JPH03199493A - 塗工紙用塗料組成物の製造方法 - Google Patents

塗工紙用塗料組成物の製造方法

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JPH03199493A
JPH03199493A JP33829389A JP33829389A JPH03199493A JP H03199493 A JPH03199493 A JP H03199493A JP 33829389 A JP33829389 A JP 33829389A JP 33829389 A JP33829389 A JP 33829389A JP H03199493 A JPH03199493 A JP H03199493A
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latex
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synthetic rubber
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JP33829389A
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Katsumi Kaneda
金田 勝美
Akio Tanaka
田中 顕雄
Masafumi Yamazaki
雅史 山崎
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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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] 本発明は塗工紙用塗料組成物の製造方法に関し、特に新
規な合成ゴム系のバインダーピグメントを使用すること
により、優れた光沢面および印刷適性を有する塗工紙が
製造可能な、塗工紙用塗料組成物の製造方法に関するも
のである。
【従来の技術] 従来より、塗工紙用組成物に主たる顔料として、カオリ
ン、クレー、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム
、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、あるいはプラスチックピグメ
ントや白色尿素樹脂顔料等の類の有機顔料が用いられ、
通常二種以上が併用されている。また接着剤として水溶
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が顔料100重量部に対して
1〜10重量部と、通常SBR系ラテックス、MBR系
ラテックス或はMSBR系ラテックスと称される合成ゴ
ム系ラテックスやアクリル系バインダー等が顔料100
重量部に対して5〜15重量部併用されている。尚、消
泡剤、分散剤、耐水化剤、防腐剤、着色剤、離型剤等の
助剤が必要に応じて添加されている。
このようにして得られた塗工紙用組成物は、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−、
バーコーター等の塗工装置によって塗被されている、こ
の時の塗被紙用組成物の固形分濃度は通常40〜70重
量%であり、塗工原紙に片面あたり6g/m2〜25g
/m”塗被し商業用塗工紙として供されている。
[発明が解決しようとする課題] しかし、近年、塗工紙全般に高級化指向が強まり、より
高光沢な塗工紙即ち従来のアート紙の品質を越えるアー
ト紙、いわゆるスーパーアート紙や、より高光沢な超軽
量コート紙いわゆるULWC等が求められるよになった
この高級化指向に対応してより高光沢な塗工紙を得るた
めに、合成顔料として主にプラスチックピグメントが塗
上紙用組成物に使用されているが、得られる塗工紙は高
光沢を発現させると表面強度が低下しやすく、表面強度
を維持して高光沢を発現させると、インキセット性が低
下するため印刷適性が不良となるという欠点を有してい
た。
従って、本発明の目的は、インキセット性を低下させる
ことなく、表面強度に優れ高光沢な塗工紙用塗料組成物
の製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段] 本発明は、顔料および接着剤を主成分とする塗工紙用塗
料組成物において、脂肪族共役ジエン系モノマーを含む
高ガラス転移点C以下Tgと略)組成のモノマーを、重
合後期に添加し乳化重合して接着剤を製造し、得られた
接着剤(合成ゴムラテックス系のバインダーピグメント
)は塗工紙用塗料組成物に使用することにより接着強度
の低下を防ぎ、高光沢でインキセット性の良好な塗工紙
を製造することを可能にするものである。
即ち、本発明は、顔料および接着剤を主成分とする塗工
紙用塗料組成物の製造方法において、該接着剤として、
脂肪族共役ジオレフィン系モノマーが構成重合体成分中
30〜40重量%のラテックスを重合し重合率が80%
以上になった後、脂肪族共役ジオレフィン系モノマーが
構成重合体成分中6〜16重量%のオレフィン系モノマ
ーを添加し乳化重合して、コアシェ、ル構造の合成ゴム
系バインダーピグメントを得ることを特徴とする塗工紙
用塗料組成物の製造方法である。
更に本発明の詳細な説明する。
上記脂肪族共役ジオレフィン系モノマー(以下、ジエン
系モノマーと略す)が構成重合体成分中30〜40重量
%のラテックスは、好ましくはパイブロン粘弾性測定に
よるTgが一20〜+1℃であり、ジエン系モノマーが
構成重合体成分中6〜16重量%のオレフィン系モノマ
ーは好ましくはTgが+49〜+87℃と高Tgである
高Tgオレフィン系モノマーの好ましい添加時期は、上
記ラテックスの重合率が90%以上になった後である。
本発明のシェル部となる高Tg組成モノマーの添加時期
をコア粒子の重合後期と限定したのは、コア粒子の重合
率が80%未満でシェル部として加える高Tg組成モノ
マーを添加すると、コア粒子の形成が十分でないため、
本発明で用いるコアシェル構造の合成ゴム系バインダー
ピグメントを得ることが困難になることによる。
塗工紙用バインダーピグメントのコア粒子に使用するジ
エン系モノマーを全構成重合体成分中の30〜40重量
%と限定した理由はつぎの通りである。即ちジエン系モ
ノマーが40重量%を越える[Tg−20℃未満]と、
重合後期に添加するシェル部の高Tg組成モノマー中の
ジエン系モノマーが6〜16重量%であっても、これに
より得られた塗工紙用バインダーピグメントの高光沢付
与の効果が不十分であることによる。この時ジエン系モ
ノマーが6重量%未満[+87℃を越える]では、得ら
れたコート紙の表面強度の低下が大きく、16重量%を
越える[+49℃未満]と得られた塗工紙は高光沢付与
の効果が不十分であり印刷時のインキセット性も不良と
なる。またコア粒子に使用するジエン系モノマーが30
重量%未満[7g+1℃を越える]では、重合後期に添
加するシェル部の高Tg組成モノマー中のジエン系モノ
マーが6〜16重量%であっても得られた塗工紙の表面
強度の低下が認められる。この時ジエン系モノマーが6
重量%未満では、得られた塗工紙の表面強度がさらに低
下し、16重量%を越えると得られた塗工紙は高光沢付
与の効果が不十分であり印刷時のインキセット性が不良
となることによる。
一方重合後期に添加するシェル部の高Tg組成モノマー
中のジエン系モノマーを、構成重合体成分中の6〜16
重量%と限定した理由は次の通りである。即ちジエン系
モノマーが6重量%未満では、コア粒子中のジエン系モ
ノマーが30〜40重量%であっても、得られた塗工紙
の表面強度が著しく低下する。またジエン系モノマーが
16重量%を越えると、コア粒子中のジエン系モノマー
が30〜40重量%であっても、これにより得られた塗
工紙の光沢発現が低下する、更に得られた塗工紙は印刷
時のインキセット性が低下することにより、本発明の目
的である、高光沢で印刷時のインキセット性が優れた塗
工紙を製造することが困難になることによる。
尚、重合後期に添加する高Tg組成モノマーの好ましい
添加量は、得られるラテックス全構成重合体成分中の4
0〜60重量%である。
本発明で使用するコア粒子には、例えば、通常SBRラ
テックス、MBRラテックス、MSBRラテックスと称
されて、紙の塗工紙用組成物の接着剤として用いられて
いるラテックスと同様の重合体構成成分を用いることが
できる。この場合、構成重合体成分としては、ブタジェ
ンとスチレンおよび/また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、例えばイソプレンや2−クロロブタ
ジェン等のジエン系モノマーα−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モノオレフィン系芳
香族モノマーアクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸
、マレイン酸、マレイン酸アルキルモノエステル、フマ
ール酸、フマール酸アルキルモノエステル、イタコン酸
、イタコン酸アルキルモノエステル等のオレフィン系不
飽和カルボン酸モノマー、(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)アクリル酸ヒドロキシエ
チル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ
)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(メタ)アクリルアミド、(
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挙げられる。これらの
モノマーは二種以上の組み合わせで用いることができる
。また、これらのモノマーは例示であり、この外にも同
様の作用機能を有する共重合可能なモノマーであれば使
用することができる。
本発明で使用する合成ゴム系バインダーピグメントを得
るには、例えば、前記したように先ず構成重合体成分中
の30〜40M量%のジエン系モノマーを含有するSB
R,MBRあるいはMSBRラテックスを重合し、これ
をコアにして構成重合体成分中の6〜16重量%のジエ
ン系モノマーを含有する、高Tg組成モノマーをシェル
として、乳化重合によって得られる。
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
ン性活性剤を単独または併用にて使用することもできる
。これら乳化剤は、通常ラテックス全構成重合体成分に
対して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サイド、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。得られたラテック
スのトルエン不溶要分の含有重量割合(以下ゲル含有率
と称す)は、ラテックスの造膜性や接着力と関係が強く
、ラテックスの重要な物性である。通常オフセット輪転
印刷用顔料塗工紙の接着剤として用いるラテックスのゲ
ル含有率は50重量%以下であり、他の方式で印刷され
る顔料塗工紙の接着剤として用いられるラテックスのゲ
ル含有率は25〜95重量%である。
本発明において用いられる、合成ゴム系バインダーピグ
メントのゲル含有率は60〜95重量%が好ましい。ラ
テックスのゲル含有率の調節は乳化重合時にブチルメル
カプタン、ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカ
プタン等のアルキルメルカプタン類や、四塩化炭素、四
臭化炭素、アルコール類等の連鎖移動剤を一種または二
種以上用いて行なう。
本発明に於て用いる合成ゴム系バインダーピグメントの
重合は通常温度50〜100℃、ゲージ圧力0 ” 1
0 kg/cm2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、−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できる
。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。得られる合成ゴム系バインダーピグメント
の好ましい粒子径は0.2〜0.5μmである。
本発明において塗工紙用組成物に使用する顔料としては
、通常の顔料塗工紙に用いられるクレー、軽質炭酸カル
シウム、重質炭酸カルシウム、酸化チタン、水酸化アル
ミニウム、サテンホワイト、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はすべて使用
することができ、通常二種以上が併用される。また、本
発明の合成ゴム系バインダーピグメントは、顔料100
重量部に対して5〜15重量部用いるのが好ましい。
本発明の合成ゴム系バインダーピグメントは、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、顔料100重
量部に対して好ましくは1重量部以上、より好ましくは
1〜5重量部と通常のSBRラテックス、MBRラテッ
クス、MSBRラテックス等を、顔料100重量部に対
して好ましくは5重量部以上、より好ましくは7〜15
重量部併用する。尚、消泡剤、分散剤、耐水化剤、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
とも有効である。
このようにして得られた塗工紙用組成物は、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−、
バーコーター等の塗工装置によって塗被されるが、この
時の塗工紙用組成物の固形分濃度は通常40〜70重量
%である。また、原紙として一般の印刷用塗工紙用の坪
量30〜300 g/m”の上質紙、中質紙、板紙等が
用いられる。これら原紙への塗工紙用組成物の塗工量は
、通常片面に乾燥重量で、5〜25g/m”塗被される
[作用] 前記の如く本発明によって得られた塗工紙用バインダー
ピグメント、即ち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、構成重合体成分中30〜40重量
%のジエン系モノマーを主成分とする重合体のコア粒子
に、構成重合体成分中6〜16重量%のジエン系モノマ
ーを含有する高Tg組成モノマーを重合後期に添加し乳
化重合にて得られた、合成ゴム系バインダーピグメント
を用い調整された塗工紙用組成物を、公知の方法で塗被
し、スーパーカレンダー掛けをすることにより、強い接
着強度を有し高光沢でインキセット性の良好な塗工紙が
得られる。
[実施例コ 以下に本発明の実施例および比較例を挙げて更に詳述す
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。尚、以下側中に於て用いる部および%は特記のない
限り重量基準を示す。
先ず本実施例において用いる合成ゴム系パインダービグ
メントの製造例を示し、次いで塗工紙用組成物の配合例
について示す。
〈合成ゴム系バインダーピグメントAの製造例〉 窒素置換した撹拌機付オートクレーブ中に脱イオン水2
10部、ラウリル硫酸ソーダ0.1部、過硫酸カリウム
0.6部、ノルマルドデシルメルカプタン0.9部、お
よび重合体モノマーとしてブタジェン35部、スチレン
59部、イタコン酸1部、メタクリル酸3部およびアク
リルアミド2部の合計100部を連続添加で仕込み、7
0℃にて重合を行ない重合開始後5時間で重合率92%
のSBR系コア部ラテックスを得た。
引き続きシェル部重合を行なう。モノマーとしてスチレ
ン87部、ブタジェン10部、ヒドロキシメタクリレー
ト3部の合計100部と、ノルマルドデシルメルカプタ
ン0,1部およびラウリル硫酸ソーダ0.1部を連続添
加で追加し70℃にて4時間のシェル重合を行ない、重
合率が99%を越えたので冷却し反応を停止した、この
合成ゴム系バインダーピグメントAの構成重合体成分中
、コア部及びシェル部は各々50重量%である。
次いで25%苛性ソーダ水溶液にてpHを8に調整して
、スチームストリッピングを行ない未反応モノマーを除
去した後、脱イオン水を添加し固形分濃度を48.0%
に調整して、塗被紙用合成ゴム系バインダーピグメント
Aを得た。
コア部ラテックスの重合段階で用いた重合体モノマーの
種類と量、シェル部重合段階で用いた重合体モノマーの
種類と量及びコア部とシェル部各各の重量%を表−1に
示した。
く合成ゴム系バインダーピグメントB、Cの製造例〉 前記合成ゴム系バインダーピグメントAの製造例におい
て、コア部ラテックスおよびシェル部重合成分のブタジ
ェン、スチレン、メチルメクアクリレート等の使用量を
表−1に示すように変更した以外は、製造例Aと同様の
操作にて、コア部ラテックス構成重合体成分中のブタジ
ェンが35重量%、シェル部重合モノマー構成重合体成
分中のブタジェンが10重量%で、コア部が60重量%
、シェル部が40重量%である合成ゴム系バインダーピ
グメントBと、コア部ラテックス構成重合体成分中のブ
タジェンが35重量%、シェル部重合モノマー構成重合
体成分中のブタジェンが10重量%で、コア部が40重
量%、シェル部が60重量%である塗工紙用合成ゴム系
バインダーピグメントCを得た。これらの製造に用いた
重合体モノマーの種類とその量を表−1に示した。
〈合成ゴム系バインダーピグメントD、E。
F、G、H,Iの製造例〉 前記合成ゴム系バインダーピグメントAの製造例におい
て、コア部ラテックス構成重合体成分中のブタジェンが
30重量%及び40重量%のSBR系ラテックス、MS
BR系ラテックス、MBR系ラテックスを用い、表−1
に示すような重合体モノマーの種類および量を用いてシ
ェル部重合を行なう以外は、Aの製造例と同様の方法お
よび操作にて、それぞれのシェル部重合モノマー構成重
合体成分中のブタジェンが、6,1016重量%である
塗工紙用合成ゴム系バインダーピグメントで、コア部及
びシェル部が表−1に示す重量%であるり、E、F、G
、H,Iを得た。
〈比較例J、に、L、M、Nの製造例〉本製造例は、本
発明の塗工紙用組成物と比較対象のための合成ゴム系バ
インダーピグメントであり、コア部ラテックス構成重合
体成分中のブタジェン10部%と、シェル部重合モノマ
ー構成重合体成分中のブタジェン重量%、およびシェル
部重合モノマーの添加量が、本願請求範囲外の変性バイ
ンダーピグメントである。
即ち前記合成ゴム系バインダーピグメントAの製造例に
おいて、コア部ラテックスとしてSBR系ラテックス、
MSBR系ラテックス、を用い表−1に示すような、重
合体モノマーの種類および量を用いてシェル部重合を行
なう以外は、Aの製造例と同様の方法および操作にてコ
ア部ラテックス構成重合体成分中のブタジェンが、45
重量%および25重量%で、シェル部重合モノマー構成
重合体成分中のブタジェンが6重量%および10重量%
でコア部及びシェル部が表−1に示す重量%である、比
較例J、Kを得た。
次いでコア部ラテックスとして、MBR系ラテックス、
MSBR系ラテックスを用い表−1に示すような、重合
体モノマーの種類および量を用いてシェル部重合を行な
う以外は、Aの製造例と同様の方法および操作にて、コ
ア部ラテックス構成重合体成分中のブタジェンが35重
量%で、シェル部重合モノマー構成重合体成分中のブタ
ジェンが20重量%及び3重量%で、コア部及びシェル
部が表−1に示す重量%である、比較例り、Mを得た。
次いでコアラテックス構成重合体成分中のブタジェンが
30重量%、シェル部重合モノマー構成重合体成分中の
ブタジェンが16重量%で、コア部が30重量%、シェ
ル部が70重量%である比較例Nを得た。
〈比較例0.P、Qの製造例〉 本製造例は、本発明の塗工紙用組成物に用いる合成ゴム
系バインダーピグメントの効果を表わすための製造例で
ある。
表−1に示すような重合体モノマーの種類および量を用
いてコア部ラテックス構成重合体成分中のブタジェンが
35重量%で、シェル部重合モノマー構成重合体成分中
のブタジェンが無く、コア部及びシェル部が表−1に示
す重量%である比較例Oを得た。
さらに比較例P、Qの製造例は、表−1に示すとおり本
発明の、Aの製造例におけるコア部ラテックスとシェル
部ラテックスとを各々単独で製造したものである。
実施例1 カリオン(EMC!!:UW90)70部、軽質炭酸カ
ルシウム(白石工業製:ブリリアント15)20部、分
散剤としてアロンT−40(東亜合成WJI) 0.3
部、トリポリ燐酸ソーダ0.2部を加え、カラレス分散
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。次いでこれに接着剤として、酸化澱粉(日本食品
加工製:MS−3600) 2部と平板用ラテックス1
5部(三井東圧化学製:ボリラック755)および本願
発明の合成ゴム系バインダーピグメントAを10部添加
し、最後に水を加えて固形分濃度62%に調整して実施
例1の塗工紙用組成物を得た。
実施例2〜9 実施例1において用いた合成ゴム系バインダーピグメン
トAの代わりに、本願発明の合成ゴム系バインダーピグ
メントB、C,D、E、F。
G、H,I等を用い、尚かつ最後に加える水の量を調整
して固形分濃度を62%にする以外は、実施例1と同様
の操作にて塗工紙用組成物8種を得た。尚これら得られ
た各実施例の塗工紙用組成物と用いた合成ゴム系バイン
ダーピグメントの阻は表−2に示した。
比較例1〜6 実施例1において用いた合成ゴム系バインダーピグメン
トAの代わりに、本発明の限定範囲外の比較例J、に、
L、M、N、O等を用い、尚かつ最後に加える水の量を
調整して固形分濃度を62%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照用塗工紙用組成物6種
を得た。
比較例7.8 本比較例では、本発明の合成ゴム系バインダーピグメン
トの効果を一層明確にするため、本発明の、Aの製造例
におけるコア部ラテックスとシェル部ラテックスとを、
各々単独で製造した比較例P、Q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62%にする以
外は、実施例1と同様の操作にて、本発明の比較対照用
塗工紙用組成物を得た。
塗工紙の製造例 前記実施例および比較例で得られた塗工紙用組成物を、
坪量104.7 g/m”の原紙に各々の塗被量が、乾
燥重量で20 g/m”になるように塗被し乾燥を行な
った後、60℃、150 kg/cmのスーパーキャレ
ンダー仕上げを行ない塗工紙を得た。
また得られた塗工紙の物性を測定しこれらの結果を表−
2に示した。
尚、光沢度はJISのP −8142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、表面にピッキングの観察により10段階評価
(10は表面ピッキングの発生が無く良・・・lは表面
全体にピッキングが発生し不良)した。
インキセット性は、RI印刷機により市販のオフセット
用インキを0.4cc使用して印刷を行ない、20秒経
時後に市販アート紙を重ね、塗被紙の印刷面とアート紙
を圧着した後、アート紙表面に転移したインキ濃度を、
反射式インキ濃度計(サカタインクス製)により測定し
た(反射インキ濃度値が小はインキセット性が速く良好
、反射インキ濃度値が大はインキセット性が遅く不良で
あることを示す)。
表−2 [発明の効果] 表−2の数値から、本発明の限定範囲内にある実施例の
合成ゴム系バインダーピグメント使用による塗工紙用塗
料組成物により得られる塗工紙は、優れた光沢と表面強
度およびインキセット性を示し、従って本発明により得
られた組成物が塗被紙用バインダーピグメントとして従
来にない非常に有用な組成物であることは明らかである

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)顔料および接着剤を主成分とする塗工紙用塗料組
    成物の製造方法において、該接着剤として、脂肪族共役
    ジオレフィン系モノマーが構成重合体成分中30〜40
    重量%のラテックスを重合し重合率が80%以上になっ
    た後、脂肪族共役ジオレフィン系モノマーが構成重合体
    成分中6〜16重量%のオレフィン系モノマーを添加し
    乳化重合して、コアシェル構造の合成ゴム系バインダー
    ピグメントを得ることを特徴とする塗工紙用塗料組成物
    の製造方法。
JP33829389A 1989-12-28 1989-12-28 塗工紙用塗料組成物の製造方法 Pending JPH03199493A (ja)

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