JP3172883B2

JP3172883B2 - 枚葉オフセット印刷用紙塗工用ラテックス。

Info

Publication number: JP3172883B2
Application number: JP36148291A
Authority: JP
Inventors: 哲雄石川; 弘中森; 良順片山
Original assignee: Nippon A&L Inc
Current assignee: Nippon A&L Inc
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 2001-06-04
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: JPH05179599A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙塗工用ラテックスに
関する。詳しくは、特に枚葉オフセット印刷において良
好な表面強度、紙腰を有し、かつ、印刷ムラのない印刷
用紙を得るための紙塗工用ラテックスに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】紙の印刷適性や光学適性を付与するため
に、従来より原紙表面に、カオリン、炭酸カルシウム、
酸化チタン、サチンホワイト、水酸化アルミニウムなど
の無機顔料、バインダーとしてスチレン−ブタジエン系
ラテックスなどの合成ラテックス、さらには補助バイン
ダーあるいは保水剤としてデンプン、ポリビニルアルコ
ール、カゼインなどの水溶性高分子を主体とした水性塗
料が塗工されている。

【０００３】ところで、最近はこのような塗工紙の軽量
化、印刷スピードの高速化に伴い、特に枚葉オフセット
印刷において、紙腰不足に起因する印刷作業性の低下が
大きな問題となってきている。

【０００４】その対策として塗工原紙のパルプ配合、叩
解度、填料面からの対応が考えられるが種々の制約の中
でなかなか検討が進まないというのが実態である。ま
た、もう一つの対策として塗工層の剛性を高めることが
考えられる。安易な方法としては、補助バインダーとし
て用いるデンプンの使用量を増やすことであるが、塗料
粘度の上昇に伴う操業性の低下や紙質面への悪影響を考
慮すると一定の限界がある。また、バインダーとして用
いるラテックスポリマーの剛性を高めることも紙腰付与
に有効であるが、表面強度の低下は避けられず、またダ
ークトーン部における印刷ムラが発生し易い塗工層とな
るなどの大きな問題を生じ、十分満足できる対応策が確
立されていないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決する問題点】このような状況に鑑み、本発
明者らは良好な表面強度および紙腰を有し、かつ、印刷
ムラのない印刷用紙を得るための紙塗工用ラテックスを
提供するものである。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】すなわち、本発明は、
下記重合体ラテックス（Ａ）６５〜９５重量％（固形分
換算）と重合体ラテックス（Ｂ）５〜３５重量％（固形
分換算）からなり、かつ、（Ａ）と（Ｂ）のガラス転移
温度差が３０℃以上であることを特徴とする紙塗工用ラ
テックスを提供するものである。重合体ラテックス（Ａ）ブタジエン１５〜４０重量％エチレン性不飽和カルボン酸単量体０．５〜８重量％共重合可能な他の単量体５２〜８４．５重量％からなり、９００〜２５００オングストロームの平均粒
子径を有し、かつ、得られたラテックスフィルムのガラ
ス転移温度が−１０〜５０℃およびゲル含有率が６０〜
９５％である重合体ラテックス（Ａ）。重合体ラテックス（Ｂ）ブタジエン５０〜８０重量％エチレン性不飽和カルボン酸単量体０．５〜８重量％共重合可能な他の単量体１２〜４９．５重量％からなり、９００〜２５００オングストロームの平均粒
子径を有し、かつ、得られたラテックスフィルムのガラ
ス転移温度が−３０〜−７０℃である重合体ラテックス
（Ｂ）。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。重合体ラ
テックス（Ａ）に用いるブタジエンは１５〜４０重量％
の範囲で使用される。１５重量％未満では十分な表面強
度が得られず、また、４０重量％を超えると紙腰の発現
が不十分となり好ましくない。好ましくは２０〜３５重
量％である。

【０００８】重合体ラテックス（Ｂ）に用いるブタジエ
ンは５０〜８０重量％の範囲で使用される。５０重量％
未満では印刷ムラの改良効果が不十分であり、また、８
０重量％を超えると紙腰が低下し、さらにウエット強度
も低下し好ましくない。好ましくは５２〜７０重量％で
ある。

【０００９】重合体ラテックス（Ａ）および（Ｂ）に用
いられるエチレン性不飽和カルボン酸単量体としては、
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マ
レイン酸などを挙げることができ、１種または２種以上
用いることができる。重合体ラテックス（Ａ）および
（Ｂ）におけるエチレン性不飽和カルボン酸単量体はそ
れぞれ０．５〜８重量％の範囲で使用される。０．５重
量％未満では機械的安定性および表面強度が低下し、ま
た、８重量％を超えるとラテックス粘度が高くなりすぎ
取り扱いが困難になり好ましくない。好ましくは１〜６
重量％である。

【００１０】重合体ラテックス（Ａ）および（Ｂ）に用
いられる共重合可能な他の単量体としては、スチレン、
α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼ
ン、などの芳香族ビニル化合物、メチルアクリレート、
メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメ
タクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシ
ルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチル
フマレート、ジエチルフマレートなどのエチレン性不飽
和カルボン酸アルキルエステル化合物、β−ヒドロキシ
エチルアクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプ
ロピルメタクリレートなどのヒドロキシアルキル基含有
化合物、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの
シアン化ビニル化合物、アクリルアミド、メタクリルア
ミド、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどのアミド系化
合物が挙げられる。これらのなかで特にスチレン、メチ
ルメタクリレート、アクリロニトリル、β−ヒドロキシ
エチルアクリレート、アクリルアミドが好ましく使用さ
れる。

【００１１】重合体ラテックス（Ａ）における共重合可
能な他の単量体は５２〜８４．５重量％の範囲で使用さ
れる。５２重量％未満では紙腰の発現が不十分となり、
また、８４．５重量％を超えると表面強度が低下し好ま
しくない。好ましくは５９〜７９重量％である。

【００１２】重合体ラテックス（Ｂ）における共重合可
能な他の単量体は１２〜４９．５重量％の範囲で使用さ
れる。１２重量％未満では紙腰およびウエット強度が低
下し、また、４９．５重量％を超えると印刷ムラの改良
効果が不十分となり好ましくない。好ましくは２４〜４
７重量％である。

【００１３】重合体ラテックス（Ａ）のガラス転移温度
は−１０〜５０℃の範囲にあることが必要である。−１
０℃未満では紙腰が低下し、５０℃を超えると表面強度
が低下し好ましくない。また、重合体ラテックス（Ａ）
のゲル含有量は６０〜９５重量％の範囲にあることが必
要であり、この範囲から外れると表面強度が低下し好ま
しくない。

【００１４】重合体ラテックス（Ｂ）のガラス転移温度
は−３０〜−７０℃の範囲にあることが必要である。−
７０℃未満ではウエット強度が低下し、−３０℃を超え
ると印刷ムラの向上が期待できず好ましくない。

【００１５】重合体ラテックス（Ａ）および（Ｂ）の平
均粒子径は何れも９００〜２５００オングストロームの
範囲にあることが必要である。９００オングストローム
未満ではラテックスの粘度が高くなりすぎるため取り扱
いが困難になり、また、２５００オングストロームを超
えると表面強度が低下し好ましくない。好ましくは、１
０００〜２０００オングストロームである。

【００１６】本発明においては、これら重合体ラテック
ス（Ａ）と（Ｂ）をそれぞれ固形分換算で（Ａ）６５〜
９５重量％および（Ｂ）５〜３５重量％となるように混
合し、かつ、重合体ラテックス（Ａ）と（Ｂ）のガラス
転移温度差が３０℃以上となるようにする必要がある。
重合体ラテックス（Ａ）の割合が６５重量％未満では紙
腰の発現が不十分となり、また、９５重量％を超えると
印刷ムラの向上が望めない。また、ガラス転移温度差が
３０℃未満であっても印刷ムラの向上は望めず、本発明
の目的は達成されない。

【００１７】上記重合体ラテックス（Ａ）および（Ｂ）
の製造方法としては、例えば連続乳化重合、一括乳化重
合、二段乳化重合、分割添加乳化重合などの公知の乳化
重合法が採用できる。また、乳化重合に際し、公知の乳
化剤、連鎖移動剤、重合開始剤、キレート化剤等一般の
乳化重合に用いられている添加剤、助剤が使用できる。

【００１８】乳化剤としては、高級アルコールの硫酸エ
ステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジ
フェニルエーテルスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、
脂肪族カルボン酸塩、非イオン性界面活性剤の硫酸エス
テル塩等のアニオン性界面活性剤、ポリエチレングリコ
ールのアルキルエステル型、アルキルフェニルエーテル
型、アルキルエーテル型等のノニオン性界面活性剤が１
種または２種以上で用いられる。

【００１９】連鎖移動剤としては、ｎ−ヘキシルメルカ
プタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｔ−オクチルメル
カプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシルメ
ルカプタン、ｎ−ステアリルメルカプタンなどのアルキ
ルメルカプタン、ジメチルキサントゲンジサルファイ
ド、ジエチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロ
ピルキサントゲンジサルフアイドなどのキサントゲン化
合物、α−メチルスチレンダイマー、ターピノレン、テ
トラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラ
ムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド
などのチウラム系化合物、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４
−メチルフェノール、スチレン化フェノールなどのフェ
ノール系化合物、アリルアルコールなどのアリル化合
物、ジクロルメタン、ジブロモメタン、四塩化炭素、四
臭化炭素などのハロゲン化炭化水素化合物、トリフェニ
ルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタ
アクロレイン、チオグリコール酸、２−エチルヘキシル
チオグリコレートなどが挙げられ、１種または２種以上
使用することができる。

【００２０】開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸
アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の水溶性開始剤、過
酸化ベンゾイル等の油溶性開始剤あるいはレドックス系
開始剤が使用できる。

【００２１】本発明の紙塗工用ラテックスは、顔料、さ
らに必要に応じてその他の補助バインダーと共に水性分
散液として調整される。

【００２２】この際、固形分換算で顔料１００重量部に
対し、本発明の紙塗工用ラテックスが８〜２５重量部、
その他の補助バインダーが０〜３０重量部使用できる。
本発明の紙塗工用ラテックスの使用量が８重量部未満で
は、表面強度が不足し、また、２５重量部を超えると白
紙光沢が低くなり、さらにインキ乾燥性が悪くなるため
好ましくない。

【００２３】ここで、顔料としては、カオリンクレー、
タルク、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、
水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、サチンホワイトなどの
無機顔料、ポリスチレンラテックスのような有機顔料が
挙げられ、これらは単独あるいは混合して使用される。

【００２４】また、その他の補助バインダーとしては、
デンプン、酸化デンプン、エステル化デンプン等の変性
デンプン、大豆タンパク、カゼイン等の天然バインダ
ー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルラテック
ス、アクリル系ラテックス等の合成ラテックスが使用さ
れる。

【００２５】本発明の紙塗工用ラテックスを用いて水性
塗料を調整する際には、さらにその他の助剤、例えば分
散剤（ピロリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウ
ム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなど）、消泡剤（ポリ
グリコール、脂肪酸エステル、リン酸エステル、シリコ
ーンオイルなど）、レベリング剤（ロート油、ジシアン
ジアミド、尿素など）、防腐剤、耐水化剤（ホルマリ
ン、ヘキサミン、メラミン樹脂、尿素樹脂、グリオキサ
ルなど）、離型剤（ステアリン酸カルシウム、パラフィ
ンエマルジョンなど）、蛍光染料、カラー保水性向上剤
（カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム
など）が必要に応じて添加される。

【００２６】なお、水性塗料を調整する際には、あらか
じめ重合体ラテックス（Ａ）と（Ｂ）を混合した後、顔
料等と配合してもよく、また、顔料分散時に重合体ラテ
ックス（Ａ）と（Ｂ）をそれぞれ別々に添加してもよ
い。

【００２７】このようにして調整された水性塗料組成物
は、一般のコート紙製造に用いられるブレードコータ
ー、エアーナイフコーター、ロールコーター、ブラシコ
ーター、カーテンコーター、バーコーター、グラビアコ
ーター、サイズプレスコーター等の塗工装置を設けたオ
ンマシンあるいはオフマシンコーターによって原紙上に
一層あるいは多層に分けて塗工される。その際の塗料組
成物の固形分濃度は、一般に４０〜７０重量％である
が、操業性の面より４５〜６７重量％の範囲であること
が好ましい。

【００２８】［実施例］以下に実施例をあげて本発明を
具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら
限定されるものではない。なお、用いられる部および％
は断りのない限り全て重量部および重量％を意味する。

【００２９】−重合体ラテックスの製造− １０リットルの耐圧容器に表−１に示す部数の各化合
物、乳化剤、連鎖移動剤を所定量仕込み、さらに過硫酸
カリウム０．８部、炭酸水素ナトリウム０．４部および
純水９０部を仕込み撹拌しながら６９℃で乳化重合を行
った。得られた重合体ラテックスの重合転化率は何れも
９８％以上であった。次いで、水酸化ナトリウム水溶液
で重合体ラテックスのＰＨを６．５に調整した後に、水
蒸気蒸留にて未反応単量体を除去し、表−１に示す各重
合体ラテックスを得た。

【００３０】数平均粒子径電子顕微鏡により測定する。（粒子数５００の数平均）

【００３１】ゲル含有量室温乾燥にてラテックスフィルムを作製する。その後ラ
テックスフィルム約１．０グラムを正確に秤量後、４０
０ｃｃのトルエンに入れ４８時間放置溶解し３００メッ
シュの金網で濾過後、乾燥し、金網上のトルエン不溶分
（ゲル）を測定し、ゲル含有量を算出する。

【００３２】ガラス転移温度室温乾燥にてラテックスフィルムを作製し、示差走査熱
量計を用いて測定した。

【００３３】

【表１】

【００３４】−塗料組成物の調整・性能評価− 得られた各重合体ラテックスを用いて紙塗工用バインダ
ーとしての性能評価を実施した。塗料処方は表−２に示
した如くであり、また、塗工条件および表面仕上げ条件
は表−３のとおりである。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】得られた塗工紙の表面強度、紙腰、印刷ム
ラは以下の方法により評価した。評価結果を表−４およ
び表−５に示す。

【００３８】ウエット強度ＲＩ印刷機で湿し水を用いて印刷した際のピッキングの
程度を肉眼で判定し、１級（最も良好）〜５級（最も悪
い）の５段階で評価した。４回の平均値を示す。

【００３９】ドライ強度湿し水を用いない以外はウエット強度測定方法と同様の
方法で評価した。

【００４０】紙腰抄紙方向およびそれと垂直方向となるような２種類の短
冊状塗工試験片（幅１５ｍｍ）を作製した。常法により
クラークスティフネステスターで臨界長を求め、それぞ
れ２方向の平均値を算出した。４回の平均値を示す。

【００４１】印刷ムラＲＩ印刷機を用い、トラッピング試験の方法により、１
色目黄インク０．４ｃｃ、２色目紅インキ０．３ｃｃの
２色重ね印刷を行い、２色目の紅インキの転移均一性を
目視にて評価した。印刷ムラの少ないものから◎〜××
の順で判定した。

【００４２】

【表４】

【表５】

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記重合体ラテックス（Ａ）６５〜９５
重量％（固形分換算）と重合体ラテックス（Ｂ）５〜３
５重量％（固形分換算）からなり、かつ、（Ａ）と
（Ｂ）のガラス転移温度差が３０℃以上であることを特
徴とする枚葉オフセット印刷用紙塗工用ラテックス。重合体ラテックス（Ａ）ブタジエン１５〜４０重量％エチレン性不飽和カル
ボン酸単量体０．５〜８重量％共重合可能な他の単量
体５２〜８４．５重量％からなり、９００〜２５００
オングストロームの平均粒子径を有し、かつ、得られた
ラテックスフィルムのガラス転移温度が−１０〜５０℃
およびゲル含有率が６０〜９５％である重合体ラテック
ス（Ａ）。重合体ラテックス（Ｂ）ブタジエン５０〜８０重量％エチレン性不飽和カル
ボン酸単量体０．５〜８重量％共重合可能な他の単量
体１２〜４９．５重量％からなり、９００〜２５００
オングストロームの平均粒子径を有し、かつ、得られた
ラテックスフィルムのガラス転移温度が−３０〜−７０
℃である重合体ラテックス（Ｂ）。