JP4381168B2 - 情報記録用紙 - Google Patents
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Description
本発明において使用される天然系カチオン性ポリマー(A)は、天然物より抽出や精製等の操作で得られるポリマー及びそのポリマーを化学的に修飾したものである。ポリマー骨格にグルコース残基を有するもの(澱粉残基やセルロース残基等)が好ましく、例えば、カチオン性澱粉若しくはカチオン性セルロース(特に水溶性でカチオン基が4級アンモニウムカチオン基であるものが好ましい)などが挙げられ、一種以上を単独で用いてもよいし、二種以上の混合物として用いてもよい。
A:澱粉残基又はセルロース残基、
R:アルキレン基又はヒドロキシアルキレン基、
R1、R2、R3:同じか又は異なって、アルキル基、アリール基、アラルキル基又は式中の窒素原子を含んで複素環を形成してもよい。
X-:アンモニウム塩の対イオンを示す。
i:正の整数を示す。)
本発明で用いられるポリマー粒子(B)は、ガラス転移温度(Tg)が90℃以下が好ましく、80℃以下が更に好ましい。ポリマーのTgが90℃以下であると、紙の製造工程において、紙に含有された内添用紙質向上剤の一部ないし全量が溶融するため、剛度向上性能の点から好ましい。Tgの下限は特に制限ないが、−10℃以上が好ましい。
(2)酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル及びピバリン酸ビニル等の炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜6の直鎖又は分岐鎖の脂肪酸とビニルアルコールとのエステルからなる脂肪酸ビニルエステル類;
(3)(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、2−(メタ)アクリロイルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸等の重合性不飽和基を有するアニオン性モノマー又はその塩が挙げられる。マレイン酸、フマル酸、イタコン酸のようなポリカルボン酸は、酸無水物、部分エステル及び部分アミド又はそれらの混合物を含む。「塩」としては、例えば、アルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩等)、アンモニウム塩(第四級アンモニウム塩、第四級アルキルアンモニウム塩等)等が挙げられる。中でもナトリウム塩が最も安価であり、好ましい。
上記のビニルモノマー中、脂肪酸ビニルエステル類を用いるのが、紙の剛度を向上させるのに最も好ましい。本発明に用いられるポリマー粒子の製造方法としては、乳化重合、懸濁重合又は分散重合により得ることができる。
本発明において、エマルションには、前述のポリマー粒子(B)を、取り扱い易さの点から、固形純分(固形分濃度)で、好ましくは5〜60重量%、より好ましくは10〜60重量%、更に好ましくは15〜55重量%含有する。ポリマー粒子(B)の平均粒子径は、エマルションの安定性、パルプへの吸着性等の点から0.01〜50μmが好ましく、0.1〜30μmが更に好ましく、特に0.2〜20μmが好ましい。固形分濃度は、後述の実施例記載の方法で測定する。
表面処理剤としては、通常使用する澱粉、酸化澱粉、加工澱粉、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子、耐水化剤、紙力増強剤、導電剤等を使用することができる。表面処理剤の塗布については、サイズプレスの型式も限定はなく、2ロールサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、シムサイザーのような液膜転写方式サイズプレスなどを適宜用いることができる。キャレンダーは通常の操業範囲内の線圧で用いられるが、嵩高性の観点から、紙の平滑性を維持できる範囲でなるべく低線圧が好ましく、また、ソフトキャレンダーが好ましい。本発明の情報記録用紙は、30〜200g/m2の坪量が好ましく、より好ましくは30〜100g/m2である。
以下にエマルション紙質向上剤1〜10の製造方法を示す。表1にそれぞれの組成と物性値を示した。
・紙質向上剤1(エマルション1:EM-1)
還流冷却器、滴下ロート、温度計、窒素吹き込み口、攪拌機を備えた2Lフラスコに、カチオン性澱粉A〔N%=0.6%、7%水溶液粘度260mPa・s(50℃、B型粘度計、ローターNo.2、60rpm)〕48.2g、ポリビニルアルコール(GL-05、重合度500、鹸化度88mol%、日本合成化学(株)製)8.1g、イオン交換水585.2gを仕込み、90℃に加熱し溶解した。冷却後、エマルゲン150(非イオン性界面活性剤、20%水溶液、花王(株)製)29.3gと、予めイオン交換水17.2gに75%リン酸水溶液1.9gと4%水酸化ナトリウム45.0gを混合した水溶液とを添加した後、120rpmで攪拌し、窒素を吹き込みながら、60℃に昇温し、30分間保持した。次いで、酢酸ビニル(信越酢酸ビニル(株)製)20.4g、開始剤(V-50、アゾ系開始剤、和光純薬(株)製)1.1gをイオン交換水29.6gに溶解したものを添加し、15分間保持した。次いで、77℃に昇温した後、酢酸ビニル205.0g、メタクリル酸(三菱レイヨン(株)製)5.5g、ジメチルアクリルアミド(試薬、和光純薬(株)製)6.6gの混合物、及び開始剤(V-50)0.35gをイオン交換水101gに溶解したものを、それぞれ別々の滴下ロートから3時間かけて滴下し、重合を行った。次いで、82℃に昇温し、1時間熟成した後、冷却し、取り出した。固形分濃度23.5%、平均粒子径0.52μmのカチオン性エマルションを得た。
エマルション1の製造法に準じ、同様の装置を用い、カチオン性ポリマー及びポリマー粒子(B)のモノマー組成を表1に示すように変更しそれぞれを合成した(なお、ポリビニルアルコールはカチオン性ポリマー100重量部に対して16.8重量部の比率で用い、イオン交換水の量は適宜変更した)。
エマルション1の製造法に準じ、同様の装置を用い、カチオン性澱粉A〔N%=0.6%、7%水溶液粘度260mPa・s(50℃、B型粘度計、ローターNo.2、60rpm)〕48.2g、イオン交換水695.0gを仕込み、90℃に加熱し溶解した。冷却後、エマルゲン150(非イオン性界面活性剤、20%水溶液、花王(株)製)29.3gと、予めイオン交換水17.2gに75%リン酸水溶液1.9gと4%水酸化ナトリウム45.0gを混合した水溶液を添加した後、120rpmで攪拌し、窒素を吹き込みながら、60℃に昇温し、30分間保持した。次いで、酢酸ビニル(信越酢酸ビニル(株)製)20.4g、開始剤(V-50、アゾ系開始剤、和光純薬(株)製)1.1gをイオン交換水29.6gに溶解したものを添加し、15分間保持した。次いで、77℃に昇温した後、酢酸ビニル409.3g、メタクリル酸(三菱レイヨン(株)製)11.0gの混合物、及び開始剤(V-50)0.9gをイオン交換水210gに溶解したものを、それぞれ別々の滴下ロートから3時間かけて滴下し、重合を行った。次いで、82℃に昇温し、1時間熟成した後、冷却し、取り出した。固形分濃度30.8%、平均粒子径2.63μmのカチオン性エマルションを得た。
エマルション1の製造法に準じ、同様の装置を用い、カチオン性ポリマー及びポリマー粒子(B)のモノマー組成を表1に示すように変更し、それぞれを合成した(なお、ポリビニルアルコールはカチオン性ポリマー100重量部に対して16.8重量部の比率で用い、イオン交換水の量は適宜変更した。)。
1)各カチオン性ポリマーは以下の通りである。
・カチオン化HEC:和光純薬(株)製
・カチオン化セルロース:和光純薬(株)製
・エースK-250:カチオン化澱粉(王子コーンスターチ(株)製)
・PVA:カチオン化ポリビニルアルコール(C-506、重合度600、クラレ(株)製)
2)各モノマーは以下の通りである。
・VAc:酢酸ビニル
・St:スチレン
・MAA:メタクリル酸
・AA:アクリルアミド
・DMAAm:ジメチルアクリルアミド
・MMA:メタクリル酸メチル
・BMA:メタクリル酸ブチル
・BA:アクリル酸ブチル
3)(A)の添加量は、ポリマー粒子(B)のモノマー組成におけるビニルモノマーに対する重量部である。
(実施例1)
パルプ分としてLBKP(ろ水度 CSF400ml)を使用し、これに軽質炭カルシウムを含有率が10%になるように添加した。対(パルプ+填料)固形分重量に対して紙質向上剤1を1.0固形分重量%、硫酸バンドを1.0重量%(50固形分重量%の硫酸バンド製品)、カチオン化デンプンを0.5固形分重量%、アルキルケテンダイマー系サイズ剤を0.4固形分重量%となるようにそれぞれ添加して紙料を調製した。
そして、ツインワイヤー抄紙機を用いて抄紙速度500m/minで坪量80g/m2の情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を紙質向上剤2に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を紙質向上剤3に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を紙質向上剤4に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を紙質向上剤5に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を紙質向上剤6に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を紙質向上剤7に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を紙質向上剤8に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を紙質向上剤9に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
アルキルケテンダイマー系サイズ剤をアルケニル無水コハク酸系サイズ剤に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
アルキルケテンダイマー系サイズ剤をアルケニル無水コハク酸系サイズ剤に変更した以外は実施例2と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
パルプ分としてLBKP(ろ水度 CSF400ml)と新聞古紙パルプを7/3の比率で使用した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を多価アルコールと飽和脂肪酸のエステル体である紙質向上剤KB115(花王)に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を飽和脂肪酸アミド系である紙質向上剤PT-205(日本PMC)に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を不飽和脂肪酸アミド系である紙質向上剤DZ2220(日本油脂)に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1をアルコールアルキレンオキサイド付加物である紙質向上剤KB08W(花王)に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤を添加しない以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
紙質向上剤1を紙質向上剤10に変更した以外は実施例1と同様にして情報記録用紙を得た。
紙質結果等を表2に示す。
・密度:JIS P 8118に準拠して測定した。
・剛度:JIS P 8143に準拠してクラークこわさ試験器で測定した値に紙厚の3乗で割り10の5乗を掛けた数値を指標とした。
・静摩擦係数:ISO 15359に準拠して測定した。摩擦係数の測定は、F面とW面を重ね合わせ、MD方向について測定した。
・コピー適性:富士ゼロックス製複写機(DocuPrint C3530)でA3用紙を連続200枚印字し、定着しわ、重送、ジャムトラブル、印字後の紙の不揃いが抑えられ良好なものを○とし、定着しわ、重送、ジャムトラブル、印字後の紙の不揃いの何れかが抑えられず不良なものを×とした。
・フェザーリング:キャノン製のインクジェット記録装置(BF F210)で印刷を行い、目視評価を1(劣)〜5(優)の5段階評価で行った。
Claims (5)
- 窒素含量が0.05〜1重量%の天然性カチオン性ポリマー(A)と少なくとも酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレンのうちの1種以上を含有するビニルモノマー由来の構成単位を含有しガラス転移温度(Tg)が32℃以上かつ90℃以下であるポリマー粒子(B)とを含むポリマーエマルションからなる内添用紙質向上剤とパルプとを含有する紙料を抄紙して得られるトナー及び/又はインクによる記録用の情報記録用紙。
- ポリマー粒子(B)のガラス転移温度(Tg)が69℃以下である請求項1記載のトナー及び/又はインクによる記録用の情報記録用紙。
- 前記内添用紙質向上剤の配合量が、パルプに対して内添用紙質向上剤を0.1〜20重量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー及び/又はインクによる記録用の情報記録用紙。
- アルキルケテンダイマー系サイズ剤あるいはアルケニル無水コハク酸系サイズ剤をパルプに対して0.1〜5重量%添加することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトナー及び/又はインクによる記録用の情報記録用紙。
- 天然系カチオン性ポリマー(A)が、カチオン化澱粉及び/又はカチオン化セルロースであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトナー及び/又はインクによる記録用の情報記録用紙。
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