JPS5814840A - 静電記録体 - 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】 本発明は多針電極を用いて順次信号を供給する走査装置
によ）、記録体上に静電潜像を形成し、これを現像後、
普通紙に転写、定着する方式に用いられ、繰返し使用が
可能な静電記録体に関するものである。

多針電極を用いて信号電圧を記録体上に印加して、潜像
を形成する方式は静電記録方式として知られている。

この方式は通常、記録体として記録層と基紙の中間に導
電層を介在させた静電記録用加工紙を用い、この記録紙
上に潜像を形成させ、現像。

定着させる作像工程を経る。この記録方式の欠点は、第
１に記録紙を１回毎の記録に消費するのでコスト高にな
る。第２に画質の鮮映塵が紙質に影響される。第３に導
電層を使用する導電材料の性能に限界があり、特に湿度
変化が画質に大きな影響を及ぼす、等が挙げられる。

近年、これ等の欠点を解決する１つの方法として、普通
紙への転写タイプ静電記録方式が着目されている。この
方法は、静電記録体上に静電潜像を形成し、現像後普通
紙上に現像画像を転写して、定着するものである（例え
ば、特公昭４６−５４０７７号）。

この方式では、一度使用した静電記録体の残留現像剤、
残留電荷を除去したのち、再使用できるようにすれば、
ランニングコストを下げることができて経済的に有利に
なるばかシでなく、この記録体の性能を向上させること
によシ、より鮮明な画質を得ることが可能とガる。この
転軍刀式の静電記録体としては、ベースフィルム上に金
属蒸着膜を設けて導電層とし、この層の上に記録層を設
けた形式のものが知られている。

しかしながら、静電記録方式で最適とされて喝表面固有
抵抗値１０６〜１０５オーム近辺の金属蒸着膜を均−且
つ安定に製造するととは、フィルム上に金属蒸着加工す
る際の蒸着条件によって、抵抗値が大きくばらつくため
、かなり困難である。

また、これら蒸着膜は多針電極、コロトロン等の外部高
電圧印加を繰り返すことにより、またコロトロン印加時
の紫外線照射等によシ、抵抗値が大きく変化する傾向が
あシ、長期間安定した画像を出す必要のある本発明の方
式には十分でない。

本発明は以上述べた支持体と導電層と記録層の基本的に
三層から成る静電配録体において、導電層に所定の抵抗
値の範囲内に精度よく収ま、す、かつ抵抗値の経時変化
が少なく、環境条件特に温度、湿度条件の変動に対１〜
で安定な材料を使用した転写方式や静電記録体を提供す
ることを目的とする。

上述した本発明の要諦である導電層は、基本的には有機
高分子バインダーの中に導電性微粉末を分散した系で構
成され、この有機高分子バインダーには例えばアクリル
系、ゴム系、ウレタン系などの各種樹脂が挙げられる。

本発明者らはまず安価、取扱いが便利、の理由により、
導電性微粉末にカーボンブラックの予備分散液を選定し
、これに各種有機バインダーを組合せて、（１）導電層
の抵抗値の温度、湿度変化（５〜４５℃、１５〜ａ　ｓ
　ｑ６Ｒａ）に対する安定性、（１１）支持層への密着
性、　（ｉｌ＋）誘電層の熱ラミネートのし易さ、６■
）導電層の塗膜強度、（ｖ）塗工適性等の実用上の特性
について種々検討した結果、本発明に到達した。特に記
録層に高分子フィルムを使用した場合、熱ラミネートに
より容易に積層。

密着出来る利点によって接着剤層を省略して記録体の構
成を簡易化したばかりでなく、塗工工程内で連続的に本
配録体を製造する場合、著しく製造工程を短縮化するの
に成功したものである。

更にウレタン系バインダーは大別してフタール酸、アジ
ピン酸等の二塩基酸とジオールヨリ成るポリエステル、
ポリ（オキヅプロピレンエーテル）ポリオール等のポリ
エーテルポリオール、アクリルポリオール、ヒマシ油の
誘導体。

トール油誘導体、その信金水酸基化合物とポリイソシア
ネート化合物との反応生成物より成るが、本発明者らは
塗膜の機械的強度、温度、湿度変化に対する性能の安定
性、支持体との密着性等を検討した結果、ポリエステル
とポリインシアネートより成るウレタン系バインダーが
最適であるという本発明に到達した。

即ち、本発明は記録層と導’ｉｆ、　Ｍと支持体より成
る転写方式の静電記録体で、該導電層がポリエステルと
ポリイソシアネートから製造されるウレタン系バインダ
ー樹脂とカーボンブラックの予備分散液との混合物の乾
燥塗工膜である事を特徴とする静電記録体に係わるもの
である。

　５一 本発明の転写方式の静電記録体は第１図に示した如く、
支持体１．導電層２．記録体３の三層構造より成る。支
持体としては、アルミニウム、ステンレススチール、銅
、黄銅等の金属。

あるいはポリエチレンテレフタレートなどのポリエステ
ル、塩化ビニル、ポリカーボネート。

ポリプロピレン、ポリアミド等のプラスチックスの平滑
面が使用でき、ドラム状、ベルト状。

その他靜Ｎ配録工程及びその後の処理工程に最も便利な
形状のものが用いられる。

本発明の特徴とする導電層はポリエステルとポリイソシ
アネートから製造されるポリウレタン系バインダー樹脂
とカーボンブラックの予備分散液との混合物の乾燥被覆
膜であシ、その表面固有抵抗は１０６〜１０８オームの
範囲で、膜厚は数μ〜数十μのものが好ましい。導電層
の膜厚の薄い場合には膜厚の不均一性によシ表面固有抵
抗値が同一平面内でばらつき、記録後の画像に濃淡が発
生する。表面固有抵抗値がさほど膜厚に影響され難くな
るまでに厚くするととが好ましく、１０〜３０μが適当
である。

更に、導電層にピンホールが存在すると、ピンホール付
近の記録抜は等の配録画質への悪影替が出るので、その
発生のないよう慎重に導電層を形成させる必要がある。

このピンホールの発生を回避するためには、支持体に導
電層用塗工液を２回以上塗工することにより、均一な塗
膜を作成し、記録画質の向上を図ることもできるＯ ポリウレタン系バインダー樹脂として代表的なものは、
ポリエステルあるいけポリエーテルとポリイソシアネー
トとの反応により製造されるポリウレタンを挙げること
ができるが、本発明の静電記録体の導電層に使用するポ
リウレタン系バインダー樹脂としては広範囲の温度、湿
度、その他の環境要因に対［７て安定な表面固有抵抗を
示すポリエステルとポリイソシアネートとの反応により
製造されるポリウレタンが好ましい材料である。ポリウ
レタン系バインダー樹脂としては溶剤系、水溶性、水分
散系の何れも使用できるが、副資材あるいけ添加物が少
なくその影響の少ない溶剤系のものが好ましい。

ポリウレタン用ポリエステルは多塩基性有機酸（主にジ
カルボン酸）とポリオールとから製造される。

ジカルボン酸としては、シュウ酸、コハク酸。

グルタルＷＲｊアジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、
アゼライン酸、セバシン酸、インセバシン酸等の飽和脂
肪酸、マレイン酸またはフマール酸等の不飽和脂肪酸、
フタール酸、イソフタール酸等の芳香族酸あるいはその
無水物が単独または混合して用いられる。また不飽和脂
肪酸の二量体化によって得られるダイマー酸も用いられ
る。

ポリオールとしては、エチレングリコール。

ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチル
グリコール等のジオール、トリメチロールプロパン、ト
リメチロールエタン。

ヘキサントリオール、グリセリン等のトリオール、ソル
ビトール等のへキサオールが用いラレる。

このような多塩基酸とポリオールとの種々の組合わせあ
るいは種々の組成の組合わせによるポリエステルがポリ
ウレタン用原料として使用できる他、分子内エステルで
あるラクトンまたはその誘導体から得られるポリエステ
ルもウレタン用原料として使用できる。

上記に例示したポリエステルを原料としたポリウレタン
を製造する際に使用するポリイソシアネートとしては、
トリレンジイソシアネート。

６．３′−シトリレン−４，４′−ジイソシアネート。

ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート。

３．３１−ジメチルジフェニルメタン−４，４′−ジイ
ソシアネート、２．４−トリレンジイソシアネートダイ
マー等が挙げられる。

導電層中に分散されるカーボンブラックとしては各種上
布されているものが入手可能であるが、その中でわずか
の種類のものが導を性のカーボンブラックとして知られ
ており、導電性ポリマー組成物用に推奨される。本発明
において用いられるカーボンブラックとしては、ファー
ネスブラックおよびアセチレンブラックが好ましいが、
導電性の低いサーマルおよびチャンネル・プロセス・ブ
ラックも使用できる。

バインダー樹脂への分散安定性、化学安定性。

耐久性等に優れ、その種類及び添加割合を調整すること
によって容易に要求される表面固有抵抗値の範囲のもの
が得られる郷の理由から、カーボンブラックはあらかじ
め３本ロール、ボールミル等により微分散液にしたもの
を使用することが好適である。カーボンブラック予備分
散液を使用する際、その分散粒子の９０チ以上を０．３
μ以下の粒子径のものにしてポリウレタン系バインダー
樹脂に分散すれば、高い解像度と記録密度を得ることが
できる。

本発明に於て静電記録体用導電層として要求される表面
固有抵抗値１０６〜１０８オームにするためには、ポリ
ウレタン系バインダー樹脂の種類により、カーボンブラ
ック予備分散液の添加割合を調整する必要があるが、概
ね４０〜２重量部のカーボンブラックを９８〜６０重景
部のポリウレタン系バインダー樹脂（この中にはカーボ
ンブラックを予備分散するのに使用したポリウレタン、
分散剤１分散助剤を含む）に添加すればよい。表面固有
抵抗値か１０オーム未満あるいは１０８オームを越える
と画像濃度が薄くなり、太りが生じ９画像が不鮮明とな
シ好ましくない。

更に、静電記録で最も画像が鮮明に得られる場合の導電
層の最適表面固有抵抗値は多針電極のシステム、その他
の諸条件によっても異なるが、温度（５〜４５℃）、湿
度（１０〜９０チＲＨ）等の諸環境条件に対し、１０の
１乗オームの範囲内の変動値に留まることが望ましい。

このために、ポリエステルとポリイソシアネートとの反
応により製造されるポリウレタン系バインダー樹脂を使
用するに当って、表面固有抵抗値の温度による変動を少
く抑オるためにはガラス転移温度を低くシ、湿度による
変動を少く抑えるためには吸水性を小さくしたポリウレ
タンを使用することが望ましい。

この抵抗値領域では、わずかなカーボンブラック予備分
散液の添加量変化が大きな抵抗値変化となって現われる
ので、ポリウレタン系バインダー樹脂に添加するカーボ
ンブラック予備分散液の添加量は精度よく秤量して混入
し、慎重に分散させて塗工液を調整することが必要であ
る〇 一方、後述する実施例及び比較例にも例示する如く、ポ
リウレタン系バインダー樹脂とカーボンブラック予備分
散液のそれぞれの種類及び組合せによシ、塗膜の導電性
は大きく変化する。

また、カーボンブラック予備分散液のポリウレタン系バ
インダー樹脂への分散性（相溶性）の良否にも影響を受
けるので、特に分散性を向上させるために良溶媒、可塑
剤１分散剤、ポリウレタン系樹脂等の副資材を適宜選択
して添加すると効果的である。

本発明の静電記録体の記録層としては、静電ハ であることが必須であり、ポリエステル、ポリカーボネ
ート、ポリアミド、ポリウレタン。

（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリプロピ
レン等の有機誘電物質あるいはＴ１．０２ｔｋ１２０．
　、　ＭｇＯ等の無機誘電物質粉末と有機誘電物質の混
合体等が使用できる。記録層の形成手段としては樹脂溶
液を塗布する方法あるいはフィルムを貼り合せる方法婢
を用いるととができる。

記録層の厚みは絶縁破壊を回避するために少くとも１μ
以上とし、解像度の点からみて２０μ以下とすることが
好ましい。

本発明では静電記録体の導電層に使用するポリウレタン
系バインダー樹脂とカーボンブラック予備分散液との配
合液中にポリイソシアネートを添加しても良い。この際
に使用しうるポリ−１３−＾＾ ＝１ｚ− Ｈ２Ｏ２−０＋０Ｈ２００ＯＮＨ−０６Ｈ，、、−Ｎｅ
ｏ）。

等を皐げることができ、配合後の塗工液安定性（塗工液
の粘度及び塗工膜の導電性の安定化）の長期保持のため
には脂肪族系ポリイソシアネートが好適である。

本発明の静電記録体は導電層に、ポリウレタン系バイン
ダー樹脂とカーボンブラック予備分散液との混合物の乾
燥塗工膜を使用しているので次のような効果が得られる
。

（１）表面固有抵抗値が温度、湿度に対する影響を受は
難くなる。

（２）架橋剤を添加するので、導電層と支持体及び導電
層と記録層との密着性が向上する。

＾　　　　　　　　　　　　　　　　　　−１４−（３
）微分散カーボンブラックを使用しているので、温度、
湿度、光等の環境要因に対して安定である。

（４）粒子が微細に分散しているため高解像度と高密度
を有する記録画像が得られる。

（５）　　カーボンブラック予備分散液添加１の調整に
よシ、容謳に所定の表面固有抵抗値の導電層を再現性よ
く形成できる。

（６）導電層の表面と平行な方向の導電性を利用する場
合、局部的に高電圧を印加してもカーボンブラック凝集
粒子間又はカーボンブラック粒子間が一種のコンデンサ
ーの役目を果し、局部的な大電流をも比較的短時間に緩
和し、高電圧での静電記録に十分対応できる。

（７）安価で、機械的、電気的な耐久性がある。

（８）記録層として薄いフィルムを使用する場合、接着
剤を使用しなくても導電層に直接誘電フィルムを熱ラミ
ネート接着できる。

本発明の静電記録体は普通紙に転写する方式に用いられ
る静電配録体であり、機械的、Ｗ気的な耐久性に優れ、
々お繰返し使用しても電気的劣化を生起せず、常に高品
質な画像が得られるものである。ちなみに、５万回繰返
し記録テストを行なったが、性能の低下は認められなか
った。本発明による静電記録体を使用した静電記録方式
は、記録速度は十分速く、得られる画質は良好で、装置
の保守管理も容易であるので、ファクシミリ、各種プリ
ンター等に広く利用できる。

以下、本発明を実施例にて説明する。

なお、各例中の「部」はすべて「重量部」であり、表面
固有抵抗値の測定は次の方法によシ行なった。

即ち、得られた静電記録体を縦７　ｃｍ　、横１０ｍの
四辺形に切シ取り、両横を１．５ｔｔｎ幅に記録層を除
去し、アース材を塗工、乾燥する。そして、ちょうど配
録体の測定部分が７ｃｖｒ角の正方形になるようにする
。なお、アース材にはバインダーに対しカーボンブラッ
クの添加比率を増量し、乾燥塗膜の表面固有抵抗値が１
０２オーム付近になるよう調整したものを使用する。こ
の両端のアース部分を金属クリップではさみ、メトロニ
クス社製、可変直流定電圧定電流電源（モデル４１０〜
５５０）で２５Ｖの定電圧を両端にかける。１分後にこ
の間を流れる電、流（１）を（株）ニー・アンド・ディ
社製デジタルマルチメーターで読み取り、次式で表面固
有抵抗値Ｒ（Ω）を算出する。

５ Ｒ（Ω）＝□ ■ 実施例　１ １００部のポリウレタン樹脂（ポリエステルとポリイソ
シアネートとの反応からなるエラストマー；大日精化工
業製しザミンｃｕ−５２０ＬＶ、固形分３０．０％）と
４４．１部の予備分散を施したカーボンブラック（犬日
精化工業製セイカセブンΩ７−９６０．固形分！ｉｏ％
）と１４４．２部のメチルエチルケトン及び１．４部の
コロネートＬ〔日本ポリウレタン（株）製トリメチロー
ルプロパン／トリレンジイソシアネー）（１１５モル比
）の縮合物〕を混合し、１０分間攪拌して塗工液を調整
した〔固形分１ｓ　％　＋　（カーボンブラック／バイ
ンダー樹Ｂり比（以後Ｐ／Ｒと記すｌ　＝　０．２０３
゜この配合塗工液を７５μ厚の二軸延伸ポリエステルフ
ィルム（ダイヤホイル製）のコロナ放電処理面に乾燥塗
工膜厚が約２０μとなるように、アプリケーターにより
塗工し、乾燥させて導電層とする。

この上に、４μ厚の二軸延伸ポリエステルフィルムを熱
ラミネート接着（ロール温度＝９０℃、ロール圧カー２
　ｏｋｇ／＝　）　Ｌ記録層を形成した。

この三層構成のシートを記録体とし、この記録体の端部
に導電層を露出させ、低抵抗の電極用コート材を塗工し
て導電層の表面固有抵抗を測定した。

導電層の支持体及び記録層との密着性１表面固有抵抗値
及び表面固有抵抗の温度・湿度依存性に関する諸物性を
表１にまとめて示す。いずれも良好な諸性質を示した。

表面固有抵抗の温度（５℃〜４５℃）、湿度（２０チＲ
Ｈ〜８５％ＲＨ）依存性に関しては第２図にも示す通り
変動が小さく良好であった。

この記録体を用い、印加電圧＋６５０■で信号電圧を印
加し、現像後、普通紙に転写、定着した七ころ、像の太
すの全く無い、良好で鮮明な画像が得られた。更にこの
信号電圧の印加、現像、転写、定着を３万回繰り返した
が、画像は何れも良好であった。

実施例　２ 実施例１の予備分散カーボンブラックの添加量を４５．
５部、コロネー）Ｌの添加量を２．８部。

メチルエチルケトンの添加量を１４５．７部とし、Ｐ／
’Ｒ＝　０．２０５とする以外は同様の操作により塗工
液を調整した。

実施例１と同様にこの配合塗工液を塗工、乾燥して導電
層を形成させた上に、４μ厚のポリエステルフィルムを
同様の条件下にて熱ラミネート接着したのち電極を塗工
した。

導電層の支持体及び記録層との密着性１表面固有抵抗値
及び表面固有抵抗の温度・湿度依存性に関する諸物性を
表１にまとめて示す。いずれも良好な諸性質を示した。

表面固有抵抗の温湿度依存性に関しては実施例１と同様
の条件下で測定したが、第２図に示すように変動が小さ
く良好であった。　　　゛この記録体を用い、実施例１
と同様の条件で作像試験を行なったが像の太りの全く無
い、良好で鮮明な画像が得られた。更に、この条件下で
電荷印加、現像、転写、定着を１万回繰シ返したが、画
像は何れも良好であった。

実施例　３ １００部のポリウレタン樹脂（ポリエステルとポリイソ
シアネートとの反応からなるエラストマー；大日精化工
業製しザミンｃｕ　−４４２５ＬＶ。

固形分３０．０％）と４８．９４部の予備分散を施した
カーボンブラック（大日精化工業製セイカセプン０７−
９６０．固形分３０チ）と１５２．９部のメチルエチル
ケトン及び３．４部のポリイソシアネート（トリメチロ
ールプロパン／ヘキサメチ−１γ− レンジイソシアネー）　＝　１／３モル比のｍ合物）を
混合し、１０分間攪拌して塗工液を調整した（固形物１
６％、　Ｐ／Ｒ＝０．２１　ｓ　）。

この配合塗工液を実施例１と同様に、塗工。

乾燥して導電層を形成させたのち４μ厚のポリエステル
フィルムを同様の条件下にて熱ラミネート接着したのち
電極を塗工した。

導電層の支持体及び記録層との密着性１表面固有抵抗値
及び表面固有抵抗の温度、　？５ｉ！度依存性に関する
諸物性を表１にまとめて示す。いずれも良好な諸性質を
示した。

表面固有抵抗の温湿度依存性に関しては、実施例１と同
様の条件下で測定したが、第２図に示すよ忙に変動が小
さく良好であった。

この記録体を用い、実施例１と同様の条件で作像試験を
行なったが像の太すの全く無い、良好で鮮明な画像が得
られた。更に、この条件下で電荷印加、現像、転写、定
着を１万回繰り返したが一画像の鮮明さけ全く衰えなか
った。

比較例　１ ２１− ２０− 実施例１におけるポリウレタン樹脂の代りにアクリル系
エマルション（ダイセル化学社製セビアンＡ、固形分４
０％）１００部を用い、予備分散カーボンブラック（固
形分３１５．６　％　）５４．６部とメタノール／脱イ
オン水：　１／１　（重量比）の混合溶剤１２７．４部
と５％メチルセルロース（信越化学製メトローズ９ｏｓ
ｕ　１ｏｏ）水溶液２４部を混合し、３０分間攪拌して
塗工液とする（固形分２０％、　Ｐ／Ｒ＝　０．５０　
）。これを乾燥塗工膜厚が２０μになるよう塗工、乾燥
し、実施例１と同様の操作を行なって記録体を作成した
。

導電層の支持体及び配録層との密着性は弱く、温度、湿
度依存性は大であった。これらの結果を表１にまとめて
示す。

この記録体を用い、実施例１と同様の条件で作像試験を
行なったが、低温・低湿、常温・常温の雰囲気下では像
の太すの無い、良好で鮮明の画像が得られたが、高温・
高湿の雰囲気下では表面固有抵抗値が第２図のように変
動し、高くなっただめに不鮮明な画像（、か得られなか
った。

比較例　２ 実施例１におけるポリウレタン樹脂の代りにエチレン−
酢酸ビニル共重合体７／二）　ＩＩルゴム＝　６７．８
１５２，２　（重量比）１００部を用い、カーボンブラ
ック２９部とメチルエチルケトン／トルエン＝−２／１
　（重量比）混合溶剤６０８．１部とを混合し、ステン
レス製ボールミルで１０時間混練して塗工液を調整する
（固形分１７．５％、Ｐ／Ｒ−０，２９）。これを乾燥
塗工膜厚が２θμになるように塗工し、実施例１と同様
の操作を行なって記録体を作成した。

導電層の支持体及び記録層との密着性は弱く温度、湿度
依存性は犬であった。これらの結果を表１にまとめて示
す。

との記録体を用い、実施例１と同様の条件で作像試験を
行なったが、低温・低湿、常温・常湿の領域の雰囲気下
では像の太すの無い、良好で鮮明な画像が得られたが、
高温・高温の雰囲気下では表面固有抵抗値が第２図のよ
うに変動し、高くなったために不鮮明な画像［７か得ら
れなかった。

更に、同様の条件下で電荷印加、現像、転写。

定着の繰り返しによる作像試験を行なったが、画像の鮮
明さは変らなかったが、記録層と導電層との密着性が弱
いためラミネートフィルム−１）Ｅ剥離してしまい、数
百枚目の画像以降は実質的に作像は不可能となった。

表１　　静電記録体の諸性能 ＊１　熱ロール接着（９０℃、２０堅偏）した場合のラ
ミネートフィルムの密着性 ○・・・良　好 △・・・やや弱い ×・・・弱　い ＊２５℃×２０チＲＨ〜４５℃×８５％ＴｔＩ（の雰囲
気下で表面固有抵抗値が５×１０〜５×１０　Ωの範囲
内にあるものを○、外れるものを×と表示する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の静電記録体の略示断面図、第２図は実
施例１〜３及び比較例１〜２で得られた静電記録体の表
面固有抵抗の温度・湿度依存性を示すグラフである＠ １・・・支持体、２・・・導電層、３・・・記録層出願
人代理人　　古　谷　　　　馨 第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録層と導電層と支持体より成る静１！配録体であって
   、該導電層がポリエステルとポリイックアネートから製
   造されるウレタン系バインダー樹脂とカーボンブラック
   の予備分散液との混合物の乾燥塗工膜である事を特徴と
   する静電記録体。