JPS63120196A - 紙用塗工組成物 - Google Patents

紙用塗工組成物

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JPS63120196A
JPS63120196A JP26490286A JP26490286A JPS63120196A JP S63120196 A JPS63120196 A JP S63120196A JP 26490286 A JP26490286 A JP 26490286A JP 26490286 A JP26490286 A JP 26490286A JP S63120196 A JPS63120196 A JP S63120196A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、紙用塗工組成物に係り、特にゲートロールコ
ータ−を用いた紙塗工用の組成物に関すする。
従来の技術 印刷用紙にはアート紙およびコート紙のような塗工紙も
多く使用されているが、新聞紙、一般雑誌用紙のような
未塗工紙も多く使用されている。
しかし、近年、写真雑誌の普及に代表されるカラービジ
ュアル化時代のニーズに応えて、印刷はその住産性を向
上させるために高速化されているとともに、美麗な画質
に対する要望から精密な印刷が要求されており、雑誌等
に使用されていた未塗工紙の分野にも塗工剤を固型分で
数g/、(lの微量塗工した微塗工紙が使用されるよう
になってきた。
この微塗工紙を作るには、例えば紙料をヘッドボックス
からワイヤーパートに供給して抄きあげ、これをプレス
パートで脱水し、それから乾燥する工程の後で、ゲート
ロールコータ−により塗工剤を塗工する例が挙げられる
。このゲートロールコータ−の一般的なものは、紙に塗
工剤を塗工するアプリケーターロール、このアプリケー
ターロールに塗工剤量をコントロールして供給するメタ
リングロールおよびバットから塗工剤をメタリングロー
ルに供給するファンテンロールからなり、これらが紙の
両面塗工のため両側に、いわばゲート状に配置されたも
のである。このようなゲートロールコータ−は、二本ロ
ールを使用したサイズプレス塗工に比べて高濃度の塗工
剤の塗工が可能であり、そのため乾燥を速く行うことが
できるので、高速塗工ができるというメリットがある。
また、塗工剤の紙に対する浸透が抑制され、できあがっ
た塗工紙の表面性に優れているというメリットもある。
また、このゲートロールコータ−は、塗工剤をブレード
でかきとるブレードコーターに比べて、装置が簡単で低
コストになり、その設置も容易であるという特色も有す
る。
しかしながら、このゲートロールコータの最大の欠点は
、例えばカオリンクレー40重量部、炭酸カルシウム4
0M量部、スチレン−ブタジェン共重合体ラテックス1
2重量部、澱粉8重量部及び分散剤0.4重量部を主要
成分にする塗工剤は、アプリケーターロールから紙に塗
工剤が転移され、この転移されたコート剤が引き裂かれ
るときに、数mm程度の無数の連続したシミ状の斑模様
のパターンが発生し易いことである。このパターンが発
生すると、できあがった紙の表面の微細な平滑性が失わ
れ、この上に印刷が施されても美麗な印刷物が出来ず、
印刷物としての商品価値を低下させる。
上記はゲートロールコータ−で微塗工紙を製造する場合
について述べたが、ゲートロールコータ−でより塗工量
の多い塗工紙を製造する場合にも同様の問題があった。
発明が解決しようとする問題点 以上説明したように、従来の特にゲートロールコータ−
で塗工された塗工紙は、パターン発生が避けられず、そ
の改善が望まれていた。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、酸基又はその
塩を有する構造単位と、疎水性モノマーからなる構造単
位との重量比が70〜20 :30〜8oである共重合
体を含有することを特徴とする紙用塗工組成物を提供す
るものである。
次に本発明の詳細な説明する。
本発明においては、酸基又はその塩を有する構造単位と
、疎水性モノマーからなる構造単位とを有する共重合体
が用いられる。この疎水性モノマーとし”ζは、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベ
ンゼン、イソブチレン及び重合度2〜5のイソブチレン
オリゴマーの群、アルキル基の炭素数が1〜18である
アクリル酸及びメタクリル酸のアルキルエステルの群、
及びアルキル基の炭素数が1〜18であるマレイン酸、
フマル酸及びイタコン酸のジアルキルエステルの群のう
ちより1又は2以上の群から選ばれた1又は2以上の化
合物が挙げられる。
また、酸基又はその塩を有する構造単位は、例えば不飽
和カルボン酸を共重合成分にする共重合によって得られ
るが、この不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メ
タクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、
イタコン酸の群、及びアルキル基の炭素数が1〜18で
あるマレイン酸、フマル酸及びイタコン酸のモノアルキ
ルエステルの群のいずれかの群又は両方の群のうちより
選ばれた1又2以上の化合物が例示される。これらの化
合物の酸基は共重合させる前あるいは後のいずれにおい
て塩にしても良く、また、共重合体合成後ケン化するこ
ともできる。
これらの疎水性モノマーと酸基又はその塩を有する構造
単位の元のモノマーの配合割合は、重量比率で前者が3
0〜80%、後者が’TO〜20%が好ましく、疎水性
モノマーがこれより多くても、少なくても塗工ムラが発
生し、上記した如くゲートロールコータ−で塗工する際
にパターンが発生する。
本発明に使用される上記共重合体には、上記の例示した
もののほかに、さらに他の共重合可能な成分を共重合さ
せたものも含まれる。例えば、アクリルアミド、メタク
リルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ア
クリロニトリル等が例示される。これらの成分の1又2
以上は共重合体モノマー全体100重量部に対して50
ffi量部以下、好ましくは30重量部以下である。
上記共重合体を得るには、有機溶媒中に七ツマ−を均一
に熔解させて重合させる溶液重合法、モノマーを水中に
分散剤により分散させる懸濁重合法あるいは乳化重合法
が挙げられるが、特にg1重合法あるいは乳化重合法に
よる共重合体がゲートロールコータ−によるコーチイブ
の際の塗工ムラ防止には優れた効果を発揮する。なお、
懸濁重合法あるいは乳化重合法における分散剤としては
、天然樹脂エマルジョン、合成樹脂エマルジョン、ポリ
ビニルアルコール、微粉末及びコロイド状無機物、その
他の公知の乳化剤が使用できる。
本発明に用いられる共重合体は、溶媒に溶解又分散させ
て用いることもできるが、顔料、接着剤、その他必要に
応じて分散剤、ステアリン酸カルシウム等の滑剤、耐水
化剤、増粘剤、減粘剤、消泡剤、抑泡剤、防腐剤、防カ
ビ剤、保水剤、螢光増白剤、染料、導電剤などの各種助
剤も適宜併用することが好ましい。
顔料及び接着剤その他の助剤は、従来より公知のものが
使用できるが、固形分濃度、pH1その他の条件に併せ
て適宜量使用される。
この顔料の例としては、クレー、タルク、重質炭酸カル
シウム、軽質炭酸カルシウム、サチンホワイト、二酸化
チタン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、亜硫酸カ
ルシウム、合成シリカ、酸化亜鉛などの無機顔料および
スチレン系ポリマー、尿素系ポリマーなとの有機顔料が
あり、これらのうちの1種類または2種類以上を混合し
て使用することができる。
また、接着剤としては、例えば澱粉、変性澱粉(酸化澱
粉、エステル化澱粉、エーテル化澱粉、酵素変性澱粉、
アルファー化澱粉、カチオン化澱粉等)、カゼイン、ゼ
ラチン、大豆タンパク、酵母タンパク、セルローズ誘導
体(カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロース等)等の天然高分子あるいはその誘導体、及び
スチレン−ブタジェン系樹脂、(メタ)アクリレート−
ブタジェン系樹脂、(メタ)アクリレート系樹脂、ポリ
ビニルアルコール、酢酸ビニル系48 JJW 、アク
リルアミド系樹脂、スチレン−(メタ)アクリレート系
樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、エチレン−酢酸ビ
ニル系樹脂等の合成高分子化合物が例示され、これらを
単独又は2種以上混合して使用することができる。
、本発明に用いられる上記酸基又はその塩を有する構造
単位と、疎水性モノマーからなる構造単位とを有する共
重合体を顔料、接着剤とともに用いる場合には、たとえ
ば顔料の固型分100 ffi量部に対して接着剤を固
型分で10〜50重量部のとき、固型分で0.1〜5.
0重量部配合する例が示されるがこれに限らない。上記
共重合体が少なすぎると塗工ムラの発生を抑制すること
ができない。また、多すぎると、塗工ムラは発生しない
が、印刷時の印刷適性、特にインキ受理性が劣るように
なり、このような塗工紙はオフセット印刷用紙としては
不適当となる。
本発明の組成物の固型分濃度は、40%〜70%がゲー
トロールコータ−で塗布し、乾燥を速くする上で好まし
いが、これに限らない。
本発明の組成物を製造するには、例えば顔料を分散剤と
ともに水中で攪拌して分散させ、これに接着剤を加え、
さらに必要に応じて粘度調整剤等の助剤を加え、これに
予め製造しておいた上記酸基又はその塩を有する構造単
位と疎水性モノマーからなる構造単位とを有する共重合
体液を加え、攪拌する。そしてさらに必要に応じて苛性
ソーダ等でpHを調整して完成させる。しかし、これに
限らず顔料以外のものを混合しておき、これに顔料を入
れて混合しても良い。この際、顔料を微細化するように
混合しても良い。
本発明の組成物が例えばゲートロールコータ−により紙
に塗工されることにより、例えば4g/mの微塗工紙が
得られが、これは酸基又はその塩を有する構造単位と疎
水性モノマーからなる構造単位を有する共重合体の存在
により塗工ムラを防止できる。これは、ゲートロールコ
ータ−のみならずサイズプレスコータ、ブレードコータ
による塗工の場合の塗工量の少ない微塗工紙にも顕著な
効果を示すが、より塗工量の多い塗工紙の場合にも有効
である。
実施例 次に本発明を実施例に基づいて説明する。
下記実施例及び比較例に使用するために、予め酸基又は
その塩を有する構造単位と疎水性モノマーからなる構造
単位からなる共重合体樹脂液を次のように合成する。
実施例1のための樹脂液 攪拌機、温度計および窒素導入管を備えた反応フラスコ
にモノマーとしてスチレン62.4部、メタクリル酸3
4.4部を仕込み、分散剤としてドデシルベンゼンスル
ホン酸ソーダ3部を加え、さらに過硫酸アンモニウム2
.3部、n−ドデシルメルカプタン2部、および水39
9部を加え、80℃で3時間反応を行ない乳化重合を完
結させた。
得られた重合物に28%アンモニア水12.1部、48
.5%苛性カリ水溶液23.1部を加えて中和し、さら
に水を加え固型分濃度20%の水性分散液a−1を得た
実施例2のための樹脂液 七ツマ−としてスチレン31.2部、α−メチルスチレ
ン5.9部、ジビニルベンゼン6.5 a、メタクリル
酸51.6部を仕込み、分散剤としてポリオキシエチレ
ン(n=6)ノニルフェノールエーテルの硫酸アンモニ
ウム塩2.8部を用いた以外は実施例1のための樹脂液
の場合と同様に反応および中和を行い固型分濃度20%
の水性分散液a−2を得た。
実施例3のための樹脂液 七ツマ−としてスチレン41.6部、ブチルメタクリレ
ート28.4部、モノドデシルマレート113.6部を
用いる以外は実施例1のための樹脂液の場合と同様に反
応および中和を行い固型分濃度20%の水性分散液a−
3を得た。
実施例4のための樹脂液 モノマーとしてジイソブチレン67.2部、モノブチル
マレ−1−91,2部を用いる以外は実施例1のための
樹脂液の場合と同様に反応および中和を行い固型分濃度
20%の水性分散液a−4を得た。
実施例5のための樹脂液 実施例1のための樹脂液の場合と同様の反応容器にメタ
クリル酸メチル150部、スチレンスルホン酸ソーダ1
.5部、水460.3部とラウリルスルホン酸ソーダ1
.5部を加え、過硫酸アンモニウム0.3部、酸性亜硫
酸ソーダ0.2部を添加し80℃、7時間反応を行い、
固型分濃度20%の微細粒子からなるエマルジョンを得
た。
得られたエマルジョン48.4部、スチレン62.4部
、メタクリル酸34.4部と水388部を加え過硫酸ア
ンモニウム2.3部を添加し、80℃で3時間重合を行
った。得られた重合物に28%アンモニア水1281部
と48.5%苛性カリ水溶液23.1部を加えて中和し
固型分濃度20%の水性分散液a−5を得た。
実施例6のための樹脂液 実施例1のための樹脂液の場合と同様に反応容器にスチ
レン62.4部、メタクリル酸34.4部、10%PV
A (、ポリビニルアルコール> 96.8部および水
290部を加えベンゾイルパーオキシド2.4部を添加
し、80℃で3時間重合を行った。
得られた重合生成物を濾過し、充分水洗を行ったのち、
28%アンモニア水12.1部と48.5%苛性カリ水
溶液23.1部および水390部を加え、70℃で1時
間加温し溶解せしめ固型分濃度20%の水性分散液a−
6を得た。
実施例7のための樹脂液 実施例1のための樹脂液の場合と同様の反応容器にスチ
レン62.4部、メタクリル酸34.4部、イソプロピ
ルアルコール96.8部、アゾビスイソブチロニトリル
1.6部hn−ドデシルメルカプタン2部を加え80°
Cで4時間溶液重合を行い、48.5%苛性カリ水溶液
23.1部と水416.5部を加えイソプロピルアルコ
ールを留去した。
得られた重合物に、28%アンモニア水12.1部を加
え、さらに水を加えて固型分濃度20%の水性分散液a
−7を得た。  。
実施例8のための樹脂液 滴下ロートを装備した以外は実施例1のための樹脂液の
場合と同様の反応容器にジイソブチレン67.2部、無
水マレイン酸39.2部、トルエン106.4部を加え
、110℃に昇温した後、t−ブチルパーオキシベンゾ
エート3部とトルエン20部との混合液を滴下ロートに
て30分を要して滴下した。さらに110℃で3時間反
応し、重合を完結させた。
重合完結後80℃にて48.5%苛性ソーダ水溶液33
部、水268部を添加し、トルエンを留去した後、28
%アンモニア水24.3部を加え、さらに水を加えて固
型分濃度20%の水性分散液a−8を得た。
比較例のための樹脂液 実31i;例1のための樹脂液の場合と同様の反応容器
にスチレン25部、メタクリル酸75部、イソプロピル
アルコール100部を用いる以外は実施例7のための樹
脂液の場合と同様に反応および中和を行ない固型分濃度
20%の水性分散液b−1を得た。
上記樹脂液を塗工ムラ防止剤として用いて実施例1〜8
の紙用塗工組成物を調製した。
実施例1〜8 カオリンクレーおよび炭酸カルシウムを分散剤により水
中に分散せしめた後、あらかじめ糊化したリン酸エステ
ル化澱粉水溶液およびスチレン−ブタジェンラテックス
を加え、更に塗工ムラ防止剤として樹脂水溶液a−1〜
a−8をそれぞれ添加し、30%苛性ソーダ水溶液およ
び水で該組成物をpH9、固型分濃度60%になるよう
に調製した。
尚、顔料、接着剤、分散剤、塗工ムラ防止剤の配合割合
は、第1表に示すとおりである。
比較例1 塗工ムラ防止剤として比較例のための樹脂液b−1を用
いた以外は、実施例1〜8と同様の操作を行い第1表に
示す紙用塗工組成物を得た。
比較例2 第1表の実施例、比較例の配合における塗工ムラ防止剤
を全く用いなかった以外は実施例1〜8と同様の操作を
行い、第1表に示す紙用塗工組成物を得た。
ゲートロールコータ−による塗工試験 実施例1〜8および比較例1.2で得られた紙用塗工組
成物をゲートロールコータ−を用いて300ffl/分
の塗ニスピードにて坪ff175g / mの中質原紙
に8g/ r+(の塗工量になるように塗工した。塗工
した紙は、温度60℃線圧75k1g/cffiなる条
件で2回カレンダー処理を行った。得られたコート紙は
20℃、65%R,)l(相対湿度)なる条件で24時
間コンディショニングを行ったのち、塗工ムラの観察、
グラビア印刷通性、さらにインキ受理性、ウェット・ピ
ンク、ドライ・ビック等のRI印刷通性および白色度、
光沢度、平滑度、透気度等の紙質を測定した。さらに塗
工液の粘度についても測定した。
これらの測定結果を第2表に示す。
各試験方法は次のとおりである。
1)塗工液の粘度 B型粘度計(型式二BM型、東京計器製作所部)を用い
て60rpmにて塗工液の粘度を25℃で測定した。
2)塗工ムラ R■印刷機を使用し、少量のインキでヘタ印刷を行なっ
てインキ着肉の様子を観察し、塗工ムラの程度を5段階
評価し、5を「優」、1を「劣」とした。
3)グラビア印刷通性 大蔵省型グラビア印刷試験機を使用し、15%の網点の
ミスドツト発生率を観察した。数値の少ない方がグラビ
ア印刷通性に優っている。
4)インキ受理性 RI印刷試験機を使用し、コート面を給水ロールで湿潤
させたのち印刷をして、インキの受理性を肉眼で観察し
、5を「優」とし、1を「劣」として5段階評価を行っ
た。
5)ウェット・ピンク RI印刷試験機を使用し、コート面を給水ロールで湿潤
させたのち印刷をして、紙むけ状態を肉眼で観察し、ウ
ェット・ピック抵抗を5を「優」とし、1を「劣」とし
て5段階評価を行った。
6)ドライ・ピック RI印刷試験機で印刷して、紙むけ状態を肉眼で観察し
、ドライ・ピック抵抗を上記ウェット・ピック抵抗と同
様に評価した。
(この頁以下余白) 表1 表2(ゲートローノイL口鵡錦關 (この頁以下8白) 上記結果より、実施例のものはいずれも、その粘度から
みれば、塗工する際の流動性、安定性を十分に備えてい
るのみならず、塗工ムラもなく、インキ受理性やウェッ
トピック抵抗にも優れていることを示す、これにくらべ
、比較例のものは塗工ムラの程度が大きいのみならず、
特にインキ受理性、ウェット・ビック抵抗に劣り、湿し
水を使用する平版印刷の紙に用いられた場合に優れた印
刷物を得られないことがある。
なお、酸基又はその塩を有する構造単位にはスチレンス
ルホン酸及びその塩のようなカルボン酸以外の酸及び塩
も使用できる。
発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、酸基又はその塩を
有する構造単位と、疎水性モノマーからなる構造単位を
有する共重合体を含有する紙用塗工組成物を提供できる
ので、これを例えばゲートロールコータ−により紙に塗
工すると、塗工ムラによるパターンの発生を防止するこ
とができる。
このように塗工ムラが防止されると、印刷時のインキの
受理性も向上し、紙のピック抵抗も増大するので、写真
雑誌のように高速印刷され、かつ美麗な画質を要求する
ような印刷物の紙としての価値を一段と高め、コート紙
と同じような優れた表面性を有する微塗工紙を提供する
ことができる。
昭和61年11月08日

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸基又はその塩を有する構造単位と、疎水性モノ
    マーからなる構造単位との重量比が70〜20:30〜
    80である共重合体を含有することを特徴とする紙用塗
    工組成物。
  2. (2)顔料100重量部に対し接着剤を固形分で10〜
    50重量部含有する液に上記共重合体を固形分で0.1
    〜5.0重量部含有させることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の紙用塗工組成物。
  3. (3)疎水性モノマーがスチレン、α−メチルスチレン
    、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、イソブチレン及
    び重合度2〜5のイソブチレンオリゴマーの群、アルキ
    ル基の炭素数が1〜18であるアクリル酸及びメタクリ
    ル酸のアルキルエステルの群、及びアルキル基の炭素数
    が1〜18であるマレイン酸、フマル酸及びイタコン酸
    のジアルキルエステルの群のうちより1又は2以上の群
    から選ばれた1又は2以上の化合物であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の紙用塗工組
    成物。
  4. (4)酸基又はその塩を有する構造単位は不飽和カルボ
    ン酸モノマーを共重合体成分とすることにより構成され
    、この不飽和カルボン酸モノマーはアクリル酸、メタク
    リル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸及びイ
    タコン酸の群、及びアルキル基の炭素数が1〜18であ
    るマレイン酸、フマル酸及びイタコン酸のモノアルキル
    エステルの群のいずれかの群又は両方の群のうちより選
    ばれた1又2以上の化合物であることを特徴とする第1
    項、第2項又は第3項記載の紙用塗工組成物。
  5. (5)共重合体が乳化重合体又は懸濁重合体であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、第3項又
    は第4項記載の紙用塗工組成物。
  6. (6)紙用塗工組成物はゲートロールコーターにて塗工
    するゲートロール紙用であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項、第2項、第3項、第4項又は第5項記載
    の紙用塗工組成物。
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