WO2004061229A1 - 非接触型塗工用共重合体ラテックス及びそれを含む組成物並びに塗工紙及びその製造方法 - Google Patents

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Kazuaki Itou
Hisashi Matsui
Nobuhiro Matsuda
Atsushi Higuchi
Osamu Ishikawa
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Definitions

  • Non-contact type copolymer latex for coating composition containing the same, coated paper and method for producing the same
  • the present invention relates to a non-contact type copolymer latex, a composition containing the same, a coated paper and a method for producing the same, and more particularly, to a non-contact type coating method such as curtain coating or spray coating.
  • a copolymer latex and a composition containing the same which are more suitable and can be used as a coated paper having excellent surface strength, water resistance and print gloss, and a good operability using this composition.
  • the present invention relates to a coated paper to be used and a manufacturing method thereof.
  • the coated paper of the present invention can be widely used in the paper industry, printing field, and the like. Further, the present invention provides offset printing paper (high-speed offset printing paper, etc.), gravure printing paper, letterpress printing paper, inkjet paper, electrophotographic paper, art book paper, magazine cover paper, book portrait paper, poster paper, catalogs It can be used for paper, calendar paper, pamphlet paper, magazine text paper, magazine color page paper, flyer paper, postcard paper, card paper, etc. Background art
  • coated paper coated with a coating liquid (paper coating composition) containing a white pigment such as kaolin and calcium carbonate and an aqueous binder as main components is manufactured.
  • a coating liquid paper coating composition
  • a white pigment such as kaolin and calcium carbonate
  • an aqueous binder as main components
  • curtain coating and spray coating are non-contact coating methods, so that stress is not applied to the paper, paper breakage is unlikely to occur even when high-speed coating is performed, and thin base paper with a low basis weight, Coating is possible even on base paper with a large amount of filler and low strength. From such a viewpoint, production of coated paper by using a non-contact type coating method such as force coating is being studied. However, curtain coating and spray coating are not yet generally used in the production of coated paper. The main reasons are as follows.
  • the coating layer becomes bulky, but (1) the strength of the coating layer becomes weaker, for example, compared to the case of blade coating, and (2) the coating having many voids. Due to the layer structure, there are problems such as excessive ink absorption and insufficient print gloss. As a means to prevent these problems, it is conceivable to use a large amount of binder, but this is not preferable because it will increase the cost significantly.
  • Paddling is the release of coating liquid (large and small droplets) near the point of contact between the flowing coating liquid and the base paper. If paddling occurs, a ripple-like coating failure will occur, and all of the parts will be wasted, causing enormous damage. At the same time, paper breakage and dirt are likely to occur, and the production efficiency and workability are greatly damaged. This paddling is more likely to occur as the viscosity of the coating liquid is lower and as the coating speed is higher. If the viscosity of the coating liquid is increased, paddling can be reduced, but it is difficult to form a good strength film, and even if it is formed, it is difficult to obtain good elongation and spread on the coating base paper.
  • the coating liquid is hardly pushed into the coating base paper, so if the surface tension of the coating liquid is not sufficiently low and the flowability is not good, the surface of the coating base paper will be poor. Cannot be wet quickly and sufficiently. If the surface of the coated base paper is not sufficiently wetted, it will be affected by the surface shape and will have coating defects on the coated paper surface (fine pores that are not coated with pigment on the coated paper surface). ) Occurs. If the obtained coated paper has a coating defect, it is not preferable because unevenness of the surface of the blank paper and printing unevenness are caused. Coating defects can be reduced by slowing the coating speed, but this is an undesirable factor that impairs productivity.
  • the coating liquid is ejected from a nozzle at a high pressure as a fine mist due to the principle of coating.
  • the coating liquid cannot be satisfactorily sprayed from the tip of the nozzle. Therefore, in these non-contact coatings, for example, good printing suitability can be obtained at a high coating speed comparable to blade coating, and new latencies and new coatings with good operability are obtained.
  • Liquid (composition for paper coating) Formulation and a new method of manufacturing coated paper are required. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to solve the problems of an increase in binder content and a decrease in printing gloss when producing coated paper by a non-contact coating method such as curtain coating or spray coating.
  • the object of the present invention is to provide curtain coating with good productivity (high-speed coating property and high solid content), and to obtain coated paper of excellent quality (low coating defect, good covering property and good paper surface feeling).
  • An object of the present invention is to provide a paper coating composition. It is another object of the present invention to provide an excellent quality coated paper coated with the paper coating composition. It is still another object of the present invention to provide a method for producing a coated paper of excellent quality by using the paper coating composition with high productivity by force coating.
  • the present inventors have made intensive studies in view of the present situation, and as a result, completed the present invention.
  • the present invention achieves the above object, and includes the following.
  • Aliphatic conjugated diene monomer (a) 23 to 58% by mass, ethylenically unsaturated calcium 0.1 to 7% by mass of a boric acid monomer (b), 5 to 40% by mass of a vinyl cyanide compound (c) and copolymerizable with the above monomers (a), (b) and (c) Other monomers (d) 0-71. From 9% by mass (the total amount of monomers (a), (b), (c) and (d) is 100% by mass). Is a copolymer latex obtained by emulsion polymerization of a monomer having an average particle diameter of 50 ⁇ ! A non-contact type copolymer latex having a thickness of from 150 to 150 nm. 2.
  • a non-contact type copolymer latex for coating wherein a difference ⁇ ⁇ between a minimum temperature T 1 and a maximum temperature T 2 in a transition region in the curve is 5 ° C or more.
  • the above-mentioned copolymer is [P 1] aliphatic conjugated diene monomer (a 1) 25-; L 00 mass%, ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b 1) 0-10 mass% And 0 to 75% by mass of another monomer (d1) copolymerizable with the above-mentioned monomers (a1) and (b1) (however, the monomers (a1), (b1) and ( The total amount of d1) is 100% by mass.)
  • a copolymer having a glass transition point in the range of 100 to 0 ° C obtained by polymerizing a monomer (ml) consisting of And (P2) an aliphatic conjugated diene monomer (a)
  • a non-contact type paper coating composition characterized by having a viscosity of 50 to 150 OmPa ⁇ s and a dynamic surface tension value at a surface life of 1 Oms of 25 to 65 mNZm. 5. Further, a fine clay containing 95 to 9.9% by mass of a component having a particle size of less than 2 m, and a high-aspect clay containing 80 to 89% by mass of a component having a particle size of less than 2 m.
  • the fine clay and the high aspect clay When the content ratio of the fine clay and the high aspect clay is 1Z3 to 51 and the total content is 100% by mass, the fine clay and the high aspect clay And a copolymer latex and a wetting agent, and when the total amount of the pigment is 100 parts by mass, the solid content of the copolymer latex is 5.
  • the non-contact paper coating composition according to the above item 4 wherein the amount is 5 to 30 parts by mass, and the content of the wetting agent is 0.01 to 2 parts by mass.
  • the above copolymer latex is composed of an aliphatic conjugated monomer (a) 30 to 60% by mass, an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) 0:! Another monomer copolymerizable with the above monomers (a) and (b) (d) 33 to 699.9% by mass (provided that the monomers (a), (b) and (d) Is a total amount of 100% by mass.)
  • the non-contact type paper coating composition containing the non-contact type copolymer latex according to any one of the above 1 to 3, or the non-contact type paper coating composition according to any of the above 4 to 6 A non-contact type paper coating composition, a coating step of coating the surface of the coating base paper at a coating speed of 600 to 280 mZ, and a drying step of drying the coating film.
  • Coated paper manufacturing method characterized by the following.
  • a method for producing coated paper comprising a step of applying a non-contact type paper coating composition containing a pigment to a surface of a coating base paper by a non-contact coating method
  • the coated base paper has a centerline average roughness of 3 m or less in the frequency region of spatial frequency 25 (lZmm) or less and a centerline average in the frequency region of spatial frequency 25 (1 / mm) or more.
  • a method for producing coated paper, wherein the roughness is 0.2 m or more.
  • the non-contact type paper coating composition further contains a copolymer latex and a wetting agent, and when the total amount of the pigment is 100 parts by mass, the solid content of the copolymer latex is The method for producing a coated paper according to 8 or 9, wherein the content is 5 to 30 parts by mass, and the content of the wetting agent is 0.01 to 2 parts by mass.
  • the above pigments are fine particles containing 95 to 99% by mass of components having a particle size of less than 2 m.
  • the content of the other pigment is The method for producing a coated paper according to any one of the above items 8 to 10, wherein the content is 60% by mass or less.
  • FIG. 1 is an enlarged schematic cross-sectional view of the vicinity of the surface of a coated base paper.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional enlarged view for explaining center line average roughness.
  • non-contact type copolymer latex the non-contact type paper coating composition, and the method for producing coated paper.
  • the first non-contact type copolymer latex for coating according to the present invention comprises (a) 23 to 58% by mass of an aliphatic conjugated monomer and (b) an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer. 1 to 7% by mass, vinyl cyanide compound (c) 5 to 40% by mass and the above monomer
  • a polymer latex wherein the average particle size of the polymer particles contained in the latex is 50 to 150 nm.
  • Examples of the aliphatic conjugated diene monomer (a) include 1,3-butadiene, isoprene, 2-chloro-1,3-butadiene, and chloroprene. Of these, 1,3-butadiene is preferred. In addition, these compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • This aliphatic conjugated gen system By using the monomer (a), the obtained copolymer can be imparted with appropriate flexibility and elongation, and a coated paper having impact resistance can be obtained.
  • the amount of the above-mentioned fatty J3 male conjugated diene monomer (a) to be used is 23 to 58% by mass, preferably 30 to 50% by mass, more preferably 38 to 58% by mass based on all the monomers. ⁇ 48% by mass. If the amount of the aliphatic conjugated monomer (a) used is less than 23% by mass,
  • the copolymer becomes too hard, and the adhesive strength tends to be hardly developed.
  • the anchor effect is reduced because the paper coating composition is not pushed into the base paper for coating, and the copolymer effect is reduced. If the coated paper does not have sufficient adhesive strength, the strength of the coated paper obtained will decrease significantly.
  • the coated paper obtained from the composition containing the copolymer latex also has reduced water resistance and print gloss. .
  • Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) include a monocarboxylic acid, a dicarboxylic acid, and a half ester of a dicarboxylic acid. These carboxylic acids preferably have 4 to 7 carbon atoms.
  • Examples of the monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like.
  • Examples of the dicarboxylic acid include fumaric acid, maleic acid, and itaconic acid.
  • Examples of the half-ester of dicarboxylic acid include methyl fumarate, ethyl ethyl maleate, ethyl ethyl itaconate, and the like.
  • a carboxylic anhydride which forms a dicarboxylic acid in an aqueous medium can also be used.
  • carboxylic acids can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) used is the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) used.
  • the content is 0.1 to 7% by mass, preferably 0.3 to 5% by mass, and more preferably 0.5 to 3.5% by mass. If the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) is less than 0.1% by mass, the stability of the latex at the time of polymerization is poor, and a large amount of coagulum may be generated. On the other hand, the above ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer If the amount of (b) used exceeds 7% by mass, the viscosity of the coating liquid may become too high, which may hinder coating.
  • vinyl cyanide compound (c) examples include acrylonitrile and methyl chloronitrile. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the cyanide biel compound (c) to be used is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 35% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, based on all monomers. is there. If the amount of the vinyl cyanide compound (c) used is less than 5% by mass, the absorption of the ink solvent into the copolymer is not sufficiently suppressed, so that the voids characteristic of the coating layer obtained by the non-contact coating method are used. In a coating layer structure with a lot of ink, excessive absorption of ink cannot be suppressed, and sufficient printing gloss cannot be obtained. On the other hand, the above vinyl cyanide compound
  • the monomer (d) is not particularly limited as long as it is copolymerizable with the monomers (a), (b) and (c).
  • aromatic vinyl compound examples include styrene, permethylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, and chlorostyrene. Of these, styrene is particularly preferred.
  • alkyl (meth) acrylate examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and octyl (meth) acrylate.
  • examples thereof include acrylate, benzyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isopornyl (meth) acrylate, and 2-cyanoethyl (meth) acrylate.
  • methyl meta Crylate is particularly preferred.
  • acrylamide-based compound examples include acrylamide, methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (methyl) acrylamide, and the like.
  • Each of these monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the monomer (d) used is 0 to 71.9% by mass, preferably 10 to 60% by mass, and more preferably 20 to 50% by mass based on all the monomers. It is.
  • an emulsifier, a polymerization initiator, a molecular weight regulator and the like are usually used in an aqueous medium.
  • an anionic surfactant As the emulsifier, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant and the like can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • anionic surfactant examples include higher alcohol sulfates, alkylbenzene sulfonates, aliphatic sulfonates, and polyethylene glycol alkyl ester sulfates.
  • an alkyl ester type, an alkyl ether type, an alkyl phenyl ether type or the like of polyethylene daricol is used as the nonionic surfactant.
  • amphoteric surfactant examples include those having a carboxylate, an ester sulfate, a sulfonate, or a phosphate as an anion portion and those having an amine salt or a quaternary ammonium salt as a cation portion. More specifically, betaines such as lauryl betaine and stearyl betaine, amino acid types such as lauryl-1-alanine, stearyl-] 3-alanine, lauryldi (aminoethyl) glycine, octyldi (aminoethyl) glycine, etc. And the like.
  • Examples of the above-mentioned polymerization initiator include a water-soluble polymerization initiator, an oil-soluble polymerization initiator, and a redox-based polymerization initiator which allows these to coexist with a reducing agent.
  • Examples of the water-soluble polymerization initiator include sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate.
  • Examples of the oil-soluble polymerization initiator include benzoyl peroxide, lauryl peroxide, and 2,2′-azobisisobutyl nitrile. Each of these water-soluble polymerization initiators and oil-soluble polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. They can be used together.
  • Examples of the reducing agent used in the redox polymerization initiator include elsorbic acid (including its salt), ascorbic acid (including its salt), saccharides, bisulfite, hydrogen thiosulfate, and mercapnone. No. These can be used alone or in combination of two or more.
  • molecular weight regulator examples include halogenated hydrocarbons such as chloroform, carbon tetrabromide, n-hexylmercaptan, n-octylmercaptan, n-dodecylmercaptan, t-decylmercaptan, and thioglycol.
  • halogenated hydrocarbons such as chloroform, carbon tetrabromide, n-hexylmercaptan, n-octylmercaptan, n-dodecylmercaptan, t-decylmercaptan, and thioglycol.
  • Merilecaptans such as acids Xanthogens such as ids, Yuichi Pinolene, -methylstyrene dimer, 1,
  • Any one that can be used in ordinary emulsion polymerization such as 1-diphenylethylene, can be used.
  • a chelating agent, an inorganic electrolyte and the like can be used in the emulsion polymerization, and known ones can be used.
  • the average particle size of the polymer particles contained in the copolymer latex of the present invention is from 50 to 15 O nm, preferably from 55 to; L 30 nm, and more preferably from 60 to L 10 nm.
  • the high-speed fluidity of the paper coating composition decreases, and high-speed coating comparable to general blade coating is performed.
  • the curtain film is stretched while receiving an intense share, and the coating liquid (paper coating composition) cannot spread and spread sufficiently.
  • the working layer cannot be formed. If the average particle size of the polymer particles is less than 5 O nm, the fluidity of the coating liquid will not be improved, and the coated paper obtained will have significantly reduced white paper glossy pink transition. And even if it is smaller than 50 nm, the fluidity of the coating liquid is not improved.
  • the type and amount of the emulsifier, the type and amount of the polymerization initiator, the monomer having a polar group It can be adjusted by the type and amount of monomer used, monomer concentration, polymerization temperature, etc.
  • a method of increasing the amount of the emulsifier used can be mentioned.
  • Emulsion polymerization may be carried out by polymerizing a part of the monomer and then adding the rest continuously or intermittently, or by adding the monomer continuously from the beginning of the polymerization. And the like.
  • the polymerization temperature is usually from 20 to 85 ° C, preferably from 25 to 80 ° C.
  • the polymerization time is usually 10 to 30 hours.
  • the first non-contact type copolymer latex for coating of the present invention is obtained by emulsion-polymerizing the monomers (a), (b), (c) and (d).
  • the amount of the monomer (c) used is 1
  • the dry pick-up is carried out by the paper coating composition containing this latex.
  • a coated paper having particularly excellent strength, wet topic strength and print gloss can be obtained.
  • the second non-contact type copolymer latex for coating of the present invention comprises 20 to 80% by mass of a lipomeric conjugated monomer (a), an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) 0.5 10 to 10 mass% and other monomers copolymerizable with these monomers (d) 20 to 79.5 mass% (the total amount of monomers (a), (b) and (d) Is obtained by copolymerizing a monomer consisting of: wherein the copolymer has at least two glass transition points in the range of ⁇ 100 to 50 ° C., and has a differential scanning calorimetry. In the differential calorific curve obtained by the meter, the difference ⁇ between the minimum temperature T 1 and the maximum temperature T 2 in the transition region is 5 ° C or more.
  • the amount of the above-mentioned fatty JI male conjugated diene monomer (a) to be used is 20 to 80% by mass, preferably 25 to 75% by mass, more preferably 35 to 60% by mass based on all the monomers. It is. If the amount of the fat J3 fiber conjugated diene monomer (a) used is less than 20% by mass, the amount of the copolymer becomes too large, and the adhesive strength may be reduced. Meanwhile, the above fat If the amount of the conjugated diene monomer (a) exceeds 80% by mass, the tackiness will increase and the operability will deteriorate. In addition, the coated paper obtained from the composition containing the copolymer latex also deteriorates in water resistance and printing gloss.
  • the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) used is 5 to 10% by mass, preferably 0.8 to 8% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, based on all the monomers. ⁇ 5% by mass. If the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) is less than 0.5% by mass, the stability of the latex during polymerization is poor, and a large amount of coagulated product may be generated. On the other hand, if the use amount of the above-mentioned ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) exceeds 10% by mass, the viscosity of the coating liquid becomes too high, which may hinder coating.
  • the monomer (d) is not particularly limited as long as it can be copolymerized with the monomers (a) and (b).
  • the first non-contact type copolymer latex of the first non-contact type coating may be used. Examples thereof include an aromatic vinyl compound, a vinyl cyanide compound, an alkyl (meth) acrylate, an acrylamide compound, N-methylolacrylamide, and biel acetate, which are exemplified in the description. By using these compounds and changing the usage ratio of the monomers (a), (b), (c) and (d), a copolymer having an appropriate glass transition temperature according to the purpose is obtained. be able to.
  • the amount of the monomer (d) used is from 20 to 79.5% by mass, preferably from 25 to 74.2% by mass, more preferably from 30 to 70% by mass based on all the monomers. 60% by mass. If the amount of the monomer (d) is less than 20% by mass, the tackiness may increase and the operability may deteriorate. On the other hand, when the amount of the monomer (d) exceeds 79.5% by mass, the copolymer becomes too hard, and the adhesive strength may be reduced.
  • the second non-contact type copolymer latex of the present invention is obtained by preferably obtaining the above monomers (a), (b) and (d) by emulsion polymerization.
  • the method of emulsion polymerization is described in the first non-contact type copolymer latex for coating. Can be the same as
  • the second copolymer latex of the present invention only needs to have at least two glass transition points of the contained copolymer in the range of 100 to 50 ° C. Of course, there may be three or more.
  • the copolymer has a difference ⁇ between the minimum temperature T1 and the maximum temperature T2 in the transition region of the differential calorimetric curve of 5 or more, preferably 8 ° C or more, more preferably 15 ° C or more. It is.
  • the difference ⁇ is less than 5 ° C, high levels of printability cannot be maintained over a wide range of printing speeds. At the same time, the surface strength and impact resistance of the coated paper decrease, and the coated paper cannot withstand the shocking deformation caused by the extremely high deformation speed in high-speed printing.
  • the minimum temperature T1 is preferably in the range of -1 oo to o ° c, and the maximum temperature T2 is preferably in the range of 20 to 50 ° C. It is preferable that the temperature is in the range of 5 ° C and the above T2 is in the range of 15 to 45 ° C.
  • the adhesive strength is poor. If the glass transition point is less than -100 ° C, the tackiness increases and the operability deteriorates. Also, the water resistance and printing gloss of the coated paper are significantly deteriorated.
  • the latex containing a copolymer having two or more glass transition points has a copolymer part [P 1] and a copolymer part [P2] shown below in the same particle, and has a different phase structure. It is preferred to form
  • the copolymer portion [P1] is composed of 25 to 100% by mass of an aliphatic conjugated monomer (a1) and 0 to 10% by mass of an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b1). And other monomers (d1) copolymerizable with the above-mentioned monomers (al) and (bl) 0 to 75% by mass (provided that the monomers (a1), (b1) and (d The total amount of 1) is 100% by mass.) Is obtained by polymerizing a monomer (ml) consisting of
  • the aliphatic conjugated monomer (a1) used for forming the copolymer portion [P1] the monomers exemplified above can be used.
  • the amount of the fatty J3 conjugated gen-based monomer (a1) used is 25 to 100% by mass, preferably 35 to 90% by mass, and more preferably 40 to 80% by mass. When the amount of the aliphatic conjugated monomer (a1) used is less than 25% by mass, the copolymer becomes too hard and the bonding strength is poor.
  • the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b 1) used for forming the copolymer moiety [P 1] the monomers exemplified above can be used.
  • the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b1) used is from 0 to 10% by mass, preferably from 0 to 7% by mass, and more preferably from 0 to 3% by mass. If the amount of the above-mentioned ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b1) is more than 10% by mass, the viscosity of the coating liquid becomes too high, which may hinder coating.
  • the monomer (d 1) used for forming the copolymer portion (P 1) the monomer exemplified as the other copolymerizable monomer (d) may be used. Can be done.
  • the amount of the monomer (d1) to be used is 0 to 75% by mass, preferably 10 to 65% by mass, and more preferably 20 to 55% by mass. If the amount of the monomer (d1) exceeds 75% by mass, the copolymer becomes too hard, and the adhesive strength is poor.
  • the glass transition point of the above copolymer portion [P 1] is —100 to 0. C, preferably -80 to 15; more preferably 170 to 15; If the glass transition point exceeds 0 ° C, the adhesive strength will be poor.
  • the aliphatic conjugated monomer (a2) used for forming the above-mentioned copolymer moiety [P2] the above-mentioned monomers can be used.
  • the amount of the aliphatic co-active diene monomer (a2) used is 10 to 60% by mass, preferably 10 to 55% by mass, and more preferably 20 to 45% by mass.
  • the amount of the aliphatic conjugated monomer (a2) used is less than 10% by mass, the copolymer becomes too hard and has poor adhesive strength.
  • the amount of the aliphatic conjugated monomer (a 2) used exceeds 60% by mass, the tackiness increases and the operability deteriorates. Also, the water resistance and printing gloss of the coated paper are significantly deteriorated.
  • the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b 2) used for forming the copolymer part [P2] the monomers exemplified above can be used.
  • the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b2) used is 0.5 to 30% by mass, preferably 1 to 25% by mass, and more preferably 2 to 20% by mass. If the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b2) used is less than 0.5% by mass, the stability of the latex at the time of polymerization is poor, and a large amount of coagulated product may be generated. On the other hand, if the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b2) used exceeds 30% by mass, the viscosity of the coating liquid may be too high, which may hinder coating.
  • the monomers exemplified as the other copolymerizable monomer (d) can be used.
  • the amount of the monomer (d2) to be used is 10 to 89.5% by mass, preferably 20 to 89% by mass, more preferably 30 to 70% by mass. If the amount of the monomer (d2) used is less than 10% by mass, the tackiness will increase and the operability will deteriorate. On the other hand, if the amount of the monomer (d2) exceeds 89.5% by mass, the amount of the copolymer becomes too large and the adhesive strength is poor.
  • the copolymer part [P2] is obtained by preferably subjecting the monomer (m2) composed of the monomers (a2), (b2) and (d2) to emulsion polymerization.
  • the glass transition point of the copolymer part [P2] is in the range of ⁇ 20 ° C.
  • the glass transition point is lower than ⁇ 20 ° C., the tackiness increases and the operability deteriorates. If the glass transition point exceeds 50 ° C., the copolymer becomes too hard and the adhesive strength is poor.
  • the proportion of the copolymer part (P1) and the copolymer part (P2) is preferably 100 to 100 parts by weight of the total copolymer
  • the copolymer part CP 1) is preferably 5 to 95 parts by weight, More preferably, it is 10 to 90 parts by mass, and still more preferably 15 to 80 parts by mass. If the constituent ratio of the copolymer part [P1] is less than 5 parts by mass, the adhesive strength may be insufficient, and if it exceeds 95 parts by mass, the operability is deteriorated.
  • the second copolymer latex of the present invention has a copolymer portion having a low glass transition point and a copolymer portion having a high glass transition point in the same copolymer particles.
  • the second copolymer latex When used for non-contact coating such as curtain coating and spray coating, it exhibits excellent operability and the coated paper obtained has a high level of adhesive strength. The printability can be maintained at a high level without causing picking or the like in a wide print speed range.
  • the particle size of the polymer particles contained in the copolymer latex having the above constitution is usually 50 to 350 nm, preferably 60 to 350 nm, and more preferably 60 to 25 Onm.
  • the minimum film forming temperature of the polymer contained in the copolymer latex of the present invention is preferably lower than 60 ° C, more preferably lower than 50 ° C, further preferably lower than 40 ° C. If the minimum film forming temperature exceeds 60 ° C, the adhesive strength will be poor.
  • the copolymer latex having the above constitution is produced by emulsion polymerization, it is the same as in the case of the first non-contact type copolymer latex for coating, but preferably, it is prepared in advance similarly to the case of the shade polymerization.
  • a method of polymerizing the united portion [P2] in at least two stages in the same polymerization vessel may be employed.
  • the polymerization temperature is usually 5 to 50 ° C, more preferably 10 to 50 ° C when the copolymer part (P1) is polymerized, and when the copolymer part (P2) is polymerized. It is preferably from 10 to 80 ° C, more preferably from 15 to 75 ° C.
  • the polymerization time is usually 10 to 30 hours.
  • the copolymer part [P 1] preferably has a weight average molecular weight in terms of polystyrene of 100,000 or more, more preferably 150,000 or more. If the weight average molecular weight in terms of polystyrene of the above-mentioned copolymer portion [P1] is less than 100,000, sufficient adhesive strength cannot be obtained, the strength of the coating layer becomes weak, and printability such as picking becomes poor. The result is.
  • the first and second non-contact type coating copolymer latexes can form a non-contact type paper coating composition together with other compounding agents such as a pigment.
  • Examples of the pigment include an inorganic pigment and an organic pigment.
  • examples of the inorganic pigment include clay such as kaolin, barium sulfate, titanium oxide calcium carbonate, satin white, talc, aluminum hydroxide, zinc oxide and the like.
  • examples of the organic pigment include polymer particles such as hollow particles made of polystyrene and the like, and urea formalin resin. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the above-mentioned non-contact type coating copolymer latex is suitable as a binder. Therefore, the content ratio of the non-contact type copolymer latex and the pigment in such a non-contact type paper coating composition is as follows. That is, the solid content of the copolymer latex is preferably 5 to 30 parts by mass, more preferably 5 to 100 parts by mass of the pigment.
  • binder other than the non-contact type copolymer latex examples include water-soluble substances such as casein, modified casein, starch, modified starch, polyvinyl alcohol, and propyloxymethyl cellulose.
  • the amount used is preferably 0 to 100 parts by mass, more preferably 20 to 60 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content of the copolymer latex. is there.
  • the non-contact type paper coating composition includes various commonly used compounding agents, for example, It may optionally contain a viscosity adjuster, a pigment dispersant, a water resistance improver, a defoamer, a pH adjuster, a coloring pigment, a fluorescent dye and the like.
  • viscosity modifier a water-soluble one is usually used.
  • examples of the viscosity modifier include casein, modified casein, starch, modified starch, polyvinyl alcohol, and carboxymethylcellulose, which are exemplified as the binder component, as well as polycarboxylic acid-based, polyether-based, and modified polycarboxylic acid.
  • System urethane-modified polyester system, modified polyacryl system, associative polyacryl system, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • pigment dispersant examples include polycarboxylates, polyphosphates, pyrophosphates, hexametaphosphates, polyisoprenesulfonates, and condensed naphthalenesulfonates. These can be used alone or in combination of two or more.
  • water resistance improver examples include a water resistance improver such as a zirconium compound, a polyamide resin, a polyamide resin, a melamine resin, a polyamide polyurea resin, and a polyamine polyurea resin. These can be used alone or in combination of two or more.
  • a defoaming agent such as a silicone type, a silicone compound type, a hydrophobic silica type, a metal stone test type, a wax type, a wax emulsion type, a polyether type and an acetylene compound type is used. be able to. These can be used alone or in combination of two or more.
  • pH adjuster examples include sodium hydroxide, 7j potassium potassium, ammonia water solution and the like. These are preferably in a dissociated state in the paper coating composition. These can be used alone or in combination of two or more.
  • non-contact coating methods such as curtain coating and spray coating can provide coated paper with excellent print gloss, etc., sheet offset printing paper, web It is suitably used for offset printing paper and the like. It can also be used for various printing papers such as letterpress printing and gravure printing, and as a paper coating agent.
  • the non-contact type paper coating composition of the present invention is characterized in that the viscosity is 50 to 1500 mPa's and the dynamic surface tension value at a surface life of 10 ms is 25 to 65 mNZm.
  • the “viscosity” is 50 to 150 OmPa ⁇ s, preferably 50 to 120 OmPa ⁇ s, more preferably 50 to: L00 OmPa ⁇ s. If the viscosity of the non-contact paper coating composition is less than 5 OmPas, paddling is likely to occur during high-speed coating, and the paper coating composition excessively penetrates into the base paper for coating, which is good. It becomes difficult to obtain a proper coating. On the other hand, if it exceeds 150 OmPa ⁇ s, it is not preferable because 'tends to cause coating defects during high-speed coating and at high solids content.
  • the “dynamic surface tension value” is 25 to 65 mN / m, preferably 25 to 6 OmNZm, more preferably 25 to 55 mNZm at a surface life of 1 Oms.
  • the dynamic surface tension value of the non-contact type paper coating composition is less than 25 mNZm, the paper coating composition excessively penetrates the base paper for coating, and it becomes difficult to obtain a good coating. In addition, the paper coating composition easily foams, and the bubbles cause coating defects such as coating defects and coating defects.
  • it exceeds 65 mNZm sufficient wettability to the coating base paper cannot be obtained at the time of high-speed coating, and coating defects are likely to occur, and paddling tends to occur.
  • the dynamic surface tension value is a value measured by the maximum bubble pressure method, and the “surface life” is the elapsed time from the formation of the foam surface in this measurement. Therefore, the shorter the surface life is measured, the sooner the paper coating composition transitions from the flowing state to the stationary state, the closer to the flowing state, that is, the dynamic surface tension characteristics are measured. It will be.
  • This dynamic surface tension value can be measured using, for example, a dynamic surface tensiometer (model “BP-2”) manufactured by Cruz.
  • the preferred range of the viscosity and the preferred range of the dynamic surface tension value can be each combination. That is, for example, the viscosity is preferably 50 to 1200 mPa's, and the dynamic surface tension value at a surface life of 1 Oms is preferably 25 to 60 mN_m. More preferably, the viscosity is 50 to 100 OmPas, and the dynamic surface tension value at a surface life of 1 Oms is 25 to 55 mNZm.
  • the composition for paper coating of the present invention has a coating speed of preferably 600 to 280 Om / min, more preferably 800 to 280 Om / min. Coating at a high speed of up to 250 OmZ, more preferably 100 to 250 OmZ, and particularly preferably 110 to 230 OmZ, with almost no coating defects. Can be done.
  • the “solid content concentration” is the ratio (content) of the solid content contained in the non-contact paper coating composition of the present invention.
  • the solid content concentration may be selected depending on the components constituting the paper coating composition and the composition thereof, but is preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, and still more preferably 6% by mass or more. 0 mass% or more.
  • the solid content concentration is 50% by mass or more, a good coating can be obtained even at a high-speed coating, and coated paper with excellent surface quality can be efficiently produced.
  • the solid content concentration is preferably 70% by mass or less, more preferably 67% by mass or less.
  • the solid content concentration is 70% by mass or less, an increase in color viscosity is suppressed, and a stable force-tens film can be obtained.
  • the upper limit and the lower limit of the solid content concentration can be set in any combination. That is, for example, the content is preferably from 50 to 70% by mass, more preferably from 55 to 70% by mass, still more preferably from 55 to 67% by mass, and from 60 to 70% by mass. Particularly preferred is 67% by mass. Since the present paper coating composition has the above-mentioned predetermined dynamic surface tension, it can be coated at a high speed even when the solid content concentration is high. In addition, this solid content concentration is a residue after heating and evaporation.
  • the non-contact paper coating composition of the present invention has a viscosity of 50 to 150 mPas, and a dynamic surface tension value of 25 to 65 mNZm at a surface life of 1 Oms.
  • the constituents of this composition are not particularly limited, but usually contain a wetting agent, a pigment and a copolymer latex.
  • the above-mentioned "wetting agent” is a component which mainly exhibits the above-mentioned dynamic surface tension characteristics in the paper coating composition of the present invention.
  • the wetting agent is not particularly limited as long as it can exhibit this property, and can be used alone or in combination of two or more, and an anionic surfactant is preferable.
  • the carbon number of the linear portion (lipophilic group) in the molecule of the anionic surfactant is preferably 18 or less, more preferably 10 to 15, and still more preferably 12 or 13.
  • the number of carbon atoms in the linear portion is preferably 18 Hereinafter, it is more preferably 10 to 15, further preferably 12 or 13, and the total number of carbon atoms is preferably 50 or less, and the lower limit is usually 16 or more. This is because the anionic surfactant has a high moving speed in the paper coating composition.
  • the anionic surfactant functioning as a wetting agent include sulfonic acid surfactants, sulfate ester surfactants, and carboxylic acid surfactants. These may be used alone or in combination of two or more. They can be used in combination.
  • sulfonic acid-based surfactant examples include alkylsulfonic acid, sulfosuccinic acid, alkylarylsulfonic acid, estersulfonic acid, alkylnaphthylenesulfonic acid, and N-acylsulfonic acid (all of them include salts thereof).
  • sulfate ester surfactant examples include alkylaryl ether sulfate, ether sulfate, sulfated oil, ester sulfate, alkyl sulfate, amide sulfate, and the like (all of them include salts thereof).
  • carboxylic acid surfactant examples include fatty acids and salts thereof (fatty acid soaps), rosin acids and salts thereof (rosin acid soaps), N-acylcarboxylic acids and salts thereof, and ether carboxylic acids and salts thereof.
  • sulfonic acid surfactants and sulfate ester surfactants are preferred.
  • at least one of alkylsulfonic acid, alkylarylsulfonic acid and estersulfonic acid is preferable, and among the above-mentioned sulfate ester surfactants, alkylarylether sulfate and At least one of ether sulfates is preferred.
  • the content of the wetting agent in the paper coating composition is not particularly limited, but is usually 0.01 to 2 parts by mass when the entire pigment described below is 100 parts by mass. Preferably, it is 0.01 to 1.5 parts by mass, more preferably 0.02 to 1 part by mass.
  • the content of the wetting agent is 0.01 parts by mass or more, the dynamic surface tension can be effectively reduced, and the dynamic surface tension characteristics can be sufficiently exhibited.
  • the affinity between the pigment and the base paper for coating is improved, and the occurrence of the paddling phenomenon can be effectively suppressed.
  • the content of the wetting agent is 2 parts by mass or less, the composition is effectively prevented from sinking into the coated base paper when the paper coating composition is applied to the coated base paper. Can be maintained. Also, bubbles are generated in the paper coating composition. Is effectively prevented, and coating defects can be prevented.
  • the “pigment” is not particularly limited, and the pigments exemplified above can be used.
  • Examples of the pigment used in the non-contact paper coating composition include fine-grained clay.
  • pc1 coarse-grained clay
  • pc2 high aspect clay
  • These clays can be used in combination with the inorganic pigments and the organic pigments exemplified above.
  • fine clay refers to a pigment containing 95 to 99% by mass of a component having a particle size of less than 2 m. This particle size distribution complies with ⁇ ⁇ TEST MET HODS T649 cm-90 ”.
  • Examples of the fine clay (pe l) include Hydra Gloss, Hydra Gloss 90, Hydra Gloss 92, Hydra Lux 91, Hyuga Bagros, Hyuga Bagros 2000, Japan Daroth, Hydra Glaze (all manufactured by Huyba), Miller Darros, Mira Daros 91, Mira Gross, Ultra Darros 90 (from Engelhard), Alpha Fine, DB Darez (from Imelis), Power Fine, 'Kao Fine 90 (from Seal), Amazon SD , Amazon Premium (all made by Kadam). Of these, Amazon SD and Amazon Premium are preferred. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the “high aspect clay (pc 2)” refers to a component with a particle size of less than 2 m.
  • Pigment containing 0 to 89% by mass This particle size distribution complies with "TAPP I TEST METHODS T649 cm-90 J”.
  • the high aspect ratio (pc 2) includes Kava Darros, Hydra Plate (above, manufactured by Hyuno), New Clay, Miracleps PG, Eclipse 650 (above, manufactured by Engelno, Inc.), DB plate ( And Kao White (all from Seal), Power Pim NP, and Power Pim DG (all from Rio Power Pim), and Senyuri HC (Hyper-Rigment).
  • Capimum NP, Capimum DG and Senyuri HC are preferred. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the fine clay (pc1) and the high aspect clay (pc2) may be used alone or in combination.
  • fine-grained clay pel
  • high aspect clay PC2
  • fine clay pel
  • Pc 2 fine clay and high aspect clay
  • the amount of the fine clay (pc 1) and the high aspect clay (pc 2) used is not particularly limited, but on a mass basis, the fine clay (pc 1) Z high aspect clay ( pc 2) is preferably 1Z3 to 5Z1.
  • the fine clay (pc 1) Z high aspect clay ( pc 2) is preferably 1Z3 to 5Z1.
  • the total amount of the pigment when the total amount of the pigment is 100% by mass, the total amount of fine clay (-pel) and high aspect clay (pc2) is preferably 40% by mass or more. It is more preferably at least 60% by mass.
  • copolymer latex contains the pigment, thereby adhering the pigments to each other and further adhering the pigment to the base paper for coating. As a result, plate stains due to picking and piling during printing, and blanket stains can be prevented.
  • the physical properties of the copolymer latex are not particularly limited.
  • the average particle size of the copolymer particles contained in the copolymer latex is preferably 50 to: L 50 nm, more preferably 60 to 13 Onm. When the average particle size is 5 Onm or more, the particles are stabilized and aggregation is suppressed, and when the average particle size is 15 Onm or less, the strength of the coating film is improved.
  • the toluene-insoluble content of the copolymer is preferably 60 to 99% by mass, more preferably 75 to 98% by mass.
  • the strength of the coating film is improved. This is because the adhesive strength between the coated base paper and the base is improved as a result.
  • the solid content of the copolymer latex is usually 5 to 30% by mass.
  • composition of the copolymer latex is not particularly limited, but may be an aliphatic conjugated diene monomer.
  • (a) is obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) and another monomer (d) copolymerizable with the monomer (a) and the monomer (b). It is preferred that it is.
  • a copolymer latex obtained by copolymerizing these monomers (a), (b) and (d) surface strength, water resistance, rigidity, and ink drying property This is because print gloss and anti-stick property can be obtained at a high level with good balance, and the surface strength is particularly excellent even with a small amount of use.
  • the monomer (d) examples include an aromatic vinyl compound, a cyanide biel compound, an alkyl (meth) acrylate, and an acrylamide as exemplified in the description of the first non-contact type copolymer latex.
  • Compounds, N-methylolacrylamide, vinyl acetate and the like can be used.
  • the amount of these monomers used is not particularly limited, but when the total of the monomers (a), (b) and (d) is 100% by mass, It is preferable that (a) is 30 to 60% by mass, monomer (b) is 0.1 to 7% by mass, and monomer (d) is 33 to 69.9% by mass. Further, the monomer (a) is 35 to 55% by mass,
  • (b) is 0.5 to 5% by mass and monomer (d) is 40 to 64.5% by mass.
  • the proportion of the monomer (a) When the proportion of the monomer (a) is in the above range, the viscosity can be easily maintained in a suitable range, and the strength of the coating film can be sufficiently improved.
  • the proportion of the monomer (b) When the proportion of the monomer (b) is within the above range, aggregation of the particles constituting the copolymer latex can be effectively suppressed, and the viscosity of the latex and the viscosity can be easily maintained in a suitable range. . It is preferable that the proportion of the monomer (d) is within the above range, since the proportion of each of the monomer (a) and the monomer (b) can be within the above range.
  • the method of polymerizing these monomers is not particularly limited, but is directly It is preferable to use emulsion polymerization since a latex can be obtained.
  • the specific method of this emulsion polymerization is as described above.
  • the content of the copolymer latex in the paper coating composition (the content of the solid component constituting the copolymer latex; the same applies to the following description) is not particularly limited.
  • the amount is 0 parts by mass, it is usually 5 to 30 parts by mass, preferably 7 to 30 parts by mass, more preferably 7 to 20 parts by mass.
  • the content of the copolymer latex is 5 parts by mass or more, the pigment can be sufficiently adhered to the base paper for coating, and when the content is 30 parts by mass or less, opacity, whiteness, and blank paper Gloss etc. can be effectively improved.
  • the present paper coating composition may contain other components in addition to the pigment, the copolymer latex and the wetting agent.
  • the viscosity regulators, defoamers, water resistance improvers, pigment dispersants, pH regulators, coloring pigments, fluorescent dyes and the like exemplified above can be used.
  • surfactants can be used as an antifoaming agent and a dispersant, but the surfactant used for these has a higher dynamic surface tension than the surfactant used as the wetting agent. The difference is that the effect of the reduction is very small.
  • the content of the viscosity modifier in the paper coating composition is not particularly limited, but when the pigment is 100 parts by mass, usually 0.01 to 4 parts by mass, preferably 0.1 to 4 parts by mass.
  • the content of the viscosity modifier is 0.01 parts by mass or more, a sufficient viscosity adjusting effect is exhibited, paddling is hardly generated even during high-speed coating, and excessive penetration into the base paper for coating is performed. Can be prevented, and excellent coverage can be easily obtained.
  • the amount is less than 4 parts by mass, the effect of adjusting the viscosity is unlikely to be excessive, and it is easy to obtain a stable force during curtain coating, and it is easy to prevent coating defects.
  • the content of the antifoaming agent in the paper coating composition is not particularly limited. However, when the total amount of the pigment is 100 parts by mass, it is usually 0.01 to 2 parts by mass, preferably 0.05 part by mass. It is 0.5 parts by mass.
  • the content of the pigment dispersant in the paper coating composition is not particularly limited, but when the total amount of the pigment is 100 parts by mass, usually 0.01 to 3 parts by mass, preferably 0.1 to 3 parts by mass. 0 5-1 parts by mass. .
  • the content of the water resistance improver in the paper coating composition is not particularly limited, but when the total amount of the pigment is 100 parts by mass, usually 0.01 to 3 parts by mass, preferably 0.1 to 3 parts by mass. 0 5-1 parts by mass.
  • the content of the pH regulator in the paper coating composition is not particularly limited, but is usually 0.01 to 2 parts by mass, preferably 0.02 parts by mass when the total amount of the pigment is 100 parts by mass. Use 5 to 1 parts by mass.
  • the content of the above-mentioned pigment, copolymer latex and wetting agent constituting the present paper coating composition can be a combination of each. That is, when the paint in the present paper coating composition is 100 parts by mass, the copolymer latex is 5 to 30 parts by mass and the wetting agent is 0.01 to 2 parts by mass. preferable. It is more preferable that the copolymer latex be 5 to 25 parts by mass and the wetting agent be 0.01 to 1.5 parts by mass. Furthermore, it is particularly preferable that the copolymer latex is 5 to 20 parts by mass and the wetting agent is 0.02 to 1 part by mass.
  • the pigment in the paper coating composition may be any suitable viscosity modifier.
  • the pigment in the paper coating composition may be any suitable viscosity modifier.
  • the copolymer latex is 5 to 30 parts by mass, the wetting agent is 0.01 to 2 parts by mass, and the viscosity modifier is 0.01 to 4 parts by mass. More preferably, the copolymer latex is 5 to 25 parts by mass, the wetting agent is 0.01 to 1.5 parts by mass, and the viscosity modifier is 0.01 to 3.5 parts by mass. Further, it is particularly preferable that the copolymer latex is 5 to 20 parts by mass, the wetting agent is 0.02 to 1 part by mass, and the viscosity modifier is 0.01 to 3 parts by mass.
  • the total components of the present paper coating composition are 100% by mass
  • the total of these pigments, copolymer latex and wetting agent is usually 95.5% by mass or more. That is, the total of other components (viscosity modifier, medium contained in the copolymer latex, etc.) excluding the pigment, the copolymer latex and the wetting agent is preferably 4.5% by mass or less. .
  • a non-contact type paper coating composition containing the first and second non-contact type coating copolymer latexes, or a non-contact type coating method using the non-contact type paper coating composition can be manufactured.
  • the first method for producing coated paper of the present invention comprises: a coating step of coating the surface of the coated base paper at a coating speed of 600 to 280 OmZ; and a drying step of drying the coating film. , Are provided.
  • the type of pulp forming the coated base paper is not particularly limited, and for example, mechanical pulp, chemical pulp, waste paper pulp (DIP) and the like can be used.
  • the coated base paper also contains fillers and internal additives such as pigments such as calcium carbonate, clay and talc, alkyl ketene dimer, rosin acid stones, sizing agents such as sulfate bands, cationic starch, polyacrylamide, etc.
  • a paper strength enhancer, a bulking agent and the like may be used.
  • a surface sizing agent such as starch, acrylamide, acryl-styrene polymer, etc. is applied to the surface of the coated base paper using a size press, a gate opening and closing, a meter size pressing, or the like. You may.
  • the “coating step” is a step preferably performed using curtain coating.
  • the coating conditions in this curtain coating are not particularly limited, except that the coating speed is from 600 to 280 Om / min.
  • the above “coating speed” indicates the speed at which the surface to be coated advances when the composition for paper coating is applied to the surface to be coated (usually a coating base paper).
  • the coating speed is not particularly limited as long as the coating can be performed without causing coating defects, but a higher coating speed is preferable because the productivity is better.
  • the non-contact type paper coating composition has a viscosity and a dynamic surface tension value in a predetermined range (2), so that the coating speed is set to 600 to 280 OmZ minutes.
  • the coating speed is 60 OmZ minutes or more, a particularly good strength film can be formed, and coated paper of excellent quality can be obtained.
  • the coating speed is 280 OmZ minutes or less, coating can be performed without causing paddling. Further, even when the solid content concentration of the coating liquid is as high as 50 to 70% by mass, the above-mentioned coating speed can be reached.
  • drying step may be performed by any method. It can be a method and condition of knowledge.
  • the first method for producing coated paper of the present invention can include other steps in addition to the above-described coating step and drying step.
  • Other processes include a calendaring process that performs a calendar process to adjust the surface smoothness, a pigment coating process that also controls the smoothness of the surface of the cocoon, and a surface that controls surface strength and water absorption.
  • a sizing step and the like can be mentioned.
  • the calendering step can be applied to both the coated base paper, the paper after the coating step and the drying step, and the coated base paper and the paper after the coating and drying steps.
  • Examples of the apparatus used for the calendar processing include a super calendar, a machine calendar, and a soft ep calendar. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the pigment coating step can be performed on a coated base paper.
  • the apparatus used for pigment coating include a size press, a gate press, a metered size press, a blade co., A rod co., And the like.
  • the surface sizing process described above can be performed on coated base paper. Apparatuses used in the surface sizing process include a gate opening, a ruco and a night, a size press, and a meter-size presco aa.
  • the coated paper obtained by the above manufacturing method comprises a coated base paper and a coating layer, and the coating layer is formed on at least one surface of the coated base paper, using the non-contact type paper coating composition. It was formed.
  • the coating layer is a layer formed by drying a coating film formed on the surface of a coating base paper.
  • the thickness of this layer is not particularly limited, but is usually 2 to 30 m.
  • the coated paper can be subjected to a calendering treatment so that the properties of the coated layer can be fully utilized.
  • a calendering treatment By performing a calendar process, smoothness and glossiness can be sufficiently obtained.
  • Examples of the apparatus used for the calendar processing include a super power render, a machine calendar, and a soft nip calender. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the coated paper obtained by the above manufacturing method has no coating defects, and is excellent in coatability and paper feel.
  • the dry pick strength evaluated by the method described in the examples described later is used.
  • the degree and wet topic strength can be 3.5 or more, preferably 3.7 or more, and more preferably 3.9 or more.
  • the second method for producing coated paper of the present invention comprises a step of coating a non-contact type paper coating composition containing a pigment on the surface of the coated base paper by a non-contact coating method,
  • the coated base paper has a center line average roughness of 3 zm or less in the frequency region of spatial frequency 25 (1 mm) or less and a center line average roughness of the frequency region of spatial frequency 25 (1 / mm) or more. Is 0.2 m or more.
  • the coated base paper of the present invention has a center line average roughness in a frequency region of a spatial frequency of 25 (IZmm) or less, and a center line average roughness in a frequency region of a spatial frequency of 25 (1 / mm) or more. Needs to be in a specific range.
  • Fig. 1 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the coated base paper.
  • spatial frequency means that when the coated base paper 1 is cut in the cross-sectional direction and the coated base paper is viewed from the cross-sectional direction, the surface of the coated base paper 1 forms a unit length (1 mm). This is the number of repetitions of the periodic pattern of the curve f (hereinafter referred to as “surface roughness curve f”). This can be measured using a “NewView 200 optical interference type non-contact 3D surface roughness meter” manufactured by Zygo.
  • the surface roughness curve f is configured by overlapping curves of arbitrary spatial frequencies.
  • the outline of the curve will be described with reference to FIG. 1.
  • a curve of an arbitrary spatial frequency a finer curve (for example, f 1 in FIG. 1) constituting the surface roughness curve f of the coated base paper 1 is obtained.
  • the surface roughness curve f of the coated base paper 1 is formed by the existence of such a plurality of overlapping curves.
  • the “frequency region where the spatial frequency is 25 (1 / mm) or less” is the frequency at which the spatial frequency is 25 (1 / mm) or less when the surface roughness curve f is decomposed for each spatial frequency.
  • the above-mentioned “frequency region where the spatial frequency is 25 (1 / mm) or more” means that when this surface roughness curve is decomposed for each spatial frequency, the spatial frequency is 25 (l / mm). mm) or higher.
  • This surface roughness curve can be decomposed by high-speed Fourier transform using the analysis software “MetroPro Ver. 7.6.1” attached to the three-dimensional surface roughness meter. it can.
  • the above-mentioned “center line average roughness” refers to folding the above surface roughness curve f from the center line c. And the area obtained by the roughness curve f and the center line c divided by the length L is expressed in m. This can be measured using the above-mentioned device or the like.
  • the “center line average roughness” will be described in detail with reference to the figure. As shown in FIG.
  • the center line average roughness (hereinafter referred to as “Ra l”) in the frequency range of spatial frequency 25 (1 / mm) or less on the surface of the coated base paper is as follows. This is a numerical value that indicates the degree of roughness of the surface roughness curve ⁇ , that is, the index of the large roughness of the coated base paper surface.
  • the above al is 3 m or less, preferably 2.5 m or less, more preferably 2.3 m or less, further preferably 2.0 zm or less, more preferably 1. or less, particularly preferably 1.5 m or less.
  • R a1 exceeds 3 ⁇ , coating defects on the surface of the coated paper increase when high-speed curtain coating is performed with the high solid content paper coating composition, which is not preferable.
  • the lower limit of Ra1 is not particularly limited, but is usually 0.1 m or more, preferably 0.3 m or more, and more preferably 0.5 m or more.
  • the surface roughness curve is a degree of roughness of a finer curve (f 1 in FIG. 1) constituting the curve of f, that is, a value that is an index of the fine roughness of the coated base paper surface.
  • Ra2 is 0.2 m or more, preferably 0.3 im or more, more preferably 0.4 mm or more, more preferably 0.5 m or more, particularly preferably
  • the composition of the paper coating composition and the base paper become less compatible with each other, and the paddling phenomenon (wetting property) during curtain coating, especially during high-speed coating.
  • the upper limit of R and a2 is not particularly limited, but is usually 4. or less, preferably 370 m or less, more preferably 2.5 m or less, and more preferably 2.0 m or less.
  • the method of adjusting Ra 1 and Ra 2 is not particularly limited, and can be adjusted to the range described by adjusting the smoothness by a known process.
  • the above-mentioned coated base paper is subjected to a calendar process such as a super calender, a machine calender, a soft nip calendar, etc., and by controlling the smoothness, the Ra 1 and Ra 2 can be adjusted to a desired range. it can.
  • Pigment coating is applied to the above coated base paper using a size press, gate roll co., Metered size press, blade co., Rod blade co.
  • Ra 1 and Ra 2 can be adjusted to a desired range.
  • Ral and Ra2 can be determined by, for example, performing a fast Fourier transform using the three-dimensional surface roughness meter and analysis software “MetroPro Ver. 7.6.1” or the like. it can.
  • the paper coating composition suitable for the second method for producing coated paper of the present invention is a composition applied to the surface of the coated base paper by a non-contact type coating method, preferably by force coating. It is a thing.
  • the paper coating composition generally contains a pigment, and may contain components such as a copolymer latex and a wetting agent, if necessary.
  • the above-mentioned non-contact paper coating composition can also be suitably used.
  • the pigment is a main component for coating the base paper for coating, and there is no limitation on the type of the pigment as long as it can be coated.
  • the pigment the pigments exemplified in the description of the non-contact type paper coating composition can be used.
  • the pigment in the paper coating composition include the fine clay (pel) and the high aspect ratio.
  • a combination of clay (pc 2) and other pigments is preferred.
  • the fine clay (pe l) and the high aspect clay (pc 2) those exemplified in the non-contact type paper coating composition can be used.
  • the other pigments the inorganic pigments and / or organic pigments exemplified above can be used.
  • the amount of other pigment used is preferably 60% by mass or less (may be 0% by mass), and particularly preferably 40% by mass or less, when the total amount of the pigment is 100% by mass. .
  • the mixing ratio of the fine clay (pel) and the high aspect clay (pc2) can be set in a suitable range, thereby suppressing coating defects.
  • Pigment-coated paper having an excellent balance between the improvement of the coating property and the coatability can be obtained.
  • the composition for paper coating may further contain a copolymer latex in addition to the pigment.
  • a copolymer latex By containing the copolymer latex, the pigments can be adhered to each other, the pigments can be adhered to the coated base paper, and the printing plate picking, printing plate stains and blanket stains can be prevented.
  • the physical properties of the copolymer latex are not particularly limited.
  • the average particle size of the polymer particles contained in the copolymer latex is preferably 50 to: L 50 nm, and more preferably 60 to 130 nm. When the average diameter is 50 nm or more, the diameter can be stabilized and aggregation can be suppressed, and when the average diameter is 15 Onm or less, the strength of the coating film can be improved.
  • the toluene-insoluble content of the copolymer is preferably 60 to 99% by mass, and more preferably 75 to 98% by mass.
  • the strength of the coating film can be improved, and when the toluene-insoluble content is 99% by mass or less, the film forming property can be improved.
  • the adhesive strength between the coating and the coating film can be improved.
  • the constitution of the copolymer latex is not particularly limited, but may be obtained by selecting various polymerizable monomers and conducting polymerization.
  • the copolymer latex is preferably a copolymer of an aliphatic conjugated diene monomer (a), an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b), and the above (a) and (b).
  • Other polymerizable monomers (d) Copolymer latex obtained by emulsion polymerization of monomer It is a box.
  • the aliphatic conjugated monomer (a) and the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (b) those exemplified in the description of the first non-contact type coating copolymer latex are used. be able to.
  • the monomer (d) include an aromatic vinyl compound, a cyanide biel compound, an alkyl (meth) acrylate, and an acrylamide as exemplified in the description of the first non-contact type copolymer latex.
  • Compounds, N-methylolacrylamide, vinyl acetate and the like can be used.
  • the amount of these monomers to be used is not particularly limited. However, when the total of the monomers (a), (b) and (d) is 100% by mass, it is preferably 30 to 60% by mass of the monomer (a), 0.1 to 7% by mass of the monomer (b) and 33 to 69.9% by mass of the monomer (d), and more preferably The amount of the monomer (a) is 35 to 55% by mass, the amount of the monomer (b) is 0.5 to 5% by mass, and the amount of the monomer (c) is 40 to 64.5% by mass. When the amount of the monomer (a) used is within the above range, the color viscosity can be maintained in a suitable range, and the strength of the coating film can be improved.
  • the amount of the monomer (b 2) is in the above range, the aggregation of latex particles can be suppressed, and the latex viscosity and the color viscosity can be maintained in suitable ranges. Furthermore, when the amount of the monomer (b 3) is within the above range, the proportion of the monomers (b 1) and (b 2) can be within the above range.
  • the above-mentioned method can be used for the emulsion polymerization of the monomer.
  • the content of the copolymer latex in the paper coating composition (the content of the solids constituting the copolymer latex) is not particularly limited, and may vary depending on the required properties. Range.
  • the content of the above copolymer latex is preferably 5 to 30 parts by mass, more preferably 7 to 20 parts by mass, when the above pigment is 100 parts by mass.
  • the content of the copolymer latex is 5 parts by mass or more, the pigment can be sufficiently adhered, and when the content is 30 parts by mass or less, opacity, whiteness, white paper gloss, and the like are improved. be able to.
  • the paper coating composition may further contain a wetting agent.
  • a wetting agent By containing the wetting agent, the wettability of the paper coating composition on the surface of the coated base paper is improved. And a good coating state can be obtained.
  • the wetting agent those exemplified in the description of the non-contact paper coating composition can be used.
  • the content of the above-mentioned wetting agent in the above-mentioned paper coating composition is not particularly limited, and can be in various ranges according to the required properties.
  • the content of the above wetting agent is usually 0.01 to 2 parts by mass, preferably 0.02 to 1 part by mass, when the above pigment is 100 parts by mass.
  • the affinity between the pigment in the paper coating composition and the base paper for coating can be improved, and a paddling phenomenon occurs. Can be suppressed.
  • the content of the wetting agent is 2 parts by mass or less, the composition for paper coating is suppressed from sinking into the base paper, and a good coating state can be realized, and the obtained pigment coating can be obtained. Paper strength can be improved.
  • the above-described paper coating composition may contain the components exemplified in the description of the non-contact paper coating composition in addition to the pigment, the copolymer latex, and the wetting agent. Its content can also be as described above.
  • the solid content concentration of the above-mentioned paper coating composition is not particularly limited, and can be in various ranges depending on the constituent components, types, and properties of the paper coating composition, but is preferably 50 mass. % Or more, more preferably 55% by mass or more, and still more preferably 60% by mass. By setting the solid content concentration to 50% by mass or more, covering of the coating layer is improved, and a pigment-coated paper having excellent surface quality can be efficiently produced.
  • the upper limit of the solid content concentration is preferably 70% by mass or less, more preferably 67% by mass or less. By setting the content in such a range, it is possible to suppress an increase in color viscosity and to stabilize the obtained curtain film.
  • the composition for paper coating is coated on the surface of the base paper for coating by a non-contact type coating method, preferably a force coating method. .
  • This coating may be performed on only one side or both sides of the coated base paper.
  • the coating base paper can be immediately coated by the curtain coating method without providing an undercoat coating layer before the coating, but if necessary, other coating may be performed. Pre-processing may be performed.
  • the apparatus used for the above-mentioned force-coating and the coating can be performed using a known force-coating apparatus.
  • the conditions for the curtain coating are not particularly limited, and can be performed after setting various conditions as necessary.
  • the coating speed of the curtain coating is usually 600 to 300 mZ, preferably 600 to 280 OmZ, more preferably 800 to 25 mZ.
  • the amount is preferably 0 0 mZ, more preferably 100 to 250 Om / min, and particularly preferably 110 to 230 mZ.
  • the above coating speed is 600 mZ min or more, it is possible to suppress the occurrence of curtain breakage by reaching an appropriate amount of curtain flow, and when it is set to 280 mZ min or less, frequent occurrence of paddling phenomenon is suppressed. be able to.
  • the coating amount can also be appropriately adjusted according to the properties of the pigment-coated paper to be obtained, the physical properties of the paper coating composition to be used, and the like.
  • the coating amount (dry mass basis) on one side of the coating base paper is usually 0.1 to 50 g / m 2 , preferably 1 to 30 g / m 2 , more preferably 3 to 25 g / m 2 . is there.
  • a pigment-coated paper By drying after the above-mentioned coating, a pigment-coated paper can be obtained.
  • the obtained pigment coated paper may be further subjected to a calendar treatment such as a super calendar, a machine calendar, a soft ep calendar, etc. to control the smoothness.
  • the coated paper (pigment coated paper) of the present invention is obtained by the method for producing a coated paper described above.
  • the coated paper of the present invention may have a coating layer on only one side, or may have a coating layer on both sides.
  • the coated paper of the present invention, having such a configuration has almost no unevenness in blank surface appearance, uneven printing, and the like, and is excellent in blank gloss and print gloss.
  • the glossiness of white paper evaluated by the method described in Examples described later can be 60 or more, preferably 63 or more.
  • the printing gloss evaluated by the method described in Examples described later can be 75 or more, preferably 77 or more.
  • the opacity evaluated by the method described in Examples described later can be 87 or more, preferably 90 or more.
  • the whiteness evaluated by the method described in Examples described later can be 80 or more, preferably 82 or more.
  • the dry pick strength and the ectopic strength evaluated by the method described in Examples described later can be 3.5 or more, preferably 3.9 or more, and more preferably 4.2 or more.
  • the average particle diameter of the polymer particles was determined by a conventional method using a submicron analyzer “Model N4” manufactured by Coulter, Inc.
  • the copolymer latex was adjusted to pH 8.0 with sodium hydroxide, it was coagulated with isopropanol, and the coagulated product was washed with distilled water and dried. Thereafter, a predetermined amount (about 0.03 g) of the sample was immersed in a predetermined amount (100 ml) of toluene at 25 ° C. for 20 hours. Next, this solution was filtered through a 120-mesh wire gauze, and the mass of the remaining solid content was measured to determine the ratio (%) to the total solid content at the time of preparation (before treatment).
  • the obtained copolymer latex was heated at 100 and vacuum-dried for 20 hours to produce a film. This dried film was used as a measurement sample, and a differential scanning It measured according to the ASTM method using the calorimeter (DSC).
  • copolymer latexes L-2 to L-10 were produced in the same manner as in Example 11-11.
  • the final polymerization conversion was 98-99%.
  • the obtained latex it evaluated similarly to the above. The results are shown in Tables 1 to 3.
  • a-Methylstyrene dimer 0.5 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 t-dodecyl mercaptan 0.2 0.3 0.2 0.7 0.2 0.3 0.2 0.7 0.2 0.3 0.2 0.7 0.1 0.7 0.3 1.1
  • Example g 9 Example g 10 Comparative example 1-1 Comparative example 1-2 Copolymer latex L--9 L-10 L-11 L-12 Polymerization stage 2 stage 3 stage Total 1 stage 2 stage 3 stage Total 1 2-stage total 1-stage 2-stage total
  • a paper coating composition CP-1 CP-15 for curtain coating and offset printing paper was prepared.
  • Dispersant polyacrylic acid-based dispersant, trade name "Aron T-1 40", manufactured by Toagosei Co., Ltd.
  • the paper coating composition CP-1 was coated on a coating base paper (64 g / m 2 ) so that the coating amount would be 10 0, 0.5 ⁇ 0.5 g Zm 2 on one side, and the SMT Lab Curtain Co.
  • the coated paper was coated at a coating speed of 30 m / min and dried with a hot air drier at 150 ° C for 20 seconds to obtain a coated paper (A1).
  • the coated paper (A1) was left in a thermo-hygrostat at a temperature of 23 ° C and a humidity of 50% for 24 hours.
  • the degree of picking when printed with an RI printing machine was visually evaluated and evaluated on a scale of 1 to 5. The lower the picking phenomenon, the higher the score. The numerical values are shown as the average of six measurements.
  • the coated paper surface was moistened with a water-absorbing roll, and then the degree of picking when printing with the RI printing machine was visually judged and evaluated on a scale of 1 to 5. The lower the picking phenomenon, the higher the score. Numerical values are shown as the average of six measurements
  • the glossiness was measured at a 60-degree angle using a Murakami gloss meter.
  • the coated paper was faded based on JAPAN TAPP I No. 21, and the YI value of the coated paper before the test and the YI value after the test were measured by SM Color Computer, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. (5) Operability
  • the coating solution composed of the paper coating composition was circulated for 1 hour through the head of the lab curtain coater. During the circulation, “X” indicates that the slit is closed, and “ ⁇ ” indicates that the flow from the slit is not disturbed. " ⁇ "
  • the above-mentioned paper coating composition CP-1 is diluted so as to have a viscosity of 100 mPas, and the coating amount becomes 10.0 ⁇ 0.SgZms on one side of the coating base paper. Spray coated as described. Then, it was dried with a hot air drier at 150 ° C for 20 seconds in the same manner as in the case of Curtainco to obtain coated paper (A2).
  • the coated paper (A2) was left in a thermo-hygrostat at a temperature of 23 ° C and a humidity of 50% for a day and a night. Super force render treatment was performed four times under the conditions of kg / cm and roll temperature of 50 ° C to obtain coated paper for offset printing. The obtained coated paper for offset printing was evaluated in the same manner as above. The results are shown in Table 6.
  • Comparative Example 11 The copolymer latex L-l1 produced in Example 1 was used when the amount of the vinyl cyanide compound used was less than 5 parts by mass, and the paper coating obtained using this L-11 was used. The application of the coating composition CP-11 caused excessive ink absorption in the coating layer of the coated paper. As a result, the print gloss is clearly low, which is not preferable (see Table 7). Further, the copolymer latexes L-12 and L-13 produced in Comparative Examples 1-2 and 1-3 were obtained when the amount of the cyanidani vinyl compound used was 40 parts by mass or more. When the paper coating compositions CP-12 and CP-13 obtained using L-13 and L-13 were applied, the coated paper had an extremely low water resistance and a significant decrease in whiteness. As a result, the results are inferior in fading, which is not preferable.
  • the average particle diameter was larger than 150 nm, and the high-speed fluidity was not excellent, so that good operability was obtained. Did not. In addition, excessive ink absorption into the coating layer of the coated paper occurred, and the printing gloss was not good.
  • the copolymer latexes L1 to L10 produced in Example 1-1-1-10 shown in Tables 1 to 3 sufficiently achieve the object of the present invention. That is, since the latex is excellent in high-speed fluidity, as shown in Tables 6 to 7, the operability using the paper coating compositions CP-1 to CP-10 obtained using each latex is also good. This indicates that coated paper excellent in dry pick strength, wet topic strength, and print gloss was obtained. Table 6
  • the polymerization was continued at 60 while the second stage components (monomer components forming the copolymer part [P2]) shown in Table 8 were continuously added over 7 hours. After completion of the continuous addition, the mixture was further reacted at 70 ° C. for 6 hours (second stage polymerization) to obtain a latex L-116 containing particles made of a copolymer. The final polymerization conversion was 99%. With respect to the obtained latex L-16, the average particle size of the polymer particles, the glass transition point, the toluene insoluble content, the weight average molecular weight of the copolymer part [P 1], and the tackiness were determined by the following methods. Table 8 shows the results.
  • the average particle size of the polymer particles was determined by a conventional method using a submicron analyzer “Model N4” manufactured by Cole Yuichi Co., Ltd.
  • the polymerization of the copolymer part [P 1] was started using the first-stage component, and when the polymerization conversion reached 70%, N, N-getylhydroxylamine was obtained. The polymerization was stopped by adding 0.1 part. Thereafter, unreacted monomers were removed by steam stripping. Then, the temperature was lowered to room temperature by cooling, and the solid content was adjusted to 25% using distilled water. Thereafter, the produced copolymer part [P 1] was coagulated with isopropanol. After washing and drying the solidified product, 0.3 g was dissolved in 50 ml of tetrahydrofuran (THF). This solution was filtered through a membrane filter, and the filtrate was subjected to gel permeation chromatography (GPC) to determine the molecular weight in terms of polystyrene.
  • GPC gel permeation chromatography
  • No. 18 copolymer latex was coated on polyethylene terephthalate film. Apply by rod, 120. 30 seconds in C, and dried to form a coating of l OgZm 2. Then, this film and Kurosa paper were combined and pressed by a bench super calender under the conditions of a linear pressure of 200 kgZm and a temperature of 70 ° C. Next, the two were peeled off, and the degree of transfer of the polymer film to the black kraft paper was visually evaluated on a five-point scale. The lower the transcription, the higher the score. The numerical values are shown as the average of six measurements.
  • copolymer latexes L117 to L-20 were produced in the same manner as in Example 2-1 and evaluated in the same manner as above.
  • the final polymerization conversion was 98-99.5%.
  • the results are also shown in Table 8.
  • copolymer latexes -21 to -24 were produced in the same manner as in Example 2-1 above, and evaluated in the same manner as above. The final polymerization conversion was 98-99%. The results are shown in Table 9. 2-2.
  • Copolymer Latex Otsuichi 16-1 ⁇ -24 produced in Examples 2-1 to 2-5 and Comparative Examples 2-1 to 2-4, Using the kaolin clay, calcium carbonate, dispersant, sodium hydroxide and starch used in the above Example [I], paper coating for offset printing paper for curtain coating according to the formulation in Table 5 above.
  • Working compositions CP-16 to CP_24 were prepared.
  • Example 2-1 'Example 2-2
  • Example 2-3 Example 2-4
  • Example 2-5 Copolymer Latex L-16L-17L-18' L-19L-20 Polymerization Stage 1 1-stage 2-stage Total 1-stage 2-stage 1-stage 2-stage Total 1-stage
  • Comparative Example 2--1 Comparative Example 2-2 'Comparative Example 2-3 Comparative Example 2-4 Copolymer Latex. L-21 L-22 L-23. L-24 Polymerization Stage 1 Stage 2 Stage Total 1 Stage 2 Step Total 1 Step 2 Step Total 1 Step 2 Step Total
  • t-Dodecyl mercaptan 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 'Average particle size (Y) 125 120 120 120 Glass transition temperature (° c)-18 -10 0
  • the paper coating composition CP-16 was placed on the base paper for coating described in Example [I] above so that the amount of coating was 10.0 ⁇ 0.5 g / m 2 on one side, and the lab force was adjusted to 10%. Coating was carried out overnight, followed by drying with a hot air drier at 150 ° C for 20 seconds to obtain coated paper (B1). Thereafter, the coated paper (B1) was left in a thermo-hygrostat at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% for a day and a night. Next, under a condition of a linear pressure of 100 kg / cm and a roll temperature of 50 ° C., a super-calender process was performed four times to obtain a coated paper for offset printing. The obtained coated paper for offset printing was evaluated for dry pick strength, wet topic strength, print gloss, and operability during production by the method described in Example [I] above. Table 10 shows the results.
  • the above-mentioned paper coating composition CP-16 was diluted so that the viscosity became 10 OmPas, and the coating amount on one side of the coating base paper was 10.0 ⁇ 0.5 gZm 2. It was applied by spraying so that Thereafter, a coated paper (B2) was obtained by the method described in Example [I] above. Next, the coated paper (B2) was treated in the same manner as in the case of using the curtain curtain, to obtain a coated paper for offset printing.
  • the obtained coated paper for offset printing was evaluated in the same manner as above. However, regarding the operability, it was observed whether nozzle clogging does not occur during spraying and whether spraying can be performed normally. Table 10 also shows the evaluation results.
  • coated papers were produced in the same manner as in Examples 2 to 6, and evaluated in the same manner as above.
  • Examples 2-7 and 2-9, Comparative Examples 2-1 and Comparative Examples 2-3 were also evaluated by blade coating.
  • Blade coating was performed at a coating speed of 30 m / min using a lab sheet-fed coating machine. Drying and subsequent treatments are the same as for curtain coating.
  • the operability was evaluated based on the stain on the backing roll.
  • the evaluation of dirt on the backing mouth was determined by comparing the adhesiveness of the latex with and without latex in blade coating in the past from the evaluation of adhesiveness described above. “X” indicates that dirt is estimated to occur, and “ ⁇ ” indicates dirt is assumed not to occur. , And the middle one was marked with “ ⁇ ”.
  • the evaluation results are also shown in Table 10.
  • the coatability of the coated paper for offset printing obtained by Curtain Co. and Blade Co. was evaluated by the know-out method.
  • the evaluation method is as follows. That is, ammonium chloride was dissolved in a medium in which isopropyl alcohol and water were mixed at a ratio of 1: 1 to prepare an aqueous solution having a concentration of 2.5%. This aqueous solution was sprayed on the surface of the coated paper, placed in a gear-oven, left at 200 ° C. for 10 minutes, and the whiteness was measured. A sample with high whiteness and good coverage was marked with “ ⁇ ”, a sample with low brightness and poor coverage was marked with “X”, and an intermediate one was marked with “ ⁇ ”.
  • Examples 2-6 to 2-10 are paper coating compositions containing the copolymer latex L1-16 to L-20 produced in Example 2-1-2-5.
  • Coated paper with high coatability, high dry pick strength, wet topical strength, and print glossiness are produced by using the products CP 16 to CP—20 by force coating and spray coating.
  • a coated paper having good properties and low latex tackiness was obtained. Also, the operability during manufacturing was good. In the production by blade coating, as is clear from Examples 2-7 and 2-9, even if the above-mentioned paper coating composition is used, the coating property is not sufficient.
  • the average particle size was determined by a conventional method using a laser light scattering particle size analyzer “LPA-3100 PAR-3” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • the glass transition point was determined by a conventional method using a differential scanning thermal analyzer (DSC) “EXTAR6000” manufactured by Seiko Iden Kogyo.
  • copolymer latex L-26 to L-29 were produced in the same manner as in Production Example 3-1.
  • the final polymerization conversion of each latex was 98%.
  • the obtained latex it evaluated similarly to the above. The results are shown in Table 1.1 and Table 12.
  • Fine clay (pe l); trade name "Amazon SD", manufactured by Kadam Brazil . Contains about 90% or more of components with a particle size of less than 2 m.
  • High aspect clay (pc 2); trade name "Centiyuri HCJ, manufactured by Parapigment Co., Brazil. It contains about 90% of components with a particle size of less than 2 m.
  • Viscosity modifier (thickener); trade name "SN980", manufactured by San Nopco.
  • the viscosity, dynamic surface tension and static surface tension of the paper coating composition CP-25 were determined by the following methods. The results are shown in Table 13.
  • the temperature of the paper coating composition was adjusted for 2 hours in a water bath adjusted to 25 ° C, and after confirming that the temperature was sufficiently constant, a viscometer manufactured by TOKIMEC INC (trade name “Digital The apparent viscosity at 60 rotations was measured 1 minute from the start of the measurement using a VISCOM rice overnight DV M-BII type).
  • the molecular weight regulator 2 The molecular weight regulator 2
  • each coated paper (C) was left in a thermo-hygrostat at a temperature of 23 and a humidity of 50% for 24 hours.
  • one super calendar treatment was performed four times under the conditions of a linear pressure of 100 ⁇ 111 / roll 111 and a roll temperature of 5 Ot.
  • the following coating defect, dry pick strength, wet topic strength, blank gloss and print gloss were evaluated. The results are shown in Tables 13 and 14.
  • Each coated paper was treated with a 5% aqueous ammonium chloride solution and isopropanol at 50: 5.
  • the fibers were immersed in a mixed solution mixed at a ratio of 0 and heated at 200 ° C. for 3 minutes to color the fibers.
  • One spot on the surface of each colored coated paper was randomly selected, and this portion was observed at a magnification of 50 times with an optical microscope.
  • the coating defects detected in each visual field were evaluated according to the following criteria of “ ⁇ ”, “ ⁇ ” and “X”.
  • each coated paper was moistened with the first round (moulton roll) of a RI-I printing machine manufactured by Akira Seisakusho, which was wrapped with a cloth moistened with water. Printing was performed under the same conditions as in (e) above using the second roll with. Thereafter, the degree of picking was evaluated based on the same criteria as in (e) above. The measurement was performed six times on each coated paper. The average value of the evaluation values after each printing was calculated.
  • the gloss of the surface of the unprinted coated paper was measured using a Murakami gloss meter at an incident angle of 75 degrees and a reflection angle of 75 degrees. The measurement was performed six times, and the average value was calculated from the obtained glossiness. The larger the value of gloss, the better.
  • the compositions for the paper coatings of Comparative Examples 3-1 and 3-2 show that the amount of the viscosity modifier (D) added in order to increase the viscosity was Except that it is more than 3-1 the blending components and the total amount are the same as in Example 3-1.
  • the viscosity of the paper coating composition of Comparative Example 3-1 was 220 OmPas, and the viscosity of the paper coating composition of Comparative Example 3-2 was 1600 mPa's. Also exceeds 150 OmPa-s. For this reason, in Comparative Example 3-1, the coating speed was 200m.
  • Example 3-1 If it exceeds 1 minute, paddling occurs, and in Comparative Example 3-2, paddling occurs when it exceeds 1400 mZ.
  • Coating papers obtained at the highest coating speed were also found to have coating defects, with a dry pick strength of 33% to 76% of Example 3-1 and a wet topic strength of 58% of Example 3-1. 77% both inferior I understand.
  • the print gloss was relatively good, the blank gloss was inferior to that of Example 3-1 at 79%.
  • the composition and amount of the paper coating composition of Comparative Example 3-3 were the same as in Example 3-1 except that the viscosity modifier (D) was not blended to reduce the viscosity. .
  • the viscosity of the paper coating composition of Comparative Example 3-3 was 40 mPa ⁇ s, which was less than 50 mPa ⁇ s. Therefore, when the coating speed exceeded 30 O mZ, paddling occurred. There has occurred. Further, the coated paper obtained at the maximum coating speed did not show any coating defects, and the topical strength was relatively good, but the dry pick strength was 22% of Example 3-1. Inferior. In addition, it can be seen that the blank gloss is inferior to 74% of Example 3-1 and the print gloss is inferior to 86% of Example 3-1.
  • the composition and amount of the paper coating composition of Comparative Example 3-4 were the same as those of Example 3-1 except that the paper coating composition did not contain the wetting agent (C) to increase the dynamic surface tension. is there .
  • the dynamic surface tension of the paper coating composition of Comparative Examples 3-4 was 6 SmNZm, which exceeded 65 mNZm, so paddling occurred when the coating speed exceeded 80 Om / min. .
  • the coated paper obtained at the maximum coating speed had good strength and good print gloss, but the white paper gloss was inferior to that of Example 3-1 at 80%. In addition, coating defects were observed.
  • the composition of the paper coating composition of Comparative Example 3-5 was the same as that of the Example except that the wetting agent (C) was excessively blended to reduce the dynamic surface tension.
  • the dynamic surface tension of the paper coating composition of Comparative Examples 3-5 was 2 OmNZm, which was less than 25 mNZm. Therefore, when the coating speed exceeded 40 OmZ, paddling occurred. Occurred.
  • the coated paper obtained at the maximum coating speed has good dry pick strength, but poor wet topic strength of 70%. Further, the blank gloss is inferior to that of Example 3-1 at 80%, and the print gloss is inferior to Example 3-1 of 89%. In addition, coating defects were observed.
  • Example 3-1 had a viscosity and a dynamic surface tension value within the range of the present invention, so that the solid content concentration was low. Even when the concentration was as high as 60%, coating could be performed at a high speed of 210 OmZ without paddling. In addition, coated paper obtained at the maximum coating speed No spots were observed, and the dry pick strength was 4.6, the wet topic strength was 4.3, the white paper gloss was 63, and the print gloss was 77.6, all of which were excellent values.
  • Example 3-2 high-speed coating of 180 OmZ could be performed, and no coating defects were observed in the coated paper obtained at the maximum coating speed, and the dry pick strength was low. Four.
  • Example 3-3 high-speed coating at 200 Om / min could be performed, and no coating defects were observed on the coated paper obtained at the maximum coating speed.
  • Were 4.0 the strength of the wet topic was 4.8, the gloss of blank paper was 62.8, and the gloss of printing was 79.2, all of which were excellent values.
  • Example 3-4 high-speed coating was performed at 180 Om / min. Coating paper obtained at the maximum coating speed showed no coating defects, Is 4.
  • Example 3-5 high-speed coating of 210 OmZ was able to be performed, and no coating defects were observed in the coated paper obtained at the maximum coating speed, and the dry pick strength was low. 3.9, wet topic strength of 4.1, blank gloss of 71.2 and print gloss of 83.3 were all excellent values.
  • Copolymer latex L-31 to L-34 were produced in the same manner as in Production Example 411 using the raw materials shown in Tables 15 to 16, and evaluated in the same manner as described above. The results are shown in Tables 15 and 16.
  • coated base paper base paper Nos. 1 to 5 which are commercially available uncoated papers and base papers No. 6 to 10 which are commercially available coated papers were prepared.
  • the surface smoothness was measured using a light interference type non-contact three-dimensional surface roughness meter “NewView 200” manufactured by Zygo, and the spatial frequency was 25 (1 / mm) or less.
  • the center line average roughness Ra1 in the frequency domain and the center line average roughness Ra2 in the frequency domain of a spatial frequency of 25 (1 mm) or more were determined.
  • the measurement conditions were as follows: objective lens: 2.5x, irradiation lens: 2x, measurement area: 1.45mmX l. 08mm, integration count: 3 times.
  • Ra 1 and Ra 2 were obtained by performing a high-speed Fourier transform using an analysis software (MetroPro Ver. 7.6.1) attached to the above apparatus.
  • 10 different points were measured under the above measurement conditions and analyzed, and Ra1 and Ra2 were calculated as the average values, respectively. Table 18 shows the results.
  • the above paper coating composition CP-35 to CP-44 was prepared to the solid content concentration shown in Table 18, and was applied to the above-mentioned base paper Nos. 1 to 10 using a pilot curtain. Pigment coated paper (D) was obtained. At that time, the coating speed was gradually increased in increments of 20 OmZmin, and the maximum speed at which paddling did not occur was defined as the “maximum coating speed (mZ)”. The results are shown in Table 18.
  • the pigment-coated paper (D) obtained at the above-mentioned maximum coating speed was left in a thermo-hygrostat at a temperature of 23 ° C and a humidity of 50% for 24 hours.
  • a super calendar treatment was performed four times under the conditions of a linear pressure of lO OkgZcmu and a mouth temperature of 50 ° C.
  • the obtained coating paper was evaluated for the following coating defects, dry pick strength, wet topic strength, white paper gloss, print gloss, opacity and whiteness. The results are shown in Table 18.
  • Each pigment coated paper is immersed in a 2% aqueous ammonium chloride solution by the burnt method, The fiber colored by heating at 200 ° C. for 3 minutes was observed with an optical microscope at 50 ⁇ , and the state of coating defects was observed.
  • means that there was no coating defect
  • X means that there was a coating defect.
  • the evaluation was made by Hunter colorimetry measured with a blue filter using a whiteness meter. The larger the value, the better.
  • coated paper obtained is offset printing paper such as high-speed offset printing paper, gravure printing paper, letterpress printing paper, inkjet paper, electrophotographic paper, art book paper, magazine cover paper, book front-end paper, and boss paper. It can be used for evening paper, catalog paper, calendar paper, brochure paper, magazine text paper, magazine color page paper, flyer paper, postcard paper, card paper, etc.

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Abstract

本発明の非接触型塗工用共重合体ラテックスは、脂肪族共役ジエン系単量体23~58質量%、エチレン系不飽和カルボン酸単量体0.1~7質量%、シアン化ビニル化合物5~40質量%並びにこれらの単量体と共重合可能な他の単量体0~71.9質量%(但し、単量体の合計量は100質量%である。)からなる単量体を乳化重合して得られ、このラテックスに含まれる重合体粒子の平均粒子径が50nm~150nmである。このラテックス、顔料等を含む紙塗工用組成物は、カーテンコーター、スプレー等の非接触型の塗工方法に好適であり、良好な操業性により優れた表面強度、印刷光沢等を有する塗工紙を得ることができる。

Description

明細書 非接触型塗工用共重合体ラテックス及びそれを含む組成物並びに塗工紙及びそ の製造方法 技術分野
本発明は、 非接触型塗工用共重合体ラテックス及びそれを含む組成物並びに塗 ェ紙及びその製造方法に関し、 更に詳しくは、 カーテン塗工、 スプレー塗工等の 非接触型の塗工方法により好適であり、 優れた表面強度、 耐水強度、 印刷光沢を 備える塗工紙とすることができる共重合体ラテックス及びそれを含む組成物、 並 びに、 この組成物を用い良好な操業性で得られる塗工紙及びその製造方法に関す る。
本発明の塗工紙は、 紙業分野、 印刷分野等において広く用いることができる。 また、 本発明は、 オフセット印刷用紙 (高速オフセット印刷用紙等) 、 グラビア 印刷用紙、 凸版印刷用紙、 インクジェット紙、 電子写真用紙、 美術書用紙、 雑誌 表紙用紙、 書籍の口絵用紙、 ポスタ一用紙、 カタログ用紙、 カレンダー用紙、 パ ンフレット用紙、 雑誌本文用紙、 雑誌カラーページ用紙、 チラシ用紙、 絵葉書用 紙、 カード用紙等に用いることができる。 背景技術
一般に、 紙の外観や印刷適性を改良するために、 カオリン、 炭酸カルシウム等 の白色顔料及び水性バインダーを主成分とする塗工液 (紙塗工用組成物) を塗工 した塗工紙が製造されている。 近年、 雑誌のビジュアル化や新聞の折り込み広告 、 チラシ等の増加により、 塗工紙の生産量は大きく増加してきた。 これらの塗工 紙は、 今日、 主にブレードコ一夕一、 ゲ一トロールコ一夕一、 メータリングサイ ズプレスで塗工され製造されている。
このような塗工紙を製造するにあたっては、 特にコスト面から少ない塗工量で いかに塗工原紙を良好に被覆するかが大きな課題となる。 被覆性を良好にするた めには、 塗工原紙への押し込みが少なく、 塗工層を嵩高にすることが肝要である 。 しカゝし、 上記のような塗工機で製造した場合、 その機構上、 塗工液は、 かなり 塗工原紙に押し込まれ、 塗工層は嵩高くはなりにくいという問題がある。
一方、 力一テン塗工やスプレー塗工のような、 いわゆる非接触型の塗工方式の 場合、 塗工液は塗工原紙に押し込まれることはなく、 また、 塗工層は嵩高になる ことが知られている。 カーテン塗工やスプレー塗工は、 非接触型の塗工方式であ るので、 紙へのストレスがかからず、 高速塗工を行っても紙切れが生じにくく、 坪量が低く薄い原紙や、 填料が多く強度の小さい原紙でも塗工が可能である。 か かる観点から、 塗工方法として力一テン塗工等の非接触型の塗工方法を用いるこ とにより、 塗工紙を製造することが検討されている。 しかし、 未だ、 カーテン塗 ェ及びスプレー塗工は、 一般的には塗工紙の製造に用いられていない。 その主な 理由は次のようなものである。
上記のような非接触型塗工の場合、 塗工層が嵩高になる反面、 例えばブレード 塗工の場合に比べて、 (1 ) 塗工層の強度が弱くなる、 (2 ) 空隙の多い塗工層 構造となるため、 過度のィンク吸収が生じて十分な印刷光沢が得られない等の問 題を生じる。 これらを防ぐための手段として、 バインダ一を多く使用することが 考えられるが、 大変なコスト高となるため好ましくない。
塗工層の強度を強くするためには、 ガラス転移点 (T g) の低い S B Rラテツ クスを用いることが先ず考えられるが、 このような性質のラテックスを使用する と、 オフセット印刷に不可欠な耐水強度が低下する、 印刷光沢の発現性が低下す る、 そして、 塗工時の操業性が悪化する等の問題が生じる。 また、 このようなラ テックスを用い、 カーテンコ一夕一で塗工する場合、 塗工液の吐出口であるリツ プが閉塞してしまうと、 その部分だけ塗布量が少なくなつてしまい塗工欠陥を生 じる。 更に、 カーテン割れを生じて未塗工部分を発生させてしまうこともある。 従って、 T gの低い粘着性の強いラテックスを使用した場合はこのようなトラブ ルを起こす危険性が高く、 これを防ぐために、 例えば、 特開平 7— 1 1 9 0 8 8 号公報には、 T gが— 1 0 以上のラテックスを使用する技術が開示されている
。 この技術の場合、 塗工原紙に対する十分な接着強度が得られず、 また、 塗工層 の強度も弱くなり、 ピッキング等の印刷適性が劣る結果となる。 尚、 このような ラテックスを用いた場合は、 スプレー塗工においても、 ノズルを閉塞させるとい う点では上記カーテン塗工と同様である。
次の理由としては、 高速塗工が困難なことである。 例えば、 一般的なブレード 塗工に匹敵する塗工速度でカーテン塗工を行った場合、 塗工速度が速いため力一 テン膜は激しいシェアを受けながら引き延ばされる。 この際、 塗工液の高速流動 性が不良であると、 塗工液が十分に延び広がることができないために、 連続した 塗工層が形成できなくなる。
高速塗工が困難である他の理由としては、 パドリングによる塗工不良も挙げら れる。 パドリングとは、 流下する塗工液と塗工原紙との接触点近傍に塗工液の遊 離 (大小の液滴) が発生するものである。 パドリングを生じると波紋様の塗工不 良を生じ、 その部位は全て損紙となり、 甚大な損害をもたらす。 それと共に、 紙 切れの発生や汚れの発生等が起こりやすく、 生産効率及び作業性の面での被害も 大きい。 このパドリングは塗工液の粘度が低いほど、 また、 塗工速度が大きいほ ど生じ易い。 塗工液の粘度を高くすればパドリングは低減できるが、 良好な力一 テン膜が形成され難く、 形成されたとしても塗工原紙上で良好な延び及び広がり が得られ難い。 このため、 逆に上記の塗工欠陥 (塗工欠点及び塗工不良等) を生 じ易くなる等、 品質を低下させる原因となる。 また、 塗工速度を小さくしても低 減できるが上記と同様に生産性も同時に低下することとなる。 このような課題に 対して、 特開平 5— 1 5 4 4 3 5号公報では、 塗工液のレイノルズ数を所定範囲 とすることで改善を試みている。 しかし、 更に、 高い生産性及び品質が求められ ている。
また、 カーテン塗工では、 上記のように、 塗工液の塗工原紙への押し込みが少 ないため、 塗工液の表面張力が十分低く、 流動性も良好でないと、 塗工原紙の表 面を迅速且つ十分に濡らすことができない。 そして、 塗工原紙の表面が十分に濡 れないと、 表面形状の影響を受けて、 塗工紙表面に塗工欠点 (塗工紙表面におい て、 顔料が塗工されていない微小な空孔) が生じる。 得られた塗工紙に塗工欠点 があると、 白紙面感ムラや印刷ムラ等を引き起こすので好ましくない。 塗工欠点 は、 塗工速度を遅くすれば低減することができるが、 生産性を損ない好ましくな レゝ。 また、 塗工液の固形分濃度を低くしても、 塗工欠点を低減する'ことができる が、 乾燥負荷が増大し、 乾燥設備の投資が膨大になるので好ましくない。 更に、 各種の濡れ剤を用いて塗工欠点を改善することも検討されているが、 未だ濡れ性 が十分なものは見出されていない。
更に、 スプレー塗工の場合には、 塗工原理上、 塗工液は細かなミストとして高 圧でノズルから噴出される。 この際、 塗工液の高速流動性が不良であると、 ノズ ル先端から良好に噴出されなくなるために、 やはり良好な塗工ができない。 従って、 これらの非接触塗工において、 例えば、 ブレード塗工に匹敵するよう な高速の塗工速度で、 良好な印刷適性が得られ、 操業性の良好な、 新たなラテツ クス、 新たな塗工液 (紙塗工用組成物) 処方、 新たな塗工紙の製造方法が求めら れている。 発明の開示
本発明の目的は、 カーテン塗工、 スプレー塗工等の非接触型の塗工方法によつ て塗工紙を製造するに際し、 バインダー所用量の増加、 印刷光沢の低下の問題を 解決し、 しかも、 操業性及び作業性が良好な紙塗工用組成物とそれに使用する共 重合体ラテックスを提供することにある。
特に、 本発明の目的は、 生産性良く (高速塗工性及び高固形分) カーテン塗工 でき、 優れた品質 (低塗工欠陥、 良被覆性及び良紙面感) の塗工紙が得られる紙 塗工用組成物を提供することにある。 また、 この紙塗工用組成物が塗工され、 優 れた品質の塗工紙を提供することを目的とする。 更に、 この紙塗工用組成物を用 い、 優れた品質の塗工紙を、 力一テン塗工により生産性良く製造できる製造方法 を提供することにある。
また、 力一テンコ一ターで塗工紙を製造する場合に、 生産性に優れ、 塗工欠点 が少なく、 白紙光沢発現性、 印刷光沢発現性等の諸性質に優れる顔料塗工紙の製 造方法及びかかる優れた諸性質をバランスよく備える顔料塗工紙を提供すること を目的とする。
本発明者らは、 かかる現状に鑑み、 鋭意検討した結果、 本発明を完成するに至 つた。
本発明は、 上記目的を達成するものであり、 以下に挙げられる。
1 . 脂肪族共役ジェン系単量体 ( a) 2 3〜5 8質量%、 エチレン系不飽和カル ボン酸単量体 (b) 0. 1〜7質量%、 シアン化ビニル化合物 (c) 5〜40質 量%並びに上記単量体 (a) 、 (b) 及び (c) と共重合可能な他の単量体 (d) 0〜71. '9質量% (伹し、 単量体 (a) 、 (b) 、 (c) 及び (d) の 合計量は 100質量%である。 ) からなる単量体を乳化重合して得られる共重合 体ラテックスであって、 このラテックスに含まれる重合体粒子の平均粒子径が 5 0 ηπ!〜 150 nmであることを特徴とする非接触型塗工用共重合体ラテックス。 2. 脂肪族共役ジェン系単量体 (a) 20〜80質量%、 エチレン系不飽和カル ボン酸単量体 (b) 0. 5〜10質量%及びこれら単量体と共重合可能な他の単 量体 (d) 20〜79. 5質量% (但し、 単量体 (a) 、 (b) 及び (d) の合 計量は 100質量%である。 ) 力、らなる単量体を共重合して得られる共重合体ラ テックスであって、 共重合体が— 100〜50°Cの範囲に少なくとも 2つのガラ ス転移点を有し、 且つ、 示差走査熱量計によって得られる示差熱量曲線において、 転移領域の最低温度 T 1と最高温度 T 2との差 ΔΤが 5°C以上であることを特徴 とする非接触型塗工用共重合体ラテックス。
3. 上記共重合体は、 〔P 1〕 脂肪族共役ジェン系単量体 (a 1) 25〜; L 00 質量%、 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b 1) 0〜 10質量%並びに上記 単量体 (a 1) 及び (b 1) と共重合可能な他の単量体 (d 1) 0〜75質量% (但し、 単量体 (a 1) 、 (b 1) 及び (d 1) の合計量は 100質量%であ る。 ) からなる単量体 (ml) を重合して得られ、 且つ、 ガラス転移点が一 10 0〜0°Cの範囲にある共重合体部分と、 〔P2〕 脂肪族共役ジェン系単量体 (a
2) 10 60質量%、 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b 2) 0. 5〜3 0質量%並びに上記単量体 (a2) 及び (b2) と共重合可能な他の単量体 (d 2) 10〜89. 5質量% (但し、 単量体 (a 2) 、 (b2) 及び (d2) の合 計量は 100質量%である。 ) からなる単量体 (m2.) を重合して得られ、 且つ、 ガラス転移点が一 20〜50°Cの範囲にある共重合体部分と、 カ^なる上記 2に 記載の非接触型塗工用共重合体ラテックス。
4. 粘度が 50〜150 OmP a · sであり、 且つ、 表面寿命 1 Omsにおける 動的表面張力値が 25〜65 mNZmであることを特徵とする非接触型紙塗工用 組成物。 5 . 更に、 粒子径が 2 m未満の成分を 9 5〜 9 9質量%含有する微粒クレーと、 粒子径が 2 m未満の成分を 8 0〜8 9質量%含有する高ァスぺクトクレーとを 含み、 上記微粒クレー及び上記高ァスぺクトクレーの含有割合が 1 Z 3〜 5 1 であり、 且つ、 全体を 1 0 0質量%とした場合に、 上記微粒クレー及び上記高ァ スぺクトクレーを合計で 4 0質量%以上含有する顔料と、 共重合体ラテックスと、 湿潤剤とを含有し、 この顔料全量を 1 0 0質量部とした場合に、 上記共重合体ラ テックスの固形分含有量は 5〜 3 0質量部、 且つ、 上記湿潤剤の含有量は 0. 0 1〜 2質量部である上記 4に記載の非接触型紙塗工用組成物。
6 . 上記共重合体ラテックスは、 脂肪族共役ジェン系単量体 (a) 3 0〜6 0質 量%、 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) 0. :!〜 7質量%並びに上記単 量体 ( a ) 及び (b ) と共重合可能な他の単量体 (d ) 3 3〜6 9 · 9質量% (但し、 単量体 (a) 、 (b) 及び (d) の合計量は 1 0 0質量%である。 ) を 乳化重合して得られたものである上記 5に記載の非接触型紙塗工用組成物。
7. 非接触塗工法により、 上記 1乃至 3のいずれかに記載の非接触型塗工用共重 合体ラテックスを含む非接触型紙塗工用組成物、 又は、 上記 4乃至 6のいずれか に記載の非接触型紙塗工用組成物を、 塗工原紙の表面に塗工速度 6 0 0〜2 8 0 0 mZ分で塗工する塗工工程と、 塗膜を乾燥させる乾燥工程とを備えることを特 徴とする塗工紙の製造方法。
8. 塗工原紙の表面に、 非接触塗工法により、 顔料を含む非接触型紙塗工用組成 物を塗工する工程を備える塗工紙の製造方法であって、
上記塗工原紙は、 空間周波数 2 5 ( l Zmm) 以下の周波数領域の中心線平均 粗さが 3 m以下であり、 且つ、 空間周波数 2 5 ( 1 /mm) 以上の周波数領域 の中心線平均粗さが 0. 2 m以上であることを特徴とする塗工紙の製造方法。
9 . 塗工速度が 6 0 0〜2 8 0 0 m/分である上記 8に記載の塗工紙の製造方法。 1 0 . 上記非接触型紙塗工用組成物は、 更に共重合体ラテックスと、 湿潤剤とを 含有し、 上記顔料全量を 1 0 0質量部とした場合、 上記共重合体ラテックスの固 形分含有量は 5〜 3 0質量部、 上記湿潤剤の含有量は 0. 0 1〜 2質量部である 上記 8又は 9に記載の塗工紙の製造方法。
1 1 . 上記顔料は、 粒子径が 2 m未満の成分を 9 5〜 9 9質量%含有する微粒 クレーと、 粒子径が 2 zzm未満の成分を 8 0〜8 9質量%含有する高ァスぺクト クレーと、 その他の顔料とからなり、
上記微粒クレ一及び上記高ァスぺクトクレーの含有割合が 1ノ 3 ~ 5ノ 1であ り、 且つ、 上記顔料全体を 1 0 0質量%とした場合に、 上記その他の顔料の含有 量が 6 0質量%以下である上記 8乃至 1 0のいずれかに記載の塗工紙の製造方法。
1 2. 上記非接触塗工法は、 カーテン塗工及びスプレー塗工から選ばれる方法で ある上記 7乃至 1 1のいずれかに記載の塗工紙の製造方法。
1 3. 上記 7乃至 1 2のいずれかに記載の製造方法により得られたことを特徴と する塗工紙。 図面の簡単な説明
第 1図は、 塗工原紙の表面付近の概略断面拡大図である。
第 2図は、 中心線平均粗さの説明のための概略断面拡大図である。 発明の実施の形態
以下、 本発明を、 非接触型塗工用共重合体ラテックス、 非接触型紙塗工用組成 物、 塗工紙の製造方法の j噴に詳しく説明する。
本発明の第 1の非接触型塗工用共重合体ラテックスは、 脂肪族共役ジェン系単 量体 (a) 2 3〜5 8質量%、 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) 0. 1 〜7質量%、 シアン化ビニル化合物 (c ) 5〜4 0質量%並びに上記単量体
( a) 、 (b) 及び (c ) と共重合可能な他の単量体 ( d) ひ〜 7 1 . 9質量%
(但し、 単量体 ( a) 、 (b) 、 ( c ) 及び (d) の合計量は 1 0 0質量%であ る。 ) 力 ^らなる単量体を乳化重合して得られる共重合体ラテックスであって、 こ のラテックスに含まれる重合体粒子の平均粒子径が 5 0〜 1 5 0 n mであること を特徴とする。
上記脂肪族共役ジェン系単量体 ( a) としては、 1 , 3—ブタジエン、 イソプ レン、 2—クロロー 1 , 3—ブタジエン、 クロ口プレン等が挙げられる。 これら のうち、 1, 3—ブタジエンが好ましい。 また、 これらの化合物は、 1種単独で あるいは 2種以上を組み合わせて用いることができる。 この脂肪族共役ジェン系 単量体 (a) を用いることによって、 得られる共重合体に適度な柔軟性と伸びを 与え、 耐衝撃性を有する塗工紙とすることができる。
上記脂 J3雄共役ジェン系単量体 (a) の使用量は、 全単量体に対して 2 3〜 5 8質量%であり、 好ましくは 3 0〜5 0質量%、 更に好ましくは 3 8〜4 8質量 %である。 この脂肪族共役ジェン系単量体 ( a) の使用量が 2 3質量%未満では
、 共重合体が硬くなり過ぎ、 接着強度が発現されにくい傾向にある。 特に、 カー テン塗工方式やスプレー塗工方式といった非接触塗工方式の場合には、 塗工原紙 への紙塗工用組成物の押し込みが為されないためにアンカー効果が小さくなり、 共重合体が十分な接着強度を持たない場合には、 得られる塗工紙の強度の低下が 著しい。
一方、 上記脂肪族共役ジェン系単量体 ( a) の使用量が 5 8質量%を超えると 、 粘着性が高くなり過ぎて、 汚れが発生する等、 操業性が悪化することがある。 また、 この共重合体ラテックスを含む組成物により得られる塗工紙の耐水強度や 印刷光沢も低下する。 .
上記エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) としては、 モノカルボン酸、 ジ カルボン酸、 ジカルボン酸のハーフエステル等が挙げられる。 これらのカルボン 酸は、 炭素数が 4〜7の範囲にあるものが好ましい。
上記モノカルボン酸としては、 アクリル酸、 メタクリル酸、 クロトン酸等が挙 げられる。 上記ジカルボン酸としては、 フマル酸、 マレイン酸、 ィタコン酸等が 挙げられる。 また、 ジカルボン酸のハーフエステルとしては、 フマル酸メチル、 マレイン酸ェチル、 ィタコン酸ェチル等が挙げられる。 尚、 水系媒体中において ジカルボン酸を形成するカルボン酸無水物を用いることもできる。
これらのカルボン酸は、 1種単独であるいは 2種以上を組み合わせて用いるこ とができる。
上記エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) の使用量は、 全単量体に対して
0 . 1〜7質量%であり、 好ましくは 0. 3〜5質量 であり、 更に好ましくは 0 . 5〜3. 5質量%である。 このエチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) の 使用量が 0. 1質量%未満では、 重合時のラテックスの安定性が悪く、 多量の凝 固物が発生することがある。 一方、 上記エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) の使用量が 7質量%を超えると、 塗工液粘度が高くなりすぎ塗工に支障を きたすことがある。
また、 上記シアン化ビニル化合物 (c ) としては、 アクリロニトリル、 メ夕ク リロ二トリル等が挙げられる。 これらは、 1種単独であるいは 2種以上を組み合 わせて用いることができる。
上記シアン化ビエル化合物 (c ) の使用量は、 全単量体に対して 5〜4 0質量 %であり、 好ましくは 1 0〜3 5質量%、 更に好ましくは 1 0〜3 0質量%であ る。 このシアン化ビニル化合物 (c ) の使用量が 5質量%未満では、 共重合体へ のインク溶剤の吸収が十分に抑制されないため、 非接触塗工方式で得られる塗工 層の特徴である空隙の多い塗工層構造において、 インクの過度の吸収を抑制する ことができず、 十分な印刷光沢が得られない。 一方、 上記シアン化ビニル化合物
( c ) の使用量が 4 0質量%を超えると、 得られる塗工紙において、 極端な耐水 強度の低下を招き、 また、 塗工紙の退色 (経時的に生じる黄ばみ) が進行しやす くなる。
上記単量体 (d) としては、 上記単量体 (a) 、 (b) 及び (c ) と共重合可 能なものであれば特に限定されず、 例えば、 芳香族ビニル化合物、 アルキル (メ 夕) ァクリレ一ト、 アクリルアミド系化合物、 N—メチロールアクリルアミド、 酢酸ビニル等が挙げられる。 これらの化合物を用い、 上記単量体 (a) 、 (b) 、 ( c ) 及び (d) の使用割合を変化させることによって、 目的に応じた適度な ガラス転移温度を有する共重合体を得ることができる。
上記芳香族ビニル化合物としては、 スチレン、 ひーメチルスチレン、 p—メチ ルスチレン、 ビニルトルエン、 クロルスチレン等が挙げられる。 これらのうち、 スチレンが特に好ましい。
上記アルキル (メタ) ァクリレートとしては、 メチル (メタ) アタリレート、 ェチル (メタ) アタリレート、 プロピル (メタ) ァクリレート、 ブチル (メタ) ァクリレート、 2—ェチルへキシル (メタ) ァクリレート、 ォクチル (メタ) ァ クリレート、 ベンジル (メタ) ァクリレート、 ラウリル (メタ) ァクリレート、 ステアリル (メタ) ァクリレ一ト、 イソポルニル (メタ) ァクリレート、 2—シ ァノエチル (メタ) ァクリレート等が挙げられる。 これらのうち、 メチルメタァ クリレートが特に好ましい。
また、 上記アクリルアミド系化合物としては、 アクリルアミド、 メタクリルァ ミド、 N, N—ジメチルアクリルアミド、 N, N—ジメチルァミノプロピル (メ 夕) アクリルアミド等が挙げられる。
これら各単量体は、 1種単独であるいは 2種以上を組み合わせて用いることが できる。 上記単量体 (d) の使用量は、 全単量体に対して 0〜7 1 . 9質量%で あり、 好ましくは 1 0〜6 0質量%、 更に好ましくは 2 0〜5 0質量%である。 上記単量体を乳化重合するに際しては、 通常、 水性媒体中で乳化剤、 重合開始 剤、 分子量調節剤等を用いる。
上記乳化剤としては、 ァニオン性界面活性剤、 ノニオン性界面活性剤、 両性界 面活性剤等を用いることができ、 これらは、 1種単独であるいは 2種以上を組み 合わせて用いることができる。
ァニオン性界面活性剤としては、 高級アルコールの硫酸エステル、 アルキルべ ンゼンスルホン酸塩、 脂肪族スルホン酸塩、 ポリエチレングリコールアルキル工 一テルの硫酸エステル等が挙げられる。
ノ二オン性界面活性剤としては、 ポリエチレンダリコールのアルキルエステル 型、.アルキルェ一テル型、 アルキルフエニルエーテル型等が用いられる。
また、 両性界面活性剤としては、 ァニオン部分としてカルボン酸塩、 硫酸エス テル塩、 スルホン酸塩、 燐酸エステル塩を、 カチオン部分としてはァミン塩、 第 4級アンモニゥム塩を持つものが挙げられ、 具体的にはラウリルべタイン、 ステ ァリルべ夕イン等のベタイン類、 ラウリル一3—ァラニン、 ステアリル—]3—ァ ラニン、 ラウリルジ (アミノエチル) グリシン、 ォクチルジ (アミノエチル) グ リシン等のアミノ酸タイプのもの等が挙げられる。
上記重合開始剤としては、 水溶性重合開始剤、 油溶性重合開始剤、 これらと還 元剤とを併存させるレドックス系重合開始剤等が挙げられる。 水溶性重合開始剤 としては、 過硫酸ナトリウム、 過硫酸カリウム、 過硫酸アンモニゥム等が挙げら れる。 油溶性重合開始剤としては、 過酸化べンゾィル、 ラウリルパ一オキサイド 、 2 , 2 '—ァゾビスイソブチル二トリル等が挙げられる。 これらの水溶性重合 '開始剤及び油溶性重合開始剤は、 それぞれ、 1種単独であるいは 2種以上を組み 合わせて用いることができる。
また、 レドックス系重合開始剤に用いる還元剤としては、 エルソルビン酸 (そ の塩を含む) 、 ァスコルビン酸 (その塩を含む) 、 糖類、 亜硫酸水素塩、 チォ硫 酸水素塩、 メルカプ夕ン等が挙げられる。 これらは、 1植単独であるいは 2種以 上を組み合わせて用いることができる。
上記分子量調節剤としては、 クロ口ホルム、 四臭化炭素等のハロゲン化炭化水 素類、 n—へキシルメルカブタン、 n—ォクチルメルカプタン、 n—ドデシルメ ルカブタン、 tードデシルメルカブタン、 チォグリコール酸等のメリレカプタン類 イド等のキサントゲン類、 夕一ピノ一レン、 ーメチルスチレンダイマー、 1,
1—ジフェニルェチレン等通常の乳化重合で使用可能なものを全て使用できる。 その他、 キレ一ト化剤、 無機電解質等を乳化重合の際に用いることができ、 公 知のものが使用できる。
本発明の共重合体ラテックスに含まれる重合体粒子の平均粒子径は 5 0〜1 5 O nmであり、 好ましくは 5 5〜; L 3 0 nm、 より好ましくは 6 0〜: L 1 0 nm
、 更に好ましくは 7 0〜 1 0 0 nmである。 平均立子径が 1 5 0 nmを超える重 合体粒子を含む共重合体ラテツクスを用いた場合、 紙塗工用組成物の高速流動性 が低下し、 一般的なブレード塗工に匹敵する高速の塗工速度で力一テン塗工を行 つた場合、 カーテン膜が激しいシェアを受けながら引き延ばされるため、 塗工液 (紙塗工用組成物) が十分に延び広がることができず、 連続した塗工層が形成で きなくなる。 また、 重合体粒子の平均粒子径が 5 O nm未満であると、 塗工液の 流動性は改良されず、 得られる塗工紙の白紙光沢ゃィンキ転移性が著しく低下す る。 そして、 5 0 nmより小さくしても塗工液の流動性は改善されない。
尚、 上記共重合体ラテックスに含まれる重合体粒子の平均粒子径を、 上記範囲 にするためには、 乳化剤の種類と使用量、 重合開始剤の種類と使用量、 極性基を 有する単量体の種類と使用量、 モノマー濃度、 重合温度等で調整することができ る。 好ましい調整方法としては、 乳化剤の使用量を増量する方法が挙げられる。 乳化重合の際の重合方法としては、 単量体の一部を重合した後、 その残りを連 続的に又は断続的に添加する方法、 あるいは、 単量体を重合のはじめから連続的 に添加する方法等が挙げられる。
重合温度は、 通常、 20〜85°C、 好ましくは 25〜80°Cである。 重合時間 は、 通常 10〜30時間である。
本発明の第 1の非接触型塗工用共重合体ラテックスは、 上記単量体 (a) 、 ( b) 、 (c) 及ぴ (d) を乳化重合してなるものであるが、 これらの各単量体の 好ましい重合割合の組み合わせは以下の通りである。 即ち、 全単量体を 100質 量%とすると、 (a) / (b) / (c) / (d) =30〜50質量% 0. 3〜 5質量%Z10〜35質量%/l 0〜59. 7質量%であることが好ましく、 更 に、 38〜48質量% 0. 5〜3. 5質量% 10〜35質量%Z13. 5〜 51. 5質量%であることがより好ましい。 尚、 上記単量体 (c) の使用量を 1
0〜35質量%とし、 得られる重合体粒子の平均粒子径が 50〜150 nm、 好 ましくは 55〜11 Onmである場合には、 このラテックスを含む紙塗工用組成 物により、 ドライピック強度、 ウエットピック強度及び印刷光沢に特に優れた塗 ェ紙を得ることができる。
本発明の第 2の非接触型塗工用共重合体ラテックスは、 脂雄共役ジェン系単 量体 (a) 20〜80質量%、 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) 0. 5 〜10質量%及びこれら単量体と共重合可能な他の単量体 (d) 20〜79. 5 質量% (伹し、 単量体 (a) 、 (b) 及び (d) の合計量は 100質量%でぁる 。 ) からなる単量体を共重合して得られ、 共重合体が— 100〜50°Cの範囲に 少なくとも 2つのガラス転移点を有し、 且つ、 示差走査熱量計によって得られる 示差熱量曲線において、 転移領域の最低温度 T 1と最高温度 T 2との差 ΔΤが 5 °C以上であることを特徴とする。
上記脂 J3雄共役ジェン系単量体 (a) 及びエチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) としては、 上記第 1の非接触型塗工用共重合体ラテックスの説明において 例示したものを用いることができる。
上記脂 JI雄共役ジェン系単量体 (a) の使用量は、 全単量体に対して 20〜8 0質量%であり、 好ましくは 25〜75質量%、 更に好ましくは 35〜60質量 %である。 この脂 J3繊共役ジェン系単量体 (a) の使用量が 20質量%未満であ ると、 共重合体が くなり過ぎ、 接着強度が低下することがある。 一方、 上記脂 謙共役ジェン系単量体 ( a) の使用量が 8 0質量%を超えると、 粘着性が高く なり、 操業性が悪化する。 また、 この共重合体ラテックスを含む組成物により得 られる塗工紙の耐水強度や印刷光沢も悪化する。
また、 上記エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) の使用量は、 全単量体に 対して 5〜1 0質量%であり、 好ましくは 0. 8〜8質量%、 更に好ましく は 1〜5質量%である。 このエチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) の使用量 が 0 . 5質量%未満では、 重合時のラテックスの安定性が悪く、 多量の凝固物が 発生することがある。 一方、 上記エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) の使 用量が 1 0質量%を超えると、 塗工液粘度が高くなりすぎ塗工に支障をきたすこ とがある。
上記単量体 (d) としては、 上記単量体 (a) 及び (b) と共重合可能なもの であれば特に限定されず、 上記第 1の非接触型塗工用共重合体ラテックスの説明 において例示した、 芳香族ビニル化合物、 シアン化ビニル化合物、 アルキル (メ タ) ァクリレート、 アクリルアミド系化合物、 N—メチロールアクリルアミド、 酢酸ビエル等が挙げられる。 これらの化合物を用い、 上記単量体 ( a) 、 ( b) 、 ( c ) 及び(d) の使用割合を変化させることによって、 目的に応じた適度な ガラス転移温度を有する共重合体を得ることができる。
' 上記単量体 (d) の使用量は、 全単量体に対して 2 0〜 7 9. 5質量%であり 、 好ましくは 2 5〜7 4. 2質量%、 更に好ましくは 3 0〜6 0質量%である。 この単量体 (d) の使用量が 2 0質量%未満では、 粘着性が高くなり、 操業性が 悪化することがある。 一方、 上記単量体 (d) の使用量が 7 9 . 5質量%を超え ると、 共重合体が硬くなり過ぎ、 接着強度が低下することがある。
本発明の第 2の非接触型塗工用共重合体ラテックスは、 上記単量体 ( a) 、 ( b) 及び (d) を好ましくは乳化重合によって得るものであるが、 これらの各単 量体の好ましい重合割合の組み合わせは以下の通りである。 即ち、 全単量体を 1 0 0質量%とすると、 (a) / (b) / (d) = 3 3〜6 0質量% 0. 8〜8 質量%ノ3 2〜6 6質量%であることが好ましく、 更に、 3 8〜5 5質量%/ 1 〜5質量%ノ4 0〜6 1質量%であることがより好ましい。
尚、 乳化重合の方法は、 上記第 1の非接触型塗工用共重合体ラテックスの説明 と同様とすることができる。
本発明の第 2の共重合体ラテックスは、 含まれる共重合体のガラス転移点が一 100-50 °Cの範囲に少なくとも 2つ存在すればよい。 勿論 3つ以上存在する ものであってもよい。 そして、 その共重合体は、 示差熱量曲線の転移領域におけ る最低温度 T1と最高温度 T 2との差 ΔΤが 5 以上であり、 好ましくは 8°C以 上、 更に好ましくは 15°C以上である。
上記差 Δ丁が 5 °C未満であると、 広範な印刷速度範囲において印刷適性を高レ ベルに維持することができない。 それと同時に、 塗工紙の表面強度及び耐衝撃性 が低下し、 高速印刷において受ける極めて大きな変形速度による衝撃的な変形に 対して耐えられない。
また、 上記最低温度 T1は— 1 oo〜o°cの範囲にあり、 且つ、 上記最高温度 T 2は一 20〜 50°Cの範囲にあることが好ましく、 特に、 上記 T1は一 70〜 — 5°Cの範囲にあり、 且つ、 上記 T2は一 15〜45°Cの範囲にあることが好ま しい。
尚、 上記ガラス転移点が 50°Cを超えると接着強度が劣り、 — 100°C未満で あると粘着性が増し操業性が悪化する。 また、 塗工紙の耐水強度や印刷光沢も大 幅に悪化する。
このように 2つ以上のガラス転移点を有する共重合体を含むラテックスは、 以 下に示す共重合体部分 〔P 1〕 と共重合体部分 〔P2〕 が同一粒子内に存在し、 異相構造を形成することが、好ましい。
即ち、 上記共重合体部分 〔P 1〕 は、 脂肪族共役ジェン系単量体 (a 1) 25 〜100質量%、 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b 1) 0〜10質量%並 びに上記単量体 (a l) 及び (b l) と共重合可能な他の単量体 (d 1) 0〜7 5質量% (但し、 単量体 (a 1) 、 (b 1) 及び (d 1) の合計量は 100質量 %である。 ) からなる単量体 (ml) を重合して得られ、 且つ、 ガラス転移点が
— 100〜0°Cの範囲にある共重合体部分であり、 上記共重合体部分 〔P2〕 は 、 脂肪 共役ジェン系単量体 (a 2) 10〜60質量%、 エチレン系不飽和カル ボン酸単量体 (b2) 0. 5〜30質量%並びに上記単量体 (a 2) 及び (b 2 ) と共重合可能な他の単量体 (d2) 10〜89. 5質量% (但し、 単量体 (a 2) 、 (b 2) 及び (d 2) の合計量は 100質量%である。 ) からなる単量体 (m2) を重合して得られ、 且つ、 ガラス転移点が一 20〜 50°Cの範囲にある 共重合体部分である。
上記共重合体部分 〔P 1〕 の形成に使用される脂肪族共役ジェン系単量体 (a 1) としては、 前記例示した単量体を用いることができる。 この脂 J3嫌共役ジェ ン系単量体 (a 1) の使用量は 25〜: 100質量%であり、 好ましくは 35〜9 0質量%、 更に好ましくは 40〜80質量%である。 上記脂肪族共役ジェン系単 量体 (a 1) の使用量が 25質量%未満であると、 共重合体が硬くなり過ぎ、 接 着強度に劣る。
また、 共重合体部分 〔P 1〕 の形成に使用されるエチレン系不飽和カルボン酸 単量体 (b 1) としては、 前記例示した単量体を用いることができる。 このェチ レン系不飽和カルボン酸単量体 (b 1) の使用量は 0〜10質量%であり、 好ま しくは 0〜7質量%、 更に好ましくは 0〜3質量%である。 上記エチレン系不飽 和カルボン酸単量体 (b 1) の使用量が 10質量%を超えると、 塗工液粘度が高 くなりすぎ塗工に支障をきたすことがある。
更に、 共重合体部分 〔P 1〕 の形成に使用される他の単量体 (d 1) としては 、 前記共重合可能な他の単量体 (d) として例示した単量体を用いることができ る。 この単量体 (d 1) の使用量は 0〜 75質量%であり、 好ましくは 10〜6 5質量%、 更に好ましくは 20〜 55質量%である。 上記単量体 (d 1) の使用 量が 75質量%を超えると、 共重合体が硬くなり過ぎ、 接着強度が劣る。
上記共重合体部分 〔P 1〕 は、 上記単量体 (a 1) 、 (b 1) 及び (d 1) か らなる単量体 (ml) を好ましくは乳化重合によって得るものであるが、 これら の各単量体の好ましい重合割合の組み合わせは以下の通りである。 即ち、 全単量 体を 100質量%とすると、 (a 1) ノ (b 1) (d 1) =35〜90質量% ノ0〜7質量%/3〜65質量%であることが好ましく、 更に、 40〜80質量 %/0〜3質量% 17〜60質量%であることがより好ましい。
上記共重合体部分 〔P 1〕 のガラス転移点は、 — 100〜0。C、 好ましくは— 80〜一 5 、 更に好ましくは一 70〜一 5 にある。 このガラス転移点が 0°C を超えると接着強度が劣る。 また、 上記共重合体部分 〔P2〕 の形成に使用される脂肪族共役ジェン系単量 体 (a 2) としては、 前記例示した単量体を用いることができる。 この脂肪族共 役ジェン系単量体 (a 2) の使用量は 10〜60質量%であり、 好ましくは 10 〜55質量%、 更に好ましくは 20〜45質量%である。 上記脂肪族共役ジェン 系単量体 (a 2) の使用量が 10質量%未満であると、 共重合体が硬くなり過ぎ 、 接着強度に劣る。 一方、 上記脂肪族共役ジェン系単量体 (a 2) の使用量が 6 0質量%を超えると、 粘着性が増し操業性が悪化する。 また、 塗工紙の耐水強度 や印刷光沢も大幅に悪化する。
また、 共重合体部分 〔P2〕 の形成に使用されるエチレン系不飽和カルボン酸 単量体 (b 2) としては、 前記例示した単量体を用いることができる。 このェチ レン系不飽和カルボン酸単量体 (b2) の使用量は 0. 5〜30質量%であり、 好ましくは 1〜25質量%であり、 更に好ましくは 2〜20質量%である。 上記 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b2) の使用量が 0. 5質量%未満では、 重合時のラテックスの安定性が悪く、 多量の凝固物の発生を招くことがある。一 方、 上記エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b2) の使用量が 30質量%を超 えると、 塗工液粘度が高くなりすぎ塗工に支障をきたすことがある。
更に、 共重合体部分 〔P2〕 の形成に使用される他の単量体 (d2) としては 、 前記共重合可能な他の単量体 (d) として例示した単量体を用いることができ る。 この単量体 (d 2) の使用量は 10〜89. 5質量%であり、 好ましくは 2 0〜89質量%、 更に好ましくは 30〜 70質量%である。 上記単量体 (d2) の使用量が 10質量%未満では、 粘着性が高くなり、 操業性が悪化する。 一方、 上記単量体 (d2) の使用量が 89. 5質量%を超えると、 共重合体が くなり 過ぎ、 接着強度が劣る。
上記共重合体部分 〔P2〕 は、 上記単量体 (a 2) 、 (b2) 及び (d2) か らなる単量体 (m2) を好ましくは乳化重合によって得るものであるが、 これら の各単量体の好ましい重合割合の組み合わせは以下の通りである。 即ち、 .全単量 体を 100質量%とすると、 (a2) Z (b 2) / (d 2) =10〜55質量% /0. 5〜20質量% 25〜89. 5質量%であることが好ましく、 更に、 2 0〜45質量%ノ:!〜 15質量%/40〜79質量%であることがより好ましい 上記共重合体部分 〔P2〕 のガラス転移点は、 — 20°〇〜50 、 好ましくは — 15〜45°C、 更に好ましくは一 10〜40°Cにある。 ガラス転移点が— 20 °C未満では粘着性が高くなり、 操業性が悪化し、 50°Cを超えると共重合体が硬 くなり過ぎ、 接着強度が劣る。
また、 共重合体部分 〔P 1〕 と共重合体部分 〔P2〕 との構成割合は全共重合 体 100質量部に対して、 共重合体部分 CP 1) が好ましくは 5〜 95質量部、 より好ましくは 10〜90質量部、 更に好ましくは 15〜80質量部である。 共 重合体部分 〔P1〕 の構成割合が 5質量部未満であると、 接着強度が不足する場 合があり、 95質量部を超えると操業性が悪化する。
このように、 本発明の第 2の共重合体ラテックスは、 同一共重合体粒子中にガ ラス転移点の低い共重合体部分とガラス転移点が高い共重合体部分を有するため に、 本発明の第 2の共重合体ラテックスをカーテン塗工やスプレー塗工等の非接 触型塗工に用いた場合、 優れた操業性を示し、 得られる塗工紙は、 接着強度を高 いレベルで維持し、 広範な印刷速度範囲においてピッキング等を発生させること なく印刷適性を高レベルに維持することができる。
また、 上記構成の共重合体ラテックスに含まれる重合体粒子の粒子径は、 通常 、 50〜350nm、 好ましくは 60〜350 nm、 更に好ましくは 60〜25 Onmである。 尚、 本発明の共重合体ラテックスに含まれる重合体の最低造膜温 度は、 好ましくは 60°C未満であり、 より好ましくは 50°C未満、 更に好ましく は 40°C未満である。 最低造膜温度が 60°Cを超えると接着強度が劣る。
上記構成の共重合ラテックスを乳化重合によって製造する場合には、 上記第 1 の非接触型塗工用共重合体ラテックスの場合と同様であるが、 好ましくは、 シ一 ド重合と同様に、 予め共重合体部分 CP 1) を別の重合容器で重合し、 その所定 量を重合容器に添加した後、 共重合体部分 〔P2〕 を重合する方法、 あるいは共 重合体部分 〔P1〕 と共重合体部分 〔P2〕 とを同一重合容器内で少なくとも 2 段の多段階で重合する方法等がとられる。
重合温度は、 通常、 共重合体部分 〔P 1〕 を重合する場合は、 好ましくは 5〜 50°C、 より好ましくは 10〜50°C、 共重合体部分 〔P2〕 を重合する場合は 、 好ましくは 1 0〜8 0 °C, より好ましくは 1 5〜7 5 °Cである。 重合時間は、 通常、 1 0〜3 0時間である。
上記共重合体部分 〔P 1〕 は、 ポリスチレン換算重量平均分子量が 1 0万以上 であることが好ましく、 更に好ましくは 1 5万以上である。 上記共重合体部分 〔 P 1〕 のポリスチレン換算重量平均分子量が 1 0万未満であると、 十分な接着強 度が得られず、 塗工層の強度が弱くなり、 ピッキング等の印刷適性が劣る結果と なる。
上記第 1及び第 2の非接触型塗工用共重合体ラテックスは、 顔料等の他の配合 剤とともに非接触型紙塗工用組成物を構成することができる。
上記顔料としては、 無機顔料、 有機顔料が挙げられる。
上記無機顔料としては、 カオリン等のクレー、 硫酸バリウム、 酸化チタス 炭 酸カルシウム、 サチンホワイト、 タルク、 水酸化アルミニウム、 酸化亜鉛等が挙 げられる。 また、 上記有機顔料としては、 ポリスチレン等からなる中空粒子等の 重合体粒子、 尿素ホルマリン樹脂等が挙げられる。 これらは、 1種単独であるい は 2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような非接触型紙塗工用組成物においては、 上記非接触型塗工用共重合体 ラテックスは、 ノインダ一として好適である。 従って、 このような非接触型紙塗 工用組成物における、 上記非接触型塗工用共重合体ラテックス及び上記顔料の含 有割合は、 以下の通りである。 即ち、 上記共重合体ラテックスの固形分含有量は 、 上記顔料 1 0 0質量部に対し、 好ましくは 5〜3 0質量部、 より好ましくは 5
〜2 5質量部である。 上記共重合体ラテックスの固形分含有量が 5質量部未満で は、 接着強度が著しく低下し、 一方、 3 0質量部を超えるとインク乾燥性の低下 が著しくなる。
尚、 上記非接触型塗工用共重合体ラテックス以外のバインダ一成分としては、 カゼイン、 カゼイン変性物、 澱粉、 澱粉変性物、 ポリビニルアルコール、 力ルポ キシメチルセルロース等の水溶性物質が挙げられる。 これらの成分を併用する場 合の使用量は、 上記共重合体ラテックスの固形分 1 0 0質量部に対し、 好ましく は 0〜1 0 0質量部、 より好ましくは 2 0〜6 0質量部である。
上記非接触型紙塗工用組成物は、 一般に使用されている種々の配合剤、 例えば 、 粘度調節剤、 顔料分散剤、 耐水性改良剤、 消泡剤、 p H調節剤、 着色顔料、 蛍 光染料等を任意に含有したものとすることができる。
上記粘度調節剤としては、 通常、 水溶性のものを用いる。 この粘度調節剤とし ては、 上記バインダー成分として例示したカゼイン、 カゼイン変性物、 澱粉、 澱 粉変性物、 ポリビニルアルコール、 カルポキシメチルセルロース以外に、 ポリ力 ルボン酸系、 ポリエーテル系、 変性ポリカルボン酸系、 ウレタン変性ポリェ一テ ル系、 変性ポリアクリル系、 会合性ポリアクリル系等を用いることができる。 こ れらは、 1種単独であるいは 2種以上を組み合わせて用いることができる。
' 上記顔料分散剤としては、 ポリカルボン酸塩系、 ポリ燐酸塩系、 ピロ燐酸系塩 、 へキサメタ燐酸塩系、 ポリイソプレンスルフォン酸系塩、 縮合ナフタレンスル フォン酸塩系等が挙げられる。 これらは、 1種単独であるいは 2種以上を組み合 わせて用いることができる。
上記耐水性改良剤としては、 ジルコニウム化合物系、 ポリアミド樹脂系、 ポリ ァミン樹脂系、 メラミン樹脂系、 ポリアミドポリ尿素樹脂系、 ポリアミンポリ尿 素樹脂系等の耐水性改良剤を用いることができる。 これらは、 1種単独であるい は 2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記消泡剤としては、 シリコーン系、 シリコ一ンコンパウンド系、 疎水シリカ 系、 金属石験系、 ワックス系、 ワックスェマルジヨン系、 ポリエーテル系、 ァセ チレン化合物系等の消泡剤を用いることができる。 これらは、 1種単独であるい は 2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記 p H調節剤としては、 水酸化ナトリウム、 7j酸ィ匕カリウム、 アンモニア水 溶液等を用いることができる。 尚、 これらは、 紙塗工用組成物中においては解離 状態であることが好ましい。 また、 これらは、 1種単独であるいは 2種以上を組 み合わせて用いることができる。
上記非接触型紙塗工用組成物を用い、 カーテン塗工、 スプレー塗工等の非接触 塗工方法により、 印刷光沢等に優れた塗工紙を得ることができ、 シートオフセッ ト印刷用紙、 ウエッブオフセット印刷用紙等用に好適に使用される。 また、 凸版 印刷、 グラビア印刷等の各種印刷用紙用、 紙のコーティング剤等にも使用するこ とができる。 本発明の非接触型紙塗工用組成物は、 粘度が 50〜 1500 mPa ' sであり 、 且つ、 表面寿命 10msにおける動的表面張力値が 25〜65mNZmである ことを特徴とする。
上記 「粘度」 は、 50〜150 OmPa · sであり、 好ましくは 50〜120 OmP a · s、 より好ましくは 50〜: L 00 OmP a · sである。 本非接触型紙 塗工用組成物の粘度が 5 OmP a · s未満であると、 高速塗工時にパドリングを 生じ易く、 また、 塗工原紙に紙塗工用組成物が過度に浸透し、 良好な被覆が得ら れ難くなる。 一方、 150 OmP a · sを超えると、 高速塗工時及び高固形分で 'は塗工欠点を生じ易くなるため好ましくない。
上記 「動的表面張力値」 は、 表面寿命 1 Omsにおいて 25〜65mN/mで あり、 好ましくは 25〜6 OmNZm、 より好ましくは 25〜55mNZmであ る。 本非接触型紙塗工用組成物の動的表面張力値が 25mNZm未満であると、 塗工原紙に紙塗工用組成物が過度に浸透し、 良好な被覆が得られ難くなる。 また、 紙塗工用組成物が発泡し易くなり、 気泡により、 塗工欠点、 塗工不良等の塗工欠 陥を生じることとなる。 一方、 65mNZmを超えると、 高速塗工時には塗工原 紙への濡れ性が十分に得られず塗工欠陥を生じ易くなり、 また、 パドリングを生 じ易くなる。 この動的表面張力値は、 最大泡圧法により測定した値であり、 また、 「表面寿命」 とは、 この測定において泡の表面が形成されてからの経過時間であ る。 従って、 短い表面寿命で測定を行う程、 紙塗工用組成物が流動状態から静止 状態へと移行する間のより流動状態に近い極初期の状態、 即ち、 動的な表面張力 特性を測定することとなる。 この動的表面張力値は、 例えば、 クルス社製の動的 表面張力計 (型式 「BP— 2」 ) 等を用いて測定できる。
この粘度の好ましい範囲及び動的表面張力値の好ましい範囲は、 各々の組合せ とすることができる。 即ち、 例えば、 粘度が 50〜1200mPa ' sであり、 表面寿命 1 Omsにおける動的表面張力値が 25〜 60 mN_ mであることが好 ましい。 更に、 粘度が 50〜100 OmP a · sであり、 表面寿命 1 Omsにお ける動的表面張力値が 25〜55 mNZmであることがより好ましい。
上記範囲の粘度及び動的表面張力値を有することにより、 本発明の紙塗工用組 成物は、 塗工速度を好ましくは 600〜280 Om/分、 より好ましくは 800 〜2 5 0 O mZ分、 更に好ましくは 1 0 0 0〜2 5 0 O mZ分、 特に好ましくは 1 1 0 0〜2 3 0 OmZ分の高速度で塗工不良をほとんど発生させることなく塗 ェすることができる。
上記 「固形分濃度」 は、 本発明の非接触型紙塗工用組成物中に含まれる固形分 の割合 (含有率) である。 この固形分濃度は本紙塗工用組成物を構成する成分及 びその配合等により難選択すればよいが、 好ましくは 5 0質量%以上、 より好 ましくは 5 5質量%以上: 更に好ましくは 6 0質量%以上である。 上記固形分濃 度 5 0質量%以上であれば、 高速塗工しても良好な被覆を得ることができ、 優 れた面質の塗工紙を効率的に製造できる。 また、 上記固形分濃度は、 好ましくは 7 0質量%以下でぁり、 より好ましくは 6 7質量%以下である。 上記固形分濃度 が 7 0質量%以下であることにより、 カラ一粘度の増加が抑制され 安定した力 —テン膜を得ることができる。 尚、 上記固形分濃度の上限及び下限は各々の組合 せとすることができる。 即ち、 例えば、 5 0〜7 0質量%であることが好ましぐ 5 5〜7 0質量%であることがより好ましく、 5 5〜6 7質量%であることが更 に好ましく、 6 0〜 6 7質量%であることが特に好ましい。 本紙塗工用組成物で は、 前述の所定の動的表面張力を有するため、 固形分濃度が高い場合であっても、 高速で塗工を行うことができる。 尚、 この固形分濃度は、 加熱蒸発残分のことで ある。
本発明の非接触型紙塗工用組成物は、 粘度が 5 0〜1 5 0 0 mP a ' sであり、 且つ、 表面寿命 1 O m sにおける動的表面張力値が 2 5〜 6 5 mNZmであれば よく、 この組成物を構成する成分は特に限定されないが、 通常、 湿潤剤、 顔料及 び共重合体ラテックスを含有する。
上記 「湿潤剤」 は、 主として本発明の紙塗工用組成物において前述の動的表面 張力特性を発現させる成分である。 この湿潤剤は、 この特性を発現させることが できるものであれば特に限定されず、 1種単独であるいは 2種以上を組み合わせ て用いることができるが、 ァニオン性界面活性剤が好ましい。 このァニオン性界 面活性剤の分子中の直鎖部分 (親油基) の炭素数は、 好ましくは 1 8以下、 より 好ましくは 1 0〜1 5、 更に好ましくは 1 2又は 1 3である。 また、 このァニォ ン性界面活性剤が芳香環を有する場合は、 直鎖部分の炭素数は、 好ましくは 1 8 以下、 より好ましくは 1 0〜1 5、 更に好ましくは 1 2又は 1 3であり、 且つ、 総炭素数は、 好ましくは 5 0以下であり、 下限は、 通常 1 6以上である。 このァ 二オン性界面活性剤は、 紙塗工用組成物中における移動速度が大きいためである。 湿潤剤として機能するァニオン性界面活性剤としては、 スルホン酸系界面活性剤、 硫酸エステル系界面活性剤、 カルボン酸系界面活性剤等が挙げられ、 これらは、 1種単独であるいは 2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記スルホン酸系界面活性剤としては、 アルキルスルホン酸、 スルホコハク酸、 アルキルァリルスルホン酸、 エステルスルホン酸、 アルキルナフ夕レンスルホン 酸、 N—ァシルスルホン酸等 (これら全てについてその塩を含む) が挙げられる。 上記硫酸エステル系界面活性剤としては、 アルキルァリルエーテル硫酸、 エー テル硫酸、 硫酸化油、 エステル硫酸、 アルキル硫酸、 アミド硫酸等 (これら全て についてその塩を含む) が挙げられる。
また、 カルボン酸系界面活性剤としては、 脂肪酸及びその塩 (脂肪酸セッケ ン) 、 ロジン酸及びその塩 (ロジン酸セッケン) 、 N—ァシルカルボン酸及びそ の塩、 エーテルカルボン酸及びその塩等が挙げられる。
これらのうち、 スルホン酸系界面活性剤、 硫酸エステル系界面活性剤が好まし い。 更に、 上記スルホン酸系界面活性剤の ち、 アルキルスルホン酸、 アルキル ァリルスルホン酸及びエステルスルホン酸のうちの少なくともいずれかが好まし く、 上記硫酸エステル系界面活性剤のなかでもアルキルァリルエーテル硫酸及び ェ一テル硫酸のうちの少なくとも一方が好ましい。
本紙塗工用組成物中における上記湿潤剤の含有量は、 特に限定されないが、 以 下で説明する顔料の全体を 1 0 0質量部とした場合に、 通常、 0. 0 1〜2質量 部、 好ましくは 0. 0 1〜1 . 5質量部、 更に好ましくは 0. 0 2〜1質量部で ある。 この湿潤剤の含有量が 0. 0 1質量部以上であれば、 効果的に動的表面張 力を低下させることができ、 上記動的表面張力特性を十分に発現させられる。 ま た、 顔料と塗工原紙との馴染みが向上し、 パドリング現象の発生を効果的に抑制 できる。 一方、 上記湿潤剤の含有量が 2質量部以下であれば、 本紙塗工用組成物 を塗工原紙に塗工した際に、 組成物が塗工原紙内へ沈み込むことを効果的に防止 でき、 良好な被覆状態を保持できる。 また、 本紙塗工用組成物内に気泡を生じる ことが効果的に防止され、 塗工欠陥を防止できる。
上記 「顔料」 としては特に限定されず、 上記において例示した顔料を用いるこ とができるが、 本非接触型紙塗工用組成物に用いる顔料としては、 微粒クレー
(以下、 「微粒クレー (pc 1) 」 ともいう。 ) 及び Z又は高アスペクトクレー (以下、 「高アスペクトクレー (pc 2) 」 ともいう。 ) を含むことが好ましい。 これらのクレーは、 上記において例示した無機顔料及ぴン又は有機顔料と組み合 わせて用いることもできる。
上記 「微粒クレー (pe l) 」 とは、 粒子径が 2 m未満の成分を 95〜 99 質量%含有する顔料をいう。 この粒径分布は、 ΓΤΑΡΡ Ι TEST MET HODS T649 c m— 90」 に従うものである。
この微粒クレー (pe l) としては、 ハイドラグロス、 ハイドラグロス 90、 ハイドラグロス 92、 ハイドララックス 91、 ヒユーバグロス、 ヒユーバグロス 2000、 ジャパンダロス、 ハイドラグレーズ (以上、 ヒュ一バ社製) 、 ミラー ダロス、 ミラ一ダロス 91、 ミラ一グロス 、 ウルトラダロス 90 (以上ェンゲ ルハード社製) 、 アルファファイン、 DBダレ一ズ (以上、 ィメリス社製) 、 力 ォファイン、'カオファイン 90 (以上、 シール社製) 、 アマゾン SD、 アマゾン プレミアム (以上、 カダム社製) 等が挙げられる。 これらのうち、 アマゾン SD 及びアマゾンプレミアムが好ましい。 これらは、 1種単独であるいは 2種以上を 組み合わせて用いることができる。
上記 「高アスペクトクレー (pc 2) 」 とは、 粒子径が 2 m未満の成分を 8
0〜 89質量%含有する顔料をいう。 この粒径分布は、 「TAPP I TEST METHODS T649 cm— 90 J に従うものである。
この高アスペクトクレ一 (pc 2) としては、 カバ一ダロス、 ハイドラプレー ト (以上、 ヒユーノ社製) 、 ニュークレー、 ミラクリプス PG、 ェクリプス 65 0 (以上、 エンゲルノ、ード社製) 、 DBプレート (以上ィメリス社製) 、 カオホ ワイト (以上、 シール社製) 、 力ピム NP、 力ピム DG (以上リオ力ピム社製) 、 センチユリ一 HC ひ \°ラピグメント社製) 等が挙げられる。 これらのうち、 カピ ム NP、 力ピム DG及びセンチユリ一 HCが好ましい。 これらは、 1種単独であ るいは 2種以上を組み合わせて用いることができる。 上記のように、 微粒クレ一 (pc 1) 及び高アスペクトクレー (pc 2) は、 各々単独で用いてもよいが、 混合して用いてもよい。 本発明においては、 微粒ク レ一 (pe l) 及び高アスペクトクレー (P C 2) を混合して用いることが好ま しい。 混合して用いる場合、 (1) 微粒クレー (pc 1) 及び高アスペクトクレ 一 (pc 2) のみを混合して用いてもよく、 (2) 微粒クレー (pe l) と高ァ スぺクトクレ一 (pc 2) とその他の顔料とを混合して用いてもよい。
上記 (1) 及ぴ上記 (2) において、 微粒クレー (pc 1) 及び高アスペクト クレー (pc 2) の使用量は特に限定されないが、 質量基準で、 微粒クレー (p c 1) Z高アスペクトクレー (pc 2) が 1Z3〜5Z1とすることが好ましい。 この割合を 1Z3以上とすることにより、 紙塗工用組成物の高速流動性が良好と なり、 塗工欠点の発生を効果的に抑制できる。 また、 この割合を 5ノ 1以下とす ることにより、 塗工層の被覆性を特に良好なものとすることができる。
また、 上記 (2) の場合は、 顔料全量を 100質量%とした場合に、 微粒クレ — (pe l) 及び高アスペクトクレー (pc 2) の合計量は、 好ましくは 40質 量%以上であり、 より好ましくは 60質量%以上である。 この割合を上記範囲と することにより、 被覆性を十分に向上させ、 塗工欠点を効果的に抑制でき、 これ らのパランスに優れた紙塗工用組成物を得ることができる。
上記 「共重合体ラテックス」 は、 これを含有することにより、 顔料同士を接着 させ、 更に、 顔料を塗工原紙に接着させるものである。 これにより、 印刷時のピ ッキング及びパイリングによる版汚れ、 並びに、 ブランケット汚れを防止するこ とができる。
この共重合体ラテツクスの物性は特に限定されない。 上記共重合体ラテツクス に含有される共重合体粒子の平均粒子径は、 好ましくは 50〜: L 50nm、 より 好ましくは 60〜13 Onmである。 この平均粒子径が 5 Onm以上であること により粒子が安定ィ匕して凝集が抑制され、 15 Onm以下であることにより塗工 皮膜の強度が向上するからである。
また、 共重合体のトルエン不溶分は、 ifましくは 60〜99質量%、 より好ま しくは 75〜98質量%である。 このトルエン不溶分が 60質量%以上であるこ とにより、 塗工皮膜の強度が向上し、 99質量%以下であることにより成膜性が 良好で、 その結果、 塗工原紙と讓との接着力が向上するからである。 更に、 共 重合体ラテックスの固形分含有量は、 通常、 5〜3 0質量%でぁる。
共重合体ラテックスの構成は特に限定されないが、 脂肪族共役ジェン系単量体
( a) 、 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) 並びに単量体 (a) 及び単量 体 (b) と共重合可能な他の単量体 (d) が共重合されて得られるものであるこ とが好ましい。 これら単量体 (a) 、 単量体 (b) 及び単量体 (d) が共重合さ れて得られる共重合体ラテックスを用いることで、 表面強度、 耐水性、 剛度、 ィ ンク乾燥性、 印刷光沢及びべとっき防止性を高いレベルでパランス良く得ること ができ、 特に表面強度は少量の使用量においても優れるからである。
上記脂肪族共役ジェン系単量体 (a) 及びエチレン系不飽和カルボン酸単量体
(b) としては、 上記第 1の非接触型塗工用共重合体ラテックスの説明において 例示したものを用い ことができる。 また、 上記単量体 (d) としては、 上記第 1の非接触型塗工用共重合体ラテックスの説明において例示した、 芳香族ビニル 化合物、 シアン化ビエル化合物、 アルキル (メタ) ァクリレート、 アクリルアミ ド系化合物、 N—メチロールアクリルアミド、 酢酸ビニル等を用いることができ る。
これらの単量体の使用量は特に限定されないが、 単量体 ( a) 、 単量体 (b) 及び単量体 (d) の合計を 1 0 0質量%とした場合に、 単量体 (a) が 3 0〜6 0質量%、 単量体 (b) が 0. 1〜7質量%、 且つ単量体 (d) が 3 3〜6 9. 9質量%あることが好ましい。 更に、 単量体 (a) が 3 5〜5 5質量%、 単量体
(b) が 0 . 5〜5質量%、 且つ単量体 ( d) が 4 0〜6 4. 5質量%あること がより好ましい。
上記単量体 (a) の割合が上記範囲にあることで、 カラ一粘度を好適な範囲に 維持し易く、 また、 塗工皮膜の強度を十分に向上させられる。 単量体 (b) の割 合が上記範囲にあることで、 共重合体ラテックスを構成する粒子の凝集を効果的 に抑制でき、 また、 ラテックス粘度、 カラ一粘度を好適な範囲に維持し易い。 単 量体 (d ) の割合が上記範囲にあることで、 単量体 ( a ) 及び単量体 (b ) の 各々の割合を上記範囲とすることができるため好ましい。
また、 これらの単量体を重合する方法は特に限定されないが、 重合により直接 にラテックスを得ることができるため乳化重合を用いることが好ましい。 この乳 化重合の具体的な方法は、 上記の通りである。
本紙塗工用組成物中における上記共重合体ラテックスの含有量 (共重合体ラテ ックスを構成する固形分の含有量である。 以下も同じ。 ) は、 特に限定されない が、 上記顔料を 1 0 0質量部とした場合に、 通常、 5〜 3 0質量部であり、 好ま しくは 7〜3 0質量部、 より好ましくは 7〜2 0質量部である。 上記共重合体ラ テックスの含有量が 5質量部以上であれば、 顔料を塗工原紙に対して十分に接着 することができ、 3 0質量部以下であれば、 不透明度、 白色度、 白紙光沢等を効 果的に向上させることができる。
本紙塗工用組成物は、 上記顔料、 共重合体ラテックス及び湿潤剤以外にも他の 成分を含有することができる。 他の成分としては、 上記において例示した粘度調 節剤、 消泡剤、 耐水性改良剤、 顔料分散剤、 p H調節剤、 着色顔料及び蛍光染料 等を用いることができる。 尚、 これらのうち、 消泡剤及び 料分散剤として界面 活性剤を用いることができるが、 これらに用いられる界面活性剤は、 前記湿潤剤 として用いる界面活性剤と比べて、 動的表面張力を小さくする効果が非常に小さ いものであることにおいて異なる。
本紙塗工用組成物中における粘度調節剤の含有量は特に限定されないが、 上記 顔料を 1 0 0質量部とした場合に、 通常、 0. 0 1〜4質量部、 好ましくは 0.
0 1〜3質量部、 より好ましくは 0. 0 1〜2質量部である。 この粘度調節剤の 含有量が 0. 0 1質量部以上であれば、 十分な粘度調整効果が発揮され、 高速で の塗工時にもパドリングを生じ難ぐ 且つ、 塗工原紙への過度な浸透を防止でき、 優れた被覆性を得易い。 一方、 4質量部以下であれば、 粘度調整効果が過度にな る場合が少なく、 カーテン塗工時には安定した力一テンを得易く、 塗工欠陥も防 止しやすい。
本紙塗工用組成物中における消泡剤の含有量は特に限定されないが、 顔料全量 を 1 0 0質量部とした場合に、 通常、 0 . 0 1〜2質量部、 好ましくは 0 . 0 5 〜0 . 5質量部である。
本紙塗工用組成物中における顔料分散剤の含有量は特に限定されないが、 顔料 全量を 1 0 0質量部とした場合に、 通常、 0. 0 1〜3質量部、 好ましくは 0. 0 5〜1質量部である。 .
本紙塗工用組成物中における耐水性改良剤の含有量は特に限定されないが、 顔 料全量を 1 0 0質量部とした場合に、 通常、 0. 0 1〜3質量部、 好ましくは 0. 0 5〜1質量部である。
本紙塗工用組成物中における p H調節剤の含有量は特に限定されないが、 顔料 全量を 1 0 0質量部とした場合に、 通常、 0. 0 1 ~ 2質量部、 好ましくは 0. 0 5〜1質量部で ¾る。
本紙塗工用組成物を構成する'上記顔料、 共重合体ラテックス及び湿潤剤の含有 量は、 各々の組合せとすることができる。 即ち、 本紙塗工用組成物中における顔 料を 1 0 0質量部とした場合に、 共重合体ラテックスを 5〜3 0質量部及び湿潤 剤を 0. 0 1〜2質量部とすることが好ましい。 また、 共重合体ラテックスを 5 〜 2 5質量部及び湿潤剤を 0. 0 1〜1 . 5質量部とすることがより好ましい。 更に、 共重合体ラテックスを 5〜2 0質量部及び湿潤剤を 0. 0 2〜1質量部と することが特に好ましい。
更に、 粘度調節剤を含有する場合は、 本紙塗工用組成物中における顔料を 1 0
0質量部とした場合に、 共重合体ラテックスを 5〜3 0質量部、 湿潤剤を 0. 0 1〜 2質量部及び粘度調節剤を 0. 0 1〜4質量部とすることが好ましい。 また、 共重合体ラテックスを 5〜2 5質量部、 湿潤剤を 0 . 0 1〜1 . 5質量部及び粘 度調節剤を 0. 0 1〜3. 5質量部とすることがより好ましい。 更に、 共重合体 ラテックスを 5〜2 0質量部、 湿潤剤を 0. 0 2〜1質量部及び粘度調節剤を 0. 0 1〜 3質量部とすることが特に好ましい。
更に、 本紙塗工用組成物の成分全体を 1 0 0質量%とした場合に、 これら顔料、 共重合体ラテックス及び湿潤剤は合計で、 通常、 9 5. 5質量%以上である。 即 ち、 顔料、 共重合体ラテックス及び湿潤剤を除く他の成分 (粘度調節剤、 共重合 体ラテックス中に含有される媒体等) の合計は 4. 5質量%以下であることが好 ましい。
上記第 1及び第 2の非接触型塗工用共重合体ラテックスを含む非接触型紙塗工 用組成物、 又は、 上記非接触型紙塗工用組成物を用い、 非接触型の塗工方法によ り、 塗工紙を製造することができる。 上記の非接触型紙塗工用組成物を用いることによって、 その塗工速度に関係な く塗工紙を製造することができるが、 特に、 上記非接触型紙塗工用組成物を用い る場合の本発明の第 1の塗工紙の製造方法は、 塗工原紙の表面に塗工速度 6 0 0 〜2 8 0 O mZ分で塗工する塗工工程と、 塗膜を乾燥させる乾燥工程と、 を備え ることを特徴とする。
上記塗工原紙を形成するパルプの種類は特に限定されず、 例えば、 機械パルプ、 化学パルプ、 古紙パルプ (D I P) 等を用いることができる。 また、 この塗工原 紙には、 填料や内添剤として炭酸カルシウム、 クレー、 タルク等の顔料、 アルキ ルケテンダイマ一、 ロジン酸石鹼、 硫酸バンド等のサイズ剤、 カチオン澱粉、 ポ リアクリルアミド等の紙力増強剤、 嵩高剤等が用いられていてもよい。 更に、 上 記塗工原紙の表面には、 サイズプレス、 ゲート口一ルコ一夕一、 メータ一ドサイ ズプレス等を用いて、 澱粉、 アクリルアミド、 アクリル—スチレンポリマ一等の 表面サイズ剤が塗布されていてもよい。
上記 「塗工工程」 は、 好ましくはカーテン塗工を用いて行う工程である。 この カーテン塗工における塗工条件は、 塗工速度を 6 0 0〜 2 8 0 O m /分とするこ と以外に特に限定されない。
上記 「塗工速度」 は、 紙塗工用組成物を被塗工面 (通常、 塗工原紙である) に 塗工する際の被塗工面が進行する速度を表す。 この塗工速度は、 塗工不良を生じ ることなく塗工できれば特に限定されないが、 塗工速度は大きいほど生産性に優 れるため好ましい。 本発明の製造方法では、 上記非接触型紙塗工用組成物が所定 ■の範囲の粘度及び動的表面張力値を有することにより、 塗工速度を 6 0 0〜 2 8 0 O mZ分とするものであり、 好ましくは 8 0 0〜2 5 0 O m/分、 より好まし くは 1 0 0 0〜2 5 0 O mZ分、 特に好ましくは 1 1 0 0〜2 3 0 O mZ分とす ることができる。 この塗工速度が 6 0 O mZ分以上であることにより、 特に良好 な力一テン膜を形成させ、 優れた品質の塗工紙を得ることができる。 一方、 上記 塗工速度が 2 8 0 O mZ分以下であれば、 パドリングを生じることなく塗工を行 うことができる。 更に、 塗工液の固形分濃度が 5 0〜 7 0質量%と高い範囲にあ つても上記の塗工速度に達することができる。
上記 「乾燥工程」 は、 どのような方法により行うものであってもよく、 従来公 知の方法及び条件とすることができる。
更に、 本発明の第 1の塗工紙の製造方法では、 上記塗工工程及び乾燥工程以外 にも他の工程を備えることができる。 他の工程としては、 表面の平滑性を調節す るカレンダ一処理を行うカレンダー処理工程、 同様〖こ表面の平滑性を調節するピ グメント塗工工程、 表面強度調節及び水吸収性調節を行う表面サイズ処理工程等 を挙げることができる。
上記カレンダー処理工程は、 塗工原紙、 塗工工程及び乾燥工程を終えた後の紙、 並びに、 塗工原紙並びに塗工工程及び乾燥工程を終えた後の紙の両方にも施すこ とができる。 カレンダー処理に用いる装置としては、 スーパ一カレンダ一、 マシ ンカレンダ一及びソフトエップカレンダ一等が挙げられる。 これらは、 1種単独 であるいは 2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記ピグメント塗工工程は、 塗工原紙に施すことができる。 ピグメント塗工に 用いる装置としては、 サイズプレス、 ゲ一トロ一ルコ一タ一、 メータードサイズ プレス、 ブレードコ一夕一、 ロッドブレードコ一夕一等が挙げられる。また、 上 記表面サイズ処理工程は、 塗工原紙に施すことができる。 表面サイズ処理工程に 用いる装置としては、 ゲート口一ルコ一夕一、 サイズプレス、 メータ一ドサイズ プレスコ一夕一等が挙げられる。
上記製造方法により得られる塗工紙は、 塗工原紙と塗工層とを備え、 塗工層は 塗工原紙の表面の少なくとも一面に形成され、 上記非接触型紙塗工用組成物を用. いて形成されたものである。
上記塗工層は、 塗工原紙の表面に形成された塗膜が乾燥されてなる層である。 この層の厚さは特に限定されないが、 通常、 2〜3 0 mである。
また、 この塗工紙には、 塗工層の特性が十分に活かされるように、 カレンダー 処理を行うことができる。 カレンダ一処理を行うことで、 平滑性及び光沢度を十 分に引き出すことができる。 カレンダー処理に用いる装置としては、 スーパ一力 レンダー、 マシンカレンダー、 ソフトニップカレンダ一等が挙げられる。 これら は、 1種単独であるいは 2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記製造方法により得られる塗工紙は、 塗工欠陥がなく、 被覆性、 紙面感に優 れる。 具体的には、 後述する実施例記載の方法により評価されるドライピック強 度及びウエットピック強度を 3. 5以上、 好ましくは 3· 7以上、 更に好ましく は 3. 9以上とすることができる。
次に、 本発明の第 2の塗工紙の製造方法は、 塗工原紙の表面に、 非接触塗工法 により、 顔料を含む非接触型紙塗工用組成物を塗工する工程を備え、 上記塗工原 紙は、 空間周波数 25 (1ノ mm) 以下の周波数領域の中心線平均粗さが 3 zm 以下であり、 且つ、 空間周波数 25 (1/mm) 以上の周波数領域の中心線平均 粗さが 0. 2 m以上であることを特徴とする。
本発明における塗工原紙は、 上記のように、 空間周波数 25 (IZmm) 以下 の周波数領域の中心線平均粗さ、 及び、 空間周波数 25 (1/mm) 以上の周波 数領域の中心線平均粗さが特定の範囲にあることを要する。
塗工原紙の概略断面拡大図を第 1図に示す。
上記 「空間周波数」 とは、 塗工原紙 1を断面方向に切断し、 その断面方向から 塗工原紙を見た場合に、 単位長さ (1mm) 中、 上記塗工原紙 1の表面を構成す る曲線 f (以下、 これを 「表面粗さ曲線 f」 という。 ) の周期的パターンの繰り 返し回数をいう。 これは、 Zygo社製の 「NewV i ew200光干渉型非接 触 3次元表面粗さ計」 等を用いて測定することができる。
また、 上記表面粗さ曲線 fは、 任意の空間周波数の曲線が重なり合つて構成さ れるものである。 その概略を第 1図に基づいて説明すると、 任意の空間周波数の 曲線として、 上記塗工原紙 1の表面粗さ曲線 fの曲線を構成する更に細かい曲線 (例えば、 第 1図の f 1) が存在し、 このような複数の曲線が重なり合うことに より、 塗工原紙 1の表面粗さ曲線 fを構成している。 そして、 上記 「空間周波数 が 25 (1/mm) 以下の周波数領域」 とは、 上記表面粗さ曲線 fを空間周波数 毎に分解したときに、 空間周波数が 25 (1/mm) 以下となる周波数領域のこ とを意味し、 上記 「空間周波数が 25 (1/mm) 以上の周波数領域」 とは、 こ の表面粗さ曲線を空間周波数毎に分解したときに、 空間周波数が 25 (l/m m) 以上となる周波数領域のことを意味する。 この表面粗さ曲線の分解は、 上記 3次元表面粗さ計に付属した解析ソフト 「Me t r oP r o Ve r. 7. 6. 1」 等を用いて高速フ一リェ変換することにより行うことができる。
'更に、 上記 「中心線平均粗さ」 とは、 上記表面粗さ曲線 fを中心線 cから折り 返し、 その粗さ曲線 f と中心線 cによって得られた面積を長さ Lで割った値を mで表わしたものである。 これは、 上記装置等を用いて測定することができる。 上記 「中心線平均粗さ」 を図に基づいて詳細に説明すると、 第 2図に示すように、 上記中心線 cと上記表面粗さ曲線 fで囲まれる面 (A, B, C及び D) の面積と、 上記中心線 cと上記中心線 cで折り返した上記表面粗さ曲線 f (点線で表現) で 囲まれる面 (E, F, G及び H) の面積との合計を、 長さ Lで割った値を mで 表わしたものである。
上記塗工原紙の表面における空間周波数 25 (1/mm) 以下の周波数領域の 中心線平均粗さ (以下、 「Ra l」 という。 ) は、 第 1図に示すように、 塗工原 紙 1の表面粗さ曲線 ίの粗さの程度、 即ち、 上記塗工原紙表面の大きい粗さの指 標となる数値である。 そして、 本発明の顔料塗工紙の製造方法において、 上記 a lは 3 m以下、 好ましくは 2. 5 m以下、 更に好ましくは 2. 3 m以下、 更に好ましくは 2. 0 zm以下、 より好ましくは 1. 以下、 特に好ましく は 1. 5 m以下である。 上記 R a 1が 3 πιを超えると、 高固形分の紙塗工用 組成物で高速のカーテン塗工を行った場合に、 塗工紙表面の塗工欠点が多くなる ので好ましくない。 尚、 上記 R a 1の下限については特に限定はないが、 通常は 0. 1 m以上、 好ましくは 0. 3 m以上、 更に好ましくは 0. 5 m以上で ある。
また、 上記塗工原紙の表面における空間周波数 25 ( 1 /mm) 以上の周波数 領域の中心線平均粗さ (以下、 「Ra2j という。 ) は、 第 1図に示すように、 塗工原紙 1の表面粗さ曲線 fの曲線を構成する更に細かい曲線 (第 1図の f 1 ) の粗さの程度、 即ち、 上記塗工原紙表面の細かい粗さの指標となる 値である。 ぞして、 本発明の顔料塗工紙の製造方法において、 上記 Ra2は 0. 2 m以上、 好ましくは 0. 3 im以上、 更に好ましくは 0. 4 ΠΙ以上、 より好ましくは 0. 5 m以上、 特に好ましくは 0. 6 m以上である。 上記 Ra2が 0. 2 m未 満の場合、 紙塗工用組成物と原紙の馴染みが悪くなり、 カーテン塗工時、 特に高 速塗工時にパドリング現象 (濡れ性の悪さによる表面の荒れ: TAP P I Co a t i n g C om f e r e n c e 2001 P r oc e ed i ng p. 2 51) を起こしたり、 あるいは、 紙塗工用組成物の原紙に対するアンカ一効果が 低下し、 得られた塗工紙の強度が低下する場合がある。 尚、 上記, R,a2の上限に ついては特に限定はないが、 通常、 4. 以下、 好ましくは 370 m以下、 更に好ましくは 2. 5 m以下、 より好ましくは 2. 0 m以下である。
上記 R a 1及び R a 2の調整方法については特に限定はなく、 公知の処理によ つて平滑性を調節することにより、 の範囲に調整することができる。 例えば、 上記塗工原紙について、 スーパーカレンダー、 マシンカレンダー、 ソフトニップ カレンダ一等のカレンダー処理を行い、 平滑性をコントロールすることにより、 上記 R a 1及び R a 2を所望の範囲に調整することができる。 また、 上記塗工原 紙について、 サイズプレス、 ゲートロールコ一夕一、 メータードサイズプレス、 ブレードコ一夕一、 ロッドブレードコ一夕一等を用いて、 ピグメント塗工を行つ て表面平滑性を調整することにより、 上記 R a 1及び R a 2を所望の範囲に調整 することができる。
尚、 上記 Ra l及び Ra2は、 例えば、 上記 3次元表面粗さ計及び解析ソフト 「Me t r oPr o Ve r. 7. 6. 1」 等を用いて高速フーリエ変換するこ- とにより求めることができる。
本発明の第 2の塗工紙の製造方法に好適な紙塗工用組成物は、 非接触型塗工方 法、 好ましくは力一テン塗工により、 上記塗工原紙表面に塗布される組成物であ る。 上記紙塗工用組成物は、 通常、 顔料を含み、 必要に応じて共重合体ラテック スゃ湿潤剤等の成分を含有させることができる。 上記非接触型紙塗工用組成物も 好適に用いることができる。
上記顔料は、 上記塗工原紙を被覆する主成分であり、 被覆することができる限 り、 その種類について限定はない。 上記顔料としては、 上記非接触型紙塗工用組 成物の説明において例示した顔料を用いることができるが、 上記紙塗工用組成物 における顔料としては、 上記微粒クレー (p e l) 、 上記高アスペクトクレ一 (pc 2) 及びその他の顔料を組み合わせたものが好ましい。 尚、 上記微粒クレ 一 (pe l) 及び上記高アスペクトクレー (pc 2) は、 上記非接触型紙塗工用 組成物において例示したものを用いることができる。 また、 他の顔料としては、 上記で例示した無機顔料及び/又は有機顔料を用いることができる。
上記各顔料の使用量は特に限定されないが、 質量基準で微粒クレ一 (pe l) ノ高アスペクトクレー (P C 2) =1 3〜5Z1となるように配合することが 好ましい。 この割合を 1/3以上とすることにより、 塗工液の高速流動性を十分 なものとし、 塗工欠点が生じることを抑制できる。 また、 この割合を 5/1以下 とすることにより、 塗工層の被覆性の悪化を抑えることができる。 また、 他の顔 料の使用量は、 上記顔料全量を 100質量%とした場合、 好ましくは 60質量% 以下 (0質量%であってもよい) であり、 特に好ましくは 40質量%以下である。 他の顔料の使用量を上記範囲とすることにより、 上記微粒クレー (pe l) 及び 高アスペクトクレー (pc 2) の配合割合を好適な範囲とすることができ、 これ により、 塗工欠点の抑制と被覆性の向上のバランスに優れた顔料塗工紙を得るこ とができる。
上記紙塗工用組成物には、 上記顔料に加えて、 更に、 共重合体ラテックスを含 有させることができる。 この共重合体ラテックスを含有させることにより、 顔料 同士を接着でき、 更に、 顔料を塗工原紙に接着でき、 印刷時のピッキング、 パイ リングによる版汚れ、 及び、 ブランケット汚れを防止することができる。
上記共重合体ラテックスの物性は特に限定はない。 上記共重合体ラテックスに 含有される重合体粒子の平均粒子径は、 好ましくは 50〜: L 50nm、 より好ま しくは 60〜 130 nmである。 この平均立子径が 50 nm以上であることによ り、 立子を安定化させ、 凝集を抑制でき、 15 Onm以下であることにより、 塗 ェ皮膜の強度を向上させることができる。
また、 共重 体のトルエン不溶分は、 好ましくは 60〜99質量%、 より好ま しくは 75〜98質量%である。 このトルエン不溶分が 60質量%以上であるこ とにより、 塗工皮膜の強度を向上させることができ、 99質量%以下であること により、 成膜性を向上させることができる結果、 上記塗工原紙と塗工皮膜の接着 力を向上させることができる。
上記共重合体ラテックスの構成は特に限定されないが、 種々の重合可能な単量 体を選択して重合を行うことにより得られたものとすることができる。 上記共重 合体ラテックスとしては、 好ましくは、 脂肪族共役ジェン系単量体 (a) 、 ェチ レン系不飽和カルボン酸単量体 (b) 、 並びに上記 (a) 及び上記 (b) と共重 合可能な他の単量体 (d) カゝらなる単量体を乳化重合して得られる共重合体ラテ ックスである。
上記脂肪族共役ジェン系単量体 ( a) 及びエチレン系不飽和カルボン酸単量体 ( b) としては、 上記第 1の非接触型塗工用共重合体ラテックスの説明において 例示したものを用いることができる。 また、 上記単量体 (d) としては、 上記第 1の非接触型塗工用共重合体ラテックスの説明において例示した、 芳香族ビニル 化合物、 シアン化ビエル化合物、 アルキル (メタ) ァクリレート、 アクリルアミ ド系化合物、 N—メチロールアクリルアミド、 酢酸ビニル等を用いることができ る。
これらの単量体の使用量は特に限定されないが、 単量体 ( a) 、 単量体 (b) 及び単量体 (d) の合計を 1 0 0質量%とした場合に、 好ましくは単量体 ( a) 3 0〜6 0質量%、 単量体 ( b) 0. 1〜7質量%、 且つ単量体 (d) 3 3〜6 9 . 9質量%であり、 より好ましくは単量体 (a) 3 5〜5 5質量%、 単量体 ( b) 0. 5〜5質量%、 及び単量体 (c ) 4 0〜6 4. 5質量%である。 上記 単量体 (a) の使用量を上記範囲とすると、 カラー粘度を好適な範囲に維持する ことができ、 また、 塗工皮膜の強度を向上させることができる。 上記単量体 (b 2 ) の使用量を上記範囲とすると、 ラテックス粒子の凝集化を抑え、 また、 ラテ ックス粘度、 カラー粘度を好適な範囲に維持することができる。 更に、 上記単量 体 (b 3 ) の使用量を上記範囲とすると、 上記単量体 (b 1 ) 及び (b 2 ) の割 合を上記範囲とすることができる。
上記単量体の乳化重合は、 上記記載の方法とすることができる。
上記紙塗工用組成物中の上記共重合体ラテックスの含有量 (共重合体ラテツク スを構成する固形分の含有量である。 ) は、 特に限定がなぐ 要求される性質に 応じて種々の範囲とすることができる。 上記共重合体ラテックスの含有量は、 上 記顔料を 1 0 0質量部とした場合、 好ましくは 5〜 3 0質量部、 更に好ましくは 7〜2 0質量部である。 上記共重合体ラテックスの含有量を 5質量部以上とする と、 上記顔料を十分に接着することができ、 また、 3 0質量部以下とすると、 不 透明度、 白色度、 白紙光沢等を向上させることができる。
上記紙塗工用組成物は、 更に湿潤剤を含有することができる。 この湿潤剤を含 有することにより、 上記塗工原紙表面に対する上記紙塗工用組成物の濡れ性を向 上させ、 良好な塗工状態とすることができる。 上記湿潤剤としては、 上記非接触 型紙塗工用組成物の説明において例示したものを用いることができる。
上記紙塗工用組成物中における上記湿潤剤の含有量は特に限定がなぐ 要求さ れる性質に応じて種々の範囲とすることができる。 上記湿潤剤の含有量は、 上記 顔料を 1 0 0質量部とした場合、 通常、 0. 0 1〜2質量部、 好ましくは 0. 0 2〜1質量部である。 上記湿潤剤の含有量を 0. 0 1質量部以上とすることによ り、 上記紙塗工用組成物中の顔料と塗工原紙の馴染みを向上させることができ、 パドリング現象が発生することを抑制することができる。 また、 上記湿潤剤の含 有量を 2質量部以下とすることにより、 上記紙塗工用組成物が原紙へ沈み込むこ とを抑制され、 良好な被覆状態を実現でき、 得られる顔料塗工紙の強度を向上さ せることができる。
上記紙塗工用組成物は、 上記顔料、 共重合体ラテックス及び湿潤剤以外に上記 非接触型紙塗工用組成物の説明において例示した成分を含有することができる。 その含有量も上記の通りとすることができる。
上記紙塗工用組成物の固形分濃度は特に限定されず、 紙塗工用組成物の構成成 分、 種類、 性質に応じて種々の範囲とすることができるが、 好ましくは 5 0質 量%以上、 より好ましくは 5 5質量%以上、 更に好ましくは 6 0質量%である。 上記固形分濃度を 5 0質量%以上とすることによって、 塗工層のカバ一リングを 向上させ、 面質に優れた顔料塗工紙を効率的に製造することができる。 また、 上 記固形分濃度の上限として好ましくは 7 0質量%以下、 更に好ましくは 6 7質 量%以下である。 かかる範囲とすることにより、 カラ一粘度の増加を抑制し、 得 られるカーテン膜を安定化することができる。
本発明の第 2の塗工紙の製造方法では、 上記紙塗工用組成物を、 上記塗工原紙 の表面に、 非接触型塗工方法、 好ましくは力一テン塗工方式により塗工する。 こ の塗工は、 上記塗工原紙の片面のみでもよく、 両面に行ってもよい。 また、 本発 明では、 通常は、 上記塗工前に下塗り塗工層を設けることなく、 上記塗工原紙に 直ちにカーテン塗工方式により塗工を行うことができるが、 必要に応じて他の前 処理を行ってもよい。 更に上記力一テン塗工に用いる装置についても特に限定は なく、 公知の力一テン塗工装置を用いて行うことができる。 上記カーテン塗工の条件についても特に限定はなく、 必要に応じて種々の条件 を設定した上で行うことができる。 例えば、 上記カーテン塗工の塗工速度は、 通 常、 6 0 0〜3 0 0 0 mZ分、 好ましくは 6 0 0〜2 8 0 O mZ分、 より好まし くは 8 0 0〜2 5 0 O mZ分、 更に好ましくは 1 0 0 0〜2 5 0 O m/分、 特に 好ましくは 1 1 0 0〜 2 3 0 0 mZ分である。 上記塗工速度を 6 0 0 mZ分以上 とすると、 適正なカーテンフロー量に達してカーテン切れの発生を抑制すること ができ、 2 8 0 0 mZ分以下とすると、 パドリング現象の頻発を抑制することが できる。
また、 上記塗工量についても、 得られる顔料塗工紙の性質や用いる紙塗工用組 成物の物性等に応じて適宜調節することができる。 塗工原紙片面に対する塗工量 (乾燥質量基準) としては、 通常、 0 . 1〜 5 0 g/m 好ましくは 1〜 3 0 g/m2、 更に好ましくは 3〜2 5 g/m2である。
上記塗工後、 乾燥することにより、 顔料塗工紙を得ることができる。 ここで、 得られた顔料塗工紙について、 更に、 ス一パーカレンダ一、 マシンカレンダー、 ソフトエップカレンダ一等のカレンダ一処理を行い、 平滑性をコントロールして もよい。
本発明の塗工紙 (顔料塗工紙) は、 上記塗工紙の製造方法により得られる。 本 発明の塗工紙は、 片面のみ塗工層を有するものでもよいし、 両面に塗工層を有す るものでもよい。 本発明の塗工紙は、 かかる構成を備えることにより、 白紙面感 ムラ、 印刷ムラ等がほとんどなく、 更に、 白紙光沢、 印刷光沢に優れる。 具体的 には、 後述する実施例記載の方法により評価される白紙光沢を 6 0以上、 好まし くは 6 3以上とすることができる。 更に、 後述する実施例記載の方法により評 される印刷光沢を 7 5以上、 好ましくは 7 7以上とすることができる。 また、 後 述する実施例記載の方法により評価される不透明度を 8 7以上、 好ましくは 9 0 以上とすることができる。 更に、 後述する実施例記載の方法により評価される白 色度を 8 0以上、 好ましくは 8 2以上とすることができる。 また、 後述する実施 例記載の方法により評価されるドライピック強度及びゥエツトピック強度を 3 . 5以上、 好ましくは 3 . 9以上、 更に好ましくは 4. 2以上とすることができる。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、 本発明はその要旨 を超えない限り、 以下の実施例に制約されるものではない。 尚、 実施例及び比較 例において、 部及び%は特に断らない限り質量基準である。
1. 実施例 [I]
1-1. 共重合体ラテックスの製造
実施例 1一 1
攪拌機を備え、 温度調節の可能なオートクレープ中に、 水 200部、 ドデシル ベンゼンスルホン酸ナトリウム 0. 5部、 及び、 過硫酸ナトリウム 1部を仕込み 、 次いで表 1に示す 1段目成分を一括で仕込み、 60°Cで 1時間反応させた。 そ の後、 表 1に示す 2段目及び 3段目成分を、 10部 時間の速度で順に連続的に 添加し重合を継続した。 連続添加終了後も更に 70°Cで 6時間反応させ、 共重合 体からなる粒子を含むラテックス L一 1を得た。 最終的な重合転化率は 98 %で あった。 得られた共重合体ラテックス L一 1について、 重合体粒子の平均粒子径 、 トルエン不溶分及びガラス転移点を以下の方法で求めた。 その結果を表 1に示 す。
(1) 平均粒子径
重合体粒子の平均粒子径は、 コールタ一社製のサブミクロンアナライザー 「モ デル N4」 を用い、 常法により求めた。
(2) トルエン不溶分
共重合体ラテックスを水酸化ナトリウムにより PH8. 0に調製した後、 イソ プロパノ一ルで凝固し、 この凝固物を蒸留水により洗浄、 乾燥した。 その後、 所 定量 (約 0. 03g) の試料を所定量 (100ml) のトルエンに、 25°Cで、 20時間浸漬した。 次いで、 この溶液を 120メッシュの金網で濾過し、 得られ る残存固形分の質量を測定し、 仕込み時 (処理前) の全固形分に対する割合 (% ) を求めた。
(3) ガラス転移点
得られた共重合体ラテックスを 100でで加熱し、 20時間真空乾燥を行い、 フィルムを作製した。 この乾燥フィルムを測定試料とし、 デュポン社製の示差走 査熱量計 (D S C) を用いて A S TM法に準じて測定した。
(4) 高速流動性
得られた共重合体ラテックスについて、 ハ一キュレス型粘度計を用いて、 6 6 0 0 r pm—ポプ Fの条件で、 回転数対トルクの曲線を求めた。 その曲線より、 6 6 0 0 r pmにおける見掛け粘度 (mP a · s ) を求め比較した。
実施例 1— 2〜1一 1 0
表 1〜表 3に記載の原料を用い、 実施例 1一 1と同様にして共重合体ラテツク ス L— 2〜L— 1 0を製造した。 最終的な重合転化率は 9 8〜 9 9 %であった。 得られたラテックスについて、 上記と同様にして評価した。 その結果を表 1〜表 3に併記した。
比較例 1 - 1
攪拌機を備え、 温度調節の可能なォ一トクレーブ中に、 水 2 0 0部、 ドデシル ベンゼンスルホン酸ナトリウム 0 . 5部、 過硫酸ナトリウム 1部を仕込み、 次い で表 3に示す 1段目成分を一括で仕込み、 6 0 °Cで 1時間反応させた。 その後、 表 3に示す 2段目成分を 1 0部 Z時間の速度で連続的に添加し重合を継続した。 連続添加終了後も更に 7 0 °Cで 6時間反応させ、 共重合体からなる粒子を含むラ テックス L一 1 1を得た。 最終的な重合転化率は、 9 8 %であった。 得られた共 重合体ラテックス L一 1 1について、 上記と同様にして評価した 9 その結果を表 3に併記した。
比較例 1一 2〜 1一 5
表 3〜表 4に記載の原料を用い、 比較例 1一 1と同様にして共重合体ラテック ス L— 1 2〜L— 1 5を製造した。 最終的な重合転化率は 9 8 ~ 9 9 %であった 。 得られたラテックスについて、 上記と同様にして評価した。 その結果を表 3〜 表 4に併記した。 表 1
実施例 1 - 1 実施例 1-2 , 実施例ト 3 実施例ト 4
T _
共重合体ラテックス し 丄 し一 9 T _
Δ L-4
1 Eft Q pr
重合段階 丄 ώ¾ Q pry 1 p
BT 丄 ¾ BT nT
1, 3—ブタンエノ 9 97 1 Λ Λ a QQ
丄 ¾丄 0 Δ 00 0 0 ¾u o 0 ώ1丄 Ό OO 6 27 7 40 スチレン 3 13 23 39 2.5 10. 11 24 2 15 10 27 1 11 27 39 アクリロニトリル 10 10 15 7 22 2 9 22 33 2 3 2 7 メタクリル酸メチル 1.5 5 6.5 1.5 5 6.5 4 4 1 10 11 料
ァクリノレ酸 - 2 2 1.5 1.5 3 3 3 3 フマノレ酸 . 1.5 1.5
部 ィタコン酸 1.5 1.5
aーメチルスチレンダイマー 0.5 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 t—ドデシルメルカプタン 0.2 0.3 0.2 0.7 0.2 0.3 0.2 0.7 0.2 0.3 0.2 0.7 0.1 0.7 0.3 1.1
1.2 0.3 0.3 1.8 0.55 0.15 0.1 0.8 0.9 0.3 0.1 1.3 1.5 0.3 0.15 1.95 ナトリウム
平均粒子径 (nm) 70 125 100 55 特 トルエン不溶分 (%) 92 70 85 93 性 ガラス転移点 (°c) 19 -25 0 - 16
高速流動性 (mPa * s) 12 19 15 10
Figure imgf000042_0001
表 3
実施例ト 9 実施例ト 10 比較例 1 - 1 比較例 1 - 2 共重合体ラテックス L- -9 L - 10 L-11 L - 12 重合段階 2段 3段 計 1段 2段 3段 計 1段 2段 計 1段 2段 計
4 29 12 45 4 29 12 45 2 44 46 2 39 41 スチレン 2 10 4 16 2 10 4 16 2 35 37 2 8 10 マクリ π——卜リノレ 2 14 14 30 2 14 14 30 2 2 11 32 43 メタクリノレ酸メテノレ
原 3 3 6 3 3 6 o
Z 10 1Z 丄 Δ 0
Ψτ ,クリノレ酸 上.5 1.5 1.5 1.5 2 2 2 2 ノマル酸 1 1 1 1 Λノ々グ""、
1ノ Η¾ 1.5 1.5 1.5 1.5
部 aーメチルスチレンダイマー 0.5 0.5 1 0.1 0.1 0.2 ターピノーレン
t—ドデシルメルカプタン . 0.4 0.2 0.2 0.8 0.3 0.3 0.2 0.8 0.2 0.2 0.4 0.2 0.2 0.4 ドデシルベンゼンスルホン酸
1.3 0.4 0.2 1.9 1.0 0.3 0.3 1.6 0.6 0.2 0.8 0.65 0.15 0.8 ナトリウム
平均粒子径 (nm) 60 80 120 115 特 トルエン不溶分 {%) 85 85 80 92 性 ガラス転移点 (°c) 4 4 - 25 -20
高速流動性 (mPa- s) 11 13 19 18
Figure imgf000044_0001
1-2. 紙塗工用組成物の調製 .
上記実施例 1— 1〜丄— 10及び比較例 1-1-1-5で製造した共重合体ラ テックス L— 1 L一 15と、 下記成分 (1) (5) とを用いて、 表 5の処方 により、 カーテン塗工用でオフセット印刷用紙向けの紙塗工用組成物 C P— 1 CP— 15を調製した。 (1) カオリンクレ一;商品名 「ウルトラホワイト 90」 、 エンゲルハード社製
(2) 炭酸カル^ウム;商品名 「フアイマテック 90」 、
(3) 分散剤;ポリアクリル酸系分散剤、 商品名 「ァロン T一 40」 、 東亜合成 社製。
(4) 水酸化ナトリウム;商品名 「水酸化ナトリウム 1級」 、 和光纏社製。
(5) 澱粉;商品名 「MS 4600」 、-日本食品工業社製。
Figure imgf000045_0001
*1 水を加えて調整した。
1-3. 塗工紙の製造及び評価
上記で得た紙塗工用組成物 C P _ 1〜C P— 15を用い、 カーテンコ一ター及 びスプレーによる塗工を実施し、 各種評価を行った。
実施例 1-11
紙塗工用組成物 CP— 1を、 塗工原紙 (64g/m2) 上に、 塗工量が片面 1 0, 0±0. 5gZm2となるように、 SMT社製のラボカーテンコ一夕一によ り、 塗工速度 30m/分で塗工し、 150°Cの熱風乾燥機にて 20秒間乾燥し、 塗工紙 (A1) を得た。 その後、 この塗工紙 (A1) を温度 23°C、湿度 50% の恒温恒湿槽に 1昼夜放置した。 次いで、 線圧 l O OkgZcm, ロール温度 5 0°Cの条件でスーパ一カレンダー処理を 4回行い、 オフセット印刷用塗工紙を得 た。 得られたオフセット印刷用塗工紙について、 ドライピック強度、 ウエットピ ック強度、 印刷光沢、 塗工紙の退色性及び製造時の操業性の評価を以下の方法に より行った。 その結果を表 6に示す。 '
(1) ドライピック強度
RI印刷機 (明製作所製) で印刷したときのピッキングの程度を肉眼で判定し 、 5段階で評価した。 ピッキング現象の少ないものほど高得点とした。 数値は測 定回数 6回の平均値で示した。
(2) ウエットピック強度
上記 R I印刷機を用いて、 塗工紙表面を吸水ロールで湿してから、 RI印刷機 で印刷したときのピッキングの程度を肉眼で判定し、 5段階で評価した。 ピッキ ング現象の少ないものほど高得点とした。 数値は測定回数 6回の平均値で示した
(3) 印刷光沢
上記 R I印刷機を用いて、 オフセット用インキを塗工紙にベタ塗りした後、 村 上式光沢計により 60度の角度で光沢度を測定した。
(4) 退色性
ギヤ老化試験機を用い、 JAPAN TAPP I No. 21に基づき、 塗工 紙を退色させ、 スガ試験器株式会社製 SMカラ一コンピュータ一により、 試験 前の塗工紙の YI値と試験後の YI値との差 (ΔΥΙ) により退色性を評価した (5) 操業性
紙塗工用組成物からなる塗工液を、 ラボカーテンコ一タ一のへッドを通して 1 時間循環させた。 循環中、 スリットを閉塞させたものを 「X」 、 閉塞させなく ても、 スリットからの流れ、 即ち、 塗工液の力一テンが乱れたものを 「△」 、 全 く異常のないものを 「〇」 とした。
次に、 上記紙塗工用組成物 C P― 1を、 粘度が 100 mP a · sとなるように 希釈し、 上記塗工原紙上に、 塗工量が片面 10. 0±0. SgZmsとなるよう にスプレー塗工した。 その後、 カーテンコ一夕一の場合と同様に 150°Cの熱風 乾燥機にて 20秒間乾燥し、 塗工紙 (A2) を得た。 次いで、 この塗工紙 (A2 ) を温度 23°C、 湿度 50%の恒温恒湿槽に 1昼夜放置し、 その後、 線圧 100 kg/cm, ロール温度 50 °Cの条件でスーパー力レンダー処理を 4回行い、 ォ フセット印刷用塗工紙を得た。 得られたオフセット印刷用塗工紙について、 上記 と同様にして評価した。 その結果を表 6に併記した。
実施例 1-12-1-20及び比較例 1-2-1-5
紙塗工用組成物 C P— 2〜C P— 1.5を用い、 上記実施例 1— 11と同様にし てオフセット印刷用塗工紙を得た後、 評価した。 その結果を表 6及び表 7に併記 した。
1-4. 実施例の効果
比較例 1一 1で製造された共重合体ラテックス L—l 1は、 シアン化ビニル化 合物の使用量が 5質量部未満の場合であり、 この L— 11を用いて得られた紙塗 ェ用組成物 CP— 11の塗工によって、 塗工紙の塗工層への過度なインク吸収が 生じた。 その結果、 明らかに印刷光沢が低く好ましくない (表 7参照) 。 また、 比較例 1一 2及び 1—3で製造された共重合体ラテックス L一 12及び L— 13 は、 シアンィ匕ビニル化合物の使用量が 40質量部以上の場合であり、 この L— 1 2及び L一 13を用いて得られた紙塗工用組成物 C P— 12及び C P— 13を塗 ェすると、 塗工紙は、 極度な耐水強度の低下を生じ、 且つ、 白色度の低下が著し く、 退色性に劣る結果となっており好ましくない。
比較例 1—4及び 1一 5で製造された共重合体ラテックスは、 平均粒子径がい ずれも 150 nmよりも大きい場合であり、 高速流動性が優れないために、 良好 な操業性が得られなかった。 また、 塗工紙の塗工層への過度なインキ吸収が生じ 、 印刷光沢は良好ではなかった。
一方、 表 1〜表 3に示した実施例 1-1-1-10で製造された共重合体ラテ ックス L1〜: L10は、 本発明の目的を十分に達成している。 即ち、 高速流動性 に優れるラテックスであるため、 表 6〜表 7に示すように、 各ラテックスを用い て得られた紙塗工用組成物 C P— 1〜CP— 10を用いた操業性も良好であり、 ドライピック強度、 ウエットピック強度及び印刷光沢に優れた塗工紙が得られた ことを示している。 表 6
実 施 例
1-11 1-12 1-13 1-14 1-15 . 1-16 1-17 1-18 用いた紙塗工用組成物 CP-1 CP- 2 CP - 3 CP- 4 CP 5 CP- 6 CP - 7 CP- 8 力一テンコーターによる評価
ドラ ピック 3§度 4.8 . 4.5 - .5 5.0 4.5 5.0 4.8 4.6 ウエットピック強度 4.8 4.3 4.3 5.0 4.1 4.8 4.6 4.4 印刷光沢 (%). , 69 、 71 73 71 66 ' 75 74 73 塗工紙の退色性(ΔΥΙ ) 3.9 4.8 6.2 3.5 4.4 4.7 4.8 4.6
〇 ■ 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 スプレー塗工による評価
ドライピック虽度 4.5 ' .5 ' 4.3 4.8 4.5 4.8 . 4.7 4.5 ウエットピック強度 4.4 4.3 ' 4.3 4.5 4.0 4.5 4.4 4.4 印刷光沢 (D/o) 67 68 69 69 65 73 72 71 塗工紙の退色性(ΔΥΙ ) 4.0 5.0 6.1 3.6 4.5 4.9 5.0 4.9 操業性 〇 〇 〇 ό 〇 〇 〇 〇
Figure imgf000049_0001
2. 実施例 [I I]
2-1. 共重合体ラテックスの製造
実施例 2-1
攪拌機を備え、 温度調節の可能なオートクレープ中に、 水 200部、 ドデシル ベンゼンスルホン酸ナトリウム 0. 5部、 過硫酸カリウム 1. 0部、 重亜硫酸ナ トリウム 5部、 及び表 8に示した 1段目成分 (共重合体部分 〔P 1〕 を形成 する単量体成分) 、 即ち、 1, 3—ブタジエン 25部、 スチレン 5部及び tード デシルメルカブタン 0. 2部を一括して仕込み、 4 で 6時間反応させ、 重合 転ィ匕率が 70%以上であることを確認した (1段目の重合) 。 その後、 表 8に示 した 2段目成分 (共重合体部分 〔P2〕 を形成する単量体成分) を、 7時間にわ たって連続的に添加しながら 60 で重合を継続した。 連続添加終了後も更に 7 0°Cで 6時間反応させ (2段目の重合) 、 共重合体からなる粒子を含むラテック ス L一 16を得た。 最終的な重合転化率は 99%であった。 得られたラテックス L— 16について、 重合体粒子の平均粒子径、.ガラス転移点、 トルエン不溶分、 共重合体部分 〔P 1〕 の重量平均分子量及び粘着性を以下の方法で求めた。 その 結果を表 8に示す。
(1) 平均粒子径
重合体粒子の平均粒子径は、 コール夕一社製のサブミクロンアナライザー 「モ デル N4」 を用い、 常法により求めた。
(2) ガラス転移点
上記実施例 [I] に記載の方法で測定した。
(3) トルエン不溶分
上記実施例 [I] に記載の方法で測定した。
(4) 重量平均分子量
上記実施例と同様にして、 1段目成分を用いて共重合体部分 〔P 1〕 の重合を 開始し、 重合転化率が 70%になった時点で、 N, N—ジェチルヒドロキシルァ ミン 0. 1部を添加して重合を停止させた。 その後、 スチ一ムストリッピングに より未反応の単量体を除去した。 次いで、 冷却により常温とし、 蒸留水を用いて 固形分含有量を 25%に調製した。 その後、 生成した共重合体部分 〔P 1〕 をィ ソプロパノールで凝固した。 この凝固物を洗浄、 乾燥した後、 0. 3 gをテトラ ヒドロフラン (THF) 50mlに溶解した。 この溶液をメンブランフィルター で濾過し、 濾液をゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー (GPC) にて、 ポ リスチレン換算の分子量を求めた。
(5) 粘着性
共重合体ラテックスを、 ポリエチレンテレフ夕レートフィルム上に No. 18 ロッドにより塗布し、 120。Cで 30秒間、 乾燥し、 l OgZm2の皮膜を形成 させた。 その後、 この皮膜と黒羅紗紙を合わせて、 ベンチスーパーカレンダーに より線圧 200 k gZm、 温度 70°Cの条件下で圧着した。 次いで、 両者を引き はがして、 黒羅紗紙への重合体皮膜の転写の程度を、 目視で 5段階評価した。 転 写の少ないものほど高得点とした。 数値は測定回数 6回の平均値で示した。
実施例 2— 2〜 2— 5
表 8に記載の原料を用い、 実施例 2— 1と同様にして共重合体ラテックス L一 17〜L— 20を製造し、 上記と同様にして評価した。 最終的な重合転化率は 9 8〜99. 5%であった。 その結果を表 8に併記した。
比較例 2— 1〜 2 _ 4
表 9に記載の原料を用い、 上記実施例 2— 1と同様にして共重合体ラテックス しー21〜 —24を製造し、 上記と同様にして評価した。 最終的な重合転化率 は 98〜99%であった。 その結果を表 9に併記した。 2-2. 紙塗工用組成物の調製 . 上記実施例 2— 1〜 2— 5及び比較例 2— 1〜 2— 4で製造した共重合体ラテ ックス乙一16〜1^— 24と、 上記実施例 [I] で用いたカオリンクレー、 炭酸 カルシウム、 分散剤、 水酸ィ匕ナトリウム及び澱粉を用いて、 上記表 5の処方によ り、 カーテン塗工用でオフセット印刷用紙向けの紙塗工用組成物 CP— 16〜C P_ 24を調製した。
表 8
実施例 2-1 ' 実施例 2- 2 実施例 2 - 3 .実施例 2-4 実施例 2 - 5 共重合体ラテックス L-16 L - 17 L-18 ' L - 19 L - 20 重合段階 1段 2段 計 1段 2段 1段 2段 計 1段 · 2段 計 1段 2段 計
25 15 40 20 17 37 30 20 50 35 10 45 50 10 60 スチレン 5 27 32 10 20 30 15 8.5. 23.5 5 18 23 5 10 15 ァクリロ-トリル 15 15 10 .10 5 10 15 ' 5 10 15 5 14 . 19 原
料メタクリノレ酸メチノレ 10 10 20 20 7 7 5 10 15 10 10 アクリル酸 2 2 1 1 2 2 0.5 1.5 . 2 1 1 質
フマル酸 1 1
部ィタコン酸 1 1 1 1 2.5 2.5 2 2 aーメチノレスチレンダイマー 0.6 0.6 0.1 0.6 0.7 0.3 0.3 0.2 0.4 0.6 0.1 0.5 0.6 ターピノーレン 0.1 0.3 0.4
tードデシルメルカプタン 0.2 0.3 0.5 0.2 0.4 0.6 0.2 0.3 0.5 0.3 . 0.3 0.6 0.3 0.4 0.7 平均粒子径 (nm) 125 . 120 130 130 115
-42 -18 -20 - 32 -29 ガラス転移点 (°c)
特 13 6 - 8 2 -14 性 トルエン不溶分 (%) 83 88 91 79 886
共重合体部分〔P1〕の分子量 250,000 220,000 200,000 180,000 210,000 粘着性 4.5 4.5 ' 4.0 4.5 4.0
1¾cp 4¾ 2 ~ 表
比較例 2- - 1 比較例 2- 2 ' 比較例 2 - 3 比較例 2 - 4 共重合体ラテックス . L - 21 L-22 L-23 . L-24 重合段階 1段 2段 計 1段 2段 計 1段 2段 計 1段 2段 計
1, 3—ブタジエン 50 50 40 40 35 35 30 30 スチレン 23.5 23.5 32 32 37 37 42 42 アタリ口-トリル 15 15 15 15 15 15 15 15 原
Figure imgf000053_0001
料メタクリノレ酸メチノレ 7 . 7 10 10 10 10 . 10 10 アクリル酸 2 2 2 2 2 2 2 2 フマル酸
部ィタコン酸 2.5 2.5 1 1 1 1 1 1 ーメチルスチレンダイマー 0.3 0.3 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 ターピノーレン 0.4 0.4
t一ドデシルメルカプタン 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 ' 平均粒子径 (讓) 125 120 120 120 ガラス転移点 (°c) - 18 -10 0
特 10
トルエン不溶分 (o/0) 85 80 78 76 性
共重合体部分〔P1〕の分子量
粘着性 2.0 2.5 _ 4.0 4.5 .
、 スプレー、 及びブレードコ一夕一による塗工を実施し、 各種評価を行った。 実施例 2— 6
紙塗工用組成物 CP— 16を、 上記実施例 [I] に記載の塗工原紙上に、 塗工 量が片面 10. 0±0. 5g/m 2となるように、 ラボ力一テンコ一夕一で塗工 し、 150°Cの熱風乾燥機にて 20秒間乾燥し、 塗工紙 (B1) を得た。 その後 、 この塗工紙 (B 1) を温度 23°C、 湿度 50%の恒温恒湿槽に 1昼夜放置した 。 次いで、 線圧 100 kg/cm, ロール温度 50°Cの条件でスーパ一カレンダ 一処理を 4回行い、 オフセット印刷用塗工紙を得た。 得られたオフセット印刷用 塗工紙について、 ドライピック強度、 ウエットピック強度、 印刷光沢及び製造時 の操業性の評価を上記実施例 [I] に記載の方法により行った。 その結果を表 1 0に示す。
次に、 上記紙塗工用組成物 CP— 16を、 粘度が 10 OmP a · sとなるよう に希釈し、 上記塗工原紙上に、 塗工量が片面 10. 0 ± 0. 5 gZm 2となるよ うにスプレーで塗工した。 その後、 上記実施例 [I] に記載の方法により、 塗工 紙 (B2) を得た。 次いで、 この塗工紙 (B2) を、 上記カーテンコ一夕一を用 いた場合と同様に処理し、 オフセット印刷用塗工紙を得た。
得られたオフセット印刷用塗工紙について、 上記と同様にして評価した。 但し 、 操業性に関しては、 スプレー時にノズルの詰まりが生じないか、 正常にスプレ —できるかを観察した。 評価結果を表 10に併記した。
実施例2—7〜2_10及び比較例2-5〜2—8
上記で得た紙塗工用組成物 CP— 17〜 CP— 24を用いた以外は、 上記実施 例 2— 6と同様にして塗工紙を製造し、 上記と同様にして評価した。 但し、 実施 例 2— 7、 2— 9、 比較例 2— 1及び比較例 2— 3については、 ブレード塗工に よる評価も行った。 ブレード塗工は、 ラボ枚葉塗工機を用い、 塗工速度 30m/ 分で行った。 乾燥及びその後の処理は、 カーテン塗工の場合と同様である。 また 、 操業性は、 バッキングロールへの汚れによって評価した。 バッキング口一ルの 汚れの評価は、 前述の粘着性の評価から、 過去、 ブレード塗工において汚れのあ つたラテックス、 なかったラテックスの粘着性と比較して判定した。 汚れが発生 すると推定されるものを 「X」 、 汚れが発生しないと推定されるものを 「〇」 、 その中間のものを 「△」 とした。 評価結果を表 1 0に併記した。
また、 カーテンコ一夕一及びブレードコ一夕一により得られたオフセット印刷 用塗工紙については、 ノ ーンアウト法による被覆性の評価も行った。 その評価方 法は、 以下の通りである。 即ち、 イソプロピルアルコール及び水を 1 : 1に混合 した媒体に、 塩化アンモニゥムを溶解させ、 濃度が 2. 5 %である水溶液を調製 した。 この水溶液を、 塗工紙の表面に噴霧し、 ギヤ一オーブンに入れ、 2 0 0 °C で 1 0分間放置し、 白色度を測定した。 白色度が高く、 被覆性が良好なものを 「 〇」 、 白色度が低く被覆性がよくないものを 「X」 、 その中間のものを 「△」 をとした。
2 - 4. 実施例の効果
表 1 0力ら、 実施例 2— 6〜 2 _ 1 0では、 実施例 2 - 1 - 2 - 5で製造した 共重合体ラテックス L一 1 6〜L— 2 0を含む紙塗工用組成物 C P 1 6〜C P— 2 0を用い、 力一テン塗工及びスプレー塗工による製造によって、 被覆性の高い 塗工紙が得られ、 ドライピック強度、 ウエットピック強度が大きく、 印刷光沢発 現性が良好で、 ラテックスの粘着性が低い塗工紙を得ることができた。 また、 製 造時の操業性が良好であった。 尚、 ブレード塗工による製造では、 実施例 2— 7 及び 2— 9から明らかなように、 上記紙塗工用組成物を用いても被覆性が十分で はない。
一方、 比較例 2— 5〜2 _ 8は、 塗工方法によらず、 ドライピック強度、 ゥェ ットピック強度、 印刷光沢及び操業性のいずれ力、、 あるいは複数の項目が悪い結 果となっている。
00
表 10
VJi l
施 例 比 較 例
2-6 2-7 2-8 2-9 2-10 2-5 2-6 2-7 2-8 用いた紙塗工用組成物 CP— 16 CP— 17 CP- 18 CP-19 CP- 20 CP- 21 CP- 22 CP— 23 CP - 24 力一テンコーターによる評価
ドライピック強度 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 4.5 4.0 2.0 1.0 ウエットピック強度 4.5 4.5 4.0 4.5 4.0 2.0 3.0 3.5 4.0 印刷光沢 (%) 71 71 67 69 67 57 61 61 59 被覆性 〇 〇 〇 〇
〇 〇 〇 〇 〇 X Δ 〇 〇 スプレー塗工による評価
ドライピック強度 4.0 4.0 4.5 4.0 5.0 4.5 4.0 2.0 1.0 ウエットピック強度 4.5 4.0 4.0 4.5 4.0 1.5 2.5 4.0 4.0 印刷光沢 (%) 70 69 65 67 66 56 60 59 57 操業性 〇 . 〇 〇 〇 〇 △ Δ 〇 〇 ブレード塗工による評価
ドライピック強度 4.5 5.0 5.0 3.5
ウエットピック強度 5.0 5.0 3.5 4.5
印刷光沢 (%) 73 71 68 69
被覆性 △ △ △ Δ
〇 〇 △ 〇
3-1. 共重合体ラテックスの製造
製造例 3—1
撹拌機を備え、 温度調節の可能なオートクレープ中に、 水 200部、 過硫酸ナ トリウム 1部を仕込み、 次いで、 表 11に示す.「1段」 の欄に示した各成分を一 括で仕込み、 60でで 1時間反応させた。 その後、 表 11に示す 「2段」 の欄に 示した各成分を 10部 z時間の速度で連続的に添加し重合を継続した。 次いで、 表 11に示す 「3段」 の欄に示した各成分を 10部 Z時間の速度で連続的に添加 し、 更に重合を行った。 3段目成分の添加を終えた後は 70°Cで 6時間反応させ 、 共重合体ラテックス L— 2.5を得た。 得られた共重合体ラテックス L— 25に ついて、 重合体粒子の平均粒子径、 トルエン不溶分及びガラス転移点を求めた。 その結果を表 11に示す。
尚、 平均粒子径は、 大塚電子社製のレーザー光散乱粒径測定器 「LPA— 31 00 PAR— 3」 を用い、 常法により求めた。 また、 ガラス転移点は、 セィコ 一電子工業社製の示差走查型熱分析装置 (DSC) 「EXTAR6000」 を用 い、 常法により求めた。
トルエン不溶分は、 上記実施例 [I] に記載の方法と同様にして測定した。 製造例 3— 2〜3— 5
表 11〜表 12に記載の成分を用い、 製造例 3― 1と同様にして共重合体ラテ ックス L— 26〜L— 29を製造した。 各ラテックスの最終的な重合転化率は 9 8%であった。 得られたラテックスについて、 上記と同様にして評価した。 その 結果を表 1.1及び表 12に併記した。
3-2. 紙塗工用組成物の調製
実施例 3― 1
上記製造例 3— 1で得られた共重合体ラテックス L— 25と、 下記成分 (1)
〜 (6) とを用い、 表 13に示す処方により、 顔料、 ラテックス、 粘度調節剤 ( 増粘剤) 、 湿潤剤の順にコーレス型分散機に添加、 混合し、 紙塗工用組成物 CP -25を得た。
(1) 微粒クレー (pe l) ;商品名 「アマゾン SD」 、 ブラジル カダム社製 。 粒子径が 2 m未満の成分が約 90%以上含まれている。
(2) 高アスペクトクレー (pc 2) ;商品名 「センチユリ一 HCJ 、 ブラジル パラピグメント社製。 粒子径が 2 m未満の成分が約 90%含まれている。
(3) 炭酸カルシウム;商品名 「カービタル 90」 、 白石カルシウム社製。 - (4) 中空重合体粒子;商品名 「AE851」 、 ジェイエスアール社製。 中空重 合体粒子を含有するラテックスであり、 表 13及び表 14中の配合量は固形分換 算である。
(5) 湿潤剤;商品名 「SN929 S」 、 サンノプコ社製。
(6) 粘度調節剤 (増粘剤) ;商品名 「SN980」 、 サンノプコ社製。
上記紙塗工用組成物 CP— 25について、 粘度、 動的表面張力及び静的表面張 力を以下の方法で求めた。 その結果を表 13に併記した。
(a) 粘度
紙塗工用組成物を、 25°Cに調整した水槽中で 2時間調温し、 温度が十分に一 定となったことを確認した後、 TOKIMEC INC社製の粘度計 (商品名 「 デジタルビスコメ一夕一 DV M—B I I型」 ) を用い、 60回転における見 かけ粘度を、 測定開始から 1分に測定した。
(b) 動的表面張力
クルス社製の動的表面張力計 (型式 「BP— 2」 ) を用い、 表面寿命 30ms 〜 1000m sまでの間を 10点ノ d e c a d eの間隔で測定し、 得られた 15 〜20点のデータをグラフ化し、 このグラフに基づき最小二乗法で外捜して表面 寿命 1 Omsにおける動的表面張力値を求めた。
(c) 静的表面張力
デュヌィ氏表面張力計を用い、 20°Cで測定した。
実施例 3— 2〜 3 - 5及び比較例 3— 1〜 3— 5
上記製造例 3— 2〜3— 5で得られた共重合体ラテックス L一 26〜L—29 と、 上記成分 (1)〜(6) とを用い、 表 13及び表 14に示す処方により、 実 施例 3— 1と同様にして紙塗工用組成物 CP— 26〜 CP— 34を得た。 各組成 物の物性評価は、 上記と同様にして行った。 その結果を表 13及び表 14に併記 した。 表 11
共 重 合 体 ラ テ ッ ク ス
L-25 L-26 L-27
1 2段 リ 訐 卩 1段
2 27 12 41 3 40 10 53 6 24 6 36 アクリル酸 2 2 1.5 1.5 3 3
フマル酸 0 1.5 1.5 0 原 早イタ:ン酸 1.5 一 - 1.5 - - 0 - 一 - 0 里
スチレン. ― 3 13 23 39 2.5 7 10 19.5 2 15 20 37 料 体
アクリロニトリル 10 10 15 3 18 2 9 9 20 メタタリ/レ酸メすノレ 1.5 5 6.5 1.5 5 6.5 4 4
A α斗口 1 10 50 40 100 10 62 28 100 6 27 6 100 部 分子量調節剤 1
0.5 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.2 1.2 0.5 0.5 1.0 ( a—メチルスチレンダイマー)
の 分子量調節剤 2
0.2 0.2 0.1 0.5 0.1 0.1 0.1 0.3 0.2 0.1 0.2 0.5 (tードデシルメルカフ。タン)
乳化剤 0.3 0.1 0.1 0.5 0.5 0.1 0.1 0.7 1.0 0.1 0.1 1.2
(ドテ 'シルへ'ンセ'ンスルホン酸ナトリウム)
平均粒子径 (nm) 110 80 60
特 トルエン不溶分 (o/0) 76 90 85
ガラス転移点 (°c) -19 -28 - 3
Figure imgf000060_0001
に塗工し、 塗工紙 (C) を得た。 その際、 塗工速度を 2 0 0m/分刻みで徐々に 上げていき、 パドリングが発生しない最高速度を測定した。 測定された最高塗工 速度及び片面塗工量を表 1 3及び表 1 4に示した。
その後、 各塗工紙 (C) を温度 2 3 、 湿度 5 0 %の恒温恒湿槽に 1昼夜放置 した。 次いで、 線圧1 0 0 1£ 8 //じ 111、 ロール温度 5 O tの条件でスーパーカレ ンダ一処理を 4回行った。 この力レンダー処理を行った後の各塗工紙について、 以下に示す塗工欠点、 ドライピック強度、 ウエットピック強度、 白紙光沢及び印 刷光沢の評価を行った。 その結果を表 1 3及び表 1 4に併記した。
(d) 塗工欠点 (バーンアウト法)
各塗工紙を、 5 %の塩化アンモニゥム水溶液とイソプロパノールとを 5 0 : 5
0の比率で混ぜた混合液に浸し、 2 0 0 °Cで 3分間加熱して繊維を着色した。 着 色された各塗工紙の表面の 1ケ所を無作為に選択し、 この部分を光学顕微鏡で 5 0倍に拡大して観察した。 各視野において検出された塗工欠点を以下の 「〇」 、 「△」 及び 「X」 の基準に従い評価した。
「〇」 · · '塗工欠点を見つけることができない。
「△」 · · ·直径 0. 0 5 mm以上の大きな塗工欠点を見つけることができた 、 及び y又は、 直径 0. 0 1〜0 . 0 5 mmの比較的小さな塗工欠点が散見され た。
「X」 · · ·直径 0 . 0 5 mm以上の大きな塗工欠点が散見された、 及び Z 又は、 直径 0. 0 1〜0. 0 5 mmの比較的小さな塗工欠点が多数見られた。
( e ) ドライピック弓虽度
明製作所製の R I— I I印刷機を用い、 ピッキング試験用インキを用いて印刷 を行った際のピッキング (ィンキの夕ックにより塗工紙の表面が部分的に剥がさ れる現象) の程度を肉眼で下記 5段階を基準 (その中間値まで) に評価した。 し た。 測定は各塗工紙において 6回行い、 各印刷後における評価値の平均値を算出 した。
1 ;全くピッキングを生じていない。
2 ;ピッキングが散見される。
3 ;顕著にピッキングが認められる (ピック面積は半分に達していない) 。 4;ピッキング面積が半分に達している。
5 ;評価不能 (破れ等を生じたため) 。
(f) ウエットピック強度
明製作所製の RI— I印刷機を角い、 水で湿らせた布を巻いた 1段目の口一ル (モルトンロール) で各塗工紙の表面を湿らせた後、 ピッキング試験用インキの 付いた 2段目のロールで上記 (e) と同じ条件の印刷を行った。 その後、 上記 ( e) と同じ基準でピッキングの程度を評価した。 測定は各塗工紙において 6回行 レ 各印刷後における評価値の平均値を算出した。
(g) 白紙光沢
未印刷の塗工紙の表面を、 村上式光沢計により入射角 75度及び反射角 75度 で光沢度を測定した。 測定は 6回行い、 得られた光沢度から平均値を算出した。 光沢度は数値が大きいほど良好である。
(h) 印刷光沢
上記 R I一 I印刷機を用い、 塗工紙表面にオフセット用ィンクをべ夕塗りした 。 得られた印刷用紙の表面の光沢度を、 入射角 60度及び反射角 60度とした以 外は上記 (g) と同様に測定した。 測定は 6回行い、 得られた光沢度から平均値 を算出した。 光沢度は数値が大きいほど良好である。
3-4. 実施例の効果
表 13及び表 14の結果より、 比較例 3 - 1及び比較例 3-2の各紙塗工用組 成物は、 粘度を大きくするために加えた粘度調節剤 (D) の配合量が実施例 3— 1よりも多いこと以外は、 配合成分及ぴ 3合量は実施例 3—1と同じである。 し 力、し、 比較例 3— 1の紙塗工用組成物の粘度は 220 OmP a · sであり、 比較 例 3— 2の紙塗工用組成物の粘度は 1600mPa ' sであり、 いずれも 150 OmP a - sを超えている。 このため、 比較例 3— 1では、 塗工速度が 200m
/分を超えるとパドリングが発生し、 また、 比較例 3-2において 1400 mZ 分を超えるとパドリングが発生した。 また、 最高塗工速度で得られた塗工紙には 塗工欠点もそれぞれ確認され、 ドライピック強度は実施例 3— 1の 33〜 76% 、 ウエットピック強度は実施例 3—1の 58〜77%といずれも劣っていること が分かる。 また、 印刷光沢は比較的良好であるものの、 白紙光沢は実施例 3—1 の 7 9 %と劣っていることが分かる。
比較例 3— 3の紙塗工用組成物は、 粘度を小さくするために粘度調節剤 (D) を配合していないこと以外は、 配合成分及び配合量は実施例 3— 1と同じである 。 しかし、 比較例 3— 3の紙塗工用組成物の粘度は 4 0 mP a · sであり、 5 0 mP a · s未満であるため、 塗工速度が 3 0 O mZ分を超えるとパドリングが発 生した。 また、 最高塗工速度で得られた塗工紙に、 塗工欠点は認められず、 ゥェ ットピック強度は比較的良好であったものの、 ドライピック強度は実施例 3—1 の 2 2 %と劣っている。 また、 白紙光沢は実施例 3— 1の 7 4 %、 印刷光沢は実 施例 3—1の 8 6 %と劣っていることが分かる。
比較例 3— 4の紙塗工用組成物は、 動的表面張力を大きくするために湿潤剤 ( C) を含有しないこと以外は、 配合成分及び ¾合量は実施例 3—1と同じである 。 しかし、 比較例 3— 4の紙塗工用組成物の動的表面張力は 6 S mNZmであり 、 6 5 mNZmを超えるため、 塗工速度が 8 0 O m/分を超えるとパドリングが 発生した。 また、 最高塗工速度で得られた塗工紙は、 各強度は良好であり、 印刷 光沢も良好であるものの、 白紙光沢は実施例 3—1の 8 0 %と劣っている。 また 、 塗工欠点が認められた。
比較例 3— 5の紙塗工用組成物は、 動的表面張力を小さくするために湿潤剤 ( C) を過度に配合していること以外は、 配合成分及ぴ¾己合量は実施例 3— : Lと同 じである。 しかし、 比較例 3— 5の紙塗工用組成物の動的表面張力は 2 O mNZ mであり、 2 5 mNZm未満であるため、 塗工速度が 4 0 O mZ分を超えるとパ ドリングが発生した。 また、 最高塗工速度で得られた塗工紙は、 ドライピック強 度は良好であるものの、 ウエットピック強度が 7 0 %と劣っている。 更に、 白紙 光沢は実施例 3— 1の 8 0 %、 印刷光沢は実施例 3— 1の 8 9 %と劣っている。 また、 塗工欠点も認められた。
これらの比較例 3 - 1 - 3 - 5に対して、 実施例 3 - 1の紙塗工用組成物では 、 粘度及び動的表面張力値が本発明の範囲内にあるために、 固形分濃度が 6 0 % と高濃度であっても、 パドリングを生じることなく 2 1 0 O mZ分の高速におい ても塗工を行うことができた。 また、 最高塗工速度で得られた塗工紙には塗工欠 点は認められず、 ドライピック強度が 4. 6、 ウエットピック強度が 4. 3、 白 紙光沢が 6 3及び印刷光沢が 7 7. 6といずれも優れた値であった。
また、 実施例 3— 2では、 1 8 0 O mZ分の高速塗工を行うことができ、 最高 塗工速度で得られた塗工紙には塗工欠点は認められず、 ドライピック強度が 4.
4、 ウエットピック強度が 3. 9、 白紙光沢が 6 8. 5及び印刷光沢が 7 6. 5 といずれも優れた i直であった。
更に、 実施例 3— 3では、 2 0 0 O m/分の高速塗工を行うことができ、 最高 塗工速度で得られた塗工紙には塗工欠点は認められず、 ドライピック強度が 4. 0、 ウエットピックが強度 4. 8、 白紙光沢が 6 2. 8及び印刷光沢が 7 9. 2 といずれも優れた値であつた。
また、 実施例 3— 4では、 1 8 0 O m/分の高速塗工を行うことができ、 最高 塗工速度で得られた塗工紙には塗工欠点は認められず、 ドライピック強 が 4.
5、 ウエットピック強度が 4.. 0、 白紙光沢が 6 4. 5及び印刷光沢が 8 0. 4 といずれも優れた値であった。
更に、 実施例 3— 5では、 2 1 0 O mZ分の高速塗工を行うことができ、 最高 塗工速度で得られた塗工紙には塗工欠点は認められず、 ドライピック強度が 3 . 9、 ウエットピック強度が 4. 1、 白紙光沢が 7 1 . 2及び印刷光沢が 8 3. 3 といずれも優れた値であった。
即ち、 各物性が本発明の範囲内にある実施例 3— 1〜3— 5は、 1 8 0 0〜 2 1 0 O mZ分という高速塗工を行うことができ、 この高速塗工においても塗工欠 点を生じることなく、 各種特性をバランス良く備えた塗工紙を製造できることが 分かる。
表 13
Figure imgf000065_0001
表 14
Figure imgf000066_0001
4. 実施例 [IV]
4-1. 共重合体ラテックスの製造
製造例 4—1
攪拌機を備え、 温度調節の可能なォ一トクレーブ中に、 水 200部及び過硫酸 ナトリウム 1部を仕込み、 次いで表 15に示す 1段目成分を一括で仕込み、 60 °Cで 1時間反応させた。 その後、 表 15に示す 2段目成分を 10部 Z時間の速度 で連続的に、 更に 3段目成分を同じ速度で連続的に添加し、 重合を行った。 連続 添加終了後も更に 70 °Cで 6時間反応させ、 共重合体ラテックス L -30を得た 。 最終的な重合転化率は 98%であった。 得られた共重合体ラテックス L— 30 について、 重合体粒子の平均粒子径、 トルエン不溶分及びガラス転移点を、 上記 実施例 [I I I] に記載の方法と同様にして求めた。 その結果を表 15に示す。
製造例 4— 2〜4一 5
表 15〜表 16に記載の原料を用い、 製造例 4一 1と同様にして共重合体ラテ ックス L— 31〜L— 34を製造し、 上記と同様にして評価した。 その結果を表 15〜表 16に併記した。
表 15
共 重 合 体 ラ テ ッ ク ス
L - 30 L-31 L - 32
1段 2段 3段 計 1段 2段 3段 計 . 1段 2段 3段 計
1, 3—ブタジエン 2 27 12 41 3 40 10 53 6 2 6 36 アクリル酸 2 2 1.5 1.5 3 3 原 フマル酸 0 1.5 1.5 0 単イタコン酸 1.5 1.5 0 0 料
体スチレン 3 13 23 39 2.5 7 10 19.5 2 15 20 37 アクリロニトリル ' ' 10 10 15 3 18 2 9 5 16 メタクリノレ酸メチノレ ' 1.5 5 6.5 1.5 5 6.5 4 4 量
部 Aき+ 10 50 40 100 10 62 28 100 10 51 35 96 aーメチルスチレンダイマー 0.5 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.2 1.2 0.5
そ 0.5 1 の t -ドデシルメルカプタン 0.2 0.2 0.1 0.5 0.1 0.1 0.1 0.3 0.2 0.1 0.2 0.5 他 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリゥム 0.3 0.1 0.1 0.5 0.5 0.1 0.1 0.7 1 0.1 0.1 1.2 平均粒子径 (謹) 110 80 60 特 トルエン不溶分 (o/0) 76 90 85 性
ガラス転移点 (°c) - 19 _ -28 - 3
* 9τ
Figure imgf000069_0001
4-2. 紙塗工用組成物の調製
上霄己製造例 4 _ 1〜 4― 5で得た共重合体ラテツクス L— 30〜L—34と、 上記実施例 [I I I] で用いた微粒クレー、 高アスペクトクレー、 炭酸カルシゥ ム、 中空重合体粒子、 造粘剤及び湿潤剤を用いて、 表 17の処方により、 力一テ ン塗ェ用の紙塗工用組成物 C P— 35〜CP— 44を調製した。 表 17
紙 塗 工 用 組 成 物
CP- 35 CP - 36 CP- 37 CP- 38 CP - 39 CP - 40 CP- 41 CP - 42 CP - 43 CP - 44 共重合体ラテックス L - 30 L - 31 L-32 L-33 L-34 L - 30 L-30 L-30 L-30 L-30
(質量部) 共重合体 (固形分) 12 ' 12 12 13 13 1 12 12 12 12 微粒タレ— 50 35 20 50 50 40 50 50 50 50 高アスペクトクレー 50 35 55 15 45 40 50 50 50 50 顔料 (質量部)
炭酸カルシウム 30 25 35 10
中空重合体粒子 5 10
0.15 0.3 0.05 0.1 0.15 0.2 0.15 0.15 0.15 0.15 その他 (質量部)
湿潤剤 · 0.8 0.03 0.2 0.1 0.2 0.2 0.8 0.8 0.8 0.8
4-3. 塗工紙の製造及び評価
上記で得た紙塗工用組成物 C P— 35~CP— 44を用い、 10種類の塗工原 紙に対し、 パイロットカーテンコ一夕一による塗工を実施し、 各種評価を行った 。 尚、 塗工原紙として、 市販非塗工紙である原紙 No. 1〜 5及び市販塗工紙で ある原紙 No. 6〜10を用意した。
上記原紙 N o. 1〜 10について、 Z y g o社製の光干渉型非接触 3次元表面 粗さ計 「NewV i ew200」 を用いて表面平滑性を測定し、 空間周波数 25 ( 1 /mm) 以下の周波数領域の中心線平均粗さ R a 1及び空間周波数 25 (1 ノ mm) 以上の周波数領域の中心線平均粗さ R a 2を求めた。 測定条件は、 対物 レンズ: 2. 5倍、 照射レンズ: 2倍、 測定エリア: 1. 45mmX l. 08 mm、 積算回数: 3回である。 また、 解析は、 上記装置に付属している解析ソフ ト (Me t r oPr o Ve r. 7. 6. 1) により高速フ一リエ変換を行い、 Ra 1及び R a 2を求めた。 各原紙について、 上記測定条件で異なる 10点を測 定し、 解析を行い、 それぞれ平均値として R a 1及び R a 2を算出した。 この結 果を表 18に示す。
実施例 4一 1〜4 _ 6及び比較例 4一 1〜4— 4
上記紙塗工用組成物 C P— 35〜CP— 44を表 18に記載の固形分濃度に調 製し、 パイロットカーテンコ一夕一を用い、 上記原紙 No. 1〜10上に塗工し 、 顔料塗工紙 (D) を得た。 その際、 塗工速度を 20 OmZmi n刻みで徐々に 上げていき、 パドリングが発生しない最高速度を 「塗工可能最高速度 (mZ分) 」 とした。 その結果を表 18に併記した。
その後、 上記塗工可能最高速度で得られた顔料塗工紙 (D) を温度 23°C、 湿 度 50%の恒温恒湿槽に 1昼夜放置した。 次いで、 線圧 l O OkgZcmu 口一 ル温度 50°Cの条件でス一パーカレンダー処理を 4回行った。 得られた輯料塗工 紙について、 以下に示す塗工欠点、 ドライピック強度、 ウエットピック強度、 白 紙光沢、 印刷光沢、 不透明度及び白色度の性能評価を行った。 その結果を表 18 に併記した。
(1) 塗工欠点
各顔料塗工紙を、 バ一ンァゥト法により 2 %塩化アンモニゥム水溶液に浸し、 2 0 0 °Cで 3分間加熱して繊維を着色したものを光学顕微鏡 5 0倍で観察し、 塗 ェ欠点の状態を観察した。 表 1 8において、 「〇」 は塗工欠点がなかったことを 意味し、 「X」 は塗工欠点が生じていたことを意味する。
( 2 ) 不透明度
白色度計を用いてグリーンフィルターで測定するハンター比色により評価した
。 数値の大きい方が良好である。
( 3 ) 白色度
白色度計を用いてブルーフィルターで測定するハンター比色により評価した。 数値の大きい方が良好である。
尚、 ドライピック強度、 ウエットピック強度、 白紙光沢及び印刷光沢の評価方 法は、 上記実施例 [ I I I ] と同様である。
4 - 4. 実施例の効果
表 1 8に示すように、 上記 R a 1が本発明の範囲外である比較例 4 _ 1及び 4 —2では、 塗工速度が 2 0 0 0 mZ分となるまでパドリング現象は発生しなかつ たが、 得られた顔料塗工紙には塗工欠点が非常に多かった。 そのため、 実施例 4 _ 1〜4一 6の顔料塗工紙と比較して、 白紙光沢及び印刷光沢が発現せず劣って いる。 また、 上記 R a 2が本発明の範囲外である比較例 4一 3及び 4— 4は、 実 施例 4一 1〜4一 6と比較して、 塗工可能最高速度が著しく低く、 塗工速度を高 くすると、 パドリング現象が発生して塗工ができないことが分かる。 また、 塗工 原紙へのアンカ一効果が発揮できないことから、 実施例 4— 1〜4— 6で得られ た顔料塗工紙と比較して、 ドライピック強度が弱く劣っていることが分かる。 これに対し、 上記 R a 1及び上記 R a 2が本発明の範囲内である実施例 4― 1 〜4一 6は、 塗工速度及び塗工液の固形分濃度が高い場合でも、 塗工中にパドリ ング現象は発生しないことが分かる。 また、 実施例 4— 1〜4— 6で得られた顔 料塗工紙は、 比較例 4一 1〜 4一 4で得られた顔料塗工紙と比較して、 塗工欠点 もなく、 ドライピック強度、 ウエットピック強度、 白紙光沢、 印刷光沢、 不透明 度及び白色度がパランスよく良好で優れていた。 表 18
実 施 例 比 較 例
4-1 4-2 4-3. 4-4 4-5 4-6 4-1 4-2 4-3 4-4 原紙 No No. 1 No. 2 No. 3 No. 6 No. 7 No. 8 No. 4 No. 5 No. 10 塗工原紙 粗さ R 1 ( μ πύ 1.3 1.1 0.9 1.3 0.8 0.7 3.5 3.2 0.5 1.0 粗さ Ra2 ( μ ΐα) 1.2 0.9 1.0 1.1 0.8 0.6 2.0 1.3 0.15 0.1
CP- 35 CP- 36 CP - 37 CP- 38 CP - 39 CP- 40 CP- 41 CP- 42 CP- 43 CP - 44 紙塗工用組成物
カラー固形分 (質量%) 60 56 65 62 60 58 60 60 60 60 片面塗工量 (gZm2 ) 10 15 10 12 8 6 10 10 10 10 塗工可能最高速度(mZ分) 2200. 2100 1600 1400 1600 1200 2000 . 2000 400 400 塗工欠点 〇 〇 〇 〇 〇 〇 X X 〇 〇 ドライピック 度 4.8 4.6 4.2 4.7 . .1 4.0 4.4 · 4.2 1.5 1.8 ウエットピック強度 4.4 4.0 4.8 4.2 4.3 4.2 4.1 3.9 4.2 4.2 塗工紙評価結果
白紙光沢 65.2 66.8 63.9 66.1 70.1 73.2 55.2 53.2 64.2 61.0 印刷光沢 ' 78.3 77.2 79.0 81.1 82.0 " 80.1 66.2 ' 63.4 75.4 73.2 不透明度 92.2 92.0 91.9 92.0 91.7 92.9 90.1 91.1 90.9 89.8 白色度 82.1 84.2 83.1 83.2 86.5 87.9 81.2 80.3 80.5 81.1
産業状の利用可能性
本発明の共重合体ラテックスは、 紙塗工用組成物とした場合に、 カーテンコ一 ター、 スプレー等の非接触型の塗工方法に好適であるため、 紙業分野、 印刷分野 等において広く用いることができる。 従って、 得られる塗工紙は、 高速オフセッ ト印刷用紙等のオフセット印刷用紙、 グラビア印刷用紙、 凸版印刷用紙、 インク ジェット紙、 電子写真用紙、 美術書用紙、 雑誌表紙用紙、 書籍の口絵用紙、 ボス 夕一用紙、 カタログ用紙、 カレンダー用紙、 パンフレット用紙、 雑誌本文用紙、 雑誌カラーページ用紙、 チラシ用紙、 絵葉書用紙、 カード用紙等に用いることが できる。

Claims

請求の範囲
1. 脂 Ji雄共役ジェン系単量体 (a) 23〜58質量%、 エチレン系不飽和カル ボン酸単量体 (b) 0. 1〜7質量%、 シアンィ匕ビニル化合物 (c) 5〜40質 量%並びに上記単量体 (a) 、 (b) 及び (c) と共重合可能な他の単量体 (d) 0〜71. 9質量% (但し、 単量体 (a) 、 (b) 、 (c) 及び (d) の 合計量は 100質量%である。 ) からなる単量体を乳化重合して得られる共重合 体ラテックスであって、 該ラテックスに含まれる重合体粒子の平均粒子径が 50 nm〜l 5 Onmであることを特徵とする非接触型塗工用共重合体ラテックス。
2. 脂 Ji雄共役ジェン系単量体 (a) 20〜80質量%、 エチレン系不飽和カル
• ボン酸単量体 (b) 0. 5〜10質量%及びこれら単量体と共重合可能な他の単 量体 (d) 20〜79. 5質量% (但し、 単量体 (a) 、 (b) 及び (d) の合 計量は 100質量%である。 ) からなる単量体を共重合して得られる共重合体ラ テックスであって、 共重合体が— 100〜50°Cの範囲に少なくとも 2つのガラ ス転移点を有し、 且つ、 示差走査熱量計によって得られる示差熱量曲線において、 転移領域の最低温度 T 1と最高温度 T 2との差 Δ丁が 5 °C以上であることを特徴 とする非接触型塗工用共重合体ラテックス。
3. 上記共重合体は、 〔P 1〕 脂肪族共役ジェン系単量体 (a 1) 25〜100 質量%、 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b 1) 0〜 10質量%並びに上記 単量体 (a 1) 及び(b 1) と共重合可能な他の単量体 (d 1) 0〜75質量% (伹し、 単量体 (a 1) 、 (b 1) 及び (d 1) の合計量は 100質量%であ る。 ) からなる単量体 (ml) を重合して得られ、 且つ、 ガラス転移点が— 10 0〜 0 °Cの範囲にある共重合体部分と、 〔P 2〕 脂肪族共役ジェン系単量体 ( a 2) 10〜60質量%、 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b 2) 0. 5〜3 0質量%並びに上記単量体 (a2) 及び (b2) と共重合可能な他の単量体 (d
2) 10〜89. 5質量% (但し、 単量体 (a 2) 、 (b 2) 及び (d 2) の合 計量は 100質量%である。 ) からなる単量体 (m2) を重合して得られ、 且つ、 ガラス転移点が一 20〜 50°Cの範囲にある共重合体部分と、 からなる請求項 2 • に記載の非接触型塗工用共重合体ラテックス。
4. 粘度が 5 0〜: 1 5 0 O mP a · sであり、 且つ、 表面寿命 1 O m sにおける 動的表面張力値が 2 5〜6 5mNZmであることを特徴とする非接触型紙塗工用 組成物。
5. 更に、 粒子径が 2 m未満の成分を 9 5〜9 9質量%含有する微粒クレーと、 粒子径が 2 m未満の成分を 8 0〜8 9質量%含有する高ァスぺクトクレーとを 含み、 上記微粒クレー及び上記高ァスぺクトクレ一の含有割合が 1 / 3〜 5 / 1 であり、 且つ、 全体を 1 0 0質量%とした場合に、 上記微粒クレー及び上記高ァ スぺクトクレーを合計で 4 0質量%以上含有する顔料と、 共重合体ラテックスと、 湿潤剤とを含有し、 該顔料全量を 1 0 0質量部とした場合に、 該共重合体ラテツ クスの固形分含有量は 5〜 3 0質量部、 且つ、 上記湿潤剤の含有量は 0. 0 1〜 2質量部である請求項 4に記載の非接触型紙塗工用組成物。
6. 上記共重合体ラテックスは、 脂肪族共役ジェン系単量体 (a) 3 0〜6 0質 量%、 エチレン系不飽和カルボン酸単量体 (b) 0. 1〜7質量%並びに上記単 量体 (a) 及び (b) と共重合可能な他の単量体 (d) 3 3〜6 9. 9質量% (但し、 単量体 ( a) 、 (b) 及び (d) の合計量は 1 0 0質量%でぁる。 ) を 乳化重合して得られたものである請求項 5に記載の非接触型紙塗工用組成物。
7. 非接触塗工法により、 請求項 1乃至 3のいずれかに記載の非接触型塗工用共 重合体ラテックスを含む非接触型紙塗工用組成物、 又は、 請求項 4乃至 6のいず れかに記載の非接触型紙塗工用組成物を、 塗工原紙の表面に塗工速度 6 0 0〜2 8 0 O m/分で塗工する塗工工程と、 を乾燥させる乾燥工程とを備えること を特徴とする塗工紙の製造方法。
8. 塗工原紙の表面に、 非接触塗工法により、 顔料を含む非接触型紙塗工用組成 物を塗工する工程を備える塗工紙の製造方法であって、
上記塗工原紙は、 空間周波数 2 5 ( 1 /mm) 以下の周波数領域の中心線平均 粗さが 3 m以下であり、 且つ、 空間周波数 2 5 ( 1 /mm) 以上の周波数領域 の中心線平均粗さが 0. 2 m以上であることを特徴とする塗工紙の製造方法。
9. 塗工速度が 6 0 0〜2 8 0, 0 mZ分である請求項 8に記載の塗工紙の製造方 法。
1 0. 上記非接触型紙塗工用組成物は、 更に共重合体ラテックスと、 湿潤剤とを 含有し、 上記顔料全量を 1 0 0質量部とした場合、 上記共重合体ラテックスの固 形分含有量は 5〜 3 0質量部、 上記湿潤剤の含有量は 0. 0 1〜 2質量部である 請求項 8又は 9に記載の塗工紙の製造方法。
1 1 . 上記顔料は、 粒子径が 2 未満の成分を 9 5〜9 9質量%含有する微粒 クレーと、 粒子径が 2 m未満の成分を 8 0〜8 9質量%含有する高ァスぺクト クレーと、 その他の顔料とからなり、
上記微粒クレー及び上記高ァスぺクトクレーの含有割合が 1 3〜 5 Z 1であ り、 且つ、 上記顔料全体を 1 0 0質量%とした場合に、 上記その他の顔料の含有 量が 6 0質量%以下である請求項 8乃至 1 0のいずれかに記載の塗工紙の製造方 法。
1 2. 上記非接触塗工法は、 カーテン塗工及びスプレー塗工から選ばれる方法で ある請求項 7乃至 1 1のいずれかに記載の塗工紙の製造方法。
1 3. 請求項 7乃至 1 2のいずれかに記載の製造方法により得られたことを特徴 とする塗工紙。
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