JP2008242220A

JP2008242220A - 電子写真用転写紙

Info

Publication number: JP2008242220A
Application number: JP2007084552A
Authority: JP
Inventors: Koji Kutsuwa; 幸二久津輪; Tadashi Okamoto; 匡史岡本; Yuji Ono; 裕司小野
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】電子写真用紙適性が良好であるのみならず、悪臭などの原因となる、日常生活における有害物質を除去する作用をあわせ持つと共に、退色性が抑えられた電子写真用転写紙を提供すること。
【解決手段】紙中灰分が、固形分で３〜４０重量％である原紙の少なくとも一方の表面に、二次粒子の平均粒子径が３００ｎｍ〜２，０００ｎｍの酸化チタンを含有する表面処理剤層を設けてなる電子写真用転写紙。前記表面処理剤層中に含有される表面処理剤と前記酸化チタンの重量比（表面処理剤：酸化チタン）は１００：１〜３０である。
【選択図】なし

Description

本発明は電子写真用紙適性に優れた電子写真用転写紙に関し、特に、優れた空気清浄効果を有すると共に退色性が抑えられた電子写真用転写紙に関する。

従来、紙に不透明性と共に白色度を付与する顔料の一種として酸化チタンが使用されてきたが、酸化チタンは炭酸カルシウム等に比べて高価であるため、大量に消費される電子写真用転写紙には殆ど使用されてこなかったのが実状である。しかしながら、生活環境に対する関心の高まりに伴い、悪臭などの原因となる、日常生活における有害物質を除去することへの要求が増大する中で、光触媒作用を有する酸化チタンの浄化作用が注目を集めており、微粒状の酸化チタンを担持させた紙の開発が急速に進められている。

例えば、水溶性高分子と酸化チタン等の光触媒作用を持つ物質を紙に内添した光触媒紙が開示されている（特許文献１）。しかしながら、光触媒物質は、光を吸収することによりその触媒作用を発揮するので、紙層内部に光触媒物質を含有させても光を十分に吸収することができないため、上記光触媒紙においては、光触媒物質の作用効果が十分に発揮されない。
特開平１０−２２６９８３号公報

また、酸化チタン微粉末をシリカゾル等の無機結着剤と結合させ、その周りを有機接着剤で結合させた塗料を塗工した印刷シートが開示されている（特許文献２、３）。しかしながら酸化チタンとシリカゾルを混合すると、酸化チタン及びシリカゾルの粒子径が小さいので、塗工する塗料の流動性が低くなり、塗工適性が劣るという欠点があった。更に、日光などの紫外線が当たる環境では、印刷用紙の白色度が低下して退色するなど、印刷用紙としての保存性にも問題があった。
したがって、上記従来の紙を電子写真用転写紙として使用することは困難であった。
特開２０００−１２９５９５号公報特開平１１−１１７１９６号公報

したがって本発明の目的は、電子写真用紙適性が良好であるのみならず、悪臭などの原因となる、日常生活における有害物質を除去する作用をあわせ持つと共に、退色性が抑えられた電子写真用転写紙を提供することにある。

本発明者等は、上記目的を解決するために鋭意研究した結果、特定の紙中灰分を有する原紙に、特定平均粒子径を有する酸化チタンの二次粒子を含有させた特定の表面処理剤を塗工した場合には良好な結果を得ることができることを見出し、本発明に到達した。
即ち本発明は、紙中灰分が、固形分で３〜４０重量％である原紙の少なくとも一方の表面に、二次粒子の平均粒子径が３００ｎｍ〜２，０００ｎｍの酸化チタンを含有する表面処理剤層を設けてなる電子写真用転写紙であって、前記表面処理剤層中に含有される表面処理剤と前記酸化チタンの重量比（表面処理剤：酸化チタン）が１００：１〜３０であることを特徴とする電子写真用転写紙である。

本発明においては、特に酸化チタンとして、酸化チタン：シリカゾル及び/又はアルミナゾル＝２：１〜１：２の重量比で予め混合して表面処理した酸化チタンを使用することが好ましい。また、使用する酸化チタンの１次粒子径は５〜１００ｎｍであることが好ましく、ヒドロキシエチル化澱粉が表面処理剤に含有されていることが好ましい。更に、電子写真用転写紙としての密度は０．５〜０．９ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。

本発明の電子写真用転写紙は、電子写真用転写紙としての十分な性能を有するだけでなく、退色性が抑えられているので印刷物の保存性にも優れている上、悪臭などの原因となる、日常生活における有害物質を除去する作用をも有する。

本発明においては、電子写真転写紙としての基本性能を持たせるために、紙中灰分が、固形分で３〜４０重量％である原紙を使用する。上記原紙に使用するパルプ原料は特に限定されるものではなく、例えば、広葉樹クラフトパルプ(ＬＫＰ)、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）、脱墨パルプ（ＤＩＰ）、グランドパルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）など、電子写真用転写紙の抄紙原料として一般的に使用されているパルプの中から適宜選択して用いることができる。

前記紙中灰分の量は、原紙に含有させる填料などの量を調整することによって制御する。上記填料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、クレー、焼成クレー、ケイソウ土、タルク、カオリン、焼成カオリン、デラミカオリン、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、非晶質シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛などの無機填料、軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物、尿素−ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子など、公知の填料の中から適宜選択して使用することができる。

本発明においては、上記填料の中でも炭酸カルシウムを使用することが好ましく、特に軽質炭酸カルシウムを使用することが好ましい。更に、上記軽質炭酸カルシウムの形状は、ロゼッタ型、紡錘型、又は柱状型であることが好ましい。

本発明で使用する填料の平均粒子径は０．１〜２０μｍ、比表面積は３〜２０ｍ^２／ｇであることが好ましい。該填料の配合量は、パルプ重量に対して１〜３０重量％程度であり、好ましくは３〜２０重量％である。これら填料は、紙料スラリーの抄紙適性や強度特性を調節するために、単独又は２種類以上を混合して使用する。

本発明で使用する原紙においては、前記パルプや填料以外の内添薬品として、アルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤、中性ロジンサイズ剤等の中性サイズ剤、ポリアクリルアミド、カチオン化澱粉などの乾燥紙力剤、ポリアミドアミンエピクロロヒドリンなどの湿潤紙力剤を添加することができる。

また、填料の歩留まりを更に高める目的で、公知の無機凝集剤（硫酸バンドなど）や有機高分子系凝集剤を添加することもでき、公知の高歩留まりシステム（例えば、ハイドロコールシステム、コンポジルシステムなど）を併用することもできるほか、更に、紙用嵩高剤を内添させることもできる。

本発明においては、前記した原紙の表面に空気清浄効果を付与するために、二次粒子の平均粒子径が３００〜２，０００ｎｍであって光触媒作用を有する酸化チタンを含有する表面処理剤層を、原紙の少なくとも一方の表面に設ける。上記酸化チタンにおける二次粒子の平均粒子径は５００〜１，５００ｎｍであることが好ましく、特に７００〜１，３００ｎｍであることが好ましい。

上記二次粒子の平均粒子径が３００ｎｍ未満であると、酸化チタンスラリーの分散性が低下し塗料の流動性が悪いため、生産性が低下するだけでなく、酸化チタンが欠落し易くなるので、印刷品質やコピー機内における転写紙の搬送性が低下する。一方、二次粒子の平均粒子径が２，０００ｎｍを超えると、転写紙の平滑性が低下するので印刷品質が低下する。

また、上記酸化チタンの一次粒子径は５〜１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１０〜５０ｎｍである。一次粒子径が５ｎｍ未満では酸化チタンスラリーの分散性が不十分となり、塗料の流動性が低下するので表面処理剤層が不均一となりやすく、印刷品質及びコピー機内における搬送性が劣る傾向となる。また１００ｎｍを超えると表面積が小さくなるため、光触媒性能が不十分となる。
なお、酸化チタンの粒子径は、一次粒子径及び二次粒子径とも、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放射走査型電子顕微鏡／日本電子（株）製ＪＳＭ−６７００Ｆ）を用い、１０，０００倍の撮影倍率で撮影し、得られた写真の粒子を観察して測定した値である。

酸化チタンの配合率は、表面処理剤１００重量部当たり１〜３０重量部であり、好ましくは２〜２０重量部、より好ましくは５〜１０重量部である。酸化チタンの配合率が１重量部未満であると、光触媒の量が少なすぎるため十分な空気清浄効果が得られない。逆に、酸化チタンの配合率が３０重量部を超えると、微粒の酸化チタンの流動性が悪いため、塗料に使用するためのスラリー化が不均一となり、無理に表面処理剤層を設けても、空気清浄効果は得られるものの、表面強度及び耐チョーキング適性に劣るものとなる。
ここで耐チョーキング適性とは、光照射によって紙が光分解劣化することによる、粉落ちへの耐性変化を評価する指標であり、一般的には光触媒を含有させることにより耐チョーキング適正は低下する。

本発明で使用する酸化チタンは、二酸化チタンの他、含水酸化チタン、水和酸化チタン、メタチタン酸、オルトチタン酸、及び水酸化チタンと呼称されているチタン酸化物又は水酸化物の何れであっても良く、二種以上を混合して使用することもできる。本発明においては、更に、光触媒として一般的に使用される他の紫外光応答型光触媒や、可視光域の光にも応答し、光触媒効果を示す他の可視光応答型光触媒も併用することができる。

本発明で使用する酸化チタンは、比表面積が１０〜３５０ｍ^２／ｇであることが好ましい。また、本発明で使用する酸化チタンは、シリカゾル及び／又はアルミナゾルと混合処理され、酸化チタン微粒子の表面が無機接着機能を有するシリカゾル及び／又はアルミナゾルで被覆されたものであっても良い。このような表面処理された酸化チタンを使用することにより、表面処理剤層からの酸化チタンの脱落を防止すると共に、光触媒の分解反応による用紙の劣化を抑えることができるので、耐チョーキング性及び耐退色性が向上し、インキ成分の分解等による印刷品質の低下をより抑制することができる。

酸化チタンと、シリカゲル及び／又はアルミナゾルの無機接着剤の混合比率は、重量比で約２：１〜１：２の範囲であり、好ましくは２：１〜１：１．５である。また、光透過性の点からシリカゾルを使用することが好ましい。なお塗工液の調整に際しては、微粒酸化チタンの周囲を効率的にシリカゲル及び／又はアルミナゾルで被覆するために、酸化チタンとシリカ及び／又はアルミナのコロイダル溶液を一定の割合で混合し、一定時間撹拌した後に、その他の助剤を添加すること方が好ましい。

本発明の表面処理剤層に使用する表面処理剤としては、生澱粉や酸化澱粉、エステル化澱粉、カチオン化澱粉、熱変性澱粉、酵素変性澱粉、アルデヒド化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉などの変性澱粉、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、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコールなどの変性アルコール、スチレン/ブタジエン共重合体、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミドなどが挙げられ、これらは単独又は併用して使用することができる。本発明においては、特にヒドロキシエチル化澱粉を使用することが好ましい。

本発明の表面処理剤層には、更に、スチレンアクリル酸、スチレンマレイン酸、オレフィン系化合物など、製紙業界で一般的に使用する表面サイズ剤を併用することができるが、特に良好な表面強度を得るために、カチオン性のサイズ剤を使用することが好ましい。

本発明においては、前記表面処理剤と共に、塩化ナトリウムや硫酸ナトリウム、塩化カリウムなどの無機導電剤やジメチルアミノエチルメタアクリレートなどの有機導電剤を適宜の量使用して、前記した原紙及び表面処理剤層からなる紙の電気抵抗をコントロールし、本発明の電子写真用転写紙としての性能を良好なものとすることができるが、表面処理剤の塗布とは独立に上記導電剤を塗布することもできることは当然である。

本発明で使用する原紙を抄造するために用いられる抄紙機は、紙の２面性を抑制する観点から、両面脱水機構を有している、オントップフォーマー又はギャップフォーマなどが好ましいが、これらに限定されるものではない。また、プレス処理やカレンダー処理などは、通常の操業範囲内の条件で行えば良い。

本発明において使用する表面処理剤や導電剤等を塗工する装置は特に限定されるものではないが、シムサイザーやゲートロールサイズプレス等の、フィルム転写型の装置を使用することが好ましい。表面処理剤の塗工量は、片面当たり０．５ｇ／ｍ^２〜５．０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、塗工後必要に応じてカレンダー処理することもできる。
得られる電子写真用転写紙の坪量は４０〜８０ｇ／ｍ^２の範囲であれば良く、その表面は通常の電子写真用転写紙の摩擦係数などを有するレベルであれば良いが、密度は０．５〜０．９ｇ／ｍ^２の範囲であることが好ましい。

以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の「部」及び「％」は、それぞれ「質量部」及び「質量％」を表わす。
なお、得られた電子写真用転写紙について、以下に示す試験を行って評価方法した。

（評価方法）
（１）酸化チタンの粒子径の測定：
測定する微粒酸化チタンスラリーを電子顕微鏡用資料台上に薄く塗布し、４０℃に設定した乾燥機にて乾燥した。その後、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放射走査型電子顕微鏡／日本電子（株）製ＪＳＭ−６７００Ｆ）を用い、１０，０００倍の撮影倍率で撮影し、得られた写真の粒子を観察して一次粒子径を測定した。二次粒子については、１００個の粒子径を計測した平均値を、二次粒子の平均粒子径とした。

(２)耐チョーキング性（光照射後の粉落ち）：
ブラックライトで２．５ｍＷ／ｃｍ^２の強度の紫外線を５時間照射した後、塗工紙表面にセロハンテープを貼付し次いでゆっくり剥がしたときの、セロハンテープへの付着物の付着しにくさを、目視によって４段階評価した。
◎：極めて優れる、○：優れる、△：やや問題有り、×：問題有り

（３）光触媒効果：
光触媒性能評価試験法II ｂ「ガスバッグＢ法」によって評価した。２０時間紫外線を照射した後のアセトアルデヒド分解率（％）を測定し、該分解率に基づいて４段階で評価した。
◎：極めて優れる（分解率：９９％以上）、○：優れる（同：９９〜５０％）、△：やや劣る（同：４９％〜１０％）、×：かなり劣る（同：１０％以下）

（４）退色性試験：
ＵＶ照射前とＵＶ照射(ブラックライトで２．５ｍＷ／ｃｍ^２の強度の紫外線を試料に照射)２４時間経過後について、ＩＳＯ白色度の低下率を測定して評価した。
白色度の低下率（％）
＝｛（ＵＶ照射前白色度−ＵＶ照射後白色度）／ＵＶ照射前白色度｝×１００

（５）電子写真適性：
富士ゼロックス製複写機Ｖｉｖａｃｅ５５５を用い、Ａ４横目通紙で５５枚／分の速度でモノクロ印字を行い、１，０００枚連続印字したときの紙詰まりの発生状況を評価した。
◎：重送、紙詰まりの何れもなかった。
○：やや重送が見られたが紙詰まりはなかった。
△：重送がみられ、若干の紙詰まりも発生した。
×：重送が見られ、紙詰まりも頻発した。

微粒酸化チタンスラリーＡ（堺化学工業社製ＣＳＢ−Ｍ；一次粒子径２０〜３０ｎｍ、二次粒子の平均粒子径１，０００ｎｍ）９部（固形分）及びコロイダルシリカ（日本化学工業社製シリカドール３０）９部を、セリエミキサーを用いて１時間撹拌した後、ヒドロキシエチル化澱粉スラリー８２部（固形分）と混合して表面処理剤を調製した。原料パルプスラリー（ＬＫＰ／ＤＩＰ＝７０／３０、カチオン要求量１８μｅｑ/ｌ）にロゼッタ型軽質炭酸カルシウムを６％添加し、オントップフォーマー型抄紙機を用い、抄速１，０００ｍ／分で坪量６４．０ｇ／ｍ^２の原紙を抄造し、次いで、オンマシンのシムサイザーを用い、前記表面処理剤１．５ｇ／ｍ^２及び塩化ナトリウム０．０５ｇ／ｍ^２を両面に塗工し、本発明の電子写真用転写紙を得た。

実施例１で使用した、微粒酸化チタンスラリーＡを１０部、コロイダルシリカを１５部、ヒドロキシエチル化澱粉スラリーを７５部（固形分）にそれぞれ変更したこと以外は、実施例１と同様にして本発明の電子写真用転写紙を得た。

実施例１で使用した、微粒酸化チタンスラリーＡを１７部、コロイダルシリカを１７部、ヒドロキシエチル化澱粉スラリーを６６部（固形分）にそれぞれ変更したこと以外は、実施例１と同様にして本発明の電子写真用転写紙を得た。

実施例１で使用した、微粒酸化チタンスラリーＡを５部、コロイダルシリカを５部、ヒドロキシエチル化澱粉スラリーを９０部（固形分）にそれぞれ変更したこと以外は、実施例１と同様にして本発明の電子写真用転写紙を得た。

実施例１で使用したヒドロキシエチル化澱粉スラリー８２部（固形分）を酸化澱粉スラリー８２部（固形分）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして本発明の電子写真用転写紙を得た。

［比較例１］
実施例１で使用した、微粒酸化チタンスラリーＡ及びコロイダルシリカを使用せず、ヒドロキシエチル化澱粉スラリー１００部（固形分）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして比較用の電子写真用転写紙を得た。
［比較例２］
実施例１で使用した、微粒酸化チタンスラリーＡを３５部、コロイダルシリカを２５部、ヒドロキシエチル化澱粉スラリーを４０部（固形分）にそれぞれ変更したこと以外は、実施例１と同様にして比較用の電子写真用転写紙を得た。

［比較例３］
実施例１で使用した、微粒酸化チタンスラリーＡ９部を微粒酸化チタンスラリーＢ（堺化学工業社製
ＳＴＲ−６０Ｎ、一次粒子径４０〜５０ｎｍ、二次粒子の平均粒子径２，５００ｎｍ）９部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして比較用電子写真用転写紙を得た。
以上の結果を表１に示した。

実施例1〜５の結果から明らかなように、本発明の転写紙の電子写真用紙適性が良好であること、及び、光が当たることによって有害物質を分解する作用をあわせ持つにもかかわらず、退色性が抑えられと共に電子写真適性にも優れた電子写真用転写紙であることが確認された。これに対し、比較例１及び３の場合には、光触媒効果が不十分である上退色性を抑える効果に劣り、比較例２の場合には、静摩擦係数が上昇して重送による紙詰まりが発生し、電子写真用紙適性に劣ることが確認された。

本発明の電子写真用転写紙は、悪臭などの原因となる、日常生活における有害物質を除去する作用をも有する上、退色性が抑えられており、電子写真用転写紙としての十分な性能を有するので、電子写真印刷に好適に用いることができる。

Claims

紙中灰分が、固形分で３〜４０重量％である原紙の少なくとも一方の表面に、二次粒子の平均粒子径が３００ｎｍ〜２，０００ｎｍの酸化チタンを含有する表面処理剤層を設けてなる電子写真用転写紙であって、前記表面処理剤層中に含有される表面処理剤と前記酸化チタンの重量比（表面処理剤：酸化チタン）が１００：１〜３０であることを特徴とする電子写真用転写紙。
前記酸化チタンが、シリカゾル及び/又はアルミナゾルと予め２：１〜１：２の配合比率で混合処理された酸化チタンである、請求項１に記載された電子写真用転写紙。
前記酸化チタンの一次粒子径が５〜１００ｎｍである、請求項１又は２に記載された電子写真用転写紙。
前記表面処理剤がヒドロキシエチル化澱粉を含有する、請求項１〜３の何れかに記載された電子写真用転写紙。
転写紙としての密度が０．５〜０．９ｇ／ｃｍ^３である、請求項１〜４の何れかに記載された電子写真用転写紙。