JPS6165257A - 導電性付与剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、静電記録紙用の導電性付与剤に関し、具体的
には導電性、耐ブロッキング性及び耐溶剤性に優れた導
電性付与剤に関する。

〔従来の技術〕

近年、ファクシミリやコンピューター等の情報機器が普
及するに従って、情報記録紙の需要は急速に増大し、そ
の中で静電記録紙も高速記録性、低エネルギー性、低騒
音等の理由によりその需要は年々確実に増大している。

これに伴い基紙に導電性を与える導電性付与剤の研究も
盛んに行われ、今日までに非イオン系重合体、アニオン
系重合体、第４級アンモニウム基金を重合体等が開発さ
れてきた。中でも、第４級アンモニウム塩含有重合体で
は、その導電性は比較的湿度依存性が少ないことから、
現在量も多く用いられている。

一般に、導電性付与剤に要求される性質は、熱安定性、
ｐ　Ｈ安定性、貯蔵安定性、添加剤とのＩ目溶性、無色
無臭性等であり、また基紙に塗工した場合の導電性、耐
ブロッキング性、耐溶剤性、無カール性等である。この
内、導電性付与剤として特に重要とされる性質は、（１
）良導電性、即ち表面電気抵抗か小さく１、し、かも湿
度依存性が小さいこと、（２）高湿度においても耐ブロ
ッキング性に優れていること及び（３）耐溶剤性に優れ
ていること、の３点であり、この内専電性と耐溶剤性と
は恭紙に塗工されて末端製品である静電記録紙になった
場合に問題となり、また耐ブロッキング性と耐溶剤性と
は導電性基紙の製造工程において問題となる。

第４級アンモニウム塩含有重合体は、前述のごとく比較
的湿度依存性が少ない樹脂とされているが、その導電性
は水分と密接な関係があるため、その程度は低いものの
、湿度による影響は避けられない。即ち、導電性が発揮
される機構は重合体分子鎖中の解離基が空気中の水分を
吸収することによって解離し、遊離したイオンが重合体
中を自由に移動することによると考えられている。この
ように、水分を吸収して遊離イオンを解離しやすい親木
性重合体であることが良好な導電性の条件となっている
が、反面、重合体中に゛親水性基を存することがしばし
ば耐ブロッキング性にとっては不都合となっている。

静電記録紙は、基紙に親水性の導電性付与剤を塗工し、
熱乾燥を行いながらドラムに一度巻き取り、次ぎに、溶
剤で希釈さた高抵抗樹脂を塗工することによって製造さ
れており、その製管 造速度はより早いことが望まれている。従って、導電性
付与剤も塗工後に乾きやすく、且つ粘着性の無いこと、
即ち耐ブロッキング性に優れていることが要求されてい
るが、親水性の導電性付与剤を用いると必然的に空気中
の水分を吸収し易くなり、塗工後熱乾燥するにもかかわ
らず乾燥が遅れ、且つ塗工面同志あるいは塗工面と非塗
工面との間に粘着性が現れて耐ブロッキング性が悪くな
る。他方、高抵抗樹脂は、通常、有機溶剖熔液の形で使
用するところから、下塗りとなる導電性付与剤が親水性
重合体であれば上記溶剤は導電性付与剤層へ浸透しに＜
＜、高抵抗樹脂の均一な膜が形成しやすくなる。このよ
うに、導電性付与剤における要求性能のうち導電性及び
耐溶剤性と耐ブロッキング性とは相反する物性となり、
ここに導電性付与剤の開発の困難さがある。

〔発明が解決しようとする問題点］ 従来より紙の導電性を改良するために使用する重合体と
して第４級アンモニウム塩含有モノマーを中心としてそ
の単独重合体あるいは他種上ツマ−との共重合体が種々
提案されており、例えば、特開昭４６−２”１６１号公
報にはカチオン性重合体の水溶液を用いて紙の導電性を
改良する方法が開示され、特開昭５６　＝−７００１０
号公報には導電性付与剤として有効なカチオン性共重合
体の製造法が開示されている。しかし、これらの公知方
法で用いられている導電性付与剤では導電性、耐溶剤性
及び耐ブロッキング性という３種の重要物性のバランス
は十分でなく、実用上難点がある。

本発明者らは、前述のごとき従来技術の欠陥を克服する
べく鋭意研究の結果、導電性付与剤に要求される上記３
種の重要物性の均衡が、特定の二種の重合体の混合によ
って保持されることを見出して、本発明に至った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、一般式（ａ） （式中、Ｒ３は水素原子又はメチル基、Ｒ２は炭素数１
〜４のアルキレン基、Ｒ３、Ｒ４及びＲ９は炭素数１〜
４のアルキル基又はベンジル基、Ｘは塩素原子、臭素原
子、メチル硫酸根又はエチル硫酸根、そしてＹは酸素原
子又はアミノ基をそれぞれ意味する。）で表される重合
性ビニルモノマーの単独重合体（Ａ）と前記（ａ）で表
される重合性ビニルモノマーとその他の重合性ビニルモ
ノマー（ｂ）の少なくとも一種との共重合体（Ｂ）とを
混合してなるｎ電性付与剤である。

ここて、前記一般式（ａ）で表される重合性ビニルモノ
マーを具体的に説明すると、ジメチルアミノエチルアク
リレート、ジエチルアミノエチルメタアクリレート、ジ
エチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチ
ルメタアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレ
ート、ジメチルアミノプロピルメタアクリレート、ジエ
チルアミノプロピルアクリレート、ジエチルアミノプロ
ピルメタアクリレートなどで代表されるジアルキルアミ
ノアルキル（メタ）アクリレート又はジメチルアミノプ
ロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタア
クリルアミドなどで代表されるジアルキルアミノアルキ
ル（メタ）アクリルアミドにメチルクロライド、エチル
クロライド、メチルブロマイド、エチルブロマイド、ジ
メチル硫酸、ジエチル硫酸、ベンジルクロライドなどで
例示されるアルキル化剤を作用させて得られる第４級ア
ンモニウム塩含有ビニル化合物である。また、その他の
重合性ビニール七／°マー（ｂ）としては、スチレン、
α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどで代表される
スチレン及びその誘導体；メチル（メタ）アクリレート
、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリ
レート、エチルヘキシル（メタ）アクリレートなとで代
表されるアルキル（メタ）アクリレート；ヒドロキシエ
チルアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレート
、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピ
ルメタアクリレートなどで代表されるヒドロキシアルキ
ル（メタ）アクリレート；アクリルアミド、メタアクリ
ルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセトン
アクリルアミドなどで代表されるアクリルアミド化合物
；アクリロニトリル；酢酸ビニルで代表されるビニルエ
ステル化合物；エチレン、プロピレンで代表されるオレ
フィン化合物などで例示されるモノビニル化合物を挙げ
ることができ、さらには、所望に応じてエチレングリコ
ールジメタアクリレート、ジビニルベンゼンなどで例示
されるジビニル化合物を使用してもよい。その他の重合
性ビニルモノマー（ｂ）は、単独で用いても、二種以上
を併用してもよい。

本発明で用いられる前記単独重合体（Ａ）及び共重合体
（Ｂ）は、それ自体公知の方法で製造されるが、例えば
、単独重合体（Ａ）は、前記（ａ）の重合性ビニル七ツ
マ−を溶剤に溶解し、重合開始剤の存在下に３０〜１２
０°Ｃの温度で重合させることによって得られる。また
、共重合体（Ｂ）は、前記（ａ）の重合性ビニルモノマ
ーと前記（ｂ）のその他の重合性ビニルモノマーとを、
通常溶剤に溶解し、重合開始剤の存在下に３０〜１２０
　’Ｃの温度で共重合させることによって得られる。共
重合におけるモノマー比（ａ）／（ｂ）（重量）は、１
００１５〜１００／１００、好ましくは１００／３０〜
１００１５０の範囲から適宜選択する。上記重合または
共重合に用いる重合開始剤は、それ自体公知のものを用
いればよく、特に限定する必要はなく、例えば、過硫酸
カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、２．２−
アゾビス（２−アミジノプロパン）ハイドロクロライド
などを挙げることができる。重合開始剤の使用量は、通
常、全モノマー量に対して０．０１〜　ｌ。

０重量％、好ましくは０．０５〜０．５重量％の範囲で
選ばれればよく、反応開始時に一括で添加しても、分割
添加してもよい。使用する溶剤としては、通常、水でよ
いが、所望に応じてメチルアルコール、エチルアルコー
ル、イソプロピルアルコールなどの低級アルコールを併
用してもよい。重合反応系は酸素を除去するために窒素
ガスなどの不活性ガスで置換することが望ましい。かく
して得られる前記単独重合体（Ａ）及び共重合体（Ｂ）
は、通常、ｓ、ｏｏ。

〜１．０００，０００の範囲の分子量をもつ。

本発明の轟電性イ」与剤において、前記単独重合体（Ａ
）と共重合体（Ｂ）との混合比（Δ）／（Ｂ）（重量）
は、通常、ｌ　ＯＯ１５〜１００／１００の範囲から選
ばれるが、混合後の組成物中に前記七ツマ−（ａ）から
誘導される構造単位と前記モノマー（ｂ）から、誘導さ
れる構造単位とが（ａ）／（ｂ）の比て１００１５〜１
００／８０、好ましくは１００　／　１５〜１００／３
０の範囲になるように含有されていることが望ましい。

（：１）成分が過剰になると基紙に塗工した場合に後述
する）毎島状態において島部分が過少になり、導電性と
耐溶剤性とは向上するものの耐ブロッキング性は改良さ
れない。

他方、（ｂ）成分が過剰になると基紙に塗工した場合に
島部分が過多になり、耐ブロッキング性は向上するもの
の導電性と耐溶剤性とは不良となる。

〔作用〕

前述の組成からなる本発明の導電１生イ」与剤において
は、親水性の重合体である前記単独重合体（Ａ）が海を
形成し、前記共重合体（Ｂ）が島となった海島状態が形
成されており、島（Ｂ）は微分散して均一に分布してい
る。かかる海島分散状態で基紙に塗工面を形成し、Ｗ電
性と耐溶剤性に優れ、且つ耐ブロッキング性にも優れて
いるという均浄ｉのとれた性能を発揮しているものと推
考される。

上記二種の重合体が海鳥分散をする理由は詳らかでない
が、重合体溶液中で重合体固形分濃度が低い場合には両
型合体は相溶するものの、重合体固形分濃度が高い場合
には溶解度積等の関係で相溶性が悪くなり、両者が混合
しなくなることに原因しているものと思われる。

上記二種の重合体をそれぞれ単独で基紙に塗工する場合
には、海部分を形成する単独重合体（Ａ＞には導電性と
耐溶剤性とを十分に付与しなければならず、島部分を形
成する共重合体（Ｂ）には導電性と耐ブロッキング性と
を十分に付与しなければならない。これに対して、本発
明の導電性付与剤では、上記二種の重合体の混合比を前
記特定の割合に選定することによって所望の性能が具現
するのであって、本発明において上記混合比は臨界的で
ある。分散している島部分の形状は、通常円形であり、
若干その円形が不完全なものも含まれている。島部分の
形状が実質的に均一な円形であることが望ましいのは勿
論である。

このように、本発明の導電性付与剤では上記二種の重合
体がお互いに相溶しにくり、且つ溶剤（水）への溶解性
が異なることにより、本発明の導電性付与剤を基紙へ塗
工した時塗工面で均一な膜を作らず、１毎島状態の膜が
形成されることになる。このような膜状態の効果として
導電性と耐溶剤性と耐ブロッキング性との均衡が保たれ
、良好な導電性基紙を提供できるのである。前記七ツマ
−（ａ）とモノマー（ｂ）との共重合のみではこのよう
な性能の均ｉ斬は達成できず、この点から本発明の導電
性付与剤は特異な効果を示している。

基紙への導電性付与剤の塗工量は、通常、基紙ｌ平方米
当り０．１〜ｌｏｇの範囲で選ばれる。

〔実施例〕

以下、実施例、比較例及び使用例によって本発明を具体
的に説明する。

実施例　１ １１フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス吹込管及び攪
拌機を設け、フラスコ中に水１９４ｇを仕込み、窒素ガ
スにて系内の酸素を除去した後、メタクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウムクロライド（以下ＤＭＣ
と略す）の７０％水溶液５６０ｇと過硫酸アンモニウム
０．６７ｇ（水３０ｇにて希釈した）とを別々に滴下し
て重合を行った。温度１００℃で５時間加熱して重合を
完結し、本発明の単独重合体（Ａ）を得た。くれとは別
に、同じｌｘフラスコ中に水１５０ｇを仕込み、ＤＭＣ
７０％水溶ン＆４４４．６ｇとメタクリルアミド１２４
．５ｇとを水１５０ｇに溶解した混合液と、過硫酸アン
モニウム１．３１ｇ（水７０ｇにて希釈した）とを別々
に滴下して共重合を行った。温度１００℃で５時間加熱
して共重合を完結し、本発明の共重合体（Ｂ）を得た。

次に、得られた単独重合体（Ａ）２０８．３ｇと共重合
体（Ｂ）２９１．７ｇとを混合し、さらに水２５７．６
ｇを加えて固形分濃度３３％のン容ン夜に言周整した。

ン昆合液中のｌ）　Ｍ　Ｃ／メタアクリルアミドの比率
は重蚤比で１００／２０となった。この混合液を基紙の
片面にワイヤロッドを用いて塗工した。塗布型は乾燥後
の重量が３　ｇ／ｌｒｉになるようにした。１２０°Ｃ
で２分間乾燥した結果、単独重合体（Ａ）と共重合体（
Ｂ）とが均一な海島状態を形成した膜が得られ、導電性
、耐溶剤性及び耐ブロッキング性に優れた導電性加工紙
を得た。

実施例　２ 実施例１で用いたメタアクリルアミドに替えてメチルメ
タアクリレートを用い、Ｄ　Ｍ　Ｃとメチルメタアクリ
レートとを別々に滴下する以外は、実施例１と同じ操作
を繰り返して本発明の共重合体（Ｂ）を得た。その他は
実施例１と同様にして混合液を得た。

実施例　３ 実施例１で用いたメタアクリルアミドに替えてメチルメ
タアクリレートと２−ヒドロキシエチルメタアクリレー
ト（以下２ＨＥＭＡと略称する）とを用いる以外は、実
施例１と同じ操作を繰り返して本発明の混合液を得た。

実施例　４ 実施例１で用いたＤＭＣに替えてメタクリロイルオキシ
エチルトリメチルアンモニウムメチルサルフェートを、
メタアクリルアミドに替えてＮ−メチロールアクリルア
ミドを用いる以外は、実施例１と同し操作を繰り返して
本発明の混合液を得た。

実施例　５ 実施例１で用いたＤＭＣに替えてメタクリロイルオキシ
エチルトリエチルアンモニウムサルファイトを、メタア
クリルアミドに替えて２ＨＥＭＡを用いる以外は、実施
例１と同し操作を繰り返して本発明の混合液を得た。

実施例　６ 実施例１で用いたＤＭＣに替えてメタクリロイルアミノ
プロピルトリメチルアンモニウムクロライドを、メタク
リルアミドに替えて２８ＥＭＡを用いる以外は、実施例
１と同じ操作を繰−り返して本発明の混合液を得た。

比較例　１ 実施例Ｉにおいて共重合体（Ｂ）を製造した同じ方法で
ＤＭＣ／メタアクリルアミドのモノマー比（重量）１０
０／２０の共重合体を得た。

比較例　２ 実施例１において単独重合体（Ａ）を製造した同じ方法
で同じ単独重合体を得た。

使用例 実施例１〜５で得た本発明の混合液及び比較例１〜２で
得た重合体を水で希釈して得た溶液を用い、ワイヤロッ
ドにて上質紙に所定量塗工し、１２０℃で２分間熱乾燥
し、それぞれ導電性付与剤を表面塗工した静電記録用の
加工紙を得た。その後、２０’ｃの恒温室で７２時間コ
ンディショニングを行い、表面電気抵抗、耐ブロッキン
グ性及び耐溶剤性試験に供した。結果は表に示す。

比較のために、非塗工紙及び市販の導電性付与剤を塗工
した塗工紙も試験し、その結果を表に併記する。

尚、表中塗工紙■〜■とは、実施例１〜６で調製した本
発明の混合液を塗工した加工紙をいう。また、塗工紙■
〜■とは、比較例１〜２で得た重合体／８液を塗工した
加工紙をいう。

試験方法は、次の通りである。

耐ブロツキング性試験は、相対湿度８０％で７２時間コ
ンディショニングを行った導電性塗工紙と非塗工紙とを
重ね、３’ｕｒ／へいほうせんちめ−とるの圧力で３時
間放置後の接着具合を観察することによった。表中に示
した評価結果は、◎：非常に良好；　○：やや良好；　
ｘ：不良　をそれぞれ意味する。

耐溶剤性試験は、２０℃・湿度６５％の恒温恒温室で調
湿された導電性塗工紙を角度４５度に調整された板」−
に張りつけた後、染料により着色されたトルエンを滴下
し、塗工紙上に展開したトルエン層の長さを測定するこ
とによった。

〔効果〕

上記使用例の結果から明らかなごとく、本発明の導電性
付与剤は、導電性、耐溶剤性及び耐ブロッキング性の均
衡が良好にとれていることが判る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式（ａ） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・（ａ） （式中、Ｒ＿１は水素原子又はメチル基、Ｒ＿２は炭素
   数１〜４のアルキレン基、Ｒ＿３、Ｒ＿４及びＲ＿５は
   炭素数１〜４のアルキル基又はベンジル基、Ｘは塩素原
   子、臭素原子、メチル硫酸根又はエチル硫酸根、そして
   Ｙは酸素原子又はアミノ基をそれぞれ意味する。） で表される重合性ビニルモノマーの単独重合体（Ａ）と
   前記（ａ）で表される重合性ビニルモノマーとその他の
   重合性ビニルモノマー（ｂ）の少なくとも一種との共重
   合体（Ｂ）とを混合してなる導電性付与剤