JP2004210991A

JP2004210991A - Ｎ−ビニルピロリドン系共重合体およびその用途

Info

Publication number: JP2004210991A
Application number: JP2003000932A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Nakada; 善知中田
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】水溶性かつガラス転移温度が１００℃以下のＮ−ビニルピロリドン系共重合体とそれを用いた反りの低減された被記録材料、風合いの改良された繊維処理剤を得る。
【解決手段】水溶性でありかつ、ガラス転移温度が１００℃以下であるＮ−ビニルピロリドン系共重合体を含むことを特徴とする被記録材料および繊維処理剤。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な水溶性Ｎ−ビニルピロリドン系共重合体に関するものであり、被記録材料や繊維処理剤として特に好適な共重合体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｎ−ビニルピロリドンの単独重合体または共重合体をインクジェット受容層のような被記録材や布帛の透湿性や染色性を改良するための繊維処理剤として用いることは広く行われている（たとえば特許文献１，２参照）。
【０００３】
Ｎ−ビニルピロリドン系重合体の優れた親水性を生かしたこのような用途において、Ｎ−ビニルピロリドン系共重合体の含有量を高めることは望ましい改良手段であったが、一般にＮ−ビニルピロリドン系共重合体は吸湿性が高く、たとえばインクジェット受容層とした際には空気中の水分を吸湿することにより、反りを生じると言う課題があった。また、繊維処理剤とした際にはＮ−ビニルピロリドンの単独重合体は非常に高いガラス転移温度を有するため、乾燥した際にパリパリ感があり、所謂「風合い」の点で改良すべき課題があった。
【０００４】
これらの課題を解決するために例えば酢酸ビニルを共重合することで吸湿性を低減したり、風合いを改良しようとする試みもなされたがＮ−ビニルピロリドン系共重合体が水に溶解しなくなる等の問題があった。
【特許文献１】特開昭５７−３８１８５号明細書（第１頁）
【特許文献２】特開昭５８−２０３１７３号明細書（第１頁）
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の課題に鑑み発明されたものであって、その目的とするところは、被記録材料や繊維処理剤として好適なＮ−ビニルピロリドン系共重合体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、Ｎ−ビニルピロリドン系共重合体のガラス転移温度を１００℃以下に制御することで反りや風合いを改良することができることを見出した。さらに単にガラス転移温度を１００℃以下にするだけではなく、昨今の溶剤規制の流れと他の添加剤との混和性の観点から、使用に際しては完全に水溶性であることが必要であることを勘案し、本発明に至った。
【０００６】
即ち、本発明は、水溶性でありかつ、ガラス転移温度が１００℃以下であるＮ−ビニルピロリドン系共重合体に関するものであり、該共重合体を含むことを特徴とする被記録材料及び該共重合体を含むことを特徴とする繊維処理剤に関するものである。また、Ｎ−ビニルピロリドン系共重合体が共重合成分としてポリアルキレンオキシド（メタ）アクリレートを含んでいることが好ましく、該共重合体を含む被記録材料および繊維処理剤に関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明におけるＮ−ビニルピロリドン系共重合体は水溶性であり、かつガラス転移温度が１００℃以下であることが重要である。
【０００８】
水溶性であるとは、この場合共重合体が任意の割合で水と混和し、均一、透明な水溶液を与えることを意味する。溶解しにくい場合は加温しても構わない。水溶性であるかどうかということは温度等に依存するが、特に本発明においては、常圧、室温（２５℃）において均一、透明な水溶液を与える場合を共重合体が水溶性であると定義する。加温して溶解させた場合は、放冷し、２５℃の状態で沈降物や濁りを生じるかどうかにより判定される。
【０００９】
また、ガラス転移温度とは高分子物質がガラス状からゴム状に変化する温度であり、ガラス転移温度を境に弾性率や膨張率、屈折率などの諸性質が大きく変化する。ガラス転移温度はＤＳＣ測定や動的粘弾性測定等の方法で測定される。本発明において、ガラス転移温度はＪＩＳＫ７１２１に準拠した方法でもってＤＳＣ（示差走査熱量測定）により決定され、ＪＩＳＫ７１２１で規定された中間ガラス転移温度（Ｔｍｇ）をもってガラス転移温度と定める。本発明のＮ−ビニルピロリドン系共重合体のガラス転移温度は１００℃以下０℃以上が好ましく、更に好ましくは８０℃以下３０℃以上である。共重合体のガラス転移温度がこの範囲を超えて高い場合は被記録材料とした際に反りが生じたり、繊維処理剤とした場合にパリパリした肌さわりとなり風合いを損なうことがある。また、この範囲を超えて低い場合には反りの低減には問題ないものの、タックが生じ風合いを損なう場合があり好ましくない。
【００１０】
Ｎ−ビニルピロリドン系共重合体のＮ−ビニルピロリドンとの共重合成分は、Ｎ−ビニルピロリドン系共重合体が水溶性であり、かつガラス転移温度が１００℃以下となる限りにおいて特にその種類や量に制限はないが、共重合成分の一つとしてポリアルキレンオキシド（メタ）アクリレートを含むことが好ましい。
【００１１】
ポリアルキレンオキシド（メタ）アクリレートの例としては、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、プロポキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ジメトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ジプロポキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００１２】
ポリアルキレンオキシド（メタ）アクリレートの分子量としては２００〜２０００のものが好ましい。ポリアルキレンオキシド部位の分子量が２０００よりも大きくなると、合成した共重合体の水溶性が悪化しワックス状となる恐れがある。また、この分子量が５００よりも小さいと共重合体自体の強度が弱くなり、被記録材料や繊維処理剤として使用する際、耐久性の低下を生じるおそれがあるため、分子量５００〜１５００のものがより好適である。よって、（ｄ）成分としては、特に、ジメトキシポリエチレングリコール＃１０００（メタ）アクリレート、ジエトキシポリエチレングリコール＃１０００（メタ）アクリレート、ジプロポキシポリエチレングリコール＃１０００（メタ）アクリレートが好適である。
【００１３】
本発明のＮ−ビニルピロリドン系共重合体を得るための手段としては特に制限はなく、一般的なよく知られた重合方法により重合することができ、塊状重合、水溶液重合、逆相懸濁重合、逆相乳化重合等を採用できる。その中でも好ましいのは水溶液重合による方法であり、ＮＶＰをはじめとする単量体成分を過酸化物やアゾ系化合物のようなラジカル発生剤とともに水溶液状態で加熱することでＮ−ビニルピロリドン系共重合体を水溶液の状態で製造することができる。
【００１４】
本発明のＮ−ビニルピロリドン系共重合体は被記録材料や、繊維処理剤として特に好適に用いることができる。
【００１５】
被記録材料として用いる場合、その形態や添加量、基材等に特に制限はない。基材としては紙、合成紙、フィルム、布帛、ガラス、金属等を用いることができ、これら基材にＮ−ビニルピロリドン系共重合体を含んだ処理剤を塗布・乾燥する等してインク受容層を形成せしめ、そり等の問題の改善された被記録材料を得ることができる。このとき、被記録剤はシリカや炭酸カルシウム、顔料、界面活性剤、架橋剤等のその他の添加剤やポリビニルアルコールやカチオン性ポリマー等のその他の樹脂成分を含んでいても構わない。
【００１６】
また、繊維処理剤として用いる場合、その処理方法や形態、添加量等に特に制限はない。例えばＮ−ビニルピロリドン系共重合体を含んだ処理浴に繊維や織布を浸漬した後、乾燥する等の方法や、パッティング法、スプレー法等が一般的に用いられるが、好ましくはＮ−ビニルピロリドン系共重合体を含んだ処理浴による浴中処理である。浴中処理の処理温度は好ましくは８０℃から１５０℃の範囲あり、処理時間としては１５分から６０分間処理することが好ましい。
【００１７】
また、Ｎ−ビニルピロリドン系共重合体の付着量は繊維重量に対して０．０２〜２０重量％が好ましい。０．０２％以下では吸湿性、透湿性等の改良効果が十分でなく、２０％以上では風合いを損なうことがある。
【００１８】
【実施例】以下、実施例および比較例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例および比較例に限定されるものではない。
【００１９】
（実施例１）
攪拌装置、温度計、冷却菅、滴下装置を備えた３００ｍＬの反応容器にイオン交換水１８０ｇ、０．１％硫酸銅水溶液０．４５ｇを投入し、１００℃に昇温して還流させた。撹拌しながら滴下装置からＮ−ビニルピロリドン８１ｇ、ライトアクリレートＬ−１３０Ａ（メトキシポリエチレングリコールアクリレート）９ｇ、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド４％水溶液３０ｇをそれぞれ２時間かけて同時に滴下し、滴下終了から更に２時間、還流状態を保ったまま熟成して反応を完了させ、無色透明のポリマー水溶液を得た。
【００２０】
ＧＰＣとＬＣにより、残存のＮ−ビニルピロリドンモノマーとＬ−１３０Ａがほとんど残っていないことを確認した。重量平均分子量は約１０万であった。また、十分乾燥した試料約１０ｍｇを昇温速度２０℃毎分でＤＳＣ測定を行ったところ、ガラス転移温度は９５℃だった。装置は理学株式会社製ＴＨＥＲＭＯＦＬＥＸＤＳＣ８２３０を用いた。
【００２１】
（実施例２）
Ｎ−ビニルピロリドン６５ｇ、ライトアクリレートＬ−１３０Ａ（メトキシポリエチレングリコールアクリレート）２５ｇとした以外は実施例１と同様にして無色透明のホ゜リマー水溶液を得た。ガラス転移温度は７５℃だった。
【００２２】
＜被記録材料の評価＞
（実施例３，４，５）
実施例１、２の共重合体水溶液とポリビニルアルコール（クラレＰＶＡ−２２０）水溶液を表１に示す割合で混合し、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムにバーコーターを用いて乾燥後のインク受容層の厚みが１０μｍとなるように塗布し、６０℃で乾燥した。得られたインクジェット記録媒体をキャノンＢＩＣ−７００１で印刷したところ良好に印刷できた。
【００２３】
得られた被記録材料を相対湿度６５％、温度２５℃或いは相対湿度２０％、温度２５℃の状態に２４時間静置し、反りの状態を観察した。結果を表１にまとめる。
【００２４】
（比較例１，２）
実施例の共重合体をポリビニルピロリドン（Ｋ−９０）に変更した以外は全て実施例３，４，５と同様にして評価した。結果を表１にまとめる。
【００２５】
【表１】

【００２６】
○；反らない △；端部が反る ×；全体がカールする。
【００２７】
＜繊維処理剤の評価＞
（実施例６）
実施例１の共重合体０．１％水溶液にＰＥＴ織布を浸漬し、軽く絞った後、６０℃で乾燥した。共重合体の目付け量は１ｇ／Ｍ２であった。得られた処理水布帛を相対湿度６５％で２５℃時間静置し、吸湿率を測定した。また、６０℃で３０ｍｉｎ乾燥した直後の風合いを肌さわりにより評価した。結果を表２にまとめる。
【００２８】
（比較例３，４）
実施例１の共重合体をポリビニルピロリドン（Ｋ−９０）に代えた以外はまったく同様にして評価した。結果を表２にまとめる。
【００２９】
本発明の共重合体で処理した織布は吸湿性が改良され、風合いも優れている。
【００３０】
【表２】

【００３１】
【発明の効果】
本発明の新規な水溶性Ｎ−ビニルピロリドン系共重合体は、取り扱いやすく、被記録材料（インクジェット受容層など）や繊維処理剤として有用である。該共重合体を含む被記録材料は、反りが少なく、風合いに優れている。該共重合体を含む繊維処理剤は、吸湿性が適度に制御でき、風合いに優れている。

Claims

水溶性であり、かつ、ガラス転移温度が１００℃以下であるＮ−ビニルピロリドン系共重合体。
共重合成分としてポリアルキレンオキシド（メタ）アクリレートを含むことを特徴とする請求項１記載のＮ−ビニルピロリドン系共重合体。
請求項１または２記載の共重合体を含むことを特徴とする被記録材料。
請求項１または２記載の共重合体を含むことを特徴とする繊維処理剤。