KR100335641B1 - 고속 인쇄용 도공지에 사용되는 고 접착력 라텍스의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속 인쇄용 도공지에 사용되는 고 접착력 라텍스의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반연속식 반응공정중에 투입되는 단량체 혼합물과 연쇄이동제 및 개시제의 투입속도를 조절하여 최종 생산된 공중합체 라텍스의 겔함량 분포 및 분자량 분포가 적절한 범위내에서 입자내에 포괄적으로 균일한 분포를 갖으며, 특히 내블리스터성 및 접착강도가 균형적으로 상승하므로 고속 인쇄용 도공지에 유용한 라텍스의 제조방법에 관한 것이다. 이렇게 제조된 본 발명의 공중합체 라텍스를 함유하는 종이도공용 조성물을 안료와 함께 종이에 도포한 결과, 도공층의 균일한 피막형성에 의하여 각 공중합체 라텍스의 겔함량 및 분자량에 따라 내블리스터성과 접착강도가 균형적으로 상승하는 효과를 나타내었다.

Description

고속 인쇄용 도공지에 사용되는 고 접착력 라텍스의 제조방법{A process for preparing latex for paper coating}

본 발명은 고속 인쇄용 도공지에 사용되는 고 접착력 라텍스의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반연속식 반응공정중에 투입되는 단량체 혼합물과 연쇄이동제 및 개시제의 투입속도를 조절하여 최종 생산된 공중합체 라텍스의 겔함량 분포 및 분자량 분포가 적절한 범위내에서 입자내에 포괄적으로 균일한 분포를 갖으며, 특히 내블리스터성 및 접착강도가 균형적으로 상승하므로 고속 인쇄용 도공지에 유용한 라텍스의 제조방법에 관한 것이다.

최근 인쇄업계에 있어서 인쇄속도의 고속화와 더불어 웹옵셋타입(web offset type) 인쇄기의 보급이 날로 증대되고 있는 바, 웹옵셋타입의 인쇄방식은 시트옵셋타입(sheet offset type) 인쇄방식과는 달리 인쇄직후 고온고속건조를 실시하게 된다. 이때, 종이에 남아있는 수분의 급격한 증발로 인하여 종이가 부풀어(blister) 오르게 되므로 이의 방지가 필요하다. 따라서, 웹옵셋타입 인쇄용지(이하, "도공지"라 함)에는 내블리스터성(blister resistance)이 요구된다. 또한, 내블리스터성과 함께 우수한 접착강도가 요구되는 바, 내블리스터성과 접착강도는 서로 상반된 관계에 있어 두 특성을 동시에 만족시키기는 매우 어렵다. 실제로 도공지 생산시 어느 정도의 접착력을 만족시키는 도공지는 생산되고 있으나, 생산 공정상 불량이 발생하여 웹형태로 생산되지 못하는 경우 접착력 부족으로 인하여 다시 시트지 형태로 전환 이용되지 못하고 폐기되는 경우가 빈번하다. 따라서 접착력이 보강된 도공지를 생산할 경우 시트지로 전환이 가능하여 생산손율을 줄이고 수익을 증대시킬 수 있다.

종래에도 내블리스터성과 접착강도를 동시에 만족시키기 위한 여러 종류의 제안이 제시되었다.

예를 들어, 일본공개특허 소57-10237호에는 바인더인 라텍스에 첨가되는 연쇄이동제의 양으로써 겔함량을 조절하는 방법이 게시되어 있다. 그러나 겔함량이 높으면 접착강도는 어느 정도 향상될 수 있으나 내블리스터성이 현저히 떨어져 겔함량 조절만으로는 양호한 결과를 얻기 힘들다. 따라서 연쇄이동제 양의 조절만으로는 접착강도와 내블리스터성의 성질을 높은 수준으로 동시에 만족시키기에는 충분하지 못하다.

일본공개특허 평7-173798호에서는 분자량, 겔함량 그리고 입경의 관계로 내블리스터성과 접착강도의 균형을 이룰 수 있다고 게시되어 있으나, 이러한 경우 내블리스터성과 건조접착강도는 어느 정도 향상시킬 수 있으나, 옵셋타입 인쇄방식에서 요구되는 습윤접착강도를 향상시키기에는 불충분하며, 입자내부의 분자량 및 겔함량의 분포의 불균형에서 오는 상업적 기준의 내블리스터성의 향상에는 부정적일수 밖에 없다.

또다른 기술로서, 미국특허 제5,693,732호에서는 관능기로서 아민기나 카르복실산기 등을 갖는 온도감응성 기능성 단량체를 공중합체에 도입하여 내블리스터성을 개선할 수 있다고 하였으나, 그 실효성 및 개선의 정도가 불확실하다할 수 있다.

본 발명의 발명자들의 계속된 연구결과로, 겔함량 및 분자량의 분포가 적절한 범위내에서 균질한 라텍스를 함유하는 종이도공용 조성물을 안료와 함께 종이에 도포하게 되면 도공층의 균일한 피막형성에 의하여 내블리스터성과 접착강도가 균형적 상승하는 효과를 가짐을 알게되었다. 이에 반응의 전 공정에 걸쳐 라텍스의 구성 성분인 단량체 혼합물과 연쇄이동제 및 개시제 각각을 성장하는 입자의 시간에 따른 표면적 증가율(St)에 비례하여 일정하도록 유지하면서 반연속식 반응공정중에 연속적으로 투입하면, 최종 생산된 공중합체 라텍스의 겔함량 분포 및 분자량 분포가 입자내에서 포괄적으로 균일한 분포를 갖는 균질 라텍스의 제조가 가능하며, 이를 통한 도공지의 접착강도와 내블리스터성이 동시에 균형을 이루며 향상되는 결과를 얻음으로써 본 발명을 완성하게 되었다

따라서, 본 발명은 우수한 접착강도와 내블리스터성이 균형을 이루는 특성을 가지는 고속인쇄용 종이 도공지에 사용되는 라텍스 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 지방족 공역디엔계 단량체(a), 에틸렌계 방향족 및 아크릴계 단량체(b), 그리고 상기한 (a) 및 (b) 단량체와 공중합이 가능한 에틸렌계 불포화 산 단량체(c)로 구성된 단량체 혼합물을 연쇄이동제 및 개시제를 포함하는 통상의 첨가제를 사용하여 유화공중합시켜 라텍스를 제조하는 방법에 있어서,

상기 단량체 혼합물과 연쇄이동제는 다음 수학식 1에 의해 투입속도(R₁)에 변화를 주어 투입하고, 상기 개시제는 다음 수학식 2에 의해 투입속도(R₂)에 변화를 주어 투입하며, 직경 30 ∼ 50 nm의 씨앗(seed) 라텍스를 상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 1 ∼ 5 중량부 사용하는 것을 그 특징으로 한다.

R₁= k ×S_t

R₂= m ×0.015 ×R₁

상기 수학식 1 및 2에서 : R₁은 단량체 혼합물과 연쇄이동제의 투입량 증가율을 나타내고; R₂는 개시제 투입량 증가율을 나타내고; S_t는 표면적 증가율을 나타내고; 그리고 k 및 m은 각각 0.5≤k≤2.0, 0.2≤m≤1.5 이다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 것으로 평균 겔함량 40 ∼ 80%, THF 가용분의 중량평균분자량 30,000 ∼ 80,000을 만족시키는 공중합체 라텍스가 함유되어 있는 종이도공용 조성물을 포함한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 공중합체 라텍스 중합시 사용되는 단량체 혼합물, 연쇄이동제 및 개시제의 투입시기 및 투입량을 일정한 범위로 조절하여 내블리스터성과 접착강도를 균형적으로 향상시키는 종이 도공용 라텍스의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 종이 도공용 라텍스의 제조방법에서는 단량체 혼합물과 연쇄이동제를 혼합하여 동시에 투입하며, 단량체 혼합물과 연쇄이동제의 투입속도(R₁)는 상기 수학식 1에 의해 변화시키도록 하고 있다. 즉, 본 발명에서는 단량체 혼합물과 연쇄이동제를 성장하는 라텍스입자의 표면적(St)의 증가에 비례하여 투입하는 바, 상기 수학식 1에 제시된 투입속도를 유지하지 않는 경우 실제반응이 진행되고 있는 라텍스입자 표면적의 증가에 대해 같은 비율의 단량체 공급이 불가능하여 본 발명이 목적으로 하는 균질 라텍스의 제조가 불가능하다. 개시제의 경우는 단량체 혼합물과 연쇄이동제의 투입경로와는 다른 별도의 경로를 통하여 투입하며, 이러한 개시제의 투입속도(R₂)는 상기 수학식 2에 의해 변화시키도록 하고 있다. 또한, 단량체 혼합물과 연쇄이동제의 투입속도(R₁) 및 개시제 투입속도(R₂)의 초기값을 결정하는 초기 표면적은 반응초기에 투입되는 씨앗 라텍스의 평균 입자크기와투입량에 의해 결정되는 바, 본 발명에서는 미리제조된 직경 30 ∼ 50 nm의 씨앗라텍스를 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 1 ∼ 5 중량부 사용하도록 하고 있다.

본 발명에 따른 라텍스 제조에 사용되는 단량체 혼합물, 개시제, 유화제, 연쇄이동제 및 씨앗라텍스에 대하여 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명이 라텍스 제조를 위한 유화중합에 사용하는 단량체 혼합물은 지방족 공역디엔계 단량체(a) 10 ∼ 60 중량%, 에틸렌계 방향족 및 아크릴계 단량체(b) 30 ∼ 89.5 중량%, 그리고 상기한 (a) 및 (b) 단량체와 공중합이 가능한 에틸렌계 불포화 산 단량체(c) 0.5 ∼ 10 중량%로 구성된다.

지방족 공역디엔계 단량체(a)는 1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-부타디엔, 2-클로로-1,3-부타디엔을 포함하며, 이들은 단독 또는 혼합 사용할 수 있다. 지방족 공역디엔계 단량체(a)로서 특히 바람직하기로는 1,3-부타디엔을 사용하는 것이다. 상기한 지방족 공역디엔계 단량체(a)는 전체 단량체중에 10 ∼ 60 중량% 사용되며, 그 사용량이 적으면 내블리스터성은 충분하지만 접착강도를 기대하기 힘들고, 그 사용량이 과다하면 접착강도는 우수하나 내블리스터성과 내수성이 불량해지는 문제가 있다.

에틸렌계 방향족 및 아크릴계 단량체(b)는 스틸렌, 알파메틸 스틸렌, 파라메틸 스틸렌, 비닐 톨루엔 등의 방향족 비닐 단량체; 아크릴산 메틸, 메타크릴산 메틸, 아크릴산 부틸, 메타크릴산 부틸 등의 아크릴 또는 메타크릴산 에스테르류; 아크릴로 니트릴, 메타크릴로 니트릴 등의 시아노화 비닐 단량체를 포함할 수 있다. 바람직하기로는 방향족 비닐 단량체로서는 스틸렌을 사용하고, 아크릴 또는 메타크릴산 에스테르 단량체로서는 메타크릴산 메틸, 아크릴산 부틸을 사용하고, 시아노화 비닐 단량체로서는 아크릴로 니트릴을 사용하는 것이다. 그 밖에도 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸롤 아크릴아미드, N-메틸롤 메타크릴아미드 등의 에틸렌계 불포화 카르본산 아미드 또는 그것의 N-치환 화합물; 아크릴산-2-하이드록시 에틸, 메타크릴산-2-하이드록시 에틸 등의 수산기를 함유한 불포화 단량체류; 메타크릴산 그리시딜 등의 그리시딜기 함유 불포화 단량체; 초산 비닐 등의 비닐 에스테르류 등이 포함될 수 있다. 상기한 바와 같은 에틸렌계 방향족 및 아크릴계 단량체(b)는 전체 단량체중에 30 ∼ 89.5 중량% 포함된다. 만약, 에틸렌계 방향족 및 아크릴계 단량체의 사용량이 적으면 접착강도는 우수하나 내블리스터성이 떨어지고, 너무 과다하면 내블리스터성은 우수하나 접착강도가 떨어진다.

그리고, 상기한 (a) 및 (b) 단량체와 공중합이 가능한 에틸렌계 불포화 산 단량체(c)는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산과 같은 모노 카르본산과 말레인산, 휴마린산, 이타콘산과 같은 디카르본산 또는 이들의 무수물을 포함하며, 이들은 단독 또는 혼합 사용할 수 있다. 공중합이 가능한 에틸렌계 불포화 산 단량체(c)는 전체 단량체중에 0.5 ∼ 10 중량% 바람직하기로는 0.5 ∼ 8 중량% 포함되도록 하는 바, 그 함량이 0.5 중량% 보다 적으면 라텍스의 안정성과 접착강도가 저하되고, 10 중량%를 초과하면 공중합체 라텍스의 점도가 높아 실용상 취급이 어려워 사용이 곤란하다.

한편, 본 발명의 유화공중합 공정에서는 개시제로서는 과황산 칼륨, 과황산 암모니움, 과황산 나트륨 등의 과황산염, 과산화수소수 등의 수용성 개시제 혹은그들과 중아황산 나트륨, 아민류 등의 환원제를 조합하여 레독스계 개시제로서도 사용 가능하다. 그리고, 수용성의 아조계 개시제, 과산화벤조일, 아조비스아이소부티로니트릴 등의 유용성 개시제 등도 사용 가능하다.

또한, 유화공중합을 실시하는데 있어서 생성하는 공중합체 라텍스의 입경조절 또는 공중합체 라텍스의 충분한 유화 안정성을 부여하기 위하여 유화제를 사용하는 바, 유화제로서는 고급 알콜의 황산 에스테르, 알킬벤젠 설폰산염, 지방족 설폰산염, 알킬 디페닐 에테르 설폰산염 등의 음이온 계면활성제, 폴리에틸렌 그리콜의 알킬에스테르형, 알킬 페닐 에테르형, 알킬 에테르형 등의 비이온 계면활성제, 또는 양이온성 계면활성제가 단독 또는 두가지 이상 복합사용될 수 있다.

본 발명의 공중합체 라텍스 제조에 사용되는 연쇄이동제의 예로서는 t-도데실머켑탄, n-도데실머켑탄, n-옥틸머켑탄, 머켑토에타놀, 머켑토프로피온산 및 그것의 에스테르 등의 유황원소 함유 화합물, 테트라에틸 티우람 설파이드 등이 설파이드류, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류, 알파메틸스틸렌 다이머 등의 일반유화공중합반응에서 분자량 조절제로서 사용되는 연쇄이동제를 단독 또는 두종류 이상 복합 사용할 수 있다. 상기한 연쇄이동제는 단량체 혼합물과 혼합하여 상기 수학식 1에 따른 투입속도로 투입하는 바, 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 연쇄이동제는 0.1 ∼ 2 중량부 범위내에서 혼합 사용한다.

또한, 본 발명에 따른 유화공중합에 사용되는 씨앗(seed)입자는 폴리스틸렌을 주성분으로 하는 바, 예컨대 씨앗라텍스는 스티렌 단량체 50 ∼ 100 중량%, 부타디엔 단량체 0 ∼ 50 중량%, 아크릴산 단량체 0 ∼ 5 중량%를 사용하여 통상의방법으로 제조하여 사용한다.

상기한 바와 같은 유화공중합 과정에 의해 얻어진 라텍스를 바인더 성분으로하여 종이 도공용 조성물을 얻게 되는 바, 종이 도공용 조성물에는 안료로서 카오린 크레이, 탄산칼슘, 세틴 화이트, 산화티탄, 수산화알미늄, 황산바륨 등의 무기안료, 폴리 스틸렌, 스틸렌-부타디엔고무(SBR) 및 페놀수지 등의 유기안료가 단독 또는 두종류 이상을 조합 사용할 수 있다. 그 밖에도 필요에 따라 통상적으로 적용되고 있는 분산제, 내수화제, 점도 조절제, 소포제, 보수제, 염료, 형광염료, 윤활제, pH 조절제, 계면활성제, 부패 방지제 등의 첨가제의 사용도 가능하다.

또한, 본 발명의 라텍스를 바인더 성분으로 하여 종이 도공할 때, 안료(고형분)에 대하여 통상 5 ∼ 30 중량부(고형분) 범위로 사용한다. 또한, 바인더 성분으로서, 본 발명의 라텍스 이외에도 필요에 따라 전분, 카제인, 폴리비닐알콜 따위의 수용성 폴리머, 폴리초산비닐, 아크릴산 에스테르 공중합체 등의 라텍스를 병용하여 사용할 수 있다. 본 발명의 공중합체 라텍스는 안료(고형분)에 대하여 통상 5 ∼ 30 중량부(고형분) 범위에서 사용된다.

이와 같은 본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 공중합체 라텍스의 제조

교반기가 부착된 5ℓ 오토크레이브에는 다음에서 투입되는 단량체 혼합물 100 중량부를 기준으로 물 100 중량부, 과황산 칼륨 1.5 중량부, 말레인산 1 중량부, 라우릴산 나트륨 0.2 중량부와 폴리스틸렌 주성분의 씨앗(seed : 평균입경 약 30 ㎚)라텍스 1.5 중량부를 투입하였다. 충분히 교반하여 혼합한 후, 질소를 이용 반응기내 산소를 제거하였다. 반응기내 온도를 75℃로 승온시킨 후, 다음 표 1에 제시한 비율에 따라 단량체 혼합물과 연쇄이동제를 반응기내에 12시간동안 연속 투입하여 공중합체 라텍스를 제조하였다. 이때, 단량체 혼합물의 투입속도는 수학식 1(R₁= k ×S_t)에 의하여 k=1로 하여 초기 씨앗입자의 총표면적에 대하여 10분당 1.0 중량부씩 투입하고 30분 간격으로 입자의 총표면적을 측정하여 표면적증가율에 해당하는 만큼 단량체 혼합물의 투입량을 증가시켰다. 개시제는 과황산칼륨 0.7 중량부를 수용액 형태로 조제한 후에 수학식 2(R₂= m ×0.015 ×R₁)에 의하여 m=0.5로 하여 투입량을 산정하였다.

첨가종료 후, 적절한 숙성반응을 통하여 잔류 단량체의 함량이 5000 ppm 이하가 되면 반응을 종료하였고, 수산화 나트륨을 이용하여 pH를 8.0으로 조절한 후, 스팀스트리핑 공정을 통하여 미반응 단량체 및 휘발성 잔류 유기물을 제거하고 고형분 농도를 50%로 농축함으로써 공중합체 라텍스를 얻었다.

실시예 2 ∼ 5 및 비교예 1 ∼ 3 : 공중합체 라텍스의 제조

상기 실시예 1에 의해 공중합체 라텍스를 제조하되, 다만 다음 표 1에 나타낸 바와 같이 단량체 혼합물과 연쇄이동제 및 개시제의 투입속도 등을 달리하였다.

실험예 1 : 공중합체 라텍스 특성 분석

상기 실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조한 공중합체 라텍스에 대해서는 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하였다.

또한, 상기 공중합체 라텍스 제조를 위한 유화공중합 반응이 진행되는 중간에 각각 입경이 70 ∼ 90 ㎚(시료 1), 100 ∼ 120 ㎚(시료 2), 130 ∼ 150 ㎚(시료 3), 160 ∼ 180 ㎚(최종)(시료 4)이 되었을때 적당량의 시료를 채취하여 다음 분석을 실시하였다.

(1) 공중합체 라텍스의 겔함량

폴리프로필렌 판위에 공중합체 라텍스를 0.1 ∼ 0.5 ㎜ 두께로 바르고, 25℃에서 1일동안 정치건조한 후 80℃ 열풍순환건조기 중에서 1시간 건조하여 피막을 형성시켰다. 소숫점이하 네자리까지 측정할 수 있는 정밀저울을 이용하여 약 1 g 을 달고(W1), 이를 톨루엔(100 ㎖)에 넣고 용액중에서 1 일간 침적시킨 후, 이미 중량을 알고 있는 300 메쉬(mesh) 금망(W2)을 통과시키고 금망에 잔류하는 잔류물의 무게(W3)를 측정하였다. 그 후, 150℃ 열풍순환건조기에서 1시간 동안 건조한 후 금망과 함께 무게를 측정하였다(W4). 그리고, 다음 수학식 3에 의하여 공중합체 라텍스의 겔함량을 계산하였다.

(2) 중량평균분자량(Mw)의 측정:

폴리프로필렌 판위에 공중합체 라텍스를 0.1 ∼ 0.5 ㎜ 두께로 바르고, 25℃에서 1일동안 정치건조한 후 80℃ 열풍순환건조기 중에서 1시간 건조하여 피막을 형성시켰다. 소숫점이하 네자리까지 측정할 수 있는 정밀저울을 이용하여 약 1 g 을 달고, THF(50 ㎖)에 넣고 용액중에서 2일동안 침적시킨 후, 용기로부터 THF용액을 채취하여 0.45 ㎛ 필터를 통과시키고 이 통과된 여액을 겔투과크로마토그라피를 이용하여 중량평균분자량을 측정하였다. 측정결과는 중량평균분자량 19000, 50000 및 100000 짜리 폴리스틸렌 표준 샘플의 검량선을 활용 환산하였다.

이상의 방법을 이용하여 측정된 공중합체 라텍스의 입자성장에 따른 겔함량 및 THF가용분의 중량평균 분자량 분석치는 다음 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에 의하면, 본 발명에 따른 실시예 1 ∼ 5의 공중합체 라텍스는 시료 1, 2, 3, 4를 통하여 알 수 있듯이 입자의 성장에 따른 각 단계에서의 겔함량 및 중량평균 분자량의 변화가 미미하다. 이에 반하여, 비교예 1 내지 3의 경우 입자의 성장에 따른 각 단계에서의 겔함량 및 중량평균 분자량의 차이가 크게 나타남을 알 수 있다. 즉, 단량체 혼합물, 연쇄이동제, 개시제의 투입비가 고정된 경우는 본 발명이 목적으로 하는 균질 라텍스의 제조가 불가능함을 알 수 있다.

실험예 2 : 종이도공지의 평가시험

상기 실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조한 공중합체 라텍스 13 중량부(고형분 50%), No-1 카오린 크레이 70 중량부, 탄산칼슘 30 중량부, 분산제 0.3 중량부, 가성소다 0.1 중량부 및 산화전분 1 중량부를 혼합하고, 고형분의 함량이 65 중량% 되도록 배합하여 종이도공용 조성물을 제조하였다. 그리고, 각 종이도공용 조성물을 백상지에 도공함에 있어 도공량이 건조중량을 기준으로 편면 15 g/㎡씩 양면에 30 g/㎡을 도피하고, 즉시 120℃에서 20초동안 열풍건조하여 도공지를 얻었다.

제조한 각각의 도공지에 대해서는 다음의 방법에 따라 평가시험을 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 2에 나타내었다.

a) 건조 접착강도:

도공지를 60℃, 선압 100 kg/cm의 조건으로 수퍼카렌다 처리를 2회 행한 후, RI 테스터를 이용하여 텍(tack) No. 14 인 잉크로 여러회 인쇄를 하고 인쇄면의 피킹(picking)을 눈으로 관찰하였다. 평가는 5점 상대평가를 하고, 수치가 높을 수록 접착강도가 높다.

b) 습윤 접착강도:

도공지를 60℃, 선압 100 kg/cm의 조건으로 수퍼카렌다 처리를 2회 행한 후, RI 테스터를 이용하여 미리 물로 적신 모튼롤로 도공지 표면을 습윤시킨 후, 텍 No. 16인 잉크로 1회 인쇄를 하고 인쇄면의 피킹(picking)을 눈으로 관찰하였다. 평가는 5점 상대평가를 하고, 수치가 높을 수록 접착강도가 높다.

c) 잉크 착육성:

습윤 접착강도 실험법과 동일한 방법으로 실시하나 습윤 접착강도 실험에서 사용한 잉크보다 텍 No.가 낮은(ink tack No.10) 것을 사용하였다. 이때 픽킹이 일어나지 않도록 주의하여 인쇄하며, 잉크의 전이상태를 육안으로 관찰하였다. 평가는 5점 상대평가를 하고, 수치가 높을 수록 접착강도가 높다.

d) 백지광택:

주사식 광척도계를 이용하고, 입사각 75°, 반사각 75°에서 측정하였다.

e) 블리스터(Blister) 적성:

온도조절이 가능한 오일 베스(bath)에 수퍼카렌더된 도공지를 넣고 블리스터가 발생되는 온도를 관찰하였다.

상기 표 2에 따르면, 본 발명에 따른 실시예 1 ∼ 5의 공중합체 라텍스를 이용하여 제조한 도공지는 모든 물성이 균형을 이루면서 우수하게 나타났다. 이에 반하여, 비교예 1 내지 3의 공중합체 라텍스를 이용하여 제조한 도공지는 모든물성에 있어서 전반적으로 열세임을 알 수 있으며, 특히 접착강도와 블리스터 온도에서의 물성저하가 두드러지게 발생하였다.

이상의 실험결과를 토대로 한다면, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 공중합체 라텍스를 이용한 도공지는 접착강도와 내블리스터성이 우수하고, 잉크 착육성이 현저히 향상되면서 전체적인 물성균형을 이루는 효과를 가진다. 또한 특별히 우수한 접착강도로 인하여 웹용 인쇄용지로 생산되었으나 제지 생산공정상 지절 등의 이유로 폐기되어야만 하는 제품에 대해서 이를 재단하여 시트지 형태로 전환하여 이용이 가능하므로, 생산비용을 절감하고 손율을 감소시킬 수 있는 또다른 효과를 가진다.

Claims (2)

1. 지방족 공역디엔계 단량체(a), 에틸렌계 방향족 및 아크릴계 단량체(b), 그리고 상기한 (a) 및 (b) 단량체와 공중합이 가능한 에틸렌계 불포화 산 단량체(c)로 구성된 단량체 혼합물을 연쇄이동제 및 개시제를 포함하는 통상의 첨가제를 사용하여 유화공중합시켜 라텍스를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 단량체 혼합물과 연쇄이동제는 다음 수학식 1에 의해 투입속도(R₁)에 변화를 주어 투입하고, 상기 개시제는 다음 수학식 2에 의해 투입속도(R₂)에 변화를 주어 투입하며, 직경 30 ∼ 50 nm의 씨앗 라텍스를 상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 1 ∼ 5 중량부 사용하는 것을 특징으로 하는 고속 인쇄용 도공지에 사용되는 고 접착력 라텍스의 제조방법.

   수학식 1

   R₁= k ×S_t

   수학식 2

   R₂= m ×0.015 ×R₁

   상기 수학식 1 및 2에서 : R₁은 단량체 혼합물과 연쇄이동제의 투입량 증가율을 나타내고; R₂는 개시제 투입량 증가율을 나타내고; S_t는 표면적 증가율을 나타내고; 그리고 k 및 m은 각각 0.5≤k≤2.0, 0.2≤m≤1.5 이다.
2. 상기 제 1 항의 제조방법에 의해 제조되어진 것으로 평균 겔함량이 40 ∼ 80% 이고, THF 사용분의 중량평균 분자량이 30,000 ∼ 80,000인 공중합체 라텍스가 바인더 성분으로서 함유되어 있는 것임을 특징으로 하는 고속 인쇄용 도공지 조성물.