JPH0577685B2 - - Google Patents

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JPH0577685B2
JPH0577685B2 JP25991986A JP25991986A JPH0577685B2 JP H0577685 B2 JPH0577685 B2 JP H0577685B2 JP 25991986 A JP25991986 A JP 25991986A JP 25991986 A JP25991986 A JP 25991986A JP H0577685 B2 JPH0577685 B2 JP H0577685B2
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latex
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は新規な共役ジエン系重合体ラテツクス
の製造方法に関し、更に詳しくは、共役ジエン、
エチレン系不飽和酸、芳香族ビニル単量体を必須
成分とし、重合開始剤として、有機系を第1段
目、無機系を第2段目に使用し、乳化重合して得
られるバインダーとして有用な新規共重合体ラテ
ツクスの製造方法に関する。 (従来の技術) 従来より、塗被紙用バインダー、不織布や人工
皮革などの繊維結合用バインダー、カーペツトの
バツキング用バインダー、塗料用の顔料バインダ
ー、各種材料の接着剤などのバインダーとして、
天然ゴムラテツクスを始めとする種々の合成ラテ
ツクスが使用されている。これらバインダーとし
ては接着強度、耐水性、乾燥などの加熱による耐
びぶくれ性(耐ブリスター)に優れていることが
要求される。例えば、塗被紙用として従来からカ
ルボキシ変性ブタジエン−スチレン共重合体ラテ
ツクスは、単独あるいはカゼイン、タンパク質、
デンプン、ポリビニルアルコールなどの天然また
は合成バインダーと併用して紙の顔料塗被加工用
バインダーとして広く使用されている。 これらカルボキシ変性ブタジエン−スチレン共
重合体ラテツクスを含有した紙塗被組成物で処理
した顔料塗被紙(コート紙)は、白色度、光沢な
どの性質に優れているため様々な用途に大量に使
用されている。 近年、コート紙に対する需要の伸びは著しく、
最近の印刷物の急増によつて、特にオフセツト印
刷での高速印刷化の傾向に伴い、オフセツト用顔
料塗被紙および顔料バインダーには次のような性
質が要求されるようになつて来ている。 その一つは、印刷時の顔料塗被紙面に対する機
械的な力に抗して顔料の脱落および塗被層の基紙
からの剥離を防止し、美麗な印刷を可能とする性
質である。このためには、顔料粒子相互間ならび
に顔料塗被層とその支持体である基紙との間の接
着が強固であることが必要である。このような紙
表面の破壊は印刷速度が大きくなればなるほど、
また重ね塗り回数が大きくなればなるほど激しく
なる。従つて、それに耐えるコート紙が要求され
るが、そのためには使用する顔料バインダーは、
優れた接着力(ドライ強度という)を有するもの
でなくてはならない。 もう一つの性質は、耐水性である。オフセツト
印刷では、その印刷方式特有の「湿し水」を使用
するが、その湿時において印刷による機械的な力
に抗する強さ、即ち、耐水性(ウエツト強度とも
いう)を有することが要求される。 もう一つの性質は、耐ブリスター性である。特
に、輪転オフセツト印刷の場合には、印刷方式の
性質上、高速印刷の後で高温かつ高速で乾燥する
ため「火ぶくれ(ブリスター)」が発生しやすく、
このブリスターが発生すると印刷紙の商品価値が
大きく損なわれることになる。このブリスターの
発生は顔料バインダーが大きな要因であるため、
使用する顔料バインダーは優れた耐ブリスター性
を有することが必要とされる。 その一つは印刷の高速化に伴つて、従来に比べ
一段と優れたインク着肉性が必要とされる。 以上はオフセツト印刷におけるコート紙に対す
る課題について示したが、オフセツト印刷に限ら
ず他の印刷方式においても要求される課題であ
る。 このように、コート紙は耐水性、インク着肉
性、ドライ強度、耐ブリスター性などの性質が要
求されるが、従来のコート紙ではこれら性質をと
もに高水準でバランスのとれたものは存在しなか
つた。その理由としては、耐水性とインク着肉性
は相反する性質の関係にあり、またドライ強度と
耐ブリスター性も同様に相反する性質の関係にあ
る。 従来、耐水性を改善する方法としては、合成バ
インダーのゲル含量を下げる方法が知られている
が、ゲル含量を下げると着肉性が低下する。反対
に着肉性を改良する方法として、合成バインダー
の粒径のアツプあるいはガラス転移温度を高くす
る方法が知られているが、この方法を行うと耐水
性が低下する。ブリスターを改良する方法とし
て、ゲル含量を下げる方法が知られているがドラ
イ強度が低下するという技術的困難な問題があつ
た。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明者ら塗被紙用のバインダーとして、耐水
性、インク着肉性、ドライ強度、耐ブリスター性
などの性能バランスが高水準にある共重合体ラテ
ツクスについて検討を重ねた結果、特定な単量体
成分を有機系開始剤と無機開始剤を用いて乳化重
合を行い、かつゲル含量とガラス転移温度を特定
範囲にある新規な共重合体ラテツクスは耐水性、
インク着肉性、ドライ強度、耐ブリスター性など
の性能バランスが高水準にある塗被紙用バインダ
ーであることを見いだした。更にこの共重合体ラ
テツクスは前述した各種のバインダー用途におい
ても、優れた耐水性、接着強度、耐ブリスター性
を有し有用であることを見いだし、本発明を完成
させた。 (問題を解決するための手段) 本発明は、共役ジエン系単量体20〜70重量%、
エチレン系不飽和酸単量体0.5〜10重量%、芳香
族ビニル単量体10〜50重量%および他の共重合可
能な単量体0〜69.5重量%を乳化重合するにあた
り、 (a) 全単量体の20〜97重量%にあたる単量体を有
機系開始剤を用いて反応を行い、 (b) 次いで、残りの単量体を(a)の共重合体ラテツ
クスの存在下で、無機系開始剤を用いて反応を
行い、得られた共重合体ラテツクスのトルエン
不溶分が20〜95重量%、かつ共重合体成分のガ
ラス転移温度が50℃以下(低温側)であること
を特徴とする共重合体ラテツクスの製造方法を
提供するものである。 以下、本発明を詳細に説明する。 (1) 本発明の共重合体ラテツクスの単量体成分の
説明 本発明の共重合体ラテツクスの製造に使用され
る単量体のうち、共役ジエン系単量体としては、
例えばブタジエン、イソプレン、2−クロル−
1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタ
ジエンなどを挙げることができる。これらは単独
または2種以上を組合せ使用することができる。
好ましいものとしてはブタジエンである。 その使用割合は共重合体に適当な弾性および膜
の硬さを与えるために全単量体中20〜70重量%の
範囲で使用され、20重量%未満では接着強度が得
られない。一方70重量%を超えると耐水性が劣
る。好ましい使用割合は30〜65重量%である。 エチレン系不飽和酸単量体としては、例えばア
クリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン
酸、フマール酸、イタコン酸などのモノまたはジ
カルボン酸などを挙げることができる。更に、ジ
カルボン酸の無水物も使用することができる。こ
れらは単独または2種以上を組み合わせて使用す
ることができる。 その使用割合は全単量体中0.5〜10重量%の範
囲で使用され、0.5重量%未満では接着力、共重
合体ラテツクスの機械的安定性が低下し、一方10
重量%を超えると共重合体ラテツクスの粘度が高
くなりその取り扱い(ハンドリング)が難しくな
り、操作業性が低下する。好ましい使用割合は1
〜7重量%である。 芳香族ビニル単量体としては、例えばスチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−
メチルスチレンなどを挙げられ、好ましくはスチ
レンである。 芳香族ビニル単量体の使用割合は全単量体中10
〜50重量%である。芳香族ビニル単量体はオフセ
ツト印刷時に重要な性能である耐水性を与える。
10重量%未満であると耐水性が低下し、一方50重
量%を超えるとドライ強度が低下する。好ましく
は、10〜45重量%である。 上記の単量体と共重合可能なその他の単量体の
代表例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチ
ル、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒ
ドロキシメタクリレート、グリシジルメタクリレ
ートなどのアクリル酸あるいはメタクリル酸のア
ルキルエステル類、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エ
チレン系不飽和カルボン酸のアクリルアミド類、
アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシ
アン化ビニル化合物、酢酸ビニルなどのカルボン
酸ビニルエステルなどを挙げることができる。こ
れらは、単独または2種以上を組み合わせて使用
することができる。これらの共重合可能なその他
の単量体は、共重合体に適度の硬さ、弾性および
耐水性を付与するため、全単量体中0〜69.5重量
%の割合で使用する。好ましい使用割合は、0〜
49重量%である。 アクリロニトリルを全単量体中1〜20重量%使
用すると印刷光沢が向上する。従来の重合方法で
アクリロニトリルを使用する共重合体ラテツクス
に比べ、本発明の方法の共重合体ラテツクスは、
ラテツクス自体が着色しにくく、また印刷光沢の
向上効果が大きい。 (2) 共重合体ラテツクスの製造方法の説明 本発明の共重合体ラテツクスの製造方法は上述
した単量体からなる全単量体の20〜97重量%にあ
たる単量体を有機系開始剤を用いて乳化重合を行
い、次いで、残りの単量体を無機系開始剤を用い
て重合する2段重合法である。 有機系開始剤としては、例えばクメンハイドロ
パーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイド
ロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオ
キサイド、ベンゾイルパーオキサイドなどの有機
過酸化物開始剤、アゾビスイソブチロニトリルな
どのアゾ系開始剤が挙げられる。これら有機系開
始剤は1種または2種以上で使用することができ
る。有機ハイドロパーオキサイドは単独でも使用
できるが、触媒活性を高めるために含糖ピロリン
酸処方、スルホキシレート処方などで代表される
還元剤との組合せによるレドツクス系で使用する
ことができる。 有機系開始剤の好ましい使用量は、有機過酸化
物開始剤では0.01〜2重量部、一方有機過酸化物
開始剤以外のものについては0.05〜5重量部であ
る。 有機系開始剤で反応する単量体は全単量体の20
〜97重量%である。20重量%未満であるとインキ
着肉性と耐ブリスター性が劣る。一方97重量%を
超えるとドライ強度、ウエツト強度、耐ブリスタ
ー性が低い。好ましくは30〜95重量%である。 有機系開始剤で反応する第1段目の工程で得ら
れる共重合体の好ましいトルエン不溶分は80重量
%以下、更に好ましくは70重量%以下である。80
重量%を超えると、ドライ強度、耐水性、耐ブリ
スター性が低下するので好ましくない。 本発明のトルエン不溶分は次の方法によつて測
定されたものである。 ラテツクスをPH8に調整し、ラテツクス中の共
重合体をイソプロパノールで凝固した後、洗浄、
乾燥して得られた固形分0.3gをトルエン100c.c.に
室温で20時間浸漬し、その後120メツシユの金網
でろ過して得られる残存固形分の全固形分に対す
る重量割合。 トルエン不溶分は、重合連鎖移動剤の種類およ
び量、エチレン系不飽和酸単量体の種類および
量、重合開始剤の種類および量、重合温度などを
適宜コントロールすることによつて調整すること
ができる。 共重合体ラテツクス中の共重合体成分のガラス
転移温度(Tg)は50℃以下、好ましくは45℃以
下、更に好ましくは40℃以下である。Tgが50℃
を超えると接着強度が劣る。共重合体のTgは下
記の計算式により求めることができる。従つて、
目的とするTgの共重合体を得る単量体の種類、
組成割合は該計算式を用いて求めることができ
る。 共重合体ラテツクス中の共重合体のガラス転移
点は、下記式より計算された値である。 1/Hg=W(1)/Tg(1)+W(2)/Tg(2)+W(3)/Tg(3)
+…… ここで、 W(1)=共重合体中の単量体(1)の重量分率 W(2)=共重合体中の単量体(2)の重量分率 W(3)=共重合体中の単量体(3)の重量分率 Tg(1)=単量体(1)の単独重合体のTgを絶対温度
で表した値 Tg(2)=単量体(2)の単独重合体のTgを絶対温度
で表した値 Tg(3)=単量体(3)の単独重合体のTgを絶対温度
で表した値 Tg=共重合体のTgを絶対温度で表した値 本発明で使用する代表的な単量体の単独重合体
のガラス転移点(絶対温度で表示)は、次のとお
りである。 ポリ−3−ブタジエン=170〓 ポリスチレン=373〓 ポリメタクリル酸メチル=378〓 ポリアクリロニトリル=403〓 ポリアクリル酸=379〓 イタンコン酸=438〓(分解温度) 本発明で使用される各々の単量体の有機系開始
剤で反応する1段目工程と無機系開始剤で反応す
る2段目工程の好ましい配分は、下記の通りであ
る。 共役ジエン系単量体については1段目工程/2
段目工程=10〜100/0〜90重量%、エチレン系
不飽和酸単量体については1段目工程/2段目工
程の分配割合は、特に限定せず使用することがで
きる。芳香族ビニル単量体については1段目工
程/2段目工程=0〜80/100〜20重量%である。 無機系開始剤としては、例えば過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウム、過酸化ナトリウム、過
酸化水素などである。好ましくは25℃の水に対す
る溶解度が1重量%以上のものである。特に過硫
酸塩が好ましい。無機系開始剤の好ましい使用量
は、残りの単量体100重量部に対し0.05〜5重量
部使用される。 最終の共重合体ラテツクスの共重合体のトルエ
ン不溶分は20〜98重量%、好ましくは30〜95重量
%である。トルエン不溶分が20重量%未満である
とドライ強度、ウエツト強度が低下し、一方98重
量%を超えるとドライ強度、ウエツト強度、耐ブ
リスター性が低下する。 本発明の共重合体ラテツクスの好ましい平均粒
子径は800〜3000Åである。この範囲であると本
発明の目的とする効果が高水準に得られる。 本発明の共重合体ラテツクスを製造するための
単量体の添加方法としては例えば下記の方法が挙
げられる。 (1) 反応の一段目として全単量体の20〜97重量%
にあたる単量体および有機系開始剤、あるいは
該単量体のみを予め反応容器内に仕込んでお
く。単量体のみを仕込んだ場合には、これに有
機系開始剤を連続的あるいは回分的あるいは逐
次的あるいはこれらの組合せによる添加方法で
加え反応を行い、次いで残りの単量体と無機系
開始剤を添加し反応を完結させる。残りの単量
体、無機系開始剤の添加方法は、連続的あるい
は回分的あるいは逐次的あるいはこれらの組合
せあるいは一括による添加方法で加える。 (2) 反応の一段目として、一部のモノマーと有機
系開始剤あるいは有機系開始剤のみを反応器内
に予め仕込み、これに所定量の単量体混合物を
連続的あるいは回分的あるいは逐次的あるいは
一括、あるいはこれらの組合せによる添加方法
で加えて反応を行い、次いで残りの単量体およ
び無機系開始剤を一括あるいは一段目反応の添
加方法で添加し、反応を完結させる。 (3) 全単量体を反応器に仕込み、最初有機系開始
剤を用いて全単量体の20〜97重量%反応させ、
次いで残りの単量体を無機系開始剤を反応させ
重合を完結させる。 本発明の重合反応は常圧または加圧下に5〜90
℃程度の温度で行うことができる。 重合反応の重合薬品として下記の乳化剤、重合
連鎖移動剤が使用される。 乳化剤としては、例えば両性界面活性剤、アニ
オン性界面活性剤あるいはノニオン性界面活性剤
が使用できる。ここで、両性界面活性剤として
は、アニオン部分としてカルボン酸塩、硫酸エス
テル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩を、カ
チオン部分としてアミン塩、第4級アンモニウム
塩を持つものが挙げられ、具体的にはアルキルベ
タインの塩としてラウリルベタイン、ステアリル
ベタイン、2−ウンデシル−ヒドロキシエチルイ
ミダゾリウムベタインの各々の塩が、アミノ酸タ
イプのものとしてラウリル−β−アラニン、ステ
アリル−β−アラニン、ラウリルジ(アミノエチ
ル)グリシン、ジオクチルジ(アミノエチル)グ
リシンの各々の塩を挙げることができる。アニオ
ン性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、脂肪族スルホン酸塩、ジアルキルスルホコハ
ク酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩などが
挙げられる。さらに、ノニオン性界面活性剤とし
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、アルキルフエ
ニルエーテル型界面活性剤などが用いられる。 また、重合連鎖移動剤の代表例としては、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どのメルカプタン
類、ターピノーレン、ジペンテン、t−テルピン
および少量の他の環状テルペン類よりなるテルペ
ン混合物やクロロホルム、四塩化炭素などのハロ
ゲン化炭化水素などを挙げることができる。 本発明の方法により、製造された共重合体ラテ
ツクスはバインダーとして使用したときに、接着
強度、耐水性、耐ブリスター性などの物性バラン
スが高水準にあることから、塗被紙用のバインダ
ー、不織布や人工皮革などの繊維結合用バインダ
ー、カーペツトのバツキング用バインダー、塗料
用の顔料バインダー、各種材料の接着剤などのバ
インダーとして有用である。 本発明の方法で製造された共重合体ラテツクス
を塗被紙用バインダーとして使用した場合には、
従来の共重合体ラテツクスに比べ、塗被紙の接着
強度、耐水性、インキ着肉性、耐ブリスター性な
どの物性バランスが一段と高水準にあり、従つて
塗被紙用バインダーとして特に好適である。 塗被紙用組成物について以下に説明する。 本発明の共重合体ラテツクスに、無機顔料ある
いは有機顔料、好ましくは無機顔料を、更に必要
に応じてその他の結合剤とともに水性分散液とし
て調製される。 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ツクスが5〜40重量部、好
ましくは9〜30重量部であり、その他の結合剤が
0〜30重量部、好ましくは2〜10重量部である。 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(ルチルアナター
ゼ)、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ツクスなどの有機顔料が挙げ
られ、これらは単独または混合して使用される。 また、その他の結合剤としては、でんぷん、酸
化でんぷん、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
酸ビニルラテツクス、アクリル系ラテツクス、ブ
タジエン−メチルメタクリレートラテツクスなど
の合成ラテツクスが使用される。 本発明の紙塗工用組成物を調製するには、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、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、パラフインエマルジ
ヨンなど)、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ズ、アルギン酸ナトリウ
ム)が必要に応じて添加される。 本発明の紙塗工用組成物の塗工用紙へ塗布する
方法は、公知の技術、例えばエアナイフコータ
ー、ブレードコーター、ゲートロールコーター、
ロールコーターなどの塗布機によつて行われる。
塗布後、表面を乾燥し、カレンダーリングなどに
より仕上げる。 アート紙、コート紙、軽量塗工紙、微量塗工
紙、コート板紙などの一般の塗工紙、印刷塗被紙
として用いられる。 (実施例) 以下に示されている部および%は重量部および
重量%であることを意味する。 1 実施例、比較例の紙塗被用ラテツクスの製造
方法について説明する。 ラテツクス(イ)〜(オ)の製造方法 10の撹拌付オートクレーブに表−1に示した
1段目成分の単量体、乳化剤、分子量調節剤、水
を仕込み、昇温し、表−1に示した重合温度に達
したら、有機系開始剤と重合反応活性剤を加え、
ジヤケツト温度は重合開始温度と同一温度で表−
1に示した時間、重合を行つた。次いで、表−1
に示した2段目成分の単量体、水を加え、昇温さ
せて表−1に示した重合開始温度に達したら無機
系開始剤を添加し、ジヤケツト温度は重合開始温
度と同一温度で表−1に示した時間重合を行つ
た。ラテツクス(ワ)の製造方法 10の撹拌付オートクレーブに表−2に示した
単量体物、乳化剤、分子量調節剤、水を加え、35
℃に昇温し、有機系開始剤および重合反応活性剤
を加え、ジヤケツト温度は35℃一定に保ち、重合
転化率が70%に達したら過硫酸カリウムを加え、
ジヤケツト温度65℃で6時間重合を行つた。 ラテツクス(a)〜(e)の製造方法 表−2の(a)〜(e)に示した単量体、分子量調節
剤、開始剤、重合反応活性剤、乳化剤および重合
条件に従つて、ラテツクス(イ)と同様の方法でラテ
ツクス(a)〜(e)を製造した。 ラテツクス(イ)〜(オ)、(a)〜(e)のガラス転移温度 本文に示した方法でガラス転移温度を計算した
結果、ラテツクス(イ)〜(ヨ)は−39℃〜+30℃、
(a)〜(g)は−37℃〜+65℃の範囲にあつた。 (2) 塗被紙の物性評価方法 表−1,2のラテツクスを用いて下記の処方に
より、紙塗被組成物を調製した。 共重合体ラテツクス 10部 クレー(分散剤としてピロリン酸ソーダを0.5
%を含む) 80部 炭酸カルシウム 10部 酸化でんぷん 5部 水(固形分が60%になるように添加した) 得られた前記組成物を64g/m2のコート原紙に
コーテイング用ブレードを用い、塗工量20g/m2
となるように塗工し、塗工紙を得た。得られた塗
工紙を下記評価方法により試験した。 ドライ強度:接着強度の指標 RI印刷機で印刷したときのピツキングの程度
を肉眼で判定し、5段階法で評価した。点数の高
いものほど接着強度は良好である。測定回数6回
の平均値で示す。 ウエツト強度:耐水性の指標 RI印刷機でモルトンロールを用いて湿し水を
与えたときのビツキングの程度を肉眼で判定し、
5段階法で評価した。点数の高いものほどウエツ
ト強度が良好である。測定回数6回の平均値で示
す。 耐ブリスター性 両面塗工した紙を調湿(約6%)し、加熱した
オイルバスに投げ込み、ブリスターが発生すると
きの最低温度を示す。温度が高いほうが耐ブリス
ター性が良好である。 インク着肉性 ウエツト強度と同様の方法により測定するが、
ウエツト強度測定の場合よりも大幅にタツク値の
低いインキを使用しビツクを起こさないように印
刷し、インキ転移の状態を目視で比較判定した。
RIビツクと同様にして評価点を与えた。 実施例、比較例の説明 各実施例、比較例について以下に説明する。な
お、表−3,4には各実施例、比較例で使用した
共重合体ラテツクスの特徴および塗被紙物性評価
の結果を示す。 実施例 1,2,3,4,5 実施例1,2,3で使用されている共重合体ラ
テツクスは全単量体中のブタジエン量が50%であ
る重合処方を用いて1段目の重合反応単量体/2
段目の重合反応単量体の比が本発明の範囲内で変
量して得られた共重合体ラテツクスであり、 実施例1の 重合体ラテツクス(イ): 60/40(%) 実施例2の 重合体ラテツクス(ロ): 70/30(%) 実施例3の 重合体ラテツクス(ハ): 90/10(%) である。ともに本発明の目的とするラテツクスが
製造されている。 一方、実施例4,5は全単量体中のブタジエン
量が40%である重合処方を用いて 実施例4の共重合体ラテツクス(ニ):
70/30(%) 実施例5の共重合体ラテツクス(ホ):
90/10(%) の条件で得られた共重合体ラテツクスであり、と
もに本発明の目的とするラテツクスが製造されて
いる。 実施例 6,7 本発明で使用されるエチレン系不飽和酸量を本
発明の範囲内で変量して得られた共重合体ラテツ
クスによるもので実施例2の共重合体ラテツクス
(ロ)のアクリル酸/イタコン酸=1/3(%)にか
えて実施例6の共重合体ラテツクス(ヘ)ではアクリ
ル酸/イタコン酸=1/1(%)、実施例7の共重
合体ラテツクス(ト)ではイタコン酸=1%で共重合
体ラテツクスを得た。 ともに本発明の目的とするラテツクスが得られ
ている。 実施例 8,9,10 実施例8,9,10の共重合体ラテツクスは実施
例2の共重合体ラテツクス(ロ)の開始剤にかえて下
記の本発明の範囲内の開始剤を用いて共重合体ラ
テツクスを得た。 実施例2の共重合体ラテツクス(ロ):キユメンハ
イドロパーオキサイド/過硫酸カリウム 実施例8の共重合体ラテツクス(チ):ジイソプロ
ピルベンゼンハイドロパーオキサイド/過硫酸カ
リウム 実施例9の共重合体ラテツクス(リ):アゾビスイ
ソブリトニトリル/過硫酸カリウム 実施例10の共重合体ラテツクス(ヌ):キユメンハ
イドロパーオキサイド/過酸化水素 ともに本発明の目的とするラテツクスが製造さ
れている。 実施例 11,12 実施例11,12の共重合体ラテツクスは、実施例
2の共重合体ラテツクスの重合時に使用する分子
量調節剤を変量することで最終の共重合体のトル
エン不溶分を本発明の範囲内で種々かえた共重合
体ラテツクスである。 実施例2の共重合体ラテツクス(ロ)の最終の共重
合体のトルエン不溶分: 90 実施例11の……トルエン不溶分 95 実施例12の……トルエン不溶分 24 ともに本発明の目的とするラテツクスが製造さ
れている。 実施例 13 実施例13の共重合体ラテツクスは、実施例2の
共重合体ラテツクス(ロ)の重合処方を用いて先ず開
始剤を除く他の化合物を全量反応機に仕込み、最
初キユメンハイドロパーオキサイド系開始剤で重
合反応を開始し、重合転化率が80%で過硫酸カリ
ウムを添加し重合を完結することで共重合体ラテ
ツクス(ワ)を得た。本発明の目的とするラテツ
クスが製造されている。 実施例 14 共重合体ラテツクス(イ)の1段目の単量体成分に
かえてブタジエン30部、スチレン28部、イタコン
酸2部、更に2段目の単量体成分にかえてブタジ
エン20部、スチレン17部、アクリル酸3部を使用
し、他は共重合体ラテツクス(イ)と同一条件で重合
を行いトルエン不溶分80%、ガラス転移温度−39
℃の共重合体ラテツクス(カ)を得た。 共重合体ラテツクス(イ)の1段目の単量体成分に
かえてブタジエン10部、スチレン30部、メタクリ
ル酸メチル17部、イタコン酸2部、アクリル酸1
部、更に2段目の単量体成分にかえてブタジエン
10部、スチレン15部、メタクリル酸メチル13部、
イタコン酸1部、アクリル酸1部を使用し、他は
共重合体ラテツクス(イ)と同一条件で重合を行いト
ルエン不溶分80%、ガラス転移温度30℃の共重合
体ラテツクス(ヨ)を得た。 以下にカーペツトバツキング用組成物のバイン
ダーとして共重合体ラテツクス(カ),(ヨ)を用い
たバツキング用組成物の物性評価について示す。 カーペツトバツキング用組成物の調製 次ぎに、このようにして得られた共重合体ラテ
ツクスを用い、下記配合処方によりカーペツトバ
ツキング用組成物を得、これを用いて各種のカー
ペツト試験を実施した結果を第2表に示す。 配合処方 (部) 共重合体ラテツクス 100 ピロリン酸カリウム 0.8 スチレン化フエノール 1.0 重質炭酸カルシウム 450 増粘剤(ポリアクリル酸ソーダ) 1.0 なお、カーペツトバツキング用組成物の調製
は、共重合体ラテツクスに分散剤であるピロリン
酸カリウムなどを添加後、充填剤である重質炭酸
カルシウムを添加し、十分に分散後、固形分濃度
が75%、粘度が約30000cps(ブルツクフイールド
粘度計、BM型No.4を使用し、6rpmの条件下で
測定)になるように増粘剤と水で調製したもので
ある。 (1) 剥離強度 JIS L−1021の敷物試験方法により測定した。
即ち、ポリプロピレン製の一時基布にナイロン捲
縮糸をタフトしてなる生機に固形分濃度75%のバ
ツキング用組成物を塗布し、ついで二次基布とし
て7オシスジユートを圧着して貼り袷20℃x20分
乾燥後、二次基布と生機の剥離強度を測定した。 (2) 耐水性 上記(1)に示した試験片を水中に24時間放置しそ
のあと、(1)に示した剥離強度を測定した。 (3) 耐ブリスター性 未乾燥カーペツトを温度150℃、風速8m/sec
に調整された熱風乾燥機中にいれて、乾燥中に生
じるブリスター(火ぶくれ)を目視により観測し
判定した。判定は、1〜5級の等級で行つた。1
級はブリスターが全く発生しなかつたものであ
り、5級はブリスターが全面に発生したものであ
る。 共重合体ラテツクス(カ),(ヨ)の評価結果は剥
離強度が4.2および3.8Kg/5cm、耐水剥離強度3.4
および3.6Kg/5cm、耐ブリスター性は共に1級
であり、接着強度、耐水性、耐ブリスター性に優
れたカーペツトバツキング用組成物が得られた。 比較例 1,2 比較例1,2の共重合体ラテツクスは、実施例
2の単量体ラテツクス(ロ)の重合処方を用いて、1
段目重合反応単量体/2段目重合反応単量体の使
用比率を下記の本発明の範囲外の条件で製造した
ものである。 実施例2の共重合体ラテツクス(ロ):
70/30(%) 比較例1の共重合体ラテツクス(a):
15/85(%) 比較例2の共重合体ラテツクス(b):
100/0(%) 比較例1では:無機系開始剤で反応させた2段
目の単量体量が多過ぎて良好なインキ、着肉性、
耐ブリスター性が発現していない。 比較例では:有機系開始剤で反応させた一段目
の単量体量が多過ぎて良好なドライ強度、ウエツ
ト強度、耐ブリスターを有するものが得られな
い。 比較例 3,4 比較例3,4,5の共重合体ラテツクスは実施
例2の共重合体ラテツクス(ロ)の開始剤にかえて、
下記の本発明の範囲外の開始剤を使用して共重合
体ラテツクスを製造したものである。 実施例2の共重合体ラテツクス(ロ): (1段目の開始剤)キユメンハイドロパーオキ
サイド/(2段目の開始剤)過硫酸カリウム 比較例3の共重合体ラテツクス(c): (1段目の開始剤)過硫酸カリウム/(2段目
の開始剤)過硫酸カリウム 比較例4の共重合体ラテツクス(d): (1段目の開始剤)キユメンハイドロパーオキ
サイド/(2段目の開始剤)キユメンハイドロパ
ーオキサイド 比較例3は:一段目、2段目共に無機系開始剤
で反応させたために良好な耐ブリスター性のもの
が得られない。 比較例4は:一段目、2段目共に有機系開始剤
で反応させたために良好なドライ強度、ウエツト
強度を有するものが得られない。 比較例 5 比較例5の共重合体ラテツクス(e)は最終に得ら
れる共重合体のトルエン不溶分が10%と本発明の
範囲外のラテツクスである、ドライ強度、ウエツ
ト強度が低い。 比較例 6 比較例6の共重合体は最終で得られる共重合体
のオルエン不溶分が98%と本発明の範囲外のラテ
ツクスであり、良好なドライ強度、ウエツト強度
と良好な耐ブリスター性を有するものが得られな
い。 比較例 7 共重合体ラテツクス(イ)の単量体を下記の通り変
更し、他は(イ)と同一条件で重合を行いトルエン不
溶分80%、ガラス転移温度65℃の共重合体ラテツ
クス(G)を得た。 共重合体ラテツクス(イ) 1段目単量体 ブタジエン 30(部) メタクリル酸メチル 5 アクリロニトリル 14 2段目単量体 ブタジエン 20 スチレン 11 メタクリル酸メチル 7 共重合体ラテツクス(G) 1段目単量体 ブタジエン 10(部) スチレン 29 メタクリル酸メチル 5 アクリロニトリル 14 イタコン酸 2 アクリル酸 0 2段目単量体 ブタジエン 5 スチレン 31 メタクリル酸メチル 7 イタコン酸 1 アクリル酸 1 塗被紙物性評価は実施例1と同条件で実施し
た。 ドライ強度 0.5 ウエツト強度 0.5 インキ着肉性 4.5 耐ブリスター性 4.5 共重合体ラテツクスのガラス転移温度が本発明
の範囲を超えており接着強度が劣る。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing a novel conjugated diene polymer latex, and more specifically, conjugated diene,
Ethylenically unsaturated acid and aromatic vinyl monomer are essential components, and as polymerization initiators, an organic type is used in the first stage and an inorganic type is used in the second stage, and is useful as a binder obtained by emulsion polymerization. The present invention relates to a method for producing a novel copolymer latex. (Prior Art) Conventionally, it has been used as a binder for coated paper, a binder for binding fibers such as nonwoven fabrics and artificial leather, a binder for carpet backing, a pigment binder for paints, and an adhesive for various materials.
Various synthetic latexes have been used, including natural rubber latex. These binders are required to have excellent adhesive strength, water resistance, and resistance to blistering due to heating such as drying. For example, carboxy-modified butadiene-styrene copolymer latex has traditionally been used for coated paper, either alone or with casein, protein, etc.
It is widely used as a binder for pigment coating processing of paper in combination with natural or synthetic binders such as starch and polyvinyl alcohol. Pigment-coated paper (coated paper) treated with paper coating compositions containing these carboxy-modified butadiene-styrene copolymer latexes has excellent properties such as whiteness and gloss, and is used in large quantities for various purposes. has been done. In recent years, demand for coated paper has increased significantly.
With the recent rapid increase in the number of printed materials, especially with the trend toward higher speed printing in offset printing, the following properties are now required of pigment-coated papers and pigment binders for offset printing. One of these properties is that it resists the mechanical force applied to the pigment-coated paper surface during printing, preventing the pigment from falling off and the coating layer from peeling off from the base paper, thereby enabling beautiful printing. For this purpose, it is necessary that the adhesion between the pigment particles and between the pigment coating layer and the base paper serving as its support be strong. The higher the printing speed, the more this kind of damage to the paper surface occurs.
Also, the greater the number of times the coating is applied, the more intense the coating becomes. Therefore, a coated paper that can withstand this is required, but for this purpose, the pigment binder used must be
It must have excellent adhesive strength (referred to as dry strength). Another property is water resistance. Offset printing uses a "dampening water" unique to the printing method, but it is required to have the strength to withstand the mechanical force of printing when damp, that is, to have water resistance (also called wet strength). be done. Another property is blister resistance. In particular, in the case of rotary offset printing, due to the nature of the printing method, "blisters" are likely to occur due to the high temperature and high speed drying after high speed printing.
If this blistering occurs, the commercial value of the printing paper will be greatly impaired. The pigment binder is a major cause of this blistering, so
The pigment binder used is required to have good blister resistance. One of these is the increasing speed of printing, which requires even better ink receptivity than in the past. The above has described the problems with coated paper in offset printing, but these problems are required not only in offset printing but also in other printing methods. As described above, coated paper is required to have properties such as water resistance, ink receptivity, dry strength, and blister resistance, but there is no conventional coated paper that has a high level of balance in all of these properties. Nakatsuta. The reason for this is that water resistance and ink receptivity are contradictory properties, and dry strength and blister resistance are similarly contradictory properties. Conventionally, as a method of improving water resistance, a method of lowering the gel content of a synthetic binder is known, but lowering the gel content lowers ink receptivity. On the other hand, as a method for improving ink receptivity, it is known to increase the particle size or glass transition temperature of the synthetic binder, but this method lowers water resistance. As a method of improving blisters, a method of lowering the gel content is known, but this has the technical difficulty of reducing dry strength. (Problems to be Solved by the Invention) The present inventors have developed a copolymer latex that has a high level of balance in performance such as water resistance, ink receptivity, dry strength, and blister resistance as a binder for coated paper. As a result of repeated studies, we have found that a new copolymer latex, which is made by emulsion polymerizing specific monomer components using organic and inorganic initiators, and has a gel content and glass transition temperature within a specific range, is water resistant. ,
It was discovered that this is a binder for coated paper that has a high balance of performance such as ink receptivity, dry strength, and blister resistance. Furthermore, it has been discovered that this copolymer latex has excellent water resistance, adhesive strength, and blister resistance, and is useful in the various binder applications described above, and the present invention has been completed. (Means for solving the problem) The present invention comprises 20 to 70% by weight of a conjugated diene monomer,
In emulsion polymerization of 0.5 to 10% by weight of ethylenically unsaturated acid monomers, 10 to 50% by weight of aromatic vinyl monomers, and 0 to 69.5% by weight of other copolymerizable monomers, (a) total 20 to 97% by weight of the monomers are reacted using an organic initiator, and (b) the remaining monomers are reacted with an inorganic compound in the presence of the copolymer latex of (a). The copolymer latex obtained by carrying out the reaction using a system initiator has a toluene insoluble content of 20 to 95% by weight, and the glass transition temperature of the copolymer component is 50°C or less (low temperature side). The present invention provides a method for producing a copolymer latex. The present invention will be explained in detail below. (1) Description of monomer components of the copolymer latex of the present invention Among the monomers used for producing the copolymer latex of the present invention, the conjugated diene monomers include:
For example, butadiene, isoprene, 2-chloro-
Examples include 1,3-butadiene and 2-methyl-1,3-butadiene. These can be used alone or in combination of two or more.
Preferred is butadiene. The proportion used is in the range of 20 to 70% by weight of the total monomers in order to provide the copolymer with appropriate elasticity and film hardness, and if it is less than 20% by weight, adhesive strength cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 70% by weight, water resistance will be poor. The preferred proportion used is 30-65% by weight. Examples of the ethylenically unsaturated acid monomer include mono- or dicarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. Furthermore, anhydrides of dicarboxylic acids can also be used. These can be used alone or in combination of two or more. The proportion used is in the range of 0.5 to 10% by weight based on the total monomers; if it is less than 0.5% by weight, the adhesive strength and mechanical stability of the copolymer latex will decrease;
If it exceeds % by weight, the viscosity of the copolymer latex increases, making it difficult to handle and reducing operability. The preferred usage ratio is 1
~7% by weight. Examples of aromatic vinyl monomers include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, p-
Examples include methylstyrene, and styrene is preferred. The proportion of aromatic vinyl monomer used is 10 out of the total monomers.
~50% by weight. Aromatic vinyl monomers provide water resistance, which is an important performance during offset printing.
If it is less than 10% by weight, water resistance will decrease, while if it exceeds 50% by weight, dry strength will decrease. Preferably it is 10 to 45% by weight. Typical examples of other monomers that can be copolymerized with the above monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxy methacrylate, and glycidyl methacrylate. Alkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid such as acrylamide, acrylamide of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as methacrylamide, N-methylolacrylamide,
Examples include vinyl cyanide compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile, and vinyl carboxylic acid esters such as vinyl acetate. These can be used alone or in combination of two or more. These other copolymerizable monomers are used in an amount of 0 to 69.5% by weight based on the total monomers in order to impart appropriate hardness, elasticity, and water resistance to the copolymer. The preferred usage ratio is 0 to
It is 49% by weight. Printing gloss is improved when acrylonitrile is used in an amount of 1 to 20% by weight based on the total monomers. Compared to the copolymer latex using acrylonitrile in conventional polymerization methods, the copolymer latex of the method of the present invention has
The latex itself is less likely to be colored, and has a great effect of improving printing gloss. (2) Description of the method for producing a copolymer latex The method for producing a copolymer latex of the present invention involves converting 20 to 97% by weight of the above-mentioned monomers into an organic initiator. This is a two-stage polymerization method in which emulsion polymerization is carried out using an inorganic initiator, and then the remaining monomers are polymerized using an inorganic initiator. Examples of organic initiators include organic peroxide initiators such as cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, paramenthane hydroperoxide, and benzoyl peroxide, and azo initiators such as azobisisobutyronitrile. Can be mentioned. These organic initiators can be used alone or in combination of two or more. Organic hydroperoxides can be used alone, but in order to increase the catalytic activity, they can be used in redox systems in combination with reducing agents, such as sugar-containing pyrophosphoric acid formulations and sulfoxylate formulations. The preferred amount of organic initiators used is 0.01 to 2 parts by weight for organic peroxide initiators, while 0.05 to 5 parts by weight for other initiators. Monomers that react with organic initiators account for 20% of the total monomers.
~97% by weight. If it is less than 20% by weight, ink receptivity and blister resistance will be poor. On the other hand, if it exceeds 97% by weight, dry strength, wet strength, and blister resistance are low. Preferably it is 30 to 95% by weight. The toluene-insoluble content of the copolymer obtained in the first step of reacting with an organic initiator is preferably 80% by weight or less, more preferably 70% by weight or less. 80
If it exceeds % by weight, dry strength, water resistance, and blister resistance decrease, which is not preferable. The toluene insoluble content of the present invention was measured by the following method. After adjusting the latex to pH 8 and coagulating the copolymer in the latex with isopropanol, washing,
The weight ratio of the remaining solid content to the total solid content obtained by immersing 0.3 g of the dried solid content in 100 c.c. of toluene at room temperature for 20 hours and then filtering it through a 120-mesh wire mesh. The toluene insoluble content can be adjusted by appropriately controlling the type and amount of the polymerization chain transfer agent, the type and amount of the ethylenically unsaturated acid monomer, the type and amount of the polymerization initiator, the polymerization temperature, etc. can. The glass transition temperature (Tg) of the copolymer component in the copolymer latex is 50°C or lower, preferably 45°C or lower, and more preferably 40°C or lower. Tg is 50℃
If it exceeds this, the adhesive strength will be poor. The Tg of the copolymer can be determined using the following formula. Therefore,
Type of monomer to obtain the desired Tg copolymer,
The composition ratio can be determined using the calculation formula. The glass transition point of the copolymer in the copolymer latex is a value calculated from the following formula. 1/Hg=W(1)/Tg(1)+W(2)/Tg(2)+W(3)/Tg(3)
+... Here, W(1) = Weight fraction of monomer (1) in the copolymer W(2) = Weight fraction of monomer (2) in the copolymer W(3) = Weight fraction of monomer (3) in the copolymer Tg(1) = Value of Tg of the homopolymer of monomer (1) expressed in absolute temperature Tg(2) = Monomer (2) ) Tg of the homopolymer of monomer (3) expressed in absolute temperature Tg (3) = Tg of the homopolymer of monomer (3) expressed in absolute temperature Tg = Tg of the copolymer expressed in absolute temperature The glass transition points (expressed in absolute temperature) of typical monomer homopolymers used in the present invention are as follows. Poly-3-butadiene = 170〓 Polystyrene = 373〓 Polymethyl methacrylate = 378〓 Polyacrylonitrile = 403〓 Polyacrylic acid = 379〓 Itanconic acid = 438〓 (Decomposition temperature) Each monomer used in the present invention The preferred distribution of the first stage step of reacting with an organic initiator and the second stage step of reacting with an inorganic initiator is as follows. For conjugated diene monomers, 1st step/2
Stage step = 10 to 100/0 to 90% by weight, and for the ethylenically unsaturated acid monomer, the distribution ratio of the first stage step/second stage step can be used without particular limitation. For the aromatic vinyl monomer, the ratio is 1st step/2nd step=0 to 80/100 to 20% by weight. Examples of inorganic initiators include potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium peroxide, and hydrogen peroxide. Preferably, the solubility in water at 25°C is 1% by weight or more. Particularly preferred are persulfates. The preferred amount of the inorganic initiator used is 0.05 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the remaining monomer. The toluene insoluble content of the copolymer in the final copolymer latex is from 20 to 98% by weight, preferably from 30 to 95% by weight. If the toluene insoluble content is less than 20% by weight, dry strength and wet strength will decrease, while if it exceeds 98% by weight, dry strength, wet strength and blister resistance will decrease. The preferred average particle diameter of the copolymer latex of the present invention is 800 to 3000 Å. Within this range, the desired effects of the present invention can be achieved at a high level. Examples of the method for adding monomers for producing the copolymer latex of the present invention include the following method. (1) 20 to 97% by weight of total monomers as the first stage of reaction
The corresponding monomer and organic initiator, or only the monomer, are charged in advance into a reaction vessel. When only the monomer is charged, an organic initiator is added to it continuously, batchwise, sequentially, or a combination thereof to carry out the reaction, and then the remaining monomer and the inorganic initiator are added. is added to complete the reaction. The remaining monomers and inorganic initiator are added continuously, batchwise, sequentially, a combination thereof, or all at once. (2) As the first stage of the reaction, some monomers and an organic initiator or only an organic initiator are charged into the reactor in advance, and a predetermined amount of the monomer mixture is added to this continuously, batchwise, or sequentially. Alternatively, the reaction is carried out by adding them all at once or by a combination thereof, and then the remaining monomers and the inorganic initiator are added all at once or by the addition method of the first stage reaction to complete the reaction. (3) Charge all the monomers into a reactor, first react 20 to 97% by weight of the total monomers using an organic initiator,
Next, the remaining monomers are reacted with an inorganic initiator to complete polymerization. The polymerization reaction of the present invention is carried out under normal pressure or increased pressure for 5 to 90 minutes.
It can be carried out at a temperature of about °C. The following emulsifiers and polymerization chain transfer agents are used as polymerization chemicals in the polymerization reaction. As the emulsifier, for example, an amphoteric surfactant, an anionic surfactant or a nonionic surfactant can be used. Examples of amphoteric surfactants include those having carboxylates, sulfate ester salts, sulfonates, and phosphate ester salts as anionic moieties, and amine salts and quaternary ammonium salts as cationic moieties. Examples of alkyl betaine salts include lauryl betaine, stearyl betaine, and 2-undecyl-hydroxyethylimidazolium betaine; amino acid types include lauryl-β-alanine, stearyl-β-alanine, and lauryl di(aminoethyl ) Glycine and dioctyldi(aminoethyl)glycine. Examples of the anionic surfactant include sulfuric esters of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, aliphatic sulfonates, dialkyl sulfosuccinates, and alkylnaphthalene sulfonates. Further, as the nonionic surfactant, common polyethylene glycol alkyl ester type, alkyl ether type, alkyl phenyl ether type surfactants, etc. are used. Further, as a typical example of a polymerization chain transfer agent, t-
Examples include mercaptans such as dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan and mercaptoethanol, terpene mixtures consisting of terpinolene, dipentene, t-terpine and small amounts of other cyclic terpenes, and halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrachloride. I can do it. When the copolymer latex produced by the method of the present invention is used as a binder, it has a high balance of physical properties such as adhesive strength, water resistance, and blister resistance. It is useful as a binder for binding fibers such as fibers and artificial leather, a binder for carpet backing, a pigment binder for paints, and an adhesive for various materials. When the copolymer latex produced by the method of the present invention is used as a binder for coated paper,
Compared to conventional copolymer latexes, it has a much higher balance of physical properties such as adhesive strength, water resistance, ink receptivity, and blister resistance for coated paper, and is therefore particularly suitable as a binder for coated paper. . The composition for coated paper will be explained below. The copolymer latex of the present invention is prepared as an aqueous dispersion with an inorganic pigment or an organic pigment, preferably an inorganic pigment, and, if necessary, other binders. At this time, for 100 parts by weight of pigment in terms of solid content,
The amount of the copolymer latex of the present invention is 5 to 40 parts by weight, preferably 9 to 30 parts by weight, and the amount of other binders is 0 to 30 parts by weight, preferably 2 to 10 parts by weight. Examples of pigments include inorganic pigments such as kaolin clay, talc, barium sulfate, titanium oxide (rutile anatase), calcium carbonate, aluminum hydroxide, zinc oxide, and satin white, and organic pigments such as polystyrene latex. , these may be used alone or in combination. Other binders used include natural binders such as starch, oxidized starch, soybean protein, and casein, or synthetic latexes such as polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate latex, acrylic latex, and butadiene-methyl methacrylate latex. Ru. In preparing the paper coating composition of the present invention, other auxiliary agents such as dispersants (sodium pyrophosphate, sodium hexametaphosphate, etc.), antifoaming agents (polyglycols, fatty acid esters, phosphate esters, silicon oil, etc.), leveling agents (rot oil, dicyandiamide, urea, etc.), preservatives, water-resistant agents (formalin, hexamine, melamine resin, urea resin, glyoxal, etc.), mold release agents (calcium stearate, paraffin emulsion, etc.), Fluorescent dyes and color water retention improvers (carboxymethyl cellulose, sodium alginate) are added as necessary. The paper coating composition of the present invention can be applied to coated paper using known techniques such as air knife coater, blade coater, gate roll coater, etc.
This is done using a coating machine such as a roll coater.
After application, the surface is dried and finished by calendering, etc. It is used as general coated paper such as art paper, coated paper, lightweight coated paper, lightly coated paper, coated paperboard, and printing coated paper. Examples The parts and percentages shown below are by weight. 1 The manufacturing method of latex for paper coating in Examples and Comparative Examples will be explained. Method for producing latexes (A) to (E) The monomers of the first stage components shown in Table 1, emulsifiers, molecular weight regulators, and water were charged into a 10 stirring autoclave, and the temperature was raised. When the indicated polymerization temperature is reached, add an organic initiator and a polymerization reaction activator,
The jacket temperature is the same as the polymerization initiation temperature.
Polymerization was carried out for the time indicated in 1. Next, Table-1
Add the monomers of the second stage components shown in Table 1 and water, raise the temperature, and when the polymerization initiation temperature shown in Table 1 is reached, add the inorganic initiator, and keep the jacket temperature at the same temperature as the polymerization initiation temperature. Polymerization was carried out for the times shown in Table 1. Method for producing latex (Wa) Add the monomers shown in Table 2, an emulsifier, a molecular weight regulator, and water to a 10-liter autoclave with stirring.
℃, add an organic initiator and a polymerization reaction activator, keep the jacket temperature constant at 35℃, and when the polymerization conversion reaches 70%, add potassium persulfate.
Polymerization was carried out at a jacket temperature of 65°C for 6 hours. Method for producing latexes (a) to (e) Latexes were prepared according to the monomers, molecular weight regulators, initiators, polymerization reaction activators, emulsifiers, and polymerization conditions shown in (a) to (e) in Table 2. Latexes (a) to (e) were produced in the same manner as in (a). Glass transition temperature of latex (a) to (e), (a) to (e) As a result of calculating the glass transition temperature using the method shown in the text, latex (a) to (y) are -39℃ to +30℃,
(a) to (g) were in the range of -37°C to +65°C. (2) Method for evaluating physical properties of coated paper Paper coating compositions were prepared using the latexes shown in Tables 1 and 2 according to the following formulation. Copolymer latex 10 parts clay (0.5 parts sodium pyrophosphate as a dispersant)
%) 80 parts calcium carbonate 10 parts oxidized starch 5 parts water (added so that the solid content was 60%) The obtained composition was coated on a 64 g/m 2 coated base paper using a coating blade. Work amount: 20g/m 2
Coating was performed to obtain coated paper. The obtained coated paper was tested according to the following evaluation method. Dry strength: index of adhesive strength The degree of picking when printed with an RI printing machine was visually determined and evaluated using a 5-step method. The higher the score, the better the adhesive strength. It is shown as the average value of 6 measurements. Wet strength: An indicator of water resistance. Visually judge the degree of dampening when dampening water is applied using a Molton roll on an RI printing machine.
Evaluation was made using a 5-step method. The higher the score, the better the wet strength. It is shown as the average value of 6 measurements. Blister resistance A paper coated on both sides is humidity-controlled (approximately 6%) and thrown into a heated oil bath, and the lowest temperature at which blisters occur is shown. The higher the temperature, the better the blister resistance. Ink receptivity Measured using the same method as wet strength, but
Printing was performed using ink with a much lower tack value than in the case of wet strength measurement so as not to cause scratches, and the state of ink transfer was visually compared and judged.
Evaluation points were given in the same way as RI Bitsk. Description of Examples and Comparative Examples Each Example and Comparative Example will be described below. Tables 3 and 4 show the characteristics of the copolymer latex used in each Example and Comparative Example and the results of evaluating the physical properties of coated paper. Examples 1, 2, 3, 4, 5 The copolymer latex used in Examples 1, 2, and 3 was prepared in the first stage using a polymerization recipe in which the amount of butadiene in the total monomer was 50%. Polymerization reaction monomer/2
This is a copolymer latex obtained by varying the ratio of the polymerization reaction monomers in the step within the range of the present invention, and the polymer latex (a) of Example 1: 60/40 (%) Example 2 Polymer latex (b) of Example 3: 70/30 (%) Polymer latex (c) of Example 3: 90/10 (%). In both cases, the latex that is the object of the present invention is produced. On the other hand, Examples 4 and 5 used a polymerization recipe in which the amount of butadiene in the total monomers was 40%, and the copolymer latex (d) of Example 4:
70/30 (%) Copolymer latex of Example 5 (E):
These are copolymer latexes obtained under conditions of 90/10 (%), and both latexes are produced as the object of the present invention. Examples 6 and 7 The copolymer latex of Example 2 was obtained by varying the amount of ethylenically unsaturated acid used in the present invention within the range of the present invention.
Instead of (b) acrylic acid/itaconic acid = 1/3 (%), in the copolymer latex (f) of Example 6, acrylic acid/itaconic acid = 1/1 (%), and the copolymer of Example 7 For the combined latex (g), a copolymer latex was obtained with itaconic acid = 1%. In both cases, the latex targeted by the present invention was obtained. Examples 8, 9, 10 The copolymer latexes of Examples 8, 9, and 10 were prepared by using the following initiator within the scope of the present invention in place of the initiator of the copolymer latex (b) of Example 2. A copolymer latex was obtained. Copolymer latex of Example 2 (B): yumene hydroperoxide/potassium persulfate Copolymer latex of Example 8 (H): Diisopropylbenzene hydroperoxide/potassium persulfate Copolymer latex of Example 9 (l): Azobisisobutritonitrile/potassium persulfate Copolymer latex of Example 10 (l): Qiumene hydroperoxide/hydrogen peroxide Both of these latexes are produced as the object of the present invention. Examples 11 and 12 The copolymer latexes of Examples 11 and 12 were prepared by varying the molecular weight regulator used during polymerization of the copolymer latex of Example 2, thereby reducing the toluene insoluble content of the final copolymer according to the present invention. These are copolymer latexes with various variations within the range of . Toluene-insoluble content of the final copolymer of copolymer latex (b) of Example 2: 90 Toluene-insoluble content of Example 11 95 Toluene-insoluble content of Example 12 24 Both are the object of the present invention Latex is manufactured. Example 13 The copolymer latex of Example 13 was prepared by first charging all the other compounds except the initiator into a reactor using the polymerization recipe of the copolymer latex (b) of Example 2. A polymerization reaction was started with an oxide initiator, and when the polymerization conversion rate was 80%, potassium persulfate was added to complete the polymerization, thereby obtaining a copolymer latex (wa). A latex which is the object of the present invention has been produced. Example 14 30 parts of butadiene, 28 parts of styrene, and 2 parts of itaconic acid were used in place of the monomer component in the first stage of copolymer latex (a), and 20 parts of butadiene was added in place of the monomer component in the second stage. Polymerization was carried out using 17 parts of styrene and 3 parts of acrylic acid under the same conditions as for copolymer latex (a), resulting in a toluene insoluble content of 80% and a glass transition temperature of -39.
A copolymer latex (F) at ℃ was obtained. 10 parts of butadiene, 30 parts of styrene, 17 parts of methyl methacrylate, 2 parts of itaconic acid, 1 part of acrylic acid in place of the first stage monomer components of copolymer latex (a)
part, and then butadiene in place of the second monomer component.
10 parts, 15 parts of styrene, 13 parts of methyl methacrylate,
Using 1 part of itaconic acid and 1 part of acrylic acid, polymerization was carried out under the same conditions as for copolymer latex (a), and a copolymer latex (y) with a toluene insoluble content of 80% and a glass transition temperature of 30°C was obtained. Ta. The following describes the evaluation of the physical properties of carpet backing compositions using copolymer latexes (F) and (Y) as binders. Preparation of carpet backing composition Next, using the copolymer latex thus obtained, a carpet backing composition was obtained according to the following formulation, and various carpet tests were conducted using this composition. The results are shown in Table 2. Formula (parts) Copolymer latex 100 Potassium pyrophosphate 0.8 Styrenated phenol 1.0 Heavy calcium carbonate 450 Thickener (sodium polyacrylate) 1.0 The carpet backing composition is prepared using copolymer latex. After adding a dispersing agent such as potassium pyrophosphate, and adding a filler such as heavy calcium carbonate, the solid content concentration is 75% and the viscosity is approximately 30,000 cps (Burtzkfield viscometer, BM type). No. 4 (measured at 6 rpm) using a thickener and water. (1) Peel strength Measured according to JIS L-1021 rug test method.
That is, a backing composition with a solids concentration of 75% was applied to a gray cloth made by tufting nylon crimped yarn onto a temporary base fabric made of polypropylene, and then a 7-osys jute was crimped as a secondary base fabric, and the lining was heated at 20°C. After drying for x20 minutes, the peel strength of the secondary base fabric and gray fabric was measured. (2) Water resistance The test piece shown in (1) above was left in water for 24 hours, and then the peel strength shown in (1) was measured. (3) Blister resistance Undried carpet at a temperature of 150℃ and a wind speed of 8m/sec
The samples were placed in a hot-air dryer adjusted to 100%, and the blisters that formed during drying were visually observed and determined. Judgment was made on a scale of 1 to 5. 1
Grade 5 means that no blisters occur at all, and grade 5 means that blisters occur all over the surface. The evaluation results for copolymer latex (F) and (Y) are that the peel strength is 4.2 and 3.8 Kg/5cm, and the water resistant peel strength is 3.4.
and 3.6 kg/5 cm, and the blister resistance was both first grade, and a carpet backing composition with excellent adhesive strength, water resistance, and blister resistance was obtained. Comparative Examples 1 and 2 The copolymer latexes of Comparative Examples 1 and 2 were prepared using the polymerization recipe of the monomer latex (b) of Example 2.
The product was produced under conditions in which the ratio of the stage polymerization reaction monomer/second stage polymerization reaction monomer was outside the scope of the present invention. Copolymer latex (b) of Example 2:
70/30 (%) Copolymer latex (a) of Comparative Example 1:
15/85 (%) Copolymer latex (b) of Comparative Example 2:
100/0 (%) In Comparative Example 1: The amount of the second stage monomer reacted with the inorganic initiator was too large, resulting in good ink, ink receptivity,
Blister resistance has not been developed. In the comparative example: the amount of monomer in the first stage reacted with the organic initiator was too large, making it impossible to obtain a product with good dry strength, wet strength, and blister resistance. Comparative Examples 3, 4 The copolymer latexes of Comparative Examples 3, 4, and 5 were prepared by replacing the initiator of the copolymer latex (b) of Example 2 with
A copolymer latex was prepared using an initiator outside the scope of the present invention as described below. Copolymer latex of Example 2 (b): (1st stage initiator) cumene hydroperoxide/(2nd stage initiator) Potassium persulfate Copolymer latex of Comparative Example 3 (c): ( 1st stage initiator) potassium persulfate/(2nd stage initiator) potassium persulfate Copolymer latex (d) of Comparative Example 4: (1st stage initiator) cumene hydroperoxide/(2 Stage initiator) Qiumene hydroperoxide Comparative Example 3: Since both the first stage and second stage were reacted with an inorganic initiator, a product with good blister resistance could not be obtained. Comparative Example 4: Because both the first and second stages were reacted with an organic initiator, a product with good dry strength and wet strength could not be obtained. Comparative Example 5 The copolymer latex (e) of Comparative Example 5 has a toluene insoluble content of 10% in the final copolymer, which is outside the range of the present invention, and has low dry strength and wet strength. Comparative Example 6 The final copolymer obtained in Comparative Example 6 has an oleene-insoluble content of 98%, which is outside the scope of the present invention, and has good dry strength, wet strength, and good blister resistance. What you have, you don't get. Comparative Example 7 The monomers of copolymer latex (a) were changed as shown below, and polymerization was carried out under the same conditions as in (a) except for a copolymer latex with a toluene insoluble content of 80% and a glass transition temperature of 65°C ( G) was obtained. Copolymer latex (A) 1st monomer, butadiene 30 (parts) Methyl methacrylate 5 Acrylonitrile 14 2nd monomer, butadiene 20 Styrene 11 Methyl methacrylate 7 Copolymer latex (G) 1st monomer Butadiene 10 (parts) Styrene 29 Methyl methacrylate 5 Acrylonitrile 14 Itaconic acid 2 Acrylic acid 0 Second monomer Butadiene 5 Styrene 31 Methyl methacrylate 7 Itaconic acid 1 Acrylic acid 1 Coated paper physical properties evaluation was as in Example 1. It was conducted under the same conditions. Dry strength 0.5 Wet strength 0.5 Ink receptivity 4.5 Blister resistance 4.5 The glass transition temperature of the copolymer latex exceeds the range of the present invention, resulting in poor adhesive strength.

【表】【table】

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【表】 (発明の効果) 紙の品質および高級感を高めるために、顔料を
主成分とする紙塗被組成物を紙に塗被した塗被紙
が製造されている。 紙塗紙の大切な性能として、耐水性、インキ着
肉性、接着強度、耐ブリスター性がある。一方、
塗被組成物中の顔料を紙に被覆させるために顔料
の接着剤として共重合体ラテツクスは重要な役割
をはたしている。しかし従来の共重合体ラテツク
スを使用した塗被組成物は、耐水性、インキ着肉
性、接着強度、耐ブリスター性を、ともに高水準
にバランスさせることはできない。その理由とし
ては、耐水性とインキ着肉性とは相反する性質の
関係または接着強度と耐ブリスター性とは相反す
る性質の関係にあつたので共重合体ラテツクスの
改良により、一方を向上させると他方の性質が低
下するという課題があつた。本発明の方法による
共重合体ラテツクスの製造は従来知られていない
新規な方法であり、かつ得られた共重合体ラテツ
クスは従来の共重合体ラテツクスでは得ることの
できなかつた耐水性、インキ着肉性、接着強度、
耐ブリスター性のバランスが高水準にあり、また
塗被紙用組成物以外のバインダーに使用しても、
接着強度、耐水性、耐ブリスター性の物性バラン
スが高水準にあることから、バインダー用途の拡
大および生産性向上による厳しい生産条件から要
求される高品質に対応するものであり、工業的価
値が極めて高い。
[Table] (Effects of the Invention) In order to improve the quality and luxury of paper, coated paper is manufactured by coating paper with a paper coating composition containing a pigment as a main component. Important properties of coated paper include water resistance, ink receptivity, adhesive strength, and blister resistance. on the other hand,
Copolymer latexes play an important role as pigment adhesives for coating paper with pigments in coating compositions. However, coating compositions using conventional copolymer latexes cannot achieve a high level of balance among water resistance, ink receptivity, adhesive strength, and blister resistance. The reason for this is that water resistance and ink receptivity have contradictory properties, or adhesive strength and blister resistance have contradictory properties, so it is possible to improve one by improving the copolymer latex. There was a problem that the other property deteriorated. The production of copolymer latex by the method of the present invention is a novel method not previously known, and the obtained copolymer latex has water resistance and ink resistance that could not be obtained with conventional copolymer latex. fleshiness, adhesive strength,
It has a high level of balance in blister resistance, and even when used in binders other than coated paper compositions.
Because it has a high level of physical property balance of adhesive strength, water resistance, and blister resistance, it meets the high quality required by strict production conditions due to expanded binder applications and improved productivity, and has extremely high industrial value. expensive.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 共役ジエン系単量体20〜70重量%、エチレン
系不飽和酸単量体0.5〜10重量%、芳香族ビニル
単量体10〜50重量%および他の共重合可能な単量
体0〜69.5重量%を乳化重合するにあたり、 (a) 全単量体の20〜97重量%にあたる単量体を有
機系開始剤を用いて反応し、 (b) 次いで、残りの単量体を(a)の共重合体ラテツ
クスの存在下で、無機系開始剤を用いて反応を
行い、得られた共重合体ラテツクスのトルエン
不溶分が20〜95重量%、かつ共重合体成分のガ
ラス転移温度が50℃以下(低温側)であること
を特徴とする共重合体ラテツクスの製造方法。
[Claims] 1. 20 to 70% by weight of a conjugated diene monomer, 0.5 to 10% by weight of an ethylenically unsaturated acid monomer, 10 to 50% by weight of an aromatic vinyl monomer, and other copolymerizable materials. In emulsion polymerization of 0 to 69.5% by weight of monomers, (a) monomers corresponding to 20 to 97% by weight of the total monomers are reacted using an organic initiator, and (b) the remaining monomers are then reacted. The monomer is reacted using an inorganic initiator in the presence of the copolymer latex of (a), and the toluene insoluble content of the obtained copolymer latex is 20 to 95% by weight, and the copolymer is A method for producing a copolymer latex, characterized in that the glass transition temperature of the components is 50°C or lower (lower temperature side).
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