JP2011225631A - 共重合体ラテックス組成物、紙塗工用組成物及び塗工紙 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
【解決手段】(イ)(a)共役ジエン系単量体30〜60質量%、(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体0.5〜7質量%、(c)その他の共重合可能な単量体33〜69.5質量%(但し該(a)、該(b)、及び該(c)の合計量は100質量%)からなる単量体混合物を乳化重合して得られる共重合体ラテックス100質量部(固形分換算)、(ロ)ハロシアノアセトアミド系化合物0.003〜0.1質量部、及び(ハ)アルコール系化合物0.01〜0.8質量部、を含んでなる共重合体ラテックス組成物。
【選択図】なし
Description
[1](イ)(a)共役ジエン系単量体30〜60質量%、(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体0.5〜7質量%、及び(c)その他の共重合可能な単量体33〜69.5質量%(但し、該(a)、該(b)、及び該(c)の合計量は100質量%)からなる単量体混合物を乳化重合して得られる共重合体ラテックス100質量部(固形分換算)、(ロ)ハロシアノアセトアミド系化合物:0.003〜0.1質量部、及び(ハ)アルコール系化合物0.01〜0.8質量部、を含んでなる共重合体ラテックス組成物。
[2]前記(ロ)成分が、2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミドである、上記[1]記載の共重合体ラテックス組成物。
[3]前記(ハ)成分が、エチレングリコール、プロピレングリコール、及びジエチレングリコールからなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物である、上記[1]又は[2]記載の共重合体ラテックス組成物。
[4]前記乳化重合は、乳化重合の途中に重合温度の降温が行われる、上記[1]から[3]のいずれかに記載の共重合体ラテックス組成物。
[5]上記[1]から[4]のいずれかに記載の共重合体ラテックス組成物を含む紙塗工用組成物。
[6]上記[5]に記載の紙塗工用組成物を用いて製造される塗工紙。
共重合体ラテックス(イ)
共役ジエン系単量体(a)
エチレン系不飽和カルボン酸単量体(b)は、塗工紙のピック強度の向上と共重合体ラテックスの分散安定性を確保するために必須の成分で、共重合体ラテックスの共重合体を構成する全単量体(すなわち、単量体(a)、(b)、及び(c)の合計)を100質量%とした場合、0.5〜7質量%、好ましくは1〜5質量%、最も好ましくは1.5〜4.5質量%の割合で用いられる。該エチレン系不飽和カルボン酸単量体をこの割合で用いることにより、共重合体ラテックスに必要な分散安定性が付与され、また共重合体ラテックスの粘度が適正化されて取扱いに支障が来たされない。エチレン系不飽和カルボン酸単量体(b)の好ましい例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などの単量体が挙げられ、これらはそれぞれ1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。
また、他の原料として、上記(a)〜(b)単量体と共重合可能なその他の単量体(c)を含む。この単量体(c)を適宜選択することにより、共重合体ラテックスにさまざまな特性を付与できる。その他の共重合可能な単量体(c)の好ましい例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メチルスチレンなどの芳香族ビニル単量体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルなどのアクリル酸アルキルエステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチルなどのメタクリル酸アルキルエステル類、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルなどのヒドロキシアルキルエステル類、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチルなどのアミノアルキルエステル類、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジンなどのピリジン類、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどのグリシジルエステル類、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、グリシジルメタクリルアミド、N,N−ブトキシメチルアクリルアミドなどのアミド類、酢酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル類、塩化ビニルなどのハロゲン化ビニル類、p−スチレンスルホン酸及びそのナトリウム塩などが挙げられ、これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような乳化剤としては、アニオン、カチオン、両性若しくは非イオン性の界面活性剤、又は反応性乳化剤を用いることができる。
これらは1種を単独で、又は2種以上を併用することも可能である。
このような乳化分散可能な各種分散は1種を単独で、あるいは複数組み合わせて使用することが可能である。
ハロシアノアセトアミド系化合物(ロ)は、塗工紙の離解性の向上を確保するために必須の成分で、共重合体ラテックス(イ)100質量部(固形分換算)に対し、0.003〜0.1質量部、好ましくは0.005〜0.08質量部、最も好ましくは0.01〜0.06質量部の割合で用いられる。ハロシアノアセトアミド系化合物(ロ)をこの割合で用いることにより、共重合体ラテックスは優れた離解性を発現し、かつ優れた耐湿潤ベタツキ性を発現する。ハロシアノアセトアミド系化合物(ロ)は、好ましくは、少なくとも1のハロゲノ基と少なくとも1のシアノ基とを有するカルボン酸アミド化合物であり、その好ましい例としては、2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミド、2−クロロ−3−ニトリロプロピオンアミド、2−ブロモ−3−ニトリロプロピオンアミド、2,2−ジクロロ−3−ニトリロプロピオンアミド、N−メチル−2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミドが挙げられ、その中でも最も好ましいのは2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミドである。
アルコール系化合物(ハ)は、塗工紙のピック強度の向上を確保するために必須の成分で、共重合体ラテックス(イ)100質量部(固形分換算)に対し、0.01〜0.8質量部、好ましくは0.03〜0.6質量部、最も好ましくは0.05〜0.4質量部の割合で用いられる。アルコール系化合物(ハ)をこの割合で用いることにより、共重合体ラテックスは優れたピック強度を発現し、かつ優れた耐湿潤ベタツキ性を発現する。アルコール系化合物(ハ)は、好ましくは、少なくとも1のヒドロキシ基を有する炭化水素化合物であり、その好ましい例としては、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコールなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール類などが挙げられ、その中でも最も好ましいのはエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールである。これらはそれぞれ1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。
本発明の共重合体ラテックス組成物は上述の共重合体ラテックス(イ)、ハロシアノアセトアミド化合物(b)、及びアルコール系化合物(ハ)を上述の割合で含んでなる組成物である。従って、当該組成物は上記(イ)、(ロ)、及び(ハ)のみで構成されていても良いし、それ以外の成分を含んでいても良い。
まず、本発明の共重合体ラテックス組成物を塗工紙用のバインダーとして使用する場合について説明するに、かかる場合には、まず紙塗工用組成物を調製する。該紙塗工用組成物は、通常行われている実施態様で製造することができる。すなわち、例えば、分散剤を溶解させた水中に、カオリンクレー、炭酸カルシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、サチンホワイト及びタルクなどの無機顔料、並びにプラスチックピグメントやバインダーピグメントとして知られる有機顔料から選ばれる顔料、澱粉、カゼイン、ポリビニルアルコール及びカルボキシメチルセルロースなどから選ばれる水溶性高分子、並びに増粘剤、染料、消泡剤、防腐剤、耐水化剤、滑剤、印刷適性向上剤、pH調整剤及び保水剤などから選ばれる各種添加剤とともに共重合体ラテックス組成物を添加して混合し、均一な分散液(紙塗工用組成物)とする。
なお、各物性の評価は、下記の通りの方法で行った。
評価(1)塗工紙物性(ピック強度)
RI印刷試験機(明製作所製)を用いて、印刷インク(ティーアンドケイ東華社製SDスーパーデラックス50紅B;タック18)0.4ccを塗工紙サンプルに重ね刷りし、ゴムロールに現れたピッキング状態を別の台紙に裏取りし、その状態を観察した。
評価(2)塗工紙物性(湿潤ピック強度)
RI印刷試験機(明製作所製)を用いてスリーブロールで塗工紙表面に給水し、その直後に印刷インク(ティーアンドケイ東華社製SDスーパーデラックス50紅B;タック15)0.4cc1回刷りし、ゴムロールに現れたピッキング状態を別の台紙に裏取りし、その状態を観察した。
評価(3)塗工紙物性(離解性)
3cm2に裂いた塗工紙片20gを980gの水中に入れ撹拌機(プライミクス社製ROBOMICS)を用いて3000rpmで撹拌し、紙片が完全に離解するまでの時間を測定。
表1〜4の記載内容から、本実施の形態の共重合体ラテックスを使用した場合、塗工紙のピック強度、湿潤ピック強度、離解性はいずれも高いレベルにあった。
共重合体ラテックス組成物の調製
表1に示した重合初期原料、並びに第一工程に記載の単量体及び連鎖移動剤の混合物のうち15質量%を撹拌装置と温度調節用ジャケットを取り付けた耐圧反応容器に入れ、内温を78℃に調節した。
その後、ペルオキソ二硫酸ナトリウム0.8質量部を添加して重合を開始した。その15分後、第一工程に記載の単量体及び連鎖移動剤混合物のうち残りの85質量%を3時間かけて反応器に添加し、ペルオキソ二硫酸ナトリウム添加30分後から、表1記載の水溶液を一定速度で第一工程終了まで添加した。
単量体添加が終わって一時間後から一時間かけて95℃まで温度を上昇させ、その後40分間95℃で維持し、共重合体ラテックスを得た。
得られたラテックスは、200メッシュ金網で濾過し、共重合体ラテックスに対して水酸化ナトリウム水溶液を添加することでpHを7.5に調整した。
得られた共重合体ラテックス組成物をラテックス組成物Aとした。これから、後述の塗工紙の調製記載の方法で塗工紙を調整し、その塗工紙物性を評価し、表3に記載した。
塗工紙物性を評価し、表3に記載した。
塗工紙物性を評価し、表4に記載した。
まず、共重合体ラテックスを除く以下の構成材料でマスターカラーを調製した。
粗粒カオリンクレー:10質量部
重質炭酸カルシウム(微粒):30質量部
重質炭酸カルシウム(粗粒):10質量部
ポリアクリル酸ナトリウム:0.2質量部
水酸化ナトリウム:0.1質量部
リン酸エステル化でんぷん:2.5質量部
水(塗工液の全固形分が68質量%となるように添加)
なお、微粒カオリンクレーとしては、ハイドラグロス90(米国、J.M.HUBER社製;粒子径2μm以下の割合=96質量%以上)、粗粒カオリンクレーとしては、ハイドラスパース(米国、J.M.HUBER社製;粒子径2μm以下の割合=80〜82質量%)、微粒重質炭酸カルシウムとしてはカービタル97(イメリスミネラルズ・ジャパン社製;粒子径2μm以下の割合=97質量%以上)、粗粒重質炭酸カルシウムとしてはカービタル75(イメリスミネラルズ・ジャパン社製;粒子径2μm以下の割合=75質量%)、ポリアクリル酸ナトリウムとしてはアロンT−40(東亞合成社製)及びリン酸エステル化でんぷんとしてはMS−4600(日本食品加工社製)をそれぞれ使用した。
次いで、上記塗工カラーを塗工量が片面13g/m2になるよう、坪量74g/m2の塗工原紙にブレードコーターで塗工し、乾燥した。
その後、ロール温度50℃、線圧147000N/mでスーパーカレンダー処理を行い、塗工紙を得た。
得られた塗工紙を印刷試験(上記の評価(1)〜(3))に用いた。
Claims (6)
- (イ)(a)共役ジエン系単量体30〜60質量%、(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体0.5〜7質量%、及び(c)その他の共重合可能な単量体33〜69.5質量%(但し該(a)、該(b)、及び該(c)の合計量は100質量%)からなる単量体混合物を乳化重合して得られる共重合体ラテックス100質量部(固形分換算)、
(ロ)ハロシアノアセトアミド系化合物0.003〜0.1質量部、及び
(ハ)アルコール系化合物0.01〜0.8質量部、
を含んでなる共重合体ラテックス組成物。 - 前記(ロ)成分が、2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミドである、請求項1記載の共重合体ラテックス組成物。
- 前記(ハ)成分が、エチレングリコール、プロピレングリコール、及びジエチレングリコールからなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物である、請求項1又は2記載の共重合体ラテックス組成物。
- 前記乳化重合は、乳化重合の途中に重合温度の降温が行われる、請求項1から3のいずれか一項に記載の共重合体ラテックス組成物。
- 請求項1から4のいずれかに記載の共重合体ラテックス組成物を含む紙塗工用組成物。
- 請求項5に記載の紙塗工用組成物を用いて製造される塗工紙。
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