JP2571368B2

JP2571368B2 - 紙塗工用組成物

Info

Publication number: JP2571368B2
Application number: JP61146618A
Authority: JP
Inventors: 豊広島田; 益彦中西; 俊夫長谷川
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JPS636194A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、新規な紙塗工用組成物に関するものであ
る。更に詳しくは、オフセット印刷における多色印刷の
インキ転移性を良好ならしめるための紙塗工用組成物に
関するものである。

〔従来の技術〕

近年、出版紙或いは包装紙として大量の顔料塗被紙が
使用されている。印刷用紙に顔料を塗被する目的は、紙
の表面平滑性、白色度、白紙光沢等の外観特性を改良す
ることや、インキの受理性、乾燥性、印刷光沢等の印刷
適正を向上させることによって、印刷用紙の商品価値を
高めることにある。

印刷方式には、凸版、平板（オフセット）、凹版（グ
ラビア等）の三方式があるが、この中で平板オフセット
印刷方式が最も一般的に用いられており、近年の輪転オ
フセット方式の普及に伴い、益々多用されるようになっ
ている。

オフセット印刷用の塗被紙及び塗被板紙については、
原紙、塗工組成物、塗工方法の面から永年にわたり研究
され、種々の問題が改善されてきたが、現在残されてい
る大きな問題としては、多色印刷時のインキ移転性と印
刷光沢がある。

オフセット印刷におけるインキ転移性とは、多色印刷
の際の二色目以降のインキの紙への転移の優劣を表すも
のである。インキ転移性の悪い塗被紙においては、二色
目以降のインキの転移が不十分となるため、意図した印
刷効果が得られず、印刷物としての商品価値が大幅に低
下する。オフセット印刷における二色目以降のインキ転
移性（以後単にインキ転移性と云う）には、紙の吸水性
が大きな影響を与えることが知られている。即ち、吸水
性の悪い紙では、一色目の印刷を行った際の「しめし
水」が紙面に残るために、二色目のインキの転移性が低
下するのである。

塗被紙に要求される性能には、インキ転移性と共に、
表面強度、耐水表面強度、白紙光沢、白色度、印刷光沢
等の多くのものがあるが、これらの性能の中には、例え
ばインキ転移性と印刷光沢のように、互いに相反する性
能が少なからず存在していることが知られている。

塗被紙のインキ転移性を向上させる手段としては、例
えば顔料結合バインダー使用料を少なくすること非
板状の顔料を併用し、塗工層の空隙率を高めること親
水性の強い顔料又は顔料結合バインダーを用いること等
がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの手段を単独に又は組合せて、オフセット印刷
用の塗被紙が製造されているが、十分に満足できる結果
は得られていない。これらの方法は何れも塗被紙として
の他の性能を低下させるからである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、インキ転移性、耐水表面強度、印刷光
沢等をバランス良く向上させる紙塗工用組成物を得るこ
とを目的として鋭意検討した結果、該組成物の顔料結合
バインダーとして、特定の合成共重合体ラテックスを用
いることにより、上記目的が達成できることを見い出
し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、顔料、及び顔料結合バインダーとし
ての、20〜60重量％の脂肪族共役ジオレフィン、0.5〜1
0重量％のエチレン系不飽和カルボン酸及びエチレン系
不飽和カルボン酸以外のビニル化合物30〜79.5重量％か
らなる乳化重合系に、シードラテックスを連続的又は不
連続的に添加することによって該重合系内に逐次新しい
重合の核を形成せしめつつ乳化重合して得られる多分散
型合成共重合体ラテックスからなる紙塗工用組成物であ
って、該ラテックスが、平均粒子径が1000〜2200Å
で、平均粒子径±200Åの範囲にある粒子数の全粒子
数に対する割合が35〜70％の粒子径分布を有するもので
あることを特徴とする紙塗工用組成物に関するものであ
る。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の合成共重合体ラテックスの製造に使用される
単量体のうち脂肪族共役ジオレフィン単量体としては、
ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられ
る。中でも特ブタジエンが好ましい。この使用量は20〜
60重量％であることが好ましいが、30〜50重量％が更に
好ましい。20重量％未満の場合及び60重量％を超える場
合には、塗被紙の表面強度が著しく低下し好ましくな
い。

エチレン系不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、
マレイン酸、イタコン酸、フマール酸等が挙げられる。
その使用量は、0.5〜10重量％であることが好ましい
が、１〜５重量％が更に好ましい。0.5重量％未満で
は、合成共重合体ラテックスの機械的安定性が低下し、
10重量％を超える場合には、合成共重合体ラテックスの
粘度が著しく高くなり何れ好ましくない。

本発明の合成共重合体ラテックスの単量体成分である
他の共重合可能なビニル化合物としては、スチレン、α
−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−ヒドロキシ
エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、ア
クリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等の不
飽和カルボン酸エステル系単量体、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル等のニトリル系単量体、アクリルア
ミド、メタクリルアミド等のアミド系単量体等が挙げら
れる。更に、上記以外の単量体を併用しても差支えな
い。

本発明の紙塗工用組成物は、顔料係合用バインダーと
しての合成共重合体ラテックスの粒子経分布に特徴を有
するものである。即ち、合成共重合体ラテックスの平均
粒子径が1000〜2200Åであって、しかも平均粒子径±20
0Åの範囲の中にある粒子数の全粒子数に対する割合が7
0％以下であり（例えば、平均粒子径が1500Åの場合、1
300〜1700Åの範囲にある粒子数の全粒子数に占める割
合が70％以下であり）、より好ましくは、55％以下であ
る粒子径分布を有するものである。

平均粒子径が1000Å未満では、合成共重合体ラテック
スの粘度が高くなりすぎ、2200Åを超える場合には、塗
被紙の表面強度が低下し、何れも好ましくない。又、平
均粒子径±200Åの範囲の中にある粒子の数が全粒子の
数70％を超えるような単一分散に近い粒子径分布を持つ
場合には、インキ転移性と印刷光沢の高いバランスが得
られず好ましくない。

平均粒子径±200Åの範囲の粒子数の全粒子数に対す
る割合が70％以下であるような粒子径分布の広い合成共
重合体ラテックスを得るには、シードラテックスを連続
的又は不連続的に添加することによって、重合系内に逐
次新しい重合の核を形成せしめることによって達成でき
る。

一般的に、合成共重合体ラテックスを作成するにあた
っては、単一分散のラテックスを計算どうり得る目的
で、シードラテックスを使用する。これは、合成共重合
体ラテックスの重合前に、シードラテックスを重合の核
として与え、モノマーが重合するに伴いシードラテック
スが成長していくことで均一な粒子径を有する合成共重
合体ラテックスを得ようとする方法である。

本発明では、シードラテックスを粒子径分布を有する
合成共重合体ラテックスの作成に利用する点で、従来の
使用目的と全く異なる。即ち、本発明では、重合途中で
シードラテックスを逐次添加することにより、新しい重
合の場を生じせしめ、既に成長した重合途中の合成共重
合体ラテックスと競争反応させる。その結果、初期に添
加したシードラテックスを重合の核とした粒子は大きく
成長し、新たに添加したシードラテックスを重合の核と
した粒子はそれほど大きく成長しないで終わる。その結
果として、広い粒子径分布を有する合成共重合体ラテッ
クスを得ることができる訳である。

上記したように、シードラテックスを連続的又は非連
続的に重合途中で添加し、かつ、その添加量を適宜変え
ることで、合成共重合体ラテックスの粒子径分布を自由
に制御することができる。

なお、本発明で使用するシードラテックスの平均粒子
径は、200〜1000Åであることが好ましい。シードラテ
ックスのポリマー組成は特に限定されない。

又、乳化剤を重合塗中に随時添加することにより、新
しい重合の場を与え、前述のシードラテックスの逐次添
加方法の同様に、巾広い粒子径分布を持つ合成共重合体
ラテックスを得ることも可能である。

合成共重合体ラテクスの粒子径は、透過型電子顕微鏡
による観察で求められる。まずラテックスをオスミウム
酸処理した後、合成共重合体ラテックスを金属製網で支
持したコロジオン膜に沈着固定し、電子顕微鏡写真撮影
を行い、得られた原板を引延して印画し、粒子径及び粒
子径分布の測定を行う。平均粒子径は数平均粒子径を表
す。

本発明の合成共重合体ラテックスを得るための乳化剤
としては、アニオン性乳化剤が最適であり、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、脂肪族スルホン酸塩等が挙げられる。又、重合
開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ等
の水溶性開始剤、過酸化ベンゾイルに代表される油溶性
開始剤、或いはレドックス系開始剤の何れも使用可能で
ある。又、連鎖移動剤としては、ｔ−ドデシルメルカプ
タン、四塩化炭素、ブロモホルム、チオグリコール酸等
が使用できる。更に必要に応じて、キレート剤、無機塩
類等の乳化重合用として公知のものが用いられる。

本発明の紙塗工用組成物の顔料としては、クレー、重
質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、水酸化アルミ
ニウム、サチンホワイト、タルク、二酸化チタン等の鉱
物性顔料やプラスチックピグメント等の有機合成系顔料
など通常の紙塗工用顔料が使用できる。

本発明では、通常の紙塗工用組成物に使われる酸化ス
ターチ、エステル化スターチ、リン酸エステル化スター
チ等のスターチ類、天然或いは合成のカゼイン類、カル
ボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、
アルギン酸ナトリウム等の顔料結合バインダー、更に保
水剤を使用することも可能である。又、アルカリ溶解性
のラテックスを併用することも可能である。

又、通常の紙塗工用組成物に使われる他の添加剤、例
えば、尿素樹脂、メラニン樹脂、グリオキザール等の耐
水化剤やピロリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナト
リウム、ポリアクリル酸ナトリウム等の顔料分散剤、更
には消泡剤、離型剤、防腐剤、螢光塗料、着色顔料等が
使用できる。

本発明の組成物は、ホモミキサー等の公知の装置を用
いて調整することができ、該組成物を用いて原紙の塗工
を行うに当っては、エアーハナイフ塗工、ブレード塗
工、ロール塗工、サイズプレス塗工、バー塗工等オン又
はオフの通常方法によって塗工することができる。乾燥
後更にスーパーカレンダー、グロスカレンダー等の仕上
げ工程を施すが、紙塗工における公知の加工手段が何れ
も適用できる。

〔発明の効果〕

本発明の特異な合成共重合体ラテックスを紙塗工用組
成物の顔料結合バインダーとして使用することにより、
高インキ転移性を与えながら、優れた印刷光沢、表面強
度及び耐水表面強度を与えると云うオフセット印刷用紙
が解決すべき技術的課題を一挙に解決することができ
た。

〔実施例〕

次に実施例を示す。例中の％及び部は、特に断らない
限り重量表示である。なお、例中の各種物性の測定方
法、次に示すとおりである。

表面強度 RI印刷機に市販のオフセット印刷用インキを使用し数
回重ね刷りを行い、印刷面の破壊の程度を肉眼にて観察
する。数値の小さい程表面強度は良好である。

耐水表面強度 RI印刷機を用いて、モルトンロールで塗被紙表面に給
水を行い、その直後に市販のオフセット印刷用インキで
印刷を行い、印刷面の破壊の程度を肉眼で観察する。数
値の小さい程良好である。

印刷光沢 RI印刷機を用いて、市販のオフセット印刷インキ
（藍）（紅）（黄）をそれぞれ0.2cc使用して重ね刷り
を行い、恒温室（23℃、60％RH）に24時間放置後、村上
式光沢度計を使用して、60゜の測定角で測定する。

インキ転移性 RI印刷機を用いて、モルトンロールで試験片に水を塗
布し、ピッキングの起きない条件で、オフセット印刷用
インキでベタ刷りを行う。インキ転移性（インキの濃
度）を肉眼で観察する。数値の小さい法が良好である。

実施例１１−１シードラテックスの作成蒸溜水180部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ８
部、過硫酸ソーダ1.0部、アクリル酸４部及びスチレン9
6部を、予め窒素置換した反応器に入れ、80℃に昇温
し、６時間反応させた。これによりスチレンの重合率99
％の平均粒子径350Åの単分散のシードラテックス
（Ａ）を得た。

１−２合成共重合体ラテックスの作成滴下装置及び撹拌機付きの耐圧重合容器に、まず104
部の重合水、シードラテックス（Ａ）0.2部、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ソーダ0.08部、エチレンジアミン四
酢酸ナトリウム0.07部、フマール酸2.5部を仕込み、80
℃に昇温した。窒素置換後、スチレン34.5部、ブタジエ
ン38部、アクリロニトリル７部、四塩化炭素８部からな
る油性単量体混合液と、水20部、ドデシルベンゼンスル
ホン酸ソーダ0.08部、苛性ソーダ0.16部、過硫酸ソーダ
0.8部からなる水性混合液をそれぞれ７時間かけて均一
に添加した。

一方、シードラテックス（Ａ）は、油性単量体混合液
を追添開始後２時間、４時間、６時間後にそれぞれ0.2
部、0.4部、0.8部添加した。添加終了後、100℃に昇温
して1.5時間後冷却した。平均粒子径1700Å、1500Å〜1
900Åの範囲にある粒子数の全粒子数に対する割合が35
％、スチレンの重合率99％の合成共重合体ラテックスＢ
−１を得た。

１−３紙塗工用組成物及び塗被紙の作成１−２で得た合成共重合体ラテックスを用いて、第１
表の配合で紙塗工用組成物を作成した。固形分は62％、
pHは水酸化アンモニウムにより9.5に調整した。

このようにして得られた組成物を坪量75g/m²の塗工原
紙にワイヤーバーを用いて13g/m²塗布し、直ちに熱風乾
燥機に入れ、150℃で30秒間乾燥した。次に50℃で線圧2
00Kg/cmの条件で２回スーパーカレンダー処理した。

実施例２〜５比較例１〜２第２表に示す単量体組成で実施例１と同様の方法で合
成共重合体ラテックス（Ｂ−２〜Ｂ−５及びＣ−１〜Ｃ
−２）を作成した。次に実施例１と同じ配合処方で紙塗
工用組成物を作成した。これらの紙塗工用組成物を用い
て、実施例１と同様の方法で、塗被紙を作成した。これ
らの物性の測定結果を第３表に示す。

比較例３〜４第２表に示す単量体組成のうちＢ−１、Ｂ−２の組成
で、実施例１、２に準じた応報で合成共重合体ラテック
ス（Ｃ−３〜Ｃ−４）を作成した。但し、シードラテッ
クス（Ａ）は、油性単量体混合液と、水溶液を添加する
前に1.6部加え、反応開始後には全く添加しなかった。
平均粒子径1700Å、1500Å〜1900Åの範囲にある粒子数
の全粒子数に対する割合は90％であった。次に実施例１
と同じ配合処理で紙塗工用組成物を作成した。これらの
紙塗工用組成物を用いて実施例１と同じ方法で塗被紙を
作成した。これらの物性の測定結果を第３表に示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−180615（ＪＰ，Ａ) 特公昭55−7848（ＪＰ，Ｂ２) 特表昭60−501219（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料、及び顔料結合バインダーとしての、
20〜60重量％の脂肪族共役ジオレフィン、0.5〜10重量
％のエチレン系不飽和カルボン酸及びエチレン系不飽和
カルボン酸以外のビニル化合物30〜79.5重量％からなる
乳化重合系に、シードラテックスを連続的又は不連続的
に添加することによって該重合系内に逐次新しい重合の
核を形成せしめつつ乳化重合して得られる多分散型合成
共重合体ラテックスからなる紙塗工用組成物であって、
該ラテックスが、平均粒子径が1000〜2200Aで、平
均粒子径±200Åの範囲にある粒子数の全粒子数に対す
る割合が35〜70％の粒子径分布を有するものであること
を特徴とする紙塗工用組成物。