JP3126201B2

JP3126201B2 - 塗工紙用組成物及び塗工紙

Info

Publication number: JP3126201B2
Application number: JP04031716A
Authority: JP
Inventors: 勝美金田; 栄介椎山; 顕雄田中; 太星野
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1992-02-19
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 2001-01-22
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JPH05230795A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗工紙用組成物及び塗
工紙に関し、更に詳しくは、良好な塗工適性を持ち、塗
工された後の光沢の発現が小さく、特に優れた平滑性と
強度を有する塗工紙が製造可能な、マットコート紙用組
成物および、それを塗工して得られるマットコート紙に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＪＩＳのＰ−８１４２による光
沢度が３０以下で、一般には５〜３０の光沢度を有する
マットコート紙の製造方法としては、顔料として、主に
粒度の大きい重質炭酸カルシウムや、軽質炭酸カルシウ
ムを用い、またクレー、酸化チタン、水酸化アルミニウ
ム、サチンホワイト、硫酸バリウム、酸化マグネシウ
ム、タルクや、コロイダルシリカ等の類の無機顔料、お
よび、白色尿素樹脂顔料等の類の有機顔料等を併用した
塗工紙用塗料が塗工されている。マットコート紙とは、
光沢度が５０〜８５の塗工紙に対し、前記のように光沢
度として５〜３０である所謂艶消しの塗工紙を指し、近
年この生産量が増加している。このマットコート紙は、
専用のキャレンダーロール等を用いて仕上げを行なう
が、光沢度を５〜３０にするには、通常の塗工紙を仕上
げるためのキャレンダーの温度や圧力では光沢度が高く
なりやすい。よってキャレンダーでの仕上げ条件は、温
度や圧力を抑える事になる。このため得られた塗工紙
は、表面の平滑性が不均一になりやすく、印刷に於いて
インキ吸収が不均一になりやすい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで近年、顔料とし
て、特に重質や軽質の炭酸カルシウムの、粒度や形状を
改良して、塗工紙用塗料に使用する方法や、特開平２−
２３４９９３号公報、特開平１−１１８６９５号公報、
特開平３−４０８９７号公報、のような検討等も進めら
れているが、本発明者らの検討結果では、良好な塗工適
性を持ち、塗工後の光沢の発現を５〜３０に抑えた塗工
紙が、均一な平滑性と良好な強度を得るには未だ不十分
である。本発明は、塗工紙の製造にあたり、従来より使
用している顔料と新規な顔料を併用する事により、塗料
組成物に良好な塗工適性を付与するとともに、得られた
塗工紙は良好な印刷適性を有する、マットコート紙用の
塗料組成物を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
要求物性を改良すべく研究を重ねた結果、顔料および接
着剤を主成分とする、紙塗工用組成物に供する顔料にお
いて、該顔料として、粒子径測定器［（株）日科機製；
ＣＯＵＬＴＥＲｍｏｄｅｌＮ４ＳＤＳＵＢ−ＭＩ
ＣＲＯＮＰＡＲＴＩＣＬＥＡＮＡＬＹＺＥＲ］によ
り測定した、平均粒子径（以下、粒子径と略）が３０〜
１００ｎｍである、オレフィン系芳香族モノマー及び／
又はモノオレフィン系モノマーを主成分とするプラスチ
ックピグメントを、顔料中に固形分で２〜１０重量部使
用する事で、得られた紙塗工用組成物により、従来にな
い優れた塗工適性および印刷適性を有するマットコート
紙の製造を可能にしたものである。

【０００５】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明で顔料として使用しうるプラスチックピグメ
ントとしては、例えば、ポリスチレン系のＰＰと称され
る、紙の顔料塗工用の有機顔料として用いられるものか
ら成る。一般に紙塗工用塗料で用いられるプラスチック
ピグメントは、粒子径が２００〜７００ｎｍであり、通
常塗工紙の光沢度を向上するためや、不透明度を付与す
るために用いられている。本発明のプラスチックピグメ
ントについて、粒子径を３０〜１００ｎｍと限定した理
由は次の通りである。即ちプラスチックピグメントの粒
子径が３０ｎｍ未満では、得られるプラスチックピグメ
ント重合物の粘度が大幅に上るため、塗料組成物に供す
るには困難となり、プラスチックピグメントの樹脂固形
分を低下させることで使用することは可能だが、塗料組
成物の固形分が低下するとともに、これにより得られる
塗工紙の表面強度も低下することによる。またプラスチ
ックピグメントの粒子径が１００ｎｍ以上では、この塗
料組成物にて得られる塗工紙は、光沢度を５〜３０に抑
えることが困難となり、光沢の発現が少なく、且つ良好
な平滑性と強度および印刷適性を有する、マットコート
紙を得ることが出来ないことによる。さらに、プラスチ
ックピグメントを、顔料中の固形分で２〜１０重量部使
用すると限定した理由は次の通りである。即ち本発明の
プラスチックピグメントが顔料中の固形分で１０重量部
以上になると、この塗料組成物にて得られたマットコー
ト紙は透気性が不良になるとともに表面強度が低下す
る。またプラスチックピグメントが顔料中の固形分で２
重量部未満になると、この塗料組成物にて得られたマッ
トコート紙は、光沢の発現が高くなるため、キャレンダ
ーによる仕上げの条件を低下するために、均一で良好な
平滑性を得ることが出来ないことによる。本発明におい
ては、オレフィン系芳香族モノマー及び／又は、モノオ
レフィン系モノマーが、好ましくはプラスチックピグメ
ント構成成分中６０重量％以上、さらに好ましくは６０
〜９５重量％である。

【０００６】本発明で使用しうる、プラスチックピグメ
ントの構成重合体成分としては、好ましくはスチレン及
び／又は、メチルメタアクリレート等の、モノマーを主
成分として、必要に応じてこれらと共重合可能な他の、
モノマーが用いられる。この共重合可能なモノマーとし
ては、例えば、〆−メチルスチレン、クロロスチレンや
ジメチルスチレン等のオレフィン系芳香族系モノマー、
（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチ
ル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２
−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸グリシジル、
（メタ）アクリルニトリル等のモノオレフィン系モノマ
ーおよび、酢酸ビニル等のモノマーがある。また、必要
に応じて例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン
酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等の、オレフ
ィン系不飽和カルボン酸モノマー類、ヒドロキシエチ
ル、メタアクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒド
ロキシプロピル、メタアクリル酸ヒドロキシプロピル等
の、オレフィン系不飽和ヒドロキシモノマー類、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、Ｎ−メチロールメタアクリルアミド、Ｎ−メ
トキシメチルアクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルメタ
アクリルアミド等の、オレフィン系不飽和アミドモノマ
ー類、ジビニルベンゼンの如き、二量体ビニルモノマー
等を少なくとも一種または二種以上の組み合わせで用い
ることができる。これらのモノマーは例示であり、この
外にも共重合可能なモノマーであれば使用することがで
きる。乳化重合に使用される乳化剤としては、例えば、
アルキルスルホネート、アルキルアリルスルホネート、
アルキルサルフェート、アルキルナフタレンスルホネー
ト、アルキルサクシネートスルホネート等のアニオン性
活性剤や、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ルエーテル、ポリオキシエ
チレン脂肪族エステル等のノニオン性活性剤や、反応性
界面活性剤等を単独または併用にて使用することもで
き、これら乳化剤の使用量は、通常プラスチックピグメ
ント構成重合体成分にたいして５重量％以下である。重
合開始剤としては、酸化剤、例えば過硫酸のカリウム、
ナトリウムやアンモニウム塩、過酸化水素、ジイソブチ
ルベンゾイルパーオキシド、キュメンハイドロパーオキ
シド、ラウリルパーオキシド等の酸化剤が単独で使用さ
れたり、これらの酸化剤と亜硫酸ソーダ、重亜硫酸ソー
ダ、チオ硫酸ソーダ等の還元剤との併用、即ちレドック
スシステムで用いることもできる。本発明に於て用いる
プラスチックピグメントの重合は、温度５０〜１００℃
の範囲で行なわれ、用いられるモノマーおよびその他の
添加剤の添加は一括添加、分割添加または連続添加のい
ずれの方法でも行なうことが出来る。また重合中の粒子
の安定化を図る目的で、保護コロイド剤として例えばヒ
ドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール等を添加してもよい。

【０００７】本発明のマットコート紙用塗料組成物にお
いて使用し得る接着剤としては、主にＳＢＲラテック
ス、ＭＢＲラテックス、ＳＭＢＲラテックスと称される
合成ゴム系ラテックスや、これらのラテックスにアルカ
リ増粘性を持たせたソールバインダーシステム等が用い
られる。これらラテックスの粒子径は、通常１００〜３
００ｎｍである。接着剤として用いられるラテックス
は、好ましくは顔料１００重量部に対して５〜２０重量
部使用される。さらに、必要に応じ接着性を有する水溶
性高分子、例えば、カゼイン、酸化澱粉、リン酸エステ
ル化澱粉、大豆蛋白、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を使用した、塗料組成物を
塗工してもよい。尚、保水剤、分散剤、耐水化剤、消泡
剤、防腐剤、着色剤、離型剤等の助剤を必要に応じて添
加することは有効である。このようにして得られたマッ
トコート紙用塗料組成物は、例えば、エアーナイフコー
ター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコータ
ー等の塗工装置によって塗工されるが、この時の塗料組
成物の固形分濃度は、通常４０〜６５重量％である。ま
た、本発明のマットコート紙用原紙としては、坪量４０
〜３００ｇ／ｍ²の上質紙、中質紙、板紙等、およびこ
れらに予め片面または両面に塗料組成物を塗工乾燥し
た、コート紙等が用いられる。これら原紙への塗料組成
物の塗工量は、乾燥重量で通常片面に、５〜２５ｇ／ｍ
²塗工される。このようにして塗工乾燥された後、キャ
レンダー仕上げ等を用いるが、キャレンダーとしては、
例えば、スーパーキャレンダー、グロスキャレンダー、
マットキャレンダー等が使用される。

【０００８】本発明のマットコート紙用塗料組成物、即
ち顔料および接着剤を主成分とするマットコート紙用塗
料において、顔料として、粒子径が３０〜１００ｎｍで
あるオレフィン系芳香族モノマー及び／又は、モノオレ
フィン系モノマーを主成分とするプラスチックピグメン
トを、顔料中に固形分で２〜１０重量部使用して成るマ
ットコート紙用塗料組成物を提供するものであり、これ
により従来にない特に優れた平滑性と強度を有するマッ
トコート紙が製造可能となる。以下に、本発明の実施
例、および比較例を挙げてさらに詳述するが、本発明は
これらにより、何等限定されるものではない。また、以
下において用いる部および％は、特記のない限り、重量
基準を示す。

【０００９】

【実施例】先ず本実施例において用いる、プラスチック
ピグメントの重合例を示し、次いで塗料組成物の配合例
およびマットコート紙への応用例について示す。製造例１（プラスチックピグメントＡの重合例）撹拌機、温度
計、還流コンデンサー付のセパラブルフラスコ中に、脱
イオン水７００部、ラウリル硫酸ソーダ４．２部を仕込
み、撹拌下に、窒素置換しながら８０℃に保ち、過硫酸
カリウム３．２部を添加し完全に溶解させた後、予め、
脱イオン水４００部、ラテムルＳ−１８０（花王製）８
部に、スチレン６９６部、アクリロニトリル８０部、メ
タクリル酸２４部を、撹拌下に加えて調整した乳化物
の、５％をセパラブルフラスコ内に仕込み３０分重合を
行ない、残りの乳化物を約２時間かけて添加し重合させ
た。全量を添加したあと、さらに２時間の熟成を行なっ
た。次いで、５％苛性ソーダ水溶液にてＰＨを８に調整
して、固形分濃度４０．０％、粒子径６３ｎｍの、プラ
スチックピグメントＡを得、その物性を表−１に示し
た。

【００１０】製造例２（プラスチックピグメントＢ、Ｃの重合例）前記プラス
チックピグメントＡの重合例において、構成重合体成分
のスチレン、メチルメタアクリレート等の使用量を表−
１に示すように変更し、製造例１と同様の操作にて、表
−１に示した粒子径が３２ｎｍのプラスチックピグメン
トＢと、粒子径が９７ｎｍのプラスチックピグメントＣ
を得、その物性を表−１に示した。

【００１１】製造例３（プラスチックピグメントＤ、Ｅの重合例）本重合例
は、粒子径が本願請求範囲外のプラスチックピグメント
である。即ち、製造例１において、構成重合体成分のス
チレン、メチルメタアクリレート等の使用量を表−１に
示すように変更し、重合例Ａと同様の操作にて、表−１
に示した粒子径が２４ｎｍのプラスチックピグメントＤ
と、粒子径が１１７ｎｍのプラスチックピグメントＥを
得、その物性を表−１に示した。

【００１２】

【表１】

【００１３】上記のようにして得られたプラスチックピ
グメントを塗料組成物に使用した本発明の実施例を以下
に示す。実施例１炭酸カルシウム（白石工業製：商品名ツネックスＥ）５
４部、カオリン（米国エンゲルハルト社製：商品名ＵＷ
９０）４０部、分散剤としてアロンＴ−４０（東亜合
成）０．３部を加え、カウレス分散機を用いて水に分散
し、濃度７０％の顔料スラリーを調整した。次いでこれ
に加熱溶解した澱粉（日本食品加工製：商品名ＭＳ３６
００）３部およびラテックス（三井東圧化学製：商品名
ポリラック７８０）１０部、プラスチックピグメントＡ
を６部添加し、最後に水を加えて固形分濃度６０％に調
整して本願発明のマットコート用塗料組成物（以下実施
例１塗料組成物と称す）を得た。得られた塗料組成物の
粘度は、２５℃にてＢＭ型粘度計（東京計器製）６０ｒ
ｐｍ、およびＨＩ−ＳＨＥＡＲ・ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ
（熊谷理器工業製）８８００ｒｐｍにて測定し、塗料組
成物の物性を表−２に示した。実施例２炭酸カルシウム（白石工業製：商品名ツネックスＥ）５
８部、カオリン（米国エンゲルハルト社製：商品名ＵＷ
９０）４０部、分散剤としてアロンＴ−４０（東亜合
成）０．３部を加え、カウレス分散機を用いて水に分散
し、濃度７０％の顔料スラリーを調整した。次いでこれ
に加熱溶解した澱粉（日本食品加工製：商品名ＭＳ３６
００）３部およびラテックス（三井東圧化学製：商品名
ポリラック７８０）１０部、プラスチックピグメントＡ
を２部添加し、最後に水を加えて固形分濃度６０％に調
整して、本願発明のマットコート用塗料組成物（以下実
施例２塗料組成物と称す）を得、得られた塗料組成物の
物性を表−２に示した。実施例３炭酸カルシウム（白石工業製：商品名ツネックスＥ）５
０部、カオリン（米国エンゲルハルト社製：商品名ＵＷ
９０）４０部、分散剤としてアロンＴ−４０（東亜合
成）０．３部を加え、カウレス分散機を用いて水に分散
し濃度７０％の顔料スラリーを調整した。次いでこれに
加熱溶解した澱粉（日本食品加工製：商品名ＭＳ３６０
０）３部およびラテックス（三井東圧化学製：商品名ポ
リラック７８０）１０部、プラスチックピグメントＡを
１０部添加し、最後に水を加えて固形分濃度６０％に調
整して、本願発明のマットコート用塗料組成物（以下実
施例３塗料組成物と称す）を得、得られた塗料組成物の
物性を表−２に示した。実施例４〜９実施例１、２および３において用いたプラスチックピグ
メントＡの代わりに、プラスチックピグメントＢを用
い、プラスチックピグメントの添加量を各々６部、２
部、１０部使用し、尚かつ最後に加える水の量を調整し
て、塗料固形分濃度を６０％にし実施例１、２および３
と同様の操作にて、本願発明のマットコート紙用塗料組
成３種（以下実施例４〜６塗料組成物と称す）を得、得
られた塗料組成物の物性表−２に示した。同様の操作に
てプラスチックピグメントＣを用い、プラスチックピグ
メントの添加量を、各々６部、２部、１０部使用し、実
施例１、２および３と同様の操作にて、本願発明のマッ
トコート紙用塗料組成物３種（以下実施例７〜９塗料組
成物と称す）を得、得られた塗料組成物の物性を表−２
に示した。

【００１４】比較例１本比較例では、まず本発明のプラスチックピグメント併
用の効果を一層明確にするため、プラスチックピグメン
トを使用しない塗料組成物の例を示す。炭酸カルシウム
（白石工業製：商品名ツネックスＥ）６０部、カオリン
（米国エンゲルハルト社製：商品名ＵＷ９０）４０部、
分散剤としてアロンＴ−４０（東亜合成）０．３部を加
え、カウレス分散機を用いて水に分散し、濃度７０％の
顔料スラリーを調整した。次いで、これに加熱溶解した
澱粉（日本食品加工製：商品名ＭＳ３６００）３部およ
びラテックス（三井東圧化学製：商品名ポリラック７８
０）１０部添加し、最後に水を加え固形分濃度６０％に
調整して、塗料組成物（以下比較例１塗料組成物と称
す）を得、得られた塗料組成物の物性を表−２に示し
た。比較例２〜３次に本発明の限定範囲外の併用プラスチックピグメント
Ｄ、Ｅを用い、尚かつ最後に加える水の量を調整して固
形分濃度を６０％にする以外は、実施例１と同様の操作
にて、本発明の比較対称用塗料組成物２種（以下比較例
２〜３と称す）を得、得られた塗料組成物の物性を表−
２に示した。比較例４炭酸カルシウム（白石工業製：商品名ツネックスＥ）５
９部、カオリン（米国エンゲルハルト社製：商品名ＵＷ
９０）４０部、分散剤としてアロンＴ−４０（東亜合
成）０．３部を加え、カウレス分散機を用いて水に分散
し、濃度７０％の顔料スラリーを調整した。次いでこれ
に加熱溶解した澱粉（日本食品加工製：商品名ＭＳ３６
００）３部およびラテックス（三井東圧化学製：商品名
ポリラック７８０）１０部、プラスチックピグメントＡ
を１部添加し、最後に水を加え固形分濃度６０％に調整
して、本発明の比較対称用塗料組成物（以下比較例４塗
料組成物と称す）を得、得られた塗料組成物の物性を表
−２に示した。比較例５炭酸カルシウム（白石工業製：商品名ツネックスＥ）４
５部、カオリン（米国エンゲルハルト社製：商品名ＵＷ
９０）４０部、分散剤としてアロンＴ−４０（東亜合
成）０．３部を加え、カウレス分散機を用いて水に分散
し、濃度７０％の顔料スラリーを調整した。次いで、こ
れに加熱溶解した澱粉（日本食品加工製：商品名ＭＳ３
６００）３部およびラテックス（三井東圧化学製：商品
名ポリラック７８０）１０部、プラスチックピグメント
Ｂを１５部添加し、最後に水を加え固形分濃度６０％に
調整して、本発明の比較対称用塗料組成物（以下比較例
５塗料組成物と称す）を得、得られた塗料組成物の物性
を表−２に示した。

【００１５】応用例１（塗工紙の製造例）前記実施例、および比較例で得られ
た塗料組成物を、坪量１０４．７ｇ／ｍ²の原紙にアプ
リケーターブレードにて各々の塗料組成物の塗工量が、
乾燥重量で１５ｇ／ｍ²になるように塗工し乾燥を行な
った後、２１℃湿度６５％の恒温恒湿室にて一昼夜放置
した後、温度６０℃、線圧６０ｋｇ／ｃｍのスーパーキ
ャャレンダーに二回通し塗工紙を得た。また得られた塗
工紙の塗工紙物性を測定しこれらの結果を表−２に示し
た。尚、平滑度は、王研式透気度平滑度試験機（旭精工
製）にて測定した。光沢度は、ＪＩＳのＰ−８１４２に
準じて測定した。印刷後の光沢度は、ＲＩ印刷試験機
（明製作所製）により印刷を行ない、ＪＩＳのＰ−８１
４２に準じて測定した。表面強度はＲＩ印刷試験機（明
製作所製）により印刷を行ない、表面のピッキングの観
察により１０段階評価（１０は表面ピッキング無く良→
１は表面全体にピッキングが発生し不良）した。表面均
一性は塗工紙の表面状態を目視にて観察し判定（◎→
優、〇→良、△→可、Ｘ→不可）した。

【００１６】

【表２】

【００１７】

【発明の効果】本発明の塗料組成物により得られる紙塗
工用組成物は、高剪断下に於て低粘度であり、良好な平
滑性と強度を有する、従来にない優れた塗工適性および
印刷適性を有する塗工紙を製造できることを示し、本発
明の紙塗工用組成物は従来にない有用な塗料組成物であ
ることは、表−２から明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭50−80328（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−82085（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21H 19/36 - 19/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料および接着剤を主成分とする塗工紙
用組成物において、顔料として、平均粒子径が３０〜１
００ｎｍであるオレフィン系芳香族モノマー及び／又は
モノオレフィン系モノマーを主成分として含有するプラ
スチックピグメントを、顔料中に固形分で２〜１０重量
部使用して成るマットコート紙用組成物。
【請求項２】請求項１記載の組成物を塗工して得られ
るマットコート紙。