JPS5830577B2 - 導電性処理剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導電性処理剤に関し、その目的とする所は静電
記録紙を製造するに際し特に好適な導電性処理剤を提供
することにある。

従来静電記録紙を製造する際に使用される導電性処理剤
としてはビニルベンジルｌ−ＩＪメチルアンモニウムク
ロライドの重合体等のビニルヘンシル第４級アンモニウ
ム化合物の重合体が知られている〔米国特許明細書第３
０１１９１８号参照〕。

しかしながら斯かる従来公知の導電性処理剤には下記の
欠点がある。

（１）ビニルベンジル第４級アンモニウム化合物の重合
体（以下「ビニル重合体」という）は淡黄色であり、そ
れ故ビニル重合体を水に溶解した液で処理して得られる
紙は多少黄味を帯びており、無色紙は到底得難い。

（２）ビニル重合体で処理された紙はブロッキング性（
粘着性）を有する。

（３）ビニル重合体で処理された紙は熱安定性に乏しく
、９０〜１０５°Ｃという高温下に長時間放置すると黄
変する。

（４）ビニル重合体で処理された紙の導電性は湿度変化
に応じて大きく変化すると共に、特に低湿度下に於ける
導電性は尚不充分である。

（５） ビニル重合体で処理された紙はアミン化合物
独特の悪臭を有する。

（６）ビニル重合体の毒性は大きく環境衛生の点で問題
がある。

従来の導電性処理剤には上記の諸欠点があり、これらの
欠点を解消した新らしい導電性処理剤の開発が望まれて
いるのが現状である。

本発明者らは斯かる現状に鑑み上記諸欠点を有すること
のない導電性処理剤を得るべく鋭意研究を重ねてきた。

そしてその研究過程において特公昭４５−２０３１８号
公報に記載の第４級窒素含有セルロース誘導体を導電性
処理剤として用いることに着想した。

該公報に記載の第４級窒素含有セルロース誘導体は、セ
ルロース物質を３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルト
リメチルアンモニウムクロライド、２，３−エポキシプ
ロピルトリメチルアンモニウムクロライド等の第４級化
剤とエチレンオキシド、プロピレンオキシド等のエーテ
ル化剤と同時或いは任意の順序で反応させて得られるも
のであるが、該セルロース誘導体の第４級化剤置換度は
精々約０．５程度のものである。

しかるに本発明者らの研究によると、斯かる第４級窒素
含有セルロース誘導体を導電性処理剤として用いた場合
においても、本発明の所期の目的を達成し得ないことが
判明した。

本発明者らは上記諸欠点を有することのない導電性処理
剤を得るべく研究を続けた結果、下記特定の第４級窒素
含有セルロース誘導体が導電性処理剤として極めて好適
であることを見い出した。

本発明は斯かる知見に基づき完成されたものである。

即ち本発明は、２，３−エポキシプロピルトリアルキル
アンモニウムクロライドのグルコーヌ単位当りの置換度
が０．７以上である水溶性第４級窒素含有セルロース誘
導体を有効成分として含有する導電性処理剤に係る。

本発明の導電性処理剤は上記（１）〜（６）の諸欠点を
全く有さないものである。

即ち本発明で使用される第４級窒素含有セルロース誘導
体は綿状の白色粉末であり、それ放談セルロース誘導体
を水に溶解した液は無色透明であり、斯かる水溶液で処
理して容易に無色紙を得ることができる。

また該セルロース誘導体で処理された紙はブ晒ツキング
性を全く有しておらず、また熱安定性も良好で９０〜１
０５℃の高温下に長時間放置しても黄変する恐れはない
。

しかも該セルロース誘導体で処理された紙の導電性は、
従来の導電性処理剤で処理された紙のそれに比し一段と
優れており、湿度変化による変動も比較的少ない。

さらに該セルロース誘導体で処理された紙は無臭であり
、また該セルロース誘導体の毒性は殆んどなく環境衛生
の点でも問題は全くない。

本発明で使用される第４級窒素含有セルロース誘導体は
水溶性であって２，３−エポキシプロピルトリアルキル
アンモニウムクロライドのグリコース単位当りの置換度
が０．５以上のものである。

斯かる第４級窒素含有セルロース誘導体は、例えばアル
カリセルロース■、酸化アルキレン及び一般〔式中Ｒ，
、Ｒ２及びＲ３は同−又は異なって低級アルキル基を示
す。

〕で表わされる２、３−エポキシプロピルトリアルキル
アンモニウムクロライドを反応させて容易に得ることが
できる。

アルカリセルロース■は公知の物質であり、例えばパル
プ、コツトンリンク−等のセルロースを１８〜２０重量
係（以下特に限定しない限り単に「係」で記す）の苛性
アルカリ水溶液で処理することにより製造される。

このアルカリセルロース■は綿状のものであり、その紐
取はセルロース約２０〜５０％、水酸化すｌ−ＩＪウム
約５〜３０％、水分約４０〜６０係である。

酸化アルキレンとしては公知のものを広く使用でき、具
体的には酸化エチレン、酸化プロピレン等を例示できる
。

斯かる酸化アルキレンの使用量は一般にアルカリセルロ
ースＩ中のグルコース単位１モル当り１．５〜２モル程
度でよい。

また一般式（Ｉ）の２，３−エポキシプロピルトリアル
キルアンモニウムクロライド（第４級化剤）としては公
知のものを広く使用でき、具体的には２，３−エポキシ
プロピルトリメチルアンモニウムクロライド、２，３−
エポキシプロピルトリエチルアンモニウムクロライド等
を例示できる。

第４級化剤の使用量は一般にアルカリセルロースＩ中の
グルコース単位１モル当り第４級化剤を１〜３モル程度
使用するのがよい。

本発明ではアルカリセルロース■、酸化アルキレン及び
第４級化剤の反応は溶媒としてメタノールとアセトン、
ｔｅｒｔ−７’チルアルコール、インプロパツール及び
アセトニトリルから選ばれた少くとも１種とを重量比で
２０〜７０ ： ８０〜３０の割合で混合してなる溶媒
を用い且つ該混合溶媒をアルカリセルロース■を構成す
るセルロース１重量部（以下単に「部」と記す）に対し
て０．３〜８部使用して行なうのがよい。

アルカリセルロース１１酸化アルキレン及び第４級化剤
との反応は通常２０℃乃至溶剤の還流下にて行なうのが
よく、通常２〜５時間で該反応は終了する。

斯くして生成する第４級化剤置換度が０．７以上の水溶
性第４級窒素含有セルロース誘導体は常法に従い単離精
製される。

例えば上記反応に使用した混合溶媒と水との混合液を用
いて反応混合物を繰り返し洗浄すればよい。

該混合液中の水の量は３〜２０％程度が好ましく、５〜
１０％程度が特に好ましい。

上記洗浄後必要に応じて有機酸例えばクエン酸と該混合
溶媒との混合液により中和し、さらに洗浄すればよい。

斯くして２，３−エポキシプロピルトリアルキルアンモ
ニウムクロライドのグルコース単位当りの置換度が０．
７以上の水溶性第４級窒素含有セルロース誘導体が製造
される。

２．３−エポキシプロピルトリアルキルアンモニウムク
ロライドのグルコース単位当りの置換度が０．８以上の
水溶性第４級窒素含有セルロース誘導体はアルカリセル
ロース■と第４級化剤とを反応させることによっても製
造される。

即ちアルカリセルロースＩ中のグルコース単位１モル当
り第４級化剤を１〜４モル程度の割合で用い、反応溶媒
としてメタノールとアセトン、ｔｅｒｔ−ブチルアルコ
ール、インプロパツール及びアセトニトリルから選ばれ
た少くとも１種とを重量比で２０〜７０：８０〜３０の
割合で混合してなる溶媒を用い且つ該混合溶媒をアルカ
リセルロース■を構成するセルロース１部に対して０．
５〜１５部使用する以外は上記と同様アルカリセルロー
スＩと第４級化剤とを反応させて、２，３−エポキシプ
ロピルトリアルキルアンモニウムクロライドのグルコー
ス単位当りの置換度が０．８以上の水溶性第４級窒素含
有セルロース誘導体が製造される。

本発明では上記第４級窒素含有セルロース誘導体をその
まま導電性処理剤として使用してもよく或いはこれに第
三成分を混合して得られる混合物を導電性処理剤として
使用してもよい。

後者の場合には導電性処理剤中に第４級窒素含有セルロ
ース誘導体を通常１０％以上含有させるのがよい。

第三成分としてはこの分野で通常公知のものを広く使用
でき、例えば酸化澱粉等の澱粉、スチレン−ブタジェン
ゴム等のラテックス、クレー等を挙げることができる。

斯かる第三成分は必要に応じて適宜選択して添加配合す
ればよい。

本発明の導電性処理剤を使用するに際しては特に限定が
なく、この分野で従来公知の方法を広く採用できる。

例えば本発明の導電性処理剤を水に溶解して濃度５〜１
５係程度の水溶液の形態となし、これを処理すべき紙上
に塗付した後乾燥させるのがよい。

導電性処理剤含有水溶液の処理すべき紙上への塗付方法
としては従来公知の塗付手段を広く採用でき、例えばロ
ールコータ−による方法を挙げることができる。

塗付量としては広い範囲内で適宜選択すればよいが、一
般に被処理紙１ｏｏ＝当り本発明の導電性処理剤が１０
０〜８００ｇの割合とするのがよい。

また乾燥力法としては特に限定されず、従来公知の方法
を広く採用できる。

例えば１０５°Ｃにて２分間風乾させてもよく或は自然
乾燥させてもよい。

本発明で使用される第４級窒素含有セルロース誘導体の
製造例を参考例として掲げ、更に本発明の効果を明らか
にするためｔこ試験例及び比較試験例を掲げる。

参考例 （１） ３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルトリメ
チルアンモニウムクロライド〔商標： ＣＡＴＩＯＮＩＣＲＥＡＧＮＴ ＮＴ−２１、東邦千葉
化学工業■製、クロルヒドリン活性分６０％〕３１３ｇ
を１０℃に冷却し、フレーク状の苛性ソーダ４０ｇを攪
拌下に少量ずつ添加し、次いで１時間攪拌する。

２，３−エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロ
ライドを生成せしめ、副生じた塩化ナトリウムを濾過に
より除去し、２．３−エポキシプロピルトリメチルアン
モニウムクロライド（第４級化剤）２５１を調整する。

これは有効成分６０％であり、残りは主として水である
。

（２）パルプ１６０ｇを１８係苛性ソーダ溶液に浸漬し
、圧縮、粉砕してアルカリセルロースＩ（セルロース３
．５ ％、水酸化ナトリウム１５係、水分５０係）４４
０ｇを得る。

これを３０°Ｃの大気中で２４時間老戒した。

（３） （２）で得られたアルカリセルロース１４４
１を還流冷却器付ニーダ−型反応機に取りアセトン３０
０ ｍｌとメタノール４００ｍ１との混合溶液に酸化エ
チレン６１を添加しさらに（１）で得られた第４級化剤
５００ｇを加えて混合したものを上記反応機内ｌこ加え
て攪拌し、２０〜４０℃で５時間反応させた。

反応終了後側に予め用意した精製用溶剤（メタノール７
００ＴＬ１１アセトン２５０７７１１及び水５０ｍ１の
混合液）を加えて攪拌し、次にこれを遠心分離機で濾過
する。

この精製操作を４回繰り返した。

次いでメタノールにクエン酸を溶解した飽和溶液をニー
ダ−で攪拌しながら加えて残存するアルカリを中和し、
フェノールツクレインで呈色反応を示さなくなったとこ
ろで停止してこれを取り出し通風乾燥機中にて１００℃
で通風乾燥を行ない生成物を３５０ｇを得た。

水分４係、灰分（Ｎａ２ＳＯ４として）４％、第４級化
剤の置換度１．３、 酸化エチレンの平均付加モル数１．４． １０％水溶液の粘度２００ ｃｐｓ 試験例 上記参考例で得られる第４級窒素含有セルロース誘導体
の１０係水溶液を調整する。

片面サイズの晒亜硫酸紙の一連（２３ｋｇ）を用意し、
その紙のサイズ面に該セルロース誘導体が４０１（晒亜
硫酸紙１００ｍ”当り）となるように上記水溶液を塗付
したのち１０５℃にて２分間風乾した。

斯くして得られる塗工紙は、無色透明できれいな塗工面
に覆われ、べたつきは全くなく、また臭いも全くなかっ
た。

次に該塗工紙を１０５°Ｃの恒温室に３時間保持した場
合にも変色は全く起こらず、ブロッキング性も全くなか
った。

上記塗工紙を温度を７５℃に保持し各種湿度に調節した
空気中に２４時間保ち、ＡＳＴＭＤ２５７−４６の処決
に従い表面抵抗（導電性）を測定した。

結果を下記第１表に示す。

比較試験例 ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライドの重
合体〔商標： ＤＯＷ ＥＣＲ３４、ダウケミカル社製
〕の１０係水溶液を調整し、以下試験例と同様にして晒
亜硫酸紙に塗布したのち風乾した。

斯くして得られる塗工紙は多少黄味を有し、そして表面
は多少べたつき、またアミン化合物独特の悪臭を有して
いた。

次に該塗工紙を１０５°Ｃの恒温室に２０分間保持した
ところ黄変した。

次に試験例と同様にして表面抵抗を測定した。

結果を下記第１表に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １２，３−エポキシプロピルトリアルキルアンモニウム
   クロライドのグルコース単位当りの置換度が０．７以上
   である水溶性第４級窒素含有セルロース誘導体を有効成
   分として含有する導電性処理剤。