JP3555665B2

JP3555665B2 - 電子写真用転写紙およびインクジェット用記録用紙のいずれにも使用できる記録用紙

Info

Publication number: JP3555665B2
Application number: JP25290894A
Authority: JP
Inventors: 正之川喜田
Original assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: JPH0895282A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は記録用紙に関する。詳しくは、電子写真用転写紙およびインクジェット用の記録用紙のいずれにも使用できる記録用紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真複写機の普及にともない、一般の事務用紙、印刷用紙に用いる記録用紙としては、電子写真用転写紙が多く使用されている。従来、かかる電子写真用転写紙は酸性紙が主流を占めてたが、保存性、画像適性等の点、更には用紙製造上の省エネルギー、生産性向上等の点を考慮して、填料として炭酸カルシウムを用い、アルケニル無水コハク酸（以下ＡＳＡと略す）、アルキルケテンダイマー（以下ＡＫＤと略す）、疎水化変性ロジン等のいわゆる中性サイズ剤を内添した中性紙を使用する傾向が高まっている。しかし一般的には、かかる中性紙では、中性サイズ剤の使用量が比較的多い場合には抄紙時に汚れが発生し易いこと、特にＡＫＤを用いた場合には成紙の摩擦係数が低く滑り易いこと、また疎水化変性ロジン系サイズ剤を用いた場合には白水系で泡立つ等の不利がある。
【０００３】
また、電子写真複写機の他に、記録時の騒音の発生が少なく、高解像の画像が高速で得られるという利点から、水性インクを用いるインクジェットやバブルジェット記録方式（以下、両者を単にインクジェットという）によるプリンターが開発上市されている。かかる記録用紙には、水性インクの吸収性、乾燥性を改良するため、酸性紙をベースとした無サイズ紙や、シリカのような吸収性被覆層を設けた記録用紙が用いられている。
【０００４】
このように、電子写真用転写紙とインクジェット用の記録用紙は、それぞれ別個に開発されてきたため、両者は互換性に欠けるものであった。すなわち、インクジェット用の記録用紙を電子写真用転写紙に用いると、シリカを主成分とする塗工層により感光ドラムを損傷したり、トナーの付着性が劣る。一方、電子写真用転写紙をインクジェット用の記録用紙に用いるとインクの吸収性が悪く、印字画像の乱れやニジミが発生し易いという問題があった。
【０００５】
最近になって、中性サイズ剤を多量に用いることによる前記のような不利を回避せんとして、中性サイズ剤の内添量を低減させるとともに、スチレン・アクリル系の表面サイズ剤でサイズ性を補完してなる電子写真用転写紙も提案されている（特開平４−２０４７４６号公報など）。かかる記録用紙は電子写真用紙としての適性に優れる他、インクジェット印字適性も比較的良好であるものの、兼用記録用紙としてはいまだ不満足である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電子写真用転写紙およびインクジェット用の記録用紙のいずれにも使用できる記録用紙を提供することを目的とする。すなわち、サイズ効果、トナー定着性、およびインクジェット印字適性に優れた記録用紙を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した従来技術の課題を解決するべく、特に中性紙に塗工する表面サイズ剤について鋭意研究を重ねた結果、スチレン類、α，β−不飽和ジカルボン酸半エステル及び（メタ）アクリル酸からなる特定の共重合体を有効成分とする表面サイズ剤を用いることにより、前記課題を悉く解決できることを見出した。本発明はかかる新たな知見に基づいて完成されたものである。
【０００８】
即ち本発明は、パルプ繊維、填料および内添サイズ剤を含んでなる酸性紙または中性紙に、（１）スチレン３０〜６０モル％、（２）α，β−不飽和ジカルボン酸半エステル５〜３０モル％、および（３）（メタ）アクリル酸３０〜６０モル％（但し、（１）〜（３）のモノマーと共重合可能な他の任意モノマーの使用量が共重合体中で１５モル％未満である。）からなる共重合体を有効成分とする表面サイズ剤を塗工してなることを特徴とする電子写真用転写紙およびインクジェット用記録用紙のいずれにも使用できる記録用紙に係る。
【０００９】
該共重合体の必須構成モノマーであるスチレン類（以下、モノマー（１）という）としては、スチレン、α−メチルスチレンを例示できる。モノマー（１）の使用割合は、該共重合体中３０〜６０モル％程度、好ましくは３５〜５０モル％とされる。
【００１０】
また、必須構成モノマーであるα，β−不飽和ジカルボン酸半エステル（以下、モノマー（２）という）は、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等のジカルボン酸または該無水物と、各種アルコールからなる半エステルである。半エステルを形成するアルコールとしては、特に制限はされないが、好ましくは炭素数１〜８の脂肪族、脂環族または芳香族１価アルコールが挙げられる。該アルコールとしては、例えばｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉｓｏ −ブチルアルコール、ｓｅｃ −ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、シクロヘキシルアルコール、オクチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコールなどが例示でき、これらは単独でまたは組み合わせて使用できる。モノマー（２）の使用割合は、前記共重合体中５〜３０モル％程度、好ましくは１０〜２０モル％とされる。
【００１１】
また、必須構成モノマーである（メタ）アクリル酸（以下、モノマー（３）という）は、得られる共重合体に溶解性を付与するために使用される。なお、本明細書中、（メタ）アクリル酸なる記載はメタクリル酸及び／またはアクリル酸を意味する。モノマー（３）の使用割合は、前記共重合体中３０〜６０モル％程度、好ましくは４０〜５５モル％とされる。
【００１２】
前記モノマー（２）およびモノマー（３）は、モノマー段階で塩を形成させて重合に供しても良く、また、重合後に得られた多元共重合体に対して塩を形成させてもよい。塩の種類としては、ナトリウム塩またはカリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、炭素数１〜１２の脂肪族アミン塩、アルカノールアミン塩等をあげることができ、これら塩は単独または組み合わせて使用される。これら塩のうち好ましくはナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩である。尚、これらの塩は完全中和塩、部分中和塩のいずれでもさしつかえない。
【００１３】
本発明においては、必要により、前記共重合体の必須構成モノマー（１）〜（３）と共重合しうるエチレン性不飽和単量体を、得られる共重合体が本発明の目的を逸脱せず、しかもその効果を保持しうる限度において使用することができる。該任意モノマーとしては、例えば（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリルアミド、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどが挙げられ、これら任意モノマーは単独でまたは組合せて使用しうる。また、該任意モノマーの使用割合は共重合体中、通常２５モル％未満、好ましくは１５モル％未満とされる。なお、（メタ）アクリル酸エステルのうち、より好ましくは、炭素数が１〜８のアルコール成分と（メタ）アクリル酸からなるモノマーであり、具体的には（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ −ブチル、（メタ）アクリル酸ｓｅｃ −ブチル、（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ヘプチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルなどを例示できる。
【００１４】
スチレン・α，β−不飽和ジカルボン酸半エステル・（メタ）アクリル酸系共重合体の製造方法としては特に限定はされず、水溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの各種公知の重合方法を採用できる。
【００１５】
水溶液重合を採用して前記共重合体を収得するためには、使用溶媒やラジカル重合開始剤、反応温度などの諸条件を適宜に選択すればよい。該溶媒としては、低級アルコール、または水と該低級アルコールからなる混合溶媒を使用することが好ましい。該低級アルコールとしては、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールが例示できるが、イソプロピルアルコールが最も好適である。重合開始剤としては特に制限されず、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩；２，２’− アゾビスイソブチロニトリル、２，２’− アゾビス−２，４− メチルバレロニトリルなどのアゾ化合物；過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキシド、ジクミルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイドなどの過酸化物など、各種公知のものを使用できる。該重合開始剤の使用量は、重合速度、得られる共重合体の分子量などを考慮して適宜決定できるが、通常はモノマー全量に対し０．１〜５重量％程度が好適である。
【００１６】
本発明で用いる前記共重合体を水溶液重合で製造する場合には、反応容器に前記モノマー（１）〜（３）、および必要により（４）を、前記混合溶媒および前記水不溶性重合開始剤の存在下に、反応系内を昇温し重合温度が８０〜１００℃程度、反応時間が１〜１０時間程度の条件下で行えばよい。なお、重合に際しては、メルカプタン類などの連鎖移動剤を用いることもできる。
【００１７】
本発明で使用する前記共重合体の分子量については特に制限はされないが、通常１０００〜１００００００程度、好ましくは２０００〜１０００００の範囲とされる。分子量が１０００未満の場合には十分なサイズ効果が得られず、また１００００００を越える場合には重合体水溶液の粘度が大きくなり塗工作業性が劣る傾向がある。
【００１８】
本発明の記録用紙は、前記表面サイズ剤を各種の原紙（酸性紙または中性紙）塗工して収得される。原紙は、パルプ繊維、填料および内添サイズ剤を含有する公知のものを用いることができる。
【００１９】
該パルプ繊維としては、ＮＢＫＰ、ＬＢＫＰ、ＬＢＳＰ、ＧＰ、ＴＭＰなどの他に、ＤＩＰを使用することもできる。
【００２０】
填料としては、ＰＰＣ複写機の感光ドラムに対する損傷の程度、インクジェット用の記録用紙としての印字適性などを考慮して決定される。酸性紙用にはカオリン、タルク、クレーなどが好適であり、中性紙用に重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウムなどの各種炭酸カルシウムやカオリンが好ましい。
【００２１】
酸性紙用の内添サイズ剤としては、強化ロジン石鹸、強化ロジンエマルジョンなどのロジン系サイズ剤やアルケニルコハク酸石鹸などのいわゆる合成サイズ剤が挙げられる。また、中性紙用の内添サイズ剤としては、アルケニル無水コハク酸、アルキルケテンダイマー、疎水化変性ロジン（ロジンエステルや強化ロジンエステルを主成分とする）などの各種水性エマルジョンが挙げられる。
【００２２】
酸性紙は、パルプ繊維に填料、内添サイズ剤および硫酸アルミニウム等を添加して、抄紙ｐＨが２〜５程度で抄造される。具体的には、サイズ剤はパルプに対して通常０．０１〜２．０重量％程度、また填料はパルプに対して通常２〜２０重量％程度となるよう内部添加され抄造される。その他、染料、サイズ定着剤、歩留向上剤、各種の紙力増強剤等の、通常抄造に用いることのできる各種の添加剤を使用することもできる。これに対し中性紙は、パルプ繊維に填料および内添サイズ剤を添加し、さらに抄紙ｐＨが６〜９、好ましくは６．５〜８．５になるように硫酸アルミを使用しまたは使用することなくｐＨ調整して抄造される。サイズ剤や填料の使用量や、その他の添加剤の使用についても酸性紙におけると同様である。
【００２３】
前記表面サイズ剤を原紙へ塗工するには、従来公知の塗布方法が採用できる。例えば含浸法、サイズプレス法、カレンダー法、スプレー法により、表面サイズ剤の塗布量が通常０．００１〜５ｇ／ｍ^２（固形分）、好ましくは０．００５〜１ｇ／ｍ^２とされる。なお、塗工に際しては前記表面サイズ剤を単独使用する場合のほか、前記表面サイズ剤に、澱粉、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド等の表面紙質向上剤を混合して使用される。塗工液濃度や粘度は作業性を勘案して決定すれば良い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、前記共重合体を有効成分とする表面サイズ剤を塗工した紙は、優れたサイズ性能を発揮することはもとより、電子写真用紙としての適性であるトナーの付着性や、インクジェット用記録用紙としての印字適性も非常に良好である。
【００２５】
【実施例】
以下、参考例、実施例および比較例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、各例中、部および％は特記しない限りすべて重量基準である。
【００２６】
参考例１
撹拌機、冷却管、滴下ロート、窒素導入管および温度計を備えたフラスコに、スチレン８３．４部（４０モル％）、無水マレイン酸のイソプロピルアルコール半エステル３１．７部（１０モル％）、メタクリル酸７７．５部（４５モル％）、アクリル酸ブチル１２．８部（５モル％）、イソプロピルアルコール６９．８部、水６９．８部および２，２’− アゾビスイソブチロニトリル８．２部を仕込み、窒素気流下に撹拌しながら８０〜８５℃で５時間昇温した。ついで、所定量の水および２８％アンモニア水７４．４部（遊離カルボキシル基び対する中和度が１３５％に相当）で中和することにより水溶性多元重合体水溶液を得、これを本発明の表面サイズ剤とした。このものの外観は黄色透明であり、不揮発分は２０．５％、ｐＨは９．０、２５℃の粘度は１２００ｃｐｓであった。モノマー、上記のアンモニア中和時の樹脂溶解性およびその他の恒数は表１に示す。
【００２７】
参考例２〜５
参考例１において、使用単量体の種類、その組成を表１に示すように変化させた他は同様にして反応を行ない各種表面サイズ剤を得た。これらの樹脂のアンモニア中和時の溶解性およびその他の恒数は表１に示す。
【００２８】
比較参考例１〜４
参考例１において、使用単量体の種類、その組成を表１に示すように変化させた他は同様にして反応を行ない各種表面サイズ剤を得た。これらの樹脂のアンモニア中和時の溶解性およびその他の恒数は表１に示す。なお、比較例１はアンモニア添加時の溶解性が不良であったため、性能評価に供することができなかった。
【００２９】
実施例１〜４および比較例１〜４
上記各参考例で得られた各種表面サイズ剤を下記（Ａ）及び（Ｂ）の条件下に塗工し、ついで（Ｃ）条件下に性能評価した。結果は表２に示す。
【００３０】
（Ａ）原紙
▲１▼酸性紙
坪量８１ｇ／ｍ^２、ステキヒト０秒、内添薬品（対パルプ添加率）：タルク２０％、強化ロジンサイズ剤（荒川化学工業（株）製、商品名「サイズパインＥ」）０．０５％、硫酸バンド２．５％ ▲２▼中性紙
坪量８１ｇ／ｍ^２、ステキヒト０秒、内添薬品（対パルプ添加率）：炭酸カルシウム２０％、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤（荒川化学工業（株）製、商品名「サイズパインＳＡ８５０」）０．０５％、硫酸バンド０．５％、カチオン化澱粉０．４％、アニオン系歩留剤（荒川化学工業（株）製、商品名「ＫＷ−５０４」）０．０１％
（Ｂ）表面サイジング
装置：ラボサイズプレス
表面サイズ剤：酸化澱粉（固形分塗布量１．８ｇ／ｍ^２）と本発明の表面サイズ剤（固形分塗布量は表２に記載）とを混合使用した。
乾燥条件：回転型オートドライヤー１１０ ℃× １分
（Ｃ）紙質評価
スキヒトサイズ度ＪＩＳＰ−８１２２による。
トナー付着性：ＰＰＣ複写機（キャノン（株）製、商品名「ＮＰ６１５０」）で複写した画像部に、市販の粘着テープ（ニチバン（株）製、商品名「セロテープ」）を貼り付け、すぐに剥離した後の塗工紙へのトナーの残存の程度を目視判定した（不良×〜△〜○良）。
ＢＪ印字適性：バブルジェットプリンター（キャノン（株）製、商品名「ＢＪ−１０Ｖ」）で印字し、ペン書きサイズ度試験方法の評価基準であるＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１２−７６に従い７段階で評価した（不良０〜６良）。
【００３１】

St ：スチレン
MAIPA ：無水マレイン酸イソプロピルアルコール半エステル
MA2EH ：無水マレイン酸2-エチルヘキシルアルコール半エステル
MAA ：メタアクリル酸
BA ：アクリル酸n-ブチル
2EHA ：アクリル酸2-エチルヘキシル
溶解性：重合反応終了後の生成樹脂に中和度135%相当のアンモニア
を添加した時の樹脂溶解性を示す
【００３２】
【表２】

Claims

パルプ繊維、填料および内添サイズ剤を含んでなる酸性紙または中性紙に、（１）スチレン３０〜６０モル％、（２）α，β−不飽和ジカルボン酸半エステル５〜３０モル％、および（３）（メタ）アクリル酸３０〜６０モル％（但し、（１）〜（３）のモノマーと共重合可能な他の任意モノマーの使用量が共重合体中で１５モル％未満である。）からなる共重合体を有効成分とする表面サイズ剤を塗工してなることを特徴とする電子写真用転写紙およびインクジェット用記録用紙のいずれにも使用できる記録用紙。
酸性紙における填料がカオリン、タルク及びクレーから選ばれる少なくとも１種であり、かつ内添サイズ剤が強化ロジン系及び／または合成系サイズ剤である請求項１記載の記録用紙。
中性紙における填料が炭酸カルシウム及び／またはカオリンであり、かつ内添サイズ剤がアルキルケテンダイマー系、アルケニル無水コハク酸系及び疎水化変性ロジン系サイズ剤から選ばれる少なくとも１種である請求項１記載の記録用紙。
表面サイズ剤の塗布量が固形分換算で０．００１〜１ｇ／m^２である請求項１記載の記録用紙。