JPH04308297A - 紙艶出し加工用塗料組成物 - 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、印刷紙に美観と光沢を
付与し、且つ印刷面を保護することを目的とする紙艶出
し加工用の水性塗料組成物であって、特に、造膜性にお
いて優れ、高固形分含有量の塗料とすることを可能とす
るものであり、しかもプレス加工において要求される特
性の全てを満足させる水性塗料組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙の艶出し加工は、平刷印刷を施
した面に塗料を塗布して乾燥する引き加工タイプと、塗
料を塗布した後に鏡面板によってホットプレスして表面
の平滑性を向上させるプレス加工タイプがあるが、市場
の需要の高級化に伴い、プレス加工タイプが主流となっ
てきている。プレス加工タイプの塗料には、大別して有
機溶剤系のものと水性のものがあるが、環境汚染の問題
、又は消防上の安全性の強化等の理由により、水性塗料
への移行が要望されている。

【０００３】水性の紙艶出しプレス加工用塗料に要求さ
れる性能としては、 １）プレス前においても艶感のある塗面となること。 （以下、造膜性という） ２）エンドレスプレス板から良好に離脱し得ること。 （以下、離型性という） ３）溶媒中の水の量を低減させることによる乾燥性向上
の為、含有されるビニル系共重合体が高い濃度であって
も、容易に取扱える程度に低い粘度であること。（以下
、作業性という） ４）耐ブロッキング性がよいこと。 ５）プレス加工後に良好な光沢を呈すること。 等が挙げられる。

【０００４】上記性能を満たす為に、これまでに種々の
研究開発が行われている。例えば、特開昭５３−５２７
１１号公報では、含有させるビニル系共重合体の二次転
移温度を２０〜６０℃と、低く選定することにより造膜
性の向上を試みているが、この二次転移温度では離型性
、耐ブロッキング性等が不足するという欠点を有する。 また、特開昭５５−５１８９７号公報、同５７−３５０
９６号公報、同５８−８０３５８号公報等においては、
硝化綿をカルボキシル基含有ビニル系単量体中に溶解さ
せ、水相中で乳化重合させ、カルボキシル基の一部をア
ミンによって中和することにより得られる水分散性重合
体を塗料として使用することによって、造膜性、耐ブロ
ッキング性、離型性の並立的改良が試みられている。し
かしながら、硝化綿は、一般的に、高い光沢を得るため
の必須の成分であるスチレンが共重合されているポリマ
ーとの相溶性が不充分であるという欠点を有している。

【０００５】従って、上記発明においては、多量のスチ
レンと他のビニル系単量体とを共重合させることは困難
であり、結果として高光沢を有する塗料を得ることが出
来ない状況にある。

【０００６】特開昭６０−３７１３５号公報及び同６３
−２２１１０５号公報には、水溶性が大であり、二次転
移温度が１００℃程度であるビニル系重合体を含む水相
中において、得られる重合体の二次転移温度が３０℃程
度となるようなビニル系単量体を乳化重合させることに
より、耐ブロッキング性、造膜性、及び光沢度の３特性
を並立させ得る塗料が開示されている。しかしながら、
これらは引き加工においては上記特性を満足することが
出来るが、プレス加工の場合には、二次転移温度の低い
重合体が含まれているために離型性が不足するという欠
点を有する。

【０００７】特開昭５９−１００７９４号公報には、造
膜性、光沢度、耐ブロッキング性等を並立させ得る塗料
として、重合性不飽和結合を有するセルロース誘導体、
スチレン、メチルメタクリレート等のビニル系単量体を
共重合させて得られる重合体を、アルカリと反応させて
水相中に分散させた水性塗料が開示されている。しかし
ながら、上記塗料では重合体の粘度が非常に大きくなり
、作業性が不足するという欠点を有する。

【０００８】特開昭５５−６９６６０号公報には、ビニ
ル系単量体からなる共重合体を揮発性塩基により中和さ
せて水相中に分散させ、これに炭素数１８〜２２の飽和
又は不飽和の高級脂肪酸アルカリ金属塩をブレンドする
ことによって、光沢度、耐ブロッキング性及び離型性を
並立させることを目的とする塗料が開示されている。し
かしながら、高級脂肪酸アルカリ金属塩をブレンドする
と、ビニル系共重合体の粘度が増大し、作業性が不足す
るという欠点を有している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）スチレ
ン５〜５０重量％、（Ｂ）メチルメタクリレート３０〜
８０重量％、（Ｃ）α，β不飽和モノカルボン酸及びα
，β不飽和ジカルボン酸から選ばれる少なくとも一種の
α，β不飽和カルボン酸２〜１５重量％及び（Ｄ）その
他ラジカル重合可能なビニル系モノマー３〜５０重量％
からなり、二次転移温度が７５〜１００℃、且つ重量平
均分子量が１０，０００〜５００，０００であるビニル
系重合体〔Ｉ〕並びに親水性有機溶剤〔ＩＩ〕とからな
る混合物に、沸点１００〜２００℃の揮発性塩基（ａ）
及びその他の揮発性塩基（ｂ）よりなり、且つ（ａ）と
（ｂ）の配合割合（ａ／ｂ）がモル比で１００／０〜７
０／３０である揮発性塩基混合物〔ＩＩＩ〕を添加して
、ビニル系重合体〔Ｉ〕中のカルボキシル基の３０〜６
０モル％を中和した後に水を添加してなる紙艶出し加工
用塗料組成物にある。

【００１０】本発明において、ビニル系重合体〔Ｉ〕の
重量平均分子量は１０，０００〜５００，０００である
ことが必要である。１０，０００未満では造膜性、離型
性及び耐ブロッキング性が不足し、逆に５００，０００
を超過すると鏡面板プレスによる表面の平滑化が充分に
行なわれず、光沢が不足することから好ましくない。

【００１１】また、ビニル系重合体〔Ｉ〕の二次転移温
度は７５〜１００℃であることが必要である。７５℃未
満では離型性及び耐ブロッキング性が不足し、逆に１０
０℃を越えると鏡面板プレスによる表面の平滑化が不足
することから好ましくない。

【００１２】ビニル系重合体〔Ｉ〕を構成するビニル系
単量体の中で、（Ａ）成分であるスチレンは光沢を塗膜
に与えるために必須の成分であり、５重量％未満では光
沢が低下し、逆に５０重量％を超えると離型性と耐摩擦
性が不足する為好ましくない。

【００１３】（Ｂ）成分のメチルメタクリレートは離型
性と耐摩擦性を塗膜に与えるために必須の成分であり、
３０重量％未満であれば、これら両特性が不足し、また
、８０重量％を超えるとビニル系重合体〔Ｉ〕の粘度が
過大となるために作業性が不足し、好ましくない。

【００１４】（Ｃ）成分の不飽和カルボン酸の具体例と
しては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の一
塩基酸、又は、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、
その他の二塩基酸若しくはその部分エステル等が挙げら
れる。ビニル系重合体〔Ｉ〕を構成するビニル系単量体
中の添加量は２〜１５重量％であり、２重量％未満であ
ると、水による希釈性又は得られる塗料組成物の経時的
安定性が不足し、逆に１５重量％を超えると、水相中に
ビニル系重合体〔Ｉ〕を分散した後に系の粘度が過大と
なるために作業性が不足するので好ましくない。

【００１５】（Ｄ）成分である、上記（Ａ）〜（Ｃ）成
分との共重合が可能である他のビニル系単量体は、ビニ
ル系重合体〔Ｉ〕が二次転移温度７５〜１００℃を満足
するものであれば特に限定されるものではなく、少なく
とも一ケの重合可能なビニル基を有するものの中から目
的に応じて任意に選ぶことが出来る。具体例としては、
例えば、メチルアクリレート、エチル（メタ）アクリレ
ート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（
メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート
、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘ
キシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリ
レート、ステアリル（メタ）アクリレート等の炭素数１
〜１８のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキ
ルエステル、α−メチルスチレン、ベンジル（メタ）ア
クリレート等の芳香族ビニル化合物、その他、２−ヒド
ロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプ
ロピル（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（
メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、ブチレングリコール（メタ）アクリレート
等のグリコールジ（メタ）アクリレート、ジメチルアミ
ノエチル（メタ）アクリレート等のアルキルアミノ（メ
タ）アクリレート、及びジメチルアミノエチル（メタ）
アクリレートメチルクロライド塩、シクロヘキシル（メ
タ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、トリ
メチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリシ
ジル（メタ）アクリレート、酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニル、（メタ）アクリロニトリル等の公知の重合性ビ
ニル単量体が挙げられる。

【００１６】（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する単量体混合
物の重合方法としては、特に限定されるものではないが
、経済性又は得られる樹脂品質の点から溶液重合法が好
ましい。

【００１７】また、重合触媒としては、アゾビスイソブ
チロニトリル等のアゾ系開始剤、ベンゾイルパーオキサ
イド等の過酸化物系開始剤等従来公知の開始剤を目的に
応じて任意に使用することが出来る。

【００１８】更に、ビニル系重合体〔Ｉ〕の分子量調節
用として、必要に応じて、上記ビニル系単量体混合物中
に、ｎ−ドデシルメルカプタン等の連鎖移動剤を添加す
ることが出来る。

【００１９】本発明においては、ビニル系重合体〔Ｉ〕
は親水性有機溶剤〔ＩＩ〕と混合して使用されるが、親
水性有機溶剤〔ＩＩ〕の具体例としては、例えば、メチ
ルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコ
ール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール
、ｉ−ブチルアルコール等のアルコール類、セルソロブ
アセテート、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ｎ
−ブチルセロソルブ、ｉ−ブチルセロソルブ等のセロソ
ルブ類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のビニルエステル類
、メチルエチルケトン等のケトン類等各種公知の親水性
有機溶剤が挙げられるが、乾燥性及び水との相溶性の点
からメチルアルコール、エチルアルコール、ｉ−プロピ
ルアルコール、ｎ−プロピルアルコールが好適である。

【００２０】本発明においては、上述したビニル系重合
体〔Ｉ〕と親水性有機溶剤〔ＩＩ〕とからなる混合物に
、沸点１００〜２００℃の揮発性塩基（ａ）及びその他
の揮発性塩基（ｂ）よりなり、且つ（ａ）と（ｂ）の配
合割合（ａ／ｂ）がモル比で１００／０〜７０／３０で
ある揮発性塩基混合物〔ＩＩＩ〕を添加して、ビニル系
重合体〔Ｉ〕中のカルボキシル基の３０〜６０モル％を
中和することが必要である。

【００２１】沸点１００℃未満の揮発性塩基を３０モル
％を越えて含む揮発性塩基混合物を用いると、造膜性が
不足し、好ましくない。また、沸点２００℃を越える揮
発性塩基を３０モル％を越えて含む揮発性塩基混合物を
用いると、揮発性塩基の蒸発性が不足するため、離型性
、耐ブロッキング性が不足し、好ましくない。

【００２２】沸点１００〜２００℃の揮発性塩基（ａ）
の具体例としては、例えば、トリプロピルアミン、ジブ
チルアミン、アミルアミン、１−アミノオクタン、エタ
ノールアミン、ジメチルアミノエタノール、エチルアミ
ノエタノール、ジエチルアミノエタノール、１−アミノ
−２−プロパノール、２−アミノ−１−プロパノール、
３−アミノ−１−プロパノール、１−ジメチルアミノ−
２−プロパノール、３−ジメチルアミノ−１−プロパノ
ール、２−アミノ−１−ブタノール、２−プロピルアミ
ノエタノール、エトキシプロピルアミン、アミノベンジ
ルアルコール、アミノフェノール、アミノチオフェノー
ル、３−ジエチルアミノ−１，２−プロパンジオール、
アミノアセトフェノン、モルホリン等が挙げられる。

【００２３】また、その他の揮発性塩基（ｂ）の具体例
としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、ジ
エチルアミン、プロピルアミン、ジエタノールアミン、
トリエタノールアミン等が挙げられる。

【００２４】本発明における揮発性塩基混合物の添加量
は、ビニル系重合体〔Ｉ〕中のカルボキシル基の３０〜
６５モル％の範囲内であって、特に好ましくは、４０〜
５５モル％の範囲内である。３０モル％未満の場合には
、造膜性が不足し、逆に６５モル％を超える場合には、
ビニル系重合体〔Ｉ〕の粘度が過大となって、作業性が
不足し、好ましくない。

【００２５】

【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。尚、実施例中の「部」及び「％」は、それぞれ「重
量部」及び「重量％」を示す。

【００２６】［実施例１］攪拌機、温度計、還流凝縮器
を備えて、加温と冷却がいずれも可能である重合装置中
に、ｉ−プロピルアルコール５５部、ブチルセロソルブ
５部、スチレン２８部、メチルメタクリレート４８部、
ｎ−ブチルメタクリレート１７部、アクリル酸７部、ア
ゾビスイソブチロニトリル０．２部を添加した後に、該
混合物を撹拌しながら８５℃に昇温し、反応温度８５℃
を維持するように２時間撹拌を継続させて、重合を実施
した。

【００２７】次いで、反応温度８５℃を保持しながら、
アゾビスイソブチロニトリルを０．１部づつ、３０分間
間隔にて５時間に渡って重合装置中に供給し、更に８５
℃にて２時間保持した後に重合反応を終了させた。その
後、エタノールアミン２．６７部を供給し、水９０部を
添加し、次いで得られた重合体を水相中に分散させて、
固形分の含有率が４０％、粘度が８００ＣＰＳであり、
得られた重合体中のカルボキシル基の中和度が４５モル
％の白濁溶液を得た。この白濁溶液を水により固形分の
含有率が３５％にまで希釈し、更に離型剤としてレシチ
ンを、固形分１００部に対して２部の比率として添加し
た。

【００２８】こうして調製された白濁溶液を、ロールコ
ーターを用いて平版印刷されたボール紙上に、乾燥後の
塗膜の厚さが３μｍ　になるように塗布し、８０℃にて
１５秒間、乾燥させた後、エンドレスプレス機によって
１１０℃、２００ｋｇ／ｃｍ２、２０ｍ／ｍｉｎ．の条
件下にプレスし、上記処理を実施して得られた平版印刷
ボール紙について造膜性、離型性、作業性、耐ブロッキ
ング性、光沢性について評価を実施した。得られた塗料
組成物物性及び平版印刷ボール紙についての評価結果を
表２に示した。

【００２９】尚、上記評価は以下の方法で実施した。

【００３０】＜造膜性＞目視により判定。透明な光沢感
のある塗膜を形成するものを◎、光沢感はないが、透明
な塗膜を形成するものを○、白ぼけた塗面又はひび割れ
た塗面を形成するものを×とした。

【００３１】＜離型性＞デリバリロールの温度８０℃に
おいて、紙が自重により離脱するものを◎、デリバリロ
ールの温度６０℃において、紙が自重により離脱するも
のを○、デリバリーロールの温度６０℃において自重に
より離脱しないものを×とした。

【００３２】＜作業性＞塗料組成物の固形分含量３５％
において、溶液粘度が２００ＣＰＳ以下のものを◎、２
００ｃｐｓ　を超え、４００ｃｐｓ　以下のものを○、
４００ｃｐｓ　を超え６００ＣＰＳ以下のものを△、６
００ｃｐｓ　超過のものを×とした。

【００３３】＜耐ブロッキング性＞プレス処理されたボ
ール紙を４ｃｍ角に切り出したものを２枚用意し、処理
面同士を対面させて重ねて、５０℃、相対湿度８０％の
環境下、３ｋｇの荷重を付加して２４時間放置した後、
全くブロッキングしなかったものを◎、全体の１／１０
以下の部分が、ブロッキングしていたものを○、全体の
１／１０を超え、１／４以下の部分がブロッキングして
いたものを△、全体の　１／４を超える部分がブロッキ
ングしていたものを×とした。

【００３４】＜光沢＞ボール紙処理面をスガ試験機（株
）製光沢計ＵＧＶ−４Ｄにより測定した６０°グロス値
で８５％を超えるものを◎、８０％を超え８５％以下の
ものを○、７５％を超え８０％以下のものを△、７５％
以下のものを×とした。

【００３５】［実施例２〜９、比較例１〜９］ビニル系
重合体〔Ｉ〕の単量体組成、揮発性塩基の種類及び重合
体中のカルボキシル基の中和度を表１又は表２に示す通
りに変更する以外は実施例１と同様にして各種の艶出し
処理された平版印刷ボール紙を作成し、実施例１と同様
の評価を実施した。得られた結果を表３又は表４に示し
た。尚、表１又は表２中の略記表示の内容は、次の通り
である。

【００３６】＜単量体＞ ＭＭＡ　　　　：メチルメタクリレートＳｔ　　　　　
　：スチレン ｎＢＭＡ　　：ｎ−ブチルメタクリレートＥＨＭＡ　　
：２−エチルヘキシルメタクリレートＥＡ　　　　　　
：エチルアクリレート２ＥＨＡ　　：２−エチルヘキシ
ルアクリレートＩＡ　　　　　　：イタコン酸 ＭＡＡ　　　　：メタクリル酸 ＡＡ　　　　　　：アクリル酸 ＜塩基＞ Ａ　　　　　　　　：エタノールアミン　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　（沸点１７０℃）Ｂ　　　
　　　　　：２−アミノ−１−プロパノール　　　　　
　　　（沸点１８７℃）Ｃ　　　　　　　　：１−ジメ
チルアミノ−２−プロパノール（沸点１２２℃）Ｄ　　
　　　　　　：２−アミノ−１−プロパノール　　　　
　　　　（沸点１７６℃）Ｅ　　　　　　　　：トリプ
ロピルアミン　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
沸点１５４℃）Ｆ　　　　　　　　：ジメチルアミノエ
タール　　　　　　　　　　　　　　（沸点１３３℃）
Ｇ　　　　　　　　：アチルアミノエタノール　　　　
　　　　　　　　　　（沸点１６９℃）Ｈ　　　　　　
　　：アンモニア水（２８％水溶液）　　　　　　　　
（沸点−３３℃）Ｉ　　　　　　　　：トリエチルアミ
ン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（沸点　
　８９℃）Ｊ　　　　　　　　：ジエタノールアミン　
　　　　　　　　　　　　　　　　　（沸点２７０℃）

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】

【表４】

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の塗料組成
物は特定の重合体を使用することにより、高固形分の水
性塗料として使用することが可能となり、且つプレス加
工タイプの紙艶出し用塗料として要求される諸性能を満
足することから、環境汚染問題のない安全性の高い塗料
を望んでいる当該業界にとって、極めてその効果は高い
ものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（Ａ）スチレン５〜５０重量％、（Ｂ
   ）メチルメタクリレート３０〜８０重量％、（Ｃ）α，
   β不飽和モノカルボン酸及びα，β不飽和ジカルボン酸
   から選ばれる少なくとも一種のα，β不飽和カルボン酸
   ２〜１５重量％及び（Ｄ）その他ラジカル重合可能なビ
   ニル系単量体３〜５０重量％からなり、二次転移温度が
   ７５〜１００℃、且つ重量平均分子量が１０，０００〜
   ５００，０００であるビニル系重合体〔Ｉ〕並びに親水
   性有機溶剤〔ＩＩ〕とからなる混合物に、沸点１００〜
   ２００℃の揮発性塩基（ａ）及びその他の揮発性塩基（
   ｂ）よりなり、且つ（ａ）と（ｂ）の配合割合（ａ／ｂ
   ）がモル比で１００／０〜７０／３０である揮発性塩基
   混合物〔ＩＩＩ〕を添加して、ビニル系重合体〔Ｉ〕中
   のカルボキシル基の３０〜６０モル％を中和した後に水
   を添加してなる紙艶出し加工用塗料組成物。