JP2010248658A - Coated paper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は塗工紙に関する。 The present invention relates to coated paper.
近年、印刷用紙においても輸送及び郵送コストの削減などのため軽量化に対する要求が非常に高くなってきている。しかし、単純に軽量化すなわち印刷用紙の坪量を下げると紙の厚さが低下し、冊子のボリューム感が損なわれるため好ましくない。求められている軽量化とは紙重量を低下させる一方で、塗工紙の高光沢性を維持しつつ、紙厚は低下させないことを意味している。一方、印刷物のビジュアル化やカラー化が進み、非塗工印刷用紙に比較し、紙表面に平滑な塗工層をインキ受理層とする印刷用塗工紙の需要も年々増加している。炭酸カルシウムやカオリンなどの無機顔料を主成分とする塗工層は、パルプを主原料とする塗工原紙に比較して比重が重く、塗工紙の軽量化のためには塗工量を出来るだけ少なくする必要がある。しかし、原紙を低密度化した場合、細孔が多くなるので、塗工時に、塗工液の原紙内部への浸透性が上がり、低塗工量で均一に原紙表面を被覆することが難しくなる。そこで、原紙の細孔量を減らすために塗工前に原紙をカレンダー処理すれば、塗工液の原紙内部への浸透性が下がるが、紙厚が低下するため低密度紙は得られない。このように、塗工紙の軽量化のために、軽量嵩高な原紙を用いても、比重の高い無機顔料を主成分とする塗工液を単に塗布しただけでは塗工液の浸透のため塗工量が多くなって、塗工紙の高光沢性を維持しつつ、軽量を実現することは難しい。 In recent years, there has been an increasing demand for weight reduction of printing paper in order to reduce transportation and mail costs. However, simply reducing the weight, that is, reducing the basis weight of the printing paper is not preferable because the thickness of the paper is reduced and the volume of the booklet is impaired. The reduction in weight required means that the paper thickness is reduced while the high glossiness of the coated paper is maintained while the paper thickness is not reduced. On the other hand, with the progress of visualization and colorization of printed materials, the demand for coated paper for printing with a smooth coating layer on the paper surface as an ink-receiving layer is increasing year by year as compared to uncoated printing paper. The coating layer mainly composed of inorganic pigments such as calcium carbonate and kaolin has a higher specific gravity than the base paper coated with pulp as the main material, and the coating amount can be reduced to reduce the weight of the coated paper. It needs to be reduced as little as possible. However, when the density of the base paper is reduced, the number of pores increases, so that the penetration of the coating liquid into the base paper increases during coating, making it difficult to uniformly coat the base paper surface with a low coating amount. . Therefore, if the base paper is calendered before coating in order to reduce the amount of pores in the base paper, the penetration of the coating liquid into the base paper is reduced, but the paper thickness is reduced, so low density paper cannot be obtained. In this way, to reduce the weight of the coated paper, even if a light and bulky base paper is used, simply applying a coating liquid mainly composed of a high specific gravity inorganic pigment will cause the coating liquid to penetrate. It is difficult to realize a light weight while maintaining a high glossiness of the coated paper because the amount of work increases.
また、原紙内部への塗工液の浸透を抑制する方法としては、原紙と、塗工液の溶媒である水との濡れ性を下げるために原紙にサイズ処理を施す方法が考えられる。例えば、特許文献1には、カチオン性を有するポリアクリルアミドと、疎水性置換基を有するモノマーを含有するアニオン性共重合体とを含む処理剤が記載されている。また、引用文献2には、カチオン性基及び/又はアニオン性基を有する重量平均分子量50万〜200万の分岐型共重合ポリアクリルアミドからなる加工原紙用塗工剤が記載されている。また、剥離紙用基材にシリコーン等の離型剤の浸透を抑制するため、膨潤性雲母類と結着剤を含有する水溶液を塗布する方法が開示されている(特許文献3参照)。一方、特定量の膨潤性雲母類を印刷用軽量嵩高原紙表面に塗布することで、親水性塗料の浸透を効果的に抑制できることが提案されている(特許文献4参照)。更に、顔料、水性バインダー、水溶性酢酸エステル、カチオン性樹脂を含有する塗工組成物を紙に塗布することで、優れた光学特性、印刷適性を有する塗工紙が得られることが開示されている(特許文献5参照)。 Further, as a method for suppressing the penetration of the coating liquid into the inside of the base paper, a method of sizing the base paper in order to reduce the wettability between the base paper and water that is a solvent of the coating liquid can be considered. For example, Patent Document 1 describes a treating agent containing cationic polyacrylamide and an anionic copolymer containing a monomer having a hydrophobic substituent. Reference 2 describes a coating agent for processed base paper comprising a branched copolymer polyacrylamide having a weight average molecular weight of 500,000 to 2,000,000 having a cationic group and / or an anionic group. In addition, a method of applying an aqueous solution containing a swellable mica and a binder in order to suppress the penetration of a release agent such as silicone into a release paper substrate is disclosed (see Patent Document 3). On the other hand, it has been proposed that a specific amount of swellable mica can be applied to the surface of a light bulky base paper for printing to effectively suppress the penetration of the hydrophilic paint (see Patent Document 4). Furthermore, it is disclosed that a coated paper having excellent optical properties and printability can be obtained by applying a coating composition containing a pigment, an aqueous binder, a water-soluble acetate, and a cationic resin to paper. (See Patent Document 5).
しかしながら、特許文献1のように、細孔量の多い低密度原紙にこのような処理を施してもその効果は小さいものであった。また、塗工用でんぷん、ポリビニルアルコール(PVA)などの水溶性高分子を主成分とする表面処理剤を紙表面に塗布し、紙表面に塗膜を形成させ、その後に塗工される塗工液の浸透を抑制する方法も考えられるが、紙表面に有効な浸透抑制塗膜を形成させることが難しかった。また、特許文献2は、剥離紙として用いられる加工原紙の剛度を向上させようとするものであるが、印刷用などに適した軽量で高光沢性な塗工紙を得るための塗工原紙という点では十分なものではなかった。また、特許文献3で用いる剥離紙用塗工液はトルエンとシリコーンが主体であるため疎水性であり、炭酸カルシウムやカオリンといった顔料および結着剤を水で高濃度分散した親水性である印刷用塗工液とは塗工液物性が著しく異なるため、一般的な塗工紙などの問題を解決するには至らない。また、特許文献4は、膨潤性雲母類が非常に高価であるため、汎用印刷用紙の製造には利用できないという欠点があった。また、特許文献5は、紙表面の浸透抑制にある程度の効果は確認されたものの有効な浸透抑制塗膜を形成させることが難しかった。従って、比較的安価な材料を用いることで、印刷用軽量原紙表面に塗工液の浸透を効果的に抑制し、塗工層の塗膜を効率良く形成させることは非常に困難であった。 However, as in Patent Document 1, even if such a treatment is performed on a low density base paper having a large amount of pores, the effect is small. Also, a coating agent is applied by applying a surface treatment agent mainly composed of a water-soluble polymer such as starch for coating and polyvinyl alcohol (PVA) to the paper surface to form a coating film on the paper surface. Although a method for suppressing the penetration of the liquid is also conceivable, it has been difficult to form an effective penetration inhibiting coating on the paper surface. Patent Document 2 is intended to improve the rigidity of a processing base paper used as a release paper, but is referred to as a coating base paper for obtaining a light and high gloss coated paper suitable for printing and the like. The point was not enough. The release paper coating solution used in Patent Document 3 is hydrophobic because it is mainly composed of toluene and silicone, and is hydrophilic for printing in which pigments and binders such as calcium carbonate and kaolin are dispersed in water at a high concentration. Since the physical properties of the coating liquid are remarkably different from those of the coating liquid, it does not solve the problem of general coated paper. Further, Patent Document 4 has a drawback that the swellable mica is very expensive and cannot be used for the production of general-purpose printing paper. Moreover, although patent document 5 confirmed the effect to some extent on the paper surface permeation suppression, it was difficult to form an effective permeation suppression coating film. Therefore, it has been very difficult to effectively form a coating film of the coating layer by effectively suppressing the penetration of the coating liquid on the surface of the lightweight base paper for printing by using a relatively inexpensive material.
本発明の課題は、軽量で光沢性に優れた塗工紙を提供することである。 The subject of this invention is providing the coated paper which was lightweight and excellent in glossiness.
本発明は、パルプを主原料とする紙の少なくとも片面に、カチオン性基含有共重合体を含有する表面処理剤を処理した後、該紙の前記表面処理剤による処理面に、顔料とバインダーとを含有する塗工液の塗工層を設けてなる塗工紙であって、
前記カチオン性基含有共重合体が、(A)一般式(I)で表されるビニル単量体及び一般式(II)で表されるビニル単量体から選ばれる少なくとも1種〔以下、(A)成分という〕と、(B)一般式(III)で表されるカチオン性基含有ビニル単量体及び一般式(IV)で表されるカチオン性基含有ビニル単量体から選ばれる少なくとも1種〔以下、(B)成分という〕とを重合することにより得られるカチオン性基含有共重合体であり、
前記バインダーが、ガラス転移温度が−40℃から60℃のスチレン/ブタジエン系ポリマー及びガラス転移温度(以下、Tgという)が−40℃から60℃の(メタ)アクリル酸エステル系ポリマーから選ばれる少なくとも1種のポリマーである、
塗工紙に関する。
In the present invention, after treating a surface treatment agent containing a cationic group-containing copolymer on at least one surface of a paper mainly composed of pulp, a pigment and a binder are treated on the treated surface of the paper with the surface treatment agent. Is a coated paper provided with a coating layer of a coating liquid containing
The cationic group-containing copolymer is at least one selected from (A) a vinyl monomer represented by the general formula (I) and a vinyl monomer represented by the general formula (II) [hereinafter, ( A) and at least one selected from (B) a cationic group-containing vinyl monomer represented by the general formula (III) and a cationic group-containing vinyl monomer represented by the general formula (IV) A cationic group-containing copolymer obtained by polymerizing a seed [hereinafter referred to as component (B)],
The binder is at least selected from a styrene / butadiene-based polymer having a glass transition temperature of -40 ° C to 60 ° C and a (meth) acrylic acid ester-based polymer having a glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) of -40 ° C to 60 ° C. A polymer,
Related to coated paper.
〔式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2及びR3は同一又は異なって、水素原子又は炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基又はアルケニル基を示す。〕 [Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 and R 3 are the same or different and represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms. ]
〔式中、R1は前記の意味を示し、mは0又は1の数を示し、A1及びA2は同一又は異なって、式−(CH2)n−(nは2〜6の整数を示す)で表される基及び−CO−基から選ばれる基を示し、Bは−O−及び−CH2−から選ばれる基を示す。〕 [Wherein R 1 represents the above-mentioned meaning, m represents a number of 0 or 1, A 1 and A 2 are the same or different, and the formula — (CH 2 ) n — (n is an integer of 2 to 6] And B represents a group selected from —O— and —CH 2 —. ]
〔R1は前記の意味を示し、R4及びR5は同一又は異なって、炭素数1〜4のアルキル基又はアルケニル基を示し、R6は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、Yは−O−、−NH−又は−O−CH2CH(OH)−基を示し、Zは炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示し、Xは酸の共役塩基、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルキルサルフェート基を示す。〕 [R 1 is as defined above, R 4 and R 5 are the same or different and each represents an alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Y represents —O—, —NH— or —O—CH 2 CH (OH) —, Z represents a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and X represents an acid. A conjugated base, a halogen atom or an alkyl sulfate group having 1 to 4 carbon atoms is shown. ]
〔式中、R7及びR8は同一又は異なって水素原子又はメチル基を示し、R9及びR10は同一又は異なって水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、Xは前記の意味を示す。〕 [Wherein, R 7 and R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group; R 9 and R 10 are the same or different and each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; Indicates meaning. ]
本発明の塗工紙により上記課題が解決される理由は明らかではないが、特定のカチオン性基含有共重合体が原紙表面に存在することにより、顔料と特定Tgを有するバインダーを主成分とする塗工液を塗工した際、塗工液の一部が凝集することにより無機顔料を主成分とした塗工液の紙内部への浸透を抑制しているためと推定される。 The reason why the above-mentioned problem is solved by the coated paper of the present invention is not clear, but the presence of a specific cationic group-containing copolymer on the surface of the base paper makes the main component a binder having a pigment and a specific Tg. It is presumed that when the coating liquid is applied, a part of the coating liquid aggregates to suppress the penetration of the coating liquid mainly composed of an inorganic pigment into the paper.
また、親水性の高い特定のカチオン性基含有共重合体が紙表面に存在することにより、顔料と特定Tgを有するバインダーを主成分とする塗工液が施された際、瞬時に塗工液中の水分を吸収することによって、塗工液が高粘度となり非流動化することにより無機顔料を主成分とした塗工液の紙内部への浸透を抑制しているためと推定される。 Further, when a coating solution mainly containing a pigment and a binder having a specific Tg is applied due to the presence of a specific cationic group-containing copolymer having high hydrophilicity on the paper surface, the coating liquid is instantly applied. It is presumed that the absorption of water in the coating liquid is highly viscous and non-fluidized, thereby suppressing the penetration of the coating liquid mainly composed of inorganic pigment into the paper.
また、親水性の高い特定のカチオン性基含有共重合体が紙表面に施した際、多孔性表層部を有する紙の細孔部の穴埋めをすることによって原紙内部への塗工液の浸透を抑制しているためとも推定される。 In addition, when a specific cationic group-containing copolymer having high hydrophilicity is applied to the paper surface, the coating liquid penetrates into the base paper by filling the pores of the paper having a porous surface layer. It is estimated that it is suppressed.
本発明によれば、軽量で優れた光沢性を有する塗工紙が提供される。本発明の塗工紙は、原紙内部への塗工液の浸透を抑制することができ、現行の抄紙機や塗工機を利用して、少ない塗工量で有効な塗工層が得られ、軽量で、高光沢性の塗工紙を効率良く製造することができる。 According to the present invention, a coated paper having light weight and excellent gloss is provided. The coated paper of the present invention can suppress the penetration of the coating liquid into the base paper, and an effective coating layer can be obtained with a small coating amount by using the current paper machine or coating machine. A lightweight, highly glossy coated paper can be produced efficiently.
〔カチオン性基含有共重合体〕
本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、(A):上記一般式(I)及び(II)で表されるビニル単量体から選ばれる少なくとも1種と、(B):上記一般式(III)及び(IV)で表されるカチオン性基含有ビニル単量体から選ばれる少なくとも1種とを重合することにより得られる。
[Cationic group-containing copolymer]
The cationic group-containing copolymer according to the present invention includes (A): at least one selected from vinyl monomers represented by the above general formulas (I) and (II), and (B): the above general formula. It is obtained by polymerizing at least one selected from the cationic group-containing vinyl monomers represented by (III) and (IV).
〔(A)成分〕
本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、一般式(I)及び(II)で表されるビニル単量体から選ばれる少なくとも1種を構成成分とする。
[Component (A)]
The cationic group-containing copolymer according to the present invention contains at least one selected from vinyl monomers represented by general formulas (I) and (II) as a constituent component.
〔式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2及びR3は同一又は異なって、水素原子又は炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基又はアルケニル基を示す。R2及びR3の炭素数の合計は、6以下が好ましく、4以下が更に好ましい。〕 [Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 and R 3 are the same or different and represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms. The total number of carbon atoms of R 2 and R 3 is preferably 6 or less, and more preferably 4 or less. ]
〔式中、R1は前記の意味を示し、mは0又は1の数を示し、A1及びA2は同一又は異なって、式−(CH2)n−(nは2〜6の整数を示す)で表される基及び−CO−基から選ばれる基を示し、Bは−O−及び−CH2−から選ばれる基を示す。〕 [Wherein R 1 represents the above-mentioned meaning, m represents a number of 0 or 1, A 1 and A 2 are the same or different, and the formula — (CH 2 ) n — (n is an integer of 2 to 6] And B represents a group selected from —O— and —CH 2 —. ]
本発明の(A)成分の単量体は、親水性であることが好ましい。ここで、親水性とは、有機概念図−基礎と応用−(甲田善生著、三共出版株式会社、昭和59年5月10日発行)において、重合単位が得られる基となるモノマーの無機性(I)と有機性(O)の比率[I/O]が、0.60以上であることを意味し、好ましくは1.00以上、更に好ましくは1.30以上である。 The monomer of the component (A) of the present invention is preferably hydrophilic. Here, hydrophilicity means the inorganic nature of the monomer from which the polymer units are obtained in the organic conceptual diagram-basics and applications-(written by Yoshio Koda, Sankyo Publishing Co., Ltd., issued on May 10, 1984). The ratio [I / O] between I) and organic (O) means 0.60 or more, preferably 1.00 or more, more preferably 1.30 or more.
上記一般式(I)で表されるビニル単量体としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−イソブチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられ、上記一般式(II)で表されるビニル単量体としては、N−(メタ)アクロイルモルホリン、N−ビニル−2−ピロリドンなどが挙げられるが、本発明はかかる例示のみに限定されるものではなく、またこれらのビニル単量体は、単独または2種以上を混合して用いることができる。なお、「(メタ)アクリル」は、アクリル及び/又はメタクリルの意味である(以下同様)。 Examples of the vinyl monomer represented by the general formula (I) include (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, Examples include Nn-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N-isobutyl (meth) acrylamide, and the like represented by the general formula (II). Examples of vinyl monomers include N- (meth) acryloylmorpholine, N-vinyl-2-pyrrolidone and the like, but the present invention is not limited to such examples, and these vinyl monomers Can be used alone or in admixture of two or more. “(Meth) acryl” means acryl and / or methacryl (hereinafter the same).
これら(A)成分の単量体の中では、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ置換アクリルアミドが好ましく、更には(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミドが、カチオン性基含有共重合体の製造の観点、及び表面処理剤としての取り扱いの観点から好ましい。 Among these monomers (A), (meth) acrylamide and N, N-disubstituted acrylamide are preferable, and (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, and N, N-diethyl are further preferable. (Meth) acrylamide is preferred from the viewpoint of production of a cationic group-containing copolymer and from the viewpoint of handling as a surface treatment agent.
〔(B)成分〕
本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、一般式(III)及び(IV)で表されるカチオン性基含有ビニル単量体から選ばれる少なくとも1種を構成成分とする。
[(B) component]
The cationic group-containing copolymer according to the present invention comprises at least one selected from cationic group-containing vinyl monomers represented by general formulas (III) and (IV) as a constituent component.
〔R1は前記の意味を示し、R4及びR5は同一又は異なって、炭素数1〜4のアルキル基又はアルケニル基を示し、R6は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、Yは−O−、−NH−又は−O−CH2CH(OH)−基を示し、Zは炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示し、Xは酸の共役塩基、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルキルサルフェート基を示す。〕 [R 1 is as defined above, R 4 and R 5 are the same or different and each represents an alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Y represents —O—, —NH— or —O—CH 2 CH (OH) —, Z represents a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and X represents an acid. A conjugated base, a halogen atom or an alkyl sulfate group having 1 to 4 carbon atoms is shown. ]
〔式中、R7及びR8は同一又は異なって水素原子又はメチル基を示し、R9及びR10は同一又は異なって水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、Xは前記の意味を示す。〕 [Wherein, R 7 and R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group; R 9 and R 10 are the same or different and each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; Indicates meaning. ]
上記一般式(III)で表される化合物の具体例としては、上記で例示したジアルキルアミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル又は(メタ)アクリルアミド類を酸で中和した酸中和物あるいは4級化剤で4級化した4級アンモニウム塩が挙げられ、上記一般式(IV)で表される化合物の具体例としては、上記で例示したジアリル型4級アンモニウム塩が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (III) include acid neutralized products obtained by neutralizing (meth) acrylic acid esters or (meth) acrylamides having a dialkylamino group exemplified above with an acid, or 4 A quaternary ammonium salt quaternized with a classifier may be mentioned, and specific examples of the compound represented by the general formula (IV) include the diallyl-type quaternary ammonium salts exemplified above.
上記の酸中和物を得るための好ましい酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、ギ酸、マレイン酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、アジピン酸、スルファミン酸、トルエンスルホン酸、乳酸、ピロリドン−2−カルボン酸、コハク酸などが挙げられ、上記4級アンモニウム塩を得るための好ましい4級化剤としては、塩化メチル、塩化エチル、臭化メチル、ヨウ化メチル等のハロゲン化アルキル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、硫酸ジ−n−プロピル等の一般的なアルキル化剤が挙げられる。 Preferred acids for obtaining the above acid neutralized product include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, formic acid, maleic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, adipic acid, sulfamic acid, toluenesulfonic acid, lactic acid, pyrrolidone- Examples of preferred quaternizing agents for obtaining the quaternary ammonium salts include alkyl halides such as methyl chloride, ethyl chloride, methyl bromide and methyl iodide, and dimethyl sulfate. And general alkylating agents such as diethyl sulfate and di-n-propyl sulfate.
上記一般式(III)及び(IV)で表される化合物の中でより好ましいものとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドを前記の4級化剤で4級化した4級アンモニウム塩、あるいはジメチルジアリルアンモニウムクロライドが挙げられる。 Among the compounds represented by the general formulas (III) and (IV), dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, diethylaminopropyl ( A quaternary ammonium salt obtained by quaternizing (meth) acrylamide with the above quaternizing agent, or dimethyldiallylammonium chloride may be mentioned.
上記カチオン性基含有ビニル単量体の具体例としては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジイソブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジt−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジプロピルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジイソプロピルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジイソブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジt−ブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のジアルキルアミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル又は(メタ)アクリルアミド類などのアミノ基を有する単量体の酸中和物あるいは4級アンモニウム塩;ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、ジエチルジアリルアンモニウムクロライド等のジアリル型4級アンモニウム塩;4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン等のビニルピリジン類、N−ビニルイミダゾール等のN−ビニル複素環化合物類、アミノエチルビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル等のビニルエーテル類などのアミノ基を有する単量体の酸中和物あるいは4級アンモニウム塩などが挙げられる。なお、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及び/又はメタクリレートの意味である(以下同様)。 Specific examples of the cationic group-containing vinyl monomer include dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dipropylaminoethyl (meth) acrylate, diisopropylaminoethyl (meth) acrylate, dibutylaminoethyl. (Meth) acrylate, diisobutylaminoethyl (meth) acrylate, di-t-butylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, diethylaminopropyl (meth) acrylamide, dipropylaminopropyl (meth) acrylamide, diisopropylamino Propyl (meth) acrylamide, dibutylaminopropyl (meth) acrylamide, diisobutylaminopropyl (meth) acrylamide, di-t-butylamino Acid neutralized products or quaternary ammonium salts of monomers having amino groups such as (meth) acrylic acid esters or (meth) acrylamides having dialkylamino groups such as propyl (meth) acrylamide; dimethyldiallylammonium chloride, diethyl Diallyl-type quaternary ammonium salts such as diallylammonium chloride; vinylpyridines such as 4-vinylpyridine and 2-vinylpyridine; N-vinyl heterocyclic compounds such as N-vinylimidazole; aminoethyl vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, etc. And acid neutralized products of quaternary ammonium salts such as vinyl ethers and the like. “(Meth) acrylate” means acrylate and / or methacrylate (the same applies hereinafter).
〔単量体成分の配合割合〕
本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、(A)成分と(B)成分の組成比率(モル比)が(A)成分/(B)成分で、好ましくは97/3〜30/70であり、より好ましくは、97/3〜40/60である。これらの組成比率内にある場合は、顔料とバインダーを主成分とする塗工液を塗工した際、塗工液の一部が凝集すること、また共重合体が瞬時に塗工液中の水分を吸収することから、塗工液の紙内部への浸透を抑制し得るといった効果が発現される。さらに、上記組成比率内にある場合には、表面処理剤の紙表面への接着力が向上し、原紙と塗工層の剥離強度低下を十分に抑制し得る。
[Mixing ratio of monomer components]
In the cationic group-containing copolymer according to the present invention, the composition ratio (molar ratio) of the component (A) to the component (B) is the component (A) / component (B), preferably 97/3 to 30/70. More preferably, it is 97/3 to 40/60. If it is within these composition ratios, when a coating liquid mainly composed of a pigment and a binder is applied, a part of the coating liquid aggregates, and the copolymer is instantaneously contained in the coating liquid. Since the moisture is absorbed, an effect that the penetration of the coating liquid into the paper can be suppressed is exhibited. Furthermore, when it exists in the said composition ratio, the adhesive force to the paper surface of a surface treating agent improves, and it can fully suppress the peeling strength fall of a base paper and a coating layer.
本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、構成単量体中、(A)成分と(B)成分の合計が80〜100モル%であることが好ましく、より好ましくは90〜99.9モル%である。 In the cationic monomer-containing copolymer according to the present invention, the total of the component (A) and the component (B) is preferably 80 to 100 mol%, more preferably 90 to 99.9, in the constituent monomers. Mol%.
〔(C)成分〕
本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、必要に応じて、(C)成分として、架橋性ビニル単量体〔但し、前記一般式(IV)で表される単量体を除く〕も構成成分とすることができる。架橋性ビニル単量体は、好ましくは、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基及びアリル基から選ばれる少なくとも2個の基を分子中に有する。少なくとも2個のビニル基を分子中に有する架橋性ビニル単量体としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,2−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;N−メチルアリルアクリルアミド、N−ビニルアクリルアミド、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ビスアクリルアミド酢酸等のアクリルアミド類;ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル、ジビニルエチレン尿素等のジビニル化合物;ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジアリルアミン、トリアリルアミン、トリアリルアンモニウム塩、ペンタエリスリトールのアリルエーテル化体、分子中に少なくとも2個のアリルエーテル単位を有するスクローゼのアリルエーテル化体等のポリアリル化合物;ビニル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート等の不飽和アルコールの(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。
[Component (C)]
The cationic group-containing copolymer according to the present invention may be a crosslinkable vinyl monomer (excluding the monomer represented by the general formula (IV)) as the component (C) as necessary. It can be a component. The crosslinkable vinyl monomer preferably has at least two groups selected from a vinyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group and an allyl group in the molecule. Examples of the crosslinkable vinyl monomer having at least two vinyl groups in the molecule include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, and propylene glycol di (meth) acrylate. , Dipropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, 1,2-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate , Polyglycerol such as glycerol di (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate (Meth) acrylic acid esters; acrylamides such as N-methylallylacrylamide, N-vinylacrylamide, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, and bisacrylamideacetic acid; divinyl such as divinylbenzene, divinyl ether, and divinylethyleneurea Compounds: polyallyl compounds such as diallyl phthalate, diallyl malate, diallylamine, triallylamine, triallyl ammonium salt, allyl etherified pentaerythritol, and allyl etherified sucrose having at least two allyl ether units in the molecule; (Meth) acrylic esters of unsaturated alcohols such as vinyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl (meth) acrylate Etc., and the like.
これらの架橋性ビニル単量体の中では、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテルが好ましい。 Among these crosslinkable vinyl monomers, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, divinylbenzene, pentaerythritol triallyl ether, and pentaerythritol tetraallyl ether are preferable.
また、本発明に係るカチオン性基含有共重合体において、(C)成分の架橋性ビニル単量体の割合は、(A)成分、及び(B)成分及び(C)成分の合計中、0.0005〜5モル%が好ましく、0.001〜1モル%が特に好ましい。すなわち、(C)成分/〔(A)成分+(B)成分+(C)成分〕×100(モル%)が0.0005〜5モル%が好ましく、0.001〜1モル%がより好ましい。かかる架橋性ビニル単量体の割合が0.0005モル%以上である場合には、得られるカチオン性基含有共重合体の架橋度が適正となり、カチオン性基含有共重合体を紙に施した際、紙表面にとどまる割合が向上し、紙内部に浸透しにくくなる。このため塗工液が施された際、塗工液の一部が凝集することや、カチオン性基含有共重合体が紙表面に存在することにより、顔料とバインダーを主成分とする塗工液が施された際、瞬時に塗工液中の水分を吸収することによって、塗工液が高粘度となり非流動化すること、あるいはカチオン性基含有共重合体を紙表面に施した際、多孔性表層部を有する紙の細孔部の穴埋めをすることによって原紙内部への塗工液の浸透を抑制するといった効果が十分に発現する。また5モル%以下である場合には、カチオン性基含有共重合体を紙に施した際、カチオン性基含有共重合体が塗工液を施した際においても塗工液中の水分を吸収する能力が低下せず塗工液が高粘度となり非流動化する効果も維持できる等の結果から、塗工液の紙内部に浸透しにくくなり好ましい。なお、(C)成分を用いる場合、本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、構成単量体中、(A)成分と(B)成分と(C)成分の合計が90〜100モル%であることが好ましく、より好ましくは95〜100モル%である。 In the cationic group-containing copolymer according to the present invention, the proportion of the crosslinkable vinyl monomer of the component (C) is 0 in the total of the component (A), the component (B), and the component (C). 0.005 to 5 mol% is preferable, and 0.001 to 1 mol% is particularly preferable. That is, (C) component / [(A) component + (B) component + (C) component] × 100 (mol%) is preferably 0.0005 to 5 mol%, more preferably 0.001 to 1 mol%. . When the ratio of the crosslinkable vinyl monomer is 0.0005 mol% or more, the degree of crosslinking of the obtained cationic group-containing copolymer is appropriate, and the cationic group-containing copolymer was applied to paper. At this time, the ratio of staying on the paper surface is improved, and it is difficult to penetrate into the paper. For this reason, when a coating liquid is applied, a part of the coating liquid aggregates, or a cationic group-containing copolymer is present on the paper surface, so that the coating liquid mainly contains a pigment and a binder. When the coating liquid is instantly absorbed, the coating liquid becomes highly viscous and non-fluidized, or when the cationic group-containing copolymer is applied to the paper surface, it becomes porous. The effect of suppressing the penetration of the coating liquid into the base paper is sufficiently exhibited by filling the pores of the paper having the surface layer portion. When the amount is 5 mol% or less, when the cationic group-containing copolymer is applied to paper, the water in the coating liquid is absorbed even when the cationic group-containing copolymer is applied to the coating liquid. From the result that the coating liquid becomes highly viscous and the non-fluidizing effect can be maintained without lowering the ability to perform coating, it is preferable that the coating liquid hardly penetrates into the paper. In addition, when (C) component is used, the total of (A) component, (B) component, and (C) component is 90-100 mol in the structural monomer in the cationic group containing copolymer which concerns on this invention. %, More preferably 95 to 100 mol%.
〔他の単量体成分〕
本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、前記の少なくとも2種類のビニル単量体を必須構成成分とし、好ましくは更に前記架橋性ビニル単量体を構成成分とする共重合体であるが、これらビニル単量体と共重合可能な他のビニル単量体も構成成分とすることができる。
[Other monomer components]
The cationic group-containing copolymer according to the present invention is a copolymer having the at least two kinds of vinyl monomers as essential constituents, and preferably further having the crosslinkable vinyl monomer as a constituent. Other vinyl monomers copolymerizable with these vinyl monomers can also be used as constituents.
他のビニル単量体としては、たとえばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、トルイル(メタ)アクリレート、キシリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−フェノキシ(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、3−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、2−エトキシプロピル(メタ)アクリレート、3−エトキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール#210モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール#400モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール#600モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール#1000モノ(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール#210(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール#600(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール#1000(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸誘導体(#の次の数字は重量平均分子量を示す);2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム、アクリル酸、メタアクリル酸、2−スルホエチルメタクリレートなどのアニオン性基含有単量体;N−(3−スルホプロピル)−N−アクリロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン、N−(3−スルホプロピル)−N−メタクリロイルアミドプロピル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン、N−(3−カルボキシメチル)−N−メタクリロイルアミドプロピル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン、N−(3−スルホプロピル)−N−メタクリロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン、N−カルボキシメチル−N−メタクリロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン等のベタイン類が挙げられる。 Examples of other vinyl monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, neopentyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, Isooctyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, Ryl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, toluyl (meth) acrylate, xylyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) Acrylate, 2-butoxyethyl (meth) acrylate, 2-phenoxy (meth) acrylate, 2-methoxypropyl (meth) acrylate, 3-methoxypropyl (meth) acrylate, 2-ethoxypropyl (meth) acrylate, 3-ethoxypropyl (Meth) acrylate, ethylene glycol mono (meth) acrylate, diethylene glycol mono (meth) acrylate, triethylene glycol mono (meth) acrylate, tetraethylene glycol mono ( ) Acrylate, polyethylene glycol # 210 mono (meth) acrylate, polyethylene glycol # 400 mono (meth) acrylate, polyethylene glycol # 600 mono (meth) acrylate, polyethylene glycol # 1000 mono (meth) acrylate, methoxyethylene glycol (meth) Acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol # 210 (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol # 400 (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol # 600 (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol # 100 (Meth) acrylic acid derivatives such as 0 (meth) acrylate (numbers after # indicate weight average molecular weight); 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, sodium styrenesulfonate, acrylic acid, methacrylic acid, Anionic group-containing monomers such as 2-sulfoethyl methacrylate; N- (3-sulfopropyl) -N-acryloyloxyethyl-N, N-dimethylammonium betaine, N- (3-sulfopropyl) -N-methacryloyl Amidopropyl-N, N-dimethylammonium betaine, N- (3-carboxymethyl) -N-methacryloylamidopropyl-N, N-dimethylammonium betaine, N- (3-sulfopropyl) -N-methacryloyloxyethyl-N , N-dimethylammonium betaine, N-carbo Shimechiru -N- methacryloyloxyethyl -N, betaines such as N- dimethylammonium betaine.
〔重合方法〕
本発明に係るカチオン性基含有共重合体を製造する方法については必ずしも制限はないが、通常は水溶液重合法、逆相懸濁重合法、沈澱重合法などの方法によることが好ましい。例えば、水溶液重合法としては、水又は水と均一に混合可能な親水性有機溶媒或いはこれらの混合溶媒等の溶媒中に単量体成分、架橋剤を均一に溶解し、窒素、炭酸ガス等の不活性ガスによる置換等により系内の溶存酸素を除去した後、重合開始剤を添加して反応させる方法が挙げられる。重合開始温度は通常20〜90℃程度であり、反応時間は1〜10時間程度である。単量体として水に溶け難い成分を使用する場合、親水性有機溶媒を併用するのが望ましい。
[Polymerization method]
The method for producing the cationic group-containing copolymer according to the present invention is not necessarily limited, but it is usually preferable to use a method such as an aqueous solution polymerization method, a reverse phase suspension polymerization method or a precipitation polymerization method. For example, as an aqueous solution polymerization method, a monomer component and a crosslinking agent are uniformly dissolved in water or a hydrophilic organic solvent that can be uniformly mixed with water, or a solvent such as a mixed solvent thereof. A method may be mentioned in which dissolved oxygen in the system is removed by substitution with an inert gas or the like, and then a polymerization initiator is added and reacted. The polymerization initiation temperature is usually about 20 to 90 ° C., and the reaction time is about 1 to 10 hours. When using a component that is hardly soluble in water as a monomer, it is desirable to use a hydrophilic organic solvent in combination.
上記親水性有機溶媒の代表的な例としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等の低級アルコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらのうち特に、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等が好ましい。 Representative examples of the hydrophilic organic solvent include, for example, lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and propyl alcohol, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, acetone, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, and the like. Can be mentioned. Of these, tetrahydrofuran, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide and the like are particularly preferable.
また、重合開始剤としては、溶媒中に均一に溶解する過酸化物、有機又は無機過酸若しくはその塩、アゾビス系化合物の単独或いは還元剤との組合せによるレドックス系のものが用いられ、それらの代表的な例としては、例えば、t−ブチルパーオキサイド、t−アミルパーオキサイド、クミルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルイソブチリルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、シクロヘキシルハイドロパーオキサイド、テトラリンハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーアセテート、t−ブチルパーベンゾエート、ビス(2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、フェニルアゾトリフェニルメタン、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕二塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕二塩酸塩、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、過硫酸塩とトリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアニリン等の第3級アミンとの組合せ等が挙げられる。 In addition, as the polymerization initiator, a peroxide that is uniformly dissolved in a solvent, an organic or inorganic peracid or a salt thereof, an azobis-based compound alone or a redox-based compound in combination with a reducing agent is used. Typical examples include t-butyl peroxide, t-amyl peroxide, cumyl peroxide, acetyl peroxide, propionyl peroxide, benzoyl peroxide, benzoylisobutyryl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl. Hydroperoxide, cyclohexyl hydroperoxide, tetralin hydroperoxide, t-butyl peracetate, t-butyl perbenzoate, bis (2-ethylhexyl peroxydicarbonate), 2,2′-azobisisobutyronite , Phenylazotriphenylmethane, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride Salt, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, persulfate and triethylamine, triethanolamine And combinations with tertiary amines such as dimethylaniline.
これらのうち特に、t−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕二塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕二塩酸塩、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム若しくは過硫酸アンモニウムの単独、又はこれらの過硫酸塩とトリエチルアミン、トリエタノールアミン若しくはジメチルアニリン等の第3級アミンとの組合せが好ましい。 Of these, t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [ 2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, sodium persulfate, Preference is given to potassium sulfate or ammonium persulfate alone, or a combination of these persulfates with tertiary amines such as triethylamine, triethanolamine or dimethylaniline.
本発明に係るカチオン性基含有共重合体を製造する際に用いられる重合装置としては特に制限はなく、例えば一般的なニーダー、円筒型反応容器が用いられる。 There is no restriction | limiting in particular as a polymerization apparatus used when manufacturing the cationic group containing copolymer which concerns on this invention, For example, a general kneader and a cylindrical reaction container are used.
水溶液重合法では、本発明に係るカチオン性基含有共重合体を製造する手順の一例を示すと、フタを有するニーダー中に単量体混合物の10〜50重量%の水溶液を送入し、必要に応じて系を窒素等の不活性気体で置換し、水溶性ラジカル重合開始剤を添加して、20〜90℃にして重合を開始させ、重合の進行に伴い生成する含水ゲル状重合体をニーダーの羽根の回転による剪断力で細分化しながら重合を完結する方法を挙げることができる。勿論本発明の範囲がこの例により限定されるものではない。ここで用いられる単量体混合物水溶液の初期濃度は10〜50重量%であることが好ましい。 In the aqueous solution polymerization method, an example of a procedure for producing the cationic group-containing copolymer according to the present invention is shown. An aqueous solution of 10 to 50% by weight of the monomer mixture is fed into a kneader having a lid, and is necessary. Depending on the system, the system is replaced with an inert gas such as nitrogen, a water-soluble radical polymerization initiator is added, the polymerization is started at 20 to 90 ° C., and the hydrogel polymer produced as the polymerization proceeds Examples thereof include a method of completing the polymerization while being subdivided by a shearing force generated by rotation of a kneader blade. Of course, the scope of the present invention is not limited by this example. The initial concentration of the aqueous monomer mixture used here is preferably 10 to 50% by weight.
重合開始剤の使用量としては、単量体成分を基準として0.01〜5モル%、好ましくは0.01〜3モル%、特に好ましくは0.01〜1モル%の範囲である。因みに、重合開始剤の使用量が単量体成分を基準として5モル%以下であるときは、主鎖の高分子鎖の重合度が上がり、架橋されない高分子鎖の割合が低減されるために期待する吸水能や増粘作用等の性能が十分に発揮される。一方、0.01モル%以上であるときは、重合反応の反応率が上がり、残留モノマーの量が低減されるため好ましい。 The amount of the polymerization initiator used is in the range of 0.01 to 5 mol%, preferably 0.01 to 3 mol%, particularly preferably 0.01 to 1 mol%, based on the monomer component. Incidentally, when the amount of the polymerization initiator used is 5 mol% or less based on the monomer component, the degree of polymerization of the polymer chain of the main chain is increased, and the proportion of polymer chains that are not crosslinked is reduced. Performances such as expected water absorption capacity and thickening action are fully exhibited. On the other hand, when it is 0.01 mol% or more, the reaction rate of the polymerization reaction is increased and the amount of residual monomer is reduced, which is preferable.
反応生成物は反応に使用した溶媒を含むゲル状であり、通常は回転式カッター等で粉砕し、更に、加熱、減圧等の方法により溶媒を除去して乾燥、粉砕分級して粉末とする。 The reaction product is in the form of a gel containing the solvent used in the reaction, and is usually pulverized with a rotary cutter or the like, further dried by removing the solvent by a method such as heating or decompression, and pulverized to obtain a powder.
また、一般的な円筒型の密閉反応容器を用いた水溶液重合法も用いられる。この場合においても、単量体混合物の10〜50重量%の水溶液を仕込み、あるいは滴下しつつ、必要に応じて系を窒素等の不活性気体で置換し、水溶性ラジカル重合開始剤を添加して、常温であるいは30〜80℃に加熱して重合を開始させ、液状の共重合物として得る方法が挙げられる。 Further, an aqueous solution polymerization method using a general cylindrical closed reaction vessel is also used. In this case, the system is replaced with an inert gas such as nitrogen as necessary while adding or dripping an aqueous solution of 10 to 50% by weight of the monomer mixture, and a water-soluble radical polymerization initiator is added. In addition, there is a method in which polymerization is started by heating at room temperature or 30 to 80 ° C. to obtain a liquid copolymer.
逆相懸濁重合法としては、水中に単量体成分、架橋剤を均一に溶解し、分散剤などを用いて水と均一に混合しない有機溶媒中に懸濁又は乳化させて重合反応を行う。重合開始剤としては、必ずしも水溶性のもののみに限らず有機溶媒中に可溶なものも用いられる。ここで用いられる有機溶媒としては、前記のもの以外に、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素系有機溶媒、四塩化炭素、ジクロルエタン等のハロゲン化炭化水素系有機溶媒、アイソバー等の鉱油等も用いられる。 In the reversed-phase suspension polymerization method, the monomer component and the crosslinking agent are uniformly dissolved in water and the polymerization reaction is performed by suspending or emulsifying in an organic solvent that is not uniformly mixed with water using a dispersant or the like. . As a polymerization initiator, not only a water-soluble thing but a thing soluble in an organic solvent is necessarily used. As the organic solvent used here, in addition to the above, for example, hydrocarbon organic solvents such as hexane, cyclohexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, and halogenated carbonization such as carbon tetrachloride and dichloroethane. Hydrogen-based organic solvents, mineral oil such as Isobar, etc. are also used.
また、分散剤としては、例えば、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、シュガーエステル等、更に一般に乳化分散剤に用いられる界面活性剤等が挙げられる。 Further, as the dispersant, for example, sorbitan monostearate, sorbitan monopalmitate, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, sugar ester, etc., and more generally used as an emulsifying dispersant. Surfactant etc. are mentioned.
系内の溶存酸素の除去、反応生成物の処理等は前記と同様であり、また、反応条件は必ずしも制限はないが、概ね次の通りである。溶媒使用量:単量体水溶液と等量〜20倍、好ましくは等量〜10倍、重合開始剤の使用量:単量体成分を基準として0.01〜5モル%、好ましくは0.01〜3モル%、重合開始温度:10〜90℃程度、反応時間:1〜10時間程度である。 Removal of dissolved oxygen in the system, treatment of reaction products, etc. are the same as described above, and the reaction conditions are not necessarily limited, but are generally as follows. Solvent usage: equimolar to 20 times the monomer aqueous solution, preferably equivalent to 10 times, polymerization initiator usage: 0.01 to 5 mol%, preferably 0.01 based on the monomer component ˜3 mol%, polymerization initiation temperature: about 10 to 90 ° C., reaction time: about 1 to 10 hours.
本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、1重量%水溶液の粘度が5mPa・s以上であることが好ましく、より好ましくは10mPa・s以上、更に好ましくは15mPa・s以上である。また、本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、10重量%水溶液の粘度が500mPa・s以上であることが好ましく、より好ましくは1000mPa・s以上、更に好ましくは3000mPa・s以上である。これらの粘度は、1重量%水溶液又は10重量%水溶液を25℃恒温槽中で30分以上静置した後に、B型粘度計により、ローター回転数60rpmで測定されたものである。 In the cationic group-containing copolymer according to the present invention, the viscosity of a 1% by weight aqueous solution is preferably 5 mPa · s or more, more preferably 10 mPa · s or more, and further preferably 15 mPa · s or more. Further, the cationic group-containing copolymer according to the present invention preferably has a 10 wt% aqueous solution viscosity of 500 mPa · s or more, more preferably 1000 mPa · s or more, and still more preferably 3000 mPa · s or more. These viscosities are measured by a B-type viscometer at a rotor rotational speed of 60 rpm after allowing a 1 wt% aqueous solution or a 10 wt% aqueous solution to stand in a thermostatic bath at 25 ° C. for 30 minutes or more.
なお、本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、1重量%水溶液、更に10重量%水溶液に曳糸性がないことが好ましい。 The cationic group-containing copolymer according to the present invention preferably has no spinnability in a 1% by weight aqueous solution, and further in a 10% by weight aqueous solution.
本発明におけるカチオン性基含有共重合体は、溶液、粉末、塊状、または分散体として得ることができる。本発明の紙の表面処理剤の好適な態様は、本発明に係るカチオン性基含有共重合体を好ましくは0.1〜30重量%、より好ましくは0.5〜20重量%、更に好ましくは0.8〜10重量%含有する水溶液あるいは水分散体である。 The cationic group-containing copolymer in the present invention can be obtained as a solution, powder, block, or dispersion. The preferred embodiment of the paper surface treatment agent of the present invention is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 20% by weight, and still more preferably the cationic group-containing copolymer according to the present invention. An aqueous solution or water dispersion containing 0.8 to 10% by weight.
本発明においてカチオン性基含有共重合体を含有する表面処理剤を紙の表面に処理する方法としては特に限定はなく、あらかじめ作製された原紙や塗工原紙の表面に施される。処理としては塗布が好適である。 In the present invention, the method for treating the surface of the paper with the surface treatment agent containing the cationic group-containing copolymer is not particularly limited, and is applied to the surface of a base paper or a coating base paper prepared in advance. Coating is suitable as the treatment.
本発明の表面処理剤の対象となる紙は、パルプを主原料とするものであって、密度が0.30〜1.00g/cm3のものが好ましく、より好ましくは0.35〜0.85g/cm3である。密度が0.30g/cm3以上のものは、紙力低下を抑制できるため、塗工時に断紙する頻度が低減され安定操業できる。また、密度が1.00g/cm3以下の紙は、本発明の表面処理剤が適正に原紙表面
に処理されるため、適度な透気抵抗度となり、オフセット印刷時のブリスター耐性が良好となり、印刷用塗工紙としての用途の制約がない。
The paper that is the target of the surface treatment agent of the present invention is mainly made of pulp, and preferably has a density of 0.30 to 1.00 g / cm 3 , more preferably 0.35 to 0.00. 85 g / cm 3 . When the density is 0.30 g / cm 3 or more, a decrease in paper strength can be suppressed, so that the frequency of sheet cutting during coating is reduced and stable operation is possible. In addition, since the surface treatment agent of the present invention is appropriately processed on the surface of the base paper, the paper having a density of 1.00 g / cm 3 or less has an appropriate air resistance, and the blister resistance during offset printing is good. There are no restrictions on the use as coated paper for printing.
原紙に用いるパルプとしては、植物性繊維である木材や草本の繊維を原料とするいずれのパルプも使用できる。すなわち、晒化学パルプ(NBKP、LBKP等)や機械パルプ(TMP、CTMP、GP、RGP等及びその漂白処理をしたパルプ)、高収率パルプ(SCP、CGP等及びその漂白処理をしたパルプ)並びに、古紙パルプ及び脱墨古紙パルプ(DIP)及びその漂白処理をしたパルプ(BDIP)等の回収パルプを使用することができる。 As the pulp used for the base paper, any pulp made of wood or herbaceous fibers, which are vegetable fibers, can be used. That is, bleached chemical pulp (NBKP, LBKP, etc.), mechanical pulp (TMP, CTMP, GP, RGP, etc. and bleached pulp thereof), high yield pulp (SCP, CGP, etc. and bleached pulp thereof) and Recovered pulp such as waste paper pulp, deinked waste paper pulp (DIP), and bleached pulp (BDIP) can be used.
また、必要に応じて填料、紙力増強剤、サイズ剤、歩留り向上剤、濾水性向上剤、嵩高剤等の製紙用補助薬品を加えてもよい。サイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤、中性ロジンサイズ剤等が挙げられる。填料として炭酸カルシウム等が挙げられる。 Moreover, you may add auxiliary chemicals for paper manufacture, such as a filler, a paper strength enhancer, a sizing agent, a yield improver, a drainage improver, and a bulkiness agent, as needed. Examples of sizing agents include alkyl ketene dimer sizing agents, alkenyl succinic anhydride sizing agents, and neutral rosin sizing agents. Examples of the filler include calcium carbonate.
本発明における表面処理剤の処理量(例えば塗布量)としては、原紙片面あたり乾燥重量として0.01〜3.0g/m2が好ましく、より好ましくは、0.02〜2.0g/m2、更に好ましくは0.03〜1.0g/m2、更により好ましくは0.05〜1.0g/m2である。0.01g/m2以上であると塗工液浸透抑制効果が発現され、3.0g/m2以下であると両面合計の処理量(例えば塗布量)が6g/m2以下となることから紙の軽量化が達成される。 The treatment amount of the surface treatment agent in the present invention (e.g., coating weight), preferably 0.01~3.0g / m 2 as dry weight per sheet one side, more preferably, 0.02~2.0g / m 2 , more preferably 0.03 to 1.0 g / m 2, and even more preferably from 0.05 to 1.0 g / m 2. When it is 0.01 g / m 2 or more, a coating liquid permeation suppressing effect is exhibited, and when it is 3.0 g / m 2 or less, the total treatment amount (for example, coating amount) is 6 g / m 2 or less. Paper weight reduction is achieved.
表面処理剤の処理方法としては公知の方法より適宜選択して行うことが出来るが、特に2ロールサイズプレス、ブレードメタリングサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、カーテンコーター、ダイコーター、グラビアコーター、キスコーター、バーコーター、ロールコーター、ポンド式サイズプレス、ゲートロールコーター、スプレーコーター等が好ましい。 The treatment method for the surface treatment agent can be appropriately selected from known methods. In particular, a two-roll size press, a blade metalling size press, a rod metalling size press, a curtain coater, a die coater, a gravure coater, and a kiss coater. A bar coater, a roll coater, a pound type size press, a gate roll coater, a spray coater and the like are preferable.
表面処理剤を紙表面に施す方法は限定されるものではないが、一般的な方法として、本発明に係るカチオン性基含有共重合体を含有する溶液または分散液が用いられる。この場合の溶媒もしくは分散媒としては、水、有機溶剤が用いられるが、特に水が望ましい。 The method for applying the surface treatment agent to the paper surface is not limited, but as a general method, a solution or dispersion containing the cationic group-containing copolymer according to the present invention is used. As the solvent or dispersion medium in this case, water or an organic solvent is used, and water is particularly desirable.
溶液または分散液とする場合、共重合によって得られた粉末または塊状物の本発明に係るカチオン性基含有共重合体は、粉砕等の方法により共重合体の平均粒径が1mm以下、好ましくは300μm以下、より好ましくは平均粒径50μm以下とし、溶媒や分散媒と混合し、溶液や分散体として用いられる。共重合体の平均粒径が1mm以上の場合、溶解や分散に時間を要すことから望ましくない。カチオン性基含有共重合体を溶液または分散体として得た場合は、そのままあるいは希釈して用いられる。 When the solution or dispersion is used, the cationic group-containing copolymer according to the present invention, which is a powder or block obtained by copolymerization, has an average particle size of 1 mm or less, preferably 300 μm or less, by a method such as pulverization. More preferably, the average particle size is 50 μm or less, and the mixture is mixed with a solvent or a dispersion medium to be used as a solution or a dispersion. When the average particle size of the copolymer is 1 mm or more, it is not desirable because it takes time for dissolution and dispersion. When the cationic group-containing copolymer is obtained as a solution or dispersion, it is used as it is or diluted.
本発明は、上記特定の表面処理剤を紙表面に処理した塗工原紙上に、顔料とバインダーを主成分とする特定の塗工液の塗工層を設けた塗工紙に関するものである。すなわち、本発明に係る前記表面処理剤による処理面に、顔料と特定のバインダーとを含有する塗工液の塗工層を設けてなる塗工紙に関するものである。 The present invention relates to a coated paper in which a coating layer of a specific coating liquid mainly composed of a pigment and a binder is provided on a coating base paper obtained by treating the surface of the paper with the specific surface treatment agent. That is, the present invention relates to a coated paper in which a coating layer of a coating liquid containing a pigment and a specific binder is provided on the surface treated with the surface treatment agent according to the present invention.
本発明に係る塗工液は、バインダーとして、ガラス転移温度が−40℃から60℃のスチレン/ブタジエン系ポリマー及びガラス転移温度が−40℃から60℃の(メタ)アクリル酸エステル系ポリマーから選ばれる少なくとも1種のポリマー〔以下、(D)成分という〕を含有する。(D)成分のTgは、−30℃以上、更に−25℃以上が好ましい。Tgが−40℃以上の場合、乾燥、カレンダー処理によって形成された塗工層がカレンダー時に発生した内部応力によって塗工紙表面の平滑性が失われることがなく、高い光沢性能が得られる。また、Tgが60℃以下の場合、通常のカレンダー処理温度に比べTgが高くないことから、カレンダー処理後においても十分な平滑性が得られ、高い光沢性能が得られる。 The coating liquid according to the present invention is selected from a styrene / butadiene polymer having a glass transition temperature of −40 ° C. to 60 ° C. and a (meth) acrylic acid ester polymer having a glass transition temperature of −40 ° C. to 60 ° C. as the binder. At least one polymer [hereinafter referred to as component (D)]. (D) Tg of a component is -30 degreeC or more, Furthermore, -25 degreeC or more is preferable. When Tg is −40 ° C. or higher, the coated layer formed by drying and calendering does not lose the smoothness of the coated paper surface due to internal stress generated during calendering, and high gloss performance is obtained. Further, when Tg is 60 ° C. or lower, Tg is not higher than the normal calendering temperature, so that sufficient smoothness is obtained even after calendering and high gloss performance is obtained.
ここで、バインダーのTgは、示差走査熱量計(DSC6200、セイコーインスツルメンツ(株)製、昇温速度4℃/分)により測定されたものである。 Here, the Tg of the binder is measured by a differential scanning calorimeter (DSC6200, manufactured by Seiko Instruments Inc., heating rate 4 ° C./min).
(D)成分は、Tgが前記範囲のスチレン/ブタジエン系ポリマー及び/又はTgが前記範囲の(メタ)アクリル酸エステル系ポリマーが用いられる。これらのポリマーは適度な弾性を持つことで、バインダーとしての能力を発揮し良好な塗工層を形成することができる。なお、(メタ)アクリル酸とは、メタクリル酸及び/又はアクリル酸の意味である(以下同様)。 As the component (D), a styrene / butadiene polymer having a Tg in the above range and / or a (meth) acrylic acid ester polymer having a Tg in the above range is used. Since these polymers have moderate elasticity, they can exhibit the ability as a binder and form a good coating layer. In addition, (meth) acrylic acid means methacrylic acid and / or acrylic acid (hereinafter the same).
(D)成分のスチレン/ブタジエン系ポリマーは、構成モノマーとして、スチレン及びブタジエンを含むものであり、スチレン、ブタジエン以外の単量体として、アクリロニトリルやビニルピリジン、およびアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸及びマレイン酸等のカルボキシル基を有するビニル単量体が用いられる。 The component (D) styrene / butadiene-based polymer contains styrene and butadiene as constituent monomers, and monomers other than styrene and butadiene include acrylonitrile and vinylpyridine, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, Vinyl monomers having a carboxyl group such as fumaric acid and maleic acid are used.
(D)成分の(メタ)アクリル酸エステル系ポリマーは、構成モノマーとして、(メタ)アクリル酸エステルを含むものであり、(メタ)アクリル酸エステル以外の単量体としてスチレン、アクリロニトリル、およびアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸及びマレイン酸等のカルボキシル基を有するビニル単量体が用いられる。 The component (D) component (meth) acrylic acid ester-based polymer contains (meth) acrylic acid ester as a constituent monomer, and monomers other than (meth) acrylic acid ester include styrene, acrylonitrile, and acrylic acid. Vinyl monomers having a carboxyl group such as methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid and maleic acid are used.
(D)成分のTgは、高分子の力学的性質(L.NIELSEN著、小野木重治訳、化学同人、1版7刷、1969年5月1日発行)の23頁に記載の式(2.8、共重合体組成とガラス転移温度)等を参照することにより、所望の範囲に設計することができる。例えば、スチレン/ブタジエン系ポリマーの場合、スチレン比率を上げることで、高いTgのポリマーを得ることができ、一方、ブタジエン比率を上げることで、低いTgのポリマーを得ることができる。また、スチレン/(メタ)アクリル酸エステル系ポリマーの場合、スチレン比率を上げることで、高いTgのポリマーを得ることができ、一方、(メタ)アクリル酸エステル比率を上げることで、低いTgのポリマーを得ることができる。 The Tg of the component (D) is a formula described in page 23 of the mechanical properties of the polymer (L. NIELSEN, translated by Shigeharu Onoki, Chemical Dojin, 1st edition, 7th edition, issued on May 1, 1969). (8) Copolymer composition and glass transition temperature) and the like can be designed in a desired range. For example, in the case of a styrene / butadiene-based polymer, a high Tg polymer can be obtained by increasing the styrene ratio, while a low Tg polymer can be obtained by increasing the butadiene ratio. In the case of a styrene / (meth) acrylate polymer, a high Tg polymer can be obtained by increasing the styrene ratio, while a low Tg polymer can be obtained by increasing the (meth) acrylate ratio. Can be obtained.
(D)成分のポリマーの重量平均分子量としては、1万以上が好ましく、2万以上が更に好ましい。(D)成分のポリマーの分子量が1万以上であることによって、塗工層に十分な強度や接着性が得られる。なお、重量平均分子量は、溶媒としてクロロホルムを用いたGPC法により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定することができる。 The weight average molecular weight of the component (D) polymer is preferably 10,000 or more, and more preferably 20,000 or more. When the molecular weight of the component (D) polymer is 10,000 or more, sufficient strength and adhesiveness can be obtained in the coating layer. The weight average molecular weight can be measured by a GPC method using chloroform as a solvent and polystyrene as a standard substance.
(D)成分のポリマーの合成法としては一般的なラジカル重合法を用いて製造する方法が挙げられる。 Examples of the method for synthesizing the component (D) polymer include a method of producing using a general radical polymerization method.
(D)成分の具体例としては、スチレン/ブタジエン系ポリマーとして、(D1)スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン/ビニルピリジン共重合体、これら共重合体の構成単量体とアニオン性ビニル単量体との共重合体、また、(メタ)アクリル酸エステル系ポリマーとして、(D2)(メタ)アクリル酸エステルとスチレンとの共重合体、(メタ)アクリル酸エステルとスチレンと(メタ)アクリル酸との共重合体が挙げられる。 Specific examples of the component (D) include styrene / butadiene-based polymers, (D1) styrene / butadiene copolymers, styrene / butadiene / acrylonitrile copolymers, styrene / butadiene / vinylpyridine copolymers, and these copolymers. (D) a copolymer of (meth) acrylic acid ester and styrene as a (meth) acrylic acid ester polymer, (meth) A copolymer of acrylic acid ester, styrene, and (meth) acrylic acid can be mentioned.
本発明では、バインダーとして、酢酸ビニル系ポリマー、エチレン酢酸ビニル系ポリマー、酸化でんぷん、リン酸エステル化でんぷん(リン酸変性でんぷん)、カルボキシメチルセルロース、カゼイン、ポリビニルアルコール等の(D)成分以外の化合物を用いることができる。 In the present invention, as the binder, compounds other than the component (D) such as vinyl acetate polymer, ethylene vinyl acetate polymer, oxidized starch, phosphate esterified starch (phosphate modified starch), carboxymethyl cellulose, casein, and polyvinyl alcohol are used. Can be used.
本発明において、バインダー、更に(D)成分は、有効分換算で、顔料100重量%に対して5〜50重量%、更に5〜30重量%の範囲で使用されることが好ましい。また、バインダーの全量中、(D)成分が50〜100重量%、更に60〜99.8重量%であることが好ましい。 In the present invention, the binder and the component (D) are preferably used in the range of 5 to 50% by weight, more preferably 5 to 30% by weight, based on 100% by weight of the pigment. Moreover, it is preferable that (D) component is 50 to 100 weight% in the whole quantity of a binder, and also 60 to 99.8 weight%.
本発明の塗工液は、アニオン性塗工液であることが好ましい。この「アニオン性」塗工液とは、カルボン酸、スルホン酸等のアニオン性基を有するポリマー、アニオン性乳化剤、及びアニオン性分散剤から選ばれる成分を含有する塗工液をいう。アニオン性乳化剤は、ポリマーを乳化重合する際に用いられるアニオン性乳化剤であってもよい。アニオン性分散剤は、塗工液を製造する際に用いられるアニオン性分散剤であってもよい。 The coating liquid of the present invention is preferably an anionic coating liquid. The “anionic” coating liquid refers to a coating liquid containing a component selected from a polymer having an anionic group such as carboxylic acid and sulfonic acid, an anionic emulsifier, and an anionic dispersant. The anionic emulsifier may be an anionic emulsifier used in emulsion polymerization of a polymer. The anionic dispersant may be an anionic dispersant used in producing the coating liquid.
本発明では、特定のカチオン性基含有共重合体が原紙表面に存在することにより、顔料と特定Tgを有するバインダーを主成分とする塗工液を塗工した際、塗工液の一部が凝集することにより無機顔料を主成分とした塗工液の紙内部への浸透を抑制して紙表面により多く存在することによって高い光沢性能が得られるものと推定される。このような観点からもアニオン性の塗工液を用いることが好ましい。 In the present invention, when a specific cationic group-containing copolymer is present on the base paper surface, when a coating liquid mainly composed of a pigment and a binder having a specific Tg is applied, a part of the coating liquid is It is presumed that high gloss performance can be obtained by suppressing the penetration of the coating liquid containing an inorganic pigment as a main component into the paper by agglomeration and existing more on the paper surface. Also from such a viewpoint, it is preferable to use an anionic coating solution.
また、塗工液の顔料としては、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、二酸化チタンなどの無機顔料、プラスチックピグメントなどの有機顔料を使用することができる。塗工液は顔料を40〜70重量%、更に50〜65重量%含有することが好ましい。 Moreover, as a pigment of a coating liquid, organic pigments, such as inorganic pigments, such as a kaolin, clay, a calcium carbonate, and titanium dioxide, and a plastic pigment, can be used. The coating liquid preferably contains 40 to 70% by weight, more preferably 50 to 65% by weight of pigment.
また、塗工液は、水を含有する。水の含有量は20〜55重量%、更に25〜50重量%が好ましい。また、有効分濃度(水以外の成分の濃度)は80〜45重量%、更に75〜55重量%が好ましい。 The coating solution contains water. The water content is preferably 20 to 55% by weight, more preferably 25 to 50% by weight. The effective component concentration (concentration of components other than water) is preferably 80 to 45% by weight, more preferably 75 to 55% by weight.
また、塗工液は、必要に応じて分散剤、増粘剤、減粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤等の通常使用される各種助剤を含有することもできる。これらの助剤類は当業界で通常用いられる量で使用でき、一例として、顔料100重量%に対して0.01〜10重量%、更に好ましくは0.05〜5重量%の範囲で使用される。 Moreover, the coating liquid can also contain various adjuvants normally used, such as a dispersing agent, a thickener, a thickener, a water retention agent, an antifoamer, and a water resistance agent, as needed. These auxiliaries can be used in an amount usually used in the art. For example, they are used in an amount of 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.05 to 5% by weight, based on 100% by weight of the pigment. The
塗工液の塗工方法としては、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ゲートロールコーター、ブレードメタリングサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、カーテンコーター、ダイコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ポンド式サイズプレス、ゲートロールコーター等などの公知の方法を使用することができる。 As coating methods of coating liquid, blade coater, air knife coater, gate roll coater, blade metering size press, rod metering size press, curtain coater, die coater, blade coater, roll coater, pound type size press, A known method such as a gate roll coater can be used.
塗工層の厚さは特に限定されず、塗工紙の用途、品質等により設定されるが、光沢の高い紙を得る観点から、塗工液の塗工量(固形分換算)は、片面あたり、乾燥重量で、3g/m2以上が好ましく、3〜30g/m2がより好ましく、さらに好ましくは4〜25g/m2である。 The thickness of the coating layer is not particularly limited and is set according to the application and quality of the coated paper. From the viewpoint of obtaining high gloss paper, the coating amount of the coating liquid (in terms of solid content) is one side. per, by dry weight, 3 g / m 2 or more, more preferably 3 to 30 g / m 2, more preferably from 4~25g / m 2.
乾燥方法としては、蒸気加熱ヒーター、熱風加熱ヒーター、赤外線ヒーター、ガスヒーター、シリンダードライヤー等の通常の方法が用いられる。また、必要に応じて、スーパーカレンダー、ソフトカレンダーなどの平滑化処理を行う。 As a drying method, a normal method such as a steam heater, a hot air heater, an infrared heater, a gas heater, or a cylinder dryer is used. Further, smoothing processing such as super calendar and soft calendar is performed as necessary.
本発明の効果をより発揮させるためには、塗工紙の密度は、1.5g/cm3以下が好ましく、より好ましくは0.40〜1.40g/cm3である。 In order to further exhibit the effect of the present invention, the density of the coated paper is preferably from 1.5 g / cm 3 or less, more preferably 0.40~1.40g / cm 3.
本発明の塗工紙は、例えば、カタログ、ポスター、書籍用紙、雑誌、新聞用紙等に用いられる、オフセット印刷用、グラビア印刷用などの印刷用塗工紙、あるいは、PPC用紙、フォーム用紙、インクジェット用紙等の情報用紙などに使用することができる。また、本発明の塗工紙は、アート紙、中質コート紙、上質コート紙、微塗工紙、キャストコート紙などの表面光沢性の向上が求められている各種印刷用塗工紙に効果的に使用できる。 The coated paper of the present invention is, for example, used for catalogs, posters, book paper, magazines, newsprint paper, etc., for coated printing paper for offset printing, gravure printing, etc., or PPC paper, foam paper, inkjet It can be used for information paper such as paper. In addition, the coated paper of the present invention is effective for various printing coated papers that require improved surface gloss such as art paper, medium-coated paper, high-quality coated paper, fine-coated paper, and cast-coated paper. Can be used.
本発明により、パルプを主原料とする紙の少なくとも片面に、カチオン性基含有共重合体を含有する表面処理剤を処理した後、該紙の前記表面処理剤による処理面に、顔料とバインダーとを含有する塗工液の塗工層を設ける塗工紙の製造方法であって、前記カチオン性基含有共重合体が、前記本発明に係る(A)成分のカチオン性基含有共重合体であり、前記バインダーが、前記本発明に係る(B)成分の高分子化合物である塗工紙の製造方法が提供される。 According to the present invention, after treating a surface treatment agent containing a cationic group-containing copolymer on at least one surface of a paper mainly composed of pulp, a pigment and a binder are treated on the treated surface of the paper with the surface treatment agent. In which a coating layer of a coating solution containing a coating liquid is provided, wherein the cationic group-containing copolymer is a cationic group-containing copolymer of the component (A) according to the present invention. There is provided a method for producing a coated paper, wherein the binder is the polymer compound of the component (B) according to the present invention.
以下、配合量を示す「部」および「%」はすべて「固形分重量部」および「固形分重量%」を示す。 Hereinafter, “parts” and “%” indicating the blending amounts all indicate “parts by weight of solids” and “% by weight of solids”.
〔カチオン性基含有共重合体の製造方法〕
表1の単量体を用いてカチオン性基含有共重合体を以下の方法で製造した。
[Method for producing cationic group-containing copolymer]
A cationic group-containing copolymer was produced by the following method using the monomers shown in Table 1.
<カチオン性基含有共重合体の製造例1>
2Lビーカーにイオン交換水560.0g、MOEDES(ジメチルアミノエチルメタクリレートとジメチル硫酸の当モル付加物(有効分90重量%)。いずれも試薬、和光純薬工業(株)製)413.67g(有効分372.30g)、AAm(N,N−ジメチルアクリルアミド、試薬、和光純薬工業(株)製)84.98g、NK−14G(架橋剤、ポリエチレングリコールジメタクリレート、新中村化学(株)製)1.056g、V−50(重合開始剤、2,2≡−アゾビス(2−アミジノプロパン)・2塩酸塩、和光純薬工業(株)製)0.707gを混合し、モノマー水溶液Aとした。5Lのガラス容器にシクロヘキサン1977g、分散剤としてシュガーエステルS−770(三菱化成(株)製)を4.58g仕込み、60℃で1時間かけ均一に溶解せしめた。溶解後、30℃に冷却し、分散剤溶液Bとした。
<Production Example 1 of cationic group-containing copolymer>
In a 2 L beaker, 560.0 g of ion-exchanged water, MOEDES (Equimolar adduct of dimethylaminoethyl methacrylate and dimethyl sulfate (effective content 90% by weight), both reagents, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 413.67 g (effective) 372.30 g), AAm (N, N-dimethylacrylamide, reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 84.98 g, NK-14G (crosslinking agent, polyethylene glycol dimethacrylate, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 1.056 g and V-50 (polymerization initiator, 2,2≡-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.707 g were mixed to prepare monomer aqueous solution A. . A 5 L glass container was charged with 1977 g of cyclohexane and 4.58 g of sugar ester S-770 (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) as a dispersing agent, and uniformly dissolved at 60 ° C. for 1 hour. After dissolution, the mixture was cooled to 30 ° C. to obtain Dispersant Solution B.
分散剤溶液Bに、前記モノマー水溶液Aを加え、ホモミキサー(ROBOMICS、特殊機化工業(株)製)にセットし、9000回転で4分間攪拌し、平均粒子径5μmのモノマー分散液を得た。全量を5Lの攪拌機と温度計、冷却管の付いたSUS槽に仕込み、窒素置換後、昇温し、70℃で1時間重合した。さらに70℃で1時間熟成した後、冷却管付きの脱水管を装着し、約2時間かけて系内から水532gを除去した。脱水が進むにつれ、槽内温度は70℃から81℃に上昇した。 The monomer aqueous solution A is added to the dispersant solution B, set in a homomixer (ROBOMICS, manufactured by Tokki Kika Kogyo Co., Ltd.), and stirred at 9000 rpm for 4 minutes to obtain a monomer dispersion having an average particle size of 5 μm. . The entire amount was charged into a 5 L SUS tank equipped with a stirrer, a thermometer, and a cooling tube, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised and polymerization was carried out at 70 ° C. for 1 hour. Further, after aging at 70 ° C. for 1 hour, a dehydrating tube with a cooling tube was attached, and 532 g of water was removed from the system over about 2 hours. As dehydration progressed, the temperature in the tank rose from 70 ° C to 81 ° C.
ついで40℃以下に冷却し、内容物をステンレス製トレーに移し、80℃、熱風乾燥して溶媒を除去し、白色・粒状のカチオン性基含有共重合体1を得た。なお、実施例で用いたカチオン性基含有共重合体1は、家庭用コーヒーミルで約1秒間、軽く粉砕し平均粒子径3.8μmのカチオン性基含有共重合体1を得た。 Subsequently, the mixture was cooled to 40 ° C. or lower, and the contents were transferred to a stainless steel tray and dried with hot air at 80 ° C. to remove the solvent. Thus, white and granular cationic group-containing copolymer 1 was obtained. The cationic group-containing copolymer 1 used in the examples was lightly pulverized in a household coffee mill for about 1 second to obtain a cationic group-containing copolymer 1 having an average particle size of 3.8 μm.
<カチオン性基含有共重合体の製造例2>
カチオン性基含有共重合体の製造例1に順じ、表1に示すモノマー組成で、平均粒子径4.0μmのカチオン性基含有共重合体2を得た。
<Production example 2 of cationic group-containing copolymer>
In accordance with Production Example 1 of a cationic group-containing copolymer, a cationic group-containing copolymer 2 having an average particle size of 4.0 μm was obtained with the monomer composition shown in Table 1.
<カチオン性基含有共重合体の製造例3>
内容積1リットルで、ジャケットに70℃のオイルを外部循環させたシグマ型攪拌腕を2本有するステンレス製ニーダー中に、DADMAC(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、65%水溶液、ダイソー(株)製)45.92g(固形分29.85g)、アクリルアミド(AAm、試薬、和光純薬工業(株)製)48.28g、NK−14G(架橋剤、ポリエチレングリコールジメタクリレート、新中村化学(株)製)0.0214g、イオン交換水350gからなるあらかじめ窒素置換したモノマー水溶液を入れ、30分さらに窒素ガスを吹き込み反応系内を窒素置換しながら、モノマー水溶液の昇温を行った。ついで、重合開始剤としてV−50を0.22g添加した。重合開始剤を添加してから15分後から増粘し、1時間後に系全体が柔らかいゲル状となった。そのまま4時間重合を継続させた。餅状の重合物を取り出し、95℃で乾燥させた。その後、コーヒーミル、ジェットミルで粉砕した。粉砕した架橋粒子をハイボルターで分級し、カチオン性基含有共重合体3を得た。(平均粒子径45μm)
<Production Example 3 of Cationic Group-Containing Copolymer>
DADMAC (diallyldimethylammonium chloride, 65% aqueous solution, manufactured by Daiso Corporation) in a stainless steel kneader having two sigma-type stirring arms with an internal volume of 1 liter and externally circulating 70 ° C. oil in a jacket. 92 g (solid content 29.85 g), acrylamide (AAm, reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 48.28 g, NK-14G (crosslinking agent, polyethylene glycol dimethacrylate, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) A monomer aqueous solution previously substituted with nitrogen consisting of 0214 g and ion exchanged water 350 g was added, and the temperature of the monomer aqueous solution was increased while nitrogen gas was blown into the reaction system for 30 minutes and nitrogen was substituted in the reaction system. Next, 0.22 g of V-50 was added as a polymerization initiator. The viscosity increased 15 minutes after the addition of the polymerization initiator, and the entire system became a soft gel after 1 hour. The polymerization was continued for 4 hours. The soot-like polymer was taken out and dried at 95 ° C. Then, it grind | pulverized with the coffee mill and the jet mill. The pulverized crosslinked particles were classified with a high volter to obtain a cationic group-containing copolymer 3. (Average particle size 45μm)
<カチオン性基含有共重合体4>
カチオン性基含有共重合体4には、市販のGAFQUAT HS−100〔ビニルピロリドン/メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド共重合物、GAFジャパン製〕を用いた。
<Cationic group-containing copolymer 4>
As the cationic group-containing copolymer 4, commercially available GAFQUAT HS-100 [vinylpyrrolidone / methacrylamideamidopropyltrimethylammonium chloride copolymer, manufactured by GAF Japan] was used.
〔バインダーの製造方法〕
<バインダーの製造例1>
2Lの攪拌機と温度計、冷却管の付いたガラス反応槽に、イオン交換水475.25gとアニオン性界面活性剤エマール20C(固形分25%、花王(株)製)28.00gに、アクリル酸(以下、AAと表記する)(東亞合成化学(株)製)0.06g、2−エチルヘキシルアクリレート(以下、2EHAと表記する)(試薬、和光純薬工業(株)製)4.29g、スチレン(以下、Stと表記する)(試薬、和光純薬工業(株)製)13.15gを混合したモノマー溶液を仕込み、30分間窒素置換した。過硫酸アンモニウム(以下、APSと表記する)(試薬、和光純薬工業(株)製)0.45gをイオン交換水5gに溶解後、反応系に添加し、窒素置換しながら80℃に昇温した。白濁を確認後、AA1.20g、2EHA81.46g、St249.84gを混合したモノマー溶液を2時間にわたり滴下した。なお、APS1.35gをイオン交換水15gに溶解した水溶液を、滴下中に3分割し系内に投入した。ひきつづき80℃で2時間熟成したのち、35℃以下に冷却し、バインダー11を得た。
[Binder production method]
<Binder Production Example 1>
In a glass reactor equipped with a 2 L stirrer, thermometer, and cooling tube, 475.25 g of ion-exchanged water and 28.00 g of anionic surfactant Emar 20C (solid content 25%, manufactured by Kao Corporation) were added to acrylic acid. (Hereinafter referred to as AA) (manufactured by Toagosei Chemical Co., Ltd.) 0.06 g, 2-ethylhexyl acrylate (hereinafter referred to as 2EHA) (reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 4.29 g, styrene A monomer solution mixed with 13.15 g (hereinafter referred to as “St”) (reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was charged and purged with nitrogen for 30 minutes. Ammonium persulfate (hereinafter referred to as APS) (reagent, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (0.45 g) was dissolved in 5 g of ion-exchanged water, added to the reaction system, and heated to 80 ° C. while purging with nitrogen. . After confirming the cloudiness, a monomer solution in which 1.20 g of AA, 81.46 g of 2EHA, and 249.84 g of St were mixed was added dropwise over 2 hours. An aqueous solution in which 1.35 g of APS was dissolved in 15 g of ion-exchanged water was divided into three during dropping, and charged into the system. Subsequently, after aging at 80 ° C. for 2 hours, the mixture was cooled to 35 ° C. or lower to obtain a binder 11.
<バインダーの製造例2>
バインダーの製造例1に順じ、表3に示すモノマー組成で、バインダー12を得た。
<Binder Production Example 2>
Binder 12 was obtained with the monomer composition shown in Table 3 in accordance with Binder Production Example 1.
〔原紙の製造方法〕
<パルプ原料>
パルプ原料としては、LBKP(広葉樹晒パルプ)を、25℃で叩解機にて離解、叩解して2.2重量%のLBKPスラリーとしたヴァージンパルプを用いた。このもののカナダ標準濾水度(JIS P 8121)は450mlであった。
[Production method of base paper]
<Pulp raw material>
As a pulp raw material, virgin pulp was used in which LBKP (hardwood bleached pulp) was disaggregated and beaten with a beater at 25 ° C. to obtain a 2.2 wt% LBKP slurry. The Canadian standard freeness (JIS P 8121) of this product was 450 ml.
<抄紙方法>
ヴァージンパルプスラリーを抄紙後のパルプシートのパルプ坪量が80g/m2±1g/m2になるように量り取り、角型タッピ抄紙機にて80メッシュワイヤー(面積625cm2)で抄紙し、パルプシートを得た。抄紙後のシートは、3.5kg/cm2で5分間プレス機にてプレスし、鏡面ドライヤーを用い105℃で2分間乾燥した。乾燥されたパルプシートを23℃、湿度50%の条件で1日間調湿し、表面処理に供する原紙とした。原紙嵩密度は0.574g/cm3であった。
<Paper making method>
The virgin pulp slurry was weighed so that the pulp basis weight of the pulp sheet after papermaking would be 80 g / m 2 ± 1 g / m 2, and paper was made with 80 mesh wire (area 625 cm 2 ) using a square tappi paper machine. A sheet was obtained. The sheet after paper making was pressed with a press at 3.5 kg / cm 2 for 5 minutes and dried at 105 ° C. for 2 minutes using a mirror dryer. The dried pulp sheet was conditioned at 23 ° C. and a humidity of 50% for 1 day to obtain a base paper for surface treatment. The bulk density of the base paper was 0.574 g / cm 3 .
〔表面処理剤の処理方法〕
ガラス板上にワイヤーコーターで、表面処理剤として表1のカチオン基含有共重合体を所定濃度で含有する水溶液を用い、50g/m2のキャスティング皮膜を形成した。次いで上記原紙(幅12.5cm×長さ25cm)をキャスティング皮膜上にのせ、100g/m2のろ紙一枚でカバーし、ロール(直径200mm、幅200mm、線圧230g/cm)を転がし、表面処理剤をガラス板上から原紙表面に転写した。次いで鏡面ドライヤーを用い105℃で2分間乾燥した。これらの一連の操作は間髪をいれずすみやかに操作した。乾燥されたパルプシートを23℃、湿度50%の条件で1日間調湿し、塗工原紙とした。なお、水溶液濃度等は塗布量(固形分換算)が表4中の数値となるように調整した。
[Method of treating surface treatment agent]
A 50 g / m 2 casting film was formed on a glass plate using an aqueous solution containing the cation group-containing copolymer of Table 1 at a predetermined concentration as a surface treating agent using a wire coater. Next, the base paper (width 12.5 cm × length 25 cm) is placed on the casting film, covered with one piece of 100 g / m 2 filter paper, and the roll (diameter 200 mm, width 200 mm, linear pressure 230 g / cm) is rolled, The treatment agent was transferred from the glass plate to the base paper surface. Subsequently, it dried for 2 minutes at 105 degreeC using the mirror surface dryer. These series of operations were operated promptly without any intermission. The dried pulp sheet was conditioned at 23 ° C. and a humidity of 50% for 1 day to obtain a coated base paper. In addition, aqueous solution density | concentration etc. were adjusted so that application quantity (solid content conversion) might become the numerical value in Table 4.
〔塗工紙の製造方法〕
上記で得られた塗工原紙(表面処理紙)の片面に、塗工液を、ブレード式の塗工機(フレキシブルトレーリングブレードコーター、塗工速度140m/分、塗工圧0.5〜1.5kg/cm2、熊谷理機工業(株)製)にて、乾燥後の塗工量が14.5g/m2となるように塗工した。次いで、105℃、20秒間鏡面ドライヤーを用い乾燥した。
[Production method of coated paper]
On one side of the coating base paper (surface-treated paper) obtained above, a coating liquid is applied to a blade-type coating machine (flexible trailing blade coater, coating speed 140 m / min, coating pressure 0.5 to 1). The coating amount after drying was 14.5 g / m 2 at 0.5 kg / cm 2 (manufactured by Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd.). Subsequently, it dried using the mirror surface dryer for 20 second at 105 degreeC.
ここで、塗工液は、顔料として炭酸カルシウム(FMT97、ファイマテック株式会社製)50gと微粒カオリン(アマゾンプラス、カデム(株)製)50gを配合し、分散剤としてポリアクリル酸ソーダ(ポイズ535M、有効分31%、花王(株)製)を有効分として0.075g、および2Nの苛性ソーダ0.020gを添加して分散し、前記顔料100gに対して表2のバインダーを有効分として11g、変性デンプン(リン酸変性澱粉、王子コーンスターチ(株)製)を有効分として3.0gを混合して調製した、有効分濃度が65%(残部は水)の塗工液である。 Here, the coating liquid contains 50 g of calcium carbonate (FMT97, manufactured by Phimatech Co., Ltd.) as a pigment and 50 g of fine kaolin (Amazon Plus, manufactured by Kadem Co., Ltd.), and polyacrylic acid soda (poise 535M) as a dispersant. , 31% effective content, manufactured by Kao Corporation), 0.075 g as an effective component, and 0.020 g of 2N caustic soda were added and dispersed, and 11 g of the binder of Table 2 as an effective component per 100 g of the pigment, It is a coating solution prepared by mixing 3.0 g of modified starch (phosphate-modified starch, manufactured by Oji Corn Starch Co., Ltd.) with an effective content of 65% (the balance is water).
さらに、テストスーパーカレンダー(熊谷理機工業(株)製)にて線圧200kg/cm、(圧力49MPa)、処理速度10m/分、ロール温度50℃、2ニップ処理することにより塗工紙を得た。 Further, a coated paper is obtained by performing a 2-nip treatment with a linear pressure of 200 kg / cm (pressure 49 MPa), a processing speed of 10 m / min, a roll temperature of 50 ° C., using a test super calendar (manufactured by Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd.). It was.
〔塗工紙の評価方法〕
<表面処理剤の塗布量>
表面処理剤の処理で得られた塗工原紙(表面処理紙)と、表面処理前の原紙を、それぞれ23℃、湿度50%の条件で1日間調湿し、その差分をサンプルの面積(幅12.5cm×長さ25cm)で除した値から塗布量(g/m2)を算出した(測定枚数3の平均値)。表面処理剤による塗布を行わないものは、塗布量を0g/m2とした。
[Method for evaluating coated paper]
<Application amount of surface treatment agent>
The coated base paper (surface-treated paper) obtained by the treatment with the surface treatment agent and the base paper before the surface treatment are each conditioned at 23 ° C. and a humidity of 50% for 1 day, and the difference between them is the area of the sample (width) The coating amount (g / m 2 ) was calculated from the value divided by 12.5 cm × length 25 cm (average value of 3 sheets to be measured). In the case where coating with a surface treatment agent was not performed, the coating amount was 0 g / m 2 .
<光沢度>
JIS P8142に従って光沢度計(GMX−203型、75°型、(株)村上色彩技術研究所製)を用い、塗工面の白紙光沢度を測定し、その平均値を求めた(測定ヶ所数6/1枚、測定枚数3枚、18点の平均値)。結果を表4に示す。光沢度が大きいほど、光沢性に優れ、また光沢度の1%(1ポイント)の差は有意差として十分に認識されるものであり、差が3%(3ポイント)になると相違は更に顕著となる。
<Glossiness>
Using a gloss meter (GMX-203 type, 75 ° type, manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.) according to JIS P8142, the white paper glossiness of the coated surface was measured, and the average value was obtained (number of measurement points: 6 / 1 sheet, 3 sheets measured, average value of 18 points). The results are shown in Table 4. The greater the glossiness, the better the glossiness, and the difference of 1% (1 point) in glossiness is fully recognized as a significant difference, and the difference becomes more prominent when the difference becomes 3% (3 points). It becomes.
<嵩密度>
JIS P8118により、緊度を測定し、嵩密度とした(測定枚数3の平均値)。結果を表4に示す。嵩密度が小さいほど、軽量であり、また嵩密度の0.02の差は有意差として十分に認識されるものである。
<Bulk density>
The tightness was measured according to JIS P8118 to obtain the bulk density (average value of the number of measured sheets 3). The results are shown in Table 4. The smaller the bulk density, the lighter the weight, and the difference of 0.02 in the bulk density is sufficiently recognized as a significant difference.
なお、実施例、比較例で用いた成分について、表1にカチオン基含有共重合体の単量体組成等を、表2にバインダーの種類及びTgを、表3にバインダー11、12の単量体組成等を示した。 In addition, about the component used by the Example and the comparative example, the monomer composition etc. of a cation group containing copolymer are shown in Table 1, the kind and Tg of a binder are shown in Table 2, and the single quantity of the binders 11 and 12 in Table 3. Body composition etc. were shown.
表4において、手抄き紙に、本発明に係る表面処理剤を施し、特定Tgのバインダーを用いた塗工液を塗工した実施例1〜12の塗工紙と、表面処理剤による処理をしていない、すなわち未処理の比較例1の塗工紙とを比較した場合、実施例1〜12の方が格段に高い光沢度を示すことが明らかである。同様に、実施例1〜12と、塗工液のバインダーとしてTgの低いバインダーを用いた比較例2〜5とを比較した場合、明らかに実施例1〜12の方が高い光沢度を示すことがわかる。 In Table 4, the surface treatment agent according to the present invention was applied to handmade paper, and the coating paper of Examples 1 to 12 was coated with a coating solution using a binder having a specific Tg, and the treatment with the surface treatment agent. When compared with the coated paper of Comparative Example 1 that is not treated, that is, untreated, it is clear that Examples 1 to 12 show much higher gloss. Similarly, when Examples 1 to 12 and Comparative Examples 2 to 5 using a binder having a low Tg as a binder of the coating liquid are compared, Examples 1 to 12 clearly show higher glossiness. I understand.
表4の一部の実施例及び比較例において、塗工液の塗工量を表5のように変更した以外は上記と同様にして得た塗工紙について、上記と同様の評価を行った。その結果を表5に示す。また、表5の結果のうち、塗工液の塗工量と塗工紙の光沢度との関係を示すグラフを図1に示した。図1中、曲線Aは実施例2a、2、2bの結果を、曲線Bは実施例8a、8、8bの結果を、曲線Cは比較例4a、4、4bの結果を、曲線Dは比較例1a、1、1bの結果を結ぶものである。 In some examples and comparative examples in Table 4, the same evaluation as above was performed on the coated paper obtained in the same manner as described above except that the coating amount of the coating liquid was changed as shown in Table 5. . The results are shown in Table 5. Moreover, the graph which shows the relationship between the coating amount of a coating liquid and the glossiness of a coated paper among the results of Table 5 was shown in FIG. In FIG. 1, curve A is the result of Examples 2a, 2, 2b, curve B is the result of Examples 8a, 8, 8b, curve C is the result of Comparative Examples 4a, 4, 4b, and curve D is the comparison. The results of Examples 1a, 1, 1b are connected.
表5、図1から、同一塗工量においては、特定の表面処理剤と本発明で選定した特定の塗工液との組み合わせにより、光沢度が格段に向上することがわかる。従って、光沢度が同等である場合は、本発明の塗工紙では、比重の高い無機顔料を主成分とする塗工液の塗工量を著しく低減できることから、塗工紙の嵩密度を低下させることができ、塗工紙の軽量化が可能となる。 From Table 5 and FIG. 1, it can be seen that, at the same coating amount, the combination of the specific surface treatment agent and the specific coating liquid selected in the present invention significantly improves the glossiness. Therefore, when the glossiness is the same, the coated paper of the present invention can significantly reduce the coating amount of a coating liquid containing an inorganic pigment having a high specific gravity as a main component, thereby reducing the bulk density of the coated paper. The weight of the coated paper can be reduced.
このように、本発明では、原紙に特定の表面処理剤を施し、更に特定の塗工液を塗工することで、既存の技術(例えば比較例1)に比べ、光沢度が向上していることが明らかである。これらは、塗工液の塗工量やカレンダー条件が同一条件である場合、実施例は塗工液の浸透が抑制されているために、比較例に比べ光沢度の向上に寄与する有効塗工層が多くなっているためであると思われる。 Thus, in this invention, glossiness is improving compared with the existing technique (for example, comparative example 1) by giving a specific surface treating agent to base paper, and also apply | coating a specific coating liquid. It is clear. These are effective coatings that contribute to improved gloss compared to the comparative examples because the penetration of the coating solution is suppressed when the coating amount and calendar conditions of the coating solution are the same. This seems to be because there are many layers.
Claims (9)
前記カチオン性基含有共重合体が、(A)一般式(I)で表されるビニル単量体及び一般式(II)で表されるビニル単量体から選ばれる少なくとも1種〔以下、(A)成分という〕と、(B)一般式(III)で表されるカチオン性基含有ビニル単量体及び一般式(IV)で表されるカチオン性基含有ビニル単量体から選ばれる少なくとも1種〔以下、(B)成分という〕とを重合することにより得られるカチオン性基含有共重合体であり、
前記バインダーが、ガラス転移温度が−40℃から60℃のスチレン/ブタジエン系ポリマー及びガラス転移温度が−40℃から60℃の(メタ)アクリル酸エステル系ポリマーから選ばれる少なくとも1種のポリマーである、
塗工紙。
〔式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2及びR3は同一又は異なって、水素原子又は炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基又はアルケニル基を示す。〕
〔式中、R1は前記の意味を示し、mは0又は1の数を示し、A1及びA2は同一又は異なって、式−(CH2)n−(nは2〜6の整数を示す)で表される基及び−CO−基から選ばれる基を示し、Bは−O−及び−CH2−から選ばれる基を示す。〕
〔R1は前記の意味を示し、R4及びR5は同一又は異なって、炭素数1〜4のアルキル基又はアルケニル基を示し、R6は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、Yは−O−、−NH−又は−O−CH2CH(OH)−基を示し、Zは炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示し、Xは酸の共役塩基、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルキルサルフェート基を示す。〕
〔式中、R7及びR8は同一又は異なって水素原子又はメチル基を示し、R9及びR10は同一又は異なって水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、Xは前記の意味を示す。〕 After treating a surface treatment agent containing a cationic group-containing copolymer on at least one side of a paper mainly composed of pulp, a coating containing a pigment and a binder is treated on the surface treated with the surface treatment agent of the paper. A coated paper provided with a coating layer of a working fluid,
The cationic group-containing copolymer is at least one selected from (A) a vinyl monomer represented by the general formula (I) and a vinyl monomer represented by the general formula (II) [hereinafter, ( A) and at least one selected from (B) a cationic group-containing vinyl monomer represented by the general formula (III) and a cationic group-containing vinyl monomer represented by the general formula (IV) A cationic group-containing copolymer obtained by polymerizing a seed [hereinafter referred to as component (B)],
The binder is at least one polymer selected from a styrene / butadiene-based polymer having a glass transition temperature of −40 ° C. to 60 ° C. and a (meth) acrylate polymer having a glass transition temperature of −40 ° C. to 60 ° C. ,
Coated paper.
[Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 and R 3 are the same or different and represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms. ]
[Wherein R 1 represents the above-mentioned meaning, m represents a number of 0 or 1, A 1 and A 2 are the same or different, and the formula — (CH 2 ) n — (n is an integer of 2 to 6] And B represents a group selected from —O— and —CH 2 —. ]
[R 1 is as defined above, R 4 and R 5 are the same or different and each represents an alkyl group or alkenyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Y represents —O—, —NH— or —O—CH 2 CH (OH) —, Z represents a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and X represents an acid. A conjugated base, a halogen atom or an alkyl sulfate group having 1 to 4 carbon atoms is shown. ]
[Wherein, R 7 and R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group; R 9 and R 10 are the same or different and each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; Indicates meaning. ]
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