(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体３０〜７０重量％、（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体３０〜５０重量％、および（ｃ）上記（ａ）〜（ｂ）成分と共重合可能な他のビニル系単量体０〜４０重量％からなる単量体成分〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕を乳化重合して得られる共重合体ラテックス、ならびに
（Ｂ）（ｄ）脂肪族共役ジエン系単量体２０〜８０重量％、（ｅ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体０．１〜９重量％、および（ｆ）上記（ｄ）〜（ｅ）成分と共重合可能な他のビニル系単量体１１〜７９．９重量％からなる単量体成分〔ただし、（ｄ）＋（ｅ）＋（ｆ）＝１００重量％〕を乳化重合して得られる共重合体ラテックス
を含有してなる共重合体ラテックス組成物であり、かつ上記（Ａ）共重合体ラテックスおよび（Ｂ）共重合体ラテックスの重量比が０．２：９９．８〜３０：７０の範囲であることを特徴とする共重合体ラテックス組成物。
【請求項２】
（Ａ）共重合体ラテックスの次式に示す膨潤度が２以上であり、かつ（Ｂ）共重合体ラテックスの膨潤度が２未満である請求項1記載の共重合体ラテックス組成物。
膨潤度（Ｓｖ）＝（ｐＨ１０の膨潤時の体積）／（ｐＨ５の膨潤時の体積）＝（ｒ１０／ｒ５）３
ここで、ｒ１０はｐＨ１０におけるラテックスの平均粒子径（ｎｍ）を示し、ｒ５はｐＨ５におけるラテックスの平均粒子径（ｎｍ）を示す。
【請求項３】
（Ａ）共重合体ラテックスのｐＨ５における平均粒子径が２００ｎｍ以下である請求項1または２記載の共重合体ラテックス組成物。
【請求項４】
（Ａ）共重合体ラテックスの増粘点がｐＨ８以上である請求項1〜３いずれかに記載の共重合体ラテックス組成物。
ここで、増粘点は、ｐＨ−ラテックス粘度曲線の変曲点におけるｐＨ値を示す。
【請求項５】
（Ａ）共重合体ラテックスを構成する単量体成分のうち、（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体がメタクリル酸である請求項1〜４いずれかに記載の共重合体ラテックス組成物。
【請求項６】
請求項１〜５いずれかに記載の共重合体ラテックス組成物をバインダーとして用いる紙塗工用組成物。
【請求項７】
請求項６に記載の紙塗工用組成物をダブル塗工の上塗り液あるいはシングル塗工の塗工液として用いた塗工紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙塗工用の共重合体ラテックス組成物、これを用いた紙塗工用組成物、および当該紙塗工用組成物を塗布してなる塗工紙に関し、さらに詳しくは、塗工操業性に優れ、かつ、白紙光沢、印刷光沢、インク乾燥性、表面強度などの印刷適性に優れ、さらに、広い印刷速度範囲にわたって上記の優れた印刷適性を有する塗工紙を得ることができる共重合体ラテックス組成物および紙塗工用組成物、ならびにこれを用いた塗工紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、顔料と水性バインダーとを主体とした紙塗工用組成物を紙に塗工し、印刷適性に優れた塗工紙が製造されている。共重合体ラテックスは、その優れた接着強度から、紙塗工用組成物の主バインダーとして使用されている。
【０００３】
近年、印刷の高級化、高速化にともない、塗工紙に要求される性能も厳しくなってきており、白紙光沢、表面強度、耐水性、インキ転移性および印刷光沢などの改良が要求されるようになった。これと同時に、近年はコスト低減の目的からバインダー量を低減する要求が高まっており、このため、より少量の添加量でも十分な表面強度を示すバインダーが求められている。
【０００４】
また、印刷速度の高速化技術の進展に伴い、要求される印刷速度の範囲が広がってきている。従来の共重合体ラテックスでは適用可能な印刷速度範囲が狭いので、印刷速度に対応してその速度に適した共重合体ラテックスを個別的に選択する必要があり、製造コストの面と操業性の面で大きな負担となっている。このことから広い印刷速度範囲にわたって適用できる共重合体ラッテクスの登場が望まれている。
【０００５】
さらに、塗工紙の製造そのものも高速化しており、塗工操業性の改良、特に主な障害であるバッキングロール汚れ性の改良、すなわち共重合体ラテックスの粘着性の低減（べとつき防止性）も要求されている。共重合体ラテックスに対しては、上記の性質、特に表面強度の改良が求められ、そのために、例えば共重合体のゲル含量を調整する方法や共重合体組成を調整するなどの改良方法が提案されている。しかし、表面強度と他の特性とは互いに背反することが多く、全ての特性をバランスよく高いレベルにすることは非常に困難である。
［０００６］
例えば、接着強度を改良する目的で共役ジエン系単量体の量を増やして共重合体のガラス転移温度を低くする方法が試みられていたが、この方法では耐水性およびべとつき防止性の特性低下が著しい。逆に、ガラス転移温度を高くすると、耐水性の点は良好であるが、接着強度および印刷光沢の低下が著しい。また、官能基を有する単量体を多量に用いる方法では、接着強度は改良されるが、ラテックスの粘度が異常に高くなるので作業性が著しく低下し、かつ共重合体ラテックスの製造コストが高くなる。このように、これらの何れの方法も、いずれかの特性の改良が達成されたとしても、全ての特性に対する要求を満たすことはできず、ますます厳しくなる印刷における諸要求を満たすことはできないのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
［０００７］
本発明は、塗工操業性に優れ、かつ、白紙光沢、印刷光沢、インク乾燥性、表面強度などの印刷適性に優れた塗工紙を得ることができる紙塗工用の共重合体ラテックス組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
［０００８］
本発明は、（Ａ）（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体３０〜７０重量％、（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体３０〜５０重量％、および（ｃ）上記（ａ）〜（ｂ）成分と共重合可能な他のビニル系単量体０〜４０重量％からなる単量体成分〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕を乳化重合して得られる共重合体ラテックス、ならびに
（Ｂ）（ｄ）脂肪族共役ジエン系単量体２０〜８０重量％、（ｅ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体０．１〜９重量％、および（ｆ）上記（ｄ）〜（ｅ）成分と共重合可能な他のビニル系単量体１１〜７９．９重量％からなる単量体成分〔ただし、（ｄ）＋（ｅ）＋（ｆ）＝１００重量％〕を乳化重合して得られる共重合体ラテックス
を含有してなる共重合体ラテックス組成物であり、かつ上記（Ａ）共重合体ラテックスおよび（Ｂ）共重合体ラテックスの重量比が０．２：９９．８〜３０：７０の範囲であることを特徴とする共重合体ラテックス組成物に関する。
ここで、（Ａ）重合体ラテックスの次式に示す膨潤度は２以上であり、かつ（Ｂ）共重合体ラテックスの膨潤度は２未満であることが好ましい。
膨潤度（Ｓｖ）＝（ｐＨ１０の膨潤時の体積）／（ｐＨ５の膨潤時の体積）＝（ｒ１０／ｒ５）３
上記式において、ｒ１０はｐＨ１０におけるラテックスの平均粒子径（ｎｍ）を示し、ｒ５はｐＨ５におけるラテックスの平均粒子径（ｎｍ）を示す。
また、（Ａ）共重合体ラテックスのｐＨ５における平均粒子径は２００ｎｍ以下であることが好ましい。
さらに、（Ａ）共重合体ラテックスの増粘点はｐＨ８以上であることが好ましい。
ここで、増粘点は、ｐＨ−ラテックス粘度曲線の変曲点におけるｐＨ値を示す。
さらに、（Ａ）重合体ラテックスを構成する単量体成分のうち、（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体としては、メタクリル酸が好ましい。
次に、本発明は、上記共重合体ラテックス組成物をバインダーとして用いる紙塗工用組成物に関する。
次に、本発明は、上記紙塗工用組成物をダブル塗工の上塗り液あるいはシングル塗工の塗工液として用いた塗工紙に関する。
【発明の効果】
［０００９］
本発明の共重合体ラテックス組成物は、塗工操業性に優れ、かつ、白紙光沢、印刷光沢、インク乾燥性、表面強度などの印刷適性に優れ、さらに広い印刷速度範囲にわたって上記の優れた印刷適性を有し、特に白紙光沢、印刷光沢、インク乾燥性に優れる塗工紙を得ることができる紙塗工用共重合体ラテックスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
［００１０］
［図１］ｐＨ−ラテックス粘度曲線である。
【発明を実施するための最良の形態】
［００１１］
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
（Ａ）共重合体ラテックス
（Ａ）共重合体ラテックスは、（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体３０〜７０重量％、（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体３０〜５０重量％、および必要に応じて用いられる（ｃ）他のビニル系単量体０〜４０重量％からなる単量体成分をただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕を乳化重合して得られる共重合体ラテックスであり、通常、アルカリ膨潤性であり、これにより、本発明の共重合体ラテックス組成物中に適度な保水性を付与し、バインダーとして塗工したときの乾燥時に塗工液内で移動し易いという作用をなすものである。
［００１２］
（Ａ）共重合体ラテックスを構成する単量体成分のうち、（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体としては、例えば、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエンなどを挙げることができ、特に１，３−ブタジエンが好ましい。
これらの（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
この（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体は、得られる共重合体ラテックスに適度な柔軟性と伸びを与えるために必須の成分であり、その使用割合は、共重合体ラテックスを製造する際の全単量体成分の３０〜７０重量％、好ましくは４０〜７０重量％、さらに好ましくは４５〜７０重量％である。（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体の使用割合が、全単量体成分の３０重量％未満では、増粘点が低下し共重合体ラテックス組成物の粘度が大きく上昇し、保管、輸送時の作業性が悪くなる。一方、７０重量％を超えると、（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体含量が減りアルカリ膨潤度が下がる。
［００１３］
また、（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などを挙げることができ、好ましくはメタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、フマル酸、特に好ましくはメタクリル酸である。
これらの（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体の使用割合は、（Ａ）共重合体ラテックスを製造する際の全単量体成分の３０〜５０重量％、好ましくは３０〜４０重量％、さらに好ましくは３０〜３５重量％である。（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体の使用割合が、全単量体成分中に３０重量％未満では、得られる共重合体ラテックスのアルカリ膨潤度が下がり、目的の性能が得られない。一方、５０重量％を超えると、重合時の安定性に欠け、多量の凝固物が発生し好ましくない。
［００１４］
さらに、（ｃ）上記（ａ）〜（ｂ）成分と共重合可能な他のビニル系単量体としては、例えば、芳香族ビニル系単量体、置換もしくは非置換のアルキル（メタ）アクリレート類、シアン化ビニル系単量体、酢酸ビニルなどを挙げることができる。
これらのうち、芳香族ビニル系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−クロロスチレン、ｍ−クロロスチレン、ｐ−クロロスチレンなどを挙げることができ、特にスチレンが好ましい。
また、置換もしくは非置換のアルキル（メタ）アクリレート類としては、例えば、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、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、２−シアノエチル（メタ）アクリレート、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどを挙げることができ、特にメチルメタクリレートが好ましい。
さらに、シアン化ビニル系単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデンなどを挙げることができ、特にアクリロニトリルが好ましい。
これらの（ｃ）共重合可能な他のビニル系単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
（ｃ）他のビニル系単量体の使用割合は、（Ａ）共重合体ラテックスを製造する際の全単量体成分の０〜４０重量％、好ましくは０〜３０重量％、さらに好ましくは０〜２５重量％である。（ｃ）他のビニル系単量体の使用割合が４０重量％を超えると、共重合体が硬くなりすぎ接着強度が低下する。
［００１５］
本発明に用いられる上記（Ａ）共重合体ラテックスは、ｐＨ５のときの平均粒子径が好ましくは２００ｎｍ以下、さらに好ましくは４５〜１５０ｎｍ、特に好ましくは５０〜１００ｎｍである。上記平均粒子径が２００ｎｍを超えると、接着点が減少し接着強度が低下するため好ましくない。
上記平均粒子径は、重合時に使用する乳化剤量により容易に調整することができる。
［００１６］
また、（Ａ）共重合体ラテックスの室温（２５℃）における増粘点は、好ましくはｐＨ８以上、さらに好ましくはｐＨ８〜１２、特に好ましくはｐＨ８〜１０である。
ここで、増粘点は、ｐＨ−ラテックス粘度曲線の変曲点におけるｐＨ値を示す。
（Ａ）共重合体ラテックスの増粘点がｐＨ８未満では、共重合体ラテックス組成物の粘度が大きく上昇し、保管、輸送時の作業性が悪くとなり好ましくない。なお、（Ａ）共重合体ラテックスの増粘点は、単量体成分である（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体の使用量により、容易に調整することができる。
［００１７］
（Ｂ）共重合体ラテックス
（Ｂ）共重合体ラテックスは、（ｄ）脂肪族共役ジエン系単量体２０〜８０重量％、（ｅ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体０．１〜９重量％、および（ｆ）他のビニル系単量体１１〜７９．９重量％〔ただし、（ｄ）＋（ｅ）＋（ｆ）＝１００重量％〕との共重合体ラテックスであり、通常、アルカリ非膨潤性であり、これにより、本発明の共重合体ラテックス組成物中に適度な耐水性を付与し、塗工液においては適度な流動性を付与するという作用をなすものである。
［００１８］
ここで、（ｄ）脂肪族共役ジエン系単量体の種類は上記（ａ）成分と、また、（ｅ）エチレン性不飽和カルボン酸は上記（ｂ）成分と、さらに、（ｆ）他のビニル系単量体の種類は上記（ｃ）成分と、それぞれ、同様である。
［００１９］
このうち、（ｄ）脂肪族共役ジエン系単量体は、（ａ）成分と同様に、得られる共重合体ラテックスに適度な柔軟性と伸びを与えるために必須の成分であり、その使用割合は、（Ｂ）共重合体ラテックスを製造する際の全単量体成分の２０〜８０重量％、好ましくは２５〜７０重量％、さらに好ましくは３０〜６５重量％である。（ｄ）脂肪族共役ジエン系単量体の使用割合が、全単量体成分の２０重量％未満では、得られる共重合体が硬くなりすぎ接着強度が悪化する。一方、８０重量％を超えると、べとつき防止性が低下し、塗工操業性が悪化する。
［００２０］
また、（ｅ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体の使用割合は、（Ｂ）共重合体ラテックスを製造する際の全単量体成分の０．１〜９重量％、好ましくは０．３〜７重量％、さらに好ましくは０．５〜５重量％である。（ｅ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体の使用割合が、全単量体成分中に０．１重量％未満では、重合時のラテックスの安定性が低下し、多量の凝固物が発生する。一方、９重量％を超えると、ラテックス粘度が大きく上昇し、作業性が悪くなる。
［００２１］
さらに、（ｆ）他のビニル系単量体の使用割合は、（Ｂ）共重合体ラテックスを製造する際の全単量体成分の１１〜７９．９重量％、好ましくは２０〜７５重量％、さらに好ましくは３０〜７０重量％である。（ｆ）他のビニル系単量体の使用割合が、全単量体成分中に１１重量％未満では、塗膜の耐水強度に劣り、一方７９．９重量％を超えると、共重合体が硬くなりすぎ接着強度が低下する。
［００２２］
以上の（Ａ）共重合体ラテックスと（Ｂ）共重合体ラテックスの混合割合は、固形分換算の重量比で、（Ａ）：（Ｂ）が０．２：９９．８〜３０：７０、好ましくは１：９９〜２０：８０、さらに好ましくは３：９７〜１０：９０である。（Ａ）共重合体ラテックスが０．２重量％未満では、（Ａ）成分が少なくなり、目的の性能（白紙光沢、印刷光沢、インク乾燥性の向上）が得られない。一方、（Ａ）成分が３０重量％を超えると、表面強度、べとつき防止性、すなわち塗工操業性が悪化する。
［００２３］
本発明の共重合体ラテックス組成物において、（Ａ）共重合体ラテックスの次式に示す膨潤度は好ましくは２以上、さらに好ましくは３〜１５０、特に好ましくは４〜１００であり、かつ（Ｂ）共重合体ラテックスの膨潤度は好ましくは２未満、さらに好ましくは１〜１．５である。なお、膨潤度は、室温（２５℃）におけるものとする。
膨潤度（Ｓｖ）＝（ｐＨ１０の膨潤時の体積）／（ｐＨ５の膨潤時の体積）＝（ｒ１０／ｒ５）３
上記式において、ｒ１０はｐＨ１０におけるラテックスの平均粒子径（ｎｍ）を示し、ｒ５はｐＨ５におけるラテックスの平均粒子径（ｎｍ）を示す。
（Ａ）共重合体ラテックスの膨潤度が２未満では、充分な保水性が得られず、目的の性能（白紙光沢、印刷光沢、インク乾燥性の向上）も得られない。なお、（Ｂ）共重合体ラテックスの膨潤度が１５０を超えると、共重合体ラテックス組成物の粘度が上昇し作業性が悪化する。
上記膨潤度は、（Ａ）成分の場合、単量体成分である（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体の使用量により、また、（Ｂ）成分の場合も、単量体成分である（ｅ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体の使用量により容易に調整することができる。
【００２４】
本発明で使用される（Ａ）共重合体ラテックスや（Ｂ）共重合体ラテックスは、上記単量体成分を、それぞれ、乳化重合して、共重合体ラテックスを製造する。（Ａ）〜（Ｂ）共重合体ラテックスを製造するに際しては、水性媒体中で乳化剤、重合開始剤などを用いて製造することができる。
ここで、乳化剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが単独で、あるいは２種以上を併用して使用できる。
【００２５】
ここで、アニオン性界面活性剤としては、例えば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、ポリエチレングリコールアルキルエーテルの硫酸エステルなどが挙げられる。ノニオン性界面活性剤としては、通常のポリエチレングリコールのアルキルエステル型、アルキルエーテル型、アルキルフェニルエーテル型などが用いられる。
【００２６】
両性界面活性剤としては、アニオン部分としてカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、燐酸エステル塩を、カチオン部分としてはアミン塩、第４級アンモニウム塩を持つものが挙げられ、具体的にはラウリルベタイン、ステアリルベタインなどのベタイン類、ラウリル−β−アラニン、ステアリル−β−アラニン、ラウリルジ（アミノエチル）グリシン、オクチルジ（アミノエチル）グリシン、などのアミノ酸タイプのものなどが用いられる。
【００２７】
重合開始剤としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性重合開始剤、過酸化ベンゾイル、ラウリルパーオキサイド、２，２’−アゾビスイソブチロニトリルなどの油溶性重合開始剤、還元剤との組み合わせによるレドックス系重合開始剤などが、それぞれ単独であるいは組み合わせで使用できる。
連鎖移動剤、キレート化剤、無機電解質なども公知のものが使用できる。
【００２８】
連鎖移動剤としては、具体的には、例えば、オクチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−ヘキサデシルメルカプタン、ｎ−テトラデシルメルカプタン、ｔ−テトラデシルメルカプタンなどのメルカプタン類；ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィドなどのキサントゲンジスルフィド類；テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィドなどのチウラムジスルフィド類；四塩化炭素、臭化エチレンなどのハロゲン化炭化水素類；ペンタフェニルエタン、１，１−ジフェニルエチレン、α−メチルスチレンダイマーなどの炭化水素類；およびアクロレイン、メタクロレイン、アリルアルコール、２−エチルヘキシルチオグリコレート、ターピノーレン、α−テルピネン、γ−テルピネン、ジペンテンなどを挙げることができる。
これらは単独でも、あるいは２種以上組み合わせて使用することもできる。
これらのうち、メルカプタン類、キサントゲンジスルフィド類、チウラムジスルフィド類、四塩化炭素、１，１−ジフェニルエチレン、α−メチルスチレンダイマーなどが好適に使用される。
【００２９】
連鎖移動剤の使用量は、それぞれの単量体成分１００重量部当り、０．１〜２０重量部、好ましくは０．２〜１５重量部、さらに好ましくは０．２〜１０重量部、特に好ましくは０．３〜８重量部である。この連鎖移動剤の使用量が０．１重量部未満では耐ブリスター性が劣り、一方２０重量部を超えると接着強度が低下して好ましくない。
【００３０】
重合方法としては、単量体成分の一部を重合した後、その残りを連続的にあるいは断続的に添加する方法、あるいは単量体成分を重合のはじめから連続的に添加する方法（重合タイプ）が挙げられる。
また、他の方法として、共重合体のガラス転移温度が異なる複数の共重合体ラテックスを予め製造し、それらを混合して、本発明の共重合体ラテックスを得る方法（混合タイプ）が挙げられる。好ましくは、前者の重合タイプである。
【００３１】
重合温度は、通常、好ましくは２０〜８５℃、より好ましくは２５〜８０℃である。
重合時間は、通常、１０〜３０時間である。
本発明の共重合体ラテックスの重合転化率は、９５重量％以上、通常、９７〜９９重量％であるから、重合に用いた単量体の重量％はそのまま共重合体中の単量体成分の重量％とみなすことができる。
【００３２】
紙塗工用組成物
本発明の共重合体ラテックス組成物を用いた紙塗工用組成物は、（Ｃ）顔料、すなわち無機あるいは有機顔料に、上記（Ａ）共重合体ラテックス、（Ｂ）共重合体ラテックス、さらに必要に応じて他のバインダー、種々の助剤を配合して使用される。
本発明の共重合体ラテックス組成物の配合量は、通常、（Ｃ）顔料１００重量部に対して共重合体ラテックス組成物１〜３０重量部（固形分として）、好ましくは３〜２５重量部である。共重合体ラテックス組成物が１重量部未満であると、接着強度が著しく低下し、一方３０重量部を超えるとインク乾燥性の低下が著しい。
【００３３】
（Ｃ）顔料のうち、上記無機顔料としてはクレー、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、サチンホワイト、タルク、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛などが、また有機顔料としてはポリスチレンラテックス、尿素ホルマリン樹脂などを挙げることができる。
これらの（Ｃ）顔料は、目的に応じて、単独でも、あるいは２種以上組み合わせても使用することができる。
【００３４】
本発明の紙塗工用組成物全体の室温（２５℃）におけるｐＨは、通常、８〜１１、好ましくは９〜１０である。
これは、通常、共重合体ラテックスの調製時にアルカリ化合物を添加して該ラテックスのｐＨを７〜８に調整し、また、紙塗工用組成物の調製時にもアルカリ化合物を添加するためであり、通常、８〜１１程度である。
【００３５】
また、本発明の紙塗工用組成物には、さらに（Ｄ）防腐剤を配合することができる。
（Ｄ）防腐剤としては、公知の防腐剤であればいかなるものでも適用可能であるが、好ましくは窒素原子および硫黄原子を含有する化合物からなる防腐剤が使用でき、そのほか、窒素原子およびイオウ原子を含有しない化合物からなる防腐剤を併用することができる。
【００３６】
本発明に用いる窒素原子およびイオウ原子を含有する化合物からなる防腐剤としては、例えば、チアゾール、２−メルカプトチアゾール、ベンゾチアゾール、２−フェニルチアゾール、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、３−（フェニルアミノエチル）−ベンゾチアゾリン−２−チオン、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン、２，２´−ジベンゾチアゾイルジスルフィドなどチアゾール類；メチレンビスチオシアネート、アンモニウムチオシアネート、シクロヘキシルチオシアノアセテート、ｐ−アミノフェニルチオシアネート、ベンジルチオシアネート、ｏ−ビフェニルチオシアネート、イソボルニルチオシアノアセテート、２，４−ジニトロフェニルチオシアネートなどチオシアネート類；ｏ−ベンゾイックスルフィミド、フェニルマーキュリック−ｏ−ベンゾイックスルフィミドなどスルフィミド類；メチルジメチルチオカルバメート、エチルジエチルジチオカルバメートなどアルキルジアルキルチオカルバメート類；テトラメチルチラウムスルフィド、テトラエチルチラウムスルフィドなどチラウムスルフィド類；テトラメチルチラウムジスルフィド、テトラエチルチラウムジスルフィド、テトラブチルチラウムジスルフィド、ジメチルジフェニルチラウムジスルフィドなどチラウムジスルフィド類；フェリックジエチルジチオカルバメート、リードジメチルジチオカルバメート、セレニウムジエチルジチオカルバメート、ジンクジエチルジチオカルバメートなどジチオカルバメート類；ｏ−トルエンスルホンアミド、ベンゼンスルフォンアニリドなどスルファミド類；１−アミノナフチル−４−スルホン酸、１−アミノ−２−ナフトール−４−スルホン酸などアミノスルホン酸類；などが挙げられる。これらのうちでは、チアゾール類およびチオシアネート類が特に好ましい。
【００３７】
これら窒素原子およびイオウ原子を含有する化合物からなる防腐剤は、単独で用いても良く、２種類以上の化合物を同時に用いても良い。
（Ｄ）防腐剤の使用量は、共重合体ラテックス組成物１００重量部（固形分）に対して、０．００１〜２０重量部、好ましくは０．００５〜１５重量部、さらに好ましくは０．０１〜１０重量部である。（Ｄ）防腐剤の使用割合が、０．００１重量部より少量では防腐効果が得られないことがあり、一方２０重量部を超えると、組成物を用いたコーティング膜の強度が低下し脆くなることがある。
【００３８】
これらの（Ｄ）防腐剤は、乳化重合時でも、重合後に添加してもよいが、重合後に添加する方が好ましい。
【００３９】
上記（Ｄ）防腐剤は、窒素原子およびイオウ原子を含有しない化合物からなる防腐剤を併用して用いてもよい。
窒素原子およびイオウ原子を含有しない化合物からなる防腐剤としては、ペンタクロロフェノール、ｏ−フェニルフェノール、クロロアセチル化ヒドロキシジフェニル、クロロアセチル化ヒドロキシジフェニルエーテル、クロロアセチル化ヒドロキシジフェニルメタン、クロロアセチル化ヒドロキシジベンゾフラン、クロロアセチル化ヒドロキシジフェニルサルファイド、クロロアセチル化ヒドロキシジフェニルスルホン、ｐ−ｔｅｒｔ−アミルフェノール、ｐ−ベンジルアミノフェノール、ビス−（２−ヒドロキシ４−クロロフェニル）メタン、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、ｎ−ブチル−ｐ−ヒドロキシベンゾエート、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、２−クロロ−ｏ−フェニルフェノール、ｏ−シクロヘキシルフェノール、１，５−ジヒドロキシナフタレン、ｏ−ヒドロキシジフェニル、イソアミルサルシレート、フェニルサルシレート、サルシルアミド、サルシルナフタリドなどフェノール類およびこれらのアルカリ金属塩類；テトラクロロ−ｐ−ベンゾキノン、２，３−ジクロロ−１，４−ナフトキノンなど塩化キノン類；ジニトロカプリルフェニルクロトネート、ジニトロ−ｏ−クレゾール、２−ブロモ−２−ニトロプロパンジオールなどニトロ基含有化合物類；１，３，５−トリヒドロキシエチルヘキサハイドロ−１，３，５−トリアジン、１，３，５−トリエチルヘキサハイドロ−１，３，５−トリアジンなどトリアジン類；フェニルマーキュリックフタレート、ｏ−ヒドロキシフェニルマーキュリッククロライド、ｐ−アミノフェニルマーキュリックアセテート、ｐ−アセチルアミノフェニルマーキュリックアセテート、ヒドロキシマーキュリックサリチル酸無水物、ピリジルマーキュリッククロライドなど有機水銀化合物；ｐ−アミノアゾベンゼン、ジフェニルアミン、ｏ−アミノジフェニル、ｐ−クロロアニリン、ジシアンジアミド、ナフチルアミンなどアミン類；シンナムアニリドなどアミド類；１，３−ジヨード−２−プロパノールなどヨウ素含有化合物；などを上げることができる。
【００４０】
これら併用できる防腐剤の使用量は、窒素原子およびイオウ原子を含有する化合物からなる防腐剤との合計量１００重量％中に０〜９５重量％、好ましくは０〜７５重量％で用いられる。
【００４１】
本発明の紙塗工用組成物は、特にオフセット印刷用の紙塗工用組成物として好適に使用される。また、本発明の紙塗工用組成物は、上記共重合体ラテックス組成物に加えて、カゼイン、カゼイン変性物、澱粉、澱粉変性物、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性物質を必要に応じて組み合わせて使用できる。
【００４２】
また、本発明の紙塗工用組成物においては、一般に使用されている種々の配合剤、例えば、耐水性改良剤、顔料分散剤、粘度調節剤、着色顔料、蛍光染料、防腐剤を任意に配合することができる。さらに、本発明の紙塗工用組成物は、シートオフセット印刷用紙およびウエッブオフセット印刷用紙に好適に使用され、その他、凸版印刷、グラビア印刷などの各種印刷用紙および紙のコーティング剤にも使用することができる。
【００４３】
なお、本発明の紙塗工用組成物の固形分濃度は、通常、２０〜８０重量％、好ましくは３０〜７０重量％程度である。
【００４４】
本発明の紙塗工用組成物は、原紙に、ダブル塗工の上塗り液あるいはシングル塗工の塗工液として用い、塗工紙を得ることができる。
すなわち、本発明の紙塗工用組成物を塗工液として用い、原紙の片面または両面に直接、シングル塗工してもよく、また、原紙の片面または両面にダブル塗工など、二層以上塗工して多層塗工紙とする場合には、ダブル塗工の上塗り液、多層塗工の最上塗り液として用いることで優れた印刷適正を有する塗工紙を得ることができる。
本発明の紙塗工用組成物を原紙に塗布する方法には、例えばエアナイフコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーターなどの塗工機が挙げられる。また、塗工後、表面を乾燥し、カレンダーリングなどにより仕上げる。
【実施例】
【００４５】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。
なお、実施例において割合を示す「部」および「％」はそれぞれ重量部および重量％を意味する。
また、実施例、比較例における共重合体ラテックスの分析、測定、評価の方法および紙塗工用組成物の調製、塗工紙の製造、紙塗工用組成物や塗工紙の測定、評価の方法などは次に記載の方法により行った。
【００４６】
[共重合体ラテックスの分析・測定]
（ラテックス平均粒子径）
共重合体ラテックスの平均粒子径は、粒子径測定装置（ＰＡＲ−ＩＩＩ：大塚電子社製）を用いて常法により測定した。
【００４７】
（トルエン不溶分）
共重合体ラテックスをｐＨ８．０に調整した後、イソプロパノールで凝固し、この凝固物を洗浄、乾燥した後、所定量（約０．０３ｇ）の試料を所定量（１００ｍｌ）のトルエンに室温（２５℃）で２０時間浸漬し、その後、１２０メッシュの金網でろ過し、得られる残存固形分の仕込の全固形分に対する％を求めた。
【００４８】
（ラテックス膨潤度）
ラテックスの膨潤度(Ｓｖ)は、次式に示すようにｐＨ５とｐＨ１０でのラテックスの膨潤前後の体積の比として求めた。数字が大きい程、膨潤性が高いことを示す。
膨潤度（Ｓｖ）＝（ｐＨ１０の膨潤時の体積）／（ｐＨ５の膨潤時の体積）＝（ｒ１０／ｒ５）３
ここで、ｒ１０はｐＨ１０におけるラテックスの平均粒子径（ｎｍ）を示し、ｒ５はｐＨ５におけるラテックスの平均粒子径（ｎｍ）を示す。
なおｐＨ５でのラテックス平均粒子径は、粒子径測定装置を用いて常法により測定した。
また、ｐＨ１０でのラテックス平均粒子径は、ｐＨ１０のホウ酸緩衝溶液中にラテックスを添加し試料溶液としたものを、粒子径測定装置を用いて測定した。
【００４９】
（ラテックス増粘点）
ラテックスの増粘点は、重合により得られた共重合体ラテックスを、水酸化ナトリウムを用いてｐＨ調整し、ラテックス粘度を測定したｐＨ−ラテックス粘度曲線の変曲点におけるｐＨ値として求めた（図１参照）。
【００５０】
[紙塗工用組成物の調製]
配合処方のとおり原料をミキサーを用いて均一に混合して紙塗工用組成物を調製した。
（配合処方１）
カオリンクレー                    ７０．０部
炭酸カルシウム                    ３０．０部
分散剤（ポリアクリル酸ソーダ）      ０．１部
水酸化ナトリウム                    ０．１部
澱粉                                ３．０部
共重合体ラテックス（固形分として）１０．０部
水              全固形分が６５％となるように適当量添加
【００５１】
[塗工紙の製造]
紙塗工用組成物を塗被原紙上に、塗工量が片面１６．０±０．５ｇ／ｍ２となるように、電動式ブレードコーター（熊谷理機工業社製）で塗工し、１８０℃の電気式熱風乾燥機にて３秒間乾燥した。得られた塗工紙を温度２３℃、湿度６０％の恒温恒湿槽に１昼夜放置し、その後、線圧１００ｋｇ／ｃｍ、ロール温度５０℃の条件でスーパーカレンダー処理を２回行い、塗工紙を製造した。
【００５２】
[塗工紙の評価]
（ドライピック強度）
ＲＩ印刷機で印刷したときのピッキングの程度を肉眼で判定し、５段階で評価した。ピッキング現象の少ないものほど高得点とした。数値は測定回数６回の平均値で示した。
【００５３】
（ウェットピック強度）
ＲＩ印刷機を用いて、塗工紙表面を吸水ロールで湿してから、ＲＩ印刷機で印刷したときのピッキングの程度を肉眼で判定し、５段階で評価した。ピッキング現象の少ないものほど高得点とした。数値は測定回数６回の平均値で示した。
【００５４】
（白紙光沢）
塗工紙を、村上式光沢計を使用して、７５度の角度で測定した。数字が大きい程、光沢が高いことを示す。
【００５５】
（印刷光沢−１回刷）
ＲＩ印刷機を用いて市販のオフセット印刷用墨インキを１回ベタ塗りし、村上式光沢計を使用して６０度の角度で測定した。数字が大きい程、光沢が高いことを示す。
【００５６】
（印刷光沢−二色刷）
ＲＩ印刷機を用いて市販のオフセット印刷用藍インキと紅インキを連続してベタ塗りし、村上式光沢計を使用して６０度の角度で測定した。数字が大きい程、光沢が高いことを示す。
［００５７］
（インク乾燥性）
ＲＩ印刷機を用いて、市販のオフセット印刷用紅インクを塗工紙表面に印刷し、その後白紙を重ね合わせて一定の圧力で加圧し、白紙へのインク転移の程度を肉眼で判定し、５段階で評価した。転移が少ないものほど高得点とした。数値は測定回数６回の平均値で示した。
［００５８］
（べとつき防止性）
ラテックスをポリエチレンテレフタレートフィルム上にＮｏ．１８ロッドにより塗布し、１２０℃で３０秒間、乾燥し、皮膜を形成させた。この皮膜と黒羅紗紙を合わせて、ベンチスーパーカレンダーにより線圧２００ｋｇ／ｍ、温度７０℃の条件下で圧着させた。両者をひきはがして、黒羅紗紙のラテックスへの転写の程度を目視で、５段階で評価した。転写の少ないものほど高得点とした。数値は測定回数６回の平均値で示した。
［００５９］
［（Ａ）共重合体ラテックスの製造］
攪拌装置および温度調節機を備えた耐圧反応容器に、水３００部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１部、過硫酸カリウム１部を仕込み、次いで表１に示すように、１，３−ブタジエン７０部、メタクリル酸３０部、およびｔ−ドデシルメルカプタン２部を仕込み、窒素で重合系内を置換した。その後、重合系内の温度を７０℃に昇温し、この温度で１２時間重合を行い、共重合体ラテックス（ａ）を得た。共重合体ラテックス（ｂ）、（ｃ）および（ｅ）〜（ｇ）も同様にして調製した。なお、全て最終的な重合転化率は９８％であった。
［００６０］
得られた共重合体ラテックスについて、水酸化ナトリウムを用いてｐＨを調整し、ラテックス平均粒子径、トルエン不溶分、ラテックス膨潤度、ラテックス増粘点を求めた。これらの結果を表１に示した。
［００６１］
【表１】
0004687649.tif 000002
［００６２］
［（Ｂ）共重合体ラテックスの製造］
攪拌装置および温度調節機を備えた耐圧反応容器に、表２に示される１段目成分を仕込み、窒素で重合系内を置換した。その後、重合系内の温度を４０℃に昇温し、この温度で１時間重合を行った。次いで、表１に示される２段目成分と、還元剤水溶液の１／５量とを５時間かけて連続的に重合系内に添加し、重合を進めた。さらに、３段目成分と、還元剤水溶液の１／５量とを２時間かけて連続的に重合系内に添加した。その後、４段目成分と、および還元剤水溶液の２／５量を１時間かけて連続的に重合系内に添加した。重合を完結させるために、残り１／５量の還元剤水溶液を２時間かけて連続的に添加した。最終的な重合転化率は９８％であった。
得られた共重合体ラテックスを、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムを用いて表２に示されるｐＨに調整した後、水蒸気を吹き込んで未反応単量体を除去し、さらに加熱水蒸気蒸留によって固形分濃度５０％の共重合体ラテックス（ｈ）を得た。
得られた共重合体ラテックスについて、ラテックス平均粒子径、トルエン不溶分を求めた。結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
0004687649.tif 000003
【００６４】
実施例1〜６、比較例１〜４
得られた（Ａ）共重合体ラテックスと、（Ｂ）共重合体ラテックスを表３に示される重量比で用いて、上記の配合処方により紙塗工用組成物を調製し、さらにこれを紙に塗布して塗工紙を製造した。塗工紙について、上記の方法に従って性能評価を行った。これらの結果を表３に示した。
［００６５］
【表３】
0004687649.tif 000004
［００６６］
実施例１〜４および６は、本発明の範囲の紙塗工用組成物の例であり、本発明の目的とする塗工紙の性能が得られている。
これに対し、比較例１は、（Ａ）共重合体ラテックスの（ａ）脂肪族共役ジエン系単量体の量が本発明の範囲を超えた例であり、（Ａ）共重合体ラテックスのラテックス増粘点が低く、塗工紙の特性において表面強度、白紙光沢、印刷光沢、インク乾燥性が劣る、比較例２は、（Ａ）共重合体ラテックスの（ｂ）エチレン性不飽和カルボン酸単量体の量が本発明の範囲を超えた例であり、（Ａ）共重合体ラテックスのラテックス膨潤度が低く、塗工紙の特性において白紙光沢、印刷光沢、インク乾燥性が劣る。比較例３は、（Ａ）共重合体ラテックスおよび（Ｂ）共重合体ラテックスの重量比が本発明の範囲を超えた例であり、比較例３は、塗工紙の特性において白紙光沢、印刷光沢、インク乾燥性が劣る。
【産業上の利用可能性】
［００６７］
本発明の紙塗工用の共重合体ラテックス組成物は、これを用いて紙塗工用組成物を調製すると、特に白紙光沢、印刷光沢、インク乾燥性に優れ、広い印刷速度範囲にわたって上記の優れた印刷適性を発現させ、紙塗工用、特に、オフセット印刷用さらに好ましくはシートオフセット印刷用およびウエッブオフセット印刷に好適に使用され得る。
【図１】
0004687649.tif 000005