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JP7057072B2 - Copolymer latex for inkjet coated paper and the copolymer latex-containing composition - Google Patents
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JP7057072B2 - Copolymer latex for inkjet coated paper and the copolymer latex-containing composition - Google Patents

Copolymer latex for inkjet coated paper and the copolymer latex-containing composition Download PDF

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Description

本発明は、インクジェット塗工紙用共重合体ラテックス及び該共重合体ラテックス含有組成物に関するものである。詳しくは、水性インク用インクジェット塗工紙にバインダーとして使用される共重合体ラテックスであり、インクジェット塗工紙の水性インク吸収性に優れた共重合体ラテックス及び該共重合体ラテックを含有してなるインクジェット塗工紙用塗工組成物に関するものである。 The present invention relates to a copolymer latex for inkjet coated paper and a composition containing the copolymer latex. Specifically, it is a copolymer latex used as a binder for inkjet coated paper for water-based ink, and contains a copolymer latex having excellent water-based ink absorbability of inkjet coated paper and the copolymer lattice. It relates to a coating composition for inkjet coated paper.

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、月刊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の個人向け情報発信おいては、オンデマンド印刷が主流になりつつあり、具体的には電子写真方式やインクジェット方式などのオンデマンド印刷が活用されている。
一般的なオフセット印刷紙用塗工組成物は、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が利用され、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。
一方、インクジェット方式に用いる塗工組成物(以下、インクジェット塗工紙用塗工組成物と呼ぶ)は、水吸収性に優れるシリカなどの多孔性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、水性インキを紙表面に定着させるためのカチオン性定着剤やその他の添加剤によって構成されるが、バインダーとしては保護コロイド性や親水性に優れたポリビニルアルコールが使用されることが一般的である。そして、オフセット印刷紙用塗工組成物では一般的な合成エマルションバインダーであるスチレン-ブタジエン系共重合体ラテックスなどは水性インクの吸収性が劣るために使用が制限される傾向にある。
In recent years, coated paper has been used in a large number of printed matter because of its high printing effect. Even in periodical publications such as quarterly and monthly papers, the number of cases where coated paper is used for all pages is increasing considerably. In particular, on-demand printing is becoming mainstream in the transmission of personal information such as direct mail and product catalogs in the mail order business. Specifically, on-demand printing such as electrophotographic method and inkjet method is utilized. There is.
Common offset printing paper coating compositions are made from 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 the pigment to the base paper, and other additives. A water-based paint to be composed is used, and as a binder, a synthetic emulsion binder typified by a styrene-butadiene copolymer latex or a natural binder typified by starch or casein is used.
On the other hand, the coating composition used in the inkjet method (hereinafter referred to as a coating composition for inkjet coated paper) is a pigment dispersion liquid in which a porous pigment such as silica having excellent water absorption is dispersed in water, pigments and pigments. It is composed of a binder for adhering and fixing the pigment to the base paper, a cationic fixing agent for fixing the water-based ink on the paper surface, and other additives. As a binder, polyvinyl alcohol has excellent protective colloidal properties and hydrophilicity. Is commonly used. Further, in the coating composition for offset printing paper, the use of styrene-butadiene copolymer latex, which is a general synthetic emulsion binder, tends to be restricted because the absorbability of the water-based ink is inferior.

一方、インクジェット塗工紙用塗工組成物において使用されるポリビニルアルコールは、合成エマルションバインダーに比べて塗工層の表面強度が劣る傾向にある。 On the other hand, polyvinyl alcohol used in the coating composition for inkjet coated paper tends to have inferior surface strength of the coating layer as compared with the synthetic emulsion binder.

また、インクジェット印刷は、インクの極少滴を飛翔させてインクジェット用紙に付着、定着させ文字や画像を形成するものであり、塗工紙の表面を形成する塗工層への水性インクの吸収性、保持性及び定着性が、文字の滲みや画像の鮮明性に影響する。更に、水性インクの吸収性は印刷後の表面のインクの乾燥にも影響するため印刷作業性にも大きな影響を及ぼすことが知られている。そのため、文字が滲まず、鮮明な画像が得られ、かつ、印刷作業性の良好なインクジェット塗工紙が要求されている。前述の点を改良するため、例えば特開2001-219646号公報(特許文献1)では、インクジェット用記録媒体のインク受容層におけるインクの吸収容量とインク受容層のインクに対する接触角を規定することが記載されている。また、WO2003/008198号公報(特許文献2)では、インクジェット記録シートの表面の純水に対する接触角が90°以上で、且つインクに対する接触角が30°以下に規定することが記載されている。しかしながら、インクジェット印刷適性と塗工層の表面強度のバランスについては未だ不十分である。 Inkjet printing is the process of flying a very small amount of ink to adhere to and fix it on the inkjet paper to form characters and images, and the absorbency of water-based ink into the coating layer forming the surface of the coated paper. Retention and fixability affect the blurring of characters and the sharpness of images. Further, it is known that the absorbency of the water-based ink also affects the drying of the ink on the surface after printing, and thus has a great influence on the printing workability. Therefore, there is a demand for an inkjet coated paper in which characters do not blur, a clear image can be obtained, and printing workability is good. In order to improve the above points, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-219646 (Patent Document 1) defines the ink absorption capacity of the ink receiving layer of an inkjet recording medium and the contact angle of the ink receiving layer with respect to the ink. Have been described. Further, WO2003 / 008198 (Patent Document 2) describes that the contact angle of the surface of the inkjet recording sheet with pure water is 90 ° or more and the contact angle with ink is 30 ° or less. However, the balance between the suitability for inkjet printing and the surface strength of the coating layer is still insufficient.

特開2001-219646号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-219646

WO2003/008198号公報WO2003 / 008198

本発明は、インクジェット塗工紙において水性インク吸収性の悪さから使用に制限のあった合成エマルションバインダーにおいて、インクジェット塗工紙用塗工組成物に使用しても塗工層への水性インク吸収性及び塗工層の表面強度に優れ、さらに、塗工組成物の安定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含有組成物を提供することを目的とするものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a synthetic emulsion binder whose use is limited due to its poor water-based ink absorbency in inkjet coated paper, and even when used in a coating composition for inkjet coated paper, the water-based ink absorbency into a coating layer. It is an object of the present invention to provide a copolymer latex having excellent surface strength of the coating layer and further excellent stability of the coating composition, and a composition containing the copolymer latex.

本発明は以下の通りである。
[1] 脂肪族共役ジエン系単量体に由来する構造単位5~30重量%、エチレン系不飽和カルボン酸単量体に由来する構造単位0.1~10重量%、及びその他の構造単位60~94.9重量%を含むインクジェット塗工紙用共重合体ラテックスであって、下記方法により作成したラテックスフィルムIのイオン交換水に対する接触角Iが40°以下であり、下記方法により作成したラテックスフィルムIIのイオン交換水に対する接触角IIが60°以上であり、かつ、ラテックスフィルムIとラテックスフィルムIIのイオン交換水に対する接触角の差が30°以上であることを特徴とするインクジェット塗工紙用共重合体ラテックス。
(ラテックスフィルムIの作成方法)
PETフィルム上に#8wire-barを用いて共重合体ラテックス(固形分48%)を塗布し、200℃に設定した熱風循環式オーブンで1分間乾燥させた後取り出す。
(ラテックスフィルムIIの作成方法)
PETフィルム上に#8wire-barを用いて共重合体ラテックス(固形分48%)を塗布し、120℃に設定した熱風循環式オーブンで1分間乾燥させた後取り出す。
[2]共重合体ラテックスの最低造膜温度(MFT)が50℃以上であることを特徴とする上記[1]に記載のインクジェット塗工紙用共重合体ラテックス。
[3]ゲル含有量が80重量%以上であることを特徴とする上記[1]~[2]の何れかに記載のインクジェット塗工紙用共重合体ラテックス。
[4]平均粒子径が120nm以上であることを特徴とする上記[1]~[3]の何れかに記載のインクジェット塗工紙用共重合体ラテックス。
[5]共重合体ラテックス(固形分)に含まれるアニオン性乳化剤含有量が0.1重量%以上であることを特徴とする上記[1]~[4]の何れかに記載のインクジェット塗工紙用共重合体ラテックス。
The present invention is as follows.
[1] 5 to 30% by weight of the structural unit derived from the aliphatic conjugated diene-based monomer, 0.1 to 10% by weight of the structural unit derived from the ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomer, and 60 other structural units. A copolymer latex for inkjet coated paper containing up to 94.9% by weight, the latex film I prepared by the following method has a contact angle I of 40 ° or less with respect to ion-exchanged water, and the latex prepared by the following method. The inkjet coated paper is characterized in that the contact angle II of the film II with respect to the ion-exchanged water is 60 ° or more, and the difference between the contact angles of the latex film I and the latex film II with respect to the ion-exchanged water is 30 ° or more. For copolymer latex.
(How to make Latex Film I)
A copolymer latex (solid content 48%) is applied onto a PET film using # 8 wire-bar, dried in a hot air circulation oven set at 200 ° C. for 1 minute, and then taken out.
(How to make Latex Film II)
A copolymer latex (solid content 48%) is applied onto a PET film using # 8 wire-bar, dried in a hot air circulation oven set at 120 ° C. for 1 minute, and then taken out.
[2] The copolymer latex for inkjet coated paper according to the above [1], wherein the minimum film forming temperature (MFT) of the copolymer latex is 50 ° C. or higher.
[3] The copolymer latex for inkjet coated paper according to any one of the above [1] to [2], wherein the gel content is 80% by weight or more.
[4] The copolymer latex for inkjet coated paper according to any one of the above [1] to [3], wherein the average particle size is 120 nm or more.
[5] The inkjet coating according to any one of the above [1] to [4], wherein the content of the anionic emulsifier contained in the copolymer latex (solid content) is 0.1% by weight or more. Copolymer latex for paper.

本発明のインクジェット塗工紙用共重合体ラテックスを用いることで、水性インク吸収性に優れることから文字が滲まず、鮮明な画像が得られ、表面強度に優れたインクジェット塗工紙が得られる。さらに、本発明のインクジェット塗工紙用共重合体ラテックスを用いた塗工組成物は、凝集物量が少ないものが得られる。 By using the copolymer latex for inkjet coated paper of the present invention, since the water-based ink absorbency is excellent, characters do not blur, a clear image can be obtained, and an inkjet coated paper having excellent surface strength can be obtained. Further, the coating composition using the copolymer latex for inkjet coated paper of the present invention can be obtained with a small amount of agglomerates.

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に由来する構造単位、エチレン系不飽和カルボン酸単量体に由来する構造単位、及びその他の構造単位を含むものである。 The copolymer latex of the present invention contains a structural unit derived from an aliphatic conjugated diene-based monomer, a structural unit derived from an ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomer, and other structural units.

脂肪族共役ジエン系単量体に由来する構造単位とは、脂肪族共役ジエン系単量体が重合して形成される構造単位である。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 structural unit derived from the aliphatic conjugated diene-based monomer is a structural unit formed by polymerizing the aliphatic conjugated diene-based monomer. Examples of the aliphatic conjugated diene-based monomer include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chlor-1,3-butadiene, and substitutions. Examples thereof include linear conjugated pentadiene, substitution and side chain conjugated hexadiene, and one or more of these can be used. In particular, the use of 1,3-butadiene is preferable.

エチレン系不飽和カルボン酸単量体に由来する構造単位とは、エチレン系不飽和カルボン酸単量体が重合して形成される構造単位である。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、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、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。 The structural unit derived from the ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomer is a structural unit formed by polymerizing the ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomer. Examples of the ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomer include monobasic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid (anhydride), and one of these is used. Alternatively, two or more types can be used.

その他の構造単位に対応する単量体としては、アルケニル芳香族系単量体、シアン化ビニル系単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体、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系単量体などが挙げられる。 Examples of the monomer corresponding to other structural units include an alkenyl aromatic monomer, a vinyl cyanide monomer, an unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer, and an unsaturated single amount containing a hydroxyalkyl group. Examples include the body and unsaturated carboxylic acid amide-based monomers.

アルケニル芳香族系単量体としては、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、ジビニルベンゼン等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。本実施形態においては、工業的に容易に製造され、入手の容易性及びコストの観点から、特に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, divinylbenzene and the like. These can be used alone or in combination of two or more. In this embodiment, it is industrially easy to manufacture, and from the viewpoint of availability and cost, it is particularly preferable to use styrene.

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、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の単量体が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。本実施形態においては、工業的に容易に製造され、入手の容易性及びコストの観点から、特にアクリロニトリル又はメタクリロニトリルの使用が好ましい。 Examples of the vinyl cyanide-based monomer include monomers such as acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, and α-ethylacrylonitrile. These can be used alone or in combination of two or more. In the present embodiment, acrylonitrile or methacrylonitrile is particularly preferable from the viewpoint of easy industrial production, availability and cost.

不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体としては、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る。これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。本実施形態においては、工業的に容易に製造され、入手の容易性及びコストの観点から、特にメチルメタクリレートの使用が好ましい。 Examples of unsaturated carboxylic acid alkyl ester-based monomers include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, glycidyl methacrylate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl maleate, diethyl maleate, and dimethyl itaconate. , Monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, 2-ethylhexyl acrylate and the like. These can be used alone or in combination of two or more. In the present embodiment, it is industrially easy to manufacture, and from the viewpoint of availability and cost, the use of methyl methacrylate is particularly 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等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the unsaturated monomer containing a hydroxyalkyl group include β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, and 3-chloro-2-hydroxypropyl. Examples thereof include methacrylate, di- (ethylene glycol) maleate, di- (ethylene glycol) itaconate, 2-hydroxyethyl maleate, bis (2-hydroxyethyl) maleate, and 2-hydroxyethylmethyl fumarate. These can be used alone or in combination of two or more.

不飽和カルボン酸アミド系単量体としては、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等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the unsaturated carboxylic acid amide-based monomer include acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, N, N-dimethylacrylamide and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

上記単量体の他にも、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。 In addition to the above-mentioned monomers, any monomer used in ordinary emulsion polymerization such as ethylene, propylene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl chloride and vinylidene chloride can be used.

本発明の共重合体ラテックスを構成する構造単単位は、脂肪族共役ジエン系単量体に由来する構造単位5~30重量%、エチレン系不飽和カルボン酸単量体に由来する構造単位0.1~10重量%、及びその他の構造単位60~94.9重量%を含むものである。 The structural unit constituting the copolymer latex of the present invention is a structural unit derived from an aliphatic conjugated diene-based monomer of 5 to 30% by weight, and a structural unit derived from an ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomer. It contains 1 to 10% by weight, and other structural units of 60 to 94.9% by weight.

脂肪族共役ジエン系単量体に由来する構造単位は、5~30重量%含有することが必要である。5重量%未満では塗工層の表面強度が劣る傾向にあり、30重量%を超えると共重合体ラテックスの成膜性が良くなり その結果として塗工層への水性インク吸収性が劣る傾向にある。好ましくは7~27重量%である。 The structural unit derived from the aliphatic conjugated diene-based monomer needs to be contained in an amount of 5 to 30% by weight. If it is less than 5% by weight, the surface strength of the coating layer tends to be inferior, and if it exceeds 30% by weight, the film-forming property of the copolymer latex is improved, and as a result, the water-based ink absorption to the coating layer tends to be inferior. be. It is preferably 7 to 27% by weight.

エチレン系不飽和カルボン酸単量体に由来する構造単位は、0.1~10重量%含有することが必要である。0.1重量%未満では親水性が劣る傾向にあり、10重量%を超えると塗工組成物として混和した際のカチオン定着剤との混和安定性が劣る傾向にある。好ましくは0.2~6重量%である。 The structural unit derived from the ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomer needs to be contained in an amount of 0.1 to 10% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the hydrophilicity tends to be inferior, and if it exceeds 10% by weight, the miscibility with the cation fixing agent when miscible as a coating composition tends to be inferior. It is preferably 0.2 to 6% by weight.

その他の構造単位は、60~94.9重量%含有することが必要である。60重量%未満だと水性インク吸収性や塗工組成物として混和した際のカチオン定着剤との混和安定性に劣る傾向にあり、94.9重量%を超えると塗工層の表面強度が劣る傾向にある。好ましくは67~92.8重量%である。 Other structural units should be contained in an amount of 60-94.9% by weight. If it is less than 60% by weight, the water-based ink absorbability and the miscibility with the cation fixing agent when miscible as a coating composition tend to be inferior, and if it exceeds 94.9% by weight, the surface strength of the coating layer is inferior. There is a tendency. It is preferably 67 to 92.8% by weight.

本発明の共重合体ラテックスは、例えば乳化重合法により得ることができる。 The copolymer latex of the present invention can be obtained, for example, by an emulsion polymerization method.

乳化重合を行う際には、上記単量体の他、乳化剤(界面活性剤)、重合開始剤、更に必
要に応じて、連鎖移動剤、還元剤等を配合することができる。
When carrying out emulsion polymerization, in addition to the above-mentioned monomers, an emulsifier (surfactant), a polymerization initiator, and, if necessary, a chain transfer agent, a reducing agent and the like can be blended.

乳化剤(界面活性剤)としては、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スルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、非イオン性乳化剤の硫酸エステル塩等のアニオン性乳化剤、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乳化剤を1種又は2種以上併用して使用することができる。中でも、アニオン性乳化剤を共重合体ラテックス(固形分)に対して0.1重量%以上含有することが好ましく、0.3重量%以上含有することがさらに好ましい。0.1重量%以上含有することで水性インク吸収性が良好になる傾向にある。上限値については、3.0重量%以下であることが好ましく、1.0重量%以下であることがさらに好ましい。3.0重量%を超えると、共重合体ラテックスが泡立つ傾向にあり、また、塗工層の表面強度も劣る傾向にある。 Examples of the emulsifier (surfactant) include anions such as sulfate ester salts of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, alkyldiphenyl ether sulfonates, aliphatic sulfonates, aliphatic carboxylates, and sulfate ester salts of nonionic emulsifiers. One or more nonionic emulsifiers such as a sex emulsifier, an alkyl ester type of polyethylene glycol, an alkyl phenyl ether type, and an alkyl ether type can be used in combination. Above all, the anionic emulsifier is preferably contained in an amount of 0.1% by weight or more, more preferably 0.3% by weight or more, based on the copolymer latex (solid content). When it is contained in an amount of 0.1% by weight or more, the water-based ink absorbency tends to be good. The upper limit is preferably 3.0% by weight or less, and more preferably 1.0% by weight or less. If it exceeds 3.0% by weight, the copolymer latex tends to foam, and the surface strength of the coating layer tends to be inferior.

重合開始剤としては、例えば、過硫酸リチウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、及び過硫酸アンモニウムなど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などの油溶性重合開始剤が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。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、及びt-ブチルハイドロパーオキサイドから選択することが好ましい。重合開始剤の配合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。 Examples of the polymerization initiator include water-soluble polymerization initiators such as lithium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate; cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, and acetyl peroxide. , Diisopropylbenzenehydroperoxide, oil-soluble polymerization initiators such as 1,1,3,3-tetramethylbutylhydroperoxide. These can be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to select from potassium persulfate, sodium persulfate, cumene hydroperoxide, and t-butyl hydroperoxide. The blending amount of the polymerization initiator is not particularly limited, but is appropriately adjusted in consideration of the combination of the monomer composition, the pH of the polymerization reaction system, other additives and the like.

連鎖移動剤としては、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、及びn-ステアリルメルカプタンなど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、及びジイソプロピルキサントゲンジサルファイドなど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、及びテトラメチルチウラムモノスルフィドなど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、及びスチレン化フェノールなどのフェノール系化合物;アリルアルコールなどのアリル化合物;ジクロルメタン、ジブロモメタン、及び四臭化炭素など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、及びα-ベンジルオキシアクリルアミドなどのビニルエーテル;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、及びα-メチルスチレンダイマーなどの連鎖移動剤が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。連鎖移動剤の配合量は、他の添加剤などの組み合わせを考慮して適宜調整することができる。 Chain transfer agents include, for example, alkyl mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, and n-stearyl mercaptan; dimethylxanthogen disulfide, and diisopropyl. Xanthogen compounds such as xanthogen dysulfide; thiuram compounds such as tetramethylthium disulfide, tetraethylthiuram disulfide, and tetramethylthium monosulfide; Allyl compounds such as allyl alcohols; halogenated hydrocarbon compounds such as dichloromethane, dibromomethane, and carbon tetrabromide; vinyl ethers such as α-benzyloxystyrene, α-benzyloxyacrylonitrile, and α-benzyloxyacrylamide. Chain transfer agents such as triphenylethane, pentaphenylethane, achlorein, metaacrolein, thioglycolic acid, thioalinic acid, 2-ethylhexylthioglycolate, turpinolene, and α-methylstyrene dimer. These can be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the chain transfer agent can be appropriately adjusted in consideration of the combination of other additives and the like.

還元剤としては、例えば、デキストロース、及びサッカロースなどの還元糖類;ジメチルアニリン、及びトリエタノールアミンなどのアミン類;L-アスコルビン酸、エリソルビン酸、酒石酸、及びクエン酸などのカルボン酸類及びその塩;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、及びベンズアルデヒドスルホン酸塩などが挙げられる。特にL-アスコルビン酸、及びエリソルビン酸から選択することが好ましい。還元剤の配合量は、他の添加剤などの組み合わせを考慮して適宜調整することができる。 Reducing agents include, for example, reducing saccharides such as dextrose and saccharose; amines such as dimethylaniline and triethanolamine; carboxylic acids such as L-ascorbic acid, erythorbic acid, tartrate acid, and citrate and salts thereof; sulfite. Examples thereof include salts, hydrogen sulfites, pyrosulfites, nitionates, nithionates, thiosulfates, formaldehyde sulfonates, benzaldehyde sulfonates and the like. In particular, it is preferable to select from L-ascorbic acid and erythorbic acid. The blending amount of the reducing agent can be appropriately adjusted in consideration of the combination of other additives and the like.

また、上記乳化重合には、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。 Further, in the emulsified polymerization, saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane and cycloheptene, and non-saturated hydrocarbons such as penten, hexene, heptene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, 4-methylcyclohexene and 1-methylcyclohexene are not used. Hydrocarbon compounds such as saturated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene can be used. In particular, cyclohexene and toluene, which have a moderately low boiling point and are 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.

さらには、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。
Furthermore, known additives such as oxygen supplements, chelating agents, and dispersants may be used as needed, and the types and amounts of these are not particularly limited, and appropriate amounts can be used as appropriate. Furthermore, known additives such as antifoaming agents, antiaging agents, preservatives, antibacterial agents, flame retardants, and ultraviolet absorbers may be used, and the types and amounts of these are not particularly limited, and appropriate amounts are used as appropriate. Can be done.
Further, the copolymer latex of the present invention can be appropriately blended with other latex depending on the purpose of use thereof.

乳化重合時の温度は、安全性に配慮した槽内圧力及び生産性の観点から、30~100℃の範囲に設定することが好ましく、40~85℃の範囲に設定することがより好ましい。 The temperature at the time of emulsion polymerization is preferably set in the range of 30 to 100 ° C., more preferably in the range of 40 to 85 ° C. from the viewpoint of the pressure in the tank and productivity in consideration of safety.

乳化重合時の単量体成分ならびにその他の成分を添加する方法としては、例えば、一括添加方法、分割添加方法、連続添加方法、及びパワーフィード方法が挙げられる。中でも、連続添加方法(以下、「連添」という場合もある)を採用することが好ましい。さらに、連添を複数回行ってもよい。 Examples of the method of adding the monomer component and other components at the time of emulsion polymerization include a batch addition method, a split addition method, a continuous addition method, and a power feed method. Above all, it is preferable to adopt a continuous addition method (hereinafter, may be referred to as “continuous addition”). Furthermore, the linkage may be performed a plurality of times.

乳化重合の反応時間については、例えば、生産性の観点から、1~15時間とすることが好ましく、2~10時間とすることがより好ましい。 The reaction time of the emulsion polymerization is, for example, preferably 1 to 15 hours, more preferably 2 to 10 hours from the viewpoint of productivity.

また、乳化重合は、ポリマー転化率が97%を超えたことを確認して反応を終了させることが好ましい。こうして、共重体ラテックスが得られる。なお、ポリマー転化率は、固形分量から算出、又は重合槽を冷却した熱量から算出できる。 Further, in the emulsion polymerization, it is preferable to confirm that the polymer conversion rate exceeds 97% and terminate the reaction. In this way, a copolymer latex is obtained. The polymer conversion rate can be calculated from the amount of solid content or the amount of heat obtained by cooling the polymerization tank.

得られた共重合体ラテックスは、分散安定性の観点から、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどにより、pHが5~9.5に調整されることが好ましく、5.5~8.5に調整されることがより好ましい。 From the viewpoint of dispersion stability, the obtained copolymer latex is preferably adjusted in pH to 5 to 9.5 with ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide or the like, and is preferably 5.5 to 8.5. It is more preferable to adjust to.

また、得られた共重合体ラテックスは、加熱減圧蒸留等の方法により、未反応単量体及び他の低沸点化合物が除去されていることが好ましい。 Further, it is preferable that the unreacted monomer and other low boiling point compounds are removed from the obtained copolymer latex by a method such as hot vacuum distillation.

本発明の共重合体ラテックスは、下記方法により作成したラテックスフィルムIのイオン交換水に対する接触角Iが40°以下である必要がある。接触角Iが40°を超えると水性インク吸収性が劣る傾向にある。好ましくは、30°以下である。
(ラテックスフィルムIの作成方法)
PETフィルム上に#8wire-barを用いて共重合体ラテックス(固形分48%)を塗布し、200℃に設定した熱風循環式オーブンで1分間乾燥させた後取り出す。
The copolymer latex of the present invention needs to have a contact angle I of the latex film I prepared by the following method with respect to ion-exchanged water of 40 ° or less. When the contact angle I exceeds 40 °, the water-based ink absorbency tends to be inferior. It is preferably 30 ° or less.
(How to make Latex Film I)
A copolymer latex (solid content 48%) is applied onto a PET film using # 8 wire-bar, dried in a hot air circulation oven set at 200 ° C. for 1 minute, and then taken out.

さらに、下記方法により作成したラテックスフィルムIIのイオン交換水に対する接触角IIが60°以上であり、ラテックスフィルムIとラテックスフィルムIIのイオン交換水に対する接触角の差が30°以上である必要がある。接触角の差が30°未満であるとラテックスフィルムの成膜性が良くなり その結果として塗工層への水性インク吸収性が劣る傾向にある。好ましくは、35°以上である。
(ラテックスフィルムIIの作成方法)
PETフィルム上に#8wire-barを用いて共重合体ラテックス(固形分48%)を塗布し、120℃に設定した熱風循環式オーブンで1分間乾燥させた後取り出す。
Further, it is necessary that the contact angle II of the latex film II prepared by the following method with respect to the ion-exchanged water is 60 ° or more, and the difference between the contact angles of the latex film I and the latex film II with the ion-exchanged water is 30 ° or more. .. When the difference in contact angles is less than 30 °, the film-forming property of the latex film is improved, and as a result, the water-based ink absorption into the coating layer tends to be inferior. It is preferably 35 ° or more.
(How to make Latex Film II)
A copolymer latex (solid content 48%) is applied onto a PET film using # 8 wire-bar, dried in a hot air circulation oven set at 120 ° C. for 1 minute, and then taken out.

本発明で規定する接触角は、共重合体ラテックスの組成、平均粒子径、ゲル含有量、エチレン系不飽和カルボン酸単量体の量や添加方法、及び使用する乳化剤の種類や量などによって調整することできる。例えば、乳化剤量を増やすと接触角IとIIは低くなる傾向にあり、共重合体ラテックスの平均粒子径やゲル含有量を低くすると接触角IIは低くなる傾向にある。 The contact angle specified in the present invention is adjusted by the composition of the copolymer latex, the average particle size, the gel content, the amount and addition method of the ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomer, and the type and amount of the emulsifier used. Can be done. For example, increasing the amount of emulsifier tends to lower the contact angles I and II, and lowering the average particle size and gel content of the copolymer latex tends to lower the contact angles II.

本発明の共重合体ラテックスは、平均粒子径が120nm以上であることが好ましい。平均粒子径が120nm未満ではラテックスの分散安定性が劣る傾向にある。また、ラテックスフィルムの成膜性にも影響を及ぼし、平均粒子径が120nm未満では成膜性が良くなるため、水性インク吸収性が低下する傾向にある。上限値については、400nm以下であることが好ましいく、300nm以下であることがさらに好ましい。400nmを超えると塗工層の表面強度が劣る傾向にある。 The copolymer latex of the present invention preferably has an average particle size of 120 nm or more. If the average particle size is less than 120 nm, the dispersion stability of latex tends to be inferior. Further, it also affects the film-forming property of the latex film, and when the average particle size is less than 120 nm, the film-forming property is improved, so that the water-based ink absorbency tends to decrease. The upper limit is preferably 400 nm or less, and more preferably 300 nm or less. If it exceeds 400 nm, the surface strength of the coating layer tends to be inferior.

本発明の共重合体ラテックスは、ゲル含有量が80重量%以上であることが好ましい。ゲル含有量が80重量%未満では塗工層の表面強度と水性インク吸収性が低下する傾向にある。共重合体ラテックスのゲル含有量は、例えば、後述する実施例の方法により測定される。 The copolymer latex of the present invention preferably has a gel content of 80% by weight or more. If the gel content is less than 80% by weight, the surface strength of the coating layer and the water-based ink absorbency tend to decrease. The gel content of the copolymer latex is measured, for example, by the method of Examples described later.

本発明の共重合体ラテックスは、最低造膜温度(MFT)が50℃以上であることが好ましい。MFTが50℃未満では塗工層の表面強度は向上するものの水性インク吸収性が低下する傾向にある。上限値については、90℃以下であることが好ましい。90℃を超えると塗工層の表面強度が劣る傾向にある。共重合体ラテックスのMFTは、JIS K6828-2に準じて測定される。 The copolymer latex of the present invention preferably has a minimum film forming temperature (MFT) of 50 ° C. or higher. When the MFT is less than 50 ° C., the surface strength of the coating layer is improved, but the water-based ink absorbency tends to be lowered. The upper limit is preferably 90 ° C. or lower. If the temperature exceeds 90 ° C., the surface strength of the coating layer tends to be inferior. The MFT of the copolymer latex is measured according to JIS K6828-2.

本発明の共重合体ラテックスを含有するインクジェット塗工紙用塗工組成物は、一般的にシリカを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、炭酸カルシウム、カオリンクレー、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、塗工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3~300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、300重量部を超えると塗工層の通気性や水性インク吸収性が低下して好ましくない。
The coating composition for inkjet coated paper containing the copolymer latex of the present invention generally uses silica as a pigment, but other pigments include, for example, calcium carbonate, kaolin clay, talc, and the like. Inorganic pigments such as barium sulfate, titanium oxide, aluminum hydroxide, zinc oxide and satin white, or organic pigments such as polystyrene latex can be used alone or in admixture.
Further, it is preferable to use 3 to 300 parts by weight (solid content) of the copolymer latex in the coating composition 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 300 parts by weight, the air permeability of the coating layer and the water-based ink absorbency are deteriorated, which is not preferable.

また、必要に応じてポリビニルアルコール、あるいは、澱粉、カチオン化澱粉、酸化澱粉、エステル化澱粉等の変性澱粉などの天然バインダー、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。更に、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。
また、ポリビニルアルコールの架橋剤としてホウ酸等の使用も可能である。
Further, if necessary, polyvinyl alcohol, a natural binder such as modified starch such as starch, cationized starch, oxidized starch, or esterified starch, or a water-soluble synthetic binder such as 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.
Further, boric acid or the like can be used as a cross-linking agent for polyvinyl alcohol.

インクジェット塗工紙用塗工組成物を調整する際には、カチオン性定着剤を添加する事ができ、カチオン性定着剤としてはポリアミン、ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミン等のカチオン性ポリマーや第4級アンモニウム塩等の公知の定着剤が使用できる。 When preparing the coating composition for inkjet coated paper, a cationic fixing agent can be added, and the cationic fixing agent includes a cationic polymer such as polyamine, polyethyleneimine, and polyacrylic amine, and a quaternary fixing agent. Known fixing agents such as ammonium salts can be used.

更に、塗工組成物を原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、カーテンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーターなどのいずれの塗工機を使用しても差し支えない。 Further, as a method for applying the coating composition to the base paper, any coating machine such as an air knife coater, a curtain coater, a blade coater, a roll coater, and a bar coater may be used.

以下、実施例を挙げて本発明を更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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. In the examples, the portion indicating the ratio and% are based on the weight standard unless otherwise specified. The evaluation of various physical properties in the examples was based on the following method.

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時間含浸させる。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ろ過し、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。
ゲル含有量(%)=Y/X×100
A latex film is prepared in an atmosphere where the gel content of the copolymer latex is measured at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 85%. After that, about 1 g of the latex film is weighed to make Xg. This is placed in 400 ml of toluene and impregnated for 48 hours. Then, this is filtered through a weighed 300 mesh stainless wire mesh, and then toluene is evaporated and dried, the mesh weight is subtracted from the dried weight, and the dried weight of the sample is weighed to Yg.
Gel content (%) = Y / X × 100

共重合体ラテックスの平均粒子径の測定
共重合体ラテックスの平均粒子径は、動的光散乱法により測定した。尚、測定に際しては、FPAR-1000(大塚電子製)を使用した。
Measurement of Average Particle Size of Copolymer Latex The average particle size of the copolymer latex was measured by a dynamic light scattering method. FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) was used for the measurement.

共重合体ラテックスの接触角の測定
PETフィルム上に#8wire-bar(R.D.SPECIALTIES社製)を用いて共重合体ラテックスを塗布し、熱風循環式オーブン中で各々、下記I、IIの方法でラテックスフィルムを作成し、23℃、50%RHの環境下に24時間以上静置後、23℃、50%RHの条件下で測定を実施した。TAPPI T558&ASTM D-5725に準拠したFibro社製1100DATを用いて、接触角を測定した。4μlのイオン交換水を滴下し、2秒後の接触角を測定した。
(ラテックスフィルムIの作成方法)
PETフィルム上に#8wire-barを用いて共重合体ラテックス(固形分48%)を塗布し、200℃に設定した熱風循環式オーブンで1分間乾燥させた後取り出す。
(ラテックスフィルムIIの作成方法)
PETフィルム上に#8wire-barを用いて共重合体ラテックス(固形分48%)を塗布し、120℃に設定した熱風循環式オーブンで1分間乾燥させた後取り出す。
Measurement of contact angle of copolymer latex Copolymer latex is applied on PET film using # 8ware-bar (manufactured by RD SPECIALTIES), and in a hot air circulation oven, the following I and II, respectively. A latex film was prepared by the method, and after standing in an environment of 23 ° C. and 50% RH for 24 hours or more, measurement was carried out under the conditions of 23 ° C. and 50% RH. Contact angles were measured using a Fibro 1100 DAT compliant with TAPPI T558 & ASTM D-5725. 4 μl of ion-exchanged water was added dropwise, and the contact angle after 2 seconds was measured.
(How to make Latex Film I)
A copolymer latex (solid content 48%) is applied onto a PET film using # 8 wire-bar, dried in a hot air circulation oven set at 200 ° C. for 1 minute, and then taken out.
(How to make Latex Film II)
A copolymer latex (solid content 48%) is applied onto a PET film using # 8 wire-bar, dried in a hot air circulation oven set at 120 ° C. for 1 minute, and then taken out.

塗工層への水性インク吸収性の評価
インクジェットプリンター(キヤノン株式会社製 MX-883)を用い各塗工紙試料に網点模様を印刷し、刷り上がった図柄のインキの滲み具合を肉眼で判定し、5級(優)から1級(劣)まで相対的に目視評価した。
Evaluation of water-based ink absorption into the coated layer A halftone dot pattern is printed on each coated paper sample using an inkjet printer (MX-883 manufactured by Canon Inc.), and the degree of ink bleeding of the printed pattern is judged with the naked eye. The relative visual evaluation was performed from the 5th grade (excellent) to the 1st grade (inferior).

塗工紙の表面強度の評価
塗工層の表面にセロハンテープ(ニチバン株式会社製 セロテープ(登録商標)CT405AP)を貼り付けゆっくりと剥がした際のセロハンテープへの塗工層の付着の程度を肉眼で判定し、5級(優)から1級(劣)まで相対的に目視評価した。
Evaluation of surface strength of coated paper The degree of adhesion of the coated layer to the cellophane tape when cellophane tape (Cellotape (registered trademark) CT405AP manufactured by Nichiban Co., Ltd.) is attached to the surface of the coated layer and slowly peeled off is visually observed. Was judged by, and a relative visual evaluation was performed from the 5th grade (excellent) to the 1st grade (inferior).

塗工組成物のカチオン定着剤との混和安定性の評価
インクジェット塗工紙用の塗工組成物の凝集物量を測定する事で指標とした。
塗工組成物200gを試料として採取し、200メッシュのステンレス金網でろ過した。金網上に残った凝集物を乾燥した後、重量を測定し、試料(固形分換算)に対する割合を求め、凝集物発生率とした。その発生率を下記の4段階で評価した。
◎ : 0.01% 未満 (非常に良い)
○ : 0.01~ 0.05% 未満(良い)
△ : 0.05~ 0.1% 未満 (やや劣る)
× : 0.1% 以上 (劣る)
Evaluation of miscibility stability of the coating composition with a cation fixing agent <br /> The amount of agglomerates in the coating composition for inkjet coated paper was measured and used as an index.
200 g of the coating composition was collected as a sample and filtered through a 200 mesh stainless wire mesh. After drying the agglomerates remaining on the wire mesh, the weight was measured, and the ratio to the sample (in terms of solid content) was determined and used as the agglomerate generation rate. The incidence was evaluated in the following four stages.
◎: Less than 0.01% (very good)
○: 0.01 to less than 0.05% (good)
△: 0.05 to less than 0.1% (slightly inferior)
×: 0.1% or more (inferior)

共重合体ラテックス(A、J)の合成
耐圧製の重合反応器に、重合水100部、過硫酸カリウム0.9部を仕込み、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70℃にて重合を開始し、最終重合転化率が97%を越えた時点で重合を終了した。
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、減圧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、Jを得た。
共重合体ラテックス(B~I)の合成
耐圧製の重合反応器に、重合水95部、過硫酸カリウム1.2部を仕込み、十分攪拌した後、表1に示す1段目の各単量体および他の化合物を加えて70℃にて重合を開始した。重合転化率が70%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加えて70℃にて重合を行い、最終転化率が97%を超えた時点で重合を終了した。
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、減圧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B~Iを得た。
100 parts of polymerized water and 0.9 part of potassium persulfate were charged into a polymerization reactor made of synthetic pressure resistant copolymer latex (A, J), and after sufficient stirring, each monomer and other compounds shown in Table 1 and others were charged. The compound was added and polymerization was started at 70 ° C., and the polymerization was terminated when the final polymerization conversion rate exceeded 97%.
Next, the pH of the obtained copolymer latex was adjusted to 8 with sodium hydroxide, and unreacted monomers and other low boiling point compounds were removed by distillation under reduced pressure to obtain copolymer latexes A and J. Obtained.
Synthesis of copolymer latex (BI)
95 parts of polymerized water and 1.2 parts of potassium persulfate were charged into a pressure-resistant polymerization reactor, and after sufficiently stirring, each of the monomers in the first stage shown in Table 1 and other compounds were added to bring the temperature to 70 ° C. Polymerization was started. When the polymerization conversion rate exceeds 70%, the first-stage monomers and other compounds are added to carry out the polymerization at 70 ° C., and when the final conversion rate exceeds 97%, the polymerization is terminated. bottom.
Next, the pH of the obtained copolymer latex was adjusted to 8 with sodium hydroxide, and unreacted monomers and other low boiling point compounds were removed by distillation under reduced pressure to obtain copolymer latex B to I. Obtained.

塗工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~Jを用い、インクジェット塗工紙用塗工組成物を作製した。カチオン性定着剤はポリエチレンイミンを使用した。
塗工組成物の配合処方
コロイダルシリカ(平均一次粒径20nm)100部
カチオン性定着剤(固形分) 3部
共重合体ラテックス(固形分) 30部
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
固形分濃度 9%
Preparation and Evaluation of Coating Compositions Copolymer latexes A to J were used to prepare coating compositions for inkjet coated paper according to the formulation shown below. Polyethyleneimine was used as the cationic fixing agent.
Formulation of coating composition
Colloidal silica (average primary particle size 20 nm) 100 parts Cationic fixing agent (solid content) 3 parts Copolymer latex (solid content) 30 parts ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
Solid content concentration 9%

塗工紙の作製と評価
塗工原紙(坪量55g/m2)に、上記の塗工組成物を片面あたりの塗工量が固形分で15g/m2となるようにワイヤーバーを用いて塗工し、150℃で3分間乾燥することでインクジェット塗工紙を得た。得られたインクジェット塗工紙を各試験に供して評価し、その結果を表1に示した。
Preparation and Evaluation of Coated Paper Apply the above coating composition to the coated base paper (basis weight 55 g / m2) using a wire bar so that the coating amount per side is 15 g / m2 in terms of solid content. Then, it was dried at 150 ° C. for 3 minutes to obtain an inkjet coated paper. The obtained inkjet coated paper was subjected to each test and evaluated, and the results are shown in Table 1.

表1中の各成分は下記の略語にて示す。
(単量体)
BDE:ブタジエン
STY:スチレン
MMA:メチルメタクリレート
ACN:アクリロニトリル
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート
IA:イタコン酸
FA:フマル酸
AA:アクリル酸
(他の化合物)
EML1:ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王株式会社製、エマルゲン 109P)(ノニオン性乳化剤)
EML2:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製、ネオペレックス G-15)(アニオン性乳化剤)
CHX:シクロヘキセン(炭化水素化合物)
α-MSD:α-メチルスチレンダイマー(連鎖移動剤)
TDM:t-ドデシルメルカプタン(連鎖移動剤)
Each component in Table 1 is indicated by the following abbreviations.
(Monomer)
BDE: Butadiene STY: Styrene MMA: Methylmethacrylate ACN: Acrylonitrile HEA: Hydroxyethyl acrylate IA: Itaconic acid FA: Fumaric acid AA: Acrylic acid (other compounds)
EML1: Polyoxyethylene lauryl ether (Made by Kao Corporation, Emulgen 109P) (nonionic emulsifier)
EML2: Sodium dodecylbenzene sulfonate (Neoperex G-15, manufactured by Kao Corporation) (anionic emulsifier)
CHX: Cyclohexene (hydrocarbon compound)
α-MSD: α-methylstyrene dimer (chain transfer agent)
TDM: t-dodecyl mercaptan (chain transfer agent)

Figure 0007057072000001
Figure 0007057072000001

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はいずれも得られたインクジェット塗工紙の水性インク吸収性及び表面強度に優れ、さらに、塗工組成物の安定性に優れるものであった。 As shown in Table 1, the copolymer latexes A to F according to the present invention are all excellent in water-based ink absorption and surface strength of the obtained inkjet coated paper, and further excellent in stability of the coating composition. there were.

比較例1は、脂肪族共役ジエン系単量体に由来する構造単位が30重量%を超えるため、水性インク吸収性が劣るものであった。
比較例2と3は、接触角の規定を満たさないため、水性インク吸収性が劣るものであった。
比較例4は、エチレン系不飽和カルボン酸単量体が10重量%を超え、混和安定性が劣るものであった。
In Comparative Example 1, since the structural unit derived from the aliphatic conjugated diene-based monomer exceeds 30% by weight, the water-based ink absorbency is inferior.
In Comparative Examples 2 and 3, since the contact angle was not specified, the water-based ink absorbency was inferior.
In Comparative Example 4, the ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomer exceeded 10% by weight, and the miscibility stability was inferior.

上記のとおり、本発明のインクジェット塗工紙用共重合体ラテックスは、塗工組成物とした際の混和安定性に優れ、さらに、塗工層への水性インク吸収性に優れることから文字が滲まず、鮮明な画像が得られ、表面強度に優れたインクジェット塗工紙が得られる。そのため、インクジェット塗工紙用塗工組成物のバインダー成分として好適に使用できる。
As described above, the copolymer latex for inkjet coated paper of the present invention has excellent mixing stability when used as a coated composition, and further has excellent water-based ink absorption into the coated layer, so that characters are blurred. First, a clear image can be obtained, and an inkjet coated paper having excellent surface strength can be obtained. Therefore, it can be suitably used as a binder component of a coating composition for inkjet coated paper.

Claims (3)

脂肪族共役ジエン系単量体に由来する構造単位5~30重量%、エチレン系不飽和カルボン酸単量体に由来する構造単位0.1~10重量%、及びその他の構造単位60~94.9重量%を含むインクジェット塗工紙用共重合体ラテックスであって、その他の構造単位として、アルケニル芳香族系単量体に由来する構造単位と、シアン化ビニル系単量体に由来する構造単位と、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体に由来する構造単位とを含み、ゲル含有量が80重量%以上、平均粒子径が120nm以上300nm以下、アニオン性乳化剤及び/又はノニオン性乳化剤の含有量が共重合体ラテックス(固形分)100重量部に対して0.1重量部以上1重量部以下、及び下記方法により作成したラテックスフィルムIのイオン交換水に対する接触角Iが40°以下であり、下記方法により作成したラテックスフィルムIIのイオン交換水に対する接触角IIが60°以上であり、かつ、ラテックスフィルムIとラテックスフィルムIIのイオン交換水に対する接触角の差が30°以上であることを特徴とするインクジェット塗工紙用共重合体ラテックス。
( ラテックスフィルムIの作成方法)
PETフィルム上に#8wire-barを用いて共重合体ラテックス(固形分48%)を塗布し、200℃に設定した熱風循環式オーブンで1分間乾燥させた後取り出す。
(ラテックスフィルムIIの作成方法)
PETフィルム上に#8wire-barを用いて共重合体ラテックス(固形分48%)を塗布し、120℃に設定した熱風循環式オーブンで1分間乾燥させた後取り出す。
5 to 30% by weight of structural units derived from aliphatic conjugated diene-based monomers, 0.1 to 10% by weight of structural units derived from ethylene-based unsaturated carboxylic acid monomers, and 60 to 94% by weight of other structural units. A copolymer latex for inkjet coated paper containing 9% by weight, and as other structural units, a structural unit derived from an alkenyl aromatic monomer and a structural unit derived from a vinyl cyanide-based monomer. And structural units derived from unsaturated carboxylic acid alkyl ester-based monomers, the gel content is 80% by weight or more, the average particle size is 120 nm or more and 300 nm or less, and the anionic emulsifier and / or the nonionic emulsifier is contained. The amount is 0.1 parts by weight or more and 1 part by weight or less with respect to 100 parts by weight of the copolymer latex (solid content), and the contact angle I of the latex film I prepared by the following method with respect to ion-exchanged water is 40 ° or less. The contact angle II of the latex film II prepared by the following method with respect to the ion-exchanged water is 60 ° or more, and the difference between the contact angles of the latex film I and the latex film II with the ion-exchanged water is 30 ° or more. A characteristic copolymer latex for inkjet coated paper.
(How to make Latex Film I)
A copolymer latex (solid content 48%) is applied onto a PET film using # 8 wire-bar, dried in a hot air circulation oven set at 200 ° C. for 1 minute, and then taken out.
(How to make Latex Film II)
A copolymer latex (solid content 48%) is applied onto a PET film using # 8 wire-bar, dried in a hot air circulation oven set at 120 ° C. for 1 minute, and then taken out.
共重合体ラテックスの最低造膜温度(MFT)が50℃以上であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット塗工紙用共重合体ラテックス。 The copolymer latex for inkjet coated paper according to claim 1, wherein the minimum film-forming temperature (MFT) of the copolymer latex is 50 ° C. or higher. 共重合体ラテックス(固形分)に含まれるアニオン性乳化剤含有量が0.1重量%以上であることを特徴とする請求項1~2の何れか一項に記載のインクジェット塗工紙用共重合体ラテックス。 The copolymer weight for inkjet coated paper according to any one of claims 1 and 2, wherein the content of the anionic emulsifier contained in the copolymer latex (solid content) is 0.1% by weight or more. Combined latex.
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