JPH03137296A

JPH03137296A - 塗工板紙

Info

Publication number: JPH03137296A
Application number: JP27387289A
Authority: JP
Inventors: Masuhiko Nakanishi; 中西　益彦; Akira Matsueda; 松枝　昭
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-10-23
Filing date: 1989-10-23
Publication date: 1991-06-11

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、新規な塗工板紙、さらに詳しくいえば、板紙
原紙に塗被し、ドライ仕上げしたときに、良好な耐水強
度、白紙光沢と印刷光沢、さらに後加工適性をもつ塗工
板紙に関するものである。

〔従来の技術〕

塗工紙には、塗工洋紙と塗工板紙とがあるが、この中の
塗工板紙は、通常、板紙原紙に被覆用組成物を塗工後乾
燥し、マシンおよびグロスカレンダーを通し、ウェット
仕上げまたはドライ仕」二げすることによって製造され
る。ウェット仕上げは、例えば濃度２〜３％の硫酸亜鉛
水溶液を塗被処理した塗工板紙の塗工面にマシンカレン
ダーで塗布したのち、グロスカレンダーを通すことによ
って行われ、優れた耐水強度、白紙光沢と印刷光沢、さ
らに後加工適性をもつ塗工板紙を与えることができる。

ところでウェット仕上げに際しては、硫酸亜鉛と反応し
て塗工板紙に耐水強度を付与させるために、天然カゼイ
ンのような特殊の水溶性接着剤の使用を必須とするが、
天然カゼインは高価であり、かつ食糧としても利用価値
が高く、大量に使用する工業原料としては好ましくない
ので、これを他の接着剤、例えばスターチや大豆タンパ
クで代替させる研究が行われているが、現在まで実用化
の段階に達しておらず、むしろドライ仕上げの検討が盛
んに行われている。ドライ仕上げは、ウェット仕上げの
ように、硫酸亜鉛水溶液を通過させる工程がないため、
マシンカレンダー汚れという操業上の問題点は発生しな
いものの、耐水強度、白紙光沢と印刷光沢、さらに後加
工適性の点で必ずしも満足しうる結果は得られていない
。

〔発明が解決しようとしている課題〕

本発明は、ドライ仕上げにより、ウェット仕上げに匹敵
する優れた耐水強度、白紙光沢と印刷光沢、さらに後加
工適性をもつ塗工板紙を提供することを目的としてなさ
れたものでのる。なお、ここで言及している後加工適性
とは、水性プレスコート適性および白板段ポール貼合時
の熱ロール適性のことを意味する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、ドライ仕上げによる塗工板紙について種
々研究を重ねた結果、被覆用組成物をシングル塗工およ
びダブル塗工により製造される塗工板紙において、被覆
用組成物にある特定の粒子径を有するカオリン・クレー
と２種類の特定の合成共重合体ラテックスを混合し、さ
らに−層効果を発揮させるために、水溶性接着剤を使用
することにより、その目的が達成されることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、被覆用組成物をシングル塗工およ
びダブル塗工により製造される塗工板紙において、２μ
「以下の粒子径が９０％以上のカオリン・クレーを少な
くても６０重量部含有する塗工顔料１００重量部に対し
、（Ａ）ガラス転移温度−１０〜＋１５℃、トルエンゲ
ル含有量７０〜９０％および平均粒子径０．１〜０．２
５μｍの合成共重合体ラテックス１５〜２５重量部、（
Ｂ）ガラス転移温度＋３０°Ｃ以上および平均粒子径０
．３〜０．５μｍの合成共重合体ラテックス４〜９重量
部、及び（Ｃ）水溶性接着剤０〜４重量部を含有した被
覆用組成物を塗工してなることを特徴とする塗工板紙で
ある。

以下、本発明を説明する。

本発明の塗工板紙の被覆用組成物に使用される塗工顔料
は、塗工顔料１００重量部に対し、２μｍ以下の粒子径
が９０％以上のカオリン・クレーを少なくとも６０重置
部含有することが必須である。６０重量部未満では、白
紙光沢がでにくく、白紙光沢を得るために、必然的に（
Ｂ）成分の合成共重合体ラテックスを多量に使用する必
要がある。ところが該（Ｂ）成分を多量に使用した場合
、本発明の特徴の一つである後加工適性が急激に低下す
る。

本発明の塗工板紙の被覆用組成物に使用される（Ａ）成
分の合成共重合体ラテックスは、ガラス転移温度が一１
０〜＋１５°Ｃの範囲にあり、かつトルエンゲル含有量
が７０〜９０％の範囲にあり、さらに平均粒子径が０．
１〜０．２５μｍの範囲のものである。

ガラス転移温度か−ｉｏ’ｃ未満では、塗工板紙の耐水
強度が低下し、また、＋１５°Ｃを越えると表面強度が
低下するばかりか、後加工適性及び白紙光沢と印刷光沢
も低下する。また、トルエンゲル含有量が７０％未満で
は、耐水強度が低下するばかりか、後加工適性も大幅に
低下し、一方、９０％を越えると表面強度が大幅に低下
する。さらに、平均粒子径が０．１μｍ未満では、白紙
光沢と印刷光沢が十分改善されないし、０．２５μｍを
越えると、表面強度および耐水強度が低下するばかりか
、後加工適性の中で、特に水性プレスコート適性が低下
する。

また、（Ａ）成分の合成共重合体ラテックスの使用量は
、塗工顔料１００重量部に対し、１５〜２５重量部の範
囲で用いられる。１５重量部未満では、表面強度、耐水
強度、印刷光沢、さらに後加工適性の中で、水性プレス
コート適性が低下し、一方、２５重量部を越えると、白
紙光沢および後加工適性の中で、白板段ボール貼合時の
熱ロール適性が低下する。

本発明に使用される（Ｂ）成分の合成共重合体ラテック
スは、ガラス転移温度が＋３０°Ｃ以上であり、さらに
平均粒子径が０．３〜０．５　ｐｍの範囲のものである
。ガラス転移温度が→−３０°Ｃ未満では、白紙光沢の
発現が十分でない。また、平均粒子径が、０．３μｍ未
満では、白紙光沢が十分に発現されなく、０．５μｍを
越えると印刷光沢が大幅に低下する。また、（Ｂ）成分
の合成共重合体ラテックスの使用量は、塗工顔料１００
重量部に対し、４〜９重量部の範囲である。４重量部未
満では、白紙光沢の発現が難しく、一方、８重量部を越
えると、表面強度、耐水強度、さらに後加工適性がかな
り低下する。（Ｂ）成分の合成共重合体ラテックスの例
としては、プラスチックピグメント、バインダーピグメ
ントおよび中空ピグメントなどが挙げられる。

本発明の塗工板紙の特徴をさらに効果的にするものとし
て、被覆用組成物に（Ｃ）成分の水溶性接着剤を用いる
ことにある。水溶性接着剤としては、例えばスターチや
天然カゼインなどがある。スターチとしては、酸化スタ
ーチ、エーテル化スターチおよびエステル化スターチな
どがある。その他、合成カゼインおよび合成タンパクも
使用可能である。（Ｃ）成分の水溶性接着剤の使用量は
塗工用顔料１００重量部に対し、０〜４重量部が用いら
れる。

４重量部を越えると、白紙光沢がかなり低下する。

（八）成分および（Ｂ）成分の合成共重合体ラテックス
に用いられる単量体としては、通常使用されているもの
が使用可能である。例えば共役ジオレフィン系単量体、
不飽和カルボン酸単量体およびモノオレフィン系単量体
などがある。共役ジオレフィン系単量体としては、ブタ
ジェン、イソプレンおよびクロロプレンなどが挙げられ
る。また、不飽和カルボン酸単量体としては、例えばア
クリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸およ
びフマール酸などが挙げられる。さらにモノオレフィン
系単量体としては、例えばスチレンなどの芳香族ビニル
単量体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸２エチルヘキシル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸２−ヒドロ
キシエチルなど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などのニトリル
系単量体、塩化ビニル、酢酸ビニルなどのビニル系単量
体、アクリルアミド、メタクリルアミド、グリシジルメ
タクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどの
不飽和カルボン酸アミド単量体およびその他の上記単量
体以外の共重合可能な単量体などが挙げられる。これら
のいずれの系統ノモのも、１種または２種以上組み合わ
せて用いてもよい。そして、これらの共重合可能な単量
体を適宜選択することにより、得られた合成共重合体ラ
テックスのガラス転移温度を制御することができる。ま
た、これらの合成共重合体ラテックスの平均粒子径は、
これらを製造する際に用いられる種ラテツクスや乳化剤
の量によって制御することができる。さらに、トルエン
ゲル含有量は、重合温度や前記の共重合可能な単量体の
選択によって変えられるが、合成共重合体ラテックスの
製造の際に用いられる連鎖移動剤による制御が最も有効
な手段である。

本発明の塗工板紙の被覆用組成物に使用される（Ａ）お
よび（Ｂ）成分の合成共重合体ラテックスの製造方法と
しては、通常、実施されている方法で十分である。例え
ば重合温度は、５０〜１００°Ｃの範囲が使用される。

また、重合方式は、バッチ式、セミハツチ式および連続
式のいずれも用いられる。

この乳化重合は、水性媒体中において、乳化剤、重合開
始剤および連鎖移動剤などを用いて実施される。乳化剤
としては、アニオン性、ノニオン性およびカチオン性界
面活性剤のいずれも使用可能である。アニオン界面活性
剤としては、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、および脂肪族スルホン酸
塩などが挙げられ、また、ノニオン界面活性剤としては
、通常のポリエチレングリコールのアルキルエステル型
、アルキルエーテル型およびアルキルフェニルエーテル
型などが挙げられる。これらの使用量は、用いられる単
量体１００重量部に対し、０．１〜１．５重量部が好ま
しい。また、重合開始剤としては、例えば過硫酸アンモ
ニウム、過硫酸カリウムおよび過硫酸ナトリウムなどの
水溶性開始剤、過酸化ベンゾイルなどの油性開始剤、あ
るいはレド０ックス系開始剤などのいずれも使用可能である。

また、連鎖移動剤としては、例えばｔ−ドデシルメルカ
プタン、チオグリコール酸ブロモホルムおよび四塩化炭
素などを用いることができる。また、必要に応じ、乳化
重合の添加剤として公知のキレート剤や無機塩なども使
用することができる。さらに、（Ｂ）成分の合成共重合
体ラテックスは、合成共重合体ラテックス粒子内の組成
が全体に均一になる重合方法を用いてもよいが、２段重
合法を用いて、意図的に内部（コア部分）が硬く、外部
（シェル部分）が軟らかくなるように製造した、いわゆ
るハードコア／ソフトシェル型合成共重合体ラテックス
も当然使用可能である。

本発明の塗工板紙の被覆用組成物に用いられる紙塗工用
顔料としては、２μ「以下の粒子径が９０％以下のカオ
リン・クレー、焼成りレー、デラミクレー、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、二酸化チタンなどが挙げられ
る。これらの顔料は、１種用いてもよいし、２種以上を
組み合わせて用いてもよい。

本発明の塗工板紙の被覆用組成物には、必要に応じ、カ
ルボキシメチルセルロースやポリアクリル酸ナトリウム
などの水溶性保水剤またはアルカリ増粘型合成共重合体
ラテックスのような保水剤も用いることができる。さら
にその他の添加剤、例えばピロリン酸ナトリウム、ヘキ
サメタリン酸ナトリウムおよびポリアクリル酸ナトリウ
ムなどの分散剤、尿素樹脂、メラミン樹脂およびグリオ
キザールなどの耐水化剤、消泡剤、離型剤、防腐剤、螢
光染料および着色顔料などが挙げられる。

特に耐水化剤の併用は本発明の効果が有効に発揮させる
。

本発明の被覆用組成物の調整方法については特に制限は
なく、ケディーミルやホモミキサーなどの公知の装置を
用いて調整することができる。また、該被覆用組成物を
用いて板紙原紙へ塗工する方法についても特に制限はな
く、例えばエアーナイフ塗工、ブレード塗工、ロール塗
工およびバー塗工などの通常の方法によって塗工するこ
とができる。また一つの面に２回塗工する、いわゆるダ
ブル塗工の場合、各被覆用組成物は同一であってもよい
し、異なっていてもよいが、上塗り塗工に、本発明の被
覆用組成物を使用するのが好ましい。

〔発明の効果〕

本発明の塗工板紙は、被覆用組成物に特定の粒子径を有
するカオリン・クレーと２種類の特定の合成共重合体ラ
テックスを使用し、さらに効果を発揮させるために、水
溶性接着剤を用いているので、特にドライ仕上げによる
塗工板紙において、耐水強度、白紙光沢と印刷光沢に優
れ、かつ後加工適性にも優れた効果を発揮する。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
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、各々の測定項目は、下記方法により測定し
た。

（］）カオリン・クレーの粒子径（μｍ）レーザ回折式
粒度分布測定装置（ＬＡ−５００；■堀場製作所製〕を
使用し、測定した。

（２）合成共重合体ラテックス粒子径（ｌ１ｍ）合成共
重合体ラテックスをオスミうム酸で処理し、これを電子
顕微鏡を用いて倍率３万倍で写真撮影し、得られた顕微
鏡写真における粒子５００個の粒子径を測定して数平均
で求めた。

（３）トルエンゲル含有量（重量％）合成共重合体ラテックスを約ｐ１１８に調整したのち、
２３°Ｃ，湿度６５％の雰囲気下でフッ素樹脂板に薄く
流して４８時間乾燥させ、その約０．２ξを試料として
これを５０ｍρのガラス製スクリュー管に採取し、そこ
に３０ｍ１のトルエンを加え、震とう機（ｓｈａｋｅｒ
：ｍｏｄｅｌ−３Ａ３１　ニヤマド科学製）で３時間処
理したのち、３２５メツシユステンレス鋼製金網上にス
クリュー管内のものを移し、５ｄのトルエンで洗浄後１
３０°Ｃの乾燥機内で約１時間乾燥したトルエン不溶分
を測定し、試料に対する重量％で示す。

（４）ガラス転移温度（”Ｃ）合成共重合体ラテックスを約ｐｌ＋８に調整したのち、
２３°Ｃ，湿度６５％の雰囲気下でフッ素樹脂板上に薄
く流して４８時間乾燥させたものを示差走査熱３４置針（ＤＳＣ）　（ＳＳＳ１５６０型；第２精工舎製）
を用い測定した（昇温条件＝２°Ｃ／分、開始温度ニー
１．２０’Ｃ）。

（５）表面強度ＲＴ印刷試験機〔■明製作所製］を用い、タックインキ
ＮＯ，１５で数回重ね刷りし２．塗工表面のピンキング
状態を肉眼判定し、次の記号によって評価した。

○・・・・・・良好、　△・・・・・・普通、　×・・
・・・・不良（７）耐水強度Ｒ１印刷試験機〔■明製作所製］を用い、あらかじめ塗
工表面にモルトンロールで水を何け、直ちにタックイン
キＮＯ，１，５で印刷し、塗工表面のピッキング状態を
肉眼判定し、次の記号によって評価した。

Ｏ・・・・・・良好、　△・・・・・・普通、　×・・
・・・・不良（８）　　白紙光沢村上色彩　■製光沢度計（ＧＭ−２６０）を用い、７５
゜７５°で測定した。

（９）印刷光沢Ｒ１印刷試験機〔■明製作所製］を用い、０．４ｃｃの
墨インキを用い、ベタ刷りした試験片を白紙光沢と同様
に測定した。

００）水性プレスコート適性（後加工適性）（秒）塗工
板紙表面に一定量のＩＰＡ　（イソプロビールアルコー
ル）を滴下し、染み込み状態を観察し、染み込んだ時点
の時間（秒）を読み取る。染み込み時間が早い程、塗工
板紙が水性インキを吸収し、こしが低下するため、冷却
ロールからの剥がれが悪くなる。

（１１）白板段ボール貼合時の熱プレスロール適性（後
加工適性）塗工板紙を約１３０°Ｃの熱盤上に置き、塗工表面を一
定荷重のゴムロールで擦り、擦った後の表面状態（悪い
塗工板紙は、摩擦により表面が乱れている。）を観察し
、次の記号で評価した。

○・・・・・・良好、　△・・・・・・普通、　×・・
・・・・不良製造例１〜９（Ａ）成分の合成共重合体ラテックスの調整５１の滴下
装置および撹拌機付き耐圧重合器に、１０５ｈ（７０重
量部）の重合水、ついで粒子径が０．０３μ「の種ラテ
ツクス（スチレン９６重量％、アクリル酸４置部％から
なるスチレン−アクリル酸共重合体ラテックス；固形分
３０重量％）　６０ｇ　（１，２重量部）およびドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム（固形分３０重量％）
　４ｇ　（０，１２重量部）を仕込み８０’Ｃに加温し
た。窒素置換後、重合器を減圧とし、フタジエン５］Ｏ
ｇ　（３４重量部）、メタクリル酸メチル１２０ｇ　（
８重量部）、アクリロニトリル７５ｇ　（５重量部）、
アクリル酸４５ｇ　（３重量部）およびスチレン７５０
ｇ　（５０重量部）からなる単量体混合物に連鎖移動剤
としても一ドデシルメルカプタン６ｇ（０，４重量部）
からなる単量体混合物を作成する。一方、個別に、重合
水３００ｇ　（２０重量部）、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸す１〜リウム（固形分３０重量％）２．５ｇ（０，
０５重量部）、過硫酸カリウム１５ｇ　（１重量部）、
さらに力性ソーダ４．５ｇ（０，３重量部）を加えた水
溶液を作成する。次にそれぞれを別々に一定比率で５時
間にわたって添加し、さらに重合率を−にげるために１
時間そのままの状態にしておく。この時の転化率は９９
％であり、合成共重合体ラテックスの粒子径は０．１７
μ川であった。さらに、残留上ツマ−を除去する目的で
ストリッピングを行い、得られた合成共重合体ラテック
スを力性ソーダでｐｉ８に調整した。この合成共重合体
ラテックスを製造例１とした。同様の方法で第１表に示
す単量体および連鎖移動剤を用いて合成共重合体ラテッ
クス製造例２〜９を調整した。これらの合成共重合体ラ
テックスの特性を第１表に示す。

製造例１０〜１４（Ｂ）成分の合成共重合体ラテックスの調整５Ｉ！、の
滴下装置および撹拌機付き耐圧重合器に、１０５０１０
５Ｏ重量部）の重合水、ついで粒子径が０．１２μｍの
種ラテツクス（スチレン９６重量％、ｐアクリル酸４重
量％からなるスチレン−アクリル酸共重合体ラテックス
；固形分３０重量％）　７５ｇ　（１，５重量部）およ
びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（固形分３０
重量％）　４ｇ　（０，１，２重量部）を仕込み８０°
Ｃに加温した。窒素置換後、重合器を減圧とし、ブタジ
ェン３４５ｇ　（２３重量部）、スチレン１１２５７８ｇ（７５重量部）およびアクリル酸３０ｇ　（２重量部
）からなる単量体混合物を作成する。一方、別個に、重
合水３００ｇ　（２０重量部）、ドデシルベンゼンスル
ホン酸ナトリウム（固形分３０重量％）　２．５ｇ　（
０，０５重量部）、過硫酸カリウム１５ｇ（１重量部）
、さらに力性ソーダ４．５ｇ　（０，３重量部）を加え
た水溶液を作成する。それぞれを別々に一定比率で４時
間にわたって添加し、さらに重合率をあげるために１時
間そのままの状態にしておく。この時の転化率は９７％
であり、合成重合体ラテックスの粒子径は、０．３８μ
ｍであった。さらに残留モノマーを除去する目的でスト
リッピングを行い、得られた合成共重合体ラテックスを
力性ソーダでｐｌ＋８に調整した。この合成共重合体ラ
テックスを製造例１０とした。同様の方法で第１表に示
す単量体を用いて、合成共重合体ラテックス製造例１１
〜１４を調整した。

これらの合成共重合体ラテックスの特性を第１表に示す
。

９実施例１〜６および比較例１〜１５製造例１および１０で得た合成共重合体ラテックスを用
い、第２表に示す被覆用組成物を調製した。この被覆用
組成物の塗料固形分は４３重量％、ｐｌ＋は水酸化アン
モニウムにより９．５とした。次に、この被覆用組成物
を坪量３００ｇ／ｎ（の板紙原紙にワイヤーバーを用い
て２０　ｇ／ｒｒｒ塗布し、直ちに熱風乾燥機に入れ、
１５０°Ｃで３０秒間乾燥を行い、ついで、スーパーカ
レンダー掛け（条件：５０°Ｃ，１００ｋｇ／ｃｍ、　
　１回通紙）およびグロスカレンダー掛け（条件：　８
０　’Ｃ，２０ｋｇ／ｃｍ、　　１回通紙）を行ったの
ち、温度２３°Ｃ１湿度６５％の恒温恒温室中に２４時
間放置して塗工板紙を作成し、所定の評価を行った。そ
の結果を第２表に示す。さらに同様の方法で実施例２〜
６および比較例１〜１５を調製した。その評価結果を第
２表に示す。

Ｉ

Claims

【特許請求の範囲】１　被覆用組成物をシングル塗工およびダブル塗工によ
り製造される塗工板紙において、２μｍ以下の粒子径が
９０％以上のカオリン・クレーを少なくとも６０重量部
含有する塗工顔料１００重量部に対し、（Ａ）ガラス転
移温度−１０〜＋１５℃、トルエンゲル含有量７０〜９
０％および平均粒子径０．１〜０．２５μｍの合成共重
合体ラテックス１５〜２５重量部、（Ｂ）ガラス転移温
度＋３０℃以上及び平均粒子径０．３〜０．５μｍの合
成共重合体ラテックス４〜９重量部、及び（Ｃ）水溶性
接着剤０〜４重量部を含有した被覆用組成物を塗工して
なることを特徴とする塗工板紙。２　水溶性接着剤が、スターチまたは天然カゼインであ
る特許請求の範囲第１項記載の塗工板紙。３　ダブル塗工における上塗り用組成物が、特許請求の
範囲第１項または第２項記載の塗工板紙。