JP5941233B1 - 電子写真用基材 - Google Patents
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Abstract
Description
他方、美粧性を求めるためにオフセット印刷方式に使用されている、表面にアルミニウムを真空蒸着して金属調を有するPETフィルムを紙にラミネートしてなる用紙があった。
電子写真には、スコロトロン等でのコロナ帯電やチャージローラー等で帯電させた感光体ロールを、レーザー光等でディスチャージさせ形成した静電画像にトナーが吸着し、次いで該トナーが用紙に転写され、さらに転写されたトナーが定着ロールにより加熱されて定着される方式や、感光体ロール上のトナーを転写ベルトや転写ロールに電位的に転写させた後に、用紙にさらに転写される方式等がある。しかしながら、いずれの方式によっても、電位的にトナーを転写させることによって用紙が帯電する。
このとき、通常のコート紙や非コート紙は、帯電しても排紙されるまでの間に放電されるので、排紙時において用紙同士や装置との間で静電的に付着して、分離が困難になることは少ない。しかしながら、アルミニウム等の金属からなる層を有する用紙を使用すると、該金属層の上層にはPET層が存在するので、帯電した用紙同士が付着して排紙時にトラブルが発生しやすかった。なおアルミニウム蒸着面を表層にすると、そのアルミニウム層が導電体であるためにトナーを転写することができない。これはアルミニウム層の上にトナー受理層を形成した場合でも起こりえることである。なお、トナー受理層に帯電防止剤や界面活性剤を含有させても排紙時のトラブルを解消できないことがあった。
また上記特許文献2に記載の用紙は、金属が蒸着された樹脂フィルムを基紙に接着するときの接着がドライラミネートによるため、生産性に劣ると共に、使用する接着剤が水溶性ではないので、使用済みの用紙を再生する場合において、樹脂フィルム、金属と基紙を分離し、回収することが困難であった。
特許文献3に記載の包装材料は、紙基材層とポリアミド層との間に積極的にアルミニウム層を設けることや、印刷適性を向上させること等を意図するものではなく、使用済みの用紙を再生する場合において、ポリアミド及び紙基材層を分離し、回収することが困難であった。
そのため、本発明は、水性接着剤を使用して、ラミネート時に皺が発生することがなく、金属蒸着層による金属光沢を十分に有し、電子写真による印刷を確実に行うことができ、加えて使用後の用紙を回収し再利用する際に、各層の分離・回収が容易である電子写真用基材を得ることを課題とする。
1.基紙、固形分が3〜5g/m2の水溶性又は水分散性接着剤からなる水性接着剤層、金属層及びポリアミド樹脂層を順に積層してなる電子写真用基材。
2.該金属層がポリアミド樹脂層への蒸着層である1に記載の電子写真用基材。
3.該金属層がアルミニウム層である1又は2に記載の電子写真用基材。
4.該ポリアミド樹脂層がナイロン6からなる層である1〜3のいずれかに記載の電子写真用基材。
5.基紙が、非塗工紙、アート紙、コート紙又はキャストコート紙である1〜4のいずれかに記載の電子写真用基材。
6.ポリアミド樹脂フィルムの片面に金属層を設け、
該金属層表面と基紙表面を、水溶性又は水分散性接着剤からなる水性接着剤により接着する電子写真用基材の製造方法。
7.水性接着剤は、水性接着剤中の固形分濃度が45〜60重量%であり、粘度が500〜4,000mPa・sであり、さらに水性接着剤は固形分3〜5g/m2になるように使用される、6に記載の電子写真用基材の製造方法。
8.1〜5のいずれかに記載の電子写真用基材のポリアミド樹脂層表面に、さらにトナー受容層を設けてなる電子写真用紙。
9.金属層を有する紙基材を、アルカリ性水溶液と共に処理して、アルミニウムはアルミン酸イオンとして、紙は再生パルプとして回収する、アルミニウム層を有する紙基材の処理方法。
また使用時において、この電子写真用基材を、パルプ基材等として再生させる際には、基紙と、アルミニウム層及びポリアミド層を簡単かつ確実に分離することができる。
また基紙の片面に対して上記のように積層させることができるが、基紙の両面に対しても同様に積層させることによって、両面に対して電子写真による記録を行うことができる。
(ポリアミド樹脂層)
本発明におけるポリアミド樹脂層に使用できるポリアミド樹脂としては公知のものを選択することができる。
電子写真用の基材を構成するために、その最上層もしくはトナー受容層の下層として使用することから、ある程度の水分含有量を有することにより帯電防止性を備えることができる。そのため、印刷時において過度に帯電することなく、所定の強度を発揮できるために、本発明ではポリアミド樹脂層を採用する。
なお、アルミニウム層を形成させるために、ポリアミド樹脂フィルム又はシートを使用し、その厚さは5〜30μm、好ましくは10〜20μmである。5μm未満であると、取り扱いに困難性が生じたり、電子写真用基材として十分な帯電防止性を発揮できない可能性がある。また30μmを超えると、電子写真用基材として剛性が高くなりすぎる可能性がある。
そのようなポリアミド樹脂としては、ジアミン、3価以上のポリアミン等のポリアミンと、ジカルボン酸、3価〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸等のポリカルボン酸とから合成されるポリアミド樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ジアミンとジカルボン酸とから合成されるポリアミド樹脂が好ましい。
具体的には以下のポリアミド樹脂を使用することができる。脂肪族ポリアミド樹脂(ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612等)、少なくともジアミン成分が脂肪族化合物であるポリアミド樹脂(ナイロン6T、ナイロン6T共重合体、ナイロン9T等)、又は半芳香族(共重合)ポリアミド樹脂(ナイロンMXD6、ナイロン6T/6、ナイロン6T/66、ナイロン6T/12、ナイロン6I/6、ナイロン6I/66、ナイロン6T/6I、ナイロン6T/6I/6、ナイロン6T/6I/66、ナイロン6T/MST等)等が挙げられる。
ポリアミド樹脂層には、帯電防止材、顔料、染料等の公知の添加剤を配合させることができる。
本発明における金属層はポリアミド樹脂層の片面に形成された層である。
金属層はポリアミド樹脂のフィルム又はシートからなる層の片面に対して、蒸着法、スパッタリング法、CVD法、イオンプレーティング法等の公知の手段を用いて形成させることができる。
このような金属層は、本発明の電子写真用基材に金属光沢を付与することを目的として行うものであり、その金属として、アルミニウム、銀、銅、金、亜鉛、鉄、ニッケル及び白金等の任意の金属を採用できるが、取り扱い性等を考慮してアルミニウムを使用することが好ましい。
また金属層の厚さはその形成方法によって左右されるが、20nmから10μm程度であり、電子写真用基材として装置内にて印刷を行う際に、装置内を円滑に通過できる程度の柔軟性を有し、かつ電子写真用基材として金属光沢を発揮できる厚さであればよい。
本発明に使用できる基紙としては、特に制限はなく、一般に用いられている紙が使用できるが、より好ましくは例えば電子写真に用いられているような平滑な原紙が好ましい。基紙を構成するパルプとしてはLBKP(広葉樹さらしクラフトパルプ)、NBKP(針葉樹さらしクラフトパルプ)などの化学パルプ、GP(砕木パルプ)、PGW(加圧式砕木パルプ)、RMP(リファイナーメカニカルパルプ)、TMP(サーモメカニカルパルプ)、CTMP(ケミサーモメカニカルパルプ)、CMP(ケミメカニカルパルプ)、CGP(ケミグランドパルプ)などの機械パルプ等の天然パルプ、再生パルプ、合成パルプ等を1種もしくは2種以上混合して用いられる。この基紙には一般に製紙で用いられている内添サイズ剤、紙力増強剤、填料、帯電防止剤、蛍光増白剤、染料等の添加剤が配合されてもよい。
さらに、表面サイズ剤、表面紙力増強剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、染料、アンカー剤等が片面又は両面に塗布されていてもよい。これらの剤が塗布された紙の中でもコート紙やキャストコート紙を使用することが好ましい。
また、基紙の厚みに関して特に制限はないが、紙を抄造中または抄造後カレンダー等にて圧力を印加して圧縮する等して表面平滑性が良好なものが好ましく、その坪量は40〜400g/m2が好ましい。
なお、基紙のみのテーバー剛度(JIS8125:2000年)が、0.1mN・m以上であることが好ましい。より好ましくは、0.5mN・m以上である。本発明においては、電子写真用基材が金属層及びポリアミド樹脂層も有することを考慮して、基紙のみのテーバー剛度が低いものであっても良い。
本発明における水溶性又は水分散性接着剤からなる水性接着剤層は、使用後の電子写真用基材をアルカリ性水溶液で処理する際に、アルカリ性水溶液に速やかに溶解または分散する性質を有することが必要である。
このような性質を有することによって、使用後の電子写真用基材から、基紙と、金属層付きのポリアミド樹脂フィルムを分離することができる。その結果、基紙を再生パルプとして再利用することができ、金属層付きのポリアミド樹脂フィルムも別の薬品による処理等により、金属及びポリアミド樹脂として再利用することが可能となる。
そしてそのために本発明にて使用できる水溶性接着剤としては、例えば、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉等の澱粉誘導体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、カゼイン、ゼラチン等の天然高分子系水溶性接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂、ポリビニルアルミド系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、レゾール系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂等を使用した合成高分子系水溶性接着剤が挙げられる。
これらの中でも、好ましくは水溶性アクリル樹脂系粘着剤、ポリビニルアルコール(PVA)系樹脂接着剤が用いられる。
また水分散性接着剤としては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂;ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体等のジエン系共重合体、ポリウレタン、シリル化ウレタン等のウレタン樹脂、アクリル−シリコン複合体、アクリル−シリコン−ウレタン複合体、アイオノマー型ウレタン系樹脂ラテックス、コアシェル構造を有する(メタ)アクリルアミド共重合体等を使用したラテックス系接着剤、エマルジョン型接着剤を挙げることができる。これらの中で、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びコアシェル構造を有する(メタ)アクリルアミド共重合体等を使用した水分散性接着剤が好ましい。
本発明の電子写真用基材を得るには、基紙の少なくとも片面を対象として、上記水溶性又は水分散性接着剤からなる水性接着剤層を介して、金属層が形成されたポリアミド樹脂層の該金属層側の面と接着させることが必要である。
そのために、予め基紙表面及び/又は金属層表面に上記水溶性又は水分散性接着剤からなる水性接着剤を公知の手段により塗布しておき、その後、基紙表面と金属層表面を圧着し、必要に応じて加熱することが必要である。具体的な接着条件、つまり使用する接着剤の量や加圧力、加圧時間、温度等としては、紙に対して水溶性又は水分散性接着剤からなる水性接着剤を使用する際の接着条件として公知の条件を採用することができる。
例えば使用する接着剤の量としては、固形分として3.0〜5.0g/m2とすることができる。
本発明の電子写真用基材は必要に応じて、ポリアミド樹脂層表面にトナーを受容するためのトナー受容層を形成させることができる。
トナー受容層としては、公知のトナー受容層が適用できる。トナー受容層を形成する樹脂としては、電子写真感光体又は中間転写体から移行するトナーの転写性が良好で、かつトナー受容性の良い樹脂が使用される。このようなトナー受容層用樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリエチレンイミン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、セルロースアセテートブチレート等のセルロース誘導体樹脂、アクリル樹脂、アイオノマー樹脂等を用いることができる。
また画像形成の際に、定着ロールによる加熱によってトナー受容層と融着することを防止するために、樹脂中に架橋剤、滑り剤及び離型剤等の1種以上が添加されていることが好ましい。さらに必要に応じて、前記トナー受容層中に蛍光染料、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料等の1種以上を添加してもよいが、帯電防止剤は添加しない 。これらの添加剤はトナー受容層の形成成分と混合して塗工してもよく、トナー受容層とは別の被覆層としてトナー受容層の上及び/又は下に塗工されていてもよい。
トナー受容層の固形分塗工量は、好ましくは0.1〜30g/m2程度であり、より好ましくは0.3〜20g/m2である。トナー受容層の塗工量が0.1g/m2未満では、トナー受容層が支持体表面を完全に覆うことができず、画質の低下や、定着時の加熱により定着ロールとトナー受容層が接着してしまう融着トラブルが発生することがある。一方、塗工量が30g/m2を超えると、効果が飽和し、コスト高であるばかりでなく、トナー受容層塗膜の強度が不足し、トナー受容層の厚みが増大することにより記録物の曲げ・ひび割れの発生が著しくなり、画像品位の低下を招くため、好ましくない。
基紙として、幅800mm、坪量315g/m2のキャストコート紙(五條製紙(株)/グロリアコート)を使用しウェットラミネーターで、ナイロンフィルム(ユニチカ(株)/エンブレム15μm)にアルミニウムを真空蒸着したフィルムを、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(濃度53%、粘度500mPa・s、DB314、サイデン化学(株))を接着剤として、塗布量が固形分3g/m2となるようナイロンフィルムのアルミニウム蒸着面とキャストコート紙のコート面とを貼合し、さらにナイロンフィルムに印刷適性を向上させる目的で、ヒューレットパッカード(HP)インディゴ用プライマー剤(丸芳マイケルマン(株)/デジプライム)を固形分0.5g/m2となるようグラビアコーターを用いて塗布乾燥し、フィルム貼合紙を得た。この時の、ラミネーター速度は、100m/分、乾燥温度は、90℃であった。本用紙をHP Indigo10000デジタル印刷機にて5色(白、墨、藍、紅、黄)印刷した。
基紙として、幅800mm、坪量310g/m2のコート紙(日本製紙(株)/JETエース)を使用しウェットラミネーターで、ナイロンフィルム(ユニチカ(株)/エンブレム15μm)にアルミニウムを真空蒸着したフィルムをアクリル共重合樹脂(濃度47%、粘度1250mPa・s、PZ905、サイデン化学(株))を接着剤として、塗布量が固形分4g/m2となるようナイロンフィルムのアルミニウム蒸着面とコート紙のコート面とを貼合し、さらにナイロンフィルムに印刷適性を向上させる目的で、ポリエステル系のプライマー剤(東洋インキ(株)/PET134アンカー)を固形分1g/m2となるようグラビアコーターを用いて、塗布乾燥しフィルム貼合紙を得た。本用紙を富士ゼロックス(株)Versantデジタルプリンターにて4色(墨、藍、紅、黄)印刷した。
基紙として、幅800mm、坪量315g/m2のキャストコート紙(五條製紙(株)/グロリアコート)を使用しウェットラミネーターで、アルミニウムを真空蒸着したPETフィルム(東レフィルム加工(株)/VM-PET1510 12μ)を、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂(濃度53%、粘度500mPa・s、DB314、サイデン化学(株))を接着剤として、塗布量が固形分3g/m2となるようPETフィルムのアルミニウム蒸着面とキャストコート紙のコート面とを貼合し、さらにPETフィルム面に印刷適性を向上させる目的で、実施例1と同様のプライマー層を設けた。本用紙をHP Indigo10000デジタル印刷機にて5色(白、墨、藍、紅、黄)印刷したが排紙部で強い静電気が発生し、紙が揃わなかった。
比較例1の用紙をゼロックスVersantデジタルプリンターにて4色(墨、藍、紅、黄)印刷したが排紙部で静電気が強く紙が揃わなかった。
基紙として、幅800mm、坪量279g/m2のキャストコート紙(五條製紙(株)/グロリアコート)を使用しウェットラミネーターで、アルミニウムを真空蒸着したPETフィルム(東レフィルム加工(株)/VM-PET1510 12μ)を、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂(濃度53%、粘度500mPa・s、DB314、サイデン化学(株))を接着剤として、塗布量が固形分3g/m2となるようフィルム面とキャストコート紙のコート面とを貼合し、さらにPETフィルムのアルミニウム蒸着面に印刷適性を向上させる目的で、実施例1と同様のプライマー層を設けた。本用紙をHP Indigo10000デジタル印刷機にて5色(白、墨、藍、紅、黄)印刷したが、トナーインキが正常に転移されなかっただけでなく、数枚で機械が停止した。
基紙として、幅800mm、坪量310g/m2のコート紙(日本製紙(株)/JETエース)を使用しウェットラミネーターで、ナイロンフィルム(ユニチカ(株)/エンブレム15μm)にアルミニウムを真空蒸着したフィルムを、アクリル共重合樹脂(濃度47%、粘度1250mPa・s、PZ905、サイデン化学(株))を接着剤として、塗布量が固形分4g/m2となるようナイロンフィルムのアルミニウム蒸着面とコート紙のコート面とを貼合し、さらにナイロンフィルム面に印刷適性を向上させる目的で、実施例1と同じヒューレットパッカードインディゴ用プライマー剤(丸芳マイケルマン(株)/デジプライム)に帯電防止剤(丸菱油化工業(株)PC3562)1重量%を加え、固形分0.5g/m2となるようグラビアコーターを用いて、塗布乾燥しフィルム貼合紙を得た。本用紙をHP Indigo10000デジタル印刷機にて5色(白、墨、藍、紅、黄)印刷したが、トナーインキが正常に転移されず、紙が十分に揃わなかった。
基紙として、幅800mm、坪量310g/m2のコート紙(日本製紙(株)/JETエース)を使用しウェットラミネーターで、ナイロンフィルム(ユニチカ(株)/エンブレム15μm)にアルミニウムを真空蒸着したフィルムを、アクリル共重合樹脂(濃度47%、粘度1250mPa・s、PZ905、サイデン化学(株))を接着剤として、塗布量が固形分7g/m2となるようナイロンフィルムのアルミニウム蒸着面とコート紙のコート面とを貼合し、さらにナイロンフィルム面に印刷適性を向上させる目的で、実施例1と同じヒューレットパッカードインディゴ用プライマー剤(丸芳マイケルマン(株)/デジプライム)を固形分0.5g/m2となるようグラビアコーターを用いて、塗布乾燥したが、接着剤層の固形分量が多すぎるために、乾燥炉内で皺が発生した。
基紙として、幅800mm、坪量310g/m2のコート紙(日本製紙(株)/JETエース)を使用しウェットラミネーターで、ナイロンフィルム(ユニチカ(株)/エンブレム15μm)にアルミニウムを真空蒸着したフィルムを、アクリル共重合樹脂(濃度47%、粘度1250mPa・s、PZ905、サイデン化学(株))を接着剤として、塗布量が固形分2g/m2となるようナイロンフィルムのアルミニウム蒸着面とコート紙のコート面とを貼合し、さらにナイロンフィルム面に印刷適性を向上させる目的で、実施例1と同じヒューレットパッカードインディゴ用プライマー剤(丸芳マイケルマン(株)/デジプライム)を固形分0.5g/m2となるようグラビアコーターを用いて、塗布乾燥したが、紙表面のへこんだ部分において、接着が不十分な箇所が発生した。
また、接着剤の塗布量が、固形分3g/m2に満たなかったため、接着剤の被覆が十分ではなかった。
Claims (9)
- 基紙、固形分が3〜5g/m2の水溶性又は水分散性接着剤からなる水性接着剤層、金属層及びポリアミド樹脂層を順に積層してなる電子写真用基材。
- 該金属層がポリアミド樹脂層への蒸着層である請求項1に記載の電子写真用基材。
- 該金属層がアルミニウム層である請求項1又は2に記載の電子写真用基材。
- 該ポリアミド樹脂層がナイロン6からなる層である請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真用基材。
- 基紙が、非塗工紙、アート紙、コート紙又はキャストコート紙である請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真用基材。
- ポリアミド樹脂フィルムの片面に金属層を設け、
該金属層表面と基紙表面を、水溶性又は水分散性接着剤からなる水性接着剤により接着する電子写真用基材の製造方法。 - 水性接着剤は、水性接着剤中の固形分濃度が45〜60重量%であり、粘度が500〜4,000mPa・sであり、さらに水性接着剤は固形分3〜5g/m2になるように使用される、請求項6に記載の電子写真用基材の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真用基材のポリアミド樹脂層表面に、さらにトナー受容層を設けてなる電子写真用紙。
- 請求項1に記載の電子写真用基材を、アルカリ性水溶液と共に処理して、アルミニウムはアルミン酸イオンとして、紙は再生パルプとして回収する、アルミニウム層を有する電子写真用基材の処理方法。
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