JPH0949194A - 紙塗工用組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 脂肪族共役ジエン10〜80重量％、エチレン系
不飽和カルボン酸0.5 〜10重量％およびこれらと共重合
可能な他の単量体10〜89.5重量％からなる単量体を、α
−メチルスチレンダイマーの存在下で乳化重合して得ら
れた共重合体ラテックス（固形分）100 重量部に対し、
予め熱硬化性樹脂の水溶液（固形分）0.05〜5.0 重量部
を添加し、共重合体ラテックス組成物を調製した後、顔
料と混合する紙塗工用組成物の製造方法。 【効果】 印刷強度、耐ブリスター性のバランス、さら
にインクセット性および高速塗工適性に優れる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙塗工用組成物の製造
方法に関するものである。詳しくは、特にオフセット印
刷適性に優れる紙塗工用組成物の製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ブタジエンを主要成分とする、いわゆる
ブタジエン系共重合体ラテックスは紙加工分野をはじめ
とする各種のバインダーとして広く用いられており、こ
れらそれぞれの用途における製品の要求性能に合わせて
共重合体ラテックスの組成や構造等の変更を行ってい
る。

【０００３】例えば、塗工紙として要求される性能とし
ては、白色度、光沢といった外観の他に種々の印刷方法
における印刷適性がある。特に、広く用いられているオ
フセット印刷においては、近年印刷速度の高速化に伴
い、それに対応するため優れた印刷強度および耐ブリス
ター性に加えて、インク定着の速い、すなわちインクセ
ット性の速い塗工紙を与える共重合体ラテックスが求め
られている。また、最近では、塗工速度の高速化に伴
い、高速塗工適性を持った共重合体ラテックス、すなわ
ち塗料を調製したときのハイシェアー粘度の低いラテッ
クスが求められている。しかしながら、従来において
は、これら全ての性能を満足するラテックスは得られて
いないのが現状である。

【０００４】なお、特開平３−１０９４５１号において
は、共重合体ラテックスの重合において、α−メチルス
チレンダイマーを連鎖移動剤として使用することが提案
されいるが、印刷強度と耐ブリスター性のバランス、さ
らにはインクセット性、高速塗工適性において十分とい
えるものではない。また、特公平３−４６８０号におい
ては、熱硬化性樹脂の水溶液を共重合体ラテックスに予
め添加した後、顔料と混合する紙塗工液の調製方法につ
き提案されているが、同様に印刷強度と耐ブリスター性
のバランス、さらにはインクセット性、高速塗工適性に
おいて十分といえるものではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】本発明者らは、前述
の諸事情に鑑み現状の問題点を解決すべく鋭意検討した
結果、α−メチルスチレンダイマーの存在下にて重合し
てなる共重合体ラテックスに対し、予め熱硬化性樹脂の
水溶液を添加し、共重合体ラテックス組成物を調製した
後、顔料と混合することにより、印刷強度、耐ブリスタ
ー性のバランス、さらにインクセット性および高速塗工
適性に優れた塗工紙を提供する紙塗工用組成物が得られ
ることを見出し本発明を完成するに至った。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】すなわち本発明は、脂
肪族共役ジエン系単量体１０〜８０重量％、エチレン系
不飽和カルボン酸単量体０．５〜１０重量％およびこれ
らと共重合可能な他の単量体１０〜８９．５重量％から
なる単量体を、α−メチルスチレンダイマーの存在下で
乳化重合して得られた共重合体ラテックス（固形分）１
００重量部に対し、予め熱硬化性樹脂の水溶液（固形
分）０．０５〜５．０重量部を添加し、共重合体ラテッ
クス組成物を調製した後、顔料と混合することを特徴と
する紙塗工用組成物の製造方法を提供するものである。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明におけ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、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、
２−クロル−１，３−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタ
ジエン類、置換および側鎖共役ヘキサジエン類などが挙
げられ、１種または２種以上用いることができる。特に
１，３−ブタジエンが好ましい。

【０００９】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、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（無水物）を挙げることができる。これらは１種ま
たは２種以上用いることができる。

【００１０】上記脂肪族共役ジエン系単量体およびエチ
レン系不飽和カルボン酸単量体と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、不飽和カルボン
酸アルキルエステル単量体、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、不飽和カ
ルボン酸アミド単量体等が挙げられる。

【００１１】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、
ビニルトルエンおよびジビニルベンゼン等が挙げられ、
１種または２種以上用いることができる。特にスチレン
が好ましい。

【００１２】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、グリシジルメタクリレート、ジメチル
フマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエー
ト、ジエチルマルエート、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、２−エチル
ヘキシルアクリレート等が挙げられ、１種または２種以
上用いることができる。特にメチルメタクリレートが好
ましい。

【００１３】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、ヒドロキシプロピルメタクリレート、
ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタ
クリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルメタ
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−ヒドロキシエチルメチルフマレートな
どが挙げられ、１種または２種以上用いることができ
る。特にβ−ヒドロキシエチルアクリレートが好まし
い。

【００１４】シアン化ビニル単量体としては、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニ
トリル、α−エチルアクリロニトリルなどが挙げられ、
１種または２種以上用いることができる。特にアクリロ
ニトリルが好ましい。

【００１５】不飽和カルボン酸アミド単量体としては、
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挙げられ、１種または
２種以上用いることができる。特にアクリルアミドが好
ましい。

【００１６】上記の単量体組成は、脂肪族共役ジエン系
単量体１０〜８０重量％、エチレン系不飽和カルボン酸
単量体０．５〜１０重量％およびこれらと共重合可能な
他の単量体１０〜８９．５重量％である。

【００１７】脂肪族共役ジエン系単量体が１０重量％未
満では接着性が、また８０重量％を超えると耐水性に劣
る傾向にあり好ましくない。

【００１８】エチレン系不飽和カルボン酸単量体が０．
５重量％未満では機械的安定性に劣り、また１０重量％
を超えるとラテックスの粘度が高くなる傾向にあり好ま
しくない。

【００１９】共重合可能な他の単量体が１０重量％未満
では耐水性が、また８９．５重量％を超えると接着性に
劣る傾向にあり好ましくない。

【００２０】本発明で使用されるα−メチルスチレンダ
イマーには、異性体として２，４−ジフェニル−４−メ
チル−１−ペンテン、２，４−ジフェニル−４−メチル
−２−ペンテンおよび１，１，３−トリメチル−３−フ
ェニルインダンがあるが、本発明にて使用されるα−メ
チルスチレンダイマーとしては、２，４−ジフェニル−
４−メチル−１−ペンテンの含有量が６０重量％以上、
特に８０重量％以上であることが好ましい。

【００２１】またα−メチルスチレンダイマーの使用量
については何ら制限はなく、共重合体ラテックスに求め
られる性能に応じて適宜調整することができるが、通
常、単量体１００重量部に対して０．０５〜１０重量
部、好ましくは０．１〜５重量部である。

【００２２】また、本発明においてはα−メチルスチレ
ンダイマーと共に他の連鎖移動剤を使用することも可能
である。他の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等のアルキル
メルカプタン、ジメチルキサントゲンジサルファイド、
ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサン
トゲン化合物、ターピノレンや、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、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素化合物、
α−ベンジルオキシスチレン、α−ベンジルオキシアク
リロニトリル、α−ベンジルオキシアクリルアミド等の
ビニルエーテル、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、チオリンゴ酸、２−エチルヘキシルチオグリコ
レート等が挙げられ、これらを１種または２種以上用い
ることができる。これら他の連鎖移動剤は、通常、単量
体１００重量部に対して０〜１０重量部にて使用され
る。

【００２３】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、重合開始
剤、炭化水素系溶剤、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。

【００２４】また本発明においては、一段重合、二段重
合、多段階重合、シード重合、パワーフィード重合法等
何れを採用してもよい。

【００２５】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、アルキルジフ
ェニルエーテルスルホン酸塩、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。

【００２６】重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過
硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開
始剤、レドックス系重合開始剤、過酸化ベンゾイル等の
油溶性重合開始剤を適宜用いることができる。

【００２７】また、炭化水素系溶剤としては、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、
シクロヘプタン等の飽和炭化水素、ペンテン、ヘキセ
ン、ヘプテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シク
ロヘプテン、４−メチルシクロヘキセン、１−メチルシ
クロヘキセン等の不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素が挙げられる。

【００２８】本発明においては、上記の方法にて得られ
た共重合体ラテックス（固形分）１００重量部に対し、
予め熱硬化性樹脂の水溶液（固形分）０．０５〜５．０
重量部添加し、共重合体ラテックス組成物を調製した
後、顔料と混合し、紙塗工用組成物を製造するものであ
る。熱硬化性樹脂の水溶液の使用割合が０．０５重量部
未満では、本発明の効果が不十分であり、また５．０重
量部を超えると接着強度が低下するので好ましくない。
好ましくは０．１〜３．０重量部である。また、該熱硬
化性樹脂の水溶液を予め共重合体ラテックスに対して添
加せず、顔料に対して共重合体ラテックスと熱硬化性樹
脂の水溶液とを別々に添加した場合には、本発明にて期
待される効果を発揮することができない。

【００２９】本発明にて使用される上記熱硬化性樹脂と
しては、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホル
ムアルデヒド樹脂、ポリアミドポリ尿素−ホルムアルデ
ヒド樹脂、ポリアミドポリ尿素樹脂、ポリアミド−エポ
キシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。

【００３０】また、本発明にて使用される顔料として
は、例えば、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。

【００３１】また、必要に応じて澱粉、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
ラテックス等を使用してもよい。

【００３２】本発明の紙塗工用組成物を調整するには、
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、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、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。

【００３３】さらに、紙塗工用組成物を塗工用紙へ塗布
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、ロールコーター、バーコーターなど
の塗布機によって行なわれる。また、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。

【００３４】〔実施例〕以下、実施例を挙げ本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り、これらの実施例に限定されるものではない。なお
実施例中、割合を示す部および％は重量基準によるもの
である。また実施例における諸物性の測定は次の方法に
拠った。

【００３５】ＲＩ Ｗｅｔ Ｐｉｃｋ ＲＩ印刷機で湿し水を用いて印刷した時のピッキングの
程度を肉眼で判定し、１級（一番良好なもの）から５級
（一番悪いもの）の五段階法で評価した。６回の平均値
を示す。

【００３６】ＲＩ Ｄｒｙ Ｐｉｃｋ 湿し水を用いない以外、上記ＲＩ Wet Pick と同様の方
法で評価した。

【００３７】インクセット性 ＲＩ印刷機でシートオフセット用インキを塗工紙表面に
印刷し、その後白紙を重ね合わせて一定の圧力で加圧
し、白紙へ転移したインキ濃度を目視評価した。白紙へ
の転移がない場合を１点、白紙へ転移する場合を５点と
し、１点と５点の間は、インキの転移状態をみて判定し
た。数字の小さい方がインキセット性が良好である。

【００３８】印刷光沢 ＲＩ印刷機でシートオフセット用インキを印刷後、グロ
スメーター（村上色彩技術研究所（株）、ＧＭ−２６
Ｄ）により７５度光沢を測定した。

【００３９】耐ブリスター性 両面印刷した塗工紙試料を２０℃、相対湿度６０％の雰
囲気中で約１昼夜調湿し、これを温度調整可能なオイル
バス中に投げ込み、ブリスターの発生した最低温度を求
めた。温度が高いほど耐ブリスター適性が良い。

【００４０】ハイシェアー粘度 ハーキュレスハイシェアー粘度計（熊谷理機工業社製）
にてボブＦを用いて８０００ｒｐｍにおけるハイシェア
ー見掛け粘度（ｃｐｓ）を測定した。

【００４１】共重合体ラテックスの作製 耐圧性の重合反応器に、重合水１００部、乳化剤として
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．９部、炭酸
ナトリウム０．２部、過硫酸カリウム０．７部を仕込
み、十分攪拌した後、表１に示す各単量体、環内に不飽
和結合を１つ有する環状の不飽和炭化水素及び連鎖移動
剤を加えて６５℃にて重合を開始し、重合転化率が９６
％になった時点で重合を終了した。次いで、これら共重
合体ラテックスをアンモニア水溶液にてｐＨを７に調整
し、水蒸気蒸留により未反応単量体および不飽和炭化水
素を除去し、共重合体ラテックスａ〜ｅを得た。

【００４２】共重合体ラテックス組成物の調製 上記の共重合体ラテックスａ〜ｅ（固形分）１００重量
部に対し、熱硬化性樹脂の水溶液として、スミレーズレ
ジン７０３（住友化学工業（株）製、ポリアミドポリ尿
素樹脂）を固形分換算にて、表２に示す割合で添加し、
共重合体ラテックス組成物Ａ〜Ｆを調製した。

【００４３】紙塗工用組成物の調製 下記に示した配合処方に従って、共重合体ラテックス組
成物Ａ〜Ｆまたは共重合体ラテックスｂを用いて、表３
に示す紙塗工用組成物Ｎｏ．１〜８を作製した。なお、
紙塗工用組成物Ｎｏ．７については下記処方に加えてさ
らにスミレーズレジン７０３（住友化学工業（株）製、
ポリアミドポリ尿素樹脂）を０．０５部（固形分）添加
して調製した。 （処方） カオリンクレー ８０部 重質炭酸カルシウム １０部 沈降性炭酸カルシウム １０部 酸化デンプン ５部 共重合体ラテックス組成物または １０部 共重合体ラテックス（固形分） ─────────────────────────── 固形分 ６３％

【００４４】塗工紙の作製 市販の熱風塗工乾燥機ＭＬＣ−１００Ｓ型を用いて、塗
工原紙（坪量６４ｇ／ｍ² ）に、得られた紙塗工用組成
物を塗工し、各塗工紙を作製した。なお、各塗工紙は、
全て次に示す同一条件下で作製した。 塗工条件：前記の熱風塗工乾燥機にて、上記組成物の塗
工量が片面１０ｇ／ｍ²となるようにワイヤーバーを用
いて塗工した。塗工速度は４６ｍ／ｍｉｎ．に設定し
た。 乾燥条件：塗工から約０．５秒後に、１５０℃の乾燥炉
内で、温度１９０℃、風速３６ｍ／ｓｅｃ．の熱風によ
り４秒間乾燥した。 得られた各塗工紙を、相対湿度６５％、温度２０℃の条
件下で一昼夜調湿した後、線圧７０ｋｇ／ｃｍ、温度６
０℃、通紙速度７ｍ／ｍｉｎ．、４回通紙の条件でスー
パーカレンダー処理し、各塗工紙を得た。得られた塗工
紙につき各試験に供した。結果を表３に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】

【表３】

【００４８】

【発明の効果】本発明の製造方法にて得られた紙塗工用
組成物を使用することにより、印刷強度、耐ブリスター
性、さらにはインクセット性、高速塗工適性等に優れた
塗工紙が得られるものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脂肪族共役ジエン系単量体１０〜８０重
   量％、エチレン系不飽和カルボン酸単量体０．５〜１０
   重量％およびこれらと共重合可能な他の単量体１０〜８
   ９．５重量％からなる単量体を、α−メチルスチレンダ
   イマーの存在下で乳化重合して得られた共重合体ラテッ
   クス（固形分）１００重量部に対し、予め熱硬化性樹脂
   の水溶液（固形分）０．０５〜５．０重量部を添加し、
   共重合体ラテックス組成物を調製した後、顔料と混合す
   ることを特徴とする紙塗工用組成物の製造方法。
2. 【請求項２】 熱硬化性樹脂として、尿素−ホルムアル
   デヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリア
   ミドポリ尿素−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアミドポリ
   尿素樹脂、ポリアミド−エポキシ樹脂の中から選ばれた
   熱硬化性樹脂水溶液である請求項１記載の紙塗工用組成
   物の製造方法。