(57)【要約】【課題】インクジェット記録紙に印刷された画像の耐水性を向上させ、耐光性向上剤を添加することなく耐光性劣化を防止するカチオン性ポリマーを提供する。【解決手段】ジアルキル（炭素数１〜３）アミノアルキル（炭素数１〜３）（メタ）アクリレートメチルクロライド４級化物またはジメチル（またはジエチル）硫酸４級化物と（メタ）アクリルアマイド誘導体とをＣＶ値が２．７ｍｅｑ／ｇ〜４．５ｍｅｑ／ｇの範囲になるように共重合させてできるカチオン性ポリマーを、インクジェット記録紙用定着剤として使用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジアルキル（炭素数１〜３）アミノアルキル（炭素数１〜３）（メタ）アクリレートのメチルクロライド４級化物またはジメチル（またはジエチル）硫酸４級化物と（メタ）アクリルアマイド誘導体とをＣＶ値が固形分で２．７ｍｅｑ／ｇ〜４．５ｍｅｑ／ｇの範囲になるように共重合させてできるカチオン性ポリマーからなるインクジェット記録紙用定着剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記録紙用定着剤に関するものである。詳しくは、インクジェット用プリンターで印刷した印刷物の耐光性劣化の少ない定着剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、パソコンやデジタルカメラ、インクジェット用プリンターが、一般の家庭にもかなり普及しており、手軽に写真などの画像をプリントすることができるようになってきている。
【０００３】また、これらのユーザーからは、印刷した印刷物の耐光性、耐水性、耐ガス性などの保存安定性向上が望まれている。
【０００４】インクジェット記録用紙は例えば、ポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略す。）、（メタ）アクリル酸エステルの重合体又は共重合体などのアクリル系重合体ラテックス、カルボキシル変性共役ジエン系共重合体ラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのビニル系重合体ラテックスなどの１種類又は２種類以上をバインダーとして、微粉末シリカ、珪酸マグネシウム、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウムなどの白色顔料及びその他耐水化剤や耐光性向上剤などのような添加剤等を加え、この塗工液を紙表面に塗工して製造する。
【０００５】インクジェット記録紙に印刷された印刷物に保存性の１つである耐水性を持たせるためには、上記の塗工液にポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドのようなカチオン性の高分子化合物が使用されることは、特開昭５９−２０６９６に記載されているように知られている。
【０００６】しかし、一般的にカチオン性ポリマーを用いた定着剤はインクジェット記録紙に印刷された印刷物の耐光性に悪影響を与える。
【０００７】そこで、耐光性劣化を防止するために耐光性向上剤などを添加しているが、塗工液を作る時に工程も増え余分なコストがかかり非効率的で工業的にあまり好ましくない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐光性向上剤を添加することなくカチオン性ポリマーを添加するだけで、インクジェット記録紙に印刷された印刷物の耐光性を劣化させずに、耐水性を付与させる定着剤を提供することを目的になされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題の解決方法を導くために熟考検討を重ねた結果、特定のカチオンポリマーからなる定着剤を見出し、本発明の完成を成し遂げた。
【００１０】すなわち、本発明はカチオン性モノマーとして、ジアルキル（炭素数１〜３）アミノアルキル（炭素数１〜３）（メタ）アクリレートのメチルクロライド４級化物またはジメチル（またはジエチル）硫酸４級化物と（メタ）アクリルアマイド誘導体とをＣＶ値が固形分で２．７ｍｅｑ／ｇ〜４．５ｍｅｑ／ｇの範囲になるように共重合させてなるカチオン性ポリマーを用いることにより耐水性が良好でかつ耐光性を劣化させないインクジェット記録紙用定着剤を見出すことによりなされたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、ジアルキル（炭素数１〜３）アミノアルキル（炭素数１〜３）（メタ）アクリレートのメチルクロライド４級化物またはジメチル（またはジエチル）硫酸４級化物と（メタ）アクリルアマイド誘導体とをＣＶ値が固形分で２．７ｍｅｑ／ｇ〜４．５ｍｅｑ／ｇの範囲になるように共重合させてなるカチオン性ポリマーを用いたインクジェット記録紙に印刷された印刷物の耐光性を劣化させずに、耐水性を付与させる定着剤を提供することを目的になされたものである。
【００１２】ＣＶ値とはカチオン化度のことで、カチオン性ポリマー１ｇ中のカチオンの量を定義した値のことである。値が大きいほど強カチオン性を示す。
【００１３】本発明のカチオン性ポリマーのＣＶ値は、固形分で２．７ｍｅｑ／ｇ〜４．５ｍｅｑ／ｇであるが、２．７ｍｅｑ／ｇより小さい値になるとカチオン性が弱く耐水性が悪くなる。また、４．５ｍｅｑ／ｇより大きい値になると、カチオン性が強すぎて耐光性にかなりの悪影響を及ぼす。
【００１４】本発明に使用することができるカチオン性モノマーの具体的な例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級化物、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリレートのメチルクロライド４級化物、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級化物、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアクリレートのメチルクロライド４級化物、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド４級化物、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリレートのメチルクロライド４級化物、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド４級化物、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルメタクリレートのメチルクロライド４級化物など、またはこれらメチルクロライドの代わりにジメチル（またはジエチル）硫酸で４級化した物などがある。利便性、コスト面などから、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級化物が好ましい。
【００１５】上記記載のカチオン性モノマーと共重合させる（メタ）アクリルアマイド誘導体としては、例えばアクリルアマイド、ジメチルアミノアクリルアマイド、ジエチルアミノアクリルアマイド、メタアクリルアマイド、ジメチルアミノメタアクリルアマイド、ジエチルアミノメタアクリルアマイドなどがある。その中では、アクリルアマイドあるいはメタアクリルアマイドが、利便性、コスト面から望ましい。
【００１６】反応を開始させる触媒は、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイドなどのような過酸化物や２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］硫酸塩、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］塩酸塩、２，２’−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］塩酸塩、２，２’−アゾビス［２−（３，４，５，６−テトラヒドロピリミジン−２−イル）プロパン］塩酸塩などのようなアゾ系触媒、過酸化水素−鉄イオン（ＩＩ）、過酸化ベンゾイル−ジメチルアニリンなどのようなレドックス触媒など、一般的な触媒が使用できる。
【００１７】合成する際に使用する溶媒は、モノマー及び触媒を溶解し、かつ、反応を阻害あるいは抑制しないものであれば問題なく使用することができる。最も好ましい溶媒の例としては、安価でしかも環境にも問題のない水などがあげられる。
【００１８】反応温度は、使用する触媒により異なるが、１０℃〜１００℃好ましくは、５０℃〜８０℃で反応させる。
【００１９】カチオン性ポリマーの詳細な合成方法は、合成例として後述する。
【００２０】また、紙表面に塗工する塗工液はＰＶＡ水溶液などのバインダーに微粉末シリカを加え、上記記載のカチオン性ポリマーを添加したものを使用する。カチオン性ポリマーの使用量は、固形分で０．２ｇ／ｍ２〜５ｇ／ｍ２、好ましくは０．５ｇ／ｍ２〜２．５ｇ／ｍ２である。紙表面に塗工する詳しい方法に関しては、実施例及び比較例で後述する。
【００２１】
【実施例】本発明の合成例および実施例を以下に挙げるが、言うまでもなく一例であり、これらに限定されることはない。
【００２２】合成例１
５００ｍｌセパラブルフラスコに、水１７７．７ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級化物５６ｇ、アクリルアマイド２０．４ｇ、チオリンゴ酸０．２５ｇを加え、よく攪拌する。反応系内を窒素置換しながら触媒として過硫酸ナトリウムを３ｇ加え、８０℃で５時間反応させ、ポリマー濃度３０％、ＣＶ値３．８ｍｅｑ／ｇ、分子量３２万の無色粘性の液体を得た。
【００２３】合成例２
５００ｍｌセパラブルフラスコに、水１８９．６ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級化物５６ｇ、アクリルアマイド２５．１ｇ、チオリンゴ酸０．２７ｇを加え、よく攪拌する。反応系内を窒素置換しながら触媒として過硫酸ナトリウムを３ｇ加え、８０℃で５時間反応させ、ポリマー濃度３０％、ＣＶ値３．５ｍｅｑ／ｇ、分子量５３万の無色粘性の液体を得た。
【００２４】合成例３
５００ｍｌセパラブルフラスコに、水１７３．２ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級化物４８ｇ、アクリルアマイド２６．３ｇ、チオリンゴ酸０．２５ｇを加え、よく攪拌する。反応系内を窒素置換しながら触媒として過硫酸ナトリウムを３ｇ加え、８０℃で５時間反応させ、ポリマー濃度３０％、ＣＶ値３．３ｍｅｑ／ｇ、分子量３０万の無色粘性の液体を得た。
【００２５】合成例４
５００ｍｌセパラブルフラスコに、水１４８ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのジメチル硫酸４級化物５６ｇ、アクリルアマイド８ｇ、チオリンゴ酸０．２１ｇを加え、よく攪拌する。反応系内を窒素置換しながら触媒として過硫酸ナトリウムを３ｇ加え、８０℃で５時間反応させ、ポリマー濃度３０％、ＣＶ値３．３ｍｅｑ／ｇ、分子量５２万の無色粘性の液体を得た。
【００２６】合成例５
５００ｍｌセパラブルフラスコに、水１６７ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド４級化物４５ｇ、アクリルアマイド２８ｇ、チオリンゴ酸０．２４ｇを加え、よく攪拌する。反応系内を窒素置換しながら触媒として過硫酸ナトリウムを３ｇ加え、８０℃で５時間反応させ、ポリマー濃度３０％、ＣＶ値３．０ｍｅｑ／ｇ、分子量３３万の無色粘性の液体を得た。
【００２７】合成例６
５００ｍｌセパラブルフラスコに、水１６０ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートのジメチル硫酸４級化物５６ｇ、アクリルアマイド１４ｇ、チオリンゴ酸０．２６ｇを加え、よく攪拌する。反応系内を窒素置換しながら触媒として過硫酸ナトリウムを３ｇ加え、８０℃で５時間反応させ、ポリマー濃度３０％、ＣＶ値２．８ｍｅｑ／ｇ、分子量５５万の無色粘性の液体を得た。
【００２８】比較合成例１
５００ｍｌセパラブルフラスコに、水１８３ｇ、アクリルアマイド８０ｇ、チオリンゴ酸０．２７ｇを加え、よく攪拌する。反応系内を窒素置換しながら触媒として過硫酸ナトリウムを３ｇ加え、８０℃で５時間反応させ、ポリマー濃度３０％、ＣＶ値０ｍｅｑ／ｇ、分子量３５万の無色粘性の液体を得た。
【００２９】比較合成例２
５００ｍｌセパラブルフラスコに、水１８３ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級化物８０ｇ、チオリンゴ酸０．２７ｇを加え、よく攪拌する。反応系内を窒素置換しながら触媒として過硫酸ナトリウムを３ｇ加え、８０℃で５時間反応させ、ポリマー濃度３０％、ＣＶ値５．２ｍｅｑ／ｇ、分子量５５万の無色粘性の液体を得た。
【００３０】比較合成例３
５００ｍｌセパラブルフラスコに、水１４８ｇ、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド６５ｇを加え、よく攪拌する。触媒として過硫酸ナトリウム３ｇ加え、８０℃で５時間反応させることにより、ポリマー濃度３０％、ＣＶ値６．２ｍｅｑ／ｇ、分子量５万の無色粘性の液体を得た。
【００３１】比較合成例４
５００ｍｌセパラブルフラスコに、水２６０．２ｇ、ジメチルアミン５０ｇを加え、よく攪拌する。そこに、エピクロルヒドリン６１．５ｇを加え８０℃で５時間反応させ、ポリマー濃度３０％、ＣＶ値５．６ｍｅｑ／ｇ、分子量３万の淡黄色の液体を得た。
【００３２】実施例１
微粉末シリカ１２．５重量％と水３４．５重量％と合成例１に記載のカチオン性ポリマーを５重量％（固形分換算１．５重量％）とを混合して、１０分間攪拌した。そこに１３重量％ＰＶＡ水溶液４８重量％を加えて均一に混ざるように攪拌した。この塗工液を、紙に約５０ｇ／ｍ２になるようにバーコーターで塗工し、１１０℃で５分間乾燥させた。この塗工紙に、インクジェット用プリンターＢＪＦ８７０（キャノン株式会社製）及びＰＭ−９００Ｃ（セイコーエプソン株式会社製）で印刷し、性能試験を行った。性能試験に関しては後で詳しく説明する。
【００３３】実施例２
実施例１に記載している合成例１のカチオン性ポリマーの代わりに、合成例２に記載のカチオン性ポリマーを使用した以外は、実施例１と同様の方法で塗工紙を作り、性能試験を行った。
【００３４】実施例３
実施例１に記載している合成例１のカチオン性ポリマーの代わりに、合成例３に記載のカチオン性ポリマーを使用した以外は、実施例１と同様の方法で塗工紙を作り、性能試験を行った。
【００３５】実施例４
実施例１に記載している合成例１のカチオン性ポリマーの代わりに、合成例４に記載のカチオン性ポリマーを使用した以外は、実施例１と同様に行った。
【００３６】実施例５
実施例１に記載している合成例１のカチオン性ポリマーの代わりに、合成例５に記載のカチオン性ポリマーを使用した以外は、実施例１と同様に行った。
【００３７】実施例６
実施例１に記載している合成例１のカチオン性ポリマーの代わりに、合成例６に記載のカチオン性ポリマーを使用した以外は、実施例１と同様に行った。
【００３８】比較例１
微粉末シリカ１２．５重量％と水３９．５重量％とを混合して、１０分間攪拌した。そこに１３重量％ＰＶＡ水溶液４８重量％を加えて均一に混ざるように攪拌した。この塗工液を、紙に約５０ｇ／ｍ２になるようにバーコーターで塗工し、１１０℃で５分間乾燥させた。以下、実施例１と同様に印刷して性能試験を行った。
【００３９】比較例２
微粉末シリカ１２．５重量％と水３４．５重量％と比較合成例１に記載のカチオン性ポリマーを５重量％（固形分換算１．５重量％）とを混合して、１０分間攪拌した。そこに１３重量％ＰＶＡ水溶液４８重量％を加えて均一に混ざるように攪拌した。実施例１と同様の方法で塗工紙を作り、性能試験を行った。
【００４０】比較例３
比較例２に記載している比較合成例１のカチオン性ポリマーの代わりに、比較合成例２に記載のカチオン性ポリマーを使用して、実施例１と同様の方法で塗工紙を作り、性能試験を行った。
【００４１】比較例４
比較例２に記載している比較合成例１のカチオン性ポリマーの代わりに、比較合成例３に記載のカチオン性ポリマーを使用して、実施例１と同様の方法で塗工紙を作り、性能試験を行った。
【００４２】比較例５
比較例２に記載している比較合成例１のカチオン性ポリマーの代わりに、比較合成例４に記載のカチオン性ポリマーを使用して、実施例１と同様の方法で塗工紙を作り、性能試験を行った。
【００４３】性能試験は耐水性試験及び耐光性試験を行った。試験方法を詳細に説明する。
【００４４】耐水性試験は、実施例及び比較例でブラック、イエロー、シアン及びマゼンタのベタ印刷及びブラックで文字印刷した紙を試験紙として、試験紙が水にムラなく浸すことができる容器に水を加え、試験紙を１５秒間浸ける。１５秒後に試験紙を水中から取り出し、自然乾燥させて滲み加減を目視で評価した。
【００４５】耐光性試験は、実施例及び比較例でブラック、イエロー、シアン及びマゼンタのベタ印刷した紙を試験紙として、耐光試験機を使用し、６３℃で５０時間光を照射した。５０時間照射後、照射部分と遮蔽部分との差をブラック、イエロー、シアン及びマゼンタそれぞれに対して目視で判断した。
【００４６】表１にはインクジェット用プリンターＣａｎｏｎ　ＢＪ　Ｆ８７０（キヤノン株式会社製）を使用して印刷した印刷物の試験結果を示す。また、表２にはインクジェット用プリンターＥＰＳＯＮ　ＰＭ−９００Ｃ（セイコーエプソン株式会社製）を使用して印刷した印刷物の試験結果を示す。
【００４７】表１および表２における記号は、耐光性試験の評価および耐水性試験の評価を示す。評価基準は以下の通りである
耐光性試験の評価
◎ほとんど褪色なし又は若干褪色している程度。
○：僅かに褪色が見られる。
△：褪色が見られる。
×：かなりの褪色が見られる。
耐水性試験の評価
◎：全く滲まない又はほとんど滲みなし。
○：僅か滲みが見られる。
△：滲みが見られる。
×：かなり滲みが見られる。
【００４８】
【表１】
2004034685.tif 000002
【００４９】
【表２】
2004034685.tif 000003
2004034685.tif 000004
【００５０】以上の結果から、本発明のカチオン性ポリマーからなる定着剤を使用すると、インクジェット記録紙にプリントされた画像の耐水性を保持し耐光性を低下させないことは明らかである。
【００５１】
【発明の効果】本発明のカチオン性ポリマーをインクジェット記録紙の定着剤として使用すると、塗工時に耐光性向上剤を添加しなくても、印刷した画像の耐光性劣化を防止することができる。