JP3872092B1 - 再生粒子内添電子写真用転写紙 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原料パルプと填料とを主構成原料とする。そして、JIS P 8124に準拠した坪量を45〜70g/m2とし、前記填料として、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程を経て得られた、カルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で30〜82:9〜35:9〜35の質量割合で含有し、かつ、前記カルシウム、前記ケイ素及び前記アルミニウムの合計含有割合が90質量%以上である再生粒子を内添する。
【選択図】なし
Description
より具体的には、古紙(古紙パルプ)の高配合化、古紙の繰り返し使用による劣化した古紙パルプ繊維の使用に伴い、電子写真用転写紙の嵩の低下、表面強度、表面性の低下、不透明度の低下による裏抜けや隠蔽性の低下、用紙強度の低下などが問題となっている。
すなわち、特許文献1の方法で得られる再生粒子は、単なる製紙用粒子の回収に終始し、電子写真用転写紙用の再生粒子として使用するには品質が適さず、品質安定性に欠けるものであった。
〔請求項1記載の発明〕
パルプに填料を内添した電子写真用転写紙であって、
前記填料として古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、
前記主原料を脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程を経ることにより得られ、粉砕工程後に粒子を凝集させる工程を付加することなく下記組成となるように調整した再生粒子凝集体を、前記パルプに内添し、
JIS P 8124に準拠した坪量が45〜70g/m2であり、
紙中にJIS P 8251に基づく紙灰分として前記再生粒子凝集体を1〜30質量%含有させ、
JIS P 8149に基づく不透明度が80〜90%であり、
十点平均粗さ(Rz)を10.6〜16.6とし、
JIS P 8133(1976)で測定した熱水抽出pHが6.0〜9.5である、
ことを特徴とする再生粒子内添電子写真用転写紙。
(組成)
前記再生粒子凝集体は、再生粒子凝集体の構成成分がカルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で30〜82:9〜35:9〜35の質量割合で含有し、かつ、前記再生粒子凝集体の構成成分の内、前記カルシウム、前記ケイ素及び前記アルミニウムの合計含有割合が再生粒子凝集体構成成分中の90質量%以上である再生粒子凝集体。
なお、本発明でいう脱墨フロスとは、古紙パルプを製造する古紙処理工程において、主に、古紙に付着したインクを取り除く脱墨工程で、パルプ繊維から分離されるものをいう。
・ 本発明にかかる再生粒子内添電子写真用転写紙のJIS P 8124に準拠した坪量は、45〜70g/m2である。電子写真用転写紙のビジュアル化に伴うポスターやポップ、意匠物品の作成用途などへの多用途性が求められる中で、既存の電子写真転写装置への適用性を考慮した結果、坪量を45〜70g/m2の範囲内に収めることで、本発明の効果を好適に発揮することができる。すなわち、坪量45g/m2未満では、嵩が出にくく、電子写真転写適性が劣ってくる問題が生じ易く、他方、70g/m2を超えると、電子写真転写装置における搬送性、ソーター等での操作性が劣る問題が生じる。
・ 本発明で使用する再生粒子凝集体は、脱墨フロスを焼成して得られた循環使用可能なものなので、廃棄物としての埋立などの処分が不要となり、環境に優しく、省資源に貢献するものである。また、原料が古紙処理工程から発生する脱墨フロスであるため安価であり、新たな無機粒子の使用量を抑えることができるため、製造コストが削減される。
・ 本発明で使用する再生粒子凝集体は、カルシウムが酸化物換算で30質量割合以上とされているので、内添した紙(電子写真用転写紙)の白色度が高い。
・ 炭酸カルシウムには、六方結晶系のカルサイト結晶(方解石)や、斜方結晶系のアラゴナイト結晶(あられ石)などの同質異像があり、天然に産する石灰石はそのほとんどがカルサイト系で、貝殻類にはカルサイト結晶のほかアラゴナイト結晶がある。また、炭酸カルシウムには、天然には存在しないがバテライト系がある。脱墨フロスから得られるカルシウムは多種多様であるが、焼成凝集化することでほぼ均一の炭酸カルシウム性状となる。したがって、脱墨フロスを焼成することは、再生粒子凝集体そのものの品質安定性に寄与し、異なる成分で構成される凝集体でありながら、性状が安定した再生粒子凝集体が得られる。
・ 本発明の再生粒子凝集体は、ケイ素を含むところ、ケイ素からなるシリカの一次粒子は微細なので、光学的屈折率が高い。したがって、ケイ素が酸化物換算で9質量割合以上とされている本発明の再生粒子凝集体を填料として内添した紙(電子写真用転写紙)は、不透明度が高い。
・ 本発明の再生粒子凝集体は、微細な粒子が二次凝集した柔軟かつポーラスな性状を有するため、電子写真感光体を摩耗させる問題がなく、また、紙粉の発生が少ないため、紙粉による電子写真感光体の摩耗や、バックグランドかぶり、象の白抜け、給紙不良等のトラブルが極めて少ない。さらに、粒子が二次凝集性状を呈することによるものか、組成によるものか定かではないが、複写時のトナー定着性が炭酸カルシウムあるいはクレーを内添した市販品に比べて良好である。
・ JIS P 8133(1976)で測定した熱水抽出pHが6.0〜9.5に、好ましくは6.0〜8.8になるように製造することで、再生粒子凝集体中に内在する炭酸カルシウムの溶出が防止されて再生粒子凝集体の形状が安定し、また、水酸化カルシウムの生成が防止され、抄紙工程系内の汚れやスケールの発生を抑制し、紙(電子写真用転写紙)の劣化を抑制し、製紙用原料として資源循環を図ることができる。
・ pHが6.0未満であると紙(電子写真用転写紙)の劣化が著しいので、紙(電子写真用転写紙)の保存性と助剤の定着性とを維持するには、pH6.0以上(かつ、pH9.5以下)が好ましい。
前記原料パルプが、古紙パルプ50〜100質量%からなり、
導電剤を塗布して、JIS K 6911に準拠して測定した表面電気抵抗を109〜1011Ωとした、
請求項1記載の再生粒子内添電子写真用転写紙。
・ 本発明に使用する原料パルプとして、古紙パルプを50〜100質量%使用することで、バージンパルプの使用が削減され、資源が有効に使用された、資源循環型の電子写真用転写紙となる。古紙パルプの使用が50%未満では、環境(資源)循環性が高いとは言えず、また、再生粒子凝集体との併用による嵩高性やトナー定着性に寄与する効果を発揮し難い。
・ 再生粒子凝集体の有する多孔性と、柔軟な塊状による嵩高性と、トナー定着性と、更に一度抄紙され古紙処理工程を経て剛直性が低くなった古紙パルプを50%以上配合することと、の組合せにより、クッション性を醸し出す嵩高性を併せ持たせることで、電子写真用転写性を向上させることができる。
・ 近年の省資源化の進展で、古紙パルプが大量使用され、古紙パルプ中に含有される機械パルプの増加にともない樹脂分による粘着異物が発生し、特に中性領域においては樹脂成分が繊維から遊離しやすい状況であるが、再生粒子を内添することで、再生粒子の多孔性により粘着異物の肥大、デポジット発生が抑制されるという効果を発現する。
本形態の再生粒子内添電子写真用転写紙は、原料パルプと填料としての再生粒子凝集体とを主構成原料とする。そして、再生粒子凝集体は、脱墨フロスを主原料とし、脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程を経て得られる。さらに、脱墨フロスの凝集工程、造粒工程、各工程間に設けられる分級工程等を経てもよい。
本発明の再生粒子凝集体は、原料パルプに対して1〜30質量%とするのが好ましい。再生粒子が1質量%未満では、抄紙機におけるカレンダー処理において、平滑化の効果を受けにくくなり、再生粒子内添電子写真用転写紙の不透明性が低下し、プリントスルーの問題が発生する。また、紙の剛直度が高くなり、電子写真用複写機(印刷機)上での走行性に問題が生じる。また、トナー定着性の効果が得られない。
一方、再生粒子凝集体の添加量が30質量%を超えると、表面性や剛度の面では望ましいものとなるが、所望のサイズ効果を発現することができなくなるとともに、電子写真用複写機(印刷機)内での搬送に伴って填料等の灰分が脱落しやすくなり、ハイバックグランド(転写工程で感光体に付着した紙粉中の填料が現像部で現像剤に混入すると、トナーと填料が逆極性の場合、凝集体が形成され、この凝集体が非画線部に現像される)、及びディリーション(感光体の暗所での電気抵抗の低下により、正常な静電潜像が得られない)と呼ばれる現象の発生が多くなる。
表1に示した条件で再生粒子凝集体を製造し、この再生粒子凝集体を使用して再生粒子内添電子写真用転写紙を製造した。再生粒子凝集体及び再生粒子内添電子写真用転写紙の性状を表1及び表2に、電子写真用転写紙の評価を表3に、それぞれ示した。また、市販の電子写真用転写紙を試験紙として準備し、表2及び表3に、比較例5〜7として、以上の電子写真用転写紙と同様に、性状及び評価を示した。
〔(乾燥工程出口の)平均粒子径〕
X線マイクロアナライザーにて電子顕微鏡写真を撮影し、実測した。
〔(乾燥工程出口の)質量割合〕
4.7メッシュの篩にて2000μmを超える質量割合を、42メッシュの篩にて355μm未満の質量割合を測定し、焼成工程入口における質量割合を測定した。
〔ワイヤー磨耗性(再生粒子凝集体内磨耗性)〕
プラスチックワイヤー磨耗度(日本フィルコン製 3時間)、スラリー濃度2質量%で測定した。
〔生産性〕
原料の脱水効率、生産性、粉砕に必要な電力を4段階評価し、最も効率の良かった条件を◎、良かったものを○、効率、生産性、粉砕のいずれかに問題を見出したものを△、実操業困難なものを×とした。
〔品質安定性〕
所定の方法で得られた再生粒子凝集体の、白色度、粒径、一定時間間隔における生産量の各項目について、変動程度を測定し、変動が少ない順にランク付けを行い、上位10位までを◎、11位から22位を〇、23位から25位を△、それ以下を×とした。
〔見た目〕
目視で再生粒子の色を比較判断し、白色と灰色に区分した。
〔酸化物換算質量分析〕
X線マイクロアナライザー(EMAX・S−2150/日立堀場製)により酸化物換算の成分分析を、CaO、SiO2及びAl2O3それぞれについて行った。
〔平均粒子径〕
サンプル10mgをメタノール溶液8mlに添加し、超音波分散機(出力80ワット)で3分間分散させた。この溶液をコールターカウンター粒度分布測定装置(COULTER ELECTRONICS社製TA−II型)にて、50μmのアパチャーを用いて測定を行った。ただし、50μmのアパチャーで測定不可能なものについては200μmのアパチャーを使用して測定した。また、電解液は、ISOTON II(商品名:COULTER ELECTRONICS社製、0.7%の高純度NaCl水溶液)を用いた。
〔坪量〕
JIS P 8124に準拠した。
〔密度〕
JIS P 8118に準拠した。
〔再生粒子凝集体(粒子)配合割合(灰分)〕
JIS P 8251(温度525℃)に準拠した。
〔熱水抽出pH〕
JIS P 8133(1976)に準拠した。
〔(ベック)平滑度〕
JIS P 8119に準拠した。
〔(ハンター)白色度〕
JIS P 8148に準拠した。
〔(ハンター)不透明度〕
JIS P 8149に準拠した。
〔十点平均粗さ(Rz)〕
小坂研究所製の触針式三次元表面粗さ計を使用し、基準長さ2.5mm、評価長さ12.5mmの条件で測定した。なお、評価結果は、8ヶ所を測定した平均値である。
〔紙粉発生量〕
PPC複写機(5055、富士ゼロックス社製)で1000枚の紙を複写後測定した感光体上に付着した紙粉の質量である。良好な画質を長期にわたって維持するためには40mg以下、より好ましくは38mg以下であることが必要である。
〔重送〕
A4判の紙を抄紙と直角方向(CD方向)に2,500枚片面通紙した時の、重送の発生枚数で評価した。電子写真用転写紙としては、7枚以下が必要とされている。
〔カール〕
A4判の紙をCD方向に通紙して片面複写をした後、カール面を上にして平らな台の上に置き、四隅の中で最も台の面より高い値を測定し、10枚の平均値で評価した。電子写真用転写紙としては、3mm以下が望ましい。
〔製造安定性〕
抄紙機による電子写真用転写紙の製造にあたっては、各種の操業条件を適切に調整・監視しながら製造するが、そのときの操業安定性を、次に示すように5段階に評価した。なお、評価が2以下の場合、商業上の実用レベルには無く、転写紙の品質を一定以上に維持しつつ安定に製造を続けることが難しい。
5:抄紙機上の紙匹の状態が安定で、通常の製造条件で問題なく安定に製造できる。
4:抄紙機上の紙匹は概ね安定であり、操業条件の調整により安定に製造が行える。
3:抄紙機上の紙匹は多少不安定であるが、操業条件の調整により製造が可能である。
2:抄紙機上の紙匹の状態が不安定で、操業条件を調整してもしばしば断紙が発生する。
1:抄紙機上の紙匹の強度が低く、操業条件の調整による対応が難しく、頻繁に断紙が発生する。
〔トナー定着性〕
PPC複写機(5055、富士ゼロックス社製)で複写した光学濃度が約1.4の画像部に、市販の18mm幅粘着テープ(セロハンテープ、ニチバン社製)を、平坦な金属板上で、金属製の直径102mm、面長250mm、7500gのロールにて、300g/cmの線圧で貼付け、1cm/秒の速度で剥離した際の、剥離前の画像濃度に対する剥離後の画像濃度の比である。電子写真用転写紙としては、剥離前の画像濃度に対する剥離後の画像濃度の比で0.7以上のトナー定着性が必要とされている。なお、画像濃度の測定にはマクベス反射型濃度計(Macbeth社製:RD−918)を使用した。トナー定着性を評価するための指標として以下に示す剥離前の画像濃度に対する剥離後の画像濃度の比を用いた。
剥離前の画像濃度に対する剥離後の画像濃度の比 = 剥離後の画像濃度 / 剥離前の画像濃度
〔静摩擦〕
JIS P 8147に準じて測定を行った。電子写真用転写紙において、紙の表面と裏面とを横方向(CD方向)同士でこすった際静摩擦を測定し評価した。電子写真用転写紙としては、0.45〜0.75が望ましい。
表2中のCaO、SiO2、Al2O3は、粒子構成成分中の3成分の比率を、表2中の「合計含有率」は、粒子中の3成分の合計含有率を示す。
Claims (2)
- パルプに填料を内添した電子写真用転写紙であって、
前記填料として古紙処理工程から排出される脱墨フロスを主原料とし、
前記主原料を脱水工程、乾燥工程、焼成工程及び粉砕工程を経ることにより得られ、粉砕工程後に粒子を凝集させる工程を付加することなく下記組成となるように調整した再生粒子凝集体を、前記パルプに内添し、
JIS P 8124に準拠した坪量が45〜70g/m2であり、
紙中にJIS P 8251に基づく紙灰分として前記再生粒子凝集体を1〜30質量%含有させ、
JIS P 8149に基づく不透明度が80〜90%であり、
十点平均粗さ(Rz)を10.6〜16.6とし、
JIS P 8133(1976)で測定した熱水抽出pHが6.0〜9.5である、
ことを特徴とする再生粒子内添電子写真用転写紙。
(組成)
前記再生粒子凝集体は、再生粒子凝集体の構成成分がカルシウム、ケイ素及びアルミニウムを、酸化物換算で30〜82:9〜35:9〜35の質量割合で含有し、かつ、前記再生粒子凝集体の構成成分の内、前記カルシウム、前記ケイ素及び前記アルミニウムの合計含有割合が再生粒子凝集体構成成分中の90質量%以上である再生粒子凝集体。 - 前記パルプが、古紙パルプ50〜100質量%からなり、
導電剤を塗布して、JIS K 6911に準拠して測定した表面電気抵抗を109〜1011Ωとした、
請求項1記載の再生粒子内添電子写真用転写紙。
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