JP6016110B2

JP6016110B2 - 電子写真用転写紙および画像形成方法

Info

Publication number: JP6016110B2
Application number: JP2012279541A
Authority: JP
Inventors: 博文橋本; 太一渡邊
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: JP2014123045A

Description

本発明は、高速印刷時でも転写紙が印刷時に複数枚重ならず（重送せず）、印字操業性の良い電子写真用転写紙に関する。

電子写真用転写紙においては、高速印刷が主流となっており、紙の送行不良に関する課題がある。紙の送行不良とは、紙の重送、紙づまり、紙の空送、耳折れなどがあるが、特に紙の重送、空送への対策が求められている。

引用文献１には、アルケルケテンダイマーサイズ剤を内添し、さらに澱粉とアルケルケテンダイマーサイズ剤、スチレン系樹脂混合系の表面サイズ剤を塗工する電子写真用転写紙が開示されている。

特開平０７−１９９５１６号公報

以上のような状況に鑑み、本発明の課題は、高速印刷時でも転写紙が印刷時に複数枚重ならず（重送せず）、印字操業性に優れた電子写真用転写紙およびその製造方法を提供することである。

上記課題を解決する為に鋭意検討した結果、原紙にロジンサイズ剤を含有し、アルケルケテンダイマー系サイズ剤を含むクリア塗工層を原紙上に設けることにより、電子写真用転写紙の重送を防止し、印刷時の紙詰まりを効果的に改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明によれば、高速印刷時でも転写紙が印刷時に複数枚重ならず（重送せず）、印字操業性に優れた電子写真用転写紙およびその製造方法が提供される。

本発明の電子写真用転写紙は、原紙（以下、「基紙」ともいう）と、該基紙上の片面あるいは両面に設けられたクリア塗工層を有しており、さらに、少なくとも１層の顔料塗工層を片面あるいは両面に有していてもよい。ここで、クリア塗工層（以下、サイズプレス層ということもある）とは、接着剤を主成分とし、白色顔料を含まない塗工層を意味し、顔料塗工層とは、白色顔料と接着剤とを主成分とする塗工層を意味する。

本発明の電子写真用転写紙の坪量は特に制限されず、３０〜１００ｇ／ｍ^２程度が好ましく、４０〜８０ｇ／ｍ^２程度がより好ましく、６０〜８０ｇ／ｍ^２程度がさらに好ましい。

原紙
本発明の電子写真用転写紙は、原紙層を有する。本発明に用いる原紙は、単層抄きであっても多層抄きであってもよい。本発明の原紙の製法は特に制限されず、公知の原料を用いて公知の方法によることができる。

本発明の電子写真用転写紙は、例えば、以下に記載する抄紙原料をワイヤーパートにて抄紙し、次いでプレスパート、プレドライヤーパートに供して原紙を製造することができ、次いでコーターパートにて後述する塗工液を原紙上に塗工した後、アフタードライヤーパート、カレンダーパート、リールパート、ワインダーパートなどに供して製造することができる。また、抄紙原料をワイヤーパートにて抄紙し、次いでプレスパート、プレドライヤーパートに供して原紙を製造し、その原紙上に水溶性高分子（バインダー）をクリア塗工および／または顔料塗工して製造することができる。

原料パルプ
本発明で用いるパルプは特に制限されず、一般的なパルプを用いることができ、具体的には、一般的な木材パルプに加えて、リンターパルプ、麻、バガス、ケナフ、エスパルト草、ワラなどの非木材パルプ、レーヨン、アセテートなどの半合成繊維、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルなどの合成繊維などを使用することができる。具体的には、機械パルプ（ＭＰ）、脱墨パルプ（ＤＩＰ、古紙パルプとも呼ばれる）、広葉樹クラフトパルプ（ＬＫＰ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＫＰ）など、紙の抄紙原料として一般的に使用されているものを好適に使用することができ、適宜、これらの１種類または２種類以上を配合して使用される。機械パルプとしては、砕木パルプ（ＧＰ）、リファイナー砕木パルプ（ＲＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）などが挙げられる。

本発明において、白色度を向上させるためには、広葉樹晒しクラフトパルプ（ＬBＫＰ）、針葉樹晒しクラフトパルプ（ＮBＫＰ）などの化学パルプを７０重量％以上配合することが好ましい。

一般に古紙配合率を高くすると、インキ成分などのマイナスに帯電した微細粒子が抄紙系に多く流入するが、これらのマイナスに帯電した粒子は互いに反発し合い、同じくマイナスに帯電しているパルプ繊維とも容易に結合しないため、マイナスに帯電したコロイド粒子が抄紙系内に蓄積し、カチオン性の歩留剤の効果を著しく低下させる。ＤＩＰとしては、上質紙、中質紙、下級紙、新聞紙、チラシ、雑誌などの選別古紙やこれらが混合している無選別古紙、コピー紙や感熱紙、ノーカーボン紙などを含むオフィス古紙を原料とするＤＩＰなどを好適に使用することができる。脱墨パルプの重量とは、脱墨パルプの重量と脱墨パルプに付着している分離不可能な填料等の重量との合計量である。

填料
本発明の紙に使用される填料は、製品灰分が３重量％以上となるように添加されれば特に制限はないが、例えば、重質炭酸カルシウムや軽質炭酸カルシウムなどの炭酸カルシウム、酸化チタン、クレー、シリカ、タルク、カオリン、焼成カオリン、デラミカオリン、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、酸化チタン、ベントナイトなどの無機填料；尿素−ホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子等の有機填料；を単独または適宜２種類以上を組み合わせて使用することができる。また、製紙スラッジや脱墨フロス等を原料とした再生填料も使用することができる。特に、本発明においては、安価でかつ光学特性に優れていることから、炭酸カルシウムを填料として使用することが好ましい。炭酸カルシウムとしては、ロゼッタ型の軽質炭酸カルシウムが好ましい。また、炭酸カルシウム−シリカ複合物（例えば、特開２００３−２１２５３９号公報あるいは特開２００５−２１９９４５号公報等に記載の軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物）などの複合填料も使用可能である。酸性抄紙では、前記中性抄紙で使用する填料から、酸溶解性のものを除いた填料が使用され、その単独または適宜２種類以上を組み合わせて使用される。

本発明の電子写真用転写紙の灰分は上限は特にないが、紙の強度や操業性を考慮すると、４０重量％以下であることが好ましい。紙中灰分（無機分）のほとんどは、紙の製造にあたり添加される填料に由来するものと、パルプ原料であるＤＩＰによって持ち込まれるものである
一般に灰分は、紙に含まれる無機物の量を示すため、基本的に紙中に含まれる填料の量を反映する。紙の灰分は、紙料に添加されるフレッシュな填料に由来するものと、ＤＩＰ（古紙パルプ、脱墨パルプ）などのパルプ原料によって持ち込まれるもので構成される。ＤＩＰによって持ち込まれる灰分としては、炭酸カルシウムが比較的多いが、炭酸カルシウム以外の無機成分も含まれ、炭酸カルシウムと他の無機成分との割合は、新聞古紙や雑誌古紙などの古紙の種類や回収状況などによって異なる。本発明において灰分は、ＪＩＳＰ８２５１に規定される紙および板紙の灰分試験方法に準拠し、燃焼温度を５２５±２５℃に設定した方法で測定される。

内添サイズ剤
本発明においては、内添サイズ剤として、中性ロジンサイズ剤を含有する。後述するクリア塗工液に添加するサイズ剤としてアルキルケテンダイマー系サイズ剤を併用すると、重送防止、印字操業性の効果が高い。

その他の添加剤
本発明においては、内添用として、上記内添サイズ剤の他に公知の製紙用添加剤を使用することができる。製紙用薬品は、特に制限されず、種々の薬品を単独または組み合わせて用いることができる。例えば、例えば、歩留剤、濾水性向上剤、凝結剤、硫酸バンド、ベントナイト、シリカ、サイズ剤、乾燥紙力剤、湿潤紙力剤、嵩高剤、填料、染料、蛍光増白剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、紫外線防止剤、退色防止剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤などの製紙用薬品を用いることができる。中でも、短時間で紙料との混合ができるという本発明の効果を大きく享受できる点で、製紙用薬品として歩留剤を添加することが特に好ましい。歩留剤の他、本発明の製紙用薬品として好適に使用できるものとしては、ポリアクリルアミド系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、カチオン性澱粉、各種変性澱粉、尿素・ホルマリン樹脂、メラミン・ホルマリン樹脂などの内添乾燥紙力増強剤；ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン樹脂などの内添湿潤紙力増強剤；などを挙げることができる。

これらの助剤は、本発明の填料のスラリーに予め添加してから抄紙機に施用してもよく、また、本発明の填料のスラリーと別々に抄紙機に施用してもよい。

抄紙方法・抄紙機
上記のようにして製紙用薬品を混合された紙料は、ヘッドボックスに送られ、ヘッドボックスからワイヤーに噴射されて抄紙される。本発明は、種々の抄紙機や抄紙法に適用することができる。抄紙機としては例えば、長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、ギャップフォーマー抄紙機、オントップフォーマー抄紙機、ヤンキー抄紙機等で適宜抄紙できる。

本発明の抄紙系は、特に制限されず、中性紙でも酸性紙でもよいが、本発明の紙が炭酸カルシウムを比較的多く含有する場合、中性紙であることが好ましい。具体的には、本発明においては、紙面ｐＨが６．０〜９．０であることが好ましく、７．０〜８．０であることがより好ましい。抄紙速度は、特に限定されない。本発明の原紙の坪量は特に制限されない。

さらに、本発明においては、抄造した原紙に種々の表面処理を施すことができる。表面処理としては、顔料塗工やクリア塗工などの表面塗工を施すこともできるし、カレンダー処理を施すこともできる。

本発明においては、オンラインソフトキャレンダ、オンラインチルドカレンダなどにより塗工前の原紙にプレカレンダー処理を行い、原紙を予め平滑化しておくこともできる。

クリア塗工
本発明の電子写真用転写紙は、澱粉と導電剤を含むクリア塗工液を原紙の片面または両面に塗布し、クリア（透明）塗工層が設けられる。本発明においてクリア塗工とは、例えば、ポンド式サイズプレス、ゲートロールコーター、ロッドメタリングサイズプレス、カーテンコーター、スプレーコーターなどのコーター（塗工機）を使用して、塗布液（表面処理液）を原紙上に塗布（サイズプレス）することをいう。

本発明では、原紙上にクリア塗工を施すことにより原紙の表面強度や平滑性、導電性を向上させることができる。

本発明のクリア塗工液は、アルキルケテンダイマー系サイズ剤を含有する。
アルキルケテンダイマー系サイズ剤としては、アルキルケテンダイマーを主成分として含有するものを言う。本発明において、アルキルケテンダイマー系サイズ剤の含有量は、クリア塗工液中の濃度として、０．０４重量％〜０．１１重量％が好ましい。０．０４重量％より少ないと、重送防止効果が低くなる傾向にある。また、０．１１重量％を超えると、電子写真用トナーの定着不良が起きる可能性が高い。本発明においては、填料を高含有し摩擦係数が高くなっても、クリア塗工層にアルキルケテンダイマー系サイズ剤を含有させることにより、摩擦係数をコントロールし、紙の重送を防止することができる。また、紙に吸水抵抗性を付与するために、前記の水溶性高分子物質の他に、スチレンアクリル酸、スチレンマレイン酸、オレフィン系化合物、アルキル（メタ）アクリレート系化合物など一般的な表面サイズ剤を併用塗布することができる。

本発明において、澱粉と導電剤を含むクリア塗工層の塗工量は、片面あたり０．５〜１．５ｇ／ｍ^２程度である。

本発明の電子写真用転写紙のクリア塗工層には、澱粉が含まれる。澱粉の種類等は特に制限されないが、変性澱粉、酸化澱粉、酸化アセチル化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉（ＨＥＳ）、デキストリンなどを好適に使用することができる。澱粉とは、アミロース、アミロペクチンからなる混合物のことをいい、一般に、その混合比は澱粉の原材料である植物によって異なる。

本発明の澱粉は、すでに述べたように、変性方法、原料の品種なども自由であるが、蒸煮後のスラリーの粘度や安定性などの観点から、変性澱粉、酸化澱粉、酸化アセチル化澱粉、ヒドロキシエチル澱粉（ＨＥＳ）、デキストリンなどが好ましい。

本発明のクリア塗工液中の澱粉の固形分濃度は、５重量％〜５０重量％が好ましく、さらに好ましくは８重量％〜２０重量％である。

クリア塗工液に配合する高分子化合物として、上述した澱粉のみを用いることもできるが、それ以外にも各種の水溶性高分子を併用できる。水溶性高分子物質としては、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、メチルセルロースなどのセルロース誘導体；ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコールなどの変性アルコール；スチレンブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミドなどを適宜１種以上使用できる。

本発明においては、電子写真用転写紙の帯電性を調整するために、導電剤をクリア塗工層に配合する。すなわち、電気抵抗性をコントロールしてトナー定着性を向上させるとともに、紙同士のくっつきを防止するために、塩化ナトリウムや硫酸ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、アルミン酸ソーダ、リン酸ナトリウム等の無機塩、及び蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウムなどの無機導電剤や、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を加えて、塗布することが好ましい。導電剤の塗工量は特に制限されないが、０．０１〜０．５ｇ／ｍ^２が好ましく、０．０２〜０．３ｇ／ｍ^２がより好ましく、０．０３〜０．２ｇ／ｍ^２がさらに好ましい。

本発明においては、必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤等、通常のクリア塗工に配合される各種助剤を適宜使用できる。

顔料塗工
本発明の電子写真用転写紙は、顔料塗工により顔料塗工層を設けることもできる。本発明の電子写真用転写紙における顔料塗工層は、単層であっても多層であってもよい。本発明において塗工方法は特に制限されず、公知の原料を用いて公知の方法によることができる。もちろん、本発明においては、このような顔料塗工を施さなくてもよい。顔料塗工を施した場合、紙の灰分は、顔料塗工層に含まれる無機物により高くなるため、本発明のある態様において、１０重量％〜５０重量％程度が好ましく、２０重量％〜４５重量％程度がより好ましい。

塗工工程
本発明の電子写真用転写紙は、以上のように得られた原紙上に、顔料と接着剤を主成分とする塗工液を塗工・乾燥して塗工層を設けることができる。塗工は、原紙の表面片面でも両面でも良いが、カールしない、表裏の物性が異ならないということから、両面塗工が好ましい。

また、顔料塗工する場合、本発明の塗工層に用いる顔料としては、顔料としてはカオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイト等の無機顔料；プラスチックピグメント等の有機顔料を適宜選択して使用できる。

本発明で使用する接着剤（バインダー）について、特に制限はなく、例えば、好ましい接着剤として、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共重合およ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；カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類；酸化澱粉、陽性澱粉、尿素燐酸エステル化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉などのエーテル化澱粉、デキストリン等の澱粉類；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、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体等の通常の塗工紙用接着剤１種類以上を適宜選択して使用することができる。また、前述した澱粉由来の高分子化合物を使用することもできる。顔料と接着剤の割合は公用の範囲で使用することができる。

本発明においては、電子写真用転写紙の帯電性を調整するために、導電剤を、顔料１００重量部に対して０．１〜１．０重量部使用することが好ましい。上記導電剤としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム、アルミン酸ソーダ、リン酸ナトリウム等の無機塩、及び蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム等の有機酸塩、石鹸、リン酸塩、カルボン酸塩などの界面活性剤、４級アンモニウム塩、ポリアクリル酸塩、スチレンマレイン酸塩等の高分子電解質等を挙げることができるが、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどの無機塩を用いることが好ましい。

本発明で用いる塗工液には、顔料と接着剤の他に、必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤などの各種助剤を適宜使用できる。

本発明において、塗工液の調製方法は特に限定されず、コータの種類によって適宜調整できる。

顔料塗工方法・塗工機
本発明においては、通常用いられるコータであればいずれを用いても良い。オンマシンコーターでもオフマシンコーターでも良く、オンマシンコーターであれば、サイズプレスコーター、ゲートロールコーター、ロッドメタリングサイズプレスコーターなどのシムサイザーなどのフィルム転写型ロールコーター、ブレードコーター、ブレードメタリングサイズプレスコーターなどのコーターを使用できる。塗工速度は、特に限定されない。

顔料塗工量
本発明における塗工液の塗工量は、片面あたり固形分で０．１〜６ｇ／ｍ^２が好ましく、０．３〜５ｇ／ｍ^２がより好ましく、０．５〜４ｇ／ｍ^２がさらに好ましい。

乾燥工程
本発明において、湿潤塗工層を乾燥させる方法に制限はなく、例えば蒸気過熱シリンダ、加熱熱風エアドライヤ、ガスヒータードライヤ、電気ヒータードライヤ、赤外線ヒータードライヤ等各種の方法が単独もしくは併用して用いることができる。本発明においては、乾燥状態が用紙のカールの程度に影響を及ぼすため、表裏の乾燥バランスをコントロールすることができるような装置を用いることが好ましい。

カレンダー処理
本発明においては、紙表面にカレンダー処理を施すこともできるが、カレンダー装置の種類と処理条件は特に限定はなく、金属ロールから成る通常のカレンダーやソフトニップカレンダー、高温ソフトニップカレンダーなどの公用の装置を適宜選定し、品質目標値に応じて、これらの装置の制御可能な範囲内で条件を設定すればよい。

以下に実施例および比較例をあげて本発明をより詳細に説明するが、当然ながら、本発明は実施例のみに限定されない。なお、例中の部および％はそれぞれ重量部および重量％を示す。

［品質評価方法］
以下に記載する品質評価方法で、電子写真用転写紙の品質を評価した。
（１）坪量：ＪＩＳＰ８１２４に準拠して測定した。
（２）紙厚：ＪＩＳＰ８１１８に準拠して測定した。
（３）摩擦係数：ＪＩＳＰ８１４７に準拠して測定した。
（４）トナー定着性：リコー社製ＮＸ−７５０を用い、Ａ４サイズのサンプルに墨ベタ全面印字を行った後、５分間放置した。ベタ印字部に住友スリーエム社製スコッチメンディングテープを貼ってから剥がし、トナーの剥がれ具合を○△×で評価した。

○：トナーが殆ど剥がれず、画像の定着が良好
△：トナーが若干剥がれるが、実使用上問題ないレベル
×：トナーが剥がれ、画像の定着が著しく劣る
（５）重送発生の有無：リコー社製ＮＸ−７５０を用い、２８℃８５％の環境下でＡ４サンプルを任意のチャートで連続５００印字したときの重送発生の有無を評価した。

実施例１
製紙用原料パルプとしてフリーネスを４８０ｍＬに調整したＬＢＫＰ８５重量％と、フリーネス５００ｍＬに調整したＮＢＫＰ１５重量％を混合し、全パルプ絶乾重量あたり固形分３．６重量％の液体硫酸バンド、０．５重量％のカチオン変性澱粉、０．５重量％の内添サイズ剤（中性ロジンサイズ剤）、製品灰分が４．５％となるようにロゼッタ型軽質炭酸カルシウム（粒径２．１μｍ）、１００ｐｐｍの歩留まり向上剤を順次添加し、紙料を調製した。

この紙料を、オントップ型ツインワイヤー抄紙機を用いて抄紙速度１０００ｍ／分で坪量が６４．１ｇ／ｍ^２となるようにして中性抄紙した。

次いで、ゲートロールコーターを用いて、導電剤１．０重量％と酸化澱粉１０．０重量％、アルキルケテンダイマー系サイズ剤０．０５重量％を混合したクリア塗工液を原紙上にゲートロールコータで塗布、乾燥した。クリア塗工層の塗工量は両面で０．９ｇ／ｍ^２であった。

その後、金属ロールと樹脂ロールから成るカレンダーを用いて、カレンダー処理を行い、電子写真用転写紙を得た。

実施例２
クリア塗工液中のアルキルケテンダイマー系サイズ剤の添加量を０．１０重量％とした以外は、実施例１と同様にして電子写真用転写紙を得た。

比較例１
クリア塗工液中のアルキルケテンダイマー系サイズ剤の添加量を０．１５重量％とした以外は、実施例１と同様にして電子写真用転写紙を得た。

比較例２
クリア塗工液中のアルキルケテンダイマー系サイズ剤の添加量を０．２５重量％とした以外は、実施例１と同様にして電子写真用転写紙を得た。

比較例３
クリア塗工層に添加するサイズ剤をスチレン系サイズ剤（荒川化学社製ＰＭ１３８７Ｓ）とした以外は、実施例１と電子写真用転写紙を得た。

Claims

原紙にクリア塗工層を設けた電子写真用転写紙であって、原紙中に中性ロジンサイズ剤を含有し、クリア塗工層中にアルキルケテンダイマー系サイズ剤を、クリア塗工液中の濃度として０．０４〜０．１１重量％含有する、静摩擦係数が０．５０〜０．５４であり動摩擦係数が０．４１〜０．４５である、電子写真用転写紙の製造方法。
請求項１に記載の電子写真用転写紙を用いて、電子写真方式により画像を形成する方法。