JPH04327298A - 紙被覆用組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は紙被覆用組成物に関する
ものであり、更に詳しくは、機械的安定性に優れ、かつ
良好な印刷適性を有する塗工紙を与える紙被覆用組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決する問題点】従来より、
カルボキシ変性ブタジエン系共重合体ラテックスが、単
独またはカゼイン、デンプン、ポリビニルアルコールな
どの水溶性高分子と共に紙塗工用バインダーとして使用
されている。

【０００３】しかしながら最近の塗工及び印刷の高速化
にはめざましいものがあり、紙塗工用バインダーを含む
紙被覆用組成物にも、これら高速化に耐え得るものが求
められている。

【０００４】すなわち、塗工時においては、操業時の安
定性を保つ意味で、機械的安定性に優れた紙被覆用組成
物が求められており、また、高速印刷においては、接着
強度、耐ブリスター性等の優れたものが要求されている
。

【０００５】特に、接着強度と耐ブリスター性は互いに
相反する関係にあり、例えば、ラテックスのゲル含有率
（ラテックス皮膜の溶剤に対する不溶解度）が、これら
の性質に強い影響を及ぼしていることが知られている。

【０００６】すなわち、ゲル含有率の高いラテックスを
使用した場合は接着強度に優れ、逆にゲル含有率の低い
ラテックスを使用した場合は、耐ブリスター性が良好で
ある。

【０００７】従って、この接着強度と耐ブリスター性を
同時に改良することは困難であり、さらにはそれらに加
えて機械的安定性に優れた紙被覆用組成物が要望されて
いた。

【０００８】

【問題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点につき鋭意検討した結果、特定組成の単量体混合物
を、ポリリン酸塩の存在下で乳化共重合して得られた共
重合体ラテックスを使用することにより、機械的安定性
に優れ、かつ接着強度と耐ブリスター性に優れた紙被覆
用組成物が得られることを見い出し、本発明に到達した
。

【０００９】すなわち、本発明は、脂肪族共役ジエン系
単量体２０〜６０重量％、エチレン系不飽和カルボン酸
単量体　０．５〜５重量％、エチレン系不飽和カルボン
酸アルキルエステル系単量体３〜３０重量％、エチレン
系不飽和カルボン酸アミド系単量体０．５　〜５重量％
および共重合可能な他の単量体０〜７６重量％からなる
単量体混合物を、ポリリン酸塩の存在下にて乳化共重合
して得られた共重合体ラテックスと顔料を主として含有
することを特徴とする紙被覆用組成物を提供するもので
ある。

【００１０】以下、本発明につき詳しく説明する。

【００１１】本発明にて用いられる脂肪族共役ジエン系
単量体としては、１，３−ブタジエン、２−メチル−１
，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン等
があげられ、１種又は２種以上使用することができる。 特に１，３−ブタジエンが好ましい。

【００１２】脂肪族共役ジエン系単量体は、２０〜６０
重量％の範囲にて用いられるが、この使用量が２０重量
％未満ではドライ・ピック強度が低下し、また６０重量
％を越えるとウエット・ピック強度が低下するので好ま
しくない。

【００１３】エチレン系不飽和カルボン酸アルキルエス
テル系単量体としては、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、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチ
ルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフ
マレート等があげられ、１種又は２種以上使用すること
ができる。特にメチルメタクリレートが好ましい。

【００１４】不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量
体は３〜３０重量％の範囲にて用いられるが、３重量％
未満ではドライ・ピック強度が低下し、また３０重量％
を越えるとウエット・ピック強度が低下するので好まし
くない。

【００１５】本発明にて用いられるエチレン系不飽和カ
ルボン酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、
フマル酸、マレイン酸、イタコン酸等があげられ、これ
らは１種または２種以上使用することができる。エチレ
ン系不飽和カルボン酸単量体は、　０．５〜５重量％の
範囲にて用いられるが、この使用量が　０．５重量％未
満ではドライ・ピック強度およびラテックスの機械的安
定性が低下し、また５重量％を越えるとラテックスの粘
度が高くなりすぎるので好ましくない。

【００１６】本発明にて用いられるエチレン系不飽和カ
ルボン酸アミド系単量体としては、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−
メチロールメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリ
ルアミド等があげられ、これらは１種または２種以上使
用することができる。特にアクリルアミドが好ましい。

【００１７】エチレン系不飽和カルボン酸アミド系単量
体は、　０．５〜５重量％の範囲にて用いられるが、こ
の使用量が　０．５重量％未満ではドライ・ピック強度
およびラテックスの機械的安定性が低下し、また５重量
％を越えるとラテックスの粘度が高くなりすぎるので好
ましくない。

【００１８】本発明にて用いられる共重合可能な他の単
量体としては、アルケニル芳香族単量体、ヒドロキシア
ルキル基を含有する不飽和単量体、シアン化ビニル単量
体等があげられる。

【００１９】アルケニル芳香族単量体としては、スチレ
ン、α−メチルスチレン、メチル−α−メチルスチレン
、ビニルトルエン等があげられるが、特にスチレンが好
ましい。

【００２０】ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単
量体としては、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、ヒドロキシブチルメタクリレート、３
−クロロ−２−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジ−
（エチレングリコール）マレエート、ジ−（エチレング
リコール）イタコネート、２−ヒドロキシエチルマレエ
ート、ビス−（２−ヒドロキシエチル）マレエート、２
−ヒドロキシエチルフマレート等があげられる。

【００２１】シアン化ビニル単量体としては、アクリロ
ニトリル、α−クロルアクリロニトリル、メタクリロニ
トリル、α−エチルアクリロニトリル等があげられる。

【００２２】これらの共重合可能な他の単量体は、それ
ぞれ１種または２種以上使用することができる。

【００２３】また、共重合可能な他の単量体は、０〜７
６重量％の範囲にて用いられるが、この使用量が７６重
量％を越えるとドライ・ピック強度が低下するので好ま
しくない。

【００２４】本発明で用いられるポリリン酸塩としては
、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、メ
タリン酸等のナトリウム塩、カリウム塩及びアンモニウ
ム塩等があげられ、これらは１種又は２種以上使用する
ことができる。

【００２５】これらポリリン酸塩は、耐水性の点から単
量体混合物１００重量部に対して０．０５〜２重量部の
範囲にて用いられるのが好ましい。又重合時の安定性の
点から共重合体ラテックスの転化率が３０％以下で添加
するのが好ましい。

【００２６】本発明における各種成分の添加方法につい
ては特に制限するものではなく、一括添加方法、分割添
加方法、連続添加方法の何れでも採用することができる
。更に、乳化重合において、常用の乳化剤、連鎖移動剤
、重合開始剤、電解質、重合促進剤、キレート剤等を使
用することができる。

【００２７】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、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あるいはポリ
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種又は２種以上で用いられる。

【００２８】本発明で使用される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ァイドなど
のキサントゲン化合物、α−メチルスチレンダイマー、
テルピノーレンや、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等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
ェノール等のフェノール系化合物、アリルアルコール等
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、四臭化炭素等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等が挙げられ、１種又は２
種以上使用することができる。

【００２９】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、あ
るいはレドックス系開始剤あるいは、過酸化ベンゾイル
等の油溶性開始剤が使用できる。

【００３０】本発明の紙被覆用組成物は、かかる共重合
体ラテックスに、顔料、さらに必要に応じてその他の結
合剤とともに水性分散液として調整される。

【００３１】この際、固形分換算で顔料１００重量部に
対し、本発明の共重合体ラテックスが２〜１００重量部
、好ましくは５〜３０重量部、その他の結合剤が０〜３
０重量部使用できる。

【００３２】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、あるいはポリスチレンラテックスのような有
機顔料が挙げられ、これらは単独または混合して使用さ
れる。

【００３３】また、その他の結合剤としては、澱粉、酸
化澱粉、エステル化澱粉等の変性澱粉、大豆蛋白、カゼ
インなどの天然バインダー、あるいはポリビニルアルコ
ール、ポリ酢酸ビニルラテックス、アクリル系ラテック
スなどの合成ラテックスが使用される。

【００３４】本発明の紙被覆用組成物を調整する際には
、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。

【００３５】

【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、本発明は実施例により何ら限定されるもので
はない。尚、実施例中に用いられる％および部は断りの
ない限り全て重量％および重量部を意味する。

【００３６】実施例−１ （共重合体ラテックスの製造方法）１０ｌのオートクレ
ーブに、表−１に示す部数の組成及び過硫酸カリウム　
０．８部を仕込み、攪拌しながら６５℃で乳化重合を行
った。得られた共重合体ラテックスの重合転化率は、何
れも９７％以上であった。次いで水酸化ナトリウム水溶
液で共重合体ラテックスのｐＨを７に調整した後に、水
蒸気蒸留にて未反応単量体を除去し、共重合体ラテック
スＡ〜Ｌを得た。得られた共重合体ラテックスのゲル含
有量と粒子径を表−１に示す。

【００３７】また、表−２に示す以外は全て実施例−１
と同様の操作を行い、共重合体ラテックスａ〜ｈを得た
。尚、ａ〜ｈは比較用の共重合体ラテックスである。

【００３８】（共重合体ラテックス中のゲル含有量測定
方法） ａ）室温乾燥にて共重合体ラテックスのフィルムを作成
し、該フィルムを約２００〜８００倍のトルエン中に投
入し、４８時間放置させた後にＮｏ．２濾紙を用いて濾
過する。 ｂ）濾液を７０℃で減圧乾燥を行い、秤量し、共重合体
ラテックス・フィルムのトルエン可液分（％）を求める
。 ｃ）１００％から上記トルエン可溶分（％）を減じた数
値、すなわちトルエン不溶分（％）をゲル含有量として
算出する。

【００３９】（共重合体ラテックスの粒子径測定方法）
電子顕微鏡写真より測定した。

【００４０】実施例−２ （紙被覆用組成物の調整・性能評価）実施例−１で得ら
れた共重合体ラテックスＡ〜Ｌおよびａ〜ｈを用いて、
それぞれ下記の処方に基づき紙被覆用組成物を作成し、
機械的安定性を試験した。更に、各組成物を原紙に塗工
し、塗工紙　（１）〜（２０）を作成した。得られた塗
工紙についてカレンダー処理を行った後、ＲＩウエット
・ピック強度、ＲＩドライ・ピック強度および耐ブリス
ター性の試験を行った。結果を表−３に示す。

【００４１】（処方） カオリンクレー　　　　　　　　７０部炭酸カルシウム
　　　　　　　　３０部変性デンプン　　　　　　　　
　　　　４部共重合体ラテックス　　　　１２部（固形
分）

【００４２】（測定方法） ・機械的安定性 紙被覆用組成物の固形分を４０％に調整し、２００メッ
シュ金網で濾過した後、５０ｇを用いてマロン安定性試
験機で測定する（測定条件１０００ｒｐｍ　、１０ｋｇ
／ｃｍ２、１０分間）。測定終了後、２００メッシュ金
網上に残る凝固物量を測定し、固形分に対する重量％を
求めた。

【００４３】・ＲＩウエット・ピック強度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（最も良好なもの）から５級（最も悪いも
の）の５段階法で評価した。６回の平均値を示す。

【００４４】・ＲＩドライ・ピック強度湿し水を用いな
い以外は、上記ＲＩウエット・ピック強度測定方法と同
様の方法で評価した。

【００４５】・耐ブリスター性 両面印刷塗工紙を約６％に調湿した後に、加熱したオイ
ルバス中に投入し、ブリスターが発生した時の最低温度
を示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】

【表３】

【００４９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の紙被覆用組成物
は、機械的安定性に優れており、該組成物を用いて得ら
れた塗工紙は、ウエットピック強度、ドライピック強度
および耐ブリスター性等の諸性能が総合的に向上したも
のである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　脂肪族共役ジエン系単量体２０〜６０
   重量％、エチレン系不飽和カルボン酸単量体　０．５〜
   ５重量％、エチレン系不飽和カルボン酸アルキルエステ
   ル系単量体３〜３０重量％、エチレン系不飽和カルボン
   酸アミド系単量体　０．５〜５重量％および共重合可能
   な他の単量体０〜７６重量％からなる単量体混合物を、
   ポリリン酸塩の存在下にて乳化共重合して得られた共重
   合体ラテックスと顔料を主として含有することを特徴と
   する紙被覆用組成物。