JPH04272297A - 紙の表面加工剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印刷用紙などの紙に、
光沢、印刷適性を与える表面加工剤に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】一般に光沢紙は、水溶性又は水分散性の
高分子の重合ラテックスなどをバインダーとし、これに
顔料を分散した塗被層を設け、カレンダー処理する方法
が採られている。

【０００３】また他の方法として、紙に樹脂コーティン
グを施す方法が知られている。これは樹脂の溶剤溶液や
、水溶性又は水分散性樹脂をコーティングし、紙の表面
にフィルム状の樹脂被膜を形成するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながらバイン
ダーに顔料を分散して塗被し、カレンダー処理する方法
では、光沢が必ずしも充分ではなく、光沢をより高くす
るためには特別な設備を必要としていた。

【０００５】また樹脂コーティングを施す方法では、高
光沢は得られるが、インキの吸収が悪く、また乾燥が遅
く、印刷用紙としては不適切である。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、前述の樹脂コーティングによる光沢紙でありな
がら、印刷用紙としての良好な印刷適性を備えたものを
得るための表面加工剤を提供することを目的とするもの
である。

【０００７】

【問題点を解決する手段】而して本発明は、スチレン及
び／又はメタクリル酸メチル７０〜９９重量％と、水溶
性単量体１〜１０重量％と、その他の共重合性油溶性単
量体０〜２９重量％とを、アニオン性乳化剤の存在下に
乳化重合せしめた共重合体であって、ガラス転移点が８
０℃以上である共重合体の、エマルジョンを主成分とす
ることを特徴とするものである。

【０００８】本発明においては、前記アニオン性乳化剤
として、アニオン性反応性乳化剤及び／又はアニオン性
高分子乳化剤が適当である。

【０００９】また本発明における共重合エマルジョンは
、無機顔料を添加することなく表面加工剤として使用す
るのが好ましい。

【００１０】本発明における共重合体を構成する単量体
は、その主成分としてスチレン及び／又はメタクリル酸
メチルが使用される。本発明においてはスチレンとメタ
クリル酸メチルとは互いに同等であって、そのいずれで
もよくまた併用することもできるが、加熱ロール処理時
のロール汚れや、オフセット印刷時のインキセット性を
調整するために、スチレンとメタクリル酸メチルとを重
量比で７：３〜３：７とするのが好ましい。

【００１１】共重合体中のスチレン及び／又はメタクリ
ル酸メチルの比率は７０〜９９重量％で、より好ましく
は８５〜９９重量％である。この範囲より少ないと共重
合体のガラス転移温度が低くなり、またガラス転移温度
を高くすることができても、そのときは塗工後のカレン
ダー処理時にブロッキングを起したり、エマルジョン粒
子が過度に融着して被膜化し、印刷適性を損う。

【００１２】次に、本発明における共重合体の成分とし
ての水溶性単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸
、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸な
どのモノ又はジカルボン酸や、メタクリル酸ヒドロキシ
エチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸
ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピルなど
のヒドロキシ化合物、メタクリルアミドやアクリルアミ
ド、スチレンスルホン酸塩などを使用することができ、
それらを単独で又は二種以上を併用して用いることがで
きる。

【００１３】水溶性単量体の使用量は、１〜１０重量％
とすべきである。共重合体エマルジョンの安定化のため
には１重量％以上必要であるが、１０重量％を超えると
エマルジョン粒子の表面が水溶性となったり、エマルジ
ョン粒子の周囲の水溶性が高くなり、乾燥時に粒子同士
の融着の度合が強くなりすぎ、印刷時のインキセット性
が悪くなる。

【００１４】本発明における共重合体を構成する成分と
して、前記スチレン及び／又はメタクリル酸メチルと、
水溶性単量体の他に、必要に応じて２９重量％以下の共
重合性油溶性単量体を加えることができる。共重合性油
溶性単量体の種類は特に限定されるものではないが、ホ
モポリマーのガラス転移温度が４０℃以上の単量体が好
ましく、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピ
ル、メタクリル酸イソブチル、αメチルスチレン、ビニ
ルトルエンや、メタクリル酸グリシジル、ジビニルベン
ゼンなどの架橋性単量体などが適当である。

【００１５】本願発明における共重合体は、これらの単
量体成分をアニオン性乳化剤の存在下に乳化重合せしめ
たものである。ここで使用されるアニオン性乳化剤とし
ては、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルベンゼ
ンスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、ジアルキルスル
ホコハク酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アル
キルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエ
チレンアルキルフェノールエーテル硫酸エステル塩など
が挙げられる。

【００１６】またアニオン性反応性乳化剤としては、常
法に従ってアクリル酸にエチレンオキシドを平均８モル
付加し、無水燐酸を反応させた燐酸エステル基を含む反
応性乳化剤や、アリルノニルフェノールポリエチレンオ
キシド（１０モル）付加体硫酸エステルアンモニウム塩
、アクリル酸又はメタクリル酸誘導体、アリル基含有の
反応性乳化剤などが用いられる。

【００１７】また高分子乳化剤としては、アクリル酸、
メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸な
どのエチレン性不飽和カルボン酸単量体若しくは、スチ
レンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸アリルアルキルスルホコハク酸などのス
ルホン酸含有単量体のホモポリマー塩を使用することが
できる。また前記エチレン性不飽和カルボン酸単量体若
しくはその塩又は前記スルホン酸含有単量体若しくはそ
の塩と、スチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン
などの芳香族不飽和単量体又は（メタ）アクリル酸エチ
ル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２
−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ドデシルなどの
アクリル酸若しくはメタクリル酸のアルキルエステルと
の共重合体を使用することもできる。これらの高分子乳
化剤の平均分子量は、２，０００〜１００，０００程度
のものが適当である。

【００１８】共重合体は、ガラス転移温度が８０℃以上
であることが必要である。これが８０℃未満では、塗工
後の加熱カレンダー処理時にブロッキングやロール汚れ
を起したり、加熱加圧によりエマルジョン粒子が熔融接
着して被膜化し、印刷インキの吸収性、乾燥性が低下す
る。

【００１９】本発明の表面加工剤は、水と、前記乳化剤
と、原料単量体とを混合し、そこに過硫酸塩、パーオキ
シ化合物、アゾビス化合物などの重合開始剤を添加し、
加熱して重合する方法や、過硫酸塩や過酸化物と、鉄塩
、アスコルビン酸、亜硫酸塩などとを用いるレドックス
触媒により重合反応を行うなどの常法により製造するこ
とができる。

【００２０】

【作用】本発明の表面加工剤は、上質紙や中質紙などの
非塗工紙又は塗工紙、特にコート紙や目止めの目的でポ
リビニルアルコール、ポリアクリルアミドなどの水溶性
樹脂やその他の水性樹脂を少量アンダーコートした塗工
紙に対し、各種の塗工方法により塗工することができる
。

【００２１】また塗工に際しては、必要に応じて光沢を
損わない範囲で少量の離型剤、カゼインやデンプンなど
の水溶性樹脂、着色剤などを配合することができる。

【００２２】そして塗工した後は、コート紙の製造に用
いられる程度の通常の条件で乾燥した後、８０℃以下の
温度でスーパーカレンダーやグロスカレンダー処理を施
すことにより、高光沢でロール汚れやブロッキングがな
く、印刷適性の優れた光沢紙を得ることができる。

【００２３】本発明の表面加工剤においては、ガラス転
移温度が８０℃以上と高いため、塗工乾燥後のカレンダ
ー処理によりエマルジョン粒子が一部融着して皮膜を形
成すると共に、従来の光沢紙の表面加工剤のように粒子
が完全に融着してフィルム状に皮膜化することがなく、
多孔質の皮膜を形成する。

【００２４】従って塗工紙の表面においては、微細な硬
質粒子が平滑な被覆面を形成して高光沢が得られると共
に、ブロッキングを起しにくく、またその被覆面の表面
が多孔質であるため印刷時のインキの吸収性が良好であ
り、従来の光沢紙では見られなかった優れた印刷適性が
得られる。

【００２５】

【実施例】以下本発明を実施例に基いて詳細に説明する
。なお以下の説明において「部」及び「％」は、「重量
部」及び「重量％」を意味する。

【００２６】実施例１ 撹拌機、滴下槽及び温度計を具備した反応容器に、水３
００ｇ　と、乳化剤としてポリオキシエチレン（ｎ＝１
０）ノニルフェノールエーテル硫酸エステルアンモニウ
ム９部及びノニルジフェニルエーテルジスルホン酸ジナ
トリウム４部とを仕込み、これを混合した。

【００２７】次いでそこに、スチレン１００部、αメチ
ルスチレン１０部、メタクリル酸メチル７６部及びメタ
クリル酸１０部を混合したモノマー混合物のうち、６０
部を添加し、窒素置換しながら６０℃にまで昇温した。 同温度でレドックス触媒として２０％過硫酸アンモニウ
ム水溶液７．２部と２０％無水重亜硫酸ナトリウム水溶
液４．８部とを加え、１時間重合した。

【００２８】さらに２０％過硫酸アンモニウム水溶液１
０部を加えたのち、前記モノマー混合物の残り１４０部
を１時間かけて滴下し、９０℃に昇温して４時間保持し
、反応を終了した。

【００２９】アンモニア水を加えて中和してｐＨ７．５
にし、ガラス転移温度１０５℃、固形分濃度３９％の共
重合体エマルジョンを得た。

【００３０】実施例２ 乳化剤を反応性乳化剤アリルノニルフェノールポリエチ
レンオキシド（ＥＯ１０モル付加）付加体硫酸エステル
アンモニウム塩１３部とした以外、実施例１と同様に操
作して、ガラス転移温度１０５℃、固形分濃度３９％の
共重合体エマルジョンを得た。

【００３１】実施例３ 反応容器に水４００部と、ドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム２０部、メタクリル酸３７．５部、メタクリ
ル酸メチル１８部、アクリル酸ｎ−ブチル２８．５部、
スチレン１４部及びｎ−ドデシルメルカプタン１部とを
混合し、２０％過硫酸アンモニウム水溶液１部を添加し
、８５℃で５時間保持した後５０℃に冷却し、２０％苛
性ソーダ水溶液６９．８部を徐々に添加して中和した。 次いでこれに水を加えて固形分濃度を２０％に調整し、
分子量２１０００の高分子乳化剤を得た。

【００３２】前記実施例１における水の量を２４８部と
し、乳化剤として前記高分子乳化剤６５部を使用した以
外、実施例１と同様に操作して、ガラス転移温度１０５
℃、固形分濃度３９％の共重合体エマルジョンを得た。

【００３３】実施例４ 反応容器に水３１０部と、反応性乳化剤アリルノニルフ
ェノールポリエチレンオキシド（ＥＯ１０モル付加）付
加体硫酸エステルアンモニウム塩６部並びに、スチレン
３６部、メタクリル酸メチル３０部、メタクリル酸エチ
ル１０．４部、ジビニルベンゼン２部、メタクリル酸１
．６部を仕込んだ。窒素置換しながら７０℃まで昇温し
、１６％過硫酸カリウム水溶液５部を加え、８５℃で４
時間保持して重合を終了した。

【００３４】アンモニア水を加えてｐＨ７．５に中和し
、ガラス転移温度９８℃、固形分濃度２１％の共重合体
エマルジョンを得た。

【００３５】実施例５ 単量体の成分を、スチレン１７６部、αメチルスチレン
１４部及びメタクリル酸１０部とする以外、実施例２と
同様に操作して、ガラス転移温度１０３℃、固形分濃度
３９％の共重合エマルジョンを得た。

【００３６】実施例６ 単量体の成分を、メタクリル酸メチル６６部、メタクリ
ル酸エチル１２部、アクリル酸２部とする以外、実施例
４と同様に操作して、ガラス転移温度９８℃、固形分濃
度２１％の共重合体エマルジョンを得た。

【００３７】比較例１ 単量体の成分を、スチレン４５部、メタクリル酸メチル
１９部、メタクリル酸ｎ−ブチル３４部及びアクリル酸
２部とする以外、実施例３と同様に操作して、ガラス転
移温度６９℃、固形分濃度３９％の共重合体エマルジョ
ンを得た。

【００３８】比較例２ 単量体の成分を、スチレン４０部、メタクリル酸メチル
１６部、メタクリル酸イソブチル４０部及びメタクリル
酸４部とする以外、実施例１と同様に操作して、ガラス
転移点８８℃、固形分濃度３９％の共重合体エマルジョ
ンを得た。

【００３９】比較例３ 反応容器に水３０２部と、反応性乳化剤アリルノニルフ
ェノールポリエチレンオキシド（ＥＯ１０モル付加）付
加体硫酸エステルアンモニウム塩６部並びに、単量体成
分としてスチレン４０部、メタクリル酸メチル２４、メ
タクリル酸エチル４部、メタクリル酸６．４部及び４０
％アクリルアミド１４部を仕込み、窒素置換しながら７
０℃まで昇温し、１６％過硫酸カリウム水溶液５部を加
えて８５℃で４時間保持して重合を終了した。

【００４０】アンモニア水を加えてｐＨ７．５に中和し
、共重合体のガラス転移温度１０５℃、固形分濃度２０
％の共重合エマルジョンを得た。

【００４１】各実施例及び比較例の共重合体エマルジョ
ンの組成を表１に示す。

【００４２】

【表１】 基紙の調製 上質塗工原紙（坪量１００　ｇ／ｍ２　）に、カオリン
８０部、軽質炭酸カルシウム２０部、スチレンブタジエ
ンゴムラテックス１３部（固形分）及び、リン酸エステ
ル変性デンプン７部（固形分）からなる、固形分５０％
に調整した塗工液を、乾燥固形分が片面１５　ｇ／ｍ２
　となるように塗工し、乾燥して下塗り塗工基紙を調製
した。

【００４３】塗工 前記各実施例及び比較例の共重合体エマルジョンに、ワ
ックスエマルジョン系離型剤を固形分比で５％配合し、
それを水で稀釈して、固形分濃度２０％の塗工液とした
。

【００４４】得られた各塗工液を、前記下塗り塗工基紙
に、ロッドコーターにて、固形分が１．０　ｇ／ｍ２　
となるように塗工し、乾燥した後、線圧１３０ｋｇ／ｃ
ｍ　、ロール温度６０℃にてスーパーカレンダー処理を
２回行った。 実施例２については、スーパーカレンダー処理を行わな
いものについても、試験に供した。

【００４５】試験項目 白紙光沢：ＪＩＳ　　Ｐ−８１４２（７５°反射法）に
準拠した。

【００４６】印刷光沢：ＲＩ印刷試験機によりオフセッ
トインキを印刷し、１日後にＪＩＳＰ−８１４２（７５
°反射法）に準拠した。

【００４７】インキセット性：ＲＩ印刷試験機にてオフ
セットインキを印刷した後、直ちに印刷面にコート原紙
を重ねてゴムロールに圧着し、インキのコート原紙への
転移の程度を判定した。

【００４８】判定　　○：セット性良好なもの△：やゝ
セットが遅いもの ×：セットが遅いもの 試験結果 試験の結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】

【発明の効果】表２の結果からも、本発明の共重合体エ
マルジョンよりなる表面加工剤を使用することにより、
白紙光沢及び印刷光沢が高く、しかもインキセット性が
優れていることが理解できる。特に市販のコート紙に比
べ、印刷光沢は同程度の値を示しているが、白紙光沢に
おいては極めて高い値を示しており、本願発明の光沢の
高さが理解できる。

【００５１】またカレンダー処理を行った加工紙はもち
ろんであるが、カレンダー処理を行わないものにおいて
も、市販のカレンダー処理を行ったコート紙と同程度の
白紙光沢を有している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スチレン及び／又はメタクリル酸メチ
   ル７０〜９９重量％と、水溶性単量体１〜１０重量％と
   、その他の共重合性油溶性単量体０〜２９重量％とを、
   アニオン性乳化剤の存在下に乳化重合せしめた共重合体
   であって、ガラス転移点が８０℃以上である共重合体の
   、エマルジョンを主成分とすることを特徴とする、紙の
   表面加工剤
2. 【請求項２】　　アニオン性乳化剤が、アニオン性反応
   性乳化剤及び／又はアニオン性高分子乳化剤であること
   を特徴とする、請求項１の紙の表面加工剤