JPH0611851A

JPH0611851A - 静電記録体

Info

Publication number: JPH0611851A
Application number: JP16875392A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Tani; 寿谷; Takashige Sanhongi; 孝繁三本木; Shigehiro Fukuda; 繁宏福田
Original assignee: New Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1994-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】リードエッジフォッグ現象と呼ばれる記録の先
端カブリを防止した静電記録体を提供する。また、両面
制御タイプの記録装置に適した静電記録体を提供する。
更に耐水性に優れた記録体を提供する。【構成】支持体にスメクタイト粘土を含有させ、更に導
電層を設けた導電性支持体上に絶縁性樹脂と顔料を含有
する誘電体層を設けた静電記録体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に多針電極を用いた
静電記録方式のプロッターやプリンターに用いられる静
電記録体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多針電極を用いた静電記録方式は、近年
コンピューターによる設計、シミュレーションなどのＣ
ＡＤ技術の進歩により、また広幅高速の記録画像出力が
可能な利点から、広い産業分野で用いられている。静電
記録体の層構成の例としては、上質紙を支持体としてそ
の両面あるいは、片面に導電性物質を塗布して低抵抗化
した後、平滑化処理を行い、その片面に誘電体層を形成
したものが挙げられる。

【０００３】静電記録方式に用いる静電記録体の導電処
理の方法としては、従来から各種のイオン導電性高分子
電解質を塗布したり、支持体に含浸したりして必要な導
電性を得るものが知られている。特にイオン導電性高分
子電解質を含浸させる方法はは、支持体の体積方向（厚
み方向）に制御電圧を印加する方式である両面制御タイ
プの記録方式では支持体の体積抵抗値を低くすることが
要求されることから有効な方法である。

【０００４】しかし、イオン導電性高分子電解質では環
境湿度で導電性が変化するため、低湿度環境下で記録像
が出ない、更に、静電記録体に水が降り掛かると誘電体
層直下に形成したイオン導電性高分子電解質を含む導電
層が溶解し容易に誘電体層が剥離するなど耐水性に難が
あった。又、酸化スズ、酸化インジウムや導電性酸化亜
鉛などの導電性粉末を支持体表面に結着剤とともに塗工
する導電処理方法も知られている。導電性粉末を用いた
静電記録体では、結着剤に耐水性の樹脂を用いることに
より耐水性を付与する事は可能であるし、導電性は環境
水分に依存しないので低い湿度で安定した記録濃度を得
ることは可能であるが、表面抵抗値を下げることはでき
ても導電性支持体の体積抵抗値を低くすることが困難で
ある。この為、導電性粉末を用いた静電記録体を用い
て、多針電極を有する静電プロッターで記録すると、印
加電圧の露洩電流が現像器に注入されるため、ＬＥＦ
（リードエッジフォッグ）現象と呼ばれる先端かぶりが
発生しやすい。

【０００５】この為、支持体として紙を使用した静電記
録体では、イオン導電性高分子電解質を支持体裏面にも
施し、露洩電流を支持体体積方向に逃すことによりＬＥ
Ｆを防止する方法がとられている。しかし裏面の導電層
の塗工量が多いと、このような構成体では、高い湿度環
境で記録する場合、印加パルスが最高電圧に至らないで
減衰することがあり、結果的に記録濃度が低下してしま
う場合もある。また、両面制御タイプの記録方式に適し
た静電記録体を構成し難い。更に、導電性粉末はイオン
導電性高分子電解質に比べ高価である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の如き
従来技術の欠点を解消し、記録装置の置かれた環境条
件、特に相対湿度の変化に対して極めて安定な静電記録
体を提供する。本発明の他の目的は両面制御タイプの記
録に適した静電記録体を提供することである。また、耐
水性に優れた静電記録体を提供することを目的とする。
更に、両面制御タイプ又は片面制御タイプで生じるリー
ドエッジフォッグ現象と呼ばれる記録の先端カブリを防
止した静電記録体を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、支持体にスメ
クタイト粘土を含有させ、更に導電層を設けた導電性支
持体上に、絶縁性樹脂と顔料を含有する誘電体層を設け
た静電記録体である。ただし、導電層は片面だけに設け
ても、両面に設けてもよい。誘電体層は、片面のみに設
けた導電層上に、或いは両面に設けた導電層の一方の上
に設ける。

【０００８】また、本発明は、導電性支持体が、支持体
にスメクタイト粘土と解膠剤を含む液を含浸させ、更に
カチオン性高分子電解質を含有する導電層を設けた導電
性支持体である上記の静電記録体を開示する。更に本発
明は、解膠剤がピロリン酸ナトリウムである上記の静電
記録体を開示する。

【０００９】

【作用】本発明において、支持体に含浸させるスメクタ
イト粘土は、三層構造の結晶からなっており、層間には
水分子を持った種々のイオンが入るため、膨張格子とな
り積層は不規則である。そして、化学的には、以下の如
き成分を主成分として含有するものを例示できる。

【００１０】１モンモリロナイト X_0.33(Al_1.67Mg_0.33)Si₄O₁₀(OH)₂・ nH₂O ２バイデライト X_0.33(Al₂)(Al_0.33Si_3.67)O₁₀(OH)₂ ・ nH₂O ３ノントロライト X_0.33(Fe³⁺ ₂)(Al_0.33Si_3.67)O₁₀(OH)₂ ・ nH₂O ４サポナイト X_0.33(Mg₃)(Al_0.33Si_3.67)O₁₀(OH)₂ ・ nH₂O ５鉄サポナイト X_0.33(Mg,Fe)₃(Al_0.33Si_3.67)O₁₀(OH)₂・ nH₂O ６ヘクトライト X_0.33(Mg_2.67Li_0.33) Si₄O₁₀(OH)₂・ nH₂O ７ソーコナイト X_0.33(Mg,Zn)₃(Al_0.33Si_3.67)O₁₀(OH)₂・ nH₂O ８スチプンサイト X_0.33/2(Mg_2.97)Si₄O₁₀(OH)₂ ・ nH₂O ９ヘクタイト X_0.33(Mg_2.67Li_0.33)Si₄O₁₀(OH,F)₂ ・ nH₂O ＸはＫ，Ｎａ，１／２Ｃａ，１／２Ｍｇ等の金属である
が、市販品にはＮａであるものが多い。

【００１１】市販品としては、商品名:Veegum (Vanderb
ilt 社製のモンモリロナイト) 、商品名: スメクトンSA
-1( クニミネ工業社製のサポナイト) 、商品名: ラポナ
イトRD(Laporte Industries Ltd 製のヘクトライト) 、
商品名: ラポナイトS 及びラポナイトB(Laporte Indust
ries Ltd製のヘクタイト) 等を例示できる。これらのス
メクタイト粘土は、淡黄色あるいは白色の微粉末であ
り、その大きさはサブミクロン単位で、水中で膨張し独
特のコロイド構造を作る。例えば、モンモリロナイト
は、二つのシリカの間にアルミナ層がサンドイッチされ
た三層構造を一単位とし、このフレークが水を介して連
なっており、水溶液中ではフレーク間の水のため、フレ
ークはバラバラとなる。そして、フレーク表面はプラス
イオンとマイナスイオンがあるため、所謂カードハウス
構造を形成し、これを支持体に含浸させると、これらの
イオンの連なりによって導電性を示すものである。合成
品は水溶液中で分離し易く、導電性に優れる傾向があ
る。

【００１２】本発明者は、スメクタイト粘土はコロイド
構造を示すほど微粒子であるため、上質紙等の支持体中
に効果的に含浸させることが出来、イオン導電性高分子
電解質溶液を含浸して支持体体積方向の抵抗値を低抵抗
化する方法に比べ、優れていることを見いだした。スメ
クタイト粘土を含浸させて低抵抗化した支持体の片面あ
るいは両面にイオン導電性高分子電解質を主たる成分と
する導電層を形成することにより、ＬＥＦの発生しな
い、また記録装置の設置環境に殆ど影響を受けないで良
好な記録画像を形成する静電記録体が得られる。

【００１３】又、一般にスメクタイト粘土は水中に分散
させると容易にコロイド状分散液、即ちゾルを形成する
が、濃度が増すにつれてゲルを形成し易くなり、顕著な
チキソトロピー性を示す。このため、高濃度のスメクタ
イト粘土分散液を調製して支持体に含浸させ難い場合も
ある。しかし、解膠剤を添加すると安定した流動分散液
（ゾル）となり含浸処理がさらに容易になるため好まし
い。解膠剤としては、多価リン酸塩、例えばヘキサメタ
リン酸塩、ポリリン酸塩（ピロリン酸ナトリウム等）が
例示できる。特にピロリン酸ナトリウムは好ましい。

【００１４】支持体である紙を製造するためには、サイ
ズ性を改良したり、抄紙時の紙切れ防止等の為に一般に
ロジン等がパルプスラリー中に添加される。従って支持
体はサイズ性を有しているが、解膠剤はこのロジンを中
和するためか、紙のサイズ度を低下させスメクタイト粘
土液を含浸し易くする作用が有ることを本発明者等は見
出した。従って解膠剤を含むスメクタイト粘土含有液で
低抵抗化した支持体の耐水性は極めて弱くなり、ステキ
ヒトサイズ度は略０秒にまで低下する。

【００１５】この支持体にアニオン性高分子電解質を塗
布しても耐水性は同じでサイズ度は略０秒であるが、カ
チオン性高分子電解質を塗布した場合、耐水性は一般の
上質紙に高分子電解質を塗布したものと同程度の強さに
もどることを見出した。このように、カチオン性高分子
電解質を塗布するとステキヒトサイズ度を例えば５〜１
００秒程度にまで上げることができる。

【００１６】この理由は必ずしも明らかではないが支持
体に含浸されているスメクタイト粘土がカチオン性高分
子電解質と混合されることによりゲル化するものと推測
される。このようにして得られた本発明の静電記録体は
極めて耐水性に優れる。スメクタイト粘土を支持体中に
含有させる方法としては、支持体の抄造の際にパルプス
ラリーに添加する方法、サイズプレス工程で含浸させる
方法、支持体の片面又は両面にワイヤーバーコーター、
エアーナイフコーター、ロールコーター、グラビアコー
ター等の各種公知の塗布装置で塗布して含浸させる方法
等が利用出来る。ただし、効果的に支持体中にスメクタ
イト粘土を含有させ、導電性支持体の体積抵抗値を低下
させるためにはサイズプレス工程による含浸処理法や、
抄造時にパルプスラリーに添加する方法が好ましく、特
にサイズプレスが好ましい。

【００１７】ワイヤーバーコーター、エアーナイフコー
ター、ロールコーター、グラビアコーター等の通常の塗
布装置で塗布して含浸させる場合は、スメクタイト粘土
含有液に解膠剤を添加したり、或いは比較的に希薄な液
を調製する等の方法で効果的に支持体に浸透させること
が好ましい。スメクタイト粘土が殆ど含浸されず、支持
体表面の層に残留する場合は体積抵抗値を有効に下げる
ことができない場合がある。

【００１８】含浸させる量は目的により異なり、一概に
は特定できないが、スメクタイト粘土の乾燥重量で０．
１〜１０ｇ／ｍ²程度、より好ましくは１〜７ｇ／ｍ²
程度の範囲で調節される。スメクタイト粘土を含有する
導電性塗液には、ハジキ、接着性、塗工性、耐ブロッキ
ング性等を改良する目的で、界面活性剤や結着剤等を添
加することが出来る。

【００１９】界面活性剤については、特に限定されない
が、例えばジメチルアルキルラウリルベタイン、ジメチ
ルアルキル（ヤシ）ベタイン、アルキルグリシン、オク
タデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシル
トリメチルアンモニウムクロライド、ベヘニルトリメチ
ルアンモニウムクロライド、ポリオキシエチレンビスス
テアレート、ポリグリシジルメタクリレート、ポリエチ
レングリコールモノメタノール、アルキル（牛脂）イミ
ダゾリン４級塩、アルキルベンゼンスルホネート、アル
キルスルホネート等が挙げられる。これらの界面活性剤
の添加量は特に限定しないが、通常、スメクタイト粘土
を含有する導電性塗液中に０．０１〜５重量％程度の範
囲で添加される。

【００２０】結着剤としては、例えばデンプン、デキス
トリン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアル
コール及びその誘導体、スチレン−無水マレイン酸共重
合体、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリ
レート−ブタジエン共重合体等のラテックス類、アクリ
ル酸エステル及びメタクリル酸エステル重合体、又は共
重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体ラテックス等が
例示できる。

【００２１】また、スメクタイト粘土の特徴を損なわな
い範囲で、導電性塗液中に高分子電解質等の導電剤を混
合することができる。界面活性剤や結着剤等の添加量
は、導電性塗液の全固形分に対し３０重量％以下とする
ことが好ましい。因に、多いとスメクタイト粘土の特徴
であるカードハウス構造が形成出来難くなり、結果的に
導電性が損なわれる恐れがある。

【００２２】次に、スメクタイト粘土を主成分とする導
電性塗液を含浸した支持体の片面又は両面に導電層を形
成する。導電層に含有させる導電剤としては、ポリビニ
ルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリジ
メチルジアリルアンモニウムクロライド、スチレンアク
リル酸トリエチルアンモニウムクロライド等のカチオン
性高分子電解質、及びポリスチレンスルホン酸、ポリア
クリル酸、ポリビニルホスフェート等のアニオン性高分
子電解質、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、導
電性酸化亜鉛等の導電性粉末等を例示できる。

【００２３】導電層中には、例えば重質または軽質の炭
酸カルシウム、クレー、カオリン、無定形シリカ、焼成
無定形シリカ、硫酸バリウム、焼成クレー、アルミナ、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化チタン
等の顔料を添加することができる。導電層塗液の塗工量
は、目的により一概に限定できないが通常、乾燥重量で
０．１〜１５ｇ／ｍ²程度、より好ましくは１〜７ｇ／
ｍ²塗布する。

【００２４】こうして得られた本発明の導電性支持体の
表面抵抗値は１０⁵〜１０⁹Ω程度が好ましい。また、
機種や目的等により異なり特定できないが、通常、導電
性支持体の体積抵抗値は、２３℃，５０％ＲＨ下で、１
０⁶〜１０⁹Ωｃｍ程度が好ましい。

【００２５】導電性支持体の表面ベック平滑度は、スー
パーカレンダ等で平滑化処理を行い２００秒程度以上と
することが好ましい。本発明の静電記録体は、かくして
調製された導電性支持体上に、絶縁性樹脂と顔料を主成
分とする誘電体層を形成することによって形成される。
誘電体層は、通常導電層上に形成する。片面に導電層を
設けた場合は、その導電層上に誘電体層を設ける。両面
に導電層を設けた場合は、一方の導電層上に誘電体層を
設ける。

【００２６】スメクタイト粘土を含浸させたのみで導電
層を設けなかった導電性支持体に誘電体層を設ける場合
や、片面に導電層を設け、その導電層とは反対の面に誘
電体層を設けた場合、導電性支持体に絶縁性樹脂が浸透
して有効な誘電体層の形成が困難となる。その結果、優
れた記録は得られない。

【００２７】誘電体層に含有させる絶縁性樹脂について
は、特に限定されないが、例えばアクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アク
ルリ酸デシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソ
ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル
酸エステル共重合体やメタリクル酸エステル共重合体、
酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ブチラー
ル樹脂、ポリエステル樹脂、ニトロセルロース、ポリス
チレン、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メ
タクリル酸共重合体、フッ化ビニリデン、シリコン樹
脂、エポキシ樹脂、塩化ビニリデン−アクリロニトリル
共重合体、ウレタン樹脂、ステアリルメタクリル−クロ
ロプレン共重合体、フェノール樹脂等が挙げられる。誘
電体層に含有させる顔料については、特に限定されない
が、例えば重質あるいは軽質の炭酸カルシウム、無定形
シリカ、焼成無定形シリカ、シラン処理した無定形シリ
カ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニト
リル等のプラスチックピグメント，硫酸バリウム、焼成
クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、クレー、水酸
化マグネシウム、酸化チタン等が挙げられる。

【００２８】誘電体層中の顔料の含有量は、通常、好ま
しくは１〜６０重量％程度、より好ましくは５〜５０重
量％程度の範囲で調節される。因みに、顔料の含有量が
少ないと、得られる静電記録体はブロッキングを起こし
易く、逆に多いと記録濃度の低下や白色度の低下等が起
こる恐れがある。

【００２９】誘電体層塗液は、例えばトルエン、メチル
エチルケトン、イソプロピルアルコール等の有機溶剤
に、上記の如き顔料や絶縁性樹脂を溶解、分散すること
によって調製され、得られた塗液は、例えばバーコータ
ー、グラビアコーター、カーテンコーター、チャンプレ
ックスコーター等の適当な塗布装置によって導電性支持
体上に塗布される。尚、支持体としては、上質紙等が例
示できる。

【００３０】

【実施例】以下に本発明の実施例を記載するが、勿論、
これらの実施例に限定されるものではない。また、特に
断らない限り、例中の部および％はそれぞれ重量部及び
重量％を示す。

【００３１】実施例１厚さ９０μｍの上質紙に、スメクタイト粘土（Laporte
Industries Ltd製のヘクタイト, 商名: ラポナイトＢ）
３部、水１００部よりなる導電性塗液を５度にわたるサ
イズプレス工程で乾燥後の塗布含浸量が合計３ｇ／ｍ²
となるように紙の両面より含浸させた。アニオン性高分
子電解質（ポリスチレンスルホン酸，三洋化成製，商品
名：ＳＡ−９）を乾燥後の塗布量で表面側に５ｇ／
ｍ²、裏面側に２ｇ／ｍ²塗布し、ベック平滑度が６０
０秒となるように平滑化処理して導電性支持体を得た。

【００３２】次いでこの導電性支持体の表面に、メチル
メタクリレート樹脂３５部、ブチルメタクリレート樹脂
３５部、炭酸カルシウム３０部、トルエン２００部を混
合分散して調製した誘電体層塗液を乾燥後の塗布量が
３．５ｇ／ｍ²となるように塗布して静電記録体を得
た。

【００３３】実施例２厚さ９０μｍの上質紙にスメクタイト粘土（Laporte In
dustries Ltd製のヘクタイト, 商品名: ラポナイトＢ）
９０部、ピロリン酸ナトリウム１０部、水７００部より
なる導電性塗液を１回のサイズプレス工程で乾燥後の塗
布量が４ｇ／ｍ ²となるように紙の両面に塗布含浸させ
た後、カチオン性高分子電解質（スチレンメタクリル酸
エチルトリメチルアンモニウムクロライド，三洋化成
製，商品名：ケミスタット７３００）を乾燥後の塗布量
で表面側に４ｇ／ｍ²、裏面側に２ｇ／ｍ²塗布し、表
面側のベック平滑度が７００秒となるように平滑化処理
して導電性支持体を得た。以下は実施例１と同様にして
静電記録体を得た。

【００３４】実施例３サイズプレス工程で使用するスメクタイト粘土としてVa
nderbilt社製のモンモリロナイト（商品名：Veegum）を
使用した以外は、実施例２と同様にして静電記録体を得
た。

【００３５】実施例４実施例２の導電性支持体に於いて裏面側にカチオン性高
分子電解質を塗布しない以外は、実施例２と同様にして
静電記録体を得た。

【００３６】実施例５カチオン性高分子電解質の代わりにアニオン性高分子電
解質（ポリスチレンスルホン酸，三洋化成製，商品名：
ＳＡ−９）を用いた以外は実施例２と同様にして静電記
録体を得た。

【００３７】比較例１スメクタイト粘土を主成分とする導電性塗液をサイズプ
レス工程で塗布しない以外は、実施例１と同様にして静
電記録体を得た。

【００３８】比較例２スメクタイト粘土の代わりにカチオン性高分子電解質
（スチレンメタクリル酸エチルトリメチルアンモニウム
クロライド、三洋化成製，商品名：ケミスタット７３０
０）を固形分濃度を１５％に水で希釈した導電性塗液を
サイズプレス工程で乾燥後の塗布量が３ｇ／ｍ²となる
ように上質紙の両面に塗布する以外は、実施例２と同様
にして静電記録体を得た。比較例３厚さ９０μｍの上質紙にスメクタイト粘土（Laporte In
dustries Ltd製のヘクタイト, 商品名: ラポナイトＢ）
９０部、ピロリン酸ナトリウム１０部、水７００部より
なる導電性塗液をワイヤーバーコータで乾燥後の塗布量
が３．５ｇ／ｍ ²となるように上質紙の表面側に塗布
し、その上に導電層を設けずに実施例２と同じ誘電体層
を設けて静電記録体を得た。

【００３９】かくして得られた各種類の静電記録体につ
いて以下の品質評価試験を行った。結果を表１に示す。

【００４０】〔記録の評価〕カラー静電プロッター（ゼ
ロクス社製の両面制御方式静電プロッター，商品名：Ｃ
Ｅ３４２４）でそれぞれ記録を行い、ブロックパターン
部分の記録濃度をマクベス濃度計で測定した。なお、環
境条件としては２３℃２０％ＲＨ、２３℃５０％ＲＨ、
２３℃８０％ＲＨの３条件を設定した。

【００４１】〔耐水性の評価〕静電記録体の裏面に１cc
の水を滴下し、１０分後に拭き取った後、誘電体層（表
面）を３００ｇ／ｃｍ²の圧力を加えたネオプレンゴム
で擦り誘電層が剥がれるか否かをみる。（剥がれない…○，少し剥がれる…△，全体が剥がれる
…×）

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】表１の結果から明らかなように、本発明
の静電記録体は、高分子電解質や導電性粉末を用いた従
来の静電記録体に比べ、広い湿度条件下で良好な記録濃
度の画像が得られ、かつ裏面に水が付着しても誘電体層
の剥がれが生じない耐水性に優れた静電記録体であり、
例えば裏面に水性の糊を塗っても誘電体層が剥がれるこ
とがない。また導電性粉末を用いたものに比べ廉価であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体にスメクタイト粘土を含有させ、更
に導電層を設けた導電性支持体上に、絶縁性樹脂と顔料
を含有する誘電体層を設けた静電記録体。
【請求項２】導電性支持体が、支持体にスメクタイト粘
土と解膠剤を含む液を含浸させ、更にカチオン性高分子
電解質を含有する導電層を設けた導電性支持体である請
求項１記載の静電記録体。
【請求項３】解膠剤がピロリン酸ナトリウムである請求
項２記載の静電記録体。