JP2745563B2 - 紙用塗工組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、紙に対して優れた印刷適性および印刷効果
を付与する塗工組成物に関するものである。

〈従来の技術〉 顔料と水性バインダーを主体とした紙用塗工組成物を
紙に塗布し、乾燥・カレンダー処理などの必要な工程を
施して得られる塗工紙は、その優れた印刷効果などの特
長から、商業印刷物や雑誌・書籍などに広く用いられて
いるが、品質要求の高度化・多様化や、印刷の高速化な
どに伴って、今なお品質改良努力が続けられている。

とりわけ印刷の多くを占める湿式平版オフセット印刷
においては、湿し水の影響下でのインキ受理性、ウェッ
トピックやドライピックなどの接着強度および輪転印刷
での耐ブリスター性の改良・向上が、塗工紙の基本特性
でもある白色度、不透明度、光沢度などの改良と合わせ
て、業界の重要な課題となっている。

従来よりこうした課題に対して、顔料銘柄およびその
配合の改良、バインダー、とりわけスチレン−ブタジエ
ン系ラテックスの品質改良、メラミン−ホルムアルデヒ
ド樹脂やポリアミドポリ尿素−ホルムアルデヒド樹脂の
如きいわゆる耐水化剤の添加などにより、問題解決を図
ろうとする努力が行なわれている。しかしながら、これ
らの方法はいずれも、一部において有効な特性改良が図
られる反面、重要な実用上の欠点や限界があるため、必
ずしも満足しうるものではない。

例えば顔料面では、光沢度、白色度、インキ受理性な
どの改良のために用いられているサチンホワイトは、接
着強度を発揮しにくく、またスチレン−ブタジエン系ラ
テックスの品質改良では、耐ブリスター性とドライピッ
ク強度が逆相関を示すなど、ある特性の改良が他の特性
の劣化につながる場合が多い。一方、いわゆる耐水化剤
の添加は、ウェットピック強度の向上が得られ、とりわ
けポリアミドポリ尿素−ホルムアルデヒド樹脂では、さ
らにインキ受理性や耐ブリスター性の改良などが図れる
ものの、場合によってはドライピック強度などが低下す
ることもあった。

こうした状況に鑑み、本発明者らは先に、特開昭63−
120194号公報において、顔料と水性バインダーを主体と
する紙用塗工組成物に、アクリルアミドまたは／および
メタクリルアミドとスチレン類を必須成分とする反応生
成物を含有せしめることを提案した。かかる反応生成物
を含有する紙用塗工組成物は、接着強度の向上やインキ
受理性の改良等の有用な特徴を有するものであるが、粘
度が上昇して流動特性が悪化する場合があり、その用途
展開にあたって障害となっていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 そこで本発明の目的は、かかる状況のもとで、特定の
共重合物を含有せしめることにより、流動特性の低下
（粘度上昇）がないかまたは著しく少ない紙用塗工組成
物を提供することにあり、特に、塗工組成物のハンドリ
ング性を阻害することなく、印刷適性および印刷効果に
優れた塗工紙の製造を可能とすることにある。

本発明者らは、優れた印刷適性および印刷効果を示す
塗工紙の製造を可能とし、かつ粘度上昇のない紙用塗工
組成物を見出すべく、鋭意検討した結果、本発明に至っ
た。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、次の（Ｉ）〜（III）の各成分を含有する
紙用塗工組成物を提供するものである。

（Ｉ）顔料、 （II）水性バインダー、ならびに （III）（ａ） アクリルアミドまたは／およびメタク
リルアミド60〜99重量％、 （ｂ） アクリロニトリル１〜40重量％、および （ｃ） ビニル系不飽和カルボン酸０〜30重量％ からなる共重合物。

本発明は、上記の共重合物（III）を用いることを特
徴とするものであり、顔料と水性バインダーを主体とす
る紙用塗工組成物に共重合物（III）を含有せしめるこ
とにより、塗工組成物の粘度上昇なしに、ドライピック
強度、ウェットピック強度、インキ受理性などの有効な
改良が図られ、また、スチレン−ブタジエン系ラテック
スの２〜８倍にも達するその接着強度を利用して、総バ
インダー量の低減が可能となり、そのことにより、白色
度、不透明度、耐ブリスター性、インキセット性などの
維持ないしは改良が達成できるものである。

本発明の内容について、さらに詳述する。

本発明において用いられる共重合物（III）は、
（ａ）アクリルアミドまたは／およびメタクリルアミド
と（ｂ）アクリロニトリルを必須成分とするものである
が、その反応組成比は、（ａ）アクリルアミドまたは／
およびメタクリルアミドが60〜99重量％、好ましくは70
〜97重量％、そして（ｂ）アクリロニトリルが１〜40重
量％、好ましくは３〜30重量％である。所望により共重
合せしめる（ｃ）ビニル系不飽和カルボン酸は、共重合
物中に30重量％以下の割合で用いられる。

これらの範囲をはずれた場合には、ドライピック強
度、ウェットピック強度、インキ受理性などの改良効果
が得られなかったり、塗工組成物の流動特性を悪化させ
たり、または本発明の目的に好ましい形状で反応生成物
を得ることが困難になったりする。例えばアクリロニト
リルの量が40重量％を超えると、反応生成物が二層に分
離することがあり、一方、アクリロニトリルの量が１重
量％に満たないときは、ウェットピック強度やインキ受
理性などの改良効果が得られない。

任意に用いる（ｃ）ビニル系不飽和カルボン酸として
は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル
酸、マレイン酸などが挙げられる。（ｃ）ビニル系不飽
和カルボン酸を１〜30重量％、好ましくは１〜20重量％
の範囲で用い、それに伴い（ａ）アクリルアミドまたは
／およびメタクリルアミドの量を60〜98重量％とした共
重合物（III）は、紙用塗工組成物の流動性改良など
に、より好ましい結果を与える。

本発明に用いられる共重合物（III）は、以上説明し
た（ａ）アクリルアミドまたは／およびメタクリルアミ
ドと、（ｂ）アクリロニトリル、また所望ならば（ｃ）
ビニル系不飽和カルボン酸からなるものであるが、その
他、共重合物が水溶液の形で得られ、かつ本発明の効果
を阻害しない範囲で、少量の、具体的には１重量％以下
の共重合可能な他のモノマーを、これらと共重合させる
ことができる。

本発明における共重合物（III）は、通常、水中にて
上記モノマーを共重合することにより、水溶液として得
られるが、その25℃における粘度は、30重量％の濃度の
ときに、好ましくは50〜20,000cps、より好ましくは100
〜10,000cpsの範囲である。粘度が50cps未満では、高い
ドライピック強度およびウェットピック強度が得られに
くくなり、また粘度が20,000cpsを超えると、塗工組成
物の流動特性の悪化などの問題があるので、あまり好ま
しくない。

共重合物（III）の製造について特に制限はなく、任
意の方法によって製造されたものであることができる
が、通常は例えば、以下のような方法により調製され
る。すなわち、重合反応は水を媒体として行なわれ、モ
ノマー（ａ）成分と（ｂ）成分、所望ならばさらに
（ｃ）成分を、合計のモノマー濃度として10〜50重量
％、好ましくは25〜45重量％の範囲で重合反応を行な
う。モノマーの仕込は、一括添加、分割添加、連続滴下
のずれの方法でもよい。

重合開始剤としては、必ずしも制限されるものではな
いが、通常は例えば、過酸化水素、tert−ブチルハイド
ロパーオキサイド、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウ
ムなどの過酸化物が好適であり、場合によっては、これ
らのいずれかと、アミンまたは亜硫酸塩とのレドックス
系としてもよい。重合開始剤の使用量は、通常、モノマ
ーの合計量に対して過酸化物を0.1〜６重量％程度とす
るのが好ましい。重合に際し、必要ならば連鎖移動剤を
使用してもよい。連鎖移動剤としては、イソプロピルア
ルコール、アリルアルコール、各種メルカプタン類など
を挙げることができる。重合は、室温乃至100℃、好ま
しくは50〜90℃で、0.5〜15時間、好ましくは２〜８時
間かけて行なわれる。

本発明における（Ｉ）顔料としては、カオリン、タル
ク、炭酸カルシウム、サチンホワイト、水酸化アルミニ
ウム、酸化チタンなどの白色無機顔料および、ポリスチ
レン系樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−
ホルムアルデヒド樹脂などの白色有機合成顔料を挙げる
ことができ、それぞれ単独で、または２種以上混合して
使用することができる。

また、（II）水性バインダーとしては、酸化でんぷ
ん、リン酸エステル化でんぷん、ポリビニルアルコー
ル、カゼイン、カルボキシメチルセルロースなどの水溶
性バインダーおよび、スチレン−ブタジエン系樹脂、酢
酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、メチルメ
タクリレート−ブタジエン系樹脂、アクリル酸エステル
樹脂などの水乳化系バインダーを挙げることができ、そ
れぞれ単独で、または２種以上混合して使用することが
できる。

本発明の用紙塗工組成物の配合割合は、（Ｉ）顔料10
0重量部に対して、（II）水性バインダーが５〜50重量
部の範囲、（III）共重合物が0.01〜５重量部、好まし
くは0.05〜５重量部の範囲である。本発明に用いられる
（III）共重合物は、紙用塗工組成物を調製する際に、
顔料スラリー、水性バインダーなどに添加混合される
が、予め顔料スラリーまたは水性バインダーに、あるい
は後述する各種助剤に添加混合しておいて用いても、本
発明の効果を得ることができる。

本発明の紙用塗工組成物には、その他の成分として、
顔料分散剤、防腐剤、消泡剤、粘度流動性調整剤、保水
剤、潤滑剤、染料・有色顔料などの着色剤、耐水化剤、
インキ受理性向上剤などの各種助剤を配合することがで
きる。

本発明の紙用塗工組成物は、従来から公知の方法、例
えば、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロー
ルコーター、メタリングロッドコーター、サイズプレス
コーター、キャストコーターなどを用いる方法により、
紙基体上に塗布することができる。その後、通常の方法
で乾燥を施し、必要に応じてスーパーカレンダー処理を
施すことにより、塗工紙を得ることができる。

なお、本明細書における「紙」とは広義の意味であ
り、狭義の意味での「紙」および「板紙」を包含する。

〈発明の効果〉 本発明の紙用塗工組成物を塗工して得られる塗工紙
は、ドライピック強度、ウェットピック強度およびイン
キ受理性に優れるなど、有効な特性を有するものとな
る。また、この紙用塗工組成物は、粘度上昇によるハン
ドリング上の問題を引き起こさない。

〈実施例〉 以下、参考例および実施例により本発明をさらに詳し
く説明するが、本発明はこれらによって限定されるもの
ではない。例中にある％および部は、特にことわらない
かぎり重量％および重量部を意味する。

参考例１ 温度計、撹拌機、還流冷却器および滴下漏斗を備えた
１の四つ口フラスコに、水352gと過硫酸アンモニウム
35gを仕込み、撹拌しながら60℃まで昇温させる。60℃
になったら、50％アクリルアミド水溶液486gとアクリロ
ニトリル27gの混合液を滴下漏斗より５時間かけて滴下
し、さらに同温度で３時間保温した後、冷却する。そし
て、苛性ソーダ水溶液にてpHを調整し、樹脂分30％、pH
7.3、粘度1,000cps/25℃の共重合物の水溶液を得た。こ
れをサンプルＡとする。

参考例２〜９および比較参考例１〜４ 表−１に示すモノマー組成で、参考例１の操作に準じ
て共重合物の合成を行なった。得られた共重合物の水溶
液をそれぞれサンプルＢ〜Ｍとする。ただし、比較参考
例４では、50％アクリルアミド水溶液とスチレンを別々
に滴下して反応させた。

以上の参考例および比較参考例で得られた共重合物の
水溶液の粘度を、まとめて表−１に示す。

実施例１〜９ 参考例１〜９で得た共重合物の水溶液（サンプルＡ〜
Ｉ）を用いて、表−２に示す配合からなる紙用塗工組成
物を通常の方法で調製した。

得られた組成物は、水および10％苛性ソーダ水溶液を
用いて総固形分を60％、pHを約9.0に調整した後、ワイ
ヤーロッドを用いて米坪量55g/m²の上質紙に塗工量が約
15g/m²となるように片面塗工した。塗工後直ちに120℃
で30秒間熱風乾燥し、次いで20℃、相対湿度65％で24時
間調湿した後、60℃、60kg/cmの条件でスーパーカレン
ダーに２回通紙して塗工紙を得た。

こうして得た塗工紙は、20℃、相対湿度65％で24時間
調湿した後、ドライピック強度、ウェットピック強度、
インキ受理性、白色度および不透明度の各試験に供し
た。塗工紙の性質および塗工組成物の物性の各測定試験
法は以下のとおりであり、試験結果は表−３に示す。

ドライピック強度 タックグレードインキ（TV＝15）を用いて、RI試験機
にて数回重ね刷りを行ない、塗工層の欠落状態を観察し
て、以下の基準でドライピック強度を判定した。

（優）５〜１（劣） ウェットピック強度 タックグレードインキ（TV＝15）を用いて、RI試験機
にて給水ロールで塗工面を湿潤させた後に印刷し、塗工
層の欠落状態を観察して、以下の基準でウェットピック
強度を判定した。

（優）５〜１（劣） インキ受理性 Ａ法:RI試験機を用いて、給水ロールで塗工面を湿潤
させた後に印刷し、インキの受理性を観察して、以下の
基準で判定した。

（優）５〜１（劣） Ｂ法:RI試験機を用いて、インキに水を練り混みなが
ら印刷し、インキの受理性を観察して、以下の基準で判
定した。

（優）５〜１（劣） 白色度 JIS P 8123「紙及びパルプのハンター白色度試験方
法」に準拠して測定した。

不透明度 JIS P 8138「紙の不透明度試験方法」のＡ法に準拠し
て測定した。

pH JIS Z 8802の７に準拠して測定した。

粘度 JIS K 6833の6.3に準拠して測定した。

比較例１、３および４ 比較参考例１、３または４で得た共重合物の水溶液
（サンプルＪ、ＬまたはＭ）を用いる他は、実施例１〜
９と同様に紙用塗工組成物を調製し、塗工紙を得、各測
定試験を行なった。試験結果は表−３に示す。

比較例５ 共重合物を用いないで、実施例１〜９と同様に紙用塗
工組成物を調製し、塗工紙を得、各測定試験を行なっ
た。試験結果は表−３に示す。

比較例６ 水性バインダーSN−307を12部配合し、共重合物を用
いない他は、実施例１〜９と同様に紙用塗工組成物を調
製し、塗工紙を得、各測定試験を行なった。試験結果は
表−３に示す。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−184192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−161195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−43194（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ｉ）顔料100重量部に対して、 （II）下記成分（III）とは異なる水性バインダー５〜5
   0重量部、ならびに （III）実質的に、 （ａ）アクリルアミドまたは／およびメタクリルアミド
   60〜99重量％、および （ｂ）アクリロニトリル１〜40重量％ からなる共重合物0.01〜５重量部 を含有することを特徴とする紙用塗工組成物。
2. 【請求項２】（Ｉ）顔料100重量部に対して、 （II）下記成分（III）とは異なる水性バインダー５〜5
   0重量部、ならびに （III）実質的に、 （ａ）アクリルアミドまたは／およびメタクリルアミド
   60〜98重量％、 （ｂ）アクリロニトリル１〜40重量％、および （ｃ）ビニル系不飽和カルボン酸１〜30重量％ からなる共重合物0.01〜５重量部 を含有することを特徴とする紙用塗工組成物。