(57)【要約】本発明は、ポリマーコート紙またはポリマーコート板の印刷基材としての使用方法、この方法により得られる印刷物、およびコーティングの使用に関する。本発明は、一度印刷された表面から溶媒を用いて印刷用インクを除去し、このように洗浄された印刷基材が再印刷に使用できる、印刷基材の繰り返し使用に関する。本発明によれば、印刷面はポリシロキサンで形成され、当該ポリシロキサンには、ポリエステルまたはスチレン−アクリレートベースのトナーが、除去できないように機械的手段で付着しているが、当該トナーは、例えばアセトンなどの適切な溶媒での洗浄により除去できる。ポリシロキサンコート紙またはポリシロキサンコート板は、溶融により印刷面に定着可能な乾式トナーを用いる電子写真印刷に特に適する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーコート紙またはポリマーコート板を印刷基材として使用する方法であって、
そのポリマー印刷面がポリシロキサンで形成された基材が、既に一度印刷された当該面から印刷用インクを溶媒を用いて除去し、続いて印刷用インクが除去された当該面に再度印刷することにより、繰り返し使用されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
印刷がポリマーベースの乾式トナーを用いて行われ、当該トナーが溶融により印刷面に定着することを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
トナーのベースとなるポリマーが、カルボキシル基を含むポリエステルまたはスチレン−アクリレートコポリマーであることを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
印刷が、電界中で印刷面にトナー粒子を塗布することによる電子写真手段により行われることを特徴とする、請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
印刷用インクを除去するための溶媒が、アセトンのような有機溶媒であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
ポリシロキサンコート紙またはポリシロキサンコート板で形成されており、その印刷面に、当該面を傷つけることなく有機溶媒で除去することが可能であるようにポリマーベースのトナーで形成された印刷が付与されていることを特徴とする、印刷物。
【請求項７】
トナーのベースとなるポリマーが、ポリエステルまたはスチレン−アクリレートコポリマーであり、当該ポリマーが、溶融により、ポリシロキサンで形成された印刷面に定着されることを特徴とする、請求項６記載の印刷物。
【請求項８】
紙または板の両面にポリシロキサンコーティングが設けられており、かつ少なくとも片面が印刷を含むことを特徴とする、請求項６または７記載の印刷物。
【請求項９】
繊維質基材上に形成されたポリシロキサンコーティングの、繰り返し用いられる電子写真印刷物の印刷面としての使用であって、当該面が、印刷と印刷との間に、印刷用インクを除去するための有機溶媒で洗浄される、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーコート紙またはポリマーコート板を印刷基材として使用するための方法に関する。また、本発明は、上記の方法により得られた印刷物の使用、および紙または板上のコーティングの印刷面としての使用をも含む。
【背景技術】
【０００２】
かつては最後にごみ捨て場の廃棄物になっていた印刷物は、最近では、主に再生紙または同様の再生物の形態で再利用される。ポリマーは、主に包装材料として使用されるポリマーコート印刷紙およびポリマーコート印刷板から、再生繊維を再パルプ化する工程で分離することができ、当該ポリマーは、その後、燃料として使用できる。
【０００３】
ポリマーコート紙は、透明のポリマー層でコーティングする前に、通常の印刷方法で紙または板に印刷することにより製造されてきたが、印刷は、最終製品の層構造内に留まる。この手順は、印刷工程が、材料を製造するプロセスに組み込まれた部分であるとして束縛されるという欠点を有する。予めコーティングされた紙または板を印刷基材として使用することにより、実質的により融通のきく製造が達成される。例えば、ポリマーコート紙またはポリマーコート板の電子写真印刷法が公知である（例えば、米国特許第５，７４１，５７２号明細書参照）。しかしながら、この方法は、材料の電気的性質に依存して、印刷用インクの定着および印刷品質に関する問題を有した。乾式トナー方式により、異なるポリマーの品質が様々なデジタル印刷にうまく適合することが注目されてきた。
【０００４】
上述のポリマーコート印刷物を製造する技術は全て、使い捨ての印刷基材に基づく。再利用のプロセスにおいてさえも、材料は分解され、繊維は回収されて再生紙または再生板として調製され、次いで、印刷の際の印刷基材として再利用される。印刷基材それ自体の繰り返し使用を可能にする技術は、当該技術分野において大きな進歩を示すであろう。その場合は、印刷面を全く傷つけることなく、簡便な手段で印刷面から印刷を除去することを可能にすべきである。
【０００５】
上記課題を解決するための多くの試みが文献公知である。独国特許出願公開第１９９５８２５８号明細書には、印刷基材として使用されるポリマー積層体またはポリマーコート撥水紙が記載され、水中でコーティングを膨張させた後、機械的なブラッシングにより、当該印刷基材から印刷用インクを除去することができる。続いて、印刷面を界面活性剤または細粒分散物で処理する必要がある。この処理により、当該材料を、複写機または印刷機への使用に再び適合させる。特許第４０９１２９８号公報には、界面活性剤を含む溶液中に繊維ベースの印刷紙を浸漬し、当該紙を超音波洗浄した後、最後に温風で当該紙を乾燥させることにより、当該紙から印刷用インクを除去することが開示されている。独国特許出願公開第４１３２２８８号明細書には、異なる出発点による解決手段が記載されている。この方法は、印刷用インクの使用には基づいておらず、レーザーにより生じる再生可能な色変化反応（regenerative colour change reaction）により、印刷用紙のコーティング上に印刷する。従って、印刷をレーザーまたは熱により徐々に消すことができ、これにより材料を再使用できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、印刷基材を再利用するという課題のより単純な解決手段を提供することであり、当該解決手段は、溶媒で洗浄することにより、他の作業を全く必要とすることなく、使用サイクルと使用サイクルとの間に基材から印刷用インクを除去することに基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はポリシロキサンコート紙またはポリシロキサンコート板に基づくものであり、その印刷品質は良好であることが試験で実証された。また、当該コート紙またはコート板からは、ポリシロキサンで形成された印刷面を傷つけることなく、すなわち、再印刷品質を低下させることなく、印刷用インクを容易に除去することができた。従って、本発明の方法は、そのポリマー印刷面がポリシロキサンで形成された印刷基材が、既に一度印刷された印刷面から印刷用インクを溶媒を用いて除去し、続いて印刷用インクが除去された当該面に再印刷することにより、繰り返し使用されるという事実により特徴付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ポリシロキサンは、部分的に無機的であり、かつ部分的に有機的である特徴を有するハイブリッドポリマーである。ポリシロキサンは、鎖状構造および／または網状構造を含み、当該構造は、交互に並んだシリカおよび酸素原子から形成された鎖を含み、当該鎖には、炭素ベースの有機側鎖および／または架橋が付加する。ポリシロキサンのコーティングは、シランなどの反応性有機基を含むシリカ化合物をそのまま重合するか、あるいは、好ましくは、エポキシ樹脂またはジオールなどの純粋に有機的な反応成分と共に重合するかのいずれかにより、製造することができる。この結果、シランは、このように形成されたポリマー内に無機鎖または網状構造を形成し、有機化合物は、側鎖としてまたは当該構造を架橋する架橋として、当該構造に関与する。ポリシロキサンコーティングの調製は、ゾル−ゲル法により行うことができ、当該方法では、部分的に重合させたまだ液状の反応混合物を、紙または板基材上に塗布し、当該基材上で加熱下または放射線照射下にて硬化する。ポリシロキサンコート紙またはポリシロキサンコート板の製造は、米国特許第６，２００，６４４号明細書および同第６，３０７，１９２号明細書により詳細に記載されており、これらの文献は、ここで引用したことにより、本特許明細書中に含まれる。
【０００９】
上述の米国特許第６，２００，６４４号明細書および同第６，３０７，１９２号明細書から明らかであるように、ポリシロキサンコーティングの物理的性質は、重合に関与する反応成分に依存し、適切な成分を選択することにより、コーティングの性質を、有機性または無機性の傾向のいずれかに焦点を当てて調節することができる。このようにして調節され得るコーティングの性質には、仕上がり、柔軟性および強度などが挙げられる。しかしながら、純粋に有機的なポリマーコーティングに比べ、ポリシロキサンコーティングは、光沢度の高い表面、相対的強度および優れた耐熱性という代表的な特徴を有する。それに加えて、ポリシロキサンコーティングが、強い有機溶媒にダメージを受けることなく耐性を有することは、本発明における重要な特性である。
【００１０】
本発明に特に適した印刷用インクには、ポリマーでコーティングされた粉末状乾式トナーが挙げられ、これは電子写真印刷に使用される。例えば、欧州特許出願第６２９９３０号に詳細に記載されている電子写真印刷では、印刷ステーションは回転ロールを有し、当該ロールの表面は電荷を帯びており、当該ロール上には、潜像を変化させるデジタル情報により電荷が形成される。当該潜像は、反対の電荷を帯びたトナー粒子を画像に適合させるようにロールに塗布することにより、現像される。その後、粒子からなる画像は、ロールを通過するように指向された紙に転写されるが、この転写は、例えば、トナー粒子をロールから紙の印刷面に吸着する電界中で起こり得る。最後に、トナー粒子は、赤外線（ＩＲ）照射下でのトナー中のポリマー成分の溶融により印刷面に定着する。
【００１１】
本発明のポリシロキサンからなる紙または板の印刷面は、上述の電子写真印刷に十分適する。当該面は滑らかであり、トナー粒子を受け取る点で有利な電気的特性を有するので、高い印刷品質が得られる。表面が滑らかであるので、トナーの消費量は少なく、また、印刷面が、トナーが拡がるのを防止するのに十分に低いが印刷面から粒子荷電の一部を消失させるのに十分に高い導電率を有するので、印刷物が帯電下で互いに付着しない。さらに、ポリシロキサンコーティングの摩擦係数が小さいことも、付着しないことに寄与する。また、コーティングの電気的特性は湿度に実質的に依存しないので、高湿度により導電率が上昇して印刷プロセスを妨げることはないであろう。
【００１２】
ポリシロキサンで形成された印刷面は、耐熱性が高いので、赤外線（ＩＲ）照射下でのトナーの定着の点からも有利である。乾式トナーに含まれる代表的なポリマーには、ポリシロキサンコーティングよりもかなり低温で溶融し、そのカルボキシル基がポリシロキサンコーティングの遊離官能基と高い親和性を有するポリマーおよびスチレン−アクリレートコポリマーが挙げられる。従って、上記トナーの担体ポリマーは、ポリシロキサンコーティングに対して、印刷面を損傷させることなく、引っかきによる印刷の剥離を防止するのに十分な接着性を有する。さらに、上記印刷は、溶媒洗浄により、跡を残すことなく印刷面から容易に除去することができる。本発明の試験で確認された印刷面の洗浄性能は、溶媒と印刷するトナーとの間の親和性により説明することができ、当該親和性は、トナーとポリシロキサンとの間の対応する親和性よりも高い。
【００１３】
アセトンは、印刷面の洗浄に特に適した溶媒であり、後述の実施例で使用された。また、ポリエステルベースの印刷用インクおよびスチレン−アクリレートベースの印刷用インクの両方の除去において、酢酸エチルおよびメチルイソブチルケトンが最も有効であることも、試験で明らかとなった。ポリシロキサンは、その硬い表面のため、高い耐スクラッチ性および耐摩耗性を有する。このことは、繰り返される表面の印刷および洗浄を含む連続使用において、かなりの利点である。
【００１４】
上述の印刷方法の各印刷サイクルにより得られる本発明の印刷物は、ポリシロキサンコート紙またはポリシロキサンコート板と、印刷面を損傷することなく有機溶媒により除去することができるように印刷面に付着しているポリマーベースのトナーで形成された印刷とからなることを特徴とする。ポリシロキサンコーティングは、紙または板の片面のみに施してもよいし、あるいは、必要に応じて紙または板の両面に施してもよい。両面をコーティングすれば、本発明の印刷物は、片面のみまたは両面のいずれにも印刷することができる。印刷物を溶媒で洗浄する観点からは、例えば、印刷物の片面にしか印刷が必要とされない場合であっても、保護のためのポリシロキサンコーティングを両面に施すことが好ましい。
【００１５】
紙または板に直接設けられるポリシロキサン層の重量は、５〜３０ｇ／ｍ２の範囲内であればよく、１０〜２０ｇ／ｍ２の範囲内であることが好ましい。このようなポリシロキサン層は、紙または板の片面に設けてもよいし、あるいは両面に設けてもよい。しかしながら、上記紙または板は、ポリエステルなどのポリマーの内部耐熱層を備えることができる。当該内部耐熱層は、押出し成形されても、フィルムとして積層されてもよく、その重量は例えば５〜５０ｇ／ｍ２であり、この層の上に設けられるポリシロキサン層の重量は、例えば１〜１０ｇ／ｍ２である。紙または板で形成される繊維質基材の重量は、広い範囲内で変更可能であり、当該範囲には、２０〜１３０ｇ／ｍ２の重量を有する紙および１３０〜５００ｇ／ｍ２の重量を有する板が含まれ得る。
【００１６】
さらに、本発明は、繊維質基材上に形成されるポリシロキサンコーティングの、電子写真印刷において繰り返し用いられる印刷面としての使用も含み、当該面は、印刷サイクルと印刷サイクルとの間に、印刷を除去するための有機溶媒で洗浄される。
【００１７】
本発明は、以下の実施例１〜５で明らかにされ、当該実施例は、ポリシロキサンコート板で形成された印刷基材の製造について説明する。さらに、実施例５で得られた材料を、電子写真の試験印刷および印刷面の溶媒洗浄に供した。
【実施例】
【００１８】
印刷基材の製造
実施例１
２４．８３ｇのメタクリロキシプロピルトリメトキシシランおよび５．３５ｇのγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを共に混合した。混合物に９．１３ｇの２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを添加した。１．１９ｇの０．１Ｍ硝酸を徐々に加えることにより、混合物を加水分解した。約１日後、混合物に２．００ｇの二酸化ケイ素を加えた。二酸化ケイ素を溶解した後、混合物に１．０４ｇの１−メチルイミダゾールを加えた。１−メチルイミダゾールを加えた後１日以内に、混合物で板をコーティングした。このコーティングを、１６０℃のオーブン内で２分間保持した。
【００１９】
実施例２
３５．３７ｇのγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランおよび９．１３ｇの２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを共に混合した。１．７８ｇの０．１Ｍ硝酸を徐々に加えることにより、混合物を加水分解した。約１日後、混合物に２．００ｇの酸化ケイ素を加えた。二酸化ケイ素が溶解した後、混合物に０．６２ｇの１−メチルイミダゾールを加えた。１−メチルイミダゾールを加えた後１日以内に、混合物を、板をコーティングするために使用した。このコーティングを、１６０℃のオーブン内で２分間硬化させた。
【００２０】
実施例３
３７．２６ｇのγ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランおよび９．１３ｇの２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを共に混合した。１．７８ｇの０．１Ｍ硝酸を徐々に加えることにより、混合物を加水分解した。約１日後、混合物に２．００ｇの酸化ケイ素を加えた。二酸化ケイ素が溶解した後、混合物に０．６２ｇの１−メチルイミダゾールを加えた。１−メチルイミダゾールを加えた後１日以内に、混合物を、板をコーティングするために使用した。このコーティングを、１６０℃のオーブン内で２分間硬化した。
【００２１】
実施例４
本手順は、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを１３．７０ｇの量で用いたこと以外は、実施例３の手順と同じであった。
【００２２】
実施例５
本手順は、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを６．８４ｇの量で用いたこと以外は、実施例３の手順と同じであった。
【００２３】
試験印刷および印刷用インクの除去
実施例６
板基材の重量が２７５ｇ／ｍ２であり、かつコーティングの重量が約２０ｇ／ｍ２である実施例３で得られたコート板を、粉末状スチレン−アクリレートベースの乾式トナーを使用する電子写真印刷に供した。トナーを、温度１６０℃で溶融させることにより印刷基材に定着した。続いて、印刷面を、アセトンを用いて印刷用インクを除去することにより洗浄した。
【００２４】
図１に示す印刷面のフーリエ変換スペクトル（ＦＴＩＲ）は、印刷前（曲線Ａ）、印刷後（曲線Ｂ）およびアセトンによる洗浄の１５分後（曲線Ｃ）で実行された。印刷面の曲線Ｂは、波数１７１２ｃｍ−１および１５１６ｃｍ−１においてトナーのスチレン−アクリレートにより引き起こされた著しいピークを示す。これらのピークは、清浄な未印刷面の曲線Ａには見られない。アセトンで洗浄された面の曲線Ｃは、未印刷面の曲線Ａと実質的に同一である。このことは、トナーが完全に除去されたが面は傷ついていないことを意味する。
【００２５】
実施例７
実施例３で得られた板に印刷し、続いて、実施例６と同様にしてアセトンで洗浄した。次いで、アセトンで洗浄した印刷面に、最初の印刷と同様の方法で再度印刷した。この繰り返し印刷された印刷面について、ＦＴＩＲスペクトルを実行した。このスペクトルは図２の曲線Ｂである。最後に、印刷面をアセトンで再度洗浄し、図２に示す曲線Ｃを得た。曲線Ａは、上述した繰り返し印刷される前の清浄な印刷面について得た。曲線Ａと曲線Ｃとの間の類似性に加えて、曲線Ｂと、一度だけ印刷された面に関する実施例６の曲線（図１の曲線Ｂ）との間の相関性は、印刷面が、印刷品質が変化したり損なわれたりすることなく、繰り返しの印刷および各印刷の間の洗浄に耐えることを明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、実施例６で得られた、印刷面のフーリエ変換赤外スペクトル（ＦＴＩＲ）である。
【図２】図２は、実施例７で得られた、印刷面のフーリエ変換赤外スペクトル（ＦＴＩＲ）である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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