JP2007009078A - ポリオレフィン樹脂組成物及びそのゲル発生抑制方法、並びに画像記録材料用支持体及びその製造方法 - Google Patents

ポリオレフィン樹脂組成物及びそのゲル発生抑制方法、並びに画像記録材料用支持体及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ポリオレフィン樹脂や被覆樹脂膜におけるゲル発生及び、押出溶融被覆に用いる溶融押出機の機内スクリューの汚れ付着を防止する。
【解決手段】 ポリオレフィン樹脂(好ましくは高密度ポリエチレン)と共に、酸化防止剤として実質的に二次酸化防止剤のみを含んでいる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ポリオレフィン樹脂組成物及びそのゲル発生抑制方法、並びに画像形成材料の作製に用いられる画像記録材料用支持体及びその製造方法に関する。
紙、樹脂ベース、アルミ等の金属ベースなどの基体上にフィルム形成能のある樹脂を溶融して押し出し、基体の表面を被覆することは広く行なわれており、樹脂被覆された基体を用いた食品用容器、包装材料、印刷用紙や写真用支持体等の樹脂被覆紙はよく知られている。
従来より、ハロゲン化銀写真感光材料においては、現像、定着、水洗の各工程を経るため、耐水性、耐溶剤性、並びに耐酸性及び耐アルカリ性が求められ、その支持体としては、基体の両面をポリエチレン系樹脂等で被覆した支持体が用いられてきた。
近年では、インクジェット記録材料、昇華型熱転写材料、感熱記録材料、電子写真材料などにおいても、写真ライクな特性が求められており、光沢感、耐水性等の付与のため、これらを構成する支持体として、基体の片面又は両面を樹脂で被覆した支持体が用いられている。
基紙に溶融したポリエチレン系樹脂を押出して被覆する場合、通常ポリエチレン系樹脂の融点よりもかなり高い温度で行なわれている。例えば、低密度ポリエチレンの融点は105〜110℃付近であり、高密度ポリエチレンの融点は120〜130℃付近にあるのに対し、Tダイ法による溶融押出しでは、薄膜塗布を行なうために300℃付近で行なわれている。
ポリエチレン分子中には一般に、エチレン系モノマーの重合体を形成する直鎖状の炭素の他に、炭素−炭素二重結合のような不飽和結合や、メチル基、あるいはそれ以上の炭素骨格を結合した側鎖状の炭素が含まれることが知られている。
したがって、ポリエチレンに対して、300℃付近の温度は加工適性面からは適度な温度であるものの、分子レベルでは活性化を促進させる範囲であり、実際には長時間の操業で溶融ポリエチレン系樹脂の流動変化等の要因により、分子中の不飽和結合や側鎖状の炭素付近でラジカルが発生しやすい状態になり、ラジカルが連鎖反応して橋かけ反応を起し、フィルムとなって押出された時にゲル状の欠陥となって現れることがしばしばある。このゲルは、樹脂でコートされた樹脂被覆紙ではその表面で突起となって現れ、外観を損なうばかりか機能的にも様々な障害となる。
また、食品容器、印刷用紙等の記録用材料では、樹脂部にゲルが存在すると、その部分で印刷不良や基体をなす基紙等との間の接着不良による剥離等の問題を招来する。
特に画像記録材料、例えば、ハロゲン化銀写真感光材料、インクジェット記録材料、昇華型熱転写材料、感熱記録材料などを作製する場合には、ゲルの存在そのものが形成された画像の質を低下させたり、ハロゲン化銀写真感光材料などの画像記録材料の作製に用いる処方液塗布時にハジキ故障などの障害を起こす一因となる。そして、正常な画像形成性が損なわれる場合には、画像形成材料としての商品価値が失われることが多い。
このようなゲルの発生を防止する方法として、押出し加工温度を下げて操業する方法があるが、その場合にはポリエチレン系樹脂と紙との接着性が低下するため、必要な程度の接着性を維持するためには、加工速度が制限され、生産性も著しく低下してしまう。
また一方、短い周期で押出機のスクリュー等を抜取って掃除するような分解掃除を行なうことは効果があるものの、やはり生産性の低下は避けられない。
したがって、一般には、ポリエチレン系樹脂のフィルム製造や薄膜形成の際には、スクリュー汚れやゲルの発生を防止するために酸化防止剤を添加し、酸化防止剤の添加により改善効果をあげている場合が少なくない。
前記酸化防止剤は、機能面から一般に、ラジカル連鎖禁止を担う一次酸化防止剤と、過酸化物分解剤としての二次酸化防止剤とに分類される。熱可塑性樹脂の一次酸化防止剤としてはフェノール系酸化防止剤が、二次酸化防止剤としてはリン系、硫黄系酸化防止剤が主に用いられており、これらは一次酸化防止剤単独で、あるいは一次酸化防止剤及び二次酸化防止剤の併用にて使用されるのが通例である。
また、ハロゲン化銀写真感光材料、インクジェット記録材料、昇華型熱転写材料、感熱記録材料等の画像形成材料用支持体として、基紙等の基体表面がポリエチレン樹脂で被覆された樹脂被覆紙を用いる場合、支持体のカールを調整するため、及び、樹脂層の平滑性、耐熱性、耐擦性等を調整するため、ポリエチレン樹脂としては融点の高い高密度ポリエチレンが用いられている。
高密度ポリエチレンの製法としては、例えば、周期表のIV族ないしVIII亜族からの金属とI族ないしIV族の主族からの金属との配合物など、有機金属混合触媒(例えばチーグラーナッタ触媒)を使用して大気圧ないし加圧下、不活性溶媒中にて150℃以下で重合(例えば沈澱重合)させて得る方法がある(例えば、特許文献1参照)。このように、高密度ポリエチレンの重合には触媒が用いられるのが一般的であり、この触媒の活性が残ると押出機内の腐食やゲルの発生等の問題を生じることがあるため、通常は触媒失活剤が用いられる。この触媒失活剤には、無機系のものとしてハイドロタルサイト類化合物等が用いられ、有機系のものとしてステアリン酸カルシウム等が用いられている。
高密度ポリエチレンを用いて樹脂被覆紙を製造する場合、高密度ポリエチレンは一般に300℃付近の温度において分解が促進されたり、ゲルを生成しやすいことから、上記のように一次酸化防止剤を単独であるいは二次酸化防止剤と併用して添加することが行なわれているが、その効果は未だ不充分である。
特表平9−510485号公報
以上のように、300℃付近の高温下でポリオレフィン樹脂を用いる場合、例えば上記のような高温下で溶融押出しを行なって樹脂被覆を行なう場合の高密度ポリエチレンの分解促進やゲルの発生については、これらを防止するための技術の確立が課題とされている。また、高密度ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂を用いたポリオレフィン系樹脂被覆紙の製造の際に、押出機内のスクリュー等の汚れ付着を回避し、汚れ低減による品質向上及び機内スクリュー等の洗浄頻度低減による生産性向上が図れる技術の確立も望まれている。
したがって、ポリオレフィン樹脂中のゲルの発生を防止し得ると共に、溶融押出機を用いて基紙等の基体を樹脂被覆する等の場合において、押出機内のスクリュー等の汚れ付着の防止に有効な技術については、未だ提案されていないのが実状である。
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、ゲル発生が防止されたポリオレフィン樹脂組成物及びそのゲル発生抑制方法、基体を被覆するポリオレフィン樹脂(例えば樹脂膜)でのゲル発生が防止された画像記録材料用支持体、並びに、溶融押出機を用いた押出溶融被覆法により基体をポリエチレン系樹脂等のポリオレフィン樹脂で被覆して画像記録材料用支持体を作製するに際し、押出機内(例えばスクリュー)の汚れ付着を少なく抑えると共に、樹脂中のゲル発生を防止した樹脂被覆が可能な画像形成材料用支持体の製造方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
本発明は、ポリエチレン樹脂をはじめとするポリオレフィン樹脂の酸化劣化に応じて、第一次的に発生するラジカルに対応して一般に施される一次酸化防止剤の単独使用あるいは一次酸化防止剤及び二次酸化防止剤の併用よりも、第二次的に生成される過酸化物をクエンチするための二次酸化防止剤(特にリン系酸化防止剤)のみを選択使用した場合に、押出機内(例えばスクリュー)の汚れ防止、並びに樹脂被覆膜におけるゲルの発生防止の点で特に効果的であるとの知見を得た。
従来は、ポリオレフィン樹脂のゲル化や汚れ発生を抑制する場合、一次酸化防止剤の添加がむしろ有効であり、二次酸化防止剤を使用する場合にも一次酸化防止剤を併用することが常識的に行なわれていた。ところが、本発明者等は敢えて前記知見に着目して、一次酸化防止剤を用いずに二次酸化防止剤のみを選択的に使用する構成とすることでゲル化及び汚れの防止を図る技術を確立し、これにより本発明は達成されたものである。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 酸化防止剤として二次酸化防止剤を含み、一次酸化防止剤を実質的に含まないことを特徴とするポリオレフィン樹脂組成物である。
<2> 少なくとも高密度ポリエチレンを含み、前記二次酸化防止剤が前記高密度ポリエチレン中に含有されている前記<1>に記載のポリオレフィン樹脂組成物である。
<3> 前記高密度ポリエチレンは、触媒を用いた重合により得られ、前記触媒の触媒失活剤としてハイドロタルサイト類化合物を更に含む前記<2>に記載のポリオレフィン樹脂組成物である。
<4> 前記二次酸化防止剤がリン系酸化防止剤である前記<1>〜<3>のいずれか1つに記載のポリオレフィン樹脂組成物である。
<5> 前記二次酸化防止剤の前記高密度ポリエチレンにおける含有量が100ppm以上2000ppm以下である前記<2>〜<4>のいずれか1つに記載のポリオレフィン樹脂組成物である。
<6> 前記触媒がチーグラー・ナッタ型触媒である前記<3>〜<5>のいずれか1つに記載のポリオレフィン樹脂組成物である。
<7> 基体の片面又は両面の少なくとも一部が、前記<1>〜<6>のいずれか1つに記載のポリオレフィン樹脂組成物で被覆されてなることを特徴とする画像記録材料用支持体である。
<8> 前記<1>〜<6>のいずれか1つに記載のポリオレフィン樹脂組成物を溶融押出機により基体上に押し出し、前記基体の片面又は両面の少なくとも一部をポリオレフィン樹脂組成物で被覆することを特徴とする画像記録材料用支持体の製造方法である。
<9> 前記押し出しは、250℃以上の温度域で行なわれる前記<8>に記載の画像記録材料用支持体の製造方法である。
<10> 酸化防止剤として二次酸化防止剤を含み、一次酸化防止剤を実質的に含まないことを特徴とするポリオレフィン樹脂組成物のゲル発生抑制方法である。
本発明によれば、ゲル発生が防止されたポリオレフィン樹脂組成物及びそのゲル発生抑制方法、基体を被覆するポリオレフィン樹脂(例えば樹脂膜)でのゲル発生が防止された画像記録材料用支持体、並びに、溶融押出機を用いた押出溶融被覆法により基体をポリエチレン系樹脂等のポリオレフィン樹脂で被覆して画像記録材料用支持体を作製するに際し、押出機内(例えばスクリュー)の汚れ付着を少なく抑えると共に、樹脂中のゲル発生を防止した樹脂被覆が可能な画像形成材料用支持体の製造方法を提供することができる。
本発明においては、ポリオレフィン樹脂組成物及び基体を被覆するポリオレフィン樹脂膜を構成するポリオレフィン樹脂(特に高密度ポリエチレン)の酸化防止剤として二次酸化防止剤を用い、実質的に一次酸化防止剤を用いない構成としたことを特徴とするものである。以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポリオレフィン樹脂組成物は、酸化防止剤としては実質的に二次酸化防止剤のみを少なくとも含んでなり、好ましくは、ポリエチレン成分として少なくとも高密度ポリエチレンを含むと共に該二次酸化防止剤を高密度ポリエチレン中に含み、更に好ましくはハイドロタルサイト類化合物を含有してなる。また、必要に応じて、低密度ポリエチレンなどの他の樹脂成分や、TiO2,ZnO等の白色顔料、群青等の青色顔料、蛍光白色剤等の他の成分を用いて構成することができる。
前記ポリオレフィン樹脂としては、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)などのポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられ、本発明においては、本発明の効果が最も顕著に発現する点で、ポリエチレン樹脂が好ましく、特に高密度ポリエチレン(HDPE)が好ましい。
前記高密度ポリエチレン(HDPE)は、触媒(好ましくは、チーグラー・ナッタ型触媒などの有機金属混合触媒)を用いて重合反応させることにより好適に得られる。例えば、有機金属混合触媒を使用する重合、例えば沈澱重合により得ることができる。触媒としては、低圧法ポリエチレン製造では、チーグラー・ナッタ型触媒が用いられるのが一般的である。
重合反応は、大気圧下ないし約5×105Paの加圧下、150℃以下の温度域にて不活性溶媒(例えば、芳香族炭化水素、飽和脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素)中で行なうことができる。有機金属混合触媒としては、チグラー/ナッタ系(Al(Mg)/Ti系)=下記「A〜C群の少なくとも一つ」と「D〜G群の少なくとも一つ」を任意組合わせたものが用いられる。
A:トリアルキルアルミニウム化合物
B:アルキルアルミニウムハライド
C:塩化マグネシウム、トリエチルアルミニウム
三塩化アルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、トリス(2−メチルプロピル)アルミニウム、又はジエチルマグネシウムのうちのどれか
D:塩化チタン(III)
E:塩化チタン(IV)
F:チタン酸エステル
G:三塩化又は三臭化バナジウム、四塩化バナジウム、四塩化又は
四臭化ジルコニウム、VOCl2、VOCl3、バナジウム=トリアセチルアセトナート、ジクロロチタノセン、ジクロロジルコノセン、塩化チタン(III)/メチルチタニウムトリクロライド混合物又は塩化マグネシウム−改変塩化チタン(IV)触媒のうちのどれか
また、高密度ポリエチレン(HDPE)は、気相重合により製造することも可能である。この場合、重合反応は、約3.5MPaの加圧下、85〜100℃の温度域にて行なわれ、触媒には高純度の無水マグネシウム化合物に適用された、例えば塩化チタン(IV)などの遷移金属化合物が挙げられる。
ポリエチレン(高密度ポリエチレンを含む。)の、加工前のメルトフローレート(MFR)は、JIS 7201にしたがって測定された値で、2〜80g/10分のものが好ましい。
ポリオレフィン樹脂には、例えば支持体の被覆により得られる樹脂被覆膜など必要に応じて、ルチル又はアナターゼ型の酸化チタン、蛍光増白剤、群青をポリエチレン中に添加し、不透明度、白色度及び色相を改良したものとすることができる。ここで、酸化チタン含有量としては、ポリエチレンに対して概ね3〜40質量%が好ましく、4〜30質量%がより好ましい。
ポリエチレン樹脂には、高密度ポリエチレン以外に、低密度ポリエチレン(LDPE、L−LDPE等)などの他の樹脂成分が含まれてもよい。
高密度ポリエチレン(HDPE)のポリエチレン樹脂における含有割合としては、10〜100質量%が好ましく、30〜90質量%がより好ましい。重合に触媒を用いるHDPEの割合が多いとゲルが発生しやすく、HDPEの含有割合を前記範囲内としたときに、本発明の効果、特にゲル発生防止効果が特に奏されるので有効である。
本発明においては、ポリオレフィン樹脂(特に高密度ポリエチレン)の酸化防止剤として、二次酸化防止剤を選択的に用いるようにして一次酸化防止剤は実質的に含まない構成とされる。ここで、「一次酸化防止剤を実質的に含まない」とは、酸化防止剤としての一次酸化防止剤は本発明の効果を奏するのに重要でないことをいい、具体的には、一次酸化防止剤の含有率が100ppm未満であることをいい、好ましくは10ppm未満であり、より好ましくは1ppm未満であり、全く含有しないことが理想的である。
従来のように一次酸化防止剤を単独で、あるいは一次酸化防止剤を二次酸化防止剤と共に用いるのではなく、二次酸化防止剤を単独で用いることで、(好ましくは250℃以上に加熱して押し出すことにより)膜形成した際のゲル発生、及び押出機内(例えばスクリュー)の汚れ付着を効果的に防止することができる。これにより、作製される画像記録用支持体の品質、生産性を飛躍的に向上させることができる。
ここで、二次酸化防止剤は、ポリオレフィン樹脂(高密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂を含む。)から生成する過酸化物に対して分解能を有する化合物である。これに対し、一次酸化防止剤は、ポリオレフィン樹脂(特にポリエチレン樹脂)の酸化劣化防止のために一般に用いられる酸化防止剤(主にフェノール系、アミン系の酸化防止剤)であり、酸化劣化の初期段階で発生するラジカルをトラップしてラジカル反応(自動酸化)を停止するために用いられるものである。
前記二次酸化防止剤の具体例としては、リン系酸化防止剤、チオエーテル系やチオエステル系等の硫黄系酸化防止剤などが挙げられる。中でも、リン系酸化防止剤が好ましい。
前記リン系酸化防止剤としては、例えば、下記式で表される酸化防止剤を挙げることができる。
Figure 2007009078
前記式(I)、(II)中、R'1、R'2、及びR'3は、各々独立に、炭素原子数1〜18のアルキル基、ハロゲン原子、−COOR4'、−CN又は−CONR4'R4'で置換されている炭素原子数1〜18のアルキル基;−S−、−O−又は−NR'4−により中断されている炭素原子数2〜18のアルキル基;炭素原子数5〜8のシクロアルキル基;フェニル基、又はナフチル基;ハロゲン原子、炭素原子の総数が1〜18である1〜3個のアルキル基又はアルコキシ基で置換されているフェニル基又はナフチル基;2,2,6,6−テトラメチルピペリド−4−イル基;アルキル部位に1〜4個の炭素原子を持つN−アリル−もしくはN−ベンジル−又はN−アルキル−2,2,6,6−テトラメチルピペリド−4−イル基、アルキル部位に1〜4個の炭素原子を持つN−アルカノイル−2,2,6,6−テトラメチルピペリド−4−イル基、アルキレン部位に1〜3個の炭素原子を持つ又はアルコキシ部位に1〜18個の炭素原子を持つN−アルキレン−2,2,6,6−テトラメチルピペリジル基又はN−アルキレン−4−アルコキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジル基;を表す。
R'4は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1〜18のアルキル基、炭素原子数5〜12のシクロアルキル基、又はアルキル部位に1〜4の炭素原子を持つフェニルアルキル基を表す。
前記式(II)中、n'は2、3又は4を表し、前記式(IV)中、qは2又は3を表す。
前記式(II)、(IV)中、A'は、n'又はqが2を表す場合には、炭素原子数2〜12のアルキレン基;−S−、−O−又は−NR'4−(R'4は前記同様に定義される。)により中断されている炭素原子数2〜12のアルキレン基、又は下記基を表す。また、n'又はqが3を表す場合には、A'は−Cr2r-1−〔rは5又は6を表す。〕又はN(CH2CH2−)3を表し、n'が4を表す場合には、A'はN(CH2−)4を表す。
Figure 2007009078
前記基中のR'5及びR'6は、各々独立に、水素原子、又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、Bは、−CHR'4−、−CR'1R'4−、−CH2−、−S−、又は単結合〔ここで、R'1、R'4は前記同様に定義される。〕を表す。
前記式(III)中、pは1又は2を表し、D'は、pが1を表す場合はメチル基を表し、pが2を表す場合は−CH2OCH2−を表す。R'9は、メチル基を表し、R'10はR'1と同義である。
前記式(V)中、yは1,2又は3を表す。Wは、yが1を表す場合は、炭素原子数1〜18のアルキル基、−OR'16、−NR'17R'18、又はフッ素原子を表し、yが2を表す場合は、−O−A''−O−又は下記基を表し、yが3を表す場合は、R'4(CH2O−)3、N(C24O−)3、又はN(C36O−)3〔R'4は前記同様に定義される。〕を表す。
Figure 2007009078
前記R'16は、前記R'1と同義であり、R'17及びR'18は、各々独立に、炭素原子数1〜18のアルキル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、2,2,6,6−テトラ−もしくは1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリド−4−イル基を表すか、あるいはR'17及びR'18は、互いに結合してブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、又は−CH2CH2−O−CH2CH2−を表す。また、yが2を表す場合のA''は、前記A'と同義である。
また、前記基中のR'19は、水素原子又はメチル基を表す。
前記式(V)中、R'14は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1〜9のアルキル基、又はシクロヘキシル基を表し、R'15は、水素原子、又はメチル基を表す。Zは、単結合、−CH2−、−C(R'14)−、又は−S−〔R'14は前記同様に定義される。〕を表す。
前記式(I)で表される酸化防止剤のうち好ましいのは、R'1、R'2、及びR'3が各々独立に、炭素原子数1〜18のアルキル基、フェニル基、炭素原子の総数が1〜18である1〜3個のアルキル基で置換されているフェニル基、又は2,2,6,6−テトラメチルピペリド−4−イル基を表す場合であり、特に好ましいのは、R'1、R'2、及びR'3が各々独立に、炭素原子の総数が1〜12である1〜3個のアルキル基で置換されているフェニル基を表す場合である。
前記式(II)で表される酸化防止剤のうち好ましいのは、A'が、n'が2を表す場合は、好ましくは炭素原子数2〜12のアルキレン基、−CH2CH2−O−CH2CH2−、−CH2CH2−O−CH2CH2−O−CH2CH2−、又は−CH2CH2−NR'4−CH2CH2−を表し、n'が3を表す場合は、N(CH2CH2−)3〔ここでのR'4は炭素原子数1〜4のアルキル基を表す。〕を表す場合である。
前記式(III)で表される酸化防止剤のうち好ましいのは、pが1を表し、D'がメチル基を表し、R'9がメチル基を表し、R'10が炭素原子の総数が1〜18である1〜3個のアルキル基で置換されているフェニル基を表す場合である。
前記式(V)で表される酸化防止剤のうち好ましいのは、Wが、yが1を表す場合は−OR'16、−NR'17R'18、又はフッ素原子を表し、yが2を表す場合は−O−CH2CH2−NR'4−CH2CH2−O−を表し、yが3を表す場合はN(CH2CH2O−)3を表し、R'16が炭素原子数1〜18のアルキル基を表し、R'17及びR'18が各々独立に炭素原子数1〜18のアルキル基、シクロヘキシル基、又はベンジル基を表すか、又はR'17及びR'18がこれらと結合する窒素原子と共にピペリジル基、モルホリニル基、又はヘキサメチレンイミノ基を表し、Zが単結合、−CH2−、又は−CHCH3−を表し、複数のR'14は各々独立に、炭素原子数1〜4のアルキル基を表す場合である。なお、R'4は前記同様に定義されるものである。
特に好ましくは、yが1を表すときは、Wが2−エチルヘキソキシ基又はフッ素原子を表し、R'14がtert−ブチル基を表し、R'15が水素原子を表し、Zが−CH2−又は−CH(CH3)−を表す場合であり、yが2を表すときは、Wが−O−CH2CH2−NCH3−CH2CH2−O−を表し、R'14がtert−ブチル基を表し、R'15が水素原子を表し、Zが−CH2−又は−CH(CH3)−を表す場合である。
リン系酸化防止剤としては、加水分解感受性の比較的低いものが好ましく、例えば、トリラウリル=ホスフィット、トリオクタデシル=ホスフィット、ジステアリル=ペンタエリトリチル=ジホスフィット、又はトリステアリル=ソルビチル=トリホスフィットが好ましい。
更には、芳香族のホスフィット及びホスホナイトも好ましい。これらは、芳香族炭化水素基、例えばフェニル基を含む。例えば、トリフェニル=ホスフィット、ジフェニル=アルキル=ホスフィット、フェニル=ジアルキル=ホスフィットが挙げられ、具体的には、トリス(ノニルフェニル)ホスフィット、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフィット、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)=ペンリエリトリチル=ジホスフィット、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4'−ビフェニレン=ジホスホナイト、2,2'−エチリデンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)フルオロホスフィットが挙げられる。
構造単位として、P−O−Ar基〔Arは芳香族基、特にP−O−C結合のオルト位にアルキル置換基を含むフェニル基を表す。〕を含むホスフィット又はホスホナイトも好適である。アルキル置換基には、炭素原子数1〜18のアルキル基又は炭素原子数5〜7のシクロアルキル基が好適に挙げられ、より好ましくは炭素原子数1〜4のアルキル基、特にtert−ブチル基である。
下記ホスフィット及びホスホナイトが特に好ましい。
すなわち、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフィット、及び下記化合物である。
Figure 2007009078
Figure 2007009078
特に好ましいものは、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)=ホスフィット、及び下記化合物である。
Figure 2007009078
また、市販品として、例えば、アデカスタブ2112、同PEP−24、同PEP−36、同HP−10(旭電化社製)、イルガフォス168(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、JP−650(城北化学社製)、マルク2112、同PEP−8、同PEP−24G、同PEP−36(アデカ・アーガス社製)、ウェストン618、ウルトラノックス626(ボルグワーナー社製)、HCA(三光社製)、Sandostab P−EPQ(サンド社製)などが挙げられる。
前記硫黄系酸化防止剤には、チオエステル系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤等が含まれる。
前記チオエステル系酸化防止剤としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート等のアルキルチオジプロピオン酸エステル、ラウリルチオプロピオネート、ステアリルチオプロピオネート等のアルキルチオプロピオン酸エステル、などが挙げられる。
前記チオエーテル系酸化防止剤としては、例えば、DLTDPヨシトミ、DMTDヨシトミ、及びDSPTヨシトミ(いずれも吉富製薬(株)製)、スミライザーTPL、同TPM、同TPS、及び同TPD(いずれも住友化学工業(株)製)、アンチオックスM及びS(いずれも日本油脂(株)製)、シーノックス4125(ジプロ(株)製)、マルクAO−412S、同AO−23、マルク260、同329K、及び同522A(いずれもアデカ・アーガス(株)製)、サンドスタブP−EPQ(サンドスタブ(株)製)、イルガフォスP−EPQ FF、及びイルガノックス1222(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、ウェストン399(ボルグ・ワーナー(株)製)等が挙げられる。
二次酸化防止剤(特にリン系酸化防止剤)の画像記録材料を構成する高密度ポリエチレン(HDPE)中における含有量としては、100ppm以上2,000ppm以下が好ましく、200ppm以上1,000ppm以下がより好ましい。二次酸化防止剤の含有量が前記範囲内であると、樹脂の着色が少なく、また、例えば基体を被覆する場合には基体と樹脂層との接着性への影響が少ない等の点で有効である。さらに、二次酸化防止剤の含有量が前記範囲内であると、酸化劣化が効果的に防止されると共に、樹脂(樹脂膜)でのゲル発生及び、溶融押出機などを用いた場合の機内(例えばスクリュー)の汚れ防止に効果的である。
ポリオレフィン樹脂組成物には、高密度ポリエチレンの触媒の触媒失活剤として、ハイドロタルサイト類化合物を用いた態様が好ましい。無機系失活剤であるハイドロタルサイト類化合物は、触媒中の塩素等を吸着し、ステアリン酸カルシウム等の有機系失活剤のように触媒中の塩素等と反応して無機塩系凝集物を生成する等がなく、この無機塩系凝集物に起因の、画像記録材料を構成する際に塗布等して設けられる処方液のハジキ故障の回避に有効であると共に、より効果的に本発明の効果を奏することができる。
前記ハイドロタルサイト類化合物は、層状構造をしたマグネシウムとアルミニウムの化合物であり、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O、Mg4.3Al2(OH)12.6CO3・mH2O等の組成式で表されるものである。市販品としては、例えば、アルカマイザー、DHT−4A(いずれも協和化学工業(株)製)等が挙げられる。
前記ハイドロタルサイト類化合物の高分子ポリエチレン中における含有量としては、高密度ポリエチレンの量に対して、100〜2,000ppmが好ましく、200〜1,000ppmがより好ましい。
本発明のポリオレフィン樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂を用いた既知のあらゆる用途に適用可能であり、特に画像記録材料を構成する画像記録材料用支持体(いわゆるレジンコート紙等)などの用途に好適である。
また、本発明のポリオレフィン樹脂組成物のゲル発生抑制方法は、既述したように、ポリオレフィン樹脂と共に酸化防止剤として二次酸化防止剤を用い、実質的には一次酸化防止剤を用いないものであり、ポリオレフィン樹脂組成物を調製、使用する際、あるいはポリオレフィン樹脂組成物を用いてポリオレフィン樹脂膜を成膜する際のゲルの発生を効果的に抑制することができる。
本発明の画像記録材料用支持体は、基体の片面又は両面の少なくとも一部を、既述の本発明のポリオレフィン樹脂組成物(好ましくはポリエチレン樹脂組成物)で被覆してなり、前記ポリオレフィン樹脂組成物(好ましくはポリエチレン樹脂組成物)は、好ましくはポリエチレン成分として少なくとも高密度ポリエチレンを含む。
前記ポリオレフィン樹脂、特に高密度ポリエチレンの酸化防止剤としては、既述したように実質的に二次酸化防止剤のみを含み、一次酸化防止剤を実質的に含まず、好ましくはハイドロタルサイト類化合物を更に含んで構成することができる。必要に応じて更に、低密度ポリエチレンなどの他の樹脂成分や、TiO2,ZnO等の白色顔料、群青等の青色顔料、蛍光白色剤等の他の成分を用いて構成することができる。
本発明の画像記録材料用支持体を構成する基体には、その片側の表面あるいは両側の表面の少なくとも一部(好ましくは表面全体)を覆うようにして、ポリエチレン樹脂を用いた樹脂膜(樹脂被覆膜)が設けられており、この樹脂被覆膜の少なくとも一方の側は高密度ポリエチレンを用いて構成されている。
本発明の画像記録材料用支持体を構成する基体としては、特に制限はなく、例えば、紙、合成紙等の基紙、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレナフタレート等のポリエステルやポリカーボネートなどの樹脂基材(樹脂ベース)、アルミニウム等の金属基材(金属ベース)、等が挙げられる。
上記の基紙、樹脂ベース、あるいは金属ベースの厚み、坪量については、特に限定はなく、一般には厚みは50〜400μmであり、坪量は40〜400g/m2である。また、基体の表面粗さ、表面形状も特に限定はない。
基紙は、所望のパルプを叩解したパルプ紙料、特に叩解、調整されたパルプスラリーを抄紙することで得られる。抄紙を行なう抄紙工程では、基紙の記録層が例えば塗布により塗設される面に相当するウェッブ面側をドラムドライヤーシリンダーにドライヤーカンバスを押し当てて乾燥する工程を有し、この工程ではドライヤーカンバスの引張力を1.5〜3kg/cmの範囲で調整して乾燥させることができる。
前記パルプとしては、特に制限はなく、針葉樹、広葉樹等から選ばれる天然パルプ、例えば、アスペン材、アカシア材、かえで材、ポプラ材、ユーカリ材などのLBKP(広葉樹晒クラフトパルプ)、スプルース材、ダグラスファー材などのNBKP(針葉樹晒クラフトパルプ)、LBSP、NBSP、LDP、NDP、LUKP、NUKPなどの中から適宜選択することができる。これらは、一種単独で用いる以外に、二種以上を適宜選択して併用することもできる。
本発明においては、基紙の一方の表面(特に、画像記録材料の作製に用いられたときに画像記録層が形成される側と逆側の表面)にバックコート層を設けることもできる。このバックコート層は、白色顔料や水性バインダー、その他の成分を添加、含有させて構成することができる。
本発明の画像記録材料用支持体の製造方法は、酸化防止剤として二次酸化防止剤を含み、一次酸化防止剤を実質的に含まない既述の本発明のポリオレフィン樹脂組成物を、溶融押出機により基体上に押し出し、前記基体の片面又は両面の少なくとも一部を樹脂組成物で被覆するように構成されたものであり、既述の本発明の画像記録材料用支持体を最も好適に作製することができる。なお、ポリオレフィン樹脂、二次酸化防止剤、及び基体等の詳細については、既述の通りである。
溶融押出機を用いてポリオレフィン樹脂組成物を基体上に押し出し、押し出されたポリオレフィン樹脂組成物で基体の片面又は両面の少なくとも一部を被覆する場合に、酸化防止剤として一次酸化防止剤を用いずに実質的に二次酸化防止剤のみを用いるようにしたことで、既述のように、被覆した膜におけるゲルの発生を防止し、溶融押出機の機内スクリューの汚れを防止することができる。特に、ポリオレフィン樹脂組成物がポリエチレン樹脂を含み、該ポリエチレン樹脂の一部又は全部に高密度ポリエチレンを用いた場合に効果的である。これにより、工程の稼動性、製造品質を向上でき、高品質化及び生産性向上を図ることができる。
前記溶融押出機としては、市販の溶融押出機など、従来より公知の溶融押出機を適宜選択して使用することができる。
ポリオレフィン樹脂(高密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂を含む。)を加熱して溶融押し出しする際の加熱温度としては、薄膜形成が容易に行なえ、かかる場合に発生しやすいゲルや押出機等の機内(例えばスクリュー)の汚れ防止に効果的である点で、好ましくは250℃以上であり、より好ましくは270〜340℃である。
本発明の画像記録材料用支持体の製造は、具体的には例えば以下のように行なえる。所望の高密度ポリエチレン(HDPE)にリン系二次酸化防止剤とハイドロタルサイト類化合物(触媒失活剤)とを加え、これに更に低密度ポリエチレン(LDPE)を加えて樹脂組成物を調製し、調製された樹脂組成物を溶融押出機に装填して、機内に備えられた回転スクリューで加熱及び/又は加圧して溶融、混練しながら機外の基体上に押し出し、所望の膜厚に調整して基体表面を被膜する。
前記溶融押出しにより樹脂被覆膜を形成するときは、樹脂被覆膜の基紙上への溶融押出し前に、基紙と樹脂被覆膜との接着を強固にするために基紙に前処理を施しておくことが好適である。例えば、走行する基紙上に押出ダイから押し出されたポリオレフィン樹脂(高密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂を含む。)を、ニップローラと冷却ローラとの間のニップ点において基紙が被覆されるように樹脂膜を形成すると共に、ニップして圧着することで樹脂膜で基紙をコートする押出コーティング法を適用することができる。
前処理としては、硫酸クロム酸混液による酸エッチング処理、ガス炎による火炎処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、グロー放電処理、アルキルチタネート等のアンカーコート処理等があり、自由に選択できる。特に簡便さの点からは、コロナ処理が好ましい。コロナ処理の場合、水との接触角が90°以下になるように処理する必要がある。
前記アンカーコート剤としては、有機チタン系、イソシアネート系(ウレタン系)ポリエチレンイミン系、ポリブタジエン系等が知られている。具体的には、有機チタン系としては、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、テトラステアリルチタネート等のアルキルチタネート、ブトキシチタニウムステアレート等のチタンアシレート、チタニウムアセチルアセトネート等のチタンキレート等が知られている。また、イソシアネート系(ウレタン系)としては、トルエンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等が知られている。
押出コーティング法による場合、基紙上にポリオレフィン樹脂(高密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂を含む。)を溶融押出した後、ニップ圧が2MPa以上である弾性ロール及び冷却ロール間を通過させてラミネートを施すことにより好適に樹脂被覆膜を形成することができる。
基紙にラミネートされた樹脂膜の表面には微細な細孔(以下、「クレータ」と称する。)ができることがあるが、このクレータの数が多いと外観を損なうだけでなく光沢感も低下するために製品価値が著しく低下する。このクレータの発生は、冷却ローラが回転する際に発生する同伴空気の影響を受け、樹脂膜と冷却ローラとの間のエリアに同伴空気が溜まって樹脂膜に凹状のへこみができることが原因とされている。そして、弾性ロール及び冷却ロール間のニップ圧力が小さいほど、並びに更にはラミネート時のライン速度が大きいほど、樹脂膜の厚みが薄いほど、押出ダイからの樹脂の吐出温度が低いほど、及び基紙の表面粗さが粗いほど、前記クレータが発生しやすい。
したがって、弾性ロール及び冷却ロール間のニップ圧を2MPa以上とすることで、クレータの発生が抑制され、平滑で光沢感の良好な平面性を確保することができる。好ましくは、前記ニップ圧は3MPa以上であり、また、上限値としては8MPaが望ましい。
既述の本発明のポリオレフィン樹脂組成物を基紙上に溶融押し出してコーティングする際に、いわゆる型付け処理を行なって、通常の写真印画紙で得られるようなマット面や絹目面を形成した形態の支持体として使用することもできる。
具体的には、特開2002−372767号公報の実施例(段落番号[0088]〜[0090])に記載されている方法等を用いることが可能である。
本発明の画像記録材料用支持体は、例えば、下記(1)、(2)の2つの工程により作製することができる。
(1)LBKPからなる木材パルプを、ダブルディスクリファイナー等を用いてカナディアンフリーネス300ml程度まで叩解し、得られたパルプ材料にカチオン性澱粉、アルキルケテンダイマー、エポキシ化脂肪酸アミド、ポリアミンポリアミドエピクロロヒドリン、高級脂肪酸エステル、及びコロイドダルシリカ等を添加して、長網抄紙機等により抄紙し、得られた紙にカレンダー処理を施して厚みを調整する等して、原紙を得る工程
(2)前記(1)で得られた原紙を走行させ、裏面にコロナ放電処理後、低密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンからなる層と、低密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンからなる最外層とをコートハンガータイプの二層同時共押出用ダイを使用した溶融押出しによりラミネートして無光沢樹脂層を設け、さらに該原紙の表面にコロナ放電処理後、低密度ポリエチレンにTiO2及びステアリン酸亜鉛を練りこんだマスターバッチと青み顔料を練り込んだマスターバッチと低密度ポリエチレンとからなる層並びに、低密度ポリエチレンにTiO2及びステアリン酸亜鉛を練り込んだマスターバッチと蛍光増白剤を練り込んだマスターバッチと青み顔料を練り込んだマスターバッチとからなる最外層をコートハンガータイプの二層同時共押出用ダイを使用した溶融押出しによりラミネートして光沢樹脂層を設ける等して、画像記録材料用支持体とする工程
本発明の画像記録材料用支持体の好ましい実施態様、用途としては、特に制限はなく、表面の平面性、特に高い光沢感及び平滑さを具備し、写真ライクな質感を有する高品質な画像記録が要求される各種用途に好適に用いることができ、具体的には、インクジェット記録媒体、電子写真用受像材料、感熱発色記録用材料、昇華転写受像材料、熱転写受像材料、銀塩写真感光材料、印刷用紙などの支持材料として好適である。
−電子写真用受像材料−
電子写真用受像材料は、本発明の画像記録材料用支持体と、該支持体の少なくとも一面に設けられた少なくとも一層のトナー受像層(記録層)を有し、必要に応じて適宜選択したその他の層、例えば、表面保護層、中間層、下塗り層、クッション層、帯電調節(防止)層、反射層、色味調整層、保存性改良層、接着防止層、アンチカール層、平滑化層などを有してなる。これらの各層は単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
−銀塩写真感光材料−
銀塩写真感光材料としては、例えば、本発明の画像記録材料用支持体上に、少なくともYMCに発色する感光層(記録層)を設けた構成を有し、焼付露光された後に複数の処理槽内を順次浸漬しながら通過させることによって発色現像、漂白定着、水洗を行ない、乾燥させて画像を得るハロゲン化銀写真方式に用いられる材料、等が挙げられる。
−熱転写受像材料−
熱転写受像材料としては、例えば本発明の画像記録材料用支持体上に少なくとも受像層(記録層)を設けた構成を有し、少なくとも熱溶融性インク層が支持体に設けられた熱転写材料を感熱ヘッドにより加熱して熱溶融性インク層からインクを溶融転写させる方式に用いられる材料、等が挙げられる。
−感熱発色記録用材料−
感熱発色記録用材料としては、例えば、本発明の画像記録材料用支持体上に、少なくとも熱発色層(記録層)を設けた構成を有し、感熱ヘッドによる加熱と紫外線等による定着の繰り返しにより加熱発色させて画像形成するサーモオートクローム方式(TA方式)に用いられる材料、等が挙げられる。
−昇華転写受像材料−
昇華転写受像材料としては、例えば本発明の画像記録材料用支持体上に少なくとも受像層(記録層)を設けた構成を有し、少なくとも熱拡散性色素(昇華性色素)を含有するインク層が支持体に設けられた昇華転写材料を感熱ヘッドにより加熱してインク層から熱拡散性色素を転写させる昇華転写方式に用いられる材料、等が挙げられる。
上記した電子写真用受像材料、感熱発色記録用材料、昇華転写受像材料、熱転写受像材料、又は銀塩写真感光材料では、少なくとも各々の材料に対応した画像記録層(トナー受像層、熱発色層、受像層、又は感光層)が本発明の画像記録材料用支持体の上に設けられる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
(実施例1)
MFR(メルトフローレート;以下同様)16.0g/10分、密度0.967g/cm3であって、ハイドロタルサイト(商品名:DHT−4A、協和化学工業(株)製;触媒失活剤)250ppm、及びトリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト(イルガフォス168、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製;リン系の二次酸化防止剤)200ppmを添加した高密度ポリエチレン(HDPE)と、MFR4.0g/10分、密度0.924g/cm3である低密度ポリエチレン(LDPE)とを50/50[質量比]の割合で配合した樹脂組成物を、ラボプラストミル(MODEL 30C 150、(株)東洋精機製作所製)を用いて、温度設定T1/T2/T3/ダイ=330℃/360℃/380℃/325℃、フィルタープレートφ1mm×7孔、フィルター構成80メッシュ/200メッシュ/400メッシュ/80メッシュの条件にて、30r.p.m.で1時間及び150r.p.m.で1時間の吐出サイクルを6回繰り返して吐出を行ない、下記に示す評価を行なった。
(実施例2〜6、比較例1〜16)
実施例1において、HDPE及びLDPE、触媒失活剤、並びに酸化防止剤の種類及び添加量を、下記表1に示すように各々代えたこと以外、実施例1と同様にして吐出を行ない、下記に示す評価を行なった。
Figure 2007009078
(評価)
各実施例及び各比較例について、下記方法によりゲルの発生及びスクリュー汚れの評価を行なった。
−1.ゲル発生の有無−
6回の吐出サイクル中の各150r.p.m.での吐出の際に、50分吐出後、3分間樹脂膜の膜面にできたゲルの程度を目視により観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
〔評価基準〕
○:ゲル発生が極めて少なかった。
△:僅かにゲルの発生が認められたが、実用上許容できる範囲であった。
×:ゲルの発生が多く認められた。
−2.スクリューの汚れ付着−
12時間吐出して吐出サイクルを終了した後、ラボプラストミルを停機し、T1/T2/T3の表示温度が200℃以下になった状態でダイを取り外し、スクリューを抜取り、抜き取ったスクリューに付着した茶色の汚れ状態を観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
〔評価基準〕
○:汚れは認められなかった。
△:僅かに汚れが認められたが、実用上許容できる範囲であった。
×:汚れが多く認められた。
Figure 2007009078
前記表2に示すように、酸化防止剤として一次酸化防止剤を加えずに二次酸化防止剤のみを用いた実施例では、樹脂被服層におけるゲルの発生を効果的に防止することができ、押出機内スクリューの汚れ付着を大幅に低減することができた。これに対し、酸化防止剤として一次酸化防止剤を単独で、あるいは一次酸化防止剤及び二次酸化防止剤をともに用いた比較例では、樹脂被服層におけるゲルの発生が多く、また、押出機内スクリューの汚れ付着の程度も悪かった。

Claims (10)

  1. 酸化防止剤として二次酸化防止剤を含み、一次酸化防止剤を実質的に含まないことを特徴とするポリオレフィン樹脂組成物。
  2. 少なくとも高密度ポリエチレンを含み、前記二次酸化防止剤が前記高密度ポリエチレン中に含有されている請求項1に記載のポリオレフィン樹脂組成物。
  3. 前記高密度ポリエチレンは、触媒を用いた重合により得られ、前記触媒の触媒失活剤としてハイドロタルサイト類化合物を更に含む請求項2に記載のポリオレフィン樹脂組成物。
  4. 前記二次酸化防止剤がリン系酸化防止剤である請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリオレフィン樹脂組成物。
  5. 前記二次酸化防止剤の前記高密度ポリエチレンにおける含有量が100ppm以上2000ppm以下である請求項2〜4のいずれか1項に記載のポリオレフィン樹脂組成物。
  6. 前記触媒がチーグラー・ナッタ型触媒である請求項3〜5のいずれか1項に記載のポリオレフィン樹脂組成物。
  7. 基体の片面又は両面の少なくとも一部が、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリオレフィン樹脂組成物で被覆されてなることを特徴とする画像記録材料用支持体。
  8. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリオレフィン樹脂組成物を溶融押出機により基体上に押し出し、前記基体の片面又は両面の少なくとも一部をポリオレフィン樹脂組成物で被覆することを特徴とする画像記録材料用支持体の製造方法。
  9. 前記押し出しは、250℃以上の温度域で行なわれる請求項8に記載の画像記録材料用支持体の製造方法。
  10. 酸化防止剤として二次酸化防止剤を含み、一次酸化防止剤を実質的に含まないことを特徴とするポリオレフィン樹脂組成物のゲル発生抑制方法。
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