JPH06184990A - キャストコート紙用塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 接着剤として脂肪族共役ジオレフィン系単量
体およびこれと共重合可能な単量体を乳化重合して得ら
れる共重合体のガラス転移温度が０〜３５℃でありかつ
ゲル含有量が５５重量％であるラテックスを含む、キャ
ストコート紙用塗料組成物。 【効果】 優れた白色光沢、高い透気性、ピンボール等
の欠陥のない均一な面を有するキャスト紙が効率よく生
産される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キャストコート紙用塗
料組成物に関し、特に、優れた光沢と均一なキャスト面
を効率よく得る事が可能なキャストコート紙用塗料組成
物、およびそれを塗工して得られたキャストコート紙に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】キャストコート紙の製造方法としては従
来より、コート紙用塗料組成物を原紙に塗工したのち、
湿潤状態のままで加熱鏡面ドラムに圧着乾燥して光沢仕
上げをする直接法、原紙に塗工した湿潤状態のコート紙
用塗料組成物を凝固させてから加熱鏡面ドラムに圧着乾
燥して光沢仕上げをする凝固法、およびコート紙用塗料
組成物を原紙に塗工して一旦乾燥または半乾燥したの
ち、再度湿潤させてから加熱鏡面ドラムに圧着乾燥して
光沢仕上げをする再湿法等がある。

【０００３】これらのキャストコート紙の製造方法は、
いずれも塗工された顔料および接着剤を主成分とするコ
ート紙用塗料組成物を、湿潤状態で加熱鏡面ドラムに圧
着乾燥し、鏡面より剥離させて高光沢で均一なキャスト
面を得る点で共通している。また、これらの乾燥工程に
おいては、水を含んだ塗被層が加熱ドラム面に接して乾
燥されるため、塗被層中の水分は原紙層中を通過して裏
面へ抜けて蒸発乾燥することになり、一般のコート紙や
アート紙等が塗工された表面からも水分が蒸発乾燥され
るのに比べ乾燥効率は低く、しかも乾燥するまでは加熱
鏡面ドラムから剥離することが出来ず、著しく生産性が
制限される。特に両面キャストコート紙を製造する場
合、既にキャスト仕上げされている片面は、次にキャス
ト仕上される面に対し裏面にあたり、この面の水分の蒸
気透過性が低いと発生した水蒸気により、膨潤軟化され
やすく光沢、平滑性等の低下をもたらし、ときとしてブ
リスター（火膨れ）が発生することがある。

【０００４】片面または両面キャストコート紙の品質お
よび生産性向上の目的で、種々の改善、改良が提案され
ている。例えば、乾燥速度を促進させる方法としては、
原紙として一般のコート紙および軽量コート紙の如き加
工紙を用い、その表面にキャストコート紙用塗料組成物
を少量塗工し、裏面へ抜ける水分量を減らすという方法
がある。しかし、このような原紙を用いると原紙のコー
ト層が水蒸気の裏面への透過を妨げ、乾燥効率を低下さ
せてしまうという欠点がある。また、加熱鏡面ドラム温
度を高くする方法では、急激な水分の蒸気化が塗被層と
加熱ドラム面との間に起こるため、キャスト紙面にピン
ホール等の欠陥を生じたり、面の密着不良により白紙光
沢の低下を招く欠点がある。一方、塗被層の水分の蒸気
透過性を改良する方法では、塗被用顔料として軽質、重
質炭酸カルシウム等をカオリンと併用する、あるいは、
塗料に亜鉛、ジルコニウム等の塩類を添加することによ
り、塗被層をポーラスにするといった方法がある。しか
し、これらは何れも、白紙光沢の低下を回避することは
出来ない。白紙光沢を向上する目的でガラス転移温度の
高いラテックスを使用する方法も行なわれているが、表
面の強度が著しく低下してしまう。

【０００５】上記の如く種々の改善方法が試みられてい
るが、必ずしも満足すべき結果が得られていないのが現
状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の如く、キャスト
コート紙の製造法、即ち直接法、凝固法、再湿法、の何
れにおいても、また、片面、両面キャストコート紙を問
わず、いかに光沢の低下を伴わずして、塗被層の水分の
蒸気透過性を高め生産性を上げるかが、キャストコート
紙製造における最大の課題である。

【０００７】本発明はこれらキャストコート紙製造法に
おいて、ピンホール等の欠陥を発生させずに、高光沢で
均一な塗工面を有するキャスト紙を効率よく製造するこ
とを可能にしたキャストコート紙用の塗料組成物を提供
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の如き課題を解決す
るために本発明者等は、キャストコート紙用塗料組成物
に於いて、接着剤に光沢と蒸気透過性を付与することに
着眼し、研究を重ねた結果、接着剤の物性が特定の範囲
にあることが有効であることを見出し、本発明を成すに
至った。

【０００９】即ち本発明は、顔料及び接着剤を主成分と
するキャストコート紙用塗料において、接着剤として脂
肪族共役ジオレフィン系単量体およびこれと共重合可能
な単量体を乳化重合して得られる共重合体のガラス転移
温度が０〜３５℃でありかつゲル含有量が５５重量％以
下であるラテックスを用いることを特徴とする、キャス
トコート紙用塗料組成物、ならびに、該塗料組成物を塗
工してなるキャストコート紙である。

【００１０】本発明について更に詳しく説明すると、本
発明の特徴は、顔料および接着剤を主成分とするキャス
トコート紙用塗料組成物において、該接着剤として使用
する共重合体ラテックスの共重合体ガラス転移温度（以
下Ｔｇと記す）が、０〜３５℃でかつゲル含有量が５５
重量％以下の範囲にある事が必要である。各々の範囲を
限定した理由は、Ｔｇが０℃未満では、得られるキャス
トコート紙の白紙光沢発現効果が十分でないとともに、
ピンホールの発生が多くなり、Ｔｇが３５℃を越えると
コート面の表面強度の低下をもたらす。従って、より好
ましくは、Ｔｇが５〜３０℃の範囲であるいことが良
い。一方、ゲル含有量は５５重量％を越えると、得られ
るキャストコート紙のピンホールの発生が多くなり、５
５重量％以下では全く問題とならないが、低過ぎるとキ
ャスト紙製造工程での加熱鏡面ドラムとの剥離性が低下
してしまう為、より好ましくは、ゲル含有量が５〜５５
重量％の範囲内であることが良い。これらの機構に付き
説明を加えるならば、例えば直接法キャストではラテッ
クスのＴｇが０〜３５℃の範囲内では、加熱鏡面ドラム
への圧着により軟化されやすく、忠実に鏡面を写し取る
ことが出来、強光沢が得られる。一方、凝固法、再湿法
キャストの如く適宜乾燥させた塗被層を凝固液あるいは
湿潤液により再び湿潤状態にさせ、加熱鏡面ドラムへ圧
着する場合、ラテックスのＴｇが０〜３５℃の範囲内で
は、予備乾燥後も皮膜形成能が低いため、湿潤液により
再湿、再分散しやすく、加熱ドラム面に再配向し、以下
は直接法キャスト同様に効果が得られる。しかし、ラテ
ックスのゲル含有量は何れの方法においても５５重量％
を越えると、塗被層の水分の蒸気透過性が低下してしま
い、加熱鏡面ドラムと塗被層との面密着性を低下させ、
光沢ムラおよびピンホールの発生を招くものと考えられ
る。

【００１１】本発明で用いられる共重合体ラテックスの
成分は、脂肪族共役ジオレフィン系単量体としては、例
えば、１，３ブタジエン、イソプレンや２−クロロブタ
ジエン等の群から選ばれた一種または二種以上を混合使
用できる。また、これらと共重合可能な単量体として
は、例えば、スチレン、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オレフィン系芳香族系単
量体、（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）アクリロニトリル、および酢酸ビニル等の
オレフィン系脂肪族単量体の群から選ばれた一種または
二種以上を混合使用できる。また必要に応じて例えば、
アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ビニル酢
酸、メタクリル酸、チグリン酸、オレイン酸、ソルビン
酸、リノール酸、リノレン酸、マレイン酸、無水マレイ
ン酸、マレイン酸アルキルモノエステル、フマル酸、フ
マル酸アルキルモノエステル、シトラコン酸、テトラコ
ン酸、イタコン酸、イタコン酸アルキルモノエステル、
等の脂肪族不飽和カルボン酸類、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エチル、アクリル酸
ヒドロキシプロピル、メタアクリル酸ヒドロキシプロピ
ル等のヒドロキシ基を含有する脂肪族不飽和カルボン酸
のエステル類、アクリルアミド、メタアクリルアミド、
Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタア
クリルアミド、Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ
−メトキシメチルメタアクリルアミド等の如きオレフィ
ン系不飽和アミドモノマー類の群から選ばれた一種また
は二種以上を混合使用できる。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
な単量体であれば全て使用することができる。

【００１２】前記記載の単量体からなる共重合ラテック
スは、通常の乳化重合によって得られ、通常水性媒体中
において、乳化剤、重合開始剤などを用いて実施され
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。これら乳化剤の使用量は、通常ラテックス全構
成重合体成分にたいして５重量％以下で使用される。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シド、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。本発明の重要な物性
である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、ｎ−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事ができる。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良い。

【００１３】本発明に用いられるラテックスの重合は、
通常５０〜１００℃、ゲージ圧力０〜１０Ｋｇ／ｃｍ²
の範囲で行なわれ、前述した単量体およびその他の添加
剤は一括添加、分割添加、または、連続添加の何れの方
法でも行なうことが出来る。

【００１４】本発明において、キャストコート紙用塗料
組成物に使用し得る接着剤としては、前述した共重合体
ラテックスと、この外に塗料組成物に接着性と保水性を
付与する水溶性高分子、例えばカゼイン、酸化澱粉、リ
ン酸エステル化澱粉、水性ウレタン樹脂、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
スや、ポリカルボン酸系またはポリアクリルアミド系等
の単独または二種以上を併用することが好ましく、通
常、顔料１００重量部に対し合計で１０〜３０重量部使
用される。顔料としては、通常のコート紙に用いられる
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
カ等の無機顔料およびプラスチックピグメントや白色尿
素樹脂顔料等の有機顔料の単独または二種以上の使用が
可能である。この外の添加剤としては、消泡剤、分散
剤、耐水化剤、防腐剤、着色剤、凝固剤、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。

【００１５】このようにして得られたキャストコート紙
用塗料組成物は、例えばエアーナイフコーター、ブレー
ドコーター、ロールコーター、バーコーター等の塗工装
置によって、一般の塗工紙製造と同様に塗工されるが、
この時の塗工紙用塗料組成物の固形分濃度は通常４０〜
６５重量％の範囲に調整される。

【００１６】本発明のキャストコート紙用原紙として
は、一般の印刷塗工紙用の坪量４０〜３００ｇ／ｍ² の
上質紙、中質紙、板紙等、およびこれらに予め片面また
は両面に塗料組成物を塗工乾燥したコート紙等が原紙と
して用いられる。これら原紙への塗工紙用塗料組成物の
塗工量は、乾燥重量で通常片面に１０〜２５ｇ／ｍ² 塗
工される。このようにして塗工された後、直接キャスト
法、凝固キャスト法、再湿キャスト法あるいはこれらの
組み合わせによって鏡面が形成される。

【００１７】

【作用】本発明は、キャストコート紙製造において、接
着剤としての共重合体ラテックスのガラス転移温度とゲ
ル含有量を特定することで塗被層の光沢と水分の蒸気透
過性を高め、ピンホール等の欠陥を発生させずに、高光
沢で均一な塗工面を有するキャスト紙を効率よく製造す
ることを可能にした。

【００１８】

【実施例】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。また、以下例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、共重合体ラテックスの製造例を示し、次いで
塗料組成物の配合例およびキャストコート紙の製造例
と、その評価結果について示す。

【００１９】（共重合体ラテックスの製造例） ラテックスＡの実施製造例 窒素置換した攪拌機付オートクレーブ中に脱イオン水１
１７部、ラウリル硫酸ソーダ０．２部、過硫酸カリウム
０．８部、ノルマルドデシルメルカプタン１．３部、お
よび重合体モノマーとしてブタジエン３４部、スチレン
４２部、メチルメタアクリレート２０部、アクリル酸１
部、イタコン酸１部、およびＮ−メチロールメタアクリ
ルアミド２部の合計１００部を仕込み、７０℃にて重合
を行ない重合開始後１５時間で重合率９８％のラテック
スを得たので冷却し反応を停止させ、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
ッピングを行なった後、脱イオン水を加えて固形分濃度
を４８％に調整し、ラテックスＡを得た。

【００２０】ラテックスＢ〜Ｅの実施製造例およびラテ
ックスＦ〜Ｊの比較製造例。

【００２１】前記ラテックスＡの実施製造例と同様の操
作にて、他の条件は表１に示す重合用原料とその量を用
いてラテックスＢ〜Ｊを得た。

【００２２】得られたすべてのラテックスの特性を表１
に示した。

【００２３】尚、ラテックスの特性は次のようにして求
めた。 （１）ガラス転移温度（℃） ラテックスを温度２１℃、湿度６５％の雰囲気下で、ポ
リエチレン板上に薄く流して２４時間乾燥させフィルム
を作成し、示差熱走査熱量計（ＰＥＲＫＮ−ＥＬＭＥＲ
社製ＤＳＣ−２型）を用いて、昇温速度１０℃／分、開
始温度−５０℃の条件で測定し求めた。 （２）ゲル含有量（％） 上記条件で作成したフィルムの約１ｇを精秤し、ガラス
製共栓付三角フラスコに採り、トルエン１００ｍｌを加
え、振トウ機に１２時間掛けた後、その全量を＃３００
メッシュステンレス製金網で濾過し、トルエン２０ｍｌ
で洗浄後、濾過残査を１２０℃で乾燥させ、このものを
トルエン不溶解分とし、元の試料に対する重量％で求め
た。

【００２４】

【表１】 （塗料組成物の調整）前記製造例より得られたＡ〜Ｊの
ラテックスを用いて、下記の処方に従ってキャストコー
ト紙用塗料組成物（実施例用塗料１〜５、比較例用塗料
１〜５）を各々調整した。

【００２５】 塗料組成原料 商品名 固形比 クレー （UW-90 ：米国エンゲルハルト社製）７０ 軽質炭酸カルシウム （TP-222HS： 奥多摩工業社製） ３０ 分散剤 （アロンT-40 ：東亜合成社製） ０．３ 泡消剤 （ノフコ122NS：サンノプコ社製） ０．１５ 潤滑剤 （ノフコートC-104：サンノプコ社製） ０．５ カゼイン ８（安水溶解） 共重合体ラテックス １６ 固形分濃度 ４５％ （キャストコート紙の製造例）前記により得られたキャ
ストコート紙用塗料組成物（実施例用塗料１〜５、比較
例用塗料１〜５）を、坪量６４ｇ／ｍ² の原紙に、ドク
ターブレードにて、塗料組成物の塗工量が乾燥重量で２
３ｇ／ｍ² になるように塗工し乾燥を行なった後、塗被
層を水で再湿潤させ、テスト用キャストコーター（由利
ロール機械社製）にて、ドラム温度９５〜９７℃、スピ
ード２ｍ／分、プレス圧力１００ｋｇ／ｃｍ、の条件下
に通し乾燥させ、自然剥離によりキャストコートを作成
した。上記方法にて作成したキャストコート紙の物性を
測定しこれらの結果を表−２に示した。

【００２６】尚、キャストコート紙の物性は次のように
測定した。 （１）白紙光沢 村上色彩（株）製、光沢計（ＧＭ−３Ｄ）を使用し、７
５ で鏡面光沢を測定した。 （２）ピンホール 明製作所（株）製ＲＩ印刷試験機（ＲＩ−III型）を使
用し、東洋インキ製マークＶインキ墨０．２ｃｃをベタ
印刷し、白抜け未印刷部をピンホールとし、以下の基準
で目視により判定した。

【００２７】 ◎ ：発生せず 〇 ：殆ど発生せず △ ：僅かに発生 × ：多く発生 （実用上使用不可） ××：全体にひどく発生（実用上使用不可） （３）表面強度 明製作所（株）製ＲＩ印刷試験機（ＲＩ−III型）を使
用し、東洋インキ製ＳＭＸインキタックＮｏ．１５墨
０．４ｃｃを使用し、ピッキング試験を行ない、印刷面
のピッキング状態を以下の基準で目視により判定した。

【００２８】 〇 ：殆ど発生せず △ ：僅かに発生 × ：多く発生 （実用上使用不可） （４）透気性 明製作所（株）製、王研式透気度試験機を使用して測定
した。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】表２の数値が示す如く、本発明の実施例
によるキャストコート紙用塗料組成物は、優れた白紙光
沢と、高い透気性と、ピンホール等の欠陥の無い均一な
面を有するキャスト紙を効率よく生産することを可能に
したものであり、キャストコート紙用の塗料組成物とし
て、従来にない非常に有用な塗料組成物であることは明
らかである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】顔料及び接着剤を主成分とするキャストコ
   ート紙用塗料において、接着剤として脂肪族共役ジオレ
   フィン系単量体およびこれと共重合可能な単量体を乳化
   重合して得られる共重合体のガラス転移温度が０〜３５
   ℃でありかつゲル含有量が５５重量％以下であるラテッ
   クスを使用することを特徴とする、キャストコート紙用
   塗料組成物。
2. 【請求項２】請求項１記載の塗料組成物を塗工してなる
   キャストコート紙。