JP3089071B2 - 顔料組成物 - Google Patents
顔料組成物Info
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Description
バッキング用、各種材料の接着剤等に供される顔料組成
物に関するものである。
ックスからなる顔料組成物は、例えば紙塗工用組成物、
カーペットバックサイシング用バインダー、あるいは各
種材料の接着剤などとして広く用いられている。そし
て、顔料組成物がこのような用途に用いられる場合、該
顔料組成物は接着強度が高く、かつ耐水性、乾燥加熱に
よる耐ブリスター性などに優れていることが要求され
る。
および光沢などの光学的特性の向上を目的として、抄造
された原紙表面に、カオリンクレー、炭酸カルシウム、
サチンホワイト、タルク、酸化チタンなどの顔料、それ
らのバインダーとしての共重合体ラテックスおよび保水
剤あるいは補助バインダーとしてのスターチ、ポリビニ
ルアルコール、カルボキシメチルセルロースなどの水溶
性高分子を主構成成分とする塗料が塗工されたものであ
って、従来からスチレンとブタジエンおよび他の単量体
を乳化重合して得られたスチレン−ブタジエン系共重合
体ラテックス、いわゆるSB系ラテックスが汎用的に用
いられている。
やパンフレット、広告類の需要の拡大に伴って塗工紙の
生産が著しく増大している。特に、オフセット輪転印刷
の高速印刷化傾向に伴い、塗工紙および顔料組成物の品
質に対する要求水準もますます高度化しており、中でも
特に印刷時の耐ブリスター性の向上が要求されている。
また一方塗工紙そのものの製造も高速化しており、その
主な障害であるロール汚れ性の改良即ちべたつき性の減
少もまた要求されている。この二物性は互いに負の相関
関係にあるため、高水準にバランス化させる改良が一段
と要求されている。塗工紙のこれらの性質は、顔料バイ
ンダーとして用いられるSB系ラテックスの設計に特に
強く依存することから、これまで該SBラテックスの性
能について種々の検討が加えられてきた。
ゼン、トルエン、テトラヒドロフランなどの溶剤に対す
る不溶解部分の割合がピック強度と耐ブリスター性の支
配因子であることが確認されていることから、この面よ
り種々の検討がなされており、具体的にはラテックス中
の共重合体の組成およびゲル分率を特定の範囲に調整す
ることにより、優れた性能を発揮させることが提案され
ている(特公昭59−3598号公報、特公昭60−1
7879号公報、特開昭58−4894号公報)。この
ラテックスのゲル分率は単量体組成、重合温度をはじめ
とした様々な重合因子によって変化するが、これを所望
の水準に調整する方法は連鎖移動剤の添加が一般的かつ
簡便である。連鎖移動剤として、従来はおもに四塩化炭
素に代表されるハロゲン化炭化水素、t−あるいはn−
ドデシルメルカプタンに代表されるアルキルメルカプタ
ン、スルフィドなどが使用されていた。
き性はSB系ラテックスにおいてそのゲル分率が高い物
ほど良好になるのに対して、耐ブリスター性はゲル分率
の低いものほど良好となることが認められており、ピッ
ク強度と耐ブリスター性の両方を同時に高い水準にまで
向上させるには、前記技術はいずれも十分に満足しうる
ものではない。
まな検討が加えられてきたが、やはり充分に満足できる
ものではなかった.一方、カーペットバックサイジング
用接着剤は、一般に共重合体ラテックスに炭酸カルシウ
ムまたは水酸化アルミニウム等の充填剤および増粘剤な
どの他の添加剤を配合した組成物である。この接着剤組
成物は、タフテッドカーペット、ニードルパンチカーペ
ットなどの製造において、主にパイル(ふさ糸)の脱落
防止ならびにジュートなどの二次基布との接着のために
用いられる。したがって、この場合カーペットの最重要
物性である接着強度の向上が当業界での最大の技術課題
の一つであり、そのため、共重合体ラテックスおよび組
成物の配合面からの改良検討がなされているが、これま
で満足できる水準のものが得られていないのが実状であ
る。
いて連鎖移動剤の添加方法も検討されてきた(特公昭6
2−3443号公報、特開昭61−63794号公報、
特開昭58−91707号公報)。しかしこれらはいず
れも重合工程における連鎖移動剤の添加開始時期や添加
量比についてのものであって、いずれも単量体成分の添
加終了以前あるいは重合収率が高くなる以前に連鎖移動
剤の添加を終了しており、本願に示すように連鎖移動剤
の添加終了時期に注目するものではなかった。
では塗工紙の印刷のより一層の高速化に対応することが
できず、高品質の塗工紙の製造を可能にする顔料組成物
の出現が強く求められているのが現状である。また、カ
ーペットならびに粘接着剤においても同様に高接着力を
有する顔料組成物の出現が望まれている。
情のもとで、印刷用塗工紙における耐ブリスター性とべ
た付き性とのバランスをより向上させ、あるいはまたカ
ーペットならびに接着剤の接着強度を工場させるための
高性能の顔料組成物を提供することを目的として種々検
討を行った結果、炭酸カルシウムおよびまたはクレーを
主成分とする無機顔料と共重合体ラテックスからなる水
分散体であって、該共重合体ラテックスが共役ジエン、
エチレン性不飽和カルボン酸およびこれらと共重合可能
なその他の単量体の乳化共重合により製造されるもので
あり、該乳化共重合において単量体総量の重合率が特定
の値以上になるまで連鎖移動剤を重合系内に逐次添加す
ることを特徴として得られる顔料組成物が、意外にも前
記の目的が達せられたものであることを見いだしてなさ
れたものである。
ン性不飽和カルボン酸およびこれらと共重合可能なその
他の単量体の乳化共重合において、単量体総量の重合率
が70%になる時点まで、単量体総量100重量部に対
し、連鎖移動剤X重量部を、さらに該単量体添加終了以
降の時点でありかつ重合率が85%以上になる時点ま
で、単量体総量100重量部に対し、連鎖移動剤Y重量
部を、該XとYが下記(1)式および(2)式の関係を
みたし、かつ連鎖移動剤(A−1)と連鎖移動剤(A−
2)が少なくとも同一種類の連鎖移動剤を含むように重
合系内に逐次添加して得られた共重合体ラテックスと炭
酸カルシウムおよび/またはクレーを主成分とする無機
顔料とからなることを特徴とする顔料組成物である。
於ける無機顔料は炭酸カルシウムおよびまたはクレーを
主成分とすることが必須である。ここで主成分とは無機
顔料総体積分率中の中の60%以上を占めることをい
う。60%以下では本発明の効果が良好に発揮されな
い。またその他の無機顔料として水酸化アルミニウム、
酸化チタン、サチンホワイト、タルク、活性白土などを
無機顔料総体積分率中40%まで必要に応じ使用するこ
ともできる。無機顔料に加えてポリスチレン粒子などの
プラスチックピグメントを併用することも本発明の望ま
しい実施態様である。
エン(イ)、エチレン性不飽和カルボン酸(ロ)、およ
びこれらと共重合可能なその他の単量体(ハ)から構成
される単量体を乳化共重合させる際に連鎖移動剤を特定
な方法で添加することにより得られる。共役ジエン
(イ)としては、ブタジエン、イソプレン、2−クロル
−1,3−ブタジエンなどがある。その使用量は全単量
体基準で20〜90重量%の範囲であることが望まし
い。さらに塗工紙用共重合体ラテックスの場合、この共
役ジエンの一層好ましい量の範囲は20〜70重量%で
ある。
5〜10重量%の範囲であることが好ましい。0.5重
量%未満ではラテックスの分散安定性を高い水準で保つ
ことができず、塗料調製や塗工時に種々問題を発生して
しまう。また、ピック強度も劣る。10重量%を越えて
含ませるとラテックスや塗料の粘度が高くなり過ぎ、ま
た耐水性も損なわれることになる。エチレン性不飽和カ
ルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、ク
ロトン酸などの一塩基性カルボン酸、イタコン酸、マレ
イン酸、フマール酸などの二塩基性カルボン酸およびそ
のモノエステルなどを挙げることができる。この中でも
二塩基性カルボン酸が本発明の効果を最も良好に発揮し
好ましい。
も代表的かつ有効にもちいられるのは芳香族(ジ)ビニ
ル化合物であり、ついで(メタ)アクリル酸エステル、
シアン化ビニル化合物、エチレン性アミドモノマーなど
である。芳香族(ジ)ビニル化合物としては、スチレ
ン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、アルキルス
チレン、ジビニルベンゼンなどがあげられる。
チル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレー
ト、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)ア
クリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレー
ト、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートさらには、
グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコール
ジ(メタ)アクリレートなどがあげられる。
ニトリル、メタクリロニトリルなどがあげられる。エチ
レン性アミドモノマーとしては、(メタ)アクリルアミ
ド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどがあげ
られる。そのほかに、酢酸ビニルのごときビニルエステ
ル、塩化ビニル、塩化ビニリデンのごときハロゲン化ビ
ニル、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、ジエチルアミノエチ
ル(メタ)アクリレートなどのエチレン性アミンモノマ
ー、スチレンスルホン酸ソーダなどを例示することがで
きる。
ができる。例をあげれば、硫黄元素を含む連鎖移動剤と
して、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカ
プタンなどのアルカンチオール:メルカプトエタノー
ル、メルカプトプロパノールなどのチオアルキルアルコ
ール:チオグリコール酸、チオプロピオン酸などのチオ
アルキルカルボン酸:チオグリコール酸オクチルエステ
ル、チオプロピオン酸オクチルエステルなどのチオカル
ボン酸アルキルエステル:ジメチルスルフィド、ジエチ
ルスルフィドなどのスルフィドなどがあげられる。上記
の硫黄元素を含む連鎖移動剤の好ましい例としてはチオ
アルキルカルボン酸アルキルエステルがあげられる。そ
の他に、連鎖移動剤の例としては、α−アルキルスチレ
ンの二量体、ターピノーレン、ジペンテン、t−テルピ
ネンおよび四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素を挙げ
ることができる。
製造にあたって特定の方法で連鎖移動剤の添加をおこな
うことが必須である。すなわち、単量体総量の重合率が
70%になる時点まで、単量体総量100重量部に対
し、連鎖移動剤X重量部を、さらに該単量体添加終了以
降の時点でありかつ重合率が85%以上になる時点ま
で、単量体総量100重量部に対し、連鎖移動剤Y重量
部を、該XとYが下記(1)式および(2)式の関係を
みたし、かつ連鎖移動剤(A−1)と連鎖移動剤(A−
2)が少なくとも同一種類の連鎖移動剤を含むように重
合系内に逐次添加して得られた共重合体ラテックスを用
いることが必須である。
加とは、連続あるいは断続的に反応器に該連鎖移動剤を
添加することを意味する。該連鎖移動剤の添加開始時刻
は任意に選べるが、単量体の重合率が85%以上になる
まで該連鎖移動剤の添加を続けることが必須である。重
合率が85%に満たないうちに該連鎖移動剤の添加を終
了すると、良好なピック強度と他の性能とのバランスが
得られない。本発明の効果をさらに良好に発揮させる該
連鎖移動剤の望ましい添加終了時期は、重合率が90%
以上になった時刻であり、さらに好ましくは重合率が9
5%以上になった時刻である。またさらに該連鎖移動剤
の添加速度に勾配をつけることが必須であり、重合率が
70%になる時点以前と以後の連鎖移動剤の添加量比が
前記(2)式に示すように1.2以下とすることが必須
である。1.2以上では本発明の効果であるピック強度
と他の物性とのバランスが得られない。本発明の効果を
さらに高める添加量比は1.0以下であり、さらに好ま
しくは0.8以下である。
動剤を単独で添加する方法、該連鎖移動剤をあらかじめ
乳化して水分散体にしてから添加する方法、該連鎖移動
剤を非反応性溶剤で希釈して添加する方法などがあげら
れる。また、該連鎖移動剤の一部を単量体混合物にあら
かじめ添加しておき、重合途中で該混合物の添加を終了
させて、残る連鎖移動剤を続けて単独添加する方法も望
ましい方法である。
が、本発明の共重合体ラテックスは、水、界面活性剤、
単量体、ラジカル重合開始剤、および必要ならばその他
の原料を基本構成成分とする分散系において、これらの
原料をラジカル乳化重合によって共重合体粒子の水分散
液として得られる。一般的に共重合体濃度は40〜60
重量%の範囲である。
およびまたはシードラテックスの使用割合によって調整
することができ、概ねその使用割合を高くするほど生成
共重合体ラテックスの粒子径は小さくなる。ここで、粒
子径の好ましい範囲は0.05〜1μmでありさらに好
ましくは0.07〜0.5μmである。界面活性剤とし
ては、脂肪酸せっけん、ロジン酸せっけん、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
ルスルホコハク酸塩、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、カチオン性界面活性剤があ
る。これら界面活性剤の他の例としては、「界面活性剤
ハンドブック(高橋、難波、小池、小林:工学図書、1
972)」に記載されているものなどがあげられる。界
面活性剤は通常、アニオン性界面活性剤単独またはアニ
オン性/ノニオン性の混合系で用いられ、単量体に対す
る使用割合としては0.05〜2重量%の範囲が好まし
く用いられる。
下でラジカル分解して単量体の付加重合を開始させる化
合物であって、ペルオキソ二硫酸塩、過酸化物、アゾビ
ス化合物などが一般的に用いられる。その具体例として
はペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸ナトリ
ウム、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、過酸化水素,t
−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、
2,2−アゾビスイソブチロニトリル、クメンハイドロ
パーオキサイドなどがあり、また他に、「改訂高分子合
成の化学(大津:化学同人、1979)」に記載されて
いる化合物があげられる。このなかでも特にペルオキソ
二硫酸塩が本発明の効果を良好に発揮し、最も好ましく
用いられる。重合開始剤の使用量は単量体に対して0.
2〜2.0重量%であることが好ましい。なお、重合温
度は通常60〜90℃の範囲が一般的であるが、重合速
度の促進あるいはより低温での重合を望むときには重亜
硫酸ナトリウム、アスコルビン酸あるいはその塩、エリ
ソルビン酸あるいはその塩、ロンガリットなどの還元剤
を重合開始剤に組み合わせて用いる、いわゆるレドック
ス重合法を用いることができる。
加することもしばしばおこなわれる。たとえば、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、炭
酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸水素二ナト
リウムなどのPH調節剤やエチレンジアミン四酢酸ナト
リウムなどの各種キレート剤などである。本発明の無機
顔料組成物の調製にあたっては通常の実施態様でおこな
うことができる。すなわち、分散剤を溶解させた水中に
無機顔料およびあるいは有機顔料、水溶性高分子、各種
添加剤とともに共重合体ラテックスを混合し、均一分散
液とする態様である。これら無機顔料水分散体の各原料
についての具体的な例としては、「紙加工便覧(紙業タ
イムス社編:紙業タイムス社、1980)」に記載され
ているものなどがあげられる。この無機顔料組成物は各
種ブレードコーター、ロールコーターなど既知の方法に
よって原紙に塗工して塗工紙を製造することができ、ま
たカーペット裏打ち用接着剤あるいはまた各種材料の接
着剤に供することができる。該塗工紙は、グラビア、枚
葉オフセット、輪転オフセットなど各種印刷に供するこ
とができ、またこのうち塗工板紙は各種包装に供するこ
とができる。
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。なお、各特性は次のようにして求め
た。 (イ)平均粒子径 光散乱法粒度分析計(シーエヌウッド社製モデル600
0)により共重合体ラテックスの平均粒子径を測定し
た。
谷理機工業製:直径12.7mmのステンレス製丸棒に
ワイヤーを巻いたもの;36.6の湿った薄膜を塗布し
たもの)により塗布し、50℃、1時間加熱して皮膜を
作成する。この皮膜と黒ラシャ紙を合わせベンチスーパ
ーカレンダーにより圧力200kg/m、温度70℃条
件下で圧着させる。これをひきはがして黒ラシャ紙のラ
テックス皮膜への転写の程度を目視判定し10段階に評
価する(点数が高いほど良好)。
子の水性分散体(シード固形分濃度30重量%)を、か
くはん装置と温度調節用ジャケットを取り付けた耐圧反
応容器に入れ、さらに水70重量部、ラウリル硫酸ナト
リウム0.2重量部、イタコン酸およびあるいはフマー
ル酸を仕込み、内温を80℃に保ち、ついで水15重量
部、ペルオキソ二硫酸ナトリウム0.9重量部、水酸化
ナトリウム0.2重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム0.1重量部からなる水溶液と、モノマー混
合液とをそれぞれ前者を時刻0から5時間および後者を
時刻0から4時間をかけて添加した。また別に表1およ
び2に示すように連鎖移動剤(A−1)を時刻0(時)
から時刻T1(時)まで、(A−2)を時刻T1(時)
からT2(時)まで添加した。そして80℃の温度をそ
のまま2時間保ったのち冷却し、次いで生成した共重合
体ラテックスを表1および2に示す量の水酸化カリウム
と適量の水酸化ナトリウムによりpHを8に調整してか
らスチームストリッピング法により未反応かつ揮発性の
単量体および連鎖移動剤を除去し、網目75μmのろ布
でろ過した。なお、すべての共重合体ラテックスは最終
的に固形分濃度が50重量%になるように調整した。
および使用量(重量部)を表1および表2に示す。
テックスを用いた顔料組成物について、紙塗工用塗工液
としての性能評価をおこなった。その結果を表5および
表6に示す。なお、顔料組成物は表3に示す配合で、不
揮発分濃度が64重量%になる水量で高速かくはん機で
調製した。塗料のpHはアンモニア水で9.0に調整し
た。この顔料組成物を用いての塗工紙の調製条件を表4
に示す。塗工紙の各特性は次のようにして求めた。
印刷インク(WebbZett黄、大日本インク社製)
0.3cm3をべた刷りする。この印刷された塗工紙を
適当な大きさに裁断し、その試験片を所定の温度に調整
したシリコンオイル恒温槽に浸してブリスターが発生す
るか否かを観察する。恒温槽の温度を変化させてこの試
験をおこない、ブリスターの発生が認められる最低温度
を求める。この温度が高いものほど耐ブリスター性に優
れる。
ラックス50紅B;タック値18、東華色素社製)0.
4cm35回重ね刷りをおこない、ゴムロールに現れた
ピッキング状態を別の台紙に裏取りし、その程度を観察
する。評価は10点評価法でおこない、ピッキング現象
の少ないものほど高得点とした。
してから、印刷インク(SDスーパーデラックス50紅
B;タック値18、東華色素社製)0.4cm3 1回刷り
をおこない、ゴムロールに現れたピッキング状態を別の
台紙に裏取りし、その程度を観察する。評価は10点評
価法でおこない、ピッキング現象の少ないものほど高得
点とした。
を計数した。評価は10点評価法でおこない、欠落率の
小さいものほど高得点とした。表4から、本発明の顔料
組成物を塗工液として用いた塗工紙は耐ブリスター性と
べた付き性などのバランスが高度に優れたものであるこ
とが理解される。
テックスを用いて作る顔料組成物について、カーペット
バックサイジング用バインダーとしての性能評価をおこ
なった。その結果を表9に示す。カーペットバックサイ
ジング性能(剥離強度および抜糸強度)はJIS L−
1021に準拠して求めた。平均値の高いものほど優れ
る。
揮発分濃度が70重量%になる水量で高速かくはん機で
調製した。この塗料を用いてのカーペットの調製条件を
表8に示した。表9から、本発明の顔料組成物をバイン
ダーとして用いたカーペットは剥離強度と抜糸強度が高
度に向上したものであることがわかる。
ック強度と他の性能とのバランスを向上させ,あるいは
またカーペットバックサイジングおよび接着剤における
接着力をより向上させうる高性能の顔料組成物を容易に
得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 共役ジエン、エチレン性不飽和カルボン
酸およびこれらと共重合可能なその他の単量体の乳化共
重合において、単量体総量の重合率が70%になる時点
まで、単量体総量100重量部に対し、連鎖移動剤(以
後、連鎖移動剤(A−1)と呼ぶ)X重量部を、さらに
該単量体添加終了以降の時点でありかつ重合率が85%
以上になる時点まで、単量体総量100重量部に対し、
連鎖移動剤(以後、連鎖移動剤(A−2)と呼ぶ)Y重
量部を、該XとYが下記(1)式および(2)式の関係
をみたし、かつ連鎖移動剤(A−1)と連鎖移動剤(A
−2)が少なくとも同一種類の連鎖移動剤を含むように
重合系内に逐次添加して得られた共重合体ラテックスと
炭酸カルシウムおよび/またはクレーを主成分とする無
機顔料とからなることを特徴とする顔料組成物。 【数1】 【数2】
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP03333593A JP3089071B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 顔料組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP03333593A JP3089071B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 顔料組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05163455A JPH05163455A (ja) | 1993-06-29 |
JP3089071B2 true JP3089071B2 (ja) | 2000-09-18 |
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ID=18267777
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---|---|---|---|---|
CN105780541A (zh) * | 2014-12-22 | 2016-07-20 | 常熟市虹桥印染有限公司 | 棉织物的印花方法 |
-
1991
- 1991-12-17 JP JP03333593A patent/JP3089071B2/ja not_active Expired - Lifetime
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