KR100835497B1

KR100835497B1 - 인쇄잉크의 침투속도를 조절하는 종이 코팅용 라텍스

Info

Publication number: KR100835497B1
Application number: KR1020050102267A
Authority: KR
Inventors: 양승훈; 최호열; 정지상; 한정수; 한장선
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2008-06-09
Also published as: KR20070045699A

Abstract

본 발명은 종이 코팅용 라텍스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스 및 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스의 혼합으로 제조된 시드에 상기 시드와 공중합 가능한 단량체 혼합물로 이루어진 쉘을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 종이 코팅용 라텍스에 관한 것으로, 인쇄잉크의 코팅지 침투 속도를 조절하여 인쇄면의 잉크광택 및 잉크건조속도를 동시에 극대화시키고, 접착력 및 백지광택이 우수하여 코팅지의 품질 및 생산성을 향상시키는 효과가 있는 종이 코팅용 라텍스에 관한 것이다.

종이, 코팅, 접착력, 인쇄광택, 잉크건조속도, 라텍스

Description

인쇄잉크의 침투속도를 조절하는 종이 코팅용 라텍스{LATEX FOR COATING PAPER TO CONTROL PENETRATION OF PRINTING INK}

본 발명은 종이 코팅용 라텍스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄잉크의 코팅지 침투 속도를 조절하여 인쇄면의 잉크광택 및 잉크건조속도를 동시에 극대화시키고, 접착력 및 백지광택이 우수하여 코팅지의 품질 및 생산성을 향상시키는 효과가 있는 종이 코팅용 라텍스에 관한 것이다.

일반적으로 코팅지는 클레이, 탄산칼슘, 알루미늄 히드록사이드, 산화티타늄 등의 무기안료를 종이 위에 코팅하여 제조하게 되는데, 이때 카세인, 전분 등의 천연 바인더와 스티렌 부타디엔계 라텍스, 폴리비닐 알코올, 아크릴계 라텍스 등의 인조 바인더가 접착제로서 사용되고 있으며, 이외에도 분산제나 증점제, 내수화제 등 각종 첨가제가 함께 사용된다. 이 중에서 바인더가 인쇄지의 품질에 미치는 영향은 매우 크다.

코팅지의 접착제 역할을 하는 종이 코팅용 라텍스의 중요한 인쇄적성으로는 접착력, 광택 및 잉크건조속도를 들 수 있다.

접착력은 최근 오프셋(offset) 인쇄가 고속화됨에 따라 강한 접착력이 요구 되어지며, 인쇄 시 안료 코팅지 표면에 대한 강한 기계적인 힘에 대항해서 안료의 탈락 및 코팅층으로부터의 박리가 일어나지 않도록 하기 위한 것으로 깨끗한 인쇄외관을 유지하기 위하여 매우 중요한 물성이다.

광택은 인쇄지의 상품성을 높이고 고급화를 추구할 수 있는 중요한 물성이다. 이러한 광택은 코팅지의 백지광택과 인쇄 후의 인쇄광택으로 나눌 수 있는데, 이 두 가지 모두 높을수록 미려한 외관을 나타낸다. 백지광택을 높이기 위해서는 라텍스의 유리전이온도 및 입경 등을 조절하거나 코팅액 중 라텍스의 함유량을 낮추는 등의 방법이 사용될 수 있으나, 이 경우 접착력이 낮아지는 단점이 있다. 인쇄광택을 높이기 위해서는 종이 코팅용 라텍스의 내화학성을 높여 인쇄한 후 인쇄면이 안정적으로 배열할 때까지 표면에서 오랜 시간의 체류시간이 필요하다.

잉크건조속도 또한 코팅액의 중요한 성질로써 이는 인쇄속도 및 인쇄외관에 영향을 주게된다. 다색인쇄의 경우, 일반적으로 검정, 파랑, 빨강, 노랑 등 4가지 색에 의한 중복인쇄를 거치게 되는데, 인쇄속도가 빨라질수록 다음 색 인쇄까지의 시간 간격이 짧아지게 되므로 보다 빠른 잉크건조속도가 요구된다. 잉크가 충분히 건조되지 않고 다음 단계로 넘어가게 되면, 인쇄모틀이나 뒷묻음 현상이 나타날 수 있다. 이러한 잉크건조속도는 종이 코팅용 라텍스가 인쇄잉크의 침투를 방해하게 되면 느려지므로 종이 코팅용 라텍스가 내화학성이 낮은 물질로 제조되면 유리하다. 그러나 잉크건조속도가 너무 빠르면 인쇄공정 시 유리하나 내화학성이 낮아 인쇄광택이 저하되는 문제가 야기된다.

상술한 바와 같이 인쇄광택은 인쇄외관과 밀접한 관련이 있고, 잉크건조속도 는 인쇄속도 및 인쇄모틀에 영향을 미치므로, 인쇄광택과 잉크건조속도는 반비례하는 물성으로 이들을 동시에 향상시키는 것은 매우 어렵다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 접착력 및 백지광택의 물성을 유지하며, 인쇄잉크의 코팅지 침투 속도를 조절하여 인쇄면의 잉크광택 및 잉크건조속도를 동시에 향상시켜, 코팅지의 품질 및 생산성을 향상시키는 효과가 있는 종이 코팅용 라텍스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 종이 코팅용 라텍스를 포함하는 종이 코팅액을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기의 종이 코팅액을 도포하여 제조한 코팅지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

스티렌 부타디엔계 시드 라텍스 및 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스의 혼합으로 제조된 시드 및

상기 시드와 공중합 가능한 단량체 혼합물로 이루어진 쉘

을 포함하여 이루어지는 종이 코팅용 라텍스를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 종이 코팅용 라텍스를 포함하는 종이 코팅액 및 상기 종이 코팅액을 도포하여 제조한 코팅지를 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 종이 코팅용 라텍스가 인쇄잉크의 코팅지 침투속도를 조절하여 우수한 인쇄광택 및 잉크건조속도를 발현할 수 있도록 잉크건조속도와 백지광택이 우수한 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스와 인쇄잉크의 코팅지 침투를 방해하여 인쇄광택을 향상시키는 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스의 혼합으로 제조된 시드에 상기 시드와 공중합 가능한 단량체를 쉘로 피복시켜 제조한 종이 코팅용 라텍스를 제공함에 그 특징이 있다.

본 발명의 시드는 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스 및 부타디엔계 비닐 시안계 시드 라텍스를 혼합하여 제조한 것이다.

상기 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스는 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스의 제조에 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 부타디엔 단량체 0.1 내지 60 중량%, 스티렌 단량체 39.6 내지 99.6 중량%, 에틸렌성 불포화산계 단량체 0.1 내지 10 중량%, 비닐 시안계 단량체 0.1 내지 10 중량% 및 상기 단량체들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0.1 내지 10 중량%로 이루어지는 단량체 혼합물을 중합하여 제조할 수 있다.

상기 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스는 부타디엔계 비닐 시안계 시드 라텍스의 제조에 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 부타디엔 단량체 0.1 내지 60 중량%, 비닐 시안계 단량체 39.6 내지 99.6 중량%, 에틸렌성 불포화산계 단량체 0.1 내지 10 중량%, 스티렌 단량체 0.1 내지 10 중량% 및 상기 단량체들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0.1 내지 10 중량%로 이루어지는 단량체 혼합물을 중합하여 제조할 수 있다.

상기 시드는 상기 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스 0.1 내지 99.9 중량% 및 상기 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스 0.1 내지 99.9 중량%로 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다. 상기 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스는 내화학성이 저하되어 잉크건조속도가 빠르고 경도가 강해 백지광택이 우수한 반면, 잉크광택 및 접착력이 저하되는 문제점이 있으며, 상기 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스는 내화학성이 우수하여 인쇄잉크의 코팅지 침투를 방해하여 인쇄광택과 접착력이 우수한 반면, 잉크건조속도가 느려지는 문제점이 있다. 그러므로, 상기 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스 및 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스를 상기의 비율로 혼합하여 제조한 시드를 사용하여 인쇄면의 광택과 잉크건조속도를 동시에 향상시킬 수 있다.

본 발명의 종이 코팅용 라텍스는 상기 시드에 상기 시드와 공중합 가능한 단량체 혼합물로 이루어지는 쉘을 피복시켜 제조한 라텍스이다.

상기 쉘은 상기 시드의 존재 하에 쉘의 제조에 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 시드와 공중합 가능한 단량체로 부타디엔 단량체 0.1 내지 60 중량%, 스티렌 단량체 39.6 내지 99.6 중량%, 에틸렌성 불포화산계 단량체 0.1 내지 20 중량%, 비닐 시안계 단량체 0.1 내지 10 중량% 및 상기 단량체들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0.1 내지 30 중량%로 이루어지는 단량체 혼합물을 중합하여 제조할 수 있다.

상기 쉘의 제조에 사용되는 상기 시드는 총 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 50 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 최종 종이 코팅용 라텍스의 입경 조절이 어렵고, 50 중량부를 초과하는 경우에는 반응속도 및 반응안정성이 저하되는 문제점이 있다.

상기 쉘은 시드에 상기 단량체 혼합물을 나누어 피복시켜 1 내지 4겹으로 제조할 수 있다.

상기 부타디엔 단량체는 중합된 라텍스에 유연성을 부여하는 역할을 하는 것으로, 통상의 스티렌 부타디엔계 라텍스를 제조하기 위하여 사용하는 상용화된 부타디엔계 단량체는 모두 사용가능하며, 당업자가 이를 용이하게 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다.

상기 스티렌 단량체는 중합된 라텍스에 적당한 경도를 부여하는 역할을 하는 것으로, 통상의 스티렌 부타디엔계 라텍스를 제조하기 위하여 사용하는 상용화된 스티렌계 단량체는 모두 사용가능하며, 당업자가 이를 용이하게 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다.

상기 에틸렌성 불포화산계 단량체는 중합된 라텍스의 접착력을 향상시키고, 라텍스 입자의 안정성을 개선시키는 역할을 하는 것으로, 메타크릴산, 아크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레인산 등과 같은 불포화 카르복실산 또는 이타콘산 모노에틸 에스테르, 푸마르산 모노부틸 에스테르, 말레산 모노부틸 에스테르 등과 같은 적어도 1개의 카르복실기를 갖는 불포화 폴리카르복실산 알킬 에스테르 등을 사용할 수 있다.

상기 비닐 시안계 단량체는 다른 단량체에 비해 내화학성이 우수하여 인쇄광택을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 스티렌-부타디엔계 라텍스의 제조에 사용할 수 있는 상용화된 비닐 시안계 단량체는 모두 사용가능하며, 당업자가 이를 용이하게 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로, 특히 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴 등이 바람직하다.

상기 부타디엔 단량체, 스티렌 단량체, 에틸렌성 불포화산계 단량체 및 비닐 시안계 단량체와 공중합 가능한 비닐계 단량체는 중합된 라텍스에 적당한 경도를 부여하고 필름 형성력을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트 등과 같은 불포화 카르복실산 알킬 에스테르, β-히드록시에틸 아크릴레이트, β-히드록시프로필 아크릴레이트, β-히드록시에틸 메타크릴레이트 등과 같은 불포화카르복실산 히드록시알킬 에스테르 또는 α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, p-메틸스티렌 등과 같은 방향족 비닐 단량체 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스, 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스 및 종이 코팅용 라텍스는 분자량, 겔 함량 및 겔 구조를 조절하기 위하여 연쇄 이동체를 더 첨가시켜 제조할 수 있다.

상기 연쇄 이동체로는 n-도데실 메르캅탄, t-도데실 메르캅탄 등과 같이 한 분자 내에 한 개의 티올을 갖는 알킬 메르캅탄 또는 1,5-펜탄다이티올, 1,6-헥산다이티올, 2-에틸헥실-3-메르캅토프로피오네이트, 부틸 3-메르캅토프로피오네이트, 도데실 3-메르캅토프로피오네이트, 에틸 2-메르캅토프로피오네이트, 에틸 3-메르캅 토프로피오네이트, 메틸 3-메르캅토프로피오테이트, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 2-에틸헥실 메르캅토아세테이트, 에틸 2-메르캅토아세테이트, 2-하이드록시메틸-2-메틸-1,3-프로판디올, 펜타에리트리톨 테트라키스(2-메르캅토아세테이트) 등과 같이 한 분자 내에 두개 이상의 티올을 갖는 다관능성 연쇄 이동체 등을 사용할 수 있다.

상기 연쇄 이동체는 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5.0 중량부로 첨가되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3.0중량부이다. 상기 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 종이 코팅용 라텍스로는 적합하지 않은 분자량, 겔 함량 및 겔 구조를 갖게 되며, 5.0 중량부를 초과하는 경우에는 반응 속도 및 반응안정성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스, 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스 및 종이 코팅용 라텍스는 중합을 위하여 통상적으로 사용되는 중합 개시제, 유화제, 전해질 등의 첨가제를 사용하여 제조할 수 있으며, 상기 첨가제들은 당업자가 이를 용이하게 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이다.

상기 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스, 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스 및 종이 코팅용 라텍스를 제조하기 위한 중합방법은 특별히 제한되지 않으며, 유화중합이 바람직하다.

상기 제조된 종이 코팅용 라텍스는 겔 함량이 20 내지 99 %인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 50 내지 95 %인 것이다.

상기 종이 코팅용 라텍스는 유리전이온도가 -20 내지 40 ℃인 것이 바람직하 며, 보다 바람직하게는 -5 내지 25 ℃인 것이다.

상기 종이 코팅용 라텍스는 평균 입경이 80 내지 300 nm인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 100 내지 200 nm인 것이다. 상기 입경이 80 nm 미만인 경우에는 저전단 유동성이 높아지고 백지광택 및 잉크건조속도가 저하되고, 200 nm를 초과하는 경우에는 고전단 유동성이 높아지고 인쇄광택 및 접착력이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 종이 코팅액은 상기 종이 코팅용 라텍스를 포함하여 이루어지는 종이 코팅액이다.

상기 종이 코팅액은 무기안료, 증점제, 윤활제, 내수화제 또는 형광제 등과 같은 각종 첨가제를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 코팅지는 상기 종이 코팅액을 도포하여 제조한 코팅지이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예 에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

<종이 코팅용 라텍스 제조>

제 1단계 : 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스 제조

교반기, 온도계, 냉각기, 질소가스의 인입구 및 단량체, 유화제, 중합 개시제를 연속적으로 투입할 수 있도록 장치된 10 L 고압 반응기를 질소로 치환한 후, 부타디엔 27 중량%, 스티렌 55 중량%, 메틸메타크릴레이트 9 중량%, 아크릴로니트릴 7 중량%, 이타콘산 2 중량%의 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 알킬 벤젠 술폰산 나트륨 7 중량부, t-도데실메르캅탄 0.16 중량부, 나트륨바이카보네이트 0.35 중량부 및 이온교환수 420 중량부를 투입하고 60 ℃까지 승온하였다.

승온한 후 중합 개시제인 칼륨퍼설페이트 0.5 중량부를 넣고 300 분 동안 교반하여 중합한 후 시드 라텍스를 제조하였다. 제조된 시드 라텍스의 평균 입자경은 50 ㎚, 전환율은 95 중량%, 겔 함량은 70 중량%였다.

제 2단계 : 부타디엔계 비닐 시안계 시드 라텍스 제조

교반기, 온도계, 냉각기, 질소가스의 인입구 및 단량체, 유화제, 중합 개시제를 연속적으로 투입할 수 있도록 장치된 10 L 고압 반응기를 질소로 치환한 후, 부타디엔 27 중량%, 아크릴로니트릴 55 중량%, 메틸메타크릴레이트 9 중량%, 스티렌 7 중량%, 이타콘산 2 중량%의 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 알킬 벤젠 술폰산 나트륨 7 중량부, t-도데실메르캅탄 0.16 중량부, 나트륨바이카보네이트 0.35 중량부 및 이온교환수 420 중량부을 투입하고 60 ℃까지 승온하였다.

승온한 후 중합개시제인 칼륨퍼설페이트 0.5 중량부를 넣고 300 분 동안 교반하여 중합한 후 시드를 제조하였다. 제조된 시드 라텍스의 평균 입자경은 50 ㎚, 전환율은 95 중량%, 겔 함량은 90 중량%였다.

제 3단계 : 시드 제조

상기 제 1단계에서 제조된 시드 라텍스 50 중량%와 제 2단계에서 제조된 시드 라텍스 50 중량%를 혼합 저장조에서 혼합하여 제조하였다.

제 4단계 : 종이 코팅용 라텍스 제조

상기 제 3단계에서 제조된 시드에 첫번째 쉘을 피복하기 위하여, 반응기에 시드 6 중량부를 투입하고 80 ℃까지 승온한 후, 부타디엔 30 중량%, 스티렌 60 중량%, 메틸메타크릴레이트 2 중량%, 아크릴로니트릴 1 중량%, 이타콘산 7 중량%의 단량체 혼합물 50 중량부에 대하여 알킬 벤젠 술폰산 나트륨 0.5 중량부, t-도데실메르캅탄 0.7 중량부, 나트륨바이카보네이트 0.2 중량부, 이온교환수 30 중량부 및 칼륨퍼설페이트 1 중량부를 140 분 동안 연속 투입하면서 중합하였다. 투입 완료 후 10 분 동안 추가 교반하여 중합한 후 첫번째 쉘을 피복한 라텍스를 제조하였다. 제조된 라텍스의 전환율은 90 중량%였다.

상기 제조된 라텍스에 두번째 쉘을 피복하기 위하여, 제조된 라텍스가 채워져 있는 반응기의 온도를 80 ℃로 설정한 후, 부타디엔 50 중량%, 스티렌 46 중량%, 메틸메타크릴레이트 2 중량%, 아크릴로니트릴 1 중량%, 이타콘산 1 중량%의 단량체 혼합물 50 중량부에 대하여 알킬 벤젠 술폰산 나트륨 0.5 중량부, t-도데실메르캅탄 1.0 중량부, 나트륨바이카보네이트 0.2 중량부, 이온교환수 30 중량부 및 칼륨퍼설페이트 1 중량부를 140 분 동안 연속 투입하면서 중합하였다. 투입 완료 후 140 분 동안 추가 교반하여 중합한 후 두번째 쉘을 피복한 라텍스를 제조하였다. 제조된 라텍스의 전환율은 98 중량%, 평균입자경은 130 ㎚, 겔 함량은 78 중량%였다.

<종이 코팅액 제조>

상기 제조된 종이 코팅용 라텍스 10 중량부, 1급 클레이 30 중량부, 탄산칼 슘 70 중량부 및 산화전분 2 중량부의 혼합물에 코팅액 고형분 함량이 68 중량%가 되도록 증류수를 첨가하여 종이 코팅액을 제조하였다.

<코팅지 제조>

상기 종이 코팅액을 하기 조건으로 원지에 도포하여 코팅지를 제조하였다.

코팅: 로드 수동 코팅(Rod Coating, No 5)

건조: 오븐, 105 ℃, 30 초

칼렌다: 슈퍼칼렌다, 60 ℃, 65 kg/cm, 4 m/min, 2회 통과

원지: 시판원지(평량 70 gsm)

실시예 2 내지 9

상기 실시예 1의 종이 코팅액 제조의 제 3단계에서 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스 및 부타딩엔 비닐 시안계 시드 라텍스의 혼합 비율을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 다르게 하여 제조한 시드를 제조하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

구분		제조된 시드 라텍스의 혼합 함량 (중량%)
구분		스티렌 부타디엔계 시드	부타디엔계 비닐 시안계 시드
실시예	1	50	50
	2	10	90
	3	20	80
	4	30	70
	5	40	60
	6	60	40
	7	70	30
	8	80	20
	9	90	10

실시예 10

상기 실시예 1의 종이 코팅액 제조의 제 2단계에서 아크릴로니트릴이 아닌 메타크릴로니트릴을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

실시예 11

상기 실시예 1의 종이 코팅액 제조의 제 4단계에서 피복된 쉘의 개수를 2개 더 추가하여 4겹의 쉘로 피복하여 제조하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

상기 실시예 1의 제 3단계에서 제조된 시드에 첫번째 쉘을 피복하기 위하여, 반응기에 시드 6 중량부를 투입하고 80 ℃까지 승온한 후, 부타디엔 30 중량%, 스티렌 60 중량%, 메틸메타크릴레이트 2 중량%, 아크릴로니트릴 1 중량%, 이타콘산 7 중량%의 단량체 혼합물 30 중량부에 대하여 알킬 벤젠 술폰산 나트륨 0.3 중량부, t-도데실메르캅탄 0.3 중량부, 나트륨바이카보네이트 0.1 중량부, 이온교환수 20 중량부 및 칼륨퍼설페이트 0.6 중량부를 90 분 동안 연속 투입하면서 중합하였다. 투입 완료 후 10 분 동안 추가 교반하여 중합한 후 첫번째 쉘을 피복한 라텍스를 제조하였다. 제조된 라텍스의 전환율은 82 중량%였다.

상기 제조된 라텍스에 두번째 쉘을 피복하기 위하여, 제조된 라텍스가 채워져 있는 반응기의 온도를 80 ℃로 설정한 후, 부타디엔 50 중량%, 스티렌 46 중량%, 메틸메타크릴레이트 2 중량%, 아크릴로니트릴 1 중량%, 이타콘산 1 중량%의 단량체 혼합물 30 중량부에 대하여 알킬 벤젠 술폰산 나트륨 0.3 중량부, t-도데실메르캅탄 0.7 중량부, 나트륨바이카보네이트 0.1 중량부, 이온교환수 20 중량부 및 칼륨퍼설페이트 0.6 중량부를 70 분 동안 연속 투입하면서 중합하였다. 투입 완료 후 10 분 동안 추가 교반하여 중합한 후 두번째 쉘을 피복한 라텍스를 제조하였다. 제조된 라텍스의 전환율은 85 중량%였다..

상기 제조된 라텍스에 세번째 쉘을 피복하기 위하여, 제조된 라텍스가 채워져 있는 반응기의 온도를 80 ℃로 설정한 후, 부타디엔 40 중량%, 스티렌 54 중량%, 메틸메타크릴레이트 2 중량%, 아크릴로니트릴 1 중량%, 이타콘산 3 중량%의 단량체 혼합물 20 중량부에 대하여 알킬 벤젠 술폰산 나트륨 0.1 중량부, t-도데실메르캅탄 0.4 중량부, 나트륨바이카보네이트 0.1 중량부, 이온교환수 15 중량부 및 칼륨퍼설페이트 0.5 중량부를 40 분 동안 연속 투입하면서 중합하였다. 투입 완료 후 10 분 동안 추가 교반하여 중합한 후 세번째 쉘을 피복한 라텍스를 제조하였다. 제조된 라텍스의 전환율은 91 중량%였다.

상기 제조된 라텍스에 네번째 쉘을 피복하기 위하여, 제조된 라텍스가 채워져 있는 반응기의 온도를 80 ℃로 설정한 후, 부타디엔 46 중량%, 스티렌 50 중량%, 메틸메타크릴레이트 2 중량%, 아크릴로니트릴 1 중량%, 이타콘산 1 중량%의 단량체 혼합물 20 중량부에 대하여 알킬 벤젠 술폰산 나트륨 0.1 중량부, t-도데실메르캅탄 0.3 중량부, 나트륨바이카보네이트 0.1 중량부, 이온교환수 15 중량부 및 칼륨퍼설페이트 0.5 중량부를 40 분 동안 연속 투입하면서 중합하였다. 투입 완료 후 140 분 동안 추가 교반하여 중합한 후 네번째 쉘을 피복한 라텍스를 제조하였다. 제조된 라텍스의 전환율은 99 중량%, 평균입자경은 134 ㎚, 겔 함량은 75 중량%였다.

비교예 1

상기 실시예 1의 종이 코팅액 제조에서 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스와 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스를 혼합하여 제조한 시드를 사용하지 않고 제 1단계에서 제조된 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스에 제 4단계의 쉘을 피복하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 2

상기 실시예 1의 종이 코팅액 제조에서 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스와 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스를 혼합하여 제조한 시드를 사용하지 않고 제 2단계에서 제조된 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스에 제 4단계의 쉘을 피복하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 종이 코팅용 라텍스 및 상기 종이 코팅용 라텍스를 포함하는 종이 코팅액의 입자크기 및 겔함량을 하기의 방법으로 측정하였으며, 상기 종이 코팅액을 도포하여 제조한 코팅지의 물성을 하기의 방법으로 측정하여 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.

* 라텍스 입자경 : 레이져 분산 분석기(Laser Scattering Analyzer, Nicomp)로 측정하였다.

* 겔 함량 : 중합이 완료된 라텍스를 pH 7 내지 8로 조절한 후, 상온에서 24 시간 이상 건조하여 필름이 충분히 형성되면, 적당한 크기로 절단하여 200 메쉬 망에 넣고 과량의 테트라히드로퓨란에 14 시간 동안 녹인 후, 불용분의 함량을 백분율로 나타내었다.

* 접착력 : RI 인쇄기에서 뜯김이 일어날 때까지 수회 인쇄한 후, 육안으로 관찰하여 뜯김의 정도에 따라 5등급으로 평가하였다. 등급이 높을수록 접착력이 양호한 것이다. 태크밸류 12, 14, 16의 잉크의 경우에도 동일하게 평가하여, 이들의 평균값을 계산하였다.

* 잉크건조속도 : RI 인쇄기에서 인쇄한 후, 육안으로 관찰하여 시간이에 따라 잉크가 묻어나오는 정도에 따라 5등급으로 평가하였다. 등급이 높을수록 잉크건조속도가 빠른 것이다.

* 백지광택 : 광학 광택계(Optical Gloss Meter, HUNTER type, 75°~ 75°)를 사용하여, 인쇄하기 전 코팅지의 여러 부분에 대한 광택도를 측정하여 이들의 평균값을 계산하였다.

* 인쇄광택 : RI 인쇄기에서 인쇄하여 24 시간 경과 후, 코팅지의 여러 부분에 대한 광택도를 측정하여 이들의 평균값을 계산하였다.

구분		물성
구분		접착력	잉크건조속도	백지광택	인쇄광택
실시예	1	4.4	4.1	71	93
	2	4.4	3.1	71	95
	3	4.4	3.5	72	95
	4	4.5	3.7	70	95
	5	4.5	4.1	70	93
	6	4.2	4.0	71	93
	7	4.1	4.1	72	91
	8	3.8	4.3	71	90
	9	3.6	4.3	73	89
	10	4.3	4.3	72	95
	11	4.5	4.0	71	93
비교예	1	3.6	4.5	74	85
비교예	2	4.5	3.1	70	95

상기 표 2를 통하여, 본 발명에 따라 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스 및 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스를 혼합하여 제조한 시드를 사용하여 제조한 실시예 1 내지 11의 종이 코팅용 라텍스는 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스를 단독으로 사용하여 잉크건조속도는 우수하나 인쇄광택이 저하된 비교예 1의 종이 코팅용 라텍스 및 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스를 단독으로 사용하여 인쇄광택은 우수하나 잉크건조속도가 저하된 비교예 2의 종이 코팅용 라텍스와 비교하여 인쇄광택 및 잉크건조속도가 우수하면서도 접착력 및 백지광택이 양호한 것을 확인할 수 있었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 종이 코팅용 라텍스는 잉크건조속도와 백지광택이 우수한 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스와 인쇄잉크의 코팅지 침투를 방해하여 인쇄광택을 향상시키는 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스를 혼합하여 제조한 시드에 쉘을 피복시켜 제조하여 인쇄잉크의 코팅지 침투 속도를 조절하여 인쇄면의 잉크광택 및 잉크건조속도를 동시에 극대화시키고, 접착력 및 백지광택이 우수하여 코팅지의 품질 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 기재된 구체예를 중심으로 상세히 설명하였지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

Claims

스티렌 부타디엔계 시드 라텍스의 제조에 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 부타디엔 단량체 0.1 내지 60 중량%, 스티렌 단량체 39.6 내지 99.6 중량%, 에틸렌성 불포화산계 단량체 0.1 내지 10 중량%, 비닐 시안계 단량체 0.1 내지 10 중량% 및 상기 단량체들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0.1 내지 10 중량%로 이루어지는 단량체 혼합물로부터 제조되는 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스 및 부타디엔계 비닐 시안계 시드 라텍스의 제조에 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 부타디엔 단량체 0.1 내지 60 중량%, 비닐 시안계 단량체 39.6 내지 99.6 중량%, 에틸렌성 불포화산계 단량체 0.1 내지 10 중량%, 스티렌 단량체 0.1 내지 10 중량% 및 상기 단량체들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0.1 내지 10 중량%로 이루어지는 단량체 혼합물로부터 제조되는 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스의 혼합으로 제조된 시드 및

상기 시드 라텍스와 공중합 가능한 단량체 혼합물로 이루어진 쉘

을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 종이 코팅용 라텍스이고,

상기 쉘은 쉘의 제조에 사용되는 총 단량체 100 중량부에 대하여 상기 시드와 공중합 가능한 단량체로 부타디엔 단량체 0.1 내지 60 중량%, 스티렌 단량체 39.6 내지 99.6 중량%, 에틸렌성 불포화산계 단량체 0.1 내지 20 중량%, 비닐 시안계 단량체 0.1 내지 10 중량% 및 상기 단량체들과 공중합 가능한 비닐계 단량체 0.1 내지 30 중량%로 이루어지는 단량체 혼합물로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 종이 코팅용 라텍스.
제 1항에 있어서,

상기 시드는 상기 스티렌 부타디엔계 시드 라텍스 0.1 내지 99.9 중량% 및 상기 부타디엔 비닐 시안계 시드 라텍스 0.1 내지 99.9 중량%로 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 종이 코팅용 라텍스.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,

상기 쉘은 1 내지 4겹으로 포함되는 것을 특징으로 하는 종이 코팅용 라텍스.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 종이 코팅용 라텍스는 겔 함량이 20 내지 99 %임을 특징으로 하는 종이 코팅용 라텍스.
제 1항에 있어서,

상기 종이 코팅용 라텍스는 유리전이온도가 -20 내지 40 ℃임을 특징으로 하는 종이 코팅용 라텍스.
제 1항에 있어서,

상기 종이 코팅용 라텍스는 평균 입경이 80 내지 300 nm임을 특징으로 하는 종이 코팅용 라텍스.
제 1항, 제2항, 제5항, 제7항, 제8항 및 제 9항 중 어느 한 항에 의해 제조되는 종이 코팅용 라텍스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 종이 코팅액.
제 10항 기재의 종이 코팅액으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 코팅지.