JPH02139499A - 紙塗工用バインダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、紙塗玉用塗料のバインダー用としてのｆｆ１
合体ラテックスに関し、さらに詳しくはオフセット印刷
におけるインクビック抵抗性、耐ブリスター性に優れた
塗工紙を製造するために有用な材料を提供する。

〈従来の技術〉 塗工紙は紙の印刷適性の向上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、
酸化チタンなとの顔、料、それらのバインダーとしての
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る。ここで、パインダ−と
しての重合体ラテックスとしては従来からスチレンとブ
タジェンを主要単量体成分として乳化重合されたスチレ
ン−ブタジェン系重合体ラテックス、いわゆるＳＢ系ラ
テックスが汎用的にもちいられている。

ところで、近年のカラー印刷された雑誌類やパンフレッ
ト、広告類のｉ要の拡大にともなって塗工紙の生産が著
しく増大している。一方、塗工紙の印刷は主にオフセラ
！・印刷によっておこなわれるが、：要の拡大から高速
印刷の前向がますます強まっており、その品質に対する
要求水準もますます高度１ヒしている。そのため、塗工
紙の品質の中でも特にインクビック抵抗性、いイ・）す
）るビック強度と耐ブリスター性の向上が強く求められ
ている。このような品質は顔料のバインダーとしてもち
いられるＳＢ系ラテックスの設９↑に強く畝りすること
からこれまで様々な検３Ｊが加えられてきた。

中でもラテックスのゲル分率、すなわぢラテックスを乾
燥して形成させた皮膜の、あるいはラテックスにイソプ
ロピルアルコールなどを添加して重合体粒子を凝集析出
させ、これを分な、乾燥した重合体塊のベンゼン、　ト
ルエン、テトラヒドロフランなとの溶剤に対する不溶解
部分の割合がビ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がら、この面よりいろい
ろ検討されてきた。すなわち、特公昭５９−３５９８号
公報、特公昭ＧＯ−１７８７９号公報、特開昭５（３−
４８９４号公報ではラテックスを特定の範囲の重合体組
成とゲル分率に調整することによって優れた性能を発揮
させろことが提案されている。

また、特開昭６２−１１７８９７号公報では特定の重合
体組成を持った低ゲル分率のラテックスと高ゲル分率の
ラテックスとを特定の範１■の比率で混合することによ
ってビック強度と耐ブリスター性に優れるものとするこ
とができろとされている。

ところで、塗工紙のビック強度はＳＢ系ラテックスにお
いてそのゲル分率が７５〜９５重塁％の範囲でもっとも
高くなるのに７１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一般的に確認されている。

したがって、ビック強度と耐ブリスター性の両方を同時
に高い水準にすることは非常に困難なことであり、結局
、これまではラテックスのゲル分率を適当な範囲で調整
して妥協せざるを得なかった。

〈発明が解決しようとする課題〉 １）１′来のこのような技術では最近の印刷のより一層
の高速化に対応することができず、高品質の塗工紙の製
造を可能にするバインダーとしてのラテックスの出現が
強く求められているのが現状である。本発明者らはこの
ような状況に鑑み、現在のオフセット印刷用塗工紙のビ
ック強度と耐ブリスター性とをより一層高度化すること
を可能にするバインダーを提供するものである。

〈問題を解決するための手段〉 本発明は、 ブタジェン２５〜５０重量％、エチレン性不飽ｔロカル
ボン酸１〜８重量％およびこれらと共１合可能なその他
の単量体４２〜７４屯量％から合成された重合体ラテッ
クスであって、その重合体粒子径が６００〜１５００Ａ
’かつラテックスから形成された皮膜のゲル分率が４０
〜９３重塁％であるラテックス（Ａ　）と、 ブタジェノ２０〜４５屯量％、エチレン性不飽ｆロカル
；１【ン酸１〜８重塁％およびこれらと共重合可能なそ
の他の単ｆｆｉ＋４：４７〜７９１塁％から合成された
手合体ラテックスであって、その重合（１；を立？　径
ｈ＜　１３００〜３５００　Ａ　’　−Ｑ　カツラテッ
’）　スから形成された皮膜のゲル分率が０〜５０重１
％であるラテックスｌ） とのブレンドラテックスであって、ラテックス（Ａ）の
混合割合が重合体乾燥重量換算の百分率で５〜６５重量
％の範囲にあることを特徴とする紙塗工用バインダー−
に関するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

ラテックス（Ａ　）の重合体はブタジエン２！５〜５０
重塁％、エチレン性不飽和カルボン酸１〜８重同％、お
よびこれらと共重合可能なその他の単量体４２〜７４重
量％からＦル成される単量体を乳化重合させて得られる
。そして、その重合体粒子径が６００〜１５００　Ａ　
″でかつラテックスから形成された皮膜のゲル分率が４
０〜９５重量％であ　る。

ブタジェンは全単量体基準で２５〜５０重量％の範囲に
なくてはならない。この範囲においてビック強度を最も
高い水準に発揮させることが可能となり、２５重塁％未
満ては重合体が脆くなりすぎ、５０重量％を越えると柔
らかくなりすき゛、いずれの場合も高いビック強度を勺
−えることが不可能である。このブタジェンの好ましい
量は３０〜４５重１％である。

エチレン性不飽和カルボン酸は１〜８重量％の範囲にな
くてはならない、　１重量％未満てはラテフクスの分散
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／ン問題を発生してしまう。また、ビック強度も
劣る。８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Ｉｆｌ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、　イタコン酸、マレイン酸、
フマール酸、クロトン酸なとを挙げることができる。

その他の単量体の例としては、スチレン、α−メチルス
チレン、ビニルトルエンなとの芳香族ビニル化合物、メ
タクリル酸メチル、メタクリル故エチル、メタクリル酸
ブチルなどのメタクリル故アルキルエステル類５、アク
リル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２エチル
ヘキシルなどのアクリル酸アルキルエステル類、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１凱　イソプレン、２−クロル−１，３−ブタジェ
ンなどの共役ジエン類がある。また、これら以外の各種
の官能性単量体も所望に応して通常１０重量％以下の範
囲で含ませることができる。それらの例としては、アク
リル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロ
キシエチル、メタクノル酸グリシジル、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、
Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、スチレンスルホン
酸ソーダなどがある。

その他の単量体の例のなかでもυとも代表的かつ有効に
もちいられるのはスチレンであり、ついてメタクリル酸
メチル、アクリロニトリルである。

この重合体ラテックスの粒子径は６００〜１５００Ａ°
でかつラテックスから形成された皮膜のゲル分率が４０
〜９５重量％でなければならない。

このＰ！囲になければ後述のラテックス（Ｂ）と組み合
わせたとき所望のビック強度を発現させることができな
い。ここで、粒子径の好ましい範囲は７００〜１２０Ｏ
Ａ″　ゲル分率の好ましい範囲は６０〜９０重量％であ
る。

ラテックス（Ｂ）の重合体はブタジェン２０〜４５１星
％、エチレン性不飽和カルボン酸１〜８重量％、および
これらと共重合可能なその他の弔！１体４７〜７９重量
％から構成される単量体を乳１ヒ重合させて得られる。

そして、その１合体粒子径が１３００〜３５００Ａ６で
、かつラテックスから形成された皮膜のゲル分率が０−
５（１！ｆｆｉ％である。ここで、粒子径の好ましい範
囲は１５００〜２　５　０　　ＯＡ″　　であ　る。

このラテックスにおいて、ブタジェンは全単量体基準で
２０〜４５重攬％の’！！！囲になくてはならない。こ
の範囲におい−Ｃビック強度と耐ブリスター性のバラン
スを１毀も高い水準：こ発揮させることが可能となり、
２０重量％未満ては重合ｔｌが脆くなりすぎて高いビ・
ンク強度を与えることが不可能で、４５重１％を越える
と耐ブリスター性を高めることが不可能となる。このブ
タジェンの好ましい量は２５〜３５１星％である。

エチレン性不飽和カル、゛ハン故とその他の単量体につ
いてはラテックス（Ａ　）の記述と同（屓てあり、また
、このラテックスの粒子径は１３００〜３５００Ａ°て
かつラテックスから形成された皮膜のゲル分率が０〜５
０重徴％てなければならない。

この範［）ＩＩにな（プれば前述のラテックス（、へ）
と組み合わせたとき所望の耐ブリスター性を発現させる
ことができない。

以上述べたラテックス（Ａ）とラテックス（Ｂ）につい
ては従来公知の通常の乳化正合法によって製造される。

すなわぢ、水、界面活性剤、単１体およびラジカル工合
触媒を基本構成とする分散系において、単量体を重合体
粒子の水分散液とする製造法で、−射的に重合体１度は
４０〜６０重量％の範囲である。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ｊＬ、アルキルス
ルホコハク酸塩、ポリオキシエヂレンアルキルｆＧ　Ｍ
塩、ポリオキシエチレンアルギルアリール硫酸塩なとの
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
シエチレンオキシブロビレンブロックコボリマーなどの
ノニオン性界面活性剤がある。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
混合系でもちいられ、単量体に′Ｘ４する使用割合とし
ては０．０５〜２重量％の範囲が一般的である。そして
、ラテックス粒子径は界面活性剤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
成ラテックスの粒子径は小さくなる。

重合触媒どし一〇は熱または還元性物質の存在下でラジ
カル分解して単量体の付加重合をおこなわせしめるもの
で、水溶性または油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾビ
ス化合物で、例としては過硫酸カリウム、過Ｌ２　ｍナ
トリウム、過＠酸アンモニウム、過酸化水素、１−、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！・リル、クメンハイドロパ
ーオキサイＩパなとがあり、とくに過硫酸塩が最も好ま
しくもちいられる。重合触媒の使用割合は単量体に対し
て通常０．　２〜１．５重量％である。なお、重合温度
は通常６０〜９０℃の範囲が一般的であるが、型合速度
の促進あるいはより低温での重合を望むときには重亜＠
酸ソーダ、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
触媒に組み合わせてもちいる、いわゆるレドックス重合
）去をもちいることができる。また、所望によって種々
の重合調整剤を添加することもしばしばおこなわれる。

たとえば、カセイソーダ、水酸化カリウム、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
とのｐ　Ｉ！調節剤やエチレンジアミン四りＩ′酸すト
リウムなとの各（１キレート剤である。

また、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Ｓｒｌ移動剤の添加が
一般的かつ簡便である。本発明の重合体ラテックスを調
製する乳化重合において好ましくもちいられる連鎖移動
剤の例としては、ｔ−ドデシルメルカプタン、　ｎ−ド
デシルメルカプタン、メルカプトエタノールなとのメル
カプタン類、タービノーレン、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類を
挙げることができる。

なお、ここでラテックス（Ａ）は高ビック強度−低耐ブ
リスター性型、ラテックス（Ｂ）は低ピック強度−高耐
ブリスター性型といえるものである。

本発明においては、前記ラテックス（Ａ）とラテックス
（Ｂ）とのブレンドラテックスにおいてラテックス（Ａ
）の混合割合が重合体乾燥重量換算の百分率で５〜６５
玉塁％の範囲にあることが必要で、この範囲を外れると
ピック強度と耐ブリスター性のいずれをも高度の水準に
発揮させろことができない。すなわち、ラテフクス（Ａ
）の混合割合が５重量％未満てはピック強度の水準が低
く、５０重量を越えると耐ブリスター性が急、激に低下
することになる。ラテックス（Ａ）の好ましい混合割合
は１５〜５０重量％である。

さらに、ラテックス（Ａ）の粒子径とラテックス（Ｂ）
の粒子径との比を０．　８以下にし、またさらにラテッ
クス（Ａ）のゲル分率とラテックス（Ｂ）のゲル分率と
の比を１．２以上とすることによってビック強度と耐ブ
リスター性とのバランスを大きく向上させることができ
る。すなわち、ラテックス（Ａ）の粒子径とラテックス
（Ｂ）の粒子径との比が０．　８を越える場合は、両方
のラテックスの平均的なピ・ツク強度と耐ブリスター性
を発揮するが、０．８以下、好ましくは０．７以下にす
ることによってラテックス（Ｂ）の本来の耐ブリスター
性を損なうことなくビック強度をより大きく向上させる
ことができる。また同様に、ラテックス（Ａ）のゲル分
率とラテックス（Ｂ）のゲル分率との比が１．２未溝の
場合では両方のラテックスの平均的なビック強度と耐ブ
リスター性を発揮ずろが、これを１．２以上、好ましく
は１．５以上にすることによって本発明の効果を十二分
に発揮させることができる。

本発明のラテックスを紙塗工用塗料のバインダーとして
もちいるにおい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顔料類、水
ｉＢ性性分分子各種添加剤とともにラテックスを混合し
、均一分散液とする態様であり、ラテックス（Ａ）とラ
テックス（Ｂ）とはあらかじめ混合しておいても、塗料
調製時に別々に加えてもよい。そして、このｍｔＪは各
（小ブレードコーター　ロールコータ−なと通常の方法
（こよって原李氏ζこ塗工することができる。

〈実施例および比較例〉 つぎに実施例および比較例に基づき具体的に本発明を説
明するが、本発明が以下の実施例にのみ限定されないこ
とはいうまでもない。なお、文中の部お上び％は重量に
基づく。

（１）ｆｆｉ合（４ニラテツクスの調製かくはん装置と
温度調節用ジャケットを取り１・１けた６Ｊ圧反応容器
に第１表のく第１段階乳化重合〉の欄に示した水、界面
活性剤、　イタコン酸および単量体混合物の所定量を仕
込み、内温な７５℃に昇温し、つぎに同温に示した触媒
水溶液を添加する。そして同じく同温に示した時間だけ
重合をおこなわせて第１段階乳化重合を実施する。つい
てく第２段階乳化重合〉の１Ｆｉｌに示した単量体混合
物と触媒水溶）αとを同温に示した時間をかけて一定の
ン穴量でン、ベカロする。そして７５℃の１１度をその
まま１時間１＾ったのち冷却する。かくし゛Ｃ生成した
重合１本ラテックスをカセイソーダでｌ）　ＩＩを７に
調愁してからスチームストリッピング法により未反応の
単量体を除去し、２００メツシユのろ布でろ過した。な
お、すべての重合体ラテックスは最終的に固形分濃度が
５０％になるように調整し、以下の試験に洪した。

これら重合体ラテックスの粒子径とゲル分率はつぎの方
法によって測定し、その結果を第１表に１８げた。

〈粒７′−径の測定〉 光散乱法粒度分析計（シーエヌウッド社製モデル１３０
００　）により重合体ラテックスの１′ｒ′−均粒子径
を測定した。

〈ゲル分率の測定〉 ボリブロビレンフフルム上にＮα２６ワイヤーバーて重
合体ラテックスを均一に塗工し、５０℃の乾燥機内で１
時間乾燥して皮膜を形成させた。

つぎに、このラテックス皮膜を剥して、化学天秤で約０
１５ｇを精確に師遺してから３００ｃｃのトルエンの入
った容器中に浸し、　　ＩＸτどう器で室温にて６時間
かくはんする。そのあと、内容物をあらかじめｔ′ｌ￥
仔した３２５メツシユの金網でろ過し、金網に残−また
残留物を５０°Ｃの９２燥器で２時間乾燥させる。ゲル
分率は次式によってＨ′ｊ￥、されゲル分率（％）＝ トルエン浸漬前の皮膜重散 （２）実施例および比較（クリ （１）で調製した重合体ラテックスにつき紙塗工用バイ
ンダーとしての性ｆｉＥ　訝１ａを実施した。なお、塗
工塗料は第２大に示した配合で、不揮発分１度が６３％
になる水盤で高速かくはんはで調製した。’ｌｌＬのｐ
　ＩＩはアンモニア水で肌　０にＡ整した。この塗料を
もちいての和工紙の調製条件を第３表に示した。

第２大 塗工塗料の配合組成（乾燥重量部） 第３表 塗工紙調製条件 （注）１）エンゲルハート社製「ウルトラホワイト９０
」 エンゲルハード社製「ウルトラコート」三共製粉社製「
ニスカラン＃１５００Ｊ束亜合成化学社製「アロンＴ−
４０Ｊ 住友化学社製「スミレッツ６３６」 日本食品加工社製ｒＭｓ４６００コ 調製した塗工紙の耐ブリスター性とビック強度（トライ
ビック強度とウェットビック強度）は以下の方法によっ
て３１１Ｌした。

耐ブリスター性： Ｒ１印刷試験Ｒ（明製作所％ｉ）をもちいて塗工紙の両
面を印刷インク（大ロ木インギ社製〜Ｖｅｂｂ　　Ｚｅ
ＬＬ黄）０．３ｃｃをへた刷りする。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ずろ。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
最低温度を求めろ。この温度が高いものほと耐ブリスタ
ー性に儂れる。

トライビック強度： Ｒ１印刷試験機をもちいて、印刷インク（東華色素ンを
製ＳＤスーパーデラ・ンクス５０紅Ｂ；　夕・ンク値１
１３）０．４ｃｃ５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、その状
況を観察する。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と高辱点とした。

ウェットビック強度： Ｒ１印刷試験機をもちいて、塗工紙表面を吸水ロールで
湿してから、印刷インク（東華色素社製ＳＤスーパーデ
ラ・ンクス５０紅Ｂ；　タック１直１８）０．４ｃｃ１
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、その状況を観察する。評価は１
０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。

第４表に実施例としての試験結果を、第５表に比較例と
しての試験結果を掲げた。これによれは、本発明のラテ
ックスをバインダーとしてもちいた塗工紙は耐ブリスタ
ー性とビック強度が高度にバランスされたものであるこ
とが理解される。

〈発明の効果〉 本発明の紙塗工用バインダーはオフセット印刷における
インクビック抵抗性と耐ブリスター性に優れる塗工紙を
製造する上で有用なものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ブタジエン２５〜５０重量％、エチレン性不飽和カルボ
   ン酸１〜８重量％およびこれらと共重合可能なその他の
   単量体４２〜７４重量％から合成された重合体ラテック
   スであって、その重合体粒子径が６００〜１５００Ａ°
   でかつラテックスから形成された皮膜のゲル分率が４０
   〜９５重量％であるラテックス（Ａ）と、 ブタジエン２０〜４５重量％、エチレン性不飽和カルボ
   ン酸１〜８重量％およびこれらと共重合可能なその他の
   単量体４７〜７９重量％から合成された重合体ラテック
   スであって、その重合体粒子径が１３００〜３５００Ａ
   °でかつラテックスから形成された皮膜のゲル分率が０
   〜５０重量％であるラテックス（Ｂ） とのブレンドラテックスであって、ラテックス（Ａ）の
   混合割合が重合体乾燥重量換算の百分率で５〜６５重量
   ％の範囲にあることを特徴とする紙塗工用バインダー。