JPS58107548A - カ−ル発生量を抑制した記録用紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、カールの発生量管抑制した記録用紙に関し
、％に嚢着用斜交ロールを用いる圧力定着方式の磁気記
録法または静電記録法に用いるに適したカール発生量を
抑制した記録紙であって、式 １式中、Ｗは紙のメートル坪量（ｔ／ｄ）ｐは紙の密度
（ｆ／ｊ　） Ｇは捩れ自由減衰振動法で測定し九動的剛性率（ダイン
／−）〕 であることを特徴とする記録用紙に関している。

磁気記録法または静電記録法の圧力定着方式は、１碌媒
体から紙に転写されたトナーまたは紙に形′戎した潜像
を埃像したトナーを、紙とともに一対の加圧斜交ロール
間を通過させ、トナー粒子を二絢 ツブ圧により強制的Ｋ１１ｌｌ中に侵入させて定着させ
る方式である。この方式は、加熱ロールによりトナーを
溶融定着する方式に比較すれば、定着に要するエネルギ
ーが小さく、待ち時間を要せず、火災の危険がなく１機
器の保全不要等の長所を有している。仁の場合、斜交ロ
ールを用いる理由は、次の通りである。

第１図および第２図において、一対の下部駆動金属ロー
ル１および上部従動金属ロール２は、その軸が２°以下
の小さな角度、一般に１．５°で斜交せられる（図面で
は、交叉角は説明の便宜上大きくしである）。ロールを
斜交したためＫ、紙はその幅方向に均一に圧力を加えら
れ、ロールにクラウンを設けた場合と同様の効果があり
、この結果トナーは紙に均一に耐着する。同時に、紙は
ロールニップの通過中、ロール中心部から端部に向って
伸ば芒れ、皺の発生が防止される。

しかし、このような斜交ロールを用いると、ロール通過
後記録用紙の四隅にカールが発生し、カールが大きくな
ると記録後の紙の搬走性を悪くし、かつソーティング作
業において支障を生ずる欠点がある。したがって、カー
ルの発生を抑制し良記録紙に対する要望が高くなってい
る。

本発明者轡は、カール発生の原因、機構について種々検
討し、その結果紙の密度および剛的弾性率を高くするこ
とＫより、カールの発生を一定の大きさ以下に抑制でき
ることを見出し、この知見に基づいてこの発明を児成し
た。

斜交ロールに紙を通すと、紙はロールニップ通過後、ニ
ップへの進入方向に対し角度φだけその進行方向が変化
する。このときの屈折角は、次式により与えられる： ｇａｓφ＝　［（Ｊａｇ＃）”　”Ｊ−”（式中、φは
ニップ通過後紙の屈折した角度、ｌはロールの長さのＡ
、 ２ｒはロールの直径、 ２０はロールの斜交角） この弐に実際のロールの長さ、直径および斜交角の値を
代入して計算すると、φと１との間にはほぼ一定の比例
関係が成立する、即ちグラフにしたとき両者の間に直線
関係が成立する。このことは、１の値が大きくなる程、
即ちロールの交叉中心よりロール端部に向・うにつれて
、φも大きくなり、紙の両端部が最大の屈折をすること
を意味している。また交叉点を中心として、その両側で
ロールの配置は逆の関係であるから、紙の屈折も互に逆
方向となる。

紙の屈折により、ロールに加えた垂直方向の圧力Ｐの分
力として、屈折時に屈折方向およびその反対方向にそれ
ぞれＰｇｋＩφが生じる。この分力ｐ、１．．φは、通
常の平行ロール対の場合の駆動力の伝達および単振抵抗
により紙層内部に生ずるすり力以外の新しいずリカとし
て作用する。前述の通り、斜交ロールの場合、屈折角φ
はロールの交叉中心では０、ロール端部に向う程大きく
なるので、このずリカＰＩｔｈｌφも中心部では０でロ
ール端部に向って次第に大きくなる。このすリカにより
、紙の表面と裏面とには、大きさは等しいが方向が逆の
応力が作用することになる。この状態のベクトルを紙の
表面および裏面について、それぞれ第８図ないし第６図
で示してあり、５ｈａｄおよび−ｆｒｔｈは紙の表面お
よび裏面の四隅を示し、νｑおよび％！は、それぞれニ
ップ中心下のｒ（方向の線を示す。

図より明らかなように、紙の側面ａｂｆａについて観察
すると、表面ではａｈ方向に１裏面ではびが生じ、紙は
上向きのカールが生じる。同様にして、紙端すでは伸び
が、紙端ｆでは縮みが生じ、この隅では下向きが生じる
。反対の側面では、端点ｇ、ｇでは上向きの、端点ｄ、
Ａでは下向きのカールが、それぞれ生じることになる。

結局、紙の対角＠ａａおよびｄみ方向の両端では、それ
ぞれ方向が同一で、端Ａ８とｂおよびｄとＣではそれぞ
れ逆方向のカールとなり、プロペラカールが発生する。

以上は紙の側面について観察したが、紙の内部断面にお
いても、上記の通りニップの交叉中心即ち紙の中心から
両＠に向う距離に比例して増加する応力により、側面に
おけるのと同様な原理でそれぞれ伸びと縮みが生じ、こ
れらの効果は集約された形で紙端に現れる。もし、紙が
均質であれば、紙の四隅で発生するカールの太き場は、
方向は違っていても、その絶対値は轡しいことになる。

しかし、実際には紙の繊維配向による縦および横方向の
性質差および表裏の差により、現実に発生するカールの
大きさは異なっている１％に対角線両端の同方向の一組
のカール（上向きまたは下向き）は、その大きさの差は
小さい。しかし、紙の左右両端の逆方向の一組のカール
は、その大きさは著るしく異っている。もし、上向きの
カールが大きければ、下向きのカールは小さく甚しいと
きは０になり、これは逆方向のカールについても同様で
ある。

以上により、圧力定着方式では、用いる斜交口〜ルのａ
構上必然的に生ずる紙の表裏に加えられるすりカに起因
して、記録紙の四隅にグロペシヵールが発生するのは避
けられず、しかもカールの大きさはすり変形の量に対応
していることは明らかである。したがって、力〜ルを抑
制する友めには、すり変形の小さな紙を用いればよいこ
とになる。

紙のすり変形は、直接測定する方法もあるが、複雑であ
る。簡便のため、本発明者等は、捩れ振子の自由減衰振
動を用いて、間接的方法で紙の動的剛性率（ずり弾性″
４）を求めた。この方法は、第６図に示したように、ス
トリップ状紙片Ｓを一対の固定ショウＪ１と円盤状慣性
体Ｉに固定したジヨウＪ：との間に固定し、慣性体Ｉの
上端中央に取付けたピアノ、ｉｉＦは滑車を介し、一定
の荷重を加え軸方向に緊張結合した振動系で測定する。

この系を一定温度の下に置き、慣性体を偏位させ紙片の
上端に捩れ角（一般に約１０°）ｔ−与え、次いで慣性
体を解放して自由にすると減衰感動が生じる。記録され
る対数出力波形から対数減衰率とこれに対応する振動周
期を測定する。なお、一般・に振動系は、真空中に保持
して測定するが、この発明では、圧力定着方式における
カール発生に擬するために％常圧で測定を行った。

このときに得られる減衰曲線から、紙片の動的剛性率Ｇ
は、次式により算出する。

〔式中りは試料紙片のジヨウ間の長さ、−５賛は試料紙
片の幅、（５＋）、 ｇは試料の厚さＣ，’）、 αは対数減衰率、 Ｉｏは慣性体の慣性能率（ｆ−ｃｊ） Ｔはαに対応する振動周期（ｗｃ） ｋ６　　はピアノ線の捩れ定数（ダイン・５＋）〕式の
右辺第１項は、試料の形状因子を示し、第２項は試料紙
片の剛性係数を示している。

本発明者等は、カールの大きさと紙の物性との関係を種
々の角度から鋭意検討し、研究の結果、カールの大きさ
とＷ／ρＧ（Ｆ、ρおよびＧは前記の通り）との間に極
めて良好な比例関係が成立することを見出した。第７図
は、横軸ＫｌρＧ×１０　　ｔ−１縦軸にＡ列４判の紙
を斜交ロールに通したときの対角線方向のカール高さく
ｍ）の大きな方の一組の平均値をプロットしたグラフで
ある。

図より明らかなように、両者の間には、直線関係が成立
し、カールを小さくするためには、Ｗ／７−Ｇを小さく
すればよいことになる。しかし、カールを完全ＫＯとす
ることは事実上不可能であり、実際は複写後の取扱いに
おいて、支障を生じない一定の限界以下にカールの大き
さを抑制することで満足せざるを得ない。この限界値に
ついて、案際の圧力定着方式の記録機器について種々検
討した結果、対角線方向の大きい方のカールの平均高さ
が２０■以下であれば、紙の搬走注、ソーティング特性
等が満足できて、その後の処理、取扱いに支障のないこ
とが確認された。カールの高さ２Ｇ−に対応するＷ／ρ
ＧＣ）値は、第７図より２６．ｌＸ１０　　である。し
たがって、次の条件を有する紙は、斜交ロールを用いる
圧力定着方式におけるカールの発生を抑制できる： 〔式中Ｗは紙のメートル坪量（ｔ／ｒｄ　）ρは紙の密
度（ｔ／ｄ） Ｇは捩れ自由減衰振動法で測定した動的剛性率（ダイン
／−）〕 Ｗ／ρＧの絶対値を小きくするためには、Ｆを小さくし
、かつｐおよびＧｆ大きくすればよいことは明らかであ
る。一般に１記録性および搬走性郷の点から、記録紙と
しては坪量（Ｗ’）　６０〜７０９／−のものが用いら
れ、これより軽量の残は好ましくない。一方、紙の密度
０）は、抄論工程で脱水後の湿紙をさらに加圧緊密化す
る、乾燥後のマシンカレンダー処理を強化するおよびオ
フマシンでのスーパーカレンダー処理を強化する公知手
段を単独または組合せて用いることで、容易に高くする
ことができる。また紙の動的剛性率（Ｇ）は、密度の増
大とともに大きくなることが、実験により確認されたの
で、紙の密度を大きくすればＷンρＧの絶対値は小さく
なる。

祇 したがって、この発明の目的は、ｉｉａおよび／ま良は
乾燥紙管加圧して緊密化することで達成できる。

この発明を、以下の実施例でさらに詳細に説明するが、
実施例中の動的剛性率およびカールの大きさの測定法は
、次の通りである。

記録機器での通紙方向を長さ方向とした幅１０−のスト
リップ片を試料Ｓとした。第６図に示したタイプの株式
会社レスカ製作所製捩れ自由減衰型粘弾性測定装置Ｒ１
）−１Ｑ　ＱＡ型を用い、取付はチャック’ｌ＊’１間
に測定長８０ｍｍで正確に固定し、慣性能！ＩＩ＠　＝
２．８０　Ｘ　１０”　？−一の慣性体Ｉを取付ける。

用いたピアノ線Ｗは、捩り係＊　＆Ｉ　＝　１．８０　
Ｘ　Ｉ　Ｇ”ダイン・ａＩＩヲ有し直径ｏ、ｇ箇、長さ
７８■であった。常圧、室温で起動コイルにより振動ｔ
−ａ始させた。記録された対数出力波形から対数減衰率
αおよび周期１゛（秒＞１求め、これに基き前記式によ
り動的剛性率Ｇを計算した。

カールの婬ｊ定 直径６０１１ｍ、長さ２１０鱈のスチールロール２本全
１斜交角１．５′″で上下に重ね、上部ロール両端のば
ねにより、ロールニップに圧力を加えた。下部ロールを
駆動した。Ａ列４判の紙を、紙の縦方向を通紙方向とし
て斜交ロールのニップ関管通した。四隅に発生したカー
ルの中で、対角線方向で大きい方の一組で、水平面から
紙端までの距離を測定し、その平均値をカールの高さく
、、）とした。

なお紙の密度は、ＪＩＳ　　Ｐ８１１８により、秤量お
よび厚さから算出した。

実施例り 北海道産ＬＢＫＰ６０／ユーカリＢＫＰ４Ｇの混合パル
プを、４ＢＯｄＣ５Ｆまで叩解し、サイズ剤および硫駿
パンＩをそれぞれ対パルプ０．４、杭 −および１％、タルクを機中灰分１２ｓとなるように添
加し、テストマシンで坪量６５ｆ／−の上質紙を抄造し
、８ｑｂＷＲ化デンプ／溶液で、サイズプレスにより表
面サイズした。マシンカレンダーの線圧１０，２０．８
５および４１ｈ／ｃｐｓで、それぞれｌ！ｆ度０．６６
　、０．６　？　、　０．８０および０．８８ｔ／−の
４ｓ類の紙を得た。

動的剛性率およびカールの高さを測定し、結果を第１表
に示した。

上記より、紙の坪量がほぼ一定の場合、密度ｐおよび動
的剛性率Ｇが増加すれば、Ｗ／ρＧは低下し、その値が
２８．５Ｘ１（Ｉ”以下であれば、カール高さは所望の
２０箇以下となった。これに対し、ｔ’／ｐＧ＝　８８
．ＯＸ　ｌ　Ｏ−”　（ＤＫ料Ａ　１　ハ、カール高さ
が許容範囲２０■を越えた。灰分量１２−の場合、試料
ム８およびＡ４が、特に好適であつ九。

実施例２ 別々に卯解ｌまた国内産ＬＢＫＰｆ３５／輸入ｆ瓦 ＮＢＫＰ１５の８８０ＭＩＣ５Ｆの混合磯料に、ロジン
サイズ０．５％、硫酸バンド１−（何れも対パルプ）お
よびタルク９０／二酸化チタン１０を灰分量２４−で添
加し、テストマシンで７０９／ａｊＯ紙を抄造し、マシ
ンカレンダーで線圧１５−／傷で処理した（試料ＡＳ）
。さらにスーパーカレンダーの圧力計の読み２５−／−
で１回（試料ムロ）および２回（試料Ａ７）、および４
１ｔ／ａｉで６回（試料Ａ８）で処理し、密度それぞれ
０．７６．０．８８．０．９４および１．０８Ｆ／−の
４種類の紙を得た。

動的剛性率Ｇおよびカール高さを測定し、結果を第２表
に示した。

この実施例でも、紙を加圧して高密度Ｋｊれば、Ｗ／ρ
Ｇが低下し、カール高さが減少した。しかし、紙の灰分
官有量を大きくすると、動的剛性率Ｇの上昇割合は低く
なり、紙の密度向上によるカール高さ減少の効果は、比
較的小さくなることが判明し良。

実施例ａ 実施例１の紙料に５合成丈イズ剤０．ｌ−、カチオン性
テンプン０．８チ、歩留り向上剤０゜０１％（何れも対
パルプ）および炭酸カルシウムを灰分量８−で添加し、
坪量６５　ｔ／ｎ１ｔ−目標として、テストマシンで中
性抄造した。線圧１６Ｋｅ／ｃｓ＋でマシンカレンダー
処理しく試料Ａ９）、さらにゲージ読み２５〜／−で１
回（試料Ａ１０）および２回（試料４１２）スーパーカ
レンダー処理した。

結果ｔ、第８表に示した。

第８表より、炭酸カルシウム内添、中性紙の場　　　を
台は、紙を一層高密度にする必要があり、０．８１　　
　４着性が良好であった。

実施例表 実施例１の紙料にサイズ剤０．５％、硫酸パン±１％（
何れも対パルプ）およびタルクを灰分量６−で添加し、
テストマシンで抄造後、マシンカレンダーで線圧２０Ｋ
ｒ／ａ＋＋で処理して密＆　０．７４　ｆ軌 ／−の基線を得た。

カオリン１００部、ＰＶＡｆＪ部および高分子系導電剤
８０部を含み、固形分濃度１５９６の導電処理組成物を
、テストコーターにより基紙の両面に合計的７２／−の
割合で塗布した。導電処理紙（試料４１Ｂ）および１６
０　ｈ　／　ｔｘ　（試料ム１４）で行った８１１類の
紙に、テストコーターで誘電体層の仕上は塗工を行った
。塗工液は、メチルメタクリル酸エステル−スチレン共
重合体に対し、炭酸カルシウムおよび無水ケイ酸の微粉
末をそれぞし８６％および５チ添加し、固形分濃度２０
−の、ので、約６　ｆ／／ｄｔ−塗工した。

結果を、第４表に示した。

導電体層および誘導体層を有する静電記録紙においても
、Ｗ／ρ’＜２６．ｌＸ１Ｏ−１１１のときカール高さ
が２０ｍ以下という関係は成立した。誘電体層の平滑化
の目的だけでなく、高密度によるカール抑制のためにも
、紙の緊密化処理は必要である。

上記実施例より、カール高さ２０箇以下を達成するため
に６蓼、紙を緊密化してＷ／−Ｇ＜　２６．Ｉ　Ｘｌ０
−１＠の条件を満足させ、紙の密度は一般に約０．７６
ｆ／−位好ましくは０．８ｆ／−より高くし、場合によ
っては約１．０ｆ／ａｉ以上にすればよいことが判明す
る。これは、従来の記録紙が例えば灰分量１０ｍで密度
０．６〜０．１１／−であったのとは対照的である。

す平面図、第２図は第１図の１−１線に沿った断面図、
第８図および第４図は、それぞれ紙の表面および裏面に
加えられる力の状Ｗｔ−示す、第６図は紙の斜面図、第
６図は捩れ自由減衰振動ｔ−測測定る装置の正面図、第
７図はカール高さとＷ／ρＧとの関係を示すグラフであ
る。

特許出願人　山陽国策パルプ株式会社 （外２名） 尾１図 ■ ― χ 底４　図 幕２　図 氷６図 基７図 ４１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 次式で示される性質を有することｔ−特徴とする圧力定
   着方式用の記録用紙： □ ε式中、Ｗは紙のメートル坪量（ｆ／ｄ　）ｐは紙の密
   度（ｆ／ｃｄ　） Ｇは捩れ自由減衰振動法で測定した動的剛性率（ダイン
   ／−）〕