纸张表面处理剂和喷墨打印用纸制造技术

本发明专利技术提供一种纸张表面处理剂，其包含由一种主链聚合物和支链聚合物组成的一种接枝共聚物，主链聚合物和支链聚合物的之一为具有乙烯醇单元的聚合物，而另一为具有阳离子基团的聚合物，将所述处理剂涂布在纸板或塑料膜上，就得到用于喷墨打印中的涂布纸。阳离子基团通过使用一种二（甲基）烯丙基胺或（甲基）丙烯酸单体的接枝共聚而引入。另外，本发明专利技术的接枝共聚物通过Ｎ－乙烯基羧酸酰胺单体的接枝、并随后进行水解而得到。在性能平衡的情况下，乙烯醇单元和所引入的阳离子基团的式量比为１∶２０至２∶１。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种纸张表面处理剂和一种用该处理剂涂布的喷墨打印用纸。
技术介绍
喷墨打印是一种非接触型打印方法，其提供了许多优点，包括可高速打印、噪音低、容易进行彩色打印等，因而它已快速地用在打印机和绘图仪中。喷墨打印使得可在普通打印纸、涂布纸、PPC纸(普通复印用纸)、中质纸和甚至塑料膜上打印。对于用于喷墨打印的纸张而言，一种包含合成二氧化硅或其它的涂层的涂布纸可得到高质量打印。相反地，对于低价的普通纸，通常使用一种通过表面施胶方法用淀粉等浸渍处理而得到的纸。普通纸存在的主要问题是，当它用在喷墨打印中所用的水性油墨进行打印时，容易发生所说的洇纸。因为用于喷墨打印的油墨是水性和非离子性的，所以将一种阳离子的耐水化剂涂布在纸的表面是必要的。虽然用一种阳离子性聚合物涂布或浸渍处理以提高耐水性是有效的，但在打印时产生色浓度降低的问题。各种方法都已用于抑制色浓度的降低、其实例包括其中一种方法用非离子性树脂微粒与非离子性、阴离子性或阳离子性的水溶性聚合物结合使用并涂布(日本专利特开公报9-1925)，其中一种方法用乳液微粒涂布以提高打印浓度，该乳液微粒由丙烯腈和丙烯酸酯共聚合而成(日本专利特开公报8-50366)，其中一种方法用丙烯酸酯的阳离子性乳液微粒涂布(日本专利特开公报9-99632)，并且其中一种方法用胶体二氧化硅和一种水溶性聚合物涂布以用于改进颜料的显影性和打印浓度(日本专利特开公报9-109544)。然而，因为所有这些方法都使用水不溶性微粒，所以它们与喷墨打印用油墨颜料的结合力是弱的，而且与它们一起并用的水溶性聚合物、阳离子性聚合物未表现出足够的耐水性。另外，将具有乙烯醇单元的聚合物例如聚乙烯醇和一种阳离子性聚合物的混合物用于喷墨打印是已知的。聚乙烯醇具有很好的成膜能力，且具有抑制色浓度降低的效果。另一方面，阳离子性聚合物具有提高耐水性的效果。然而，聚乙烯醇和阳离子性聚合物相溶性差，且难于将它们的混合物在微观状态均匀地涂布。因而，这些物质具有使色浓度大大降低的缺点，因而需要进一步的改进。在本专利技术中有用的是，将包含一种具有乙烯醇单元的聚合物链段和一种具有阳离子性单体单元的聚合物链段的一种共聚物用于喷墨打印用纸，这在目前还未见报道。此外，由于将常规阳离子性聚合物等添加至涂料中时，粘度发生明显的增长，所以必须在涂布时用水进行稀释。因而，聚合物浓度并不能增加，则最后涂布的聚合物量是低的，这也是先已存在的问题。还有待开发一种能够有效地解决上述质量降低的问题(也就是色浓度降低、洇纸和耐水性不足)的表面处理剂。此外，所印的油墨图像或文字的耐光性也是不够的。专利技术的公开本专利技术的一个目的是提供一种纸张表面处理剂，当用水性油墨例如在喷墨打印中所用的油墨进行打印时，所述表面处理剂在打印时提高了耐水性和耐光性且不降低色浓度。本专利技术的另一个目的是提供一种纸张表面处理剂，其防止了主要是在普通纸的喷墨打印中发生的洇纸问题。本专利技术的又一个目的是提供一种纸张表面处理剂，当其与涂料混合时防止了引起粘度明显增长且能够以足够的聚合物浓度进行涂布。本专利技术的进一个目的是提供一种供喷墨打印用的涂布纸，其在打印时改进了耐水性和耐光性且不降低色浓度。本专利技术的又一个目的是提供一种供喷墨打印用普通纸，其在打印时防止了洇纸又不降低色浓度，并且改进了耐水性和耐光性。由于为解决上述问题而进行了深入研究，本专利技术的专利技术者发现，聚乙烯醇和阳离子性聚合物之间的相溶性，作为现有技术中存在的问题，通过使用一种含有具有乙烯醇单元的聚合物链段和含有具有阳离子基团的聚合物链段的共聚物，特别是使用一种其主链聚合物或支链聚合物之一含有乙烯醇单元而另一含有阳离子基团的接枝共聚物，处理片材表面如纸表面而得以改进，提供极好的打印性能而不降低色浓度并且具有比现有市售纸更好的耐水性和耐光性，本专利技术也由此完成。此外，由此也可避免洇纸的发生。在优选实施方式中，所述共聚物具有作为主链聚合物和支链聚合物的聚合物链段，并且它是一种由所述主链聚合物和支链聚合物组成的接枝共聚物，所述主链聚合物和支链聚合物之一为具有乙烯醇单元的聚合物，而另一为具有阳离子基团的聚合物。并且，本专利技术提供上述的纸张表面处理剂，其中所述接枝共聚物的主链聚合物是由具有乙烯醇单元的水溶性或水分散性聚合物组成，而所述支链聚合物是由选自于由下式(1)表示的重复单元、由下式(2)表示的重复单元、由下式(3)表示的重复单元和由下式(4)表示的重复单元的至少一种重复单元组成 (其中，R1和R2表示H或CH3，R3和R4表示氢，具有1-4个碳原子的烷基或苄基，且X-表示一个反电荷的离子)； (其中，A表示O或NH，B表示C2H4、C3H6或C3H5OH，R5表示H或CH3，R6和R7表示具有1-4个碳原子的烷基，R8表示氢、具有1-4个碳原子的烷基或苄基，且X-表示一个反电荷的离子)；和 (其中R9表示H或CH3，且X-表示一个反电荷的离子)； (其中R10和R11表示H或CH3，且X-表示一个反电荷的离子)。在优选实施方式中，支链聚合物包含至少一种选自于式(1)表示和式(2)表示的重复单元。而且，在优选实施方式中，支链聚合物包含由式(1)表示的重复单元和式(3)表示的重复单元和/或式(4)表示的重复单元。另外，在优选实施方式中，所述接枝共聚物可在具有乙烯醇单元的水溶性或水分散性聚合物存在下通过产生至少一种重复单元的单体组合物的自由基聚合得到，所述重复单元选自于由式(1)表示的重复单元、由式(2)表示的重复单元、由式(3)表示的重复单元和式(4)表示的重复单元。并且，在优选实施方式中，具有乙烯醇单元的水溶性或水分散性聚合物的乙烯醇单元和阳离子基团的式量比为1∶20至2∶1。而且，包含在具有乙烯醇单元的水溶性或水分散性聚合物中的乙烯醇单元比例优选为70mol％至100mol％。在所述自由基聚合反应中，反应体系的PH值优选为1.0至6.0。另外，具有乙烯醇单元的水溶性或水分散性聚合物的聚合度可优选为100至2500。此外，在优选实施方式中，具有乙烯醇单元的水溶性或水分散性聚合物可通过自由基聚合接枝40％或更多。另外，将10倍重量的甲醇加入至聚合物的水溶液中(其中在接枝反应后，聚合物混合物的浓度为20wt％)以形成沉淀，并且所得沉淀的干重可优选为作为原料的具有乙烯醇单元的水溶性或水分散性聚合物的60wt％或更少。进而，接枝反应后的所述聚合物混合物在2％硫酸铵水溶液中在25℃时的固有粘度可优选为0.1至2.0dl/g。而且，产生由式(1)表示的重复单元的单体可优选为二烯丙基胺的盐、二烯丙基单甲基胺的盐/或二烯丙基二甲基胺的盐。此外，产生由式(2)表示的重复单元的单体可优选为(甲基)丙烯酸二烷基氨乙酯的盐或四元化合物或者为二烷基氨丙基(甲基)丙烯酰胺的盐或四元化合物。另外，在优选实施方式中，产生由式(3)表示的重复单元的单体是N-乙烯基甲酰胺或N-乙烯基乙酰胺。而且，产生式(4)表示的重复单元的单体可优选为N-乙烯基甲酰胺和丙烯腈的一种单体组合物。进而，本专利技术提供上述纸张表面处理剂，其中所述接枝共聚物是通过如下步骤制得将羧酸乙烯酯与作为主链聚合物原料的一种含有N-乙烯基羧酸酰胺单体的聚合物或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸张表面处理剂，其包含由一种具有乙烯醇单元的聚合物链段和一种具有阳离子基团的聚合物链段组成的一种共聚物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉山俊明，小野元辅，镰田理，
申请(专利权)人：海茂株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]