JP2006317642A - 電子写真用紙 - Google Patents

Abstract

【課題】 乾式電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ装置等に用いられる軽量且つ低密度で高剛度（臨界長）があり、搬送性に優れた電子写真用紙を提供する。
【解決手段】 叩解あるいは未叩解のＣＳＦ５００ｍＬ以上である主となるパルプＡ７０〜９０質量％と、ＣＳＦ８０ｍｌ以下であり且つ長さ平均繊維長０．４１ｍｍ以上の叩解パルプＢ３０〜１０質量％をパルプ原料とする電子写真用紙であって、密度が０．８５ｇ／ｃｍ³以下で、剛度が１６．５ｃｍ以上である電子写真用紙。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子写真用紙に関し、詳しくは、乾式電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ装置等に用いられる軽量且つ低密度で剛度があり、搬送性に優れた電子写真用紙に関する。

電子写真方式の複写機やプリンターでは、感光体上のトナー像を紙に転写し、この転写像を加熱及び加圧を行う定着ローラにて定着することで複写物を得る。このプロセスにおいて、電子写真用紙の皺、ジャム等の搬送トラブルが発生することがある。この電子写真用紙における皺、ジャム等の搬送トラブル発生の防止は、電子写真方式の複写機やプリンターにおいては極めて重要な課題となっている。

近年、地球環境問題の重要性が認識され、世界的に森林資源保護に取り組んでおり、我が国においても省資源が積極的に進められている。電子写真用紙の環境対応策として、軽量化もその１つの対策として考えられている。

現在、軽量電子写真用紙として実坪量で５５〜６０ｇ／ｍ²の上質系のものが実在するが、紙厚が少なくて、紙の剛度（臨界長）が弱く、コピー時の皺、ジャム等搬送トラブルが発生し易い紙になっている。
このように、電子写真用紙については、その軽量化に努め、地球環境問題に対応しなければならない状況にある。

軽量化対応の電子写真用紙として、特許文献１には、古紙パルプの配合率が７０％以上であり、なおかつ坪量が５６〜６５ｇ／ｍ²であることを特徴とする軽量電子写真用紙が開示されている。この軽量用紙は、紙の剛度（臨界長）を上げるために、スムーザーでのニップ圧を下げて紙のしまりを押さえ、さらにカレンダーでロールの段数変更とニップ圧調整を行って密度を下げているので、平滑度が低く印字品質が犠牲となっているし、また、通常の坪量となっている。即ち、紙の押しつぶし方を軽度にすることにより剛度を高めようとする方法であるので、セルロース繊維そのものを嵩高なものとしたり、弾性率を高めるように改質されているものではない。

通常、製紙用パルプは叩解処理によって繊維を柔軟にし、フィブリル化するが、叩解処理によって嵩は低下するので、叩解処理はできるだけ行なわないことが嵩高化のためには望ましい。しかしながら、叩解処理が不十分であると強度が低下してしまう。

特許文献２には、新聞用紙製造用の原料パルプに２１０％以上の保水値を有し、且つ長さ平均繊維長が０．０１〜０．４mmの微細繊維状セルロース物質を全原料当り０．５〜２０質量％添加して抄紙することにより、高い剛度を有し、且つ表面強度が強い新聞用紙を提供する方法が開示されている。しかし、該発明の方法の場合、微細繊維としての叩解レベルが非常に高く、そのような該微細繊維を製造するための処理効率の悪さや作業効率の悪さは、全て微細繊維状セルロース物質の製造コストに反映されるため、かような方法で製造されるコスト高の微細フィブリル化セルロースは、電子写真用紙のように安く大量に生産される製品には利用できないという問題点があった。また、紙の緊度が高くなるため、電子写真用紙としては、紙厚が不足して搬送トラブルに繋がる恐れもある。

印刷用紙の製造方法として、特許文献３には、数平均繊維長が０．０５〜０．３ｍｍ、保水値が２５０％以上の微細フィブリル化セルロースを、ＣＳＦ４００ｍＬ以上である製紙用パルプを主材として調成した紙料に１〜５質量％添加して混合した後、この紙料を抄紙して密度が０．６５ｇ／ｃｍ³以下の印刷用紙を得る方法が開示されている。しかし、該発明で得られる印刷用紙は、前述したものと同様に、使用される微細繊維の叩解レベルが非常に高く、製造コストが高いため、微細フィブリル化セルロースの配合量が１〜５質量％と少ない。

特開２００１−３５６５１４号公報 特開平６−１３６６８１号公報 特開平８−１３３８０号公報

本発明は、前記事情に鑑みなされたもので、坪量を軽量化すると厚さが減少し、紙の剛度（臨界長）が低下して皺、搬送ジャムが発生するという従来技術の問題を解決し、通常に軽量化しても十分な剛度（臨界長）があり、印刷性が良好で且つ搬送性が良い省資源対応の電子写真用紙を提供することをその課題とする。

本発明者は、微細繊維状セルロースを叩解度の低いパルプをベースとしたスラリーに混合して抄紙することにより、従来品と比べて、同一坪量、同一密度の条件下で、剛度が勝る紙を得ることができることを見出した。すなわち、従来の剛度基準で、更なる軽量化（低坪量化・低密度化）が可能で搬送適性のバランスのとれた、地球環境問題対応の軽量電子写真用紙が得られることを見出し、本発明を完成するに到った。本発明は以下の各発明を包含する。

（１）ＣＳＦ５００ｍＬ以上の叩解あるいは未叩解の主となるパルプＡ７０〜９０質量％と、ＣＳＦ８０ｍｌ以下であり且つ長さ平均繊維長０．４１ｍｍ以上の叩解パルプＢ３０〜１０質量％をパルプ原料とする電子写真用紙であって、密度が０．８５ｇ／ｃｍ³以下、ＪＩＳ−Ｐ８１４３に準拠して測定した剛度が１６．５ｃｍ以上である電子写真用紙。

（２）坪量が５６〜６４ｇ／ｍ²である（1）に記載の電子写真用紙。

（３）厚みが０．６５ｍｍ〜１００ｍｍである（１）又は（２）に記載の電子写真用紙。

（４）平滑度が１５〜５０秒である（１）〜（３）のいずれか１項に記載の電子写真用紙。

（５）パルプＢの長さ平均繊維長がパルプＡの長さ平均繊維長の８５％以下、好ましくは８５％〜６５％である（１）〜（４）のいずれか１項に記載の電子写真用紙。

（６）パルプＢの繊維壁厚がパルプＡの繊維壁厚の８５％以下、好ましくは８５％〜７０％である（１）〜（５）のいずれか１項記載の電子写真用紙。

（７）パルプＡ及びＢがともに化学パルプである（１）〜（６）のいずれか１項に記載の電子写真用紙。

本発明により、軽量で剛度に優れた電子写真用紙を得ることが可能となり、複写機での搬送トラブルが改善される。

本発明で使用するパルプは、パルプＡとパルプＢが備えるべき条件を満たすものであれば特に制限はない。
ここで、パルプＡ（＝未叩解パルプ）は紙に剛直で嵩を出すことを目的として使用されている。そのため、古紙パルプでは繊維の内部フィブリルにより、シート化すると繊維自体が潰れてしまい、剛度や紙力強度の低下が懸念される。また、剛直性を考えた場合には、ＭＰも適応可能であるが、リグニンによる褪色性の悪化が懸念される。褪色性、平滑性を考えた場合にＫＰ、特にＬＢＫＰが好ましい。
パルプＢは、パルプＡの結合を補助し、強度を保つことを目的として使用されていることから、やはりＫＰ、特にＬＢＫＰが適している。

本発明の電子写真用紙は、パルプはＣＳＦ５００ｍＬ以上の叩解あるいは未叩解パルプＡ７０〜９０％に対し、ＣＳＦ８０ｍＬ以下の叩解パルプＢ３０〜１０％を使用して製造されているものである。上記パルプＡ及びパルプＢのパルプ配合割合の範囲外では、高密度になって軽量化という所期の目的に反するものとなったり、紙の剛度が弱くなって複写機内でジャムトラブルを発生するものとなる。

すなわち、パルプＡの配合量が９０質量％を超えると、叩解が進んでいないパルプ繊維間の結合が弱く、紙力強度が低下するため好ましくない。一方、パルプＡの配合量が７０％未満の場合には、紙が締まって密度が高くなり、剛度が低下するため好ましくない。
パルプＢの配合量が３０質量％を超えると濾水性が悪化し、作業性が悪くなるため好ましくない。また、パルプＢの長さ平均繊維長が０．４１ｍｍ未満では微細繊維状セルロースを製造するのにあたり、処理効率、作業効率の悪化が考えられるうえに、さらに、０．４１ｍｍ未満では歩留まりが悪い。パルプＢを３０質量％を超えて配合した電子写真用紙は密度が高くなり好ましくない。パルプＢの長さ平均繊維長としては０．４１〜０．６ｍｍの範囲が特に好ましい。

パルプＢの長さ平均繊維長は、パルプＡの長さ平均繊維長の８５％以下であることが好ましい。８５％を超えるとパルプの繊維間結合が弱くなるため８５％以下が好ましい。さらに好ましい範囲としては８５％〜６５％であり、６５％未満のものになると歩留りの違いで操業性が悪くなるだけでなく、パルプＡの繊維間を埋めることができなくなり、密度は上がるが、強度、剛度が上がらないため好ましくない。

また、パルプＢの繊維壁厚がパルプＡの繊維壁厚の８５％以下であることが好ましい。繊維壁厚はパルプの種類と叩解により異なるが、パルプＡの繊維壁厚の８５％を超えるとパルプＡ繊維間の結合に寄与することができないため好ましくない。７０％未満の繊維壁厚のものになると繊維間の結合には寄与しても、パルプ自体が弱くなってしまい剛度（臨界長）が出ない。さらに、８５％〜７０％のものが密度、強度、剛度のバランスが取れるため好ましい。

本発明では、電子写真用紙を製造するための抄紙機は特に限定されず、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網抄紙機、多層抄紙機、ヤンキー抄紙機などを使用できる。添加薬品としては、必要に応じて、硫酸バンド、サイズ剤、澱粉、歩留まり向上剤、着色剤、染料、填料、紙力増強剤、消泡剤、低密度化剤などを含有してもよい。また、各種のサイズプレスやコーターなどの装置で紙の表面に澱粉、ラテックス、表面サイズ剤、顔料、染料などを塗布することも可能である。

従来、弾性ロールを用いてカレンダー仕上げをするソフトカレンダー処理や、カレンダーパートのニップ数又はニップ圧などを調整するカレンダー処理によって嵩高紙を得ることが知られている。しかし、カレンダー処理における紙の押しつぶし方を柔らかくする方法であり、セルロース繊維そのものが嵩高な性質に改質されるものではない。本発明では、パルプＡ（＝未叩解パルプ）からなる剛直なパルプを主成分としているため、通常の抄紙機で使用されるカレンダー処理で十分な平滑性が得られる。
本発明の電子写真用紙では、Ｂパルプが平滑性に寄与しているため、軽度の平滑化処理により、電子写真として必要な平滑性を得ることができる。そのため、密度が上がることがなく、剛度の低下がない。

本発明の電子写真用紙は、坪量が５６ｇ／ｍ²〜６４ｇ／ｍ²と軽量であっても、高い剛度を有することを特徴とし、坪量、平滑度、密度、臨界長（剛度）、引張り強度、カール等で搬送性とバランスが取れた電子写真用紙である。
すなわち、本発明の電子写真用紙は、坪量が５６〜６４ｇ／ｍ²、好ましくは５８〜６３ｇ／ｍ²、更に好ましくは６０〜６２ｇ／ｍ²と軽量のものである。坪量が上記範囲を超えると軽量化という所期の目的に反し、また、上記範囲より少ないと紙の剛度（腰）が弱くなり、複写機内でジャムトラブルを発生する原因となる。

本発明の電子写真用紙は、剛度（臨界長）が１６．５ｃｍ以上、好ましくは１６．８ｃｍ以上、更に好ましくは１７．０ｃｍ以上である。剛度（臨界長）が１６．５ｃｍより弱いと、コピー時に皺、搬送ジャム等のトラブルとなる。なお、本発明でいう剛度（臨界長）はＪＩＳ Ｐ ８１４３のクラークこわさで測定した臨界長のＭＤ方向の値とＣＤ方向の値の平均値をいう。

本発明の電子写真用紙は、厚みが６５ｍｍ〜１００ｍｍ、好ましくは７０ｍｍ〜９５ｍｍ、更に好ましくは７５ｍｍ〜９０ｍｍである。

本発明の電子写真用紙は、密度が０．８５ｇ／ｃｍ³以下、好ましくは０．８０ｇ／ｃｍ³以下である。密度が低いほど好ましいが０．６５ｇ／ｃｍ³未満ではコピー時に皺、搬送ジャム等のトラブルとなる。

本発明の電子写真用紙は、平滑度が１５〜６０秒、好ましくは２０〜５０秒、更に好ましくは３０〜４０秒である。平滑度が上記範囲より高いと、剛度（臨界長）が弱くなりコピー時に皺、搬送ジャム等のトラブルとなり、上記範囲より低いと画像不良となる。

本発明の電子写真用紙の裂断長は、製造工程におけるトラブル防止のため４．０ｋｍ以上であることが好ましい。また、搬送性向上のためには剛度（臨界長）を上げなければならない。
剛度（臨界長）は紙の弾性率と厚さが影響するが、特に厚さは３乗で利いてくるので、紙厚を厚くすることが一番効果的である。プレスの線圧を下げることも紙厚をだす一手法であるが、プレスの線圧を下げることは、紙の水分ムラを助長させ、コピー時のカールを大きくさせる要因となることや、操業性及び蒸気原単位を悪くさせるので好ましい方法ではない。

以下、本発明を実施例及び比較例によって、より具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。なお、以下に述べる％は質量基準である。

また、本発明でいう坪量は、ＪＩＳ−Ｐ８１２４−７６に準拠して、平滑度は、ＪＩＳ−Ｐ８１１９−９４に準拠して、密度は、ＪＩＳ−Ｐ８１１８に準拠して、厚さは、ＪＩＳ−Ｐ８１１８に準拠して、剛度は、ＪＩＳ−Ｐ８１４３（クラークこわさ）に準拠して、それぞれ求めた値を意味する。

パルプの調製
パルプＡ：ＬＢＫＰを原料とし、熊谷理機工業製ナイアガラビーターで叩解濃度２％、荷重負荷４．４ｋｇでカナダ標準フリーネス（ＣＳＦ）５００ｍＬ以上の叩解処理をし、長さ平均繊維長０．６６ｍｍ、繊維壁厚５．５μｍとなるパルプＡを作成した。
パルプＢ：パルプＡの一部を取出し、上記と同様のビーターで叩解濃度２％、荷重負荷４．４ｋｇ、処理時間３０分で処理すると、ＣＳＦ２５０ｍＬに低下し、さらに３０分処理を追加すると、ＣＳＦ８０ｍＬまで低下し、さらに６０分処理を追加すると、逆にＣＳＦ３００ｍＬまで上昇したパルプスラリーが得られた。以上のように、トータル処理時間１２０分で平均繊維長０．４７ｍｍ、繊維壁厚４．３μｍのパルプＢを作成した。
パルプＣ：パルプＡをナイアガラビーターにてＣＳＦ４４０ｍＬに叩解し、長さ平均繊維長が０．６３ｍｍであり、繊維壁厚が５．２μｍであるパルプＣを作成した。
パルプＤ：原料に雑誌古紙を用いて白色度８０％に漂白したカナダ標準フリーネス（ＣＳＦ）で２３０ｍＬに調製した、平均繊維長０．９０ｍｍ、繊維壁圧４．８μｍのパルプＤを作成した。

実施例1
パルプＡ９０％に対して叩解度の高いパルプＢ１０％を配合してＣＳＦ４３６ｍＬのパルプスラリーを作成し、該パルプスラリーより坪量６０ｇ／ｍ²の手抄きシートを作成し、平滑度４０秒になるようにカレンダー圧を調整してカレンダー掛けすることにより、裂断長４．３６ｋｍ、密度０．７２ｇ／ｃｍ³、臨界長（剛度）１７．０ｃｍの軽量で且つ剛度に優れた電子写真用紙を得た。

実施例２
パルプＡ８０％に対して、パルプＢ２０％を配合した結果、ＣＳＦ３１０ｍＬのパルプスラリーが得られた。このパルプスラリーより、実施例１と同様にして、密度が０．７６ｇ／ｃｍ³、臨界長（剛度）１７．０ｃｍの軽量で且つ剛度に優れた電子写真用紙を得た。

実施例３
パルプＡ７０％に対して、パルプＢ３０％を配合し、ＣＳＦ２１５ｍＬのパルプスラリーを得、実施例１と同条件でシートを作成した結果、裂断長５．２２ｋｍ、臨界長（剛度）１７．３ｃｍ、密度が０．８２ｇ／ｃｍ³の軽量で且つ剛度に優れた電子写真用紙を得た。

比較例１
パルプＣのみのパルプスラリーより坪量６４ｇ／ｍ²の手抄きシートを作成し、平滑度４０秒になるようにカレンダー圧を１５ｋｇ／ｃｍに調整してカレンダー掛けし、密度が０．８０ｇ／ｃｍ³、裂断長が５．３３ｋｍ、臨界長（剛度）が１５．９ｃｍの電子写真用紙を得た。

比較例２
パルプＡのみを使用して、ＣＳＦ５８３ｍＬのパルプスラリーを調製して使用し、その他は実施例１と同条件でシートを作成し、密度０．７１ｇ／ｃｍ³、裂断長３．１６ｋｍ、臨界長（剛度）１６．５ｃｍの電子写真用紙を得た。

比較例３
パルプＡ５０％にパルプＢ５０％を配合してＣＳＦ９３ｍＬのパルプスラリーを調製し、その他は実施例１と同条件でシートを作成し、密度０．８６ｇ／ｃｍ³、裂断長６．４７ｋｍ、臨界長（剛度）は６．３ｃｍ、の電子写真用紙を得た。

比較例４
パルプＡ８０％にパルプＣ２０％を配合してＣＳＦ４９０ｍＬのパルプスラリーを調製し、その他は実施例１と同条件でシートを作成し、密度が０．７４ｇ／ｃｍ³、裂断長４．８０ｋｍ、臨界長（剛度）１６．２ｃｍとの電子写真用紙を得た。

比較例５
パルプＡに古紙パルプＤ２０％を配合してＣＳＦ３６０ｍＬのパルプスラリーを調製し、その他は実施例１と同条件でシートを作成し、密度が０．８０ｇ／ｃｍ³、裂断長は３．５０ｋｍ）、臨界長（剛度）１５．５ｃｍの電子写真用紙を得た。

パルプＡ〜パルプＤの各パルプ性状についての詳細を表１に示し、実施例１〜３及び比較例１〜５で得られたシート物性については表２で示す。なお、繊維長測定方法については、ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ 紙パルプ試験方法Ｎｏ．５２「紙及びパルプの繊維長試験方法（光学的自動計測法）」に基づきカヤーニＦｉｂｅｒｌａｂ（メッツォオートメーション株式会社製）を使用した。

表２のシート物性からわかるように、実施例１〜３に比べて比較例のものは剛度と密度と裂断長のバランスにおいて全てを満足するものが得られておらず、実際に電子写真用紙として使用すると、搬送ジャム及びカールトラブルが発生しやすいものであった。

本発明の電子写真用紙は、ＣＳＦ５００ｍＬ以上の叩解あるいは未叩解の主となるパルプＡ７０〜９０％に対し、ＣＳＦ８０ｍＬ以下の叩解パルプＢ３０〜１０％を使用することにより、高い剛度を得たことで、複写機、プリンター、若しくはファックス等に搬送トラブルもなく使用することができる。
また、坪量を６４g／ｍ²未満とすることが可能であることから、軽量化されて地球環境を考慮した省資源タイプの環境対応の軽量電子写真用紙とすることができる。

さらに、パルプＢの長さ平均繊維長がパルプＡの長さ平均繊維長の８０％以下、また、パルプＢの繊維壁厚がパルプＡの繊維壁厚の８５％以下であるものを使用することで、密度が０．８５ｇ／ｃｍ³以下の範囲においても臨界長（剛度）が１６．５ｃｍ以上と高い値であることから、複写機、プリンター、ファクシミリ装置等で搬送トラブルが更に改善されるシートが提供される。

Claims (6)

1. 叩解あるいは未叩解のＣＳＦ５００ｍＬ以上の主となるパルプＡ７０〜９０質量％と、ＣＳＦ８０ｍｌ以下であり且つ長さ平均繊維長０．４１ｍｍ以上の叩解パルプＢ３０〜１０質量％をパルプ原料とする紙であって、密度が０．８５ｇ／ｃｍ³以下、ＪＩＳ−Ｐ８１４３に準拠して測定した剛度が１６．５ｃｍ以上である電子写真用紙。
2. 坪量が５６〜６４ｇ／ｍ²である請求項１記載の電子写真用紙。
3. 平滑度が１５〜５０秒である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真用紙。
4. 前記パルプＢの長さ平均繊維長がパルプＡの長さ平均繊維長の８５％以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真用紙。
5. 前記パルプＢの繊維壁厚が前記パルプＡの繊維壁厚の８５％以下である請求項１〜５のいずれか１項記載の電子写真用紙。
6. 前記パルプＡ及び前記パルプＢがともに化学パルプである請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真用紙。