(57)【要約】【課題】  受像シートの成形を容易化し、かつシートの表示面と裏面の表面抵抗率やシート全体の体積低効率の制御（調整）も容易化すること。【解決手段】  帯電防止剤が添加された第１熱可塑性樹脂Ａと、前記第１熱可塑性樹脂Ａと相溶性を有する熱可塑性樹脂であって、かつ前記第１熱可塑性樹脂とは異なる添加量の帯電防止剤を含有する第２熱可塑性樹脂Ｂと、を積層する積層工程と、前記第１熱可塑性樹脂Ａの形状付与表面が半溶融状態の内に、微細な溝を表面に備える形状付与ローラーＲｘとこれに対設された押圧ロールＲｙとによって挟み込み成形する成形工程と、を経て受像シートＳを製造する。【選択図】  図１
2006123394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面に凹凸形状を備える受像シートを製造するための方法であって、
帯電防止剤が添加された第一熱可塑性樹脂と、前記第二熱可塑性樹脂と相溶性を有する熱可塑性樹脂であって、かつ前記第一熱可塑性樹脂とは異なる添加量の帯電防止剤を含有する第二熱可塑性樹脂と、を少なくとも積層する積層工程と、
前記第一熱可塑性樹脂の形状付与表面が半溶融状態の内に、微細な溝構造を表面に備える形状付与ローラーとこれに対設された押圧ロールとによって挟み込み成形する成形工程と、を経る受像シートの製造方法。
【請求項２】
前記積層工程の段階において、前記第二熱可塑性樹脂は固化状態にあることを特徴とする請求項１記載の受像シートの製造方法。
【請求項３】
前記積層工程は、前記成形工程と同時に行われることを特徴とする請求項１記載の受像シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再利用可能な受像シートの製造技術に関する。より詳しくは、片面に凹凸形状を備える受像シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子ペーパー、デジタルペーパー、あるいはリライタブルペーパー等と称される、書き換え可能な表示媒体の開発が進展している。その中で、「乾式トナー作像方式」と呼ばれる技術に基づいて消去及び再生を可能とした表示媒体が提案されている。
【０００３】
この「乾式トナー作像方式」は、電子写真法をベースとした画像形成方法であって、複写機、あるいはプリンターを使用し、普通紙の代わりに、表面に微細な複数本の隔壁を形成した熱可塑性樹脂シートを受像シートとして用いて、感光体上のトナー粒子画像を、該シート表面に転写する方式である。
【０００４】
トナー粒子画像が転写された受像シートを再利用する場合では、まず、該シートからトナー粒子を脱離させることが必要となる。前記の乾式トナー作像方式では、熱による定着を行なうことなく、静電力等によってトナー粒子をシートに保持させる構成である。このため、トナー粒子を機械的方法（物理的方法）でシートから脱離させた後に、例えば、複写機、あるいはプリンターに予めセットされているブラシによってクリーニングした後に、新たな情報を持つ感光体上のトナー粒子を、再転写させることができる。
【０００５】
ここで、「受像シート」として、例えば、特許文献１、２においては、シート表面に微少な突起が分散形成された形態を備え、その凹凸面にトナー像を転写し、加圧により固定して画像を形成するという内容又は構成のものが提案されている。
【０００６】
また、前記受像シートを形成する方法として、特許文献３には、熱可塑性樹脂シートを原料として用い、表面に微細な溝を加工した加熱可能な形状付与ローラー及びその対面に設置される押圧ローラーに挟み込んで、シート上に微細な隔壁を形成する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−４３６８２号公報。
【特許文献２】特開２００２−３６５８２４号公報。
【特許文献３】特開２００１−１０９１８３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
＜受像シートの成形における技術的課題＞。
【０００８】
表面に凹凸形状を備える「受像シート」では、その表示面の凹凸形状を形成する隔壁の高さ、厚み、隔壁のピッチについては、実用上、求められる好適な条件がある。特に、隔壁の高さに関しては、例えば、５０μｍ以下となると、画像を紙や指で擦った際に、表示が汚れてしまう可能性があるため、実用上、不具合が生じてしまう。しかし、シートに対する形状付与工程、特に、既に出来上がっている（固体状の）熱可塑性樹脂シートに対して、形状付与用の加熱ローラーを用いて凹凸形状を付与する工程を採用すると、所望の隔壁形状を得る際に、ローラーとシートの間の離型性に充分に配慮しながら形状付与用ローラーの温度を選定し、また、凹凸形状に圧力班が生じないように、慎重に圧力を選定しなければならない。即ち、形状付与工程における条件設定は、非常に繊細で、難しい。
【０００９】
＜受像シートの帯電性に係わる技術的課題＞。
【００１０】
シートが帯電していると、トナー粒子が表示面の凹凸形状の溝底にまで到達しないために表示が不明瞭になる問題やシート表面に付着したトナー粒子によって、手が汚れてしまう問題などが発生する。このため、受像シートの表面抵抗率及び体積抵抗率の制御が必要となるが、この制御は、一般には、界面活性剤がブリードアウトすることでその効果を発揮する低分子の帯電防止剤（抵抗値制御剤）をシート材料に含有させることで行われる。しかし、前記帯電防止剤の効果は、湿度によって大きく左右されたり、水等で洗浄することにより、抵抗値制御効果が低下したりする。また、単にシート作製時に熱可塑性樹脂の副原料として前記帯電防止剤を含有させただけでは、シートの表示面と裏面の表面抵抗率が同一となるので、この受像シートにトナー粒子を転写する際に、該トナー粒子がリブ壁面に吸い寄せられてしまい、該トナー粒子が溝底へ到達しない。この結果、表示が不明瞭となってしまう。即ち、シートの表面抵抗率及び体積抵抗率の制御は、表示の明瞭性に深く係わる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記二つの課題を解決すること、即ち、受像シートの成形が容易であり、かつシートの表示面と裏面の表面抵抗率やシート全体の体積低効率の制御（調整）が容易である、受像シートの製造方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、片面に凹凸形状を備える受像シートを製造するための方法である。より具体的には、まず、帯電防止剤が添加された第一熱可塑性樹脂と、前記第二熱可塑性樹脂と相溶性を有する熱可塑性樹脂であって、かつ前記第一熱可塑性樹脂とは異なる添加量の帯電防止剤を含有する第二熱可塑性樹脂と、を少なくとも積層する積層工程を行う。なお、この積層工程では、少なくとも二層を形成する工程であり、三層あるいはそれ以上の構成であってもよい。
【００１３】
この積層工程の段階において、製造安定性、製造の高速化のし易さ、装置コストの点で有利であるという理由から、前記第二熱可塑性樹脂は固化状態にあるようにしてもよく、また、この積層工程は、以下の成形工程と同時に行われるようにしてもよい。
【００１４】
次に、前記第一熱可塑性樹脂の形状付与表面が半溶融状態の内に、微細な溝構造を表面に備える形状付与ローラーとこれに対設された押圧ロールとによって挟み込み成形する成形工程を行う。これにより、片面に凹凸形状を備える受像シートを製造する。なお、凹凸形状は、受像シートの表示面側に形成され、その凹溝部分にトナー粒子を定着させて、表示画像を形成する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、異形シート材料において、表面と裏面の表面抵抗率、およびシート全体の体積抵抗率を制御することを容易化でき、また、従来技術では、形成が困難であった隔壁高さを有する受像シートを容易かつ確実に成形することができる。この結果、明瞭な表示を実現できる高品質な受像シートを提供できる。
【００１６】
押出機より供給される溶融物を直接成形加工するので、工程数を減少させることができる。さらには、固化状態のシート材に対する従来の加熱成形加工方法に比べて、成形加工が低温、低圧下で作製できるため、設備的にも安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、添付した図１、図２に基づいて、本発明に係る受像シートの製造方法の基本的な実施形態について説明する。図１は、本発明に係る受像シートの製造方法を好適に実施できる装置構成を簡易に示した図、図２は、同製造方法によって得られる受像シートの一部断面図である。
【００１８】
本発明に係る「受像シートの製造方法」を実施する場合において、受像シートＳの凹凸形状の精度を保ち、シートの厚みムラを抑制するため、受像シートＳの樹脂材質に合わせた押出を行うため、押出機、スクリュー、Ｔダイス（符号Ｄ）の設計を行い、好ましくは、ギヤポンプを使用する。
【００１９】
二層のシートを形成するため樹脂（第一樹脂Ａと第二樹脂Ｂ）は、互いに相溶性を有する（積層後容易に剥離しない）熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではない。しかし、諸物性、コスト面等を考慮すると、ポリオレフィン樹脂が好ましく、中でもポリプロピレンが好ましい。より好ましくは、ホモポリプロピレンを採用することができる。
【００２０】
前記樹脂に対して添加する顔料は、受像シートＳの視認性を考慮し、酸化チタン等の顔料を適宜、適量添加する。帯電防止剤は、粒子(トナー)の定着性を考慮し、抵抗値制御（調整）剤を適量添加する。
【００２１】
この抵抗値制御剤の種類としては、湿度依存性が小さく、永年抵抗値を持続できる高分子タイプが好適である、例えば、三洋化成工業製「ペレスタット」や導電性の酸化チタン（例えば、石原産業製「ET-300W」）等が、好ましい。
【００２２】
積層工程では、表示面と裏面の表面抵抗率をそれぞれ制御するため、表面抵抗率が異なる少なくとも二層のシート（第一樹脂Ａと第二樹脂Ｂ）を積層する。積層の方法としては、表面抵抗率の異なる二枚の樹脂シートを貼り合わせてもよいし、複層ダイスで溶融樹脂を同時に層状に供給することによって、積層状態としてもよい。なお、前者の方が、製造安定性、製造の高速化のし易さ、装置コストの点で好ましい。
【００２３】
また、表面抵抗率の異なる二枚の樹脂シートを貼り合わせて積層を行う構成では、形状付与ローラーＲｘと押圧ローラーＲｙの接点部分で、はじめて第一樹脂Ａの溶融物と第二樹脂Ｂが合わさる（積層される）のが望ましい。即ち、前記接点前に、第二樹脂Ｂ上に、溶融状態の第一樹脂Ａが積層されない方が望ましい。
【００２４】
形状付与ローラーＲｘは、受像シートＳを、定形サイズ（一般的な紙の大きさ、はがき、Ａ３、Ａ４等)に合わせる必要があるので、該ローラーＲｘの幅は、それに対応するサイズとする。比較的消費量が多いＡ４サイズ(２１０ｍｍ程度)に予め設定してもよいが、生産量を向上させるため、その２〜３倍に設定し、長手方向にカットして受像シートを得てもよい。なお、あまり幅が広いと、製造時における精度の低下を招く。
【００２５】
また、形状を付与するための微細な溝加工を行なう際のワークに制限がある（幅広の溝加工は難易度が高い）ため、溝加工を施した幅の狭いカラー（幅狭のローラー）を複数個製作し、軸に嵌め込み、繋ぎ合わせることで幅の広いローラーとしてもよい。
【００２６】
形状付与ローラーＲｘの径は、特に制限されるものではないが、好ましくは外径３０〜５００ｍｍとする。ローラーＲｘの径が小さいと、形状を付与した後に冷却しきれず、脱型できなくなり、また、成形速度が遅くならざるを得ず、生産効率が悪くなる。一方、ローラーＲｘの径が大き過ぎると、上述の理由で、溝加工が困難となる。
【００２７】
形状付与ローラーＲｘの材質は、特に制限されるものではないが、あまり硬質な材料であると、溝加工が困難となる。あまり軟質な材料であると、ローラーが歪みやすくなる。また、防錆処理や離型性向上の為の各種コーティングを行なっても良い。
【００２８】
形状付与ローラーＲｘの溝幅は、２０〜５０μｍが好ましい。これ以下は、溝加工が困難である。また、画像は隔壁間に入り込んだトナー粒子によって表示されるため、溝幅が５０μｍ以上となると、障害物が目立つことになり、リライタブルペーパーを作成した場合の可読性が悪化するので好ましくない。
【００２９】
形状付与ローラーＲｘの溝の深さ（隔壁の高さ）は、好ましくは８０〜２００μｍ、より好ましくは１２０〜１５０μｍである。８０μｍ以下では、使用時に、軍手着用不可などの取り扱い制限が生まれ、あまりに低くなると、トナー粒子がうまく定着できない。２００μｍを超えると、受像シートの厚みが厚くなり、嵩張り、紙のような柔軟性を失ってしまう。
【００３０】
形状付与ローラーＲｘの溝ピッチは、１００〜１５０μｍが好ましい。１００μｍ未満となると、溝加工が困難となるばかりか、仮に溝加工ができたとしても隔壁の本数が多くなる。このため、受像シートＳ（リライタブルペーパー）を作成した場合の可読性が悪化してしまう。一方、１５０μｍを超えると、トナー粒子がうまく定着できなくなる。
【００３１】
形状付与ローラーＲｘの温度調節は、例えば、該ローラーＲｘを中空にし、その中に熱媒(湯、油等)を入れ、熱媒を循環させて温調する。温度範囲は、樹脂の材質、ローラー径、成形速度に応じて決定する。温度が低すぎると、設定どおりの隔壁が得られない。一方、温度が高すぎると、形状付与後の離型が困難となる。
【００３２】
次に、押圧ローラーＲｙの幅は、上記形状付与ローラーＲｘと同一幅に設定する。該ローラーＲｙの径は、特に制限されるものではないが、形状付与ローラーＲｘと同一径付近に設定する。ローラーＲｙの材質も特に制限されないが、耐熱性のあるゴム(シリコンゴム等)を被覆したものが好ましい。
【００３３】
押圧ローラーＲｙの温度調節は、該ローラーＲｙを中空にし、その中に熱媒(湯、油等)を入れ、熱媒を循環させて温調する。温度範囲は、樹脂の材質、ローラー径、成形速度に応じて決定する。温度が低すぎると、設定どおりの隔壁が得られない。また、温度が高すぎると、形状付与後の離型が困難となる。
【００３４】
押圧ローラーＲｙに付与する圧力は、ローラー幅、シリンダー径及び元圧によって設定する。
【００３５】
次に、引き取り機Ｐ（図１参照）は、特に制限されるものではないが、シート表面に形成された隔壁をつぶさないため、クリアランス制御可能なピンチローラーのようなものが好ましい。また、同じく隔壁形状保護のため少なくとも表面がゴム等の軟質材であるものを用いるのが好ましい。
【実施例１】
【００３６】
シート基材となる樹脂（第一樹脂Ａ及び第二樹脂Ｂ）は、熱可塑性樹脂であるホモポリプロピレン（出光石油化学製Y-2000GV、MFR=20)を用いた。この樹脂基材へ、酸化チタンベースの白色顔料（東京インキ製PEX 2803 WHITE)と、帯電防止剤（三洋化成工業製、ペレスタット300)と、混練し、シート原料とした。
【００３７】
第一樹脂Ａは、熱可塑性樹脂（ホモポリプロピレン）：帯電防止剤＝８５：１５(重量比)とし、第二樹脂Ｂは、熱可塑性樹脂（ホモポリプロピレン）：帯電防止剤：顔料＝４０：２０：４０(重量比)の割合で、それぞれ混練し、シート原料とした。
【００３８】
予め第二樹脂Ｂを押出機により溶融混練し（吐出量6.5cc/min）、定法により厚み５０μｍ、幅１００ｍｍのシートを得た。第一樹脂Ａを押出機により溶融混練し（吐出量６．０cc/ｍｉｎ）、定法により、１００ｍｍ幅のＴダイスから溶融物を供給しつつ、形状付与面の裏側より、前記第二樹脂Ｂを原料としたシートを挿入し、片面に凹凸形状が賦形された二層シートを得た。
【００３９】
本実施例１において使用した形状付与ローラーＲｘは、ローラー幅１００ｍｍ、ローラー径４０ｍｍの軸付中空快削鋼に、幅５０μｍ、深さ１５０μｍ、ピッチ１５０μｍの溝加工を施した後、防錆処理を行い、形状付与ローラーＲｘとした。尚、温水循環器を使用し、形状付与ローラーＲｘを９３℃に温調した。なお、成形加工時の好適な温度範囲は、８０〜１００℃、特に好適には、８８〜９８℃であることを確認した。
【００４０】
本実施例１で使用した押圧ローラーＲｙは、φ１６エアシリンダーを両端部にそれぞれ設け、元圧力を１Ｍｐａに設定したローラー幅１００ｍｍ、ローラー径３０ｍｍの軸付中空ステンレス鋼に、シリコンゴムを被覆して径を４０ｍｍとした。尚、温水循環器を使用し、押圧ローラーを７０℃に温調した。なお、成形加工時の好適な温度範囲は、６０〜８０℃、特に好適には６５〜７５℃であることを確認した。
【００４１】
本実施例１で使用した引き取り機Ｐは、速度調節可能な直径１００ｍｍのシリコンゴム製ピンチローラーを使用した。なお、引き取り速度は、１ｍ／ｍｉｎに設定した。
【００４２】
上記第一樹脂Ａの溶融物を形状付与ローラーＲｘ及び押圧ローラーＲｙの間に挟み込み、冷却し、引き取ることで、平均隔壁幅５０μｍ、平均隔壁高さ１４０μｍ、平均隔壁ピッチ１５０μｍ、平均シート厚み２５０μｍの精密且つ微細な隔壁を持ったシートを得た。
【００４３】
また、この凹凸形状（隔壁構造）を有する面（表示面）の表面抵抗率を測定した結果、２×１０12Ω、その裏に当たる平滑な面（裏面）の表面抵抗率は５×１０9Ω、及び体積抵抗率は２×１０13Ωｃｍであった。
【実施例２】
【００４４】
上記実施例１と同様の樹脂組成とし、Ｔダイスを２種の樹脂（第一樹脂Ａ及び第二樹脂Ｂ）を一度に押出可能な２層ダイスを使用して、それぞれの樹脂が層状に配置された状態で、Ｔダイスから押出し、形状付与ローラーＲｘ、押圧ローラーＲｙ、引き取り機Ｐの条件及び設定は、上記実施例１と同様の方法を採用した。この方法により、平均隔壁幅５０μｍ、平均隔壁高さ１４０μｍ、平均隔壁ピッチ１５０μｍ、平均シート厚み２５０μｍの精密且つ微細な凹凸形状（隔壁構造）を持ったシートを得た。
【００４５】
この凹凸形状（隔壁構造）を有する面（表示面）の表面抵抗率を測定した結果、２×１０12Ω、その裏に当たる平滑な面（裏面）の表面抵抗率は５×１０9Ω、及び体積抵抗率は２×１０13Ωｃｍであった。
【００４６】
（比較例１）。
【００４７】
上記実施例１、２と同様の樹脂組成及び押出装置で予めシートを作製し、同様のローラーＲｘ，Ｒｙを用いた。合成油を熱媒として、形状付与ローラーＲｘ及び押圧ローラーＲｙの温度を１５０℃とし、φ３０の油圧シリンダーを両端部にそれぞれ設け、元圧力を１０Ｍｐａとした以外は、上記実施例１、２と同様の条件で成形した。
【００４８】
その結果、平均隔壁幅５０μｍ、平均隔壁高８０μｍ、平均隔壁ピッチ１５０μｍ、平均シート厚み２３０μｍの隔壁構造を持った２層シートを得た。しかし、本比較例に係る方法では、形状付与ローラーＲｘの凹部に十分に樹脂が入り込まず、十分な高さの隔壁構造を有するものは、得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、片面に凹凸形状を備える受像シート（リライタブルペーパー）の製造方法として利用できる。特に、表面（表示面）と裏面の表面抵抗率、およびシート全体の体積抵抗率を制御し、所望の隔壁高さを有する受像シートを容易かつ確実に成形する製造方法として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る「受像シートの製造方法」を好適に実施できる装置構成を簡易に示した図である。
【図２】同製造方法によって得られる受像シート（Ｓ）の一部断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ  第一樹脂
Ｂ  第二樹脂
Ｄ  ダイ
Ｐ  引き取り機
Ｒｘ  形状付与ローラー
Ｒｙ  押圧ローラー
Ｓ  受像シート
【図１】
2006123394.tif 000003
【図２】
2006123394.tif 000004