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JP2013189497A - Copolymer latex and paper coating composition containing the same - Google Patents

Copolymer latex and paper coating composition containing the same Download PDF

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JP2013189497A
JP2013189497A JP2012054868A JP2012054868A JP2013189497A JP 2013189497 A JP2013189497 A JP 2013189497A JP 2012054868 A JP2012054868 A JP 2012054868A JP 2012054868 A JP2012054868 A JP 2012054868A JP 2013189497 A JP2013189497 A JP 2013189497A
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latex
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film
polymerization
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JP2012054868A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Nakamori
弘 中森
Tatsuo Ikeuchi
龍生 池内
Ai Tokuoka
愛 徳岡
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Nippon A&L Inc
Original Assignee
Nippon A&L Inc
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copolymer latex which shows given elongation and stress in a latex film state in a high-speed tension test, and particularly which gives excellent high-speed offset printing property (printing durability) to coated paper when the composition is used as a binder for a paper coating composition.SOLUTION: This copolymer latex is obtained by emulsion polymerizing 35 to 65 wt.% of an aliphatic conjugated diene-based monomer, 5 to 35 wt.% of a vinyl cyanide monomer, 2.5 to 10 wt.% of an ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomer, and 0 to 57.5 wt.% of other monomers copolymerizable with the above monomers (in total 100 wt.% of monomers); and the latex has a glass transition temperature (Tg) of +10°C or lower and a gel content of 75% to 100%. A film formed by using the above copolymer latex shows 100% or more elongation of the film in a high-speed tension test at 15 m/s, and 12 MPa or more of stress in the film at 100% elongation.

Description

本発明は、共重合体ラテックス及び紙塗工用組成物に関するものである。詳しくは、特に紙塗工用組成物にバインダーとして使用された場合に、塗工紙の実機印刷におけるパイリング耐性、特に耐エッジパイリング特性に優れる共重合体ラテックス及び該共重合体ラテックスを含有する紙塗工用組成物に関するものである。   The present invention relates to a copolymer latex and a paper coating composition. More specifically, when used as a binder in a paper coating composition, a copolymer latex excellent in piling resistance, particularly edge piling resistance in actual printing of coated paper, and paper containing the copolymer latex The present invention relates to a coating composition.

近年、塗工紙は、その印刷効果が高い等の理由から、非常に数多くの印刷物に利用されている。季刊、月間紙等の定期刊行物の中にも、全ての頁に塗工紙が使用される場合もかなり増えている。特に、メールオーダービジネスにおけるダイレクトメールや商品カタログ等においては、そのほとんどが全ての頁に塗工紙を使用している。
一般に紙塗工用組成物は、クレーや炭酸カルシウムなどの白色顔料を水に分散した顔料分散液、顔料同士および顔料を原紙に接着固定するためのバインダー、およびその他の添加剤によって構成される水性塗料である。バインダーとしてはスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスに代表されるような合成エマルションバインダーやデンプン、カゼインに代表されるような天然バインダーが使用される。その中でもスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスは、品質設計の自由度が大きく、今日では紙塗工用組成物に最も適したバインダーとして広く使用されており、スチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスの性能が紙塗工用組成物の性能や塗工紙作成時の操業性あるいは最終的な塗工紙製品の表面強度、印刷光沢などの品質に影響することが知られている。
In recent years, coated paper has been used in a large number of printed materials because of its high printing effect. Even in periodicals such as quarterly and monthly papers, the use of coated paper on all pages has increased considerably. In particular, most direct mails and product catalogs in the mail order business use coated paper for all pages.
In general, a paper coating composition is a water dispersion composed of a pigment dispersion in which a white pigment such as clay or calcium carbonate is dispersed in water, a binder for adhering and fixing the pigments to each other and a base paper, and other additives. It is a paint. As the binder, a synthetic emulsion binder represented by styrene-butadiene copolymer latex and a natural binder represented by starch and casein are used. Among them, styrene-butadiene copolymer latex has a large degree of freedom in quality design, and is widely used as the most suitable binder for paper coating compositions today, and the performance of styrene-butadiene copolymer latex. However, it is known that it affects the performance of the composition for paper coating, the operability at the time of preparing the coated paper, or the quality of the final coated paper product, such as the surface strength and printing gloss.

一方、近年においては、顔料コストの高騰から顔料の低コスト化が行われ、高価なカオリンから安価な炭酸カルシウムへの配合比率が増すと共に、塗料コストに占める割合の大きな共重合体ラテックスの配合量を減らす動きがある。このように比較的炭酸カルシウム配合比率の高い紙塗工用組成物において、ラテックスの配合量を減らして塗料コストを合理化しても十分な強度を持つラテックスが求められている。   On the other hand, in recent years, the cost of pigments has been reduced due to soaring pigment costs, the blending ratio of expensive kaolin to inexpensive calcium carbonate has increased, and the amount of copolymer latex that accounts for a large proportion of paint costs There is a move to reduce. Thus, in a composition for paper coating having a relatively high calcium carbonate blending ratio, there is a demand for a latex having sufficient strength even if the blending amount of the latex is reduced and the coating cost is rationalized.

とりわけ最近の高速オフセット印刷に於いては、従来、塗工層表面強度の指標として使用してきたラボ試験機であるRI印刷機を用いての比較試験では問題なくとも、高速オフセット印刷時にパイリングが発生するなど実機印刷においては塗工層表面強度に由来するトラブルは依然解決されておらず、いかに高速オフセット印刷時に発生するパイリングを改善するかが重要な課題となっている。   Especially in recent high-speed offset printing, even if there is no problem in the comparative test using the RI printer, which is a laboratory test machine that has been used as an indicator of the coating layer surface strength, piling occurs during high-speed offset printing. In actual printing, troubles derived from the surface strength of the coating layer have not been solved yet, and how to improve the piling that occurs during high-speed offset printing has become an important issue.

上記課題を解決するため、例えば特開2010−070899号公報(特許文献1)では、高炭酸カルシウム配合の紙塗工用組成物において使用される共重合体ラテックスであり、各単量体の組成およびエチレン系不飽和カルボン酸単量体中の1塩基酸と2塩基酸の比率を規定することで塗工操業性と塗工紙の印刷時強度に優れた共重合体ラテックスが得られるとの記述がある。
また、特開2009−013541号公報(特許文献2)では重合の後半に芳香族ビニルおよび/または不飽和カルボン酸アルキルエステルのみを少量乳化重合した後にpH調整剤に水酸化カリウムを1/3以上使用することで耐ベッセルピック特性に優れ、機械的安定性、ベタツキ性、塗工紙のドライピック強度に優れた紙塗工用共重合体ラテックスの紹介がある。
しかし、これらの様々な改良技術は、未だ実際の高速オフセット印刷における紙塗工用組成物に要求される耐刷性能を十分に満足するレベルには至っておらず、特にラテックスについて更なる改良が強く求められていた。
In order to solve the above-mentioned problems, for example, JP 2010-070899 A (Patent Document 1) is a copolymer latex used in a paper coating composition containing high calcium carbonate, and the composition of each monomer. And by specifying the ratio of monobasic acid and dibasic acid in the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, a copolymer latex excellent in coating operability and strength during printing of the coated paper can be obtained. There is a description.
In JP 2009-013541 A (Patent Document 2), a small amount of only aromatic vinyl and / or unsaturated carboxylic acid alkyl ester is emulsion-polymerized in the latter half of the polymerization, and then potassium hydroxide is added to the pH adjuster by 1/3 or more. There are introductions of copolymer latex for paper coating that has excellent vessel picking properties, mechanical stability, stickiness, and dry pick strength of coated paper.
However, these various improved technologies have not yet reached a level that sufficiently satisfies the printing durability required for a paper coating composition in actual high-speed offset printing. It was sought after.

特開2010−070899号公報JP 2010-070899 A

特開2009−013541号公報JP 2009-013541 A

本発明は、ラテックスフィルムを高速で引張試験をした場合にある一定の伸び及び応力を示す共重合体ラテックスであり、特に紙塗工用組成物のバインダーとして用いられた場合に、塗工紙に於いて優れた高速オフセット印刷適性(耐刷性)を持った共重合体ラテックスを提供することを目的とするものである。   The present invention is a copolymer latex that exhibits a certain elongation and stress when a latex film is subjected to a tensile test at a high speed, and particularly when used as a binder in a paper coating composition, It is an object of the present invention to provide a copolymer latex having excellent high-speed offset printing suitability (printing durability).

脂肪族共役ジエン系単量体35〜65重量%、シアン化ビニル系単量体5〜35重量%、エチレン系不飽和カルボン酸単量体2.5〜10重量%およびこれらと共重合可能な他の単量体0〜57.5重量%(単量体合計100重量%)を乳化重合して得られ、ガラス転移温度Tgが+10℃以下、ゲル含有量が75%〜100%である共重合体ラテックスであり、該共重合体ラテックスを用いて作成したフィルムの15m/sにおける高速引っ張り試験条件におけるフィルムの伸びが100%以上、かつ伸び100%時のフィルムの応力が12MPa以上であることを特徴とする共重合体ラテックスを提供するものである。   35 to 65% by weight of aliphatic conjugated diene monomer, 5 to 35% by weight of vinyl cyanide monomer, 2.5 to 10% by weight of ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, and copolymerizable therewith It is obtained by emulsion polymerization of 0 to 57.5% by weight of other monomers (a total of 100% by weight of monomers), and has a glass transition temperature Tg of + 10 ° C. or lower and a gel content of 75% to 100%. The film is a polymer latex, and the film produced using the copolymer latex has an elongation of 100% or more under a high-speed tensile test condition at 15 m / s, and the stress of the film when the elongation is 100% is 12 MPa or more. A copolymer latex is provided.

本発明により、塗工紙にした場合に、高速オフセット印刷におけるパイリングの発生を抑えた耐刷性に優れた共重合体ラテックスが得られる。   According to the present invention, when a coated paper is used, a copolymer latex excellent in printing durability in which generation of piling in high-speed offset printing is suppressed can be obtained.

高速引っ張り試験用サンプルとしてダンベル状に型抜きしたフィルム。Film dumbbell-shaped as a sample for high-speed tensile testing.

本願発明の共重合体ラテックスは、脂肪族共役ジエン系単量体、シアン化ビニル単量体、エチレン系不飽和カルボン酸単量体およびこれらと共重合可能な他の単量体を乳化重合して得られる。
脂肪族共役ジエン系単量体としては、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、2−クロル−1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換および側鎖共役ヘキサジエン類などが挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。特に1,3−ブタジエンの使用が好ましい。
The copolymer latex of the present invention is obtained by emulsion polymerization of an aliphatic conjugated diene monomer, a vinyl cyanide monomer, an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, and other monomers copolymerizable therewith. Obtained.
Aliphatic conjugated diene monomers include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, substituted Examples thereof include linear conjugated pentadienes, substituted and side chain conjugated hexadienes and the like, and these can be used alone or in combination. In particular, the use of 1,3-butadiene is preferred.

シアン化ビニル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリルなどが挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。特にアクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの使用が好ましい。   Examples of the vinyl cyanide monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethylacrylonitrile, and the like, and one or more of these can be used. In particular, the use of acrylonitrile or methacrylonitrile is preferred.

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、クロトン酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸などの1塩基酸または2塩基酸(無水物)を挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。   Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer include monobasic acids or dibasic acids (anhydrides) such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. Or 2 or more types can be used.

上記脂肪族共役ジエン系単量体、シアン化ビニル単量体およびエチレン系不飽和カルボン酸単量体と共重合可能な他の単量体としては、アルケニル芳香族単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体、ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体、不飽和カルボン酸アミド単量体等が挙げられる。   Examples of other monomers copolymerizable with the above aliphatic conjugated diene monomers, vinyl cyanide monomers and ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers include alkenyl aromatic monomers and unsaturated carboxylic acids. Examples thereof include alkyl ester monomers, unsaturated monomers containing a hydroxyalkyl group, and unsaturated carboxylic acid amide monomers.

アルケニル芳香族単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、メチルα−メチルスチレン、ビニルトルエンおよびジビニルベンゼン等が挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。特にスチレン、α−メチルスチレンの使用が好ましい。   Examples of the alkenyl aromatic monomer include styrene, α-methylstyrene, methyl α-methylstyrene, vinyltoluene and divinylbenzene, and these can be used alone or in combination. In particular, use of styrene or α-methylstyrene is preferable.

不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート、2−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。特にメチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレートの使用が好ましい。   Examples of unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, glycidyl methacrylate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate, Examples thereof include monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, 2-ethylhexyl acrylate, and the like can be used alone or in combination. In particular, use of methyl methacrylate, ethyl acrylate, or butyl acrylate is preferable.

ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体としては、β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジ−(エチレングリコール)マレエート、ジ−(エチレングリコール)イタコネート、2−ヒドロキシエチルマレエート、ビス(2−ヒドロキシエチル)マレエート、2−ヒドロキシエチルメチルフマレートなどが挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。特にβ−ヒドロキシエチルアクリレートの使用が好ましい。   Examples of unsaturated monomers containing a hydroxyalkyl group include β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, and 3-chloro-2-hydroxypropyl. Methacrylate, di- (ethylene glycol) maleate, di- (ethylene glycol) itaconate, 2-hydroxyethyl maleate, bis (2-hydroxyethyl) maleate, 2-hydroxyethyl methyl fumarate, and the like. Or 2 or more types can be used. In particular, the use of β-hydroxyethyl acrylate is preferred.

不飽和カルボン酸アミド単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミドなどが挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。特にアクリルアミドまたはメタクリルアミドの使用が好ましい。   Examples of the unsaturated carboxylic acid amide monomer include acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, and the like, and one or more of these may be used. it can. Particularly preferred is the use of acrylamide or methacrylamide.

さらに、上記単量体の他に、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン等、通常の乳化重合において使用される単量体は何れも使用可能である。   Further, in addition to the above monomers, any of the monomers used in ordinary emulsion polymerization such as ethylene, propylene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl chloride, vinylidene chloride can be used.

上記の単量体組成は、脂肪族共役ジエン系単量体35〜65重量%、シアン化ビニル単量体5〜35重量%、エチレン系不飽和カルボン酸単量体2.5〜10重量%およびこれらと共重合可能な他の単量体0〜57.5重量%(単量体合計100重量%)である。   The monomer composition is 35 to 65% by weight of aliphatic conjugated diene monomer, 5 to 35% by weight of vinyl cyanide monomer, and 2.5 to 10% by weight of ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer. And 0 to 57.5% by weight of other monomers copolymerizable therewith (100% by weight of the total monomer).

脂肪族共役ジエン系単量体が35重量%未満ではラテックスのフィルムが硬くなりフィルムの応力は出ても伸びにくい。また65重量%を超えるとラテックスフィルムの応力が劣り好ましくない。より好ましくは37〜55重量%である。   When the aliphatic conjugated diene monomer is less than 35% by weight, the latex film becomes hard and hardly stretches even if the stress of the film appears. On the other hand, if it exceeds 65% by weight, the stress of the latex film is inferior. More preferably, it is 37 to 55% by weight.

シアン化ビニル単量体が5重量%未満ではラテックスフィルムの耐溶剤性が劣るため、インキ溶剤に侵されやすく共重合体ラテックスの本来の性能が出にくい。また35重量%を超えるとラテックスのフィルムが硬くなりフィルムの応力は出ても伸びにくい。   If the vinyl cyanide monomer is less than 5% by weight, the solvent resistance of the latex film is inferior, so that it is easily affected by the ink solvent, and the inherent performance of the copolymer latex is difficult to be obtained. On the other hand, if it exceeds 35% by weight, the latex film becomes so hard that it is difficult to stretch even if the stress is generated.

エチレン系不飽和カルボン酸単量体が2.5重量%未満ではラテックスフィルムの応力が劣り、また10重量%を超えるとラテックスのフィルムが硬くなりフィルムの応力は出ても伸びにくい。さらにラテックス自身の粘度が高くなりすぎ、送液ポンプによるラテックスの輸送搬送性が劣るなど取り扱い性が悪化するため好ましくない。   When the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is less than 2.5% by weight, the stress of the latex film is inferior. Furthermore, the viscosity of the latex itself becomes too high, and the handling property deteriorates such as poor transportability of the latex by the liquid feed pump, which is not preferable.

共重合可能な他の単量体が57.5重量%を超えるとラテックスフィルムが硬くなりすぎ、伸びにくくなるため好ましくない。   If the copolymerizable monomer exceeds 57.5% by weight, the latex film becomes too hard and is difficult to stretch, which is not preferable.

本発明の共重合体ラテックスの重合には、公知の乳化剤(界面活性剤)を使用することができる。例えば、高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、デヒドロアビエチン酸塩、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物、非イオン性界面活性剤の硫酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤、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挙げられ、これらを1種又は2種以上使用することができる。   A known emulsifier (surfactant) can be used for the polymerization of the copolymer latex of the present invention. For example, sulfate esters of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, alkyl diphenyl ether disulfonates, aliphatic sulfonates, aliphatic carboxylates, dehydroabietic acid salts, formalin condensates of naphthalene sulfonic acid, nonionic surface activity Nonionic surfactants such as anionic surfactants such as sulfuric acid ester salts, polyethylene glycol alkyl ester type, alkylphenyl ether type, alkyl ether type, etc., and one or more of these should be used Can do.

本発明の共重合体ラテックスの重合には、公知の連鎖移動剤を制限されることなく使用することができる。例えば、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、t−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−ステアリルメルカプタン等のアルキルメルカプタン、ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサントゲン化合物、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、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム系化合物、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール系化合物、アリルアルコール等のアリル化合物、ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素化合物、α−ベンジルオキシスチレン、α−ベンジルオキシアクリロニトリル、α−ベンジルオキシアクリルアミド等のビニルエーテル、トリフェニルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタアクロレイン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2−エチルヘキシルチオグリコレート、ターピノレン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。   For the polymerization of the copolymer latex of the present invention, a known chain transfer agent can be used without limitation. For example, xanthogen compounds such as alkyl mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-stearyl mercaptan, dimethylxanthogen disulfide, diisopropylxanthogen disulfide, etc. Thiuram compounds such as tetramethyl thiuram disulfide, tetraethyl thiuram disulfide, tetramethyl thiuram monosulfide, phenol compounds such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, styrenated phenol, and allyl compounds such as allyl alcohol , Halogenated hydrocarbon compounds such as dichloromethane, dibromomethane, carbon tetrabromide, α-benzyloxystyrene, α-benzyloxyacrylonite And vinyl ethers such as ril, α-benzyloxyacrylamide, triphenylethane, pentaphenylethane, acrolein, methacrolein, thioglycolic acid, thiomalic acid, 2-ethylhexyl thioglycolate, terpinolene, α-methylstyrene dimer, etc. One or more of these can be used.

本発明の共重合体ラテックスの重合には、公知の重合開始剤として、過硫酸リチウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤、クメンハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、t−ブチルハイドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等の油溶性重合開始剤を適宜用いることができる。特に過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイドの使用が好ましい。重合開始剤の量は特に制限されないが、単量体組成、重合反応系のpH、他の添加剤などの組み合わせを考慮して適宜調整される。   For the polymerization of the copolymer latex of the present invention, known polymerization initiators include water-soluble polymerization initiators such as lithium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate, cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, Oil-soluble polymerization initiators such as t-butyl hydroperoxide, acetyl peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide can be appropriately used. In particular, it is preferable to use potassium persulfate, sodium persulfate, cumene hydroperoxide, or t-butyl hydroperoxide. The amount of the polymerization initiator is not particularly limited, but is appropriately adjusted in consideration of a combination of the monomer composition, the pH of the polymerization reaction system, and other additives.

本発明において好ましく用いられる還元剤の具体例としては、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、ピロ亜硫酸塩、亜ニチオン酸塩、ニチオン酸塩、チオ硫酸塩、ホルムアルデヒドスルホン酸塩、ベンズアルデヒドスルホン酸塩、また、L−アスコルビン酸、エリソルビン酸、酒石酸、クエン酸などのカルボン酸類及びその塩、更にはデキストロース、サッカロースなどの還元糖類、更にはジメチルアニリン、トリエタノールアミンなどのアミン類が挙げられる。特にL−アスコルビン酸、エリソルビン酸、が好ましい。   Specific examples of the reducing agent preferably used in the present invention include sulfite, bisulfite, pyrosulfite, nitrite, nithionate, thiosulfate, formaldehyde sulfonate, benzaldehyde sulfonate, Examples thereof include carboxylic acids such as L-ascorbic acid, erythorbic acid, tartaric acid and citric acid and salts thereof, reducing sugars such as dextrose and saccharose, and amines such as dimethylaniline and triethanolamine. In particular, L-ascorbic acid and erythorbic acid are preferable.

本発明の共重合体ラテックスの重合には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の飽和炭化水素、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、4−メチルシクロヘキセン、1−メチルシクロヘキセン等の不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素などの炭化水素化合物を使用することができる。特に、沸点が適度に低く、重合終了後に水蒸気蒸留などによって回収、再利用しやすいシクロヘキセンやトルエンが、本発明の目的とは異なるものの、環境問題の観点から好適である。   For the polymerization of the copolymer latex of the present invention, saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, cycloheptane, pentene, hexene, heptene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, 4-methylcyclohexene, 1-methyl Hydrocarbon compounds such as unsaturated hydrocarbons such as cyclohexene and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene can be used. In particular, cyclohexene and toluene, which have a moderately low boiling point and can be easily recovered and reused by steam distillation after the completion of polymerization, are suitable from the viewpoint of environmental problems, although they are different from the object of the present invention.

本発明の共重合体ラテックスの重合には、必要に応じて酸素補足剤、キレート剤、分散剤等の公知の添加剤を用いることも差し支えなく、これらは種類、使用量ともに特に限定されず、適宜適量使用することが出来る。更には消泡剤、老化防止剤、防腐剤、抗菌剤、難燃剤、紫外線吸収剤などの公知の添加剤を用いることも差し支えなく、これらも種類、使用量ともに特に限定されず、適宜適量使用することが出来る。また、本発明の共重合体ラテックスは、その使用目的に応じて他のラテックスと適宜適量ブレンドすることもできる。   For the polymerization of the copolymer latex of the present invention, known additives such as oxygen scavengers, chelating agents, and dispersing agents may be used as necessary, and these are not particularly limited in both type and amount used. An appropriate amount can be used as appropriate. Furthermore, known additives such as antifoaming agents, anti-aging agents, antiseptics, antibacterial agents, flame retardants, and UV absorbers may be used. I can do it. Further, the copolymer latex of the present invention can be appropriately blended with other latexes depending on the purpose of use.

本発明における共重合体ラテックスのゲル含量は75%〜100%であることが必要である。ゲル含量が75%未満ではラテックスフィルムの高速引張り時の応力が低下する。好ましくは80%〜95%である。   The gel content of the copolymer latex in the present invention needs to be 75% to 100%. When the gel content is less than 75%, the stress during high-speed tensioning of the latex film decreases. Preferably, it is 80% to 95%.

本発明における共重合体ラテックスのガラス転移温度(Tg)は+10℃以下である。Tgが10℃を超えると、ラテックスフィルムが硬くなりすぎ高速引っ張り試験における伸び率が小さい。好ましくは、−45℃〜+8℃、さらに好ましくは−35℃〜+5℃である。   The glass transition temperature (Tg) of the copolymer latex in the present invention is + 10 ° C. or lower. When Tg exceeds 10 ° C., the latex film becomes too hard and the elongation rate in the high-speed tensile test is small. Preferably, it is -45 degreeC-+8 degreeC, More preferably, it is -35 degreeC-+5 degreeC.

本発明における共重合体ラテックスを用いて作成したラテックスフィルムの高速引っ張り時(15m/s)におけるフィルムの伸びが100%以上であり、かつ、伸び100%時のフィルムの応力が12MPa以上であることが必要である。   The elongation of the latex film produced using the copolymer latex in the present invention is 100% or more when pulled at a high speed (15 m / s), and the stress of the film when the elongation is 100% is 12 MPa or more. is necessary.

最近の商業オフセット印刷では生産性を重視するために非常に高速で印刷されており、平判のオフセット印刷では2m/s以上、巻き取りタイプのオフセット印刷では10m/s以上の印刷速度と言われている。一般的に塗工紙の表面強度はRI印刷機を用いて実機印刷をシミュレ−トすることで代用されることが多いが、現実には非常に速い速度で印刷されており、この事から、RI印刷機での評価結果がそのまま実機印刷に反映されず、商業オフセット印刷の現場に於いてパイリング(特にエッジパイリングが発生するケースが多い。)の発生に繋がっていると考えている。
このような高速印刷領域における塗工紙の強度をシミュレ−トする事は非常に困難であったが、鋭意検討の結果、高速引っ張り試験機を用いてラテックスのフィルム特性をコントロールすることで、実機印刷時のパイリングの発生を抑制することが可能であることを見出した。
In recent commercial offset printing, printing is performed at a very high speed in order to emphasize productivity. It is said that printing speed is 2 m / s or more for flat offset printing and 10 m / s or more for winding type offset printing. ing. In general, the surface strength of coated paper is often substituted by simulating actual machine printing using an RI printer, but in reality it is printed at a very fast speed. It is considered that the evaluation result of the RI printing machine is not reflected in the actual printing as it is, and it leads to the occurrence of piling (especially in many cases edge piling occurs) at the site of commercial offset printing.
Although it was very difficult to simulate the strength of coated paper in such a high-speed printing area, as a result of intensive studies, it was possible to control the latex film characteristics using a high-speed tensile tester. It has been found that it is possible to suppress the occurrence of piling during printing.

15m/sでの高速引っ張り試験時の伸びが100%未満では、高速印刷における瞬時の衝撃緩和作用が小さくパイリングが劣る。また伸び100%時のフィルムの応力が12MPa未満ではラテックスフィルムの材料破断を生じ易くパイリングが劣る。   If the elongation at the time of the high-speed tensile test at 15 m / s is less than 100%, the instantaneous impact mitigating action in high-speed printing is small, and the piling is inferior. Further, if the stress of the film at 100% elongation is less than 12 MPa, the material of the latex film is likely to be broken, and the pile is inferior.

上記の15m/sでの高速引っ張り試験時におけるラテックスフィルムの特性は、ラテックスのゲル含有量、ラテックスのTg、重合時に使用するエチレン性不飽和カルボン酸単量体の種類や量、重合時の温度制御等によってコントロールが可能である。   The characteristics of the latex film during the high-speed tensile test at 15 m / s are as follows: latex gel content, latex Tg, type and amount of ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer used during polymerization, temperature during polymerization Control is possible by control or the like.

本発明の共重合体ラテックスの製造にあたって、単量体ならびにその他の成分の添加方法については特に制限されるものではないが、分割添加方法、連続添加方法、パワーフィード方法を採用することができる。また、本発明においては、一段重合、二段重合又は多段階重合等何れも採用することができるが、一段重合においては、単量体添加開始時から単量体添加終了時まで、継続的に3℃以上重合温度を上げることで高速引っ張り試験時の応力を本発明の規定範囲にコントロールできる。
また、二段以上の多段重合においては、単量体添加開始時から単量体添加終了時まで継続的に重合温度を上げる段を少なくとも1段設けることが好ましい。その際、単量体添加開始時と単量体添加終了時の重合温度差は3℃以上、さらに好ましくは5℃〜30℃あることが好ましい。
In the production of the copolymer latex of the present invention, the method for adding the monomer and other components is not particularly limited, but a divided addition method, a continuous addition method, and a power feed method can be employed. In the present invention, any one-stage polymerization, two-stage polymerization, multi-stage polymerization, etc. can be employed, but in the one-stage polymerization, from the start of monomer addition until the end of monomer addition, By increasing the polymerization temperature by 3 ° C. or more, the stress during the high-speed tensile test can be controlled within the specified range of the present invention.
In multistage polymerization of two or more stages, it is preferable to provide at least one stage for continuously raising the polymerization temperature from the start of monomer addition to the end of monomer addition. At that time, the difference in polymerization temperature between the start of monomer addition and the end of monomer addition is preferably 3 ° C. or more, more preferably 5 ° C. to 30 ° C.

本発明の共重合体ラテックスを含有する紙塗工用組成物は、カオリンクレー、炭酸カルシウムを主な顔料として使用するものであるが、その他の顔料として、例えば、タルク、硫酸バリウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、サチンホワイトなどの無機顔料、あるいはポリスチレンラテックスのような有機顔料をそれぞれ単独または混合して使用することもできる。
また、紙塗工用組成物中の共重合体ラテックスの含有量は顔料100重量部(固形分)に対して3〜20重量部(固形分)を使用することが好ましい。共重合体ラテックスの含有量が3重量部以下では顔料を充分に接着できず好ましくなく、20重量部を超えると塗工紙の透気性が低下して好ましくない。
The paper coating composition containing the copolymer latex of the present invention uses kaolin clay and calcium carbonate as main pigments, but other pigments include, for example, talc, barium sulfate, titanium oxide, Inorganic pigments such as aluminum hydroxide, zinc oxide, and satin white, or organic pigments such as polystyrene latex can be used alone or in combination.
The content of the copolymer latex in the paper coating composition is preferably 3 to 20 parts by weight (solid content) with respect to 100 parts by weight (solid content) of the pigment. If the content of the copolymer latex is 3 parts by weight or less, the pigment cannot be sufficiently adhered, which is not preferable, and if it exceeds 20 parts by weight, the air permeability of the coated paper is lowered, which is not preferable.

また、必要に応じて澱粉、酸化澱粉、エステル化澱粉等の変性澱粉、大豆蛋白、カゼインなどの天然バインダー、あるいは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合成バインダーなどを使用しても差し支えない。さらに、ポリ酢酸ビニルラテックス、アクリル系ラテックスなどの合成ラテックス等を本発明の共重合体ラテックスと併用してもよい。   If necessary, modified starches such as starch, oxidized starch and esterified starch, natural binders such as soybean protein and casein, or water-soluble synthetic binders such as polyvinyl alcohol and carboxymethyl cellulose may be used. Further, synthetic latex such as polyvinyl acetate latex and acrylic latex may be used in combination with the copolymer latex of the present invention.

本発明の共重合体ラテックスを用いて紙塗工用組成物を調整する際には、さらにその他の助剤、例えば分散剤(ピロリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなど)、消泡剤(ポリグリコール、脂肪酸エステル、リン酸エステル、シリコーンオイルなど)、レベリング剤(ロート油、ジシアンジアミド、尿素など)、防腐剤、離型剤(ステアリン酸カルシウム、パラフィンエマルジョンなど)、蛍光染料、カラー保水性向上剤(アルギン酸ナトリウムなど)を必要に応じて添加しても良い。   In preparing a paper coating composition using the copolymer latex of the present invention, other auxiliary agents such as a dispersant (sodium pyrophosphate, sodium polyacrylate, sodium hexametaphosphate, etc.), antifoaming Agent (polyglycol, fatty acid ester, phosphate ester, silicone oil, etc.), leveling agent (funnel oil, dicyandiamide, urea, etc.), preservative, mold release agent (calcium stearate, paraffin emulsion, etc.), fluorescent dye, color water retention An improver (such as sodium alginate) may be added as necessary.

さらに、紙塗工用組成物を塗工用紙へ塗布する方法には、公知の技術、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、カーテンコーターなどのいずれの塗工機を使用しても差し支えない。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。   Further, as a method for applying the paper coating composition to the coated paper, any known technique such as an air knife coater, blade coater, roll coater, bar coater, curtain coater or the like can be used. There is no problem. Also, after coating, the surface is dried and finished by calendaring or the like.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。なお実施例中、割合を示す部および%は特に断りのない限り重量基準によるものである。また実施例における諸物性の評価は次の方法に拠った。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded. In the examples, parts and percentages indicating percentages are based on weight unless otherwise specified. In addition, various physical properties in the examples were evaluated by the following methods.

共重合体ラテックスのゲル含有量の測定
温度40℃、湿度85%の雰囲気にてラテックスフィルムを作成する。その後ラテックスフィルムを約1g秤量しXgとする。これを400mlのトルエンに入れ48時間膨潤溶解させる。その後、これを秤量済みの300メッシュのステンレス金網で濾過し、その後トルエンを蒸発乾燥させ、その乾燥後重量からメッシュ重量を減じて、試料の乾燥後重量を秤量しYgとする。
ゲル含量(%)=Y/X*100
A latex film is prepared in an atmosphere at a measurement temperature of 40 ° C. and a humidity of 85% for the gel content of the copolymer latex . Thereafter, about 1 g of the latex film is weighed to obtain Xg. This is put into 400 ml of toluene and swelled and dissolved for 48 hours. Then, this is filtered through a weighed 300-mesh stainless steel wire net, and then toluene is evaporated to dryness. The mesh weight is subtracted from the weight after drying, and the weight after drying of the sample is weighed to obtain Yg.
Gel content (%) = Y / X * 100

共重合体ラテックスのTgの測定
共重合体ラテックスをガラス板上に流延し70℃で4時間乾燥してフィルムを作製し、このフィルムをアルミパンに詰め、示差走査熱量計(DSC6200:セイコーインスツルメンツ社製)にセットする。あらかじめ、予想されるTgより約50℃低い温度まで装置を冷却した後、加熱速度10℃/minで昇温し、DSC曲線を描かせる。
本発明におけるガラス転移温度とは、DSC測定チャートの微分曲線において、(a)ピークがひとつの場合にはそのピークトップの温度のことを、(b)ピークがふたつ以上の場合には、面積の一番大きなもののピークトップの温度のことを、(c)ピークトップを持つが形状がブロードの場合には、そのピークトップの温度のことを、(d)ピークトップを持たないブロード(台形)状の場合には、その中心部分の温度のことを、(e)ピークが2つ以上あり、そのうち面積の一番大きな部分の形状が(c)、(d)に該当する場合には、それぞれ(c)、(d)の基準にもとづいて得られる温度のことを指す。
Measurement of Tg of Copolymer Latex Copolymer latex was cast on a glass plate and dried at 70 ° C. for 4 hours to prepare a film. The film was packed in an aluminum pan, and a differential scanning calorimeter (DSC6200: Seiko Instruments Inc.). Set it to). The apparatus is cooled to a temperature about 50 ° C. lower than the expected Tg in advance, and then heated at a heating rate of 10 ° C./min to draw a DSC curve.
The glass transition temperature in the present invention refers to (a) the peak top temperature when there is one peak in the differential curve of the DSC measurement chart, and (b) the area of the peak when there are two or more peaks. The highest peak top temperature, (c) If the shape has a peak top but the shape is broad, the temperature of the peak top is (d) the broad (trapezoidal) shape without the peak top. In the case of (2), the temperature of the central portion is expressed as follows: (e) When there are two or more peaks, and the shape of the largest portion of the area corresponds to (c) and (d), It refers to the temperature obtained based on the criteria of c) and (d).

共重合体ラテックスの高速引っ張り試験の測定
共重合体ラテックスを室温にて48時間放置して乾燥し、0.4mm〜0.6mm厚のラテックスフィルムを作成する。さらに得られたフィルムを130℃オーブン中で15分間放置後、図−1に示すダンベル状に型抜きしデシケーター中にて保管する。
島津製作所製高速衝撃試験機ハイドロショットHITS−T10を用いて15m/sの引っ張り速度で試験した際の応力と変位を測定した。
試験に際しては、フィルムの含水率が2%を越えないように、デシケータから出した直後に測定を行う。
※試料グリップ :高分子フィルム用グリップ
※試験片形状 :平行部幅15mmダンベル型(金型打ち抜き加工)(図1参照)
※チャック間距離 :30mm
※試験力容量 :10kN
※試験温度 :室温
※伸び率(%)=変位/チャック間距離(30mm)×100
Measurement of high-speed tensile test of copolymer latex The copolymer latex is allowed to stand at room temperature for 48 hours and dried to prepare a latex film having a thickness of 0.4 mm to 0.6 mm. Further, the obtained film is allowed to stand in an oven at 130 ° C. for 15 minutes, and then is cut into a dumbbell shape shown in FIG. 1 and stored in a desiccator.
Using a Shimadzu high-speed impact tester Hydroshot HITS-T10, the stress and displacement were measured at a tensile speed of 15 m / s.
In the test, measurement is performed immediately after the film is removed from the desiccator so that the moisture content of the film does not exceed 2%.
* Sample grip: Grip for polymer film * Specimen shape: Parallel part width 15mm dumbbell mold (die punching process) (see Fig. 1)
* Distance between chucks: 30 mm
* Test force capacity: 10kN
* Test temperature: Room temperature * Elongation rate (%) = Displacement / Distance between chucks (30 mm) × 100

共重合体ラテックス(A、B、G、H)の合成
耐圧製の重合反応器に、重合水140部、過硫酸カリウム1.0を仕込み、十分攪拌した後、表1および表2の1段目に示す各単量体および他の化合物を加えて表1および表2に記載の単量体連添開始時の温度にて重合を開始した。1段目の重合転化率が60%を越えた時点で、次いで2段目の各単量体および他の化合物を表1記載の連添時間にて連添した。そのまま重合を続け、最終転化率が95%を超えた時点で重合を終了した。なお、2段目において、表1および表2に記載の単量体の添加開始時の温度から添加終了時の温度に差があるGおよびHは、連添開始時から終了時まで継続的に重合温度を変化させた。
次いで、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を8に調整し、水蒸気蒸留により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去し、共重合体ラテックスA、B、G、Hを得た。
Synthetic pressure resistant polymerization reactors of copolymer latex (A, B, G, H) were charged with 140 parts of polymerized water and 1.0 potassium persulfate. The respective monomers and other compounds shown in the eye were added, and polymerization was started at the temperature at the start of monomer addition shown in Tables 1 and 2. When the polymerization conversion rate in the first stage exceeded 60%, each monomer and other compounds in the second stage were then continuously added at the addition time shown in Table 1. The polymerization was continued as it was, and the polymerization was terminated when the final conversion rate exceeded 95%. In the second stage, G and H having a difference between the temperature at the start of addition of the monomers described in Table 1 and Table 2 and the temperature at the end of addition are continuously from the start to the end of continuous addition. The polymerization temperature was changed.
Next, the pH of the obtained copolymer latex is adjusted to 8 using sodium hydroxide, unreacted monomers and other low-boiling compounds are removed by steam distillation, and copolymer latex A, B, G and H were obtained.

共重合体ラテックス(C、I)の合成
耐圧製の重合反応器に、重合水140部、過硫酸カリウム1.0を仕込み、十分攪拌した後、表1および表2に記載の単量体連添開始時の温度になった時点で、1段目の各単量体および他の化合物の連添を開始した。表1および表2に記載の1段目の連添時間にて1段目を連続添加し、次いで2段目の各単量体および他の化合物を表1および表2に記載の2段目の連添時間にて連添した。そのまま重合を続け、最終転化率が95%を超えた時点で重合を終了した。ここで、ラテックスCにおいては、2段目の連添開始時から終了時まで、ラテックスIについては、1段目の連添開始から2段目の連添終了時まで、連続的に重合温度を変化させた。
次いで、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を8に調整し、水蒸気蒸留により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去し、共重合体ラテックスC、Iを得た。
Synthesis of copolymer latex (C, I) A polymerization reactor made of pressure-resistant polymer was charged with 140 parts of polymerized water and 1.0 potassium persulfate and stirred sufficiently. When the temperature at the start of addition was reached, continuous addition of each monomer and other compound in the first stage was started. The first stage is continuously added at the first stage addition time described in Table 1 and Table 2, and then each monomer and other compounds in the second stage are added to the second stage described in Table 1 and Table 2. At the time of continuous feeding The polymerization was continued as it was, and the polymerization was terminated when the final conversion rate exceeded 95%. Here, in the latex C, the polymerization temperature was continuously increased from the start of the second stage addition to the end, and for the latex I, the polymerization temperature was continuously increased from the start of the first stage addition to the end of the second stage addition. Changed.
Next, the pH of the obtained copolymer latex is adjusted to 8 using sodium hydroxide, unreacted monomers and other low-boiling compounds are removed by steam distillation, and copolymer latexes C and I are obtained. Obtained.

共重合体ラテックス(D、J、K)の合成
耐圧製の重合反応器に、重合水140部、過硫酸カリウム1.0部を仕込み、十分攪拌した後、表1または表2に記載の単量体連添開始温度になった時点で表1および表2に示す各単量体および他の化合物の連添を開始した。表1および表2に示す連添時間で連添を終了した。そのまま重合を続け、最終重合転化率が95%を越えた時点で重合を終了した。なお、単量体の添加開始から終了まで表1および表2記載の単量体連添終了時の温度になるよう継続的に重合温度を変化させた。
次いで、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を8に調整し、水蒸気蒸留により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去し、共重合体ラテックスD、J、Kを得た。
Synthetic pressure resistant polymerization reactors for copolymer latex (D, J, K) were charged with 140 parts of polymerized water and 1.0 part of potassium persulfate and stirred sufficiently. When the monomer addition start temperature was reached, the addition of each monomer and other compounds shown in Tables 1 and 2 was started. The addition was completed at the addition times shown in Tables 1 and 2. The polymerization was continued as it was, and the polymerization was terminated when the final polymerization conversion rate exceeded 95%. The polymerization temperature was continuously changed from the start to the end of the monomer addition so as to reach the temperature at the end of monomer addition shown in Tables 1 and 2.
Subsequently, the pH of the obtained copolymer latex is adjusted to 8 using sodium hydroxide, unreacted monomers and other low-boiling compounds are removed by steam distillation, and the copolymer latex D, J, K was obtained.

共重合体ラテックス(E)の合成
耐圧製の重合反応器に、重合水140部、過硫酸カリウム1.0を仕込み、十分攪拌した後、69℃になった時点で、表1に示す1段目の各単量体およびその他化合物の連添を開始し、35分で連添した。次いで表1に示す2段目の各単量体とその他化合物を120分かけて連添した。次いで表1に示す3段目の各単量体を95分で連添し、その後も重合を続け、最終重合転化率が95%を越えた時点で重合を終了した。このとき、2段目の連添開始時(69℃)から、3段目の連添終了時に73℃になるように、継続的に重合温度を変化させた。
次いで、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を8に調整し、水蒸気蒸留により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去し、共重合体ラテックスEを得た。
Synthesis of copolymer latex (E) 140 parts of polymerization water and potassium persulfate 1.0 were charged into a polymerization pressure-resistant polymerization reactor, and after stirring sufficiently, when the temperature reached 69 ° C., one step shown in Table 1 The addition of each monomer of the eye and other compounds was started and added in 35 minutes. Next, each monomer in the second stage shown in Table 1 and other compounds were continuously added over 120 minutes. Next, the respective monomers in the third stage shown in Table 1 were continuously added in 95 minutes, and the polymerization was continued thereafter, and the polymerization was terminated when the final polymerization conversion rate exceeded 95%. At this time, the polymerization temperature was continuously changed from the start of the second stage of addition (69 ° C.) to 73 ° C. at the end of the third stage of addition.
Subsequently, pH of the obtained copolymer latex was adjusted to 8 using sodium hydroxide, and unreacted monomers and other low-boiling compounds were removed by steam distillation to obtain copolymer latex E. .

共重合体ラテックス(F)の合成
耐圧製の重合反応器に、重合水140部、過硫酸カリウム1.0を仕込み、十分攪拌した後、表1に示す各単量体および他の化合物を加えて67℃で重合を開始した。1段目の重合転化率が60%を越えた時点で、表1に示す2段目の各単量体および他の化合物の連添を開始し、185分かけて連添した。次いで表1に示す3段目の各単量体および他の化合物を135分かけて連添した。次いで表1に示す4段目の各単量体および他の化合物を10分かけて連添した。その後も重合を続け、最終重合転化率が95%を越えた時点で重合を終了した。ここで、3段目は67℃で連添を開始し、その後4段目の連添終了時に80℃になるように、継続的に重合温度を変化させた。
次いで、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を8に調整し、水蒸気蒸留により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去し、共重合体ラテックスFを得た。
Synthesis of copolymer latex (F) Into a polymerization reactor made of pressure-resistant polymer, 140 parts of polymerization water and 1.0 potassium persulfate were charged and stirred sufficiently, and then each monomer and other compounds shown in Table 1 were added. Polymerization was started at 67 ° C. When the polymerization conversion rate in the first stage exceeded 60%, the addition of each monomer and other compounds in the second stage shown in Table 1 was started and continued over 185 minutes. Next, each monomer in the third stage shown in Table 1 and other compounds were continuously added over 135 minutes. Next, each monomer in the fourth stage shown in Table 1 and other compounds were continuously added over 10 minutes. Thereafter, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the final polymerization conversion rate exceeded 95%. Here, in the third stage, the addition was started at 67 ° C., and then the polymerization temperature was continuously changed so as to reach 80 ° C. at the end of the fourth stage of addition.
Subsequently, pH of the obtained copolymer latex was adjusted to 8 using sodium hydroxide, and unreacted monomers and other low-boiling compounds were removed by steam distillation to obtain copolymer latex F. .

紙塗工用組成物の作製と評価
下記に示した配合処方に従って共重合体ラテックスA〜F、およびG〜Kを用い、NaOHでpH9.5に調整し、紙塗工用組成物を作製した。
(紙塗工用組成物の配合処方)
配合処方
カオリン 30部
重質炭酸カルシウム 70部
変性デンプン 2部
共重合体ラテックス 7部
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
固形分濃度 65%
Preparation and Evaluation of Paper Coating Composition According to the formulation shown below, copolymer latexes A to F and G to K were used and adjusted to pH 9.5 with NaOH to prepare a paper coating composition. .
(Formulation formulation of paper coating composition)
Formulated kaolin 30 parts Heavy calcium carbonate 70 parts Modified starch 2 parts Copolymer latex 7 parts ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
Solid content 65%

塗工紙の作製と評価
塗工原紙(坪量55g/m)に、上記の紙塗工用組成物を片面あたりの塗被量が12g/mとなるようにワイヤーバーを用いて塗工し乾燥した後、線圧60kg/cm、温度50℃の条件でカレンダー処理を行って塗工紙を得た。得られた塗工紙を実機印刷試験に供して5000枚刷った後のブランケット上のパイリング状態を評価し、その結果を表1及び表2に示した。
◎: パイリングの発生が認められない。
○: 僅かにエッジパイリング認められる。
△: エッジパイリングが目立つ
×: ブランケット全面にパイリングが認められる。
Preparation and Evaluation of Coated Paper Coated paper (basis weight 55 g / m 2 ) is coated with the above-mentioned composition for paper coating using a wire bar so that the coating amount per side is 12 g / m 2. After being worked and dried, a calendar treatment was performed under conditions of a linear pressure of 60 kg / cm and a temperature of 50 ° C. to obtain a coated paper. The obtained coated paper was subjected to an actual machine printing test and evaluated on the blanket after printing 5000 sheets, and the results are shown in Tables 1 and 2.
A: No occurrence of piling is observed.
○: Slight edge piling is observed.
Δ: Edge piling is conspicuous
X: Piling is observed on the entire blanket.

表1に示すとおり、本発明による共重合体ラテックスA〜Fはいずれも高速引っ張り試験における伸びと応力に優れる。またこれらのラテックスを用いて塗工紙を作成し、実機印刷にて耐刷性を確認したところ、パイリングの発生もほとんど認められず良好な耐刷性を示した。   As shown in Table 1, all of the copolymer latexes A to F according to the present invention are excellent in elongation and stress in the high-speed tensile test. Moreover, when coated paper was prepared using these latexes and printing durability was confirmed by actual printing, the occurrence of piling was hardly observed and good printing durability was exhibited.

比較例1は、ゲルが75%を下回るためラテックスフィルムの伸びは優れるが応力が劣り、塗工紙の耐刷性が劣る。
比較例2は、脂肪族共役ジエン単量体の量が少なく、ラテックスのガラス転移温度も高いため、ラテックスフィルムの伸びが劣り、塗工紙の耐刷性が劣る。
比較例3では、エチレン性不飽和カルボン酸単量体の量が少ないためラテックスフィルムの伸びは優れるが応力が劣る。このため塗工紙の耐刷性が劣る。
比較例4、5では、いずれも高速引張試験の伸び100%における応力が本発明の規定範囲外であり、塗工紙の耐刷性が劣る。
In Comparative Example 1, since the gel is less than 75%, the elongation of the latex film is excellent, but the stress is inferior, and the printing durability of the coated paper is inferior.
In Comparative Example 2, since the amount of the aliphatic conjugated diene monomer is small and the glass transition temperature of the latex is high, the elongation of the latex film is inferior and the printing durability of the coated paper is inferior.
In Comparative Example 3, since the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is small, the elongation of the latex film is excellent, but the stress is inferior. For this reason, the printing durability of the coated paper is inferior.
In Comparative Examples 4 and 5, the stress at 100% elongation in the high-speed tensile test is outside the specified range of the present invention, and the printing durability of the coated paper is inferior.

上記のとおり、本発明の共重合体ラテックスは、ラテックスフィルムの高速引っ張り時にある一定の伸び率及び応力を有することで、実際のオフセット印刷に於いてパイリングの発生の少ない、耐刷性に優れた塗工紙が得られることから、特に紙塗工用組成物におけるバインダーとして有用である。   As described above, the copolymer latex of the present invention has a certain elongation and stress when the latex film is pulled at a high speed, and thus has less printing and less printing durability in actual offset printing. Since a coated paper can be obtained, it is particularly useful as a binder in a paper coating composition.

Claims (2)

脂肪族共役ジエン系単量体35〜65重量%、シアン化ビニル系単量体5〜35重量%、エチレン系不飽和カルボン酸単量体2.5〜10重量%およびこれらと共重合可能な他の単量体0〜57.5重量%(単量体合計100重量%)を乳化重合して得られ、ガラス転移温度(Tg)が+10℃以下、ゲル含有量が75%〜100%である共重合体ラテックスであり、該共重合体ラテックスを用いて作成したフィルムの15m/sにおける高速引っ張り試験条件におけるフィルムの伸びが100%以上、かつ伸び100%時のフィルムの応力が12MPa以上であることを特徴とする共重合体ラテックス。   35 to 65% by weight of aliphatic conjugated diene monomer, 5 to 35% by weight of vinyl cyanide monomer, 2.5 to 10% by weight of ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, and copolymerizable therewith It is obtained by emulsion polymerization of 0 to 57.5% by weight of other monomers (monomer total 100% by weight), glass transition temperature (Tg) is + 10 ° C. or lower, and gel content is 75% to 100%. It is a certain copolymer latex, and the elongation of the film under a high-speed tensile test condition at 15 m / s of the film prepared using the copolymer latex is 100% or more, and the stress of the film when the elongation is 100% is 12 MPa or more. A copolymer latex characterized by being. 請求項1に記載の共重合体ラテックスを含有する紙塗工用組成物。   A composition for paper coating containing the copolymer latex according to claim 1.
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