に至っ
た。

本発明は、上述した反応生成物（III）を用いること
を特徴とするものであり、顔料（Ｉ）と水性バインダー
（II）を主体としてなる紙用塗工組成物に反応生成物
（III）を含有せしめることにより、ドライピック強
度、ウェットピック強度、インキ受理性、白度、不透明
度などの有効な改良が図られ、また、SBラテックスの２
〜８倍に達するその接着強度を利用して、総バインダー
量の低減が可能となり、そのことにより、インキ受理
性、白度、不透明度、光沢、耐ブリスター性、インキセ
ット性などのさらなる改良を達成することができるもの
である。

本発明の内容について、さらに詳述する。

本発明において用いられる反応生成物（III）は、ア
クリルアミドまたは／およびメタクリルアミド（ａ）と
スチレン類（ｂ）とを必須成分とするものであるが、反
応にあたっては、アクリルアミドまたは／およびメタク
リルアミド（ａ）を20〜80モル％、そしてスチレン類
（ｂ）を20モル％以上の割合で用いる。アクリルアミド
または／およびメタクリルアミド（ａ）とスチレン類
（ｂ）の二成分を反応させる場合は、スチレン類（ｂ）
は80〜20モル％の範囲で用いられる。また、第三成分と
して他のモノマー（ｃ）を反応させる場合、このモノマ
ー（ｃ）は、反応生成物（III）中に50モル％以下の割
合、通常は0.5〜50モル％の割合で、本発明の効果を阻
害しない範囲内で用いられる。

これらの範囲を超えた場合には、本発明が目的とする
効果、すなわちドライピック強度、ウェットピック強
度、インキ受理性などの改良効果が低下したり、紙用塗
工組成物の流動特性を悪化させるなど、好ましくない結
果となる。

ここでいるスチレン類（ｂ）としては、スチレン、ジ
メチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン
などが挙げられる。また、第三成分として用いられうる
他のモノマー（ｃ）は、アクリル酸、メタクリル酸、イ
タコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸類、メチル
アクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、２−
エチルヘキシルアクリレート、ポリエチレングリコール
モノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメ
タクリレート、グリセロールモノメタクリレート等の不
飽和カルボン酸エステル類、アクリロニトリル、酢酸ビ
ニルおよびビニルピロリドンから選ばれる。これらのモ
ノマー（ｃ）は、必要に応じて一種または二種以上を、
アクリルアミドまたは／およびメタクリルアミド（ａ）
ならびにスチレン類（ｂ）とともに用いることができ
る。

本発明における反応生成物（III）は、通常、水中で
上記の（ａ）および（ｂ）、または必要によりさらに
（ｃ）の各モノマーを共重合することにより、水性の白
色乳濁液として得られるが、その粘度は、30重量％の濃
度で５〜10,000cpsの範囲、さらには10〜2,000cpsの範
囲にあるのが好ましい。この粘度が5cps未満では、適当
なドライピック強度およびウェットピック強度が得られ
にくく、またこの粘度が10,000cpsを超えると、それを
配合した紙用塗工組成物の流動性の悪化につながるなど
の問題があるので、あまり好ましくない。

本発明に用いる反応生成物（III）の製造について
は、特に制限はなく、いかなる方法によって製造された
ものであってもよいが、通常は例えば、以下の如き方法
により調製される。すなわち、重合反応は通常、水を媒
体として行なわれる。モノマー成分（ａ）とモノマー成
分（ｂ）、および所望により用いられるモノマー成分
（ｃ）を合計したモノマー濃度として、10〜50重量％、
好ましくは25〜45重量％で重合反応を行なう。モノマー
の仕込みは、一括添加、分割添加、連続添加のいずれの
方法でもよい。

重合開始剤としては必ずしも制限はないが、通常は例
えば、過酸化水素、ターシャリーブチルハイドロパーオ
キサイド、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過
酸化物が好適であり、場合によっては、これらのいずれ
かとアミンまたは亜硫酸塩とのレドックス系としてもよ
い。重合開始剤は通常、モノマー全量に対し、過酸化物
の量にして0.1〜６重量％程度用いるのが好ましい。重
合に際し、必要ならば連鎖移動剤を使用してもよい。連
鎖移動剤としては、イソプロピルアルコール、アリルア
ルコール、各種メルカプタン類などを挙げることができ
る。

重合は、室温乃至100℃、好ましくは50〜90℃で、0.5
〜15時間、好ましくは２〜８時間かけて行なわれる。重
合は通常、乳化剤なしで行なわれるが、必要により乳化
剤の存在下で行なうこともできる。乳化剤としては特に
制限はなく、アニオン活性剤、ノニオン活性剤等の界面
活性剤、ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマーなど
を使用することができる。適当な界面活性剤としては、
ポリオキシエチレンドデシルエーテル、アルキルベンゼ
ンスルホン酸ソーダなどを挙げることができる。乳化剤
を用いる場合の量は、モノマー全量に対し、0.01〜５重
量％であるのが好ましい。

本発明の組成物における顔料（Ｉ）としては、カオリ
ン、タルク、炭酸カルシウム、サチンホワイト、水酸化
アルミニウム、酸化チタンなどの白色無機顔料および、
ポリスチレン樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、
尿素−ホルムアルデヒド樹脂などの白色有機合成顔料が
挙げられ、これらをそれぞれ単独でまたは２種以上混合
して使用することができる。

また本発明の組成物における水性バインダー（II）と
しては、酸化でんぷん、リン酸エステル化でんぷん、ポ
リビニルアルコール、カゼイン、カルボキシメチルセル
ロースなどの水溶性バインダーおよび、スチレン−ブタ
ジエン系樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル
系樹脂、メチルメタクリレート−ブタジエン系樹脂、ポ
リアクリル酸エステルなどの水乳化系のバインダーが挙
げられ、これらをそれぞれ単独でまたは２種以上混合し
て使用することができる。

本発明の紙用塗工組成物における各成分の配合割合
は、一般的に、顔料（Ｉ）100重量部に対して、水性バ
インダー（II）が５〜50重量部、そして反応生成物（II
I）が0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜３重量部であ
る。

本発明に用いられる反応生成物（III）は、紙用塗工
組成物を調製する際に、顔料スラリーおよび水性バイン
ダーに添加混合されるが、予め顔料スラリーまたは水性
バインダー、あるいは後述する各種助剤に添加混合して
用いても、本発明の効果を達成することができる。

本発明の紙用塗工組成物には、その他の成分として、
顔料分散剤、防腐剤、消泡剤、粘度・流動性調整剤、保
水剤、潤滑剤、染料や有色顔料等の着色剤、耐水化剤、
インキ受理性向上剤など、各種の助剤を、必要に応じて
配合することができる。

本発明の紙用塗工組成物は、従来から公知の方法、す
なわち、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロ
ールコーター、メタリングロッドコーター、サイズプレ
スコーター、キャストコーターなどを用いる方法によ
り、紙基体上に塗布される。そして、通常の方法で乾燥
を施した後、必要に応じてスーパーカレンダー処理を施
すことにより、塗工紙を得ることができる。

なお、本明細書における「紙」とは広義の意味であ
り、狭義の意味の紙および板紙を包含する。

〈発明の効果〉本発明の紙用塗工組成物を用いて得た塗工紙は、ドラ
イピック強度、ウェットピック強度、白度、不透明度、
インキ受理性および耐ブリスター性に優れるなど、種々
の有効な特性を有するものである。

〈実施例〉以下、参考例および実施例により本発明をさらに詳し
く説明する。なお、文中の％および部は、特記ないかぎ
り重量％および重量部を意味する。

参考例１温度計、撹拌機、還流冷却器および滴下漏斗を備えた
１四つ口フラスコに、水554gおよび過硫酸アンモニウ
ム15gを仕込み、撹拌しながら80℃まで昇温する。80℃
になったら、50％アクリルアミド水溶液149g（1.05モ
ル）とスチレン203g（1.95モル）とを、それぞれ別々の
滴下漏斗より５時間で滴下し、さらに３時間保温してか
ら冷却し、次に苛性ソーダ水溶液でpHを調整して、樹脂
分30％、pH7.3、粘度25cps/25℃の反応生成物を得た。
これをサンプルＡとする。

参考例２〜10および比較参考例１〜２参考例１と同様な方法により、表−１に示すモノマー
組成で合成を行ない、得られた反応生成物をサンプルＢ
〜Ｌとした。各参考例および比較参考例で得られた反応
生成物の物性をまとめて表−１に示す。

実施例１〜10 参考例１〜10で得た反応生成物（サンプルＡ〜Ｊ）を
用いて、表−２に示す配合からなる紙用塗工組成物を調
製した。

上記紙用塗工組成物は、水および10％苛性ソーダ水溶
液を用いて総固形分を60％、pHを8.5に調整した後、ワ
イヤーロッドを用いて米坪量55g/m²の上質紙に塗工量が
約15g/m²となるように片面塗工した。塗工後直ちに120
℃で30秒間熱風乾燥し、次いで20℃、65％RHにて24時間
調湿した後、60℃、60kg/cmの条件でスーパーカレンダ
ーに２回通紙して、塗工紙を得た。

こうして得た塗工紙は、20℃、65％RHにて24時間調湿
した後、ドライピック強度、ウェットピック強度、イン
キ受理性、白色度および不透明度の各測定試験に供し
た。試験結果は、表−３の実施例１〜10に示す。

なお、測定試験法は以下のとおりである。

（１）ドライピック強度タックグレードインキ（TV＝15）を用いて、RI試験機
にて数回重ね刷りを行ない、塗工層の欠落状態を観察し
て、ドライピック強度を判定した。

（優）５〜１（劣）（２）ウェットピック強度タックグレードインキ（TV＝15）を用いて、RI試験機
にて給水ロールで塗工面を湿潤させた後に印刷し、塗工
層の欠落状態を観察して、ウェットピック強度を判定し
た。

（優）５〜１（劣）（３）インキ受理性Ａ法:RI試験機を用いて、給水ロールにて塗工面を湿潤
させた後に印刷し、インキの受理性を観察して判定し
た。

（優）５〜１（劣）Ｂ法:RI試験機を用いて、インキに水を練り混みながら
印刷し、インキの受理性を観察して判定した。

（優）５〜１（劣）（４）白色度 JIS P 8123「紙及びパルプのハンター白色度試験方
法」に準拠して測定した。

（５）不透明度 JIS P 8138「紙の不透明度試験方法」に準拠して測定
した。

比較例１〜２比較参考例１および２で得た反応生成物（サンプルＫ
およびＬ）を用いるほかは、実施例１〜10と同様に紙用
塗工組成物を調製し、塗工紙を作成して、測定試験に供
した。試験結果は、表−３の比較例１および２に示す。

比較例３反応生成物を用いないで、実施例１〜10と同様に紙用
塗工組成物を調製し、塗工紙を作成して、測定試験に供
した。試験結果は、表−３の比較例３に示す。

比較例４水性バインダーのSN−307を12部配合し、反応生成物
を用いないほかは、実施例１〜10と同様に紙用塗工組成
物を調製し、塗工紙を作成して、測定試験に供した。試
験結果は、表−３の比較例４に示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ｉ）顔料、（II）水性バインダー、ならびに（III）（ａ）アクリルアミドまたは／およびメタク
リルアミド20〜80モル％、（ｂ）スチレン類20モル％以上、および所望ならば（ｃ）不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステ
ル、アクリロニトリル、酢酸ビニルおよびビニルピロリ
ドンから選ばれるモノマー50モル％以下からなる反応生成物を含有することを特徴とする紙用塗工組成物。