JPH0757856B2 - オフセット輪転印刷紙用塗工組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、オフセット輪転印刷紙用塗工組成物に関する
ものであり、さらに詳くは、塗工組成物の保水性、流動
性および塗工紙の耐ブリスター性、印刷光沢、接着強
度、耐水性に優れたオフセット輪転印刷紙用塗工組成物
に関するものである。

＜従来の技術＞ 近年、印刷物の増加にともない高速印刷、印刷効率の向
上が可能なオフセット輪転印刷機の普及にはめざましい
ものがある。このオフセット輪転印刷に使用される塗工
紙に要求される重要な印刷適性の一つに耐ブリスター性
があげられる。一般にオフセット輪転印刷後、インキを
高温乾燥させる際に塗工紙内の含有水分が気化膨張し紙
の表面に火ぶくれを生じる現象をブリスターと称する
が、このブリスターが発生すると、著しく商品価値を損
うため、オフセット輪転印刷用塗工紙における耐ブリス
ター性は重要である。

この耐ブリスター性を改良する方法として、透気性のよ
い顔料（例えば微粒子径の炭酸カルシウム、サチンホワ
イト）の使用、またバインダーとして用いられる澱粉等
の天然高分子の低減が挙げられる。

しかしながら、透気性のよい顔料の使用は接着強度を低
下させ、また、天然高分子の低減は、組成物の保水性の
低下および接着強度が低下するという問題がある。

一方、近年の塗工技術の傾向として操業効率の向上、乾
燥エネルギーコストの削減及び塗工紙品質向上等の目的
で、コーターの高速化、コーティングカラーの高濃度化
が指向されているが、いずれにおいてもコーティングカ
ラーの良好な流動性が必要とされる。この点においても
天然高分子の低減により、高剪断速度下における流動性
を改良することができるが、前述のとおり、天然高分子
の低減は組成物の保水性の低下および接着強度を低下さ
せる。そこで塗工組成物に保水性および増粘性を付与す
る合成共重合体ラテックスであるアルカリ感応型ラテッ
クスを使用することが、例えば特開昭57−167490号に提
案されている。

しかしながら、これらのラテックスの使用も保水性およ
び流動性といった面では未だ満足できるものではなく、
さらに耐ブリスター性にも劣るものである。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明の目的は、塗工組成物の保水性、流動性および該
組成物を塗工して得られたオフセット輪転印刷用塗工紙
の耐ブリスター性、印刷光沢、接着強度、耐水性を改良
することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明者等は、上述の目的を達成すべく鋭意検討した結
果、特定の二段階の重合にて得られたアルカリ不溶性共
重合体ラテックスと特定の組成ならびに平均分子量を有
するアルカリ可溶性共重合体ラテックスを特定割合にて
併用することにより該目的を達成することを見い出し、
本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、 脂肪族共役ジエン系単量体25〜40重量％、シアン化ビニ
ル系単量体１〜40重量％、エチレン系不飽和カルボン酸
単量体１〜10重量％および他の共重合可能な単量体10〜
73重量％を乳化重合するにあたり、 第１段目として、脂肪族共役ジエン系単量体全量、シア
ン化ビニル系単量体全量、エチレン系不飽和カルボン酸
単量体の60〜90重量％、他の共重合可能な単量体の一部
からなり、かつ、その合計量が全使用単量体の45〜99重
量％である単量体混合物を乳化重合して得られた共重合
体の存在下に、 第２段目として、エチレン系不飽和カルボン酸単量体40
〜10重量％および他の共重合可能な単量体の残部からな
り、かつ、その合計量が全使用単量体の１〜55重量％で
ある単量体混合物を添加し、乳化重合して得られるアル
カリ不溶性共重合体ラテック（Ａ）および エチレン系不飽和カルボン酸単量体19.9〜50重量％、不
飽和カルボン酸アルキルエステル単量体49.9〜80重量％
および架橋性単量体0.01〜0.1重量％を乳化重合して得
られる平均分子量が15,000〜500,000であるアルカリ可
溶性共重合体ラテックス（Ｂ）からなり、かつ、（Ａ）
／（Ｂ）が重量比（固形分換算）で99/1〜80/20となる
割合で混合してなるラテックス混合物を顔料100重量部
に対して５〜20重量部（固形分換算）にて含有してなる
ことを特徴とするオフセット輪転印刷紙用塗工組成物を
提供するものである。

以下、本発明につき詳細に説明する。

本発明のアルカリ不溶性共重合体ラテックス（Ａ）を構
成する脂肪族共役ジエン系単量体としては、４〜10個の
炭素原子を有するものから選ばれ、具体的には1,3−ブ
タジエン、２−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチ
ル−1,3−ブタジエン、ハロゲン置換ブタジエン類、置
換直鎖共役ペンタジエン類、直鎖または側鎖を持つ共役
ヘキサジエン類などが挙げられ、１種又は２種以上用い
ることができる。

シアン化ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、
メタクリロニトリルなどが挙げられ、１種又は２種以上
用いることができる。

エチレン系不飽和カルボン酸単量体としては、アクリル
酸、メタクリル酸などのモノカルボン酸や、イタコン
酸、フマル酸、マレイン酸などのジカルボン酸および無
水マレイン酸などが挙げられ、１種又は２種以上用いる
ことができる。

また、これらと共重合可能な単量体としては、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジメチルス
チレン等の芳香族ビニル単量体、メチルアクリレート、
エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチル
ヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピル
アクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリ
レート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒ
ドロキシプロピルメタクリレート等の不飽和カルボン酸
アルキルエステル単量体、更にはアクリルアミド、Ｎメ
チロールアクリルアミド、グリシジルアクリレート、グ
リシジルメタクリレート等が挙げられ、それぞれ１種又
は２種以上用いることができる。

脂肪族共役ジエン系単量体は25〜40重量％にて用いられ
るが、25重量％未満では接着強度が低下し、40重量％を
超えると、耐ブリスター性が低下する。好ましくは27〜
38重量％の範囲である。

シアン化ビニル系単量体は１〜40重量％にて用いられる
が、１重量％未満では光沢が低下し、40重量％を超える
と安定な共重合ラテックスが得られない。好ましくは５
〜35重量％である。

エチレン系不飽和カルボン酸単量体は１〜10重量％にて
用いられるが、１重量％未満では共重合体ラテックスの
安定性が不充分となり、さらに接着強度も低下する。ま
た、10重量％を超えると生成する共重合体ラテックスの
粘度が高くなり取り扱いが困難となる。好ましくは１〜
７重量％である。

共重合可能な単量体は10〜73重量％にて用いられるが、
10重量％未満では耐ブリスター性が低下し、73重量％を
超えると接着強度が低下する。好ましくは20〜67重量％
である。

本発明のアルカリ不溶性共重合体ラテックス（Ａ）は、
上述の組成を有する単量体を乳化重合するにあたり、 第１段目として、脂肪族共役ジエン系単量体全量、シア
ン化ビニル系単量体全量、エチレン系不飽和カルボン酸
単量体の60〜90重量％、他の共重合可能な単量体の一部
からなり、かつ、その合計量が全使用単量体の45〜99重
量％である単量体混合物を乳化重合して得られた共重合
体の存在下に、 第２段目として、エチレン系不飽和カルボン酸単量体40
〜10重量％および他の共重合可能な単量体の残部からな
り、かつ、その合計量が全使用単量体の１〜55重量％で
ある単量体混合物を添加し、乳化重合して得られるもの
である。

脂肪族共役ジエン系単量体およびシアン化ビニル系単量
体は、１段目に全量使用されることが必須である。脂肪
族共役ジエン系単量体を２段目に使用すると安定な共重
合体ラテックスが得られない。また、シアン化ビニル系
単量体を２段目に使用すると充分な印刷光沢が得られな
い。

エチレン系不飽和カルボン酸単量体は、１段目に60〜90
重量％用いられる。１段目の使用量が60重量％未満では
良好な流動性が得られず、90重量％を超えると塗工時に
必要な粘性が得られない。好ましくは60〜85重量％であ
る。

また、１段目に乳化重合する単量体混合物の使用量は、
全使用単量体の45〜99重量％である。該使用量が45重量
％未満では耐水性および接着強度が低下し、99重量％を
超えると満足な耐ブリスター性および印刷光沢が得られ
ない。好ましくは50〜90重量％である。

本発明のアルカリ可溶性共重合体ラテックス（Ｂ）を構
成するエチレン系不飽和カルボン酸単量体および不飽和
カルボン酸アルキルエステル単量体としては、アルカリ
不溶性共重合体ラテックス（Ａ）で述べたものと同様の
ものが挙げられ、それぞれ１種又は２種以上用いること
ができる。

また、架橋性単量体としては、２個以上の重合性の非共
役２重結合を含む単量体で、例えばアクリル酸アリル、
ジアリルマレート、ジアリルフタレート、イソフタル酸
ジアリル、ジアリルイタコン酸、トリアリルジアヌレー
ト、ジアリルベンゼンホスホネート、ジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート、テトラクロルフタル酸ジ
アリル、ヘット酸ジアリル、エチレングリコールジメタ
アクリレート、アリルメタアクリレート、ジアリルシア
ナミド、ジアリリデンペンタエリスリトール、ジビニル
ベンゼン、ジビニルナフリン、ジアクリル酸、ジメタク
リル酸エチレングリコール、２−エチルヘキサン−1,3
−ジメタクリレート、ジビニルキシレン、ジビニルエチ
ルベンゼン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフォン、
Ｎ−Ｎ′−メチレンジアクリルアミド、1,2−ジ（α−
メチルメチレンスルフォンアミド）−エチレン等が挙げ
られ、１種又は２種以上用いることができる。

エチレン系不飽和カルボン酸単量体は19.9〜50重量％に
て用いられるが、19.9重量％未満では増粘性が低下し、
50重量％を超えると生成する共重合体ラテックスの粘度
が高くなり取り扱いが困難となる。好ましくは24.9〜45
重量％である。

また、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体は49.9
〜80重量％にて用いられるが、49.9重量％未満では安定
な共重合体ラテックスが得られず80重量％を超えると接
着強度が低下する。好ましくは54.9〜75重量％である。

架橋性単量体は0.01〜0.1重量％にて用いられるが、0.0
1重量％未満では塗被液の粘性が低下し、0.1重量％を超
えると塗被液の流動性が低下し、また塗工紙の耐ブリス
ター性が低下する。

アルカリ可溶性共重合体ラテックス（Ｂ）は、重量平均
分子量が15,000〜500,000の範囲であることが必要であ
る。該分子量が15,000未満では塗被液の保水性が劣り、
また塗工紙の接着強度にも劣り、500,000を超えると耐
ブリスター性が低下する。好ましくは50,000〜400,000
である。

なお、アルカリ可溶性共重合体ラテックス（Ｂ）の重量
平均分子量は、水系カラムを用いpH9〜10の条件にてポ
リエチレングリコールを基準に測定した。

上述のアルカリ不溶性共重合体ラテックス（Ａ）および
アルカリ可溶性共重合体ラテックス（Ｂ）は、重量比
（固形分換算）で（Ａ）／（Ｂ）＝99/1〜80/20となる
割合で混合される。（Ａ）および（Ｂ）の合計当たり
（Ａ）が99重量％を超えると満足な保水性が得らえず、
また、80重量％未満では、流動性、接着強度および耐ブ
リスター性が低下する。

アルカリ不溶性共重合体ラテックス（Ａ）およびアルカ
リ可溶性共重合体ラテックス（Ｂ）は、それぞれ乳化重
合にて得られるが、重合に際しては公知の乳化剤、重合
開始剤、連鎖移動剤等が用いられる。

乳化剤としては高級アルコールの硫酸エステル、アルキ
ルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩等のアニ
オン性界面活性剤あるいはポリエチレングリコールのア
ルキルエステル型、アルキルフェニルエーテル型、アル
キルエーテル型等のノニオン性界面活性剤が１種又は２
種以上で用いられる。

開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウ
ム、過硫酸ナトリウム等の水溶性開始剤、あるいはレド
ックス系開始剤あるいは、過酸化ベンゾイル等の油溶性
開始剤が使用できる。

連鎖移動剤としては、メルカプタン類、ハロゲン化炭化
水素類等が使用される。

さらに、アルカリ可溶性共重合体ラテックス（Ｂ）は、
通常、アルカリ不溶性共重合体ラテックス（Ａ）とは別
々のリアクターで製造されるが、該アルカリ不溶性共重
合体ラテックス（Ａ）を重合したのち、同一リアクター
内で重合することも可能である。

本発明における塗工組成物を構成する顔料としては、カ
オリン、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、ク
レー、タルク、酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリ
カ、酸化亜鉛、プラスチックピグメントなど公知のもの
が挙げられ、１種又は２種以上用いることができる。

上述の共重合体ラテックス（混合物）と顔料との構成比
は、顔料100重量部当り共重合体ラテックス５〜20重量
部（固形分換算）であり、共重合体ラテックスが５重量
部未満では接着力が不足し、20重量部を越すと耐ブリス
ター性が低下する。

本発明における塗工組成物においては、上述の共重合体
ラテックス以外に、酸化デンプン、エーテル化デンプ
ン、エステル化デンプン、酵素変性デンプン、大豆タン
パク等の天然系バインダーを共重合体ラテックスと共に
組み合せて使用することもできる。さらに、必要に応じ
て分散剤、増粘剤、防腐剤、pH調節剤、離型剤、保水
剤、耐水化剤、消泡剤、着色剤等の公知の添加助剤を用
いることもできる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれら実施例
により何ら限定されるものではない。なお、実施例にお
ける部および％はそれぞれ重量に基づくものである。

アルカリ不溶性共重合体ラテックス（Ａ）の作成 あらかじめ窒素置換したオートクレーブに第１表に示し
た第１段階の単量体混合物、アルキルベンゼンスルホン
酸ナトリウム１部、過硫酸カリウム0.5部、ｔ−ドデシ
ルメルカプタン0.5部、純水100部の混合物を仕込み、撹
拌しながら65℃で重合させた。第１段階の重合転化率が
90％に達した後、第２段階の単量体混合物を添加して重
合を行ないアルカリ不溶性共重合体ラテックス（Ａ）〜
（Ｊ）を得た。

アルカリ可溶性共重合体ラテックス（Ｂ）の作成 あらかじめ窒素置換したオートクレーブに第２表に示す
単量体混合物とｔ−ドデシルメルカプタン、アルキルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部、重炭酸ナトリウム
0.5部、過硫酸カリウム0.5部および純水100部を加え撹
拌しながら70℃にて８時間重合を行ないラテックス
（Ｉ）〜（IX）を得た。

塗工組成物の調整 上記のアルカリ不溶性共重合体ラテックス（Ａ）および
アルカリ可溶性共重合体ラテックス（Ｂ）を第３表に示
す割合にて混合し、該ラテックス混合物を第３表に示す
量にてカオリン80部、重質炭酸カルシウム20部およびリ
ン酸エステル化澱粉５部（実施例８では使用せず）の配
合処方にて調整水を用いて固形分濃度60％になるように
塗工組成物を調整した。

なお調整時に分散剤（ポリアクリル酸ソーダ）、pH調整
剤（アンモニア、苛性ソーダ）を適宜使用した。

実施例１〜８および比較例１〜16 得られた塗工液を用いて上質コート原紙（64g/m²）にブ
レードを用いて両面に塗工し、乾燥後スーパーカレンダ
ー処理を行った。得られた塗工紙の試験結果を第３表に
示す。

なお、塗工紙の試験は以下の方法により測定した。

（１）組成物の粘度:BL型粘度計にて60r.p.m20℃、３番
ローターおよび４番ローターを用いて測定した。

（２）組成物の保水性:S.D.Warren法に準じて測定を行
ない良否を判定。

◎（優）×（劣） （３）組成物の流動性：ハーキュレス粘度計にて20℃、
BobEにて測定し、6000r.p.mでの流動パターンより判
定。◎（乱れがなく良好） ×（乱れがあり劣っている） （４）塗工紙のドライピック強度:RI印刷機で印刷時の
ピッキングの程度を、肉眼で判定。

５（優）１（劣） （５）塗工紙のウエットピック強度:RI印刷機で湿し水
を用いた印刷時のピッキングの程度を肉眼で判定。

５（優）１（劣） （６）塗工紙の印刷光沢:75゜−75゜村上色彩グロスメ
ーターを使用して測定。インキは東洋インキ（株）製ウ
ェッブシャインを使用した。

（７）塗工紙の耐ブリスター性：態谷理機工業（株）ブ
リスターテスターを使用して、塗工紙を印刷後調湿し、
200℃で、加熱後ブリスター発生の度合を判定。

５（優）１（劣） ＜発明の効果＞ 以上のとおり、本発明の塗工組成物は保水性および流動
性に優れ、かつ、該組成物を塗工して得られたオフセッ
ト輪転印刷用塗工紙は、優れた耐ブリスター性、印刷光
沢、接着強度および耐水性を有する。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ２１Ｈ 19/56

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脂肪族共役ジエン系単量体25〜40重量％、
   シアン化ビニル系単量体１〜40重量％、エチレン系不飽
   和カルボン酸単量体１〜10重量％および他の共重合可能
   な単量体10〜73重量％を乳化重合するにあたり、 第１段目として、脂肪族共役ジエン系単量体全量、シア
   ン化ビニル系単量体全量、エチレン系不飽和カルボン酸
   単量体の60〜90重量％、他の共重合可能な単量体の一部
   からなり、かつ、その合計量が全使用単量体の45〜99重
   量％である単量体混合物を乳化重合して得られた共重合
   体の存在下に、 第２段目として、エチレン系不飽和カルボン酸単量体40
   〜10重量％および他の共重合可能な単量体の残部からな
   り、かつ、その合計量が全使用単量体の１〜55重量％で
   ある単量体混合物を添加し、乳化重合して得られるアル
   カリ不溶性共重合体ラテック（Ａ）および エチレン系不飽和カルボン酸単量体19.9〜50重量％、不
   飽和カルボン酸アルキルエステル単量体49.9〜80重量％
   および架橋性単量体0.01〜0.1重量％を乳化重合して得
   られる重量平均分子量が15,000〜500,000であるアルカ
   リ可溶性共重合体ラテックス（Ｂ）からなり、かつ、
   （Ａ）／（Ｂ）が重量比（固形分換算）で99/1〜80/20
   となる割合で混合してなるラテックス混合物を顔料100
   重量部に対して５〜20重量部（固形分換算）にて含有し
   てなることを特徴とするオフセット輪転印刷紙用塗工組
   成物。