(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
現在印刷用紙の消費量は減少傾向にあるとともに、低価格化が望まれている。また、省資源化による環境への配慮や、輸送コストの削減を両立する要望もあり、坪量を下げる方向の要望も高まっている。しかし、サイズプレスの澱粉塗布量やパルプを減らして坪量を下げると、コストダウンにはなるが、こわさが低下するため印刷時の走行性のトラブルが発生しやすくなる。特に電子写真用転写紙においてはこわさの低下により、電子写真方式で印字する際に紙詰まりが発生しやすくなるため、高いこわさが求められる。
【0003】
無機顔料としてアスペクト比が50以上の扁平な顔料を含有する塗工層を備えた印刷用塗工紙が開示されている(特許文献1)。しかしながら、この手法はオフセット印刷適性の向上を目的とした印刷用塗工紙であり、扁平顔料の効果としては原紙の被覆性や白紙光沢度の向上を期待しており、電子写真方式のプリンターでの印字に求められる走行性やトナーの定着性を総合的に調整することを想定したものではない。
【0004】
一方で、電子写真用転写紙を低坪量化した際のこわさを改善する手段として、基紙上に澱粉由来のクリア塗工層を備えた電子写真用転写紙が開示されている(特許文献2)。しかしながら澱粉は単価が高いため、塗工層のコストは高くなり、製造コストを抑えることができない。また塗工液の固形分濃度が低くなるため、塗工量を増やした際の断紙のリスクが高まるという課題が生じる。さらにクリア塗工層を設けるだけでは、平滑や白紙面感が不十分であった。
【0005】
さらに、電子写真方式での印字適性を持たせるために、顔料を含有する塗工層を設けた電子写真用転写紙が開示されている(特許文献3)。しかしながら、特定の表面処理剤の塗布が必要であり、加えて、塗工層が含有する顔料が扁平形状を有することを特定しておらず、そのため、こわさや印字適性の点において不十分な性質を示すに過ぎない。
【0006】
また、支持体上に顔料塗工層を有する記録シートにおいて、サチンホワイトとアスペクト比が15〜60であり、平均粒子径が0.2〜0.8μmであるエンジニアードカオリンを含有する記録シートが開示されている(特許文献4)。しかし、サチンホワイトを併用する必要があり、また電子写真用紙の走行性を改善することについては記載がない。
このように従来技術では、製造コストを抑えながら、こわさが高く、走行性が良好な電子写真用転写紙を得ることは困難であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の課題は、こわさが高く印刷適性を維持しつつ、製造コストを抑えた電子写真用転写紙を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者等は上記の諸目的を達成するために検討した結果、原紙の少なくとも片面に顔料及び接着剤からなる塗工層が設けられた電子写真用転写紙において、本発明は下記の要件を満たす電子写真用転写紙とした。本発明はこれに限定されるものではない。
(1)原紙の少なくとも片面に、顔料と接着剤とを含有する顔料塗工層を1層以上設けた、白紙光沢度30%以下の電子写真用転写紙であって、前記顔料塗工層中に、アスペクト比30〜100の板状顔料を含み、かつ前記接着剤として澱粉類を全接着剤に対し90重量%以上含む、電子写真用転写紙。
(2)前記板状顔料を顔料塗工層に含まれる全顔料100重量部に対して、60重量部以上含有する、(1)に記載の電子写真用転写紙。
(3)前記板状顔料のレーザー回折法で測定した平均粒子径が1.0μm〜10.0μmである、(1)または(2)のいずれかに記載の電子写真用転写紙。
(4)前記顔料塗工層中の顔料100重量部に対し、接着剤として澱粉類を30〜50重量部含有する、(1)〜(3)のいずれかに記載の電子写真用転写紙。
(5)前記澱粉類の蒸煮後の30重量%水溶液の50℃におけるB型粘度が、1000mPa・s〜10000mPa・sである、(1)〜(4)のいずれかに記載の電子写真用転写紙。
(6)原紙上に、顔料を含有せず水溶性高分子を主成分とするクリア塗工層や表面処理剤を主成分とする塗工層を有さない、(1)〜(5)のいずれかに記載の電子写真用転写紙。
(7) 前記電子写真用転写紙の坪量が50g/m
2より大きい、(1)〜(6)のいずれかに記載の電子写真用転写紙。
(8)木材パルプを主原料とする原紙の少なくとも片面に、アスペクト比30〜100の板状顔料および澱粉類を全接着剤に対し90重量%以上含む接着剤とを含む塗工液をフィルム転写方式で塗工し、電子写真用転写紙の白紙光沢度が30%以下になるようにカレンダー処理を行うことを含む、電子写真用転写紙の製造方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明の電子写真用転写紙は、こわさが高く印刷適性を維持しつつ、製造コストを抑えることができる。また、原紙上に顔料塗工層を設けることにより電子写真用転写紙の不透明度も向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の電子写真用転写紙は、原紙および1層以上の顔料塗工層からなる電子写真用転写紙であって、前記顔料塗工層は、原紙の少なくとも片面に設けられた電子写真用転写紙であって、上記の効果を発揮させるために、アスペクト比30〜70の板状顔料および接着剤として澱粉類を全接着剤に対し90重量%以上含む塗工液を塗工した白紙光沢度30%以下の電子写真用転写紙である。
【0012】
本発明の電子写真用転写紙は、原紙の少なくとも片面上に、板状顔料を含む顔料塗工層を1層以上設ける。原紙には、顔料を含まず澱粉などの水溶性高分子が主成分であるクリア塗工液(サイズプレス液ともいう)や表面処理剤を塗布してもしなくてもよいが、本発明においては、サイズプレス液や表面処理剤を塗布せずとも効果を発揮するため、製造工程を簡素化するためにもサイズプレス液や表面処理剤を塗布しない方がよい。
【0013】
本発明の電子写真用転写紙は、原紙上に設ける塗工層中の板状顔料の含有量及び接着剤中の澱粉類の含有量を多くすることにより、電子写真用転写紙のこわさを向上させ、電子写真用転写機における走行性を向上させ、紙詰まりを少なくすることができる。
【0014】
板状顔料
本発明における塗工層に用いる顔料はアスペクト比が30以上100以下好ましくは50以上70以下の板状の顔料である。板状とは、扁平な形であることをいう。板状顔料のアスペクト比が30〜100であれば、電子写真用転写紙に十分なこわさを与えることができ、アスペクト比が30未満であれば十分なこわさが得られない可能性があり、アスペクト比が100を超えると、粒子自体が大きくなるため塗工層に空隙ができ、紙の平滑性が劣る傾向にある。なお、アスペクト比は、日本電子(株)社製走査電子顕微鏡にて、2次電子像を撮影し、その画像から任意に選択した20点以上の粒子の直径と厚みを測定し、次の式により、算出した。
アスペクト比=直径÷厚み
【0015】
本発明の板顔料の平均粒子径は、1.0μm〜10.0μmが好ましく、より好ましくは、1.0μm〜5.0μmである。本発明において、平均粒子径は、レーザー回折法によるものであり、具体的な測定方法は以下の通りである。
平均粒子径の測定は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定器(マルバーン(株)製、機器名:マスターサイザー2000)を用いて、体積累積分布の50%点を平均粒子径として求めた。
【0016】
本発明で用いられる板状顔料は、上記アスペクト比の条件を満たすものであれば特に制限はなく、カオリン、エンジニアードカオリン、クレー、デラミネーテッドクレー、タルク、モノカーボネート、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、ケイ酸、ケイ酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料、プラスチックピグメントなどの有機顔料などを使用することができ、それらを併用してもよい。
【0017】
本発明においては、エンジニアードカオリンが好ましい。エンジニアードカオリンとは、カオリンに何らかの処理をしたものの総称であり、処理には、高白色とする処理、粒度分布をコントロールする処理、高アスペクト比にする処理などがあるが、本発明においては、中でも高アスペクト比にする処理を施したエンジニアードカオリン、例えばデラミネーテッドカオリンが好ましい。
【0018】
本発明において、上記板状顔料は、顔料塗工層中の顔料100重量部に対して60重量部以上、好ましくは90重量部以上、さらに好ましくは100重量部配合することができる。60重量部より少ない場合は電子写真用転写紙のこわさや平滑度が低下する場合がある。板状顔料の含有量が多いほど、こわさ、平滑性は向上する。また、板状顔料は、その他の形状の顔料に比べて電子写真用転写紙の平滑性を向上させる。
【0019】
接着剤
本発明において、板状顔料を含有する塗工層に用いる接着剤は、澱粉類を全接着剤に対して、90重量%以上含有するものである。澱粉類が90重量%より少ないと、こわさが低下し、印字走行性が低下する。澱粉類を多くすることにより、前述の板状顔料の使用と併せて、こわさの向上効果がより高まる傾向にある。澱粉類としては、酸化澱粉、酸化アセチル化澱粉、ヒドロキシエチル澱粉(HES)、燐酸エステル澱粉、エステル化澱粉、デキストリンなどを使用することができ、これら1種類以上を適宜選択して使用することができる。本発明の澱粉類は、塗工層に含有させる前に蒸煮(クッキング)する必要がある。
【0020】
本発明の澱粉類の粘度は、作業適性の観点から、蒸煮後の30重量%水溶液の50℃におけるB型粘度が、10000mPa・s以下であることが好ましい。さらに好ましくは、1000mPa・s以上10000mPa・s以下であることが好ましい。粘度がこの範囲であると、板状顔料同士に澱粉類がほどよく絡まりこわさが適度になる。本発明においては、低粘度の澱粉よりも比較的高粘度の澱粉が好ましい。なお、澱粉類の粘度の測定は、以下の通り行った。
【0021】
ラピッドビスコアナライザー(Rapid Visco Analyzer:RVA、New Port Scientific社製)を用いて、濃度15重量%の澱粉類スラリーを0〜5分の5分間で98℃まで昇温、5〜9分の4分間は98℃に保持、9〜12分の3分間で50度まで降温、12〜16分の4分間は50℃に保持という蒸煮条件で蒸煮し、蒸煮16分後のB型粘度を測定した。
【0022】
澱粉類以外の接着剤としては、例えば、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合体、ポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、およびアクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等の合成系接着剤;カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類;カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体等の通常の塗工紙用接着剤が含まれる。接着剤は、1種類以上を適宜選択して使用できるが、含有量は全接着剤中、10重量%を超えない。
【0023】
上記澱粉類の接着剤は、顔料塗工層中の顔料100重量部に対して、30〜50重量部の範囲で使用されることが好ましい。50重量部を超える場合は電子写真用転写紙のこわさが低下する可能性があるとともに製造コストにデメリットが生じ好ましくない。30重量部未満の場合は塗工層中に占める空隙の割合が高くなり、十分なこわさと表面強度が得られにくく、紙粉も増加する傾向があり、好ましくない。
【0024】
助剤
必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤等、通常の塗工紙用塗工液に配合される各種助剤を適宜使用することが可能である。
【0025】
本発明で用いる塗工液には、電子写真用転写紙の帯電性を調整するために、導電剤を、顔料100重量部に対して0.1〜1.0重量部使用することが好ましい。上記導電剤としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム、アルミン酸ソーダ、リン酸ナトリウム等の無機塩、及び蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム等の有機酸塩、石鹸、リン酸塩、カルボン酸塩などの界面活性剤、4級アンモニウム塩、ポリアクリル酸塩、スチレンマレイン酸塩等の高分子電解質等を挙げることができるが、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどの無機塩を用いることが好ましい。
【0026】
塗工液
本発明においては板状顔料を含む塗工液の固形分濃度を白紙紙質及び塗工適性の観点から、10〜70重量%に調整することが好ましい。特にフィルム転写方式で塗工液を塗工する場合は、塗工液濃度は10〜40重量%とすることが好ましい。また、塗工液の粘度は、50〜2000mPa・s、好ましくは、100〜1000mPa・sである。特に、フィルム転写方式で塗工液を塗工する場合は、前記粘度範囲が好ましい。
【0027】
原紙
本発明の電子写真用転写紙は少なくとも原紙層を有する。本発明に用いる原紙は単層抄きであっても多層抄きであってもよい。本発明の原紙の製法は特に制限されず、公知の原料を用いて公知の方法によることができる。本発明に用いる原紙の坪量は特に制限はされず、40〜100g/m
2程度が好ましく、60〜80g/m
2程度がさらに好ましい。
【0028】
原料パルプ
本発明で用いる木材パルプは特に制限されず、LBKP(広葉樹晒クラフトパルプ)、NBKP(針葉樹晒クラフトパルプ)、LBSP(広葉樹晒亜硫酸パルプ)、NBSP(針葉樹晒亜硫酸パルプ)等の化学パルプ、あるいはGP(グランドパルプ)、TMP(サーモメカニカルパルプ)、CTMP(ケミサーモメカニカルパルプ)等の機械パルプ、及び古紙パルプ等を、単独あるいは混合して使用することができる。
【0029】
本発明においては原紙の製造に使用する填料として、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、チョーク等の炭酸カルシウム、カオリン、クレー、焼成クレー、無定型シリケート、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物、パイオロフィライト、セリサイト、タルク等のケイ酸類及び二酸化チタン等の無機填料を、単独あるいは混合して使用することができる。特に本発明においては、紙の不透明度や白色度を比較的低コストで向上させることができるため、炭酸カルシウムを内添填料として配合することが好ましい。不透明度や白色度を高めるという観点から、本発明の電子写真用転写紙は炭酸カルシウムが5重量%以上であることが好ましい。
【0030】
本発明においては、原紙の製造に使用する内添サイズ剤として、ロジン系サイズ剤、合成サイズ剤、石油樹脂系サイズ剤、中性サイズ剤などのサイズ剤を使用することができる。また、硫酸バンド、カチオン化澱粉等の繊維への定着剤を適当なサイズ剤と組み合わせて使用することが好ましい。更に、紙力増強剤、染料、pH制御剤、消泡剤、ピッチコントロール剤等の抄紙用内添助剤を、目的に応じて適宜添加することもできる。
【0031】
塗工
このようにして得られた原紙上に、前述した板状顔料を含む塗工液を塗工して塗工層を設ける。本発明においては、2ロールサイズプレスコータやゲートロールコータ及びブレードメタリングサイズプレスコータ、ロッドメタリングサイズプレスコータ、及びシムサイザー等のフィルム転写ロールコータ、フラデットニップ/ブレードコータ、ジェットファウンテン/ブレードコータ、及びショートドウェルタイムアプリケート式コータの他、ブレードの替わりにグルーブドロッド、プレーンロッド等を用いたロッドメタリングコータ、カーテンコータ、及びダイコータ等の公知のコータを用いて塗工することができる。本発明においては低塗工量の塗工を精度良く行うという観点からフィルム転写コータが好ましい。
【0032】
顔料塗工量
本発明における板状顔料塗工液の塗工量は、片面あたり固形分で0.5〜10g/m
2、好ましくは1〜5g/m
2である。更に塗工機にフィルム転写コータを用いる場合は1〜3g/m
2が好ましい。0.5g/m
2より少ないと、原紙上に均一な塗工層を設けることが難しく、こわさの向上が得られない場合がある。また10g/m
2より多いと、作業性に問題が生じる場合があるため好ましくない。
【0033】
乾燥工程
本発明において、湿潤塗工層を乾燥させる方法に制限はなく、例えば蒸気過熱シリンダ、加熱熱風エアドライヤ、ガスヒータードライヤ、電気ヒータードライヤ、赤外線ヒータードライヤ等各種の方法が単独もしくは併用して用いることができる。本発明においては、乾燥状態が用紙のカールの程度に影響を及ぼすため、表裏の乾燥バランスをコントロールすることができるような装置を用いることが好ましい。
【0034】
表面処理
本発明においては、紙表面にカレンダー処理を施すこともできるが、カレンダー装置の種類と処理条件は特に制限はなく、金属ロールから成る通常のカレンダーやソフトニップカレンダー、高温ソフトニップカレンダーなどの公用の装置を適宜選択することができる。カレンダー処理時の線圧は、100kN/m未満であることが好ましく、30kN/m以下であることがより好ましい。このようにすることで、カレンダー処理による電子写真用転写紙の紙厚の低下を抑制することができ、こわさが優れたものとなる。
【0035】
白紙光沢度
本発明の電子写真用転写紙は、白紙光沢度が30%以下の電子写真用転写紙である。
【0036】
PPSラフネス
本発明の電子写真用転写紙は、PPSラフネスが3.0μm〜9.0μmの電子写真用転写紙である。3.0μm未満だと摩擦係数が低くなり、空走などの印刷時の走行性の問題が生じる場合がある。9.0μmより高いと印字適正が劣るため好ましくない。
【0037】
こわさ
本発明の電子写真用転写紙は、CD方向のISO曲げこわさが60μNm/m
2以上の電子写真用転写紙である。60μNm/m
2未満の場合は印刷時の走行性に問題が生じるため好ましくない。
【0038】
坪量
本発明の電子写真用転写紙は、50〜110g/m
2の電子写真用転写紙である。坪量が50g/m
2より低いと、こわさが低くなり、電子写真用転写機における走行性が低くなる。
【実施例】
【0039】
以下に実施例および比較例をあげて本発明をより詳細に説明するが、当然ながら、本発明は実施例のみに限定されない。なお、例中の部および%はそれぞれ重量部および重量%を示す。
【0040】
品質評価方法
以下に記載する品質評価方法で本発明の電子写真用転写紙の品質を評価した。
(1)坪量:JIS P 8124に準じて測定した。
(2)ISO曲げこわさ:ISO 2493に準じて測定した。
(3)白紙光沢度:JIS P 8142に準じて測定した。白紙部分の75度鏡面光沢度を白紙光沢度とした。
(4)ISO白色度:JIS P 8148に準じて測定した。
(5)ISO不透明度:JIS P 8149に準じて測定した。
(6)PPSラフネス:JIS P 8151に準じてPPSラフネス測定機(熊谷理機工業(株)製)を用いて、クランプ圧1000kPa、ハードパッキンの条件で測定した。
(7)平均粒子径:レーザー回折/散乱式粒度分布測定器(マルバーン(株)製、機器名:マスターサイザー2000)を用いて、体積累積分布の50%点を平均粒子径として求めた。
(8)澱粉類の粘度:ラピッドビスコアナライザー(Rapid Visco Analyzer:RVA、New Port Scientific社製)を用いて、濃度15重量%の澱粉類スラリーを0〜5分の5分間で98℃まで昇温、5〜9分の4分間は98℃に保持、9〜12分の3分間で50度まで降温、12〜16分の4分間は50℃に保持という蒸煮条件で蒸煮し、蒸煮16分後のB型粘度を測定した。
(9)紙粉の評価:500枚印字した後の感光体ドラムに堆積している紙粉の度合いを目視で評価した。
【0041】
○:紙粉の発生がほとんど認められなかった
×:紙粉が多く発生した
【0042】
実施例1
<塗工液の調整>
平均粒子径3.65μm、アスペクト比50〜60であるエンジニアードカオリン(商品名:Contour1500、イメリス社製)を、分散剤0.2重量部を配合した水に加えてホモディスパーザーで分散して、固形分濃度が66重量%の顔料スラリーを調整した。この顔料スラリーに、顔料100重量部に対し、ヒドロキシエチル化澱粉(HES)(粘度:3000mPa・s 商品名:Ethylex2035、TATE&LYLE社製)50重量部を加えて、更に水を加えて固形分濃度が30重量%の塗工液を得た。
【0043】
<塗工紙の作成>
上質原紙(坪量67g/m
2)に前記塗工液を固形分の乾燥重量で片面あたり4.5g/m
2の塗工量となるようにメイヤーバーを用いて手塗りし、乾燥を行った。その後、金属ロールから成るカレンダーを用いてカレンダー処理を行い、電子写真用転写紙を得た。
【0044】
実施例2
実施例1において澱粉を低分子量タイプのヒドロキシエチル化澱粉(HES)(商品名:Ethylex2005(粘度:1100mPa・s、TATE&LYLE社製)に変更した以外は実施例1と同様の方法にて電子写真用転写紙を得た。
【0045】
実施例3
実施例1において塗工液の固形分濃度を20重量%に変更した以外は実施例1と同様の方法にて電子写真用転写紙を得た。
【0046】
実施例4
実施例1においてヒドロキシエチル化澱粉の配合量を45重量部に変更し、さらにスチレン・ブタジエン共重合ラテックスを5重量部配合した以外は実施例1と同様の方法にて電子写真用転写紙を得た。
【0047】
比較例1
実施例1において顔料を平均粒子径1.0μm、アスペクト比1.0である重質炭酸カルシウム(商品名:FMT−97、ファイマテック社製)に変更した以外は実施例1と同様の方法にて電子写真用転写紙を得た。
【0048】
比較例2
実施例1においてエンジニアードカオリンを平均粒子径5.11μm、アスペクト比20であるエンジニアードカオリン(商品名:Capim SBF、イメリス社製)に変更した以外は実施例1と同様の方法にて電子写真用転写紙を得た。
【0049】
比較例3
実施例1においてヒドロキシエチル化澱粉(HES)をスチレン・ブタジエン共重合ラテックスに変更した以外は実施例1と同様の方法にて電子写真用転写紙を得た。
【0050】
比較例4
実施例1において顔料を配合せず、塗工液の固形分濃度を15重量%とした以外は実施例1と同様の方法にて電子写真用転写紙を得た。
比較例5
実施例1においてヒドロキシエチル化澱粉の配合量を35重量部に変更し、さらにスチレン・ブタジエン共重合ラテックスを15重量部配合した以外は実施例1と同様の方法にて電子写真用転写紙を得た。
【0051】
【表1】
【0052】
表1の結果から、実施例は、こわさが良好であることが分かる。実施例1〜3においては、ISO曲げこわさや平滑性の指標であるPPSラフネスは良好であるが、実施例4に示すように、接着剤中の澱粉類の量を減らすと、こわさ、PPSラフネスは低下する傾向にある。特に、比較例5に示すように、澱粉の含有量が全接着剤中90重量%より少なくなると、こわさの低下程度が大きい。比較例1、2の結果から、顔料として板状でないものやアスペクト比が小さいものを使用すると、こわさが低下すること傾向がある。また、比較例3のように接着剤に澱粉類を含まない場合は、こわさは大幅に低下する。比較例4に示すように、原紙上に設ける塗工層中に顔料を含まない場合は、こわさ、不透明度が低下する。