JPH0696840B2 - 二層塗被紙 - Google Patents

二層塗被紙

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JPH0696840B2
JPH0696840B2 JP7899788A JP7899788A JPH0696840B2 JP H0696840 B2 JPH0696840 B2 JP H0696840B2 JP 7899788 A JP7899788 A JP 7899788A JP 7899788 A JP7899788 A JP 7899788A JP H0696840 B2 JPH0696840 B2 JP H0696840B2
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一宏 佐藤
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/36Coatings with pigments
    • D21H19/44Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/56Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H19/58Polymers or oligomers of diolefins, aromatic vinyl monomers or unsaturated acids or derivatives thereof
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    • D21H19/82Paper comprising more than one coating superposed

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は下塗り層と上塗り層の二層からなる塗工層を有
する塗被紙に関するものである。
(従来の技術) 近年オフセット印刷の普及はめざましく、その中でも枚
葉式に比べて輪転式(オフ輪)の占める割合が急増して
いる。オフ輪印刷はその印刷方式の特質上ヒートセット
タイプのインキを用るためインク乾燥時に発生する「火
ぶくれ(ブリスター)」を防止すべく耐ブリスター性の
良い塗被紙が求められている。
従来耐ブリスター性を改良する方法として特定量のゲル
含量(溶媒不溶分)を有する共重合体のラテックスを接
着剤として使用する方法(特公昭54−6575)が知られて
いる。しかしながら、耐ブリスター性と接着強度とは逆
相関の特性であるため、この方法では耐ブリスター性は
改善されるが、接着強度は改善されない欠点があった。
また、単量体組成を種々変化させた共重合体のラテック
スの使用および異層粒子構造を有する共重合体ラテック
スの使用などが試みられているが、いずれも満足すべき
結果は得られていない。
(発明が解決しようとする課題) 本発明者らは前記欠点を解決すべく鋭意研究の結果、塗
被紙を下塗りおよび上塗りの二層構造とし、それぞれに
特定の単量体組成を有し、かつ特定のテトラヒドロフラ
ン(以下THFと略す)不溶分を有する共重合体のラテッ
クスを接着剤成分として用いることによって、接着強
度、耐ブリスター性および印刷光沢がともに極めて良好
になることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完
成するに到った。
(課題を解決するための手段) かくして本発明によれば、下塗り層と上塗り層の二層か
ら成る塗装紙用の塗工層を有する塗被紙であって、 (1)下塗り層が接着剤として 脂肪族共役ジエン単量体 20〜50重量%、 エチレン系不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体40
〜70重量%、 エチレン系不飽和酸単量体 0.5〜10 〃 、 前記の単量体と共重合可能な単量体 0〜20 〃 から成る単量体混合物を共重合せしめて得られるテトラ
ヒドロフラン不溶分が5重量%未満の共重合体のラテッ
クスを含む塗被組成物を塗工して成るものであり、 (2)上塗り層が接着剤として 脂肪族共役ジエン単量体 20〜50重量%、 ビニル芳香族単量体 15〜70 〃 、 エチレン系不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体5
〜40重量%、 エチレン系不飽和酸単量体 0.5〜10 〃 、 シアン化ビニル系単量体 0〜30 〃 から成る単量体混合物を共重合せしめて得られるテトラ
ヒドロフラン不溶分が50〜85重量%である共重合体のラ
テックスを含む塗被組成物を塗工して成るものである、
ことを特徴とする二層塗被紙が提供される。
本発明においては前記の二種の共重合体のラテックスを
接着剤としてそれぞれに含む塗被用組成物を下塗り、上
塗りに用いることが優れた接着強度、耐ブリスター性お
よび印刷光沢を得るために不可欠である。二層から成る
塗被紙とすることによる上記の効果の発現の機構は未だ
不明のことが多いが、耐ブリスター性の良い下塗り層と
接着強度、印刷光沢に優れた上塗り層の二つに機能分化
された塗工層を形成することによって各々の性能が最大
限に発揮されるためと考えられる。
先ず下塗り塗被用組成物中の接着剤成分である共重合体
ラテックスについて以下に説明する。
該共重合体を構成する単量体成分の中で、脂肪族共役ジ
エン単量体は共重合体に可とう性を与えるものであり、
使用される全単量体に対し(以下も同様)20〜50重量%
の範囲で使用される。20重量%未満ではガラス転移温度
が高くなり、該ラテックスのフィルム形成性が乏しくな
って接着力が低下する。50重量%を越えると共重合体の
THF不溶分を5%未満に抑えることが困難となり、耐ブ
リスター性の低下や耐水性が低下する。好ましくは25〜
40重量%である。脂肪族共役ジエン単量体としては、1,
3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエンおよび2
−クロロ−1,3−ブタジエン等が挙げられる。特に好ま
しいのは1,3−ブタジエンである。
エチレン系不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体は
共重合体に適度な硬さを与えるとともに、THF不溶分の
減少に有効で、共重合体のガラス転移温度(Tg)を高く
し、塗工紙の透気性を高めるのに必要な成分である。こ
の単量体の使用量は40〜70重量%の範囲であり、40重量
%未満では耐ブリスター性が充分満足すべき効果が得ら
れない。70重量%を越えるとフィルム形成性が低下し表
面強度、光沢などの低下が著しくなり好ましくない。好
ましくは50〜70重量%である。
エチレン系不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体と
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
クリレートおよび2−エチルヘキシルアクリレート等が
挙げられる。特に好ましいのはメチルメタクリレートで
ある。
エチレン系不飽和酸単量体は共重合体ラテックスの機械
的安定性を高めるとともに、顔料および原紙への接着力
を高めるものであり0.5〜10重量%の範囲で使用され
る。0.5重量%未満ではその効果が得られず、10重量%
を越えるとラテックス粘度の上昇などの作業性の低下お
よび塗被紙の耐水性の低下を生じる。好ましくは1〜5
重量%である。エチレン系不飽和酸単量体としては、ア
クリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、フマ
ール酸およびマレイン酸などの不飽和カルボン酸、イタ
コン酸モノエチルエステル、フマール酸モノブチルエス
テルおよびマレイン酸モノプロピルエステルなどの不飽
和ジカルボン酸のモノアルキルエステル、スチレンスル
ホン酸などの不飽和スルホン酸などが挙げられる。
以上の単量体成分の他にこれらと共重合可能な単量体が
20重量%以下の範囲で所望により使用され、共重合体の
Tgの調節に有用である。20重量%を越えると共重合体の
THF不溶分を5重量%未満に抑えることが難しくなる。
好ましくは10重量%以下である。
共重合可能な単量体としては、スチレン、α−メチルス
チレン等のビニル芳香族系単量体、アクリロニトリル、
メタアクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体など
が挙げられる。
下塗り用の接着剤成分のラテックスは上記の単量体成分
を有する共重合体から構成されるとともに、該共重合体
のTHF不溶分は5重量%未満であることが必要条件であ
り、5重量%を越えると下塗り塗工層に期待される耐ブ
リスター性を満足し得ない。好ましくは4重量%以下で
ある。
次に上塗り塗被用組成物中の接着剤成分である共重合体
ラテックスについて説明する。
該共重合体を構成する単量体のうち、脂肪族共役ジエン
単量体は下塗り用の共重合体ラテックスと同様の単量体
が用いられ、好ましくは1,3−ブタジエンである。脂肪
族共役ジエン系単量体の使用量は20〜50重量%、好まし
くは35〜45重量%である。
ビニル芳香族系単量体は共重合体に適度な硬さを与える
とともに、耐水性を高める上で有効であり、15〜70重量
%の範囲で使用される。15重量%未満では耐水性が不足
し、70重量%を越えると共重合体のフィルム形成性が乏
しくなり接着力が低下する。好ましくは15〜50重量%で
ある。ビニル芳香族単量体としては、スチレン、α−メ
チルスチレンおよびビニルトルエン等が挙げられる。特
に好ましいのはスチレンである。
エチレン系不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体は
前記の下塗り用共重合体と同様の単量体を用いることが
でき、特に好ましいのはメチルメタクリレートである。
該単量体は共重合体に適度な硬さを与えるとともに、塗
工紙のインク転移性を向上させるために必要であり、5
〜40重量%の範囲で使用される。5重量%未満ではイン
ク転移性が不足し、40重量%を越えると耐水性が低下す
る。好ましくは10〜30重量%である。
エチレン系不飽和酸単量体は前記の下塗り用共重合体と
同様の単量体を用いることができる。使用量は1〜5重
量%の範囲である。
シアン化ビニル系単量体としては、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およ
びα−エチルアクリロニトリルなどが挙げられる。特に
好ましいのはアクリロニトリルである。これらの単量体
は塗工紙の印刷光沢を向上させるのに有効であり、0〜
30重量%、好ましくは5〜25重量%の範囲で使用され
る。
以上の単量体成分の他にこれらと共重合可能な単量体が
10重量%以下、好ましくは5重量%以下の範囲で所望に
より用いることができる。このような単量体として、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アミドお
よびそのN置換化合物、アリルアルコール等の不飽和ア
ルコールおよびアクリル酸β−ヒドロキシエステル、メ
タクリル酸グリシジルなどの官能性アルキルエステル化
合物などが挙げられる。
上塗り用の接着剤成分のラテックスは上記の単量体成分
を有する共重合体から構成されるとともに、共重合体の
THF不溶分は50〜85重量%であることが必要である。50
重量%未満では接着強度、印刷光沢が充分でなく、85重
量%を超えると接着強度が低下する。好ましくは55〜80
重量%である。
本発明において使用する上記の2種の共重合体ラテック
スは公知の乳化重合法により製造される。前記単量体混
合物を反応器へ添加する方法は一括、分割、連続のいず
れでも良く特に限定されない。乳化剤、重合開始剤、お
よび連鎖移動剤も公知のものの使用でよく、必要に応じ
てキレート剤、電解質、pH調整剤および分散剤などを用
いることができる。
本発明に用いられる塗被紙用組成物には上記の接着剤成
分としての共重合体ラテックスと共に顔料が含まれる。
顔料としては、クレイ、炭酸カルシウム、チタン白、サ
チン白などの鉱物性顔料、ポリスチレンおよびフェノー
ル樹脂などの有機顔料があるが、中でもクレイ、炭酸カ
ルシウムなどの無機顔料の単独または併用系が望まし
い。下塗りおよび上塗り塗工層に使用する顔料は同じで
も異なっていてもよい。上塗り塗工層は表面強度、光沢
の出やすいクレイ、チタン白およびサチン白など、下塗
り塗工層は白色度の出やすい炭酸カルシウムなどをそれ
ぞれ主体に用いることは特に好ましい。本発明に用いら
れる下塗りおよび上塗り塗被紙用組成物には、接着剤成
分としての本発明の共重合体ラテックス、顔料ならびに
必要に応じ、でんぷん、カゼイン、ポリビニルアルコー
ル、メチルセルロースなどの接着剤、顔料分散剤、粘度
調整剤、保水剤、耐水化剤、染料、螢光染料、滑剤、pH
調整剤、消泡剤、防腐剤などを用いることができる。通
常、塗被紙用組成物中の共重合体ラテックスの使用割合
は顔料100重量部に対して固形分で10〜20重量部の範囲
である。
(発明の効果) かくして本発明によれば、従来技術に比較して接着強
度、耐ブリスター性および印刷光沢ともに優れた塗被紙
を得ることができる。
(実施例) 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。なお、実施例及び比較例中の部及び%はとくに断り
のないかぎり重量基準である。
共重合体ラテックス(下塗り用)の製造例 撹拌機付きタンクに第1表に示す組成を仕込みモノマー
エマルジョンを作成した。次に撹拌機付きオートクレー
ブに下記の組成を仕込み充分に混合した。
水 32 部 エチレンジアミン四酢酸の四ナトリウム塩 0.1〃 ラウリル硫酸ナトリウム 0.1〃 過硫酸カリウム 1.0〃 イタコン酸 1.0〃 オートクレーブの内温を80℃に加温後、前記モノマーエ
マルジョンを均一に6時間にわたって連続的にオートク
レーブに添加した。
モノマーエマルジョン添加終了後、過硫酸アンモニウム
0.1部を仕込んでさらに4時間反応させ、計10時間で反
応は終了した。反応中、反応器の内温は80℃に保たれ
た。
ここで得られた共重合体ラテックスを、本発明ラテック
スa〜c、比較ラテックスd〜eとする。
共重合体ラテックス(上塗り用)の製造例 前記の製造例と同様に第2表に示す組成を仕込みモノマ
ーエマルジョンを作成し、前記製造例と全く同様の手法
によって製造した共重合体ラテックスを本発明ラテック
スf〜h、比較ラテックスi〜jとする。
以上製造した共重合体ラテックスa〜jは、単量体の転
化率がすべて97%以上であった。これらを、ストリッピ
ングにより未反応単量体を除去した後、水酸化ナトリウ
ムでpHを8.0に調整した後次の方法にて各ラテックスを
構成する共重合体のテトラヒドロフラン(THF)不溶分
を測定した。結果を第3表に示す。
テトラヒドロフラン不溶分 20℃、R.H65%の恒温恒湿
にてラテックスを風乾して乾燥フィルムを作成し、その
フィルムを3mm角に裁断したものを0.5g正確に秤量(mg
単位まで)する。これを予め恒量にしてある150メッシ
ュのステンレス製金網の円筒に入れTHF50〜150g中に48
時間浸漬する。150メッシユ金網上に残ったものを50℃
の真空乾燥機中で乾燥した後秤量し不溶解分の重量とも
とのフィルムに対する重量%をテトラヒドロフラン不溶
分とする。
実施例1〜5、比較例1〜9 共重合体ラテックスa〜jを用いて下記の配合処方によ
って下塗り用塗被紙用組成物を調製した。
下塗り配合処方 クレイ 40 〃 炭酸カルシウム 60 〃 リン酸エステル化でんぷん 5 〃 分散剤 0.1〃 水酸化ナトリウム 0.1〃 共重合体ラテックス(a〜e、h) 15 〃 以上を分散混合した後固形分濃度を50%に調製した。
上塗り配合処方 クレイ 70 部 炭酸カルシウム 30 〃 分散剤 0.1〃 リン酸エステル化でんぷん 4 〃 共重合体ラテックス(f〜j、a) 12 〃 以上を分散混合した後固形分濃度を65%に調製した。
コート紙用原紙(約56g/m2)に下塗り用配合処方によっ
て作成した共重合体ラテックスa〜eおよび共重合体ラ
テックスhをそれぞれ含む紙塗被用組成物をバーコータ
ーを用いて片面5g/m2となるように両面塗工した。乾燥
はそれぞれの面で90℃、15秒の熱風式オーブンにて行っ
た。次に上塗り用配合処方によって作成した共重合体ラ
テックスf〜jおよび共重合体ラテックスaを含む紙塗
被用組成物をブレードコーターを用いて第3表の組合せ
で先に作成した下塗り塗工をした塗被紙に片面当り12g/
m2となるように両面塗工した。乾燥は前記と同様に行っ
た。また比較として前記原紙に上塗り用配合処方によっ
て作成した共重合体ラテックスa,h及びiをそれぞれ片
面17g/m2となるように両面塗工した。乾燥はそれぞれの
面で90℃、30秒の熱風式オーブンにて行った。
以上の塗被紙を20℃、R.H65%の恒温恒湿室にて一昼夜
調湿した。その後スーパーカレンダーにて50℃、線圧10
0kg/cmの条件で2回処理した。
得られた試料を以下に示す条件にしたがって評価した。
結果を第1表〜第3表に示す。
ドライピック:RIテスター(明製作所製)を用いてピッ
キング用インキ(TV20)にて4〜5回の重ね刷りを行な
いピックの程度を肉眼で判定し5点法で採点した。
(5点:ピック起きず強い、1点:極めて弱い) ウェットピック:RIテスター使用。モルトンロールにて
水塗布後ベタ刷する。ピツクの程度を上記と同様に5点
法にて採点した。
耐ブリスター性:TAPPIスタンダードT−526により作成
した試験片を種々の温度に設定されたシリコーンオイル
パスに浸漬する。ブリスターの発生の有無を判定し、ブ
リスターの発生する最低温度で表示する。
印刷光沢:電動式RI−II型テスター(明製作所製)使
用。オフセットインク0.3ccを用いてベタ刷し、75゜の
鏡面光沢で表示する。
この結果から、本発明によれば、それぞれ特定の共重合
体ラテックスを下塗り、上塗り塗被組成物に用いること
によって接着強度(ドライピック、ウェットピック)、
耐ブリスター性および印刷光沢が極めて優れた性能を示
す塗被紙が得られることがわかる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下塗り層と上塗り層の二層から成る塗工層
    を有する塗被紙であって、 (1)下塗り層が接着剤として 脂肪族共役ジエン単量体 20〜50重量%、 エチレン系不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体40
    〜70重量%、 エチレン系不飽和酸単量体 0.5〜10 〃 、 前記の単量体と共重合可能な単量体 0〜20 〃 から成る単量体混合物を共重合せしめて得られるテトラ
    ヒドロフラン不溶分が5重量%未満の共重合体のラテッ
    クスを含む塗被組成物を塗工して成るものであり、 (2)上塗り層が接着剤として 脂肪族共役ジエン単量体 20〜50重量%、 ビニル芳香族単量体 15〜70 〃 、 エチレン系不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体5
    〜40重量%、 エチレン系不飽和酸単量体 0.5〜10 〃 、 シアン化ビニル系単量体 0〜30 〃 から成る単量体混合物を共重合せしめて得られるテトラ
    ヒドロフラン不溶分が50〜85重量%である共重合体のラ
    テックスを含む塗被組成物を塗工して成るものであるこ
    とを特徴とする二層塗被紙。
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