JPS6312647A

JPS6312647A - 紙塗工用組成物

Info

Publication number: JPS6312647A
Application number: JP15565386A
Authority: JP
Inventors: Masuhiko Nakanishi; 中西　益彦; Hiroaki Takehara; 洋明竹原
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1988-01-20

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、シートオフセット印刷塗工紙を製造するに際
し、非常に優れた耐バンキングロール汚れ適性を有し、
かつ、印刷紙として非常に優れた接着強度と耐水性を与
える合成共重合体ラテックス及びこの合成共重合体ラテ
ックスを用いたシートオフセット印刷紙被覆用塗工組成
物に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、多色印刷された雑誌類及びパンフレット類の需要
が急増している。この印刷物に使用されている大半の紙
は、両面塗工された塗工紙である。

両面塗工方式としては、ロールコータ−、エアーナイフ
コーター、ブレードコーター等がある。両面塗工の場合
、ロールコータ−以外は、装置の構造上コータ一部分が
別々に設置されている。それぞれを第１コーター及び第
２コーターと俗称している。まず第１コーターで片面塗
工され、かつ、乾燥された塗工紙は、塗工面が第２コー
ターのパツキングロールに接触した状態でもう一方の面
が塗工される。ところが第２コーターのバフキングロー
ルの回転速度と塗工紙の塗工速度とは必ずしも同一でな
いため、摩擦が生じる。その結果、塗工紙表層の剥離が
発生し、バッキングロール汚れの原因の一つとなる。こ
の汚れが激しくなると、塗工紙に影響を与え、平滑性及
び白紙光沢の低下をもたらし、塗工紙の商品価値を著し
く低下させるばかりか、コーター全体を停止させ、バッ
キングロールを洗浄せざるを得ない。そのため当然生産
性の大幅なダウンを来す。このようなトラブルを防止す
る装置として、バッキングロールにフロークリーンドク
ターを設置する製紙メーカーが増えて来た。この装置は
、バッキングロールに付着した付着物をフロークリーン
ドクターとバッキングロール間に存在する洗浄水で洗浄
する。ところが付着物が多いと、洗浄性が不十分となり
、パツキングロールに付着している付着物により、フロ
ークリーンドクターが押上げられる結果、バッキングロ
ールに洗浄水が多量に付き、塗工表層が取られ、却って
バフキングロール汚れが促進され、品質上のトラブル及
び大幅な生産性のダウンをもたらす。

ところで、耐バンキングロール汚れ通性を向上させる手
段として、合成共重合体ラテックスフィルムの再分散性
を上げる、合成共重合体ラテックスの耐水性を上げる、
合成共重合体ラテックスの耐ベタツキ性を上げる等があ
る。特にシートオフセット印刷紙被覆用組成物に使用さ
れる合成共重合体ラテックスは、一般に、接着強度を上
げる必要性から、バンキングロールに使用されているゴ
ムロールとのベタツキ性が高い、この耐ベタツキ性を上
げる手段について、いろいろ試みられて来たが、従来の
合成共重合体ラテックスでは、なかなか満足するものが
得られなかった。

次に、特公昭５４−６５７５号公輯には、ブタジェン、
スチレン又はスチレンと他の共重合可能なビニル単量体
の混合物及びエチレン系不飽和カルボン酸の適当な範囲
の組成からなる共重合体で、しかも該共重合体ラテック
スがその三次元構造の含有の度合を示す有機溶剤不溶分
（以下ゲル含有量と云う）がある一定の範囲内にある場
合に該共重合体ラテックスを含む紙被覆組成物の接着力
及び耐水性が著しく向上することが開示されている。

又、特公昭５７−１０２３７号公報、特公昭５９−３５
９８号公報及び特公昭６０−１７８７９号公報にも、夫
々の適切な単量体混合物とゲル含有量を有した合成共重
合体ラテックスは、紙被覆用組成物特にウェブオフセン
ト印刷紙に有効であると記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

耐ベタツキ性を向上させる手段として、合成共重合体ラ
テックスのフィルム成膜温度を高める方法があるが、こ
の方法は、接着強度をかなり低下させるために、接着強
度を必要とするシートオフセット印刷紙用塗工紙として
は、不適当である。

又、コーバインダーとして使用しているスターチの使用
量を増やし、耐ベタツキ性を上げることによる、耐パツ
キンクロール汚れ通性の向上が経験的に認められている
。しかし、この方法は、耐水性を低下させるため、やは
りシートオフセット印刷紙用塗工紙には、不適当である
。

又、特公昭５４−６５７５号公報の実施例１のＡ及びＢ
を作成し、耐ベタツキ性について検討した結果、未だ不
十分であることが分かった。しかもこの公報には、アク
リルアミド及びメタクリルアミドについて、全く記載が
ない。更に特公昭５７−１０２３７号、特公昭５９−３
５９８号、及び特公昭６０−１７８７９号公報の何れも
、発明の詳細な説明の中では、アクリルアミド及びメタ
クリルアミドは使用可能であると記載されているが、飽
くまでも共重合可能な単量体ラテックスの一つに過ぎな
いばかりか、これらの公報開示のものは、ウェブオフセ
ット印刷紙として有効な合成共重合体ラテックスであり
、しかもゲル含有量一つとっても、本発明とは全く相違
している。

本発明者らは、シートオフセット印刷紙として、接着強
度と耐水性を維持し、かつ、塗工紙製造時の耐バンキン
グロール汚れ通性の一つの向上手段である耐ベタツキ性
に優れた合成共重合体ラテックスについて鋭意検討した
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、脂肪族共役ジオレフィン系単量体３４〜４５
重量部、エチレン系不飽和カルボン酸単量体１〜６重量
部、シアン化ビニル系単量体２〜１３重量部、アクリル
アミド及び／又はメタクリルアミド単量体１〜５重量部
及びこれらと共重合し得る他のモノオレフィン系単量体
３１〜６２重量部、更に脂肪族共役ジオレフィン系単量
体に対するシアン化ビニル系単量体の重量比率が０．０
６〜０．３である単量体混合物を乳化重合させて得られ
る合成共重合体ラテックスであって、ラテックス粒子径
の均一度が１．１以下で、数平均粒子径が０．１〜０．
２μの範囲にあり、かつ、トルエン不溶解部分が７５〜
９０％であることを特徴とする合成共正合体ラテックス
、及び該合成共重合体ラテックスを主たる接着剤として
含有するシートオフセット印刷紙被覆用組成物に関する
ものである。

本発明の合成共重合体ラテックスに使用される脂肪族共
役ジオレフィン系単量体は、適度な弾性を与えると共に
、耐水性と耐ベタツキ性に多大な影響を与える。この単
量体には、例えば、ブタジェンやイソプレン等があり、
３４正量部未満では、十分な弾性が得られず、接着強度
が劣る。一方４５重量部を超えると、耐水性と耐ベタツ
キ性が急激に低下する。

本発明の合成共重合体ラテックスに使用されるエチレン
系不飽和カルボン酸単量体は、ラテックスの機械的安定
性と接着強度に多大な影響を与える。この単量体には、
例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマ
ール酸、イタコン酸及びジカルボン酸の無水物又はモノ
アルキルエステル等がある。１重量部未満では、十分な
機械的安定性及び塗工層の接着強度が得られない。一方
６重量部を超えると、塗工液粘度が上がり過ぎて実用に
は通さない。

本発明の合成共重合体ラテックスに使用されるシアン化
ビニル系単量体は、印刷光沢と耐ベタツキ性に多大な影
響を与える。この単量体には、例えばアクリロニトリル
やメタクリレートリル等があり、２重量部未満では、印
刷光沢と耐ベタツキ性に効果が認められない。一方１３
重量部を超えると、白紙光沢と接着強度が急激に低下す
る。

本発明の合成共重合体ラテックスに使用されるアクリル
アミド及びメタクリルアミドは、耐ベタツキ性を大幅に
向上させる。これらの単量体が１重量部未満では、十分
な耐ベタツキ性は得られない。一方５重量部を超えると
塗工液粘度が上がりすぎて、実用としては不適当である
。

本発明の合成共重合体ラテックスに使用される共重合可
能なモノオレフィン系単量体は、適度な剛性を与えると
共に、接着強度に多大な影響を与える。この単量体には
、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、及びビニル
トルエン等で例示される芳香族単量体、メチルアクリレ
ート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート及
び２−エチルへキシルアクリレート等で例示されるアク
リレート系単量体、メチルメタクリレート、エチルメタ
クリレート及びプロピルメタクリレート等で例示される
メタクリレート系単量体等であり、３１重量部未満では
、剛性が不足し、接着強度が低下する。一方６２重量部
を超えると、ｇｌｌ性が上がりすぎ、やはり接着強度が
低下する。

本発明の合成共重合体ラテックスに使用される脂肪族ジ
オレフィン系単量体に対するシアン化ビニル系単量体の
重量比率は、耐ベタツキ性、白紙光沢及び印刷光沢に多
大な影響を与える。この重量比率が０．０６未満では、
耐ベタツキ性が低下すると共に印刷光沢の効果も認めら
れない。一方０．３を超えると白紙光沢が急激に低下す
る。

本発明のラテンクス粒子径の均一度とは、重量平均粒子
径（ｄｗ）と数平均粒子径（ｄｌ）との比ｄｔｒ　／　
ｄ−＋ｕ≧１）を意味する。この値は１．１以下が望ま
しい。１．１を超えると耐ベタツキ性と耐水性が低下す
る。又、数平均粒子径は、接着強度、耐水性、白紙光沢
及び印刷光沢に多大な影響を与える。０．１　μ未満で
は、塗工層中の合成共重合体ラテックスのマイグレーシ
ョンが大きく白紙光沢が低下する。一方０．２μを超え
ると、接着強度、耐水性及び印刷光沢がかなり低下する
。

本発明の合成共重合体ラテックスフィルムのトルエンに
対する不溶解部分は、本発明の主眼の耐バッキングロー
ル汚れ通性の目安である耐ベタツキ性に多大な影響を与
えると共に、接着強度、印刷光沢及び耐水性にも影響を
与える。このゲル含有量は、例えば、重合温度、使用す
る単量体の種類及び粒子径等に影響されるが、最も影響
されるものは、分子量調整剤である。この分子量調整剤
として、例えば、Ｌ−ドデシルメルカプタン、四塩化炭
素、ブロモホルム及びチオグリコール酸等がある。又、
この分子量調整剤は、１種及び２種以上でも当然使用可
能である。ゲル含有量は７５〜９０％で、好ましくは８
０〜８７％である。７５％未満では、耐ベタツキ性がか
なり低下すると共に印刷光沢と耐水性が劣る。一方９０
％を超えると、接着強度と耐水性とが極端に低下する。

本発明の合成共重合体ラテックスを得るための必須の重
合方法は、シード（種）重合方法である。

この方法には、インターナルシード方式と言って、使用
する単量体混合物の一部を予め重合器に添加し、重合が
ある程度進んだ段階で、残りの単量体混合物を添加する
。又、エクスターナルシード方式と言って、超微粒子径
ラテックスを予め作成し、所定量を重合器に添加した後
、単量体混合物を添加する。何れの場合も重合温度は、
中高温度、即ち、５０〜１００℃が望ましい。又、単量
体混合物の添加方法は、バッチ式及び連続式の何れも使
用できる。

本発明の合成共重合体ラテックスに使用される乳化剤は
、アニオン性のものが一般的である。例えば高級アルコ
ールの硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩及
び脂肪族スルホン酸塩等がある。又、重合開始剤は、例
えば過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム及び過硫酸アン
モニウム等の水溶性開始剤、過酸化ベンゾイル及びアゾ
ビスイソブチロニトリル等の油溶性開始剤及び酸化触媒
と次亜硫酸ナトリウム及びホルムアルデヒドのスルホン
酸塩等の還元剤とを併用する所謂レドックス型触媒等が
ある。更に必要に応じて、キレート剤及び無機塩も当然
使用可能である。

本発明に共用可能な他の接着剤としては、澱粉類、カゼ
イン、アラビアゴム及びポリビニルアルコール等がある
。又、顔料としては、クレー、二酸化チタン、サチン白
及び炭酸カルシウム等がある。更に各種添加剤、例えば
消泡剤、耐水化剤、滑剤及び分散剤等も当然使用可能で
ある。

本発明の合成共重合体ラテックスをシートオフセット印
刷紙被覆用塗工組成物中の接着剤として使用した場合、
顔料１００重量部に対して８〜２５重量部が好ましい。

８重量部未満では、塗工層の接着強度と耐水性が低下す
るばかりが、印刷光沢も著しく低下する。一方２５重量
部を超えるとインク着肉性と白紙光沢が、著しく低下す
る。

〔発明の効果〕

本発明の特異な合成共重合体ラテックスをシートオフセ
ット印刷紙被覆用塗工組成物の接着剤として使用するこ
とにより、極めて優れた接着強度と耐水性を有した塗工
紙を得ると共に、塗工紙製造時の耐バッキングロール汚
れ適性が極めて優れていることが分かる。

〔実施例〕

次に実施例及び比較例を示す。なお、個用の各種物性の
測定方法は、次に示すとおりである。

■合成共重合体ラテックスフィルムのトルエンに対する
不溶解部分（％）：化ポリプロピレンフィルム、上にＮｏ、２６　’ツイヤ
−バーでラテックスを塗工し、２３℃、６５％ＲＨの恒
温恒湿室中で２４時間乾燥する。このラテックスフィル
ムの厚さは約３０μである。

口、天秤で約０．５ｇの上記ラテックスフィルムを正確
に秤量し、３００ｃｃのトルエンに浸し、震盪器（ヤマ
ト往復型）で室温にて約６時間攪拌し、２００メツシユ
の金網で濾過し、金網に残った残留物を乾燥し、秤量す
る。

ハ、不溶解部分は、次式によって求める。

■耐ベタツキ性（耐パツキングロール汚れ適性の目安）
ニガラス板上にＮｏ、２６ワイヤーパーで合成共重合体ラ
テックスを塗工し、１５０℃で６０秒乾燥する。

次に５０℃の恒温室に作成した資料を３０分置く。

一定の指圧により、七に粘着する程度を判定する。

良←−−◎□△□×−ラ劣 ■ラテックスの粒子径：希釈した合成共重合体ラテックスを未処理のまま四酸化
オスミウム（Ｏｓ　０４　）で硬化させ、透過式電子顕
微鏡を用いて写真を撮り、次式によって数平均粒子径、
重量平均粒子径及び均一度を求める。

Σ　ｆｉ　　ｄｉ数平均粒子径（ｄｙＬ）＝ Σ　ｆｉ Σｆｉｄｉ” 重量平均粒子径（ａｙ）””　　　　　　ゴΣ　ｆｉ　
　ｄｔ均一度−ｄｙ／ｄ％　（≧１） ■塗工液の粘度：塗工液粘度をＢＬ型粘度針（６０ｒｐｍ　Ｎｏ、４）で
測定する。

■接着強度ＲＩ−ｎ型印刷機（明製作所製）により、タックＮｏ、
１５の試験用インクを使用し、数回重ね刷りを行う。印
刷面の破壊の程度を肉眼にて判定する。数字が小さい程
良好である。

■耐水性：Ｒ１−ＩＩｎ型印刷機明製作所製）を用いてモルトンロ
ールで塗工紙表面上に給水を行い、その直後にタックＮ
ｏ、　１５の試験用インクで印刷し、印刷面の破壊の程
度を肉眼にて判定する。数字が小さい程良好である。

■白紙光沢：村上式ＧＭ−２６０型光沢度針を使用し、７５°の測定
角で測定する。数字が大きい程良好である。

■印刷光沢：ＲＩ−ＩＩｎ型印刷機明製作所製）を用い、市販のオフ
セット印刷インク（紅）を０．６　ｃｃ使用して１回印
刷する。２４時間恒温室に置き、村上式ＧＭ−２６Ｄ型
光度計を使用して、６０°の測定角で測定する。数字が
大きい程良好である。

■に＆Ｎインク受理性（インク着肉性の目安）所定の方
法で作成された塗工紙にに＆Ｎインクを付ける。２分後
、テラシュベーパで余分なに＆Ｎインクをふき取る。次
式によってに＆Ｎインク受理性を評価する。数字が大き
い程良好である。

ＫＩＮインク受理性（％）実施例Ａ−Ｅ　　比較例１〜１４７１容のオートクレーブに水８０重量部、アルキルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム０．１重量部、フマール酸３
．５重量部及びスチレン−アクリル酸変性シードラテッ
クス（数平均粒子径０．０３μ）１．２重量部を仕込む
。次にブタジェン３８重量部、スチレン４３．５重量部
、メチルメタクリレート８重量部、アクリロニトリル５
重量部、アクリルアミド２重量部及び四塩化炭素８重量
部の混合物と水３０重量部、過硫酸カリウム１．２重量
部、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１　ｍ
Ｌｔ部及び苛性カリ０．３重量部を別々に作成し、８０
℃の重合温度で夫々を別個に６時間追添した。その後２
時間そのままの状態に保った。この合成共重合体ラテッ
クスの重合率は、９８％であった。直ちにス１−リッピ
ングを行い、苛性ソーダでｐＩＩを８．０に合わせ合成
共重合体ラテックスＡを得た。この合成共重合体ラテッ
クスＡの均一度は、１．０１であり、数平均粒子径は、
０．１７μであった。

以下第１表に示す単量体混合物と分子量調整剤を用いて
同様の方法で合成共重合体ラテックスＢ〜Ｅ及び１〜１
４を得た。これらの均一度は、すべて１．０２以下であ
り、数平均粒子径は第１表に示した。

比較例１５〜１６７１容のオートクレーブに水１２０　ｆｆｌｉｔ部、ア
ルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．５重量部、単
量体として、ブタジェン３８重量部、フマール酸３．５
重量部、スチレン４３．５重量部、メチルメタクリレー
ト８Ｍ量部、アクリロニトリル２重量部、アクリルアミ
ド２重量部及び分子量調整剤として、四塩化炭素８重量
部、更にｐＨ１１整剤として苛性カリ０．３重量部、開
始剤として過硫酸カリウム１．３重量部を一括添加し、
８０℃の重合温度で８時間反応させた。重合率は９８％
であった。直ちにストリンピングを行い、苛性ソーダで
ｐＨを８．０に合わせ合成共重合体ラテックス１５を得
た。この合成共重合体ラテックスの均一度は、１．３で
あり、数平均粒子径は、０．１６μであった。又、アル
キルベンゼンスルホン酸ナトリウムの使用量を０．４　
、ｉｌ１部にし、かつ、第１表に示す単量体混合物と分
子量調整剤以外は、比較例１５と全く同じ条件で合成共
重合体ラテックス１６を得た。この合成共重合体ラテッ
クスの重合率は、９７％で、均一度は１，５、更に数平
均粒子径は０．１８μであワた。

以上実施例Ａ−Ｅ及び比較例１〜１６の合成共重合体ラ
テックスを用いて次のような処方で試験片を作成した。

塗工液組成物　　　　　　　　　　重量部カオリン・ク
レー（Ｕ匈−９０）　　　　　　　　　８０重質炭酸カ
ルシウム（ニスカロン＃　１５００）　　２０分散剤（
ＤｉｓｐｅｘＴ−４０）　　　　　　　　　　　　０．
３変性澱粉（玉子エース−Ａ）　　　　　　　　　４合
成共重合体ラテックス　　　　　　　　　１２固形部が
夫々６２重量％になるように塗工液を調整し、市販の上
質紙に片面１３〜１４ｇ／ｒｄになるように、バーにて
塗工し、乾燥機で乾燥したく１５０”ｃｘ３０秒）。次
にスーパーカレンダー処理（５０℃、Ｚｏｏ　Ｋｇ／ｃ
ｍ、２回通し）を行い、各種特性を測定する試験片とし
た。その結果を第２表に示す。

（以下余白）第２表より、比較例１は、低ブタジェン量のもので、接
着強度、耐水性及び印刷光沢が明らかに低下している。

比較例２は、高ブタジェン量のもので、耐水性と耐ベタ
ツキ性が劣る。比較例３は、低カルボン酸量のもので、
接着強度と耐ベタツキ性が劣る。比較例４は、高カルボ
ン酸量のもので、塗工液粘度が高すぎて評価ができなか
った。比較例５は、低メタクリロニトリル量のもので、
接着強度、印刷光沢及び耐ベタツキ性が劣る。比較例６
は、高シアン化ビニル系単量体量のもので、接着強度と
白紙光沢がかなり低下する。比較例７は、低アクリルア
ミド量のもので、耐水性と耐ベタツキ性が劣る。比較例
８は、高アクリルアミド量のもので、塗工液粘度が高く
なりすぎて評価ができない。比較例９は、低不溶解部分
のもので、耐水性と耐ベタツキ性が劣る。比較例１０は
、高不溶解部分のもので、接着強度と耐水性がかなり低
下する。比較例１１は、小粒子径のもので、接着強度と
耐水性が低下するばかりか、白紙光沢がかなり低下する
。比較例１２は、大粒子径のもので、耐水性、印刷光沢
及び耐ベタツキ性が低下する。比較例１３は、低アクリ
ロニトリル／ブタジェンｆｆ１ｆｆｉ比率のもので、’
Ｑ＋水性、印刷光沢及び耐ベタツキ性が劣る。比較例１
４は、高アクリロニトリル／ブタジェン重量比率のもの
で、接着強度、耐水性、印刷光沢及び白紙光沢が劣る。

比較例１５と１６は、粒子径の均一度の値が高い（粒子
径分布が大きい）もので、耐水性と耐ベタツキ性が劣る
。

実施例Ｆ　比較例１７実施例Ａと実施例Ｃの合成共重合体ラテックスを使用し
、上記塗工液中の合成共重合体ラテックスの使用量を第
３表に示す如くに変えた場合の各種特性値について第３
表にその結果を示す。なお試験片の作成方法は上記方法
と全く同じである。

（以下余白）第３表

Claims

【特許請求の範囲】

（１）脂肪族共役ジオレフィン系単量体３４〜４５重量
部、エチレン系不飽和カルボン酸単量体１〜６重量部、
シアン化ビニル系単量体２〜１３重量部、アクリルアミ
ド及び／又はメタクリルアミド単量体１〜５重量部及び
これらと共重合し得る他のモノオレフィン系単量体３１
〜６２重量部、更に脂肪族共役ジオレフィン系単量体に
対するシアン化ビニル系単量体の重量比率が０．０６〜
０．３である単量体混合物を乳化重合させて得られる合
成共重合体ラテックスであって、ラテックス粒子径の均
一度が１．１以下で、数平均粒子径が０．１〜０．２μ
の範囲にあり、かつ、トルエン不溶解部分が７５〜９０
％であることを特徴とする合成共重合体ラテックス。
（２）脂肪族共役ジオレフィン系単量体３４〜４５重量
部、エチレン系不飽和カルボン酸単量体１〜６重量部、
シアン化ビニル系単量体２〜１３重量部、アクリルアミ
ド及び／又はメタクリルアミド単量体１〜５重量部及び
これらと共重合し得る他のモノオレフィン系単量体３１
〜６２重量部、更に脂肪族共役ジオレフィン系単量体に
対するシアン化ビニル系単量体の重量比率が０．０６〜
０．３である単量体混合物を乳化重合させて得られる合
成共重合体ラテックスであって、ラテックス粒子径の均
一度が１．１以下で、数平均粒子径が０．１〜０．２μ
の範囲にあり、かつ、トルエン不溶解部分が７５〜９０
％である合成共重合体ラテックスを主たる接着剤として
含有するシートオフセット印刷紙被覆用組成物。