JP4483193B2

JP4483193B2 - 電子写真用転写紙

Info

Publication number: JP4483193B2
Application number: JP2003097181A
Authority: JP
Inventors: 克正小野; 健秀笠原; 泰徳南里
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004302304A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式やインクジェット記録方式等の様々な記録方式に適した電子写真用転写紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境に関する問題が各分野で注目を集めており、電子写真用転写用紙等の情報記録用紙についても例外ではなく、大手複写機メーカーやそのサプライ会社と製紙会社とが協力し、回収システムの構築を検討している。
【０００３】
そのような背景の中、資源の有効活用を目的に近年情報記録用紙や印刷出版用紙への古紙パルプ配合率が急速に増加している。古紙パルプを高配合化することは、資源を有効活用する方法として理想的な手段ではあるが、現実には古紙配合率の急速な増加に伴って古紙の供給が逼迫してきており、紙種を選別した、いわゆる高品質な古紙の入手が困難になってきている。このため、古紙パルプの高配合以外に資源有効活用手段が求められており、その一つとしてパルプの使用量を低減化する方法がある。
【０００４】
木材パルプの使用量を低減する方法としては、紙の軽量化、すなわち単位面積あたりの重量を軽くする方法や、パルプ以外の原料の割合を高くする方法がある。パルプ以外の原料で、最も重量の比率が高いものは填料、すなわち無機もしくは有機の微細な粉末である。通常、情報記録用紙には無機填料が用いられるが、電子写真用転写紙に填料を高配合した場合には、不透明度、及び白色度の向上など光学的な特性を大きく良化させること、及び湿度変化や熱に対する寸法変化を小さくすることができる反面、曲げ剛度の低下をはじめとする紙質変化を生じ、電子写真用紙として用いられた場合、コピー機における走行性関連のトラブルの原因となるため、高灰分化が進んでいないのが現状であった。例えば、軽量電子写真用転写紙において、不透明度を高くするために灰分を高く（8%以上）すると、剛度が落ち、走行性が悪化するため、灰分を５％以下とすることが好ましいことが知られていた（特許文献１参照）。従来の既存技術では、不透明度向上のために灰分を高くしたいが、走行性を悪化させてしまうため、灰分を低く抑えざるを得ないというのが実状であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３５６５１４号公報（第２−３頁）
【発明が解決しようとする課題】
以上の状況に鑑み、本発明の課題は、填料を高配合することにより、木材パルプの使用量を減じたにもかかわらず、白色度、不透明度に優れ、コピー機における良好な走行特性を有する電子写真用転写紙を提供することである。
【０００６】
［課題を解決するための手段］
本発明者等は、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、填料として紡錘状粒子の凝集体である軽質炭酸カルシウムを紙重量当たり１０重量％以上２５重量％以下含有し、該軽質炭酸カルシウムの平均粒径が１．３〜３．０μｍかつ、ＢＥＴ法で計測した比表面積が５〜１２ｍ ^２／ｇであり、紙の表面に無機導電剤を塗布することにより、他の種類の填料を使用する場合と比べて曲げコワサの低下幅が小さく、電子写真方式の印刷機、複写機における走行性に優れ、良好な白色度、不透明度を有する電子写真用転写紙を得ることができ、本発明に到達することができた。特に坪量が７０ｇ／ｍ^２以下の電子写真用転写紙でより効果を発揮することができる。
【０００７】
本発明においては、前記の紡錘状粒子の凝集体の軽質炭酸カルシウムを使用することで、不透明度、白色度等の光学特性だけではなく、同一斤量で抄紙した場合、紙厚の低下が抑えられ、更に曲げ剛度の低下を比較的小さくすることができるため、コピー機における良好な走行特性を有する電子写真用転写紙を得ることができると考えられる。
【０００８】
軽質炭酸カルシウムの平均粒径が１．３〜３．０μｍかつ、ＢＥＴ法で計測した比表面積が５〜１２ｍ^２／ｇである場合、不透明度の向上効果に優れ、さらに内添薬品の吸着による阻害を抑制することができる。
【０００９】
本発明においては、湿度や熱に対する寸法変化が大きくなり、紙厚が低くなることが多い古紙パルプを多く配合した場合でも、コピー機の走行性に優れるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の填料として使用する軽質炭酸カルシウムは、電子顕微鏡で観察した際の填料の形状が紡錘状粒子の凝集体のものである。紡錘状粒子とは、紡錘状あるいは米粒状の形状をなした一次粒子であり、凝集体とは、紡錘状粒子の軽質炭酸カルシウムがいがぐり状の形状をなして凝集し、２次粒子を形成しているものである。凝集体を形成していない紡錘状あるいは柱状粒子のものは、添加量を増やすと、紙厚が大幅に低下するため剛度の低下が著しく、コピー機内での走行性に問題が生じてしまう。紡錘状粒子の凝集体の軽質炭酸カルシウムの配合量は、紙重量当たり８重量％以上であるが良好なカラー印刷適性を得るための不透明度、白色度確保の観点、及び配合量の過剰による剛度低下を抑制する観点から、好ましくは１０重量％以上２５重量％以下である。配合量が８重量％未満の場合、不透明度に劣る。
【００１１】
また、紡錘状粒子の凝集体の軽質炭酸カルシウムは、平均粒径が1.3〜3.0μm、BET比表面積が5m²/g〜12m²/gが好ましい。平均粒子径が１．３μｍ未満の場合、填料も歩留まりが低下し易く、紙の強度も低下する傾向にある。逆に３．０μｍを超える場合、紙からの粉落ちが多くなり、印刷時のパイリング不良などの問題が生じやすい傾向がある。また、BET比表面積が5m²/g未満では不透明度を上げる効果が低いため、例えば全体的な坪量を下げる際に不透明度を高く維持できない。逆にBET比表面積が12m²/gを超えると、抄紙時に添加した薬品を多く吸着してしまい、薬品の利きが悪化するため好ましくない。
【００１２】
本発明の填料は、前記軽質炭酸カルシウムを使用するが、本発明の効果を損なわない範囲でその他の填料も併用することができる。その他の填料としては、前記軽質炭酸カルシウム以外の軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、酸化チタン、無定型シリケート等を使用する。なお、紙中の填料の全配合量としては、灰分として、８重量％〜３０重量％が好ましく、より好ましくは１０〜２５重量％である。
【００１３】
本発明に使用するパルプとしては、NBKP、LBKP、NBSP、LBSP、GP、TMPなどの他に古紙パルプが挙げられる。使用にあたってはそれらを単独あるいは数種類目的に応じた比率で混合して用いる。なお、本発明の古紙パルプの原料としては、(財)古紙再生促進センターの古紙標準品質規格表に示されている、上白、罫白、クリーム白、カード、特白、中白、模造、色白、ケント、白アート、特上切、別上切、新聞、雑誌などが挙げられる。さらに具体例としては、情報関連用紙である非塗工コンピュータ用紙、感熱紙、感圧紙等のプリンター用紙、及びPPC用紙等のOA古紙、アート紙、コート紙、微塗工紙、マット紙等の塗工紙、あるいは上質紙、色上質、ノート、便箋、包装紙、ファンシーペーパー、中質紙、新聞用紙、更紙、スーパー掛け紙、模造紙、純白ロール紙、ミルクカートン等の非塗工紙の紙や板紙の古紙で、化学パルプ紙、高歩留りパルプ含有紙等が使用されるが、印字、複写、印刷、非印刷を問わず特に限定されるものではない。
【００１４】
使用できる内添サイズ剤としては、ロジン系サイズ剤、合成サイズ剤、石油樹脂系サイズ剤、中性サイズ剤などのサイズ剤が挙げられる。硫酸バンド、カチオン化デンプン等、適当なサイズ剤と繊維への定着剤を組合せて使用する。
【００１５】
なお、染料、pH制御剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、等の抄紙用内添助剤を目的に応じて適宜添加することも可能である。
【００１６】
抄紙方法については特に限定されるものではなく、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ性抄紙方式で抄紙したいずれであってもよい。
【００１７】
また、本発明の電子写真用転写紙は、サイズプレス工程で成紙の表面にデンプン、ポリビニルアルコール、ラテックス、無水マレイン酸系サイズ、オレフィン系サイズ、スチレン-アクリル酸系サイズ等の各種表面サイズ剤、エチレン-尿素樹脂等の寸法安定化剤、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウムなどの無機導電剤、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、界面活性剤、顔料、染料、を塗布することができるが、サイズプレス工程で塗沫する方式としては、コンベンショナルサイズプレス（２ロール、ポンド方式）、ゲートロールサイズプレス、ロッドメタリングサイズプレス、メタリングブレード方式のサイズプレス、ビルブレード、ショートドウェルコーター等の装置を用いることが可能である。
【００１８】
本発明で得られる電子写真用転写紙は、坪量がより好ましくは６６ｇ／ｍ²以下で更に効果を発揮するものである。特に古紙パルプを高配合した際には白色度が低下する傾向があるため、軽質炭酸カルシウム高配合による白色度の向上効果が非常に有効となる。また、填料の形状が紡錘状粒子の凝集体である軽質炭酸カルシウムを高配合しても、コピー機内やレーザービームプリンタ内での走行性が良好である。
【００１９】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明を詳細に説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。以下における部、％は全て重量によるものである。尚、各評価項目の評価方法は下記の通りである。
<評価方法>
（１）灰分の測定
最高温度を575℃として、JIS P8128に準じて灰分を求めた。
（２）曲げ剛度の測定
クラーク剛度：ＪＩＳＰ８１４３に準じて測定した。
（３）形状観察
走査電子顕微鏡（ＪＳＭ−５３００：日本電子社製）を用いて、形状を観察した。
（４）平均粒径
平均粒径の測定法は、測定装置（セディグラフ５１００：マイクロメリティックス社製）を使用して粒度分布を測定し、累積重量分布の５０％点を平均粒子径とした。
（５）比表面積
BET式比表面積測定装置（ＧＥＭＩＮＩ２３６０型：島津製作所製）を用いて測定した。
（６）電子写真適性（主に通紙適性）
ＰＰＣ用紙の印刷後カールについては、富士ゼロックス製高速レーザービームプリンターＦＸ−４６６０（１３５枚／分Ａ４ヨコ）を用い、１０００枚を連続コピーしてカールの高さ、トラブル回数、トレイ収容枚数で評価した。カール高さ（Ｈ）は最初の２０枚のカールを吊りカール法によって求めた（図１）。トラブル回数は１０００枚印刷する間に発生したジャムの回数とし、トレイ収容枚数は連続してトレーに収容された枚数とした（最大収容枚数１０００枚）。試料サイズはいずれもＡ４とした。
<使用軽質炭酸カルシウムの性質>
【００２０】
【表１】

［実施例１］
製紙用原料パルプとして濾水度４２０mlｃ．ｓ．ｆ（カナダ標準濾水度）に叩解した広葉樹晒クラフトパルプ（KBKP）を用い、添加薬品として中性ロジンサイズ（荒川化学(株)ＮＴ−８７）、カチオン化デンプン（ナショナルススターチ＆ケミカルズ：Ｃａｔｏ３０４）対パルプ絶乾重量％表示として、それぞれ０．３５重量％、０．８重量％、さらに表１記載の軽質炭酸カルシウムAを、紙中含有量が１６％となるように添加したスラリーを用い、坪量６４ｇ／ｍ２としオントップツインワイヤー抄紙機にて抄紙し、デンプン（日本食品加工：ＴＣ−スターチ）を６％、サイズ剤（荒川化学：ＰＭ１３０８）を０．５％、導電剤として塩化ナトリウム、炭酸ナトリウムをそれぞれ０．５、０．１８％配合したサイズプレス液を両面で１ｍ２あたり１．０ｇ塗布し、さらにカレンダー処理を行い王研式平滑度で３０秒前後として坪量６４ｇ／ｍ２の電子写真用紙を得た。
［実施例２］
使用する原料パルプを４２０mlｃ．ｓ．ｆ（カナダ標準濾水度）に叩解した広葉樹晒クラフトパルプ（LBKP）と濾水度３５０ｍｌｃ．ｓ．ｆの上質古紙脱墨パルプを５０：５０の割合で配合した以外は、実施例１と同様の方法で抄造を行った。
［比較例１］
軽質炭酸カルシウムAの紙中含有量を５％とした以外は、実施例１と同様の方法で抄造を行った。
［比較例２］
使用する軽質炭酸カルシウムを表１記載のBとした以外は、実施例１と同様の方法で抄造を行った。
［比較例３］
使用する軽質炭酸カルシウムを表１記載のCとした以外は、実施例１と同様の方法で抄造を行った。
［比較例４］
使用する軽質炭酸カルシウムを表１記載のDとした以外は、実施例１と同様の方法で抄造を行った。
［比較例５］
使用する軽質炭酸カルシウムを表１記載のDとした以外は、実施例２と同様の方法で抄造を行った。
【００２１】
結果を表２に示した。
【００２２】
【表２】

実施例1〜２、比較例1〜４について、不透明度、白色度、曲げ剛度、及び電子写真適性を評価した結果を表１に示す。表２の結果から明らかなように、本発明の方法で得られた電子写真用転写紙は、不透明度、白色度に優れ、さらに曲げ剛度、及び電子写真機における走行性が良好である。比較例１は、不透明度、白色度に劣る。比較例２は、不透明度に劣る。比較例３及び４は、密度が高く、曲げ剛度、電子写真適性に劣る。比較例５は、密度が高く、曲げ剛度、電子写真適性に劣る。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は電子写真用転写紙における木材原料の使用量を低減した上で、複写機やプリンター内での定行性や収容性を損なうことなく、不透明度、白色度等の光学適性を向上させる効果を有する。

Claims

填料として紡錘状粒子の凝集体である軽質炭酸カルシウムを紙重量当たり１０重量％以上２５重量％以下含有し、該軽質炭酸カルシウムの平均粒径が１．３〜３．０μｍかつ、ＢＥＴ法で計測した比表面積が５〜１２ｍ^２／ｇであり、紙の表面に無機導電剤を塗布する、坪量が７０ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする電子写真用転写紙。
古紙パルプをパルプあたり１０〜１００重量％含有することを特徴とする請求項１に記載の電子写真用転写紙。