JP3563945B2

JP3563945B2 - 電子写真用転写紙

Info

Publication number: JP3563945B2
Application number: JP33858497A
Authority: JP
Inventors: 亮介中西; 清細井; 智文時吉; 勝加藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp; Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: US6280830B1; JPH11174713A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式間接電子写真方式のフルカラー又はモノクローム複写機、プリンター等に用いる白紙光沢が高く、かつ走行性、特に高湿度環境下における走行性に優れた電子写真用転写紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機、プリンターのカラー化、高速化、高画質化が進んでいる。また、オンデマンド出版物の分野では、より手軽に小部数を出版する分野にカラー複写機やプリンターが対応することが可能となり、この種の印刷物を複写機やプリンターで作製する動きが顕著になってきた。
【０００３】
一般にグロス系コート紙とよばれる高白紙光沢を有する塗被紙は、通常、平均粒子径２μｍ以下の顔料を各種コータで基紙の片面あたり１０ｇ／ｍ^２以上塗布し、その後、カレンダー掛けにより表面を平滑化して製品を得ている。これらの高い白紙光沢を有する塗被紙は、通常、商業用印刷の分野で用いられてきたが、複写機、プリンターにおいても、従来より鮮やかな画像を得るために、従来のＰＰＣ用紙やプリンター用紙に代えて上記の塗被紙を用いるケースが増えてきた。
【０００４】
複写機やプリンターは、使用紙を機械本体内部のトレイや本体外部に設置された手差しトレイに入れて印字部に供給する。しかし、印刷用の高白紙光沢の塗被紙は、梅雨時の高湿度の環境下で通紙すると、紙と紙が貼り付いて供給できない、いわゆるミスフィードが生ずる。その原因は、印刷用塗被紙の堆積状態での紙間摩擦係数が、高湿度の環境下では非常に大きくなることにある。これらの塗被紙は、通常、複写機やプリンターに用いる塗被紙に比べて高平滑であり、また塗被層が存在するため、水分の吸収性が低い。それ故、高湿度の環境下では、塗被層表面についた水分が容易に吸収されず、用紙表面に吸着されると考えられる。この過剰な吸着水は塗被層が平滑なものほど他面と密着しやすくなる。吸着水の表面張力、水素結合などにより、紙と紙が貼り付いて静摩擦係数を上昇させ、走行性を妨げているものと考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記の問題を解消し、高白紙光沢、高平滑を有する塗被紙の高湿度の環境下における走行性を改善した電子写真用転写紙を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、高白紙光沢、高平滑を有する塗被紙が持つ上記の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記の構成を採用することにより、その解決が可能であることを見出した。
【０００７】
（１）基材の両面に顔料と接着剤を主成分とする塗被層を設けてなる電子写真用転写紙において、光沢度（ＪＩＳＰ−８１４２，７５度白紙光沢度）が５５％以上で、かつ包装紙を開封して２８℃、８５％ＲＨの雰囲気に５分間放置したときに、次式で表される特性を有することを特徴とする電子写真用転写紙。
０．８≦ＣＡ／Ｄ≦３．５
式中、ＣＡ（μｍ）＝（放置後の紙厚）−（放置前の紙厚）、
Ｄ（ｇ／ｃｍ^３）＝転写紙の密度（ＪＩＳＰ−８１１８）
【０００８】
（２）前記転写紙の密度（ＪＩＳＰ−８１１８）が０．９５〜１．２０ｇ／ｃｍ^３の範囲にあることを特徴とする前記（１）記載の電子写真用転写紙。
（３）開封直後の紙中水分率が４〜６．５％の範囲にあることを特徴とする前記（１）又は（２）記載の電子写真用転写紙。
【０００９】
【発明の実施の形態】
塗被紙の走行性を改善するためには、塗被層の表面粗さを２．０μｍ以下、紙間の静摩擦係数の標準偏差を０．０５以下に調整する方法が提案されている（特開昭６２─１９８８７５号公報）が、高湿度下において、紙間の水が走行不良をもたらすとの認識もなく、水の表面張力に起因するとの認識もない。また、塗被紙の王研式平滑度が６０〜３００秒、透気度が１０〜９０秒の範囲に調整することにより、高湿度下での走行不良を改善する方法が提案されている（特開平８─１７１２２６号公報）が、この条件では白紙光沢度が５５％以上の塗被紙を製造することができない。
【００１０】
そこで、本発明者等は、吸着水による密着性により走行不良をきたすような、５５％以上の白紙光沢度を有する高平滑、高透気度の塗被紙においては、高湿環境下でミスフィードを改善するために、密着性を高める紙間の過剰な吸着水を制御して、紙間の静摩擦係数を低減することに着目した。この高湿での用紙の密着は、白紙光沢度が高く、平滑度の高い塗被紙ほど顕著に現れる。一般に、過剰な吸着水を制御するには、塗被層内部への水の浸透性を大きくすることが考えられる。しかし、本発明者等の実験によると、塗被層の空隙率を増加して、水の内部浸透性を単純に高めると、塗被層の強度が低下し、トナー定着の際に加熱ロールに塗被層が取られて剥離したり、また、プリント後に例えば紙を折り曲げたり、表面を何かでこすったりして塗被層が剥離して、画像の欠落を起こすため、実用に耐えるものではなかった。
【００１１】
本発明者等は、さらに検討を重ねた結果、この用紙間の強固な密着に塗被紙自体の膨張が寄与していることを見出した。即ち、高湿下の状態において、塗被層表面に水が吸着する。この場合、紙と紙は密着しているが、水は吸着しただけの状態であり、他面に影響していないと考えられる。しかし、前記水の吸着に加えて、塗被紙の基紙の繊維部分に湿気が侵入すると繊維が膨張する。塗被紙間に面する塗被層表面に吸着している水は、前記繊維の膨張により、紙間で密着を強固にすると考えられる。その結果、塗被紙と塗被紙が貼り付いた状態となり、紙間の静摩擦係数が上昇する。この現象は、最初に紙の端部で起こり、影響の範囲を徐々に拡大していく。
【００１２】
以上のように、高湿下での強固な密着は、塗被紙表面の吸着水の量と、塗被紙自体の膨張の両方の因子が存在して初めて起こる現象である。また、この現象は、両方の因子のバランスが非常に重要となる。
そこで、本発明では、膨張量と塗被紙の密度の比を、高湿下における走行性の安定化因子として採用し、膨張量は、実際の用紙の使用状態に最も近い状態を考慮して、２８℃、８５％ＲＨの環境下に５分間放置するときの膨張量を採用した。
【００１３】
低密度の塗被紙は、高密度の塗被紙に比べ、塗被層表面及び塗被層断面から湿気が基材の繊維の中に入り易い状態にある。したがって、低密度の塗被紙は、膨張量が大きく、相対的に塗被紙表面の吸着水量は少ない状態にある。逆に、高密度の塗被紙は、膨張量が小さく、相対的に塗被紙表面の吸着水量は多い状態にある。
【００１４】
そこで、本発明者等は、膨張量と塗被紙の密度との比に対する走行性の関係を調べたところ、膨張量と前記密度の比を０．８〜３．５の範囲に調整することにより、初めて両方の因子のバランスをとることができ、高湿での用紙間の密着を抑制して良好な走行性を確保できることを見出した。膨張量と前記密度の比が０．８より小さいと、前記密度が高すぎ、吸着水の量が多くなるため、僅かの塗被紙の膨張でも紙間が強固に密着する。また、膨張量と前記密度の比が３．５より大きいと、吸着水の量は少なくなるが、膨潤量が大きくなりすぎるため、紙間が強固に密着する。
【００１５】
また、塗被紙の密度が１．２０ｇ／ｃｍ^３より大きくなると、塗被紙の紙間静摩擦係数が大きくなり、紙間が強固に密着され易い状態になる。その理由は、このような密度の塗被紙は、通常、高光沢度及び高平滑度を確保するために、スーパーカレンダー処理を施している。その結果、塗被層自体の密度が高く、塗被層表面に吸着した水の内部への移動が抑制され、塗被層表面に残留する水の量が多くなる。したがって、塗被層自体の膨張を極力抑制しても、わずかな膨張で紙間が強固に密着されることが分かった。なお、前記密度を０．９５ｇ／ｃｍ^３より小さくすると、白紙の光沢度を５５％以上にすることが実操業上不可能である。
【００１６】
さらに、開封直後の紙中水分率は、４〜６．５％の範囲に制御することが望ましい。該水分率が４％より低いと、高湿環境下で平衡水分の差から波打ちが発生する。また、６．５％より高いと、塗布時にブロッキングが、カレンダー時にダスティングが、また、コピー後にはカールが発生し、これらを抑制することはできない。
【００１７】
本発明の塗被紙の基紙に使用するパルプは、特に限定されるものではないが、通常の一般塗被紙の基紙に用いられるパルプ、例えは、サルファイトパルプ、クラフトパルプ、セミケミカルパルプ、ケミグラウンドパルプ、砕木パルプ、リファイナーグラウンドパルプ、サーモメカニカルパルプ等を単独で又は複数組み合わせて使用することができる。
【００１８】
また、本発明に係る基紙には、塗被特性を良くし、塗被後の不透明度及び白色度を調整するために、填料を使用することができる。ここで使用する填料としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオリン、焼成クレー、パイオロフェライト、セリサイト、タルク等の珪酸類、二酸化チタン等の無機填料、及び、尿素樹脂、スチレン樹脂等の有機顔料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの填料の配合量は、特に限定されることはないが、３〜２０重量％、より好ましくは５〜１５重量％の範囲が適当である。
【００１９】
本発明に係る基紙に使用するサイズ剤等の各種薬品は、内添又は外添により使用することができる。サイズ剤としては、ロジン系サイズ剤、合成サイズ剤、石油樹脂系サイズ剤、中性サイズ剤等の挙げることができ、硫酸バンド、カチオン化澱粉等、適当なサイズ剤、繊維及び定着剤を組み合わせて使用することができる。電子写真方式の複写機、プリンター等におけるコピー後の用紙保存性を考慮すると、中性サイズ剤、例えばアルケニル無水コハク酸系サイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、中性ロジン、石油系サイズ、オレフィン系樹脂、スチレン・アクリル系樹脂等を挙げることができる。
【００２０】
本発明の塗被紙は、表面電気抵抗値を調整するために、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化錫、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機物や、アルキルリン酸エステル塩、アルキル硫酸エステル塩、スルホン酸ナトリウム塩、第４級アンモニウム塩等の有機物を単独で又は混合して使用することができる。この他に、紙力増強剤、染料、ｐＨ調整剤等、通常の塗被紙の基紙に配合される各種助剤を適宜使用することができる。
【００２１】
本発明の塗被紙の塗被層に用いる顔料は、通常、塗被紙に用いられる顔料、例えば、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、サチンホワイト、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、非晶質シリカ、コロイダルシリカ、ホワイトカーボン、カオリン、焼成カオリン、デラミネーテッドクレー、アルミノ珪酸塩、セリサイト、ベントナイト、スメクタイト等の鉱物質顔料、ポリスチレン樹脂微粒子、尿素ホルムアルデヒド樹脂微粒子、微小中空粒子、その他の有機系顔料等を単独で又は複数組み合わせて使用することができる。
【００２２】
本発明の塗被紙に用いる接着剤としては、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の共重合体、及びポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、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、酸化デンプン、エステル化デンプン、酵素変性デンプンやそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性デンプン、カゼイン、大豆たんぱく等の天然系接着剤等の公知の接着剤を挙げることができる。
【００２３】
これらの接着剤は、顔料１００重量部あたり５〜５０重量部、より好ましくは１０〜３０重量部の範囲で使用される。また、必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤等、通常塗被紙用顔料に配合する各種助剤が適宜使用される。
【００２４】
このようにして調製された塗被組成物は、一般の塗被紙製造に用いられる塗被装置、例えは、ブレードコータ、エアナイフコータ、ロールコータ、リバースロールコータ、バーコータ、カーテンコータ、ダイコータ、グラビアコータ等を用い、オンマシン又はオフマシンによって基紙上に一層又は多層に分けて乾燥重量で片面に８〜５０ｇ／ｍ^２程度塗被される。
【００２５】
塗被後の平滑化処理は、通常用いられる平滑化装置、例えば、スーパーカレンダー、マシンカレンダー、ソフトニップカレンダー等で行われ、白紙の光沢度（ＪＩＳＰ８１４２）５５％以上、転写紙の仕上がり密度を０．９５〜１．２０ｇ／ｃｍ^３の範囲、好ましくは１．００〜１．１５ｇ／ｃｍ^３の範囲になるように仕上げられる。
【００２６】
また、開封直後の製品水分率は、４〜６．５％の範囲、好ましくは４．５〜６．０％の範囲になるように抄紙機及びコータのドライヤー工程、カレンダー工程等で調整される。また、保管時に吸脱湿が起こらないように、ポリエチレンラミネート紙等の防湿包装紙やポリプロピレンフィルムで包装することが望ましい。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を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。
〔実施例１〕
市販の坪量８１．０ｇ／ｍ^３、密度０．７３ｇ／ｃｍ^３の基紙を用い、塗被組成物の顔料成分１００重量部に対し、軽質炭酸カルシウム（奥多摩工業（株）製、ＴＰ−２２２Ｈ）を２０重量部、カオリン（エンゲルハード（株）製、ウルトラホワイト９０）を８０重量部、接着剤として酸化デンプン（王子コーンスターチ（株）製、王子エースＢ）を６重量部と合成接着剤（日本合成ゴム（株）製ＪＳＲ０６６８）を９重量部、及び、分散剤（東亜合成（株）製、アロンＴ−４０）を０．３重量部配合して塗被組成物を調製し、片面１５ｇ／ｍ^２の塗被組成物をバーコータで両面に塗被した後、スーパーカレンダーで白紙の光沢度（ＪＩＳＰ−８１４２）を約６０％、紙中水分率（ＪＩＳＰ−８１２７）を５％になるように平滑化処理して電子写真用転写紙を得た。
【００２８】
〔実施例２〕
市販の坪量８１．０ｇ／ｍ^３、密度０．７３ｇ／ｃｍ^３の基紙を用い、塗被組成物の顔料成分１００重量部に対し、軽質炭酸カルシウム（奥多摩工業（株）製、ＴＰ−２２２Ｈ）を１００重量部、接着剤として酸化デンプン（王子コーンスターチ（株）製、王子エースＢ）を１０重量部と合成接着剤（日本合成ゴム（株）製ＪＳＲ０６６８）を３重量部、及び、分散剤（東亜合成（株）製、アロンＴ−４０）を０．５重量部配合して第１の塗被組成物を調製し、前記基紙に対して片面５ｇ／ｍ^２の第１の塗被組成物をバーコータで両面に塗被した。さらに、塗被組成物の顔料成分１００重量部に対し、軽質炭酸カルシウム（奥多摩工業（株）製、ＴＰ−２２２Ｈ）を２０重量部、カオリン（エンゲルハード（株）製、ウルトラホワイト９０）を８０重量部、接着剤として酸化デンプン（王子コーンスターチ（株）製、王子エースＢ）を６重量部と合成接着剤（日本合成ゴム（株）製ＪＳＲ０６６８）を９重量部、及び、分散剤（東亜合成（株）製、アロンＴ−４０）を０．３重量部配合して第２の塗被組成物を調製し、前記塗被紙に対して片面１０ｇ／ｍ^２の第２の塗被組成物をバーコータで両面に塗被した。その後、スーパーカレンダーで白紙の光沢度（ＪＩＳＰ−８１４２）を約６０％、紙中水分率（ＪＩＳＰ−８１２７）を５％になるように平滑化処理して電子写真用転写紙を得た。
【００２９】
〔実施例３〕
実施例１において、基紙を市販の坪量１２７．９ｇ／ｍ^３、密度０．７１ｇ／ｃｍ^３のものに変更した以外は、実施例１と同様にして電子写真用転写紙を得た。
【００３０】
〔実施例４〕
実施例３において、スーパーカレンダー後の白紙の光沢度（ＪＩＳＰ−８１４２）を約６５％に変更した以外は、実施例３と同様にして電子写真用転写紙を得た。
【００３１】
〔実施例５〕
実施例１において、使用する基紙に予めカレンダー処理を施して密度を０．８２ｇ／ｃｍ^３に変更した以外は、実施例１と同様にして電子写真用転写紙を得た。
【００３２】
〔実施例６〕
実施例１において、塗被する塗被組成物の顔料成分１００重量部に対し、軽質炭酸カルシウム（奥多摩工業（株）製、ＴＰ−２２２Ｈ）を４０重量部、カオリン（エンゲルハード（株）製、ウルトラホワイト９０）を６０重量部、接着剤として酸化デンプン（王子コーンスターチ（株）製、王子エースＢ）を６重量部と合成接着剤（日本合成ゴム（株）製ＪＳＲ０６６８）を９重量部、及び、分散剤（東亜合成（株）製、アロンＴ−４０）を０．３重量部配合した塗被組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして電子写真用転写紙を得た。
【００３３】
〔比較例１〕
実施例１において、スーパーカレンダー処理後の白紙の光沢度（ＪＩＳＰ−８１４２）が約７０％になるようにカレンダー処理を施した以外は、実施例１と同様にして電子写真用転写紙を得た。
【００３４】
〔比較例２〕
実施例３において、スーパーカレンダー処理後の白紙光沢度（ＪＩＳＰ−８１４２）が約７５％になるようにカレンダー処理を施した以外は、実施例３と同様にして電子写真用転写紙を得た。
【００３５】
〔比較例３〕
実施例５において、スーパーカレンダー処理後の白紙光沢度（ＪＩＳＰ−８１４２）が約７０％になるようにカレンダー処理を施した以外は、実施例５と同様にして電子写真用転写紙を得た。
【００３６】
〔比較例４〕
実施例１において、スーパーカレンダー処理後の紙中水分率（ＪＩＳＰ−８１２７）が３％になるようにカレンダー処理を施した以外は、実施例１と同様にして電子写真用転写紙を得た。
【００３７】
〔比較例５〕
市販の印刷用塗被紙（王子製紙（株）製、ＯＫ特アート）をそのまま比較例５の電子写真用転写紙として用いた。
【００３８】
〔比較例６〕
市販の印刷用塗被紙（王子製紙（株）製、ＯＫトップコート）をそのまま比較例６の電子写真用転写紙として用いた。
【００３９】
〔比較例７〕
市販の印刷用塗被紙（日本加工製紙（株）製、ＮＫハイコート）をそのまま比較例７の電子写真用転写紙として用いた。
【００４０】
（品質評価）
実施例１〜６及び比較例１〜７の電子写真用転写紙について、坪量、密度、白紙光沢度、膨張量、及び、紙中水分率を下記の方法で測定し、かつ、下記の走行トラブル試験、及び、波打ち評価を行った。結果は表１及び２に記載した。
【００４１】
（坪量の測定）
電子写真用転写紙の坪量は、ＪＩＳＰ−８１２４の方法で測定した。
（密度の測定）
電子写真用転写紙の密度は、ＪＩＳＰ−８１１８の方法で測定した。
（白紙光沢度の測定）
電子写真用転写紙の白紙光沢度は、ＪＩＳＰ−８１４２にしたがって、角度７５°で測定した。
【００４２】
（膨張量の測定）
膨張量は、電子写真用転写紙を２８℃、８５％ＲＨの環境下に５分間放置したときの、放置前後の電子写真用転写紙の紙厚（ＪＩＳＰ−８１１８で測定）の差を求めた。
（開封直後の紙中水分率）
開封直後の紙中水分率は、ＪＩＳＰ−８１２７の方法で測定した。
【００４３】
（走行性試験）
電子写真用転写紙の走行性評価は、富士ゼロックス（株）製の乾式間接電子写真複写方式デジタルカラー複写機Ｄｏｃｕｃｏｌｏｒ４０４０を用い、２８℃、８５％ＲＨの環境下で実施した。給紙サンプルは、包装開封後、直ちに複写機の手差しトレイに置き、１０００枚走行させ、その時のミスフィード、紙詰まり及び重走の発生回数の合計を走行トラブル数としてカウントした。
【００４４】
（波打ち評価）
給紙サンプルは、包装開封後、２８℃、８５％ＲＨの環境下に５分放置したときの波打ちを評価した。評価基準は下記の４段階とした。
Ａ：全く波打ちが生じないもの、
Ｂ：波打ちが若干生じたもの、
Ｃ：波打ちが生じたが、許容できるもの、
Ｄ：波打ちが著しく、走行に支障を来すもの。
【００４５】
【表１】

【００４６】
【表２】

【００４７】
（結果）
表１及び表２から明らかなように、実施例１〜６の転写紙は、５５％以上の白紙光沢度を有しているにもかかわらず、高湿環境下での走行トラブルがほとんどなく良好であった。これに対して、比較例１〜３の転写紙は、膨張量と密度の比が０．３〜０．７と小さいために、高湿環境下での走行トラブルが多く走行性が劣っていることが分かる。また、比較例４の転写紙は、開封直後の紙中水分率が３．１％と低いため、高湿環境下での波打つが著しく、紙詰まり等の走行トラブルを起こした。また、市販の塗被紙である比較例５及び６は、膨張量と密度の比が０．２と０．３と小さすぎて走行トラブルが非常に多くなった。さらに、市販の塗被紙である比較例７は、膨張量と密度の比が３．６と大きすぎたため、走行トラブルが非常に多くなった。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、上記の構成を採用することにより、白紙光沢度が高いにもかかわらず、高湿環境下での優れた走行性能を有する電子写真用転写紙を提供することができ、複写機やプリンター等の高速化、高画質化に大きく寄与することができるようになった。

Claims

基材の両面に顔料と接着剤を主成分とする塗被層を設けてなる電子写真用転写紙において、光沢度（ＪＩＳＰ−８１４２，７５度白紙光沢度）が５５％以上で、かつ包装紙を開封して２８℃、８５％ＲＨの雰囲気に５分間放置したときに、次式で表される特性を有することを特徴とする電子写真用転写紙。
０．８≦ＣＡ／Ｄ≦３．５
式中、ＣＡ（μｍ）＝（放置後の紙厚）−（放置前の紙厚）、
Ｄ（ｇ／ｃｍ^３）＝転写紙の密度（ＪＩＳＰ−８１１８）
前記転写紙の密度（ＪＩＳＰ−８１１８）が０．９５〜１．２０ｇ／ｃｍ^３の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の電子写真用転写紙。
開封直後の紙中水分率が４〜６．５％の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２記載の電子写真用転写紙。