JP2713832B2 - 塗工された基材及びその製造方法 - Google Patents

塗工された基材及びその製造方法

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JP2713832B2 JP11967092A JP11967092A JP2713832B2 JP 2713832 B2 JP2713832 B2 JP 2713832B2 JP 11967092 A JP11967092 A JP 11967092A JP 11967092 A JP11967092 A JP 11967092A JP 2713832 B2 JP2713832 B2 JP 2713832B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子記録用トナー、イ
ンクなどの像形成材料を紙のような基材へ定着する際の
定着性能が改善された塗工された基材及び、その製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、多種用途で種々の像を作り出す電
子記録方式の使用が拡大している。用いられる作像技術
としては、たとえば、電子写真方式、静電記録方式、イ
ンクジェット方式、熱転写方式磁気方式などがある。眼
に見える像を発生させるのに用いる材料は、粉体もしく
は液体のトナー類又は、水ベース、溶剤ベースもしくは
ホットメルトベースインク類などである。これら作像材
料は、加熱、加圧、これらの組合せによって、又、トナ
ーの場合には、溶解によって基材に定着される。吸収／
浸透により、又冷却による定着は、インクジェットや熱
転写インクが代表的なものである。これらの材料の基材
への定着性の改善には、その後の取扱いで生じる像の汚
れ、カスレ、剥離による、不鮮明及び剥落を防止するこ
とが必要である。
【０００３】しかして用いられる基材としては、紙が一
般的であって、基材の定着特性の程度は、紙の材質、品
質によって変化することが知られている。又、ラベル
類、プラスチックフィルム類、金属箔類あるいは布類の
ような紙以外の基材に作像する要望もある。
【０００４】高分子バインダーと填料、又は、微細シリ
カ粉末がインクジェット記録紙及び光検出バーコード印
刷用の塗工された基材を作るのに用いられ、一般的に塗
工される塗工重量は、基材の面に３ｇ／ｍ２以上であ
る。
【０００５】これらの公知技術として、たとえば、米国
特許第４，４４０，８２７号では、インクジェット記録
及び光検出バーコード印刷用の無機填料と、水溶性高分
子バインダーの塗工層を有する記録紙を製造する方法を
提案している。その塗工は、２又は、それ以上の塗工工
程によって作られ、合成シリカ５０〜１００重量部を含
み無機填料１００重量部と水溶性高分子バインダー５〜
１８重量部からなり、一面当りの全塗工重量は１０ｇ／
ｍ２又は、それ以上であり、好ましくは、１０〜２５ｇ
／ｍ２であることが必要であるとしている。
【０００６】又、米国特許第４，４７８，９１０号で
は、水溶性高分子バインダーに微細シリカ粒子を含有す
る塗工層をもつベースシートを包含するインクジェット
記録紙を提案している。そのシートは、優れた光学濃度
と改善された鮮明な像をもつ高速記録用にとくに好適で
あり、その塗工重量は比表面積２００ｍ２／ｇ以上の微
細シリカ粒子と水溶性高分子バインダー（好ましくはポ
リビニルアルコール又は、その誘導体）を含有し、水溶
性高分子バインダーに対するシリカの好ましい固形分重
量割合は、約６０〜９５：４０〜５であり、基材の一面
への塗工重量は、３〜１２ｇ／ｍ２が好ましいとしてい
るが、例示された実際の塗工重量は、６〜１２ｇ／ｍ２
の範囲であるとしている。
【０００７】さらに、米国特許第４，２６９，８９１号
では、支持体とその上のインク吸収層を有する記録シー
トを提案している。そのインク吸収層は、白色填料とバ
インダー樹脂を填料／バインダーが０．２〜１０の重量
比で含有するインク吸収層のインク吸収能は、約１．５
〜１８．０ｍｍ／分でなければならないとしている。
又、塗工層の厚さは、好ましいインク吸収能を得るため
には少なくとも約３〜３０マイクロメータが好ましいと
もしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、像の汚
れ、しみ、あるいは、剥落などのないような塗工された
基材を得るためには、米国特許第４，４４０，８２７号
に、１回の塗工工程で形成された塗工を数回の繰返し塗
工工程で形成された類似の塗工と比較して、その塗工が
単一工程で形成されるならばインクジェット記録や光検
出バーコード印刷などに用いるには不満足であるとして
いるように、この特許を含めて従来のものでは、基材の
一面への塗工重量が３ｇ／ｍ２以上であり、６ｇ／ｍ２
以上であることが好結果を得るのに好適であるというよ
うに多量を必要とするという問題がある。したがって、
１回の塗工処理では所望の塗工が得られず、よい効果が
得られないという問題もあるものである。
【０００９】本発明は、定着性の低下や鉛筆などによる
筆記性が改善され、低い摩擦係数を有し、像の汚れ、カ
スレ、剥落などが抑制され、基材に対する定着性が改善
された塗工された基材及びその製造方法を提供すること
を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記問題
を解決し、前記目的を達成するために研究を重ねた結
果、微細シリカ粉末とバインダーとを特定割合に配合し
た組成物を基材に特定量塗工することによって目的を達
し得ることを見出して本発明を完成するに至った。すな
わち、本発明の第１の実施態様は、微細シリカ粉末５０
〜９５乾燥重量％及びバインダー５〜５０乾燥重量％か
らなる組成物を３．０ｇ／ｍ２より少ない塗工重量で塗
工されてなる塗工された基材であり、第２の実施態様
は、水中に微細に分散した固体シリカ５０〜９５乾燥重
量％及びバインダー５〜５０重量％からなる組成物を基
材面上に３．０ｇ／ｍ２より少ない塗工重量に塗工する
塗工された基材の製造方法である。
【００１１】本発明において使用する基材としては、
紙、ラベル、プラスチックフィルム、金属箔、又は、布
のような通常知られている基材が挙げられ、いずれにも
適用でき、基材は特定されないが、一般にステッキヒト
サイズ度７以上を有する紙が好ましい。なお、特殊な用
途として、像の偽造を防止し得るきわめて高度な安全性
が必要である財務証書や権利書があり、又、摩擦、汚
れ、剥れ、折り目、しわ、消去、テープピック及びかき
消しなどを防止し得、少々手荒らな取扱いに対して耐え
得るような文書類にも適用し得るものである。
【００１２】微細シリカ粉末としては、たとえば、Ｃａ
ｂｏＳｐｅｒｓｅ Ａ−１０５、Ｐ−１１７５、Ｓ−１
０９、Ｐ−１０１０（それぞれ商品名）、Ａｅｒｏｓｉ
ｌ１３０、２００、ＭＯＸ８０（いずれも商品名）など
が挙げられ、Ｒｏｓｉｎ−Ｒａｍｍｌｅｒ均等数の均一
係数ｎが１．０〜２．６の範囲であることが好ましく、
とくに、ＣａｂｏＳｐｅｒｓｅ Ｓ−１０９が好まし
く、これは、ＢＥＴ法によって測定された比表面積が９
０〜２７０ｍ２／ｇであり、Ｒｏｓｉｎ−Ｒａｍｍｌｅ
ｒ均等数のための均一係数が約１．２２を有するもので
ある。
【００１３】バインダーとしては、たとえば、ポリビニ
ルアルコール、カルボキシメチルセルロス、セルロース
エーテル、でん粉及びその誘導体、ゼラチン、アルブミ
ン、アラビアゴムアルキネート類、ポリアクリルアミ
ド、又は、ポリビニルピロリドン、あるいは、これらの
混合物が挙げられる。
【００１４】このような微細シリカ粉末５０〜９５乾燥
重量％とバインダー５〜５０乾燥重量％とを配合する。
水の含有量は、広く変更できるが、シリカとバインダー
の配合量は、前記割合内に保持するようにする。好まし
い配合割合は、水中に２０％の固形分で分散する微細シ
リカ粉末の約２５〜４５％、好ましくは３６％、バイン
ダーとして１０％溶液中の部分加水分解ポリビニルアル
コール５〜５０％、好ましくは２８％、及び、水約２５
〜４５％、好ましくは３６％を含有するようにする。こ
のようにして得られる組成物は、シリカ５０〜９５乾燥
重量％とバインダー５〜５０乾燥重量％の範囲内で変化
したものとして得られる。このような組成物に、水、又
は、極性溶媒を塗工するのにもつとも好適となるように
加えることができる。極性溶媒としては、たとえば、イ
ソプロパノール、エタノール、ブタノール及びこれらの
混合物のようなアルコール類が挙げられる。この他の添
加剤も添加することができ、たとえば、ナルコ１６２０
ＷＢ（商品名、ナルコケミカル社製）のような防腐剤、
ナルコ２３０８（商品名、ナルコケミカル社製）のよう
な消泡剤、ステマリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウ
ム、及び、ステアリン酸アミドのような滑剤、又は、小
麦でん粉、豆でん粉、及び、セルロースファイバのよう
なアンチオフセット化学物質などが挙げられる。
【００１５】このような割合に配合された本発明の組成
物は、基材面に、３．０ｇ／ｍ２より少ない塗工重量で
塗工されるものであって、基材面に０．４〜２．８ｇ／
ｍ２の範囲で塗工することが好ましく、１回の塗工処理
工程で塗工することが好ましい。塗工重量が３．０ｇ／
ｍ２より多くなると定着性（折畳んだり、こすったりす
る作用を受けるときのトナーの接着）が低下し、鉛筆受
容性が不十分となり、摩擦係数が増大してプリンター及
びスタッカーへの供給を困難とするからである。
【００１６】基材面への塗工は、フレキソ、グラビア、
リバースロール、エアナイフなどのような普通の方法が
適用できる。基材全面への塗工であっても、部分的の塗
工であってもよい。塗工後に、熱風の対流、マイクロ
波、又は、赤外線のような通常行なわれている手段によ
って乾燥処理を行なう。しかして、たとえば、レーザー
プリンターにおいて、基材として紙を使用した本発明の
塗工された基材を用いるときは、紙の水分含有量は、
４．２〜５％の範囲が望ましく、水分含有量が高過ぎる
と導電率が高くなる場合や、水分含有量が低過ぎて静電
気が形成される場合などを回避することができる。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の実施例を述べる。 実施例１ 微細シリカ粉末としてＣａｂｏ Ｓｐｅｒｓｅ Ｓ−１
０９（商品名）を３５．９５％、バインダーとして１０
％ Ｖｉｎｏｌ ５４０（商品名）を２８．１０％、及
び、水３５．９５％の配合割合で配合して組成物を調製
した。この組成物を、基材として、２４＃ＯＣＲボンド
を使用してこの両全面に、フレキソコーターによって
１．１ｇ／ｍ２／面の塗工重量で、５％の水分含有量に
塗工した。
【００１８】ロール状の塗工された基材は、ロール状あ
るいはシート状に切断され、ヒートセットインクで印刷
し、ゼロックス１０９０、５０５２、９７００（商品
名、すべて粉体トナー、熱ロール定着）、ＳＴＣ ６１
００（商品名、粉体トナー、常温定着）、及び、イオン
デポジション（粉体トナー、圧定着）を使用して試験し
た。
【００１９】トナー定着性を次のようにして評価した。
すなわち、 1) テープピックアップ：４インチのマジックテープ
（スリーエム社製スッコッチテープ（商品名）を試験す
べき印刷された面に貼付し、軽く指圧を加え、次にマジ
ックテープの表裏から適度の指圧で合計１０回まで、最
後に強く押さえ、マジックテープを印刷部分からゆっく
り剥した。マジックテープを他の試験部分に軽く貼付
し、注意深く取去って記録シートにのせる。
【００２０】2) スクラッチ：印刷部分をステンレス鋼
製スパチェラで前後に動かして適度の圧力を加えて、印
刷部分を短い時間で１０回ひっかいて行なう。
【００２１】3) クリース：基材を印刷面で内側に折曲
げて折目をつけ、再度広げて折曲げられた部分を軽い圧
力でひっかいて行なう。
【００２２】4) 評価：印刷された製品のトナー固定／
定着を１〜６のスケールで評価した。１が最高である
が、これらの数字は主観的であって、像の試験前後の状
態によるものである。
【００２３】1. トナーの脱落なし。
【００２４】2. テープ製品にのみ見られるわずかなト
ナー脱落あり。
【００２５】3. 画像の周囲から眼に見えるトナー脱落
あり。
【００２６】4. 標準以下の作像製品から少しのトナー
脱落あり。
【００２７】5. かなりのトナー脱落あり。
【００２８】6. 評価５より劣りトナーが定着しない。
【００２９】これらの各試験の結果を表１に示す。 実施例２ 実施例１と同様組成の組成物を通常のフレキソプレス上
の１１０アニロクスロールによって、２４＃ＯＣＲボン
ドに１″×５″スポットとして塗工した以外は実施例１
と同様に処理し、ついで、ＲＦドライヤで乾燥し、実施
例１と同様にして各試験を行なった。結果を表１に示
す。 実施例３ 実施例１と同様組成の組成物を６０＃ＯＣＲフェースス
トックと５０＃リリースライナーをもつラベルストック
面上に実施例２と同様にして塗工し、実施例１と同様に
して各試験を行なった。結果を表２に示す。 実施例４ 実施例１と同組成の組成物を６０＃ＯＣＲフェーススト
ックと５０＃リリースライナーをもつラベルのリリース
ライナーの裏面に実施例２と同様にして塗工し、実施例
１と同様にして各試験を行なった。結果を表２に示す。 比較例１〜３ ２４＃ＯＣＲボンド（比較例１）、６０＃ＯＣＲフェー
スストック（比較例２）、５０＃リリースライナー（比
較例３）を、組成物の塗工処理をせず、そのままの状態
で実施例１と同様にして各試験を行なった。結果を表
１、表２に示す。
【００３０】
【表１】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 作像 粘 着 性 装 置 溶融法 材料 クリース テープ スクラッチ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― ゼロックス1090 2Cトナー 熱ロール １ １ １ ゼロックス5052 2Cトナー 熱ロール １ １ １ 実施例 ゼロックス9700 2Cトナー 熱ロール １ １ １ ＳＴＣ 6100 2Cトナー 蒸 気 １ １ １ １ ＩＢＭ 3836 2Cトナー 熱ロール １ １ １ デルファックス 2Cトナー 圧 力 ２ １ ２ 2460 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― ゼロックス1090 2Cトナー 熱ロール ４ ３ ４ ゼロックス5050 2Cトナー 熱ロール ３ ３ ４ 比較例 ゼロックス9700 2Cトナー 熱ロール ３ ３ ４ ＳＴＣ 6100 2Cトナー 蒸 気 ２ ３ ３ １ ＩＢＭ 3836 2Cトナー 熱ロール ５ ４ ５ デルファックス 2Cトナー 圧 力 ４ ５ ５ 2460 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 実施例 ゼロックス1090 2Cトナー 熱ロール １ １ １ ２ ゼロックス5052 2Cトナー 熱ロール １ １ １ ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
【００３１】
【表２】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 作像 粘 着 性 装 置 溶融法 材料 クリース テープ スクラッチ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 実施例 ゼロックス1090 2Cトナー 熱ロール １ １ ２ ３ ゼロックス5052 2Cトナー 熱ロール １ １ ２ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 実施例 ゼロックス1090 2Cトナー 熱ロール １ １ ３ ４ ゼロックス5052 2Cトナー 熱ロール １ ２ ３ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 比較例 ゼロックス1090 2Cトナー 熱ロール ５ ４ ４ ２ ゼロックス5052 2Cトナー 熱ロール ５ ４ ４ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 比較例 ゼロックス1090 2Cトナー 熱ロール ６ ６ ６ ３ ゼロックス5052 2Cトナー 熱ロール ６ ６ ６ ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
【００３２】
【発明の効果】本発明は、微細シリカ粉末とバインダー
とを特定割合で配合した組成物を基材面に特定塗工重量
で塗工したものであるから、像の汚れ、ボケ、剥落を防
止し得、基材への定着性を改善し得、各種基材に安定し
た像を得られるものであって、きわめて優れた効果が認
められる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナンシー．ジー．ミッチェル アメリカ合衆国．14072．ニューヨーク 州．グランドアイランド．サウス．マー リン．237 (56)参考文献 特開 昭62−160277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−19389（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも熱可塑性樹脂と顔料を含むト
    ナーによって静電潜像を可視化する画像形成方法に使用
    する像形成のための基材において、 微細シリカ粉末５０〜９５乾燥重量％及びバインダー５
    〜５０乾燥重量％からなる組成物が３．０ｇ／ｍ２より
    少ない塗工重量で基材に塗工されたことを特徴とする塗
    工された基材。
  2. 【請求項２】 上記塗工された基材がステッキヒトサイ
    ズ度７以上を有する紙であることを特徴とする請求項１
    に記載の塗工された基材。
  3. 【請求項３】 上記組成物にイソプロパノール、エタノ
    ール、ブタノールからなる群より選択された少なくとも
    １以上のアルコールを溶媒として添加したことを特徴と
    する請求項１又は請求項２に記載の塗工された基材。
  4. 【請求項４】 少なくとも熱可塑性樹脂と顔料を含むト
    ナーによって静電潜像を可視化する画像形成方法に使用
    する像形成のための表面を塗工された基材の製造方法に
    おいて、 微細シリカ粉末５０〜９５乾燥重量％及びバインダー５
    〜５０乾燥重量％からなる組成物が３．０ｇ／ｍ２より
    少ない塗工重量で基材に塗工することを特徴とする塗工
    された基材の製造方法。
  5. 【請求項５】 上記製造方法に使用する基材がステッキ
    ヒトサイズ度７以上を有する紙であることを特徴とする
    請求項４に記載の塗工された基材の製造方法。
  6. 【請求項６】 上記製造方法に使用する組成物がイソプ
    ロパノール、エタノール、ブタノールからなる群より選
    択された少なくとも１以上のアルコールを溶媒として添
    加したことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の
    塗工された基材の製造方法。
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