JP4913341B2 - 樹脂組成物およびそれを用いた記録材 - Google Patents
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で示されるシリル基を有する単量体単位を含有するビニルエステル系重合体をけん化することによって得られるビニルアルコール系重合体である。
20<P×S<370 ・・・(I)
P:ビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度
S:シリル基を有する単量体単位の含有量(モル%)
0.1/100≦(X−Y)/(Y)≦50/100 ・・・(II)
X:ビニルアルコール系重合体中のケイ素原子の含有量(単位:ppm)
Y:水酸化ナトリウムを含有するメタノールで洗浄し、次いでメタノールによるソックスレー抽出により洗浄したビニルアルコール系重合体中のケイ素原子の含有量(単位:ppm)
ここで、XおよびYは、それぞれ測定試料を灰化した後、ICP発光分析法により測定される。
で示されるシリル基を有する単量体単位を含有するビニルエステル系重合体をけん化することによって得られるビニルアルコール系重合体である。
20<P×S<370 ・・・(I)
P:ビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度
S:シリル基を有する単量体単位の含有量(モル%)
0.1/100≦(X−Y)/(Y)≦50/100 ・・・(II)
X:ビニルアルコール系重合体中のケイ素原子の含有量(単位:ppm)
Y:水酸化ナトリウムを含有するメタノールで洗浄し、次いでメタノールによるソックスレー抽出により洗浄したビニルアルコール系重合体中のケイ素原子の含有量(単位:ppm)
ここで、XおよびYは、それぞれ測定試料を灰化した後、ICP発光分析法により測定される。
P=([η]×1000/8.29)(1/0.62)
0.1/100≦(X−Y)/(Y)≦50/100 ・・・(II)
の関係式を満足することが好ましい。
0.1/100≦(X−Y)/(Y)≦50/100 ・・・(II)
における(X−Y)は、ビニルアルコール系重合体の主鎖に直接導入されていないシリル基を有する単量体単位に由来するシリル基の含有量を示していると考えられる。
(X−Y)/(Y)の値が大き過ぎると、余剰のシリル基を含有する単量体単位と、主鎖に組み込まれたシリル基含有単量体単位との間でシロキサン結合(−Si−O−Si−)が多数形成されるために、ビニルアルコール系重合体の分子の運動性が制限されて、ビニルアルコール系重合体の水溶液の粘度安定性が低下したり、また、ビニルアルコール系重合体(B)と非晶性シリカ(A)との相互作用が大きくなり過ぎて、ビニルアルコール系重合体(B)と非晶性シリカ(A)との混合水溶液を調製する際に均一な溶液を得ることができなくなったりする場合があると考えられる。
下記の方法によりPVAを製造し、そのけん化度、シリル基を有する単量体単位の含有量、重量平均重合度、およびケイ素原子の含有量を求めた。
PVAの粘度平均重合度およびけん化度は、JIS−K6726に記載の方法により求めた。
けん化する前のビニルエステル系重合体をヘキサン−アセトンにより再沈精製して、重合体中から未反応のシリル基を有する単量体を完全に取り除き、次いで90℃減圧乾燥を2日間行った後、CDCl3溶媒に溶解したものを測定試料とし、500MHzのプロトンNMR測定装置(JEOL GX−500)によりPVAに含まれるシリル基を有する単量体単位の含有量を求めた。
PVAに含まれるケイ素原子の含有量は、前述した方法にしたがって、ジャーレルアッシュ社製ICP発光分析装置IRIS APを用いて求めた。
攪拌機、温度センサー、滴下漏斗および還流冷却管を備え付けた6Lセパラブルフラスコに酢酸ビニル(VAc)2275部、メタノール(MeOH)543部およびビニルトリメトキシシラン(VMS)を1重量%含有するメタノール溶液682部を仕込み、攪拌下に系内を窒素置換した後、内温を60℃まで上げた。この系に2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.5部を含有するメタノール20部を添加し、重合反応を開始させた。重合開始時点よりビニルトリメトキシシランを1重量%含有するメタノール溶液36部を系内に添加しながら4時間重合反応を行い、その時点で重合反応を停止した。重合反応を停止した時点における系内の固形分濃度は22.7%であった。次いで、系内にメタノール蒸気を導入することで未反応の酢酸ビニル単量体を追い出し、ビニルエステル系重合体を40%含むメタノール溶液を得た。
酢酸ビニル(VAc)、メタノール(MeOH)、シリル基を有する単量体の種類と仕込み量、重合開始剤の使用量、シリル基を有する単量体の逐次添加条件などの重合条件、けん化反応の条件および加熱処理条件を表1に示すように変化させた以外はPVA−1と同様の方法により、PVA−2〜PVA−5を得た。得られたPVAの物性を、表2に示す。
非晶性シリカ(A)として(A−1)(平均粒子径8μmのゲル状シリカ、「サイロジェットP409」、グレース製)を用い、ビニルアルコール系重合体(B)として上記作製したPVA―1を用い、カチオン性重合体(C)として(C−1)(ジメチルアミン・エピクロロヒドリン樹脂、「DK6876」星光PMC製))を用いた。カチオン性重合体(C)のカチオン化密度に関しては、以下の方法にしたがって測定した。
試料であるカチオン性重合体(C)0.1%希釈液を3g採取し、指示薬であるトルイジンブルーを一滴加えた。この溶液に、濃度2.5×10−3規定のポリビニル硫酸カリウム(PVS−K)を滴下していき、等量点(指示薬が変色し沈殿の凝集が起こる点)に達したときのPVS−Kの量を測定した。得られた結果を下記の式を用いることでカチオン密度を算出した。
カチオン密度(meq/g)
={(2.5×10−3)×(PVS−K滴定量)}/{(カチオン性重合体濃度(%)/100)×サンプル量(g)}
=(PVS−K滴定量)×(5/6)
得られた塗工液を、中性上質紙(坪量:60g/m2)に「MULTI LABORATORY COATER 100」((株)オースグ製)を用いて塗工速度50m/min.で塗工し、ホットエア中で135℃、20秒間乾燥した。得られた塗工紙の表面状態を目視観察し、塗工性の良否を判断した。また、塗布量は15g/m2であった。
A:塗工紙表面にスジ・ムラの発生は無かった。
B:塗工紙表面にスジ・ムラの発生が若干見られた。
C:塗工紙表面にスジ・ムラが著しく発生した。
前記コーティング剤を、厚み100μmのPETフィルム(「EMBLET TA」、ユニチカ製)の上にワイヤバーコーター(江藤器械商会製、ロッドNo.#28)を用いて、ウェット塗布量が150g/m2となるように手塗り塗工して、塗工PETフィルムを得た。その後、PICMAタックテスター(東洋精機(株))を用いて、乾燥温度35℃にて、荷重500g、圧着時間2秒の圧着条件でアルミ製試験ホルダー(接着面積1cm2)を前記塗工PETフィルムに30秒ごとに圧着させ、圧着させるたびに2cmフィルムを水平に移動させた。圧着試験実施後に、前記塗工PETフィルムの表面の状態を目視で観察し、試験ホルダーの圧着によるフィルムの表面の凹みが観察されなくなった時間を乾燥時間とした(n=3)。
原紙(縦35cm×横20.5cm、坪量:60g/m2の上質紙、王子製紙製)の表面に、前記コーティング剤を、ワイヤバーコーター(江藤器械商会製、ロッドNo.#28)を用いて固形分換算で12g/m2の割合で塗工した後、100℃の熱風乾燥機で3分間乾燥してインクジェット記録材を得た。製造したインクジェット記録材の評価方法および評価結果を以下に示す。
インクとして「SMXタックグレード10」(東洋インキ製造株式会社製)を、試験機として万能印刷試験機(MODEL MTP10C、熊谷理機製)を用いた。前記インクおよび前記試験機を用い、前記インク100mgを、前記試験機のアルミ製ロール(幅4cm、半径3.2cm)上に均一に塗り広げた後、線圧40kg/cm、加速度45m/秒2の加速印刷の条件で、得られたインクジェット記録材に対して印刷を行い、記録紙の表面からシリカが脱落をはじめる印刷速度(m/秒)を測定した。
得られたインクジェット記録材に、インクジェットプリンター(EPSON製:PM−970C)を用いて、縦1cm×横2cmの長方形の形にシアンをベタ印刷した。次いで、得られた長方形の右半分に重なるように、縦1cm×横1cmの正方形の形にマゼンダを重ね打ちでベタ印刷した。このようにして得られた、左半分がシアンのみがベタ印刷され、右半分がシアンおよびマゼンダが重ね打ちでベタ印刷された長方形の、左半分と右半分の境界線を中心に、印刷されたインクの滲み具合を目視で観察し、評価を行った。
A:滲みが全く観察されず、良好な画像が得られた。
B:滲みがごく僅かに観察されたが、画像に大きな影響はなかった。
C:滲みが部分的に発生し、画像の品質が損なわれた。
D:滲みが全体的に発生し、著しく画像の品質が損なわれた。
得られたインクジェット記録材に、インクジェットプリンター(EPSON製:PM−970C)を用いてブラックインクのベタ印字を行った。その後、ベタ印字を行った前記記録材を20℃の蒸留水中に16時間浸漬した後、取り出して25℃の空気中で、16時間乾燥した。その際の、印字画像を目視観察した。
A:印字濃度の低下が全く観察されず、良好な画像が得られた。
B:印字濃度が若干低下し、画像の品質が損なわれた。
C:印字濃度が大きく低下し、画像の品質が著しく損なわれた。
使用するビニルアルコール系重合体(B)の種類と量、カチオン性重合体(C)の種類と量およびコーティング剤の固形分濃度を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録材を製造した。得られたインクジェット記録材の評価結果を表3に示す。
非晶性シリカ(A)として(A−1)(平均粒子径8μmのゲル状シリカ、「サイロジェットP409」、グレース製)を用い、ビニルアルコール系重合体(B)として上記作製したPVA―1を用いた。前記非晶性シリカ(A−1)をホモミキサーにて水に分散し、シリカの20%水分散液を調製した。得られたシリカのレーザー回折式粒度分布測定装置SALD−1000(島津製作所)にて測定した平均粒子径は8μmであった。このシリカ水分散液に、10重量%濃度の前記PVA―1水溶液および必要量の水を添加し、非晶性シリカ(A)/PVA(B)の固形分基準の重量比が100/20となるように分散液を調製した。さらに、前記分散液を十分に攪拌しながら、濃度0.25mol/Lの硫酸水溶液を分散液に添加して分散液のpHを3に調整した。以上のようにして、固形分濃度15重量%のコーティング剤を得た。得られたコーティング剤の粘度を、BL型粘度計を用いて30℃、30rpmの条件で測定した結果、調製直後の前記コーティング剤の粘度は290mPa・sであった。
実施例12において、コーティング剤のpHを表3に示すように変更した以外は、実施例12と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
実施例12において、用いられるビニルアルコール系重合体(B)の種類および量を表3に示すように変更した以外は、実施例12と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
実施例12において、用いられる非晶性シリカ(A)の種類を表3に示すように変更した以外は、実施例12と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
キャスト用塗被液としてガラス転移点85℃のスチレン−2メチルヘキシルアクリレート共重合体100部、コロイダルシリカ100部、離型剤として大豆抽出物レシチンをノニオン界面活性剤で乳化したエマルジョン2部(固形分として)よりなる固形分濃度が35%の塗被液を調製した。このキャスト用塗被液を、実施例1で得られたインクジェット記録材上にロールコーターを用いて塗被した後、ただちに表面温度が75℃の鏡面ドラムに圧接し、乾燥後、離型させ、インクジェット記録用キャスト塗被紙を得た。この時のキャスト用塗被液の塗被量は固形分重量で8g/m2であった。また、得られたキャスト塗被紙の白紙光沢は、89%(白紙光沢;JIS−P8142に準じて測定)であった。
実施例1において、濃度0.25mol/Lの硫酸水溶液の添加によるコーティング剤のpH調整を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、コーティング剤を調整した。得られたコーティング剤のpHは5.5だった。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
比較例1において、コーティング剤の固形分濃度を7重量%とした以外は、比較例1と同様にして、コーティング剤を調整した。得られたコーティング剤のpHは5.5だった。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
実施例12において、濃度0.25mol/Lの硫酸水溶液の添加によるコーティング剤のpH調整を行わなかった以外は、実施例12と同様にして、コーティング剤を調整した。得られたコーティング剤のpHは5.5だった。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
実施例12において、濃度0.25mol/Lの硫酸水溶液の替わりに濃度0.01mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、コーティング剤のpHを7に調整した以外は、実施例12と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
実施例12において、濃度0.25mol/Lの硫酸水溶液の添加によりコーティング剤のpHを4.2とした以外は、実施例12と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
実施例12において、使用するビニルアルコール系重合体(B)の量を表3に記載の量に変更した以外は、実施例12と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
実施例12において、使用するビニルアルコール系重合体(B)の量を表3に記載の量に変更した以外は、実施例12と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤はすみやかにゲル化し、その後の評価は実施できなかった。
実施例12において、非晶性シリカ(A−1)の替わりにコロイダルシリカ((A−3):平均粒子径0.045μmのコロイダルシリカ、「SN20L」、日産化学製)を用いた以外は、実施例12と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤はすみやかにゲル化し、その後の評価は実施できなかった。
実施例1において、使用するビニルアルコール系重合体(B)の種類および量を表3に記載の量に変更した以外は、実施例1と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
実施例12において、使用するビニルアルコール系重合体(B)の種類および量を表3に記載の量に変更した以外は、実施例1と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
比較例3において、使用するビニルアルコール系重合体(B)の種類および量を表3に記載の量に変更した以外は、実施例1と同様にしてコーティング剤を調整した。得られたコーティング剤のpHは5だった。得られたコーティング剤について、実施例1と同様にして塗工性および乾燥性を評価した。結果を表3に示す。また、前記コーティング剤を用いて実施例1と同様にしてインクジェット記録材を調製し、接着強度、滲み防止性および耐水性を評価した。結果を表3に示す。
Claims (12)
- レーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した平均粒子径が1μm以上である非晶性シリカ(A)および分子内にシリル基を有するビニルアルコール系重合体(B)を含有し、前記(A)および(B)の配合比が(A)100重量部に対し(B)7〜65重量部であって、かつpHを4未満に調整した樹脂組成物。
- レーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した平均粒子径が1μm以上である非晶性シリカ(A)、分子内にシリル基を有するビニルアルコール系重合体(B)およびカチオン性重合体(C)を含有し、前記(A)、(B)および(C)の配合比が(A)100重量部に対し(B)7〜65重量部および(C)1〜20重量部であって、かつpHを4未満に調整した樹脂組成物。
- 前記非晶性シリカ(A)が、ゲル状シリカまたは沈降性シリカである請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 前記分子内にシリル基を有するビニルアルコール系重合体(B)が、下記式(I)および(II)を満足するビニルアルコール系重合体である請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
20<P×S<370 ・・・(I)
P:ビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度
S:シリル基を有する単量体単位の含有量(モル%)
0.1/100≦(X−Y)/(Y)≦50/100 ・・・(II)
X:ビニルアルコール系重合体中のケイ素原子の含有量(単位:ppm)
Y:水酸化ナトリウムを含有するメタノールで洗浄し、次いでメタノールによるソックスレー抽出により洗浄したビニルアルコール系重合体中のケイ素原子の含有量(単位:ppm)
ここで、XおよびYは、それぞれ測定試料を灰化した後、ICP発光分析法により測定される。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含むコーティング剤。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む層および基材層を含む多層構造体。
- 請求項6に記載のコーティング剤を基材に塗布した後、乾燥して得られる請求項7に記載の多層構造体。
- 請求項7または8に記載の多層構造体からなる記録材。
- 請求項9に記載の記録材からなるインクジェット記録材。
- レーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した平均粒子径が1μm以上である非晶性シリカ(A)、分子内にシリル基を有するビニルアルコール系重合体(B)および水を、前記(A)および(B)の配合比が(A)100重量部に対し(B)7〜65重量部となる量で混合して分散液を調製した後、前記分散液に酸(D)を加えてpHを4未満に調整する樹脂組成物の製造方法。
- レーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した平均粒子径が1μm以上である非晶性シリカ(A)、分子内にシリル基を有するビニルアルコール系重合体(B)および水を、前記(A)および(B)の配合比が(A)100重量部に対し(B)7〜65重量部となる量で混合して分散液を調製した後、前記分散液に酸(D)を加えてpHを4未満に調整した樹脂組成物を含むコーティング剤を、基材に塗布した後乾燥する記録材の製造方法。
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