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JPH0615759B2 - Composition for paper coating - Google Patents
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JPH0615759B2 - Composition for paper coating - Google Patents

Composition for paper coating

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JPH0615759B2
JPH0615759B2 JP11546685A JP11546685A JPH0615759B2 JP H0615759 B2 JPH0615759 B2 JP H0615759B2 JP 11546685 A JP11546685 A JP 11546685A JP 11546685 A JP11546685 A JP 11546685A JP H0615759 B2 JPH0615759 B2 JP H0615759B2
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latex
monomer
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ethylenically unsaturated
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信夫 別所
昌三 西田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は紙塗被用組成物、特にインク着肉性などの印刷
適性および接着強度の点において優れた紙塗被用組成物
に関するものである。
The present invention relates to a paper coating composition, and more particularly to a paper coating composition excellent in printability such as ink receptivity and adhesive strength. is there.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、印刷の高速化に伴い厳しい印刷条件下においても
優れた印刷適性を有することが、塗工紙の品質としてま
すます重要となっている。この印刷適性の改良を達成す
るには、原紙に対する被覆性が良好なかさ高い塗層を形
成し、スーパーカレンダーあるいはグロスカレンダーの
仕上げにより平滑性が向上する、いわゆるカレンダー効
果が大きいことが重要である。
In recent years, it has become more and more important for the quality of coated paper to have excellent printability even under severe printing conditions as printing speed increases. In order to achieve this improvement in printability, it is important that a so-called calendering effect, in which a bulky coating layer having good coverage with the base paper is formed and smoothness is improved by finishing with a super calender or a gloss calender, is large.

このようなかさ高い塗層を形成するための方法として
は、アスペクト比の大きい顔料を配合すること、あるい
は紙塗被用組成物の固形分濃度を大きくすることのほか
に、紙塗被用組成物に塩や凝集剤を添加して塗被液を不
安定化させて塗工後の塗層の不動化に至るまでの時間を
速めることなどが知られている。
As a method for forming such a bulky coating layer, in addition to blending a pigment having a large aspect ratio or increasing the solid content concentration of the paper coating composition, a paper coating composition It is known that a salt or a coagulant is added to destabilize the coating liquid to accelerate the time until immobilization of the coating layer after coating.

また、紙塗被用組成物において接着剤として使用される
ラテックスの性質による改善方法としては、ラテックス
として、塗工後乾燥にいたるまでの水分が失われて行く
過程において、顔料との相互作用によって塗層の不動化
を速める効果を発現するものを用いることが考えられ、
このような効果が期待されるラテックスの一つとしてア
ニオン性およびカチオン性の両方の性質を有する両性ラ
テックスが知られている(例えば TAPPI Coatin
g Conference Preprints P.143-153′81参照)。
In addition, as a method for improving the properties of the latex used as an adhesive in the paper coating composition, as a latex, by the interaction with the pigment in the process of losing water until drying after coating. It is conceivable to use a material that has the effect of accelerating the immobilization of the coating layer,
An amphoteric latex having both anionic and cationic properties is known as one of the latexes expected to have such effects (for example, TAPPI Coatin
g Conference Preprints P. 143-153'81).

紙塗被用組成物において用いられる両性ラテックスとし
ては、例えば特開昭54−3091号公報および特開昭58−48
940 号公報に開示されているように、カルボキシ変性ラ
テックスを製造するに際し、カチオン性モノマーとして
エチレン系不飽和アミン単量体を用い、ラテックスに両
性を付与して塗工紙の性能の向上を図る方法が提案され
ている。
Examples of the amphoteric latex used in the paper coating composition include, for example, JP-A-54-3091 and JP-A-58-48.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 940, in producing a carboxy-modified latex, an ethylenically unsaturated amine monomer is used as a cationic monomer, and amphiphilic property is imparted to the latex to improve the performance of coated paper. A method has been proposed.

しかし、本発明者らの研究によれば、この方法によって
製造されたラテックスを用いた紙塗被用組成物は、耐水
性、着肉性等の特性において確かに改良効果は認められ
るが、未だ十分に改善された印刷適性を有する塗工紙が
得られるまでには至っていない。これは、かかるラテッ
クスにおいては顔料との相互作用が不十分なため、十分
にかさ高い塗層を得ることができないことに起因するも
のと考えられる。
However, according to the studies of the present inventors, the paper coating composition using the latex produced by this method is certainly recognized as having an improving effect on the properties such as water resistance and inking property, but it has not yet been confirmed. It has not been possible to obtain a coated paper having a sufficiently improved printability. It is considered that this is because in such a latex, the interaction with the pigment is insufficient, and thus a sufficiently bulky coating layer cannot be obtained.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

本発明は、従来の紙塗被用組成物における、十分にかさ
高い塗層を形成することが困難であるという問題点を解
決し、優れた接着性を有する重合体ラテックスを含み、
印刷適性の高い塗工紙を得ることができる紙塗被用組成
物を提供することを目的とする。
The present invention solves the problem that it is difficult to form a sufficiently bulky coating layer in a conventional paper coating composition, and contains a polymer latex having excellent adhesiveness,
It is an object of the present invention to provide a paper coating composition capable of obtaining a coated paper having high printability.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点をは、 a.エチレン系不飽和第4級アンモニウム塩単量体
0.1〜8重量% b.エチレン系不飽和カルボン酸単量体 0.5〜10重
量% および c.これらと共重合可能な他の単量体 からなる単量体組成物を乳化重合することによって得ら
れる共重合体ラテックスを、顔料100重量部に対し固形
分で1〜30重量部含有することを特徴とする紙塗被用組
成物によって解決される。
The problems are as follows: a. Ethylenically unsaturated quaternary ammonium salt monomer
0.1-8 wt% b. 0.5-10% by weight of ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer and c. A copolymer latex obtained by emulsion-polymerizing a monomer composition comprising other monomers copolymerizable with these may be contained in a solid content of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the pigment. A solution is provided by the featured paper coating composition.

以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明における共重合体ラテックスは、これを合成する
ための単量体組成物において、エチレン系不飽和第4級
アンモニウム塩単量体およびエチレン系不飽和カルボン
酸単量体を必須成分とする。単量体成分としてエチレン
系不飽和第4級アンモニウム塩単量体を用いることによ
り、共重合体にカチオン性の基が導入され、また単量体
としてエチレン系不飽和カルボン酸単量体を用いること
により、共重合体にアニオン性の基が導入され、その結
果、共重合体ラテックスにカチオン性とアニオン性の両
性が付与されることとなる。この両性ラテックスは、後
に詳述する鉱物性顔料に対する相互作用(イオン的な親
和力)が大きく、したがって塗工直後における塗層の安
定化(不動化)を速やかに達成し、かさ高い塗層を形成
することができる。
The copolymer latex in the present invention contains, as an essential component, an ethylenically unsaturated quaternary ammonium salt monomer and an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer in a monomer composition for synthesizing the same. By using an ethylenically unsaturated quaternary ammonium salt monomer as a monomer component, a cationic group is introduced into the copolymer, and an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is used as a monomer. As a result, an anionic group is introduced into the copolymer, and as a result, both cationic and anionic properties are imparted to the copolymer latex. This amphoteric latex has a large interaction (ionic affinity) with a mineral pigment, which will be described in detail later. Therefore, it immediately achieves stabilization (immobilization) of the coating layer immediately after coating and forms a bulky coating layer. can do.

本発明における共重合体ラテックスは、その共重合体成
分のガラス転移温度が+30℃以下であることが好まし
い。ガラス転移温度が+30℃を越えると、共重合体が硬
くてぜい性の大きなものとなり、共重合体ラテックスの
接着強度および耐水性が不十分となる問題を生ずる。な
お、本発明におけるガラス転移温度は、共重合体ラテッ
クスを乾燥して得られた試料を走査型差動熱量計によっ
て測定した結果得られたものである。
The copolymer latex in the present invention preferably has a glass transition temperature of the copolymer component of + 30 ° C. or lower. When the glass transition temperature exceeds + 30 ° C., the copolymer becomes hard and has a large brittleness, resulting in insufficient adhesion strength and water resistance of the copolymer latex. The glass transition temperature in the present invention is obtained as a result of measuring a sample obtained by drying the copolymer latex with a scanning differential calorimeter.

また、本発明における共重合体ラテックスは、pHが5以
上の水系媒体におけるゼータ電位が−20mV以下である
ことが好ましい。ゼータ電位が−20mVより大きいと、
共重合体ラテックスの重合中に凝固物が発生しやすく、
分散安定性の良好なラテックスを得ることができず、さ
らにこのラテックスを用いた紙塗被用組成物は凝集を生
じやすく、そのため塗工時における作業性の点で劣るだ
けでなく均質な塗工層を形成することができないという
問題を生じやすい。
Further, the copolymer latex in the present invention preferably has a zeta potential of −20 mV or less in an aqueous medium having a pH of 5 or more. If the zeta potential is greater than -20 mV,
Coagulates are easily generated during polymerization of the copolymer latex,
It is not possible to obtain a latex with good dispersion stability, and the paper coating composition using this latex is liable to agglomerate, which is not only inferior in workability during coating, but also in uniform coating. The problem that layers cannot be formed easily occurs.

ここにおいて、ゼータ電位(mV)とは、下記式(1)
で表わされるSmolchowskiの式(例えば一般成書「分
散、乳化系の化学」北原、古沢、共著P.86〜P.104参
照)によって求められる電位をいう。
Here, the zeta potential (mV) is the following formula (1)
The electric potential obtained by the Smolchowski equation (see, for example, "Chemical Chemistry of Dispersion and Emulsion Systems" by Kitahara and Furusawa, co-authored P.86-P.104).

式(1) ζ=(4πη/ε)×U=14.1×108×U ζ:ゼータ電位 η:媒体の粘度 ε:媒体の誘電率 U:易動度 式(1)における易動度Uは、ラテックス粒子の水系媒
体(電解質水溶液)における易動度であり、具体的に
は、界面動電現象解析装置「PEN KEM3000」(PEN KEM
社製)を用い、以下の測定条件によって求められたもの
である。
Formula (1) ζ = (4πη / ε) × U = 14.1 × 10 8 × U ζ: Zeta potential η: Viscosity of medium ε: Permittivity of medium U: Mobility Mobility U in equation (1) is , Mobility of latex particles in an aqueous medium (electrolyte aqueous solution). Specifically, electrokinetic phenomenon analyzer "PEN KEM3000" (PEN KEM
(Manufactured by the company) and the following measurement conditions.

温度:25℃ 水系媒体:濃度0.1Mの塩化カリウム水溶液 (比電導度1.3Ω-1m-1) 共重合体ラテックスの濃度:10-2重量% 電場の強さ:2.6×103Vm-1 電流:2.4×10-3A ゼータ電位は、ラテックス粒子の表面の荷電状態を表わ
すパラメータであり、共重合体ラテックスにおけるこの
ゼータ電位を上述の特定の範囲のものとすることによ
り、ラテックス粒子の表面において負電荷による適正な
荷電状態が形成される。その結果、この負電荷の電気的
反発によってラテックス粒子が相互に凝集することな
く、安定な状態で分散されることとなる。
Temperature: 25 ° C Aqueous medium: 0.1 M potassium chloride aqueous solution (specific conductivity 1.3 Ω -1 m -1 ) Copolymer latex concentration: 10 -2 wt% Electric field strength: 2.6 x 10 3 Vm -1 current: 2.4 × 10 -3 A Zeta potential is a parameter that represents the charge state of the surface of latex particles, and by setting this Zeta potential in the copolymer latex to be within the above specified range. A proper charge state is formed on the surface of the latex particles due to the negative charge. As a result, the electrical repulsion of this negative charge causes the latex particles to be dispersed in a stable state without coagulating with each other.

次に本発明における共重合体ラテックスを製造するため
の単量体組成物および製造法について具体的に説明す
る。
Next, the monomer composition and the production method for producing the copolymer latex in the present invention will be specifically described.

共重合体ラテックスの製造に用いられる単量体組成物
は、 a.エチレン系不飽和第4級アンモニウム塩単量体
0.1〜8重量% b.エチレン系不飽和カルボン酸単量体 0.5〜10重
量% c.これらと共重合可能な他の単量体 より構成される。
The monomer composition used to produce the copolymer latex comprises a. Ethylenically unsaturated quaternary ammonium salt monomer
0.1-8 wt% b. Ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer 0.5 to 10% by weight c. It is composed of other monomers copolymerizable with these.

上記エチレン系不飽和第4級アンモニウム塩(以下、
「単量体a」ともいう。)としては、以下の(イ)〜
(ハ)に示す化合物を挙げることができる。
The ethylenically unsaturated quaternary ammonium salt (hereinafter,
Also referred to as "monomer a". ), The following (a) ~
Examples thereof include the compounds shown in (c).

(イ)一般式Aで表されるもの 一般式A (式中、Rは、水素原子またはメチル基、Rは、炭
素数2〜10のアルキレン基、または などの官能基を有するアルキレン基、 R,RおよびRは、炭素数1〜12のアルキル基、
またはフエニル基を有する炭素数1〜12アルキル基、 Aは、 または−O−、X は、Cl-、Br-、I-、SO4H-、SO
4H2-、CH3SO4 -、C2H5SO4 -またはCH3COO-、 を表わす。) 一般式Aで表わされるエチレン系不飽和第4級アンモニ
ウム塩は、例えば、以下に例示するアミノ化合物と、 ジメチル−アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチ
ルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミ
ノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチル
アミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエ
チル(メタ)アクリレートなどのエチレン系不飽和カル
ボン酸のアミノアルキルエステル;ジメチルアミノエチ
ル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル
(メタ)アクリルアミドなどのエチレン系不飽和カルボ
ン酸のアミノアルキルアミド;ジメチルアミノエチルビ
ニルエーテルなどのアミノアルキルビニルエーテル、 CH3Cl、C6H5CH2Clなどと反応させることによって得られ
ることができる。なお、アミノ化合物の例示物質名にお
ける「(メタ)」は、アクリレート化合物およびメタク
リレート化合物の両者を含むことを意味する。
(B) Represented by general formula A General formula A(In the formula, R1Is a hydrogen atom or a methyl group, RTwoIs charcoal
An alkylene group having a prime number of 2 to 10, orAn alkylene group having a functional group such as R,Three, RFourAnd R5Is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms,
Or a C1-C12 alkyl group having a phenyl group, A isOr -O-, X Is Cl-, Br-, I-, SOFourH-, SO
FourH2-, CH3SOFour -, C2HFiveSOFour -Or CH3COO-Represents ,. ) Ethylenically unsaturated quaternary ammonium represented by the general formula A
The um salts include, for example, the following amino compounds, dimethyl-aminoethyl (meth) acrylate, and dimethy
Luminopropyl (meth) acrylate, dimethylamido
Nohydroxypropyl (meth) acrylate, diethyl
Aminoethyl (meth) acrylate, dibutylaminoe
Ethylenically unsaturated calcium such as chill (meth) acrylate
Aminoalkyl ester of boric acid; dimethylaminoethyl
Le (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl
Ethylenically unsaturated carbo such as (meth) acrylamide
Aminoalkylamide of acid; dimethylaminoethylbi
Aminoalkyl vinyl ether such as nyl ether, CH3Cl, C6HFiveCH2Obtained by reacting with Cl, etc.
You can In addition, the name of the exemplary substance of the amino compound is
“(Meth)” means acrylate compound and methacrime
It is meant to include both relate compounds.

(ロ)下記一般式Bで表わされるもの 一般式B (式中、Rは、水素原子またはメチル基、Rは、炭
素数2〜10のアルキレン基、または などの官能基を有するアルキレン基、 R,Rは、炭素数1〜12のアルキル基、またはフエ
ニル基を有する炭素数1〜12アルキル基、 Rは、炭素数1〜10のアルキレン基、 は、Cl-、Br-、I-または−C−O−、を表わ
す。) 一般式Bで表わされるエチレン系不飽和第4級アンモニ
ウム塩は、例えば、以下に例示するアミン化合物と、 ジメチル−アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチ
ルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミ
ノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチル
アミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエ
チル(メタ)アクリレートなどのエチレン系不飽和カル
ボン酸のアミノアルキルエステル;ジメチルアミノエチ
ル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル
(メタ)アクリルアミドなどのエチレン系不飽和カルボ
ン酸のアミノアルキルアミド;ジメチルアミノエチルビ
ニルエーテルなどのアミノアルキルビニルエーテル、 ClCH2COOH、 またはCl-CH2CONH2などと反応させ、ベタイン化するこ
とにより得ることができる。
(B) What is represented by the following general formula B General formula B(In the formula, R1Is a hydrogen atom or a methyl group, RTwoIs charcoal
An alkylene group having a prime number of 2 to 10, orAn alkylene group having a functional group such as R,Three, RFourIs an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or
A C1-C12 alkyl group having a nyl group, R5Is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,Y Is Cl-, Br-, I-Or represents -CO-
You ) Ethylenically unsaturated quaternary ammonium represented by the general formula B
The um salts include, for example, the following amine compounds, dimethyl-aminoethyl (meth) acrylate, and dimethy
Luminopropyl (meth) acrylate, dimethylamido
Nohydroxypropyl (meth) acrylate, diethyl
Aminoethyl (meth) acrylate, dibutylaminoe
Ethylenically unsaturated calcium such as chill (meth) acrylate
Aminoalkyl ester of boric acid; dimethylaminoethyl
Le (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl
Ethylenically unsaturated carbo such as (meth) acrylamide
Aminoalkylamide of acid; dimethylaminoethylbi
Aminoalkyl vinyl ethers such as nyl ether, ClCH2COOH,Or Cl-CH2CONH2Betaine
It can be obtained by

(ハ)例えば下記一般式Cで表わされる、重合性の不飽
和結合を有するアルキルピリジニウム塩 一般式C (式中、Rはアルキル基、R′は水素原子または低級ア
ルキル基、Xは塩素、臭素などのハロゲン原子を表
す。) 単量体aとしては、上記(イ)〜(ハ)のうち、特に
(イ)および(ロ)のものが好ましい。
(C) Alkylpyridinium salt having a polymerizable unsaturated bond represented by the following general formula C (In the formula, R represents an alkyl group, R ′ represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, and X represents a halogen atom such as chlorine or bromine.) As the monomer a, among the above (a) to (c), Those of (a) and (b) are particularly preferable.

また、単量体aの使用割合は、単量体組成物全体に対し
0.1〜8重量%、好ましくは0.1〜6重量%であ
る。単量体aの使用割合が0.1重量%未満であると、
インク着肉性等の印刷適性が低下し、一方使用割合が8
重量%を越えるとラテックスのゼータ電位が高くなって
ラテックスの分散安定性が悪くなり、またこれを用いた
紙塗被用組成物の安定性、流動性が低下して塗工時にお
ける操業に困難をきたす。
The proportion of the monomer a used is 0.1 to 8% by weight, preferably 0.1 to 6% by weight, based on the whole monomer composition. When the usage rate of the monomer a is less than 0.1% by weight,
The printability such as ink receptivity deteriorates, while the usage rate is 8
If it exceeds 5% by weight, the zeta potential of the latex becomes high and the dispersion stability of the latex becomes poor, and the stability and fluidity of the paper coating composition using this decrease and the operation during coating becomes difficult. Cause

エチレン系不飽和カルボン酸(以下、「単量体b」とい
う。)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、イタコン酸等のモノまた
はジカルボン酸を挙げることができ、さらにジカルボン
酸の酸無水物またはモノアルキルエステルも使用するこ
とができる。
Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid (hereinafter, referred to as “monomer b”) include mono- or dicarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid and itaconic acid, Furthermore, acid anhydrides or monoalkyl esters of dicarboxylic acids can also be used.

単量体bの使用割合は、0.5〜10重量%、好ましくは
0.5〜8重量%である。使用割合が0.5重量%未満
では共重合体ラテックスの接着力、機械的安定性が低下
し、使用割合が10重量%を越えると重合様態が悪化し、
また共重合体ラテックスの耐水性が低下する。
The proportion of the monomer b used is 0.5 to 10% by weight, preferably 0.5 to 8% by weight. If the usage ratio is less than 0.5% by weight, the adhesive strength and mechanical stability of the copolymer latex will be reduced, and if the usage ratio exceeds 10% by weight, the polymerization state will deteriorate.
Further, the water resistance of the copolymer latex is lowered.

上記単量体aおよび単量体bと共重合可能な単量体(以
下、「単量体c」という。)としては、ブタジエン、イ
ソプレン、2−クロル−1,3−ブダジエン等の脂肪族
共役ジエン:スチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン等の芳香族ビニル化合物:アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチ
ル、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、グリシジルメタクリルレート
等のアクリル酸あるいはメタクリル酸のアルキルエステ
ル類:アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチル
ロールアクリルアミド、アクリルロニトリル等が挙げら
れる。
Examples of the monomer copolymerizable with the monomer a and the monomer b (hereinafter referred to as “monomer c”) include aliphatic compounds such as butadiene, isoprene, and 2-chloro-1,3-budadiene. Aromatic vinyl compounds such as conjugated diene: styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene: methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, glycidyl methacrylate Alkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid such as: acrylamide, methacrylamide, N-methyl roll acrylamide, and acrylonitrile.

これらの単量体cは、共重合体に適度の硬さ、弾性およ
び耐水性を付与するために、共重合体のガラス転移温度
が+30℃を越えない範囲で単量体組成物全体に対し82〜
99.4重量%の割合で使用される。
In order to impart appropriate hardness, elasticity and water resistance to the copolymer, these monomers c are added to the entire monomer composition within the range where the glass transition temperature of the copolymer does not exceed + 30 ° C. 82 ~
Used in a proportion of 99.4% by weight.

共重合体ラテックスに優れた接着強度を付与し、本発明
の効果をより有効に発現するためには、単量体cとし
て、 脂肪族共役ジエン系単量体 25〜75重量% これと共重合可能な他の単量体 7〜74.4重量% を用いることが好ましい。
In order to impart excellent adhesive strength to the copolymer latex and more effectively exhibit the effects of the present invention, the monomer c is an aliphatic conjugated diene monomer 25 to 75% by weight It is preferred to use 7 to 74.4% by weight of other possible monomers.

本発明における共重合体ラテックスの乳化重合に使用さ
れる重合開始剤としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸カ
リウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性開始剤、過酸化
ベンゾイル等の油溶性開始剤あるいはレドツクス系開始
剤のいずれも使用することができる。
As the polymerization initiator used for emulsion polymerization of the copolymer latex in the present invention, water-soluble initiators such as sodium persulfate, potassium persulfate and ammonium persulfate, oil-soluble initiators such as benzoyl peroxide or redox-based initiators. Any of the agents can be used.

また、共重合体ラテックスの重合に使用することができ
る界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、アニオ
ン−非イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、両
性界面活性剤を単独でまたは組合せて用いることができ
る。界面活性剤としては、例えば、高級アルコールの硫
酸エステル、アルキルベンゼンスルフオン酸塩、脂肪族
スルフオン酸塩などのアニオン系界面活性剤、ポリエチ
レングリコールのアルキルエステル、アルキルエーテル
およびアルキルフエニルエーテルなどの非イオン系界面
活性剤、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、
ポリオキシエチレンアルキルアリル硫酸エステル塩など
のアニオン−非イオン系界面活性剤、アニオン部分とし
てカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルフオン酸塩、り
ん酸エステル塩を、カチオ部分としてアミン塩、第4級
アンモニウム塩を有する両性界面活性剤などを挙げるこ
とができる。さらに、本発明の共重合体ラテックスの重
合においては、反応系に塩基性物質を添加して系のpHを
大きくすることが、重合中における凝固物の発生を防止
するうえで好ましい。しかし、このことは単量体aの使
用量が少ない場合には特に必要としない。上記塩基性物
質としては、水酸化ナトリウム、アンモニア水、リン酸
カリウム、重炭酸ナトリウム等を用いることができる。
Further, as the surfactant that can be used for the polymerization of the copolymer latex, an anionic surfactant, an anion-nonionic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant alone or It can be used in combination. Examples of surfactants include anionic surfactants such as higher alcohol sulfates, alkylbenzene sulfonates and aliphatic sulfonates, nonionics such as polyethylene glycol alkyl esters, alkyl ethers and alkyl phenyl ethers. System surfactant, polyoxyethylene alkyl sulfate ester salt,
Anion-nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkylallyl sulfate ester salts, carboxylate salts, sulfate ester salts, sulfonate salts and phosphate ester salts as anion moieties, amine salts as cation moieties, and quaternary ammonium salts. Examples thereof include an amphoteric surfactant having a salt. Further, in the polymerization of the copolymer latex of the present invention, it is preferable to add a basic substance to the reaction system to increase the pH of the system in order to prevent the generation of coagulation during the polymerization. However, this is not particularly necessary when the amount of the monomer a used is small. As the basic substance, sodium hydroxide, aqueous ammonia, potassium phosphate, sodium bicarbonate or the like can be used.

共重合体ラテックスの重合においては、上述の物質の
他、連鎖移動剤、キレート剤等の乳化重合において用い
られる公知のものを添加することができる。
In the polymerization of the copolymer latex, in addition to the above-mentioned substances, chain transfer agents, chelating agents and the like known in the emulsion polymerization can be added.

本発明の共重合体ラテックスは、通常の乳化重合によつ
て製造することができ、重合法としてはバッチ重合、セ
ミバッチ重合、連続重合のいずれの方法を採用してもよ
い。
The copolymer latex of the present invention can be produced by ordinary emulsion polymerization, and as the polymerization method, any of batch polymerization, semi-batch polymerization and continuous polymerization may be adopted.

また、単量体a(エチレン系不飽和第4級アンモニウム
塩)の添加時期はとくに限定されず、単量体aを他の単
量体と混合して重合してもよいし、あるいは他の単量体
を共重合した後に単量体aを反応生成系に添加してさら
に重合してもよい。
Further, the timing of addition of the monomer a (ethylenically unsaturated quaternary ammonium salt) is not particularly limited, and the monomer a may be mixed with another monomer and polymerized, or After copolymerizing the monomers, the monomer a may be added to the reaction generation system and further polymerized.

本発明の紙塗被用組成物は、以上のようにして得られた
共重合体ラテックスを単独であるいは公知の紙塗被用組
成物に用いられる共重合体ラテックスと組合わせて用い
ることができ、これを各種クレー類、水酸化アルミニウ
ム、二酸化チタン、サチンホワイト、炭酸カルシウム等
の鉱物性顔料100重量部に対して固形分で1〜30重量部
の割合で用いることにより構成される。
In the paper coating composition of the present invention, the copolymer latex obtained as described above can be used alone or in combination with the copolymer latex used in the known paper coating composition. It is composed by using 1 to 30 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of mineral pigments such as various clays, aluminum hydroxide, titanium dioxide, satin white and calcium carbonate.

本発明の紙塗被用組成物においては、さらに澱粉、カゼ
イン、ポリビニルアルコール等の他のバインダーを組合
せて使用することができる。
In the paper coating composition of the present invention, other binders such as starch, casein and polyvinyl alcohol can be used in combination.

〔実施例〕〔Example〕

本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発
明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではな
い。なお、実施例の記載中における「部」および「%」
はそれぞれ重量部および重量%を意味する。
The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, "part" and "%" in the description of the examples
Means parts by weight and% by weight, respectively.

実施例1〜8,比較例1〜5 (1)共重合体ラテックスの製造 (ラテックスA) ブタジエン 45 部 スチレン 26.5 部 メチルメタクリレート 20 部 ヒドロキシエチルメタクリレート 5 部 イタコン酸 2 部 アクリル酸 1 部 ドデシルベンゼンスルフオン酸ナトリウム 0.15 部 tert−ドデシルメルカプタン 0.3 部 過硫酸カリウム 1.5 部 エチレンジアミンテトラ酢酸の4ナトリウム塩 0.05部 水 200 部 以上の物質を撹拌可能なオートクレープに仕込み、窒素
ガス雰囲気下において50℃で重合を開始させた。上記単
量体の重合転化率が80%となった時点で、10%の水酸化
ナトリウム水溶液を加えて系のpHを6.0とし、さらに
メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロ
ライド(ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミドと
CH3Clとの反応により得られる第4級アンモニウム化合
物)0.5部および水4部を加えて反応を4時間にわた
って続行したところ、重合はほぼ完結した。このように
して得られた共重合体ラテックスを「ラテックスA」と
する。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 (1) Production of Copolymer Latex (Latex A) 45 parts of butadiene styrene 26.5 parts of methyl methacrylate 20 parts of hydroxyethyl methacrylate 5 parts of itaconic acid 2 parts of acrylic acid 1 part of dodecylbenzenesulfate Sodium sulfonate 0.15 parts tert-dodecyl mercaptan 0.3 parts Potassium persulfate 1.5 parts Ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium salt 0.05 parts Water 200 parts The above substances are charged into a stirrable autoclave and polymerized at 50 ° C in a nitrogen gas atmosphere. Let it start. When the polymerization conversion rate of the above monomers reached 80%, a 10% aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH of the system to 6.0, and methacrylamide amidopropyltrimethylammonium chloride (dimethylaminopropylmethacrylamide and
When 0.5 part of a quaternary ammonium compound obtained by the reaction with CH 3 Cl and 4 parts of water were added and the reaction was continued for 4 hours, the polymerization was almost completed. The copolymer latex thus obtained is referred to as "latex A".

ラテックスAのラテックス粒子の平均粒径は、1250Åで
あった。なお、ラテックス粒子の粒径はオスミウム酸に
よる処理後のラテックスを電子顕微鏡で観察して得られ
た粒子500個の粒径の平均値である。
The average particle size of the latex particles of latex A was 1250Å. The particle size of the latex particles is the average value of the particle size of 500 particles obtained by observing the latex after treatment with osmic acid with an electron microscope.

(ラテックスB) ブタジエン 45 部 スチレン 25 部 メチルメタクリレート 20 部 ヒドロキシエチルメタクリレート 5 部 イタコン酸 3 部 アクリル酸 1 部 メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム クロライド 1 部 ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル 硫酸ナトリウム 1 部 tert−ドデシルメルカプタン 0.3 部 過硫酸カリウム 1.5 部 エチレンジアミンテトラ酢酸の 4ナトリウム塩 0.05 部 水酸化アンモニウム 1 部 水 210 部 以上の物質を撹拌可能なオートクレープに仕込み、窒素
ガス雰囲気下において50℃で15時間にわたって重合を行
い、単量体の重合転化率が99%以上に達したところで重
合を停止した。このようにして得られたラテックスを
「ラテックスB」とする。このラテックスBのラテック
ス粒子の平均粒径は1380Åであった。
(Latex B) Butadiene 45 parts Styrene 25 parts Methyl methacrylate 20 parts Hydroxyethyl methacrylate 5 parts Itaconic acid 3 parts Acrylic acid 1 part Methacrylamideamidopropyltrimethylammonium chloride 1 part Polyoxyethylene alkylphenol ether sodium sulfate 1 part tert-Dodecyl mercaptan 0.3 parts Potassium persulfate 1.5 parts Ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium salt 0.05 part Ammonium hydroxide 1 part Water 210 parts The above substances are charged into a stirrable autoclave and polymerized at 50 ° C for 15 hours in a nitrogen gas atmosphere. The polymerization was stopped when the polymerization conversion rate of the monomer reached 99% or more. The latex thus obtained is referred to as "latex B". The average particle size of the latex particles of this latex B was 1380Å.

(ラテックスC〜H,比較ラテックスa〜e) 第1表(実施例)および第2表(比較例)に示す組成の
物質を用い、前述のラテックスAの場合と同様にして実
施例につき6種、比較例につき5種の共重合体ラテック
スを製造した。これらの共重合体ラテックスを「ラテッ
クスC」〜「ラテックスH」および「比較ラテックス
a」〜「比較ラテックスe」とする。
(Latex C to H, Comparative Latexes a to e) Using the substances having the compositions shown in Table 1 (Examples) and Tables 2 (Comparative Examples), 6 kinds per example are used in the same manner as in the case of the latex A described above. , 5 kinds of copolymer latices were produced for each comparative example. Let these copolymer latexes be "latex C"-"latex H" and "comparative latex a"-"comparative latex e."

また、既述の方法によって得られた、各ラテックスのガ
ラス転移温度およびゼータ電位を第1表および第2表に
示す。
Tables 1 and 2 show the glass transition temperature and zeta potential of each latex obtained by the above-mentioned method.

第1図は、巣系媒体のpHの変化に伴いラテックスのゼー
タ電位がどのように変化するのかを確認するために行っ
た実験の結果を示す曲線図である。第1図において、よ
こ軸はpH、たて軸はゼータ電位であり、曲線に付した符
号はラテックスの符号と一致する。この結果より明らか
なように、単量体aの使用量が大きくなると(曲線b,
A,D参照)ゼータ電位は増加し、また水系媒体のpHが
大きくなるとゼータ電位は小さくなることが判る。
FIG. 1 is a curve diagram showing the results of an experiment conducted to confirm how the zeta potential of latex changes with the change of pH of the nest medium. In FIG. 1, the horizontal axis is pH, the vertical axis is zeta potential, and the signs attached to the curves match the signs of the latex. As is clear from this result, when the amount of the monomer a used increases (curve b,
It is understood that the zeta potential increases, and that the zeta potential decreases as the pH of the aqueous medium increases.

(2)紙塗被用組成物の調製 以上のようにして得られた各共重合体ラテックスA〜H
および各比較ラテックスb〜eを用い、下記の処方によ
り、実施例につき8種、比較例につき4種の紙塗被用組
成物を調製した。なお、ラテックスaは、エチレン系不
飽和第4級アンモニウム塩の使用量が過大であるため凝
固物の発生が著しく、紙塗被用組成物の調製が困難であ
った。
(2) Preparation of composition for paper coating Each of the copolymer latexes A to H obtained as described above
Using each of the comparative latexes b to e, 8 types of paper coating compositions for the examples and 4 types for the comparative examples were prepared according to the following formulations. In latex a, since the amount of the ethylenically unsaturated quaternary ammonium salt used was excessive, coagulation was significantly generated, and it was difficult to prepare the paper coating composition.

(配合) クレー 50部 重質炭酸カルシウム 50部 分散剤 0.5 部 共重合体ラテックス 10部 酸化デンプン 4部 水 全固形分が60%になるような相当量 (3)紙塗被用組成物の特性 各紙塗被用組成物について以下の特性テストを行った。(Compounding) Clay 50 parts Heavy calcium carbonate 50 parts Dispersant 0.5 part Copolymer latex 10 parts Oxidized starch 4 parts Water Amount equivalent to 60% total solids (3) Properties of paper coating composition The following property tests were carried out on each paper coating composition.

ドライピック 「ドライピック」はRI印刷試験機によって調べた。す
なわち、試験片をドラムに固定し、30rpmの回転速度
で一定時間くり返し印刷を続けた後に、試験片を目視に
よって判定する。判定は完全に印刷できたものを5点、
殆んど印刷できなかったものを1点とし、各試料から得
た5個のデータを算術平均する。
Dry Pick "Dry pick" was examined by an RI printing tester. That is, the test piece is fixed to the drum, and after repeatedly printing at a rotation speed of 30 rpm for a certain period of time, the test piece is visually determined. The judgment was 5 points that could be printed completely,
The one that could hardly be printed is set as one point, and the five data obtained from each sample are arithmetically averaged.

着肉性 「着肉性」はRI刷試験機によって調べた。すなわち、
ドラムに固定した試験片に水を1回ぬり、一定時間後に
1回印刷し、インクの着き具合を目視で判定した。イン
クの着きが良好なものを5点、インクの着きが劣るもの
を1点とし、各試料から得た5個のデータを算術平均す
る。
Inking property "Inking property" was examined by an RI printing tester. That is,
The test piece fixed to the drum was wetted once with water, and after printing for a certain period of time, printing was performed once, and the ink adhesion was visually determined. Five points obtained with good ink adhesion and one point with poor ink adhesion are arithmetically averaged from five data obtained from each sample.

白紙光沢 「白紙光沢」はJIS法による。White paper gloss "White paper gloss" is based on the JIS method.

印刷光沢 「印刷光沢」はJIS法による。Printing gloss "Printing gloss" is based on the JIS method.

以上の結果を第3表に示す。The above results are shown in Table 3.

第3表の結果から明らかなように、本発明の実施例にお
いては、いずれの特性においても良好な結果が得られた
が、比較例においては、すべての特性において十分な結
果を得ることができなかった。
As is clear from the results of Table 3, in the examples of the present invention, good results were obtained in all the characteristics, but in the comparative examples, sufficient results were obtained in all the characteristics. There wasn't.

すなわち、比較例2においては、共重合体ラテックスの
単量体成分としてエチレン系不飽和第4級アンモニウム
塩を使用しないため、塗工紙におけるインク着肉性、印
刷光沢の点で劣る。
That is, in Comparative Example 2, since the ethylenically unsaturated quaternary ammonium salt was not used as the monomer component of the copolymer latex, the ink receptivity of the coated paper and the printing gloss were poor.

比較例3,5においては、共重合体ラテックスの単量体
成分としてエチレン系不飽和カルボン酸を使用しないた
め、特に接着強度の点で劣る。
In Comparative Examples 3 and 5, since ethylenically unsaturated carboxylic acid is not used as a monomer component of the copolymer latex, the adhesive strength is particularly poor.

比較例4においては、エチレン系不飽和カルボン酸を本
発明の範囲を越えて使用したため、特に接着強度の点で
劣る。
In Comparative Example 4, since the ethylenically unsaturated carboxylic acid was used beyond the range of the present invention, the adhesive strength was particularly poor.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の紙塗被用組成物は、特定の単量体成分より得ら
れ、さらに好ましくは特定のガラス転移温度およびゼー
タ電位を有する共重合体ラテックスをバインダーとして
用いており、印刷光沢、インク着肉性などの印刷適性お
よび接着強度において優れた印刷用塗工紙を形成するこ
とができる。
The paper coating composition of the present invention is obtained from a specific monomer component, and more preferably uses a copolymer latex having a specific glass transition temperature and a specific zeta potential as a binder. It is possible to form a coated paper for printing which is excellent in printability such as physical properties and adhesive strength.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、ラテックスにおける、水系媒体のpHとゼータ
電位との関係を示す曲線図である。
FIG. 1 is a curve diagram showing a relationship between pH of an aqueous medium and zeta potential in latex.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】a.エチレン系不飽和第4級アンモニウム
塩単量体 0.1〜8重量% b.エチレン系不飽和カルボン酸単量体 0.5〜10重
量% および c.これらと共重合可能な他の単量体 からなる単量体組成物を乳化重合することによって得ら
れる共重合体ラテックスを、顔料100重量部に対し固形
分で1〜30重量部含有することを特徴とする紙塗被用組
成物。
1. A. Ethylenically unsaturated quaternary ammonium salt monomer 0.1 to 8% by weight b. 0.5-10% by weight of ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer and c. A copolymer latex obtained by emulsion-polymerizing a monomer composition comprising other monomers copolymerizable with these may be contained in a solid content of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the pigment. A characteristic paper coating composition.
【請求項2】共重合体ラテックスが、pH5以上の水系媒
体中におけるゼータ電位が、-20mV以下である特許請求
の範囲第1項記載の紙塗被用組成物。
2. The composition for paper coating according to claim 1, wherein the copolymer latex has a zeta potential of -20 mV or less in an aqueous medium having a pH of 5 or more.
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