JPH11209413A - 紙塗工用共重合体ラテックス - Google Patents

紙塗工用共重合体ラテックス

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JPH11209413A
JPH11209413A JP1589598A JP1589598A JPH11209413A JP H11209413 A JPH11209413 A JP H11209413A JP 1589598 A JP1589598 A JP 1589598A JP 1589598 A JP1589598 A JP 1589598A JP H11209413 A JPH11209413 A JP H11209413A
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JP
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latex
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JP1589598A
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Yoichi Hirose
洋一 廣瀬
Riyouji Tanaka
僚治 田中
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F216/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
    • C08F216/12Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an ether radical
    • C08F216/14Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F216/1458Monomers containing nitrogen

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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速流動性が良い紙塗工用組成物が得られ、
ドライピック強度、ウェットピック強度、耐ブリスター
性に優れる塗工紙が得られる共重合体ラテックスおよび
それを用いた紙塗工用組成物を提供する 【解決手段】 脂肪族共役ジエン系単量体、エチレン系
不飽和カルボン酸単量体、他の単量体からなる単量体混
合物100重量部を、式(1)で表される反応性乳化剤
とα−メチルスチレンダイマー存在下で乳化重合した紙
塗工用ラテックス。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗工紙のバインダ
ーとして用いる共重合体ラテックスに関し、特に高速塗
工適性と印刷適性に優れる共重合体ラテックスおよびそ
れを用いた紙塗工用組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】塗工紙は印刷適性の向上および光沢など
の光学的特性の向上を目的として、原紙の表面に顔料と
バインダーを主体とした紙塗工用組成物を塗布したもの
である。共重合体ラテックスはその優れた接着強度から
紙塗工用組成物の主バインダーとして汎用的に用いられ
ている。
【0003】近年、塗工紙の生産量の伸長に伴い、生産
能力の向上を目的として、高速塗工化が進んでおり、紙
塗工用組成物には優れた高速流動性が要求される。また
一方、印刷速度の高速化も進められており、塗工紙には
高速印刷に耐えうる優れたドライピック強度、ウェット
ピック強度、耐ブリスター性が必要となる。
【0004】主バインダーである共重合体ラテックスに
もこれらの性能の向上が要求されてきている。紙塗工用
組成物の高速流動性を改良するには、共重合体ラテック
スの粒子径を小さくすることが有効であることが知られ
ており、遷移金属化合物の存在下、重合開始剤および反
応性乳化剤を使用することで重合安定性があり粒径分布
が狭く微少粒子径のラテックスが得られることが特開平
8−48705号公報に開示されている。しかしなが
ら、ここで開示されている反応性乳化剤を使用したラテ
ックスでは、耐水性向上が十分でないために塗工紙のウ
ェットピック強度が低いという問題点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高速流動性
が良い紙塗工用組成物が得られ、ドライピック強度、ウ
ェットピック強度、耐ブリスター性に優れる塗工紙が得
られる共重合体ラテックスおよびそれを用いた紙塗工用
組成物を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、反応性乳化剤と
して特定の構造を有するものを使用することにより、紙
塗工用組成物の高速流動性、ドライピック強度、ウェッ
トピック強度、耐ブリスター性に優れる共重合体ラテッ
クスが得られることを見い出し、本発明を完成するに至
った。
【0007】すなわち、本発明は、(a)脂肪族共役ジ
エン系単量体20〜70重量%、(b)エチレン系不飽
和カルボン酸単量体1〜10重量%、(c)共重合可能
な他の単量体20〜79重量%からなる単量体混合物1
00重量部を、下記の一般式(1)で表される反応性乳
化剤0.1〜10重量部とα−メチルスチレンダイマー
0.1〜5重量部の存在下で乳化重合して得られる紙塗
工用共重合体ラテックスであり、
【0008】
【化2】
【0009】(式中、R1 は水素またはメチル基、R2
は炭素数8〜24のアルキル基またはアシル基、Aは炭
素数2〜4のアルキレン基、nは0〜20の整数、mは
0〜50の整数、Mは、アルカリ金属、アルカリ土類金
属またはNH4 である。)または、該紙塗工用共重合体
ラテックスおよび顔料を含有する紙塗工用組成物であ
る。
【0010】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のラテックスは、(a)脂肪族共役ジエン系単量体
20〜70重量%、(b)エチレン系不飽和カルボン酸
単量体1〜10重量%、(c)共重合可能な他の単量体
20〜79重量%からなる単量体混合物を乳化重合して
得られる。 (a)脂肪族共役ジエン系単量体としては1,3―ブタ
ジエン、イソプレン、2−クロロ−1,3−ブタジエン
などが挙げられる。これらの脂肪族共役ジエン系単量体
は1種あるいは2種以上を組み合わせてもよく、また、
その割合は全単量体混合物に対して20〜70重量%、
好ましくは25〜65重量%であり、20重量%未満で
は弾性と膜の硬さに劣り、一方70重量%を超えると柔
らかすぎるとともに耐水性に劣り好ましくない。
【0011】(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体
としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン
酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。これらの
エチレン系不飽和カルボン酸単量体は1種あるいは2種
以上を組み合わせてもよく、その割合は、全単量体混合
物に対して1〜10重量%、好ましくは1〜7重量%の
範囲である。この量が1重量%未満では重合時のラテッ
クスの安定性が悪く、凝集物が発生し易く、また、得ら
れるラテックスの機械的、化学的安定性に劣り、一方、
10重量%以上では得られるラテックスの粘度が高くな
り、実用上好ましくない。
【0012】(c)共重合可能な他の単量体としてはス
チレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、P−メ
チルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、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、アクリル酸2―エチルヘキシル、メタクリ
ル酸グリシジル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化合物、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などのシア
ン化ビニル系単量体、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
ートなどのヒドロキシアルキル基を有する不飽和単量
体、アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアミド基
含有エチレン系不飽和化合物、酢酸ビニルなどのカルボ
ン酸ビニルエステル類などが挙げられる。これらの
(c)共重合可能な他の単量体は1種あるいは2種以上
を組み合わせてもよい。
【0013】本発明のラテックスの乳化重合では、上記
式(1)で表される反応性乳化剤を用いる。この特定の
構造式を有する反応性乳化剤を乳化重合に用いること
で、塗工紙のウェットピック強度が著しく改善され、ま
た、ドライピック強度も改善される。この理由は不明で
あるが、この特定構造の反応性乳化剤は、他の反応性乳
化剤と比較して単量体との結合性が高いのではないかと
推測している。
【0014】このような反応性乳化剤としては、たとえ
ば、旭電化工業(株)製アデカリアソープSE−102
5N(商標)などがある。反応性乳化剤の使用量は、単
量体混合物100重量部に対して0.1〜10重量部、
好ましくは0.5〜5重量部である。0.1重量部以上
で重合安定性が得られ、所定の粒子径が安定的に得られ
る。また、10重量部以下でウェットピック強度の改善
が見られる。
【0015】本発明のラテックスを用いた場合の塗工紙
性能を維持できる範囲内で、必要に応じて上記の反応性
乳化剤以外に他の反応性乳化剤や非反応性の乳化剤を併
用しても良い。非反応性の乳化剤としては、例えば、脂
肪族セッケン、ロジン酸セッケン、アルキルスルホン酸
塩、ジアルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホ
コハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオ
キシエチレンアルキルアリール硫酸塩などのアニオン性
界面活性剤、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ールエーテル、ポリオキ
シエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレン
オキシプロピレンブロックコポリマーなどのノニオン性
界面活性剤、ラウリルベタイン、ステアリルベタインの
各々の塩、ラウリル−β−アラニン、ラウリルジ(アミ
ノエチル)グリシンの各々の塩などの両面界面活性剤が
挙げられる。
【0016】本発明の共重合体ラテックスの乳化重合で
は、連鎖移動剤としてα―メチルスチレンダイマーを使
用することが望ましい。これを用いることにより優れた
性能の塗工紙が得られるラテックスを得る。α―メチル
スチレンダイマーは、全単量体混合物100部に対して
0.1〜5重量部使用する。α―メチルスチレンダイマ
ーが0.1重量部以上で、耐ブリスター性に優れる。5
重量部以下で安定的に重合することができる。
【0017】また、連鎖移動剤としてα―メチルスチレ
ンダイマーと共に他の連鎖移動剤を併用してもよい。他
の連鎖移動剤としては、n−ブチルメルカプタン、n−
オクチルメルカプタン、n−ラウリルメルカプタン、n
−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンな
どのメルカプタン類、四塩化炭素、四臭化炭素などのハ
ロゲン化炭化水素類などが挙げられる。
【0018】本発明のラテックスの乳化重合では、重合
開始剤は公知のものが使用でき、特に制限されない。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などの水溶性開始剤、過酸化ベ
ンゾイル、アゾビスイソブチルニトリルなどの油溶性開
始剤、あるいはレドックス系などの公知の開始剤が挙げ
られる。
【0019】本発明に関わる紙塗工用組成物は、本発明
のラテックスと顔料を含有せしめることにより得られ
る。顔料としては、公知の顔料が公知の方法で使用でき
特に制限されない。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。なお、実施例、比較例中の部およ
び%はそれぞれ重量部および重量%を意味する。まず各
種物性の測定方法およびサンプル作製方法を詳述する。 1.ラテックス粒径 日機装株式会社製、粒度分析計9230UPAを用いて
測定した。測定は、ラテックスを約500倍に希釈して
行った。 2.ゲル分率 約2倍に希釈したラテックスを130℃で30分間乾燥
しラテックスフィルムを得る。このラテックスフィルム
を約0.5gとり秤量する。これをトルエン30mlと
混合して3時間浸透したのち、目開き32μmの金属網
にてろ過した場合の残留物の乾燥重量を秤量する。もと
のラテックスフィルム重量に対する残留物の乾燥重量の
割合をゲル分率とする。 3.紙塗工用組成物の高せん断粘度 熊谷理機工業株式会社製、ハーキュレス高せん断粘度計
HR−801Cを用いて測定した。ローターはFボブを
用い、回転数6600rpm、25℃の条件下で測定し
た。 4.ドライピック強度 0.4ccの印刷インク(東華色素社製、商品名:SD
スーパーデラックス50紅(タック値18のもの))を
ゴムロール上に乗せ、均一になるように約5分間練る。
次に試験用塗工紙を貼った台紙をRI印刷機にセット
し、21cm×25cmの印刷面積で数回重ね刷りを行
い、ピッキングの状態を目視評価した。ピッキング現象
の少ないものを高得点とする。
【0021】評価は、実施例1〜2および比較例1〜5
の計7点の各種紙塗工用組成物を用いた塗工紙を同一台
紙上に並べて同時に行い、5点満点で各得点を決定し
た。この試験を計5回実施し、これらの試験結果の平均
値を得点とした。 5.ウェットピック強度 0.4ccの印刷インク(東華色素社製、商品名:SD
スーパーデラックス50紅(タック値15のもの))を
ゴムロール上に乗せ、均一になるように約5分間練る。
次に、あらかじめ適量の水を塗布した湿し水ロールを取
付ける。つづいて試験用塗工紙を貼った台紙をRI印刷
機にセットし、湿し水ロールと接触させた直後にインク
を乗せたゴムロールを接触させ、21cm×25cmの
印刷面積で1回刷りを行う。ロールに現れたピッキング
の状態を目視評価し、ピッキング現象の少ないものを高
得点とする。
【0022】評価は、実施例1〜2および比較例1〜5
の計7点の各種紙塗工用組成物を用いた塗工紙を同一台
紙上に並べて同時に行い、5点満点で各得点を決定し
た。この試験を計5回実施し、これらの試験結果の平均
値を得点とした。 6.ブリスター発生温度 塗工紙のサンプルを4cm×5cmの大きさに裁断し、
比較するすべてのサンプル片を同時にオイルバスに浸
し、紙面に気泡が発生するかどうかを観察する。同一温
度で10回測定し、10回のうち5回以上で気泡が発生
した温度をブリスター発生温度とした。
【0023】
【実施例1】イオン交換水100部、ドデシルベンゼン
スルホン酸ソーダ0.6部(固形分換算)、イタコン酸
3部、反応性乳化剤(A)(旭電化社製、商品名:アデ
カリアソープSE−1025N)1部、および、ブタジ
エン30部、スチレン57部、メタクリル酸メチル10
部、α−メチルスチレンダイマー2部、t−ドデシルメ
ルカプタン0.5部の単量体と連鎖移動剤の混合液を作
成した。次に攪拌機を備えた温度調節可能な加圧反応器
の内部を窒素置換し、上で作成した混合液の15%を仕
込み、内温を75℃に調整した。過硫酸ナトリウム1部
とイオン交換水5部とからなる溶液を一括添加すると同
時に、残りの混合液を添加しはじめ、6時間後に添加を
終了し、続く1時間で95℃に昇温して重合を終了し
た。次に水酸化ナトリウムを加えてpHを8に上げ、水
蒸気蒸留により残留した単量体を除去し、約50%固形
分のラテックスを得た。
【0024】得られたラテックスの粒径は61nm、ゲ
ル分率は73%であった。得られたラテックスを用い
て、表1の配合で紙塗工用組成物を調製した。紙塗工用
組成物の高せん断粘度は34.8cpsであった。この
紙塗工用組成物を上質紙(坪量74g/m2 )にワイヤ
ーバーを用いて13ドライg/m2 となるように塗工
し、直ちに熱風乾燥機で180℃、10秒の条件で乾燥
した。得られた塗工紙は25℃、湿度65%の恒温室で
一昼夜養生後、50℃、線圧150kgf/cmの条件
にてスーパーカレンダー処理を二回行い、表面強度試験
用の塗工紙を得た。
【0025】各物性の測定結果を表2に示す。高せん断
粘度は小さく、ドライピック強度、ウェットピック強度
ともに優れ、耐ブリスター性にも優れていた。
【0026】
【実施例2】表2に示した組成を使用した以外は、実施
例1と同様にしてラテックスを作製し、評価を行った。
粒径、ゲル分率、紙塗工用組成物の高せん断粘度、ドラ
イピック強度、ウェットピック強度、ブリスター発生温
度の測定結果を表2に示した。
【0027】いずれも、実施例1同様、高せん断粘度は
小さく、ドライピック、ウェットピック強度ともに優
れ、耐ブリスター性にも優れている。
【0028】
【比較例1〜5】表2に示した組成を採用した以外は、
実施例1と同様にしてラテックスを作製し、評価を行っ
た。粒径、ゲル分率、紙塗工用組成物の高せん断粘度、
ドライピック強度、ウェットピック強度、ブリスター発
生温度の測定結果を表2に示した。
【0029】なお、比較例1と3で使用した反応性乳化
剤(B)は、下記式(2)で示されるものであり、
【0030】
【化3】
【0031】比較例2と4で使用した反応性乳化剤
(C)は、下記式(3)で示されるものである。
【0032】
【化4】
【0033】(ここで、Rはアルキル基を表す。) 比較例1〜4では、ドライピック強度、ウェットピック
強度ともに低下した。比較例5では、高せん断粘度が大
きくなり、ドライピック強度、ウェットピック強度とも
に低下した。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
【発明の効果】紙塗工用組成物の高せん断粘度が小さ
く、かつ、塗工紙のドライピック強度、ウェットピック
強度、耐ブリスター性が優れる共重合体ラテックスが得
られる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)脂肪族共役ジエン系単量体20〜
    70重量%、(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体
    1〜10重量%、(c)共重合可能な他の単量体20〜
    79重量%からなる単量体混合物100重量部を、下記
    の一般式(1)で表される反応性乳化剤0.1〜10重
    量部とα−メチルスチレンダイマー0.1〜5重量部の
    存在下で乳化重合して得られる紙塗工用共重合体ラテッ
    クス。 【化1】 (式中、R1 は水素またはメチル基、R2 は炭素数8〜
    24のアルキル基またはアシル基、Aは炭素数2〜4の
    アルキレン基、nは0〜20の整数、mは0〜50の整
    数、Mは、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはNH
    4 である。)
  2. 【請求項2】 請求項1記載の紙塗工用共重合体ラテッ
    クスおよび顔料を含有する紙塗工用組成物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001172546A (ja) * 1999-12-22 2001-06-26 Asahi Kasei Corp 紙塗被用共重合体ラテックス
JP2002212205A (ja) * 2001-01-17 2002-07-31 Asahi Kasei Corp 共重合体ラテックスおよび紙塗工用組成物
KR100405307B1 (ko) * 2000-11-22 2003-11-12 주식회사 엘지화학 고무라텍스의 제조방법

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