JP4370930B2 - 画像記録体及びカードの製造方法 - Google Patents
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Description
また、ICカード、磁気カード、光カード、あるいはこれらが組み合わさったカードなど、所定の情報を納め、外部装置と接触又は非接触に交信可能な情報媒体の表面印刷にも多く用いられている。
しかし、膜厚の薄い絶縁物であっても、転写するトナーの量が多量であったり、印加電圧が低い、低温な環境である、などの条件によりトナーが転写不良となり、画像欠陥が生じる問題があった。
すなわち、本発明は、膜厚が厚いとの条件、更にそれに加えてトナー量が多い、印加電圧が低い、低温な環境である、などの条件によっても転写不良が起こらず定着性にも優れ、高解像度の画像形成が可能な画像記録体、及びこれを用いたカードの製造方法を提供することを目的とする。
<1> 電子写真方式によりトナー画像が転写・定着される画像記録体であって、その画像記録体の基体が熱可塑性樹脂を主成分としてなり、画像記録体の体積抵抗率が1×107〜1×1014Ω・cm、表面抵抗率が1×108〜1×1015Ω/□であり、全体の厚さが150μm以上であることを特徴とする画像記録体である。
<2> 全体の厚さが250μm以上であることを特徴とする前記<1>に記載の画像記録体である。
<3> 全体の厚さが5000μm以下であることを特徴とする前記<1>又は<2>に記載の画像記録体である。
<4> 前記基体が導電性付与剤を含んでなることを特徴とする前記<1>に記載の画像記録体である。
<5> 前記導電性付与剤がポリエーテルエステルアミド又はポリエーテルエステルアミドを含む組成物であることを特徴とする前記<4>に記載の画像記録体である。
<6> 前記熱可塑性樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする前記<1>に記載の画像記録体である。
<7> 前記熱可塑性樹脂が透明性を有する樹脂であることを特徴とする前記<1>に記載の画像記録体である。
<8> 前記透明性を有する樹脂が、エチレングリコールと、テレフタル酸と、1,4−シクロヘキサンジメタノールと、を少なくとも共重合させたポリエステル樹脂であることを特徴とする前記<7>に記載の画像記録体である。
<9> 少なくとも片面上に画像受像層が形成されたことを特徴とする前記<1>に記載の画像記録体である。
<10> 少なくとも片面にマット剤を含有する層を有することを特徴とする前記<1>に記載の画像記録体である。
<11> 少なくとも最表層の表面抵抗率が1×108〜1×1015Ω/□であることを特徴とする前記<1>に記載の画像記録体である。
<12> ヒートシール性を有することを特徴とする前記<1>に記載の画像記録体である。
<13> 前記<1>〜<12>のいずれか1項に記載の画像記録体を用い、電子写真方式により画像を形成することを特徴とするカードの製造方法である。
<14> 前記<12>に記載の画像記録体に電子写真方式によって画像を形成し、印刷面を内側にして基板に貼り合せることにより製造することを特徴とする前記<13>に記載のカードの製造方法である。
<体積抵抗率>
本発明の画像記録体は、体積抵抗率が1×107〜1×1014Ω・cmであることを特徴とし、更に1×107〜1×1013Ω・cmであることがより好ましく、1×108〜1×1012Ω・cmであることが特に好ましい。体積抵抗率が1×107Ω・cmより小さいと、転写された未定着トナーの電荷を保持することができなくなるため、トナー同士の静電的反発や画像エッジ付近のフリンジ電界の力によって、画像の周囲にトナーが飛散してしまい、ノイズの大きい画像が形成されることがある。また、1×1014Ω・cmより大きいと、転写電界が小さくなりトナーの転写効率が小さくなるため転写不良となる。
なお、体積抵抗率を調整する方法として、後述するように導電性付与剤を用いることができる。
ρ=19.6×(100/I)×t
請求項3に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
また、本発明の画像記録体は、画像劣化を防止するため、その表面抵抗率が1×108〜1×1015Ω/□の範囲であることを特徴とし、更に1×109〜1×1014Ω/□であることがより好ましく、1×1010〜1×1012Ω/□であることが特に好ましい。表面抵抗率が1×108Ω/□より小さいと、転写された未定着トナーの電荷を保持することができなくなるため、トナー同士の静電的反発や画像エッジ付近のフリンジ電界の力によって、画像周囲にトナーが飛散してしまい、ノイズの大きい画像が形成されることがある。また、1×1015Ω/□より大きいと、転写電界が小さくなりトナーの転写効率が小さくなるため転写不良となる。
なお、表面抵抗率を調整する方法としては、体積抵抗率の場合と同様に、後述の導電性付与剤を用いることができる。
本発明の画像記録体の基体は熱可塑性樹脂を主成分としてなり、導電性付与剤を含有することが好ましく、また界面活性剤等を含有させることもできる。
熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリプロピレン樹脂などを用いることができる。現状では、機械的、電気的、物理的、化学的特性、加工性など総合的にみてポリエステル樹脂が好ましく、より好ましくは、非結晶性ポリエステル樹脂である。
また、熱可塑性樹脂は白色顔料などを混合することにより白色化することもできる。しかしながら、導電性付与剤を添加することで透明性が失われる場合などは、白色顔料を混入しなくても不透明化できる場合もある。
なお、熱可塑性樹脂は、基体中において50質量%以上含有していることが好ましい。
導電性付与剤としてはカーボンブラック、炭素繊維等のカーボン系、金属酸化物、金属微粉末等の金属系などの種々の導電性フィラーを用いることができ、導電性フィラーの具体例としては、ZnO、TiO、TiO2、SnO2、Al2O3、In2O3、SiO、SiO2、MgOを挙げることができる。
また、導電性付与剤を添加しても樹脂の発色性を損なうことのない導電性の高分子、いわゆる高分子型の帯電防止剤も好ましい。この材料の特徴は、少量で繊維上の導電性回路が形成されるため導電性能が損なわれにくく添加量も少なくすむことであり、上記帯電防止剤の中でも、ポリエーテルエステルアミドを中心とするポリアミド系エラストマーが特に好ましく用いることができる。これらは単独で使用してもよく、また複合酸化物として使用してもよい。
なお、導電性付与剤の他に、界面活性剤等を含有させることによっても、体積抵抗率及び表面抵抗率を調整することができる。
本発明の画像記録体は、前記熱可塑性樹脂に前記導電性付与剤を添加し、溶融混練した後、押し出し成形等の手段でシート化することによって製造することができる。
なお、本発明の画像記録体は、少なくとも片面に画像受像層を有していることが望ましく、また必要に応じてその他の機能層、例えば、耐光性制御層、耐熱性制御層、難燃性制御層、抗菌性制御層等を設けることができる。また、これらの層に用いられる機能性材料を画像記録体の製造時に混合することもできる。
ここで、図3に、基体1の片面に画像受像層2を設けた本発明の画像記録体の斜視図を示す。
画像受像層は、転写性や画像定着性の制御、画像の定着時、定着部材への付着、巻きつきを防止するために構成される。材料は帯電制御するための帯電制御剤や低付着材料である天然ワックスや合成ワックス、あるいは離型性樹脂、反応性シリコーン化合物、変性シリコーンオイルなどの離型性材料を含有した樹脂から構成される。
その他に熱硬化性樹脂でも架橋によって硬化し耐熱性を有する樹脂であれば、使用できる。
また、シート間摩擦係数を低減し搬送性を向上させるため、マット剤を含有する層を保持していることが望ましい。マット剤を含む層としては前記目的を達成できるものであれば表裏どちらの面でもよい。
本発明の画像記録体に用いる基体の膜厚は、特に限定されるわけではないが、50〜5000μmであることが好ましく、100〜1000μmであることがより好ましい。
また、上記基体上に、画像受像層等の他の層を設けた画像記録体の膜厚は、150μm以上である必要があり、電子写真方式で搬送する必要性もあり、5000μm以下であることが好ましく、また1000μm以下であることがより好ましい。
本発明の画像記録体は、その基体の膜厚が厚くなっても画像劣化を生じることがなく十分な転写効率が得られ再現性よく高品位な画像が再現される。
以上の方法で形成した画像記録体に、電子写真方式によって画像を形成する方法を以下に述べる。電子写真方式による画像の形成は電子写真用感光体の表面に均一に電荷を与え帯電させた後、その表面に得られた画像情報を露光し、露光に対応した電子写真潜像を形成する。次に、感光体表面の電子写真潜像に現像器からトナーを供給することで電子写真潜像がトナーによって可視化現像される。更に、形成されたトナー像を画像記録体に転写し、最後に熱や圧力などによりトナーが画像記録体へ定着され、画像ができあがる。
本発明のカードの製造方法は、前記画像記録体を用い、電子写真方式により画像を形成することを特徴とする。これにより、膜厚が厚いとの条件、更にそれに加えてトナー量が多い、印加電圧が低い、低温な環境である、などの条件によっても転写不良が起こらず定着性にも優れ、高解像度の画像が形成できるカードが得られる。
導電性付与剤として高分子型帯電防止剤(チバスペシャリティケミカルズ(株)のイルガスタットP−18)15部と非結晶性ポリエステル樹脂(イーストマンケミカル(株)のPETG6763)85部を2軸押出機(ベルストルフ ZE40A×40D φ43、L/D=38)を用い、240℃で溶融・混練し、ストランドを形成しペレタイザーで2mmのペレットを得た。
次に、ダイス幅 250mmのTダイを取り付けたφ30mm単軸押し出し成形機を用い、250℃で溶融・押し出し成形をおこない、基体を得た。このときの、膜厚は580μm、体積抵抗率は5.2×1013Ω・cmであった。
ブチルアルコール100部に、熱溶融性樹脂としてポリビニルブチラール(積水化学社製 BM−S)10部と電荷制御剤(日本油脂製 エレガン264WAX)0.5部、マット剤として架橋ポリメチルメタクリレート微粒子(綜研化学社製 MP−150、体積平均粒子径5μm)を0.05部添加しホモミキサーにより十分撹拌し、画像受像層塗工液を調製した。
上記押し出し成形された基体に調製された塗工液をワイヤーバーにより塗工し、130℃で10分間乾燥させ、膜厚1.5μmの画像受像層を形成し、表面抵抗率3.6×1011Ω/□の画像記録体を得た。
−転写性−
この画像記録体をカラープリンターDocuPrint C1616(富士ゼロックス社製)をもちいて、各色ベタ画像を印字して、画像の転写性を評価した。評価方法はX−Rite938濃度計(X−Rite社製)で測定した濃度が1.5以上を○、1.5未満1.3以上△、それ未満を×とした。
−定着性−
また、画像の定着性も評価した。画像記録体への定着性の評価は、上記電子写真装置で定着された画像を画像濃度約1.8のベタ画像部に、市販の18mm幅セロハン粘着テープ(ニチバン社製:セロハンテープ)を300g/cmの線圧で貼り付け、10mm/秒の速度で剥離したときの、剥離前の画像濃度に対する剥離後の画像濃度の比(以下OD比と略す)を指標としておこなった(OD比=剥離後の画像濃度/剥離前の画像濃度)。なお、電子写真用の画像記録体としては、一般にOD比で0.8以上のトナー定着性が要求される。結果を表1に示す。
導電性付与剤である高分子帯電防止剤の量を30部、非結晶性ポリエステル樹脂を70部にした以外は実施例1と同様にして画像記録体を作製し評価した。結果を表1に示す。
導電性付与剤である高分子帯電防止剤の量を8部、非結晶性ポリエステル樹脂を92部にした以外は実施例1と同様にして画像記録体を作製し評価した。結果を表1に示す。
導電性付与剤を添加せずに実施例1と同様にして画像記録体を作製し評価した。このときの基体の膜厚は575μm、体積抵抗率は1×1014Ω・cmを超え、測定限界値を超えていた。結果を表1に示す。
実施例1で画像受像層を形成しなかったこと以外は実施例1と同様にして画像記録体を作製し評価した。このときの基体の膜厚は574μm、体積抵抗率は5.5×1012Ω・cmであった。結果を表1に示す。
導電性付与剤である高分子帯電防止剤15部を、カーボンブラック15部(独Degussa社のPrintex150T)に、非結晶性ポリエステル樹脂の量を92部にした以外は実施例1と同様にして画像記録体を作製し評価した。このときの体績抵抗率は7.5×107Ω・cmであった。結果を表1に示す。
導電性付与剤である高分子帯電防止剤の量を60部、非結晶性ポリエステル樹脂を40部とした以外は実施例4と同様にして画像記録体を作製し評価した。このときの体績抵抗率は6.5×106Ω・cmであった。結果を表1に示す。
導電性付与剤である高分子帯電防止剤の量を10部、非結晶性ポリエステル樹脂を90部にした以外は実施例1と同様にして基体を得た。このときの基体の膜厚は520μm、体積抵抗率は4.9×1013Ω・cmであった。
多価カルボン酸成分としてのテレフタル酸及びイソフタル酸10部と、多価ヒドロキシ化合物としてのエチレングリコール5部及びネオペンチルグリコール5部と、を用い、常法によりポリエステル樹脂(数平均分子量:12,000、ガラス転移点:62℃)を合成した。
合成された特定ポリエステル樹脂10部、及びマット剤として架橋ポリメチルメタクリレート微粒子(綜研化学社製:MP−150、体積平均粒子径:5μm)0.05部を加え、更に、電荷制御剤(日本油脂社製:エレガン264WAX)0.2部と、メチルエチルケトン80部と、シクロヘキサノン20部と、を加えて十分撹拌し、画像受像層塗工液を調製した。
導電性付与剤である高分子帯電防止剤の量を25部、非結晶性ポリエステル樹脂を75部にした以外は実施例6と同様にして画像記録体を作製し評価した。結果を表1に示す。
導電性付与剤を添加せずに実施例6と同様にして画像記録体を作製し評価した。このときの基体の膜厚は525μm、体積抵抗率は1×1014Ω・cmを超え、測定限界値を超えていた。結果を表1に示す。
実施例7と同様の方法により膜厚250μmの画像記録体を作製した。ICチップとアンテナが内蔵されたPETG樹脂からなるインレットシート(基板/膜厚300μm)を中間に挟み、上記画像記録体2枚をそれぞれ画像受像層を形成した面を外側にして、真空ラミネータにより融着、積層し、全層膜厚800μmのカード用シートを作製した。
これを実施例1と同様の方法によりカラープリンターで画像を形成し、画像形成後、ICカードサイズ(長辺85mm、短辺54mm)にカッティングし、ICカードが正常に動作するかどうか、ICカードリーダで確認を行った。カードへの書き込み、読み込みともに可能なことを確認した。
実施例7と同様の方法により膜厚150μmの画像記録体を作製し、実施例1と同様の方法によりカラープリンターで画像を形成した。ICチップとアンテナが内蔵されたPETG樹脂からなるインレットシート(基板/膜厚500μm)を中間に挟み、上記画像記録体2枚をそれぞれ画像形成面を内側にして、真空ラミネータにより融着、積層し、全層膜厚800μmのカードを作製した。
カード作製後、ICカードサイズ(長辺85mm、短辺54mm)にカッティングし、ICカードが正常に動作するかどうか、ICカードリーダで確認を行った。カードへの書き込み、読み込みともに可能なことを確認した。
B 第二電圧印加電極
C 円柱状電極部
D リング状電極部
T 画像記録体
1 基体
2 画像受像層
Claims (5)
- 電子写真方式によりトナー画像が転写・定着される画像記録体であって、その画像記録体の基体が熱可塑性樹脂を主成分としてなり、画像記録体の体積抵抗率が1×107〜1×1014Ω・cm、表面抵抗率が1×108〜1×1015Ω/□であり、全体の厚さが150μm以上であることを特徴とする画像記録体。
- 全体の厚さが250μm以上であることを特徴とする請求項1に記載の画像記録体。
- 全体の厚さが5000μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像記録体。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載の画像記録体を用い、電子写真方式により画像を形成することを特徴とするカードの製造方法。
- 前記画像記録体がヒートシール性を有し、且つ、電子写真方式により画像を形成した後に、印刷面を内側にして基板に貼り合せることにより製造することを特徴とする請求項4に記載のカードの製造方法。
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