JP2014085375A - 電子写真記録材料 - Google Patents

Abstract

【課題】高いトナー定着強度に優れ、トナー受理層を両面に設けた記録材料において、裏写りの発生を防ぐことが可能な電子写真記録材料を提供する。
【解決手段】支持体の両面にトナー受理層を有し、トナー受理層に少なくともアイオノマー樹脂およびマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂を含有することを特徴とする電子写真記録材料。好ましくは、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂のトナー受理層中の添加比率が、アイオノマー樹脂に対して１５質量％〜１２０質量％である電子写真記録材料。
【選択図】なし

Description

本発明は、支持体の両面にトナー受理層を有する電子写真記録材料に関するものである。詳しくは電子写真方式、さらには湿式電子写真方式において、印字後のトナー定着強度に優れ、トナーの裏写りの発生を防ぐことが可能な電子写真記録材料に関する。

電子写真方式による記録は、複写機をはじめ、端末のプリント出力、ファクシミリ、少部数印刷など様々な分野に適用されている。出力装置の進歩も著しく、印刷速度は向上し、フルカラーは言うに及ばず、トナーの改良により高精細化を達成し、色再現性も大きく向上し、文書出力から写真出力まで様々な用途に使用されるようになってきた。

このような電子写真方式のうち、乾式電子写真方式は、複写機などに代表される方式で、画像を形成するトナーは、顔料と合成樹脂からなる固体粉末トナーを使用する。画像形成方法は、コロナ帯電によって発生させた感光体ロール上の静電画像にトナーが吸着し、さらにトナーが記録材料に転写し、転写された記録材料を定着ロールで加熱することによりトナーが定着し画像形成する方式である。かかる方式では、トナーの微細化に限界があり、高解像度が得られ難い。また、画線部のトナー定着部分の光沢が高くなり、非画線部と光沢差が生じて、不自然な描写になる不具合がある。

一方で、湿式電子写真方式では、液体中にトナーを分散させるため、粉体の飛散などが問題とならず、乾式電子写真方式に比べてトナーを１／１０以下まで微細化できること、すなわち画線部を形成するドットを微細にできること、加えて色材として顔料を使用できるために耐候性の問題がないこと、さらに画像の光沢差を生じることがなく、写真出力に好適な方式である。

湿式電子写真方式の画像形成方法は、乾式電子写真方式と同様に感光体ロール上の静電画像にトナーが吸着し、電位的な反発を利用してブランケットロールへトナーが転写することによって進行する。ブランケットロールの表面はシリコンゴムなどの界面自由エネルギーの低い素材で構成されており、トナーがブランケットロールから記録材料に転写し、さらにブランケットロールは加温されており、トナーが溶融状態となり記録材料へ定着し画像形成する方式である。かかる方式では、ブランケットロールから記録材料へ湿式トナーが良好に転写する能力をブランケットロール、記録材料または湿式トナーに要求され、所謂トナーの転写性が重要である。

記録材料の性質により、トナー粒子が十分に記録材料に転写せず画像再現が不十分になったり、ブランケットロールから記録材料に転写されたトナー定着強度が弱く、記録面からトナーが脱離したりする不具合が生じる場合がある。そこで、トナーを記録材料に十分に転写し、高いトナー定着強度を得るための手段として、”サファイヤ処理”という一般に知られている方法がある。かかる方法では、比較的に短時間で、黄色の物質が生成し、白紙黄変と呼ばれる白地が黄ばむ現象が発生し、画像の発色が変動する欠点を有している。

写真出力では高い平滑性が要求されるため、記録材料としては基紙にレジンコートを施したレジンコート紙またはポリマーフィルムを基材とすることが好まれる。しかし、レジンコート紙やポリマーフィルムではトナーの定着が十分ではなくなるため、トナー受理層を設ける構成が提案されている。かかる構成としては、基紙の両面に特定のポリプロピレン樹脂層を設け、その上にトナー受理層を有する電子写真記録材料が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、ポリマーフィルム上にガラス転移点が規定された樹脂と低抵抗処理剤、有機ポリマー微粒子を含むトナー受理層を有する電子写真記録材料が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、特許文献１または特許文献２に記載されているが如くのトナー受理層は、湿式電子写真方式のトナー定着の点において未だ不十分である。これらとは別にトナー定着性を優れたものとするため、トナー受理層にエチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーを用いた電子写真記録材料が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−３５１１２１号公報 特開２００７−６５５１７号公報 特開平１１−１１９４６０号公報

しかしながら、特許文献３に記載されるが如くのトナー受理層を記録材料の両面に設けた場合、印刷後すなわちトナー定着後の画線部に、かかる記録材料の上面に構成を同じくする別の記録材料のトナー受理層の非画線部が重なった場合に、非画線部にトナーの一部が転写する裏写りが発生するという問題が発生する。トナー受理層を両面に設けた記録材料において、記録材料のトナー定着強度に優れ、裏写りの発生を防ぐことが可能な電子写真記録材料は未だ存在しない。
本発明の目的は、トナー受理層を両面に設けた記録材料において、印字後のトナー定着強度に優れ、裏写りの発生を防ぐことが可能な電子写真記録材料を提供することである。

本発明の上記の目的は、支持体の両面にトナー受理層を設けた電子写真記録材料において、トナー受理層に少なくともアイオノマー樹脂、およびマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂を含有することにより基本的に達成される。好ましくは、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂のトナー受理層中の添加比率が、アイオノマー樹脂に対して１５質量％〜１２０質量％である。

本発明を実施することにより、トナー受理層を両面に設けた記録材料において、印字後のトナー定着強度に優れ、裏写りの発生を防ぐことが可能な電子写真記録材料が得られる。

湿式電子写真方式で用いられるトナーは、液体中にトナー粒子が分散されているトナー分散物である。本発明者が検討を行った結果、トナー受理層中にアイオノマー樹脂を含有させることにより、高いトナー定着強度が得られることが判った。従来技術として用いられてきたサファイヤ処理は、トナー定着強度を高めるためにカチオン性のエチレンイミン等の有機成分を記録材料の表面に塗布し、アニオン性のトナー分散物を定着させることを原理としている。本発明においては、アイオノマー樹脂を用いることにより、アイオノマー樹脂中の金属イオンによってトナー分散物を定着させる。サファイヤ処理において用いられるカチオン性の有機成分の反応性が高いため、共存する物質と反応し、画像を記録後に白紙黄変、印字の変色が起こる。本発明において使用するアイオノマー樹脂は反応性が低いため、かかるような不具合を生じることがない。

本発明において、トナー受理層は、アイオノマー樹脂に加えてマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂を含有する。マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂は、マレイン酸または無水マレイン酸による酸変性ポリプロピレン樹脂であって、ポリプロピレン分子鎖の片末端もしくは両末端、および／またはポリプロピレン分子鎖中にマレイン酸基が導入された樹脂である。マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂を含有することにより、トナー受理層を両面に設けた記録材料において、裏写りの発生を防ぐことができる。裏写りは、印刷直後に発生する問題であり、主たる原因は、トナーがブランケットロールから記録材料に転写される際に加えられる熱により、アイオノマー樹脂が軟化し、印字後もしばらくは軟化された状態が維持され、粘着性を発現しているため、接触しているトナーの一部が重なった記録材料のトナー受理層へ転写してしまうことによる。受理層が軟化した状態は室温に置かれた場合には徐々に冷却されることにより固化が進み、いずれは粘着性もなくなる。マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂には、アイオノマー樹脂の結晶化を促進する作用があり、双方の混合により室温冷却時のアイオノマー樹脂の固化を促進する。つまり、室温で徐々に冷却される状態でも、固化が早く、短時間で粘着性がなくなり、裏写りの発生がなくなる。

トナー受理層に用いるアイオノマー樹脂は、従来公知のアイオノマー樹脂であって、ポリエチレンを主成分としポリマー連鎖間にナトリウムや亜鉛などの金属イオン結合を有するエチレン系アイオノマー樹脂であることが好ましく、例えば、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー樹脂またはエチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーと多価エポキシ化合物との架橋体を挙げることができる。特にエチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー樹脂が好ましい。

トナー受理層に用いるマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂のトナー受理層における添加比率はアイオノマー樹脂に対して１５質量％〜１２０質量％であることが好ましい。添加比率が、１５質量％より低いと、アイオノマー樹脂の結晶化促進の点で効果が低くなり、裏写りの改善ができない場合がある。１２０質量％より高いと、トナー定着性が低くなってしまう場合がある。本発明の効果の点で、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂の数平均分子量は５０００〜１０００００の範囲であることが好ましい。本発明の効果の点で、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂の酸価は５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。

トナー受理層は、無機顔料成分を含有することができる。無機顔料成分は、例えば、シリカ、アルミナ及びアルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウムなどである。

トナー受理層は、アイオノマー樹脂及びマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂以外にバインダーを含有することができる。バインダーは従来公知バインダーであって、例えば、スチレン−ブタジエン系共重合体、アクリル酸またはメタクリル酸もしくはこれらのエステル等の誘導体を含む重合体もしくは共重合体、酢酸ビニル重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体等の酢酸ビニル系重合体、ポリビニルエーテル、アルキルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体及びそれらの塩、塩化ビニリデン系共重合体、あるいはこれらの各種重合体のカルボキシル基等の官能基含有単量体による官能基変性重合体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジニウムハライド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の合成ポリマー、メラミン樹脂、尿素樹脂等の熱硬化合成樹脂系等の接着剤及びポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール、アルキッド樹脂等の合成樹脂系接着剤、ゼラチン、酸化澱粉、カチオン化澱粉、エーテル化澱粉等の澱粉類、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等のセルロース誘導体、などである。これらバインダーを単独あるいは併用して含有することができる。

トナー受理層には、他に各種無機酸、有機酸、ｐＨ調整剤、画像保存剤、着色剤、増粘剤、界面活性剤等適宜加えることができる。

本発明におけるトナー受理層の厚みは、０．０５μｍ〜１０μｍであることが好ましい。

本発明における支持体としては、レジンコート紙、ポリマーフィルム、上質紙、中質紙、更紙、クラフト紙、印刷用コーテッド紙などを用いることができ、特に好ましくはレジンコート紙、ポリマーフィルムである。支持体の厚みとしては、５０μｍ〜３００μｍであることが好ましい。

本発明におけるトナー受理層の形成方法としては、ダイレクトグラビアコーター、オフセットグラビアコーター、マイクログラビアコーター、リバースグラビアコーター、リバースロールコーター、エクストルージョンバーコーター、カーテンコーター、エアナイフコーター、バーコーター、コンマコーター、ダイコーター、リップコーター、ワイヤーバーコーター、ブレードコーター、スライドホッパーコーター及びそれらの組み合わせ等により支持体にトナー受理層の塗液を塗布する方法が挙げられる。塗布された塗液の乾燥装置としては、直線トンネル乾燥機、アーチドライヤー、エアループドライヤー、サインカーブエアフロートドライヤー等の熱風乾燥機、赤外線、加熱ドライヤー、マイクロ波等を利用した乾燥機等各種乾燥装置を挙げることができる。

以下では、本発明を実施例により詳細に説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。％は特に説明のない限り固形分換算の質量％である。部は特に説明のない限り固形分換算の質量部である。

（実施例１）
エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー樹脂水分散液（丸芳化学製、ＭＹＥ３０Ｅ５）に、アイオノマー樹脂の１００部に対して、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂水分散液（丸芳化学製、ＭＧＰ１６５０）が６０部となるように添加し、さらに水を添加して濃度を１７％に調整してトナー受理層の塗液を得た。

ポリプロピレン樹脂を上質紙の両面に溶融ラミネートした坪量１７０ｇ／ｍ^２のレジンコート紙を支持体とし、トナー受理層の塗液をトナー受理層の厚みが１μｍになるようにマイクログラビアコーターを用いて両面に塗布を行い実施例１の電子写真記録材料を得た。

（実施例２）
実施例１において、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂水分散液の添加量を１５部に変更する以外は、実施例１と同様の方法で実施例２の電子写真記録材料を得た。

（実施例３）
実施例１において、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂水分散液の添加量を１２０部に変更する以外は、実施例１と同様の方法で実施例３の電子写真記録材料を得た。

（実施例４）
実施例１において、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂水分散液の添加量を１３部に変更する以外は、実施例１と同様の方法で実施例４の電子写真記録材料を得た。

（実施例５）
実施例１において、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂水分散液の添加量を１２８部に変更する以外は、実施例１と同様の方法で実施例５の電子写真記録材料を得た。

（比較例１）
実施例１において、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー樹脂水分散液（丸芳化学製、ＭＹＥ３０Ｅ５）をスチレン−ブタジエンラテックス（日本ゼオン製、Ｎｉｐｏｌ ＬＸ１１０）に変更する以外は、実施例１と同様の方法で比較例１の電子写真記録材料を得た。

（比較例２）
実施例１において、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー樹脂水分散液（丸芳化学製、ＭＹＥ３０Ｅ５）をウレタン系ラテックス（ＤＩＣ製、ハイドランＷＬＳ−２１０）に変更する以外は、実施例１と同様の方法で比較例２の電子写真記録材料を得た。

（比較例３）
実施例１において、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー樹脂水分散液（丸芳化学製、ＭＹＥ３０Ｅ５）をエチレン−酢酸ビニル系ラテックス（住化ケムテックス製、Ｓ−７５２）に変更する以外は、実施例１と同様の方法で比較例３の電子写真記録材料を得た。

（比較例４）
実施例１において、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー樹脂水分散液（丸芳化学製、ＭＹＥ３０Ｅ５）にマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂水分散液を加えなかった以外は、実施例１と同様の方法で比較例４の電子写真記録材料を得た。

（比較例５）
実施例１において、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂水分散液をポリプロピレン水分散液（東邦化学工業製、ハイテックＰ−５３００）に変更する以外は、実施例１と同様の方法で比較例５の電子写真記録材料を得た。

（トナー定着強度の評価）
湿式電子写真方式のプリンターとして、ＨＰ Ｉｎｄｉｇｏ ７０００Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｒｅｓｓを用い、標準４色、８ビットモード、１２１９ｄｐｉにて、電子写真記録材料に印刷を行った。印刷完了して１０分経過後に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの単色、色濃度１００％（色の光学濃度）のベタ印字部にセロハンテープを貼り付けて、テープを剥がしてテープに付着したトナーを観察し、トナー定着強度を評価した。本発明において、電子写真記録材料は、評価◎または○であればトナー定着性に優れるといえる。
◎：テープにトナーの付着がなく、トナー定着強度に優れている。
○：テープに僅かにトナーの付着が見られるが、トナー定着強度は良好である。
△：テープにトナーの付着が見られ、トナー定着強度は実用限度のレベルである。
×：トナーの多くはテープに付着し、トナー定着強度は実用不可能なレベルである。

（裏写りの評価）
湿式電子写真方式のプリンターとして、ＨＰ Ｉｎｄｉｇｏ ７０００Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｒｅｓｓを用い、標準４色、８ビットモード、１２１９ｄｐｉにて、電子写真記録材料に連続１０００枚の印刷を行った。印刷画像には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの単色、色濃度１００％（色の光学濃度）のベタ印字部、及び前記４色の各色１００％（色の光学濃度）のコンポジット（都合４００％（色の光学濃度））ベタ部を含む画像とした。印刷した記録材料は、棒積みのまま２４時間放置したのち、印刷画像の裏面への転写、つまり裏写りの評価を行った。本発明において、電子写真記録材料は、評価◎または○であれば裏写りが防止されているといえる。
◎：裏面に画像転写は全く見られない。
○：４色コンポジット（４００％（色の光学濃度））の画像において、僅かに転写が見られるが、実用上は問題ないレベルである。
△：４色コンポジット（４００％（色の光学濃度））の画像以外の画像部でも転写が見られ、実用限度のレベルである。
×：多くの画像で転写が見られ、実用不可能なレベルである。

各実施例および各比較例の評価結果を表１に示す。

実施例１〜５に示すように、発明に記載の条件で作製した電子写真用記録材料は、トナー定着強度に優れ、裏写りの発生がないか問題のないレベルであり高い品質を得ている。マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂の添加比率が、アイオノマー樹脂に対して１５質量％〜１２０質量％である実施例１〜３では、特にトナー定着性に優れ、裏写りの発生の発生も見られない。比較例１〜３に示すようにアイオノマー樹脂に対してマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂以外の樹脂を添加すると、トナーの定着強度が落ちたり、裏写りの改善が見られないなどの不具合が生じている。比較例４に示すようにマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂を添加しないと裏写りの発生が見られるようになる。比較例５に示すようにマレイン酸変性されていないポリプロピレン樹脂を添加すると、裏写りの改善が見られない。

Claims (2)

1. 支持体の両面にトナー受理層を設けた電子写真記録材料において、トナー受理層に少なくともアイオノマー樹脂、およびマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂を含有することを特徴とする電子写真記録材料。
2. マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂のトナー受理層中の添加比率が、アイオノマー樹脂に対して１５質量％〜１２０質量％である請求項１記載の電子写真記録材料。